专利名称：电池识别方法，干电池组件和电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池识别方法，干电池组件以及电子装置，尤其是用于提供直流电流的干电池组件和能使用此干电池组件和蓄电池组件的电子装置。
目前，装有例如多个锂离子电池的蓄电池的高容量电池组件能用于给诸如便携式个人计算机、摄像机和手提电话的电子装置提供直流电。
这种电池组件包含可充电蓄电池，因此它们很贵。然而，由于电子装置尺寸变得更小并且实现了耗电更节省，便宜的干电池开始用于向来只由充电电池组件才能使用的电子装置。当在其去的地方使用时，如果电池用完，蓄电池组件变成无用的，这是因为他们要有充电系统。结果，出现携带多个已充电电池组件的需要。然而，因为如上所述蓄电池组件是很贵的，买多个蓄电池组件对用户是经济负担。如果电子装置能使用干电池，由于用户能在附近商店或类似处购买干电池并又开始使用电子装置，这对用户是很方便的。
在能用于相同电子装置中的蓄电池组件和干电池组件中，电极的结构自然是相同的。因此，在这种情况下，会担心将干电池组件装入了充电器。因此，干电池组件必须制造成不能装入充电器，或者即使干电池组件装入充电器，充电器也能识别它是干电池组件，避免进行充电。更方便的是干电池组件和蓄电池组件不仅能被充电器识别，而且与该电子装置的规格相一致。
因此，为了区别蓄电池组件与干电池组件，例如，将一个凹部设置在蓄电池组件面对电子装置的一侧上，而在干电池组件面对电子装置的一侧上不提供设置在蓄电池组件上的凹部。而且，借助弹簧或类似物能上下移动的按键开关设置在用于固定电子装置的电源的一面上。当蓄电池组件装入电子装置时，设置在电源安装部分的按键开关与凹部相连，这样按键开关不被向下压。该电子装置中的微计算机检测此状态并判定是蓄电池组件装入其中。另一方面，当干电池组件装入电子装置时，设置在电源安装部分的按键被干电池的平坦部分按下。在电子装置中的微计算机检测此状态并判定是干电池组件装入其中。如上所述，设置多组按键开关和凹部，以便能增加可识别电源的类型。
近来，由于微计算机成本低，出现了一种智能蓄电池组件，其中在蓄电池组件中安装微计算机来与电子装置进行通信。通过使用此种智能电池组件，能正确计算电池的剩余容量，而且控制充电次数来检测电池寿命并传送给该电子装置。该电子装置在例如电子装置的液晶板的显示单元显示之。
另外，也考虑在能使用智能蓄电池组件的电子装置中使用干电池组件，如同开始引入上述能使用干电池组件和蓄电池组件的电子装置。然而，如果在类似于智能蓄电池组件的干电池组件中安装微计算机，它会变得很贵，结果，使是干电池组件最大优点之一的低成本性能不能实现。
而且，在识别蓄电池组件和干电池组件的上述方法中，是以蓄电池组件和干电池组件的外形来识别它们的类型，因此，上述按键开关必须设置在电子装置的电池安装部分，这就是限制了电子装置的设计。而且，在通过设置多个按键开关在多种电池之间进行识别来实现减小电子装置尺寸的情况下，各开关之间的空间变窄，这样错误识别易于发生。
鉴于上述情况，本发明目的是提供一种用简单结构就能正确识别电池类型的电池识别方法，提供一种实现了低成本性能的干电池组件，以及提供一种用于识别电池类型尺寸减小的电子装置。
为实现本发明的上述目的和其它目的，本发明提供一种电池识别方法，其中电池组件至少具有是正和负电极的第一和第二端子，以及第三端子，一预定电压通过一电阻器提供给第三端子，并且检测第三端子的电压值，以根据检测到的电压值来识别电池组件的类型。
另外，本发明的干电池组件包括一个用于容纳多个串联的干电池的壳体，设置在此壳体内并连接到串联于电池的两极的正负电极；以及其一端连接到串联干电池的预定连接点而另一端连接到设置在壳体内的一端子的一个电阻元件。
而且，根据本发明电子装置能由多种电池组件驱动，每种电池组件至少具有是正负电极的第一和第二端子，以及第三端子。该电子装置包括通过一电阻器提供预定电压给第三端子的装置；用于检测第三端子电压值的装置；以及用于将检测到的电压值与预定基准值作比较的装置，从而该电子装置根据比较结果来识别电池组件类型。
以下结合附图对本发明的特性、原理和应用进行详细说明，附图中相同部件用相同参数和字符标记。
图1是根据本发明实施例表示总体结构的外部视图；图2是表示智能电池组件和干电池组件的轮廓外形图；图3是表示智能电池组件和电子装置的内部结构的方框图；图4是表示干电池组件和电子装置的内部结构的方框图；图5是表示蓄电池组件和电子装置的内部结构方框图；图6是根据本发明实施例表示电源识别方法的过程流程图。
结合附图将描述本发明的优选实施例。
注意，这里用摄像机作为电子装置的情况来说明下面实施例，然而，本发明并不限于此。
在图1中，参数10表示容有多个干电池的干电池组件，标号20表示其电池组件要从外面插入壳内的摄像机，30是包含多个充电电池和微计算机的智能电池组件，40是传统的蓄电池组件。
在干电池组件10中，设置有正电极11和负电极12，这样当干电池组件10装入摄像机20时，干电池组件的电极11，12连接到设置在摄像机20的电池安装部分的电极21，22。这样，干电池组件10就能相继通过电极11，12和电极21，22提供直流电给摄像机20。
另外，在干电池组件10中，设有电池识别端13，这样当干电池组件10装入摄像机20时，端子13连接到电池安装部分的端子23。此端子13供电池识别之用。
在智能电池组件30中，设有正电极31和负电极32，这样当智能电池组件30装入摄像机20时，智能电池组件的电极31，32连接到电极21，22，电极21，22设在电池安装部分。这样，智能电池组件30就能相继通过电极31，32和电极21，22提供直流电给摄像机20。
另外，在智能电池组件30中，设有电池识别端子33，这样当智能电池组件30装入摄像机20时，端子33连接到电池安装部分的端子23。此端子33连接到在智能电池组件30中包含的微计算机35，用于与摄像机20中包含的微计算机25通信。
在电池组件40中，设有正电极41和负电极42，这样当电池组件40装入摄像机20时，电池组件40的电极41，42连接到在摄像机20的电池安装部分设置的电极21，22。这样，电池组件40就能相继通过电极41，42和电极21，22提供直流电给摄像机20。
该电池组件40是在现有摄像机中使用的，它没有像干电池组件10的端子13和智能电池组件的端子33那样的端子。
在摄像机20的电池安装部分中，设置有电极21，22，这样就能从干电池组件10，智能电池组件30和电池组件40中的任何一个提供直流电。设置在电池安装部分的端子23用作识别是装入了干电池组件10还是装入智能电池组件30的识别端子，并且它还用作在包含在智能电池组件内的微计算机35和包含在摄像机20内的微计算机25之间的通信端子。注意，图1表示干电池组件10、智能电池组件30和电池组件40通过插入摄像机20外壳安装的例子，但它也可以是附着于摄像机的类型。
图2是表示干电池组件10和智能电池组件30的外形图的透视图。这里，假定干电池组件10和智能电池组件30(下面总称为电池组件10(30))的壳体的外部结构是相同进行描述。电池组件10(30)由上壳部分14和下壳部分15组成。在上壳部分14上，设有防止倒插凹槽17。如图1所示，在电池组件10(30)通过插入摄像机20的外壳的方式而安装的摄像机中，设置有与电池组件10(30)的防止倒插凹槽17相对应的防止倒插棱51。防止倒插凹槽17和防止倒插棱51的这种组合能防止电池组件10(30)被反方向插入。
在图2中，连接凹槽16a，16b设置在电池组件10(30)的下壳部分15的可见这一侧的侧面上，而同样的连接凹槽16c和16d，未示出，设置在背面处的侧面上。如果电池组件10(30)安装到附着式摄像机，这些连接凹槽与设置在摄像机的电池安装部分的连接凸部相连接，而且摄像机的电池安装部分的一个锁定凸部与在电池组件10(30)的底部上的未示出的锁定凹部相连接，从而保持住装入的状态。
在电池组件10(30)的下壳部分15的插入方向的前面，电极11(31)和12(32)设置在它的两端，而端子13(33)设置在它的中心。注意，除了其中未设置端子13(33)外，传统电池组件40的壳体的外部结构是完全相同的。
在图1所示实施例中，为简化说明，干电池组件10和智能电池组件30在外部结构上是相同的，然而，在形状及尺寸上可能是不同的。
然而，至少它们在下壳部分15的电极11(31)、12(32)和端子13(33)的结构上以及其位置关系上必须是相同的，以保持在电池组件10和智能电池组件30之间的互换特性。更具体地说，在干电池组件10和智能电池组件30的尺寸改变的情况下，因为它们在下壳部分15的电极11(31)、12(32)和端子13(33)的结构是相同的，上壳部分14的尺寸应该改变。然而，在如上述尺寸不同的两种电池组件10(30)是以把电池组件10(30)插入外壳的方式装入摄像机的情况下，必须考虑电池安装部分的结构。
图3表示智能电池组件30装入摄像机20的情况。智能电池组件30包括连接在电极31和32之间的多个可充电电池36，微计算机35和微计算机的电源电路34构成。电源电路34从电池36的端电压产生微计算机35的工作电压并将其提供给微计算机35。微计算机35通过端子33与电子装置20进行通信。
摄像机20包括调压器24、控制整个摄像机20的微计算机35，场效应晶体管(FET)26，具有极高电阻值的负载(pull-up)电阻器R1，以及分压电阻器R2。智能电池组件30的正电极31连接到电极21，以在调压器24内为恒定电压。该恒定电压提供给微计算机25的端子27a。另一方面，智能电池组件30的负电极32经过电极22连接到微计算机25的端子27d。微计算机25从端子23输入一输入给检测电压输入端子27b。FET 26的一端连接到在电极22和端子27d之间的线上，其另一端经过电阻器R2连接到在端子23和检测电压输入端子27b之间的线上。而且，FET 26的栅极端子连接到微计算机25的通信输出端子27c。
图4表示干电池组件10装入摄像机20的状态。干电池组件10包括串联连接在电极11和12之间的多个干电池14，以及分压电阻器R3。分压电阻器R3的一端连接到这六个干电池的第一个干电池的正极，而其另一端连接到电池识别端子13。这里省略了摄像机20的结构说明，因为它和图3是相同的。这里，假设装在摄像机20中的分压电阻器R2和包括在干电池组件10中的分压电阻器R3的阻值是相同的以简化说明，但本发明不局限于此。
图5表示电池组件40装入摄像机20的情况。电池组件40包括串联连接在电极41和42之间的多个电池43。因为电池组件40没有用于通信和电池识别的端子，所以没有端子连接到摄像面20的端子23。
根据上述结构，结合图6所示流程图将说明在干电池组件10、新式电池组件30和电池组件40之间进行识别的方法。图6的流程图表示装在摄像机20内的微计算机25的操作。首先，在步骤SP1处理开始并确定电源是接通或断开(步骤SP2)。如果确定电源接通，通信输出端子27c变为逻辑“H”电平(步骤SP3)。如果通信输出端子27c变成逻辑“H”电平，FET 26变成ON(接通)状态。这里，在智能电池组件30装入摄像机20的情况下(图3)，端子27b的电压值几乎变成0[v]。相反，在干电池组件10装入摄像机20的情况下(图4)，端子27b的电压值几乎变成一节干电池端电压的一半的值(因为分压电阻器R2和R3的电阻值是相等的)。而且，在电池组件40装入摄像机的情况下(图5)，因为负载电阻器R1的阻值极大地大于分压电阻器R2，所以端子27b的电压值变成几乎0[V]。
摄像机20的微计算机25执行装在其中的模拟-数字(A/D)转换功能，以检测端子27b的电压值(步骤SP4)。然后检测到的电压值暂存作为检测数据D1(步骤SP5)。
接着，微计算机25输出逻辑“L”电平的输出值给通信输出端子27c(步骤SP6)。如果通信输出端子27c变为逻辑“L”电平。FET26变成OFF(关断)状态。在智能电池组件30装入摄像机20的情况下(图3)，由于有负载电阻器R1，端子27b的电压变成调压器24的输出电压(约3.2[V])。相反地，在干电池组件10装入摄像机20的情况下(图4)，因为负载电阻器R1的电阻很大，端子27b的电压变成一节干电池的端电压。而且，在电池组件40装入摄像机20的情况下(图5)，由于有负载电阻器R1，端子27b的电压变成调压器24的输出电压(约3.2[V])。
摄像机20的微计算机25执行装在其中的A/D转换功能，以检测端子27b的电压值(步骤SP7)。然后，检测到的电压值暂存作为检测数据D2(步骤SP8)。
接着，微计算机25进行比较，看已存储检测数据D2是否小于2[V](步骤SP9)。在干电池组件10装入的情况下(图4)，由于检测数据D2变成一节干电池的端电压(约1.5[V])，则进至步骤SP10。微计算机25识别检测数据D2是否是检测数据D1的两倍(步骤SP10)。如果获得肯定结果，判定装入了干电池组件(步骤SP11)。如果未获得肯定结果，确定不是干电池组件(步骤SP12)。另一方面，在步骤SP9中智能电池组件30或蓄电池组件40装入的情况下(图3和5)，正如上述，检测数据D2变成调压器24的输出电压(约3.2[V])，结果，判定它不是干电池组件10(步骤SP12)，也就是说，在智能电池组件30装入的情况下，通信开始(步骤SP13)。还要检查是否能进行正常通信(步骤SP14)。如果能进行正常通信，判定是智能电池组件30(步骤SP15)，然后结束上述过程(步骤SP17)。反之，如果不能进行正常通信，判定是电池组件40(步骤SP16)。
如上所述，如此构置，以便通过使用在智能电池组件30和该电子装置之间进行通信的通信端子13(33)来进行干电池组件10和智能电池组件30之间的识别，这样就能省略提供如传统的按键开关这样的特定结构，因此能减少对电子装置设计的限制。
而且，本实施例在干电池组件10和智能电池组件30之间能进行电的识别，而不使用如电子装置的电池安装部分中的按键开关那样的机械结构，这样就能防止错误的判定。
而且，本实施例用只增加了一个电阻器R3的低阻抗简单结构就能构成干电池组件10，从而实现低成本。
注意，在本发明中，对干电池组件10中包含的干电池14的数目以及智能电池组件30中包含的电池36的数目并无限制。而且，在前述实施例中，用摄像机20作为电子装置的例子进行描述，然而，本发明不局限于此，其也能用于手提电话、便携式个人计算机、或类似物。
如上所述，根据本发明的电池识别方法，在每个至少具有是正负电极的第一和第二端子以及第三端子的多种电池组件中，一预定电压经由电阻器提供给第三端子，并检测第三端子的电压值，根据检测到的电压值识别电池组件的类型，从而用简单结构就能识别电池。而且，没有机械结构，这样就能减小对电子装置设计的限制。而且，甚至在实现减小电子装置尺寸的情况下，识别错误也不会出现，这与应用按键开关的情况不同。
而且，根据本发明干电池组件包括容纳多个串联干电池的壳体，设置在壳体内并与串联干电池的两极相连的正负电极，以及其一端连接到串联干电池的预定连接点而另一端连接到设置在壳体内设的端子的电阻元件。因此，在与智能电池组件能互换的干电池组件中，仅增加一个低阻抗电阻元件，因而成本降低了。
而且，在根据本发明的电子装置中包括在多种电池组件中的至少具有是正负电极的第一和第二端子，以及第三端子；用于经由一电阻器提供预定电压给第三端子的装置；用于检测第三端子的电压值的装置；以及用于比较检测到的电压值与预定基准电压的装置。该电子装置根据比较结果来识别电池组件类型。而且，用于与智能电池组件通信的端子也用作电池识别，这样用简单结构就能识别到电池类型，而不用增加端子数目。
以上结合本发明优选实施例进行了描述，很明显，本领域技术人员能进行各种变化和变形，所附权利要求覆盖落入本发明的精神和范围的全部变化和变形。
权利要求
1.一种用于识别电池组件类型的电池识别方法，该电池组件至少具有是正负电极的第一和第二端子，以及第三端子，其中，一预定电压经由一电阻提供给所述第三端子；检测所述第三端子的电压值；以及根据检测到的电压值识别所述电池组件的类型。
2.一种干电池组件，包括用于容纳多个串联干电池的壳体；设置在所述壳体内并连接到所述串联干电池的两极的正负电极，以及一端连接到所述串联干电池的预定连接点而另一端连接到在所述壳体内设置的端子的电阻元件。
3.一种由电池组件驱动的电子装置，该电池组件至少具有是正负电极的第一和第二端子、以及第三端子，该电子装置包括用于经由一电阻提供一预定电压给所述第三端子的装置；用于检测所述第三端子的电压值的装置；以及用于将检测到的电压值与预定基准电压进行比较的装置；其中所述电子装置根据所述比较结果识别所述电池组件类型。
4.如权利要求1的电池识别方法，其中所述电池组件是干电池，并且所述预定电压是多个串联干电池的输出电压的一部分。
5.如权利要求4的电池识别方法，其中所述输出电压的一部分是一节干电池的电压。
6.如权利要求1的电池识别方法，其中所述电池组件是智能电池组件，并且所述预定电压是一调压器的输出电压。
7.如权利要求1的电池识别方法，进一步包括判定通信是否可实行的步骤。
8.如权利要求3的电子装置，其中所述电池组件是干电池。
9.如权利要求2的干电池组件，其中所述预定连接点是一节干电池的输出。
10.如权利要求3的电子装置，进一步包括判定通信是否可实行的装置。
全文摘要
一种用简单结构在智能电池组件和干电池组件之间进行识别的电池识别方法。干电池组件包括用于容纳多个串联连接的干电池的壳体，设置在壳体内并连接到串联干电池的极端的正负电极，以及一端连接到串联干电池的预定连接点而另一端连接到壳体内设置的端子的电阻元件。一预定电压通过一电阻提供给用于识别电池组件的电池的端子，并且检测此端子的电压值，根据此检测到的电压值识别电池组件的类型。
文档编号H01M10/42GK1161580SQ9710189
公开日1997年10月8日 申请日期1997年1月29日 优先权日1997年1月29日
发明者樋口贺也 申请人:索尼公司