电子设备、充电控制方法、充电系统和数据传输系统的制作方法
【专利摘要】即使在电池的剩余容量减小的状态下，也能够在维持电池的充电效率的时候，本电子设备也适当地进行设备操作。处理单元103具有：其中仅仅利用来自供电装置120的外部电力，就使操作成为可能的第一操作模式，和其中除了来自供电装置120的外部电力，还要借助来自电池102的供电，才使操作成为可能的第二操作模式。当电池102的剩余容量充足时，处理单元103按第二操作模式进行设备操作。然而，当电池102的剩余容量减小时，处理单元103把操作模式改变成第一操作模式，从而在继续进行设备操作的时候，进行电池102的充电。
【专利说明】电子设备、充电控制方法、充电系统和数据传输系统
【技术领域】
[0001]本说明书中公开的技术涉及能够借助电池工作的电子设备，充电控制方法和数据传输系统，尤其涉及能够同时进行设备操作和电池的充电的电子设备，充电控制方法和数据传输系统。
【背景技术】
[0002]最近，诸如数字照相机、移动电话机、平板终端和笔记本计算机之类的便携式设备广泛普及。这些种类的设备大部分由电池驱动。
[0003]当二次电池被用作所述电池时，通过充电，电池可被反复使用。当电池被充电时，利用从商用电源或充电器供给的电力。在用电池驱动的许多设备中，允许在设备连接到商用电源或充电器的状态下，一边操作设备主体，一边向电池充电的“边用边充电”。在边用边充电期间，通常，从供给的电力中扣除设备工作所必需的消耗电力而获得的剩余电力被用于对电池充电。另外，在边用边充电期间，优先从诸如商用电源之类的外部电源使用设备工作所必需的电力，而不是从电池供给所述电力。
[0004]向电池驱动的设备供电的方法多种多样。近年来，通过USB电缆供给电力的“通用串行总线(USB)供电”已增多。例如，提出了其中利用USB电缆连接数字照相机和个人计算机，和通过USB电缆同时进行图像数据的传输和电池的充电的电子静态照相机(例如，参见专利文献I)。然而，取决于USB端口的连接目的地，最大电流标准可能低至500mA。在这种情况下，由于只有通过扣除为设备操作所必需的电流值而获得的数量才被分配给充电，因此充电效率不好(例如，参见专利文献2)。即，边用边充电存在由于设备操作的电力消耗，不能进行电池的充分充电的问题。
[0005]另外，在设备操作期间，可能必需适当的电力供给。例如，在数字照相机中的成像操作，或者对于诸如个人计算机之类的外部设备的图像数据的传输操作期间，必需适当的电力供给。在电池被耗尽的状态下，应仅仅利用供电电力进行设备操作。然而，当最大电流标准和USB供电中一样低时，不能获得图像数据的传输操作所必需的电流。在这种情况下，应在进行电池的充电之后，开始数据传输。
[0006]另外，在数字照相机中，诸如透镜镜筒的驱动之类的操作也需要比USB电缆的预定额定值更大的电力。因此，提出了诸如其中当确认不能从充电电池供给必需的电力时，在进行充电之后，从充电电池供给所需电力的数字照相机之类的电子设备(例如，参见专利文献3)。
[0007]因而，取决于电池的剩余容量，在充电期间允许的设备操作受到限制。在电池被充电之前，设备操作一直受限，与电源是否被连接无关。于是，可用性不好。
[0008]例如，提出了其中如果在利用电池的无线通信的时候，剩余电池容量降低，那么降低传输输出电平，从而抑制电力消耗，于是延长通信时间的无线通信设备(例如，参见专利文献4)。然而，在该无线通信设备中，如果边用边充电时的电池的充电效率未得到改善，那么在允许边用边充电的状态下，不能解决设备操作的限制的问题。[0009]引文列表
[0010]专利文献
[0011]专利文献1:JP2002-237971A
[0012]专利方向2: JP2007-214683A，0007 段
[0013]专利文献3:JP2011_19369A
[0014]专利文献4:JP2011_176575A
【发明内容】
[0015]本说明书中公开的技术的目的是提供一种通过利用其中最大电流标准被抑制得较低的外部供电电力，在继续进行设备操作的同时，能够有效地对电池充电的优良电子设备，充电控制方法和数据传输系统。
[0016]本说明书中公开的技术的另一个目的是提供一种即使在电池的剩余容量减小的状态下，也能够在保持电池的充电效率的同时，适当地进行设备操作的优良电子设备，充电控制方法和数据传输系统。
[0017]考虑到上述问题，提出了本申请，在第I方面说明的技术是一种电子设备，包括:
[0018]电池；
[0019]执行设备操作的处理单元；和
[0020]充/放电控制单元，所述充/放电控制单元控制利用外部电力，对处理单元的供电和电池的充电,和从电池向处理单元的供电，
[0021]其中处理单元具有其中利用等于或小于外部电力的电力，进行设备操作的第一操作模式，和其中利用大于外部电力的电力，进行设备操作的第二操作模式，按照电池的剩余容量，处理单元的操作模式被切换成第一操作模式或第二操作模式，然后执行设备操作。
[0022]按照在本申请的第2方面说明的技术，按照第I方面的电子设备的充/放电控制单元优先向处理单元供给外部电力，并利用剩余的电力进行电池的充电。
[0023]按照在本申请的第3方面说明的技术，按照第I方面的电子设备被配置成以致当处理单元按第一操作模式执行设备操作时，充/放电控制单元利用处理单元消耗的外部电力的剩余电力，进行电池的充电。
[0024]按照在本申请的第4方面说明的技术，按照第I方面的电子设备被配置成以致当处理单元按第二操作模式执行设备操作时，充/放电控制单元从电池向处理单元供给比外部电力大的电力。
[0025]按照在本申请的第5方面说明的技术，按照第I方面的电子设备被配置成以致当电池的剩余容量较大时，处理单元按第二操作模式进行设备操作，而当电池的剩余容量较小时，处理单元按第一操作模式进行设备操作。
[0026]按照在本申请的第6方面说明的技术，按照第I方面的电子设备被配置成以致当电池的剩余容量较大时，处理单元按第二操作模式进行设备操作，而当电池的剩余容量较小时，处理单元按第一操作模式进行设备操作。
[0027]按照在本申请的第7方面说明的技术，按照第I方面的电子设备被配置成以致从与USB主机USB连接的托架供给外部电力。
[0028]按照在本申请的第8方面说明的技术，按照第I方面的电子设备被配置成以致处理单元利用弱UWB方法的短距离高速无线通信，与除所述设备外的通信对方进行通信。
[0029]按照在本申请的第9方面说明的技术，按照第8方面的电子设备的处理单元被配置成以致处理单元在第一操作模式下，把其中允许短距离高速无线通信的时间中，实际进行数据传输的区间的占用比设定成较低，而在第二操作模式下，把所述占用比设定成大于第一操作模式的占用比。
[0030]此外，在本申请的第10方面说明的技术是一种充电控制方法，包括:
[0031 ] 检测被供给外部电力的电子设备中的电池的剩余容量的剩余容量检测步骤；
[0032]当电池的剩余容量等于或大于第一阈值时，在电子设备中，利用外部电力和电池的放电电力，按其中消耗比外部电力多的电力的第二操作模式，执行设备操作的第二设备操作步骤；和
[0033]当电池的剩余容量小于第一阈值时，在电子设备中，按其中消耗等于或小于外部电力的电力的第一操作模式，执行设备操作的第一设备操作步骤。
[0034]在本申请的第11方面说明的技术是按照第10方面的充电控制方法，还包括:
[0035]当在电子设备设备中，执行第一操作模式的设备操作时，利用外部电力的剩余电力，对电池充电的充电步骤；和
[0036]响应在电子设备中，执行第一操作模式的设备操作的时候，电池的剩余容量变成第二阈值或更大，把电子设备的设备操作切换成第二操作模式的操作模式变换步骤。
[0037]此外，在本申请的第12方面说明的技术是一种充电系统，包括:
[0038]电子设备；和向电子设备供给电力的供电装置，
[0039]其中电子设备包括电池和处理单元，所述处理单元具有利用等于或小于从供电装置供给的外部电力的电力，进行设备操作的第一操作模式，和进行消耗比外部电力多的电力的设备操作的第二操作模式，所述电子设备按照电池的剩余容量，把处理单元的操作模式切换成第一操作模式或第二操作模式，并进行设备操作。
[0040]但是，这里提及的“系统”意味多个装置(或者实现特定功能的功能模块)的逻辑集合结构，并不局限于其中各个装置或功能模块在单一壳体中的结构(下面，和上述相同)。
[0041]此外，按照在本申请的第13方面说明的技术是一种数据传输系统，包括:
[0042]电子设备；上面放置所述电子设备，并且USB连接的托架，
[0043]其中所述托架利用非接触通信，把通过USB电缆获得的电力传送给所述电子设备，
[0044]所述电子设备包括电池和短距离通信控制单元，所述短距离通信控制单元具有利用等于或小于从托架供给的外部电力的电力，进行低占用比的数据传输操作的第一操作模式，和消耗比外部电力多的电力，并且进行高占用比的数据传输操作的第二操作模式，所述电子设备按照电池的剩余容量，把处理单元的操作模式切换成第一操作模式或第二操作模式，并进行短距离高速无线通信操作。
[0045]按照在本说明书中公开的技术，可提供一种通过利用其中最大电流标准被抑制得较低的外部供电电力，在继续进行设备操作的同时，能够有效地对电池充电的优良电子设备，充电控制方法和数据传输系统。
[0046]另外，按照在本说明书中公开的技术，可提供一种即使在电池的剩余容量减小的状态下，也能够在保持电池的充电效率的同时，适当地进行设备操作的优良电子设备，充电控制方法和数据传输系统。
[0047]另外，按照在本说明书中公开的技术，可提供一种通过利用电池的放电电力，能够进行其中当只使用外部供电电力时，电力不足的设备操作的优良电子设备，充电控制方法和数据传输系统。
[0048]根据基于后面说明的实施例的以下详细说明和附图，在本说明书中公开的技术的其它目的、特征和优点将变得明显。
【专利附图】
【附图说明】
[0049]图1是示意地图解说明本说明书中公开的技术适用于的数据传输系统100的结构的示图。
[0050]图2是图解说明当按照电池112的剩余容量切换操作模式，并进行设备操作时，电池112的充/放电特性的示图。
[0051]图3是图解说明本说明书中公开的技术适用于的数据传输系统300的具体结构例子的不图。
[0052]图4是示意图解说明数字照相机310、托架320和个人计算机330的内部结构的示图。
[0053]图5A是图解说明当以100%的占用比，进行短距离高速无线通信时，数字照相机310中的消耗电力的示图。
[0054]图5B是图解说明当以10%的占用比，进行短距离高速无线通信时，数字照相机310中的消耗电力的示图。
[0055]图6是图解说明当按照电池312的剩余容量切换短距离通信控制单元313的操作模式，并进行设备操作时，电池312的充/放电特性的示图。
[0056]图7A是图解说明当按照电池312的剩余容量切换短距离通信控制单元313的操作模式，并进行设备操作时(当传送的数据量较大，从而阈值被增大时)，电池312的充/放电特性的示图。
[0057]图7B是图解说明当按照电池312的剩余容量切换短距离通信控制单元313的操作模式，并进行设备操作时(当传送的数据量较小，从而阈值被降低时)，电池312的充/放电特性的示图。
[0058]图8是图解说明当数字照相机310进行短距离高速无线通信时的处理序列的流程图。
【具体实施方式】
[0059]下面参考附图，说明说明在本说明书中公开的技术的实施例。
[0060]图1示意地图解说明本说明书中公开的技术适用于的数据传输系统100的结构。图中图解说明的数据传输系统100包括电子设备110，和从外部向电子设备110供给电力的供电装置120。
[0061]供电装置120可利用商用电源作为电源，获得供电电力，并且可从诸如个人计算机之类的USB主机(图中未例示)，获得供电电力。另外，假定供电装置起待USB连接的托架的作用，并从USB主机获得供电电力。当供电装置120从USB主机获得供电电力时，可向电子设备110供给的最大电流取决于USB端口的连接目的地，可以使达1.5A的电流流动，或者可以仅仅使500mA的电流流动。
[0062]例如，当电子设备110是数字照相机、移动电话机或便携式音乐再现设备，而供电装置120是如上所述的托架时，假定电子设备110经托架，与诸如个人计算机之类的USB主机(图中未例示)进行通信(同步处理等)。
[0063]电子设备110包括执行设备操作的处理单元113、电池112和充/放电控制单元111，如图中图解所示。
[0064]充/放电控制单元111控制从供电装置120向处理单元113的外部电力的供给，电池112的充电，和电池112的放电。基本上,充/放电控制单元111优先从供电装置120向处理单元113供给外部电力，并利用剩余电力对电池112充电。另外，充/放电控制单元111在监视电池112的剩余容量的时候，控制电池112的放电，即，从电池112向处理单元113的供电。
[0065]在本实施例中，假定当只利用来自供电装置120的外部电力时，对处理单元113的供电不足。例如，当利用非接触通信，进行来自供电装置120的外部电力的供电时(后面说明)，供电效率低至50%。因此，假定当只利用外部电力时，设备操作所必需的电力不足。另夕卜，当供电装置例如是托架时，取决于USB端口的连接目的地而较低的最大电流标准会导致电力不足。于是，在供电装置120未连接到电子设备110，和供电装置120连接到电子设备110这两种情况下，当只利用来自供电装置120的外部电力，对处理单元113的供电不足时，充/放电控制单元111都进行从电池112向处理单元113的供电。
[0066]例如，充/放电控制单元111可测量电池112的输出电压，从而获得电池112的剩余容量。然而，可根据充/放电电流的积分值，计算剩余容量。为了简化说明，下面，假定充/放电控制单元111根据输出电压，监视电池112的剩余容量。
[0067]处理单元113进行的设备操作包括与外部设备的通信操作(包括经托架，与USB主机的通信操作)，成像图像的成像操作或再现操作(当电子设备110是数字照相机时)，和显示操作(当电子设备Iio包括显示面板时)。当USB端口的连接目的地流动1.5A的电流时，可以进行设备操作。然而，当连接目的地只流动500mA的电流时，不能进行设备操作。
[0068]在本实施例中，处理单元113被配置成按具有不同的消耗电力的多种操作模式执行设备操作，并根据电池112的剩余容量，切换操作模式。即，当电池112的剩余容量较高时，处理单元113按其中消耗电力较高，但是性能也较高的操作模式进行设备操作。然而，当电池112的剩余容量降低时，处理单元113把操作模式变换成其中在抑制性能的时候，消耗电力较低的操作模式，并且在设备操作期间，进行电池112的充电，以恢复剩余容量。
[0069]例如，处理单元113包括其中仅仅利用来自供电装置120的外部电力，就使操作成为可能的第一操作模式，和其中把比来自供电装置120的外部电力大的电力用于设备操作的第二操作模式。在第二操作模式下，除了来自供电装置120的外部电力之外，还通过从电池112供电，处理单元113才能够进行操作。当供电装置120是托架，并且USB端口的连接目的地流过1.5A的电流时，借助从托架供给的电力，处理单元113能够按第二操作模式进行设备操作。然而，当USB端口的连接目的地只流过500mA的电流时，仅仅借助从托架供给的电力，处理单元113不能按第二操作模式进行设备操作。[0070]在第一操作模式下，处理单元113抑制设备操作的性能，以降低消耗电力。可用通过从来自供电装置120的外部电力中，扣除处理单元113消耗的电力而获得的剩余电力，进行电池112的充电。同时，在第二操作模式下，处理单元113能够提升设备操作的性能。然而，处理单元113会消耗到电池112的容量的电力。换句话说，在第二操作模式下，不能进行电池112的充电，在电池112的剩余容量较小的状态下，处理单元113不能按第二操作模式继续进行设备操作。
[0071]这里，当处理单元113执行的设备操作是与起托架作用的供电装置120的通信操作(同步处理等)时，第一操作模式对应于其中性能被降低的传输操作，而第二操作模式对应于其中性能被提升的传输操作。当处理单元113执行的设备操作是无线网络中的无线通信操作时，第一操作模式对应于其中传输功率被抑制的通信操作，第二操作模式对应于其中传输功率被增大的通信操作。当电子设备110是数字照相机时，在第一操作模式下，只允许成像图像的再现，而在第二操作模式下，不但允许再现操作，而且允许成像操作。当电子设备110包括显示面板时，第一操作模式对应于其中显示面板的亮度被抑制的显示操作，而第二操作模式对应于其中用高亮度的显示面板，进行显示和输出的操作。当电子设备110具有安装在其中的全球定位系统(GPS)功能时，第一操作模式对应于其中允许位置的定位性能的降低，间歇地使GPS功能起作用的情况，而第二操作模式对应于其中使GPS功能充分起作用，从而提升位置的定位性能的情况。
[0072]当电池112的剩余容量充足时，处理单元113按第二操作模式进行设备操作。然而，当电池112的剩余容量降低时，处理单元113把操作模式改变成第一操作模式，从而在抑制性能的同时，继续进行设备操作。同时，处理单元113进行电池112的充电，从而恢复
剩余容量。
[0073]于是，即使来自供电装置120的外部电力的最大电流标准被抑制得较低，电子设备110也能够在继续进行设备操作的时候，有效地进行电池112的充电。另外，当电池112的剩余容量充足时，通过另外利用来自电池112的放电电力，电子设备110能够进行其中当只利用来自供电装置120的外部电力时，电力不足的设备操作。
[0074]图2图解说明当处理单元113按照电池112的剩余容量，切换操作模式，并进行设备操作时，电池112的充/放电特性。不过，假定剩余容量是根据电池112的输出电压测量的。
[0075]在其中电池112几乎被全充满，从而输出电压足够高的状态下，处理单元113按第二操作模式，开始设备操作(附图标记201)。
[0076]在第二操作模式下，处理单元113的性能较高，但是处理单元113是在除了利用来自供电装置120的外部电力之外，还利用来自电池112的供电的情况下进行操作的。因此，电池112的剩余容量逐渐减小。结果，输出电压也降低(附图标记202)。
[0077]在第二操作模式下，不能进行电池112的充电，从而在电池112的剩余容量较小的状态下，处理单元113不能继续按第二操作模式进行设备操作。于是，如果电池112的输出电压小于第一阈值AAA，那么处理单元113把操作模式从第二操作模式切换成第一操作模式(附图标记203)。
[0078]在第一种操作模式下，处理单元113抑制设备操作的性能，以降低消耗电力。由于利用通过从来自供电装置120的外部电力中，扣除处理单元113消耗的电力而获得的剩余电力，进行电池112的充电，因此电池112的剩余容量逐渐增大。结果，输出电压也增大(附图标记204) ο
[0079]另外，如果电池112的输出电压大于第二阈值BBB，那么可知剩余容量已被充分恢复。于是，处理单元113使操作模式返回第二操作模式，并以初始的高性能进行设备操作(附图标记205)。当处理单元113把操作模式改变成第二操作模式时，电池112的充电电流的供给也被停止。
[0080]在图2中图解所示的例子中，当处理单元113把操作模式从第二操作模式变成第一操作模式时的第一阈值AAA小于当处理单元113把操作模式从第一操作模式变成第二操作模式时的第二阈值BBB(AAA〈BBB)。不同地设定第一阈值AAA和第二阈值BBB，从而如图中图解所示，产生滞后特性的原因是为了避免操作由于电池112的输出电压的测量误差而频繁发生的处理单元113的操作模式的切换而变得不稳定。
[0081]当处理单元113需要较长时间地按第二操作模式工作，或者允许电池112的较小剩余容量时，第一阈值AAA可被设定成较小的值。相反，当电池112的剩余容量不需要被设定成较低时，第一阈值AAA可被设定成较大的值。当电池112的剩余容量需要被恢复，直到电池112几乎被全充满的状态为止时，第二阈值BBB可被设定成较大的值，而当不严格要求电池112的剩余容量时，第二阈值BBB可被设定成较小的值。
[0082]图3图解说明在本说明书中公开的技术适用于的数据传输系统300的具体结构例子。图中图解所示的数据传输系统300包括对应于电子设备的数字照相机310，管理利用数字照相机310成像的图像数据的个人计算机330，和起通过USB电缆331连接到起USB主机作用的个人计算机330的供电装置的作用的托架320。
[0083]数字照相机310非接触地连接到托架320。于是，置于托架320上的数字照相机310起USB装置的作用，可通过USB电缆331进行数据传输，和进行个人计算机330与数字照相机之间的同步处理。另外,托架320把通过USB电缆331的VBUS端子供给的电力非接触地传送给数字照相机310。
[0084]在本实施例中，在数字照相机310和托架320之间，利用电磁感应方法的非接触通信和超宽带(UWB)的利用低频带(4GHz频带)的弱UWB方法的短距离高速无线通信这两种通信机制。在非接触通信中，例如，可以使用其规范由近场通信(NFC)决定的RFID标准。另外，在弱UWB方法的短距离高速无线通信中，例如使用“Transfer Jet”。短距离高速无线通信的细节可参见已转让给本 申请人:的日本专利N0.4345849或www.transfer jet.0rg/index.html (2011年11月7日)。除了利用非接触通信，在数字照相机310和托架320之间的认证处理的执行之外，电力可从托架320被传送给数字照相机310。另外，通过利用短距离高速无线通信，在数字照相机310和托架320之间，可以进行数据传输(经托架320，在数字照相机310和个人计算机330之间的同步处理)。
[0085]当个人计算机330由电池驱动时，如果流向USB电缆331的VBUS端子的电流受到抑制，或者由于其它原因，最大电流标准被降低到500mA，那么可从托架320向数字照相机310供给的电力也减少。因此，在数字照相机310 —侧，经托架320，从个人计算机330供给的外部电力不足。另外，存在其中当只利用来自托架320的外部电力时，电力供应不足的数字照相机310的设备操作。
[0086]图4示意地图解说明数字照相机310、托架320和个人计算机330内部结构。在图4中，主要专门研究和例示向数字照相机310供给电力，和数字照相机310与个人计算机330之间的数据传输的功能。
[0087]托架320包括USB接口 321、非接触通信控制单元322和短距离通信控制单元323。非接触通信控制单元322利用线圈的电磁感应作用，例如利用NFC方法，连接到数字照相机310 一侧。非接触通信控制单元322进行认证处理用通信，并把通过USB接口 321，从个人计算机330的USB电源单元332获得的外部电力传送给数字照相机310。另外，短距离通信控制单元323例如利用弱UWB方法，进行数字照相机310和短距离通信控制单元之间的高速数据传输。短距离通信控制单元323接收的诸如图像之类的数据从USB接口 321被传送给个人计算机330 —侧的USB数据单元333。
[0088]当类似于笔记本计算机，个人计算机330由电池驱动时，从USB电源单元332流向USB电缆331的VBUS端子的最大电流标准降低到500mA，从而可从托架320向数字照相机310供给的电力也减少。因此，在数字照相机310 —侧，经托架320，从个人计算机330供给的外部电力不足。
[0089]数字照相机310包括非接触通信控制单元314、短距离通信控制单元313、充/放电控制单元311、电池312和控制单元315。为了简化附图，省略了成像光学系统和成像图像的处理部件的图示。
[0090]非接触通信控制单元314利用线圈的电磁感应作用，例如，利用NFC方法，连接到托架320。非接触通信控制单元314进行认证处理用通信，并从托架320获得外部电力。另夕卜，短距离通信控制单元313例如利用弱UWB方法，进行托架320和短距离通信控制单元之间的短距离高速无线通信。
[0091 ] 充/放电控制单元311按照来自控制单元315的指令，控制从托架320向各个单元313-315的外部电力的供给，电池312的充电，和电池312的放电。基本上，来自托架320的外部电力被优先用于向各个单元313-315供电，而其剩余电力被用于对电池312充电。另夕卜，控制单元315在监视电池312的剩余容量的时候，控制电池312的充电，即，从电池312向各个单元313-315的供电。控制单元315可测量电池312的输出电压，从而获得电池312的剩余容量。
[0092]在本实施例中，假定当只利用借助非接触通信，从托架320供给的外部电力时，对各个单元313-315的供电不足。这是因为假定取决于托架320的USB端口的连接目的地，最大电流标准较低，并且当只利用外部电力时，为设备操作所必需的电力供应不足。于是，在其中数字照相机310被置于托架320上的情况下，以及在其中数字照相机310与托架320分离的情况下，当只利用借助非接触通信，从托架320供给的外部电力，向各个单元313-315的供电不足时，还进行从电池312向各个单元313-315的供电。作为其中利用外部电力的供电不足的情况的例子，举例说明其中利用短距离通信控制单元313进行短距离高速无线通信的情况。
[0093]例如，在短距离通信控制单元313中，当以大于预定占用比的占用比，进行利用弱UWB方法的短距离高速无线通信时，仅仅利用借助非接触通信，从托架320供给的外部电力，不能进行通信操作。于是，充/放电控制单元311把来自电池312的电力提供给短距离通信控制单元313等。
[0094]同时，在短距离通信控制单元313中，当以等于或小于预定占用比的占用比，进行利用弱UWB方法的短距离高速无线通信时，仅仅利用借助非接触通信，从托架320供给的外部电力，就能够充分进行通信操作。这种情况下，充/放电控制单元311把外部电力的剩余电力用于对电池312充电。
[0095]数字照相机310定义其中短距离通信控制单元313中的短距离高速无线通信的占用比彼此不同的多种操作模式。由于装置的全部消耗电力随占用比而不同，因此根据电池312的剩余容量，切换操作模式，以致在短距离高速无线通信期间，能够获得剩余电力，从而电池312能够被充电。
[0096]例如，定义其中短距离通信控制单元313以10%的占用比进行通信操作，以致仅仅利用借助非接触通信，从托架320供给的外部电力，就可充分允许短距离高速无线通信的第一操作模式，和其中短距离通信控制单元313除了利用借助非接触通信，从托架320供给的外部电力之外，还利用来自电池112的供电，以100%的占用比进行通信操作的第二操作模式。
[0097]在第一操作模式下，通过抑制短距离通信控制单元313中的通信操作的性能，减少消耗电力。充/放电控制单元311可用通过从借助非接触通信，从托架320供给的外部电力中，扣除短距离通信控制单元313消耗的电力而获得的剩余电力，对电池312充电。
[0098]图5A图解说明当以100 %的占用比，进行短距离高速无线通信时，数字照相机310中的消耗电力。这里，100%的占用比意味在其中允许短距离高速无线通信的时间的整个区间中，实际传送数据。如图中图解所示，除了借助非接触通信，从托架320供给的外部电力之外，来自电池312的放电电力也被提供给各个单元313-315。
[0099]同时，在第二操作模式下，短距离通信控制单元313中的通信操作的性能能够被提升，但是给电池312的容量的电力被消耗。换句话说，在第二操作模式下，不能进行电池312的充电，在其中电池312的剩余容量较小的状态下，处理单元113不能继续按第二操作模式进行设备操作。
[0100]图5B图解说明当以10%的占用比，进行短距离高速无线通信时，数字照相机310中的消耗电力。这里，10%的占用比意味只在其中允许短距离高速无线通信的时间的10%的区间中，实际传送数据，在剩余的90%的区间中，不传送数据，而是维持睡眠状态(消耗电力较小的状态)，从而消耗电力减少。如图中图解所示，在短距离高速无线通信的操作被停止的区间中，利用非接触通信，从托架320供给的外部电力被充入电池312中。
[0101]当电池312的剩余容量充足时，控制单元315按第二种操作模式操作短距离通信控制单元313。然而，当电池312的剩余容量减小时，控制单元315把短距离通信控制单元313的操作模式切换成第一操作模式，并在抑制性能的时候，继续进行短距离高速无线通信操作。同时，控制单元315进行电池312的充电，从而恢复剩余容量。
[0102]于是，即使来自托架320的外部电力的最大电流标准被抑制得较低，数字照相机310也能够在继续进行短距离高速无线通信操作的时候，有效地进行电池312的充电。另夕卜，当电池312的剩余容量充足时，通过另外利用来自电池112的放电电力，数字照相机310能够进行其中当只利用来自托架320的外部电力时，电力供应不足的短距离高速无线通信操作。
[0103]图6图解说明当按照电池312的剩余容量，切换短距离通信控制单元313的操作模式时，电池312的充/放电特性。不过，假定剩余容量是根据电池312的输出电压测量的。[0104]在电池312几乎被全充满，从而输出电压足够高的状态下，短距离通信控制单元313开始按第二操作模式，以较高的占用比开始通信操作(附图标记601)。
[0105]在第二操作模式下，短距离高速无线通信的性能较高，但是操作是在除了利用来自托架320的外部电力，还利用来自电池312的供电的情况下进行的。因此，电池312的剩余容量逐渐降低。结果，输出电压也降低(附图标记602)。
[0106]在第二操作模式下，不能进行电池312的充电，在电池312的剩余容量较小的状态下，不能按第二操作模式，继续进行通信操作。于是，如果电池312的输出电压小于第一阈值AAA，那么控制单元315把短距离通信控制单元313的操作模式从第二操作模式切换成第一操作模式(附图标记603)。
[0107]在第一操作模式下，短距离通信控制单元313的通信操作的性能被抑制，以降低消耗电力。由于利用通过从来自托架320的外部电力中，扣除各个单元313-315消耗的电力而获得的剩余电力，进行电池312的充电，因此电池312的剩余容量逐渐增大。结果，输出电压也增大(附图标记604)。
[0108]另外，如果电池312的输出电压大于第二阈值BBB，那么可知剩余容量已被充分恢复。于是，控制单元315使短距离通信控制单元313的操作模式恢复第二操作模式，并以最初的高性能，进行通信操作(附图标记605)。当短距离通信控制单元313把操作模式改变成第二操作模式时，电池312的充电电流的供给也被停止。
[0109]在图6中图解所示的例子中，类似于图2，当短距离通信控制单元313把操作模式从第二种操作模式改变成第一种操作模式时的第一阈值AAA小于当短距离通信控制单元313把操作模式从第一种操作模式改变成第二种操作模式时的第二阈值BBB (AAA<BBB)。不同地设定第一阈值AAA和第二阈值BBB，从而如图中图解所示，产生滞后特性的原因是为了避免操作因由于电池312的输出电压的测量误差而频繁发生的短距离通信控制单元313的操作模式的切换而变得不稳定。
[0110]可按照利用短距离高速无线通信传送的数据量，改变第一阈值AAA和第二阈值BBB的设定。例如，当传送的数据量较大时，如图7A中图解所示，第一阈值AAA和第二阈值BBB被增大，其中以100%的占用比，进行短距离高速无线通信的区域被减小。从而，在长时间内进行大量数据的传输时，始终使电池312的剩余容量保持较高。相反，当传送的数据量较小时，如图7B中图解所示，第一阈值AAA和第二阈值BBB被降低，其中以100 %的占用比，进行短距离高速无线通信的区域被增大。从而，在短时间内完成数据传输，可以立即开始电池312的充电。
[0111]图8以流程图的形式，图解说明当数字照相机310进行短距离高速无线通信时的处理序列。可以在控制单元315中，执行预定的程序/代码的形式，实现该处理序列。
[0112]如果数字照相机310被放置在托架320上，那么通过在充/放电控制单元311中检测供电电力，检测托架320 (步骤S801的是)。
[0113]之后，控制单元315根据电池312的输出电压，检查电池312的剩余容量(步骤S802)。
[0114]此时，当已知电池312的输出电压大于第一阈值AAA (步骤S803的是)时，控制单元315把短距离通信控制单元313的操作模式设定成第二操作模式(步骤S804)。
[0115]在第二操作模式下，短距离通信控制单元313以100%的占用比，进行短距离高速无线通信。数字照相机310和托架320之间的传输速率增大。然而，消耗电力也增大，从而利用来自电池312的供电，补充增大的消耗电力。因此，电池312的剩余容量降低，从而输出电压降低。随后，处理返回步骤S802，从而再次检查电池312的剩余容量。
[0116]同时，当已知电池312的输出电压小于第一阈值AAA (步骤S803的否)时，控制单元315把短距离通信控制单元313的操作模式设定成第一操作模式(步骤S805)。
[0117]在第一操作模式下，短距离通信控制单元313以10%的占用比，进行短距离高速无线通信。数字照相机310和托架320之间的传输速率降低。然而，消耗电力也减小。因此，可利用来自托架320的外部电力的剩余电力，对电池312充电。结果，电池312的剩余容量增大，从而输出电压变闻。
[0118]另外，再次检查电池312的剩余容量(步骤S806)。
[0119]此时，当已知电池312的输出电压变得大于第二阈值BBB (步骤S807的是)时，控制单元315把短距离通信控制单元313的操作模式设定成第二操作模式(步骤S804)。
[0120]在第二操作模式下，短距离通信控制单元313以100%的占用比，进行短距离高速无线通信。数字照相机310和托架320之间的传输速率增大。然而，消耗电力也增大，从而利用来自电池312的供电，补充增大的消耗电力。因此，电池312的剩余容量降低，从而输出电压降低。随后，处理返回步骤S802，再次检查电池312的剩余容量(和上面相同)。
[0121]同时，当已知电池312的输出电压小于第二阈值BBB (步骤S807的否)时，控制单元315把短距离通信控制单元313的操作模式维持在设定的第二操作模式(步骤S805)。于是，短距离通信控制单元313继续以10%的占用比，进行短距离高速无线通信。使数字照相机310和托架320之间的传输速率保持较低。然而，由于利用来自托架320的外部电力的剩余电力，不断对电池312充电，因此电池312的剩余容量进一步增大，从而输出电压变闻。
[0122]数字照相机310按照图8中例示的处理序列，进行数据传输操作，以致即使在电池的剩余容量降低的状态下，数字照相机310也可在保持电池的充电效率的时候，利用短距离高速无线通信，与托架320进行数据传输。另外，通过利用电池的放电电力，数字照相机310能够进行其中当只利用从托架320供给的外部电力时，电力供应不足的高占用比的短
距离高速无线通信。
[0123]另外，在本说明书中公开的技术可以采取以下结构。
[0124](I) 一种电子设备，包括:
[0125]电池；
[0126]执行设备操作的处理单元；和
[0127]充/放电控制单元，所述充/放电控制单元控制利用外部电力，对处理单元的供电和电池的充电,和从电池向处理单元的供电，
[0128]其中处理单元具有其中利用等于或小于外部电力的电力，进行设备操作的第一操作模式，和其中利用大于外部电力的电力，进行设备操作的第二操作模式，按照电池的剩余容量，处理单元的操作模式被切换成第一操作模式或第二操作模式，然后执行设备操作。
[0129](2)按照(I)所述的电子设备，
[0130]其中充/放电控制单元优先向处理单元供给外部电力，并利用剩余电力进行电池的充电。[0131](3)按照(I)所述的电子设备，
[0132]其中当处理单元按第一操作模式执行设备操作时，充/放电控制单元利用处理单元消耗的外部电力的剩余电力，进行电池的充电。
[0133](4)按照(I)所述的电子设备，
[0134]其中当处理单元按第二操作模式执行设备操作时，充/放电控制单元从电池向处理单元供给比外部电力大的电力。
[0135](5)按照(I)所述的电子设备，
[0136]其中当电池的剩余容量较大时，处理单元按第二操作模式进行设备操作，而当电池的剩余容量较小时，处理单元按第一操作模式进行设备操作。
[0137](6)按照⑴所述的电子设备，
[0138]其中当在处理单元按第二操作模式执行设备操作的时候，电池的剩余容量变成第一阈值或更小时，操作模式变成第一操作模式，并利用外部电力的剩余电力，进行电池的充电,和
[0139]当在处理单元按第一操作模式执行设备操作的时候，电池的剩余容量变成等于或大于比第一阈值大的第二阈值时，操作模式变成第二操作模式。
[0140](7)按照⑴所述的电子设备，
[0141]其中电子设备是数字照相机或其它便携式设备，从与USB主机USB连接的托架供给外部电力。
[0142](8)按照(I)所述的电子设备，
[0143]其中处理单元利用弱UWB方法的短距离高速无线通信，与不同于所述设备的通信对方进行通信。
[0144](9)按照⑶所述的电子设备，
[0145]其中处理单元在第一操作模式下，把其中允许短距离高速无线通信的时间中，实际进行数据传输的区间的占用比设定成较低，而在第二操作模式下，把所述占用比设定成大于第一操作模式的占用比。
[0146](10) —种充电控制方法，包括:
[0147]检测被供给外部电力的电子设备中的电池的剩余容量的剩余容量检测步骤；
[0148]当电池的剩余容量等于或大于第一阈值时，在电子设备中，利用外部电力和电池的放电电力，按其中消耗比外部电力多的电力的第二操作模式，执行设备操作的第二设备操作步骤；和
[0149]当电池的剩余容量小于第一阈值时，在电子设备中，按其中消耗等于或小于外部电力的电力的第一操作模式，执行设备操作的第一设备操作步骤。
[0150](11)按照(10)所述的充电控制方法，还包括:
[0151]当在电子设备设备中，执行第一操作模式的设备操作时，利用外部电力的剩余电力，对电池充电的充电步骤；和
[0152]响应在电子设备中，执行第一操作模式的设备操作的时候，电池的剩余容量变成第二阈值或更大，把电子设备的设备操作切换成第二操作模式的操作模式变换步骤。
[0153](12) —种充电系统，包括:
[0154]电子设备；和[0155]向电子设备供给电力的供电装置，
[0156]其中电子设备包括电池和处理单元，所述处理单元具有利用等于或小于从供电装置供给的外部电力的电力，进行设备操作的第一操作模式，和进行消耗比外部电力多的电力的设备操作的第二操作模式，所述电子设备按照电池的剩余容量，把处理单元的操作模式切换成第一操作模式或第二操作模式，并进行设备操作。
[0157](13) 一种数据传输系统，包括:
[0158]电子设备；和
[0159]上面放置所述电子设备，并且USB连接的托架，
[0160]其中所述托架利用非接触通信，把通过USB电缆获得的电力传送给所述电子设备，
[0161]所述电子设备包括电池和短距离通信控制单元，所述短距离通信控制单元具有利用等于或小于从托架供给的外部电力的电力，进行低占用比的数据传输操作的第一操作模式，和消耗比外部电力多的电力，并且进行高占用比的数据传输操作的第二操作模式，所述电子设备按照电池的剩余容量，把处理单元的操作模式切换成第一操作模式或第二操作模式，并进行短距离高速无线通信操作。
[0162]参考具体实施例，详细说明了在本说明书中公开的技术。然而，显然本领域的技术人员可以作出实施例的各种修改和变换，而不脱离在本说明书中公开的技术的范围。
[0163]在本说明书中，主要说明了适用于其中数字照相机利用与个人计算机USB连接的托架，进行非接触通信，并且数字照相机中的电池被充电的系统的实施例。然而，在设备操作的同时，进行充电的技术可适用于用电池驱动的各种其它电子设备。例如，在本说明书中公开的技术可同样适用于利用电池的各种电子设备，比如笔记本计算机、移动电话机、便携式音乐再现设备、汽车、有轨车辆、轮船、飞机、人造卫星、机器人、房屋、照明设备、医疗设备、测量仪器、机械工具、电视机、收音机、收发器和应急电源。
[0164]总之，例证地说明了在本说明书中公开的技术，从而，应注意在本说明书中说明的内容不是对本发明的限制。为了确定在本说明书中公开的技术的范围，必须把权利要求考
虑进去。
[0165]附图标记列表
[0166]100数据传输系统
[0167]110 电子设备
[0168]111充/放电控制单元
[0169]112 电池
[0170]113 处理单元
[0171]120供电装置
[0172]300数据传输系统
[0173]310数字照相机
[0174]311充/放电控制单元
[0175]312 电池
[0176]313短距离通信控制单元
[0177]314非接触通信控制单元[0178]315控制单元
[0179]320 托架
[0180]321USB 接口
[0181]322非接触通信控制单元
[0182]323短距离通信控制单元
[0183]330个人计算机
[0184]331USB 电缆
[0185]332 USB电源单元
[0186]333 USB数据单元
【权利要求】
1.一种电子设备,包括: 电池； 执行设备操作的处理单元；以及 充/放电控制单元，所述充/放电控制单元控制利用外部电力对处理单元的供电和电池的充电，和从电池向处理单元的供电， 其中处理单元具有利用等于或小于外部电力的电力进行设备操作的第一操作模式，和利用大于外部电力的电力进行设备操作的第二操作模式，按照电池的剩余容量，处理单元的操作模式被切换成第一操作模式或第二操作模式，并执行设备操作。
2.按照权利要求1所述的电子设备， 其中充/放电控制单元优先向处理单元供给外部电力，并利用剩余电力进行电池的充电。
3.按照权利要求1所述的电子设备， 其中当处理单元按第一操作模式执行设备操作时，充/放电控制单元利用处理单元消耗的外部电力的剩余电力，进行电池的充电。
4.按照权利要求1所述的电子设备， 其中当处理单元按第二操作模式执行设备操作时，充/放电控制单元从电池向处理单元供给比外部电力多的电力。
5.按照权利要求1所述的电子设备， 其中当电池的剩余容量较大时，处理单元按第二操作模式进行设备操作，而当电池的剩余容量较小时，处理单元按第一操作模式进行设备操作。
6.按照权利要求1所述的电子设备， 其中当在处理单元按第二操作模式执行设备操作的时候，电池的剩余容量变成第一阈值或更小时，操作模式变成第一操作模式，并利用外部电力的剩余电力进行电池的充电，以及 当在处理单元按第一操作模式执行设备操作的时候，电池的剩余容量变成等于或大于比第一阈值大的第二阈值时，操作模式变成第二操作模式。
7.按照权利要求1所述的电子设备， 其中所述电子设备是数字照相机或其它便携式设备，并且从与USB主机USB连接的托架供给外部电力。
8.按照权利要求1所述的电子设备， 其中处理单元利用弱UWB方法的短距离高速无线通信，与除所述设备以外的通信对方进行通信。
9.按照权利要求8所述的电子设备， 其中处理单元在第一操作模式下，把允许短距离高速无线通信的时间中的实际进行数据传输的区间的占用比设定成较低，而在第二操作模式下，把所述占用比设定成大于第一操作模式的占用比。
10.一种充电控制方法，包括: 剩余容量检测步骤，检测被供给外部电力的电子设备中的电池的剩余容量； 第二设备操作步骤，当电池的剩余容量等于或大于第一阈值时，在电子设备中，利用外部电力和电池的放电电力，按消耗比外部电力多的电力的第二操作模式执行设备操作；以及 第一设备操作步骤，当电池的剩余容量小于第一阈值时，在电子设备中，按消耗等于或小于外部电力的电力的第一操作模式执行设备操作。
11.按照权利要求10所述的充电控制方法，还包括: 充电步骤，当在电子设备设备中执行第一操作模式的设备操作时，利用外部电力的剩余电力对电池充电；和 操作模式变换步骤，响应当在电子设备中执行第一操作模式的设备操作的时候电池的剩余容量变成第二阈值或更大，把电子设备的设备操作切换成第二操作模式。
12.—种充电系统,包括: 电子设备；和 向电子设备供给电力的供电装置， 其中所述电子设备包括电池和处理单元，所述处理单元具有利用等于或小于从供电装置供给的外部电力的电力进行设备操作的第一操作模式，和进行消耗比外部电力多的电力的设备操作的第二操作模式，并且所述电子设备根据电池的剩余容量把处理单元的操作模式切换成第一操作模式或第二操作模式，并进行设备操作。
13.一种数据传输系统，包括: 电子设备；和 设置并且USB连接所述电子设备的托架， 其中所述托架利用非接触通信，把通过USB电缆获得的电力传送给所述电子设备， 所述电子设备包括电池和短距离通信控制单元，所述短距离通信控制单元具有利用等于或小于从托架供给的外部电力的电力进行低占用比的数据传输操作的第一操作模式，和消耗比外部电力多的电力并且进行高占用比的数据传输操作的第二操作模式，并且所述电子设备根据电池的剩余 容量，把处理单元的操作模式切换成第一操作模式或第二操作模式，并进行短距离高速无线通信操作。
【文档编号】H01M10/44GK103918157SQ201280055040
【公开日】2014年7月9日 申请日期:2012年9月6日 优先权日:2011年11月18日
【发明者】大石崇 申请人:索尼公司