JP2003185721A

JP2003185721A - バッテリケミストリーを識別するバッテリ残量計測

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Publication number: JP2003185721A
Application number: JP2002248273A
Authority: JP
Inventors: Heather N Bean; ヘザー・エヌ・ビーン; Christopher Whitman; クリストファー・ホイットマン
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-28
Publication date: 2003-07-03
Also published as: US6400123B1; JP2008181887A

Abstract

(57)【要約】【課題】バッテリケミストリーを識別して、複数のバ
ッテリケミストリーのいずれをも受入れるバッテリを有
する電子機器において残量計測の精度及び効力を向上さ
せる。【解決手段】電源としてバッテリ(402)を使用する電
子機器(401)と共に使用され、電子機器(401)が複数の異
なるバッテリケミストリーのいずれをも使用することが
できる残量計測装置(400)であって、バッテリ(402)の特
性を監視し測定データを生成するバッテリモニタ(410)
と、測定データを受取り、残量計読み値とバッテリ(40
2)の確定されたケミストリーとを含む適応的残量計測を
実現し、残量計読み値が確定されたバッテリケミストリ
ーと測定データとの関数である、コントローラ(420)と
を含んでなる残量計測装置を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ駆動電子
機器に関する。特に、本発明は、バッテリに残存してい
る充電の量を示すバッテリ残量計測に関する。

【０００２】関連出願の相互参照本発明は、２００１年５月１４日に出願された、Ｂｅａ
ｎらによる「A MethodOf Battery Chemistry Identific
ation Through Analysis Of Voltage Behavior」と題さ
れた同時係属出願、米国特許出願第０９／８５９，０１
５号に関連する。本願と同時係属出願は同一出願人によ
る。

【０００３】

【従来の技術】バッテリから動作電源の一部又はすべて
を引出す電子機器は、一般に普及しており、広く入手可
能であり、かつ広く使用されている。これらいわゆるバ
ッテリ駆動電子機器の多くは、信頼性のあるバッテリ電
源を入手することができなければ、ずっと市場性の低い
ものとなる。実際に、ノートブックコンピュータ及びラ
ップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ及
び個人情報端末（ＰＤＡ）、デジタルカメラ、携帯電話
等の多くの一般的な個人電子機器は、信頼性のあるバッ
テリ電源が無ければ殆ど又はまったく役に立たない。

【０００４】多くのバッテリ駆動電子機器は、ユーザに
対してバッテリ電源の信頼性に関する情報を与えるバッ
テリ「残量計(fuel gauge)」を提供する。バッテリ残量
計は、バッテリの残存しているエネルギー容量又は充電
レベルを示すインジケータである。残量計は、機器のユ
ーザに対し、現在のすなわち残存しているバッテリ充電
レベルと、引いては電子機器のだいたいの残存動作時間
とに関する情報を与えるように意図されている。さら
に、残量計、又はより正確には、電子機器によって収集
され残量計を生成するために使用されたデータは、バッ
テリの放電プロファイルにおける所定のカットオフポイ
ントに達したか否かを確定するためにしばしば使用され
る。カットオフポイントは、バッテリ放電プロファイル
におけるポイントであり、それを超えると、適当な装置
動作を確実にするために適切な電力が利用可能でなくな
る可能性がある。カットオフポイントに達したか否か及
びその達したときを検出することにより、機器は、特
に、「ソフトシャットダウン」を開始することができ
る。かかる機器開始型ソフトシャットダウンは、バッテ
リの「放電の終了」時又はその近くでの適切な動作電力
の予期しない損失という、あらゆる不適当な又は不都合
な結果を防止するか又は少なくとも軽減するのに役立つ
ことが可能である。

【０００５】正確なバッテリ残量計を有することは、電
子機器のバッテリ電源の信頼性のために有用でありかつ
それを向上させるが、概してかかる残量計を実装するこ
とは単純で簡単な事ではない。簡単に言えば、バッテリ
の現充電レベルを確定又は測定する直接の手段はない。
したがって、バッテリ残量計測は、一般に、間接的な方
法を採用する。バッテリ残量計は、充電レベルを直接測
定する代りに、一般に、バッテリの動的な電気的振舞い
又は特性の測定値から充電レベルを予測又は推論しよう
と試みる。大抵の場合、残量計測は、時間の関数として
バッテリ電圧又はバッテリ電流等のバッテリ特性の監視
に基づく。そして、これらバッテリ特性のうちの１つ又
は複数を監視することから得られる測定データは、残量
計測アルゴリズムを使用して残量計読み値又は結果に変
換される。

【０００６】不都合なことに、バッテリ残量計測の問題
は、異なるバッテリケミストリーのいずれのバッテリも
受入れかつ利用することができる機器において、よりい
っそう困難になる。簡単に言えば、バッテリは、化学エ
ネルギーを電気エネルギー又は電気に変換するデバイス
である。バッテリの「ケミストリー」とは、電気を発生
するバッテリ内で化学反応を生成し維持するためにバッ
テリにおいて使用される電解質と電極材料との特定の組
合せを言う。目下、アルカリ、高エネルギーアルカリ、
水素化メタルニッケル（ＮｉＭＨ）、ニッケル−カドミ
ウム（ＮｉＣｄ）及びフォトリチウム又はリチウム−硫
化鉄（Ｌｉ−ＦｅＳ₂）を含む種々の異なるバッテリケ
ミストリーが購入可能である。さらに、これらのケミス
トリーの多くは、限定されないが「ＡＡ」サイズを含む
種々の共通バッテリサイズ又はフォームファクタで利用
可能である。

【０００７】バッテリのケミストリーは、バッテリの化
学反応と電気特性との間の直接の関係により残量計測に
関連する。限定されないが、開回路電圧、負荷電圧、充
電容量、ピーク電流及び再充電可能性さえも含む、所与
のバッテリの実質的にすべての測定可能な電気特性は、
バッテリ内で発生する特定の化学反応の直接的な結果で
ある。反応速度、反応経路及び関連する反応物質等、バ
ッテリの化学反応に一意の特質は、時に、まとめてバッ
テリの「反応速度論(reaction kinetics)」又は単に
「速度論」と呼ばれる。バッテリの反応速度論は、バッ
テリの電気特性を決定する。このため、通常残量測定の
ために監視される可能性のあるバッテリの電気特性のい
ずれかが、バッテリケミストリーによって直接影響を受
けることになるか又はバッテリケミストリーによって決
まることになる。

【０００８】例えば、完全充電(full charge)、中間充
電(mid charge)及び放電終了時における開回路電圧は、
ケミストリーによって異なる可能性がありかつ実際に異
なる。さらに、ピーク電流レベルと内部抵抗レベルは、
種々のケミストリー間で異なり、バッテリが負荷状態に
置かれるときに測定電圧が異なることになる。このた
め、１つのケミストリーに対して設計された又は「較正
された」残量計測方法は、同じフォームファクタにおい
てさえも別のバッテリケミストリーに対して特に正確又
は有効でない可能性がある。

【０００９】これらの問題にも関らず、大抵のバッテリ
駆動電子機器は、バッテリを監視すること及び残量計測
を提供することと共に、２つの方法論のうちの１つ、す
なわち電流の監視か又は電圧勾配監視を採用している。
時に電力監視と呼ばれる電流監視は、バッテリを出入り
する電力又は電流を監視することによりバッテリに残存
しているエネルギー容量を確定する。電流監視には、完
全に放電される前のバッテリから消費することができる
エネルギーのおよその量を知っている必要がある。した
がって、電力／電流監視の使用は、概して、特定用途向
けバッテリパック等、既知の特性を有するバッテリを利
用する電子機器に限定される。特定用途向けバッテリパ
ックは、一般に、電子機器の製造業者の制御下で製造及
び／又は配布される。したがって、製造業者は、バッテ
リパック仕様を制御することができ、そのためバッテリ
監視及び残量計測システムの精度に対しかなりの部分を
効果的に管理する。本質的に、残量計測は、特定用途向
けバッテリパックの性能特性及びケミストリーの先験的
な(アプリオリ)知識に基づいて較正することができる。

【００１０】バッテリ特性の先験的知識は、複数のバッ
テリケミストリーを受入れる機器（すなわち、特定用途
向けバッテリパックを使用しない機器）に対して利用可
能でないため、一般に、これら機器における残量計測に
は電流監視方法は使用されない。その代りに、これら機
器は一般に、第２の方法論すなわち電圧勾配監視を採用
する。電圧勾配監視は、バッテリ放電中の時間の変化に
わたるバッテリ電圧の変化（ｄｖ／ｄｔ）を監視する。
時間に対する電圧の変化（ｄｖ／ｄｔ）を、バッテリの
電圧勾配と呼ぶ。所与のバッテリケミストリーに対して
電圧勾配特性が既知である場合、バッテリの放電サイク
ル中の種々のポイントにおける測定電圧にもとづき、電
圧レベルに関して適度に正確な予測を行うことができ
る。したがって、バッテリ電圧の定期的測定値を使用し
て、バッテリを監視し電子機器のバッテリ残量計測を提
供することができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】複数のバッテリケミス
トリーのうちのいずれをもを用いて動作するように設計
された機器において、バッテリケミストリーは先験的に
既知でない可能性がある。かかる複数のバッテリケミス
トリーがありえる状況では、バッテリ残量計は一般に、
可能性のあるバッテリケミストリー間で最小公分母に適
応するように設計される。大抵の場合、残量計測は、単
純に、機器において一般的に使用される可能性が最も高
いバッテリケミストリーに対して較正される。その結
果、残量計は、較正されたバッテリケミストリーに対し
て比較的正確である可能性があるが、他のケミストリー
に対しては著しく不正確である可能性がある。言換えれ
ば、かかる残量計の精度は、所与の瞬間において使用さ
れているバッテリケミストリーによって直接決まる。

【００１２】例えば、アルカリバッテリに対して較正さ
れた電圧勾配監視を使用する電子機器の残量計を考慮す
る。アルカリバッテリの代りにリチウム−硫化鉄（Ｌｉ
−ＦｅＳ₂、すなわちフォトリチウム）バッテリが使用
される場合、残量計は、リチウム−硫化鉄バッテリが、
およそ９０％放電されるポイントに至るまで、１００％
充電されていると報告する可能性がある。そのため、ア
ルカリバッテリ用に較正しフォトリチウムバッテリを使
用する結果、バッテリケミストリーに関する不正確な仮
定のために著しく不正確な残量計測読み値がもたらされ
る可能性がある。

【００１３】別の例として、ＮｉＭＨバッテリ用に較正
されている電圧勾配ベースの残量計を有する別の機器を
考慮する。ＮｉＭＨバッテリの代りにアルカリバッテリ
が使用される場合、残量計は、アルカリバッテリがおよ
そ８０％放電されるまで完全に充電されていると報告す
る可能性がある。この場合も、機器において較正された
ケミストリー以外のバッテリケミストリーが使用される
場合に、残量計が著しく不正確な結果をもたらす。種々
のバッテリケミストリー間に不正確性を分散させるよう
に残量計を設計する試みは、概して状況を改善しない。
一般に、この方法は、残量計がすべてのバッテリケミス
トリーに対して不正確であることを保証するだけであ
る。

【００１４】したがって、残量計測精度がいずれか１つ
の特定のバッテリケミストリーを有するバッテリを選択
することに依存しない、バッテリ駆動電子機器用の残量
計測を行うことが有利である。かかる残量計測は、バッ
テリ駆動電子機器の分野における長い間の切実な需要を
解決するであろう。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、適応的残量計
測の方法と、適応的残量計測装置と、適応的残量計測を
行う電子機器に関する。本発明は、バッテリケミストリ
ー識別を採用して、複数のバッテリケミストリーのいず
れをも受入れるバッテリを有する電子機器において残量
計測の精度及び効力を向上させる。さらに、本発明は、
電子機器からの動作モード情報を利用して、残量計測を
さらに改善する。バッテリケミストリー確定と動作モー
ド残量計適応との組合せにより、電子機器に対し従来か
らの残量計測技術より正確な残量計測がもたらされる。
さらに、本発明は、バッテリがカットオフポイントに達
したか否かをより適切に検出することができ、それによ
って所与のバッテリがより最適な放電電圧レベルまで消
費されることが可能になる。

【００１６】本発明の一態様では、バッテリを有する電
子機器の適応的残量計測の方法が提供される。本機器
は、バッテリ用の複数の異なるバッテリケミストリーの
うちのいずれをも受入れる。残量計測の方法は、バッテ
リのバッテリケミストリーを確定すること、及び確定さ
れたバッテリケミストリーにバッテリ残量計測を適応さ
せることを含む。１つ又は複数の実施形態では、残量計
測の方法はさらに、バッテリの特性を監視すること、及
び監視された特性と確定されたバッテリケミストリーと
に基づいて残量計読み値又は結果を生成することを含
む。実施形態のうちの１つ又は複数において、本方法は
さらに、電子機器の動作モードを確定することを含む。
動作モードが確定されると、生成された残量計読み値も
また確定されたモードにも基づく。特に、生成された結
果を使用して、残量計表示を生成しバッテリ放電プロフ
ァイルにおけるカットオフポイントに達したか否かを検
出することができる。

【００１７】本発明の他の態様では、バッテリを有する
電子機器と共に使用される適応的残量計測装置が提供さ
れる。本装置は、バッテリ用の複数の異なるバッテリケ
ミストリーのいずれをも受入れる。残量計測装置は、バ
ッテリモニタとコントローラとを含む。バッテリモニタ
は、バッテリの特性を監視し測定データを生成する。コ
ントローラは、測定データを受取り適応的残量計測を実
現する。適応的残量計測は、残量計読み値と、バッテリ
の確定されたケミストリーと、任意に確定された動作モ
ードとを含む。残量計読み値は、測定データと、確定さ
れたバッテリケミストリーと、任意に確定された動作モ
ードとの関数である。好ましくは、コントローラは、本
発明の方法を実現する。

【００１８】本発明の他の態様では、適応的残量計測を
行う電子機器が提供される。本電子機器は、バッテリを
有し、複数の異なるバッテリケミストリーのいずれをも
使用することができる。電子機器は、バッテリモニタ
と、コントローラと、メモリと、ユーザインタフェース
と、メモリに格納された適応的残量計測を実現するコン
ピュータプログラムとを含む。バッテリモニタは、バッ
テリの特性を監視し、測定データをコントローラに出力
する。コントローラは、バッテリのケミストリーを確定
する命令と、確定されたケミストリーに残量計測を適応
させる命令と、ユーザインタフェースにおいて、適応に
基づいて測定されたバッテリ特性のデータから残量計結
果を生成する命令とを含むコンピュータプログラムを実
行する。１つ又は複数の実施形態では、コンピュータプ
ログラムは、データが測定されたときに機器の動作モー
ドを確定する命令と、確定された動作モードに残量計測
をさらに適応させる命令とをさらに含む。好ましくは、
コンピュータプログラムは、本発明の方法を実現する命
令を含む。場合によっては有利であるが、本発明の適応
的残量計測を、既存のバッテリ監視コンポーネントと電
子機器の他のコンポーネントとを使用して既存の電子機
器に対するファームウェアアップグレードとして実現す
ることができる。

【００１９】本発明は、複数の方法で、従来からの方法
より正確なバッテリ残量計測を提供する。例えば、「最
小公分母」か又は最も一般的なケミストリー用に残量計
を較正する代りに、本発明は、各特定の確定されたバッ
テリケミストリーに調整又は適応させる適応的残量計測
を提供する。残量計測をケミストリーに適応させること
により、残量計測はより正確であるだけでなく、より精
密な放電終了カットオフの確定に適応する。より正確な
カットオフにより、バッテリの寿命末期がより容易に確
定可能であり、それによって種々のバッテリケミストリ
ーがより最適なレベルまで消費されることが可能にな
る。また、本発明は、ユーザに対し、電子機器のパフォ
ーマンスに影響を与える可能性のあるバッテリケミスト
リー選択に関しフィードバックを与えることができる。
さらに、本発明を採用することにより、再充電不能ケミ
ストリーを有するバッテリを再充電しようとする誤った
試みを防止することができる。

【００２０】本発明によるバッテリ残量計測の精度は、
電子機器の動作モード情報を利用することにより従来か
らの方法に対してより向上する。動作モード、特に
「高」負荷動作対「低から中間」負荷動作は、バッテリ
の監視された特性に著しく影響を与える可能性がある。
本発明は、動作モード情報を採用して残量計測を調整す
るため、読み値の精度が向上する。本発明のこれら及び
他の特徴及び利点を、添付図面を参照して以下に詳述す
る。

【００２１】本発明の種々の特徴及び利点は、添付図面
と併せて以下の詳細な説明を参照することによってより
容易に理解されよう。図面において、同様の参照番号は
同様の構造的要素を示している。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明は、電子機器用の適応的残
量計測の方法及び残量計測装置と、その方法及び／又は
装置を組込んだ電子機器とである。本発明の方法及び装
置は、バッテリケミストリー(chemistry)確定又は識別
を使用して、複数の異なるバッテリケミストリーのいず
れをも受入れる、電子機器のためにより正確な残量計測
を提供する。１つ又は複数の実施形態において、本発明
の方法及び装置は、バッテリケミストリー確定又は識別
を電子機器動作モード確定と結合することにより、かか
る機器用のより正確な残量計測を提供する。残量計測
は、確定されたケミストリーに適応し、実施形態によっ
ては、その後機器の動作モードも考慮し又はそれに合せ
て調整する。本発明は、残量計測精度を向上させるだけ
でなく、バッテリ寿命末期の検出も向上させ、誤って再
充電不能バッテリを再充電しようとすることを避けるた
めに使用することもできる。有利なことには、本発明の
方法及び装置は、多くの電子機器と用いることにより、
ハードウェア変更を必要とすることなくこれらの電子機
器に対するファームウェアアップグレードとして実現す
ることができる。さらに、モード確定と共に、バッテリ
ケミストリー及び残量計適応を、バッテリ寿命に影響を
与えることなくかつ電子機器の機器動作又はユーザの享
楽（enjoyment）を妨げることなく、機器動作中に何度
も実行することができる。

【００２３】本発明の方法及び装置は、すべてのバッテ
リ駆動電子機器、特に複数の異なるバッテリケミストリ
ーで利用可能なバッテリの種類を使用することができる
ものに対して、適用可能である。さらに、本方法及び装
置は、再充電可能なバッテリの種類又は再充電不能なバ
ッテリの種類のいずれも受入れることが可能な電子機器
にも適用可能である。電子機器において使用可能な異な
るバッテリケミストリーの例には、限定されないが、ア
ルカリ、高ドレイン(drain)アルカリ、水素化ニッケル
メタル（ＮｉＭＨ）、ニッケル−カドミウム（ＮｉＣ
ｄ）及びフォトリチウム（Ｌｉ−ＦｅＳ₂）が含まれ、
それらはすべて、「ＡＡ」フォームファクタを含む種々
のフォームファクタで購入可能である。本発明の方法及
び装置から利益が得られるバッテリ駆動機器の例には、
限定されないが、ノートブックコンピュータ及びラップ
トップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータ及び個
人情報端末（ＰＤＡ）、ビデオカメラを含むデジタルカ
メラ、及び携帯電話が含まれる。

【００２４】本発明の一態様では、バッテリケミストリ
ーに適応する残量計測の方法１００が提供される。１つ
又は複数の実施形態では、本発明の方法１００は、有利
に、残量計測を適応させるための基礎として、バッテリ
ケミストリー確定を機器の動作モードの検出と結合する
ことができる。適応的残量計測の方法１００は、従来の
残量計測方法と比較して残量計全体の精度を向上させ
る。

【００２５】図１は、１つ又は複数の好ましい実施形態
による、本発明の残量計測の方法１００のフローチャー
トを示す。残量計測の方法１００は、バッテリケミスト
リーを確定すること１１０を含む。バッテリケミストリ
ーを確定するステップ１１０では、バッテリの特性又は
特性のセットが、１つ又は複数のバッテリ負荷状態下で
測定される。好ましい実施形態では、測定は現場で(in
situ)実行され、電子機器の従来からのバッテリ監視回
路を使用して実行することができる。測定の結果は、機
器が使用することができるバッテリケミストリーのセッ
トの「既知の」又は所定の特性と比較される。比較か
ら、バッテリケミストリーの確定１１０がなされる。好
ましい実施形態では、比較は、候補バッテリケミストリ
ーの特性を格納するルックアップテーブルを使用する。

【００２６】理想的には、バッテリケミストリーは、バ
ッテリが取替えられた場合にのみ確定される必要があ
る。しかしながら、実際には、確定するステップ１１０
は、好ましくは電子機器によって実行される各パワーア
ップ又は「ブート」シーケンス中に実行される。さら
に、バッテリが取替えられている間に動作状態を維持す
ることができる電子機器の場合、確定するステップ１１
０は、バッテリが取替えられる度に、あるいは例えばバ
ッテリコンパートメントが開けられるか又は操作される
度に実行される。また、バッテリケミストリー確定１１
０は、機器動作中の他の時に実行することも可能であ
り、それもまだ本発明の範囲内にある。

【００２７】バッテリケミストリーを確定する１１０種
々の方法があり、それらはすべて本発明の範囲内にあ
る。本発明による確定ステップ１１０の好ましい実施形
態のフローチャートを図２に示す。好ましい実施形態で
は、確定するステップ１１０は、「無負荷」又はアイド
ル状態のバッテリ電圧を測定すること１１２を含み、無
負荷バッテリ測定電圧値をもたらす。確定するステップ
１１０は、「負荷」状態のバッテリ電圧を測定すること
１１４をさらに含み、負荷バッテリ測定電圧値をもたら
す。無負荷状態は、バッテリが低消費電流で使用されて
いる状況として定義され、負荷状態は、バッテリが中位
(moderate)から高消費電流で使用されている状況として
定義される。代替的に、バッテリ自体にかかる実際の電
圧ではなく、バッテリ電圧に比例する電圧が測定されて
もよい１１２、１１４。

【００２８】確定するステップ１１０の好ましい実施形
態は、負荷及び無負荷バッテリ電圧の測定値からバッテ
リケミストリー係数を計算すること１１６をさらに含
む。１つのかかるバッテリケミストリー係数は、無負荷
及び負荷バッテリ電圧の測定された１１２、１１４値の
比をとることによって計算される。当業者は、他の有用
なバッテリケミストリー係数を容易に考案することがで
き、それらはすべて本発明の範囲内にある。バッテリケ
ミストリー係数の主な役割は、種々のバッテリケミスト
リーを識別する確実な手段を提供することである。

【００２９】確定するステップ１１０の好ましい実施形
態では、バッテリケミストリー係数を、候補バッテリケ
ミストリー係数のセットか又はより詳細には候補バッテ
リケミストリーに対するバッテリケミストリー係数範囲
のセットと比較すること１１８をさらに含む。好ましく
は、係数範囲は、ルックアップテーブルに格納される。
比較するステップ１１８の結果、ルックアップテーブル
において係数範囲によって表される可能な候補バッテリ
ケミストリー間から特定のバッテリケミストリーが選択
される。実質的に、比較するステップ１１８により、実
際のバッテリケミストリーの「最良推測(best guess)」
がもたらされ、その精度は、バッテリケミストリー係数
の有効な識別力又は能力とルックアップテーブルデータ
の精度及び適用性とによってのみ制限される。

【００３０】上に定義したが、無負荷状態及び負荷状態
の実際の定義は、通常は機器特異的(specific)である。
すでに述べたように、無負荷状態は、負荷状態において
明らかであるか又は負荷状態によって表されるより、バ
ッテリにおいて低い負荷又は消費電流を表さなければな
らない。好ましくは、負荷状態と無負荷状態との間のバ
ッテリ負荷レベルの相対的な差は比較的高い。より好ま
しくは、負荷レベルの相対的な差は、正常な機器動作中
に通常バッテリにもたらされる程度の高さである。

【００３１】例えば、機器がデジタルカメラである場
合、無負荷状態は、スタートアッププロセスの前か又は
直後にバッテリにもたらされる負荷であってよい。負荷
状態は、レンズエクステンション(lens extension)中か
又はフラッシュバルブを作動させるコンデンサの充電中
に、バッテリにもたらされる負荷状態として定義されて
よい。他の実施例では、コンパクトディスク（ＣＤ）プ
レイヤの負荷状態は、ＣＤを「スピンアップする(spinn
ing up)」ときに発生するように定義されてよい。同様
に、ＣＤプレイヤの無負荷状態は、ＣＤはスピンしてい
ないがプレイヤはＯＮであるときに発生するものと定義
されていよい。概して、負荷及び無負荷状態として、機
器に通常存在するあらゆる２つの相対的に繰返し可能で
あるが異なる負荷状態を使用することができる。しかし
ながら、概して、負荷レベルの差が大きいほど、確定す
るステップ１１０の結果がより確実になる。

【００３２】無負荷及び負荷状態の定義が機器特異的で
あるとすると、ルックアップテーブルにおける係数範囲
も同様に機器特異的である。一般に、ルックアップテー
ブル係数範囲は経験的に生成されることが好ましい。す
なわち、好ましくは、ルックアップテーブル係数範囲
は、機器においてバッテリにもたらされる特定の負荷及
び無負荷状態に対して生成される。このように、確定す
るステップ１１０の後の適用により、バッテリケミスト
リーが正確に確定される結果となる。当業者は、電子機
器のためのこの種の経験的に導出されたルックアップテ
ーブルの構成及び使用を熟知している。

【００３３】上述したように、バッテリケミストリーを
確定するために上述したもの以外の他の方法が、確定す
るステップ１１０に適用可能である。例えば、Ｂｅａｎ
等による米国特許第６，２１５，２７５号は、バッテリ
におけるいくつかの識別可能な電圧を測定するマイクロ
コントローラと共に単純な試験回路を利用することによ
りバッテリケミストリーを確定する、バッテリケミスト
リー確定又は識別の方法を開示する。他の例では、２０
０１年５月１４日に出願された「A Method OfBattery C
hemistry Identification Through Analysis Of Voltag
e Behavior」と題された米国特許出願第０９／８５９，
０１５号の同時係属中出願において、Ｂｅａｎ等は、バ
ッテリケミストリー確定のために種々の負荷及び無負荷
バッテリ状態下でのバッテリ電圧のいくつかの現場(in
situ)測定を開示する。説明し引用した方法は、各々、
当業者が電子機器に挿入されたバッテリのバッテリケミ
ストリーを確定するために考案する可能性のあるあらゆ
る他の方法と同様に、本発明の範囲内にある。

【００３４】本方法１００は、さらに、確定するステッ
プ１１０において識別されたバッテリケミストリーに対
し残量測定を適応させること１２０を含む。本方法１０
０は、バッテリ特性測定値を相対的バッテリ充電レベル
に関連付ける残量計アルゴリズムを採用する。１つ又は
複数の実施形態では、異なる残量計アルゴリズムのセッ
トが採用され、そのセットの各アルゴリズムは、特定の
電子機器における特定のバッテリケミストリーの特性又
は放電プロファイルに対して特別に調整される。確定さ
れた１１０バッテリケミストリーに基づいてセットから
対応するアルゴリズムを選択することにより、残量計測
が適応される１２０。１つ又は複数の好ましい実施形態
では、異なるバッテリケミストリーの各々に対して異な
るパラメータ（又は異なるパラメータのセット）を有す
る１つのアルゴリズムが採用される。好ましい実施形態
では、アルゴリズムの各パラメータの値を設定すること
により、残量測定が適応される１２０。異なるケミスト
リーに適応するいかなるかかる残量計アルゴリズム又は
そのセットも、本発明の範囲内にある。

【００３５】残量計測の方法１００はさらに、電子機器
が使用されている間にバッテリの特性を監視すること１
３０を含む。バッテリは、時間の関数として監視され１
３０、監視された１３０特性の測定値が生成される。好
ましくは、監視するステップ１３０は、バッテリの１つ
又は複数の特性を定期的に測定することを含む。特性が
測定される頻度は、機器とその用途によって決まる。測
定頻度が低すぎる場合、残量計は非常に遅く応答するこ
ととなり、ユーザに対し適時有用な残量計情報を提供す
ることができない可能性がある。一方、測定頻度が高す
ぎる場合、監視するステップ１３０は、機器の動作を妨
げる可能性がある。概して、０．５秒置きから５秒置き
のオーダの測定頻度が、一般に大抵のバッテリ駆動機器
の大抵の残量測定用途に対して充分である。０．５〜５
秒置きより高いか又は低い測定頻度範囲もまた、本発明
の範囲内にある。当業者は、必要以上の実験無しに所与
の機器に対して適当な監視頻度を容易に確定することが
できる。

【００３６】監視するステップ１３０は、バッテリの相
対充電レベルに関連するバッテリの多数の異なる特性の
うちの１つ又は複数を測定する。好ましくは、バッテリ
電圧及び／又はバッテリ電流を監視する１３０。これら
の特性は、比較的容易に測定され、その後バッテリ充電
レベルと関連付けられるからである。より好ましくは、
バッテリ電圧又はバッテリ電圧に比例する電圧が測定さ
れることにより、監視するステップ１３０に対して測定
データが生成される。

【００３７】監視するステップ１３０において、バッテ
リ電圧を測定するために、アナログデジタル変換器（Ａ
ＤＣ）か又は本技術分野において既知の他の同様のコン
ポーネントを使用することができる。当業者は、バッテ
リを監視すること、特に電子機器のＡＤＣ又は他のコン
ポーネントと共にバッテリ電圧を監視することを熟知し
ている。バッテリの相対充電レベルに関する情報を提供
することができるバッテリの特性のかかる監視はすべ
て、本発明の範囲内にある。

【００３８】実際に、移動平均か、又は監視するステッ
プ１３０中に取得される測定データを平滑にする傾向の
ある他の同様の統計的方法が、単に個々の測定値を使用
することより好ましい。移動平均の平滑化動作は、監視
された特性（例えばバッテリ電圧）におけるスパイク又
はノイズを取除くことにより、監視するステップ１３０
の結果をよりよくする。移動平均は、好ましくは、測定
データの２〜１０個の値（すなわち、現在の値と１〜９
個の過去の値）を含む。より好ましくは、約７〜９個の
過去の値が、移動平均に含まれる。値の数が多すぎる移
動平均は、移動平均の計算の速度を低下させる可能性が
あり、また移動平均の応答時間もまた低速化する可能性
がある。移動平均で使用する値が少なすぎる場合、デー
タのノイズ及び／又はスパイクを十分に取除かない可能
性がある。当業者は、移動平均と、ノイズのあるデータ
を平滑化するそれらの使用とを熟知している。

【００３９】残量計測の方法１００はさらに、電子機器
の動作モードを確定すること１４０を含む。電子機器の
動作モードは、バッテリの監視された１３０特性に影響
を与える可能性があり実際に影響を与える。例えば、バ
ッテリ電圧は、しばしば、バッテリから高電流を消費す
る動作モードにおいて低くなる。同様に、バッテリに
は、しばしば、デジタルカメラの場合のレンズエクステ
ンション等の短期間の高電流又は高消費イベントに続く
回復として知られる現象がもたらされる。短期間の高消
費イベントに続き、バッテリの電圧は一瞬、イベント前
の電圧に比較して低下する。イベント後、バッテリの電
圧レベルは、一般に、イベント前の電圧レベルにもっと
匹敵する幾分か高いレベルまで徐々に上昇する。バッテ
リ電圧の低速な上昇は、電圧回復として既知であり、バ
ッテリケミストリーの速度論に起因する。このため、動
作モードに関する先験的情報又は知識が、監視された特
性におけるかかるモード関連の変動が、機器において使
用される残量計測に要素分解される(factored into)こ
とを可能にする。いずれの場合も、当業者は容易に理解
することができるように、動作モードは機器特異的であ
る。

【００４０】好ましい実施形態では、機器の実際の動作
モードは、バッテリ特性に対するそれら各々の効果にし
たがってグループ化される。例えば、モードは、２つの
モード種別、すなわち高消費モードと低消費モード又は
静止モードとにグループ化されてよい。モードをグルー
プ化することにより、本発明の方法１００の利点全体に
影響を与えることなく検出され適応されなければならな
いモードの数が低減される。

【００４１】そして、バッテリ電圧等のバッテリ特性に
対するモードの影響は、方法１００により残量計測を実
行する際に使用される。さらに、確定するステップ１４
０により、機器は、いくつかのイベント中及びその直後
の監視するステップ１３０中に取得される測定データを
残量計測から削除することが可能となる。デジタルカメ
ラの残量計測から測定データが削除される可能性のある
例は、レンズエクステンションか又はストロボイベント
（すなわち高消費モード）中及びその直後のときに対応
するデータである。

【００４２】方法１００の代替実施形態では、適応する
ステップ１２０は、動作モードを確定するステップ１４
０と結合される。この実施形態では、適応するステップ
１２０は、動作モードとバッテリケミストリーとの両方
を考慮する。主に、方法１００のいずれの実施形態が使
用されるかは、残量計測が実現される方法によって決ま
る。通常、モードは各バッテリ変更に対して何度も変更
される可能性があるため、残量計測は、動作モード確定
１４０を実現するよりバッテリケミストリー確定１１０
を実現する方がずっと少ない。したがって、代替実施形
態は好ましい実施形態よりは好ましくはない。

【００４３】電子機器によっては、動作モードが１つだ
けである可能性があり、あるいは代替的に、種々の動作
モードが残量計測に対して殆ど影響を与えないと判断さ
れるものもある。かかる機器の場合、動作モードを確定
すること１４０によってほとんど又はまったく何も得ら
れない。したがって、方法１００のさらに他の実施形態
では、動作モードを確定するステップ１４０は省略され
る。当業者は、方法１００の実施形態間で容易に選択す
ることができ、必要以上の実験無しに動作モードを確定
するステップ１４０を適用する頻度を確立することがで
きる。

【００４４】残量計測の方法１００は、さらに、残量計
読み値又は結果を生成すること１５０を含む。生成する
ステップ１５０は、適応された残量計アルゴリズムを使
用して、監視するステップ１３０において取得された測
定値を相対的なバッテリ充電又は残量レベルに関連付け
る。適応された残量計アルゴリズムは、適応するステッ
プ１２０の残量計アルゴリズムである。さらに、生成す
るステップ１５０は、適用可能な場合は確定された１４
０モードを使用して、残量計の読み値を生成する。残量
計読み値は、何らかの形態の表示を使用して電子機器の
ユーザに対して利用可能とされてよい。概して、残量計
読み値は、文字数字形式か又はグラフィカル形式のいず
れでも表示することができる。例えば、「８０％容量残
存」という表示上の読取りは、文字数字形式の残量計表
示の一例であり、残存しているバッテリパワーを示す棒
グラフは、グラフィカル形式の残量計表示の一例であ
る。場合によっては、文字数字形式とグラフィカル形式
とが結合されることにより、ユーザに対する表示された
残量計読み値の有用性が増大する。

【００４５】グラフィカル形式を有する残量計表示は、
種々の形で提供され、残量計表示の圧倒的に最も一般的
なタイプ又は形である。グラフィカル形式の残量計表示
の大半は、アイコニック(iconic)表示か又はグラフ表示
のいずれかであるものとして分類することができる。ア
イコニック残量計表示は、残存しているバッテリパワー
の比較的粗い表示を提供し、グラフ表示は、一般に、残
量のより詳細なグラフィカルな表示を提供する。本明細
書で論考する目的で、機械式メータと機械式メータを模
倣する表示とがグラフ表示と共にグループ化される。

【００４６】図３Ａは、一般的なアイコニック残量計表
示３１０の例を示す。図３Ａに示すアイコニック表示３
１０は、いわゆる「３レベル」アイコニック表示であ
る。３レベルアイコニック表示３１０は、第１の領域３
１２と第２の領域３１４と第３の領域３１６とを有す
る。各領域３１２、３１４、３１６は、残量計読み値又
は結果を示すか又は表示する手段として、照明され又は
照明されないことが可能である。かかる３レベルのアイ
コニック残量計表示３１０は、バッテリが「ＦＵＬＬ
（すなわち、完全に充電）、「ＨＡＬＦＦＵＬＬ」又
は「ＥＭＰＴＹ」であることを示すことができる。

【００４７】例えば、図３Ａに示すアイコニック表示３
１０の３つの領域３１２、３１４、３１６全てが同時に
照明される場合、バッテリ充電レベルは、「ＦＵＬＬ」
であることが示される。第１及び第２の領域３１２、３
１４のみが照明される場合、残量計表示３１０は、バッ
テリが「ＨＡＬＦＦＵＬＬ」であることを示し、第１
の領域３１２のみが表示される場合、バッテリが「ＥＭ
ＰＴＹ」又は完全に放電されていることを示す。図３Ａ
に示すアイコニック表示３１０は、単に例として「ＨＡ
ＬＦＦＵＬＬ」という残量計読み値を示し、照明は濃
い色で示している。当業者は、３レベルアイコニック表
示３１０より多いか又は少ないレベルを有するものを含
む、残量計測に有用な他のアイコニック表示を熟知して
いる。かかるすべてのアイコニック表示は、本発明の範
囲内にある。

【００４８】図３Ｂは、グラフ形の残量計表示３２０の
実施例を示す。特に、図３Ｂは、棒グラフ残量計表示３
２０の実施例を示す。棒グラフ残量計表示３２０は、棒
３２２（濃い色で示す）を有し、その長さは、生成され
た１５０読み値に基づくバッテリに残存している容量に
したがって変化する。このため、棒グラフ表示３２０の
棒３２２は、バッテリが「ＦＵＬＬ」であるときに最長
でありバッテリが「ＥＭＰＴＹ」であるときに最短であ
る。一般に、棒３２２の長さは、残量計読み値の関数と
して線形に又は略線形に変化することができ、それによ
ってユーザに対し、残存しているパワーを、一般的なア
イコニック表示３１０によって提供することができるよ
り正確に表示することができる。当業者は、限定されな
いが円グラフ、線グラフ及び領域グラフを含む、残量計
測結果を表示するために有用な他のグラフ形表示を熟知
している。かかるすべてのグラフ形表示は、本発明の範
囲内にある。

【００４９】上述したように、電子機器は、残量計読み
値を使用して、バッテリ放電プロファイルにおけるカッ
トオフポイントに関して機器動作を制御することができ
る。例えば、生成された１５０残量計読み値又は結果に
基づいてバッテリ充電レベルがカットオフポイントより
下であることが分かった場合、電子機器を、使用不能と
するか、又は可能性として単に通常のスタートアップ又
は「ブート」プロセスを行わないようにすることができ
る。このように、カットオフ以下のバッテリ充電レベル
が検出されると、有利には、電子機器はスタートアップ
プロセスを停止しシャットダウンプロセスを開始するこ
とができる。同等に、残量計読み値が動作中にカットオ
フより下になると、有利には、自動シャットダウンプロ
セスを開始することができる。上述したように、本発明
の残量計測方法１００を使用するバッテリ充電レベルの
カットオフ状態の自動検出は、データの損失か又は不十
分なバッテリパワーで機器を動作させようと試みること
に関する他の問題を防止する役割を果たすことができ
る。

【００５０】本発明の他の態様では、バッテリケミスト
リーに適応する残量計装置４００が提供される。装置４
００は、バッテリ４０２を有する一般的な電子機器４０
１と共に使用され、バッテリは複数の異なるバッテリケ
ミストリーのうちのいずれかを有する。図４は、電子機
器４０１と共に使用される残量計測装置４００のブロッ
ク図を示す。残量計測装置４００は、バッテリモニタ４
１０とコントローラ４２０とを備える。バッテリモニタ
４１０は、バッテリ４０２の特性を監視し、測定データ
を出力する。装置４００のコントローラ４２０は、バッ
テリ４０２の確定されたバッテリケミストリーに適応
し、適用可能な場合は機器４０１の確定された動作モー
ドに適応する、適応的残量計測を実現する。

【００５１】例えば、バッテリモニタ４１０は、バッテ
リ４０２の電圧か又はバッテリ電圧に比例する電圧等、
バッテリ特性を監視することができる。特性が与えられ
ると、当業者は、必要以上の実験無しにバッテリモニタ
４１０の実装を容易に確定することができる。例えば、
監視される特性が電圧である場合、バッテリモニタ４１
０としてアナログデジタル変換器（ＡＤＣ）を使用する
ことができる。ＡＤＣは、図４において、単に例として
バッテリモニタ４１０として示されている。バッテリモ
ニタ４１０によって生成される測定データは、コントロ
ーラ４２０に通信される。

【００５２】コントローラ４２０は測定データを受取
り、好ましくは測定データを使用して本発明の方法１０
０を実現する。特に、コントローラ４２０は、バッテリ
４０２のケミストリーを確定する。バッテリケミストリ
ーは、バッテリケミストリー確定に対して上述した方法
のいずれかにしたがい、バッテリモニタ４１０によって
供給される測定データを使用して確定される。好ましく
は、コントローラ４２０は、機器４０１のバッテリ４０
２が取除かれた又は取替えられた場合にのみバッテリ４
０２のケミストリーを確定する。より好ましくは、コン
トローラ４２０は、機器４０１に電源が投入される（す
なわち、機器４０１がスイッチ「ＯＮ」とされる）とき
と機器４０１のバッテリアクセスドアか又はバッテリコ
ンパートメントカバーが開けられた直後とに、バッテリ
ケミストリーを確定する。

【００５３】ケミストリーが確定されると、コントロー
ラ４２０は、確定されたケミストリーに対し残量計測を
適応させる。残量計測は、いくつかの方法のうちのいず
れによっても適応させることができる。１つ又は複数の
実施形態では、残量計測は、異なる独特の残量計アルゴ
リズムのセットを、各バッテリケミストリーに対し１つ
のアルゴリズムで採用し、確定されたケミストリーに対
応するセットから残量計アルゴリズムを選択することに
より、適応される。他の実施形態では、残量計アルゴリ
ズムのパラメータの値は、確定されたケミストリーにし
たがって適応を達成するように調整され又は設定され
る。さらに他の実施形態では、独特のアルゴリズムと調
整可能なパラメータとの混合が使用される。

【００５４】また、コントローラ４２０は、機器４０１
の動作モードを確定することができる。コントローラ４
２０が実現する適応された残量計測は、測定データを使
用して残量計結果又は読み値を生成する。適応された残
量計測は、また、適用可能な場合、残量計読み値の生成
において確定された動作モードを採用してもよい。代替
的に、残量計測は、動作モードとケミストリーとの両方
に適応されることが可能であり、その場合、残量計読み
値は、測定データのみからもたらされる。残量計測が動
作モードとケミストリーとの両方に適応される場合、好
ましくは、バッテリ４０２が取除かれ取替えられ（すな
わち、バッテリコンパートメントが操作され）及び／又
は機器が「ＯＮ」とされる度にだけではなく、モードが
変化する度に、適応が発生する。

【００５５】好ましい実施形態では、装置４００はさら
に、メモリ４３０とメモリ４３０に格納されたコンピュ
ータプログラム４４０とを備える。コンピュータプログ
ラム４４０は、好ましくは、本発明の適応的残量計測の
方法１００を実現する命令を含む。好ましい実施形態で
は、コントローラ４２０は、適応的残量計測を実現する
コンピュータプログラム４４０を実行する。

【００５６】本発明のさらに他の態様では、適応的残量
計測を行う電子機器５００が提供される。電子機器５０
０は、バッテリを有し、複数の異なるバッテリケミスト
リーのいずれをも使用することができる。図５は、適応
的残量計測を行う電子機器５００のブロック図を示す。
機器５００は、バッテリ５０２と、バッテリモニタ５１
０と、コントローラ５２０と、メモリ５３０と、ユーザ
インタフェース５４０と、メモリ５３０に格納されたコ
ンピュータプログラム５５０と、を有する。コンピュー
タプログラム５５０は、適応的残量計測を実現し、残量
計測は、バッテリ５０２のケミストリーに適応される。
好ましくは、コンピュータプログラム５５０は、本発明
の適応的残量計測の方法１００を実現する。コンピュー
タプログラム５５０は、ソフトウェア又はファームウェ
アとしてメモリ５３０に格納することができる。

【００５７】バッテリモニタ５１０は、バッテリ５０２
の特性を監視し、測定データを出力する。コントローラ
５２０は、メモリ５３０に格納されたコンピュータプロ
グラム５５０を実行し、バッテリモニタ５１０によって
生成されたデータを使用する。また、コントローラ５２
０は、機器５００のユーザに対して残量計測結果を表示
する目的でユーザインタフェース５４０を制御する。コ
ントローラ５２０は、好ましくは、マイクロプロセッサ
か又はマイクロコントローラである。代替的に、コント
ローラ５２０は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）か
又はその一部とすることができる。装置４００のコント
ローラ４２０は、同様に具体化されてよい。

【００５８】メモリ５３０は、好ましくはコンピュータ
メモリである。より好ましくは、メモリ５３０は、従来
からのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）等の読み出し
／書き込みメモリである。メモリ５３０は、バッテリモ
ニタ５２０によって生成されるデータ等のデータの、及
びコンピュータプログラム５５０実行に関連する一時変
数の、一時記憶域を可能にする。メモリ５３０はまた、
特に機器５００が「ＯＦＦ」とされたときにプログラム
５５０を格納するための幾分かのリードオンリメモリ
（ＲＯＭ）も含んでよい。装置４００のメモリ４３０
は、コンピュータプログラム４４０に関して同様に具体
化されてよい。

【００５９】上述したように、コンピュータプログラム
５５０は、好ましくは方法１００を実現する。特に、コ
ンピュータプログラム５５０は、コントローラ５２０に
よって実行されるとき、すべて上述した種々の実施形態
のいずれかにしたがって、バッテリケミストリーを確定
し、残量計測をケミストリーに適応させ、バッテリモニ
タ５１０からのデータを使用してバッテリ５０２を監視
し、電子機器５００の動作モードを確定し、残量計結果
を生成する。コンピュータプログラム５５０は、好まし
くはメモリ５３０に格納されたファームウェア又はソフ
トウェアとして実現されるが、状態機械の形式等、電子
機器５００の論理回路において「ハードコード化」され
ることが可能であり、それもまだ本発明の範囲内にあ
る。

【００６０】本発明は、多くの電子機器がすでにバッテ
リ電圧を監視しコンピュータプログラムの形式で従来か
らの残量計測アルゴリズムを実現する、という事実を利
用する。本発明の適応的残量計測は、しばしば、既存の
機器要素を使用してこれら従来からの機器において実現
することができる。すなわち、本発明にしたがって、電
子機器４０１の従来からの残量計測を、従来からの電子
機器４０１にすでに存在するバッテリ４０２、バッテリ
モニタ、コントローラ、メモリ、コンピュータプログラ
ム及びユーザインタフェースを利用して、本発明の方法
１００を実現するコンピュータプログラムに対するアッ
プグレードによるか又は既存のファームウェアに対する
アップグレードにより、適応的にすることができる。本
発明の電子機器５００の一実施形態は、実際には、従来
からの機器４０１のかかる適応である。

【００６１】例示的な目的のために、かつ本発明の機器
５００、装置４００及び方法１００をより理解するため
に、デジタルカメラ５００’の好ましい実施形態に関し
て電子機器５００を説明する。デジタルカメラ５００’
は、電子機器５００に関して上述したように、バッテリ
５０２、バッテリモニタ５１０、コントローラ５２０、
メモリ５３０及びユーザインタフェース５４０を備え
る。デジタルカメラ５００’は、さらに、本発明の適応
的残量計測の方法１００を実現するコンピュータプログ
ラム５５０を備える。デジタルカメラ５００’は、さら
に、光学サブシステム（図示せず）を備える。この実施
形態では、光学サブシステムは繰出し可能なレンズを備
える。

【００６２】一例としてのデジタルカメラ５００’実施
形態は、３つの異なるバッテリケミストリー、すなわち
アルカリ（ＡＬＫ）、高エネルギーリチウム（ＨＥＬ
ｉ）及び水素化ニッケルメタル（ＮｉＭＨ）のうちのい
ずれかを有する「ＡＡ」フォーマットバッテリを受入れ
それによって動作する。さらに、デジタルカメラ５０
０’のユーザインタフェース５４０は、図３Ａに示すも
のと同様の３次元アイコニック残量計表示に関して説明
する表示を備える。したがって、デジタルカメラ５０
０’の実施例において残量計測によって生成される残量
計読み値は、「ＦＵＬＬ」、「ＨＡＬＦＦＵＬＬ」又
は「ＥＭＰＴＹ」に対応しかつそのように表示される。

【００６３】この実施例のデジタルカメラ５００’は、
後述する３つの動作モード種別に分類することができる
動作モードを有する。議論を簡単にするために、本明細
書で以下モード種別を単に３つある「モード」と呼ぶこ
とにする。議論の目的のために、デジタルカメラ５０
０’の３つの動作モードを、ＳＴＡＲＴＵＰ、ＰＲＥＶ
ＩＥＷ及びＮＯＲＭＡＬと呼ぶ。

【００６４】ＳＴＡＲＴＵＰモードは、電源が投入され
た（すなわち、カメラが「ＯＮ」とされた）直後にカメ
ラ５００’によって実行される「スタートアップ」プロ
セス中の短期間に発生する。ＳＴＡＲＴＵＰモードは、
相対的に低い消費バッテリ状態であり、かつバッテリが
概して、スタートアッププロセスの直前に無負荷状態に
あった、という特徴を有する。ＰＲＥＶＩＥＷ及びＮＯ
ＲＭＡＬモードは、スタートアッププロセスが終了する
と、カメラ５００’の動作中に発生する可能性のあるす
べての正常動作モードを包含する。ＰＲＥＶＩＥＷモー
ドは、バッテリ５０２を相対的に高い消費状態にし、概
してレンズエクステンション、イメージ記録又は取込み
イベント、及びカメラのユーザインタフェース５４０の
イメージ液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）を使用するイメー
ジ化された対象の「ライブ・ビデオ・プレビュー」等の
動作状態を含む。ＳＴＡＲＴＵＰモードと同様に、ＮＯ
ＲＭＡＬモードは、相対的に低い消費状態という特徴を
有するが、ＳＴＡＲＴＵＰモードと異なり、カメラ５０
０’がある期間バッテリを連続的に作動し消費した状況
を含む。

【００６５】残量計測は、適応された残量計アルゴリズ
ムをもたらしかつ使用して、残量計読み値を生成する。
この実施例での適応された残量計アルゴリズムは、バッ
テリ電圧の測定値をいくつかの閾値と比較することによ
り残量計読み値を生成する。３つの異なるケミストリー
と、３つの異なる動作モードと、３つの異なるバッテリ
レベルとがあるため、残量計測は、合計２７の閾値を使
用する。閾値は、閾値の３つのセットに、バッテリケミ
ストリーの各々に対して１セットで分割される。セット
の各々には、閾値の３つのサブセットが、各動作モード
に対して１つのサブセットで存在する。各サブセット
は、３つの個々の閾値を有する。各セットの各サブセッ
トの第１の閾値は、「ＦＵＬＬ」バッテリレベル読み値
に対応する。各セットの各サブセットの第２の閾値は、
「ＨＡＬＦＦＵＬＬ」バッテリレベル読み値に対応
し、各セットの各サブセットの第３の閾値は、「ＥＭＰ
ＴＹ」バッテリレベル読み値に対応する。このように、
一例としてのカメラ５００’に対し、アルカリ（ＡＬ
Ｋ）バッテリケミストリーのための９つの閾値の第１の
セットと、高エネルギーリチウム（ＨＥＬｉ）バッテリ
ケミストリーのための９つの閾値の第２のセットと、水
素化ニッケルメタル（ＮｉＭＨ）バッテリケミストリー
に対応する９つの閾値の第３のセットとがある。

【００６６】コンピュータプログラム５５０によって実
現される残量測定は、確定されたケミストリーに基づい
て９つの閾値のこれらセットのうちの１つを選択するこ
とによって適応される。セットが選択されると、選択さ
れた閾値のセットを使用して残量計アルゴリズムのパラ
メータが確立され、適応された残量計アルゴリズムが生
成される。そして、適応された残量計アルゴリズムは、
コンピュータプログラム５５０によってアルゴリズムに
提供される確定された動作モードしたがって閾値のセッ
ト内のサブセット間で選択する。例えば、動作モードが
ＳＴＡＲＴＵＰであると確定された場合、ＳＴＡＲＴＵ
Ｐモードに対応するセットの閾値の第１のサブセットが
選択される。代替的に、モードがＰＲＥＶＩＥＷである
と確定された場合、第２のサブセットが選択され、モー
ドがＮＯＲＭＡＬであると確定された場合第３のサブセ
ットが選択される。

【００６７】動作モードに基づいてサブセットを選択す
ると、適応された残量計アルゴリズムは、測定値をサブ
セット内３つの閾値と比較する。測定値が第１の閾値よ
り大きい場合、「ＦＵＬＬ」に対応する読み値が生成さ
れる。測定値が第１の閾値以下であるがサブセットの第
２の閾値より大きい場合、「ＨＡＬＦＦＵＬＬ」に対
応する読み値が生成される。測定値がサブセットの第２
の閾値以下である場合、「ＥＭＰＴＹ」に対応する読み
値が生成される。第３の閾値以下の測定値は、バッテリ
のカットオフポイントに到達したか又はそれを超過した
ことを示す。この場合、残量計アルゴリズムは、バッテ
リがカットオフポイントに達したということを検出した
という指示と共に、「ＥＭＰＴＹ」に対応する読み値を
生成する。

【００６８】当然ながら、特定のバッテリケミストリ
ー、動作モード及びバッテリレベル読み値に対して上に
示した定義は、デジタルカメラ５００’の一例としての
実施形態に対するものであり、本明細書には例示の目的
のみのために含まれる。それらは、決して本発明の範囲
を限定するように意図されていない。モードは、カメラ
タイプにより及び電子機器タイプにより異なる。同様
に、使用されてよいケミストリーと生成されるバッテリ
レベル読み値とは、カメラタイプによって異なる。当業
者は、容易に、所与の電子機器に対して適当な動作モー
ド又はモード種別を画定し、バッテリレベル読み値を画
定し、必要以上の実験無しに使用可能な又は許容される
ケミストリーを選択することができる。

【００６９】電源が投入される（すなわち、カメラがス
イッチ「ＯＮ」される）と、カメラ５００’は、スター
トアッププロセスを開始し、本発明の残量計測の方法１
００を実行し始める。特に、カメラ５００’は、バッテ
リケミストリーを確定するステップ１１０を実行する。
この実施例でバッテリケミストリーを確定するために、
カメラ５００’は、レンズエクステンション前にバッテ
リモニタ５１０を使用してバッテリ電圧値を測定し１１
２、レンズエクステンション中に何度かバッテリ電圧を
測定する１１４。レンズエクステンション前に取得され
た測定された１１２電圧値は、バッテリの無負荷状態の
値を表し、レンズエクステンション中に取得されたいく
つかの測定された１１４電圧値は、負荷状態の値を表
す。いくつかの負荷状態値は、平均されて平均負荷状態
値をもたらす。無負荷状態値をＩｎｉｔＢａｔＭｅａｓ
と呼び、平均負荷状態値をａｖｇＬｏａｄｅｄＢａｔＭ
ｅａｓと呼ぶ。ＩｎｉｔＢａｔＭｅａｓとａｖｇＬｏａ
ｄｅｄＢａｔＭｅａｓ値との比が計算され１１６、この
実施例でＢａｔＣｈｅｍと呼ぶバッテリケミストリー係
数がもたらされる。そして、バッテリケミストリー係数
ＢａｔＣｈｅｍが、例えばメモリ５３０に含まれるルッ
クアップテーブルに格納された値の範囲と比較される１
１８。範囲は、デジタルカメラ５００’の実施例と共に
使用することができるバッテリケミストリー（すなわ
ち、ＡＬＫ、ＨＥＬｉ及びＮｉＭＨ）の各々を示す。

【００７０】比較１１８プロセスを例証するために、以
下の擬似コードセグメントを考慮する。擬似コードセグ
メントは、好ましいデジタルカメラ５００’の実施形態
に対し計算された１１６バッテリケミストリー係数Ｂａ
ｔＣｈｅｍからバッテリケミストリーを確定する１１
０、１つの可能な方法を表す。擬似コードセグメント
は、値を、確定された１１０バッテリケミストリーを示
す変数ＢａｔＴｙｐｅに割当てる。Ｉｆ（ＢａｔＣｈｅｍ＞ＡｌｋＬｉｍｉｔ）ｔｈｅｎＢａｔＴｙｐｅ＝ＡＬＫ；Ｅｌｓｅｉｆ（ａｖｇＬｏａｄｅｄＢａｔＭｅａｓ＞ＨＥＬｉＬｉｍｉｔ）ｔｈｅｎＢａｔＴｙｐｅ＝ＨＥＬｉ；Ｅｌｓｅｉｆ（（ＢａｔＣｈｅｍ＋ＳＣＡＬＥ＊ＩｎｉｔＢａｔＭｅａｓ））＜＝ＮｉＭＨＬｉｍｉｔ）ｔｈｅｎＢａｔＴｙｐｅ＝ＮｉＭＨ；Ｅｌｓｅｉｆ（（（ＢａｔＣｈｅｍ＋ＳＣＡＬＥ＊ＩｎｉｔＢａｔＭｅａｓ）＞ＮｉＭＨＬｉｍｉｔ）ａｎｄ（（ＢａｔＣｈｅｍ＋ＩｎｉｔＢａｔＭｅａｓ）＜ＭａｘＢａｔＬｉｍｉｔ））ｔｈｅｎＩｆ（ＰｒｅｖｉｏｕｓＢａｔＴｙｐｅ！＝ＮＵＬＬ）ｔｈｅｎＢａｔＴｙｐｅ＝ＰｒｅｖｉｏｕｓＢａｔＴｙｐｅ；ＥｌｓｅＢａｔＴｙｐｅ＝ＮｉＭＨ；Ｅｌｓｅｉｆ（ＩｎｉｔＢａｔＭｅａｓ＞ＨＥＬｉＬｉｍｉｔ２）ｔｈｅｎＢａｔＴｙｐｅ＝ＨＥＬｉ；ＥｌｓｅＢａｔＴｙｐｅ＝ＡＬＫ；ここで、過去に確定されたバッテリケミストリーＰｒｅ
ｖｉｏｕｓＢａｔＴｙｐｅは、擬似コードの最後の実行
からのバッテリケミストリーＢａｔＴｙｐｅであり、変
数ＳＣＡＬＥは任意のスケールファクタであり、変数Ａ
ｌｋＬｉｍｉｔ、ＨＥＬｉＬｉｍｉｔ、ＮｉＭＨＬｉｍ
ｉｔ、ＭａｘＢａｔＬｉｍｉｔ及びＨＥＬｉＬｉｍｉｔ
２は、特定の用途を考慮してバッテリケミストリー間の
識別を提供するために見つけられた、経験的に確定され
たルックアップテーブル値である。例えば１つの用途で
は、以下の値が、ルックアップテーブル限界及びスケー
ルファクタ値として作用することが分かっている。ＳＣＡＬＥ＝０．８２８；ＡｌｋＬｉｍｉｔ＝１４５；ＨＥＬｉＬｉｍｉｔ＝７５；ＮｉＭＨＬｉｍｉｔ＝１８１；ＭａｘＢａｔＬｉｍｉｔ＝１９８；ＨＥＬｉＬｉｍｉｔ２＝７７上に列挙した値は、特定ＡＤＣに対する「カウント」と
いう点からみたものであり、例示的な目的のみのために
提示する。過去のバッテリケミストリーＰｒｅｖｉｏｕ
ｓＢａｔＴｙｐｅは、値が割当てられていなかった場合
（例えば、最初に擬似コードが実行される場合）、この
実施例では「ＮＵＬＬ」に等しい。

【００７１】ルックアップテーブル値を使用してバッテ
リケミストリーを確定する１１０だけでなく、上に提示
した一例としての擬似コードは、例として、種々のバッ
テリケミストリーに対して測定することができる値の範
囲における曖昧な領域を扱う１つの方法を示す。有利に
は、一例としての擬似コードは、あり得る曖昧さを扱う
ために、確定するステップ１１０にいくつかのデフォル
ト判断を組込む。特に、上記擬似コードにおいて第４の
「ｉｆ文」によって画定されるようないくつか条件下で
は、この実施例に対し十分な確実性で確定１１０を行う
ことができない。代りに、曖昧条件がもたらされた場
合、一例としての擬似コードは、存在するならば過去に
確定されたバッテリケミストリーを使用する（すなわ
ち、ＢａｔＴｙｐｅ＝ＰｒｅｖｉｏｕｓＢａｔＴｙｐ
ｅ）。過去に確定されたバッテリケミストリーが存在し
ない場合（すなわち、ＰｒｅｖｉｏｕｓＢａｔＴｙｐｅ
＝ＮＵＬＬ）、曖昧条件がもたらされたとき、バッテリ
ケミストリーは水素化ニッケルメタルであると仮定され
る（すなわち、ＢａｔＴｙｐｅ＝ＮｉＭＨ）。ニッケル
メタル水素の選択は任意であり、曖昧条件の下でバッテ
リケミストリーの「最も安全な」推測を表す。当業者
は、上記一例としての擬似コードによって示されるもの
等、ルックアップテーブルを使用する判断ツリーにおけ
るかかるデフォルト条件の使用を熟知している。さら
に、当業者は、必要以上の実験無しに、多数の従来から
のコンピュータプログラミング言語のうちのいずれかを
使用して、上記擬似コードセグメントを実際のコンピュ
ータプログラムに容易に翻訳することができる。

【００７２】ＳＴＡＲＴＵＰモード中にバッテリケミス
トリーが確定されると１１０、デジタルカメラ５００’
は、上述したように適応された残量計アルゴリズムを生
成することにより、コンピュータプログラム５５０によ
って実現される残量計測を確定されたバッテリケミスト
リーに適応させる。そして、コンピュータプログラム５
５０は、監視するステップ１３０を実行することによ
り、バッテリモニタ５１０にバッテリ電圧を測定させ
る。デジタルカメラ５００がまだスタートアッププロセ
スを完了中であるため、動作モードは、ＳＴＡＲＴＵＰ
モードであると確定される１４０。本質的に、モードは
先験的に既知であるため、モードを確定するステップ１
４０はスタートアッププロセス中に省略することができ
る。

【００７３】コンピュータプログラム５５０は、適応さ
れた残量計アルゴリズムを使用して残量計読み値を生成
する。適応された残量計アルゴリズムは、上述したよう
に、測定電圧値を、確定された１１０バッテリケミスト
リーに関連する３つのＳＴＡＲＴＵＰモード閾値と比較
し、後にユーザインタフェース５４０によって表示され
る残量計読み値を生成する。読み値は、図３Ａに関して
説明したような読み値に一致する方法でユーザインタフ
ェース５４０の残量計アイコニック表示を照明すること
によって表示される。したがって、バッテリカットオフ
ポイントに達したことが検出されると、デジタルカメラ
５００’はシャットダウンプロセスを開始する。そうで
ない場合、デジタルカメラ５００’はスタートアッププ
ロセスを完了し、動作状態になる。

【００７４】動作中、デジタルカメラ５００’は、定期
的に、例えばおよそ２秒置きに１回、バッテリ電圧を監
視する１３０。バッテリ電圧が監視される１３０ごと
に、バッテリ電圧の測定値が取得され、コンピュータプ
ログラム５５０内で、平均バッテリ電圧を記録する移動
平均が更新される。移動平均は、カメラ５００’におい
て、例えば、現在の又は最近測定された電圧値と８つの
最近の過去の値とから計算される。このように、移動平
均は、一例としてのデジタルカメラ５００’の実施形態
に対する９点移動平均である。

【００７５】移動平均が更新されることに加えて、コン
ピュータプログラム５５０によってカメラ５００’の動
作モードが確定される１４０。適応された残量計アルゴ
リズムは、上述したように、移動平均値を確定された１
４０モードに対応する３つの閾値と比較する。例えば、
モードがＰＲＥＶＩＥＷであると確定された場合、移動
平均は３つのＰＲＥＶＩＥＷモード閾値と比較される。
代替的に、モードがＮＯＲＭＡＬであると確定された場
合、移動平均値は３つのＮＯＲＭＡＬモード閾値と比較
される。

【００７６】そして、コンピュータプログラム５５０に
おいて具体化される適応された残量計アルゴリズムによ
って行われた比較により、上述したようにＳＴＡＲＴＵ
Ｐモードに類似する方法で結果がもたらされる。このよ
うに、「ＦＵＬＬ」、「ＨＡＬＦＦＵＬＬ」又は「Ｅ
ＭＰＴＹ」に対応する残量計読み値が、移動平均値から
生成される。同様に、適応された残量計アルゴリズム
は、バッテリがカットオフに達したか否かの指示をもた
らす。カットオフポイントが検出された場合、デジタル
カメラ５００’はまだ「ＥＭＰＴＹ」レベルを表示する
が、有利には、コンピュータプログラム５５０はまた、
デジタルカメラ５００’のメモリ５３０に格納されたあ
らゆるデータを保護するためにシャットダウンプロセス
も開始する。

【００７７】他の実施形態では、デジタルカメラ５０
０’の各動作モードに対し閾値の１つのセットがある。
適応させるステップ１２０中、確定された１４０動作モ
ードに基づいてセットが選択される。そして、その後に
又は過去に確定された１１０バッテリケミストリーに対
し、３つの閾値のサブセットが選択される。したがっ
て、各セットは、動作モードの各々に対し９つの閾値を
含む。各セットはさらに、３つのサブセットに、３つの
バッテリケミストリーの各々に対して１つで分割され
る。各サブセットは、各々のバッテリパワーレベル、す
なわち「ＦＵＬＬ」、「ＨＡＬＦＦＵＬＬ」及び「Ｅ
ＭＰＴＹ」に対応する別々の値を有する。

【００７８】さらに他の実施形態では、ケミストリー及
び動作モードが確定されており１１０、１４０、あるい
は既知である。この実施形態では、適応させるステップ
１２０は、結合された、確定されたケミストリーとモー
ドとに基づいてセットを選択することを含む。この場
合、セットは、３つの閾値を、各々のバッテリパワーレ
ベル読み値に対応する各セットにおいて１つの値で有す
る。当業者は、他のセットの組合せを考案することがで
き、それらもすべて本発明の範囲内にある。モードの各
々に対して及びケミストリーの各々に対して異なるバッ
テリパワーレベルの閾値は、機器特異的であるため、機
器に対して経験的に確定される。

【００７９】上述したような残量計測、特に残量計測精
度に関する特徴及び利点に加えて、本発明の方法１０
０、装置４００及び電子機器５００、５００’は、有利
に、再充電不能バッテリと再充電可能バッテリを識別す
ることができる。したがって、方法１００、装置４００
及び機器５００、５００’は、また、「安全な」機器内
バッテリ再充電を実現するためにも使用することができ
る。例えば、装置４００及び方法１００は、バッテリ４
０２がバッテリケミストリー確定に基づいて安全に充電
することができるか否かを示して、電子機器４０１にお
けるバッテリ充電サブシステム（図示せず）に情報を提
供することができる。同様に、電子機器５００、５０
０’の組込みケミストリー確定を採用して、バッテリ５
０２が再充電可能であるか否かを自己検出しそれによっ
て再充電が可能であるか否かを充電サブシステムに示す
ことができる。機器４０１、５００、５００’のバッテ
リ充電サブシステムはその情報を使用して、機器４０１
のバッテリ４０２か又は電子機器５００、５００’のバ
ッテリ５０２をバッテリ充電源に接続するか又はそこか
ら切断する。言換えれば、バッテリケミストリーに基づ
いてバッテリ４０２、５０２が充電不可能な種類である
と確定された場合、バッテリ充電サブシステムはバッテ
リ４０２、５０２から切断することにより、再充電不能
バッテリを充電しようとすることに関する問題を防止す
る。さらに、機器５００、５００’のユーザインタフェ
ース５４０は、ユーザに問題を警告するために、「再充
電不能バッテリ検出。再充電しようとしてはいけな
い。」等のメッセージを表示することができる。

【００８０】このように、適応的残量計測の新規な方法
１００と、バッテリ駆動電子機器と共に使用される新規
な適応的残量計測装置４００と、適応的残量計測を行う
電子機器５００、５００’とを説明した。上述した実施
形態は、本発明の原理を表す多くの特定の実施形態のい
くつかを単に例示するものである、ということが理解さ
れなければならない。明らかに、当業者は、併記の特許
請求の範囲によって画定されるような本発明の範囲から
逸脱することなく、多数の他の構成を容易に考案するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施形態による残量計測の方
法のフローチャートを示す。

【図２】図１に示す残量計測の方法のバッテリケミスト
リーを確定するステップの実施形態のフローチャートを
示す。

【図３Ａ】３レベルアイコニック残量計表示の実施例を
示す。

【図３Ｂ】グラフ式残量計表示の実施例を示す。

【図４】本発明の適応的残量計測装置のブロック図を示
す。

【図５】本発明の適応的残量計測を行う電子装置のブロ
ック図を示す。

【符号の説明】

１００バッテリケミストリーに適応する残量計測の方
法３１０アイコニック残量計表示３１２第１の領域３１４第２の領域３１６第３の領域３２０グラフ形の残量計表示３２０３２２棒４００バッテリケミストリーに適応する残量計装置４０１電子機器４０２バッテリ４１０バッテリモニタ４２０コントローラ４３０メモリ４４０プログラム５００適応的残量計測を行う電子機器５０２バッテリ５１０バッテリモニタ５２０コントローラ５３０メモリ５４０ユーザインタフェース５５０プログラム５００’デジタルカメラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者クリストファー・ホイットマンアメリカ合衆国コロラド州 80526，フォート・コリンズ，イーグル・ドライブ 2829 Ｆターム(参考） 2G016 CA04 CB11 CB12 CB21 CB22 CC01 CC03 CC04 CC06 CC07 CC27 CC28 CE00 2H100 CC07 DD02 5G003 BA01 DA02 EA05 GC05 5H030 AA00 AS11 FF43 FF44

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電源としてバッテリを使用し、複数の異
なるバッテリケミストリーのいずれをも使用することが
できる電子機器と共に使用される残量計測装置であっ
て、前記バッテリの特性を監視し測定データを生成するバッ
テリモニタと、該測定データを受取り、残量計読み値と前記バッテリの
確定されたケミストリーとを含む適応的残量計測を実現
するコントローラであって、該残量計読み値が該確定さ
れたバッテリケミストリーと該測定データとの関数であ
るコントローラと、を含んでなる残量計測装置。
【請求項２】前記測定データを格納するメモリと、コンピュータプログラムと、をさらに含んでなり、前記コントローラが、前記コンピュータプログラムを実
行することにより前記適応的残量計測を実現する請求項
１に記載の残量計測装置。
【請求項３】前記コンピュータプログラムが、ファー
ムウェア又はソフトウェアのいずれかとして前記メモリ
に格納される請求項２に記載の残量計測装置。
【請求項４】前記コンピュータプログラムが、前記電
子機器の論理回路に組込まれる請求項２に記載の残量計
測装置。
【請求項５】前記コンピュータプログラムが、前記コ
ントローラによって実行されるときに、前記バッテリの
ケミストリーを確定する命令と、該確定されたケミスト
リーと前記測定データとに適応される前記残量計読み値
を生成する命令とを含む請求項２〜４のいずれかに記載
の残量計測装置。
【請求項６】前記適応的残量計測が、前記データが測
定されたとき、前記電子機器の確定された動作モードを
さらに含み、前記残量計読み値が、さらに、該確定され
た動作モードの関数である請求項１〜５のいずれかに記
載の残量計測装置。
【請求項７】前記バッテリケミストリーが確定される
ことが、無負荷状態の前記バッテリの電圧を測定して無負荷バッ
テリ測定電圧値をもたらすこと、負荷状態の前記バッテリ電圧を測定して負荷バッテリ測
定電圧値をもたらすこと、前記無負荷測定電圧値と前記負荷測定電圧値との比から
バッテリケミストリー係数を計算することと、該計算されたバッテリケミストリー係数を、各候補バッ
テリケミストリーに対応するバッテリケミストリー係数
の範囲を有するセットと比較すること、を含み、前記確定されたバッテリケミストリーが、前記計算され
た係数が入る前記係数の範囲に対応する前記候補バッテ
リケミストリーである請求項１〜６のいずれかに記載の
残量計測装置。
【請求項８】前記残量計読み値が適応されることが、各異なる確定されたバッテリケミストリーに対して異な
る残量計アルゴリズムを使用することにより、前記バッ
テリの容量を計測することを含む請求項１〜７のいずれ
かに記載の残量計測装置。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の適応的
残量計測装置を含んでなり、前記コントローラによって実現される前記適応的残量計
測に基づいて結果を表示するユーザインタフェースをさ
らに含んでなる電子機器。
【請求項１０】前記電子機器が、前記コントローラに
よって制御される光学サブシステムをさらに含んでなる
デジタルカメラである請求項１〜９のいずれかに記載の
残量計測装置。