JP2018060728A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電池種類のわからないような場合においても、電池の残量検出を適切に行えるようにする。
【解決手段】電池電圧検出手段による所定電圧の検出、かつ、制御手段による所定動作検出が行われた際に、所定電圧から所定期間の電池電圧の傾きと、電池プロファイルでの所定電圧から所定期間の電池電圧の傾きの差分を制御手段により演算し、電池プロファイル判定手段により、差分の小さい電池プロファイルを電池残量検出に適すると判定し、複数回電池プロファイル判定を行う中で、電池残量検出に適する電池プロファイルだと判定される回数の多い電池プロファイルを電池残量表示に利用する電池プロファイルとして選定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池残量の検出を行うことができる撮像装置に関する。

電池残量検出には、電池残量検出の対象となる電池の放電特性利用が必須である。よって、システムはあらかじめ作成された放電特性をモデリングした電池プロファイルを持たなければならない。同じ形状の電池でも、正極材料の差異等により放電特性の異なる複数の二次電池が存在し、使用されうる状況がある。

システムに一度に電源供給できる電池が一つ、かつ放電特性の異なる複数種類の電池が使用されうる状況においては、システム側ではあらかじめ使用されうる複数種類の電池プロファイルを記憶しておき、使用電池に合わせてプロファイルを選択することで対応可能である。そのため、使用電池の識別が必要であるが、所定間隔で所定期間の電池電圧の傾きと、電池プロファイルにおける電池電圧の傾きとの相関性を利用し、電池プロファイルを判定する技術がある（特許文献１）

特開２０１３−１９０２７４号公報

しかしながら、特許文献１では、複数の電池プロファイルにおいて電池電圧の傾きが近い値を取る場合では、電池電圧の相関性に依る判定が難しく誤判定することが考えられる。また、電池プロファイルの判定は所定間隔毎に行われるが、各電池プロファイル判定結果は個々に独立しており、ある判定結果での誤判定を他の判定結果より検証し修正することができない。これにより、残量計算精度が低下するといった問題点がある。

そこで、本発明は、電池種類のわからないような場合においても、電池の残量検出を適切に行えるようにすることを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、二次電池のあらかじめ定められた複数の放電条件での放電電圧−時間特性をモデリングした電池プロファイルを複数記憶する電池プロファイル記憶手段と、前記電池電圧検出手段により検出された二次電池の電池電圧及び前記電池プロファイル記憶部に記憶された電池プロファイルから、二次電池の電池残量を検出する電池残量検出手段と、前記電池残量検出手段によって検出された電池残量を表示する電池残量表示手段と、前記電池残量表示手段に電池残量を表示する際に前記電池残量検出手段による前記電池残量検出時に使用する電池プロファイルの切り替えを行う制御手段と、電池電圧と前記電池プロファイルから電池プロファイル判定値を演算する電池プロファイル判定値演算手段と、前記電池プロファイル判定値を基に、二次電池の電池残量検出に必要な電池プロファイルを判定する電池プロファイル判定手段とを有し、前記電池電圧検出手段による所定電圧検出、かつ、前記制御手段による所定動作検出が行われた際に、前記電池プロファイル判定値を前記電池プロファイル判定値演算手段により演算し、前記電池プロファイル判定手段により、前記電池プロファイル判定値の最も小さい電池プロファイルを電池残量検出に電池プロファイルを判定することを特徴とする。

本発明によれば、電池種類のわからないような場合においても、電池の残量検出を適切に行うことができる。

撮像装置及び二次電池の構成を示す図である。 撮像装置の処理を説明するフローチャートである。 電池プロファイルの種類についての説明図である。 一つの電池プロファイルが複数の放電特性で構成されていることを示す図である。 電池プロファイルのデータ構造説明図である。 電池プロファイル判定値の説明図である。 ステップＳ１２０での電池プロファイル選定の流れの説明図である。 撮像装置２５０内制御部及び操作部の構成を示す図である。

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２及び図８は、実施形態１による撮像装置の主要構成を示すブロック図である。図２は、画像情報を撮影して取得するためのものである撮像装置２５０と撮像装置２５０を駆動する電源である二次電池２６０が接続される状態を示している。

図８は、撮像装置２５０内での制御部２０１、電源ＳＷ８０２及び操作部８０３の主要構成を示すブロック図である。撮像装置２５０の構成は以下の通りである。制御部２０１は、撮像装置２５０内全体の制御を行うものである。制御部２０１による具体的な制御内容については、各構成部において適宜行うものとする。電圧検出部２０２は二次電池２６０に備えられている電池セル１０３の電池電圧を検出するものである。電池プロファイル記憶部２０４は、撮像装置の所定動作に基づいた放電条件での二次電池の放電電圧−時間特性をモデリングした電池プロファイルを記憶するものである。

実施形態１では３つの電池プロファイルを記憶しているが、これに限定されないものとする。電池プロファイル判定値演算部２１４は、電池電圧と電池プロファイルから電池プロファイル判定値を演算するものである。電池プロファイル判定値は、所定動作及び所定電圧検出時、所定期間の電池電圧の傾きと、電池プロファイルにおける所定電圧から所定期間の電池電圧の傾きとの差分を電池プロファイル判定値演算部２１４により演算することで導出される。

電池プロファイル判定部２０６は、所定動作及び所定電圧検出時、電池プロファイル判定値演算部２１４より演算される電池プロファイル判定値が、最も小さい値をとる電池プロファイルを所定電圧において電池残量検出に利用すべき電池プロファイルと判定するものである。電池プロファイル選定部２０７は、電池プロファイル判定部２０６において、二次電池２６０の電池残量検出に適する電池プロファイルだと判定される回数の多い電池プロファイルを選定するものである。

電池残量表示部２０８は、電池プロファイル選定部２０７において、選定された電池プロファイルを利用して電池残量を電池残量表示部２０８に表示するものとする。撮像装置２５０に備えられている撮像装置通信部２０９は二次電池２６０に備えられている二次電池通信部２１０と通信を行うためのものである。認証部２１１は撮像装置２５０に備えられている撮像装置通信部２０９と二次電池２６０に備えられている二次電池通信部２１０を介し、二次電池２６０の認証するためのものである。

二次電池２６０の構成は以下の通りである。電池セル１０３は二次電池２６０の電池セルである。二次電池通信部２１０は撮像装置２５０に備えられている撮像装置通信部２０９と通信を行うためのものである。電池情報記憶部２１２は、撮像装置２５０が二次電池２６０を認証するための電池認証情報と、電池プロファイル記憶部２０４に記憶されている電池プロファイルの内のどれが二次電池２６０の電池残量検出に適するかという電池情報を持つためのものである。

電流量調整部２１３は、電流条件を変更して電池プロファイルを再判定する際に電流量を調整するためのものであり、負荷回路により構成される。動作検出部８０１は、制御部２０１に備えられている所定動作を検出するためのものである。電源ＳＷ８０２は、撮像装置２５０の電源を入れるためのものである。操作部８０３は、所定動作を行うためのものである。

操作部８０３の主な構成は以下のとおりである。モードダイアル８０４は、静止画モード、動画撮影モードの切り替えボタンである。動画撮影ボタン８０５は、動画撮影を開始するボタンである。ズームボタン８０６は、撮像装置の鏡筒をズームするボタンである。レリーズボタン８０７は、静止画を撮影するボタンである。

図３は、電池プロファイルが持つ二次電池放電電圧−時間特性のイメージ図である。実施形態１では、三種類の二次電池が撮像装置に接続されることを想定している。よって電池プロファイル記憶部２０４に記憶される電池プロファイルは電池プロファイル（ａ）、電池プロファイル（ｂ）、電池プロファイル（ｃ）の三種類である。

図３は、所定動作のひとつである撮像装置の動作モードが静止画撮影モード、かつユーザによるズーム操作等が無い状態での放電電圧−時間特性を表している。また、電池プロファイルの放電電圧−時間特性は所定動作に基づいた複数の放電条件下でモデリングされており、実施形態１ではその条件は３種類である。

具体的には、
放電条件１：撮像装置の動作モードが静止画撮影モード、かつユーザによるズーム操作等が無い状態
放電条件２：動画撮影モード、かつユーザによるズーム操作等が無い状態
放電条件３：静止画再生モード
の３種類である。

図４は、電池プロファイル記憶部２０４に記憶されている各電池プロファイルが、所定動作に基づいた複数の放電条件で放電特性がモデリングされている様子を示している。図５は、電池プロファイル記憶部２０４に記憶されている電池プロファイルのデータ構造を示している。電池残量検出部２０５は、電池セル１０３の電圧と、電池プロファイル記憶部２０４に記憶されている電池プロファイルを利用し、電池セル１０３の電池残量検出を行うものである。

次に、図１を用いて、実施形態１の撮像装置の電池残量検出の使用二次電池の電池プロファイル種類判定ルーチンの動作について説明する。電池の挿入後、ステップＳ１０１で制御部２０１は、制御変数等を初期化すると共に、撮像装置２５０各部の初期化処理を行い、ステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１０２では、電源ＳＷ８０２のＯＮ／ＯＦＦを判別し、電源ＳＷ８０２がＯＮになったらステップＳ１０３に移行し、ＯＦＦであればステップＳ１０２を繰り返す。

ステップＳ１０３では、二次電池通信部２１０及び、撮像装置通信部２０９を介し、撮像装置２５０に二次電池２６０の電池情報記憶部２１２に記憶されている電池認証情報を渡し認証確認する。二次電池２６０の認証ができた場合には、ステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３において二次電池２６０の電池認証時、電池情報記憶部２１２より取得した二次電池２６０の残量検出に適した電池プロファイルを選択し、残量検出部２０５に読み込ませる。

ステップＳ１０３において、二次電池２６０の電池認証を行えない場合には、ステップＳ１０５に移行する。ステップＳ１０５において、電池プロファイル記憶部２１２に格納されている複数の電池プロファイルを電池残量検出部２０５に読み込ませ、各電池プロファイル毎に残量検出を開始し、ステップＳ１０６に移行する。ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５において、電池残量検出を開始した各電池プロファイルの電池残量のうち、電池残量を最も少なく計算している電池プロファイルを暫定的に選択し、ステップＳ１０７に移行する。

ステップＳ１０７では所定時間待機しステップＳ１０８に移行する。ステップＳ１０８では動作モードの判定を行う。動作モードの判定は、動作検出部８０１によって行われる。ユーザがモードダイアル８０４の操作を行うことにより動作モードの切り替えが行われ、動作モードに応じ、以下のように遷移する。

ステップＳ１０８での動作モード判定の結果、動作モードが静止画撮影モードの場合はステップＳ１１２、動画撮影モードの場合はステップＳ１０９に移行した後ステップＳ１１０に移行する。ステップＳ１１０では、動作モードの変更があれば、動作検出部８０１により検出され、ステップＳ１０７に移行し、そうでない場合はステップＳ１１１に移行する。

ステップＳ１１１では、電源ＳＷ８０２がＯＮであればステップＳ１０９に移行し、ＯＦＦであればステップＳ１０２に移行する。ステップＳ１１４では、操作部８０３による所定動作が動作検出部８０１によって検出ができた場合にはステップＳ１１５に移行し電池セルの所定電圧検出を確認する。実施形態１では、所定動作を動作モードが静止画撮影モード、かつユーザの操作がない動作とし、動作検出部８０１によって動作検出を行う。

具体的には、ユーザの操作がない動作として、動画撮影ボタン８０５、ズームボタン８０６、レリーズボタン８０７等のユーザによる操作が行われない状態が挙げられる。所定動作の検出ができない場合にはステップＳ１０７に移行し、再び所定時間待機する。ステップＳ１１５では、電池電圧検出部２０２によって電池セルの電圧検出を行い、所定電圧を検出できたらステップＳ１１６に移行し、検出できない場合はステップＳ１０７に移行する。所定電圧は複数設けるものとし、電池残量１００％に設定される電池電圧から、０％に設定される電池電圧まで電池電圧値が１０等分となるように所定電圧値に設ける。

実施形態１では、電池残量１００％の電池電圧を４．２Ｖ、電池残量０％を３．２Ｖとし、４．１Ｖ， ４．０Ｖ，３．９Ｖ， ３．８Ｖ，３．７Ｖ， ３．６Ｖ， ３．５Ｖ， ３．４Ｖ， ３．３Ｖを所定電圧とする。電池電圧検出部２０２で検出された電池電圧を元に制御部２０１によって所定電圧検出を行う。ステップＳ１１６では、所定期間の電池電圧の傾きと、複数の電池プロファイルから得られる所定期間における電圧の傾きとを電池プロファイル判定値演算部２１４によって演算し、両者の差分を計算する。

計算式は下記のとおりである。
｜（所定期間の電池電圧の傾き）−（電池プロファイルから得られる所定期間における電圧の傾き）｜
この差分を電池プロファイル判定値とする。電池プロファイル判定値は、二次電池２６０と合致する電池プロファイルがある場合、０に近い値を取ることが考えられる。

図６は、電池プロファイル判定値を説明したものである。縦軸が電池電圧、横軸が時間を示す。図６（１）が所定期間の電池電圧の傾きを示しており、図６（２）は電池プロファイル（ａ）、図６（３）は電池プロファイル（ｂ）、図６（４）は電池プロファイル（ｃ）の所定期間の電圧の傾きと所定期間の電池電圧の傾きを重ねたものを示している。電池プロファイルと、電池電圧の放電特性が似ているほど傾きが近い値を取り、電池プロファイル判定値が０に近づく。

次に、電池プロファイル判定値が最も小さい電池プロファイルを電池プロファイル判定部２０６によって所定電圧における使用電池に近い電池プロファイルだと判定を行い、ステップＳ１１７に移行する。電池プロファイル判定は、ステップＳ１２４において、所定電圧を変更する毎に行われ、複数回電池プロファイル判定が行われる。

ステップＳ１１７では、ステップＳ１１６で得られた電池プロファイル判定値が、予め定められた電池プロファイル判定閾値以下にならない場合、もしくは最も小さい電池プロファイル判定値が複数存在する場合にはステップＳ１１８に移行する。電池プロファイル判定値が電池プロファイル判定閾値以下にならない場合に合致するプロファイルがないか、判定がうまく行えていない場合が考えられる。

そこで、電池プロファイル閾値を予め設定しておき、ステップＳ１１７において電池プロファイル閾値を超える場合は電池プロファイル再判定を行うことで判定精度をあげる。ステップＳ１１８では、電流量調整部２１３を使用して電流量を調整した後にステップＳ１１９に移行する。電流量の調整は、ステップＳ１１８での電池プロファイル再判定の際の電流条件に合わせて調整する。

実施形態１では、再判定時の電流条件を動画撮影時の電流量としているので、電流調整部２１３を利用して、電流量を電池プロファイルのモデリング時の放電条件２：動画撮影モード、かつユーザによるズーム操作等が無い状態での電流量に調整する。この電流量調整により、ステップＳ１１９での電池プロファイル判定条件をステップＳ１１６と異なる条件にでき、電池プロファイル判定精度を上げることが可能である。

ステップＳ１１９ではステップＳ１１６と同様の手順で電池プロファイル判定値を計算する。差分の最も小さくなる電池プロファイルを使用電池に近い電池プロファイルと判定し、ステップＳ１２０に移行する。ステップＳ１２０では、電池プロファイル選定部２０７によって、ステップＳ１１６及びステップＳ１１９において二次電池２６０の電池残量検出に利用すべき電池プロファイルであると判定される回数が、最も多い電池プロファイルを選定し、ステップＳ１２１に移行する。最も電池プロファイル判定回数が多い電池プロファイルが複数存在する場合、前回選定された電池プロファイルを選定するものとする。

図７は、ステップＳ１２０での電池プロファイル選定の例を表で示している。電池プロファイル記憶部に電池プロファイルは電池プロファイル（ａ）、電池プロファイル（ｂ）、電池プロファイル（ｃ）の三種類の電池プロファイルが記憶されており、電池プロファイルの選定は上記の電池プロファイルより行われる。まず、電池プロファイル判定が１回目の時、電池プロファイル選定部は最も判定回数の多い電池プロファイル（ａ）を選定する。

次に、電池プロファイル判定が２回目の時、最も判定回数の多い電池プロファイルは、電池プロファイル（ａ）、電池プロファイル（ｂ）の二つになり、電池プロファイル判定１回目に選定された電池プロファイル（ａ）が再度選定される。同様に、電池プロファイル判定毎に電池プロファイル判定回数が更新されていき、その回数に応じて、電池プロファイルが選定される。例では、５回目の電池プロファイル判定の時点で、３回電池プロファイル判定された電池プロファイル（ａ）が選定され、終了している。

ステップＳ１２１では、現在選択中の電池プロファイルとステップＳ１２０で選定された電池プロファイルが異なっていた場合、ステップＳ１２２に移行し、そうでない場合はステップＳ１２３に移行する。ステップＳ１２２では、電池残量表示部２０８に表示されている電池残量の検出に使用されている電池プロファイルと異なる電池プロファイルがステップＳ１２０において選定されていた場合に、電池プロファイルを切り替えることで適宜正確な電池残量表示を行う。

切り替え方法は、（現在選択中のプロファイルによる電池残量検出値）＞（切り替えたい電池プロファイルによる電池残量検出値）の場合、現在選択中の電池残量値を０．８倍にし、電池残量検出値が重なった時点で電池プロファイルを制御部２０１によって切り替える。

（現在選択中の電池プロファイルによる電池残量検出値）＜（切り替えたい電池プロファイルによる電池残量検出値）の場合、現在選択中の電池残量検出値の倍にし、電池残量検出値が重なった時点で電池プロファイルの切り替えを制御部２０１によって行う。ステップＳ１２３では、所定電圧が最も低い設定値であれば判定ルーチンは終了し、そうでない場合には、ステップＳ１２４に移行し所定電圧を変更した後に、ステップＳ１０７に移行する。

以上のような構成にすることによって二次電池の電池情報が取得できないような場合においても、正確に残量検出を行うことができる。

２５０ 撮像装置
２６０ 二次電池

Claims (2)

1. 二次電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、
   二次電池のあらかじめ定められた複数の放電条件での放電電圧−時間特性をモデリングした電池プロファイルを複数記憶する電池プロファイル記憶手段と、
   前記電池電圧検出手段により検出された二次電池の電池電圧及び前記電池プロファイル記憶部に記憶された電池プロファイルから、二次電池の電池残量を検出する電池残量検出手段と、
   前記電池残量検出手段によって検出された電池残量を表示する電池残量表示手段と、
   前記電池残量表示手段に電池残量を表示する際に前記電池残量検出手段による前記電池残量検出時に使用する電池プロファイルの切り替えを行う制御手段と、
   電池電圧と前記電池プロファイルから電池プロファイル判定値を演算する電池プロファイル判定値演算手段と、
   前記電池プロファイル判定値を基に、二次電池の電池残量検出に必要な電池プロファイルを判定する電池プロファイル判定手段と
   を有し、
   前記電池電圧検出手段による所定電圧検出、かつ、前記制御手段による所定動作検出が行われた際に、前記電池プロファイル判定値を前記電池プロファイル判定値演算手段により演算し、前記電池プロファイル判定手段により、前記電池プロファイル判定値の最も小さい電池プロファイルを電池残量検出に電池プロファイルを判定することを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記電池残量表示手段に表示する電池残量検出のパラメータに利用すべき電池プロファイルを選定する電池プロファイル選定手段と、
   前記所定電圧の変更を行う制御手段と
   をさらに有し、
   所定電圧を変更する毎に前記電池プロファイル判定を行い、複数の前記電池プロファイル判定結果から判定回数の多い前記電池プロファイルを前記電池残量表示手段に前記電池残量を表示する際、前記電池残量表示手段による前記電池残量検出に選定することを特徴とする撮像装置。