JP2017073956A - 電子機器およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池の認証を安定的に行うことができるようにする。【解決手段】電子機器は、外部電源を電池に供給して前記電池を充電する充電部と、接続された電池が所定の電池か否かを認証するための認証部と、電池の電圧を検出する検出部とを有する。電子機器は、検出部により検出された電池の電圧が第１の所定値に達するまで充電部に第１の電流値以下の電流で電池を充電させ、検出部により検出された電池の電圧が第１の所定値に達すると認証部を電池からの電力で動作させて、電池の認証を実行させる。【選択図】 図２

Description

本発明は、充電可能な電池により動作する電子機器およびその制御方法に関するものである。

充電可能な電池により動作する電子機器では、電池の安全性が重視されている。例えば、電子機器が電池の充電を開始する前に電池の認証を行うといった安全対策が施されている。

電池が完全な放電状態で電池側の認証回路が機能しないような電池に対して充電を行う場合、電圧が低いために電子機器側の内部回路を起動することもできない。この場合、電子機器では、外部電源により電圧が内部回路を起動できる電圧となるまで電池を充電し、外部電源により内部回路を起動して認証を行う。特許文献１では、予備充電により電池側の認証回路が機能するようになると、外部電源で動作している内部回路を使用して認証を行うことが記載されている。

特開２００９−２７３２１９号公報

しかしながら、素性が不明な外部電源から供給される電力を使用して電池の認証を行うと、外部電源の電力供給能力または外部電源の負荷変動に対する応答性によっては、電池の認証が正常に完了できなくなる場合がある。

そこで、本発明は、電池の認証を安定的に行うことができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る電子機器は、外部電源を電池に供給して前記電池を充電する充電手段と、接続された電池が所定の電池か否かを認証するための認証手段と、前記電池の電圧を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された前記電池の電圧が第１の所定値に達するまで前記充電手段に第１の電流値以下の電流で前記電池を充電させ、前記検出手段により検出された前記電池の電圧が前記第１の所定値に達すると前記認証手段を前記電池からの電力で動作させて、前記電池の認証を実行させる制御手段とを有する。

本発明によれば、電池の認証を安定的に行うことができる。

実施形態１における電子機器１００の外観の一例を示す図である。 実施形態１における電子機器１００の外観の一例を示す図である。 実施形態１における電子機器１００が有する複数の構成要素の一例を示すブロック図である。 実施形態１における第１の充電制御処理の一例のフローチャートを示す図である。 実施形態１における充電制御部２０９が有する複数の構成要素の一例を示すブロック図である。 実施形態２における第２の充電制御処理の一例のフローチャートを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

［実施形態１］
図１Ａ及び図１Ｂは、実施形態１における電子機器１００の外観の一例を示す図である。図１Ａは、電子機器１００を正面から見た図であり、図１Ｂは、電子機器１００を裏面から見た図である。実施形態１では、電子機器１００が例えばデジタルカメラとして動作する撮像装置である場合を説明するが、電子機器１００はデジタルカメラに限るものではない。電子機器１００は、例えば、携帯端末、携帯電話、ノートＰＣであってもよい。

撮像光学系１０１は、レンズとシャッターとを含み、光学像をＣＣＤセンサ等の撮像素子の受光面上に結像させる。表示部１０２は、例えば液晶表示器を含み、システム制御部２０７（図２参照）の制御下で、画像又は情報を表示する。シャッターボタン１０３は、撮像指示を行うための部材である。指示入力部１０４はユーザからの指示を受け付けるための各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等の部材を有する。電源スイッチ１０５は、ユーザ操作に応じて電子機器１００の電源オン、電源オフを切り替える部材である。電池１０６は、充電可能な電池であり、電子機器１００と通信可能である。第１の接続部１０７は、電池１０６と電子機器１００を電気的に接続する。第２の接続部１０８は、外部電源接続部であり、有線接続や無線接続により外部電源からの電源供給を受け付ける。

図２は、実施形態１における電子機器１００が有する複数の構成要素の一例を示すブロック図である。
図２において、撮像レンズ２０１、シャッター２０２は、撮像光学系１０１を構成する。撮像部２０３は、撮像素子（ＣＣＤセンサ等）、相関二重サンプリング部、プログラマブル・ゲイン・アンプ部、アナログデジタルコンバータなどを有し、光学像から画像データを生成する。画像処理部２０４は、撮像部２０３で生成された画像データに所定の画像処理を施す。タイミング信号発生部２０５は、撮像部２０３、画像処理部２０４を、それぞれ動作させるためのタイミング信号を発生する。光学系駆動部２０６は、システム制御部２０７の制御により、撮像レンズ２０１、シャッター２０２を、それぞれ動作させる。

システム制御部２０７は、電子機器１００全体を制御する。画像処理部２０４からの画像信号は、システム制御部２０７を介して、メモリ２０８に書き込まれる。メモリ２０８は、撮像部２０３によって得られ画像処理部２０４によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部１０２に表示するための画像データを格納する。メモリ２０８は、所定枚数の静止画像と所定時間の動画像および音声とを格納するのに十分な記憶容量を有している。システム制御部２０７は、メモリ２０８に格納されている画像表示用のデータに必要に応じ所定のデータを重畳し表示部１０２に供給する。こうして、メモリ２０８に書き込まれた表示用の画像データは、液晶ディスプレイ等の表示部１０２により表示される。

シャッターボタン１０３及び指示入力部１０４は、システム制御部２０７にユーザからの指示を入力するための部材である。シャッターボタン１０３が半押し状態である場合に生じる撮像準備指示信号で、システム制御部２０７は、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等を開始する。さらに、シャッターボタン１０３が全押し状態である場合に生じる撮像指示信号で、システム制御部２０７は、撮像の開始を撮像部２０３に指示する。撮像部２０３で生成された画像データは、電子機器１００に接続されている記憶媒体（メモリカード等）に格納される。

システム制御部２０７は、第１の接続部１０７を介して接続された電池が所定の電池であるか否かを判定する電池認証機能を有し、電池認証の結果を充電制御部２０９に送信する。ここで所定の電池とは、電子機器１００の動作を正常に実行できることを保証された電池である。システム制御部２０７は、電池認証に成功すると電池１０６が所定の電池であると判定する。第２の接続部１０８は、有線または無線で電子機器１００と外部機器を接続する。電子機器１００は第２の接続部１０８を介して、接続された外部機器から電力を受けとることができる。例えば、第２の接続部１０８がＵＳＢコネクタの場合、第２の接続部１０８に接続されたＵＳＢケーブルを介して、外部機器からの電力の受け取りと、外部機器との間のデータ通信とを行うことができる。このデータ通信には、画像データ、および、エニュメレーション用データ等の通信用データが含まれる。

充電制御部２０９は、第１の接続部１０７に接続された電池１０６の充電を制御する。図４に、充電制御部２０９が有する複数の構成要素の一例を示す。コントローラ４０３は、充電制御部２０９のコントローラであり、第２の接続部１０８から供給された電力、または、第１の接続部１０７に接続された電池１０６の電力で動作する。コントローラ４０３は、システム制御部２０７と通信を行い、接続スイッチ４０１、電流制御部４０２、計時部４０４、接続スイッチ４０５を制御する。

接続スイッチ４０１は、コントローラ４０３によりオン状態またはオフ状態に制御される。接続スイッチ４０１がオン状態の場合は、第２の接続部１０８と、第１の接続部１０７に接続された電池とが電流制御部４０２を介して接続され、電池１０６が第２の接続部１０８から供給される電力で充電可能な状態になる。電流制御部４０２は、第２の接続部１０８に接続された外部機器から供給される電流の電流量を制御する。電流制御部４０２は、システム制御部２０７から受信された電池認証結果に応じて、充電電流の制御を行う。

コントローラ４０３は、接続された電池１０６について電池認証が行われていなければ、第１の電流値を最大とする充電電流で電池１０６の充電を行うように電流制御部４０２を制御する。また、電池１０６の認証に成功した場合、コントローラ４０３は、第２の電流値を最大とする充電電流で電池１０６の充電を行うように電流制御部４０２を制御する。さらに、電池１０６の認証に失敗した場合、コントローラ４０３は、第３の電流値を最大とする充電電流で充電を行うように電流制御部４０２を制御する。ここで、第１の電流値を最大とする充電電流とは、空の電池に対して電池の安全を考慮した、少ない電流量の充電電流である。第２の電流値を最大とする充電電流とは、電池を迅速に充電する（急速充電する）ことが可能な電流量の充電電流である。したがって、第１の電流値は第２の電流値よりも小さい。また、第３の電流値を最大とする充電電流とは、電池１０６が所定の電池ではない場合（電池認証に失敗した場合）の充電電流であり、電池１０６の安全を考慮した、少ない電流量の充電電流である。第３の電流値は、第１の電流値と同じ、または、第１の電流値よりも小さい。

接続スイッチ４０５は、第１の接続部１０７を介して接続された電池と、電子機器１００の電源制御部２１１とを接続するスイッチである。接続スイッチ４０５がオン状態になると、電池１０６から電源制御部２１１へ電力が供給される。また、接続スイッチ４０５がオン状態であり、電源供給可能な外部機器が接続されている状態であり、接続スイッチ４０１がオン状態の場合は、外部機器または電池１０６から電源制御部２１１に電力を供給することが可能となる。また、接続スイッチ４０５がオン状態であって、接続スイッチ４０１がオフ状態の場合は、電池１０６から電源制御部２１１に電力供給を行うことが可能となる。計時部４０４は、第１の電流値を最大とする充電電流による充電の開始からの時間を計時する。

図２に戻り、電源制御部２１１は、電源スイッチ１０５の指示に基づいて、必要な電圧を必要な期間、システム制御部２０７を含む電子機器１００内の各部へ供給する。第１の電圧検出部２１０は、接続された電池１０６の電圧が第１の所定値以上であるかを検出する。第１の所定値とは、電子機器１００を起動させることができる電圧であり、第１の電圧検出部２１０に予め定められている。なお、電子機器１００の起動とは、少なくとも、システム制御部２０７が接続された電池に対して電池認証を行うことができる動作状態とすることである。第１の電圧検出部２１０は、システム制御部２０７が起動していない状態でも、システム制御部２０７とは独立で動作することが可能である。第１の電圧検出部２１０は、電池１０６の電圧が第１の所定値以上であることを検出すると、システム制御部２０７による認証動作を起動させるための信号を出力する。第２の電圧検出部２１２は、接続された電池１０６の電圧が第２の所定値以上であるかを検出する。第２の所定値とは、接続された電池１０６が十分に充電されたことを示す電圧値である。電池１０６の電圧が第２の所定値以上になると、充電制御部２０９による電池１０６への充電が停止するように制御される。報知部２１３は、ユーザに、充電が完了した旨や、充電動作不良などで充電を停止した旨などを報知する。

図３は、上述のように構成された電子機器１００に第２の接続部１０８を介して外部機器が接続され、外部機器からの供給電力で電池１０６の充電を行う場合のシステム制御部２０７と充電制御部２０９の動作の一例を示すフローチャートである。
Ｓ３０１において、第２の接続部１０８に電源供給可能な外部機器が接続される。
Ｓ３０２において、コントローラ４０３は、電流制御部４０２を制御することにより、外部機器から供給される電流を第１の電流値を最大とする充電電流に制御して、第１の接続部１０７に接続された電池１０６の充電を行う。このとき、計時部４０４は、第１の電流値を最大とする充電電流で行う充電時間の計時を開始する。

また、コントローラ４０３は、接続スイッチ４０５をオン状態として、電源制御部２１１にも電力を供給し、電源制御部２１１はこの電力をシステム制御部２０７に供給する。システム制御部２０７は、外部機器からの電力の供給を受けてスタンバイしており、第１の電圧検出部２１０からの信号により認証処理を開始できる。Ｓ３０３において、第１の電圧検出部２１０が、第１の接続部１０７に接続された電池１０６の電圧を検出し、検出された電圧が第１の所定値以上か否かを判定する。

検出された電圧が第１の所定値未満の場合、Ｓ３０４において、コントローラ４０３は、計時部４０４の計時開始からの積算時間を算出し、これを所定期間と比較して充電タイムアウトか否かを判定する。充電タイムアウトでなければ、コントローラ４０３は、第１の電流値を最大とする充電電流を用いた電池１０６の充電を続ける。所定期間とは、電子機器１００に対して予め定められた時間であり、放電状態の電池１０６を第１の電流値を最大とする充電電流で充電した場合に、電池１０６の電圧値が第１の所定値まで上昇するのにかかる時間である。第１の電流値以下の電流で電池１０６の充電を開始してから所定期間が経過しても電池１０６の電圧が第１の所定値に達しない場合は、Ｓ３０４で充電タイムアウトと判定される。Ｓ３０４で充電タイムアウトであると判定された場合、コントローラ４０３は接続されている電池１０６が充電不可能であると判定し、Ｓ３１３において、電池１０６に対する充電を停止する。Ｓ３１４において、コントローラ４０３は、報知部２１３を介して、充電が停止したことをユーザに報知し、一連の充電動作を完了する。

Ｓ３０３において検出された電圧が第１の所定値以上の場合、第１の電圧検出部２１０から信号がシステム制御部２０７に通知される。システム制御部２０７は、この通知に応じて起動し、Ｓ３０５において、電池１０６の電力をシステム制御部２０７へ供給するように充電制御部２０９に指示する。この指示を受けた充電制御部２０９では、コントローラ４０３が、第２の接続部１０８を介して外部機器から供給される電圧が第１の所定値以下となるように電流制御部４０２の出力を制限する。この制御により、電池１０６からの電力が接続スイッチ４０５を介して電源制御部２１１へ供給されるようになり、システム制御部２０７は電池１０６の電力で動作することになる。こうして、第１の接続部１０７に接続された電池１０６の電力を利用して電子機器１００が起動され、システム制御部２０７による電池認証が開始される。Ｓ３０６では、システム制御部２０７が、第１の接続部１０７に接続された電池１０６の電力を利用して、電池１０６が、所定の電池か否かを認証する。Ｓ３０７において、システム制御部２０７は、第１の接続部１０７に接続された電池１０６が認証されたか否かを判定する。

電池１０６の認証に成功した場合、処理はＳ３０８に進み、電池１０６の認証に失敗した場合、処理はＳ３０９に進む。Ｓ３０８とＳ３０９において、充電制御部２０９はシステム制御部２０７から電池認証の結果を受信し、受信した電池認証の結果に応じて充電電流を制御する。Ｓ３０８において、コントローラ４０３は電流制御部４０２を制御して第２の電流値を最大とする充電電流で電池１０６の充電を行う。他方、Ｓ３０９では、コントローラ４０３は電流制御部４０２を制御して第３の電流値を最大とする充電電流で電池１０６の充電を行う。

Ｓ３１０とＳ３１１において、第２の電圧検出部２１２が、接続された電池１０６の電圧が第２の所定値以上か否かを判定する。電池１０６の電圧が第２の所定値未満の場合は、電池１０６への充電が継続される。電池１０６の電圧が第２の所定値以上の場合、第２の電圧検出部２１２は、システム制御部２０７にその通知を行う。電池１０６の電圧が第２の所定値以上であることを通知されたシステム制御部２０７は、Ｓ３１２において、電池１０６の電圧が第２の所定値を超えたこと、すなわち充電完了、を充電制御部２０９に通知する。充電制御部２０９は、充電完了の通知を受け取ると、電池１０６への充電動作を停止する。さらに、Ｓ３１２において、システム制御部２０７は報知部２１３を介して、電池１０６の充電が完了したことをユーザに報知し、一連の充電動作を完了する。なお、充電動作の完了をユーザに報知する構成としては、例えば、表示部１０２の表示や、音声や、ＬＥＤの点灯・点滅などがあげられる。

以上のように、実施形態１における電子機器１００においては、電池１０６の認証を安定的に行うことができるようにする。

［実施形態２］
次に、実施形態２を説明する。実施形態１では、電池１０６の認証を行う際に、システム制御部２０７を電池１０６により動作するために、電流制御部４０２の出力電圧を第１の所定値以下となるように調整した。実施形態２では、電池１０６の認証を行う際に、接続スイッチ４０１をオフ状態に制御して、外部機器からの電源を遮断する。

図５は、実施形態１と同様に構成された電子機器１００に、第２の接続部１０８を介して外部機器が接続され、外部機器からの供給電力で電池１０６の充電を行う場合の充電制御の動作処理の一例のフローチャートを示す図である。なお、電子機器１００の外観及び構成と、充電制御部２０９の構成とは、実施形態１と同様である（図１、図２及び図４参照）。

図５において、Ｓ３０１からＳ３０４、およびＳ３０７からＳ３１４は実施形態１（図３）で説明したとおりである。Ｓ５０５において、コントローラ４０３は接続スイッチ４０１をオフ状態にして外部機器からの電力供給を遮断し、接続スイッチ４０５をオン状態にして電池１０６の電力を電源制御部２１１に供給させる。こうして、第１の接続部１０７に接続された電池１０６の電力のみを利用して電子機器１００を起動する。Ｓ５０６において、システム制御部２０７は、第１の接続部１０７に接続されている電池１０６の電力のみを利用して、電池１０６の電池認証を実行し、電池１０６が所定の電池か否かを認証する。

以上のように、実施形態２によれば、外部機器から供給される電力が遮断され、電子機器１００に接続された電池１０６の電力のみを使用して電池の電池認証が行われる。そのため、外部機器から重畳される電源ノイズの影響などをなくすことができ、電池１０６の認証を安定的に行うことができるようにする。

［実施形態３］
実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法は、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などがプログラムを用いて実現することもできる。以下、実施形態３では、パーソナルコンピュータ、マイクロコンピュータ、ＣＰＵなどを「コンピュータＸ」と呼ぶ。さらに、実施形態３では、コンピュータＸを制御するためのプログラムであって、実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法を実現するためのプログラムを「プログラムＹ」と呼ぶ。

実施形態１及び２で説明した様々な機能、処理及び方法は、コンピュータＸがプログラムＹを実行することによって実現される。この場合において、プログラムＹは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を介してコンピュータＸに供給される。実施形態３におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ハードディスク装置、磁気記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置、メモリカード、揮発性メモリ、不揮発性メモリなどの少なくとも一つを含む。実施形態３におけるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙな記憶媒体である。

１０７：第１の接続部、１０８：第２の接続部、２０７：システム制御部、２０９：充電制御部、２１０：第１の電圧検出部、２１１：電源制御部、２１２：第２の電圧検出部、４０１：接続スイッチ、４０２：電流制御部、４０５：接続スイッチ

Claims (9)

1. 外部電源を電池に供給して前記電池を充電する充電手段と、
   接続された電池が所定の電池か否かを認証するための認証手段と、
   前記電池の電圧を検出する検出手段と、
   前記検出手段により検出された前記電池の電圧が第１の所定値に達するまで前記充電手段に第１の電流値以下の電流で前記電池を充電させ、前記検出手段により検出された前記電池の電圧が前記第１の所定値に達すると前記認証手段を前記電池からの電力で動作させて、前記電池の認証を実行させる制御手段とを有することを特徴とする電子機器。
2. 前記制御手段は、前記認証手段による前記電池の認証結果に応じて、前記充電手段による前記電池への充電を制御することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記制御手段は、前記認証手段による前記電池の認証に成功した場合に、前記充電手段に、前記第１の電流値よりも大きい第２の電流値を最大とする電流で前記電池の充電を実行させることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
4. 前記制御手段は、前記認証手段による前記電池の認証に失敗した場合に、前記充電手段に、前記第１の電流値と等しいかまたはそれより小さい第３の電流値を最大とする電流で前記電池の充電を実行させることを特徴とする請求項２または３に記載の電子機器。
5. 前記制御手段は、前記電池の電圧が前記第１の所定値に達したことに応じて前記認証手段を前記電池からの電力で動作させるときに、前記外部電源から供給される電圧を前記第１の所定値以下に制限することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
6. 前記外部電源による前記充電手段と前記認証手段への給電を遮断する遮断手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記電池の電圧が前記第１の所定値に達したことに応じて前記認証手段を前記電池からの電力で動作させるときに、前記遮断手段により前記外部電源からの給電を遮断させることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 前記充電手段が前記第１の電流値以下の電流で前記電池の充電を開始してから所定期間が経過しても前記電池の電圧が前記第１の所定値に達しない場合、前記充電手段による前記電池の充電を停止する停止手段をさらに有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 前記停止手段により前記電池の充電が停止したことをユーザに報知する報知手段をさらに有することを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
9. 外部電源を電池に供給して前記電池を充電する電子機器の制御方法であって、
   前記電池の電圧が第１の所定値に達するまで、第１の電流値以下の電流で、前記外部電源を用いて前記電池を充電する充電工程と、
   前記電池の電圧が前記第１の所定値に達すると前記電池からの電力により前記電池の認証を実行する認証工程と、を有することを特徴とする電子機器の制御方法。

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