JP2018152976A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 不活性状態にある単３電池を装着した際に活性化ダミーロードを流さなくても、電池残量がないと誤判定してしまう可能性を削減する。
【解決手段】 単３電池が電子機器に装着された後、第一のバッテリーチェック及び第二のバッテリーチェックを行った後に、電池の開放電圧が所定電圧以上、かつ、電池の内部抵抗値が第１の所定値以上の時は、電池が不活性状態にあると判断し、最大降下予測電圧検出手段が検出した最大降下予測電圧値を残量表示に反映させず、電子機器が所定枚数撮影するまで第一のバッテリーチェックで検出した開放電圧値から残量表示を行う。
【選択図】 図１

Description

本発明は、単３電池のバッテリーチェックを行う電子機器に関する。

単３電池のバッテリーチェックは、電池に疑似的に負荷を一定時間接続し、この電池の両端の電圧降下を検出して行う方法が採られてきた。しかし、今日の電池は、環境保全対策の一環から以前の電池の様に有害な水銀化合物を含んでいないものが殆どであり。この種の電池は使用の初期（新しいもの）においては内部の物質が化学変化（一時的に酸化されている）を起してその内部抵抗が高くなっていることが判明した。なお、使用を続けることにより内部抵抗は除々に低くなって通常の状態となり、その後電池が消耗してくると再び内部抵抗は高くなる。

したがって、これまでのようなバッテリーチェック方法をそのまま適用したのでは、新しい電池で充分に能力があるにも拘らず内部抵抗が高いことから電池残量がないと判定され、カメラは再び新しい電池を要求するといった不都合が生じていた。

その問題を解決するために、特許文献１では、電池装着された際にバッテリーチェック動作の前に電池の使用初期時に生じている化学的性質を安定させるに充分な負荷（活性化ダミーロード）を与え、一時的に生じている化学的性質を安定させ、その後にバッテリーチェック動作を行うようにしている。特許文献１では、ステップ１５１〜１５３で活性化ダミーロードを行い、ステップ１５４〜１５６でバッテリーチェック用のダミーロードを行い、ステップ１５７で判定を行っている（特許文献１の図３参照）。

特開平６−２８１７１０号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、活性化ダミーロードにかなりの時間と量の負荷を与える必要がある。これらのことは、場合によって電池挿入から瞬間的な動作を必要とするカメラにおいて好ましくなく、電池装着時に毎回活性化ダミーロードを行うため電力の消費が著しく省エネという観点でも好ましくないという課題がある。

そこで、本発明は、不活性状態にある単３電池を装着した際に活性化ダミーロードを流さなくても、電池残量がないと誤判定してしまう可能性を削減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、電子機器であって、単３電池が装着された際に装着されたと判定する単３電池装着判定手段と、電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記電子機器に流れている電流を電流検出抵抗の両端電圧の差分から検出する電流検出手段と、電池に負荷を与えるために接続するダミーロード用抵抗と、ダミーロード用抵抗に電流を流すことをＯＮ−ＯＦＦするスイッチであるバッテリーチェックスイッチと、電池装着後に無負荷の状態で、電池の開放電圧と回路に流れる電流（無負荷時電流）を検出する第一のバッテリーチェック手段と、ダミーロード用抵抗を接続して一定時間通電させることにより電池の有負荷電圧と回路に流れる電流（有負荷時電流）を検出する第二のバッテリーチェック手段と、電池の内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段と、前記電子機器が動作する際の最大電流が流れた時に電池が降下する電圧を予測する最大降下予測電圧検出手段とを有し、最大降下予測電圧検出手段が検出した最大降下予測電圧値から残量表示を行い、電池が前記電子機器に装着された後、第一のバッテリーチェック及び第二のバッテリーチェックを行った後に、電池の開放電圧が所定電圧以上、かつ、電池の内部抵抗値が第１の所定値以上の時は、電池が不活性状態にあると判断し、最大降下予測電圧検出手段が検出した最大降下予測電圧値を残量表示に反映させずに、前記電子機器が所定枚数撮影するまで第一のバッテリーチェックで検出した開放電圧値から残量表示を行うことを特徴とする。

本発明によれば、不活性状態にある単３電池を装着した際に活性化ダミーロードを流さなくても、電池残量がないと誤判定してしまう可能性を削減することができる。

実施形態１における電子機器１００（例：カメラ）の構成要素を説明するためのブロック図 電子機器１００の残量表示 内部抵抗値検出手段２１０の具体的な計算例 電池が活性化状態にある時と不活性状態にある時の電池の残量表示の例 実施形態１における処理について示したフローチャート 電池の状態を判断するマトリクスの一例 活性化判断の後に条件を追加したフローチャート 電源をＯＦＦしてから一定時間以上経った場合のフローチャート

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］
まず、電子機器１００（例：カメラ）のバッテリーチェック手段２０１及び２０２と残量表示について詳細に説明する。

一般に単３電池の残量表示を行うには、まず、電子機器１００が無負荷時の電池の開放電圧とその際の回路電流（無負荷時電流）を検出する第一のバッテリーチェック２０１（無負荷ＢＣ）を行う。

次に、ダミーロード用抵抗２０６に一定時間接続することによって、電池の有負荷電圧とその際の回路電流（有負荷時電流）を検出する第二のバッテリーチェック２０１（有負荷ＢＣ）を行う。内部抵抗検出手段２１０が無負荷電流と有負荷電流の差分及び開放電圧と有負荷電圧の差分から計算される電池の内部抵抗値を検出する。

そして、最大降下予測電圧検出手段２１１が、検出された電池の内部抵抗値と電子機器１００が自らの記憶手段ＦＲＯＭ１０２などに記憶している動作最大電流値から、最大降下予測電圧値を検出する。

電子機器１００の残量表示は図２のように最大降下予測電圧値によって閾値を設けており、図２の例では開放電圧から６．５Ｖまではフル表示、６．５Ｖ〜５．５Ｖまではハーフ表示、５．５Ｖ〜５．０Ｖまでは点滅表示、５．０Ｖ未満は動作を禁止する。

図３に内部抵抗値検出手段２１０の具体的な計算例を示す。例えばダミーロード用抵抗２０６が０．５Ωの時、図３のように無負荷ＢＣの時に開放電圧が８Ｖ及び回路電流がほぼ０Ａで、有負荷ＢＣの時に有負荷電圧が６Ｖ及び回路電流が１Ａであった場合、
（８−６）Ｖ＝１Ａ×（０．５Ω＋電池の内部抵抗）より、
電池の内部抵抗は１．５Ωと検出することができる。

図４に電池が活性化状態にある時と不活性状態にある時の電池の残量表示の例を示す。

電子機器１００の記憶している最大電流値が２Ａの時に、新品で開放電圧が８．０Ｖの内部抵抗値＝０．５Ωの活性状態にある電池と、内部抵抗値＝１．５Ωの不活性状態にある電池を電子機器１００に装着した場合、内部抵抗値が０．５Ωの活性状態にある電池を装着すると最大降下予測電圧値は８Ｖ−（０．５Ω×２Ａ）＝７．０Ｖであり、液晶表示はフル表示となる。

内部抵抗値が１．５Ωの不活性状態にある電池を装着すると最大降下予測電圧値は８Ｖ−（１．５Ω×２Ａ）＝５．０Ｖであり、新品電池であるにも関わらず液晶表示は点滅表示もしくは動作禁止の状態となってしまう。実施形態１は、内部抵抗値が１．５Ωの不活性状態にある電池を装着しても液晶表示が点滅表示もしくは動作禁止の状態にならないように構成する。

図１は、実施形態１における電子機器１００の構成要素を説明するためのブロック図である。

カメラ制御部１０１は、例えばＣＰＵであり、電子機器１００が有する各構成要素の動作を制御する。カメラ制御部１０１は、カメラ内記憶手段１０２に記憶されている電子機器１００の各構成要素の動作プログラムを読み出し、ＤＲＡＭ１０３に展開し実行することにより、各構成要素に動作を行わせる。カメラ内記憶手段ＦＲＯＭ１０２は、例えば書き換え可能な不揮発性メモリであり、電子機器１００の各構成要素の動作プログラムに加え、各構成要素の動作に必要なパラメータや、後述する液晶表示部１１０に表示するＧＵＩ表示等の情報を記憶する。

各構成要素の動作に必要なパラメータには、例えば撮像画像の解像度（画素数）の情報等がある。ＤＲＡＭ１０３は、例えば書き換え可能な揮発性メモリであり、各構成要素での処理の過程における一時的なデータの格納場所として利用される。操作入力部１０４は、電子機器１００が備える、例えば不明示のレリーズスイッチや電源スイッチ等の、ユーザ入力インタフェースへの入力を管理する。例えばユーザによりレリーズスイッチが操作されると、操作入力部１０４はレリーズスイッチへの入力を検出し、カメラ制御部１０１へと撮像開始要求があったことを示す情報を伝送する。

光学系１０５は、例えば撮像レンズや合焦レンズや絞り等で構成されるレンズ群であり、後述する撮像部１０６が有する撮像素子に被写体像を結像する。また、カメラ制御部１０１は、不図示の測光部や焦点検出部の検出結果により、光学系１０５を駆動させ、ＡＥ／ＡＦ動作を行う。撮像部１０６は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサといった撮像素子であり、光学系１０５により撮像素子上に結像された被写体像を光電変換し、アナログ画像信号をＡ／Ｄ変換部１０７に出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０７は、入力されたアナログ画像信号に対し、Ａ／Ｄ変換を適用し、デジタル画像データを得る。画像処理部１０８は、Ａ／Ｄ変換部１０７で変換されたデジタル画像データに対し、カメラ内記憶手段１０２に記憶されている画像処理設定の情報に従い、様々な信号補正処理、画像処理、及び、圧縮処理を適用し、記録用の画像データを得る。記録媒体１０９は、例えば電子機器１００が有する内蔵メモリや、メモリカードやＨＤＤ等の着脱可能に接続される記録メディア等であり、記録用の画像データを記録する。

液晶表示部１１０は、例えば小型ＬＣＤ等の表示装置であり、Ａ／Ｄ変換部１０７が出力したデジタル画像データを逐次表示する（ライブビュー表示）ことにより、電子ビューファインダとして機能する。また、液晶表示部１１０は、例えば記録媒体１０９に記録された画像データを表示することも可能である。また、実施形態１においては、電池の残量表示を明示する装置である。

３０３は単３電池装着判定手段であり、単３電池３００が電子機器１００に装着されていることを判断する。押し込みスイッチなどでメカ的に判定しても良いし、電圧検出などで電気的に判定しても良い。

第一のバッテリーチェック手段２０１及び第二のバッテリーチェック手段２０２は電子機器１００の動作が保証できるように単３電池の残容量を検出する機能であり、上述の詳細説明通りである。電圧検出手段２０３は、カメラ制御部１０１内に含まれるＡ／Ｄ変換機能により電池電圧を読み取る。電流検出手段２０５は、電流検出抵抗２０４の両端電圧をＡ／Ｄ変換機能により電圧を読み取りその差分と電流検出抵抗２０４の抵抗値から回路に流れる電流を計算する。

バッテリーチェックスイッチ２０７は一般的なロードスイッチであり、カメラ制御部１０１の命令によりＯＮ−ＯＦＦし、ダミーロード用抵抗２０６に流れる電流を制御する。３００は単３電池ユニットを模式的に表したブロック図である。

単３電池ユニット３００は例えばバッテリーグリップなどで電子機器１００に接続され、電子機器１００への電力の供給は、電源端子３０１ｂ及び３０１ｃによって行われる。接点端子３０１ａは、単３電池装着判定手段と必要な信号を送受信するための信号接点である。 単３電池３００が電子機器１００に装着されると、電源端子３０１ｂ及び３０１ｃより電子機器１００の電源回路１１１に電力が供給され、電源回路１１１により電子機器１００内部に所定の電力が供給される。単３電池ユニット３００は、複数の電池セル３０２ａ、３０２ｂなどで構成されている。

図５は、実施形態１における処理について示したフローチャートである。Ｓ１０１で電池は電子機器１００に装着される。Ｓ１０２で第一のバッテリーチェック（無負荷ＢＣ）を行い、Ｓ１０３にて電池の開放電圧を検出する。Ｓ１０４で第二のバッテリーチェック（有負荷ＢＣ）を行い、カメラ制御部１０１がバッテリーチェックスイッチ２０７をＯＮし、ダミーロード抵抗２０６を接続する。

そして、Ｓ１０５において一定時間通電し、Ｓ１０６にて電池の有負荷電圧を検出したのち、Ｓ１０７においてバッテリーチェックスイッチ２０７をＯＦＦしダミーロード抵抗２０６を切り離す。ここまでが第二のバッテリーチェックである。

Ｓ１０８において第一、第二のバッテリーチェックの結果から電池の内部抵抗値を検出する。Ｓ１０９において、電池の内部抵抗値と電子機器１００が記憶している動作最大電流値から、最大降下予測電圧値を検出する。Ｓ１１０において、電池の活性化判断を行う。電池の開放電圧が所定電圧以上、かつ、電池の内部抵抗値が第１の所定値以上の時は電池は不活性状態にあると判断し、Ｓ１１１に進み、電子機器１００が所定枚数撮影されるまで第一のバッテリーチェックで検出した電池の開放電圧より残量表示を行う。

Ｓ１１０において、電池が活性化状態にあると判断された時はＳ１１２に進み、Ｓ１０９で検出した最大降下予測電圧値より残量表示を行う。そして、Ｓ１１３で電子機器１００の通常動作を行う。

これにより、負荷性状態にある電池を装着した際に、特許文献１のように活性化ダミーロードを行わずとも、液晶表示が点滅表示もしくは動作禁止の状態にならない。

実施形態１の活性化判断において不活性電池であると判断した場合、図５のフローチャートでは電子機器１００が所定枚数撮影されるまで第一のバッテリーチェックの結果で残量表示を行い、通常動作を行う。しかし、異常な電池が装着される場合のことを考慮しなければならない。

電池の内部抵抗が著しく大きい場合は、電池は異常状態にあると判断する必要がある。図６は電池の状態を判断するマトリクスの一例を表した図表である。

図６において、上述のＳ１１０における活性化判断で電池が不活性状態にあると判断する抵抗値を例えば１Ω以上とする場合、第１の所定値を１Ωと設定する。そして、例えば内部抵抗値が３Ω以上の場合を「異常電池」であると判断する場合、第２の所定値を３Ωと設定する。

また、内部抵抗値が第２の所定値まで達しなくとも、電子機器１００の動作最大電流によっては動作することができない場合が考えられる。その場合、最大降下予測電圧検出の結果を反映させる必要がある。

図７は、図５のＳ１１０活性化判断の後に条件を追加したフローチャートである。

Ｓ１１０にて開放電圧が所定電圧以上で、電池の内部抵抗値が第１の所定値以上であった場合、Ｓ２０１に進む。Ｓ２０１で内部抵抗値が第２の所定値以上であった場合、Ｓ２０６へ進み、異常な電池であると通知し、Ｓ２０７にて動作禁止の処理をする。Ｓ２０１で内部抵抗値が第２の所定値未満であった場合、Ｓ２０２へ進む。

Ｓ２０２において、最大降下予測電圧値を参照し、値が動作禁止レベルであった場合、Ｓ２０６へ進み、異常な電池であると通知し、Ｓ２０７にて動作禁止の処理をする。Ｓ２０２において、最大降下予測電圧値が動作禁止レベルになかった場合、Ｓ２０３へ進む。Ｓ２０３において、ユーザに電池が安定待ち中ということを通知する。

そしてＳ２０４へ進み、電子機器１００が所定枚数撮影されるまで第一のバッテリーチェックで検出した電池の開放電圧から残量表示を行い、Ｓ２０５で電子機器１００は通常動作を行う。

電子機器１００が通常動作を行った後、電池を挿入したまま電子機器１００の電源がＯＦＦされて長期間放置された場合、電池が不活性化状態になってしまう場合がある。この場合、活性化判断を行っても開放電圧が所定値以下である可能性が高く、上述の活性化判断では不活性であると判断できる可能性が低い。その場合、電池が装着されてから時間をカウントできる構成の電子機器１００において、電子機器１００が電源をＯＦＦしてから一定時間以上経った場合、電池が不活性であると判断することができる。

図８は、電源をＯＦＦしてから一定時間以上経った場合の条件を追加したフローチャートである。

Ｓ３０１で電池は電子機器１００に装着される。Ｓ３０２で電子機器１００は電池が装着された時間をカウントする。Ｓ３０３で電子機器１００は通常動作を行った後、電源をＯＦＦする。Ｓ３０４で電子機器１００は電源をＯＮする。Ｓ３０５で電子機器１００は第一、第二のバッテリーチェックを行う。Ｓ３０６で電源ＯＦＦしていた時間が一定期間以上あった場合、Ｓ３０８へ進み、所定枚数撮影されるまで第一のバッテリーチェック結果で残量を表示する。

Ｓ３０７で電源ＯＦＦしていた時間が一定期間以下だった場合、Ｓ３０７へ進み、電源ＯＦＦする前の電池残量と同じ残量を表示する。

以上説明したように、実施形態１によれば、不活性状態にある単３電池を装着した際に活性化ダミーロードを流さなくても、電池残量がないと誤判定してしまう可能性を削減することができる。

１００ 電子機器
１０１ カメラ制御部
２０３ 電圧検出手段
２０４ 電流検出抵抗
２０５ 電流検出手段
２０６ ダミーロード用抵抗
２０７ バッテリーチェックスイッチ
２１０ 内部抵抗検出手段
２１１ 最大降下予測電圧検出手段
２１２ 装着時間カウント手段
３００ 単３電池ユニット
３０３ 単３電池装着判定手段

Claims (5)

1. 電子機器であって、
   単３電池が装着された際に装着されたと判定する単３電池装着判定手段と、
   電池の電圧を検出する電池電圧検出手段と、
   前記電子機器に流れている電流を電流検出抵抗の両端電圧の差分から検出する電流検出手段と、
   電池に負荷を与えるために接続するダミーロード用抵抗と、
   ダミーロード用抵抗に電流を流すことをＯＮ−ＯＦＦするスイッチであるバッテリーチェックスイッチと、
   電池装着後に無負荷の状態で、電池の開放電圧と回路に流れる電流（無負荷時電流）を検出する第一のバッテリーチェック手段と、
   ダミーロード用抵抗を接続して一定時間通電させることにより電池の有負荷電圧と回路に流れる電流（有負荷時電流）を検出する第二のバッテリーチェック手段と、
   電池の内部抵抗を検出する内部抵抗検出手段と、
   前記電子機器が動作する際の最大電流が流れた時に電池が降下する電圧を予測する最大降下予測電圧検出手段と
   を有し、
   最大降下予測電圧検出手段が検出した最大降下予測電圧値から残量表示を行い、
   電池が前記電子機器に装着された後、第一のバッテリーチェック及び第二のバッテリーチェックを行った後に、電池の開放電圧が所定電圧以上、かつ、電池の内部抵抗値が第１の所定値以上の時は、電池が不活性状態にあると判断し、最大降下予測電圧検出手段が検出した最大降下予測電圧値を残量表示に反映させずに、前記電子機器が所定枚数撮影するまで第一のバッテリーチェックで検出した開放電圧値から残量表示を行うことを特徴とする電子機器。
2. 電池が活性化されていないと判断された時は、初期活性化が不十分であることを示す表示をすることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 電池が活性化されていないと判断された時に、内部抵抗値が第１の所定値よりさらに高い第２の所定値以上の際は、前記電子機器の動作を禁止し、異常電池であることをユーザに通知し動作禁止の処理をすることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
4. 第一のバッテリーチェックの結果から電池の開放電圧が所定電圧以上、かつ、電池の内部抵抗値が所定値以上で電池が不活性状態にあると判断した時に、最大降下予測電圧値が動作禁止レベルにある時は、動作禁止の処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
5. 電池が装着されてからの時間をカウントする電池装着時間カウント手段をさらに有し、
   前記電子機器の電源がＯＦＦされた後に単３電池が挿入されたまま所定時間経った場合は電池が活性化されていないと判断し、所定枚数撮影される間、電源ＯＦＦする前の電池残量と同じ表示を行うことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。