JP2012143021A - 充電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バッテリの残量が過放電状態に近くてもバッテリを充電できる充電装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明にかかる充電装置は、バッテリと、外部機器と接続可能で、外部機器と通信可能なインターフェースと、インターフェースを介して電流を引き込み、引き込んだ電流をバッテリに充電する充電手段と、バッテリの残量若しくは電圧が所定値以上の場合には、外部機器から引き込み可能な電流に関する情報について通信するようインターフェースを制御する一方、バッテリの残量若しくは電圧が所定値未満の場合には、インターフェースを介して第１の値の電流を引き込み、引き込んだ電流をバッテリに充電するよう充電手段を制御する第１の制御手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は充電装置に関し、特に、インターフェースを介して外部装置から引き込んだ電流をバッテリに充電する充電装置に関する。

特許文献１は、ハードディスク装置を開示する。このハードディスク装置は、ＵＳＢバスから得られるバスパワーの入力電流をＨＤＤブロックへの給電ラインに送るとともに、その一部を用いて充電回路により２次電池を充電する。そして、このハードディスク装置は、この２次電池の出力電圧を昇圧回路で昇圧し、その出力電流を給電ラインの電流と加算してＨＤＤブロックに給電する。この際、このハードディスク装置は、バスパワーの入力電流を電流監視回路で監視し、ＨＤＤブロックでの消費電力が上昇して入力電流の上昇が確認されたときに、昇圧回路からの出力電圧を増加させ、バスパワーの入力電流を補う。これにより、このハードディスク装置は、ＵＳＢバス側の電流値を規格内に維持しながら、ＨＤＤブロック側での十分な駆動電力を確保できる。

特開２００６−２４３８６３号公報

ところで、ＵＳＢ規格は、ｈｏｓｔ（例えば、ＰＣ）とｐｅｒｉｐｈｅｒａｌとの間で初期通信が完了するまで、ｈｏｓｔからｐｅｒｉｐｈｅｒａｌに対して１００ｍＡ以下の電流しか供給できない旨を規定している。ここで、初期通信とは、ｈｏｓｔがｐｅｒｉｐｈｅｒａｌを認識するための通信をいう。例えば、初期通信としては、ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌがｈｏｓｔに対して何ｍＡの電流を供給してほしいかに関する情報についての通信がある。また、ＵＳＢ規格に規定されている初期通信は、ＵＳＢ２５０を介して、コントローラ１８０と外部機器とが行う。従って、コントローラ１８０を起動できるだけの電圧がバッテリ２６０に残っていない場合には、コントローラ１８０と外部機器とは初期通信を行えない。

その結果、バッテリ２６０に所定以上の電圧が残っていない場合には、デジタルビデオカメラ１００は、バッテリ２６０を十分には充電できない。

本発明は、バッテリの残量が過放電状態に近くてもバッテリを充電できる充電装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる充電装置は、バッテリと、外部機器と接続可能で、外部機器と通信可能なインターフェースと、インターフェースを介して電流を引き込み、引き込んだ電流をバッテリに充電する充電手段と、バッテリの残量若しくは電圧が所定値以上の場合には、外部機器から引き込み可能な電流に関する情報について通信するようインターフェースを制御する一方、バッテリの残量若しくは電圧が所定値未満の場合には、インターフェースを介して第１の値の電流を引き込み、引き込んだ電流をバッテリに充電するよう充電手段を制御する第１の制御手段と、を備える。

本発明によれば、バッテリの残量が過放電状態に近くてもバッテリを充電できる充電装置を提供できる。

デジタルビデオカメラ１００の電気的構成を示す模式図。 コントローラ１８０内の詳細を説明するための模式図 ＵＳＢ２５０を介した充電動作を説明するためのフローチャート

１．実施の形態１
本発明をデジタルビデオカメラに適用した実施の形態１について図面を用いて説明する。

１−１．概要
デジタルビデオカメラ１００は、ＵＳＢ２５０を有している。デジタルビデオカメラ１００は、ＵＳＢ２５０を介して、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣと称する。）等の外部機器と接続できる。デジタルビデオカメラ１００は、ＵＳＢ２５０を介して、外部機器から電流を引き込める。デジタルビデオカメラ１００は、外部機器から引き込んだ電流をバッテリ２６０に充電できる。また、ＵＳＢ規格は、ｈｏｓｔとｐｅｒｉｐｈｅｒａｌとの間の電流供給に関して所定の制約を設けている。

デジタルビデオカメラ１００は、バッテリ２６０の残量が所定量以上の場合には、ＵＳＢ２５０を介して、外部機器との間で初期通信を行い、バッテリ２６０の残量が所定量よりも少ない場合には、ＵＳＢ２５０を介して１００ｍＡを外部機器から引き込み、引き込んだ電流をバッテリ２６０に充電することとした。これにより、デジタルビデオカメラ１００は、ＵＳＢ規格の制約を満足しつつ、バッテリの残量が過放電状態に近くてもバッテリを充電できる。

１−２．構成
１−２−１．電気的構成
本実施の形態にかかるデジタルビデオカメラ１００の電気的構成について図１を用いて説明する。図１は、デジタルビデオカメラ１００の構成を示すブロック図である。デジタルビデオカメラ１００は、１又は複数のレンズからなる光学系１１０により形成された被写体像をＣＭＯＳイメージセンサ１４０で撮像する。ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データは、画像処理部１６０で各種処理が施され、メモリカード２００に格納される。以下、デジタルビデオカメラ１００の構成を詳細に説明する。

光学系１１０は、ズームレンズやフォーカスレンズにより構成される。ズームレンズを光軸に沿って移動させることにより、被写体像の拡大、縮小をすることができる。また、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させることにより、被写体像のピントを調整することができる。

レンズ駆動部１２０は、光学系１１０に含まれる各種レンズを駆動する。レンズ駆動部１２０は、例えばズームレンズを駆動するズームモータや、フォーカスレンズを駆動するフォーカスモータを含む。

絞り３００は、使用者の設定に応じて若しくは自動で、開口部の大きさを調整し、透過する光の量を調整する。

シャッタ１３０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０に透過させる光を遮光するための手段である。

ＣＭＯＳイメージセンサ１４０は、光学系１１０で形成された被写体像を撮像して、画像データを生成する。ＣＭＯＳイメージセンサ１４０は、露光、転送、電子シャッタなどの各種動作を行う。

Ａ／Ｄコンバータ１５０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成されたアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。

画像処理部１６０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データに対して各種処理を施し、表示モニタ２２０に表示するための画像データを生成したり、メモリカード２００に格納するための画像データを生成したりする。例えば、画像処理部１６０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データに対して、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、傷補正などの各種処理を行う。また、画像処理部１６０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成された画像データを、Ｈ．２６４規格やＭＰＥＧ２規格に準拠した圧縮形式等により圧縮する。画像処理部１６０は、ＤＳＰやマイコンなどで実現可能である。

コントローラ１８０は、デジタルカメラ全体を制御する制御手段である。コントローラ１８０は、半導体素子などで実現可能である。コントローラ１８０は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。コントローラ１８０は、マイコンなどで実現できる。コントローラ１８０の詳細については後述する。

バッファ１７０は、画像処理部１６０及びコントローラ１８０のワークメモリとして機能する。バッファ１７０は、例えば、ＤＲＡＭ、強誘電体メモリなどで実現できる。

カードスロット１９０は、メモリカード２００を着脱可能である。カードスロット１９０は、機械的及び電気的にメモリカード２００と接続可能である。メモリカード２００は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどを内部に含み、画像処理部１６０で生成された画像ファイル等のデータを格納可能である。

内部メモリ２４０は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどで構成される。内部メモリ２４０は、デジタルビデオカメラ１００全体を制御するための制御プログラム等を記憶している。

操作部材２１０は、使用者からの操作を受け付けるユーザーインターフェースの総称である。操作部材２１０は、例えば、使用者からの操作を受け付ける十字キーや決定釦等がこれにあたる。

表示モニタ２２０は、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０で生成した画像データが示す画像（スルー画像）や、メモリカード２００から読み出した画像データが示す画像を表示可能である。また、表示モニタ２２０は、デジタルビデオカメラ１００の各種設定を行うための各種メニュー画面等も表示可能である。

ＵＳＢ２５０は、デジタルビデオカメラ１００と外部機器とを接続するためのインターフェースである。コントローラ１８０は、ＵＳＢ２５０を介して、外部機器と通信できる。また、コントローラ１８０は、ＵＳＢ２５０のうちの不図示のＶｂｕｓ端子を介して、外部機器から電流を引き込める。

バッテリ２６０は、デジタルビデオカメラ１００に電力を供給するための充電池である。例えば、デジタルビデオカメラ１００においては、リチウムイオン電池で構成される。コントローラ１８０は、引き込んだ電流をバッテリ２６０に充電できる。

ＬＥＤ２９０は、点灯、点滅、消灯することで、デジタルビデオカメラ１００の状態を外部に通知する。

１−２−２．コントローラ１８０の詳細
コントローラ１８０の詳細について図２を用いて説明する。図２は、コントローラ１８０の詳細を説明するための模式図である。コントローラ１８０は、本体マイコン２７０と電源ＩＣ２８０とを有する。本体マイコン２７０は、デジタルビデオカメラ１００の全体を制御する。また、本体マイコン２７０は、ＵＳＢ２５０を介して、外部機器と上述した初期通信を行う。

電源ＩＣ２８０は、デジタルビデオカメラ１００の電源周りを制御する。例えば、電源ＩＣ２８０は、ＵＳＢ２５０を介して外部から引き込んだ電流をバッテリ２６０に充電する。また、電源ＩＣ２８０は、バッテリ２６０の電圧値を検出できる。

１−２−３．用語の対応
バッテリ２６０は、本発明のバッテリの一例である。ＵＳＢ２５０は、本発明のインターフェースの一例である。電源ＩＣ２８０は、本発明の充電手段の一例である。コントローラ１８０は、本発明の第１の制御手段の一例である。ＬＥＤ２９０は、本発明の通知手段の一例である。コントローラ１８０は、本発明の第２の制御手段の一例である。

１−３．ＵＳＢ２５０を介したバッテリ２６０の充電動作
デジタルビデオカメラ１００におけるＵＳＢ２５０を介したバッテリ２６０の充電動作について図３を用いて説明する。図３は、ＵＳＢ２５０を介したバッテリ２６０の充電動作を説明するためのフローチャートである。

まず、ＵＳＢ２５０を介して外部機器から引き込んだ電流をバッテリ２６０に充電するために、使用者は、デジタルビデオカメラ１００の電源をＯＦＦする必要がある。電源ＯＦＦの状態では、デジタルビデオカメラ１００のうち、電源ＩＣ２８０以外の構成は電流の供給を受けていない。デジタルビデオカメラ１００の電源をＯＦＦした状態で、使用者は、ＵＳＢ２５０を介して、デジタルビデオカメラ１００とＰＣ等の外部機器とを接続する（Ｓ１００）。デジタルビデオカメラ１００と外部機器とがＵＳＢ２５０を介して接続されると、電源ＩＣ２８０は、バッテリ２６０の電圧値を検出する（Ｓ１１０）。

バッテリ２６０の電圧値を検出すると、電源ＩＣ２８０は、電圧値が所定値以上か否かを判断する（Ｓ１２０）。

所定値以上であると判断すると、電源ＩＣ２８０は、本体マイコン２７０を起動する（Ｓ１３０）。具体的には、電源ＩＣ２８０は、本体マイコン２７０に対して、ＵＳＢ２５０を介して外部機器から引き出した電流を供給し、併せて、本体マイコン２７０を起動するための起動信号を通知する。電源ＩＣ２８０により起動されると、本体マイコン２７０は、ＵＳＢ２５０を介して、外部機器と初期通信を行う（Ｓ１４０）。初期通信を行うと、本体マイコン２７０は、ＵＳＢ２５０を介して、外部機器から５００ｍＡの電流を引き込めるかを判断する（Ｓ１５０）。５００ｍＡの電流を引き込めないと判断すると、本体マイコン２７０は、バッテリ２６０の充電を停止するよう電源ＩＣ２８０を制御する（Ｓ１６０）。充電の停止に併せて、コントローラ１８０は、０．２５Ｈｚで点滅するようＬＥＤ２９０を制御する。一方、５００ｍＡの電流を引き込めると判断すると、本体マイコン２７０は、ＵＳＢ２５０を介して外部機器から５００ｍＡを引き込んで、バッテリ２６０への充電を開始するよう電源ＩＣ２８０を制御する（Ｓ１７０）。バッテリ２６０への充電の開始に併せて、コントローラ１８０は、０．７５Ｈｚで点滅するようＬＥＤ２９０を制御する。

一方、ステップＳ１２０で、バッテリ２６０の電圧値が所定値より低いと判断すると、電源ＩＣ２８０は、ＵＳＢ２５０を介して外部機器から１００ｍＡを強制的に引き込み、バッテリ２６０への充電を開始する（Ｓ１８０）。バッテリ２６０への充電の開始に併せて、コントローラ１８０は、０．５Ｈｚで点滅するようＬＥＤ２９０を制御する。バッテリ２６０への充電を開始すると、電源ＩＣ２８０は、バッテリ２６０の電圧値が所定値を超えたか否かを判断する（Ｓ１９０）。所定値を超えたと判断すると、電源ＩＣ２８０は、本体マイコン２７０を起動する（Ｓ１３０）。

このように、本実施の形態にかかるデジタルビデオカメラ１００は、充電開始時のバッテリ２６０の電圧値が所定値以上である場合には、ＵＳＢ２５０を介して外部機器と初期通信を行う一方、充電開始時のバッテリ２６０の電圧値が所定値より低い場合には、ＵＳＢ２５０を介して外部機器から１００ｍＡを引き出し、バッテリ２６０に充電することとした。

これにより、デジタルビデオカメラ１００は、バッテリの残量が過放電状態に近くてもバッテリを充電できる。

また、ＵＳＢ２５０を介して外部機器から１００ｍＡを引き出してバッテリ２６０への充電を継続し、バッテリ２６０の電圧値が所定値を超えた場合には、デジタルビデオカメラ１００は、ＵＳＢ２５０を介して外部機器と初期通信をおこなうこととした。

これにより、デジタルビデオカメラ１００は、外部機器から所定値以上の電流値を引き込める場合には、より大きな電流値を引き込むことで、高速にバッテリ２６０を充電できる。

また、デジタルビデオカメラ１００は、１００ｍＡを外部機器から引き込んで、バッテリ２６０に充電する場合と、５００ｍＡを外部機器から引き込んで、バッテリ２６０に充電する場合とで、ＬＥＤ２９０の点滅の周期を異なるものとしている。

これにより、使用者は、ＬＥＤ２９０の点滅を見るだけで、どのような充電状態なのかを認識できる。
２．他の実施の形態
以上により、本発明の実施の形態として、実施の形態１を説明した。しかし、本発明は、これらには限定されない。そこで、本発明の他の実施の形態を本欄にまとめて説明する。

上記の実施の形態では、撮像手段として、ＣＭＯＳイメージセンサ１４０を例示したが、撮像手段はこれに限定されない。例えば、撮像手段を、ＣＣＤイメージセンサやＮＭＯＳイメージセンサで構成してもよい。

また、画像処理部１６０とコントローラ１８０とは、１つの半導体チップで構成してもよく、別々の半導体チップで構成してもよい。

また、実施の形態１では、バッテリ２６０をリチウムイオン電池で構成したが、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、ニッケル水素電池やニッカド電池等で構成されていてもよい。要するにバッテリ２６０は充電池であればよい。

また、実施の形態１では、デジタルビデオカメラ１００の電源をＯＦＦした状態で、バッテリ２６０の充電を行うこととした。しかしながら、必ずしもこのような構成である必要はない。デジタルビデオカメラ１００の電源をＯＮした状態でバッテリ２６０の充電を行うこととしてもよい。

また、実施の形態１では、バッテリ２６０の電圧値を検知することで、初期通信を開始するか、１００ｍＡの充電を行うかを決定した。しかしながら、必ずしもこのような構成である必要はない。例えば、バッテリ２６０の残量を計算することで、初期通信を開始するか、１００ｍＡの充電を行うかを決定した。

また、実施の形態１では、第１の量の電流として１００ｍＡをバッテリ２６０に充電し、第２の電流として５００ｍＡをバッテリ２６０に充電した。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、第１の量の電流を５０ｍＡとし、第２の量の電流を３００ｍＡとしてもよい。要するに、第１の量の電流は１００ｍＡ以下であればよく、第２の電流は５００ｍＡ以下であればよい。

また、実施の形態１では、図３のステップＳ１６０において、充電を停止することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成である必要はない。例えば、１００ｍＡを外部機器から引き込んで、バッテリ２６０への充電を継続するような構成であってもよい。

また、実施の形態１では、１００ｍＡで充電しているときと、５００ｍＡで充電しているときとで、ＬＥＤ２９０の点滅周期を変更することとした。しかしながら、必ずしもこのような構成には限定されない。例えば、１００ｍＡで充電を行っている場合と、５００ｍＡで充電を行っている場合とで、ＬＥＤ２９０の発光する色を異なることとしてもよい。また、例えば、１００ｍＡで充電を行っている場合と、５００ｍＡで充電を行っている場合とで、表示モニタ２２０に異なるアイコンを表示してもよい。要するに、１００ｍＡの電流をバッテリ２６０に充電している場合と、５００ｍＡの電流をバッテリ２６０に充電している場合とで異なる内容を外部に通知すればよい。

本発明は、デジタルビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話、スマートフォン等のバッテリを充電できる機器に適用できる。

１００ デジタルビデオカメラ
１１０ 光学系
１２０ レンズ駆動部
１３０ シャッタ
１４０ ＣＣＤイメージセンサ
１５０ Ａ／Ｄコンバータ
１６０ 画像処理部
１７０ バッファ
１８０ コントローラ
１９０ カードスロット
２００ メモリカード
２１０ 操作部材
２２０ 表示モニタ
２３０ 顔枠
２４０ 内部メモリ

Claims (7)

1. バッテリと、
   外部機器と接続可能で、前記外部機器と通信可能なインターフェースと、
   前記インターフェースを介して電流を引き込み、引き込んだ電流を前記バッテリに充電する充電手段と、
   前記バッテリの残量若しくは電圧が所定値以上の場合には、前記外部機器から引き込み可能な電流に関する情報について通信するよう前記インターフェースを制御する一方、前記バッテリの残量若しくは電圧が前記所定値未満の場合には、前記インターフェースを介して第１の値の電流を引き込み、引き込んだ電流を前記バッテリに充電するよう前記充電手段を制御する第１の制御手段と、を備える、
   充電装置。
2. 前記第１の制御手段は、
   前記バッテリの残量若しくは電圧が前記所定値未満の場合には、前記インターフェースを介して第１の値の電流を引き込み、引き込んだ電流を前記バッテリに充電するよう前記充電手段を制御し、前記バッテリの残量若しくは電圧が前記所定値以上になるのに応じて、前記外部機器から引き込み可能な電流に関する情報について通信するよう前記インターフェースを制御する、
   請求項１に記載の充電装置。
3. 前記第１の制御手段は、
   前記外部機器から引き込み可能な電流に関する情報について通信した後、前記外部機器から所定値以上の電流が引き込める場合には、前記インターフェースを介して第２の値の電流を引き込み、引き込んだ電流を前記バッテリに充電するよう前記充電手段を制御し、
   前記１の値よりも前記第２の値の方が大きい、
   請求項１又は２の何れか１項に記載の充電装置。
4. 自装置の状態を外部に通知する通知手段と、
   前記充電手段が、前記第１の値の電流を前記バッテリに充電している場合と、前記第２の値の電流を前記バッテリに充電している場合とで異なる内容を外部に通知するよう前記通知手段を制御する、第２の制御手段と、をさらに備える、
   請求項３に記載の充電装置。
5. 前記通知手段は、点滅可能な発光手段であって、
   前記第２の制御手段は、前記第１の値の電流を前記バッテリに充電している場合と、前記第２の値の電流を前記バッテリに充電している場合とで、異なる周期で発光するよう前記発光手段を制御する、
   請求項４に記載の充電装置。
6. 前記通知手段は、複数の色で発光可能な発光手段であって、
   前記第２の制御手段は、前記第１の値の電流を前記バッテリに充電している場合と、前記第２の値の電流を前記バッテリに充電している場合とで、異なる色で発光するよう前記発光手段を制御する、
   請求項４に記載の充電装置。
7. 前記通知手段は、表示モニタであって、
   前記第２の制御手段は、前記第１の値の電流を前記バッテリに充電している場合と、前記第２の値の電流を前記バッテリに充電している場合とで、異なるアイコンを表示するよう前記表示モニタを制御する、
   請求項４に記載の充電装置。

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