(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリパックと上記バッテリパックより電源供給を受ける電子機器とからなるバッテリ残量検出システムにおいて、
上記バッテリパックは、
バッテリセルと、
接続された電子機器に対して電源供給する電源供給手段と、
上記電子機器に対して、前記バッテリセルの残量を示す積算値を送信する送信手段と、
上記電子機器より、上記電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を受信する受信手段と、
上記バッテリセルの放電特性により設定されるバッテリ側エンド電圧を保持する保持手段と、
上記受信手段より取得した上記機器側エンド電圧および上記保持手段に保持された上記バッテリ側エンド電圧に基づいて上記積算値を補正して、上記送信手段より補正された積算値を上記電子機器に対して送信するように制御する制御手段とを有し、
上記電子機器は、
接続されたバッテリパックより電源供給を受ける電源供給部と、
該電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を保持する保持手段と、
上記保持手段に保持された上記機器側エンド電圧を上記バッテリパックに対して送信する送信手段と、
上記バッテリパックよりバッテリセルの残量を示す積算値を受信する受信手段と、
上記受信手段により受信した上記積算値に基づいて、上記バッテリセルの残量を表示する表示制御手段とを有するバッテリ残量検出システム。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ残量検出システムにおいて、
上記バッテリパックの上記制御手段は、上記機器側エンド電圧が上記バッテリ側エンド電圧より高いときにのみ上記積算値を補正するバッテリ残量検出システム。
【請求項３】
接続された電子機器に対して電源供給するとともに、上記電子機器より受信した電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧およびバッテリセルの放電特性により設定されるバッテリ側エンド電圧に基づいて補正された積算値を上記電子機器に対して送信するバッテリパックが接続される電子機器において、
接続されたバッテリパックより電源供給を受ける電源供給部と、
該電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を保持する保持手段と、
上記保持手段に保持された上記機器側エンド電圧を上記バッテリパックに対して送信する送信手段と、
上記バッテリパックよりバッテリセルの残量を示す積算値を受信する受信手段と、
上記受信手段により受信した上記積算値に基づいて、上記バッテリセルの残量を表示する表示制御手段とを有する電子機器。
【請求項４】
動作を終了するための機器側エンド電圧を接続されたバッテリパックに対して送信し、前記バッテリパックより受信したバッテリセルの残量を示す積算値に基づいて上記バッテリセルの残量を算出する電子機器に接続されるバッテリパックであって、
バッテリセルと、
接続された電子機器に対して電源供給する電源供給手段と、
上記電子機器に対して、前記バッテリセルの残量を示す積算値を送信する送信手段と、
上記電子機器より、上記電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を受信する受信手段と、
上記バッテリセルの放電特性により設定されるバッテリ側エンド電圧を保持する保持手段と、
上記受信手段より取得した上記機器側エンド電圧および上記保持手段に保持された上記バッテリ側エンド電圧に基づいて上記積算値を補正して、上記送信手段より補正された積算値を上記電子機器に対して送信するように制御する制御手段とを有するバッテリパック。
【請求項５】
請求項４記載のバッテリパックにおいて、
上記制御手段は、上記機器側エンド電圧が上記バッテリ側エンド電圧より高いときにのみ上記積算値を補正するバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に供給される電源電圧となる充放電可能なバッテリセルの残量を表示することを可能とするバッテリ残量検出システム、電子機器及びバッテリパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リチウムイオン電池、ＮｉＣｄ電池、ニッケル水素電池等の２次電池としてのバッテリセルを有するバッテリパックが提供されている。このバッテリパックは、一般に、バッテリセルのバッテリ残量の計算やこのバッテリセルを電源とする電子機器との間の通信を行うためのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）と、このマイコンの周辺回路と、このマイコンによってバッテリの残量計算を行うために必要なバッテリセルの状態検出回路等とを備えている。
【０００３】
このようなバッテリパックの充放電をすることができる回数は、無限ではない。また、使用上許容される範囲の充放電特性を維持できる最大充放電回数は、バッテリセルの種類等に応じてある程度決定される。
【０００４】
本出願人により、バッテリ残量設定のために最大充放電回数をカウントするものとして、バッテリの充放電によりバッテリセルに劣化が生じたときに、その劣化に応じて充放電回数をカウントし、また、その劣化に応じてバッテリ残容量を正確に設定することができるバッテリパック及びその充放電カウント方法、バッテリパックのバッテリ残量設定方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、本出願人により、バッテリ残容量を算出するものとして、バッテリセルに温度変化が生じても、その変化分に応じてバッテリ残容量を正確に算出することができるバッテリセル及びそのバッテリ残容量算出方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開2000-260486号公報
【特許文献２】特開2000-260488号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本体にバッテリなるものを搭載する電子機器として，例えば電子スチルカメラを使用するために，従来の電子スチルカメラ本体では，図４の４１に示すようにバッテリエンド電圧が３．０Ｖで、４２に示すように電子スチルカメラ本体のエンド電圧が２．９Ｖであったため，バッテリの残量がなくなるまで無駄なく使用することができた。
【０００８】
しかし、今後，４３に示すようにバッテリのエンド電圧が２．６Ｖとなる放電特性が異なるバッテリが使用されるようになったとき，従来の電子スチルカメラ本体では現行のバッテリよりエンド電圧を２．９Ｖに設定しているため，電子スチルカメラ本体は２．９Ｖまでしか使用できない。
【０００９】
これにより，セットの終止電圧がバッテリのエンド電圧でなく，電子スチルカメラ本体のエンド電圧で終えてしまうことが想定される。よってバッテリの容量が残っているのにバッテリによる電源供給の終了を迎えるため，バッテリの残時間表示もおかしくなるという不都合があった。
【００１０】
図５に示すように、カットオフ電圧が２．５Ｖのときに現行バッテリ５１、５２の放電特性の放電容量が2000〜2300[mAh]に対して、放電特性の異なるバッテリ５３の放電特性は、放電容量が2500[mAh]と大きくなっている。
【００１１】
また、図６Ａに示すように、このような放電特性の異なる新規合金セルを従来のセットで使用したとき、初期残量表示６１は９０分、６０分駆動して３．１Ｖ到達時６２に、プリエンド直前の残量表示６３は３０分となるが、６４に示すようにセット側がバッテリ側に対応した初期表示時間の動作をしないために残量のお知らせ機能が役に立たたず、実際にはすぐプリエンド６５となる。
【００１２】
また、図７に示す従来セルの放電特性７１に対応する従来セルの積算値の特性７２がバッテリ側のマイコンで演算されている。従来セルの積算値の特性７２は、従来セルの満充電積算値Ｄ１２から従来セルの放電特性７１がエンド電圧の２．９Ｖになるときに０となるように求められている。
【００１３】
この場合、７５に示すように、従来セットに７３の放電特性を有する新規セルを用いると２．９Ｖで強制終了になるので、積算値が残っているのにセット側は終了してしまう。このため、セット側では新規セルを用いても従来セルの放電時間Ｔ１１と同じ放電時間しか使用できないことになる。
【００１４】
そこで、本発明は、セット側とバッテリ側とでエンド電圧の対応がとれていない場合に、セット側でバッテリ側のエンド電圧に応じたバッテリ残量を表示することを可能とするバッテリ残量検出システム、電子機器及びバッテリパックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のバッテリ残量検出システムは、バッテリパックとバッテリパックより電源供給を受ける電子機器とからなるバッテリ残量検出システムにおいて、バッテリパックは、バッテリセルと、接続された電子機器に対して電源供給する電源供給手段と、電子機器に対して、バッテリセルの残量を示す積算値を送信する送信手段と、電子機器より、電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を受信する受信手段と、バッテリセルの放電特性により設定されるバッテリ側エンド電圧を保持する保持手段と、受信手段より取得した機器側エンド電圧および保持手段に保持されたバッテリ側エンド電圧に基づいて積算値を補正して、送信手段より補正された積算値を電子機器に対して送信するように制御する制御手段とを有し、電子機器は、接続されたバッテリパックより電源供給を受ける電源供給部と、電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を保持する保持手段と、保持手段に保持された機器側エンド電圧をバッテリパックに対して送信する送信手段と、バッテリパックよりバッテリセルの残量を示す積算値を受信する受信手段と、受信手段により受信した積算値に基づいて、バッテリセルの残量を表示する表示制御手段とを有するものである。
また、本発明の電子機器は、接続された電子機器に対して電源供給するとともに、電子機器より受信した電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧およびバッテリセルの放電特性により設定されるバッテリ側エンド電圧に基づいて補正された積算値を電子機器に対して送信するバッテリパックが接続される電子機器において、接続されたバッテリパックより電源供給を受ける電源供給部と、電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を保持する保持手段と、保持手段に保持された機器側エンド電圧をバッテリパックに対して送信する送信手段と、バッテリパックよりバッテリセルの残量を示す積算値を受信する受信手段と、受信手段により受信した積算値に基づいて、バッテリセルの残量を表示する表示制御手段とを有するものである。
また、本発明のバッテリパックは、動作を終了するための機器側エンド電圧を接続されたバッテリパックに対して送信し、バッテリパックより受信したバッテリセルの残量を示す積算値に基づいてバッテリセルの残量を算出する電子機器に接続されるバッテリパックであって、バッテリセルと、接続された電子機器に対して電源供給する電源供給手段と、電子機器に対して、バッテリセルの残量を示す積算値を送信する送信手段と、電子機器より、電子機器の動作を終了するための機器側エンド電圧を受信する受信手段と、バッテリセルの放電特性により設定されるバッテリ側エンド電圧を保持する保持手段と、受信手段より取得した機器側エンド電圧および保持手段に保持されたバッテリ側エンド電圧に基づいて積算値を補正して、送信手段より補正された積算値を電子機器に対して送信するように制御する制御手段とを有するものである。
【００１６】
これにより、バッテリを有する電子機器として例えば電子スチルカメラにおいて，セット本体とバッテリ間で通信を行い，バッテリの残り残量をデータを積算値としてやり取りすることにより，バッテリ残量を正しく表示することができる。
【００１７】
また、バッテリの種類に関係なく正しい残量表示をすることができるので、従来の電子スチルカメラ本体で種類の異なるバッテリ間で互換性を保つようにすることができる。また、新しい電子スチルカメラ本体で従来バッテリ間で互換性を保つようにすることができる。従って、従来のバッテリと放電特性が異なる新規バッテリの両方とも，バッテリを最大限に使用できるように，両バッテリ特性に応じて残時間表示をあわせることができるので、どのようなバッテリにも最大限使用できる残時間表示させることができる。
【発明の効果】
【００１８】
今後，バッテリのエンド電圧が２．６Ｖとなる放電特性が異なる新規セルのバッテリが使用されるようになったとき，従来の電子スチルカメラ本体では現行のバッテリよりエンド電圧を２．９Ｖに設定しているため，電子スチルカメラ本体は２．９Ｖまでしか使用できない。よってバッテリの容量が残っているのにバッテリによる電源供給の終了を迎えるため，バッテリの残時間表示もおかしくなることが問題となっていた。
【００１９】
しかし，本発明を用いることで，従来のバッテリと放電特性が異なる新規バッテリの両方について，また、従来の電子スチルカメラ本体と新規電子スチルカメラ本体において，各々のバッテリの特性に応じて残時間を計算してバッテリを最大限に使用できる効果をもたらすことができる。
【００２０】
もちろん従来の装置やバッテリとの間で互換性を保っている（上位互換）ため，その他の機能についても損なうことなく使用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態例について、適宜図面を参照しながら説明する。
なお以下の実施の形態例では便宜上、マイコンを内蔵して使用する電子機器との間で情報をやりとりするインフォリチウムバッテリとそれを使用する電子機器としてデジタルスチルカメラを例に説明している。なお、本発明は、これらに限られることはない。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態に適用される装置本体とバッテリの接続を示す図である。
本発明の実施の形態は、例えば図１に示す装置側１のビデオカメラ装置に接続されるバッテリ側１１のバッテリパックに適用することができる。このバッテリパック１１は、例えばビデオカメラ装置１のバッテリ装着部に通信路９を介して装着され、このビデオカメラ装置１に対してリチウムイオン２次電池１４からメモリ１３、マイコン１２及び通信インターフェース１５を介して電源電圧を供給する。
【００２３】
一方、バッテリパック１１は、ビデオカメラ装置１のＡＣアダプタ７に電源供給のために接続される充電回路８にも充電路１０を介して装着可能に構成されて、マイコン２及びメモリ３からの充電制御により、充電路１０を介してリチウムイオン２次電池１４に装着内充電電圧により充電される。
【００２４】
ここで、バッテリパック１１と使用機器であるビデオカメラ装置１との間では通信路９を介して、リチウムイオン２次電池１４からの電圧の他に、装置側エンド電圧、バッテリ残容量を示す積算値、バッテリエンド電圧などをやり取りしている。
【００２５】
これにより、バッテリパック１１のマイコン１２のエンド電圧対応積算値補正制御部２１は、機器側エンド電圧のときバッテリセルの残量を示す積算値が０になるように満充電時の積算値から設定し、バッテリセルの放電特性により設定されるバッテリセルから放電を終了するバッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れているか否かを判断し、バッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れていないとき、機器側エンド電圧に対応して積算値を補正する。
【００２６】
これに対応して、ビデオカメラ装置１のマイコン２のエンド電圧設定部２０は、補正された積算値に基づいて機器側エンド電圧に対応したバッテリセルの残量を算出し、装置内部の電源電圧供給のエンド電圧を設定すると共に、表示素子４や液晶表示素子５に算出されたバッテリセルの残容量の表示やエンド電圧の表示を行う。
【００２７】
なお、ビデオカメラ装置１の装置内部に供給される電源電圧は、例えば、マイコン２がメモリ３にデータを書き込み又はデータを読み出す際の制御電圧、図示しないカメラ部で撮像された画像データを図示しない記録部の記録媒体に記録する際の制御及び駆動電圧、及び図示しないカメラ部のレンズ収納又は引き出しの際の駆動電圧などがある。
【００２８】
ここで、本発明の実施の形態では、バッテリパック１１のマイコン１２のエンド電圧対応積算値補正制御部２１は、機器側エンド電圧のときバッテリセルの残量を示す積算値が０になるように満充電時からの積算値を設定する積算値設定手段と、バッテリセルの放電特性により設定されるバッテリセルから放電を終了するバッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れているか否かを判断する判断手段と、バッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れていないとき、機器側エンド電圧に対応して積算値を補正する補正手段の機能を有するように構成されている。
【００２９】
また、ビデオカメラ装置１のマイコン２のエンド電圧設定部２０は、電子機器の動作を終了する機器側エンド電圧を設定するエンド電圧設定手段と、補正された積算値に基づいて機器側エンド電圧に対応したバッテリセルの残量を算出する算出手段の機能を有するように構成されている。また、液晶表示素子５、表示素子４は、算出されたバッテリセルの残量を表示する表示手段の機能を有するように構成されている。
【００３０】
このように構成された本発明の実施の形態に適用される装置本体とバッテリの動作を説明する。
図３は、残量時間表示の動作を示すフローチャートであり、図３Ａは装置（セット）側、図３Ｂはバッテリ側である。
図１において、ビデオカメラ装置１のパワーオン（ステップＳ１）後に、バッテリパック１１のマイコン１２と，ビデオカメラ装置１のマイコン２とは、通信インターフェース６、１５、及び通信路９を介して、通信を行っている（ステップＳ２）。
【００３１】
これにより，まず、ビデオカメラ装置１のマイコン２はバッテリパック１１のマイコン１２に機器側エンド電圧を送る（ステップＳ３）。
【００３２】
次に、バッテリパック１１のマイコン１２はバッテリセルの放電特性により設定されるバッテリセルから放電を終了するバッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れているか否かを判断し（ステップＳ４）、バッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れていないとき、機器側エンド電圧に対応して積算値を補正し（ステップＳ６）、補正した積算値をビデオカメラ装置１のマイコン２に送る（ステップＳ７）。
【００３３】
ステップＳ４のバッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れているか否かの判断では、具体的には、機器側エンド電圧がバッテリ側エンド電圧より低いか否かを判断している。
【００３４】
バッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れていないとき、具体的には、機器側エンド電圧がバッテリ側エンド電圧より高いときにのみ、積算値の補正を行う（ステップＳ６）。
【００３５】
なお、バッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れているとき、具体的には、機器側エンド電圧がバッテリ側エンド電圧より低いときは、積算値の補正は必要ない（ステップＳ５）。
【００３６】
これにより、ビデオカメラ装置１のマイコン２は、バッテリパック１１のマイコン１２からバッテリの残量に関する状態としてバッテリ側エンド電圧と機器側エンド電圧との対応が取れるように補正した積算値をもらうことができる。
【００３７】
従って、ビデオカメラ装置１のマイコン２では，バッテリパック１１のマイコン１２から送られてきた補正した積算値のデータをもとにバッテリ充電分数の計算を行う（ステップＳ９）。これにより,小液晶表示装置５にバッテリ分表示(バッテリ残分数時間)を示したり（ステップＳ１０），バッテリエンド電圧を計算したりすることができる。また,充電時には表示素子４のチャージ用発光ダイオードを点灯させることや，満充電検出を行うことができる。
【００３８】
このようにして、新規セルのバッテリを用いる電子スチルカメラ本体では，電子スチルカメラのエンド電圧をバッテリに送ることで，エンド電圧が２．６Ｖ以下の電子スチルカメラ本体に装着されたとき，２．６Ｖの電圧で積算値が０になるにように積算値を調整して電子スチルカメラに出力する。
【００３９】
電子スチルカメラ本体のエンド電圧が書込まれていないときや，電子スチルカメラ本体のエンド電圧が２．６Ｖより高いときは，２．９Ｖのエンド電圧で積算値が０になるように積算値を調節して電子スチルカメラ本体に出力する。
【００４０】
これにより，新しいバッテリは古い機器でも新しい機器でも不整合が無く使用することが可能となる。また,さらにこの機能を搭載することで,今後エンド電圧の異なるバッテリが開発されても、不整合無く使用することができる。
【００４１】
なお、この閾値はバッテリの特性に応じて変更可能であり，上述の説明はエンド電圧の閾値を2.6Vとした場合を説明しているが、これに限られることがないことは言うまでもない。
【００４２】
図２は、新規セル放電特性と出力積算値を示す図である。
図２において、新規セルの放電特性２１は、満充電電圧の４．２Ｖからエンド電圧の２．６Ｖまでの特性となる。このとき、新規セルの放電特性２１に対応する新規セルの積算値の特性２２がバッテリ側のマイコンで演算されている。新規セルの積算値の特性２２は、２．６Ｖ対応セットにおける新規セルの満充電積算値Ｄ１から新規セルの放電特性２１がエンド電圧の２．６Ｖになるときに０となるように求められている。
【００４３】
ここで、２．６Ｖ対応セットに対しては、２５に示すように、新規セルの積算値の特性２２に基づく積算値がバッテリから出力される。
【００４４】
しかし、２．６Ｖ未対応セットに対しては、２３に示すように、２．６Ｖ未対応セットに対応する新規セルの積算値の特性がバッテリ側のマイコンで演算されている。２．６Ｖ未対応セットに対応する新規セルの積算値の特性２３は、２．６Ｖ未対応セットにおける新規セルの満充電積算値Ｄ２からエンド電圧が２．９Ｖになるときに０となるように求められている。
【００４５】
バッテリ側のマイコンでは、２４に示すように、２．６Ｖ対応セットにおける新規セルの満充電積算値Ｄ１から２．６Ｖ未対応セットにおける新規セルの満充電積算値Ｄ２を減算した減算値を演算する。そして、２．６Ｖ未対応セットに対しては、２６に示すように、減算した減算値がバッテリから出力される。
【００４６】
また、２７に示すように、２．６Ｖ対応セットにおける新規セルの満充電積算値Ｄ１から２．６Ｖ未対応セットにおける新規セルの満充電積算値Ｄ２を減算した減算値は、バッテリの放電特性に応じて可変することができる。
【００４７】
これにより、２．６Ｖ対応セットに２１の放電特性を有する新規セルを用いた場合、セット側では２．６Ｖまで終了電圧を伸ばすので、残っている積算値を有効に用いることができる。従って、セット側では新規セルを用いた場合には２．６Ｖ未対応セットの放電時間Ｔ１よりも長い時間の２．６Ｖ対応セットの放電時間Ｔ２まで積算値を有効に使用することができる。
【００４８】
また、図６Ｂに示すように、このような放電特性の異なる新規合金セルを従来のセットで使用したとき、初期残量表示６６は６０分、６０分駆動して３．１Ｖ到達時６７に、プリエンド直前の残量表示６８は１分となって、６９に示すようにセット側がバッテリ側に対応した初期表示時間の動作をすることができるために正しい残量のお知らせ機能を発揮することにより、プリエンド７０となる。
【００４９】
また、図７に示す放電特性の異なるバッテリの放電特性７３に対応する新規セルの積算値の特性７４がバッテリ側のマイコンで演算されている。新規セルの積算値の特性７４は、新規セルの満充電積算値Ｄ１１から新規セルの放電特性７３がエンド電圧の２．６Ｖになるときに０となるように求められている。
【００５０】
この場合、７５に示すように、従来セットに７３の放電特性を有する新規セルを用いた場合に２．６Ｖまで終了電圧が伸びるので、残っている積算値を有効に使用することができる。従って、セット側では新規セルを用いた場合には従来セルの放電時間Ｔ１１よりも長い新規セルの放電時間Ｔ１２まで使用することができることになる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の実施の形態に適用される装置本体とバッテリの接続を示す図である。
【図２】新規セル放電特性と出力積算値を示す図である。
【図３】残量時間表示の動作を示すフローチャートであり、図３Ａは装置（セット）側、図３Ｂはバッテリ側である。
【図４】セットエンド電圧とバッテリエンド電圧の関係（例）を示す図である。
【図５】次世代セルの放電曲線を示す図である。
【図６】新規合金系セルを２．６Ｖ未対応のセットで使用したときの残量時間表示を示す図であり、図６Ａは従来、図６Ｂは本発明を使用したときである。
【図７】従来セルと新規セルの放電特性を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１…装置側、２…マイクロコンピュータ、３…メモリ、４…表示素子、５…液晶表示素子、６…通信インターフェース、８…電源供給回路、９…通信路、１０…電源供給路、１１…バッテリ側、１２…マイクロコンピュータ、１３…メモリ、１４…リチウムイオン２次電池、２１…エンド電圧対応積算値補正制御部
【図１】
0004144568.tif 000002
【図２】
0004144568.tif 000003
【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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