(57)【要約】【課題】低温状態の電池を低い充電電流で充電する際の充電時間を短縮する。【解決手段】充電回路から電池へ一定の電流を供給して充電を行う定電流充電モードから、充電回路から電池に一定の電圧を印加して充電を行う定電圧充電モードへ切り換えて充電を行う制御回路と、電池の温度を検出する温度検出器とを備え、制御回路は、定電流充電モードにおいて、温度検出器により所定の高温が検出された場合は高温時の所定電流一定で充電を行い、温度検出器により所定の高温より低い所定の低温が検出された場合は、高温時の所定電流よりも低い低温時の所定電流一定で充電を行うとともに、定電圧充電モードにおいて、温度検出器により検出された温度に応じた制御を行う。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電回路から電池へ一定の電流を供給して充電を行う定電流充電モードから、前記充電回路から前記電池に一定の電圧を印加して充電を行う定電圧充電モードへ切り換えて充電を行う制御回路と、
前記電池の温度を検出する温度検出器とを備え、
前記制御回路は、前記定電流充電モードにおいて、前記温度検出器により所定の高温が検出された場合は高温時の所定電流一定で充電を行い、前記温度検出器により前記所定の高温より低い所定の低温が検出された場合は、前記高温時の所定電流よりも低い低温時の所定電流一定で充電を行うとともに、前記定電圧充電モードにおいて、前記温度検出器により検出された温度に応じた制御を行うことを特徴とする充電制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の充電制御装置において、
前記定電圧充電モードにおいて充電終了を判定するための基準電流は、前記定電流充電モードにおける充電電流に応じて決定されており、
前記制御回路は、前記温度検出器により前記所定の低温が検出された場合には、前記定電圧充電モードで充電中に前記定電流充電モードにおける充電電流を前記低温時の所定電流よりも高い値へ変更することを特徴とする充電制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の充電制御装置において、
前記制御回路は、充電を開始してから所定の充電制限時間が経過しても充電が終了しない場合は異常と判定して充電を停止するが、前記温度検出器により前記所定の低温が検出された場合には、前記所定の充電制限時間を延長することを特徴とする充電制御装置。
【請求項４】
充電可能な電池を電源とするカメラであって、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電制御装置を備え、前記電池の充電を行うことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の充電制御装置とその充電制御装置を搭載したカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
温度に応じて充電制御を切り換えるようにした充電制御装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０５−０４９１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の充電制御装置では、電池の温度が低い場合に単に充電電流を下げるようにしているため、充電時間が長くなってしまうという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
(１)  請求項１の発明は、充電回路から電池へ一定の電流を供給して充電を行う定電流充電モードから、充電回路から電池に一定の電圧を印加して充電を行う定電圧充電モードへ切り換えて充電を行う制御回路と、電池の温度を検出する温度検出器とを備え、制御回路は、定電流充電モードにおいて、温度検出器により所定の高温が検出された場合は高温時の所定電流一定で充電を行い、温度検出器により所定の高温より低い所定の低温が検出された場合は、高温時の所定電流よりも低い低温時の所定電流一定で充電を行うとともに、定電圧充電モードにおいて、温度検出器により検出された温度に応じた制御を行う。
(２)  請求項２の発明は、請求項１に記載の充電制御装置において、定電圧充電モードにおいて充電終了を判定するための基準電流は、定電流充電モードにおける充電電流に応じて決定されており、制御回路は、温度検出器により所定の低温が検出された場合には、定電圧充電モードで充電中に定電流充電モードにおける充電電流を低温時の所定電流よりも高い値へ変更する。
(３)  請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載の充電制御装置において、制御回路は、充電を開始してから所定の充電制限時間が経過しても充電が終了しない場合は異常と判定して充電を停止するが、温度検出器により所定の低温が検出された場合には、所定の充電制限時間を延長する。
(４)  請求項４の発明は、充電可能な電池を電源とするカメラであって、請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電制御装置を備え、電池の充電を行うカメラである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、低温状態の電池を低い充電電流で充電しても不必要に充電時間が長くなるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】一実施の形態の充電制御装置の構成を示す図
【図２】一実施の形態の充電制御プログラムを示すフローチャート
【図３】一実施の形態の充電制御のタイミングチャート
【図４】一実施の形態の充電制御装置を搭載したカメラの構成を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図１は一実施の形態の充電制御装置１の構成を示す図である。ＡＣアダプター２は図示しない整流器や平滑コンデンサーなどを備え、商用交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）を整流し平滑して出力する。なお、ＡＣアダプター２にトランスなどによる降圧機能を備えてもよい。充電回路３は図示しないスイッチングトランス、スイッチング素子、ＰＷＭ制御回路、ノイズ吸収・平滑回路、電池ホルダーなどを備え、ＡＣアダプター２から出力される直流電源を所定の充電電圧まで降圧し平滑して電池４に印加する。電池４は充電可能な種類であればどのような種類でもよいが、この一実施の形態ではリチウムイオン電池を例に挙げて説明する。温度センサー５は電池４の温度Ｔを検出する。充電制御回路６はＣＰＵ６ａやメモリ６ｂなどを備え、電池４の温度に基づいて充電回路４により電池４の充電開始と停止、充電モード、充電電圧、充電電流、充電時間などを制御する。
【０００９】
図２は一実施の形態の充電制御プログラムを示すフローチャート、図３は一実施の形態の充電制御のタイミングチャートである。これらの図面を参照して一実施の形態の充電制御動作を説明する。充電制御回路６のＣＰＵ６ａは、電源スイッチ(不図示)がオンされると所定時間ごとにメモリ６ｂに記憶されている充電制御プログラム（図２参照）を実行する。図２のステップ１において、温度センサー５により電池ホルダー(不図示)に装着された充電対象の電池４の温度Ｔを検出する。続くステップ２で、検出した電池温度Ｔが所定の許容充電温度範囲内（この一実施の形態では例えば０℃≦Ｔ≦５０℃）にあるか否かを判別する。許容充電温度範囲内にない場合、つまり０℃より低いか、５０℃より高い場合には充電を開始せず、ステップ１に戻ってふたたび電池温度の検出を行う。
【００１０】
電池温度Ｔが許容充電温度範囲内にあると判別された場合はステップ３へ進み、電池温度Ｔが所定の低温状態（この一実施の形態では例えば０℃≦Ｔ≦１０℃）であるか否かを判別する。低温状態である場合はステップ６へ進み、低温状態でない場合はステップ４へ進む。検出された電池温度Ｔが許容充電温度範囲内にあるが、低温状態ではない場合（１０℃＜Ｔ≦５０℃）には、ステップ４で高温時における所定の充電電流（この一実施の形態では例えば１Ｃ）による充電を開始する。一方、検出された電池温度Ｔが許容充電温度範囲にあり、かつ低温状態である場合（０℃≦Ｔ≦１０℃）には、ステップ６でタイマー（ＣＰＵ６ａによるソフトウエアタイマー）を延長し（詳細後述）、続くステップ７で上記高温時の所定の充電電流より低い低温時における所定の充電電流（この一実施の形態では例えば０．５Ｃ）による充電を開始する。ここで、電池の全容量を１時間かけて充放電する電流値を１Ｃレートという。
【００１１】
図３は、一実施の形態の充電制御による充電時の電池４の電圧ＶBAT[Ｖ]の変化(ａ)と充電電流Ｉcharge[Ｃ]の変化(ｂ)を示す。この一実施の形態の充電制御装置１は、トリクル充電モード、高速充電モード、定電圧充電モードの順に３種類の充電モードを切り換えて充電を行う。トリクル充電モード（予備充電モードともいう）は、本格的な充電を行う前に少ない充電電流で充電を行って電池４に異常がないかどうかを確認するための充電モードで、この一実施の形態では高速充電モードにおける充電電流Ｉchargeの１／１０の充電電流に制限して充電を行う。したがって、電池温度Ｔが高温状態にある場合には１Ｃの１／１０の０．１Ｃに制限し、低温状態にある場合には０．５Ｃの１／１０の０．０５Ｃに制限してそれぞれトリクル充電を行う。
【００１２】
トリクル充電開始から所定時間以内に電池４の電圧ＶBATが所定電圧（この一実施の形態では例えば２．９Ｖ）まで上昇すれば、電池４は正常であると判定して次の高速充電モードへ移行する。なお、トリクル充電モードで充電を開始してから所定時間が経過しても電池４の電圧ＶBATが所定電圧まで上昇しない場合は、装填された電池４は異常であるとして充電を中止し警告する。
【００１３】
高速充電（定電流充電）モードでは、一定の充電電流Ｉchargeで電池４の充電を行う。この一実施の形態では電池４の温度Ｔに応じた充電電流Ｉcharge一定で充電を行う。電池４の温度Ｔが高温状態（１０℃＜Ｔ≦５０℃）である場合は例えば１Ｃ一定で充電を行い、電池４の温度Ｔが低温状態（０℃≦Ｔ≦１０℃）である場合は、高温状態の充電電流１Ｃよりも低い例えば０．５Ｃ一定で充電を行う。なお、高速充電モードにおける充電電流はこの一実施の形態の値に限定されないが、電池温度Ｔが低温状態の場合には高温状態の場合よりも低い充電電流を設定する。
【００１４】
高速充電（定電流充電）モードにおいて電池温度Ｔに応じた一定の充電電流Ｉchargeで充電を開始した後、電池４の電圧ＶBATが所定の電圧（この一実施の形態では４．２Ｖ）に達したら定電圧（定電圧充電）モードへ移行する。図３(ａ)に示す充電特性では、時刻ｔ３で電池４の電圧ＶBATが所定の充電電圧４．２Ｖに達している。定電圧モードでは、所定の充電電圧、ここでは４．２Ｖ一定で充電を行うとともに、電池４の温度Ｔに応じた制御を行う。
【００１５】
充電制御装置に一般的に用いられる充電制御ＩＣでは、定電圧モードにおいて充電終了判定の基準となる充電電流Ｉchargeは、高速充電モードにおける充電電流Ｉchargeの設定値に対する所定の比率で自動的に設定され、例えば上述したように高速充電モードにおける充電電流Ｉchargeが１Ｃの場合は１／１０の０．１Ｃに設定される。したがって、高速充電モードにおける充電電流Ｉchargeに小さい電流値を設定するほど充電終了判定の基準となる充電電流Ｉchargeが小さくなるため、充電終了判定の基準電流に達するまでの時間が不必要に長くなる。そこで、この一実施の形態では、電池温度Ｔが低温状態（０℃≦Ｔ≦１０℃）にあって高速充電モードで小さい充電電流Ｉcharge、例えば０．５Ｃに設定して定電流充電を行った後の定電圧充電モードでは、高速充電モードにおける充電電流Ｉchargeの設定値を大きな値へ変更する。上述した例では０．５Ｃから１Ｃへ設定変更する。これにより、定電圧充電モードにおける充電終了判定の基準電流が０．０５Ｃから０．１Ｃへ切り換わり、充電時間が不必要に長くなるのを防止することができる。
【００１６】
また、この一実施の形態では、充電開始から所定時間以内に充電完了の判定がなされない場合には充電異常と判定し、充電を終了して警告を行うが、この一実施の形態の充電制御では電池４が低温状態のときに充電終了判定の基準となる充電電流Ｉchargeに低い値が設定される場合があるため、上述した高速充電モードにおける充電電流の設定変更を行ったとしても充電終了判定が出されるまでの時間が長くなるおそれがある。そこで、図３に示すように、電池温度Ｔが低温状態の場合には通常の充電制御で４ｈｒに設定した充電制限時間を例えば６ｈｒに延長し、時刻ｔ１の充電開始から６ｈｒ後の時刻ｔ６までに充電完了の判定がなされない場合に充電を終了して充電異常発生の警告を行うことにする。
【００１７】
電池温度Ｔが低温状態にないとして充電電流１Ｃによる充電を開始した後、図２のステップ５で充電電流Ｉchargeが０．１Ｃ以下になったかどうかを判別し、０．１Ｃ以下になったら電池４の充電を完了する。ステップ５における充電完了判定では、低温状態にないとして１Ｃで充電を開始してから所定時間が経過したら充電電流Ｉchargeが０．１Ｃ以下になったとみなし、所定時間の経過後に充電完了と判定する。なお、電池４に流れる充電電流Ｉchargeを検出する電流センサーを設置し、実際に電池４に流れる充電電流Ｉchargeを測定して判定してもよい。
【００１８】
一方、電池温度Ｔが低温状態にあって充電電流０．５Ｃによる充電を開始した後、図２のステップ８で定電圧モードへ移行したか否かを判別する。電池４の充電電圧ＶBATが所定電圧、ここでは４．２Ｖに達して定電圧モードへ移行したらステップ９へ進む。ステップ９では、高速充電モードにおける充電電流Ｉchargeを例えば０．５Ｃから１Ｃへ設定変更する。次に、ステップ１０において上述したように所定時間の経過に基づいて充電電流Ｉchargeが０．１Ｃ以下になったかどうかを判定し、０．１Ｃ以下になったら充電完了と判定する。
【００１９】
図３に示すように、高速充電モードの充電電流Ｉchargeの設定値を大きな値に設定変更した（ここでは０．５Ｃ→１Ｃ）のにともなって、充電終了判定の基準となる充電電流が自動的に大きな値へ変更され（ここでは０．０５Ｃ→０．１Ｃ）、設定変更しない場合に時刻ｔ６までかかる充電時間が時刻ｔ４までに短縮される。なお、充電電流の設定変更をせずに時刻ｔ６まで充電を行った場合は、その分だけ充電容量が増加するが、その増加分はわずかであり、充電時間を延長してまで充電を行う利点は充電時間を短縮する利点に比べ小さい。
【００２０】
上述した一実施の形態の充電制御装置１を各種のカメラに搭載してもよい。図４は、本願発明に係わる充電制御装置を搭載したカメラ１０の構成を示す図である。蓄積制御回路１１は撮像素子１２の電荷蓄積、画像信号の読み出しなどを制御する。撮像素子１２はＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサーから構成され、撮影光学系(不図示)により撮像面に結像された被写体像の画像信号を出力する。信号処理回路１３は撮像素子１２から読み出された被写体像の画像信号に対して種々の処理を施す。操作部材１４はカメラの電源スイッチ、シャッターレリーズスイッチ、撮影モードセレクター、方向キースイッチなどのカメラを操作するための部材であり、各部材の操作信号は入力回路１５を介してコントローラー１６へ入力される。コントローラー１６はＣＰＵ１６ａやメモリ１６ｂを備え、カメラの各種演算制御やシーケンス制御などの他、電池２３の充電制御を行う。表示制御回路１７はモニター１８に画像や種々の情報を表示し、記録制御回路１９はメモリカードなどの着脱可能な記録媒体２０に画像を記録する。また、レンズ駆動制御回路２１は撮影光学系のフォーカシングレンズ(不図示)を駆動して焦点調節を行う。
【００２１】
温度センサー２２はカメラに搭載される電池２３の温度Ｔを検出する。電池２３はリチウムイオン電池などの充電可能な電池であり、カメラ１０に搭載される機器および回路へ電源を供給する。充電回路２４は図示しないスイッチングトランス、スイッチング素子、ＰＷＭ制御回路、ノイズ吸収・平滑回路などを備え、ＡＣアダプター２５から出力される直流電源を所定の充電電圧まで降圧し平滑して電池２３に印加する。ＡＣアダプター２５はカメラ１０に接続される外部装置であり、図示しないトランス、整流器、平滑コンデンサーなどを備え、商用交流電源（例えばＡＣ１００Ｖ）を整流し平滑してカメラ１０の充電回路２４へ供給する。
【００２２】
コントローラー１６のＣＰＵ１６ａは、メモリ１６ｂに予め記憶されている上記充電制御１および充電制御２のプログラムを単独にまたは交互に実行し、温度センサー２２により検出される電池２３の温度Ｔに基づいて充電回路２４により電池２３の充電を行う。この充電制御の動作は図２〜図３により説明した動作と同様である。
【００２３】
なお、上述した実施の形態とそれらの変形例において、実施の形態と変形例とのあらゆる組み合わせが可能である。
【００２４】
上述した実施の形態とその変形例によれば以下のような作用効果を奏することができる。まず、充電回路３，２４から電池４，２３へ一定の電流を供給して充電を行う定電流充電モードから、充電回路３，２４から電池４，２３に一定の電圧を印加して充電を行う定電圧充電モードへ切り換えて充電を行う充電制御回路６，１６と、電池４，２３の温度Ｔを検出する温度センサー５，２２とを備え、充電制御回路６，１６は、定電流充電モードにおいて、温度センサー５，２２により所定の高温が検出された場合は高温時の所定電流一定で充電を行い、温度センサー５，２２により所定の高温より低い所定の低温が検出された場合は、高温時の所定電流よりも低い低温時の所定電流一定で充電を行うとともに、定電圧充電モードにおいて、温度センサー５，２２により検出された温度に応じた制御を行うようにしたので、低温状態の電池を低い充電電流で充電しても不必要に充電時間が長くなるのを防止することができる。
【００２５】
また、一実施の形態とその変形れによれば、温度センサー５，２２により所定の低温が検出された場合には、定電圧充電モードで充電中に定電流充電モードにおける充電電流を低温時の所定電流よりも高い値へ変更するようにしたので、充電終了判定の基準電流が定電流充電モードにおける充電電流に応じて自動的に設定される場合に、低温状態の電池を低い充電電流で充電しても不必要に充電時間が長くなるのを防止することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１；充電制御装置、２，２５；ＡＣアダプター、３，２４；充電回路、４，２３；電池、５，２２；温度センサー、６；充電制御回路、１０；カメラ、１６；コントローラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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