JP3216032B2 - 電源装置、携帯型機器およびこれらの取付完了表示方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は本体に電池を内蔵し機器
に取り付けて使用する電源装置、携帯型機器およびこれ
らの取付完了表示方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、携帯型ビデオカメラや携帯型
コンピュータに用いられる電源装置としての残量表示付
き電池パックにはつぎに示すものがあった。図１０は従
来の電池パックの電気的構成を示した回路図である。１
０１はＡ／Ｄ変換１０２を内蔵したワンチップＣＰＵ、
１０３は電池の放電また充電電流を測定するための抵抗
器、１０４は電池（組電池）、１０５は電池１０４の表
面温度を測るためのサーミスタ、１０６は電池１０４の
残量を表示するためのＬＥＤで残量に応じて点灯する数
を変化させ、例えば残量が２０％のときには１個のＬＥ
Ｄを点灯させ、１００％のときには５個のＬＥＤを点灯
させる。１０７は残量表示を開始するボタンスイッチで
１回押すことによりＬＥＤ１０６は約３秒間点灯し、そ
の後消灯する。１０８は機器に接続される電池パックの
＋端子、１０９は同じく機器に接続される−端子であ
る。残量の積算では、ＣＰＵ１０１は電池１０４の初期
の容量をあらかじめ記憶しておき、抵抗器１０３の両端
の電圧から充電電流あるいは放電電流を求め、容量の加
減算を行なう。例えば、抵抗値Ｒを有する抵抗器１０３
の両端の電圧をａ、ｂとすると、ａ、ｂ間の電圧をＡ／
Ｄ変換器１０２により測定し（このとき電圧ｂは電池電
圧となる）、ａ−ｂ＜０なら放電中、ａ−ｂ＞０なら充
電中とみなし、抵抗器１０３の両端の電圧から現在流れ
ている電流値を数式１により算出する。

【０００３】

【数１】充電電流または放電電流＝（｜ａ−ｂ｜／抵抗
値Ｒ）×効率 ここで、充電及び放電の効率はあらかじめ温度に応じた
値に決められている。電池１０４の温度はサーミスタ１
０５によって電圧として検出され、Ａ／Ｄ変換器１０２
によってＣＰＵ１０１が取り扱えるディジタル値に変換
される。

【０００４】数式１を用いて逐次算出される単位時間あ
たりの電流値は初期の容量に対して充電時に加算、放電
時に減算される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電池パックでは機器に取り付けたときに、きちんと機器
に取り付けられたか否かを判別できなかった。また一方
では、使用者が電池使用前に残量を知りたいときには残
量表示用のボタンスイッチ１０７を押し、確認後使用す
ることになるので面倒であった。また、残量表示のため
にＬＥＤ１０６を点灯させたままにすると使用していな
いときでも電池が消耗してしまうことになる。さらに、
ＬＥＤ１０６が１つも点灯しないときには、電池の容量
切れなのか故障中なのかがわからなく不便であった。

【０００６】そこで、本発明は機器に取り付けて使用す
る際に取り付け完了を容易に知ることができる電源装
置、携帯型機器およびこれらの取付完了表示方法を提供
することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の電源装置は、本体に電池を内蔵し、機器に取り付けて
使用する電源装置において、前記電池の残量を検出する
検出手段と、前記本体が前記機器に取り付けられたこと
を検知する検知手段と、前記検知手段により前記本体が
前記機器に取り付けられたことが検知されたときに、前
記電池を使って取り付け完了を所定時間表示する表示手
段とを備え、前記取り付け完了として前記検出した残量
を表示することを特徴とする。請求項２に記載の電源装
置は、請求項１に係る電源装置において前記検知手段
は、前記機器から出力される表示を指示する信号を受信
することにより前記本体が前記機器に取り付けられたこ
とを検知することを特徴とする。請求項３に記載の電源
装置は、請求項１に係る電源装置において前記電池の残
量の表示を指示する指示手段を更に有し、前記表示手段
は、前記指示手段の指示に基づき、前記残量を所定時間
表示することを特徴とする。請求項４に記載の携帯型機
器は、第１の筐体と第２の筐体とからなる携帯型機器で
あって、前記第１の筐体は、電池、第１の送信手段、第
１の受信手段、及び表示手段を有し、前記第２の筐体
は、電気回路、判断手段、第２の送信手段、及び第２の
受信手段を有し、前記第１の送信手段は、電池の状態情
報を前記第２の受信手段に送信し、前記判断手段は、前
記第２の受信手段で受信した前記電池の状態情報に基づ
き、前記第１の筐体内に含まれる構成の故障の有無を判
断し、前記判断手段の判断の結果、故障が無いと判断し
た場合、前記第２の送信手段は、前記第１の受信手段
に、前記表示手段の表示を行わせるためのデータを送信
し、前記表示手段は、前記第１の受信手段で受信したデ
ータに基づき、表示を行うことを特徴とする。請求項５
に記載の携帯型機器では、請求項４に係る携帯型機器に
おいて前記第１の筐体は、前記電池の残量を検出する検
出手段と、前記検出した残量の表示を指示する指示手段
とを更に有し、前記指示手段の指示に基づき、前記表示
手段に前記検出した残量を所定時間表示することを特徴
とする。請求項６に記載の携帯型機器では、請求項５に
係る携帯型機器において前記表示手段は、複数の発光ダ
イオードからなり、点灯する発光ダイオードの数により
前記残量を表示することを特徴とする。請求項７に記載
の携帯型機器では、請求項６に係る携帯型機器において
前記第１の筐体は、前記電池に接続された抵抗に流れる
電流の向きを検出する方向検出手段を更に有し、前記検
出手段は、前記方向検出手段で検出した方向に基づき、
前記電池の残量を検出することを特徴とする。請求項８
に記載の電源装置の取付完了表示方法は、本体に電池を
内蔵し、機器に取り付けて使用する電源装置の取付完了
表示方法において、前記本体が前記機器に取り付けられ
たことを検知し、前記本体が前記機器に取り付けられた
ことが検知されたときに、前記電池を使って残量検出手
段で検出した前記電池の残量を所定時間表示することに
より取り付け完了を表示することを特徴とする。請求項
９に記載の電源装置の取付完了表示方法は、請求項８に
係る電源装置の取付完了表示方法において前記検知は、
前記機器から表示を指示する信号を受信することにより
前記本体が前記機器に取り付けられたことを検知するこ
とを特徴とする。請求項１０に記載の電源装置の取付完
了表示方法は、請求項８に係る電源装置の取付完了表示
方法において前記電池の残量の表示を指示し、該指示に
基づき、前記残量を所定時間表示することを特徴とす
る。請求項１１に記載の携帯型機器の取付完了表示方法
は、電池が内蔵された第１の筐体を第２の筐体に取り付
けて使用する携帯型機器の取付完了表示方法において、
前記電池の状態情報を前記第１の筐体から前記第２の筐
体に送信し、受信した前記電池の状態情報に基づき、前
記第２の筐体では前記第１の筐体内に含まれる構成の故
障の有無を判断し、該判断の結果、故障が無いと判断し
た場合、表示を行わせるためのデータを前記第２の筐体
から前記第１の筐体に送信し、該第１の筐体では、受信
した前記データに基づき、表示を行うことを特徴とす
る。請求項１２に記載の携帯型機器の取付完了表示方法
は、請求項１１に係る携帯型機器の取付完了表示方法に
おいて前記第１の筐体では、前記電池の残量を検出し、
該検出した残量の表示を指示し、該指示に基づき、前記
検出した残量を所定時間表示することを特徴とする。請
求項１３に記載の携帯型機器の取付完了表示方法は、請
求項１２に係る携帯型機器の取付完了表示方法において
点灯する発光ダイオードの数により前記残量を表示する
ことを特徴とする。請求項１４に記載の携帯型機器の取
付完了表示方法は、請求項１３に係る携帯型機器の取付
完了表示方法において前記第１の筐体では、前記電池に
接続された抵抗に流れる電流の向きを検出し、該検出し
た方向に基づき、前記電池の残量を検出することを特徴
とする。

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【作用】本発明の請求項１に記載の電源装置は、本体に
電池を内蔵し、機器に取り付けて使用する際、検出手段
により前記電池の残量を検出し、検知手段により前記本
体が前記機器に取り付けられたことを検知し、前記本体
が前記機器に取り付けられたことが検知されたときに、
前記電池を使って表示手段により取り付け完了として前
記検出した残量を所定時間表示する。請求項２に記載の
電源装置では、前記検知手段は、前記機器から出力され
る表示を指示する信号を受信することにより前記本体が
前記機器に取り付けられたことを検知する。請求項３に
記載の電源装置では、指示手段により前記電池の残量の
表示を指示し、前記表示手段は、前記指示手段の指示に
基づき、前記残量を所定時間表示する。請求項４に記載
の携帯型機器では、前記第１の送信手段は、電池の状態
情報を前記第２の受信手段に送信し、前記判断手段は、
前記第２の受信手段で受信した前記電池の状態情報に基
づき、前記第１の筐体内に含まれる構成の故障の有無を
判断し、前記判断手段の判断の結果、故障が無いと判断
した場合、前記第２の送信手段は、前記第１の受信手段
に、前記表示手段の表示を行わせるためのデータを送信
し、前記表示手段は、前記第１の受信手段で受信したデ
ータに基づき、表示を行う。請求項５に記載の携帯型機
器では、検出手段により前記電池の残量を検出し、指示
手段により前記検出した残量の表示を指示し、前記指示
手段の指示に基づき、前記表示手段に前記検出した残量
を所定時間表示する。請求項６に記載の携帯型機器で
は、前記表示手段は、点灯する発光ダイオードの数によ
り前記残量を表示する。請求項７に記載の携帯型機器で
は、方向検出手段により前記電池に接続された抵抗に流
れる電流の向きを検出し、前記検出手段は、前記方向検
出手段で検出した方向に基づき、前記電池の残量を検出
する。

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【実施例】つぎに、本発明の電源装置、携帯型機器およ
びこれらの取付完了表示方法の実施例について説明す
る。本実施例の電源装置は電池パックに適用される。

【００１８】［第１実施例］図１は電池パック２０の電
気的構成を示す回路図である。１はＡ／Ｄ変換器２を内
蔵したワンチップＣＰＵ、３は電池４の充電また放電電
流を測定するための抵抗器であり、本実施例においては
０．０２Ωである。４は５本のニッカド（ＮｉＣｄ）電
池を直列に接続した電池、５は電池４の表面温度を測る
ためのサーミスタ、６は電池４の残容量を表示するため
のＬＥＤで、０％〜２０％の残容量で１個のＬＥＤ６を
点灯させ、８０％〜１００％の残容量で５個全部のＬＥ
Ｄ６を点灯させる。７は残量表示を開始するボタンスイ
ッチで１回押すことによりＬＥＤ６は約３秒間点灯し、
その後消灯する。８は機器２１に接続され電力を供給す
る電池パックの＋端子、９は機器２１に接続される−端
子、１０および１１はそれぞれ電池パック２０の電池状
態情報を通信するためのデータ信号（レディ信号）のデ
ータ端子とクロック信号のクロック端子、１２は残量表
示の開始を指示するＬＥＤＯＮ信号である。１３はデー
タ信号を送信するためのオープンコレクタのドライバで
ある。電池パック２０が取り付けられる機器２１におい
て、１４はレディ信号を送信するためのオープンコレク
タのドライバである。１５はＡ／Ｄ変換器１６を内蔵し
たワンチップＣＰＵである。ＣＰＵ１５は電池４の残量
の積算、電池電圧および電池温度の値を記憶する。

【００１９】残量の積算は従来と同様の技術手段によっ
て演算される。即ち、ＣＰＵ１は電池４の初期の容量、
すなわち最大容量をあらかじめＣＰＵ１に記憶し、抵抗
器３の両端の電圧から充電電流あるいは放電電流を求
め、容量の加減算を行なう。例えば、抵抗値Ｒを有する
抵抗器３の両端の電圧をａ、ｂとすると、ａ，ｂ間の電
圧をＡ／Ｄ変換器２により測定し（このとき電圧ｂは電
池電圧となる）、ａ−ｂ＜０なら放電中、ａ−ｂ＞０な
ら充電中とみなし、抵抗器３の両端の電圧から現在流れ
ている電流値を前述の数式１により算出する。電池４の
温度はサーミスタ５によって電圧として検出され、Ａ／
Ｄ変換器２によってＣＰＵ１が取り扱えるディジタル値
に変換される。数式１を用いて逐次算出される単位時間
あたりの電流値は初期の容量に対して充電時に加算、放
電時に減算される。

【００２０】つぎに、電池パック２０と機器２１の間に
て行なわれる通信について説明する。図２は６バイト
（ブロック）のデータ転送タイミングを示す説明図であ
る。図３は１バイトのデータ転送のタイミングを示す説
明図である。機器２１側のＣＰＵ１５はドライバ１４を
介してレディ信号を一定時間ローレベルにし、その後ハ
イレベルに戻す。電池パック２０側のＣＰＵ１はレディ
信号のローレベルを検出するとＣＰＵ１５がデータを受
け取る準備ができたとみなし、クロック信号の立ち下が
りエッジに同期してデータをドライバ１３を介してデー
タ端子１０から出力する。このデータの送信はＬＳＢか
らＭＳＢまでの８ビットを出力することにより行なわれ
る。ＣＰＵ１５はＣＰＵ１から送信されたデータをクロ
ック信号の立ち上がりエッジに同期して取り込む（図３
参照）。図３に示した１バイトのデータ転送を６回繰り
返すことにより６バイトのデータ転送が実現する。

【００２１】図４は転送データのデータフォーマットを
示す説明図である。Ｄ７はストップビット、Ｄ６は奇数
パリティ、Ｄ５〜Ｄ２はデータ、Ｄ１は最終データ表示
ビット、Ｄ０は先頭データ表示ビットである。先頭デー
タ表示ビットには、転送データの先頭バイトのときに
“１”が入り、最終データ表示ビットには転送データの
最終バイトのときに“１”が入る。

【００２２】図５は転送データ列を示す説明図である。
先頭バイトから順に残量データ下位４ビット、残量デー
タ上位４ビット、電池電圧下位４ビット、電池電圧上位
４ビット、電池温度下位４ビット、電池電圧上位４ビッ
トのデータが保持されている。残量データは２バイト
（８ビット）構成で０〜１００％、電池電圧データは２
バイト（８ビット）構成で０〜１０．２４Ｖ、電池温度
データは２バイト（８ビット）構成で−５〜７１．８℃
の範囲をそれぞれ示す。

【００２３】つぎに、使用者が電池パック２０を機器２
１に接続して残量を確認する手順を説明する。図６はＣ
ＰＵ１５によって実行される通信制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。ＣＰＵ１５はＡ／Ｄ変換器１６を
用いて＋端子８の電池電圧Ｖを読み込む（ステップＳ
１）。読み込んだ電池電圧Ｖが０Ｖを越えているか否か
を判別し（ステップＳ２）、越えている場合、電池パッ
ク２０が機器２１に接続されたことをＣＰＵ１５は認識
してステップＳ３の処理に移行する。電池電圧が０Ｖ以
下である場合は以後何もすることなく本ルーチンを終了
する。つづいて、ＣＰＵ１５は前述したようにレディ信
号を送出してデータの受入れ準備をする（ステップＳ
３）。ＣＰＵ１５はＣＰＵ１から送られてくる電池４の
残量、電池電圧、電池温度データを読み込む（ステップ
Ｓ４）。つぎに、ＣＰＵ１５は予めステップＳ１におい
てＡ／Ｄ変換器１６によって読み込まれた電池電圧Ｖと
通信によって得られた電池電圧のデータを比較し（ステ
ップＳ５）、等しければＬＥＤＯＮ信号を送出する（ス
テップＳ６）。ＬＥＤＯＮ信号を受けたＣＰＵ１は、ボ
タンスイッチ７が押されたときと同様にＬＥＤ６を３秒
間点灯させる。

【００２４】図７はＣＰＵ１が実行する通信制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。本ルーチンは図６に示
したＣＰＵ１５による通信制御ルーチンとコミュニケー
ションをとりながら実行されるものである。電池パック
２０が機器２１に取り付けられると、ＣＰＵ１はＲｅａ
ｄｙ信号がハイレベルからローレベルになるのを待ち
（ステップＳ１１）、Ｒｅａｄｙ信号がローレベルにな
ると、ＣＰＵ１はドライバ１３を介してデータ端子１０
から機器２１側に電池の残量、電池電圧、電池温度のデ
ータを出力する（ステップＳ１２）。

【００２５】つづいて、ＣＰＵ１５からＬＥＤＯＮ信号
が送信されるのを所定時間待ち続け（ステップＳ１
３）、所定時間経過しても、ＣＰＵ１５からＬＥＤＯＮ
信号が送信されてこないときはそのまま本ルーチン終了
し、ＬＥＤＯＮ信号が送信されてきたときは該当するＬ
ＥＤ６を点灯する（ステップＳ１４）。

【００２６】このように本実施例の電池パック２０で
は、電池パックを機器に取り付けることで自動的に残量
表示をする。しかも、所定時間（３秒）だけ自動的に表
示させることで、従来の電池パックのように使用者が電
池使用前に残量表示用のボタンスイッチを押して残量を
確認したり、常時ＬＥＤ表示を点灯させたままにして電
池を消耗させたりすることがなくなる。また、ＬＥＤが
１つも点灯しないときには、電池容量切れなのか故障中
かがわからなく不便であったが、ＬＥＤが点灯しないと
きは故障中と即座に判別できる。

【００２７】なお、本実施例ではＬＥＤＯＮ信号が送信
されない、すなわち故障中と判断されたときに、ＣＰＵ
１はＬＥＤ６を消灯したままで故障であることを報知し
ているが、消灯の代わりにＬＥＤ６を点滅表示させても
よい。

【００２８】［第２実施例］つぎに、第２実施例の電源
装置としての電池パックについて説明する。図８は第２
実施例の電池パック２０および機器２１の電気的構成を
示す回路図である。前記第１実施例と同一の構成要素に
ついては同一の番号が付されている。

【００２９】図において、１は８ビットのＡ／Ｄ変換器
２を内蔵したワンチップＣＰＵ、３は電池４の充電また
放電電流を測定するための抵抗器であり、本実施例にお
いては０．０２Ωである。１７は抵抗器３のａ点の電圧
を増幅する反転増幅器であり、本実施例において約８０
倍の増幅度である。１８は抵抗器３のａ点の電圧を増幅
する非反転増幅器であり、本実施例においては約８０倍
の増幅度である。

【００３０】４は５本のニッカド（ＮｉＣｄ）電池を直
列に接続した電池、５は電池４の表面温度を測るための
サーミスタ、６は電池４の容量を表示するためのＬＥＤ
で、０％〜１９％の容量で１個のＬＥＤ６を点灯させ、
８０％〜１００％の容量で５個全部のＬＥＤ６を点灯さ
せる。７は残量表示を開始するボタンスイッチで１回押
すことによりＬＥＤ６は約３秒間点灯し、その後消灯す
る。８は機器２１に接続され電力を供給する電池パック
の＋端子、９は機器２１に接続される−端子、１０およ
び１１はそれぞれ電池パック２０の電池状態情報を機器
２１に通信するためのデータ信号（レディ信号）のデー
タ端子とクロック信号のクロック端子で、機器２１がサ
スペンド（一時停止）またはオフ状態のときにその動作
モードを電池パック２０に通信するためのデータ信号
（レディ信号）のデータ端子とクロック信号のクロック
端子である。

【００３１】１２は残量表示の開始を指示するＬＥＤＯ
Ｎ信号である。１３はデータ信号を送信するためのオー
プンコレクタのドライバである。電池パック２０が取り
付けられる機器２１において、１４はレディ信号を送信
するためのオープンコレクタのドライバである。２３は
クロック信号を送信するためのオープンコレクタのドラ
イバである。２２は機器２１の動作モードを表す信号を
送信するためのオープンコレクタのドライバである。

【００３２】１５はＡ／Ｄ変換器１６を内蔵したワンチ
ップＣＰＵである。ＣＰＵ１５は電池４の残量の積算
値、電池電圧および電池温度の値を記憶し、充電および
放電の制御を行う。

【００３３】３８は整流平滑回路であり、ＡＣ１００Ｖ
をＤＣ１０Ｖに変換する。３７は定電圧回路であり、整
流平滑回路３８の出力（１０Ｖ）とニッカド電池４の電
圧（６Ｖ）の高い方から電力の供給を受ける。例えば、
電池パック２０のみが接続されているときには電池パッ
ク２０から電力の供給を受け、ＡＣ１００Ｖのみあるい
はＡＣ１００Ｖと電池パック２０の両方が接続されてい
るときはＡＣ１００Ｖから電力の供給を受ける。

【００３４】定電圧回路３７は機器２１内のＣＰＵ１５
や内部回路に電源電圧５Ｖを供給し、ＡＣ１００Ｖおよ
び電池パック２０の両方が接続されているときには定電
流回路２４に１０Ｖを供給する。

【００３５】ＣＰＵ１５はＡＣ１００Ｖと電池パック２
０が接続されていないとき、動作を停止しており、ＡＣ
１００Ｖと電池パック２０が接続されると、前述の方法
により電源電圧５Ｖの供給を受け、ＲＯＭ３４に格納さ
れた後述する通信制御ルーチンを実行し、ＣＰＵ１と通
信を開始する。そして、電池パック２０が機器２１に接
続されたことを使用者に報告する。

【００３６】２４は電池４に充電電流を供給する定電流
回路、２５は定電流回路２４からの供給電流をオンオフ
するスイッチ回路、２６は電池４の放電を制御するスイ
ッチ回路、２７は電池４を放電する放電抵抗である。３
４はＲＯＭ、３５はＲＡＭ、３６は液晶駆動回路であ
る。

【００３７】充電の開始および停止は後述の方法により
行われる。即ち、ＣＰＵ１５は電池パック２０とＡＣ１
００Ｖが接続されると、充電処理のプログラムをＲＯＭ
３４から読み出して実行する。図９はＣＰＵ１５によっ
て実行される充電処理ルーチンを示すフローチャートで
ある。ＣＰＵ１５は充電命令を受けると、ドライバ１４
を介してレディ信号をハイレベルからローレベルにして
送出する（ステップＳ２１）。レディ信号がローレベル
になると、ＣＰＵ１はドライバ１３を介してデータ端子
１０から機器２１側に電池の残量、電池電圧、電池温度
のデータを出力するので、ＣＰＵ１５はこれらのデータ
を読み込む（ステップＳ２２）。

【００３８】続いて、ＣＰＵ１５は電池残量が８０％以
上であるか否かを判別し（ステップＳ２３）、電池残量
が８０％以上のときには本ルーチンを終了する。また、
８０％未満であるときは電池残量が３０％未満であるか
否かを判別する（ステップＳ２４）。３０％未満である
ときは電池４を放電した（ステップＳ２５）後に、充電
して（ステップＳ２６）本ルーチンを終了する。一方、
電池残量が３０％以上であるときはそのまま電池４を充
電して（ステップＳ２６）本ルーチンを終了する。

【００３９】電池４の放電はＣＰＵ１５がスイッチ回路
２６をオンすることにより開始され、電池パック２０と
の通信で得られる電池容量がほぼ０％になるとＣＰＵ１
５がスイッチ回路２６をオフすることにより停止する。
電池４の充電はＣＰＵ１５がスイッチ回路２５をオンす
ることにより開始され、電池パック２０との通信で得ら
れる電池電圧が△Ｖ＝−６０ｍＶ（すなわち、充電によ
り順次電圧が上昇して行き、最大電圧から６０ｍＶ低下
したとき）になるとＣＰＵ１５がスイッチ回路２５をオ
フすることにより停止する。

【００４０】残量の積算は後述の方法により演算され
る。即ち、ＣＰＵ１は電池４の初期容量、即ち最大容量
をあらかじめＣＰＵ１に記憶し、決められた時間毎に抵
抗器３の両端の電圧から充電電流あるいは放電電流を求
め、これらの電流と決められた時間の積から充電容量あ
るいは放電容量を求め、容量の加減算を行う。例えば、
本実施例の電池パック２０の放電可能電流値は０〜３．
１Ａであり、充電可能電流値は０〜１．２Ａである。

【００４１】そこで、２５ｍＡ〜３．１Ａの電流値にお
いてはＡ／Ｄ変換器２によって検出された電流値を残量
積算のための演算に用い、０〜２４ｍＡの電流値におい
てはデータ端子１０とクロック端子１１の状態によって
定められた電流値を残量積算のための演算に用いる。

【００４２】まず、Ａ／Ｄ変換器２によって検出される
電流を基に電池残量を積算する方法について説明する。
０．０２Ωの抵抗器３に流れる１２．５ｍＡ〜３．１２
５Ａの電流の変化は０．２５ｍＶ〜６２．５ｍＶの電圧
の変化（ａ点の電圧）に変換される。つぎに、反転増幅
器１７または非反転増幅器１８により８０倍に増幅さ
れ、２０ｍＶ〜５．０Ｖ（ｂまたはｃの電圧）の変化と
なる。本実施例で用いられるＡ／Ｄ変換器２は０〜５Ｖ
の範囲を８ビットで分解する能力を持っているので、１
ビット当たり約２０ｍＶの検出が可能である。この約２
０ｍＶの電圧は抵抗器３に流れる電流に換算すると１
２．５ｍＡに相当するが、Ａ／Ｄ変換器２の最小の１ビ
ット（ＬＳＢ）には誤差が含まれるので、検出最小電流
は２ビット分、つまり２５ｍＡである。ＣＰＵ１は２５
ｍＡ以上の電流を検出すると、電池４が充電または放電
状態にあることを認識する。

【００４３】ＣＰＵ１は電池４の初期容量をあらかじめ
図示しない内部のＲＯＭに記憶し、抵抗器３の電圧から
充電電流あるいは放電電流を求め、求めた電流値から単
位時間当たりの電流値に変換し、電池４の残存容量に対
して充電時に加算、放電時に減算を行う。例えば、抵抗
器３のａ点の電圧を反転増幅器１７、非反転増幅器１８
により増幅し、Ａ／Ｄ変換器２により変換する。反転増
幅器１７の出力値をｂ、非反転増幅器１８の出力値をｃ
とすると、ｂ＞０であるとき充電中、ｃ＞０であるとき
放電中とみなす。充電中のときは出力値ｂのＡ／Ｄ変換
器２の値により、放電中のときは出力値ｃのＡ／Ｄ変換
器２の値により、数式２を用いて充電電流または放電電
流を算出し、ＣＰＵ１はディジタル値を得る。

【００４４】

【数２】充電または放電電流＝ｂまたはｃの電圧／抵抗
値Ｒ×効率 ここで、充電および放電の効率はあらかじめ温度に応じ
た値に決められている。電池４の温度はサーミスタ５に
よって電圧として検出され、Ａ／Ｄ変換器２によってＣ
ＰＵ１が取り扱えるディジタル値に変換される。ＣＰＵ
１は充電または放電電流を得ると、数式３から充電また
は放電容量を算出する。

【００４５】

【数３】充電または放電容量＝充電または放電電流×サ
ンプリング時間 ここで、サンプリング時間は予め定められ、本実施例で
は１ｍＳである。サンプリング時間毎の充電または放電
容量を逐次増減算することにより電池４の残量を求め
る。また、ＣＰＵ１は抵抗器３のａ点の電圧から求めた
電流が充電中とみなされた場合、電池残量に応じた数だ
けＬＥＤ６を充電中とみなされている間、点灯し、抵抗
器３のａ点の電圧から求めた電流が放電中とみなされ、
容量が０〜１９％の範囲になるとＬＥＤ６のＬＥＤを１
個自動的に点灯する。

【００４６】さらに、ＣＰＵ１５は液晶駆動回路３６に
信号を送出すると同時にＬＥＤＯＮ信号を送出する。Ｌ
ＥＤＯＮ信号を受けたＣＰＵ１はボタンスイッチ７が押
されたときと同様にＬＥＤ６を点灯させる。

【００４７】つぎに、Ａ／Ｄ変換器２で検出できない微
小電流の場合における電池残量の積算方法を説明する。
本実施例ではＡ／Ｄ変換器２で検出できない機器２１の
動作状態はサスペンド状態とオフ状態の２種類ある。電
池４はサスペンド状態では７ｍＡ、オフ状態では３ｍＡ
を消費する。ＣＰＵ１はＡ／Ｄ変換器２によって電流の
充放電が検出されないときには後述するデータ端子１０
とクロック端子１１の状態によって機器２１がサスペン
ド状態またはオフ状態であることを検出する。機器２１
がサスペンド状態のときには７ｍＡ、オフ状態のときに
は３ｍＡの単位時間当たりの電流値を残存容量から減算
する。

【００４８】つぎに、電池パック２０と機器２１の間に
て行なわれる通信について説明する。機器２１がサスペ
ンド状態になると機器２１側のＣＰＵ１５はドライバ１
４を介してレディ信号をハイレベルにし、ドライバ２２
を介してクロック信号をローレベルにする。ＣＰＵ１は
データ端子１０とクロック端子１１の状態を取り込む。
機器２１がオフ状態になると、機器２１側のＣＰＵ１５
はドライバ１４を介してレディ信号をハイレベルにし、
ドライバ２２を介してクロック信号をハイレベルにす
る。ＣＰＵ１はデータ端子１０とクロック端子１１の状
態を取り込む。

【００４９】機器２１が充電、放電および動作状態にな
る場合を示す。前記第１実施例と同様に図２は６バイト
（ブロック）のデータ転送タイミングを示す説明図であ
る。同様に図３は１バイトのデータ転送のタイミングを
示す説明図である。機器２１側のＣＰＵ１５はドライバ
１４を介してレディ信号を一定時間ローレベルにし、そ
の後ハイレベルに戻す。電池パック２０側のＣＰＵ１は
レディ信号のローレベルを検出するとＣＰＵ１５がデー
タを受け取る準備ができたとみなし、クロック信号の立
ち下がりエッジに同期してデータをドライバ１３を介し
てデータ端子１０から出力する。このデータの送信はＬ
ＳＢからＭＳＢまでの８ビットを出力することにより行
なわれる。ＣＰＵ１５はＣＰＵ１から送信されたデータ
をクロック信号の立ち上がりエッジに同期して取り込む
（図３参照）。図３に示した１バイトのデータ転送を６
回繰り返すことにより６バイトのデータ転送が実現す
る。

【００５０】また、前記第１実施例と同様に、図４は転
送データのデータフォーマットを示す説明図である。Ｄ
７はストップビット、Ｄ６は奇数パリティ、Ｄ５〜Ｄ２
はデータ、Ｄ１は最終データ表示ビット、Ｄ０は先頭デ
ータ表示ビットである。先頭データ表示ビットには、転
送データの先頭バイトのときに“１”が入り、最終デー
タ表示ビットには転送データの最終バイトのときに
“１”が入る。

【００５１】前記第１実施例と同様に図５は転送データ
列を示す説明図である。先頭バイトから順に残量データ
下位４ビット、残量データ上位４ビット、電池電圧下位
４ビット、電池電圧上位４ビット、電池温度下位４ビッ
ト、電池温度上位４ビットのデータが保持されている。
残量データは２バイト（８ビット）構成で０〜１００
％、電池電圧データは２バイト（８ビット）構成で０〜
１０．２４Ｖ、電池温度データは２バイト（８ビット）
構成で−５〜７１．８℃の範囲をそれぞれ示す。

【００５２】つぎに、使用者が電池パック２０を機器２
１に接続して残量を確認する手順を説明する。前記第１
実施例と同様に、図６はＣＰＵ１５によって実行される
通信制御ルーチンを示すフローチャートである。ＣＰＵ
１５はＡ／Ｄ変換器１６を用いて＋端子８の電池電圧Ｖ
を読み込む（ステップＳ１）。読み込んだ電池電圧Ｖが
０Ｖを越えているか否かを判別し（ステップＳ２）、越
えている場合、電池パック２０が機器２１に接続された
ことをＣＰＵ１５は認識してステップＳ３の処理に移行
する。電池電圧が０Ｖ以下である場合は以後何もするこ
となく本ルーチンを終了する。つづいて、ＣＰＵ１５は
前述したようにレディ信号を送出してデータの受入れ準
備をする（ステップＳ３）。ＣＰＵ１５はＣＰＵ１から
送られてくる電池４の残量、電池電圧、電池温度データ
を読み込む（ステップＳ４）。つぎに、ＣＰＵ１５は予
めステップＳ１においてＡ／Ｄ変換器１６によって読み
込まれた電池電圧Ｖと通信によって得られた電池電圧の
データを比較し（ステップＳ５）、等しければＬＥＤＯ
Ｎ信号を送出する（ステップＳ６）。ＬＥＤＯＮ信号を
受けたＣＰＵ１は、ボタンスイッチ７が押されたときと
同様にＬＥＤ６を３秒間点灯させる。

【００５３】また、前記第１実施例と同様に、図７はＣ
ＰＵ１が実行する通信制御ルーチンを示すフローチャー
トである。

【００５４】本ルーチンは図６に示したＣＰＵ１５によ
る通信制御ルーチンとコミュニケーションを取りながら
実行されるものである。電池パック２０が機器２１に取
り付けられると、ＣＰＵ１はレディ信号がハイレベルか
らローレベルになるのを待ち（ステップＳ１１）、レデ
ィ信号がローレベルになると、ＣＰＵ１はドライバ１３
を介してデータ端子１０から機器２１側に電池の残量、
電池電圧、電池温度のデータを出力する（ステップＳ１
２）。

【００５５】つづいて、ＣＰＵ１５からＬＥＤＯＮ信号
が送信されるのを所定時間待ち続け（ステップＳ１
３）、所定時間経過しても、ＣＰＵ１５からＬＥＤＯＮ
信号が送信されてこないときはそのまま本ルーチン終了
し、ＬＥＤＯＮ信号が送信されてきたときは該当するＬ
ＥＤ６を点灯する（ステップＳ１４）。

【００５６】このように本実施例の電池パック２０で
は、電池パックを機器に取り付けることで自動的に残量
表示をする。しかも、所定時間（３秒）だけ自動的に表
示させることで、従来の電池パックのように使用者が電
池使用前に残量表示用のボタンスイッチを押して残量を
確認したり、常時ＬＥＤ表示を点灯させたままにして電
池を消耗させたりすることがなくなる。また、ＬＥＤが
１つも点灯しないときには、電池容量切れなのか故障中
かがわからなく不便であったが、ＬＥＤが点灯しないと
きは故障中と即座に判別できる。

【００５７】なお、本実施例ではＬＥＤＯＮ信号が送信
されない、すなわち故障中と判断されたときに、ＣＰＵ
１はＬＥＤ６を消灯したままで故障であることを報知し
ているが、消灯の代わりにＬＥＤ６を点滅表示させても
よい。

【００５８】また、本実施例では、ＣＰＵ１の主な動作
は電池残量の積算、電池電圧の測定、電池温度の測定お
よびＬＥＤ６による残量の表示であり、ＣＰＵ１５の主
な動作は電池パック２０の充電、放電制御および通信開
始制御である。

【００５９】さらに、本実施例では電池残量が３０％未
満の場合、一旦放電してから充電を行うので、十分な充
電を行うことできる

【００６０】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の電源装置によ
れば、本体に電池を内蔵し、機器に取り付けて使用する
際、検出手段により前記電池の残量を検出し、検知手段
により前記本体が前記機器に取り付けられたことを検知
し、前記本体が前記機器に取り付けられたことが検知さ
れたときに、前記電池を使って表示手段により取り付け
完了として前記検出した残量を所定時間表示するので、
使用者は本体の取付完了を容易に確認でき、しかも所定
時間に限って表示するので、電池の消耗を抑えることが
できる。さらに、使用者は電池の残量を併せて知ること
ができる。尚、請求項８に記載の電源装置の取付完了表
示方法においても同様の効果を得ることができる。請求
項３に記載の電源装置によれば、指示手段により前記電
池の残量の表示を指示し、前記表示手段は、前記指示手
段の指示に基づき、前記残量を所定時間表示するので、
指示の有無によって、電池の容量切れか故障かを容易に
判別できる。尚、請求項１０に記載の電源装置の取付完
了表示方法においても同様の効果を得ることができる。
請求項４に記載の携帯型機器によれば、前記第１の送信
手段は、電池の状態情報を前記第２の受信手段に送信
し、前記判断手段は、前記第２の受信手段で受信した前
記電池の状態情報に基づき、前記第１の筐体内に含まれ
る構成の故障の有無を判断し、前記判断手段の判断の結
果、故障が無いと判断した場合、前記第２の送信手段
は、前記第１の受信手段に、前記表示手段の表示を行わ
せるためのデータを送信し、前記表示手段は、前記第１
の受信手段で受信したデータに基づき、表示を行うの
で、取付完了時に第１の筐体内に含まれる構成の故障を
即座に知ることができる。尚、請求項１１に記載の携帯
型機器の取付完了表示方法においても同様の効果を得る
ことができる。請求項５に記載の携帯型機器によれば、
検出手段により前記電池の残量を検出し、指示手段によ
り前記検出した残量の表示を指示し、前記指示手段の指
示に基づき、前記表示手段に前記検出した残量を所定時
間表示するので、使用者は電池の残量を併せて知ること
ができ、また、指示の有無によって、電池の容量切れか
故障かを容易に判別できる。尚、請求項１２に記載の携
帯型機器の取付完了表示方法においても同様の効果を得
ることができる。請求項６に記載の携帯型機器によれ
ば、前記表示手段は、点灯する発光ダイオードの数によ
り前記残量を表示するので、視認性を高めることができ
る。尚、請求項１３に記載の携帯型機器の取付完了表示
方法においても同様の効果を得ることができる。請求項
７に記載の携帯型機器によれば、方向検出手段により前
記電池に接続された抵抗に流れる電流の向きを検出し、
前記検出手段は、前記方向検出手段で検出した方向に基
づき、前記電池の残量を検出するので、充電および放電
を考慮して電池の残量を正確に知ることができる。尚、
請求項１４に記載の携帯型機器の取付完了表示方法にお
いても同様の効果を得ることができる。

【００６１】

【００６２】

【００６３】

【００６４】

【００６５】

【図面の簡単な説明】

【図１】電池パック２０の電気的構成を示す回路図であ
る。

【図２】６バイト（ブロック）のデータ転送タイミング
を示す説明図である。

【図３】１バイトのデータ転送のタイミングを示す説明
図である。

【図４】転送データのデータフォーマットを示す説明図
である。

【図５】転送データ列を示す説明図である。

【図６】ＣＰＵ１５によって実行される通信制御ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図７】ＣＰＵ１が実行する通信制御ルーチンを示すフ
ローチャートである。

【図８】第２実施例の電池パック２０および機器２１の
電気的構成を示す回路図である。

【図９】ＣＰＵ１５によって実行される充電処理ルーチ
ンを示すフローチャートである。

【図１０】従来の電池パックの電気的構成を示した回路
図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ Ａ／Ｄ変換 ３ 抵抗器 ４ ニッカド電池 ５ サーミスタ ６ ＬＥＤ ７ スイッチ ８ ＋端子 ９ −端子 １０ データ端子 １１ クロック端子 １２ ＬＥＤＯＮ端子 １３、１４ ドライバ １５ ＣＰＵ １６ Ａ／Ｄ変換器 ２０ 電池パック ２１ 機器 ２４ 定電流回路

Claims (14)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体に電池を内蔵し、機器に取り付けて
   使用する電源装置において、前記電池の残量を検出する検出手段と、 前記本体が前記機器に取り付けられたことを検知する検
   知手段と、 前記検知手段により前記本体が前記機器に取り付けられ
   たことが検知されたときに、前記電池を使って取り付け
   完了を所定時間表示する表示手段とを備え、 前記取り付け完了として前記検出した残量を表示する こ
   とを特徴とする電源装置。
2. 【請求項２】 前記検知手段は、前記機器から出力され
   る表示を指示する信号を受信することにより前記本体が
   前記機器に取り付けられたことを検知することを特徴と
   する請求項１記載の電源装置。
3. 【請求項３】 前記電池の残量の表示を指示する指示手
   段を更に有し、 前記表示手段は、前記指示手段の指示に基づき、前記残
   量を所定時間表示することを特徴とする請求項１記載の
   電源装置。
4. 【請求項４】 第１の筐体と第２の筐体とからなる携帯
   型機器であって、 前記第１の筐体は、電池、第１の送信手段、第１の受信
   手段、及び表示手段を有し、 前記第２の筐体は、電気回路、判断手段、第２の送信手
   段、及び第２の受信手段を有し、 前記第１の送信手段は、電池の状態情報を前記第２の受
   信手段に送信し、 前記判断手段は、前記第２の受信手段で受信した前記電
   池の状態情報に基づき、前記第１の筐体内に含まれる構
   成の故障の有無を判断し、 前記判断手段の判断の結果、故障が無いと判断した場
   合、前記第２の送信手段は、前記第１の受信手段に、前
   記表示手段の表示を行わせるためのデータを送信し、 前記表示手段は、前記第１の受信手段で受信したデータ
   に基づき、表示を行うことを特徴とする携帯型機器。
5. 【請求項５】 前記第１の筐体は、 前記電池の残量を検出する検出手段と、 前記検出した残量の表示を指示する指示手段とを更に有
   し、 前記指示手段の指示に基づき、前記表示手段に前記検出
   した残量を所定時間表示することを特徴とする請求項４
   記載の携帯型機器。
6. 【請求項６】 前記表示手段は、複数の発光ダイオード
   からなり、点灯する発光ダイオードの数により前記残量
   を表示することを特徴とする請求項５記載の携帯型機
   器。
7. 【請求項７】 前記第１の筐体は、前記電池に接続され
   た抵抗に流れる電流の向きを検出する方向検出手段を更
   に有し、 前記検出手段は、前記方向検出手段で検出した方向に基
   づき、前記電池の残量を検出することを特徴とする請求
   項６記載の携帯型機器。
8. 【請求項８】 本体に電池を内蔵し、機器に取り付けて
   使用する電源装置の取付完了表示方法において、 前記本体が前記機器に取り付けられたことを検知し、 前記本体が前記機器に取り付けられたことが検知された
   ときに、前記電池を使って残量検出手段で検出した前記
   電池の残量を所定時間表示することにより取り付け完了
   を表示することを特徴とする電源装置の取付完了表示方
   法。
9. 【請求項９】 前記検知は、前記機器から表示を指示す
   る信号を受信することにより前記本体が前記機器に取り
   付けられたことを検知することを特徴とする請求項８記
   載の電源装置の取付完了表示方法。
10. 【請求項１０】 前記電池の残量の表示を指示し、 該指示に基づき、前記残量を所定時間表示することを特
    徴とする請求項８記載の電源装置の取付完了表示方法。
11. 【請求項１１】 電池が内蔵された第１の筐体を第２の
    筐体に取り付けて使用する携帯型機器の取付完了表示方
    法において、 前記電池の状態情報を前記第１の筐体から前記第２の筐
    体に送信し、 受信した前記電池の状態情報に基づき、前記第２の筐体
    では前記第１の筐体内に含まれる構成の故障の有無を判
    断し、 該判断の結果、故障が無いと判断した場合、表示を行わ
    せるためのデータを前記第２の筐体から前記第１の筐体
    に送信し、 該第１の筐体では、受信した前記データに基づき、表示
    を行うことを特徴とする携帯型機器の取付完了表示方
    法。
12. 【請求項１２】 前記第１の筐体では、 前記電池の残量を検出し、 該検出した残量の表示を指示し、 該指示に基づき、前記検出した残量を所定時間表示する
    ことを特徴とする請求項１１記載の携帯型機器の取付完
    了表示方法。
13. 【請求項１３】 点灯する発光ダイオードの数により前
    記残量を表示することを特徴とする請求項１２記載の携
    帯型機器の取付完了表示方法。
14. 【請求項１４】 前記第１の筐体では、前記電池に接続
    された抵抗に流れる電流の向きを検出し、 該検出した方向に基づき、前記電池の残量を検出するこ
    とを特徴とする請求項１３記載の携帯型機器の取付完了
    表示方法。