(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源として１次電池と２次電池の双方が使用可能な電子機器において、
上記電源を供給する電源供給部と、
上記電源供給部に得られる電源に選択的に接続される検出用抵抗と、
上記電源供給部からの電源の供給が、それぞれ個別に制御される複数の負荷回路と、
上記電源供給部に得られる電源の電圧を、上記検出用抵抗を接続しない状態と、上記検出用抵抗を接続した状態で測定する電圧測定手段と、
上記電圧測定手段で測定した両測定値の差の電圧が、上記１次電池を電源として使用した場合を検出するための基準値よりも大きいとき、上記１次電池を電源として使用したと判断して、上記複数の負荷回路への電源の供給を、それぞれ異なるタイミングで開始させる制御手段とを備えた
電子機器。
【請求項２】
請求項１記載の電子機器において、
上記各負荷回路に電源を供給するタイミングの差の時間は、１つの負荷回路に電源を供給してから、その電源の電圧がほぼ元の電圧に戻るまでの時間とした
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池により駆動される電子機器に関し、特に２次電池と１次電池の双方が電源として使用可能な電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯用として比較的小型に構成された電子機器の場合には、電池を収納できる収納部を備えて、その収納部に収納された電池からの電源で、機器を作動させるようにしたものが各種存在する。この場合、使用される電池として、乾電池などの１次電池の他に、充電により繰り返し使用が可能な２次電池が使用できるものも各種存在する。
【０００３】
図６は、従来の電池により駆動される電子機器の電源供給構成の一例を示したものである。１個又は複数個の電池１は、電圧検出回路２によりその電池から供給される電源の電圧Ｖinが検出される構成としてある。そして、電池１からの電源を、スイッチ３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４に供給し、機器を作動させる電圧に変換し、その変換出力を電子機器の回路部５に供給する構成としてある。
【０００４】
ここで、機器の作動中には、スイッチ３はオン状態となるように制御され、電圧検出回路２で検出される電池電圧Ｖinを監視して、機器を作動させることができない電圧となったとき、スイッチ３をオフ状態にして、機器の動作を停止させる処理が行われる。即ち、図７に示すように、電池電圧Ｖinは、機器の使用により徐々に低下する特性を有しており、電圧検出回路２で検出される電池電圧Ｖinが、予め設定した終止電圧Ｖend を下回った場合に、スイッチ３をオフ状態として、電池からの放電を停止させる。また、この終止電圧Ｖend よりも若干高い電圧の警告電圧Ｖwarnを下回った場合に、機器が備える表示部などに電池切れであることを警告する表示を行うようにしたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、電子機器に含まれる各回路を起動するために、電池から電流を取り出すとき、電池の内部抵抗のために一時的に電池電圧Ｖinが低下して、その後回復するという現象が発生する。図８はこの状態の例を示す図であり、あるタイミングで機器を起動させると、電池電圧Ｖinが一時的に電圧ΔＶ0 だけ低下し、その後若干の時間をかけて、ほぼ元の電池電圧Ｖinに復帰する。
【０００６】
このような起動時の一時的な電池電圧の低下があると、例えば図８に示すように、その一時的な低下時にだけ、警告電圧Ｖwarnや終止電圧Ｖend を下回る場合が発生する。警告電圧Ｖwarnを下回った場合には、電池切れを警告する表示が行われてしまい、終止電圧Ｖend を下回った場合には、その時点でスイッチ３がオフ状態になって、回路の動作が停止してしまう。
【０００７】
このように実際にはまだ使用できる電池であっても、残量がない電池であると判断して警告や停止の処理を行ってしまう問題があった。また、図８に示すように起動時に電圧ΔＶ0 の一時的な低下が大きく発生するのは、電池の内部抵抗が大きい場合に限られ、通常は乾電池などの１次電池を使用した場合に現れる現象である。このため、低下した電圧ΔＶ0 が復帰する時間が経過してから電池電圧を判断するような処理を行う構成にすれば、電圧ΔＶ0 の一時的な低下による問題は解決できるが、このような一時的な電圧低下が発生しない２次電池を使用した場合には、その判断するまでの時間に低い電圧を機器を起動させようとする処理が行われることになり、２次電池が過放電されてしまう可能性があり、１次電池と２次電池の双方が使用できる機器の場合には好ましくない。
【０００８】
本発明の目的は、１次電池と２次電池の双方が使用できる機器で、１次電池を使用した場合の電源制御が良好に行えるようにすることにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電源として１次電池と２次電池の双方が使用可能な電子機器において、電源供給部からの電源の供給がそれぞれ個別に制御される複数の負荷回路と、電源供給部に得られる電源の電圧を検出用抵抗を接続しない状態と検出用抵抗を接続した状態で測定する電圧測定手段と、電圧測定手段で測定した両測定値の差の電圧が１次電池を電源として使用した場合を検出するための基準値よりも大きいとき、１次電池を電源として使用したと判断して、複数の負荷回路への電源の供給をそれぞれ異なるタイミングで開始させる制御手段とを備えたものである。
【００１０】
本発明によると、電圧測定手段で測定した、検出用抵抗が接続された状態の電源電圧と、検出用抵抗が接続されてない状態の電源電圧との差の電圧が大きいとき、電源として使用される電池の内部抵抗が大きいと判断して、機器が備える複数の負荷回路への電源の供給を、異なるタイミングで開始させる制御が行われて、機器内の回路に順番に電源が供給されて作動するようになる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を、図１〜図５を参照して説明する。
【００１２】
本実施の形態においては、電池を電源供給源として使用される電子機器に適用したもので、その使用される電池としては、ここでは乾電池などの１次電池と、充電が可能な２次電池の双方が使用可能としてある。２次電池としては、ニッケル水素電池，ニッケルカドミウム電池，リチウムイオン電池などが使用される。
【００１３】
図１は、本実施の形態における電子機器の電源供給構成を示したものである。この機器に装着された１個又は複数個の電池１１は、電源スイッチ１２と電源供給制御用スイッチスイッチ１３を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１４に接続してあり、このＤＣ／ＤＣコンバータ１４で機器内の回路を作動させる電圧の電源に変換し、その変換された電圧の電源を、機器内の負荷回路である回路部２０に供給する。電源スイッチ１２は、この機器の使用者が手動で操作するスイッチ（又は使用者の電源入力操作に連動して切換わるスイッチ）であり、電源供給制御用スイッチ１３は、電圧検出回路１５によりオン・オフが制御される。この電圧検出回路１５は、電池１１の電圧Ｖinを検出して、その検出に基づいて、電源供給制御用スイッチ１３の制御と、回路部２０内の各回路への電源の供給とを制御する回路である。
【００１４】
ここで、電源スイッチ１２と電源供給制御用スイッチ１３との接続点と接地電位部との間には、測定用抵抗接続用スイッチ１６と測定用負荷抵抗器１７との直列回路が接続してあり、このスイッチ１６のオン・オフについても、電圧検出回路１５により制御される。なお、電池１１としては、１次電池と２次電池の双方が使用可能であるが、電池の代わりにＡＣアダプタなどの外部電源が電池１１の位置に接続される場合もある。
【００１５】
この電子機器が備える負荷回路である回路部２０は、複数の回路２２ａ，２２ｂ，‥‥２２ｎ（ｎは任意の整数）に分割させてある。そして、各回路２２ａ，２２ｂ，‥‥２２ｎ毎に、電源供給制御用スイッチング素子２１ａ，２１ｂ，‥‥２１ｎ（ｎは任意の整数）を介してＤＣ／ＤＣコンバータ１４から電源が供給されるようにしてある。各スイッチング素子２１ａ〜２１ｎは、電圧検出回路１５から供給される制御信号Ｉb1，Ｉb2，‥‥Ｉbnにより、個別にスイッチングが制御される構成としてある。ここでは、電源供給制御用スイッチング素子２１ａ〜２１ｎとしてトランジスタを使用する構成としたが、その他のスイッチング素子を使用しても良い。
【００１６】
そして本例においては、電圧検出回路１５で検出した電池電圧に基づいて、機器を起動させる際の、各スイッチング素子２１ａ〜２１ｎの制御状態を変化させるようにしてある。即ち、比較的内部抵抗の多い電池（具体的には１次電池）が電源として使用されていると判断される場合には、各スイッチング素子２１ａ〜２１ｎを導通させて電源を供給するタイミングをずらすようにしてあり、比較的内部抵抗の少ない電池（具体的には２次電池）又は外部電源が電源として使用されていると判断される場合には、各スイッチング素子２１ａ〜２１ｎを導通させて電源を供給するタイミングを一致させるようにしてある。その処理の詳細については後述する。なお、電圧検出回路１５内には、予め測定した電圧値と比較するための終止電圧Ｖend 及び警告電圧Ｖwarnが設定してある。終止電圧Ｖend は、それ以下の電圧値では回路２０を駆動するのが困難な電圧値であり、警告電圧Ｖwarnは終止電圧Ｖend よりも若干高い電圧値である。また、電池の種類を判断するための差電圧の基準値Ｖjudge についても、電圧検出回路１５内に予め設定してある。
【００１７】
次に、本例の回路による電源供給の制御処理を、図２のフローチャートを参照して説明する。まず、この機器の使用者が電源投入操作を行って、電源スイッチ１２がオン状態になったとする（ステップＳ１１）。このとき、電圧検出回路１５は、スイッチ１３及び１６をオフ状態にしたままで（即ち電池１１に何も回路が接続されない状態で）、電池電圧Ｖinを電圧検出回路１５が計測する（ステップＳ１２）。このとき測定した電圧値を、Ｖin１として検出回路１５内で記憶しておく。
【００１８】
次に、スイッチ１６をオン状態にして、測定用負荷抵抗器１７を電池１１に接続した状態で、電池電圧Ｖinを電圧検出回路１５が計測する（ステップＳ１３）。このとき測定した電圧値についても、Ｖin２として検出回路１５内で記憶しておく。この計測が終了すると、スイッチ１６はオフ状態に戻しておく。
【００１９】
ここまでの計測が終了すると、電圧検出回路１５は、ステップＳ１２で記憶した電圧値Ｖin１を、終止電圧Ｖend 及び警告電圧Ｖwarnと比較する（ステップＳ１４）。この比較で、電圧値Ｖin１が終止電圧Ｖend と同じか終止電圧Ｖend よりも低い場合には、スイッチ１３をオフ状態のままとして、回路部２０に電源を供給させない（ステップＳ１５）。また、電圧値Ｖin１が終止電圧Ｖend よりも高く、警告電圧Ｖwarnよりも低い場合には、スイッチ１３をオン状態にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４側に電源を供給すると共に、機器が備える表示部に電池切れが近いことを警告する表示を実行させる（ステップＳ１６）。さらに、電圧値Ｖin１が警告電圧Ｖwarnと同じかそれよりも高い場合には、スイッチ１３をオン状態にして、ＤＣ／ＤＣコンバータ１４側に電源を供給する（ステップＳ１７）。このステップＳ１７の場合には警告動作を行わない。
【００２０】
次に電圧検出回路１５は、電圧値Ｖin１と電圧値Ｖin２の差電圧Ｖin１−Ｖin２を判断し、その差電圧の値が、基準値Ｖjudge を下回るか否か判断する（ステップＳ１８）。ここでの基準値Ｖjudge としては、電池１１として１次電池を使用した場合に検出される差電圧と、電池１１として２次電池を使用した場合に検出される差電圧との間の値となるようにしてある。なお、外部電源を使用した場合の差電圧は、２次電池を使用した場合の差電圧とほぼ同じ値となる。
【００２１】
ステップＳ１８の判断で、差電圧が基準値Ｖjudge を下回った場合には、使用される電源が２次電池又は外部電源であると判断して（ステップＳ１９）、回路部２０内の各スイッチング素子２１ａ〜２１ｎを同時にオン状態にする制御信号を供給し、各負荷回路２２ａ〜２２ｎに同時に電源を供給して起動させる（ステップＳ２０）。
【００２２】
また、ステップＳ１８の判断で、差電圧が基準値Ｖjudge と同じか又は越えた場合には、使用される電源が１次電池であると判断して（ステップＳ２１）、回路部２０内の各スイッチング素子２１ａ〜２１ｎをオンするタイミングを順にシフトさせてオン状態にする制御信号を供給し、各負荷回路２２ａ〜２２ｎに順に電源を供給して起動させる（ステップＳ２２）。
【００２３】
ここで、ステップＳ２２の場合に、各負荷回路２２ａ〜２２ｎをオンさせるタイミングをシフトさせる状態について説明すると、各スイッチング素子２１ａ〜２１ｎから出力される制御信号Ｉb1，Ｉb2，‥‥Ｉbnは、例えば図３に示す状態になる。即ち、最初のタイミングｔａにスイッチング素子２１ａに制御信号Ｉb1を供給してオン状態にしてから、所定時間Δｔ1 が経過した後に、次のスイッチング素子２１ｂに制御信号Ｉb2を供給してオン状態にし、以下順に時間Δｔ1 ずつ遅れたタイミング毎に各スイッチング素子を順にオン状態にしていき、最後のスイッチング素子２１ｎに制御信号Ｉbnを供給してオン状態にして、回路部２０内の全ての負荷回路２２ａ〜２２ｎを起動させる。なお、実際に回路が起動されて、信号処理を開始するのは、最後のスイッチング素子２１ｎがオン状態になってから、若干の時間が経過したタイミングｔｂとする。この信号処理の開始は、例えば機器内の図示しないシステムコントローラの制御に基づいて行う。
【００２４】
ここで、各回路を起動させるタイミングをシフトさせる時間Δｔ1 については、電池１１として１次電池を使用した場合に、その１次電池の電池電圧が、起動時に低下してからほぼ元に復帰するまでの時間に設定する。具体的には、例えば１００ｍｓ程度の間隔とする。
【００２５】
このように１次電池を電源として使用する場合の起動制御が行われることで、起動時の電池電圧は、例えば図４に示す状態となる。即ち、タイミングｔａで起動開始してから、各回路２２ａ〜２２ｎを順に起動させる毎（即ち時間Δｔ1 毎）に電圧ＶD だけ低下した後復帰する処理を繰り返すことになる。この場合の電圧低下幅ＶD は、回路部２０内の全ての回路を同時に起動させた場合の低下幅よりも大幅に少なくすることができる。従って、１次電池を電源として使用した場合には、その電池の残量が少ない場合であっても、その残量の検出が正確に行え、警告電圧や終止電圧の検出がほぼ正しく行われるようになり、まだ残量のある電池を使用して、終止電圧が検出されて動作が停止するようなことがなくなる。また、２次電池や外部電源を使用した場合には、このような起動タイミングをずらす処理が行われないために、迅速に機器内の回路での信号処理を開始させることができる。
【００２６】
ここで、本実施の形態の処理が適用される電子機器の具体的な例を、図５に示す。この例では、電子的に被写体の静止画又は動画の撮影を行って、メモリに記憶させる電子カメラに適用した例としてある。この電子カメラ１００は、撮影レンズ１０１を介して入射した像光を、ＣＣＤイメージャなどの撮像手段を備える撮像処理部１０２で、電気的な撮像信号に変換し、その撮像信号を信号処理回路１０３で所定のフォーマットの映像信号とし、内部メモリ１０４を介して外部１０６に記憶させる。外部メモリ１０６は、メモリ装着部１０５に装着される。
【００２７】
また、液晶表示パネル１０８を備えて、信号処理回路１０３が出力する映像信号による撮影画像の表示が行える構成としてある。この場合、液晶表示パネル１０８には、バックライト１０９が取付けてある。
【００２８】
これらの撮影処理やメモリ１０６への記憶処理及び液晶表示パネル１０８での表示処理は、マイクロコンピュータで構成された中央制御ユニット（ＣＰＵ）１０７の制御で実行される。また、この電子カメラ１００は、バッテリ装着部１１１を備えて、その装着部１１１に装着されたバッテリ（１次電池又は２次電池）から電源を、電源制御部１１２が各回路に供給するようにしてある。この電源制御部１１２が、上述した実施の形態での電圧検出回路１５と、その電圧検出回路１５により制御されるスイッチング素子２１ａ〜２１ｎやスイッチ１３，１６などの図１に示した回路に相当する。
【００２９】
このように構成した電子カメラにおいて、電源制御部１１２が、使用される電池の種類として、２次電池を検出した場合には、起動時の各回路への電源供給を同時に行う。そして、１次電池の使用を検出した場合には、例えば以下の順で起動時の各回路への電源供給を行う。即ち、最初に中央制御ユニット１０７に電源を供給し、以下、撮像処理部１０２，信号処理回路１０３，内部メモリ１０４，液晶表示パネル１０８，バックライト１０９，外部メモリ１０６の順で各回路に電源を供給する。このようにすることで、電子カメラを起動させる際の動作状態が良好になる（即ち電源の供給状態のずれによる問題が発生しない）。
【００３０】
なお、上述した電源を供給させる順序は、一例を示したものであり、その他の順序であっても良い。また、ここでは電子カメラを例にして説明したが、本発明の電源供給処理が、電池で駆動可能なその他の各種電子機器にも使用できることは勿論である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によると、電圧測定手段での２つの状態の電源電圧の電圧差から、電源として使用される電池などの状態を判断して、機器が備える複数の負荷回路への電源の供給を、異なるタイミングで開始させる制御を行うことで、例えば内部抵抗が大きい電池が電源として使用されている場合には、機器内の回路に順番に電源が供給されて作動するようになり、機器内の各回路を同時に作動させることによる電源電圧の大幅な低下を回避できるようになる。また、電圧差の判断から、内部抵抗が大きい電池以外が電源として使用されていると判断された場合には、このようなタイミングをずらす制御をしないことで、内部抵抗が大きい電池以外が電源として使用されている場合には、そのときの電源電圧に基づいた機器の駆動開始などの迅速な制御が行える。
【００３２】
また、この電子機器において、各負荷回路に電源を供給するタイミングの差の時間は、１つの負荷回路に電源を供給してから、その電源の電圧がほぼ元の電圧に戻るまでの時間としたことで、起動時の電源電圧の変動を最小限に抑えた起動処理が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による電源供給構成の例を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施の形態による電源制御処理の例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の一実施の形態による電源制御状態の例を示すタイミング図である。
【図４】本発明の一実施の形態による電池電圧の変化例を示す波形図である。
【図５】本発明の一実施の形態による電子機器を電子カメラに適用した例を示すブロック図である。
【図６】従来の電源供給構成の例を示すブロック図である。
【図７】電池電圧の変化例を示す波形図である。
【図８】起動時の電池電圧の変化例を示す波形図である。
【符号の説明】
１１…電池、１２…電源スイッチ、１３…電源供給制御用スイッチ、１４…ＤＣ／ＤＣコンバータ、１５…電圧検出回路、１６…測定用抵抗接続用スイッチ、１７…測定用負荷抵抗器、２０…電子機器回路部、２１ａ〜２１ｎ…電源供給制御用スイッチング素子、２２ａ〜２２ｎ…負荷回路
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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