JPS60121931A - 直流電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 斑乳公１ 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ものである。

皆」Ｕ１苅 ニッケル・カドミウム（Ｎｉ−ｅｄ）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。ニッ
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、ニッケル會カドミウム゛准池を使用す
るのが経済性の点から有利である。

しかしニッケル・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っ
てしまうことがある。これを回避するために１通常のｌ
吹電池、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。

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ＩＬ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って高い電圧で発生
するように設定されている。しかし、ニッケル・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ッケル・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、ディスクを起動し、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
して同一条件でシャ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４
０コマ程度の差がある。

これは、たとえばニッケル・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、通常のアマチュアのカメラ撮
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。

旦−一的 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′Ｒ報が発生してから装置の動作可能限界電圧に
速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。

褒」Ｊ１札ｊ 本発明によれば、複数種類の電池を使用可能であって、
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−Ｘ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４＝ｊ勢す
る比較手段と、ノ、（帯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、前記枚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。

１１亘旦上ｊ 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、たとえばニッケル・カドミウム電池お
よびアルカリやマンガン電池などのいずれの電池であっ
てもよい電池１０と、安定化回路などを含む電源回路１
２とからなる。電池ｌＯは、本実施例では４つのユニッ
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Ｒ１と、た
とえば発光ダイオードなどの発光素子りとに接続されて
いる。抵抗Ｒ１は抵抗Ｒ２を通して接地され、両者の接
続点１１３は演算増幅器１８の非反転入力（◆）に接続
されている。したがって、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ｌＯの出力電圧
Ｅに比例している。換言すれば、電池ｌＯ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２２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２４が接続される６電源
回路１２の出力２２にはまた、抵抗Ｒ４およｉＲ６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。両分用
回路の中間タップ２Ｇおよび２８は、図示のように切換
えスイッチ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によって構成される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Ｅ
ｒ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
がって、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
ｌＯ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か
ニッケル・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２
４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ＥＯとすれば、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ＩＯ
がアルカリ・マンカン電池の場合、その出力電圧Ｅは、
使用の初期値Ｅｂからほぼ一定の割合で減少する。やは
り、正常動作可能な限界電圧ＥＯよりほぼ所定の期間Ｔ
２だけ前の時点で予告警報を発生するように、予偶電圧
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
よって予告電圧Ｅ１およびＥ２に対応した値に設定され
ている。なお、期間ＴｌとＴ２の間に実質的に大差がな
いように予告電圧Ｅｌ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連用ト有利である。

電子式スチルカメラの場合、−例を示すと、電池ｌＯ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、ＥＯは約４．０ボルト程亀
である。その場合、　Ｅｌ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１１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教程度になる。勿論
これは、カメラの磁気ディスクを起動し、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、シャ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図に戻って、スイッチ３０は、使用する電池１０の
種類に応じて切り換わる。たとえばニッケル・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って、節
点２Ｂ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って、
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。

スイッチ３０は、手動の切換えスイッチであってよく、
その場合は本装置に装填した電池ｌＯ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１
８の反転入力（−）に入力されるようにすればよい。

第３図は、スイッチ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はニッケル・カドミウム電池であり、定格出力
電圧１．２ボルトの４個のユニー／　）２００が直列に
接続されて絶縁体のノ（ツケージ２　（１２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Ｄ（能である。これは、二点鎖線の矢印２０Ｂ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２１Ｏａ：、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図に示すようにニッケルψカ
ドミウム電池４０ａ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！／）る。これらのリード線２１
８および２２０１±、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２１Ｂ（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、息様の接続部材２２２が２つ配設されている
。結合部材２２２は、アルカリ・マンカン電池１０ｂの
正電極２２６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つの個別のユニット２２４からなるアルカリ・マ
ンガン電池１０ｂを二点鎖線の矢印２０９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
２１Ｂ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２１２には
開口２３４が設けられ、その外側にスイッチ３０が配設
されている。スイッチ３０は、可動ロッド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
ッチ３０の配設される位置は、第４Ｂ図かられかるよう
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つのユニッ
ト２２４の間にロッド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のパッケ
ージ２１０は、図示のように−１−下の面２３６および
２３８が平担な形状を有している。ニッケルーカドミウ
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
部によってロア）”２＋４が同図の下方に押し下げられ
る。

スイッチ３０のリード線２４０は、第１図の回路に接続
される。この場合スイッチ３０は、たとえば機械接点を
有する切換えスイッチであってよく、リード線２４０に
よって第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。したがって、
ロッド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Ｅｌ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
ッド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、ニッケル・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１
８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、ニッケル・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Ｅｌで発光ダイオードＤを点灯させるこ
とができる。したがって、予告電圧に達してから限界電
圧ＥＯに達するまでの期間Ｔｌ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、スイッチ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にスイッチ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、は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２１８にも開口３００が
設けられている。

スイッチ３０は、これらの開口３０２および３００を絶
縁性の可動ロッド２＋４が支障なく貫通するように配侃
されている。したがって第５Ｂ図かられかるように、ア
ルカリΦマンガン電池ｌＯｂがケーシング２１０のＩＦ
規の位置に装填されると、凸部２３０ａに対応するユニ
、ト２２４のＩＦ極２２６がこれに当接し、これによっ
てロッド２１４が同図の下方に押し下げられる。また、
第５Ａ図かられかるように、ニッケルーカドミウム電池
１０ａをケーシング２１０にＩＦしく装填したときは、
パッケージ２０２の側面３０４の凸部２３０ａに対応す
る位置に何らの突出部もイｆ在しないので、ロッド２１
４が同図のヒ方に突出する。したがって、このようなロ
ッド２１４のに下動によって第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。

ｉ６図には本装置の他の実施例が示されている。この実
施例は、第３図に示されているパッケージ２０２を第３
図の状態とは上下反対に置いた状態に相当し、パッケー
ジ２０２ａの一方の主面２３Ｂとは反対の他方の主面２
３８の一部には突起４００が設けられている。このよう
なニッケル拳カドミウム電池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ッチ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２１２に設けられ、底面部材２１２
の裏面に固設されたスイッチ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。

スイッチ３０ａはスイッチ３０と同様のスイッチでよい
。しかし、図示の実施例ではロッド２１４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４０
６にて概念的に示すようにニッケル・カドミウム電池１
０ａ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Ｅ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、スイッチ３０ａのアーム４０
２は同図の下方に位置したままである。

第７図には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、ｉ６図と同様の状態でパッケージ２０２
ｂが示され、パッケージ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
ニッケル・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ッチ４１２が
配設されている。より詳細には、識別部材４１０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ッチ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
、スイッチ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
よっ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
ってもよい。その場合、スイッチ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ッケル・
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、スイッチ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４１
０に相当するものがないので、スイッチ４１２は識別部
材４１０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、パッケー
ジ２０２ａまたは２０２ｂは必ずしもなくてもよい。た
とえば、電池１０ａのユニット２００に直接、突起４０
０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、パッケージ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２１Ｇ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ォトトラ
ンジスタなどの光検出素子４２２がスイッチ手段として
配置されている。これらによって、パッケージ２０２と
電池ユニット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、パッケージ２０
２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、
パッケージ２０２がケーシング２１０に正しく装填され
ていると、光源４２０から出た光４２４の光検出素子４
２２への入射をパッケージの側面３０４にて阻１にする
よ）な位置関係に配置されてＩ／）る。

したがって、二・ンケル拳カドミウム電池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
ッチ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のユニット２２
４間の隙間を通って光検出素子４２２への入射し、スイ
ッチ３０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。

ｆｉｉＪｐ図および第８図の実施例の場合、第１図の回
路のスイッチ３０は、スイッチ４１２または４２２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。したがってスイッチ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。なおスイッチ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
ってもよく、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ってもよい。

肱−】 本発明によれば、このように使用する電池の種類に応じ
て電池消耗の予告警報電圧を可変としている。したがっ
て、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を、使用する電池の種類に
よらず大差なく設定することができる。

【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
ブロック図、 第２１には、ニッケル争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、 ｆｆ４４Ａ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ＩＶ−ＩＶ
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脱力的に示
す斜視図である。 −１の　１ １０、、、電　池 １８、、、演算増幅器 ３０、、、スイ・ンチ ２０２、、、パッケージ ２１０、、、ケーシング ２＋４：、、可動ロッド ４００、、、突　起 ４１０、、、識別部材 り０００発光ダイオード Ｒ１−Ｒ７，抵　抗 特許出願人　富士写真フィルム株式会社時覇α〕 ど？夕 岸、６　図 尾７Ｉ２］ 第ａ　図

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って、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ｊ行は、使用中の″電池の１
   １ｊカ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、該モニタした
   電圧が該＆準電圧より低下すると前記表示手段を伺勢す
   る比較手段と、 前記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、該発生した複数の電圧
   のうちの１つを選択的に前記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、前記負荷が正
   常に動作ｔｔｒ能な限界電圧より高い値に設定されてい
   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、前記複
   数の電圧は、前記表示手段が警報を表示してから前記電
   池の出力電圧が前記限界電圧に至るまでの期間が前記使
   用可能な電池の種類によらず大差ないように設定される
   ことを特徴とする直流電源装置。 ３、特許請求の範囲８１項記載の装置において。 前記選択手段は、前記複数の電圧を手動操作にて選択す
   る操作スイッチを含む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、前記使
   用ｎ（能な電池は、該電池の種類を識別する識別手段を
   含み、 前記選択手段は、該電池が前記収納手段に装填されると
   、前記識別手段に応動して前記複数の電圧のうち該電池
   の種類に対応した電圧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４項記載の装置において、前記識
   別手段は、特定の種類の電池を収容するパンケージを含
   み、 前記選択手段は、前記収納手段に配設され、該パッケー
   ジが該収納手段に装填されると該パッケージの形状に応
   動して前記複数の電圧のうちの対応するものを選択する
   スイッチ手段を含むことを特徴とする直流電源装置。 ６、特許請求の範囲第４項記載の装置において。 前記識別手段は、特定の種類の電池であることを表示す
   る導体部材を含み、 前記選択手段は、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を検出して前記複数の
   電圧のうちの対応するものを選択するスイッチ手段を含
   むことを特徴とする直流電源装置。 ７、特許請求の範囲第４項記載の装置において、前記識
   別手段は、特定の種類の電池であることを表示する磁性
   体部材を含み、 前記選択手段は、１１ｊ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を検出して前記
   複数の電圧のうちの対応するものを選択するスイッチ手
   段を含むことを特徴とする直流電源装置。