JP2009219330A

JP2009219330A - 電源装置

Info

Publication number: JP2009219330A
Application number: JP2008063441A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamasako; 洋山迫
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-03-13
Filing date: 2008-03-13
Publication date: 2009-09-24

Abstract

【課題】専用の充電器やケーブルがなくても、機器同士で２次電池の充電を行うことができるようにする。
【解決手段】給電モードの時は給電回路１５を駆動し、スイッチ１７をコイル１４と給電回路１５とを接続するように切り替える。これにより、電磁誘導により相手方の機器に充電を行うことができる。一方、充電モードの時は充電回路１６を駆動し、スイッチ１７をコイル１４と充電回路１６とを接続するように切り替える。これにより、相手方の機器の電磁誘導によりコイル１４に電圧が発生し、バッテリ１１に充電を行うことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電可能な２次電池を備えた電源装置に関するものである。

デジタルカメラ、携帯電話およびＰＤＡ等の携帯式の電子機器は、電源に充電が可能な２次電池を使用していることが多い。２次電池の充電は専用の充電器クレードルを使用したコネクタピンによるものが多いが、電磁誘導を利用した無接点充電装置により充電するものが提案されている（特許文献１参照）。また、デジタルカメラと携帯電話等の複数の機器とを専用のケーブルにより接続して、電源を共有するようにしたシステムも提案されている（特許文献２参照）。
特開平７−１４６１５号公報特開２００３−１８４４１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された手法では専用の充電器が、また特許文献２に記載された手法では専用のケーブルが必要になる。このため、専用の充電器やケーブルがない場合には、２次電池を充電したり、電源を共有したりすることができなくなってしまう。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、専用の充電器やケーブルがなくても、機器同士で２次電池の充電を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明による電源装置は、２次電池と、
電磁誘導により無接点で前記２次電池の電力を外部機器に供給する給電手段と、
電磁誘導により発生した電圧により、無接点で前記２次電池を充電する充電手段と、
前記給電手段および前記充電手段の駆動を切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とするものである。

なお、本発明による電源装置においては、前記切り替え手段の切り替えに応じて前記給電手段および前記充電手段に切り替え可能に接続される、前記電力を前記外部機器に供給するとともに、前記電磁誘導による電圧を発生させるための１つのコイルをさらに備えるものとしてもよい。

また、本発明による電源装置においては、前記２次電池の残量を検出する残量検出手段と、
前記２次電池の残量に基づいて、必要な充電量を設定する充電量設定手段とをさらに備えるものとしてもよい。

また、本発明による電源装置においては、前記２次電池の残量を検出する残量検出手段と、
前記２次電池の残量に基づいて、供給可能な給電量を設定する給電量設定手段とをさらに備えるものとしてもよい。

また、本発明による電源装置においては、前記外部機器が本発明の電源装置を備える場合において、
前記外部機器の２次電池の残量と、自身の２次電池の残量とを比較する比較手段をさらに備えるものとし、
前記切り替え手段を、前記外部機器の２次電池の残量の方が大きい場合には、前記充電手段を駆動し、前記外部機器の２次電池の残量の方が小さい場合には、前記給電手段を駆動する手段としてもよい。

本発明によれば、給電手段を駆動することにより、電源装置を給電するための装置とすることができ、充電手段を駆動することにより、電源装置を充電するための装置とすることができる。したがって、専用の充電機器やケーブルを持ち歩かなくても、本発明による電源装置を備えた電子機器が複数あれば、互いの機器間において充電および給電を行うことができる。

また、１つのコイルにより電力を外部機器に供給するとともに、電磁誘導による電圧を発生させることにより、給電用および充電用の専用のコイルを用いる場合と比較して、装置をコンパクトに構成することができる。

また、２次電池の残量に基づいて充電に必要な充電量を設定することにより、必要な電力量のみ２次電池に充電することができる。

また、２次電池の残量に基づいて供給可能な給電量を設定することにより、自身が供給可能な電力量のみ外部機器に給電することができる。

また、外部機器の２次電池の残量と自身の２次電池の残量とを比較し、外部機器の２次電池の残量の方が大きい場合には充電手段を駆動し、外部機器の２次電池の残量の方が小さい場合には給電手段を駆動することにより、充電および給電の方向を意識することなく、簡易に充電および給電を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の第１の実施形態による電源装置を備えたデジタルカメラの内部構成を示す図である。図１に示すように第１の実施形態によるデジタルカメラ１は、撮影に関する各種処理を行うための撮像部２、操作部３、内部メモリ４、ＬＣＤ５およびメディア制御部６を備える。

撮像部２は、不図示のレンズ、絞り、シャッタ、ＣＣＤ、アナログフロントエンド、Ａ／Ｄ変換部およびデジタル信号処理部を備え、撮影により取得した画像信号をデジタルの画像データに変換して出力する。

操作部３は、レリーズボタン、十字キーおよび各種操作ボタンからなり、デジタルカメラ１に対して各種入力を行うためのものである。

内部メモリ４は、デジタルカメラ１において設定される各種定数、およびＣＰＵ２０が実行するプログラム等を記憶する。

ＬＣＤ５は、ＬＣＤドライバ７により駆動され、撮影により取得した画像等の各種表示を行う。

メディア制御部６は、記録メディア８にアクセスして画像ファイルの書き込みと読み込みの制御を行う。

なお、デジタルカメラ１における撮像に関する動作は既知であるため、ここでは詳細な説明は省略する。

また、デジタルカメラ１は電源部１０を備える。電源部１０は、充電可能なバッテリ１１と、バッテリ１１の残量を検出する残量検出部１２と、デジタルカメラ１における電気系統の制御を行うための電源コントローラ１３とを備える。

また、電源部１０は、電流が流されることにより磁束を発生させる一方で、他のコイルの磁束により電磁誘導によって電圧を発生させるためのコイル１４と、デジタルカメラ１の電力モードが他の機器に充電を行う給電モードに切り替えられた際に、バッテリ１１の電流によりコイル１４を高周波駆動して磁束を発生させる給電回路１５と、デジタルカメラ１の電力モードが自身のバッテリ１１の充電を行う充電モードに切り替えられた際に、コイル１４において発生した電圧をバッテリ１１に供給することによりバッテリ１１を充電するための充電回路１６と、コイル１４と送電回路１５および充電回路１６との接続状態を切り替えるスイッチ１７とを備える。

スイッチ１７は、操作部３からの指示によりデジタルカメラ１の電力モードが給電モードに切り替えられると、ＣＰＵ２０からの指示により給電回路１５とコイル１４とを接続するように切り替わる。一方、デジタルカメラ１の電力モードが充電モードに切り替えられると、スイッチ１７は、ＣＰＵ２０からの指示により充電回路１６とコイル１４とを接続するように切り替わる。これにより、図２に示すようにデジタルカメラ１と同様のデジタルカメラ１′を、双方のコイル１４の側が対向するように近接させて配置し、デジタルカメラ１を給電モード、デジタルカメラ１′を充電モードに切り替えることにより、デジタルカメラ１によりデジタルカメラ１′が充電される。逆にデジタルカメラ１を充電モード、デジタルカメラ１′を給電モードに切り替えることにより、デジタルカメラ１′によりデジタルカメラ１が充電される。

また、デジタルカメラ１は、外部機器と無線により通信を行うための無線通信部１８を備える。なお、無線通信部１８は電源部１０に含まれるものであってもよい。

以下、第１の実施形態によるデジタルカメラ１において行われる処理について説明する。なお、以降の処理はＣＰＵ２０が内部メモリに記憶されたプログラムを読み出して実行することにより行われる。

図３は第１の実施形態において行われる処理のフローチャートである。なお、ここでは、デジタルカメラ１を給電モードに切り替えて給電側とし、デジタルカメラ１′を充電モードに切り替えて充電側とした場合の処理について説明する。また、以降の説明においては、デジタルカメラ１′におけるデジタルカメラ１の構成要素と同一の構成要素については、参照番号に「′」を付与して説明する。

まず、給電側のデジタルカメラ１のＣＰＵ２０が、電力モードが給電モードに切り替えられたか否かの監視を開始する（ステップＳＴ１）。ステップＳＴ１が肯定されると、ＣＰＵ２０は給電回路１５を駆動するとともに、コイル１４と給電回路１５とを接続するようスイッチ１７を切り替える（ステップＳＴ２）。これにより、コイル１４に電流が流されて磁束が発生し、電磁誘導によるデジタルカメラ１′への給電が開始される（ステップＳＴ３）。

一方、充電側のデジタルカメラ１′のＣＰＵ２０′は、電力モードが充電モードに切り替えられたか否かの監視を開始する（ステップＳＴ４）。ステップＳＴ４が肯定されると、ＣＰＵ２０′は充電回路１６′を駆動するとともに、コイル１４と充電回路１６′とを接続するようスイッチ１７を切り替える（ステップＳＴ５）。これにより、デジタルカメラ１′のコイル１４′に電磁誘導による電圧が発生し、デジタルカメラ１′のバッテリ１１′への充電が開始される（ステップＳＴ６）。

なお、デジタルカメラ１′の残量検出部１２′は、充電中におけるバッテリ１１′の残量を随時検出して検出結果をＣＰＵ２０′に入力している。そして、残量が所定レベルとなると、ＣＰＵ２０′が充電の完了の指示を充電回路１６′に対して行うことにより、充電を終了する。この場合、無線通信部１８′からデジタルカメラ１の無線通信部１８に対して充電が完了した旨の通知を行うことが好ましい。これにより、デジタルカメラ１における給電を終了することができる。

このように、第１の実施形態においては、給電回路１５を駆動してコイル１４と給電回路１５とを接続することにより、デジタルカメラ１を給電するための装置とすることができる。またその一方で、充電回路１６を駆動してコイル１４と充電回路１６とを接続することにより、デジタルカメラ１を充電するための装置とすることができる。したがって、専用の充電機器やケーブルを持ち歩かなくても、本実施形態によるデジタルカメラと同様の電源部１０を備えた電子機器さえあれば、互いの機器間において充電や給電を行うことができる。

また、１つのコイル１４により電力を外部機器に供給するとともに、電磁誘導による電圧を発生させることにより、給電用および充電用の専用のコイルを用いる場合と比較して、電源部１０ひいてはデジタルカメラ１をコンパクトに構成することができる。

次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。なお、第２の実施形態による電源装置を備えたデジタルカメラは、第１の実施形態によるデジタルカメラ１と同様の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。第２の実施形態においては、デジタルカメラ１が充電側として機能する際に、バッテリ１１の残量を所望電力量とするために必要な電力量である充電量を設定するようにした点が第１の実施形態と異なる。なお、本実施形態においては、所望電力量として、例えば所望とする枚数の撮影を行うために必要な電力量を用いるものとする。

次いで、第２の実施形態において行われる処理について説明する。図４は第２の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、所望とする撮影枚数はあらかじめユーザにより操作部３からデジタルカメラ１に入力されているものとする。まず、ＣＰＵ２０からの指示により、残量検出部１２がバッテリ１１の残量を検出し（ステップＳＴ１１）、ＣＰＵ２０が、バッテリ１１の残量が所望電力量以上あるか否かを判定する（ステップＳＴ１２）。

ステップＳＴ１２が肯定されると処理を終了する。ステップＳＴ１２が否定されると、ＣＰＵ２０が残量および所望電力量に基づいてバッテリ１１が必要な充電量を設定する（ステップＳＴ１３）。次いで、ＣＰＵ２０は、電力モードが充電モードに切り替えられたか否かの監視を開始する（ステップＳＴ１４）。ステップＳＴ１４が肯定されると、ＣＰＵ２０は充電回路１６を駆動するとともに、コイル１４と充電回路１６とを接続するようスイッチ１７を切り替える（ステップＳＴ１５）。これにより、デジタルカメラ１のコイル１４に電磁誘導による電圧が発生し、デジタルカメラ１のバッテリ１１への充電が開始される（ステップＳＴ１６）。

次いで、ＣＰＵ２０はバッテリ１１の残量が所望電力量に達したか否かの監視を開始し（ステップＳＴ１７）、ステップＳＴ１７が肯定されると充電モードを解除し（ステップＳＴ１８）、処理を終了する。

このように、第２の実施形態においては、バッテリ１１の残量に基づいて充電に必要な電力量を設定することにより、必要な電力量のみバッテリ１１を充電することができる。

次いで、本発明の第３の実施形態について説明する。なお、第３の実施形態による電源装置を備えたデジタルカメラは、第１の実施形態によるデジタルカメラ１と同様の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。第３の実施形態においては、デジタルカメラ１が給電側として機能する際に、バッテリに所望電力量を残しておくことが可能な電力量である給電量を設定するようにした点が第１の実施形態と異なる。なお、本実施形態においては、所望電力量として、例えば所望とする枚数の撮影を行うために必要な電力量を用いるものとする。

次いで、第３の実施形態において行われる処理について説明する。図５は第３の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、所望とする撮影枚数はあらかじめユーザにより操作部３からデジタルカメラ１に入力されているものとする。まず、ＣＰＵ２０からの指示により、残量検出部１２がバッテリ１１の残量を検出し（ステップＳＴ２１）、ＣＰＵ２０が、バッテリ１１の残量が所望電力量以上あるか否かを判定する（ステップＳＴ２２）。

ステップＳＴ２２が否定されると電力を供給できないことから、処理を終了する。ステップＳＴ２２が肯定されると、ＣＰＵ２０が残量および所望電力量に基づいてバッテリ１１が供給可能な電力量である給電量を設定する（ステップＳＴ２３）。次いで、ＣＰＵ２０は、電力モードが給電モードに切り替えられたか否かの監視を開始する（ステップＳＴ２４）。ステップＳＴ２４が肯定されると、ＣＰＵ２０は給電回路１５を駆動するとともに、コイル１４と給電回路１５とを接続するようスイッチ１７を切り替える（ステップＳＴ２５）。これにより、コイル１４に電流が流されて磁束が発生し、電磁誘導によるデジタルカメラ１′への給電が開始される（ステップＳＴ２６）。

次いで、ＣＰＵ２０はバッテリ１１の残量が所望電力量となったか否かの監視を開始し（ステップＳＴ２７）、ステップＳＴ２７が肯定されると給電モードを解除し（ステップＳＴ２８）、処理を終了する。

このように、第３の実施形態においては、バッテリ１１の残量に基づいて供給可能な電力量を設定することにより、自身が提供可能な電力量のみ給電することができる。

次いで、本発明の第４の実施形態について説明する。なお、第４の実施形態による電源装置を備えたデジタルカメラは、第１の実施形態によるデジタルカメラ１と同様の構成を有し、行われる処理のみが異なるため、ここでは構成についての詳細な説明は省略する。第４の実施形態においては、２台のデジタルカメラ１，１′間において、バッテリ１１，１１′の残量を比較し、バッテリの残量が多い方のデジタルカメラを給電側、少ない方のデジタルカメラを充電側として機能させるようにした点が第１の実施形態と異なる。

次いで、第４の実施形態において行われる処理について説明する。図６は第４の実施形態において行われる処理を示すフローチャートである。なお、２台のデジタルカメラ１，１′は図２に示すように並べて配置されており、デジタルカメラ１，１′の電力モードは自身を給電側および充電側のいずれとして機能させるか判定するための判定モードに設定されているものとする。また、説明のため、ここではデジタルカメラ１の動作についてのみ説明する。

ＣＰＵ２０からの指示により、残量検出部１２がバッテリ１１の残量Ｒ１を検出し（ステップＳＴ３１）、無線通信部１８が相手方のデジタルカメラ１′の残量Ｒ２を問い合わせる（ステップＳＴ３２）。ここで、デジタルカメラ１′においても、ＣＰＵ２０′からの指示により、残量検出部１２′がバッテリ１１′の残量Ｒ２を検出していることから、無線通信部１８はデジタルカメラ１′のバッテリ１１′の残量Ｒ２を取得することができる。なお、相手方のデジタルカメラ１′からも残量Ｒ１の問い合わせがあるため、無線通信部１８は残量Ｒ１をデジタルカメラ１′に通知する。

次いで、ＣＰＵ２０は残量Ｒ１，Ｒ２の大小を判定する（ステップＳＴ３３）。Ｒ１＞Ｒ２の場合、電力モードが給電モードに切り替わり（ステップＳＴ３４）、ステップＳＴ３１に戻る。この状態おいて、ＣＰＵ２０は給電回路１５を駆動するとともに、コイル１４と給電回路１５とを接続するようスイッチ１７を切り替える。これにより、コイル１４に電流が流されて磁束が発生し、電磁誘導によるデジタルカメラ１′への給電が開始される。

一方、Ｒ１＜Ｒ２の場合、電力モードが充電モードに切り替わり（ステップＳＴ３５）、ステップＳＴ３１に戻る。この状態において、ＣＰＵ２０は充電回路１６を駆動するとともに、コイル１４と充電回路１６とを接続するようスイッチ１７を切り替える。これにより、デジタルカメラ１のコイル１４に電磁誘導による電圧が発生し、デジタルカメラ１のバッテリ１１への充電が開始される。

また、Ｒ１＝Ｒ２の場合は、給電および充電のいずれも行うことなく、処理を終了する。

このように、第４の実施形態においては、自身のバッテリの残量と、相手方のバッテリの残量とを比較し、相手方のバッテリの残量の方が大きい場合には充電モードに切り替え、相手方のバッテリの残量の方が小さい場合には給電モードに切り替えるようにしたため、充電および給電の方向を意識することなく、簡易に充電を行うことができる。

なお、上記実施形態においては、本発明による電源装置をデジタルカメラに適用しているが、本発明による電源装置を適用する電子機器としては、デジタルカメラに限定されるものではなく、電磁誘導により無接点で電力の供給およびバッテリの充電を行う電子機器であれば、例えば携帯電話等、どのような電子機器に対しても本発明を適用できる。この場合、上記第２および第３の実施形態において使用する所望電力量としては、例えば電子機器が携帯電話の場合、所望とする時間通話が可能な電力量等を用いることができる。

また、上記実施形態においては、スイッチ１７によりコイル１４と給電回路１５および充電回路１６との接続を切り替えるようにしているが、給電回路１５および充電回路１６のそれぞれに専用のコイルを設けるようにしてもよい。

以上、本発明の実施形態に係る装置１について説明したが、コンピュータに図３〜６に示すような処理を行わせるプログラムも、本発明の実施形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の１つである。

本発明の第１の実施形態による電源装置を備えたデジタルカメラの内部構成を示す図２台のデジタルカメラを近接させて配置した状態を示す図第１の実施形態において行われる処理のフローチャート第２の実施形態において行われる処理のフローチャート第３の実施形態において行われる処理のフローチャート第４の実施形態において行われる処理のフローチャート

符号の説明

１デジタルカメラ
１１バッテリ
１２残量検出部
１３電源コントローラ
１４コイル
１５給電回路
１６充電回路
１７スイッチ
１８無線通信部
２０ＣＰＵ

Claims

２次電池と、
電磁誘導により無接点で前記２次電池の電力を外部機器に供給する給電手段と、
電磁誘導により発生した電圧により、無接点で前記２次電池を充電する充電手段と、
前記給電手段および前記充電手段の駆動を切り替える切り替え手段とを備えたことを特徴とする電源装置。
前記切り替え手段の切り替えに応じて前記給電手段および前記充電手段に切り替え可能に接続される、前記電力を前記外部機器に供給するとともに、前記電磁誘導による電圧を発生させるための１つのコイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の電源装置。
前記２次電池の残量を検出する残量検出手段と、
前記２次電池の残量に基づいて、必要な充電量を設定する充電量設定手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の電源装置。
前記２次電池の残量を検出する残量検出手段と、
前記２次電池の残量に基づいて、供給可能な給電量を設定する給電量設定手段とをさらに備えたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の電源装置。
前記外部機器が請求項１から４のいずれか１項記載の電源装置を備える場合において、
前記外部機器の２次電池の残量と、自身の２次電池の残量とを比較する比較手段をさらに備え、
前記切り替え手段は、前記外部機器の２次電池の残量の方が大きい場合には、前記充電手段を駆動し、前記外部機器の２次電池の残量の方が小さい場合には、前記給電手段を駆動する手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の電源装置。