(57)【要約】【課題】取り外し可能な外部バッテリと内蔵バッテリを切り替えて電力供給を行う電源回路において、外部バッテリと内蔵バッテリの効率的な使用を可能とする。【解決手段】  外部バッテリと、内蔵バッテリと、外部バッテリと内蔵バッテリ間の接続有無を切り替える第一のスイッチと、負荷と外部バッテリあるいは負荷と内蔵バッテリの接続切り替えを行う第二のスイッチと、第一のスイッチと第二のスイッチの切り替え制御を行う制御部と、備え、外部バッテリの電圧（Ｖa）が、第一の所定電圧（Ｖ１）以上の場合は第二のスイッチを負荷と外部バッテリに接続し、第一の所定電圧（Ｖ１）未満の場合は第二のスイッチを負荷と内蔵バッテリに接続するとともに、内蔵バッテリの電圧（Ｖｂ）が、第二の所定電圧（Ｖ２）以下で、かつ、第三の所定電圧（Ｖ３：Ｖ２＞Ｖ３）以上の場合は、第一のスイッチを外部バッテリと内蔵バッテリ間に接続する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
取り外し可能な外部バッテリと、
内蔵バッテリと、
前記外部バッテリと前記内蔵バッテリ間の接続有無を切り替える第一のスイッチと、
負荷と前記外部バッテリあるいは前記負荷と前記内蔵バッテリの接続切り替えを行う第二のスイッチと、
前記第一のスイッチと前記第二のスイッチの切り替え制御を行う制御部と、
を有する電源回路であって、
前記外部バッテリと前記制御部の間に第一のＡ／Ｄコンバータ、前記内蔵バッテリと前記制御回路の間に第二のＡ／Ｄコンバータを設け、
前記外部バッテリの電圧（Ｖa）が、第一の所定電圧（Ｖ１）以上の場合は前記第二のスイッチを前記負荷と前記外部バッテリに接続し、第一の所定電圧（Ｖ１）未満の場合は前記第二のスイッチを前記負荷と前記内蔵バッテリに接続するとともに、
前記内蔵バッテリの電圧（Ｖｂ）が、第二の所定電圧（Ｖ２）以下で、かつ、第三の所定電圧（Ｖ３）（Ｖ２＞Ｖ３）以上の場合は、前記第一のスイッチを前記外部バッテリと前記内蔵バッテリ間に接続することを特徴とする電源回路。
【請求項２】
請求項１の電源回路において、
Ｖ２＞Ｖ３＞Ｖ１の関係を有することを特徴とする電源回路。
【請求項３】
請求項１の電源回路と映像モニタを具備するビデオカメラにおいて、
前記外部バッテリの電圧が前記第一の所定電圧（Ｖ１）以下の場合、前記映像モニタに外部バッテリ交換のアラーム表示を行う信号処理部を具備することを特徴とするビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電源回路およびビデオカメラに関する。例えば、外部電源からの電力で充電されるバッテリを内蔵し、外部電源または内蔵バッテリからの電力を受けて動作する機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
本技術分野の背景技術として、例えば、特開２００２−１０１５７４号公報（特許文献１）には、課題として「外部バッテリ交換時でも負荷を正常駆動できるようにする。」と記載されており、解決手段として「負荷を駆動する第１のバッテリ（外部バッテリ）と、外部バッテリに代えて負荷を駆動する第２のバッテリ（内蔵バッテリ）と、外部バッテリの端子電圧を検出する電圧検出手段と、電圧検出手段の出力に基づいて内蔵バッテリの電源路を制御する第１のスイッチと、外部バッテリによる内蔵バッテリへの過充電防止手段と、内蔵バッテリへの充電路に接続され、過充電防止手段の出力によって制御されるスイッチとで構成される。外部バッテリが規定電圧以下に低下したとき、スイッチをオンさせて内蔵バッテリで負荷を駆動する。これによって、外部バッテリを交換しているときでも負荷には通常の駆動電圧がこの内蔵バッテリから供給できるため、バッテリ交換時でも負荷を正常に駆動でき、動作が途切れることがない。」と記載されている（要約参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１０１５７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した内蔵バッテリと外部バッテリを併用した電源供給方法は、内蔵バッテリへの過充電を防止する手段として充電電圧を抵抗で制御している。この抵抗値のバラツキが大きいことから、過充電にならない電圧設定が本来充電可能な値よりかなり低く設定している。このため、内蔵バッテリの駆動可能時間に余裕が少なく、場合によっては、外部バッテリの交換途中で機器の電源が切れてしまう恐れもある。
【０００５】
本発明は、安全性の高い電源回路を提供することを目的とする。例えば、上記事情を鑑み、緊急用として用いる内蔵バッテリを従来以上に充電が確保されている状態にすることを可能とする電源回路の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そこで、例えば、外部バッテリと内蔵バッテリの電圧をＡ／Ｄコンバータでデジタル変換して検知することにより電圧値の高精度制御を行って外部バッテリと内蔵バッテリの効率的な使用を実現しており、詳細には請求項記載の手段を設ける。
【０００７】
上記目的を達成する本発明は、例えば、次のとおりである。外部電源からの電力で充電されるバッテリを機器に内蔵し、外部バッテリの電圧が所定電圧以下となった場合は、内蔵バッテリからの電力を受けて動作する機器において、所定電圧以下の外部バッテリを新たな外部バッテリと交換した際は、その外部バッテリは内蔵バッテリを充電するために電力を供給する。そして、内蔵バッテリがフル充電されたことを確認したら、外部バッテリは内蔵バッテリへの電力供給を中止し、内蔵バッテリを常にフル充電の状態にしておくことを特徴とする。また、外部バッテリが所定電圧以下となった場合には、液晶モニタに「外部バッテリの交換」の表示を行い、同時に機器への電力供給が外部バッテリから内蔵バッテリに切り替わったことを使用者に知らせるために、液晶モニタに「内蔵バッテリ駆動開始」の表示を行う。また、外部バッテリによる内蔵バッテリのフル充電が完了した際には、液晶モニタに「内蔵バッテリフル充電完了」の表示を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、安全性の高い電源回路を提供することができる。例えば、内蔵バッテリと外部バッテリを併用することで、緊急用として用いる内蔵バッテリを効率よく利用可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【実施例１】
【００１０】
以下、この発明による電子機器の電源供給方式がビデオカメラに適用される場合の一実施例について、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例として挙げるビデオカメラの回路構成を示すブロック図である。ビデオカメラには、撮像レンズ1と、その撮像レンズ1を経由して結像された被写体像をアナログの画像信号に変換する撮像素子2が備えられている。また、このビデオカメラには、撮像素子2からのアナログの画像信号を処理するアナログ信号処理部3と、そのアナログ信号処理部3で処理されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換するA/Dコンバータ4と、そのA/Dコンバータ4からのデジタル画像信号を処理するデジタル信号処理部5が備えられている。さらに、デジタル信号処理部5における処理に必要なプログラムデータが格納されたROM 6、デジタル信号処理部5、内蔵バッテリ8、外部バッテリ9がCPU 7にて制御されており、ビデオカメラ全体の制御に必要な電圧は３Ｖ程度とする。
【００１２】
外部バッテリ9には一次電池もしくは二次電池を使用する。例えば、外部バッテリ9として二次電池のリチウムイオン電池を使用する場合、本体機器の重量を減らすため、その電池容量はあまり大きくないものを利用する。ここでは、端子電圧が８Ｖ程度のリチウムイオン電池を例に挙げる。
【００１３】
内蔵バッテリ8には二次電池を使用する。ここでは端子電圧が５Ｖ程度のニッケル水素電池を例に挙げる。外部バッテリ9の端子電圧は内蔵バッテリ8の端子電圧よりもある程度高くする必要があり、この理由は後述する。
【００１４】
図２は、この発明に係る電源回路の実施形態を示す。外部バッテリ9と内蔵バッテリ8はスイッチ(2)15を介して電源供給制御部17に接続している。外部バッテリ9から電源供給制御部17に電力供給する場合はスイッチ(2)15をＡ側に接続し、内蔵バッテリ8から電源供給制御部17に電力供給する場合はスイッチ(2)15をＢ側に接続しており、CPU 7にてスイッチ(2)15の切り替え制御を行っている。
【００１５】
また、スイッチ(1)14を接続することにより、内蔵バッテリ8は外部バッテリ9によって充電される。
【００１６】
CPU 7によるスイッチ(2)15の切り替え制御は、外部バッテリ電圧（Ｖa）をA/Dコンバータ13にてデジタル化してCPU 7に入力し、CPU 7内に予め設定している所定電圧（Ｖ１）と比較して、所定電圧（Ｖ１）以上の場合はスイッチ(2)15をＡ側に、所定電圧（Ｖ１）未満の場合はスイッチ(2)15をＢ側に制御している。内蔵バッテリ電圧（Ｖb）もA/Dコンバータ12にてデジタル化してCPU 7に入力し、CPU 7内に予め設定している所定電圧（Ｖ２）と比較して、所定電圧（Ｖ２）以上の場合はスイッチ(1)14を開放し、所定電圧（Ｖ２）未満の場合はスイッチ(1)14を接続している。同様に、「外部バッテリ交換」や「内蔵バッテリフル充電完了」という液晶モニタ11への表示もＶaとＶbの大きさによりCPU 7によって制御される。
【００１７】
充電電流制御部16は、外部バッテリ9から内蔵バッテリ8の充電のために流れてくる電流の過大供給を防ぐためのものである。電源供給制御部17は、外部バッテリ9もしくは内蔵バッテリ8から本体機器へ電源を供給する際に、過大もしくは過小供給を防ぐためのものである。
【００１８】
次にこの電源回路の動作について説明する。外部バッテリ9が所定電圧（Ｖ１）より大きく、内蔵バッテリ8が所定電圧（Ｖ２）より大きい場合、図２に示すように、スイッチ(1)14は開状態(Off)で、スイッチ(2)15はＡ側につながっている。
【００１９】
(１) 外部バッテリ交換が必要となった場合の動作。
外部バッテリ9の端子電圧が低くなっていき、所定電圧（Ｖ１）よりも低くなる(Ｖa≦Ｖ１)とスイッチ(2)15はＢ側につながり、内蔵バッテリ8からの電源で本体が駆動を続ける。ここで言う所定電圧とは外部バッテリ9の電源による本体機器への駆動が出来なくなる電圧値、この例では３Ｖ程度とする。CPU 7がそれを検知すると液晶モニタに、「外部バッテリの交換」と「内蔵バッテリ駆動開始」という表示を行う。この表示は、外部バッテリ9が新たなバッテリと交換される(Ｖa＞Ｖ１)まで続ける。
【００２０】
(２)外部バッテリ交換から内蔵バッテリフル充電完了までの動作。
新たな外部バッテリ9に交換し、外部バッテリ9の電圧（Ｖa）が所定電圧（Ｖ１）以上の場合、スイッチ(2)15はＡ側へつながり、外部バッテリ9から直接電源供給制御部17に電圧が供給される。一方、スイッチ(1)14は閉状態(On)のままであり、その後、内蔵バッテリ8の電圧（Ｖｂ）が所定電圧（Ｖ２）に達すると、スイッチ(1)14が開状態(Off)に切り替わる。このとき、外部バッテリ9は、本体機器への電源供給と、内蔵バッテリ8への充電電流供給の、２つの働きをしている。本体機器への電源供給の制御は電源供給制御部17によって行われ、過大もしくは過小電源供給を防ぐ。このとき(Ｖa＞Ｖ２)、液晶モニタに「内蔵バッテリフル充電完了」の表示を行う。この表示は、内蔵バッテリ8が所定電圧（Ｖ２）に達してから１分間行う。この状態において、内蔵バッテリ8は自然放電をして所定電圧（Ｖ２）より電圧が下がっていき、CPU7 にて限界電圧（Ｖ３）を検知すると、再びスイッチ(1)14が閉状態になり外部バッテリ9による内蔵バッテリ8の充電が始まり、所定電圧（Ｖ２）となるまで続ける。内蔵バッテリ8の電圧が所定電圧（Ｖ２）に達するとスイッチ(1)14は開状態に戻る。この動作によって、内蔵バッテリ8は常に限界電圧（Ｖ３）以上の状態となる。
【００２１】
ここで先ほど述べた、外部バッテリ9と内蔵バッテリ8の端子電圧の関係について説明する。
【００２２】
外部バッテリ9の端子電圧は内蔵バッテリ8の端子電圧よりもある程度高くすることが必要と上述したが、これは内蔵バッテリ8が所定電圧（Ｖ２）を得るために必要なことである。このため、外部バッテリ9が内蔵バッテリ8に充電をして内蔵バッテリ8が所定電圧（Ｖ２）に達した際でも、外部バッテリ9の端子電圧が内蔵バッテリ8の端子電圧よりも高い(Ｖa≧Ｖ２)状態を保てるように、定格電圧である程度、外部バッテリ9は内蔵バッテリ8よりも高いものを使うことが必要である。
【００２３】
上述した実施の形態では、この発明をビデオカメラの電源回路に適用したが、バッテリで駆動できるようなその他の電子機器の電源回路に適用することが出来る。
【００２４】
図３は、本発明の実施例として挙げるビデオカメラの動作用電力供給のための一連の制御ルーチンのフローチャートである。まず、ステップ1において、外部バッテリ9の電圧の検知が行われる。外部バッテリ9の電圧が所定電圧（Ｖ１）以下と検知された場合はステップ2に進み、
Ｖ２以上と検知された場合はステップ5に進み、Ｖ１<Ｖa<Ｖ２と検知された場合はステップ9に進む。ステップ2において，CPU7の制御によりスイッチ(2)15をＢ側に切り替えて内蔵バッテリ8によるカメラ本体への電力供給を始める。このとき、液晶モニタ11には「外部バッテリ交換」、「内蔵バッテリ駆動開始」と表示する。スイッチ(2)15をＢ側に切り替えることにより外部バッテリ9によるカメラ本体への電力供給を中止される。ステップ3において外部バッテリの交換が完了(Ｖa≧Ｖ１)したかどうかの確認をする。外部バッテリ9の交換が完了の場合は、ステップ4で外部バッテリ9の電圧がＶ２以上かどうかの検知が行われ、Ｖ２以上の場合はステップ5へ進む。ステップ5では外部バッテリがＶ２以上という検知を受けて、スイッチ(2)15をＡ側に切り替えて外部バッテリ9によるカメラ本体への電力供給を始める。次にステップ6において内蔵バッテリ8が限界電圧(Ｖ３)以上かどうかの検知を行い、限界電圧以下の場合は、ステップ7においてスイッチ(1)14を閉じて内蔵バッテリ8の充電を行う。ステップ8で内蔵バッテリ8が所定電圧(Ｖ２)に達したかどうかの検知を行い、Ｖ２に達した場合はスイッチ(1)14を開いて内蔵バッテリ8の充電を止め、液晶モニタ11に「内蔵バッテリフル充電完了」と表示する。この表示は、内蔵バッテリ8が所定電圧（Ｖ２）に達してから１分間行う。そして再びステップ1に戻る。この動作によって、内蔵バッテリ8は常に限界電圧（Ｖ３）以上の状態となる。
【００２５】
このようにして、ビデオカメラの動作用電力供給のための一連の制御ルーチンが実行される。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
この発明は、例えば、ビデオカメラ等の技術分野に用いられて好適な電子機器の電源供給方式に関する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】ビデオカメラの回路構成を示すブロック図である。
【図２】ビデオカメラの電力供給に関する部分の回路図である。
【図３】ビデオカメラの動作用電力供給のための一連の制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１…撮像レンズ、２…撮像素子、３…アナログ信号処理、４…A/Dコンバータ、５…デジタル信号処理部、６…ＲＯＭ、７…ＣＰＵ、８…内蔵バッテリ、９…外部バッテリ、１０…メモリ、１１…液晶モニタ、１２…A/Dコンバータ、１３…A/Dコンバータ、１４…スイッチ(1)、１５…スイッチ(2)、１６…充電電流制御部、１７…電源供給制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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