JPH058391B2 - - Google Patents

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JPH058391B2
JPH058391B2 JP58229112A JP22911283A JPH058391B2 JP H058391 B2 JPH058391 B2 JP H058391B2 JP 58229112 A JP58229112 A JP 58229112A JP 22911283 A JP22911283 A JP 22911283A JP H058391 B2 JPH058391 B2 JP H058391B2
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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は直流電源装置、より具体的には、電池
を電源とする直流電源装置に関するのである。
背景技術 ニツケル・カドミウム（Ni・Cd）電池などの
２次電池は一般に、再充電して使用すれば経済的
である。ニツケル・カドミウム電池の出力電圧の
特性は、使用期間中あまり変化しないが、蓄積容
量の限界近くになると急速に低下する傾向を示
す。これに対してアルカリ・マンガン電池などの
１次電池は、単品価格が安いが、基本的に再充電
使用ができないので、結果的には装置に使用する
際のランニングコストが高くなる。また、その出
力電圧の特性は、使用期間の初期において高く、
期間の経過とともに徐々に低下する傾向を示す。
たとえばビデオカメラや電子式スチルカメラな
どの携帯用撮影装置では、ニツケル・カドミウム
電池を使用するのが経済性の点から有利である。
しかしニツケル・カドミウム電池は、前述のよう
な急速な電圧低下を示す出力電圧特性のために、
予期しないときに出力電圧が低下し、重要な場面
の撮影の機会を失つてしまうことがある。これを
回避するために、通常の１次電池、たとえばアル
カリ・マンガン電池を応急的に使用可能なように
装置を構成すれば有利である。
一般に、電池の出力電圧の低下を予告する警報
手段を装置に設けることは、前述の携帯用撮影装
置ではとくに望ましい。通常この予告は、装置が
正常に動作可能な限界の電池出力電圧より若干の
余裕をもつて高い電圧で発生するように設定され
ている。しかし、ニツケル・カドミウム電池とア
ルカリ・マンガン電池の両用が可能な装置では、
この予告電圧まで低下してから限界電圧に到達す
るまでの経過時間に両電池の間で著しい差があ
る。
電子式スチルカメラの電源としてニツケル・カ
ドミウム電池を使用した場合と、アルカリ・マン
ガン電池を使用した場合とでは、たとえ撮影条件
を同一としたとしても、すなわち、デイスクを起
動し、所定の回転速度に到達させて撮影可能な状
態にしてからある程度の時間が経過しても同一条
件でシヤツタレリーズしたとしても、電池出力電
圧が予告電圧に達して警報が発生してから限界電
圧に達するまでの時間には、撮影されるコマの数
にして40コマ程度の差がある。
これは、たとえばニツケル・カドミウム電池を
標準とする電子式スチルカメラに応急的にアルカ
リ・マンガン電池を使用した場合、警報が発生し
てから限界電圧に達するまでに40コマの撮影が可
能であることを意味する。この40コマという値
は、通常のアマチユアのカメラ撮影の場合を考え
れば、大きすぎる値であることは容易に想像でき
よう。
目 的 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、
電池消耗の予告警報が発生してから装置の動作可
能限界電圧に達するまでの期間が使用する電池の
種類によらず、大差がない直流電源装置を提供す
ることを目的とする。
発明の開示 本発明によれば、複数種類の電池を使用可能で
あつて、使用する電池が装填される収納手段を含
み、負荷に電流を供給する直流電源装置は、使用
中の電池の出力電圧をモニタするモニタ手段と、
警報を表示する表示手段と、前記モニタした電圧
を基準電圧と比較し、モニタした電圧が基準電圧
より低下すると表示手段を付勢する比較手段と、
基準電圧として前記使用可能な電池の種類に対応
した複数の電圧を発生する手段と、発生した複数
の電圧のうちの１つを選択的に比較手段に供給す
る選択手段とを含み、前記複数の電圧はそれぞ
れ、負荷が正常に動作可能な限界電圧より高い値
に設定されている。
実施例の説明 次に添付図面を参照して本発明による直流電源
装置の実施例を詳細に説明する。
第１図を参照すると、本発明による直流電源装
置の実施例は基本的には、たとえばニツケル・カ
ドミウム電池およびアルカリ・マンガン電池など
のいずれの電池であつてもよい電池１０と、安定
化回路などを含む電源回路１２とからなる。電池
１０は、本実施例では４つのユニツトの直列接続
で構成され、概念的に端子１４と地気との間に着
脱可能に接続される。
端子１４は、電源回路１２の入力側と、抵抗Ｒ
１と、たとえば発光ダイオードなどの発光素子Ｄ
とに接続されている。抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ２を通し
て接地され、両者の接続点１６は演算増幅器１８
の非反転入力（＋）に接続されている。したがつ
て、抵抗Ｒ１およびＲ２からなる分圧回路の節点
１６の電圧Esは、電源１０の出力電圧Ｅに比例
している。換言すれば、電池１０の出力電圧Ｅが
演算増幅器１８でモニタされることになる。演算
増幅器１８の出力２０は抵抗Ｒ３を介して発光ダ
イオードＤに接続されている。
電源回路１２の出力は本装置の電源出力端子２
２に接続され、これには、たとえば電子式スチル
カメラ本体の回路など、利用回路としての負荷２
４が接続される。電源回路１２の出力２２にはま
た、抵抗Ｒ４およびＲ６が接続され、両抵抗はそ
れぞれ、抵抗Ｒ５およびＲ７を通して接地され、
それぞれ分圧回路を構成している。両分圧回路の
中間タツプ２６および２８は、図示のように切換
えスイツチ３０を介して演算増幅器１８の反転入
力（−）に接続されている。
抵抗Ｒ４〜Ｒ７によつて構成される２つの分圧
回路は、演算増幅器１８の反転入力（−）に２種
類の基準電圧Erを与える機能を有する。また演
算増幅器１８は、抵抗Ｒ１およびＲ２からなる分
圧回路の節点１６の電圧をこれらの基準電圧Er
と比較する比較器を構成している。そこで前者が
後者より高ければその出力２０を高レベルとし、
低ければその出力２０を低レベルとする。したが
つて、出力２０が低レベルになると発光ダイオー
ドＤに駆動電流が流れ、これが発光する。
後の説明から明らかなように、発光ダイオード
Ｄは電池１０の出力電圧Ｅがほどなく負荷２４の
動作可能限界電圧まで低下することを予告する可
視警報を発するものである。なお、このような可
視警報手段とともに、またはこれの代りに、たと
えば圧電発音素子による可聴警報手段を用いても
よい。
本実施例では、基準電圧を発生する分圧回路の
抵抗Ｒ４とＲ５の比、および抵抗Ｒ６とＲ７の比
が使用可能な電池１０の種類に応じて設定されて
いる。
たとえば第２図に曲線１００で示すように、電
池１０がニツケル・カドミウム電池の場合、その
出力電圧Ｅは、使用の初期からほぼ一定の値Ea
を維持し、蓄積容量の限界付近に達すると急速に
低下する。たとえば、負荷２４としての電子式ス
チルカメラが正常に動作可能な限界電圧をＥ０と
れば、これよりほぼ所定の期間Ｔ１だけ前の時点
で予告警報を発生するように、予告電圧Ｅ２を設
定する。
また同図に実質的な直線１０２で示すように、
電池１０がアルカリ・マンガン電池の場合、その
出力電圧Ｅは、使用の初期値Ebからほぼ一定の
場合で減少する。やはり、正常動作可能な限界電
圧Ｅ０よりほぼ所定の期間Ｔ２だけ前の時点で予
告警報を発生するように、予告電圧Ｅ１を設定す
る。演算増幅器１８の反転入力（−）に供給され
る基準電圧Erは、抵抗Ｒ４〜Ｒ７の分圧回路に
よつて予告電圧Ｅ１およびＥ２に対応した値に設
定されている。なお、期間Ｔ１とＴ２の間に実質
的に大差がないように予告電圧Ｅ１およびＥ２の
値を選択することが、負荷２４としての利用装置
の運用上有利である。
電子式スチルカメラの場合、一例を示すと、電
池１０が４ユニツトの直列接続である場合、Ea
は約4.8ボルト、Ebは約6.0ボルト、Ｅ０は約4.0
ボルト程度である。その場合、Ｅ１が約4.2ボル
ト、Ｅ２が約4.5ボルト程度になるように第１図
の回路の諸パラメータを設定すると、時点ｔ１と
ｔ３の差は、電池の使用開始から撮影コマ枚数に
して約40枚程度になる。勿論これは、カメラの磁
気デイスクを起動し、所定の回転速度に到達させ
て撮影可能な状態にしてからある程度の時間が経
過し、シヤツタレリーズした場合の例であり、両
方の条件を同じとした場合である。
第１図に戻つて、スイツチ３０は、使用する電
池１０の種類に応じて切り換わる。たとえばニツ
ケル・カドミウム電池を使用した場合には図示の
接続位置にあつて、節点２６の分圧が基準電圧
Erとして演算増幅器１８の反転入力（−）に入
力され、アルカリ・マンガン電池を使用した場合
には図示の位置と反対の接続位置にあつて、節点
２８の分圧が基準電圧Erとして演算増幅器１８
の反転入力（−）に入力される。
スイツチ３０は、手動の切換えスイツチであつ
てよく、その場合は本装置に装填した電池１０の
種類に応じて手動にてこれを操作し、対応する基
準電圧が演算増幅器１８の反転入力（−）に入力
されるようにすればよい。
第３図は、スイツチ３０の切換えを電池１０の
本装置への装填に応動して自動にて行なう実施例
を示す。電池１０ａはニツケル・カドミウム電池
であり、定格出力電圧1.2ボルトの４個のユニツ
ト２００が直列に接続されて絶縁体のパツケージ
２０２に収納されている。正電極２０４および負
電極２０６にて外部回路と接続可能である。これ
は、二点鎖線の矢印２０８で示すように電池のケ
ーシング２１０に装填される。
ケーシング２１０は、絶縁材料にて形成され、
電池収納機能を有する。これは、たとえば電子式
スチルカメラなどの利用装置に装着される。ケー
シング２１０の１つの側面２１６には、第４Ａ図
に示すようにニツケル・カドミウム電池１０ａを
ケーシング２１０に装填すると電極２０４および
２０６とそれぞれ接触するように２つの電極が対
応して配設され、リード線２１８および２２０が
それらに接続されている。これらのリード線２１
８および２２０は、第１図に示すようにそれぞれ
端子１４および地気に接続される。
ケーシング２１０の１つの側面部材２１６（第
３図）の内側には、点線２２２で示すように導体
からなる接続部材が配設され、これと対向する他
方の側面部材２１７の内側には、同様の接続部材
２２２が２つ配設されている。結合部材２２２
は、アルカリ・マンガン電池１０ｂの正電極２２
６と接触する凸部２３０と、電池１０ｂの負電極
２２８と接触するバネ部２３２とを有する。これ
らは、４つの個別のユニツト２２４からなるアル
カリ・マンガン電池１０ｂを二点鎖線の矢印２０
９で示すようにケーシング２１０に装填したと
き、それらがケーシング２１９内で直列に接続さ
れるように構成されている。
本実施例では、ケーシング２１０の底面部材２
１２には開口２３４が設けられ、その外側にスイ
ツチ３０が配設されている。スイツチ３０は、可
動ロツド２１４を有し、これが第３図に示すよう
に内側に突出している。スイツチ３０の配設され
る位置は、第４Ｂ図からわかるように、アルカ
リ・マンガン電池１０ｂをケーシング２１０に正
しく装填したとき、それらの隣接する２つのユニ
ツト２２４の間にロツド２１４が支障なく突出す
るように設定される。ニツケル・カドミウム電池
１０ａのパツケージ２１０は、図示のように上下
の面２３６および２３８が平坦な形状を有してい
る。ニツケル・カドミウム電池１０ａがケーシン
グ２１０の正規の位置に装填されると、第４Ａ図
に示すように、平担な下面２３８の一部によつて
ロツド２１４が同図の下方に押し下げられる。
スイツチ３０のリード線２４０は、第１図の回
路に接続される。この場合スイツチ３０は、たと
えば機械接点を有する切換えスイツチであつてよ
く、リード線２４０によつて第１図の接続点２６
および２８、ならびに演算増幅器１８の反転入力
（−）に接続される。したがつて、ロツド２１４
が突出していると第１図の接点３０が図示の状態
とは反対の接続状態になり、アルカリ・マンガン
電池１０ｂの予告電圧Ｅ１に対応する基準電圧
Erが演算増幅器１８の反転入力（−）に供給さ
れる。また、ロツド２１４が押し込まれていると
第１図の接点３０が図示の接続状態になり、ニツ
ケル・カドミウム電池１０ａの予告電圧Ｅ２に対
応する基準電圧Erが演算増幅器１８の反転入力
（−）に供給される。
このように、本装置に装填する電池の種類に応
じた基準電圧Erが演算増幅器１８の反転入力
（−）に供給されるので、電源電圧Ｅの分圧Esを
これと比較する演算増幅器１８は、ニツケル・カ
ドミウム電池１０ａの場合は予告電圧Ｅ２で、ま
たアルカリ・マンガン電池１０ｂの場合は予告電
圧Ｅ１で発光ダイオードＤを点灯させることがで
きる。したがつて、予告電圧に達してから限界電
圧Ｅ０に達するまでの期間Ｔ１およびＴ２は、実
際上、電池の種類による大差があまりない。
第５Ａ図および第５Ｂ図は、本装置の他の実施
例を示し、前述の実施例と同様の構成要素は同じ
参照符号で示されている。この実施例では、スイ
ツチ３０がケーシング２１０の底面部材２１２で
なく１つの側面部材２１６に配設されている。ま
たはこの代りに、側面部材２１６と対向する側面
部材２１７にスイツチ３０を固設してもよい。
結合部材２２２ａは、他の結合部材２２２と同
様の形状の導体にて構成され、バネ部２３２と凸
部２３０ａを有する。凸部２３０ａは、ほぼ円形
の台形形状をなし、その中心軸を含む位置に貫通
口３０２が設けられている。また、これに対応し
て側面部材２１６にも開口３００が設けられてい
る。
スイツチ３０は、これらの開口３０２および３
００を絶縁性の可動ロツド２１４が支障なく貫通
するように配置されている。したがつて第５Ｂ図
からわかるように、アルカリ・マンガン電池１０
ｂがケーシング２１０の正規の位置に装填される
と、凸部２３０ａに対応するユニツト２２４の正
極２２６がこれに当接し、これによつてロツド２
１４が同図の下方に押し下げられる。また、第５
Ａ図からわかるように、ニツケル・カドミウム電
池１０ａをケーシング２１０に正しく装填したと
きは、パツケージ２０２の側面３０４の凸部２３
０ａに対応する位置に何らの突出部も存在しない
ので、ロツド２１４が同図の上方に突出する。し
たがつて、このようなロツド２１４の上下動によ
つて第１図の回路は第３図の実施例と同様の動作
をすることができる。
第６図には本装置の他の実施例を示されてい
る。この実施例は、第３図に示されているパツケ
ージ２０２を第３図の状態とは上下反対に置いた
状態に相当し、パツケージ２０２ａの一方の主面
２３６とは反対の他方の主面２３８の一部には突
起４００が設けられている。このようなニツケ
ル・カドミウム電池１０ａはケーシング２１０と
同様のケーシングに装填されるが、正規の状態に
装填されたときに底面部材２１２の突起４００に
対応する位置に、第３図の実施例と同様にしてス
イツチ３０ａが配設されている。より詳細には、
突起４００の形状に対応する開口が底面部材２１
２に設けられ、底面部材２１２の裏面に固設され
たスイツチ３０ａからこの開口にアーム４０２の
先端４０４が収容され、アーム４０２が支障なく
可動可能なように構成されている。
スイツチ３０ａはスイツチ３０と同様のスイツ
チでよい。しかし、図示の実施例ではロツド２１
４の代りに可動アーム４０２を有するものが使用
されている。矢印４０６にて概念的に示すように
ニツケル・カドミウム電池１０ａがケーシングに
正規の状態で装填されると、その先端４０４が突
起４００に当接して同図の上方に押し上げられ
る。また、アルカリ・マンガン電池１０ｂの場合
は、ケーシングの正規の位置に装填されても突起
４００に相当するものがないので、スイツチ３０
ａのアーム４０２は同図の下方に位置したままで
ある。
第７図に本装置のさらに他の実施例が示されて
いる。この実施例は、第６図と同様の状態でパツ
ケージ２０２ｂが示され、パツケージ２０２ｂの
他方の主面２３８の一部には識別部材４１０が設
けられている。このようなニツケル・カドミウム
電池１０ａはケーシング２１０と同様のケーシン
グに装填されるが、正規の状態に装填されたとき
に底面部材２１２の識別部材４１０に対応する位
置に、第３図の実施例と同様にしてスイツチ４１
２が配設されている。より詳細には、識別部材４
１０の形状に対応する開口が底面部材２１２に設
けられ、底面部材２１２の裏面に固設されたスイ
ツチ４１２の感知部がこの開口に収容されてい
る。
識別部材４１０はたとえば薄い導体片でよい。
その場合、スイツチ４１２はこの導体片を検出す
る機構、たとえば２つの分離された接点がこの導
体片に接触することによつてその存在に応動する
ように構成されたものでよい。または、識別部材
４１０はたとえば薄い磁性体片であつてもよい。
その場合、スイツチ４１２はこの磁性体片を検出
する機構、たとえばホール素子を有するものでよ
い。
そこで、矢印４０６にて概念的に示すようにニ
ツケル・カドミウム電池１０ａがケーシングに正
規の状態で装填されると、スイツチ４１２の感知
部が識別部材４１０を検出する。またアルカリ・
マンガン電池１０ｂの場合は、ケーシングの正規
の位置に装填されても識別部材４１０に相当する
ものがないので、スイツチ４１２は識別部材４１
０が存在しないことを検出する。
なお、第６図および第７図の実施例において、
パツケージ２０２ａまたは２０２ｂは必ずしもな
くてもよい。たとえば、電池１０ａのユニツト２
００に直接、突起４００や識別部材４１０に類す
るものを設けてもよい。
第８図はさらに他の実施例を示し、パツケージ
２０２のケーシング２１０への装填の有無を光学
的に検出するものである。ケーシング２１０の側
面部材２１６および２１７のいずれか一方には光
源４２０が装着され、これと対向する他方の側面
部材の対応の位置にはフオトトランジスタなどの
光検出素子４２２がスイツチ手段として配置され
ている。これらによつて、パツケージ２０２と電
池ユニツト２２４の形状の相違を識別する形状識
別手段が構成される。
光源４２０および光検出素子４２２は、パツケ
ージ２０２がケーシング２１０に装填されていな
いときは、光源４２０から出た光４２４が光検出
素子４２２に入射し、パツケージ２０２がケーシ
ング２１０に正しく装填されていると、光源４２
０から出た光４２４の光検出素子４２２への入射
をパツケージの側面３０４にて阻止するような位
置関係に配置されている。
したがつて、ニツケル・カドミウム電池１０ａ
を装填すると、光検出素子４２２への入射光が阻
止されてスイツチ３０を第１図に示す状態にす
る。また、アルカリ・マンガン電池１０ｂを装填
すると、光源４２０からの光４２４がアルカリ・
マンガン電池１０ｂのユニツト２２４間の隙間を
通つて光検出素子４２２への入射し、スイツチ３
０を第１図に示す状態とは反対の状態にする。こ
のようにして、電池の種別による比較器１８への
基準電圧の切換えを行なう。
第７図および第８図の実施例の場合、第１図の
回路のスイツチ３０は、スイツチ４１２または４
２２に応動するたとえばリレーやトランジスタな
どの２状態素子で有利に構成される。したがつて
スイツチ４１２または４２２のリード線２４０
は、このような２状態素子に接続される。なおス
イツチ３０や４１２，４２２などの検出素子は、
使用する電池の種類を識別できる機能を有するも
のであれば、どのような動作原理に基づくもので
あつてもよく、上述した方式の他に、たとえば電
磁機械的、化学的な他の方式によるものであつて
もよい。
効 果 収納手段に装填された電池の種類に応じて、そ
の電池に設けられた識別情報を判別して、それぞ
れの電池に適合した電池消耗の予告警報を発生す
ることができる。したがつて、予告警報を発生し
てその時点からそれぞれの電池による装置の動作
限界電圧に達するまでの期間がほぼ同じになるよ
うに電池の種類に応じて設定することにより、電
池の種類を気にすることなく装置を確実に運用す
ることができるという優れた効果を奏することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による直流電源装置の実施例を
示す回路ブロツク図、第２図は、ニツケル・カド
ミウム電池とアルカリ・マンガン電池の出力電圧
の時間的変化を示す図、第３図は本装置の実施例
を概念的に示す斜視図、第４Ａ図および第４Ｂ図
は、第３図の実施例の作用を説明するために、第
３図における、一点鎖線−で切断した状態を
説明的に示す断面図、第５Ａ図および第５Ｂ図
は、本発明の他の実施例を説明的に示す正面図、
第６図ないし第８図は本発明の他の実施例を説明
的に示す斜視図である。 主要部分の符号の説明、１０……電池、１８…
…演算増幅器、３０……スイツチ、２０２……パ
ツケージ、２１０……ケーシング、２１４……可
動ロツド、４００……突起、４１０……識別部
材、Ｄ……発光ダイオード、Ｒ１〜Ｒ７……抵
抗。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 複数種類の電池を使用可能であつて、使用す
    る電池が装填される収納手段を含み、負荷に電流
    を供給する直流電源装置において、該装置は、 前記収納手段に装填された使用中の電池の出力
    電圧をモニタするモニタ手段と、 前記複数種類の電池に対応した複数の基準電圧
    を発生する基準電圧発生手段と、 該発生した複数の基準電圧のうちの１つを選択
    する選択手段と、 前記電池の種類に応じて設けられたそれぞれの
    電池の種類を表わす識別情報を検出する種類識別
    手段と、 前記モニタした電圧を前記選択手段にて選択さ
    れた基準電圧と比較し、該モニタした電圧が該基
    準電圧より低下すると付勢信号を出力する比較手
    段と、 該付勢信号に応じて警報を表示する表示手段と
    を含み、 前記選択手段は、前記種類識別手段にて検出し
    た識別情報に基づいて前記収納手段に装填された
    電池の種類に応じた基準電圧を選択することを特
    徴とする直流電源装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、 前記識別情報は、特定の種類の電池を収容する
    パツケージを含み、 前記種類識別手段は、前記収納手段に配設さ
    れ、該パツケージが該収納手段に装填されると該
    パツケージの形状に応じた識別情報を検出し、 前記選択手段は、該識別情報に基づいて前記複
    数の基準電圧のうちの対応するものを選択するこ
    とを特徴とする直流電源装置。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、 前記識別情報は、特定の種類の電池であること
    を標示する導体部材を含み、 前記種類識別手段は、前記収納手段に配設さ
    れ、該電池が該収納手段に装填されると前記導体
    に応じた識別情報を検出し、 前記選択手段は、該識別情報に基づいて前記複
    数の基準電圧のうちの対応するものを選択するこ
    とを特徴とする直流電源装置。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の装置において、 前記識別情報は、特定の種類の電池であること
    を標示する磁性体部材を含み、 前記種類識別手段は、前記収納手段に配設さ
    れ、該電池が該収納手段に装填されると前記磁性
    体に応じた識別情報を検出し、 前記選択手段は、該識別情報に基づいて前記複
    数の基準電圧のうちの対応するものを選択するこ
    とを特徴とする直流電源装置。 ５ 特許請求の範囲第１項ないし第４項記載のい
    ずれかに記載の装置において、前記種類識別手段
    および選択手段は、１つのスイツチからなり、該
    スイツチは、装填された電池の種類に応じて切り
    換えられて前記複数の基準電圧のうちの１つを選
    択することを特徴とする直流電源装置。
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