JP2010206948A - 情報機器、及び情報機器の充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ＵＳＢからの単独の電力供給で本体を起動することができない電子機器において、バッテリーが過放電状態であった場合、ＵＳＢで本体を動作することやバッテリーを充電することもできないという課題がある。
【解決手段】本発明のビデオカメラ１０１は、ＵＳＢ端子３０１とＵＳＢとバッテリー２０１からの電源供給を受け電子機器の放電と充電とを切り替える充電回路部１０４と、充電回路部から、電源供給を受ける電源部１０２と、ＵＳＢからの電源供給とバッテリー電圧に応じて充電回路部を制御する残量マイコン１０５と、電源回路から電源供給をうけ、ＵＳＢ残量マイコンとの通信を行い、制御状態を監視するマイコン１０３とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリーで駆動するＵＳＢ機能を備えた情報機器に関し、特にＵＳＢを介してバッテリーを充電あるいは機器を駆動することが可能な電子機器に関するものである。

バッテリーで駆動する電子機器の中で、ＵＳＢの端子を備え、他の電子機器とのデータ通信機能を有する電子機器が存在する。これらの電子機器の中には、ＵＳＢからの電力供給により、バッテリーを充電することができる機能を有したものがあるが、ビデオカメラのような電力の大きな電子機器は、起動時の電力とＵＳＢ制御回路の電力消費により、ＵＳＢからの単独の電力供給では能力不足で起動することができない。そこで、電子機器本体の起動時にはバッテリーの残電力で起動させるが、バッテリーが過放電状態であった場合、バッテリーで起動させることができず、ＵＳＢで本体を動作することやバッテリーを充電することができないという課題がある。

なお、この技術に関連する先行技術として以下のものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特開平７−３２２５２３号公報

上記のように、ＵＳＢからの単独の電力供給で本体を起動することができない電子機器において、バッテリーが過放電状態であった場合、ＵＳＢで本体を動作することやバッテリーを充電することもできないという課題がある。

上記課題を解決するために、本発明の充電方法は、接続されたバッテリーが過放電状態か否かを検出する検出ステップと、検出ステップで過放電状態と判断した場合には、接続された例えば、ＵＳＢのような電力容量の小さな電源を介してバッテリーを充電する第１の充電ステップと、第１の充電ステップで本体をバッテリーで起動可能な電圧まで充電した後に、バッテリーで本体を起動する起動ステップと、起動ステップで本体を起動した後、例えばＵＳＢのような電力容量の小さな電源を介してバッテリーを充電する第２の充電ステップを有することを特徴とする。
本発明の情報機器は、接続されたバッテリーが過放電状態か否かを検出する検出手段と、検出手段で過放電状態と判断した場合には、接続された例えばＵＳＢのような電力容量の小さな電源を介してバッテリーを充電する第１の充電手段と、第１の充電手段で本体をバッテリーで起動可能な電圧まで充電した後に、バッテリーで本体を起動する起動手段と、起動手段で本体を起動した後、例えばＵＳＢのような電力容量の小さな電源を介して該バッテリーを充電する第２の充電手段とを備える。

本発明は上記の構成により、バッテリーが過放電状態であってもシステムを起動せず、ＵＳＢからバッテリーの充電を行い、バッテリーが過放電状態から解除されるまで充電されるとシステムを起動し、ＵＳＢで本体を動作させながら急速にバッテリーを充電することができる。

以下、本発明の電子機器をビデオカメラに適用した一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
（実施の形態）
（１．構成）
（１−１．電子機器の構成）
図１は、本発明の実施の形態１にかかるビデオカメラ１０１及びバッテリー２０１の構成を示すブロック図である。ビデオカメラ１０１は、図１中で図示しない光学系や、撮像素子、画像処理部、記録媒体制御部等を備える。

ビデオカメラ１０１は、電源回路１０２、マイコン１０３、充電回路１０４と残量マイコン１０５とを備える。
電源回路１０２は、バッテリー２０１やＵＳＢ３０１から電源供給を受け、ビデオカメラ１０１の各部の動作に必要な電力を供給する。

充電回路１０４は、バッテリー２０１やＵＳＢ３０１からの電源供給を受け、ビデオカメラ１０１への電源供給（放電）と起動後バッテリー２０１への電源供給（充電）（第２の充電手段）とを残量マイコン１０５からの制御により切り替えている。
残量マイコン１０５は、マイコン内部のＡ／Ｄ変換によりバッテリー２０１の電圧と温度を検出し、バッテリーが過放電状態かどうかを判断している。また、マイコン１０３とシリアル通信を行うことで、ＵＳＢ３０１の接続状態やビデオカメラ１０１の動作状態を取得し、充電回路１０４を制御する。抵抗１０９で生じた電圧を用いてバッテリー残容量の管理も可能である。
マイコン１０３は、ＵＳＢ ＣＯＮＴを介してＵＳＢ３０１との接続状態を検出し、残量マイコン１０５とシリアル通信を行い、バッテリー２０１の電圧、過放電状態にあるかどうかと温度情報を取得し、ビデオカメラ１０１を起動とシステムの制御を行っている。すべての制御はマイコン１０３より行われている。本実施の形態１では、マイコン１０３と残量マイコン１０５がそれぞれの制御を行い、それぞれがシリアル通信を行うことでシステムを制御しているが、両方の機能を有したマイコン１つで構成してもよい。
バッテリー２０１はサーミスタ２０２とバッテリーセル２０３とを備え、充電回路１０４と残量マイコン１０５に接続され、ビデオカメラ１０１の各部への電力の供給とＵＳＢ３０１から充電される。

回路１１０は、抵抗１０６と抵抗１０７とダイオード１０８から構成され、バッテリー２０１が過放電状態であれば、回路１１０を介してバッテリー２０１を低電流供給モードで充電（第1の充電手段）する。
（１−２．本発明の構成との対応関係）
電源回路１０２は、本発明の電源部の一例である。充電回路１０４は、本発明の充電と放電とを切り替える回路部の一例である。マイコン１０３と充電マイコン１０５は、本発明の制御部の一例である。
（２．ＵＳＢからの充電動作）
図２は、ＵＳＢ３０１でビデオカメラ１０１を駆動するために、過放電状態のバッテリー２０１を充電し、本体を起動する際のフローチャートを示す。図１及び図２を用いて、ビデオカメラ１０１で過放電状態のバッテリーをＵＳＢから充電し、本体を駆動する動作を説明する。

バッテリー２０１が装着された際に、充電回路１０４を介して電源が電源回路１０２とマイコン１０３と残量マイコン１０５に供給される。
電源回路１０２は規定の電圧を出力し、マイコン１０３が起動する。残量マイコン１０５は、バッテリー２０１のバッテリー電圧Ｖｂａｔｔを検出し（Ｓ２０１）、バッテリー２０１がビデオカメラ１０１を継続的に起動可能な電圧Ｖｔｈ以上であるか否かを判定し（Ｓ２０２）、マイコン１０３との間でシリアル通信によりＶｂａｔｔ≧Ｖｔｈであれば、ビデオカメラ１０１を起動させる（Ｓ２０５）。
Ｖｂａｔｔ＜Ｖｔｈであれば、ビデオカメラ１０１を起動しない。また、Ｖｂａｔｔがかなり低い場合は、残量マイコン１０５を動作させることもできず、バッテリー電圧が取得できないため、ビデオカメラ１０１を起動することはできない。
バッテリー２０１が装着されているが、ビデオカメラ１０１を起動できない過放電状態でＵＳＢが接続されると、回路１１０を介してバッテリー２０１を低電流供給モードで充電（プリチャージ）する（Ｓ２０３）（第１の充電ステップ）。ＵＳＢはＵＳＢ ＣＯＮＴを介してのマイコン１０３との通信が確立していないため低電流供給モードで動作する。バッテリー２０１は回路１１０の構成からＵＳＢから供給される電圧をＶＢＵＳ、抵抗１０６をＲ１、抵抗１０７をＲ２、ダイオード１０８の順方向電圧をＶｆとすると、下記の数式１によって求まる電圧まで充電される。

ＵＳＢ３０１から回路１１０を介しての低電流供給モードの充電（プリチャージ）によりバッテリー電圧ＶｂａｔｔがＶｔｈ以上まで充電されると、残量マイコン１０５により、再度バッテリー２０１の電圧を検出し、Ｖｂａｔｔ≧Ｖｔｈ状態を判定し（Ｓ２０４）、マイコン１０３との通信をおこないマイコン１０３がビデオカメラ１０１を起動させる（Ｓ２０５）。
ビデオカメラ１０１が起動されたのちは、ＵＳＢとマイコンとの通信が確立しているため、ユーザーの選択により充電モードに移行され、マイコン１０３との間でシリアル通信によりＶｂａｔｔ＜Ｖｔｈであると、残量マイコン１０５が充電回路１０４を制御し、ＵＳＢの通常の電流供給モードで充電回路１０４から直接バッテリー２０１を急速充電し、Ｖｂａｔｔ≧Ｖｔｈとなった時点で充電を停止し、第２の充電ステップを完了する（第２の充電ステップ）。この間、ＵＳＢ３０１は、ビデオカメラ１０１の動作が可能な電力を供給しつつ、上記のようにバッテリー２０１を急速充電する。

なお、本発明の情報機器、及び情報機器の充電方法に係わる電源は、ＵＳＢに限られるものではなく、一般的に、電力容量の小さな電源、特に通信機能を備えた電力容量の小さな電源であれば良い。

本発明は、本体の起動電力の大きい機器においても、ＵＳＢを用いて本体を起動できるとともに、バッテリーをＵＳＢで充電することができ、ビデオカメラ、スチルカメラをはじめとするバッテリーで駆動し、ＵＳＢのポートを有する様々な電子機器に適用することができ、有用である。

本発明の一実施の形態におけるＵＳＢと電子機器、バッテリーの構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態におけるＵＳＢで電子機器を起動し、バッテリーを充電するフローチャート

１０１ ビデオカメラ
１０２ 電源回路
１０３ マイコン
１０４ 充電回路
１０５ 残量マイコン
１０６ 抵抗
１０７ 抵抗
１０８ ダイオード
１０９ 抵抗
２０１ バッテリー
２０２ サーミスタ
２０３ バッテリーセル
３０１ ＵＳＢ

Claims (6)

1. 接続されたバッテリーが過放電状態か否かを検出する検出ステップと、
   前記検出ステップで過放電状態と判断した場合には、接続された電力容量の小さな電源を介して該バッテリーを充電する第１の充電ステップと、
   前記第１の充電ステップで本体を該バッテリーで起動可能な電圧まで充電した後に、該バッテリーで本体を起動する起動ステップとを有することを特徴とする情報機器の充電方法。
2. 前記起動ステップで本体を起動した後、該電力容量の小さな電源を介して、本体の動作が可能な電力を供給しつつ、該バッテリーを充電する第２の充電ステップをさらに有することを特徴とする、請求項１に記載の情報機器の充電方法。
3. 前記電力容量の小さな電源はＵＳＢであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の情報機器の充電方法。
4. 接続されたバッテリーが過放電状態か否かを検出する検出手段と、
   前記検出手段で過放電状態と判断した場合には、接続された電力容量の小さな電源を介して該バッテリーを充電する第１の充電手段と、
   前記第１の充電手段で本体を該バッテリーで起動可能な電圧まで充電した後に、該バッテリーで本体を起動する起動手段とを備えることを特徴とする情報機器。
5. 前記起動手段で本体を起動した後、該電力容量の小さな電源を介して、本体の動作が可能な電力を供給しつつ、該バッテリーを充電する第２の充電手段をさらに備えることを特徴とする、請求項３に記載の情報機器。
6. 前記電力容量の小さな電源はＵＳＢであることを特徴とする、請求項４または請求項５に記載の情報機器。

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