JP4061991B2 - 電池残量警告回路 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を使用する電子装置に適用される電池残量警告回路に関する。
【0002】
【従来の技術】
今日、電池を使用する電子装置は多い。従来、電池の残量警告をする方法として、電池電圧を測定し、電池の電圧が規定値以下か、電池の直流抵抗が大きくなったら残量警告を表示することが一般に行われてきた。
【0003】
しかし、電池の種類はアルカリ電池、ニッケル水素電池、ニッカド電池などの様々な種類がでてきてその特性も多様になっているが、電池電圧の監視のみでは電池の種類によっては電池残量不足の警告が出てから電池の相当量の使用ができる場合があり、電池の電気を十分使っていないことがある。
【0004】
また、擬似負荷回路を設けて電池電圧の測定を擬似負荷回路によって行う方法も提案されているが(特公昭63−3538号公報)、この方法だと不要な電力消費が大きくなってしまう。さらに、電池電圧で電池残量を予測する場合、電池の種類によって電圧が変わるため、電池電圧がその性質上低い場合は早く警告が出されてしまう。例えば、アルカリ電池は1.5V/1セルであるのに対し、NiCD電池は1.2V/1セルである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情を考慮して、電池の電気を十分使ってから電池残量警告を出すと共に電力消費も小さく、様々な種類の電池にも適切な時期に警告をだせる電池残量警告回路を得ることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子装置における電池の電圧低下を検出する電池残量警告回路であって、前記電池の電圧値を測定すると共に、前記電子装置の電流増加分による電池電圧の降下値のうち、前記電子装置の動作モードの変動直後の回路安定までの瞬時的な電流増加分により降下した電圧値と、回路安定後の電圧値との差分から瞬時電圧降下値を測定する測定手段を有し、前記瞬時電圧降下値によって前記電池の内部抵抗値を算出し、前記内部抵抗値から前記電池の電圧低下を検出し、前記検出した電圧降下に応じて電池残量警告を出すことができることを特徴とする。
上記電池残量警告回路において、前記電子装置は、画像を表示するための表示手段を備えており、前記測定手段は、前記表示手段の表示のオン・オフに起因する電流増加分を測定するようにしてもよい。
上記電池残量警告回路において、前記電子装置は、ストロボを備えたカメラであり、前記測定手段は、前記ストロボ制御に起因する電流増加分を測定するようにしてもよい。
【0007】
本発明に係る電池残量警告回路によれば、電子装置の動作モード変動直後は回路安定まで電流が瞬時的に増大する。すると電池電圧がその増大に対応して瞬時的に降下する。測定手段でその電池電圧の降下値を測定する。その測定した降下値によって電池の電圧低下を検出する。
【0008】
電池の消耗により電池電圧値が下がってくると、それに伴って電池の内部抵抗が増加する。それによって電池電流が瞬時的に増加した時の電池の電圧降下もだんだん大きくなる。
【0010】
また、本発明によれば、前記測定手段で電池電圧の降下値を測定することにより電池の直流抵抗値を判断し、その直流抵抗値から電池の電圧低下を検出する。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って、本発明に係る電池残量警告回路の実施の形態について詳説する。本実施の形態では、デジタルカメラに内蔵された電池残量警告回路で説明する。
【0012】
図1はデジタルカメラ2の構成を示すブロック図である。
【0013】
デジタルカメラ2は、ストロボ充電回路18、撮像回路20、記録再生回路22、レンズ駆動ユニット24、LCD26、データ用LCD28を有し、これら各回路等に制御信号を送るシステムコントローラ16を有する。システムコントローラ16は、メモリ14とデータのやり取りをする。各回路等18〜28には電源回路8が接続しており、電源回路8から各回路等18〜28に電源供給される。
【0014】
電池4の一端は電源回路8に接続しており、他端は接地している。電池4の電源回路8への接続側では接続点ZにおいてA/Dコンバータ12が接続しており、A/Dコンバータ12はシステムコントローラ16に接続している。接続点Zの電圧値及び瞬時電圧降下値がA/Dコンバータ12に入力される。接続点Zの電圧値及び瞬時電圧降下値は、常時測定してもよいが、必ずしも常時測定する必要はなく、一定時間毎でもよいし、動作モード変更時でもよい。A/D変換された電圧値及び瞬時電圧降下値のデータはシステムコントローラ16に入力される。システムコントローラ16は入力された電圧値及び瞬時電圧降下値に基づいて、データ用LCD28に電池残量に関する適切なメッセージを表示するための制御信号を送る。
【0015】
図2(a)は、デジタルカメラ2の各モードにおける電池電流の増減状態を示す図である。図2(b)は、図2(a)に対応する、デジタルカメラ2の各モードにおける電池電圧の増減状態を示す図である。
【0016】
システムコントローラ16が起動して再生モードになったときには、電池電流が瞬時的に増大する。電流の最大値は0.7Aになる。その後、電流値は急激に下がり、再生中は0.3Aで落ち着く。電池電圧は、これらの電流値の動きに対応して当初3.0Vであったのが瞬時的に降下して2.6Vになり、その後急激に上昇して再生中は2.9Vになっている。
【0017】
このデジタルカメラ2の監視電圧警告レベルは2.7Vであり、回路動作範囲は2.5V以上である。すなわち、電池電圧が2.7V以下になるとその電圧値を検出したA/Dコンバータ12からシステムコントローラ16にその電圧値を示す信号が送出され、システムコントローラ16はそれ以降の瞬時電圧降下値を精密に測定するようになる。この場合、電池電圧はずっと2.5V以上であるので、回路は正常に動作する。電池電圧は瞬時的に2.6Vになるが、すぐ2.9Vに上昇する。
【0018】
再生モードを解除すると電池電流は0Aになり、電池電圧は3.0Vに戻る。
【0019】
その後、LCD26をOFFにした状態で記録モードになったときには、電池電流が瞬時的に増大する。電流の最大値は1.1Aになる。その後、電流値は急激に下がり、再生中は0.8Aに落ち着く。電池電圧は、これらの電流値の動きに対応して当初3.0Vであったのが瞬時的に降下して2.5Vになり、その後急激に上昇して記録中は2.8Vになっている。
【0020】
監視電圧警告レベルは2.7Vであり、回路動作範囲は2.5V以上である。電池4の瞬時電圧降下値が2.7V以下になった以降はシステムコントローラ16はそれ以降の瞬時電圧降下値を精密に測定するようになる。電池電圧はずっと2.5V以上であるので、回路は正常に動作する。
【0021】
記録中、焦点合わせのためにレリーズボタンを半押しすると、半押しした瞬間、電池電流が増加する。電流の最大値は1.3Aになる。その後、電流値は急激に下がり、記録中は0.8Aになる。電池電圧は、これらの電流値の動きに対応して2.8Vであったのが瞬時的に降下して2.2Vになり、その後急激に上昇して記録中は2.8Vになる。
【0022】
監視電圧警告レベルは2.7Vであり、回路動作範囲は2.5V以上である。瞬時電圧降下値は精密に測定され続けており、電池電圧が瞬時的に2.5V以下になったときにはシステムコントローラ16からデータ用LCD28に警告表示の指示信号が送出され、データ用LCD28で電池残量警告表示がされる。電池電圧が瞬時的に2.5V以下になるがすぐ電池電圧が正常動作範囲に戻るのでカメラの動作に影響はない。
【0023】
記録モードを解除すると電池電流は0Aになり、電池電圧は3.0Vに戻る。
【0024】
その後、今度はLCD26をONにした状態で記録モードになったときには、電池電流が瞬時的に激しく増大する。電流の最大値は1.6Aになる。その後、電流値は急激に下がり、記録中は1.2Aに落ち着く。電池電圧は、これらの電流値の動きに対応して当初3.0Vであったのが瞬時的に降下して2.3Vになり、その後急激に上昇して記録中は2.7Vになっている。
【0025】
監視電圧警告レベルは2.7Vであり、回路動作範囲は2.5V以上である。電池電圧が瞬時的に2.7V以下になったので、それ以降はシステムコントローラ16はそれ以降の瞬時電圧降下値を精密に測定するようになる。また、電池電圧が瞬時的に2.5V以下になったので、データ用LCD28で電池残量警告表示がされる。電池電圧はその後すぐ2.5V以上になるが、電池残量警告は表示され続ける。電池電圧は瞬時的に2.5V以下になってもすぐ電池電圧が正常動作範囲に戻るのでカメラの動作に影響はない。
【0026】
LCD26がONになっている状態で記録中、焦点合わせのためにレリーズボタンを半押しすると、半押しした瞬間、電池電流が増加する。電流の最大値は1.7Aになる。その後、電流値は急激に下がり、記録中は1.2Aになる。電池電圧は、これらの電流値の動きに対応して2.7Vであったのが瞬時的に降下して2.2Vになり、その後急激に上昇して記録中は2.7Vになる。
【0027】
監視電圧警告レベルは2.7Vであり、回路動作範囲は2.5V以上である。瞬時電圧降下値は精密に測定され続けており、データ用LCD28での電池残量警告は表示され続けている。電池電圧は瞬時的に2.5V以下になってもすぐ電池電圧が正常動作範囲に戻るのでカメラの動作に影響はない。
【0028】
LCD26がONになっている状態で記録中、AF(オートフォーカス)モータをONにしたときも、上述の「LCD26がONになっている状態で記録中、焦点合わせのためにレリーズボタンを半押しした場合」と同様の動作状態になる。
【0029】
記録モードを解除すると電池電流は0Aになり、電池電圧は3.0Vに戻る。
【0030】
その後、再びLCD26をONにした状態で記録モードになったときには、電池電流が瞬時的に激しく増大する。このときの動作状態は上述の「LCD26をONにした状態で記録モードになったとき」と同様になる。
【0031】
LCD26がONになっている状態で記録中、ストロボ充電を行うとその瞬間、電池電流が大きく増加する。電流の最大値は2.0Aになる。その後、電流値は急激に下がり、記録中は1.2Aになる。電池電圧は、これらの電流値の動きに対応して2.7Vであったのが瞬時的に降下して1.9Vになり、その後急激に上昇して記録中は2.7Vになる。
【0032】
監視電圧警告レベルは2.7Vであり、回路動作範囲は2.5V以上である。電池電圧が瞬時的に2.7V以下になったので、それ以降はシステムコントローラ16はそれ以降の瞬時電圧降下値を精密に測定するようになる。また、電池電圧が瞬時的に2.5V以下になったので、データ用LCD28で電池残量警告表示がされる。電池電圧はその後すぐ2.5V以上になるが、電池残量警告は表示され続ける。電池電圧は瞬時的に2.5V以下になってもすぐ電池電圧が正常動作範囲に戻るのでカメラの動作に影響はない。
【0033】
図3には、新しい電池aと残分が少ない電池bとの電流に応じた電池電圧の変化状態が示されている。残分が少ない電池は、電流値が大きくなればなるほど電池電圧の減少度合いが著しくなる。
【0034】
図5は、接続点Zにおける電池4の電圧値cを示したグラフである。電圧値cは、前述のように、A/Dコンバータ12からシステムコントローラ16に入力されるので、測定されている。電圧降下値も上述の場合にA/Dコンバータ12からシステムコントローラ16に入力されるので測定されている。図5によると、当初3.0Vあった電圧値が徐徐に下がっている。電源回路8の電圧値は3.0Vである。監視電圧の警告レベルdは2.7Vに設定されており、電圧値cが2.7Vより低くなると瞬時電圧降下値が精密に測定される。電源回路8が正常に動作するのは電池電圧が2.5V以上の場合である。
【0035】
上述のように、各モードが選択された瞬間にそれぞれ電圧降下があると、電池4に最大負荷がかかる。モード選択するにつれて電池の電圧降下もだんだん大きくなる。電池電圧値は30分を過ぎるあたりから急激に下がり始め、それに伴って電池4の内部抵抗が増加する。
【0036】
本形態によれば、電池の電気を十分使ってから電池残量警告を出すことができるので、残量警告がでてからまだ数十枚も撮影可能ということがなくなる。
【0037】
図4は、電池4の内部抵抗が時間とともに上昇する状態を示したグラフである。電池4の内部抵抗も30分を過ぎるあたりから急激に上がり始める。各モードが選択された瞬間にそれぞれ電圧降下があったときに、測定された電圧降下値から電池の内部抵抗値(すなわち、直流抵抗値)を算出し、その内部抵抗値から電池4の電圧低下を検出するようにしてもよい。
【0038】
図6は、様々な電池の電圧値変化を示したグラフである。電池によって電圧特性は異なるが、ここでは、f、g、hの3種類を示した。3つの場合共、例えば、瞬時電圧降下値を監視する範囲を図に示した範囲とすることが望ましい。電圧値が急降下するある程度以前から電圧値の精密な監視をするのがよいからである。その場合は、監視電圧レベルもf、g、hから順にそれぞれ、3.1V、2.9V、2.7Vとするのがよい。回路動作範囲が2.5Vとすると、瞬時電圧降下値が2.5Vより下がると、システムコントローラ16が制御信号をデータ用LCD28に出して電池残量警告がデータ用LCD28に表示される。よって、監視電圧レベルを電池の種類ごとに設定すれば、様々な種類の電池にも瞬時電圧降下値監視が効率的にできる。
【0039】
【発明の効果】
本発明によれば、電池の電気を十分使ってから電池残量警告を出すことができ、電力消費も小さく、様々な種類の電池にも電池の寿命を正確に知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】デジタルカメラの構成を示すブロック図。
【図2】(a)はデジタルカメラの各モードにおける電池電流の増減状態を示す図、(b)は、(a)に対応する、デジタルカメラの各モードにおける電池電圧の増減状態を示す図。
【図3】新しい電池aと残分が少ない電池bとの電流に応じた電池電圧の変化状態が示された図。
【図4】電池の内部抵抗が時間とともに上昇する状態を示したグラフ。
【図5】接続点Zにおける電池の電圧値cを示したグラフ。
【図6】様々な電池の電圧値変化を示したグラフ。
【符号の説明】
2…デジタルカメラ、4…電池、8…電源回路、12…A/Dコンバータ、16…システムコントローラ、28…データ用LCD
Claims (3)
- 電子装置における電池の電圧低下を検出する電池残量警告回路であって、
前記電池の電圧値を測定すると共に、前記電子装置の電流増加分による電池電圧の降下値のうち、前記電子装置の動作モードの変動直後の回路安定までの瞬時的な電流増加分により降下した電圧値と、回路安定後の電圧値との差分から瞬時電圧降下値を測定する測定手段を有し、
前記瞬時電圧降下値によって前記電池の内部抵抗値を算出し、前記内部抵抗値から前記電池の電圧低下を検出し、前記検出した電圧降下に応じて電池残量警告を出すことができる電池残量警告回路。 - 前記電子装置は、画像を表示するための表示手段を備えており、
前記測定手段は、前記表示手段の表示のオン・オフに起因する電流増加分を測定することを特徴とする請求項1記載の電池残量警告回路。 - 前記電子装置は、ストロボを備えたカメラであり、
前記測定手段は、前記ストロボ制御に起因する電流増加分を測定することを特徴とする請求項1又は2記載の電池残量警告回路。
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