JP3459519B2 - バッテリー残量検出装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリ−を電源
として使用する電子スチルカメラやビデオカメラのよう
な撮像装置に用いられるバッテリ−残量検出方式に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】各種の電池等のバッテリーを電源として
使用する電子機器、例えば電子スチルカメラやビデオカ
メラでは、バッテリー残量を常時把握して、使用者にこ
の残量状況を報知して、残量が少なくなればバッテリー
の交換を促す手段が不可欠である。 【０００３】この残量報知を正確に実行するためには、
常時バッテリーの電源電圧を検知することで実現でき
る。具体的には、バッテリーの出力電圧を常に所定の閾
値と比較し、この閾値を少しでも下回る時にバッテリ−
残量が残り少ないことをカメラに設けられた表示素子あ
るいは電子ビュ−ファインダ上に表示している。 【０００４】 【発明が解決しようとする課題】通常、電子機器では、
各種の動作モードが用意され、これらの動作モードに応
じてバッテリーからの出力電流が流れる負荷の状態が変
化し、これに連動してバッテリーの電圧もかなり変動す
る。例えば、電子スチルカメラの場合、ストロボを発光
させる状態、次回のストロボ発光に備えてコンデンサを
充電している状態、ＣＣＤイメ−ジャの駆動回路をはじ
めとするアナログ処理部を駆動させている状態、ＣＣＤ
イメ−ジャから読み出された画像をディジタル的に信号
処理するディジタル処理部を駆動させている状態、スト
ロボ、アナログ処理部、ディジタル処理部のいずれも非
作動とする待機状態等、様々な状態が起こり得て、待機
状態では負荷が軽いのでバッテリーの出力電圧は高く維
持され、逆にストロボ発光中は予め充電されたコンデン
サの放電と同時にバッテリーからストロボに多くの電流
が流れて高負荷状態となりバッテリー電圧が急激に落ち
込むことになる。また、ストロボ用のコンデンサが充電
中である期間も、コンデンサがバッテリーに対する負荷
となってバッテリー電圧が落ち込む。 【０００５】このように、動作状態に応じて変動が著し
いバッテリ−電圧を常時所定の閾値と比較すると、バッ
テリーの容量が十分にあるにもかかわらず、一時的に電
圧が落ち込むことにより閾値を下回って残量が少ないと
誤判断してしまう惧れが生じる。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の第１の手段とし
て、撮像装置が特定の負荷状態にある時にのみバッテリ
ーの出力電圧を監視することを特徴とし、特にこの特定
の負荷状態にある期間とは、撮影開始を指示するシャッ
タボタンの操作時点から、このシャッタボタンに連動し
てストロボが発光を開始するまでの期間であることを特
徴とする。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、図面に従い本発明の第１実
施例を説明する。図２は本実施例装置であるディジタル
スチルカメラの要部ブロック図である。 【０００８】図中、１は使用者が撮影をカメラに指示す
るシャッターボタン、２はカメラに脱着自在に装着され
るバッテリー、３はこのバッテリーの出力段での電圧値
を検出してＡ／Ｄ変換して出力するバッテリー電圧検出
回路、４はシャッタ−ボタン１からの指示及びバッテリ
ー電圧検出回路３出力を受けて、後述のアナログ系電源
供給回路５、ディジタル系電源供給回路６の駆動制御及
びバッテリー残量表示部９への表示指令を発するシステ
ムコントローラ（シスコン）である。 【０００９】アナログ系電源供給回路５は、バッテリー
２の出力を受けて、ＣＣＤイメ−ジャの駆動回路等、ア
ナログ段階での映像信号の処理を行うアナログ処理部６
に必要な駆動電圧を供給するもので、具体的には６Ｖの
バッテリー電圧をアナログ処理部６の各部に必要な複数
のＤＣ電圧レベルに変更するＤＣ／ＤＣコンバータで構
成され、このＤＣ／ＤＣコンバータの作動がシスコン４
により制御される。 【００１０】ディジタル系電源供給回路７は、バッテリ
ー２の出力を受けて、色分離回路や信号圧縮回路等、ア
ナログ処理部６から取り込まれた映像信号をディジタル
変換した後の段階での信号処理を行うディジタル処理部
８に必要な駆動電圧を供給するもので、アナログ系電源
供給回路５と同様に処理部の各部に必要な複数のＤＣ電
圧レベルに変更するＤＣ／ＤＣコンバータで構成され、
このＤＣ／ＤＣコンバータの作動もシスコン４により制
御される。 【００１１】バッテリー残量表示部９は、バッテリー電
圧検出回路３にて検出されたバッテリー電圧値を予め設
定されている複数の閾値とシスコン４にて比較し、この
比較結果を基に発せられた表示指令を受けて、対応する
表示を為すもので、表示指令が一旦入力されて該当状態
の表示が為されると、新たな表示指令が入力されるまで
は、前の状態を維持する。 【００１２】１０はバッテリ−２からの電流供給を受け
て発光するストロボとこのストロボの駆動制御を行うス
トロボ駆動回路を有するストロボ装置であり、このスト
ロボ装置には、バッテリー２から電流供給がなされ、ま
た駆動回路にはストロボ発光時の大電流の供給を可能に
するためのコンデンサが用意され、ストロボを発光させ
る際にはシスコン４より発光指令が駆動回路に供給さ
れ、バッテリー２からの電流供給と共にコンデンサから
放電された電流がストロボに流れ、非発光時にシスコン
４からの指示によりコンデンサの充電が為される。 【００１３】次に図２のブロック図の各部の動作とバッ
テリー電圧の変化について、図１のタイミングチャート
を参照にして説明する。タイミングａにおいて待機状態
にあるカメラのシャッターボタン１を押圧すると、シス
コン４の指令により、アナログ系電源供給回路５はアナ
ログ処理部６に電源供給を開始し、同時にディジタル系
電源供給回路７はディジタル処理部８に電源供給を開始
する。 【００１４】この電源供給によりアナログ処理部６はＣ
ＣＤイメ−ジャを駆動させて露光を開始して、３フィー
ルド期間にわたって映像信号を取り出し、ディジタル処
理部８では得られた映像信号に基づいて露出調整のため
のシャッタスピードの決定及び白バランス補正用のＲ
（赤）及びＢ（青）信号の利得の決定等の撮影に必要な
各種のパラメータの設定を行う。尚、この状態では、ア
ナログ系及びディジタル系電源供給回路５、７の両方に
電源供給が為されて負荷が高くなるので、バッテリー電
圧は待機状態より低くなる。 【００１５】次いでタイミングｂに達すると、シスコン
４はストロボ装置１０に発光指令を発してストロボの発
光を開始させ、タイミングｃにてこの発光が終了する。
アナログ処理部６ではこのｂ〜ｃの間にＣＣＤイメ−ジ
ャに露光をさせ、引き続いてタイミングｄに至るまでに
この露光による出力を正式な１画面分の映像信号として
読み出してディジタル処理部８に送り、ここでアナログ
処理部６の仕事は終了するのでアナログ系電源供給回路
５は非作動状態となってアナログ処理部６への電流供給
は遮断される。 【００１６】ここで、タイミングｂ〜ｃでは発光に必要
な大電流がストロボ装置に流れるので、更に著しく高負
荷な状態となってバッテリー電圧が大きく落ち込み、ス
トロボの発光が終了すると、バッテリー電圧は元の状態
に戻り、更にタイミングｄに達するとアナログ系電源供
給回路５が非作動となってアナログ処理部６が負荷から
除かれるので、バッテリー電圧はこの分だけ上昇する。 【００１７】タイミングｄからｇに至るまでの間に、１
画面分の映像信号はディジタル処理部８にて色分離、信
号圧縮、メモリへの記録等の周知のディジタル信号処理
が実行されるが、タイミングｅからｆの間には、バッテ
リ−２からの電流によりストロボの次回の発光に備える
ためのストロボ装置１０内に存在するコンデンサの充電
を行う。従って、タイミングｄ〜ｅ及びｆ〜ｇでは負荷
としてはディジタル処理部８のみとなりバッテリー電圧
は比較的高く維持されるが、タイミングｅの充電開始に
伴いコンデンサが負荷として加わるので、バッテリー電
圧が急激に落ち込み充電が進行する間は徐々に上昇す
る。 【００１８】タイミングｇに達するとディジタル処理部
８ではメモリへの１画面分の映像信号の書込が完了し、
ディジタル処理部８での仕事も完了するので、ディジタ
ル系電源供給回路７が非作動となってディジタル処理部
８への電流供給を遮断することになり、ディジタル処理
部８は負荷から除かれるのでバッテリー電圧は待機状態
に復帰する。以後、シャッターボタン１が押圧される毎
に、前述の一連の処理が繰り返されバッテリー電圧も図
１の変動が繰り返される。 【００１９】次にシスコン４でのバッテリー残量の検出
及び表示について図３のフローチャートを参照にして説
明する。待機状態中にシャッタ−ボタン１がＯＮされた
場合には、ステップ６０からステップ６１に移行し、両
電源供給回路５、７が作動して両処理部６、８に電力供
給が開始され、前述のように実際にＣＣＤイメ−ジャの
数フィールドの撮像による出力を用いて各種のパラメー
タの設定が為されるが、これと同時にシスコン４はバッ
テリー電圧検出回路３からバッテリ−電圧値を読み出し
て（ステップ６２）、予め設定されている閾値と比較す
ることによりバッテリー残量の算出を実行する（ステッ
プ６３）。 【００２０】ここで、閾値としては、残量が５０％の時
にバッテリ−電圧が同様の負荷状態で取り得る値を閾値
Ｒ１、残量が１０％の時にバッテリ−電圧が同様の負荷
状態で取り得る値を閾値Ｒ２、残量が５％の時にバッテ
リ−電圧が同様の負荷状態で取り得る値を閾値Ｒ３とし
て予め実測値により設定されており、バッテリ−電圧値
Ｖと各閾値との関係において、Ｒ１≦Ｖの場合には十分
に残量がある第１残量状態と判定し、Ｒ２≦Ｖ＜Ｒ１の
場合に残量が半分未満である第２残量状態と判定し、Ｒ
３≦Ｖ＜Ｒ２の場合に残量が１０％を下回りかなり残量
が少なくなった第３残量状態と判定し、Ｖ＜Ｒ３の場合
に残量が略零に近い第４残量状態と判定する。 【００２１】こうして４種類のいずれかの残量状態にあ
るかが判定されると、次いで１回目の判定結果、即ちシ
ャッタボタン１の１回前の押圧時に得られた判定結果と
一致するか否かの判断が実行され（ステップ６４）、両
者が一致すれば判定は正確であるとして有効とされ、こ
の判定結果に該当する残量状態の表示を残量表示部９に
指示し、これを受けて残量表示部９は該当する残量状態
を識別表示する（ステップ６５）。また、１回前の判定
結果と一致しない場合には、新たな判定結果の信頼性が
低いとして無効とし新たな表示の指示は為されない。 【００２２】こうして一連の判定が完了すると、有効、
無効に関係なく新たな判定結果により１回前の判定結果
を更新する。そして、次のシャッタボタン１の押圧時に
得られる新たな判定結果と一致するか否かの判断が為さ
れる。 【００２３】従って、一時的にバッテリ−電圧が変動し
て判定結果に誤りが生じた場合には、連続的に同一の判
定結果が得られないので、この誤った判定結果による残
量表示は為されない。 【００２４】ついで、前述の順序で、ストロボを発光し
（ステップ６６）、ＣＣＤイメ−ジャでの画像の取り込
みが完了するとアナログ処理部への電源供給が阻止され
（ステップ６７）、更にすべてのディジタル信号処理が
終了して撮影が完了し、メモリに１画面分の映像信号の
記録が完了するとディジタル処理部８への電力供給が阻
止される（ステップ６８）。 【００２５】このように、バッテリ−残量の算出に際し
て用いられるバッテリ−電圧値の検出タイミングは、バ
ッテリー出力電流の供給先の負荷状態に応じて電圧が大
きく変動することを考慮して、タイミングａからタイミ
ングｂの間でのみ実行されるので、バッテリ−電圧検出
時には負荷は一定に保持され、常に同一状態で電圧検出
が為され負荷変動の影響がない。また、残量状態の判定
には、連続して２回の判定結果が一致しなければ有効と
は見做されないので、万一、一時的な電圧変動により誤
検出が生じた場合にも、一時的なものであれば無効にさ
れる。 【００２６】前記実施例では、バッテリ−電圧の検出タ
イミングとして、タイミングａ〜ｂの間に設定したが、
これに限定されるものではなく、負荷が一定となる期間
であれば例えばタイミングｃ〜ｄ、ｄ〜ｅ、ｆ〜ｇでも
同様の効果が得られるが、ｃ〜ｄ、ｄ〜ｅの期間はａ〜
ｂに比べ短時間であり、また、ｆ〜ｇはコンデンサの充
電状況に応じて時間的にばらつきがあり、これらのこと
を考慮すると、ａ〜ｂで実行するのが最適である。 【００２７】また、前記実施例では、判定結果を有効と
認識するためには、判定結果が連続して２回同一となっ
た場合にのみ有効としているが、特に２回に限定される
ものではなく、例えば３回あるいは４回連続とすれば応
答遅れは生じるが、より正確な判定が可能になることは
言うまでもない。 【００２８】前記第１実施例では、シャッタボタン１の
操作により１画面分の静止画をディジタル処理してフラ
ッシュメモリ等のメモリに格納し、この１枚の静止画デ
ータの格納が終了すると、シャッタボタンを再度操作す
るまでは、アナログ処理部６及びディジタル処理部８共
に非作動の待機状態となるカメラでの説明を行ったが、
近年は電子スチルカメラ自体にＬＣＤモニターを装着
し、このモニター上に撮像画面を映出させてＬＣＤモニ
ターを電子ビューファインダとして使用する方式が賞用
されている。 【００２９】このようなＬＣＤモニター付きカメラで
は、シャッタボタン１を操作しない待機状態においても
アナログ及びディジタル処理部は撮像及び信号処理を継
続して順次得られる静止画像をＬＣＤモニターに次々と
表示し続けるので、この待機状態にあってもアナログ系
電源供給回路及びディジタル系電源供給回路は常に電力
消費を伴い、バッテリーの残量は常時減少することにな
る。 【００３０】従って、前記第１実施例のように、シャッ
タボタンを操作した際に、ストロボが発光するまでの期
間で残量検出する方式では、シャッタボタンが操作され
ずに待機状態が継続される間は残量検出が為されず、実
際には残量が減少しているにも拘わらず、残量表示は最
後にシャッタボタン操作した際に検出された結果が保持
されることになり、実際の状態と表示との間にズレを生
じることになる。 【００３１】そこで、ＬＣＤモニター付カメラでは、常
時残量検出を実行して、検出結果を表示するのが好まし
いが、ストロボ発光時及びストロボ用のコンデンサの充
電時には、一時的にバッテリーにかかる負荷が大きくな
って、バッテリー電圧が大きく落ち込むことになる。そ
こで、これらの２状態を除く期間に常に残量検出を実行
するように構成した第２実施例を図４にて説明する。 【００３２】図４は第２実施例のブロック図であり、図
２と同一部分は同一符号を付して説明を省略する。図２
との相違点は、ＬＣＤモニター１１及びＬＣＤ電源供給
回路１２を追加している点であり、ＬＣＤモニター１１
にはディジタル処理部８で信号処理されて得られた画像
が映出され、ＬＣＤ電源供給回路１２では、バッテリー
２の出力を受けて、ＬＣＤモニター１１に必要な駆動電
圧を供給する。尚、ＬＣＤ電源供給回路１２は、アナロ
グ及びディジタル電源供給回路５、７と同様にＤＣ−Ｄ
Ｃコンバータにて構成されるが、ＬＣＤモニター１１を
常時表示状態にするために常に作動状態を維持する。 【００３３】ここで、ＬＣＤモニター付カメラのバッテ
リー電圧の変化を図５のタイミングチャートを参照にし
て説明すると、シャッタボタン１の押圧タイミングであ
るタイミングａより前の待機状態においても、上述した
ようにアナログ及びディジタル処理部５、７は作動状態
を維持して、ＣＣＤイメージャから取り込まれた撮像信
号を、アナログ及びディジタル処理して画像データとし
てＬＣＤモニター１１に供給しているので、バッテリー
電圧はアナログ系及びディジタル系電源供給回路５、７
が負荷として作用し、第１実施例に比べて電圧は低くな
る。尚、この待機状態において、信号処理により得られ
る画像データは、ＬＣＤモニター１１に表示する為に作
成されるのであって、フラッシュメモリへの格納あるい
はこの格納の前処理としての画像圧縮はディジタル処理
部８では実行されない。 【００３４】シャッタボタン１がタイミングａにおいて
押圧されると、アナログ及びディジタル系電源供給回路
５、７は依然として作動状態を継続し、これ以降タイミ
ングｇまでは前記第１実施例と同様の電圧変動が生じ
る。即ち、ストロボ装置１０が発光状態となるタイミン
グｂ〜ｃ及びストロボ装置１０の大電流供給用のコンデ
ンサの充電期間であるタイミングｅ〜ｆの期間では、バ
ッテリー電圧は大きく落ち込み、タイミングｄでは、ア
ナログ処理部６で撮像された１画面分の撮像信号をディ
ジタル処理部８に供給した後は、この信号に基づく画像
データが画像圧縮されてフラッシュメモリに格納される
までの間は、新たな撮像は一時的に中止されるので、ア
ナログ系電源供給回路５は非作動状態となり、この分だ
け軽負荷となって、バッテリー電圧は上昇し、フラッシ
ュメモリへの画像データの格納が完了するタイミングｇ
まではこの状態が継続され、タイミングｇにて待機状態
に戻ることでアナログ系電源供給回路５が再び作動状態
となるので、バッテリー電圧が若干降下する。尚、ディ
ジタル処理部７での信号処理の大半の時間を要するのは
画像圧縮に関係する処理であるので、アナログ処理部６
による新たな撮像が為されない間は、ＬＣＤモニター１
１には圧縮前の１画面分の画像データが繰り返し表示さ
れる。 【００３５】こうして１枚の画像データのフラッシュメ
モリへの格納が完了するタイミングｇにおいて、再び待
機状態となると、次回のシャッタボタン１の押圧まで順
次撮像された画像データがＬＣＤモニター１１にて次々
に映出される。 【００３６】シスコン４は、バッテリー電圧検出回路３
からのバッテリー電圧をしきい値と比較するバッテリー
残量検出を実行するが、ストロボ装置１０が発光状態に
あるｂ〜ｃの期間と、ストロボ装置１０用のコンデンサ
が充電状態にあるｅ〜ｆの期間では残量検出動作を中止
し、これらの期間を除く全期間では常時残量検出が継続
される。 【００３７】ここで、ストロボ装置１０が発光期間にあ
るか否かのシスコン４での判断は、シスコン４自体がシ
ャッタボタン１の押圧時点から所定時間後に発光指令で
ある発光制御信号をストロボ装置１０に出力するので容
易に実現でき問題はない。 【００３８】一方、コンデンサの充電期間は、充電開始
はシスコンからの指示により実行されるので問題はない
が、充電時間はストロボ装置１０の発光量により一定で
はない。そこで、ストロボ装置１０のコンデンサの充電
電圧をシスコン４側に充電電圧データのディジタル値と
して供給し、シスコン４はこの充電電圧データを所定値
と比較し、所定値を下回っている間は、コンデンサは満
充電には至らず充電中であると認識することで充電期間
の判定が可能になる。 【００３９】具体的には、図６に示すように、コンデン
サＣの両端の電圧を抵抗Ｒ１、Ｒ２により分圧した上
で、分圧電圧をＡ／Ｄ変換器で構成される充電電圧検出
回路３０にてディジタル化して充電電圧データとしてシ
スコン４に供給する構成を有している。尚、図６におい
て、３１はシスコン４からの発光制御信号に応じて放電
管３２に起動用の高電圧を印加するトリガ回路であり、
３３はこの放電管３２に直列接続されたサイリスタであ
り、シスコン４がストロボ発光を指示するとトリガ回路
３１にて放電管３２に高電圧が印加され、同時にサイリ
スタ３３のゲートにゲート電流が与えられて、コンデン
サＣからの出力電流が放電管３２及びサイリスタ３５を
導通して放電管が放電状態となるように動作する。ま
た、３４はバッテリーの出力段とコンデンサＣ間に接続
されたスイッチであり、シスコン４からの切換制御信号
に応じて制御され、切換制御信号はタイミングｂ〜ｃ及
びｅ〜ｆの期間でのみスイッチ３４を閉状態とする。 【００４０】また、残量検出結果は、第１実施例と同様
に複数回の結果が連続的に同一である場合にのみ正しい
と認めるように構成され、また、ストロボの発光期間
は、図５では説明の都合上長く描写したが、実際には極
めて短く、検出結果が複数回同一にならない程度に短い
ので、発光期間においてはシスコン４側で残量検出を意
図的に中止しなくとも、結果的に中止できるように検出
タイミングの間隔を設定可能であることはいうまでもな
い。 【００４１】 【発明の効果】上述の如く本発明によれば、バッテリー
残量検出に際して必要なバッテリー電圧の検出タイミン
グを、負荷が安定した期間に設定しているので、負荷変
動による誤検出が防止される。 【００４２】また、ストロボに関連する負荷の変動によ
りバッテリー電圧が大きく落ち込む期間のみを検出タイ
ミングから除くことにより、残量検出を常時実行する必
要がある場合にも、誤検出を抑えることが可能になる。 【００４３】更に、バッテリ−電圧から算出された残量
の測定結果が、所定回数にわたって連続して一致しなけ
れば無効と見做されるので、負荷変動等により瞬間的に
電圧降下が生じても、この場合の測定結果は無効とな
り、残量の誤検出が防止できる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第１実施例に係わるバッテリー電圧の
変動を表すタイミングチャートである。 【図２】本発明の第１実施例の要部ブロック図である 【図３】本発明の第１実施例のフローチャートである。 【図４】本発明の第２実施例の要部ブロック図である 【図５】本発明の第２実施例に係わるバッテリー電圧の
変動を表すタイミングチャートである。 【図６】本発明の第２実施例に係わるストロボ装置の構
造を説明する図である。 【符号の説明】 １ シャッタ−ボタン ２ バッテリー ３ バッテリー電圧検出回路 ４ システムコントローラ ９ 残量表示部 １０ ストロボ装置 １１ ＬＣＤモニター

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−154574（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−151773（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−285780（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−110785（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−83632（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−2182（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/225 - 5/232

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 撮像装置に電流供給を為すバッテリー
   と、 前記撮像装置が特定の負荷状態にある時の前記バッテリ
   −の出力電圧を基に前記バッテリーの残量を検出する残
   量検出手段と、 該残量検出手段出力を報知する報知手段と、 撮影開始を指示するシャッタボタンと、 該シャッタボタンに連動して発光するストロボとを備
   え、 前記特定の負荷状態にある時とは、前記シャッタボタン
   の操作後から前記ストロボが発光を開始するまでの期間
   であることを特徴とするバッテリー残量検出装置。