(57)【要約】【課題】電源によって動作する機器の動作時間の長時間化を可能にした電源切替装置を提供することを課題とする。【解決手段】デジタルカメラ１０は、燃料電池１２Ａ、ニッケル水素電池１２Ｂ、及び、リチウムコイン電池１２Ｃを装着しており、使用する電池を切り替える電源切替装置１４を有する。電源切替装置１４は、どの電池を使用するかを判断するＣＰＵ１８と、ＣＰＵ１８の判断に従って接続回路を切り替えることにより使用する電池を切り替える電源制御回路１６と、を有する。これにより、動作時間を長時間化することができる。【選択図】　　　　図１
2004120887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電池を装着する機器に設けた電源切替装置であって、
どの電池を使用するかを判断する判断部と、
前記判断部の判断に従って、使用する電池を切り替える切替手段と、
を有することを特徴とする電源切替装置。
【請求項２】
前記判断部は、動作モードと、電池残量と、電池温度と、前記動作モードでの使用時間と、を考慮して判断することを特徴とする請求項１に記載の電源切替装置。
【請求項３】
前記判断部は、電池残量が基準値以下である場合、装着されている他の電池を使用するように判断することを特徴とする請求項１又は２に記載の電源切替装置。
【請求項４】
前記機器がデジタルカメラであることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか１項に記載の電源切替装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電池を装着する機器に設けた電源切替装置に関し、更に詳細には、特にデジタルカメラ等の小型機器に最適な電源切替装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラが広く普及してきている。このデジタルカメラは、レンズを通過した光をＣＣＤ（撮像素子）で受けて電気信号に変換し、画像イメージをデジタル信号化して、画像処理している。
【０００３】
ところで、デジタルカメラにはストロボ、ズームモータ等、使用時に大きな電流が流れる部品が設けられているため、電池で駆動する他の機器に比べ、電池の使用効率が良くない。一方、大きな電流を流すことができる高出力の電池の持続時間は短い。このため、デジタルカメラの動作可能な時間が短いという問題が生じていた。
【０００４】
なお、長時間連続使用可能な電池では最大電流が小さく、最大電流電圧が大きくて容量が大きい電池ではサイズが大き過ぎて携帯用の機器には不向きであり、何れもデジタルカメラに用いることができない。
【０００５】
このデジタルカメラでは、年々高画素化、高画質化が進み、画像処理の負荷も増大している。このため、ＣＰＵや画像処理用ＬＳＩを高速化して対応しており、これに伴ない消費電力が増大しており、上記の問題は益々深刻になってきている。
【０００６】
なお、主電池と補助電池との両者をビデオカメラに装着させることが特許文献１に開示されている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−３４５８０（第１−４頁）
【０００８】
しかし、特許文献１では、主電池交換時のみ補助電池に切り替えて動作させており、上記問題を解決することはできない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記事実を考慮して、電源によって動作する機器の動作時間の長時間化を可能にした電源切替装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、複数の電池を装着する機器に設けた電源切替装置であって、どの電池を使用するかを判断する判断部と、前記判断部の判断に従って、使用する電池を切り替える切替手段と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記の複数の電池は、接続回路の切り替え制御を個別に行うことが可能である限り、１つのパッケージに収納されていてもよい。
【００１２】
請求項１に係る発明により、複数の電池の種類が互いに異なる場合、機器の動作シーケンス等に適した電池を随時選択することができ、また、複数の電池の種類が同じである場合、各電池の状態に応じて使用する電池を切り替えることができる。従って、何れの場合であっても動作時間を長時間化することができる。
【００１３】
前記判断部は、動作モードと、電池残量と、電池温度と、前記動作モードでの使用時間と、を考慮して判断してもよい。
【００１４】
例えば、前記判断部は、電池残量が基準値以下である場合、装着されている他の電池を使用するように判断する。すなわち、動作モードに基づいて適切な電池であると判断されても、その電池の電池残量が基準値以下に低下している場合、残量が多い他の電池を使用する。これにより、使用中にその電池が切れることが回避される。この場合、判断部が判断し易いように、各電池毎に別々に電池残量が表示されていることが好ましい。
【００１５】
また、全ての電池の電池残量が基準値以下になった場合、複数の電池を同時に使用してもよい。これにより、電池にかかる負荷を分散させることができ、動作時間を延ばすことができる。
【００１６】
なお、撮影中に電池の接続の切り替えを行うと撮影画像にノイズが形成され易い。このため、撮影中では電池の切り替えを行わないことが好ましい。
【００１７】
前記機器としてはデジタルカメラが最適である。また、ノート型パーソナルコンピュータに互いに種類の異なる複数の電池を装着させ、電源切替装置によって電池の切り替えを行うことにより、ノート型パーソナルコンピュータの動作時間を延ばすことも可能である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、電源切替装置がデジタルカメラに設けられた例を実施形態として挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１に示すように、本発明の一実施形態のデジタルカメラ１０は、電池として、燃料電池１２Ａ、ニッケル水素電池１２Ｂ、及び、リチウムコイン電池１２Ｃを有する。
【００２０】
また、デジタルカメラ１０は、上記の３種の電池に接続している電源切替装置１４を有する。電源切替装置１４には、電源制御回路１６と、どの電池に切り替えるかを判断して電源制御回路１６に切替の指令を発するＣＰＵ１８と、が設けられている。
【００２１】
更に、デジタルカメラ１０は、電源制御回路１６及びＣＰＵ１８の両者に接続されたストロボ２２、ズームモータ２４、撮像部２６、及び、メディア２８と、ＣＰＵ１８に接続された電源スイッチ３０と、を備えている。
【００２２】
燃料電池１２Ａは、高電圧を印加して高電流を流すことが可能であるが、電池の持続時間が短く、電圧、電流が不安定で温度上昇が大きい。ストロボ２２への充電、ズームモータ２４の駆動、電動レンズバリア（図示せず）の駆動、冷却ファン（図示せず）の駆動等、燃料電池１２Ａは大電流が必要なときに使用するのに適している。
【００２３】
ニッケル水素電池１２Ｂは、低電圧、高電流であるならば電池の持続時間が長く、温度もあまり上昇せず、しかも充電可能である。
【００２４】
リチウムコイン電池１２Ｃは、低電圧、低電流にしか対応できないが、自己放電が少なく、バックアップ向きである。
【００２５】
燃料電池１２Ａと電源制御回路１６とを接続する回路には、接続のＯＮ、ＯＦＦを切り替えるスイッチ３４Ａと、ダイオード３６Ａとが直列に接続されており、ニッケル水素電池１２Ｂと電源制御回路１６とを接続する回路にも、接続のＯＮ、ＯＦＦを切り替えるスイッチ３４Ｂと、ダイオード３６Ｂとが直列に接続されている。スイッチ３４Ａ、３４Ｂの切替はＣＰＵ１８から指令を受けた電源制御回路１６によって行われる。また、リチウムコイン電池１２Ｃと電源制御回路１６とを接続する回路にはダイオード３６Ｃが設けられており、ダイオード３６Ａ〜Ｃにより、電源制御回路１６から各電池へ電流が逆流して流れ込むことが防止されている。
【００２６】
また、燃料電池１２Ａとニッケル水素電池１２Ｂとを接続する回路であって、燃料電池１２Ａによってニッケル水素電池１２Ｂを充電できるように充電回路３８が設けられている。
【００２７】
以下、必要に応じて上記の３つの電池が切り替えられる作用について説明する。
【００２８】
上記のように大電流が必要なときには、電源制御回路１６で接続する電池を燃料電池１２Ａに切り替えて動作させる。
【００２９】
燃料電池１２Ａ及びニッケル水素電池１２Ｂの両者の電池残量が共に基準値（ＣＰＵ１８に予め入力された値）以下になった場合、燃料電池１２Ａ及びニッケル水素電池１２Ｂの両者を同時に電源制御回路１６に接続して使用し、各電池にかかる負荷を分散させる。これにより、デジタルカメラ１０の動作時間を延ばすことができる。
【００３０】
電源スイッチ３０により電源ＯＦＦ状態にしているときは、カレンダー機能と撮影設定条件の記憶機能とが維持されるようにしておけば良く、低電圧、低電流で済むので、電源制御回路１６に接続して使用する電池をリチウムコイン電池１２Ｃのみに切り替える。また、この電源ＯＦＦ状態では、ニッケル水素電池１２Ｂの電圧が基準値以下になっている場合、充電回路３８を用いて燃料電池１２Ａでニッケル水素電池１２Ｂを充電しておく。
【００３１】
このように、燃料電池１２Ａは大電流が必要なときに使用するが、ニッケル水素電池１２Ｂを動作させる条件を満たしていても、ニッケル水素電池１２Ｂが装着されていない場合や、装着されていてもニッケル水素電池１２Ｂの電池残量が基準値以下である場合などであっても使用する。
【００３２】
また、ニッケル水素電池１２Ｂは、（１）電源ＯＮ状態のときに燃料電池１２Ａで動作させる条件が満たされていない場合、（２）燃料電池１２Ａで動作させる条件を満たしていても、燃料電池１２Ａの電池残量が基準値以下である場合、に使用するが、（３）燃料電池１２Ａがデジタルカメラ１０に装着されていない場合、（４）燃料電池１２Ａが高温になり過ぎた場合、（５）電源ＯＦＦ時にリチウムコイン電池１２Ｃが装着されていない場合、などであっても使用する。
【００３３】
デジタルカメラ１０での撮影中に電池の接続の切り替えを行うと撮影画像にノイズが形成され易い。このため、撮影中では電池の切り替えを行わないことが好ましい。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、デジタルカメラ１０のデバイス（ストロボ２２などの構成部品）に適するように電池を使い分けることが可能であり、電源回路での定電圧／定電流の変換ロスが少ないので、電力のロスが少なく、エネルギーを無駄に消費することがない。従って、省電力化され、デジタルカメラ１０の動作時間を長くすることができる。また、ダイオード３６Ａ〜Ｃが設けられているので、複数の電池を同時に使用したときに電圧が低いほうの電池へ電流が逆流することが防止されている。更に、ニッケル水素電池１２Ｂを燃料電池１２Ａで充電することができるので、ニッケル水素電池１２Ｂを交換すべき時期を大幅に延ばすことができる。
【００３５】
なお、燃料電池１２Ａ、ニッケル水素電池１２Ｂ、リチウムコイン電池１２Ｃのように互いに種類が異なる電池ではなく、同じ種類の３個の電池をデジタルカメラが有する場合、電池の特性に応じて使い分けることができないので、電池残量、電池温度、使用時間等によって、３個の電池を単純に順次切り替える。その際、必要に応じ、３個の電池を同時に使用することによって動作時間を延ばすことは可能である。
【００３６】
［実施例］
以下、具体的な実施例を挙げて説明する。図２、図３は、本実施例で電源切替装置１４が電池を切り替える手順を示すフローチャート図である。
【００３７】
デジタルカメラ１０で動作モードが設定されると、その動作モードについての電源切替処理が開始される（ステップＳ１）。ここで、図２、図３には示さないが、燃料電池１２Ａ、ニッケル水素電池１２Ｂの何れか一方が装着されていない場合、電源切替装置１４は、どの動作モードであっても、上記２つの電池のうち装着されている電池を使用するように接続回路を切り替える。
【００３８】
上記２つの電池が何れも装着されている場合、まず、ＣＰＵ１８は、燃料電池１２Ａの電池残量が基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ２）。
【００３９】
ステップＳ２でＮＯと判断した場合、ニッケル水素電池１２Ｂの電池残量が基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
【００４０】
ステップＳ３でＹＥＳと判断した場合、ニッケル水素電池１２Ｂを使用するようにＣＰＵ１８が電源制御回路１６に指令し、電源制御回路１６がそのように接続回路を切り替える（ステップＳ４）。
【００４１】
ステップＳ３でＮＯと判断した場合、燃料電池１２Ａとニッケル水素電池１２Ｂとを同時に使用するようにＣＰＵ１８が電源制御回路１６に指令し、電源制御回路１６がそのように接続回路を切り替える（ステップＳ５）。
【００４２】
ステップＳ２でＹＥＳと判断した場合、ニッケル水素電池１２Ｂの電池残量が基準値以上であるか否かを判断する（ステップＳ６）。
【００４３】
ステップＳ６でＮＯと判断した場合、燃料電池１２Ａを使用するようにＣＰＵ１８が電源制御回路１６に指令し、電源制御回路１６がそのように接続回路を切り替える（ステップＳ７）。
【００４４】
ステップＳ６でＹＥＳと判断した場合、この動作モードで流れる電流がＣＰＵ１８に予め入力された所定値以上の大電流となる動作モードであるか否かを判断する（ステップＳ８）。
【００４５】
ステップＳ８でＮＯと判断した場合、上記のステップＳ４を行う。ステップＳ８でＹＥＳと判断した場合、電池の使用時間が所定時間以下の使用になる動作モードか否かを判断する（ステップＳ９）。
【００４６】
ステップＳ９でＮＯと判断した場合、ステップＳ４を行う。ステップＳ９でＹＥＳと判断した場合、燃料電池１２Ａの温度がＣＰＵ１８に予め入力された所定温度以下であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。
【００４７】
ステップＳ１０でＮＯと判断した場合、ステップＳ４を行う。ステップＳ１０でＹＥＳと判断した場合、ステップＳ７を行う。
【００４８】
また、デジタルカメラ１０に設けられている電源スイッチ（図示せず）を電源ＯＦＦの位置に移動させた場合、電源ＯＦＦの指令が出されて電源ＯＦＦ処理が開始される（ステップＳ１１）。
【００４９】
まず、ＣＰＵ１８は、リチウムコイン電池１２Ｃが装着されているか否かを判断する（ステップＳ１２）。
【００５０】
ステップＳ１２でＹＥＳと判断した場合、電源ＯＦＦ状態での機能の維持（カレンダー機能と撮影設定条件の記憶機能との維持）に必要な電力がリチウムコイン電池１２Ｃから供給されるように、ＣＰＵ１８が電源制御回路１６に指令し、電源制御回路１６がそのように接続回路を切り替える（ステップＳ１３）。
【００５１】
ステップＳ１２でＮＯと判断した場合、電源ＯＦＦ状態での機能の維持に必要な電力がニッケル水素電池１２Ｂから供給されるように、ＣＰＵ１８が電源制御回路１６に指令し、電源制御回路１６がそのように接続回路を切り替える（ステップＳ１４）。
【００５２】
このように、本実施例により、電源切替装置１４による電池の切替が手順良く行われる。
【００５３】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、電源によって動作する機器の動作時間の長時間化を可能にした電源切替装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電源切替装置が設けられたデジタルカメラのブロック図である。
【図２】実施例で、使用する電池を電源切替装置が切り替える手順を示すフローチャート図である。
【図３】実施例で、使用する電池を電源切替装置が切り替える手順を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
１２Ａ　燃料電池（電池）
１２Ｂ　ニッケル水素電池（電池）
１２Ｃ　リチウムコイン電池（電池）
１４　電源切替装置
１６　電源制御回路（切替手段）
１８　ＣＰＵ（判断部）
【図１】
2004120887.tif 000003
【図２】
2004120887.tif 000004
【図３】
2004120887.tif 000005