JP4103337B2 - 電池駆動型電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池によって駆動され、所定の機能を実行するためのスイッチがオン操作されると、前記機能を実行するために用いられる複数の機能部に対して夫々電源を投入するように構成される電池駆動型電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、バーコードハンディターミナル（以下、ＢＨＴと称する）の一形態を示す外観図である。ＢＨＴ１は、筐体２の先端部２ａよりバーコード３に光を照射し、その光の反射による明暗のパターンによってバーコード３を読み取るようになっている。筐体２の表面側には、読取ったコードのデータなどを表示するＬＣＤ４や、各種操作入力を行うためのキー５などを備えている。
【０００３】
図６は、ＢＨＴ１の電気的構成を示す機能ブロック図である。ＢＨＴ１は、電池６で駆動されるようになっており、電池６の電圧は、電源回路７により各回路ブロック毎に適した電圧に昇圧されて夫々の電源として供給されるようになっている。
【０００４】
ＣＰＵ８は、メモリ９に記憶されている制御プログラム及びキー５の操作入力に基づいて動作し、ＬＥＤなどで構成される照明１０やＣＣＤ(Charge Coupled Device) などを含んで構成される走査・受光・二値化回路（以下、受光回路と称す）１１を駆動制御したり、受光回路１１が出力する受光信号に基づいて読取ったバーコード３をデコードするようになっている。また、メモリ９には、ＣＰＵ８がデコードしたバーコード３のデータなどが記憶される。
【０００５】
また、ＣＰＵ８は、ＬＣＤ４にユーザへのガイダンスデータやバーコード３の読み取りデータなどを表示させるようになっている。ブザー１２は、ＣＰＵ８によって駆動制御され、バーコード３の読み取り完了のユーザに報知したり、その他の警告音を発生させるために用いられる。通信ポート１３は、メモリ９に蓄積されたバーコード３のデータを、図示しないホストに転送するために用いられる通信用インターフェイス（例えば、ＩｒＤＡ，ＲＳ−２３２Ｃ等）である。
【０００６】
ところで、電源回路７は、１次側の電池６の電圧及び２次側のＣＰＵ８に対する出力電圧を監視するようになっており、電池６の電圧が最低動作電圧を下回った場合は、ＣＰＵ８に対して動作を強制終了させるための割込み信号を出力するようになっている。
【０００７】
ＣＰＵ８は、ＢＨＴ１本体の電源スイッチがＯＮされると起動する。そして、ユーザがＢＨＴ１によりバーコード３を読み取るためキー５における読み取りスイッチをＯＮすると、ＣＰＵ８は、そのスイッチがＯＮされるまでは省電力のため動作を停止している照明１０や受光回路１１を駆動して読取り処理を行うようになっている。
【０００８】
また、ＣＰＵ８は、内部にＡ／Ｄコンバータを内蔵しており、自身でも電池６の電圧を監視している。そして、その監視情報に基づいて電池６の残量をＬＣＤ４に表示させるようになっている。また、ＣＰＵ８は、電池６の電圧が下限電圧（＞最低動作電圧）を下回った場合は、“ローバッテリ”と判断してそのメッセージをＬＣＤ４に表示させると、ＢＨＴ１の動作を強制的に停止させるようになっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、近年のバーコード３の読取り処理については、大深度化や高速化が増す傾向に伴って、照明１０や受光回路１１の消費電流は増加する傾向にある。そのため、読み取りスイッチのＯＮに伴ってＣＰＵ８が照明１０及び受光回路１１を同時に駆動すると、それらの突入電流はかなり大きくなる。そして、大きな突入電流が流れると、電池６の電圧は急激に低下することになるので、ＣＰＵ８において一時的に“ローバッテリ”が検出されてしまい、定常的な電池６の電圧は“ローバッテリ”のレベルまで低下していないにもかかわらずＢＨＴ１を使用することができなくなってしまう。
【００１０】
斯様な問題を解決するため、従来、読み取りスイッチがＯＮされた場合は、ＣＰＵ８が先ず受光回路１１を駆動し、その時点から所定時間が経過した後に照明１０を駆動するという遅延駆動制御が行われている。即ち、突入電流を集中的に発生させることなく分散させて、一時的な“ローバッテリ”の検出を防止するようにしている。
【００１１】
ところが、突入電流の発生状態（発生期間）は、電池６の電圧レベルの変動に伴って変化する。例えば、図７及び図８は、本発明の発明者が行ったＢＨＴ１の一構成例に対する実測の結果であり、ＣＰＵ８が受光回路１１に電源を投入した場合における電池６の電圧波形の変化及び突入電流波形を示すものである（オシロスコープの表示画面）。図７は、電池６の電圧が３．０Ｖの場合（例えば、市販の１．５Ｖの乾電池を２本直列にして使用）であり，図８は同電圧が２．５Ｖの場合である。
【００１２】
これらの図から明らかなように、電池６の電圧が３．０Ｖの場合の突入電流の持続時間は約２．５ｍｓ（横軸は、１．０ｍｓ／ｄｉｖ）であるが、電池６の電圧が２．５Ｖの場合は持続時間が約５．３ｍｓまで延びている。従って、従来のように突入電流の集中を避けるための遅延時間を固定して制御すると、電池６の電圧低下に伴って結果的に突入電流の集中を回避できず一時的な“ローバッテリ”が検出され易くなる場合がある。この場合、“ローバッテリ”は、例えば電池６の電圧が１．８Ｖを下回った場合に検出されるとする。
【００１３】
即ち、例えば、図９は、電池６の電圧が２．７Ｖの場合であり、ＣＰＵ８が受光回路１１に電源を投入した後約５．０ｍｓ後に照明１０に対して電源を投入した場合の各波形である。この場合、受光回路１１に電源を投入したことによって発生した突入電流は５．０ｍｓ後には消滅しているため、このタイミングで照明１０に電源を投入することで突入電流の集中を回避できている。
【００１４】
ところが、図１０に示すように、電池６の電圧が２．５５Ｖの場合において、図９の場合と同様にＣＰＵ８が受光回路１１に対する電源投入から約５．０ｍｓ後に照明１０に電源を投入すると、受光回路１１の電源投入で発生した突入電流は５．０ｍｓ後も未だ持続しており、そこに照明１０の電源投入で発生した突入電流が加わることから電池６の電圧はそのタイミングで一時的に大きく低下し、“ローバッテリ”が検出されてしまう。
以上のように、従来の技術では、ＢＨＴ１が使用可能となる時間を十分に確保することができなかった。
【００１５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電池の端子電圧が一時的に下限値を下回ることを極力防止して、使用可能となる時間を十分に確保することができる電池駆動型電子機器を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の電池駆動型電子機器によれば、制御手段は、所定の機能を実行するためのスイッチがオン操作されると、電圧検出手段によって検出される電池の端子電圧に応じて、前記機能を実行するための複数の機能部に対して電源を投入する間隔を変化させる。
【００１７】
即ち、電池の端子電圧が低下することに伴い複数の機能部に対して電源を投入する間隔が次第に長くなるように変化させることで、各機能部において生じる突入電流の集中をより確実に回避できるようになる。従って、スイッチがオン操作された場合に電池の端子電圧が一時的に下限値を下回り、制御手段が各機能部の動作を停止させることを極力防止することができ、ユーザは、電池駆動型電子機器をより長時間にわたって使用できるようになる。
【００１８】
請求項２記載の電池駆動型電子機器によれば、前記所定の機能を、暗部と明部とを組み合わせることで情報を符号化したコードを光学的手段によって読み取るものとする。即ち、バーコードや二次元コードなどを読み取るために使用されるバーコードリーダは、その使用形態における機能性等を考慮して電池駆動により携帯可能に構成される場合が多い。従って、斯様なバーコードリーダに本発明を適用することで、その効果を十分に奏することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をＢＨＴに適用した場合の一実施例について図１乃至図４を参照して説明する。尚、図５及び図６と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成を示す図４において、本実施例におけるＢＨＴ（電池駆動型電子機器）２１のハードウエア的な構成は基本的にＢＨＴ１と同様であるが、ＣＰＵ８に代わるＣＰＵ（電圧検出手段，制御手段）２２のソフトウエアによる制御内容がＢＨＴと異なっている。
【００２０】
図１は、ＣＰＵ２２が実行するメインルーチンにおける要部の処理内容を示すフローチャートである。ＣＰＵ２２は、キー５の電源スイッチがオンされてＢＨＴ２１本体の電源が投入されると起動し、先ず、メモリ９のチェックやＩ／Ｏポートなどの初期設定を行う（ステップＡ１）。それから、後述するように電池６の端子電圧を監視するための処理を実行すると（ステップＡ２）、キー５の読取り開始スイッチ（スイッチ）がオンされるか（ステップＡ３，「ＹＥＳ」）、電源スイッチがオフされるまで（ステップＡ４，「ＹＥＳ」）、ステップＡ２〜Ａ４のループを回り続ける。
【００２１】
ステップＡ２〜Ａ４のループを回っている状態において、読取り開始スイッチ（スイッチ）がオンされるとステップＡ５に移行し、ＣＰＵ２２は、後述するバーコード３の読取り処理を実行してからステップＡ４に戻る。また、前記ループを回っている状態において電源スイッチがオフされると、ＣＰＵ２２はステップＡ６に移行して電源オフ処理を行い、自身を含むＢＨＴ２１内の各部に対する電源供給を断つように電源回路７に制御信号を与える。すると、ＢＨＴ２１の電源はオフ状態となる。
【００２２】
図２は、図１のステップＡ２における電圧監視処理の詳細内容を示すフローチャートである。ＣＰＵ２２は、先ず、電源回路７を介し、電池６の端子電圧ＶB をＡ／Ｄ変換して読み取ると（ステップＢ１）、その端子電圧ＶB を、次のステップＢ２，Ｂ３，Ｂ４において、基準電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 （Ｖ1 ＞Ｖ2 ＞Ｖ3 ）と夫々比較する。この場合、基準電圧Ｖ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 は、例えばＶ1 ＝２．７Ｖ，Ｖ2 ＝２．５Ｖ，Ｖ3 ＝１．８Ｖ（下限電圧）に設定されている。
【００２３】
そして、ＣＰＵ２２は、ＶB ＞Ｖ1 であると判断すると（ステップＢ２，「ＹＥＳ」）待機時間WaitをＷ１に決定してから（ステップＢ５）、端子電圧ＶB に応じて、電池６の残量をＬＣＤ４に例えば３段階程度で表示する（ステップＢ６）。それから、処理を終了してメインルーチンにリターンする。ここで、待機時間Waitは、ＣＰＵ２２が受光回路１１に電源を投入した後に照明１０に電源を投入するまでの間隔であり、Ｗ１は例えば５．０ｍｓに設定される。
【００２４】
また、端子電圧ＶB がＶ1 ≧ＶB ＞Ｖ2 の範囲にある場合、ＣＰＵ２２は、ステップＢ３で「ＹＥＳ」と判断して待機時間WaitをＷ２（例えば、７．０ｍｓ）に決定し（ステップＢ７）ステップＢ６に移行する。また、端子電圧ＶB がＶ2 ≧ＶB ＞Ｖ3 の範囲にある場合、ＣＰＵ２２は、ステップＢ４で「ＹＥＳ」と判断して待機時間WaitをＷ３（例えば、１０．０ｍｓ）に決定し（ステップＢ８）ステップＢ６に移行する。
【００２５】
そして、端子電圧ＶB がＶ3 ≧ＶB の範囲にある場合、ＣＰＵ２２は、ステップＢ４で「ＮＯ」と判断してＬＣＤ４に“Low Battery （ローバッテリ）”のメッセージを表示させると（ステップＢ９）、図１のステップＡ６に移行してＢＨＴ２１本体の電源オフ処理を行う。
【００２６】
次に、図３は、図１のステップＡ５における読取り処理の詳細内容を示すフローチャートである。ＣＰＵ２２は、先ず、受光回路（走査・受光・二値化回路，機能部，光学的手段）１１に対して電源を供給すると（ステップＣ１）、図２のステップＢ５，Ｂ７，Ｂ８の何れかで決定されたＷ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 を待機時間Waitに設定し（ステップＣ２）、待機時間Waitが経過するまで待機する（ステップＣ３）。そして、待機時間Waitが経過すると（ステップＣ３，「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２２は照明（機能部，光学的手段）１０に電源を供給し（ステップＣ４）、実質的なバーコード３の読取り処理を受光回路１１によって行う（図示せず）。それから、処理を終了してリターンする。
【００２７】
即ち、図７及び図８に示した場合のように、電池６の端子電圧ＶB が３．０Ｖの場合の受光回路１１による突入電流持続時間ＴRCは約２．５ｍｓであり、ＶB が２．６Ｖの場合のＴRCは約５．３ｍｓであるから、ＶB ＞Ｖ1 （２．７Ｖ）である場合は待機時間WaitをＷ１（５．０ｍｓ）に設定することで、受光回路１１による突入電流と、照明１０による突入電流との重畳を回避することが可能である。
【００２８】
また、図１０に示した場合のように、電池６の端子電圧ＶB が２．５５Ｖの場合の持続時間ＴRCは６．０ｍｓ弱であるから、Ｖ1 ≧ＶB ＞Ｖ2 （２．５Ｖ）である場合の待機時間WaitをＷ２（７．０ｍｓ）に設定することで、同様に突入電流の重畳を回避することが可能である。更に、Ｖ2 ≧ＶB ＞Ｖ3 （１．８Ｖ）である場合に、待機時間WaitをＷ３（１０．０ｍｓ）に設定することで、突入電流の重畳を回避できることも実測によって確認済みである。
【００２９】
以上のように本実施例によれば、ＢＨＴ２１のＣＰＵ２２は、バーコード３を読み取るためのキー５がオン操作されると、電池６の端子電圧ＶB に応じて、受光回路１１，照明１０に対して電源を投入する待機時間Waitを変化させるようにした。具体的には、端子電圧ＶB が低下することに伴って待機時間Waitが次第に長くなるように変化させて、突入電流の集中をより確実に回避するようにした。従って、読取り用のキー５がオン操作された場合に電池６の端子電圧ＶB が一時的に下限値Ｖ3 を下回り、ＣＰＵ２２が受光回路１１，照明１０の動作を停止させることを極力防止することができ、ユーザは、ＢＨＴ２１をより長時間にわたって使用できるようになる。また、ＢＨＴ２１は、その使用形態における機能性等を考慮して電池駆動により携帯可能に構成されることが多いので、ＢＨＴ２１に適用することで、本発明の効果を十分に奏することができる。
【００３０】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形または拡張が可能である。
電池の電圧や、その電圧レベルに対応する待機時間の設定は、適宜変更して実施すれば良い。
所定の機能は、バーコードを読み取るものに限ることはない。従って、電池駆動型電子機器はＢＨＴ２１に限ることなく、電池によって駆動される電子機器であれば適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をバーコードハンディターミナル（ＢＨＴ）に適用した場合の一実施例であり、ＢＨＴのＣＰＵが実行するメインルーチンにおける要部の処理内容を示すフローチャート
【図２】図１のステップＡ２における電圧監視処理の詳細内容を示すフローチャート
【図３】図１のステップＡ５における読取り処理の詳細内容を示すフローチャート
【図４】電気的構成を示す機能ブロック図
【図５】従来のＢＨＴの外観を示す斜視図
【図６】図４相当図
【図７】本発明の発明者が行ったＢＨＴの一構成例に対する実測の結果であり、ＣＰＵが受光回路に電源を投入した場合における電池の電圧波形の変化及び突入電流波形を示す図（その１）
【図８】図７相当図（その２）
【図９】ＣＰＵが受光回路に電源を投入した後、一定時間後に照明に電源を投入した場合における図７相当図（その１）
【図１０】図９相当図（その２）
【符号の説明】
５はキー（スイッチ）、６は電池、１０は照明（機能部，光学的手段）、１１は走査・受光・二値化回路（機能部，光学的手段）、２１はバーコードハンディターミナル（電池駆動型電子機器）、２２はＣＰＵ（電圧検出手段，制御手段）を示す。

Claims (2)

1. 駆動用電源である電池の端子電圧を検出する電圧検出手段と、所定の機能を実行するためのスイッチがオン操作されると前記機能を実行するために用いられる複数の機能部に対して夫々電源を投入する共に、前記電圧検出手段によって検出される前記電池の端子電圧が下限値を下回ると、各機能部の動作を停止させるように制御する制御手段とを備えて構成される電池駆動型電子機器において、
   前記制御手段は、前記スイッチがオン操作された場合に、前記電圧検出手段によって検出される前記端子電圧に応じて、前記複数の機能部に対して電源を投入する間隔を変化させるように制御することを特徴とする電池駆動型電子機器。
2. 前記所定の機能は、暗部と明部とを組み合わせることで情報を符号化したコードを光学的手段によって読み取るものであることを特徴とする請求項１記載の電池駆動型電子機器。

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