(57)【要約】      （修正有）【課題】充電時間を遅くすることなく、複数の電池の劣化を抑制できる充電装置を提供する。【解決手段】充電装置は、複数の電池のそれぞれの電池残量を計算する電池残量計算手段と、複数の電池を交互に充電する機能と、複数の電池の電池残量に応じて複数の電池の充電を停止する機能とを有する充電制御手段とを有し、充電開始時の残量により充電の終止容量しきい値を変更すると共に、複数の電池の電池残量の差分が一定以上にならないように複数の電池の充電制御を行う。【選択図】図３
2019088166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池のそれぞれの電池残量を計算する電池残量計算手段と、
前記複数の電池を交互に充電する機能と、前記複数の電池の電池残量に応じて前記複数の電池の充電を停止する機能とを有する充電制御手段と
を有し、
充電開始時の残量により充電の終止容量しきい値を変更すると共に、前記複数の電池の電池残量の差分が一定以上にならないように前記複数の電池の充電制御を行うことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記複数の電池のそれぞれの電池電圧を比較し、電池電圧が高い電池を供給元として切り替える電源制御手段をさらに有し、
前記充電制御手段は、前記複数の電池のいずれか一方の電池のみを電気的スイッチによって選択することで、前記複数の電池を交互に充電することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池を充電する充電装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器に利用される電池の多くは充電可能であり、電池残量が低下すると商用電源などの外部電源を用いて何度でも再利用することができる。一般に、リチウムイオン電池は繰り返し充放電を行うことで劣化していくことが知られている。その原因の一つが電極の劣化であり、電極表面上に成長する抵抗薄膜に起因してインピーダンスが増加し、一般的には電極の分子構造が徐々に変化することで電極内に収められているイオン量が低下する。この変化は、主に電池残量が満充電に近い状態や高温環境下で加速しやすい。
【０００３】
特許文献１には、複数個の電池のうちの少なくとも一個の電池の寿命を他よりも延命させるように充電制御を行う方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０３５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された方法は、少なくとも一個の電池の劣化を軽減する充電制御手段であり、全電池の劣化を軽減することはできなく、劣化度の偏りが生じる。また、充電量を制御するため、例えば急速充電時に、最も効率的な充電電流では充電がされず、充電時間が長くなってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、充電時間を遅くすることなく、複数の電池の劣化を抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る充電装置は、複数の電池のそれぞれの電池残量を計算する電池残量計算手段と、前記複数の電池を交互に充電する機能と、前記複数の電池の電池残量に応じて前記複数の電池の充電を停止する機能とを有する充電制御手段とを有し、充電開始時の残量により充電の終止容量しきい値を変更すると共に、前記複数の電池の電池残量の差分が一定以上にならないように前記複数の電池の充電制御を行う。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、充電時間を遅くすることなく、複数の電池の劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１における充電システムの構成例を説明するためのブロック図である。
【図２】実施形態１における撮像装置１００の構成要素を説明するためのブロック図である。
【図３】電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３を充電する充電制御方法の一例を説明するためのフローチャートである。
【図４】電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３を充電する場合の充電容量と充電電流の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１１】
［実施形態１］
図１は、実施形態１における充電システムの構成例を説明するためのブロック図である。
【００１２】
実施形態１における充電システムは、図１に示すように、撮像装置１００、バッテリグリップ１１０及び外部装置１０７を有する。
【００１３】
バッテリグリップ１１０は、撮像装置１００のアクセサリ装置であり、撮像装置１００の下部に取り付けられる。バッテリグリップ１１０は、縦位置撮影用のシャッターボタン１１１、撮像装置１００と同等の操作部１０４などを有し、撮像装置１００を９０°横倒しにしても手首を無理に曲げることなく自然な体勢で撮影を行うことができる。バッテリグリップ１１０には、複数の電池（電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３）が収納される。電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３はいずれも充電可能な電池（例：リチウムイオン電池）である。電池スロット１１４は、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３をバッテリグリップ１１０に格納するためのスロットである。
【００１４】
外部装置１０７は、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）を介して撮像装置１００に電力を供給する電力供給装置である。外部装置１０７は、例えば、パーソナルコンピュータ、モバイルバッテリなどである。撮像装置１００は、外部装置１０７とＵＳＢケーブル１０９およびＵＳＢケーブル接続部１０８を介して接続される。ＵＳＢケーブル接続部１０８は、ＵＳＢケーブル１０９と接続されるコネクタを有する。ＵＳＢケーブル接続部１０８は、ＴｙｐｅＡ、ＴｙｐｅＢおよびＴｙｐｅＣのいずれであってもよい。
【００１５】
撮像装置１００は、デジタルカメラとして動作することができる電子機器であり、外部装置１０７からＵＳＢケーブル１０９およびＵＳＢケーブル接続部１０８を介して供給される電力を用いて電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３を充電する充電装置である。表示部１０１は画像や各種情報を表示する液晶パネル等の表示部である。レリーズスイッチ１０２は撮影指示を行うための操作部である。モードダイアル１０３は各種モードを切り替えるための操作部である。操作部１０４はユーザーからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン等の操作部材より成る操作部である。
【００１６】
図２は、実施形態１における撮像装置１００の構成要素を説明するためのブロック図である。
【００１７】
撮像素子２０１は光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ素子等である。レリーズスイッチ１０２を押すことで図示しないレンズなどを介して被写体の光学像を結像し、電気信号に変換する。Ａ／Ｄ変換部２０２は、撮像素子２０１から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００１８】
画像処理部２０３は、Ａ／Ｄ変換部２０２からのデータ、又は、後述のメモリ制御部２０４からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部２０３では、撮像した画像データを用いて所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいて後述のシステム制御部２０８が露光制御、測距制御を行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理が行われる。更に画像処理部２０３では、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。
【００１９】
メモリ制御部２０４は、Ａ／Ｄ変換部２０２、画像処理部２０３、表示部１０１、後述のメモリ２０５と外部着脱メモリ２０６間のデータの送受を制御する。
【００２０】
メモリ２０５は、撮像素子２０１によって得られＡ／Ｄ変換部２０２によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部１０１に表示するための画像データを格納する。メモリ２０５は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を有する。
【００２１】
外部着脱メモリ２０６は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリ、磁気ディスク等から構成される。
【００２２】
不揮発性メモリ２０７は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ２０７には、後述のシステム制御部２０８の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、実施形態１にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。
【００２３】
システム制御部２０８は、撮像装置１００全体を制御する。不揮発性メモリ２０７に記録されたプログラムを実行することで、実施形態１で説明する各処理を実現する。また、システム制御部２０８はメモリ２０５、表示部１０１等を制御することにより表示制御も行う。また、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３の電圧情報などから電池残量の計算も行う。
【００２４】
システムメモリ２０９には、ＲＡＭが用いられ、システム制御部２０８の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ２０７から読み出したプログラム等を展開する。
【００２５】
ＵＳＢ接続検出部２１０は、ＵＳＢケーブル接続部１０８に対するＵＳＢケーブル１０９と外部装置１０７の接続状態検出や外部装置１０７の判別および電力供給能力検出を行う。
【００２６】
充電給電制御部２１１は、ＵＳＢ接続検出部２１０の検出結果や撮像装置１００の動作モードに応じた制御を行う。具体的には、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３への充電制御および後述の電源制御部２１２への給電制御を行う。充電制御のみを行うものであってもよい。
【００２７】
電源制御部２１２は、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３あるいは充電給電制御部２１１から供給された電力を基に各システム用電源の生成および供給制御を行う。
【００２８】
電源制御部２１２に搭載された電圧比較回路２１６によって、電圧が高い側の電池を共有元として選択し、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３の出力経路を電気的スイッチ２１７によって切り替えることで、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３の電池残量を常に均等にし、電池残量の不均等性による電池劣化度の偏りを抑制する。なお、前述の電気的スイッチ２１７によって充電経路も切り替えることが可能な構成とする。
【００２９】
温度検出部２１３は、撮像装置１００の温度検出を行う。例えば、ユーザーの触れる可能性のある操作部１０４周辺の温度検出を行う。検出された温度をＴ［℃］とする。
【００３０】
動作モード判定部２１４は、システム制御部２０８の動作モードがどのモードとなっているかの判定を行う。例えば、静止画記録モードや動画記録モード、再生モードなどの判定を行う。
【００３１】
撮影条件設定部２１５は、静止画記録や動画記録を行うための撮影条件を設定する。例えば、シャッタースピードや絞り数値、ＩＳＯ感度や記録画質設定などである。記録画質に関しては解像度やフレームレートなどが設定可能とする。
【００３２】
モードダイアル１０３、後述の第１レリーズスイッチ１０２ａ、第２レリーズスイッチ１０２ｂ、操作部１０４はシステム制御部２０８に各種の動作指示を入力するための操作手段である。
【００３３】
モードダイアル１０３は、システム制御部２０８の動作モードを静止画記録モード、動画記録モード等のいずれかに切り替える。静止画記録モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判定モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モードダイアル１０３で、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えられる。あるいは、モードダイアル１０３で静止画撮影モードに一旦切り換えた後に、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。
【００３４】
第１レリーズスイッチ１０２ａは、撮像装置１００に設けられたレリーズスイッチ１０２の操作途中、いわゆる半押し（撮影準備指示）でＯＮとなり第１レリーズスイッチ信号ＳＷ１を発生する。第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１により、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作を開始する。
【００３５】
第２レリーズスイッチ１０２ｂは、レリーズスイッチ１０２の操作完了、いわゆる全押し（撮影指示）でＯＮとなり、第２レリーズスイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部２０８は、第２レリーズスイッチ信号ＳＷ２により、撮像素子２０１からの信号読み出しから外部着脱メモリ２０６に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。
【００３６】
操作部１０４の各操作部材は、表示部１０１に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン、再生ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部１０１に表示される。利用者は、表示部１０１に表示されたメニュー画面と、上下左右の４方向ボタンやＳＥＴボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。また、再生ボタンの押下に応じて再生モードへ切り替えることができる。
【００３７】
次に、図３のフローチャートを参照して、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３を充電する充電制御方法の一例を説明する。図３のフローチャートにおける各処理は、システム制御部２０８が不揮発性メモリ２０７に格納されたプログラムをシステムメモリ２０９に展開して実行することにより実現される。
【００３８】
ステップＳ３０１で、ＵＳＢケーブル接続部１０８へＵＳＢケーブル１０９と外部装置１０７が接続したことを検出して、ステップＳ３０２へ進む。
【００３９】
ステップＳ３０２では、システム制御部２０８によりバッテリグリップ１１０に接続された電池Ａ１１２の電池残量を計算し、電池Ａ１１２の電池残量が８０％以下ならステップＳ３０３へ進み、電池残量が８０％超ならステップＳ３１３に進む。
【００４０】
ステップＳ３０３で、システム制御部２０８により、電池Ｂ１１３の電池残量を計算し、電池Ａ１１２の電池残量と電池Ｂ１１３の電池残量とを比較する。電池Ｂ１１３の電池残量が多い場合は、Ｓ３１３に進む。電池Ａの電池残量が多い場合は、ステップＳ３０４で、システム制御部２０８により、電池Ａ１１２の電池残量と電池Ｂ１１３の電池残量との差分（残量差）を計算する。計算された差分が５０％超であればステップＳ３０５へ進み、計算された差分が５０％以上であればステップＳ３１０へ進む。
【００４１】
ステップＳ３０５では、Ｓ３０２で計算した電池Ａ１１２の電池残量により再度条件分岐する。電池Ａ１１２の電池残量が３０％以下であれば、ステップ３０６で電池Ａ１１２を６０％まで充電する。電池Ａ１１２の電池残量が３０％超であれば、電池Ｂ１１３を８０％まで充電する。
【００４２】
ステップＳ３０８およびステップＳ３０９で、電池Ａ１１２と電池Ｂ１１３とを１００％（満充電状態）まで充電する。
【００４３】
一方、ステップＳ３０２において、電池Ａ１１２の電池残量が８０％超であると判定された場合、ステップＳ３１３およびステップＳ３１４で、電池Ｂ１１３、電池Ａ１１２の順番に電池Ｂ１１３および電池Ａ１１２を１００％（満充電状態）まで充電する。
【００４４】
ステップＳ３０４において、電池Ａ１１２の電池残量と電池Ｂ１１３の電池残量との差分（残量差）が５０％超であると判定された場合、電池Ａ１１２の電池残量は少なくとも５０％超であるため、先に電池Ｂ１１３を８０％まで充電する。その後、ステップＳ３１１およびステップＳ３１２で、電池Ａ１１２、電池Ｂ１１３の順番に電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３を１００％（満充電状態）まで充電する。
【００４５】
上述の説明は、電池Ａ１１２が電池Ｂ１１３よりも残量が多いことを想定しているが、逆であってもよい。
【００４６】
次に、図４を参照して、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３を充電する場合の充電容量と充電電流の一例を説明する。
【００４７】
電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３の充電制御において、１００％（満充電状態）まで一気に充電せず、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３の充電を交互に行い、一定の容量で充電を停止させることで、電池Ａ１１２および電池Ｂ１１３の充電回数を均等化し、かつ、満充電状態の偏りを軽減することで、一方のみの電池の劣化度の偏りを抑制することが可能となる。
【００４８】
［実施形態２］
実施形態１で説明した様々な機能、処理または方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、プロセッサなどがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態２では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ  ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ｕｎｉｔ）、プロセッサなどを「コンピュータＸ」と呼ぶ。また、実施形態２では、コンピュータＸを制御するためのプログラムであって、実施形態１で説明した様々な機能、処理または方法を実現するためのプログラムを「プログラムＹ」と呼ぶ。
【００４９】
実施形態１で説明した様々な機能、処理または方法は、コンピュータＸがプログラムＹを実行することによって実現される。この場合において、プログラムＹは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータＸに供給される。実施形態２におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、磁気記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置、メモリカード、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどの少なくとも１つを含む。実施形態２におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙな記憶媒体である。
【００５０】
なお、本発明の実施形態は上述の実施形態１または２に限定されるものではない。発明の要旨を逸脱しない範囲で変更または修正された実施形態１または２も本発明の実施形態に含まれる。
【符号の説明】
【００５１】
１００  撮像装置（充電装置）
１１０  バッテリグリップ
１１２、１１３  電池
【図１】
2019088166.tif 000003
【図２】
2019088166.tif 000004
【図３】
2019088166.tif 000005
【図４】
2019088166.tif 000006