(57)【要約】【課題】二次電池の寿命低下を防止できるとともに、二次電池をすぐに使用可能な充電状態にする。【解決手段】二つの二次電池２５、３０を充電する場合、一方の二次電池の充電量の測定結果に応じて他方の二次電池の充電量を制御する。例えば、主二次電池２５がほぼ満充電Ｃ１になっている場合には（ｔ４、ｔ１０）、副二次電池３０を中間電圧の充電量Ｃ２に制御したり、あるいは主二次電池の充電量が少なかったり（ｔ２、ｔ１２）、ないし充電のために装着されていない場合には（ｔ１、ｔ９）、副二次電池を満充電に充電させる。このような構成では、二次電池の寿命低下を防止できるとともに、二次電池をすぐに使用可能な充電状態にすることができる。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の二次電池を充電できる二次電池充電装置において、
第１の二次電池の充電量を測定する測定手段と、
第２の二次電池の充電量を測定する測定手段と、
第１の二次電池の充電量の測定結果に応じて第２の二次電池の充電量を制御する充電制御部と、
を有することを特徴とする二次電池充電装置。
【請求項２】
前記充電制御部は、第１の二次電池の充電量が、あらかじめ設定された第１の充電量にほぼ充電されていると測定されたときは、第２の二次電池の充電量をほぼあらかじめ設定された第２の充電量になるように制御することを特徴とする請求項１に記載の二次電池充電装置。
【請求項３】
前記充電制御部は、第１の二次電池の充電量が第２の充電量より少ないと測定されたときは、第２の二次電池の充電量を、前記第１の充電量、あるいは第１の充電量より少ないあらかじめ設定された第３の充電量になるように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の二次電池充電装置。
【請求項４】
前記充電制御部は、前記第１の二次電池が充電装置から取り外されてから所定の時間が経過したときは、第２の二次電池の充電量を、前記第１又は第３の充電量に制御することを特徴とする請求項３に記載の二次電池充電装置。
【請求項５】
前記第２の充電量は、前記第１の充電量および前記第３の充電量より少ないことを特徴とする請求項３又は４に記載の二次電池充電装置。
【請求項６】
前記第１の充電量は第１の二次電池がほぼ満充電になる充電量であり、第２の充電量が、第１の充電量の約５０％の充電量であることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の二次電池充電装置。
【請求項７】
前記第３の充電量が設定可能であることを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載の二次電池充電装置。
【請求項８】
前記各測定手段は、第１と第２の二次電池の充電量を各二次電池の出力電圧から測定することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の二次電池充電装置。
【請求項９】
第１と第２の二次電池のそれぞれの充電量と充電状態を表示する表示手段が設けられることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の二次電池充電装置。
【請求項１０】
前記第１の二次電池は、携帯型機器本体に内蔵された二次電池であることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の二次電池充電装置。
【請求項１１】
前記携帯型機器は眼科用手持ち式細隙灯顕微鏡であることを特徴とする請求項１０に記載の二次電池充電装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池充電装置、更に詳細には、携帯機器本体に内蔵された二次電池と、その二次電池と入れ替え可能な第２の二次電池を同時に充電できる二次電池充電装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
１つの二次電池を充電する充電器や、２つの二次電池を同時に充電できる二次電池充電器が一般的に知られている。これらの充電器は二次電池がほぼ満充電になるように１つ、または、２つ同時に充電を行い、充電された二次電池は、ほぼ満充電のまま保存される。このとき、二次電池をほぼ満充電のまま保存すると、電池寿命が短くなくなるので、満充電より少なく充電して電池寿命を延ばすことが行われている（特許文献１）。更に、二次電池の電圧を測定して、二次電池の充電量を所定のレベルにコントロールすることも行われている（特許文献２）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−５１４７８号公報（［０００８］段落）
【特許文献２】
特許３２１６５９５号公報（［００１８］、［００１９］段落）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、二次電池は満充電させたまま放置すると、寿命が短くなる問題がある。一般に二次電池を放置、保管する場合、電圧がほぼ中間電圧の状態で保管すると寿命に影響が少ないとされている。しかし、中間電位のまま放置すると、いざ使用したい場合に充電が十分できていないことになる。特に、２つの二次電池を同時に充電できる二次電池充電器で、通常は１つの二次電池を用いて主たる機器を駆動し、２つ目の二次電池が予備として扱われるような場合、２つ目の二次電池は、ほぼ満充電されたまま放置されることになり、いざ使用したいときに寿命が短くなってしまっている恐れがある。一方、寿命を考慮して中間電圧で放置していると、いざ使用したいときに充電できていないため、使用できる時間が非常に短くなってしまう恐れがある。
【０００５】
本発明は、上記問題点を解決するものであり、二次電池の寿命低下を防止できるとともに、二次電池をすぐに使用可能な充電状態にすることができる二次電池充電装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するために、
第１と第２の二次電池を充電できる二次電池充電装置において、
第１の二次電池の充電量を測定する測定手段と、
第２の二次電池の充電量を測定する測定手段と、
第１の二次電池の充電量の測定結果に応じて第２の二次電池の充電量を制御する充電制御部とを有する構成を採用している。
【０００７】
このような構成では、２つの二次電池を同時に充電する場合、一方の二次電池の充電量の測定結果に応じて他方の二次電池の充電量を制御しており、例えば、一方の二次電池がほぼ満充電になっている場合には、他方を中間電圧の充電量に制御したり、あるいは一方の二次電池の充電量が少なかったり、ないし充電のために装着されていない場合には、他方をほぼ満充電に充電させることができるので、二次電池の寿命低下を防止できるとともに、二次電池をすぐに使用可能な充電状態にすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本発明の充電器（充電装置）１、並びに充電器１によって充電されるリチウムイオン二次電池のような二次電池２５を内蔵した携帯機器２０が図示されている。携帯機器２０は、本実施形態では、二次電池２５により給電されてスリット光を前眼部に照射できる眼科用手持ち式細隙灯顕微鏡（スリットランプ）として実現されているが、このような眼科機器に限定されず、他の携帯機器、例えば携帯型コンピュータのような電子機器であってもよい。また、携帯機器２０は、図１では、便宜上充電器１に対して小型に図示されており、実際の縮尺に従って図示されていない。
【００１０】
充電器１は、メインスイッチ２をオンにしたとき、プラグ３からＡＣ１００Ｖの電源に接続され、給電状態となる。充電器１には、携帯機器２０が挿入できる開口部４と、二次電池３０が挿入できる開口部５を有しており、携帯機器２０が開口部４に挿入されると、携帯機器２０に内蔵された二次電池２５が第１端子部６、６’の端子に接触し、以下で図２で説明する充電回路１２により充電されて、その充電状態が表示器６ａ、６ｂで表示できるようになっている。また、二次電池３０が開口部５に挿入されると、二次電池３０が第２端子部７の端子と接触して、二次電池３０が図２の充電回路１３により充電され、その充電状態が、表示部７ａ、７ｂに表示される。
【００１１】
本発明では、このように２つの二次電池２５、３０を同時に充電可能となっている。そのため、以下の説明では、携帯機器に内蔵されて第１端子部６を介して充電される二次電池を、主二次電池（第１の二次電池）、開口部５に挿入されて第２端子部７を介して充電される二次電池を、副二次電池（第２の二次電池）という。
【００１２】
また、携帯機器（スリットランプ）２０は、第１端子部６の接点と接触して通電状態となる接点部材２１ａと、第１端子部６’の接点と接触して通電状態となる接点部材（接点部材２１ａと同様で、反対側になるので図１では不図示）を備えた本体ベース２１を有し、この携帯機器の本体ベース２１を充電器１の開口部４を介して内部に挿入することにより主二次電池２５の充電が可能となる。また、本体ベース２１には、スリット投光部２２が軸２１ｂを中心に回動可能に取り付けられており、スリットランプ２０には、握り部２６が形成されていて、検者はこの握り部２６を把手してランプスイッチ２４をオンにすることによりランプ２７（図２）を点灯する。このランプ点灯により形成されるスリット像は投光窓２２ａを介して被検眼の前眼部に投光され、検者は、このスリット像を接眼部２３を介して観察することができる。
【００１３】
図２は、充電器１の内部回路を示すもので、変圧、整流回路１０は、メインスイッチ２がオンにされたときＡＣ１００Ｖ電圧を、変圧、整流してそれぞれ充電回路１２、１３に供給する。充電回路１２は、充電制御部１１の制御により第１端子部６を介して携帯機器２０内の主二次電池２５を充電および放電し、また充電回路１３は、充電制御部１１の制御により第２端子部７を介して副二次電池３０を充電および放電する。各二次電池２５、３０の充電状態はそれぞれ電圧器として実現される第１と第２の測定手段１４、１５により測定され、充電制御部１１は、各二次電池の充電電圧に従って充電回路１２、１３を制御する。また、携帯機器２０が充電器１に挿入されて充電器側の端子と二次電池２５の端子が接続されたかを検知する接続検知手段１６が設けられ、充電制御部１１は、接続が検知されてから計時を開始するタイマー１７によっても充電を制御することができる。なお、接続検知手段１６は、光センサ、マイクロスイッチ、あるいは第１の測定手段の測定量を検出する手段によって実現することができる。
【００１４】
次に、このように構成された充電装置の動作を図３のフローチャートを参照しながら説明する。
【００１５】
まず、最初、副二次電池３０が充電器１の開口部５に挿入されて充電状態となっており、携帯機器２０は、充電器１の開口部４に挿入されていないとする。ステップＳ１において、第１の測定手段１４の電圧がチェックされる。この電圧は測定不可能であるので、接続検知手段１６は、携帯機器２０が充電器１に装着されず、第１端子部６に主二次電池２５が接続されていないことを検知して（ステップＳ２のＮＯ）、タイマー１７を作動させる。
【００１６】
タイマー１７が計時する所定の時間が経過するまでは（ステップＳ３のＮＯ）、充電制御部１１は、充電回路１３を制御して副二次電池３０を第２端子部７を介して中間電圧に充電する（ステップＳ４）。この状態が、図４に図示されており、細い実線Ｋ１が、副二次電池３０の充電特性で、副二次電池３０は、所定の時間ｔ１までは中間電圧に充電される。
【００１７】
なお、この中間電圧は、二次電池が第２の充電量Ｃ２（約５０％）になる電圧に対応している。第１の充電量（満充電、１００％）Ｃ１の時の二次電池の電圧が８Ｖであり、通常使用できる充電量が完全になくなり二次電池を保護する分だけしか充電量が残っていないとき（０％）の二次電圧の電圧が４Ｖであるので、中間電圧の電圧値は６Ｖになっている。
【００１８】
一方、時間ｔ１が経過すると、充電制御部１１は、タイマー１７からの信号を受けて充電回路１３により副二次電池３０を第１の充電量Ｃ１になるまで充電する（ステップＳ５）。このとき、二次電池の寿命を考慮して、１００％まで充電するのではなく、例えば満充電の約９０％に対応する第３の充電量Ｃ３に充電をとどめておくようにすることができる。この第３の充電量は、９０％に固定した値とするのではなく、可変とすることができ、例えば約９０％から１００％に近い値の範囲のいずれかの値に設定することができる。その第３の充電量の可変範囲が図４で記号Ｒで図示されている。
【００１９】
時点ｔ２で主二次電池２５の充電のために、携帯機器２０が充電器１に挿入されたとすると、測定手段１４が０Ｖより大きな電圧を検知するので、第１端子部６に主二次電池２５が接続されたと判定され（ステップＳ２のＹＥＳ）、ステップＳ６に進む。ここで、主二次電池２５が第１端子部６に接続されたときの電圧が中間電圧（約６Ｖ）より小さいと判断されたときには、ステップＳ７において、主二次電池２５がほぼ満充電まで充電される。この主二次電池２５の充電特性が太い実線Ｋ２で図示されている。このとき副二次電池３０も充電過程であるので、両電池とも第１の充電量Ｃ１に充電される。このとき、既に中間電圧から充電が行われている副二次電池３０の充電量が大きいので、副二次電池３０をすぐに使用できる。
【００２０】
本発明では、各電池の現在の充電状況並びに充電量を知るために、充電器１には、ＬＥＤ（発光ダイオード）で構成された表示部６ａ、６ｂ、７ａ、７ｂが設けられており（図１）、表示部６ａと７ａは、それぞれ主二次電池２５と副二次電池３０が充放電動作中であることを表示するためのもので、例えば点滅しているときは、充電中であり、点滅が終了して点灯状態となったときは充電完了（準備完了）したことを表示する。また、表示部６ｂと７ｂは、それぞれ主二次電池２５と副二次電池３０の目標充電量を表示するもので、各表示部６ｂ、７ｂは、目標充電量がほぼ満充電の第１の充電量Ｃ１のときは、緑色となり、またほぼ５０％の第２の充電量Ｃ２のときは黄色となり、また第３の充電量Ｃ３のときは、橙色となる。このような表示部により、例えば表示部６ａが点滅、表示部６ｂが緑色のときは、主二次電池２５が第１の充電量Ｃ１に向けて充電中であることが表示され、表示部７ａが点灯、表示部７ｂが黄色となっていると、副二次電池３０が中間電圧に充電完了であることが表示される。
【００２１】
このように、主及び副二次電池の両方の充電が進むと、時点ｔ３で副二次電池３０が第１あるいは第３の充電量に充電され、また時点ｔ４で主二次電池２５が第１の充電量に充電される。この主二次電池２５が第１の充電量に充電されたことが第１の測定手段１４により測定された時点ｔ４から、充電制御部１１は、副二次電池３０の充電量を第２の充電量Ｃ２に放電制御する。一方、主二次電池２５は、ほぼ満充電となっているので、携帯機器２０を充電器から取り出して主二次電池２５を使用できるようになる。
【００２２】
携帯機器を、ｔ５とｔ６の比較的短い期間使用した後、再び携帯機器２０を充電器１に差し込んで主二次電池２５を充電させると、このときは、主二次電池２５の充電量が第２の充電量Ｃ２より大きいので、ステップＳ６の判断が否定され、ステップＳ８に進む。主二次電池はまだ満充電ではないので、ステップＳ９に進んで主二次電池２５はほぼ満充電まで充電され、一方副二次電池３０は、第２の充電量Ｃ２のままに制御されている。
【００２３】
また、主二次電池２５が時点ｔ７でほぼ満充電まで充電されてから、時点ｔ８で主二次電池が充電器から取り出されて比較的長期間使用される状態が点線で図示されている。この取り出された時点ｔ８からタイマー１７が計時する所定期間が経過して時点ｔ９となると、充電制御部１１は、副二次電池３０を中間電圧からほぼ満充電になるまで充電させる（ステップＳ３、Ｓ５）。また、主二次電池２５が中間電圧より高い状態で充電器に挿入されて充電が開始され、ほぼ満充電になると（時点ｔ１０）、副二次電池３０は充電制御部１１により放電が行われ中間電圧に制御される（ステップＳ８、Ｓ４）。これは、時点ｔ４における制御と同様である。
【００２４】
また、主二次電池２５が時点ｔ１１とｔ１２の間で顕著に電力を消費して使用されると、主二次電池の充電量はかなり低減するが、このとき二次電池の電池保護回路（不図示）により充電量が５％未満にならないようになっている。その状態で再び充電器に挿入されると、主及び副二時電池ともほぼ満充電に向けて充電が開始される（ステップＳ６、Ｓ７）。
【００２５】
また時点ｔ１３、ｔ１４では、主と副二次電池が入れ替えられるときの状態が図示されている。いままで副二次電池として充電されていたものが、主二次電池として携帯機器に装着され、いままで主二次電池として携帯機器で使用されていたものが、携帯機器から取り出されて副二次電池として充電器１の開口部５に挿入される（時点ｔ１４）。そのとき、副二次電池（入れ替え前に携帯機器に装着されていたもの）は、一旦中間電圧に制御される。そのあと、携帯機器が充電器に装着されない場合は、この副二次電池は、所定の時間が経過したあと第１あるいは第３の充電量に向けて充電が開始される（ステップＳ３、Ｓ５）。
【００２６】
図５には、主と副二次電池が入れ替えられる他の状態が図示されている。左側に示したものは、主二次電池が中間電圧Ｃ２より低い充電量のときに（時点ｔ２０）、入れ替えが行われるときのもので、その場合は、入れ替えられて副二次電池となった二次電池は、Ｋ３で示すように、時点ｔ２１で第２端子部を介して中間電圧に向けて充電が開始される。また、右側に図示したものは、携帯機器側の主二次電池が中間電圧より大きい状態の時点ｔ３０で入れ替えが行われるもので、入れ替えられて副二次電池となった二次電池は、図４の時点ｔ１４に示すように、入れ替え後直ちに中間電圧に制御されるのではなく、入れ替え終了後の時点３１から所定の時間が経過した時点３２で中間電圧に制御される。そのあと、いずれも、携帯機器が充電器に装着されない場合は、開口部５に装着されている副二次電池は、所定の時間が経過したあと第１あるいは第３の充電量に向けて充電が開始されることは、図４の場合と同じである（ステップＳ３、Ｓ５）。
【００２７】
このように、副二次電池は、主二次電池の充電量に応じて充電および放電が行われることにより、その充電量が制御され、主二次電池の充電量が、第１の充電量Ｃ１にほぼ充電されているときは、副二次電池の充電量は、中間電圧（第２の充電量）になるように制御される（時点ｔ４、ｔ１０；ステップＳ８、Ｓ４）。また、主二次電池の充電量が中間電圧より少ないと測定されたときは、副二次電池の充電量は、第１の充電量、あるいは第３の充電量になるように制御される（時点ｔ２、ｔ１２；ステップＳ６、Ｓ７）。また、主二次電池が充電器から取り外されてから所定の時間経過したときは、副二次電池の充電量は、第１又は第３の充電量に制御される（時点ｔ１、ｔ９；ステップＳ３、Ｓ５）。
【００２８】
なお、上述した実施形態では、携帯機器そのものを充電器に装着して携帯機器内の二次電池を充電するようにしているが、充電器に副二次電池３０を装着する開口部５と同様な端子部を有する開口部を設け、携帯機器から一旦二次電池を取り出して、その開口部に挿入し、当該二次電池を充電するようにしてもよい。従って、この場合には、それぞれ開口部に挿入される２本の二次電池が、図４の特性に従って充電および放電制御されることになる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、一方の二次電池の充電量の測定結果に応じて他方の二次電池の充電量を制御しているので、例えば、一方の二次電池がほぼ満充電になっている場合には、他方を中間電圧の充電量に制御したり、あるいは一方の二次電池の充電量が少なかったり、ないし充電のために装着されていない場合には、他方をほぼ満充電に充電させることができる。従って、二次電池が満充電に放置されたままになることがないので二次電池の寿命を長くすることができるとともに、二次電池をほぼ満充電にする時間が短くなり、すぐに使用可能な充電状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】充電器とそれに装着される携帯機器の外観を示す斜視図である。
【図２】充電器の回路構成を示したブロック図である。
【図３】主二次電池並びに副二次電池の充電の流れを示したフローチャートである。
【図４】主二次電池並びに副二次電池の充電状態の推移を示した線図である。
【図５】主二次電池と副二次電池を入れ替えたときの充電状態の推移を示した線図である。
【符号の説明】
１  充電器
６  第１端子部
７  第２端子部
１１  充電制御部
１２、１３  充電回路
２０  携帯機器
２５  主二次電池
３０  副二次電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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