JP2017085854A - 電子機器及び電子機器の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より安全に、かつ、確実にバッテリの充電を行える電子機器及びその制御方法を提供する。【解決手段】充電が可能なバッテリを着脱可能な電子機器は、電子機器に接続された外部装置から受け付けた電力を電子機器へ供給し、供給される電力を用いて、外部装置との間で認識処理を行う。電子機器は、この認識処理による認識に成功した場合に、外部装置から供給される電力を用いてバッテリの認識処理を行い、バッテリの認識に成功した場合に、外部装置から供給される電力を用いてバッテリの充電を開始する。【選択図】図４

Description

本発明は、バッテリを充電する機能を備えた電子機器及びその制御方法に関するものである。

デジタルカメラ等の電子機器は、一般に着脱可能なバッテリを備えている。このような電子機器において、機器内にバッテリを装着したままＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブルを介して供給される電力を用いてバッテリを充電する構成が知られている。外部装置と電子機器とがＵＳＢケーブルを介して接続されると、両装置の間でエニュメレーションと呼ばれる一連のデータのやり取りが行われる。電子機器はこのエニュメレーションによって、接続されている外部装置が供給可能な電力についての素性を把握することができる。

一方で、バッテリが着脱可能な場合、素性のわからないバッテリが装着されてしまう可能性がある。素性のわからないバッテリを充電する場合には、その電子機器の安全性を考慮する必要がある。特許文献１では、電子機器と装着されたバッテリとでデータをやり取りし、バッテリが真正か否かを判定する認証処理を行い、該認証処理によりバッテリの素性が把握された後に充電制御を行う技術が開示されている。

特開２００５−３４１７７５号公報

特許文献１では、認証処理によりバッテリの素性を明確にした後にバッテリを充電するが、バッテリを充電するための電力供給源である外部装置の素性を明確にすることについては考慮されていない。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、より安全に、かつ、確実にバッテリの充電を行える電子機器及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様による電子機器は、
充電が可能なバッテリを着脱可能な電子機器であって、
前記電子機器に接続された外部装置から受け付けた電力を前記電子機器へ供給する給電手段と、
前記給電手段により供給される電力を用いて、前記外部装置との間で認識処理を行う第１の認識手段と、
前記第１の認識手段による認識に成功した場合に、前記給電手段により供給される電力を用いて前記バッテリの認識処理を行う第２の認識手段と、
前記第２の認識手段による認識に成功した場合に、前記給電手段により供給される電力を用いて前記バッテリの充電を開始する充電手段と、を備える。

本発明によれば、電源を供給する外部装置とバッテリの素性を確認したうえでバッテリの充電を行うので、より安全に、かつ、確実にバッテリの充電を遂行させることができる。

実施形態における電子機器の構成例を示すブロック図である。 実施形態における電源制御部の構成例を示すブロック図である。 実施形態の電子機器によるバッテリの認証処理を示すフローチャートである。 実施形態の電子機器による、外部装置の接続時の処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

図１は、実施形態における電子機器１００が有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。電子機器１００は、携帯端末など、充電可能なバッテリを着脱でき、外部からの電源供給を受けて装着されているバッテリを充電することが可能な電子機器である。デジタルカメラやカメラ付き携帯電話などの撮像装置は、実施形態における電子機器１００の一例である。また、電子機器１００と外部装置との間をＵＳＢで接続する構成を示すが、電子機器１００と外部装置の間の接続はＵＳＢに限られるものではない。

図１に示されるように、電子機器１００は、ＵＳＢインターフェース１０１と、通信部１０２と、電源制御部１０３と、バッテリ１０４と、バッテリ認証部１０５と、認証制御部１０６と、負荷１０７と、システム制御部１０８とを備える。

ＵＳＢインターフェース１０１は、ＰＣなどの外部装置とＵＳＢケーブルを介して接続可能なＵＳＢインターフェース部である。ＵＳＢインターフェース１０１には、通信部１０２及び電源制御部１０３が接続されている。通信部１０２は、ＵＳＢインターフェース１０１に接続されたＵＳＢケーブルを介して、外部装置との間でデータ信号の授受を行う。このデータ信号には、画像データ、及びエニュメレーション用データやハンドシェイク用データ等の通信用データが含まれる。電源制御部１０３は、ＵＳＢインターフェース１０１にＵＳＢケーブルが接続されると、外部装置から供給される電流のリミット値をＵＳＢ規格に従って設定し、外部装置からの供給電力を設定されたリミット値で制限する。

また、電源制御部１０３は、外部装置からの供給電力とバッテリ１０４の電力のいずれかまたは両方を用いて、通信部１０２、バッテリ認証部１０５、認証制御部１０６、負荷１０７、システム制御部１０８のいずれか１つ以上に電力を供給する給電動作を行う。また、電源制御部１０３は、外部装置から供給された電力を用いてバッテリ１０４を充電する充電動作を行う。電源制御部１０３の給電動作は、システム制御部１０８からの指示によらず、外部装置から供給された電力及びバッテリ１０４から供給された電力に基づいて適応的に実行されてもよい。もちろん、システム制御部１０８からの指示によって電源制御部１０３の給電動作が制御されてもよい。電源制御部１０３の構成についての詳細は後述する。

バッテリ１０４は、ＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池及びＬｉ電池などの充電可能なバッテリである。バッテリ１０４は、電子機器１００に対して着脱可能である。また、バッテリ１０４は、バッテリ認証部１０５を備える。バッテリ１０４が電子機器１００に装着された状態において、バッテリ認証部１０５は認証制御部１０６と接続される。バッテリ認証部１０５は、接続された認証制御部１０６からの制御信号に応じて、バッテリの認証情報を含む応答信号を送信する。

認証制御部１０６は、バッテリ１０４のバッテリ認証部１０５に対して認証処理（認識処理）を行い、バッテリ１０４が真正か否かを判定する。また、認証制御部１０６は、認証処理の結果、つまりバッテリ１０４が真正か否かの判定結果をシステム制御部１０８に送信する。認証制御部１０６がバッテリ１０４のバッテリ認証部１０５に対して行う認証処理についての詳細は後述する。

負荷１０７は、各種モジュールによって構成され、電源制御部１０３から供給される電力を消費して所定の動作を行う。本実施形態において、負荷１０７を構成する各種モジュールは、例えば、被写体像を入力する撮像レンズ、被写体像を電気的な画像情報に変換する撮像素子、取得された画像情報や警告を含む各種情報を表示する表示部、電源スイッチなどの操作部などである。

システム制御部１０８は、プロセッサと記憶部（いずれも不図示）を備え、記憶部に記憶される制御プログラムをプロセッサが実行することにより電子機器１００の各構成要素を制御する。本実施形態において、システム制御部１０８は、電源制御部１０３において外部装置から供給される電流のリミット値が１００ｍＡ（またはそれ以上）に設定されていれば、電源制御部１０３からの電力供給を受けて必要な動作を行うことができる。

図２は、実施形態における電源制御部１０３が有する構成要素の一例を説明するためのブロック図である。図２において、電源制御部１０３は、電流リミット設定部２０１と、充放電制御部２０２と、充電パス逆流防止ダイオード２０３と、放電パス逆流防止ダイオード２０４と、電力変換部２０５とを備える。

電流リミット設定部２０１は、ＵＳＢインターフェース１０１にＵＳＢケーブルが接続されると、ＵＳＢ規格に従って外部装置から供給される電流のリミット値を設定し、設定したリミット値に電流を制限して電力を供給する。実施形態においては、電流リミット設定部２０１は、ＵＳＢインターフェース１０１にＵＳＢケーブルが接続されると、外部装置から供給される電流のリミット値を１００ｍＡに初期設定する。この初期設定されたリミット値は、通信部１０２による外部装置との間のエミュレーションが完了するまで維持される。また、エニュメレーションが完了した場合は、電流リミット設定部２０１は、エニュメレーションにより設定可能と確認されたリミット値（初期設定されたリミット値以上のリミット値とする）を設定する。本実施形態では、電流リミット設定部２０１は、外部装置から供給される電流のリミット値を５００ｍＡに設定する。

また、電流リミット設定部２０１は、電流のリミット値を制御することで外部装置からの電力の供給を停止することができる。例えば、電流リミット設定部２０１がリミット値を０ｍＡに設定すると、外部装置からの電力の供給が停止される。もちろん、電流リミット設定部２０１により設定される電流のリミット値は、上述の値（１００ｍＡ、５００ｍＡなど）に限定されるものではなく、外部装置との接続に用いられる規格（本実施形態ではＵＳＢ規格）に準拠した電流値であれば他の値でも構わない。

充放電制御部２０２は、電流リミット設定部２０１で設定された電流値で供給される外部装置からの電力を、充電パス逆流防止ダイオード２０３を介して受け取り、バッテリ１０４を充電する充電動作を行う。また、充放電制御部２０２は、バッテリ１０４からの電力を、放電パス逆流防止ダイオード２０４を介して、電力変換部２０５へ供給する給電動作を行う。

電力変換部２０５は、ＤＣ−ＤＣコンバータを有し、外部装置からの供給電力とバッテリ１０４の電力のいずれか一方もしくは両方を元に電力変換を行う。変換された電力は、通信部１０２、バッテリ認証部１０５、認証制御部１０６、負荷１０７及びシステム制御部１０８のいずれか１つ以上に供給される。

図３は、認証制御部１０６とバッテリ１０４のバッテリ認証部１０５とによる認証処理の一例を説明するフローチャートである。なお、図３のフローチャートにおいて、Ｓ３０１、Ｓ３０４〜Ｓ３０７、Ｓ３１０〜Ｓ３１２は認証制御部１０６の処理であり、Ｓ３０２、Ｓ３０３、Ｓ３０８、Ｓ３０９はバッテリ認証部１０５の処理である。

認証処理が開始すると、認証制御部１０６はバッテリ１０４のバッテリ認証部１０５に対して、初期信号を送信する（Ｓ３０１）。バッテリ認証部１０５は認証制御部１０６から送信された初期信号を受信するとこれを解読し（Ｓ３０２）、１回目の返信信号を生成し、認証制御部１０６へ返送する（Ｓ３０３）。

認証制御部１０６は、バッテリ認証部１０５から返信された１回目の返信信号を受けて、これを解読する（Ｓ３０４）。そして、返信された１回目の返信信号が正しかった場合（Ｓ３０５でＹＥＳ）、再確認のために確認信号を送信する（Ｓ３０６）。このとき、確認信号には初期信号と同一のものが使用されてもよいし、初期信号から変更されたものまたは初期信号とは別のものが使用されてもよい。他方、バッテリ認証部１０５から返信された１回目の返信信号が正しくなかった場合（Ｓ３０５でＮＯ）、認証制御部１０６はバッテリ１０４が真正ではない（認証失敗）と判定し（Ｓ３０７）、認証処理を終了する。

バッテリ認証部１０５は認証制御部１０６からの確認信号を受信すると、これを解読し（Ｓ３０８）、その確認信号に応じた２回目の返信信号を生成して認証制御部１０６に返信する（Ｓ３０９）。認証制御部１０６は、バッテリ認証部１０５から返信された２回目の返信信号を受けて、これを解読する（Ｓ３１０）。２回目の返信信号が正しかった場合（Ｓ３１１でＹＥＳ）、認証制御部１０６は、バッテリ１０４が真正である（認証成功）と判定し（Ｓ３１２）、認証処理を終了する。他方、２回目の返信信号が正しくなかった場合（Ｓ３１１でＮＯ）、認証制御部１０６は、バッテリ１０４が真正でない（認証失敗）と判定し（Ｓ３０７）、認証処理を終了する。以上の認証処理は、処理の開始から数秒程度で完了する。

図４は、上述のように構成された電子機器１００において、外部装置がＵＳＢケーブルを介して接続された場合の処理の一例を説明するフローチャートである。

図４において、電子機器１００の主電源がＯＦＦの状態で、外部装置がＵＳＢケーブルで接続されると（Ｓ４０１）、電源制御部１０３の電流リミット設定部２０１は、外部装置から供給される電流のリミット値を１００ｍＡに設定する（Ｓ４０２）。なお、Ｓ４０２で設定される電流のリミット値は、図４のフローチャートで示される処理を実行するのに十分な電力が得られ、かつＵＳＢ規格を満足する設定であればよく、１００ｍＡに限定されるものではなく、例えば５００ｍＡでも構わない。

続いて、電源制御部１０３は、外部装置から供給される電力を、少なくとも通信部１０２、認証制御部１０６、及びシステム制御部１０８に分配して供給する給電動作を行う（Ｓ４０３）。もちろん、ここで、電源制御部１０３は、通信部１０２、認証制御部１０６、及びシステム制御部１０８以外の構成、例えば負荷１０７にも外部装置から供給される電力を分配して供給するようにしてもよい。ただし、この時点で、電源制御部１０３は、外部装置から供給された電力を用いてバッテリ１０４を充電する充電動作は行わない。続いて、外部装置から供給された電力により動作するシステム制御部１０８は、通信部１０２を介して外部装置との通信を行なうことにより、外部装置による認識処理を実行する。本実施形態では、ＵＳＢによる通信が用いられており、ＵＳＢホストに該当する外部装置がＵＳＢデバイスに該当する電子機器１００を認識するためのエニュメレーションが行われる（Ｓ４０４）。

Ｓ４０４のエニュメレーションが通信エラーなどで正常に完了しなかった場合（Ｓ４０５でＮＯ）、認識失敗であり、電源制御部１０３は外部装置から供給される電力による給電動作を停止して（Ｓ４０６）、一連の処理を終了する。Ｓ４０６において、負荷１０７の構成として備える表示部を用いて、ユーザに対して給電動作を停止する旨を伝える情報を表示する制御を行った後に、外部装置から供給される電力による給電動作を停止してよい。この場合、ＵＳＢによる給電動作も充電動作も行われない。

Ｓ４０４のエニュメレーションが正常に完了した場合（Ｓ４０５でＹＥＳ）、認識成功であり、システム制御部１０８の制御に応じて、電源制御部１０３は、外部装置から供給される電流のリミット値を外部装置から給電可能な電流値に設定する（Ｓ４０７）。Ｓ４０７では、Ｓ４０２で設定されるリミット値以上のリミット値が設定される。本実施形態において、Ｓ４０７で設定される電流値は、例えば５００ｍＡであるとする。ただし、Ｓ４０７で設定される電流のリミット値は、Ｓ４０２で設定された初期のリミット値（１００ｍＡ）以上であり、接続されている外部装置が供給可能な電流範囲であり、ＵＳＢ規格を満足する値であればよく、５００ｍＡに限定されない。

次に、外部装置から供給された電力により動作するシステム制御部１０８が、認証制御部１０６にバッテリ１０４の認証処理を実行させる（Ｓ４０８）。Ｓ４０８で実行される認証処理は図３により上述したとおりである。Ｓ４０８の認証処理の結果、バッテリ１０４が真正なバッテリでないと判定された場合（Ｓ４０９でＮＯ）、電源制御部１０３は外部装置から供給される電力による給電動作を停止して（Ｓ４０６）、一連のフローを終了する。

なお、Ｓ４０６で、システム制御部１０８が負荷１０７の構成として備える表示部を用いてユーザに対して給電動作を停止する旨を通知するための情報を所定の期間にわたって表示するようにしてもよい。この場合、電源制御部１０３は、表示が行われる所定の期間の経過後に、外部装置から供給される電力による給電動作を停止する。また、Ｓ４０４のエニュメレーションが完了しなかった場合（Ｓ４０５でＮＯ）と、バッテリ１０４が真正なバッテリでない場合（Ｓ４０９でＮＯ）とで、表示部に表示する表示内容を異ならせてもよい。例えば、給電動作を停止する要因がエニュメレーションの不成功であるかバッテリの認証失敗であるかに応じて表示内容を変えることで、要因をユーザに伝えるようにしてもよい。

また、エニュメレーションは完了したもののバッテリ１０４が真正なバッテリでないと判定された場合（Ｓ４０９でＮＯ）に、Ｓ４０６で、電源制御部１０３は外部装置から供給される電力による給電動作を停止せずに継続するようにしてもよい。その場合、電源制御部１０３は外部装置から供給される電力による給電動作を継続するが、バッテリ１０４を充電する充電動作は行わない。

Ｓ４０８の認証処理の結果、バッテリ１０４が真正なバッテリであると判定された場合（Ｓ４０９でＹｅｓ）、システム制御部１０８は、電源制御部１０３に、外部装置から供給された電力を用いてバッテリ１０４を充電する充電動作を開始させる（Ｓ４１０）。ここで、電源制御部１０３は、外部装置から供給される電力を、最低でも通信部１０２、認証制御部１０６、及びシステム制御部１０８に分配して供給する給電動作を停止することが望ましい。給電動作を停止することで、外部装置から供給される電力のうちバッテリ１０４の充電へ割り当てる電力の割合が増加し、バッテリ１０４の充電時間が短縮されるからである。

以上、実施形態の電子機器１００においては、外部装置からＵＳＢケーブルを介して供給される電力でまずはエニュメレーションが行われるため、電力供給源である外部装置の素性を明確にすることが可能となる。また、素性の明確となった電力供給源である外部装置からＵＳＢケーブルを介して供給される電力で電子機器１００に装着されているバッテリの認証処理が行われるため、安定してバッテリの認証処理を完了することが可能となる。さらに、該認証処理により素性が把握されたバッテリに対して充電が行われるため、電子機器１００の安全性を担保することが可能となる。以上により、外部装置から安定して供給される電力を用いて、安全性を担保しつつ装着されたバッテリへの充電が可能な電子機器及びその制御方法が提供される。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００：電子機器、１０１：ＵＳＢインターフェース、１０２：通信部、１０３：電源制御部、１０４：バッテリ、１０５：バッテリ認証部、１０６：認証制御部、１０７：負荷、１０８：システム制御部、２０１：電流リミット設定部、２０２：充放電制御部、２０３：充電パス逆流防止ダイオード、２０４：放電パス逆流防止ダイオード、２０５：電力変換部

Claims (10)

1. 充電が可能なバッテリを着脱可能な電子機器であって、
   前記電子機器に接続された外部装置から受け付けた電力を前記電子機器へ供給する給電手段と、
   前記給電手段により供給される電力を用いて、前記外部装置との間で認識処理を行う第１の認識手段と、
   前記第１の認識手段による認識に成功した場合に、前記給電手段により供給される電力を用いて前記バッテリの認識処理を行う第２の認識手段と、
   前記第２の認識手段による認識に成功した場合に、前記給電手段により供給される電力を用いて前記バッテリの充電を開始する充電手段と、を備えることを特徴とする電子機器。
2. 前記給電手段は、前記第１の認識手段による認識に成功するまでは第１のリミット値で電流を制限して電力を供給し、前記第１の認識手段による認識に成功した後は、前記第１のリミット値以上の第２のリミット値で電流を制限して電力を供給することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記給電手段は、前記第１の認識手段による認識に失敗した場合に、電力の供給を停止することを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
4. 前記給電手段は、前記第２の認識手段による認識に失敗した場合に、電力の供給を停止することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
5. 前記給電手段による電力の供給が停止される場合に、電力の供給を停止することをユーザに通知するための表示を行う通知手段を備え、
   前記給電手段は、前記通知手段による通知が所定の期間において実行された後に電力の供給を停止することを特徴とする請求項３または４に記載の電子機器。
6. 前記第２の認識手段による認識に失敗した場合に、該認識の失敗をユーザに通知するための表示を行う通知手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電子機器。
7. 前記外部装置とＵＳＢにより接続され、
   前記第１の認識手段は、前記外部装置とエニュメレーションを行うことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電子機器。
8. 前記外部装置とＵＳＢにより接続され、前記第１のリミット値は１００ｍＡであり、前記第２のリミット値は１００ｍＡまたは５００ｍＡであることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
9. 前記外部装置とＵＳＢにより接続され、前記第１のリミット値と前記第２のリミット値は５００ｍＡであることを特徴とする請求項２に記載の電子機器。
10. 充電が可能なバッテリを着脱可能な電子機器の制御方法であって、
    外部装置の接続に応じて、接続された外部装置から受け付けた電力を用いて、前記外部装置との間で認識処理を行う第１の認識工程と、
    前記第１の認識工程による認識に成功した場合に、前記外部装置から受け付けた電力を用いて前記バッテリの認識処理を行う第２の認識工程と、
    前記第２の認識工程による認識に成功した場合に、前記外部装置から受け付けた電力を用いて前記バッテリの充電を開始する充電工程と、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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