JP4116961B2

JP4116961B2 - バスパワード装置

Info

Publication number: JP4116961B2
Application number: JP2003357202A
Authority: JP
Inventors: 健一郎綾木; 秀明小川; 章弘石井
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2023-10-17
Also published as: JP2005124317A

Description

本発明は、バスパワード装置に関し、特に通信ケーブルによって外部装置から電力負荷への駆動電力が供給可能に構成されたバスパワード装置に関する。

近年、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）規格、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）１３９４規格等の通信ケーブルを介して電力供給の可能なインタフェース規格に基づき、通信ケーブルによって外部装置から電力負荷への駆動電力が供給可能に構成されたバスパワード装置が多数製品化されている。なお、当該バスパワード装置は、バスパワー装置と呼ばれることもある。

ところで、このようなバスパワード装置に対して通信ケーブルを介して電力を供給する場合に、規格上の最大電力が供給できるようにすると、バスパワード装置の電力負荷による消費電力が上記最大電力より小さな場合における消費電力の増大を招くことになり、好ましくない。

この問題を解決するために、特許文献１には、通信ライン（上記通信ケーブルに相当。）に接続され、この通信ラインから電力を供給されるバスパワード伝送器において、上記バスパワード伝送器が出力する直流出力電流の値を、少なくとも２段階に可変できるようにした技術が開示されている。
特開２００２−３５４７１４公報

ところで、上記のような通信ケーブルを介して電力供給の可能なインタフェース規格では、通信ケーブルにより供給できる電力の上限値（例えば、ＵＳＢ規格では、２．５Ｗ）が定められている。

従って、バスパワード装置の電力負荷による消費電力が一時的に上記上限値より大きくなった場合には、電力不足となって当該バスパワード装置の動作が停止してしまう場合がある、という問題点があった。

例えば、デジタルカメラをＵＳＢ規格によってパーソナル・コンピュータ（以下、ＰＣという。）に通信ケーブルを介して接続し、当該ＰＣにより上記デジタルカメラによる撮影画像をリアルタイムで収集して用いる形態、所謂ＰＣカメラとしてデジタルカメラを用いる形態において、デジタルカメラがＰＣからの撮影開始要求に応じてレンズシャッターを開放した後にレンズを所定位置まで繰り出す動作を行う場合があるが、この場合の当該レンズの繰り出し動作は、消費電力が他の動作に比較して著しく大きいため、当該レンズの繰り出し動作時において電力不足が生じることがあり、当該動作が停止してしまうことがあった。

なお、上記特許文献１に開示されている技術は、上記上限値までの範囲内で直流出力電流を可変にするものであるため、この問題点に関しては無力である。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、通信ケーブルを介して外部装置から供給される駆動電力の電力不足に起因する動作停止を回避することのできるバスパワード装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載のバスパワード装置は、通信ケーブルによって外部装置から電力負荷への駆動電力が供給可能に構成されたバスパワード装置であって、前記通信ケーブルにより供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる充電可能な２次電池と、前記通信ケーブルにより供給される電力及び前記２次電池により供給される電力の何れか一方を前記電力負荷への駆動電力として適用するように切り替えるスイッチ手段と、前記電力負荷の消費電力が前記上限値よりも小さな値とされた所定値より大きなときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記電力負荷の消費電力が前記所定値以下のときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御する制御手段と、本装置が前記外部装置によって認識されていない場合に、前記通信ケーブルにより供給された電力の余剰電力により前記２次電池の充電を行う充電手段と、を備えている。

請求項１に記載のバスパワード装置は、通信ケーブルによって外部装置から電力負荷への駆動電力が供給可能に構成されると共に、前記通信ケーブルにより供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる充電可能な２次電池が備えられている。なお、上記外部装置には、ＰＣ、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、携帯電話機等の通信ケーブルを介して外部に電力を供給可能なあらゆる装置が含まれる。

ここで、本発明のバスパワード装置には、前記通信ケーブルにより供給される電力及び前記２次電池により供給される電力の何れか一方を前記電力負荷への駆動電力として適用するように切り替えるスイッチ手段が備えられており、制御手段により、前記電力負荷の消費電力が前記上限値よりも小さな値とされた所定値より大きなときに前記２次電池により供給される電力が駆動電力として適用されるように前記スイッチ手段が制御され、前記電力負荷の消費電力が前記所定値以下のときに前記通信ケーブルにより供給される電力が駆動電力として適用されるように前記スイッチ手段が制御される。なお、上記スイッチ手段には、バイポーラ・トランジスタ、電界効果トランジスタ等の半導体スイッチ素子の他、リレースイッチ等の電子部品や、接点が電気的に開閉可能とされた機械スイッチ等が含まれる。更に、本発明では、充電手段により、本装置が外部装置によって認識されていない場合に、通信ケーブルにより供給された電力の余剰電力により２次電池の充電が行われる。

このように、請求項１に記載のバスパワード装置によれば、通信ケーブルにより供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる充電可能な２次電池を備えると共に、電力負荷の消費電力が前記上限値よりも小さな値とされた所定値より大きなときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用し、電力負荷の消費電力が前記所定値以下のときに通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように切り替えているので、通信ケーブルを介して外部装置から供給される駆動電力の電力不足に起因する動作停止を回避することができる。また、本発明によれば、本装置が外部装置によって認識されていない場合に、通信ケーブルにより供給された電力の余剰電力により２次電池の充電を行うので、２次電池の残容量を適宜回復することができる。

なお、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記電力負荷の消費電力が前記所定値を越える大電力動作モードを示す情報を予め記憶した記憶手段を更に備え、前記制御手段は、前記電力負荷の動作モードが前記大電力動作モードであるときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記電力負荷の動作モードが他の動作モードであるときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御するものとすることができる。

これによって、電力負荷による消費電力を検出することなくスイッチ手段の切り替えを行うことができ、当該消費電力を検出するための回路を設けることなく、低コストかつ小型に装置を構成することができる。なお、上記記憶手段には、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ROM）、フラッシュＥＥＰＲＯＭ（Flash EEPROM）等の記憶素子、スマート・メディア（SmartMedia(R)）、ｘＤピクチャーカード（xD-Picture Card）、コンパクト・フラッシュ（CompactFlash）、ＡＴＡ（AT Attachment）カード、マイクロドライブ、フロッピィディスク、ＣＤ−Ｒ（Compact Disc-Recordable）、ＣＤ−ＲＷ（Compact Disc-ReWritable）、光磁気ディスク等の可搬型記録媒体が含まれる。

また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記電力負荷の消費電力が前記所定値以下である通常電力動作モードを示す情報を予め記憶した記憶手段を更に備え、前記制御手段は、前記電力負荷の動作モードが前記通常電力動作モードであるときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記電力負荷の動作モードが他の動作モードであるときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御するものとすることもできる。

これによって、電力負荷による消費電力を検出することなくスイッチ手段の切り替えを行うことができ、当該消費電力を検出するための回路を設けることなく、低コストかつ小型に装置を構成することができる。なお、上記記憶手段には、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子、スマート・メディア、ｘＤピクチャーカード、コンパクト・フラッシュ、ＡＴＡカード、マイクロドライブ、フロッピィディスク、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、光磁気ディスク等の可搬型記録媒体が含まれる。

また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前前記制御手段は、前記電力負荷の消費電力を検出する検出手段を備えると共に、当該検出手段により検出された消費電力が前記所定値より大きなときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記検出手段により検出された消費電力が前記所定値以下のときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御するものとすることもできる。

これによって、電力負荷による実際の消費電力に応じてスイッチ手段の切り替えを行うことができ、当該切り替えを高精度に行うことができる。

本発明に係るバスパワード装置によれば、通信ケーブルにより供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる充電可能な２次電池を備えると共に、電力負荷の消費電力が前記上限値よりも小さな値とされた所定値より大きなときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用し、電力負荷の消費電力が前記所定値以下のときに通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように切り替えているので、通信ケーブルを介して外部装置から供給される駆動電力の電力不足に起因する動作停止を回避することができる、という効果が得られる。また、本発明によれば、本装置が外部装置によって認識されていない場合に、通信ケーブルにより供給された電力の余剰電力により２次電池の充電を行うので、２次電池の残容量を適宜回復することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、ここでは、本発明のバスパワード装置としてデジタルカメラを適用した場合について説明する。

〔第１の実施の形態〕
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａの構成を説明する。

同図に示すように、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａは、当該バスパワード装置１０Ａ全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）１２と、２つの入力端子と１つの出力端子を備えると共に何れか一方の入力端子を出力端子に接続するように外部からの制御信号に応じて切り替えることができるスイッチ素子１４と、２次電池として構成された電池１６と、不揮発性のメモリ１８と、当該バスパワード装置１０ＡにおけるＣＰＵ１２及びメモリ１８を除く電力負荷２０と、を備えている。

なお、本実施の形態では、電池１６としてリチウム・イオン電池を、メモリ１８としてフラッシュメモリを、各々適用している。また、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａはデジタルカメラであるので、電力負荷２０には、撮影画像を結像させるためのレンズを駆動するモータ、撮像素子等が含まれる。

一方、バスパワード装置１０Ａは、所定のインタフェース規格（本実施の形態では、ＵＳＢ規格）による通信機能が搭載されており、当該規格に対応したコネクタ（図示省略）が筐体外部に設けられている。そして、バスパワード装置１０Ａは、当該コネクタを介して当該規格に対応した通信ケーブル５０により、当該規格に対応したＰＣ、ＰＤＡ、携帯電話機等の外部装置に接続することができる。

上記不図示のコネクタの通信ケーブル５０を介して制御信号（ここでは、Ｄ＋信号及びＤ−信号）が入力される入力ピンはＣＰＵ１２に接続されており、外部装置からの制御信号はＣＰＵ１２に入力される。

一方、上記不図示のコネクタの通信ケーブル５０を介して電力信号（ここでは、ｖｂｕｓ信号）が入力される入力ピンはスイッチ素子１４の一方の入力端子に接続されており、外部装置から供給された電力は当該入力端子に印加される。また、スイッチ素子１４の他方の入力端子は電池１６に接続されており、電池１６から供給された電力は当該入力端子に印加される。

また、スイッチ素子１４の出力端子は、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の電源入力端子に接続されている。そして、スイッチ素子１４における接続制御を行う制御端子にはＣＰＵ１２が接続されている。従って、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０には、通信ケーブル５０を介して外部装置から供給された電力、及び電池１６から供給された電力の何れか一方が、スイッチ素子１４により、ＣＰＵ１２による制御に応じて選択的に供給されることになる。

一方、ＣＰＵ１２はメモリ１８及び電力負荷２０に相互接続されており、ＣＰＵ１２はメモリ１８へのアクセス（情報の読み書き）ができると共に、電力負荷２０はＣＰＵ１２によって作動が制御される構成である。

本実施の形態に係るメモリ１８は、各種制御プログラムの他、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０による消費電力が所定値を越える動作モード（本発明の「大電力動作モード」に相当。）を示す情報（以下、「大電力動作モード情報」という。）が予め記憶されている。なお、本実施の形態では、上記所定値として、バスパワード装置１０Ａで適用されているインタフェース規格（ここでは、ＵＳＢ規格）で定められている供給電力の上限値（ここでは、２．５Ｗ）を適用している。

図２には、メモリ１８に記憶されている大電力動作モード情報の一例が示されている。同図に示すように、本実施の形態では、大電力動作モード情報として、大電力動作モードの名称及び当該大電力動作モードの最大消費電力の各情報が記憶されている。なお、当該最大消費電力情報は必ずしも必要ではなく、大電力動作モードを特定できる情報のみ記憶しておく形態とすることもできる。

なお、本実施の形態に係る電池１６は、上記上限値より大きく、かつバスパワード装置１０Ａにおける最大消費電力を供給可能なものが適用されている。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａの作用を説明する。なお、図３は、バスパワード装置１０ＡのＣＰＵ１２において動作モードが他のモードに移行する際に実行される電力切替処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該プログラムはメモリ１８に予め記憶されている。

同図のステップ１００では、メモリ１８から大電力動作モード情報を読み出し、次のステップ１０２では、読み出した大電力動作モード情報によって示される大電力動作モードに、移行後の動作モードが含まれているか否かを判定することにより、移行後の動作モードが大電力動作モードであるか否かを判定する。

そして、上記ステップ１０２において否定判定となった場合はステップ１０４に移行し、スイッチ素子１４を外部装置から通信ケーブル５０を介して供給された電力が出力されるように切り替えた後、本電力切替処理プログラムを終了する。

一方、上記ステップ１０２において肯定判定となった場合はステップ１０６に移行し、スイッチ素子１４を電池１６から供給された電力を出力するように切り替えた後、本電力切替処理プログラムを終了する。

本電力切替処理プログラムにより、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０に対して、大電力動作モードへの移行時には電池１６から駆動電力が供給され、他の動作モードへの移行時には外部装置から通信ケーブル５０を介して駆動電力が供給されることになる。

本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａでは、以上のように動作モード別の消費電力に応じて供給された駆動電力によって作動されるため、電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａによれば、通信ケーブル５０により供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる電池１６を備えると共に、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力が上記上限値以下の値とされた所定値より大きなときに電池１６により供給される電力を駆動電力として適用し、上記消費電力が上記所定値以下のときに通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するように切り替えているので、通信ケーブル５０を介して外部装置から供給される駆動電力の電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

また、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａによれば、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力が上記所定値を越える大電力動作モードを示す情報を予め記憶したメモリ１８を備え、電力負荷の動作モードが大電力動作モードであるときに電池１６により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御し、電力負荷の動作モードが他の動作モードであるときに通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御しているので、電力負荷による消費電力を検出することなくスイッチ素子１４の切り替えを行うことができ、当該消費電力を検出するための回路を設けることなく、低コストかつ小型に装置を構成することができる。

なお、本実施の形態では、電力負荷の消費電力が所定値を越える動作モードを示す大電力動作モード情報を記憶しておき、移行後の動作モードが大電力動作モードである場合に電池１６からの電力供給に切り替える場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、電力負荷の消費電力が所定値以下である動作モードを示す通常電力動作モード情報をメモリ１８に記憶しておき、移行後の動作モードが通常電力動作モード以外のモードである場合に電池１６からの電力供給に切り替える形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

〔第２の実施の形態〕
まず、図４を参照して、本第２の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂの構成を説明する。なお、同図における図１と同様の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。

同図に示すように、本第２の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂは、スイッチ切替制御部２２Ａが新たに加えられている点と、スイッチ素子１４の制御端子の接続元がＣＰＵ１２ではなく、スイッチ切替制御部２２Ａとなっている点のみが、上記第１の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａと異なっている。

同図に示すように、スイッチ切替制御部２２Ａは、比較器２４及び抵抗２６を備えている。そして、比較器２４の非反転入力端子にはスイッチ素子１４の出力端子が、反転入力端子には抵抗２６を介して電池１６が、各々接続されている。また、比較器２４の出力端子はスイッチ素子１４の制御端子に接続されている。

ここで、抵抗２６の抵抗値は、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０による消費電力が所定値となったときのスイッチ素子１４の出力端子における電圧値となるように、電池１６の電圧値を変換することのできる値とされている。なお、本実施の形態では、上記所定値として、バスパワード装置１０Ｂで適用されているインタフェース規格（ここでは、ＵＳＢ規格）で定められている供給電力の上限値（ここでは、２．５Ｗ）を適用している。

次に、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂの作用を説明する。

ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０による消費電力が上記所定値より小さい場合、スイッチ素子１４の出力電圧が比較器２４の反転入力端子に印加されている電圧より低くなるため、比較器２４の出力端子はローレベルとなる。これにより、スイッチ素子１４は、外部装置から通信ケーブル５０を介して供給された電力が出力されるように切り替えられ、当該電力が各負荷への駆動電力として供給される。

一方、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０による消費電力が上記所定値より大きい場合、スイッチ素子１４の出力電圧が比較器２４の反転入力端子に印加されている電圧より高くなるため、比較器２４の出力端子はハイレベルとなる。これにより、スイッチ素子１４は、電池１６から供給された電力が出力されるように切り替えられ、当該電力が各負荷への駆動電力として供給される。

本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂでは、以上のように電子回路によりハードウェアとして構成されたスイッチ切替制御部２２Ａによるスイッチ素子１４の切り替えによって、実際の電力負荷の消費電力に応じて供給された駆動電力によって作動されるため、電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂによれば、通信ケーブル５０により供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる電池１６を備えると共に、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力が上記上限値以下の値とされた所定値より大きなときに電池１６により供給される電力を駆動電力として適用し、上記消費電力が上記所定値以下のときに通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するように切り替えているので、通信ケーブル５０を介して外部装置から供給される駆動電力の電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

また、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂによれば、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力を検出する比較器２４を備えると共に、当該比較器２４により検出された消費電力が上記所定値より大きな場合に電池１６により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御し、比較器２４により検出された消費電力が所定値以下の場合に通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御しているので、電力負荷による実際の消費電力に応じてスイッチ素子１４の切り替えを行うことができ、当該切り替えを高精度に行うことができる。

〔第３の実施の形態〕
まず、図５を参照して、本第３の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｃの構成を説明する。なお、同図における図４と同様の構成要素については図４と同一の符号を付して、その説明を省略する。

同図に示すように、本第３の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｃは、スイッチ切替制御部２２Ａに代えてスイッチ切替制御部２２Ｂが適用されている点と、スイッチ素子１４の制御端子の接続元がＣＰＵ１２とされている点のみが、上記第２の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂと異なっている。

同図に示すように、スイッチ切替制御部２２Ｂは、比較器２４及び抵抗２６に加えて、アナログ／デジタル変換器（以下、「Ａ／Ｄ変換器」という。）２８を備えている。そして、比較器２４の出力端子はＡ／Ｄ変換器２８の入力端子に接続されており、Ａ／Ｄ変換器２８の出力端子はＣＰＵ１２に接続されている。

次に、図６を参照して、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｃの作用を説明する。なお、図６は、バスパワード装置１０ＣのＣＰＵ１２において所定期間（本実施の形態では、０．１秒）毎に実行される電力切替処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該プログラムはメモリ１８に予め記憶されている。

同図のステップ２００では、Ａ／Ｄ変換器２８から入力された比較器２４からの出力レベルを示すデジタル値が、ハイレベルとローレベルの間に相当する値とされた所定値より大きいか否かを判定する。

そして、上記ステップ２００において否定判定となった場合はステップ２０２に移行し、スイッチ素子１４を外部装置から通信ケーブル５０を介して供給された電力が出力されるように切り替えた後、本電力切替処理プログラムを終了する。

一方、上記ステップ２００において肯定判定となった場合はステップ２０４に移行し、スイッチ素子１４を電池１６から供給された電力を出力するように切り替えた後、本電力切替処理プログラムを終了する。

本電力切替処理プログラムにより、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０に対して、これらによる消費電力が、バスパワード装置１０Ｃで適用されているインタフェース規格（ここでは、ＵＳＢ規格）で定められている供給電力の上限値より大きな場合は電池１６から駆動電力が供給され、他の場合には外部装置から通信ケーブル５０を介して駆動電力が供給されることになる。

本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｃでは、以上のように実際の消費電力に応じて供給された駆動電力によって作動されるため、電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｃによれば、通信ケーブル５０により供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる電池１６を備えると共に、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力が上記上限値以下の値とされた所定値より大きなときに電池１６により供給される電力を駆動電力として適用し、上記消費電力が上記所定値以下のときに通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するように切り替えているので、通信ケーブル５０を介して外部装置から供給される駆動電力の電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

また、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｃによれば、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力を検出する比較器２４を備えると共に、ＣＰＵ１２により、当該比較器２４により検出された消費電力が上記所定値より大きな場合に電池１６により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御し、比較器２４により検出された消費電力が所定値以下の場合に通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御しているので、電力負荷による実際の消費電力に応じてスイッチ素子１４の切り替えを行うことができ、当該切り替えを高精度に行うことができる。

なお、本実施の形態では、比較器２４による比較結果に応じてスイッチ素子１４の切り替えを行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、比較器２４を用いることなく、Ａ／Ｄ変換器２８の入力端子をスイッチ素子１４の出力端子に接続することにより、ＣＰＵ１２によってスイッチ素子１４の出力端子の電圧値を直接検出し、当該電圧値に応じてスイッチ素子１４の切り替えを行う形態とすることもできる。この場合は、比較器２４が必要なくなるので、本実施の形態に比較して、バスパワード装置を低コスト化することができる。

また、上記各実施の形態では、本発明の電池として充電可能な２次電池を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、充電できない１次電池を適用する形態とすることもできる。この場合も、上記各実施の形態と同様の効果を奏することができる。

〔第４の実施の形態〕
まず、図７を参照して、本第４の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄの構成を説明する。なお、同図における図１と同様の構成要素については図１と同一の符号を付して、その説明を省略する。

同図に示すように、本第４の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄは、１つの入力端子と２つの出力端子を備えると共に入力端子を何れか一方の出力端子に接続するように外部からの制御信号に応じて切り替えることができるスイッチ素子３０と、電池１６に対する充電動作を制御する充電制御部３２が新たに加えられている点のみが、上記第１の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａと異なっている。

同図に示すように、バスパワード装置１０Ｄでは、スイッチ素子１４の出力端子がスイッチ素子３０の入力端子に接続されており、スイッチ素子３０の一方の出力端子が電力負荷２０の電源入力端子に、スイッチ素子３０の他方の出力端子が充電制御部３２の入力端子に、各々接続されている。そして、充電制御部３２の出力端子は電池１６に接続されている。

また、スイッチ素子３０の制御端子にはＣＰＵ１２が接続されており、スイッチ素子３０の接続状態はＣＰＵ１２によって設定できる構成である。

次に、図８を参照して、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄの作用を説明する。なお、図８は、バスパワード装置１０ＤのＣＰＵ１２において動作モードが他のモードに移行する際に実行される電力切替処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートであり、該プログラムはメモリ１８に予め記憶されている。

同図のステップ３００では、メモリ１８から大電力動作モード情報を読み出し、次のステップ３０２では、読み出した大電力動作モード情報によって示される大電力動作モードに、移行後の動作モードが含まれているか否かを判定することにより、移行後の動作モードが大電力動作モードであるか否かを判定する。

そして、上記ステップ３０２において否定判定となった場合はステップ３０４に移行し、スイッチ素子１４を外部装置から通信ケーブル５０を介して供給された電力が出力されるように切り替えた後、ステップ３０８に移行する。

ステップ３０８では、当該バスパワード装置１０Ｄが外部装置によって認識されたか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ３１０に移行して、スイッチ素子３０の入力端子が電力負荷２０の接続された出力端子に接続されるように切り替えた後、本電力切替処理プログラムを終了する。

一方、上記ステップ３０８において否定判定となった場合はステップ３１２に移行して、スイッチ素子３０の入力端子が充電制御部３２の接続された出力端子に接続されるように切り替えた後、本電力切替処理プログラムを終了する。

なお、充電制御部３２では、上記ステップ３１２により外部装置からの電力が供給されると、当該電力を用いた電池１６への充電制御が行われる。

一方、上記ステップ３０２において肯定判定となった場合はステップ３０６に移行し、スイッチ素子１４を電池１６から供給された電力を出力するように切り替えると共に、スイッチ素子３０の入力端子が電力負荷２０の接続された出力端子に接続されるように切り替えた後、本電力切替処理プログラムを終了する。

本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄでは、以上のように動作モード別の消費電力に応じて供給された駆動電力によって作動されるため、電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

また、バスパワード装置１０Ｄでは、外部装置から認識されておらず、当該外部装置から供給されている電力に余剰電力がある場合には、当該余剰電力によって電池１６に充電が行われるので、電池１６の残容量を適宜回復することができる。

以上詳細に説明したように、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄによれば、通信ケーブル５０により供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる電池１６を備えると共に、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力が上記上限値以下の値とされた所定値より大きなときに電池１６により供給される電力を駆動電力として適用し、上記消費電力が上記所定値以下のときに通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するように切り替えているので、通信ケーブル５０を介して外部装置から供給される駆動電力の電力不足に起因する動作停止を回避することができる。

また、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄによれば、ＣＰＵ１２、メモリ１８及び電力負荷２０の消費電力が上記所定値を越える大電力動作モードを示す情報を予め記憶したメモリ１８を備え、電力負荷の動作モードが大電力動作モードであるときに電池１６により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御し、電力負荷の動作モードが他の動作モードであるときに通信ケーブル５０により供給される電力を駆動電力として適用するようにスイッチ素子１４を制御しているので、電力負荷による消費電力を検出することなくスイッチ素子１４の切り替えを行うことができ、当該消費電力を検出するための回路を設けることなく、低コストかつ小型に装置を構成することができる。

更に、本実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄによれば、通信ケーブル５０により供給された電力の余剰電力により電池１６の充電を行うようにしているので、電池１６を適宜充電することができ、電池１６の残容量を適宜回復することができる。

なお、上記各実施の形態では、スイッチ素子１４を切り替える閾値（所定値）を、適用しているインタフェース規格における供給電力の上限値とした場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当該上限値よりも小さな値とする形態とすることもできる。この場合、上記閾値を小さくするほど、より確実に電力不足による動作停止を回避できるが、電池１６の消費が激しくなり、バスパワード装置の連続駆動時間が短くなってしまうため、バスパワード装置の使用条件等に応じて適度な値を設定することが好ましい。

また、上記各実施の形態で説明した電力切替処理プログラム（図３、図６、図８参照。）の処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

更に、上記各実施の形態で説明したバスパワード装置１０Ａ〜１０Ｄの構成（図１、図４、図５、図７参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

第１の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ａの構成を示すブロック図である。大電力動作モード情報の一例を示す模式図である。第１の実施の形態に係る電力切替処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。第２の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｂの構成を示すブロック図である。第３の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｃの構成を示すブロック図である。第３の実施の形態に係る電力切替処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。第４の実施の形態に係るバスパワード装置１０Ｄの構成を示すブロック図である。第４の実施の形態に係る電力切替処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１０Ａ〜１０Ｄバスパワード装置
１２ＣＰＵ（制御手段）
１４スイッチ素子（スイッチ手段）
１６電池（２次電池）
１８メモリ（記憶手段）
２０電力負荷
２２Ａ、２２Ｂスイッチ切替制御部（制御手段）
２４比較器（検出手段）
３２充電制御部（充電手段）

Claims

通信ケーブルによって外部装置から電力負荷への駆動電力が供給可能に構成されたバスパワード装置であって、
前記通信ケーブルにより供給できる電力の上限値より大きな電力が供給できる充電可能な２次電池と、
前記通信ケーブルにより供給される電力及び前記２次電池により供給される電力の何れか一方を前記電力負荷への駆動電力として適用するように切り替えるスイッチ手段と、
前記電力負荷の消費電力が前記上限値よりも小さな値とされた所定値より大きなときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記電力負荷の消費電力が前記所定値以下のときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御する制御手段と、
本装置が前記外部装置によって認識されていない場合に、前記通信ケーブルにより供給された電力の余剰電力により前記２次電池の充電を行う充電手段と、
を備えたバスパワード装置。
前記電力負荷の消費電力が前記所定値を越える大電力動作モードを示す情報を予め記憶した記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記電力負荷の動作モードが前記大電力動作モードであるときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記電力負荷の動作モードが他の動作モードであるときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御する
請求項１記載のバスパワード装置。
前記電力負荷の消費電力が前記所定値以下である通常電力動作モードを示す情報を予め記憶した記憶手段を更に備え、
前記制御手段は、前記電力負荷の動作モードが前記通常電力動作モードであるときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記電力負荷の動作モードが他の動作モードであるときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御する
請求項１記載のバスパワード装置。
前記制御手段は、前記電力負荷の消費電力を検出する検出手段を備えると共に、当該検出手段により検出された消費電力が前記所定値より大きなときに前記２次電池により供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御し、前記検出手段により検出された消費電力が前記所定値以下のときに前記通信ケーブルにより供給される電力を駆動電力として適用するように前記スイッチ手段を制御する
請求項１記載のバスパワード装置。