CN101090209A - 电子设备和电源识别方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种可以使用蓄电池或AC适配器作为外部电源的电子设备。该电子设备包括：电源端子；通信端子、认证处理部分；电压比较部分；以及电源确定部分。

Description

电子设备和电源识别方法

相关申请的交叉引用

本发明包含涉及在2006年5月26日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-147061的主题，其整个内容这里作为参考结合进来。

技术领域

本发明涉及可以使用蓄电池或AC适配器作为外部电源的电子设备和在该电子设备中的电源识别方法，并且具体地涉及包括用于蓄电池和AC适配器的公共电源端子的电子设备和在该电子设备中的电源识别方法。

背景技术

近年来，移动电子设备比如数码相机的数量迅速增加，并且附加于该电子设备上的蓄电池的性能也越来越受到重视。这样的电子设备经常可以使用用于每个产品或产品系列的专用蓄电池。这是因为每个蓄电池的包装容纳保护电路和/或控制电路用于防止出现过电流情况或短路的危险，并且每个产品具有不同的电路规格。特别是，在内部容纳蓄电池主体和保护电路的包被称作电池组。

然而，近年来，由未经每个产品的销售商授权的第三方以低成本制造的仿造电池组已经被广泛销售。特别地，某些仿造电池可能在内部没有包含用于防止危险的保护电路，并且可能因此而引起比如其电池着火和/或爆炸的意外事故已经有所报道。

为此，过去的电池组可能在内部包含与微机和外部设备(即，接收电源的电子设备)(例如，参见日本专利No.3575646(段落[0010]至[0018]以及图2)(专利文档1))进行通信的功能，并且当被附加到该电子设备时通过使用该通信功能与该电子设备进行通信，并且使用该电子设备执行认证处理来排除仿造电池。换言之，该电子设备的非伪造(genuine)电池组仅当电池组被电子设备认证时通过允许电池组供电才可以使用，这确保了安全性。

图7是通过从电池组接收电源来工作的过去的电子设备的结构例子的示意图。这里，成像设备(比如数码相机)被示出作为电子设备的一个例子用于解释的目的。

图7中所示的成像设备100包括用于附加电池组200的附加部分101。电池组200具有正和负电源端子201和202以及与成像设备100进行通信的通信端子203。当电池组200被附加到附加部分101时，从电池组200的电源端子201和202供电给成像设备100，并且认证处理在电池组200和成像设备100之间通过通信端子203执行。只有成像设备100确定电池组200是非伪造的，电能才从电池组200连续供给，使得成像设备100可以使用。

此外，可以由蓄电池驱动的许多电子设备，还可以由商用AC电源而不是仅由蓄电池来驱动，并且特别是经常可以通过外部AC适配器接收该商用AC电源。图7中示出的成像设备100除了用于电池组200的附加部分101之外，还包括AC适配器300的端子301连接到其上的AC电源端子102，成像设备100可以利用从AC电源端子102供给的电压来工作。

然而，类似于图7的例子，存在这样的问题，即蓄电池和AC适配器可以连接到其上的电子设备的外壳尺寸不可能减小，因为它们可能需要各个连接端子和附加空间。因此，蓄电池(电池组)和AC适配器(或端子部分)可以共享公共的外壳和/或电源端子位置，这样使得AC适配器(或端子部分)可以被附加在用于附加电池组的位置上。一种电子设备可以基于供电电压的值自动确定蓄电池或AC适配器哪个被连接到其上(例如，参见JP-A-9-298841(段落[0031]至[0038]和图9)(专利文档2))。

发明内容

这样以来，当如上所述电池组和AC适配器(或端子部分)可以被附加在公共位置时并且当公共电源端子被共享时，如果存在的话被连接电子设备的AC适配器可能需要具有与电池组的通信/认证功能相同的通信/认证功能。然而，不利地增加了用于制造具有这样的通信/认证功能的AC适配器的成本。另一方面，如果AC适配器不具有通信/认证功能，则AC适配器不可以与电池组共享公共端子，这将增加制造电子设备方面的成本，这归因于例如端子数量的增加。

因此，希望提出可以在从电池组供电期间保证安全性并且通过连接便宜的AC适配器到对电池组来说是公共的端子上可以使用的电子设备以及在该电子设备中的电源识别方法。

根据本发明的一个实施例，提供了可以使用蓄电池或AC适配器作为外部电源的电子设备，该电子设备包括被公共地提供用于容纳蓄电池的电池组和AC适配器的电源端子、当电池组被连接到电源端子上时与容纳在电池组中的控制部分进行通信的通信端子、与电池组内的控制部分通过通信端子进行通信并且只有确定另一通信方是非伪造电池组才供给施加到电源端子的电压给电子设备内部的认证处理部分、比较被施加电源端子的电压和预定参考电压的电压比较部分、以及电源确定部分，如果基于电压比较部分的比较结果施加到电源端子上的电压低于参考电压，则该电源确定部分引起认证处理部分执行与电池组内的控制部分的通信/认证处理，并且如果施加给电源端子的电压等于或高于参考电压，则将施加到电源端子上的电压提供到电子设备内部，而不需要操作认证处理部分。

电子设备可以通过连接容纳蓄电池的电池组和AC适配器之一到公共电源端子上来接收电源。当电池组被连接到电源端子时，电子设备可以与被容纳在电池组中的控制部分通过通信端子进行通信。在电子设备中，电压比较部分比较施加到电源端子上的电压和预定参考电压。参考电压可以例如是低于从AC适配器供给的额定电压并且在该额定电压附近的电压。电源确定部分可以基于电压比较部分的比较结果执行识别电源的操作。

如果施加到电源端子的电压低于参考电压，则电压确定部分可以引起认证处理部分执行与电池组内的控制部分的通信/认证处理。认证处理部分可以与电池组内的控制部分通过通信端子进行通信并且只有确定另一通信方是非伪造电池组时，才允许施加给电源端子的电压被提供到电子设备的内部。如果施加到电源端子上的电压等于或高于参考电压，则电源确定部分可以确定AC适配器被连接到其上并且允许施加到电源端子上的电压供给电子设备内部而不需要操作认证处理部分。

根据本发明的实施例，因为公共电源端子被提供给容纳蓄电池的电池组和AC适配器，因此电子设备主体的尺寸可以被减小。此外，基于电压比较部分的比较结果，电池组或者AC适配器被确定为连接到电子设备。如果电池组被连接到电子设备，并且只有通信/认证处理确定电池组是非伪造的时，施加给电源端子的电压才被允许供给到电子设备内部。这样，非伪造电池组是唯一可使用的，其提高了安全性。如果AC适配器被连接到电子设备，则来自AC适配器的电压被允许供给电子设备内部而不需要执行通信/认证处理。这样，没有通信/认证功能的便宜的AC适配器是可以使用的。因此，能够提供这样一种电子设备，该电子设备可由来自便宜的AC适配器的电源操作、销路很好、并且在从电池组供电期间不损失安全性。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施例的成像设备和被附加到其中的电池组以及AC适配器的外观图；

图2示出了所述成像设备和电池组的内部结构的框图；

图3示出了所述AC适配器及其连接单元的内部结构的框图；

图4示出了在电池单元的电压中的转变图；

图5示出了在成像设备中的电源识别处理的步骤的流程图；

图6示出了描述电池组不可使用的显示信息的屏幕显示例子的图；

图7示出了通过从电池组接收电源工作的过去的电子设备的结构例子的图。

具体实施方式

参照附图和基于本发明的一个实施例被施加到实现为数码相机或数字摄像机的成像设备的例子，该实施例被具体描述如下。

图1示出了根据本发明的这个实施例的成像设备和被安装在其中的电池组和AC适配器的外观图。

图1中示出的成像设备1可以通过从容纳在电池组2中的蓄电池接收电源来驱动或者可以通过从AC适配器3而不是蓄电池接收电源来驱动。电池组2的外表面具有正端子21和负端子22用于馈电到成像设备1，并且具有用于与成像设备1进行通信的通信端子23。另一方面，成像设备1包括用于附加电池组2的附加部分10。当电池组2被附加到附加部分10上时，通过正端子21和负端子22供电给成像设备1，并且成像设备1和电池组2可以通过通信端子23相互通信。成像设备1具有如上所述通过与电池组2进行通信来认证电池组2是否为非伪造的功能。

用于连接到成像设备1的连接单元30被连接到AC适配器3。连接单元30的外部具有与电池组2的外部相同的形状和大小，并且连接单元30可以被附加到成像设备1的附加部分10，如同电池组2那样。连接单元30具有正端子31和负端子32用于从AC适配器3在分别对应电池组2上的正端子21和负端子22的位置上馈电。这样，当电池组2和连接单元30之一被附加到附加部分10时，成像设备1可以通过对于两者来说是公共的端子接收电源。

已经描述了电池组2和AC适配器3的连接单元30根据本实施例具有相同的形状，连接单元30可以仅要求可附加到成像设备1的附加部分10并且允许正端子31和负端子32连接到被提供在附加部分10内部并且由电池组2共享的端子上。

图2示出了所述成像设备和电池组的内部结构的框图。

如图2所示，成像设备1包括用于接收电源的正端子11和负端子12、通信端子13、微机14、稳压器15、成像/记录处理部分16和显示部分17。电池组2包括电池单元24和微机25。

当电池组2被附加到成像设备1时，电池组2的正端子21、负端子22和通信端子23被分别连接到成像设备1的正端子11、负端子12和通信端子13。从电池组2通过正端子11和负端子12供电给成像设备1。

成像设备1的微机14是中央控制成像设备1的操作的控制部分。微机14具有与电池组2内的微机25通过通信端子13进行通信并且在电池组2上执行认证处理的功能。接着，如果微机14确定通信电池组2不是非伪造的，那么微机14控制成像设备1来断电以使得无效电池组不可用。微机14还具有检测正端子11和负端子12之间的电势差(即，电源电压)并且确定电池组2或AC适配器3的连接单元30哪一个被连接到其上的功能。

稳压器15稳定被施加给正端子11和负端子12的电源电压到预定电压并且将该电压供给该设备内部。成像/记录处理部分16是执行诸如对图像进行成像这样的处理、记录通过成像到记录介质所获得的图像数据、生成被成像的图像或被记录的图像的显示数据等等的模块。显示部分17具有例如LCD(液晶显示器)，并且接收由成像/记录处理部分16和微机14所生成的显示数据并且显示图像。

另一方面，电池组2将由电池单元24生成的电压通过正端子21和负端子22供给成像设备1。微机25与成像设备1的微机14通过通信端子23进行通信并且处理和响应从微机14传送的认证信息。

微机25包括用于在充电到电池单元24/从电池单元24放电期间保持安全性的保护功能。例如，当电池单元24的电压或电流值过高时，微机25控制切断充电电流或放电电流。这样，可以防止异常事件，比如电池组2由于温度增加过高引起的着火、爆炸和变形。

成像设备1的微机14可以具有显示电池组2的电池单元24的剩余电量的功能。在这种情况下，例如，电池组2的微机25在预定的周期中合计电池单元24中的充电/放电电流。然后，成像设备1的微机14获得来自电池组2的微机25的充电/放电电流的积分值，当电池单元24可以使用时基于该积分值和在成像设备1侧的电能消耗量计算剩余时间，并且使显示器17显示结果。

图3示出了所述AC适配器及连接单元的内部结构的框图。

如图3所示，AC适配器3包括AC/DC转换器3a，其将从商用AC电源4供给的AC电压转换成直流电压。所转换的DC电压通过连接单元30的正端子31和负端子32被提供给成像设备1。连接单元30可以具有AC适配器3具有的电路的一部分。可替代地，AC适配器3本身可以被集成到连接单元30中。

在成像设备1中，通过允许电池组2和AC适配器3的连接单元30被附加到公共附加部分10并且具有其中从电池组2或AC适配器3供给的电压通过公共反馈端子(即，正端子11和负端子12)被接收的结构，用于电池组2和AC适配器3的诸如反馈端子和附加部分的电路和/或结构的空间量可以被减小。这减小了成像设备1的尺寸，并且简化了内部电路，这可以减少制造成本。当电池组2被附加到成像设备1时，在其上的认证处理通过与电池组2进行通信来执行，并且可以确定所附加的电池组2是否是具有保护功能的非伪造电池组。这可以排除其制造商没有对其进行安全性进行检查的仿造电池并且因此可以提高电池组使用的安全性。

另一方面，如图3所示，AC适配器3和连接单元30因此不具有通信/认证功能和用于实现该功能的微机，两者都包括在电池组2中。这个结构可以减少AC适配器3和连接单元30的制造成本。

然而，因为当连接单元30被附加到成像设备1时这个结构不允许成像设备1侧与连接单元30进行通信，所以连接单元30可以被识别为引起拒绝反馈的无效电池组。然后，根据这个实施例，只有确定电池组2已经被附加时，成像设备1才基于施加在反馈端子之间的电压确定电池组2或连接单元30哪一个将附加到其上，并且在其上执行通信/认证处理。这样，没有通信/认证功能的便宜的AC适配器3和连接单元30是可用的。

图4示出了在电池单元的电压的转变图。图4示出了电池单元24的输出电压并且还示出了来自AC适配器3的输出电压和用于电源确定的参考电压。

AC适配器3一直输出恒压。例如，这里AC适配器3的规定的输出电压是4.2V。另一方面，虽然在电池单元24中规定的输出电压也基本上与AC适配器3的相同，但是电池单元24具有这样的特性：即输出电压从充分充电状态随着时间的流逝逐渐下降。图4示出了在例如使用锂离子蓄电池的情况下在温度为25℃和0℃时输出电压的转变。

如图4所示，电池单元24在放电开始之后立即输出与AC适配器3的输出电压基本相等的电压，但是输出电压在放电开始之后不久就下降。这个放电特性不限于锂离子蓄电池而是对于所有蓄电池来说都是最常见的。接着，通过定一个略低于AC适配器3的输出电压的值的参考值来确定哪个被连接在AC适配器3的连接单元30或电池单元24之间。根据这个实施例，参考值例如为4.0V。

图5示出了在成像设备中的电源确定处理的步骤的流程图。

首先，在成像设备1中，微机14检测用户执行用于上电的操作输入(步骤S1)。接着，微机14获得正端子11和负端子12之间的电源电压并且比较所述电源电压和参考电压(步骤S2)。

如果电源电压等于或高于参考电压，则微机14确定AC适配器3的连接单元30已经被附加到其上并且开始驱动主系统(步骤S6)。例如，来自稳压器15的输出电压被供给成像/记录处理部分16以及显示部分17来转移到允许成像操作和/或图像记录操作的系统状态。

另一方面，如果电源电压低于参考电压，那么微机14开始认证处理并且首先通过通信端子13传送加密数据(步骤S3)。接着，微机14等待预定时间段接收对于加密数据的响应数据(步骤S4)。这里，如果非伪造(有效)电池组2被附加到其上，则在电池组2中的微机25接收从成像设备1通过通信端子23传送的加密数据并且通过使用微机23已经保存的密钥信息解密该加密的数据。如果解密成功，则响应数据通过例如在解密处理中使用的信息而被生成，并且通过通信端子23传送到成像设备1。

如果成像设备1的微机14在预定的时间段内从加密数据的传输中接收到响应数据(步骤S4)，那么响应数据被解密并且确定其是否是有效的数据(步骤S5)。如果确定为有效的响应数据，则微机14确定非伪造电池组2已经被附加到其上并且开始驱动主系统(步骤S6)。

如果响应数据没有被确定为有效数据(步骤S5)并且如果响应数据没有在预定时间段内从加密数据的传输中被接收(步骤S4)，则微机14确定仿造电池组已经被附加到其上。接着，使显示部分17将描述电池组不可使用的显示信息显示预定时间段(步骤S9)，并且接着成像设备1被断电(步骤S10)。如果电池组侧不能对加密数据进行解密或者如果电池组不具有对加密数据进行解密的功能(即，认证功能)，则响应数据不被传送。因此，在步骤S4中，微机14可以通过在预定的时间段内没有从加密数据的传输中接收响应数据来确定仿造电池组的附加。

图6示出了在上面的步骤S9中描述电池组不可使用的显示信息的屏幕显示例子的图。

在图6中，在成像设备1的背面的用于检查观看角度的LCD 17a被用作显示部分17，并且LCD 17a显示描述附加的电池组不可使用的文本信息。如果确定任何仿造电池组被附加到成像设备1，则成像设备1显示该信息预定的时间间隔(比如五秒)并且然后断电以便不可使用。

返回参照图5，在开始驱动主系统之后(步骤S6)，微机14确定用于断电的任何操作输入是否已经被执行(步骤S7)。如果确定操作输入已经执行，则成像设备1被断电(步骤S10)。如果没有执行操作输入，则微机14确定是否已经过去了预定时间段(步骤S8)并且监控用于断电的操作输入直到预定时间段结束(步骤S7)。一旦从驱动主系统开始的预定时间段已经结束(步骤S8)，则微机14再次获得在正端子11和负端子12之间的电源电压并且在步骤S2中和在步骤S2之后执行处理。

如果电源电压低于参考电压，则上面的处理确定了从电池组供电，并且在电池组上执行认证处理。这样，没有保护功能的危险的仿造电池组不允许被使用并且可以因此在使用电池组中安全地提高安全性。而且，如果电源电压等于或高于参考电压，则可以确定从AC适配器3供电。这样，驱动主系统可以开始而不需要认证处理来使成像设备1正常使用。因此，没有通信/认证功能和微机的便宜的AC适配器3和/或连接单元30可以被没有问题地使用。结果，可以提高使用期间的安全性，并且可以低成本地获得包括其附件(比如AC适配器3)的小尺寸的成像设备1。

而且，由于在刚一充分充电之后电池组的输出电压可以等于或高于如图4中所示的参考电压，因此在这种条件下不执行认证处理，这使得仿造电池组可以使用。然而，在驱动主系统开始之后，上面的处理在每个预定时间段内比较电源电压和参考电压以确定电源。因此，即使是被使得可以使用一次的仿造电池组，随着其后输出电压的下降，将不被允许使用。因为如图4中所示的，蓄电池的输出电压在放电开始之后不久就下降，仿造电池组可以使用的时间是至多为大约几分钟。结果，在使用电池组期间的安全性可以安全地提高。

在图5的处理中，如果确定电源是非伪造电池组，则在电源电压和参考电压之间的比较的随后处理(步骤S2)可以被除去。换言之，通过在当电源被至少确定为AC适配器期间每预定时间段内重复电源电压和参考电压之间的比较处理，可以使得仿造电池组的连续使用不可用。

已经根据上面的实施例描述了本发明适用于成像设备，本发明还适用于可以通过使用蓄电池和AC适配器来驱动的任何电子设备。

本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素可以进行对本发明的各种修改、组合、子组合和变化，因为它们都落入所附权利要求或其等价物的范围内。

Claims (7)

1.一种能够使用蓄电池或AC适配器作为外部电源的电子设备，该电子设备包括：

电源端子，被公共地提供用于容纳蓄电池的电池组和AC适配器；

通信端子，当电池组被连接到电源端子上时，通信端子与容纳在电池组中的控制部分进行通信；

认证处理部分，通过通信端子与电池组内的控制部分进行通信并且只有确定另一通信方是非伪造电池组时，才将施加到电源端子上的电压提供到电子设备内部；

电压比较部分，比较被施加到电源端子上的电压和预定参考电压；以及

电源确定部分，基于电压比较部分的比较结果，如果施加到电源端子上的电压低于参考电压，则电源确定部分引起认证处理部分执行与电池组内的控制部分的通信/认证处理，并且如果施加给电源端子的电压等于或高于参考电压，则电源确定部分将施加到电源端子上的电压提供到电子设备内部，而不需要操作认证处理部分。

2.根据权利要求1的电子设备，其中参考电压低于并且接近于从AC适配器提供的规定的电压。

3.根据权利要求1的电子设备，其中电源确定部分参考由电压比较部分从当电子设备被上电作为开始点的时间开始的每预定时间段的比较结果并且基于该比较结果重复电源确定操作直到施加到电源端子上的电压低于参考电压。

4.根据权利要求1的电子设备，其中如果认证处理部分确定另一通信方不是非伪造电池组，则该电子设备被断电。

5.根据权利要求1的电子设备，进一步包括显示各种图像的图像显示部分，

其中如果认证处理部分确定另一通信方不是非伪造电池组，则描述电池组不可使用的图像信息在电子设备被断电之前被显示在图像显示部分上。

6.根据权利要求1的电子设备，进一步包括电源附加部分，电池组和AC适配器的电源端子可以被公共地附加到该电源附加部分上。

7.一种能够使用蓄电池或AC适配器作为外部电源的电子设备中的电源识别方法，该方法包括步骤：

由电压比较部分比较通过被公共地提供给容纳蓄电池的电池组和AC适配器的电源端子被施加的电压和预定参考电压；以及

基于电压比较部分的比较结果，如果施加给电源端子的电压低于参考电压，则电源确定部分控制认证处理部分与电池组内的控制部分通过通信端子进行通信，并且只有确定另一通信方是非伪造电池组时，才将施加到电源端子的电压提供到电子设备内部，并且如果施加给电源端子的电压等于或高于参考电压，则电源确定部分将施加到电源端子上的电压提供到电子设备内部，而不需要操作认证处理部分。

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