JP2006153740A

JP2006153740A - 電池残量検出装置

Info

Publication number: JP2006153740A
Application number: JP2004346868A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Ishii; 章弘石井
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】電池電圧の変動を検出する際の分解能を向上させた電池残量検出装置を提供する。
【解決手段】降圧回路１２は、電池Ｅ１からの入力電圧を所定値（電池電圧範囲の下限値分）だけ降圧させる。分圧抵抗Ｒ１及びＲ２は、所定の分圧比で分圧する。Ａ／Ｄコンバータ１４は、電池Ｅ１から降圧回路１２の分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２を経て入力された電池電圧に応じたデジタル信号を信号処理回路１６に出力する。信号処理回路１６は、Ａ／Ｄコンバータ１４から受信したデジタル信号を処理して表示装置１８及び音声回路２０に出力する。表示装置１８は、信号処理回路１６から受信した信号に基づいて電池残量を表示して電子機器の操作者に報知する。音声回路（アンプ）２０は、信号処理回路１６から受信した信号に基づいてスピーカ２２に電池残量に応じた音声を出力させ、電池残量を報知する。
【選択図】図１

Description

本発明は電池残量検出装置に係り、特に動作電源として電池を使用する機器において電池の残量を検出する電池残量検出装置に関する。

従来、動作電源として電池を使用する機器において、電池の電圧を検出して所定の演算を行うことにより電池の残量を検出する装置が用いられている。このような電池残量検出装置には、Ａ／Ｄコンバータにより電池電圧を読み込み、所定の電圧値以下となったことが検出された場合に電圧低下と判定して、デジタルデータに変換して出力するものがある（例えば、特許文献１）。

また、特に２次電池において、充電時や放電時の電流量を検出することにより、電池の電力量を演算して電池残量を検出する装置が用いられている（例えば、特許文献２〜５）。しかしながら、この電流量を検出する装置は、電源ラインにインピーダンス成分が挿入されており、電池に余計な負荷がかかる。このため、動作電源として主に１次電池を使用する機器においては、上述の電池電圧を検出するものが適用される。また、デジタルカメラのように電力変動の大きな機器において電池残量を検出する場合には、Ａ／Ｄコンバータにより電池電圧を検出するものが一般的であった。
特開平１０−１７２５８３号公報特開平５−１３４０２１号公報特開平５−２４０９３１号公報特開平１１−１３３１２４号公報特開２００３−４８２６号公報

ところで、通常Ａ／Ｄコンバータは、機器の動作を制御するＣＰＵに内蔵されており、その検出可能な電圧の範囲（検出可能電圧範囲）は、０．０Ｖ〜２．５Ｖ又は０．０Ｖ〜３．３Ｖ程度である。一方、検出すべき電池の電圧範囲は、例えば、機器に搭載される乾電池２本の場合：１．８Ｖ〜３．６Ｖ程度、乾電池４本の場合：３．６Ｖ〜７．２Ｖ程度、リチウムイオン電池の場合：３．０Ｖ〜６．０Ｖ程度である。このため、従来は検出可能電圧範囲に収まるようにＡ／Ｄコンバータに入力される電池電圧を分圧している。しかしながら、この場合、Ａ／Ｄコンバータに入力される電圧の変動が分圧により小さくなるため、電圧変動の検出が難しくなるという問題があった。このため、従来は電圧変動を検出する際の分解能を上げるために、Ａ／Ｄコンバータのビット数を上げる等の手法が試みられていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、動作電源として電池を使用する機器において電池電圧の変動を検出する際の分解能を向上させた電池残量検出装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に係る電池残量検出装置は、動作電源として電池を使用する機器において前記電池の残量を検出する電池残量検出装置であって、所定の検出可能電圧範囲において前記電池から出力される電池電圧を検出し、検出された検出電圧値に応じてデジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号に応じて、電池残量を出力する出力手段と、前記電池の電池電圧範囲と前記検出可能電圧範囲が異なる場合に、前記電池電圧範囲の上限値又は下限値が前記検出可能電圧範囲内に収まるように、前記検出電圧値をシフトさせる電池電圧範囲変更手段と、前記降圧又は昇圧された電池電圧範囲の上限値及び下限値が、前記検出可能電圧範囲内に収まるように前記電池の電圧を分圧する分圧手段とを備えることを特徴とする。

請求項１に係る電池残量検出装置によれば、電圧検出手段の検出可能電圧範囲を有効利用することができ、微小な電池電圧の変動を検出するのに有利になる。

請求項２に係る電池残量検出装置は、動作電源として電池を使用する機器において前記電池の残量を検出する電池残量検出装置であって、所定の検出可能電圧範囲において前記電池から出力される電池電圧を検出し、検出された検出電圧値に応じてデジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号に応じて、電池残量を出力する出力手段と、前記電池の電池電圧範囲の幅が前記電圧検出手段の検出可能電圧範囲の幅と等しく又は小さくなるように前記電池の電圧を分圧する分圧手段と、前記電池電圧範囲と前記検出可能電圧範囲が異なる場合に、前記電池電圧範囲の上限値及び下限値が前記検出可能電圧範囲内に収まるように、前記検出電圧値をシフトさせる電池電圧範囲変更手段とを備えることを特徴とする。請求項２は、電池電圧範囲の分圧後に電池電圧をシフトする態様に対応している。

本発明によれば、電池電圧範囲を電圧検出手段の検出可能電圧範囲に割り当てる際に、機器の動作電圧の下限値以下の部分を使用しないため、微小な電池電圧の変動を検出するのに有利になる。

以下、添付図面に従って本発明に係る電池残量検出装置の好ましい実施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る電池残量検出装置を示すブロック図である。電池残量検出装置１０は、電池Ｅ１の電圧を測定して出力するものであり、降圧回路１２と、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２と、Ａ／Ｄコンバータ１４と、信号処理回路１６と、表示装置１８と、音声回路２０と、スピーカ２２を備える。

降圧回路１２は、電池Ｅ１からの入力電圧を所定値だけ降圧させる回路である。図１に示すように、降圧回路１２は、コンデンサ２４と、オペアンプ２６と、定電圧ダイオード２８と、電気抵抗Ｒ１０及びＲ１２とを備える。電池Ｅ１から降圧回路１２に入力された電池電圧は、定電圧ダイオード２８の降伏電圧、及び電気抵抗Ｒ１０及びＲ１２の抵抗値により所定値だけ（例えば、電池電圧範囲の下限値がゼロになるように）降圧される。

分圧抵抗Ｒ１及びＲ２は、電池電圧を所定の分圧比で分圧するための機能部である。Ａ／Ｄコンバータ１４は、電池Ｅ１から降圧回路１２及び分圧抵抗Ｒ１、Ｒ２を経て入力された電池電圧の大きさに応じたデジタル信号を信号処理回路１６に出力する機能部である。信号処理回路１６は、Ａ／Ｄコンバータ１４から受信したデジタル信号を処理して表示装置１８及び音声回路２０に出力する機能部である。表示装置１８は、信号処理回路１６から受信した信号に基づいて電池残量を表示して電子機器の操作者に報知するためのモニタである。音声回路（アンプ）２０は、信号処理回路１６から受信した信号に基づいてスピーカ２２に電池残量に応じた音声を出力させて、電池残量を電子機器の操作者に報知するための機能部である。

なお、本実施形態においては、電池残量を操作者に報知する手段として、モニタの画像及び音声出力を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、画像又は音声のいずれか一方を用いてもよいし、その他の報知手段を用いてもよい。

図２は、電池電圧がデジタル信号に変換される様子を模式的に示す図である。図２においては、電池Ｅ１の電池電圧範囲は３．６Ｖ〜７．２Ｖ（乾電池４本の場合）とし、Ａ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲は０．０Ｖ〜３．３Ｖとして説明する。

まず、図２に示すように、電池Ｅ１から入力される電池電圧は、電池電圧範囲の下限値（３．６Ｖ）分だけ降圧回路１２により降圧される。これにより、降圧された電池電圧範囲の下限値がほぼゼロとなる。次に、降圧された電池電圧範囲がＡ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲に収まるように、即ち降圧された電池電圧範囲の上限値が検出可能電圧範囲の上限値（３．３Ｖ）かそれ以下になるように分圧される。そして、電池Ｅ１の電池電圧は、Ａ／Ｄコンバータ１４により８ビットのデジタル信号として信号処理回路１６に入力される。

なお、上記の数値はあくまで一例であり、電池Ｅ１の電池電圧範囲、及びＡ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲に応じて変更される。

図３は、電池電圧とＡ／Ｄコンバータの入力電圧の関係を示す図である。図３の横軸は電池電圧であり、縦軸はＡ／Ｄコンバータ１４に入力される電圧である。図３の直線３２に示すように、従来は電池電圧範囲の下限値（３．６Ｖ）以下の部分を含む電圧範囲（０．０Ｖ〜８．０Ｖ）がＡ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲（０．０Ｖ〜３．３Ｖ）に割り当てられていたため、電池電圧の変動に応じたＡ／Ｄコンバータ１４への入力電圧の変動が小さく、微小な電池電圧の変動を検出するのが困難であった。ところが、本実施形態によれば、直線３０に示すように、電池電圧範囲（３．６Ｖ〜７．２Ｖ）のみがＡ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲（０．０Ｖ〜３．３Ｖ）に割り当てることでＡ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲を有効利用することができ、微小な電池電圧の変動を検出するのに有利になる。

次に、本発明の第２の実施形態について、図４及び図５を参照して説明する。図４は本発明の第２の実施形態に係る電池残量検出装置を示すブロック図であり、図５は電池電圧がデジタル信号に変換される様子を模式的に示す図である。

図４に示すように、本実施形態においては、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２の下流側に降圧回路１２が配置されている。したがって、図５に示すように、電池電圧範囲の幅（上限値と下限値の差）が、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２によりＡ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲の幅（３．３Ｖ）と等しいかやや小さくなるように分圧されたのち、降圧回路１２により降圧される。これにより、上述の実施形態と同様、Ａ／Ｄコンバータ１４の検出可能電圧範囲を有効利用することができ、微小な電池電圧の変動を検出するのに有利になる。

本発明の第１の実施形態に係る電池残量検出装置を示すブロック図電池電圧がデジタル信号に変換される様子を模式的に示す図電池電圧とＡ／Ｄコンバータの入力電圧の関係を示す図本発明の第２の実施形態に係る電池残量検出装置を示すブロック図電池電圧がデジタル信号に変換される様子を模式的に示す図

符号の説明

１０…電池残量検出装置、Ｅ１…電池、１２…降圧回路、Ｒ１、Ｒ２…分圧抵抗、１４…Ａ／Ｄコンバータ、１６…信号処理回路、１８…表示装置、２０…音声回路、２２…スピーカ、２４…コンデンサ、２６…オペアンプ、２８…定電圧ダイオード、Ｒ１０、Ｒ１２…電気抵抗

Claims

動作電源として電池を使用する機器において前記電池の残量を検出する電池残量検出装置であって、
所定の検出可能電圧範囲において前記電池から出力される電池電圧を検出し、検出された検出電圧値に応じてデジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号に応じて、電池残量を出力する出力手段と、
前記電池の電池電圧範囲と前記検出可能電圧範囲が異なる場合に、前記電池電圧範囲の上限値又は下限値が前記検出可能電圧範囲内に収まるように、前記検出電圧値をシフトさせる電池電圧範囲変更手段と、
前記降圧又は昇圧された電池電圧範囲の上限値及び下限値が、前記検出可能電圧範囲内に収まるように前記電池の電圧を分圧する分圧手段と、
を備えることを特徴とする電池残量検出装置。
動作電源として電池を使用する機器において前記電池の残量を検出する電池残量検出装置であって、
所定の検出可能電圧範囲において前記電池から出力される電池電圧を検出し、検出された検出電圧値に応じてデジタル信号を出力するＡ／Ｄ変換器と、
前記Ａ／Ｄ変換器からのデジタル信号に応じて、電池残量を出力する出力手段と、
前記電池の電池電圧範囲の幅が前記電圧検出手段の検出可能電圧範囲の幅と等しく又は小さくなるように前記電池の電圧を分圧する分圧手段と、
前記電池電圧範囲と前記検出可能電圧範囲が異なる場合に、前記電池電圧範囲の上限値及び下限値が前記検出可能電圧範囲内に収まるように、前記検出電圧値をシフトさせる電池電圧範囲変更手段と、
を備えることを特徴とする電池残量検出装置。