JP2007178171A - 電子機器及びバッテリーチェック方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電源としてバッテリーを備え、複数の動作モードで動作する装置において、バッテリーチェックをより適切なタイミングで行う。
【解決手段】バッテリー１０からの電力供給を受けて所定の動作を行う複数の動作モード４２で動作可能な電子機器において、バッテリーチェック部３２が、動作モード４２に基づく動作により消費する電力を積算し積算電力量Ｗｉを求め、積算電力量Ｗｉが所定の閾電力量Ｗ_Ｔ増加するごとに、バッテリー１０の放電状態を検知してバッテリーチェックを行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、電源としてバッテリーを使用する電子機器に関し、特に、その電子機器のバッテリーチェックの方法に関する。

電源としてバッテリーを使用する装置においては、従来から使用中のバッテリーの電圧を検出することによりバッテリーの放電状態を検出し、バッテリー起電力が閾電圧以下となった場合に、バッテリー充電や交換を促す警告を発したり、装置を強制的にシャットダウンするようにしたものがある。

従来、上記のようなバッテリーの残存容量のチェック（以下、「バッテリーチェック」と称す）は、電源のオン時や予め定められた検出周期で行われていた。

しかし、電源としてバッテリーを使用する装置の中には、消費電力の異なる複数の動作モードで動作する装置がある。例えば、デジタルカメラは、撮像レンズ群を駆動することでオートフォーカスを行ったり、イメージセンサから出力される画像データを画面上に表示したり、イメージセンサから出力される画像データをメモリに記録する。これらの各動作モードではそれぞれ消費電力が異なる。

そのため、予め定められた検出周期の間隔が大きい場合、動作モードの消費電力が大きいと、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー電圧が閾電圧以下となってしまい、装置が正常にシャットダウンなどの処理を行えない場合がある。

また、上記のような事態を避けるために、検出周期の間隔を小さくすることも考えられるが、バッテリーチェックには、ある程度の電力を消費するため必要以上に行うとバッテリーの消耗が早くなってしまう。

特許文献１には、電池残量を動作状態に拘わらず精度良く検出することを目的として、電池電圧を消費電流に応じて設定された基準値Ｖ_１と基準値Ｖ_２とそれぞれ比較して電子機器の動作状態が低負荷状態か高負荷状態かに応じていずれかの比較結果を出力する技術が開示されている。つまり、特許文献１には、電子機器の動作状態に応じて比較すべき基準値を変更する技術が開示されている。

また、特許文献２には、バッテリーの残存容量表示が負荷時と無負荷時とで変わらないようにすることを目的として、負荷の動作状態に応じて実使用時における電源電圧と基準値とを比較する際の比較判定条件を変更することが開示されている。

このように特許文献１や２には、バッテリーの放電状態を検出する際に、電子機器の動作状態に応じてバッテリー電圧と比較すべき基準値を変更するなど比較判定条件を変更することが開示されている。

さらに、特許文献３には、２種類の異なる負荷での電池の端子間電圧を測定し、これらの電圧から電池の開放電圧と内部抵抗とを算出し、求めた開放電圧と内部抵抗とから、任意の負荷を動作させたときの電池の端子間電圧をその負荷を動作させる前に求め、動作の許可・警告・禁止などの処理を行うことが開示されている。

しかし、特許文献１乃至３では、複数の動作モードで動作する装置において、その機器の動作状態に応じてバッテリーチェックを適宜行うことは考慮されていない。

特開平８−２７１５９７号公報 特開平９−２４３７１９号公報 特開平６−３４７８６１号公報

本発明は、電源としてバッテリーを備え、該バッテリーからの電力供給を受けて複数の動作モードで動作する装置において、バッテリーチェックをより適切なタイミングで行うことを目的とする。

本発明に係る電子機器は、バッテリーからの電力供給を受けて所定の動作を行う複数の動作モードで動作可能な電子機器において、動作モードに基づく動作により消費する電力を積算し、積算電力量Ｗｉを求め、前記積算電力量Ｗｉが所定の閾電力量Ｗ_Ｔ増加するごとに、前記バッテリーの放電状態を検知してバッテリーチェックを行うバッテリーチェック部を備えることを特徴とする。

本発明に係る電子機器の１つの態様では、前記電子機器は、所定の一連動作をモード変更されるまで継続的に繰り返す連続動作モードと、所定の非連続一連動作を行って終了する非連続動作モードで動作可能であり、前記バッテリーチェック部は、前記電子機器が連続動作モードで動作する場合、前記積算電力量Ｗｉが所定の閾電力量Ｗ_Ｔ増加するごとに、前記バッテリーの放電状態を検知し、前記電子機器が非連続動作モードで動作する場合、前記非連続一連動作の終了後に前記バッテリーの放電状態を検知することを特徴とする。

本発明に係る電子機器の１つの態様では、前記バッテリーチェック部は、前記電子機器が電源オンしてから所定期間、前記閾電力量Ｗ_Ｔより小さい第２閾電力量Ｗ_Ｔ２増加するごとにバッテリーチェックを行う。

本発明に係る電子機器の１つの態様では、前記バッテリーチェック部は、前記バッテリーに対して少なくとも２種類の負荷を印可し、各負荷を印可した際のバッテリー電圧Ｖ_Ｂを検出する電圧検出部と、印可した各負荷の電力Ｗと各負荷を印可した際に検出された各バッテリー電圧Ｖ_Ｂとに基づいて、前記バッテリー起電力Ｅと前記バッテリーの内部抵抗ｒとを算出し、前記内部抵抗ｒと、予め定められた前記電子機器の最大電力Ｗ_ｍａｘ及び最低動作電圧Ｖ_ｍｉｎに基づいて、前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎを算出する算出部と、を備え、前記バッテリーチェック部は、前記バッテリー起電力Ｅと前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎとを比較することでバッテリーチェックを行う。

前記算出部は、バッテリー電圧Ｖ_Ｂと負荷の電力Ｗとの関係を定めた条件データを参照して、検出された各バッテリー電圧Ｖ_Ｂに対応する各負荷の電力Ｗを算出してもよい。

さらに、前記バッテリーチェック部は、バッテリーチェック時における積算電力量Ｗｉとバッテリー起電力Ｅとを対応付けて記憶し、記憶した積算電力量Ｗｉとバッテリー起電力Ｅとに基づいてバッテリーチェック時における積算電力量Ｗｉから所定の電力量Ｗｓを消費した際のバッテリー起電力を予測し予測バッテリー起電力Ｅ’を求め、予測バッテリー起電力Ｅ’と前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎとを比較することでバッテリーチェックを行ってもよい。

本発明によれば、電源としてバッテリーを備え、該バッテリーからの電力供給を受けて複数の動作モードで動作する装置において、バッテリーチェックをより適切なタイミングで行うことができる。

本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態と称す）について、以下図面を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る電子機器の機能ブロック図である。電子機器は、バッテリー１０からの電源供給を受けて動作する。

バッテリー１０からの電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０ａに供給され、中央処理装置（ＣＰＵ）３０を動作させるための所要の電圧（例えば３．３［Ｖ］）に変換された後ＣＰＵ３０に供給される。

また、バッテリー１０からの電源は、ＤＣ／ＤＣコンバータ２０ｂにも供給され、所要の電圧に変換された後スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２ａを介して第１負荷４０ａに供給される。また、スイッチＳＷ１及びスイッチＳＷ２ｂを介して第２負荷４０ｂにも供給される。第１負荷４０ａ及び第２負荷４０ｂは、それぞれバッテリー１０から供給された電力により所定の動作を行う。例えば、電子機器がデジタルカメラであれば、所定の動作は、例えば、固体撮像素子から出力される映像信号をプレビュー映像として画面に表示する動作や、合焦を行うためにフォーカスレンズを駆動するモータを駆動する動作などである。つまり、負荷を動作させることで、プレビュー映像の表示やフォーカシングなどの所定の動作に必要な電力が消費される。

電圧測定回路５０は、所定のタイミングでバッテリー電圧Ｖ_Ｂを検知し、検知結果をＣＰＵ３２に出力する。ＣＰＵ３２に組み込まれたバッテリーチェック部３２は、検知したバッテリー電圧Ｖ_Ｂに基づいてバッテリー起電力Ｅを算出し、そのバッテリー起電力Ｅと第１閾電圧Ｅ_Ｓ１もしくは第２閾電圧Ｅ_Ｓ２と比較することで、バッテリー１０の放電状態を検知する。ここで、第１閾電圧Ｅ_Ｓ１は、電子機器の動作を保証できる最低限のバッテリー起電力であり、第２閾電圧Ｅ_Ｓ２は、バッテリー１０の充電もしくは交換をすべきバッテリー起電力である。第１閾電圧Ｅ_Ｓ１と第２閾電圧Ｅ_Ｓ２とは、Ｅ_Ｓ２＝Ｅ_Ｓ１＋ΔＥの関係を満たし、ΔＥは電子機器の消費電力などを考慮して定めればよい。なお、バッテリーチェック部３２は、例えば、バッテリーチェック処理を行うためのプログラムをＲＯＭ（図示せず）からロードしてＣＰＵ３２が実行することで実現される。

バッテリーチェック部３２は、バッテリー起電力Ｅが第１閾電圧Ｅ_Ｓ１より小さければ、電子機器をシャットダウンするためのシャットダウン命令をシャットダウンに必要な処理を行う各部に出力する。一方、バッテリーチェック部３２は、バッテリー起電力Ｅが第１閾電圧Ｅ_Ｓ１以上でかつ第２閾電圧Ｅ_Ｓ２より小さければ、バッテリー１０の充電や交換の警告を通知するための警告命令を警告処理を行う各部に出力する。

ところで、バッテリーの特性は種類によって異なり、電圧降下の速度なども異なるため、電子機器は、搭載するバッテリーの種類ごとに異なる閾電圧を用意しておくことで、より正確にバッテリーの放電状態を検知することが可能になる。しかし、実際には、バッテリーの特性は温度などにより変化する。よって、予め用意された閾電圧では、正確にバッテリーチェックが行えない場合がある。また、多種のバッテリーを搭載可能な電子機器の場合、搭載されたバッテリーの種類を電子機器が特定するのが困難な場合がある。

そこで、本実施形態において、バッテリーチェック部３２は、バッテリーの種類ごとに異なる閾電圧を用意しておくのではなく、バッテリーチェックの際に閾電圧をその都度決定する。以下、バッテリーチェック部３２における処理内容についてより詳しく説明する。

バッテリーチェック部３２は、第１負荷４０ａ及び第２負荷４０ｂを順次動作させ、各負荷の動作時におけるバッテリー電圧Ｖ_Ｂ１，Ｖ_Ｂ２を電圧測定回路５０から取得する。バッテリーチェック部３２は、バッテリー電圧Ｖ_Ｂ１，Ｖ_Ｂ２に基づいてバッテリーの起電力Ｅ及びバッテリーの内部抵抗ｒを算出する。起電力Ｅ及び内部抵抗ｒの算出は、下記の式（１），式（２）を連立することで算出することができる。

ここで、Ｗ_１は第１負荷４０ａが動作することで消費する電力、Ｗ_２は第２負荷４０ｂが動作することで消費する電力であり、バッテリーチェック部３２は消費電力Ｗ_１と消費電力Ｗ_２とを予め記憶している。なお、電力Ｗ_１と電力Ｗ_２とは異なる値とする。

さらに、バッテリーチェック部３２には、実験等により予め測定しおいた電子機器の最大消費電力Ｗ_ｍａｘ及び最低動作電圧Ｖ_Ｂｍｉｎを記憶させておく。そして、バッテリーチェック部３２は、最大消費電力Ｗ_ｍａｘと、最低動作電圧Ｖ_Ｂｍｉｎと、式（１）及び式（２）を連立することで求められた内部抵抗ｒとを用いて、下記の式（３）に基づいて、最低起電力Ｅ_ｍｉｎを算出する。なお、最低起電力Ｅ_ｍｉｎは、バッテリー１０から最低動作電圧Ｖ_Ｂｍｉｎを得るのに必要な最低限のバッテリーの起電力Ｅを示す。つまり、最低起電力Ｅ_ｍｉｎは、第１閾電圧Ｅ_Ｓ１であり、第２閾電圧Ｅ_Ｓ２は、Ｅ_ｍｉｎ＋ΔＥである。

次いで、バッテリーチェック部３２は、起電力Ｅと最低起電力Ｅ_ｍｉｎとに基づいて、バッテリーチェックを行う。より具体的には、バッテリーチェック部３２は、第１閾電圧Ｅ_Ｓ１であるＥ_ｍｉｎより小さければ、シャットダウン命令を出力する。次いで、バッテリーチェック部３２は、起電力Ｅが第２閾電圧Ｅ_Ｓ２であるＥ_ｍｉｎ＋ΔＥより小さければ、警告指示を出力する。

以上のように、本実施形態では、異なる消費電力である２つの負荷を順次動作させ、その時の測定結果に基づいて、閾電圧を決定し、バッテリー１０の放電状態をチェックする。よって、バッテリーの種類ごとに異なる閾電圧を用意しておく必要がなく、電子機器は、バッテリーチェックを行うために、搭載されたバッテリーの種類を識別する必要がなくなる。

図２は、本実施形態におけるバッテリーチェック部３２のバッテリーチェック手順を示すフローチャートである。バッテリーチェック部３２は、所定の間隔で随時、図２に示す手順に基づいてバッテリーチェックを行う。

図２において、バッテリーチェック部３２は、まず、第１負荷４０ａを動作させ、その時のバッテリー電圧Ｖ_Ｂ１を電圧測定回路５０から取得する（Ｓ１００）。次いで、バッテリーチェック部３２は、第２負荷４０ｂを動作させ、その時のバッテリー電圧Ｖ_Ｂ２を電圧測定回路５０から取得する（Ｓ１０２）。さらに、バッテリーチェック部３２は、式（１）及び式（２）を用いて、バッテリーの起電力Ｅ及び内部抵抗ｒを算出し（Ｓ１０４）、式（３）を用いて最低起電力Ｅ_ｍｉｎを算出する（Ｓ１０６）。

その後、バッテリーチェック部３２は、起電力Ｅが最低起電力Ｅ_ｍｉｎより小さいか否かを判定する（Ｓ１０８）。バッテリーチェック部３２は、起電力Ｅが最低起電力Ｅ_ｍｉｎより小さければ（ステップＳ１０８の判定結果が、肯定「Ｙ」）、シャットダウン命令を出力する（Ｓ１１０）。一方、起電力Ｅが最低起電力Ｅ_ｍｉｎ以上であれば（ステップＳ１０８の判定結果が、否定「Ｎ」）、さらにバッテリーチェック部３２は、起電力ＥがＥ_ｍｉｎ＋ΔＥより小さいか否かを判定する（Ｓ１１２）。そして、起電力ＥがＥ_ｍｉｎ＋ΔＥより小さければ（ステップＳ１１２の判定結果が、肯定「Ｙ」）、警告命令を出力する（Ｓ１１４）。一方、起電力ＥがＥ_ｍｉｎ＋ΔＥ以上であれば（ステップＳ１１２の判定結果が、否定「Ｎ」）、バッテリー１０はまだ十分の起電力を有すると判断して、バッテリーチェック部３２は、処理を終了する。

以上、本実施形態によれば、バッテリーチェックの際に閾電圧を決定し、その閾電圧と現在のバッテリー起電力とを比較することで、バッテリー１０の放電状態を検知する。よって、バッテリーの種類ごとに異なる閾電圧を用意しておく必要がなく、電子機器は、バッテリーチェックを行うために、搭載されたバッテリーの種類を識別する必要がなくなる。

続いて、本実施形態の第１変形例について説明する。

上記の実施形態では、第１負荷４０ａ及び第２負荷４０ｂ（以下、区別する必要がない場合は、単に「負荷４０」と称す）の消費電力Ｗ_１，Ｗ_２（以下、区別する必要がない場合は、単に「消費電力Ｗ」と称す）が、バッテリー１０から出力される電圧の大きさによらず一定の値としてバッテリーチェックを行う例について説明した。

しかし、バッテリー電圧Ｖ_Ｂを所定の電圧に変換するＤＣ／ＤＣコンバータ２０は、図３に示すように、バッテリー電圧Ｖ_Ｂが低くなるに従い効率ηは低下する。その結果、消費電力Ｗはバッテリー電圧Ｖ_Ｂが低くなるに従い増加する。つまり、同じ負荷４０を動作させたとしても、消費電力Ｗは、バッテリーチェック時のバッテリー電圧Ｖ_Ｂの値によって変化する。よって、負荷４０の消費電力Ｗがバッテリー１０から出力される電圧の大きさによらず一定の値とすると、正確にバッテリーチェックが行えない場合がある。

そこで、第１変形例では、負荷４０ごとにバッテリー電圧Ｖ_Ｂと消費電力Ｗとの関係を予め測定しておき、動作する負荷４０とバッテリー電圧Ｖ_Ｂとからバッテリーチェック時の消費電力Ｗを求め、より正確にバッテリーチェックを行う。

バッテリー電圧Ｖ_Ｂと消費電力Ｗとの関係は、図３に示すように概ね曲線で表すことができるが、消費電力Ｗの算出を簡単に行うために、第１変形例では、当該曲線を複数本の直線で近似して、その直線を用いて消費電力Ｗを求める。

例えば、負荷４０の消費電力Ｗとバッテリー電圧Ｖ_Ｂとの関係が、図４の点線Ｌ１で表せる場合、第１変形例では、負荷４０の消費電力Ｗとバッテリー電圧Ｖ_Ｂとの関係を直線Ｌ２と直線Ｌ３とに近似して消費電力Ｗを求める。

つまり、バッテリー電圧Ｖ_ＢがＶ_Ｂｘ２より大きければ（Ｖ_Ｂｘ２＜Ｖ_Ｂ）、バッテリーチェック部３２は、式（４）に測定したバッテリー電圧Ｖ_Ｂを代入することで消費電力Ｗを求める。

一方、バッテリー電圧Ｖ_ＢがＶ_Ｂｘ２以下であれば（Ｖ_Ｂｘ２≧Ｖ_Ｂ）、バッテリーチェック部３２は、式（５）に測定したバッテリー電圧Ｖ_Ｂを代入することで消費電力Ｗを求める。

このように、第１変形例では、予め負荷４０ごとにバッテリー電圧Ｖ_Ｂと消費電力Ｗとの関係式を求めておき、バッテリーチェック部３２に記憶しておく。そして、バッテリーチェック部３２は、動作している負荷の種類に対応する関係式を用いてバッテリーチェック時における消費電力を求める。

図５は、第１変形例におけるバッテリーチェック部３２のバッテリーチェック手順を示すフローチャートである。図５では、ステップＳ１０３において、測定したバッテリー電圧Ｖ_Ｂ１，Ｖ_Ｂ２に基づいて第１負荷４０ａ及び第２負荷４０ｂの消費電力Ｗ_１，Ｗ_２をそれぞれ算出する点で、図２に示す実施形態における手順と異なる。その他の点では、図２に示す処理と同様でよいため、図５のフローチャートについては詳しい説明を省略する。

以上、第１変形例によれば、動作する負荷４０とバッテリー電圧Ｖ_Ｂとからバッテリーチェック時の消費電力Ｗを求めることで、より正確にバッテリーチェックを行うことができる。

続いて、本実施形態の第２変形例について説明する。

上記の実施形態や第１変形例では、バッテリーチェック部３２によるバッテリーチェックは所定の間隔で行う例について説明した。

しかし、電源としてバッテリーを使用する電子機器の中には、消費電力の異なる複数の動作モードで動作する機器がある。例えば、デジタルカメラは、撮像レンズ群を駆動することでオートフォーカスを行ったり、固体撮像素子から出力される画像データを画面上に表示したり、固体撮像素子から出力される画像データをメモリに記録する。これらの各動作モードではそれぞれ消費電力が異なる場合が多い。

そのため、バッテリーチェックの間隔が大きい場合、動作モードの消費電力が大きいと、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー起電力が閾電圧以下となってしまい、機器が正常にシャットダウンなどの処理を行えない場合がある。

また、上記のような事態を避けるために、バッテリーチェックの間隔を小さくすることも考えられるが、バッテリーチェックには、ある程度の電力を消費するため必要以上に行うとバッテリーの消耗が早くなってしまう。

そこで、第２変形例では、バッテリーの消費電力が異なる複数の動作モードで動作する電子機器において、バッテリーチェックのタイミングを消費電力量に基づいて決定する。つまり、第２変形例では、消費電力量を積算し、その積算消費電力量が所定の電力量に達した段階で順次バッテリーチェックを行う。

図６は、第２変形例における電子機器の機能ブロックを示す図である。図６において、各動作モード４２は、図１における負荷４０に相当する。各動作モードは、電子機器が動作可能なモードを示し、ＣＰＵ３０からの指令に基づいて、何れかの動作モードが選択されて、電子機器は、選択された動作モードで動作する。なお、第２変形例では、各動作モードで消費する消費電力Ｗｎは、バッテリー起電力Ｅの大きさによって変動しないものとする。電子機器は、例えば消費電力Ｗｎの第ｎ動作モードに設定されると、第ｎ動作モードに対応する一連動作を連続的に実行する。例えば、電子機器がデジタルカメラであり、設定された動作モードがプレビューモードであれば、デジタルカメラは、固体撮像素子から出力される映像信号を画面に表示する一連動作を連続的に実行する。つまり、プレビューモードに設定されたデジタルカメラは、動作モードが変更されるまで、固体撮像素子から出力される映像信号を画面に表示し続ける。

図７は、第２変形例におけるバッテリーチェック部３２がバッテリーチェックの開始タイミングを決定する手順を示すフローチャートを示す。

図７において、バッテリーチェック部３２は、ＣＰＵ３０が行う他の処理信号などを検知することで、動作モードの変更を検知すると（Ｓ２００）、変更後の動作モードを特定し、その動作モードに対応する消費電力Ｗｎを決定する。なお、消費電力Ｗは、動作モードとそれに対応する消費電力Ｗｎとを対応付けたテーブルを予めバッテリーチェック部３２が参照可能なメモリに登録しておき、そのテーブルを参照することで、決定すればよい。

次いで、バッテリーチェック部３２は、消費電力Ｗｎの積算を開始し（Ｓ２０６）、電子機器が設定された動作モードにおいて動作中は（ステップＳ２０６の判定結果が、肯定「Ｙ」）、その積算を継続する。そして、その積算電力量Ｗｎｉが予め定められた閾電力量Ｗ_Ｔを超えたら（ステップＳ２０８の判定結果が、肯定「Ｙ」）、バッテリーチェックを実行する（Ｓ２１０）。なお、バッテリーチェックは、公知のバッテリーチェックの手法を用いることができるが、例えば上記の実施形態や第１変形例で説明した手法で行えばよい。

以上、第２変形例では、電子機器が、消費電力Ｗｎの異なる複数の動作モードで動作する場合でも、積算電力量Ｗｎｉが予め定められた閾電力量Ｗ_Ｔに達した段階で、バッテリーチェック部３２がバッテリーチェックを行う。よって、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー起電力が閾電圧以下となってしまい、正常にシャットダウンなどの処理が行えないことを防止することができる。また、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー起電力が閾電圧以下となることを防ぐために、バッテリーチェックの実行間隔を極端に短くする必要が無く、バッテリーチェックに伴う電力消費も抑えることができる。

続いて、本実施形態の第３変形例について説明する。

第２変形例では、電子機器が実行可能な各動作モードは、動作モードが変更されるまで、設定された動作モードに対応する一連動作を繰り返し、積算電力量Ｗｉが閾電力量Ｗ_Ｔに達するごとに随時バッテリーチェックを行う例について説明した（以下、このような一連動作をモード変更されるまで継続的に繰り返す動作モードを「連続性動作モード」と称す。）。

しかし、電子機器が実行する動作モードの中には、動作モードが変更されるまで一連動作を繰り返すのではなく、所定の一連動作を一度行って終了するようなモードもある（以下、このようなモードを「非連続性動作モード」と称す。）。例えば、電子機器がデジタルカメラの場合、オートフォーカス処理モードやズーム処理モードでは、デジタルカメラは、フォーカスレンズやズームレンズを駆動モータにより光軸上に沿って移動させ、合焦位置やズーム位置に各レンズが移動すると動作を終了する。つまり、デジタルカメラであれば、オートフォーカス処理モードやズーム処理モードを非連続性動作モードと捉えることができる。

このような非連続性動作モードの場合、一連処理の途中でバッテリーチェックを行うことは好ましくない。例えば、電子機器がデジタルカメラの場合、２つの異なる負荷におけるバッテリー起電圧を測定するために、オートフォーカス処理においてモータが駆動している最中の１つ目のバッテリー起電力を測定した後、オートフォーカス処理の最中にオートフォーカス処理において駆動しているモータを一端停止させ２つ目のバッテリー起電力を測定して、バッテリーチェックを行うことは好ましくない。

そこで、第３変形例では、電子機器が実行する動作モードを、連続性動作モードと非連続性動作モードに予め分類しておき、連続性動作モードと非連続性動作モードとで異なるタイミングでバッテリーチェックを行う。より具体的には、連続性動作モードでは、第２変形例に示した手順で順次バッテリーチェックを行い、非連続性動作モードでは、一連動作が終了後に一度バッテリーチェックを行う。

図８は、第３変形例におけるバッテリーチェック部３２のバッテリーチェックの開始タイミングを決定する処理手順を示すフローチャートである。

図８において、バッテリーチェック部３２は、動作モードの変更を検知すると（Ｓ３００）、変更後の動作モードが連続性動作モードか非連続性動作モードかを判定する（Ｓ３０２）。判定の結果、連続性動作モードの場合は（ステップＳ３０２での判定結果が、肯定「Ｙ」）、図７に示すフローチャートに示すように、消費電力の積算を開始する（Ｓ３０４）。一方、非連続性動作モードの場合は（ステップＳ３０２での判定結果が、否定「Ｎ」は、その動作モードによる一連処理が終了後に図２や図５に示すフローチャートのように、バッテリーチェックを行う（Ｓ３０６）。

以上、第３変形例によれば、連続性動作モードと非連続性動作モードとで異なるタイミングでバッテリーチェックを行う。これにより、非連続性動作モードで電子機器が動作する場合にも適切なタイミングでバッテリーチェックを行うことができる。

続いて、第４変形例について説明する。

第４変形例では、上記の実施形態や各変形例に示すバッテリーチェックを行った後に、さらに一定の電力量Ｗｓを消費した後のバッテリー起電力Ｅ’を予測して、その予測バッテリー起電力Ｅ’と、第１閾電圧Ｅ_Ｓ１（最低起電力Ｅ_ｍｉｎ）もしくは第２閾電圧Ｅ_Ｓ２（最低起電力Ｅ_ｍｉｎ＋ΔＥ）とを比較することで、バッテリー１０の放電状態を検知する。

ここで、予測バッテリー起電力Ｅ’の算出方法について説明する。

まず、第４変形例におけるバッテリーチェック部３２は、積算電力量Ｗｉを算出する。より具体的には、バッテリーチェック部３２は、連続性動作モードで動作する場合は、バッテリーチェックの際に、設定された連続性動作モードの消費電力Ｗｃ_ｎに動作時間を乗算することで得られた電力量を積算電力量Ｗｉに積算していく。一方、非連続性動作モードで動作する場合は、バッテリーチェックの際に（つまり、一連動作が終了後）、設定された非連続性動作モードによって一連動作が行われることで消費する消費電力量Ｗｑ_ｎを積算電力量Ｗｉに積算する。また、バッテリーチェック部３２は、バッテリーチェックの際に設定されている動作モードでのバッテリー起電力Ｅ［ｎ］も併せて算出しておく。そして、バッテリーチェック部３２は、バッテリーチェックごとに積算電力量Ｗｉとバッテリー起電力Ｅとを対応付けて所定の積算テーブルに順次登録していく。

図９は、バッテリーチェック部３２が、記憶する積算電力量Ｗｉとバッテリー起電力Ｅと関係を示すグラフである。図９に示すように、電子機器は、各動作モードで動作することで、積算電力量Ｗｉが増加するに連れて、バッテリー起電力Ｅが低下する傾向にある。

さて、上記の通り、バッテリーチェック部３２は、バッテリーチェックごとに積算電力量Ｗｉとバッテリー起電力Ｅとを対応付けて積算テーブルに順次登録していき、バッテリーチェックの際に、過去に積算テーブルに登録された値を用いて、一定の電力量を消費した後の予測バッテリー起電力Ｅ’を求める。

より具体的には、例えば、図９において、バッテリーチェックの際に積算テーブルに登録した値（Ｗｉ［４］，Ｅ［４］）と、既に積算テーブルに登録されている過去２回の値（（Ｗｉ［２］，Ｅ［２］），（Ｗｉ［３］，Ｅ［３］））とを併せて３つの値を用いて、一定の電力量を消費した後の予測バッテリー起電力Ｅ’を求める。

理想的には３つの値に対し距離が最小となる直線を求めるのが望ましいが、計算量が増えるため、まず、２点（（Ｗｉ［２］，Ｅ［２］），（Ｗｉ［４］，Ｅ［４］））の直線Ｌ１０を求め、残りの点（Ｗｉ［３］，Ｅ［３］）と直線Ｌ１０との距離が元の１／２になるように移動した直線Ｌ１２を求める。

以上により、求められた直線Ｌ１２を用いて、バッテリーチェック部３２は、最後のバッテリーチェック後さらに所定の電力量Ｗｓを消費した時のバッテリー起電力Ｅを求めることで、予測バッテリー起電力Ｅ’を求める。そして、バッテリーチェック部３２は、その予測バッテリー起電力Ｅ’と、第１閾電圧Ｅ_Ｓ１（最低起電力Ｅ_ｍｉｎ）もしくは第２閾電圧Ｅ_Ｓ２（最低起電力Ｅ_ｍｉｎ＋ΔＥ）とを比較することで、バッテリー１０の放電状態を検知する。なお、予測バッテリー起電力Ｅ’に基づくバッテリーチェックは、図２や図５のフローチャートに示すバッテリーチェックが終了後に、続けて行えばよい。

以上第４変形例によれば、現在のバッテリー起電力Ｅ以外にも、予測バッテリー起電力Ｅ’に基づいてバッテリーチェックを行うため、より適切にバッテリーチェックを行うことができる。よって、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー起電力が閾電圧以下となってしまい、正常にシャットダウンなどの処理が行えないことをさらに防止することができる。

なお、第２変形例や第３変形例において説明した閾電力量Ｗ_Ｔは、電子機器の消費電力を考慮して定めればよい。しかし、一端使い切ったバッテリーでも放置することでバッテリー起電力Ｅが一時的に回復する場合がある。この場合、放電開始後の特性劣化が非常に早く、第４変形例において説明したようにたとえ予測バッテリー起電力を求めて、バッテリーチェックを行う場合でも、バッテリー起電力Ｅの低下が激しく、バッテリーチェックを行う前にバッテリー起電力Ｅが最低起電力Ｅ_ｍｉｎを下回ってしまう場合がある。

そこで、例えば、ユーザが電子機器の電源スイッチをオフからオンに切り替えることで電子機器を電源オンしてから所定の移行期間は、閾電力量Ｗ_Ｔを低めに設定して、バッテリーチェックの実行間隔を短く設定してもよい。これにより、放置後に一時的にバッテリー起電力が回復したバッテリーにより電子機器が起動した場合でも、適切なタイミングでバッテリーチェックを行うことができる。よって、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー起電力が閾電圧以下となってしまい、正常にシャットダウンなどの処理が行えないことをさらに防止することができる。

最後に、電子機器としてデジタルカメラを用いた場合におけるデジタルカメラの機能ブロック図を示す。図１０では、画像信号を実線で示し、制御信号を破線で示している。

図１において、主処理回路２００は、デジタルカメラ１００全体の制御を行う中央処理装置であり、各回路等に対する演算処理や制御を行う。また、主処理回路２００には、後述するバッテリーチェック部３２が組み込まれている。撮像部１２０は、フォーカスレンズやズームレンズなどの撮像光学系、フォーカスレンズやズームレンズを駆動するレンズ駆動モータ等を含む駆動部、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの固体撮像素子を備える。撮像部１２０は、撮像光学系を介して入射する被写体からの光を固体撮像素子において結像することで被写体の光学像を得て、その光学像を画像信号に変換して出力する。アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換回路１４０は、撮像部１２０から出力された画像信号をアナログ信号からデジタル信号へ変換する。画像処理回路１６０は、デジタル変換された画像信号に対して、画面表示用の映像データや保存用の画像データを生成するための各種画像処理を行う。内部メモリ１８０は、不揮発性メモリ（ＲＯＭ）と揮発性メモリ（ＤＲＡＭ）とを含む。画像表示部１９０は、画像信号に基づく映像データを画面に表示したり、記録用メモリ２２０に記憶された画像データに基づく映像データを画面に表示する。記録用メモリ２２０は、画像データの記録媒体である。

バッテリー１０は、デジタルカメラ１００を構成する各回路にＤＣ／ＤＣコンバータ（図示せず）を介して電力を供給する電力源である。電圧測定回路５０は、上記の実施形態や各変形例で説明したように、バッテリー電圧Ｖ_Ｂを検知し、検知結果をバッテリーチェック部３２に出力する。バッテリーチェック部３２は、バッテリー電圧Ｖ_Ｂを用いてバッテリー起電力Ｅを算出し、バッテリー起電力Ｅが所定の閾電圧以下となった場合に、バッテリー充電や交換を促すための警告を指示するための警告指示もしくは装置の強制的なシャットダウンを指示するためのシャットダウン指示を各部に出力する。

このように構成されたデジタルカメラ１００は、例えば、動作モードが図１１に示すように遷移する。

図１１では、「Ｃ」は連続性動作モードを示し、「Ｑ」は非連続性動作モードを示す。図１１において、デジタルカメラ１００は、スタンバイ状態Ｃ１からプレビューモードＣ２に移行するために必要なプレビュー準備モードＱ１に移行し、プレビュー準備処理を行った後、プレビューモードＣ２に移行する。さらに、ズームモードＱ２に移行し、ズームレンズを所定の位置に移動する処理を実行し、撮影指示があるまでプレビューモードＣ２を継続する。その後、撮影指示が来ると、デジタルカメラ１００は、オートフォーカスモードＱ３に移行し、オートフォーカス処理を行った後、書き込みモードＱ４に移行して画像データをメモリに書き込む処理を実行する。

図１１に示すように、本実施形態や各変形例において説明したバッテリーチェックを行う場合、連続動作モードでは、消費電力が大きいほどバッテリーチェックの実行間隔が短くなることがわかる。また、非連続動作モードでは、１つの非連続動作モードが終了するごとにバッテリーチェックが行われることがわかる。

以上、上記の実施形態や各変形例によれば、バッテリーチェックの際に閾電圧を決定し、その閾電圧と現在のバッテリー起電力とを比較することで、バッテリー１０の放電状態を検知する。よって、バッテリーの種類ごとに異なる閾電圧を用意しておく必要がなく、電子機器は、バッテリーチェックを行うために、搭載されたバッテリーの種類を識別する必要がなくなる。

また、バッテリーチェックの実行タイミングを動作モードの種類に応じて変更する。よって、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー起電力が閾電圧以下となってしまい、正常にシャットダウンなどの処理が行えないことを防止することができる。また、バッテリーチェックを実行する前に、バッテリー起電力が閾電圧以下となることを防ぐために、バッテリーチェックの実行間隔を極端に短くする必要が無く、バッテリーチェックに伴う電力消費も抑えることができる。

実施形態及び第１変形例における電子機器の機能ブロックを示す図である。 実施形態において、バッテリーチェック部がバッテリーチェックを行う際の処理手順を示すフローチャートである。 バッテリー電圧Ｖ_Ｂと消費電力Ｗとの関係を説明するための図である。 消費電力Ｗの求め方の一例について説明するための図である。 第１変形例において、バッテリーチェック部がバッテリーチェックを行う際の処理手順を示すフローチャートである。 第２変形例乃至第４変形例における電子機器の機能ブロックを示す図である。 第２変形例乃至第４変形例において、電子機器が連続動作モードで動作中に、バッテリーチェック部がバッテリーチェックを行う際の処理手順を示すフローチャートである。 第３変形例において、バッテリーチェック部が動作モードの変更を検知した際の処理手順を示すフローチャートである。 第４変形例において、予測バッテリー起電力の求め方の一例について説明するための図である。 実施形態や各変形例において説明したバッテリーチェック手法を適用可能な電子機器の１つであるデジタルカメラの機能ブロックを示す図である。 デジタルカメラが動作モードを順次切り替えながら動作する場合におけるバッテリーチェックの実行タイミングを示すタイミングチャートである。

符号の説明

１０ バッテリー、２０ ＤＣ／ＤＣコンバータ、３０ ＣＰＵ、３２ バッテリーチェック部、４０ 負荷、４２ 動作モード、５０ 電圧測定回路、１００ デジタルカメラ、１２０ 撮像部、１４０ Ａ／Ｄ変換回路、１６０ 画像処理回路、１８０ 内部メモリ、１９０ 画像表示部、２００ 主処理回路、２２０ 記録用メモリ。

Claims (8)

1. バッテリーからの電力供給を受けて所定の動作を行う複数の動作モードで動作可能な電子機器において、
   動作モードに基づく動作により消費する電力を積算し、積算電力量Ｗｉを求め、前記積算電力量Ｗｉが所定の閾電力量Ｗ_Ｔ増加するごとに、前記バッテリーの放電状態を検知してバッテリーチェックを行うバッテリーチェック部、
   を備えることを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記電子機器は、所定の一連動作をモード変更されるまで継続的に繰り返す連続動作モードと、所定の非連続一連動作を行って終了する非連続動作モードで動作可能であり、
   前記バッテリーチェック部は、
   前記電子機器が連続動作モードで動作する場合、前記積算電力量Ｗｉが所定の閾電力量Ｗ_Ｔ増加するごとに、前記バッテリーの放電状態を検知し、
   前記電子機器が非連続動作モードで動作する場合、前記非連続一連動作の終了後に前記バッテリーの放電状態を検知する、
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記バッテリーチェック部は、
   前記電子機器が電源オンしてから所定期間、前記閾電力量Ｗ_Ｔより小さい第２閾電力量Ｗ_Ｔ２増加するごとにバッテリーチェックを行うことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の電子機器において、
   前記バッテリーチェック部は、
   前記バッテリーに対して少なくとも２種類の負荷を印可し、各負荷を印可した際のバッテリー電圧Ｖ_Ｂを検出する電圧検出部と、
   印可した各負荷の電力Ｗと各負荷を印可した際に検出された各バッテリー電圧Ｖ_Ｂとに基づいて、前記バッテリー起電力Ｅと前記バッテリーの内部抵抗ｒとを算出し、前記内部抵抗ｒと、予め定められた前記電子機器の最大電力Ｗ_ｍａｘ及び最低動作電圧Ｖ_ｍｉｎに基づいて、前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎを算出する算出部と、
   を備え、
   前記バッテリーチェック部は、
   前記バッテリー起電力Ｅと前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎとを比較することでバッテリーチェックを行うことを特徴とする電子機器。
5. 請求項４に記載の電子機器において、
   前記算出部は、
   バッテリー電圧Ｖ_Ｂと負荷の電力Ｗとの関係を定めた条件データを参照して、検出された各バッテリー電圧Ｖ_Ｂに対応する各負荷の電力Ｗを算出することを特徴とする電子機器。
6. 請求項４または５に記載の電子機器において、
   前記バッテリーチェック部は、
   バッテリーチェック時における積算電力量Ｗｉとバッテリー起電力Ｅとを対応付けて記憶し、記憶した積算電力量Ｗｉとバッテリー起電力Ｅとに基づいてバッテリーチェック時における積算電力量Ｗｉから所定の電力量Ｗｓを消費した際のバッテリー起電力を予測し予測バッテリー起電力Ｅ’を求め、予測バッテリー起電力Ｅ’と前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎとを比較することでバッテリーチェックを行う、
   ことを特徴とする電子機器。
7. バッテリーからの電力供給を受けて所定の動作を行う複数の動作モードで動作可能な電子機器におけるバッテリーチェック方法において、
   前記電子機器が、
   動作モードに基づく動作により消費する電力を積算し、積算電力量Ｗｉを求め、
   前記積算電力量Ｗｉが所定の閾電力量Ｗ_Ｔ増加するごとに、前記バッテリーの放電状態を検知してバッテリーチェックを行う、
   ことを特徴とするバッテリーチェック方法。
8. 請求項７に記載のバッテリーチェック方法において、
   前記電子機器が、
   前記バッテリーに対して少なくとも２種類の負荷を印可し、各負荷を印可した際のバッテリー電圧Ｖ_Ｂを検出し、
   印可した各負荷の電力Ｗと各負荷を印可した際に検出された各バッテリー電圧Ｖ_Ｂとに基づいて、前記バッテリー起電力Ｅと前記バッテリーの内部抵抗ｒとを算出し、
   前記内部抵抗ｒと、予め定められた前記電子機器の最大電力Ｗ_ｍａｘ及び最低動作電圧Ｖ_ｍｉｎに基づいて、前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎを算出し、
   前記バッテリー起電力Ｅと前記閾電圧Ｅ_ｍｉｎとを比較することでバッテリーチェックを行う、
   ことを特徴とするバッテリーチェック方法。

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