JP2844764B2 - 電源判別機能を有する電子機器 - Google Patents
電源判別機能を有する電子機器Info
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- JP2844764B2 JP2844764B2 JP1320835A JP32083589A JP2844764B2 JP 2844764 B2 JP2844764 B2 JP 2844764B2 JP 1320835 A JP1320835 A JP 1320835A JP 32083589 A JP32083589 A JP 32083589A JP 2844764 B2 JP2844764 B2 JP 2844764B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Secondary Cells (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電池電源及び非電池電源を選択的又は同時
に接続でき、現在使用している電源が電池電源か非電池
電源かを判別し、電池電源を使用している場合には当該
電池の残量を推定する電源判別機能を有する電子機器に
関する。
に接続でき、現在使用している電源が電池電源か非電池
電源かを判別し、電池電源を使用している場合には当該
電池の残量を推定する電源判別機能を有する電子機器に
関する。
[従来の技術] この種の電池残量演算装置として、本願出願人は、使
用状態に応じた消費電力量を使用時間に応じて積算し、
フル充電の電力量からこれを減算して残量を推定する装
置を先に出願している。第6図は、カメラ一体型ビデオ
・テープ・レコーダ(所謂、カムコーダ)に適用した構
成例を示す。10はカメラ部、12はVTR部、14はカメラ部1
0及びVTR部12に電力を供給するバッテリ、16はカメラ部
10及びVTR部12の動作を制御するシステム制御回路、18
はシステム制御回路16に所定の指示を入力する指示部、
20はシステム制御回路16の動作状態を表示する表示部、
22は消費電力を積算するためのカウンタである。24はカ
メラ部10又はVTR部12の再生映像を表示するTV装置であ
る。
用状態に応じた消費電力量を使用時間に応じて積算し、
フル充電の電力量からこれを減算して残量を推定する装
置を先に出願している。第6図は、カメラ一体型ビデオ
・テープ・レコーダ(所謂、カムコーダ)に適用した構
成例を示す。10はカメラ部、12はVTR部、14はカメラ部1
0及びVTR部12に電力を供給するバッテリ、16はカメラ部
10及びVTR部12の動作を制御するシステム制御回路、18
はシステム制御回路16に所定の指示を入力する指示部、
20はシステム制御回路16の動作状態を表示する表示部、
22は消費電力を積算するためのカウンタである。24はカ
メラ部10又はVTR部12の再生映像を表示するTV装置であ
る。
第6図のカムコーダは例えば、撮影記録モードでは、
カメラ部10及びVTR部12が共に動作状態にあり、消費電
流が2.4Aであり、再生モードでは、カメラ部10は停止
し、VTR部12のみが動作して、消費電流は1.8Aである。
カメラ部10及びVTR部12が共に動作状態にあり、消費電
流が2.4Aであり、再生モードでは、カメラ部10は停止
し、VTR部12のみが動作して、消費電流は1.8Aである。
操作者が表示部18により撮影記録モードの指示を入力
すると、カメラ部10及び/又はVTR部12はバッテリ14か
ら給電され、指定された動作モードに応じた動作が開始
する。これと同時に、カウンタ22は、各動作モードに応
じた単位時間当たりのカウント値を累積する。
すると、カメラ部10及び/又はVTR部12はバッテリ14か
ら給電され、指定された動作モードに応じた動作が開始
する。これと同時に、カウンタ22は、各動作モードに応
じた単位時間当たりのカウント値を累積する。
つまり、各動作モードの消費電力に応じたカウント係
数を設定しておき、システム制御回路16は動作モードに
応じてカウンタ22を制御する。上記の例では、撮影記録
モードと再生モードで消費電流が夫々2.4A,1.8Aである
ので、夫々のカウント係数を“4",“3"とする。カウン
タ22は撮影記録モードでは、1秒間に4ずつカウント・
アップし、再生モードでは1秒間に3ずつカウント・ア
ップする。
数を設定しておき、システム制御回路16は動作モードに
応じてカウンタ22を制御する。上記の例では、撮影記録
モードと再生モードで消費電流が夫々2.4A,1.8Aである
ので、夫々のカウント係数を“4",“3"とする。カウン
タ22は撮影記録モードでは、1秒間に4ずつカウント・
アップし、再生モードでは1秒間に3ずつカウント・ア
ップする。
システム制御回路16は、カメラ部10及びVTR部12から
なる主動作部13が動作を停止又は中断する度に、カウン
タ22の保持値を取り込み、この保持値からバッテリ14の
消費電力を演算により求め、残量を表示部20により表示
する。カウンタ22はバッテリ14の交換時にリセットされ
る。
なる主動作部13が動作を停止又は中断する度に、カウン
タ22の保持値を取り込み、この保持値からバッテリ14の
消費電力を演算により求め、残量を表示部20により表示
する。カウンタ22はバッテリ14の交換時にリセットされ
る。
このようにして求めた残量を撮影記録モードの消費電
流を除算することにより、撮影可能な記録時間を求めて
表示できる。
流を除算することにより、撮影可能な記録時間を求めて
表示できる。
[発明が解決しようとする課題] しかし上述の構成では、使用状態の切換え時や細かい
モード設定の違いからくる消費電力の誤差が積み重な
り、高い精度を得ることができない。また、途中まで使
用した電池の場合には、残量を全く推定できないという
欠点がある。更には、家庭交流電源を電源とする場合、
即ち、商用交流を直流に変換する所謂交流アダプタも使
用できる装置では、その配慮がなされておらず、交流ア
ダプタ使用時にも消費電力の積算を行なってしまい、結
果的に、不適当な残量演算及び表示を行なってしまうと
いう問題点があった。
モード設定の違いからくる消費電力の誤差が積み重な
り、高い精度を得ることができない。また、途中まで使
用した電池の場合には、残量を全く推定できないという
欠点がある。更には、家庭交流電源を電源とする場合、
即ち、商用交流を直流に変換する所謂交流アダプタも使
用できる装置では、その配慮がなされておらず、交流ア
ダプタ使用時にも消費電力の積算を行なってしまい、結
果的に、不適当な残量演算及び表示を行なってしまうと
いう問題点があった。
そこで本発明は、このような問題点を解消した電源判
別機能を有する電子機器を提供することを目的とする。
別機能を有する電子機器を提供することを目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明に係る電源判別機能を有する電子機器は、電池
電源及び非電池電源を選択的又は同時に接続でき、互い
に負荷抵抗が異なる複数種の動作モードを有する電子機
器であって、前記電子機器の動作モードの変更に伴う前
記電源の出力の変化を測定し、測定された前記電源の出
力変化状態に従って、現在使用している電源が電池電源
か否かを判別すると共に、現在使用している電源が電池
電源である場合には、予め記憶されている電池残量特性
と測定された前記電源の出力変化とを比較する事によっ
て前記電池の残量を検出し、検出された前記電池の残量
に関連した情報を使用者に報知する機能を備えることを
特徴とする。
電源及び非電池電源を選択的又は同時に接続でき、互い
に負荷抵抗が異なる複数種の動作モードを有する電子機
器であって、前記電子機器の動作モードの変更に伴う前
記電源の出力の変化を測定し、測定された前記電源の出
力変化状態に従って、現在使用している電源が電池電源
か否かを判別すると共に、現在使用している電源が電池
電源である場合には、予め記憶されている電池残量特性
と測定された前記電源の出力変化とを比較する事によっ
て前記電池の残量を検出し、検出された前記電池の残量
に関連した情報を使用者に報知する機能を備えることを
特徴とする。
[作用] 上述の構成により、現在使用している電源が電池電源
か否かを自動的に判別することができるので、電池の残
量検出演算が不適切に実行されてしまうことを未然に防
止できる。
か否かを自動的に判別することができるので、電池の残
量検出演算が不適切に実行されてしまうことを未然に防
止できる。
[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
第1図は本発明の一実施例の構成ブロック図である。
30はカメラ部、32はVTR部、34はカメラ部30及びVTR部32
の電源となる電池、35は交流電力を直流に変換するACア
ダプタ、36は電池34又はACアダプタ35を選択する選択ス
イッチである。選択スイッチ36で選択された直流電圧
は、スイッチ37を介してカメラ部30の電源入力端子に印
加され、スイッチ38を介してVTR部32の電源入力端子に
印加される。40はカメラ部30及びVTR32の動作並びに、
スイッチ37,38の開閉を制御するシステム制御回路、42
はシステム制御回路40に所定の動作指示を入力するため
の指示装置、44はスイッチ36により選択された直流電圧
を測定する測定回路、46は測定回路44の出力及びシステ
ム制御回路40からの動作信号により電池34の残量を演算
する演算回路、48は演算回路46で算出された電池残量を
表示する表示装置、49は電池34が使用されているかACア
ダプタ35が使用されているかを判別する回路であり、図
示実施例では、測定回路44の出力により判別している。
30はカメラ部、32はVTR部、34はカメラ部30及びVTR部32
の電源となる電池、35は交流電力を直流に変換するACア
ダプタ、36は電池34又はACアダプタ35を選択する選択ス
イッチである。選択スイッチ36で選択された直流電圧
は、スイッチ37を介してカメラ部30の電源入力端子に印
加され、スイッチ38を介してVTR部32の電源入力端子に
印加される。40はカメラ部30及びVTR32の動作並びに、
スイッチ37,38の開閉を制御するシステム制御回路、42
はシステム制御回路40に所定の動作指示を入力するため
の指示装置、44はスイッチ36により選択された直流電圧
を測定する測定回路、46は測定回路44の出力及びシステ
ム制御回路40からの動作信号により電池34の残量を演算
する演算回路、48は演算回路46で算出された電池残量を
表示する表示装置、49は電池34が使用されているかACア
ダプタ35が使用されているかを判別する回路であり、図
示実施例では、測定回路44の出力により判別している。
第4図は7セグメント素子による表示装置48の表示態
様を示す。
様を示す。
本実施例では、測定しようとする電池34に2種類の負
荷を接続してそれぞれの内部起電圧(開路電圧)vを測
定し、別に実験で求めた内部起電圧対残量の特性曲線と
の対比により、電池34の残量を推定する。即ち、第2図
の回路により各消耗状態での電池34の内部抵抗R、内部
起電圧v、出力電圧V及び出力電流Iの関係を測定す
る。r1,r2は測定用の負荷抵抗、50は負荷抵抗r1,r2を選
択するためのスイッチである。r1は例えば録画モードで
の負荷抵抗であり、r2は他のモードでの負荷抵抗であ
る。スイッチ50を負荷r1に接続した場合の電流をI1、負
荷r1による電圧降下をV1、スイッチ50を負荷r2に接続し
た場合の電流をI2、負荷r2による電圧降下をV2とする
と、 R=(V2−V1)/(I1−I2) (1) であり、電池34の出力電圧をV、出力電流をIとする
と、 v=V+IR (2) であるから、 v=V+I(V2−V1)/(I1−I2) (3) となる。
荷を接続してそれぞれの内部起電圧(開路電圧)vを測
定し、別に実験で求めた内部起電圧対残量の特性曲線と
の対比により、電池34の残量を推定する。即ち、第2図
の回路により各消耗状態での電池34の内部抵抗R、内部
起電圧v、出力電圧V及び出力電流Iの関係を測定す
る。r1,r2は測定用の負荷抵抗、50は負荷抵抗r1,r2を選
択するためのスイッチである。r1は例えば録画モードで
の負荷抵抗であり、r2は他のモードでの負荷抵抗であ
る。スイッチ50を負荷r1に接続した場合の電流をI1、負
荷r1による電圧降下をV1、スイッチ50を負荷r2に接続し
た場合の電流をI2、負荷r2による電圧降下をV2とする
と、 R=(V2−V1)/(I1−I2) (1) であり、電池34の出力電圧をV、出力電流をIとする
と、 v=V+IR (2) であるから、 v=V+I(V2−V1)/(I1−I2) (3) となる。
内部起電圧vは内部抵抗Rの影響をあまり受けないの
で比較的変動が少なく、電池容量の残量とよく対応す
る。内部起電圧vと電池残量との関係曲線を予め求めて
おき、使用途中で上記I1,I2,V1,V2,V,Iを測定し、当該
関係曲線に当てはめれば、その時点での電池残量を推定
できる。
で比較的変動が少なく、電池容量の残量とよく対応す
る。内部起電圧vと電池残量との関係曲線を予め求めて
おき、使用途中で上記I1,I2,V1,V2,V,Iを測定し、当該
関係曲線に当てはめれば、その時点での電池残量を推定
できる。
一例として、カメラ撮影の記録モードにおける連続使
用を想定し、電池残量を使用可能時間に換算した値Tで
表示する場合を例に、より具体的に説明する。
用を想定し、電池残量を使用可能時間に換算した値Tで
表示する場合を例に、より具体的に説明する。
カムコーダで使用する各電池について、内部起電圧v
と上記使用可能時間T(残量)の対応関係を示す特性曲
線を測定しておく。この場合、精度を上げるために、使
用する可能性のある同一又は複数タイプの複数の電池で
の測定値を平均化して、上記特性曲線を求める。第5図
は、Ni−Cd2次電池の場合の特性曲線を示す。この特性
曲線60のデータを演算回路46のメモリに格納しておく。
これに対して、ACアダプタの場合、出力の直流電圧は時
間の経過によっても減少しないので、例えば、破線で示
すようなほぼ直線の特性62になる。
と上記使用可能時間T(残量)の対応関係を示す特性曲
線を測定しておく。この場合、精度を上げるために、使
用する可能性のある同一又は複数タイプの複数の電池で
の測定値を平均化して、上記特性曲線を求める。第5図
は、Ni−Cd2次電池の場合の特性曲線を示す。この特性
曲線60のデータを演算回路46のメモリに格納しておく。
これに対して、ACアダプタの場合、出力の直流電圧は時
間の経過によっても減少しないので、例えば、破線で示
すようなほぼ直線の特性62になる。
なお、別の動作モードにおける残量値を推定したい場
合には、その消費電流に応じた係数kを上記Tに乗算す
ればよい。
合には、その消費電流に応じた係数kを上記Tに乗算す
ればよい。
次に、第3図を参照して残量表示の処理手順を説明す
る。電源投入でスタートし、先ず、動作モードをストッ
プ・モードに設定し(S1)、先ず、測定回路44で電池34
の出力電圧V1を測定し、ストップ・モードに対応した出
力電流I1を演算回路46で求める(S2)。次に、記録ポー
ズ状態にし(S3)、測定回路44で電池34の出力電圧V2を
測定し、記録モードに対応する電流値I2を演算回路46で
求める(S4)。そして、式(3)からvを求め、特性曲
線から残量Tを求める(S5)。
る。電源投入でスタートし、先ず、動作モードをストッ
プ・モードに設定し(S1)、先ず、測定回路44で電池34
の出力電圧V1を測定し、ストップ・モードに対応した出
力電流I1を演算回路46で求める(S2)。次に、記録ポー
ズ状態にし(S3)、測定回路44で電池34の出力電圧V2を
測定し、記録モードに対応する電流値I2を演算回路46で
求める(S4)。そして、式(3)からvを求め、特性曲
線から残量Tを求める(S5)。
モードが変更されたか否かを調べ(S6)、変更されれ
ば、タイマをリセットし(S10)、変更されなければ、
タイマのカウントを開始し(S7)、所定時間が経過する
まで、S6〜8を循環する(S8)。所定時間経過したらフ
ラグFを1にセットし(S9)、タイマをリセットする
(S10)。フラグFは積算演算処理を行なうか、又は再
計算処理を行なうかを示すフラグであり、同一処理が所
定時間連続すると、F=1になって後述する積算演算処
理を行ない、モードがそのままの場合には、フラグFは
0のままで後述する再計算処理を行なう。
ば、タイマをリセットし(S10)、変更されなければ、
タイマのカウントを開始し(S7)、所定時間が経過する
まで、S6〜8を循環する(S8)。所定時間経過したらフ
ラグFを1にセットし(S9)、タイマをリセットする
(S10)。フラグFは積算演算処理を行なうか、又は再
計算処理を行なうかを示すフラグであり、同一処理が所
定時間連続すると、F=1になって後述する積算演算処
理を行ない、モードがそのままの場合には、フラグFは
0のままで後述する再計算処理を行なう。
タイマのリセット後(S10)、モードを確認し(S1
1)、各モード(ストップ、記録、記録ポーズ)に応じ
て、電池消耗値を残量換算した値を変数tにセットし
(S12,13,14)、モードに応じた電流値Ia,Ib,Icを変数
Iにセットする(S15,16,17)。その後フラグFに従い
(S18)、F=1(積算演算処理)の場合、先ず、フラ
グFを0に戻し(S19)、現在の残量値Tから消耗量t
を減算し(S20)、最新の残量値Tを表示する(S21)。
1)、各モード(ストップ、記録、記録ポーズ)に応じ
て、電池消耗値を残量換算した値を変数tにセットし
(S12,13,14)、モードに応じた電流値Ia,Ib,Icを変数
Iにセットする(S15,16,17)。その後フラグFに従い
(S18)、F=1(積算演算処理)の場合、先ず、フラ
グFを0に戻し(S19)、現在の残量値Tから消耗量t
を減算し(S20)、最新の残量値Tを表示する(S21)。
F=0(再計算処理)の場合(S18)、モード変更後
の出力電圧Vを測定し、S15,16,17で設定した電流Iを
使って内部起電圧vを求める(S22)。今回算出したv
と前回算出したvとの差Δvを計算する(S23)。この
時点で、式(3)に代入するI1,V1とI2,V2は交換され
る。以降、同様に、T演算のステップでは、添え字の
“1"と“2"は随時交換されるものとする。S23の後、最
新の残量値Tを求める(S24)。
の出力電圧Vを測定し、S15,16,17で設定した電流Iを
使って内部起電圧vを求める(S22)。今回算出したv
と前回算出したvとの差Δvを計算する(S23)。この
時点で、式(3)に代入するI1,V1とI2,V2は交換され
る。以降、同様に、T演算のステップでは、添え字の
“1"と“2"は随時交換されるものとする。S23の後、最
新の残量値Tを求める(S24)。
S23で求めたΔvの絶対値を所定の閾値Vthと比較する
(S25)。Vthより大きければ、容量が減少しているので
電池34が電源として使用されており、Vth以上であれ
ば、ACアダプタ35であると判別できる。但し、電池の場
合でも特性曲線60の中央部に比較的平坦な箇所があるの
で、検出精度を上げるために更に、推定残量値Tが閾値
Tth以下である場合にACアダプタであると判断する(S2
7)。
(S25)。Vthより大きければ、容量が減少しているので
電池34が電源として使用されており、Vth以上であれ
ば、ACアダプタ35であると判別できる。但し、電池の場
合でも特性曲線60の中央部に比較的平坦な箇所があるの
で、検出精度を上げるために更に、推定残量値Tが閾値
Tth以下である場合にACアダプタであると判断する(S2
7)。
電池34を使用している場合には、推定された残量Tを
表示し(S21)、ACアダプタ35を使用している場合に
は、残量表示を消去し、又は第4図(c)に示す“FUL
L"のように、ACアダプタ固有の表示に切り換え(S2
7)、電池の消耗を防ぐための節電用タイマをオフにす
る(S28)。
表示し(S21)、ACアダプタ35を使用している場合に
は、残量表示を消去し、又は第4図(c)に示す“FUL
L"のように、ACアダプタ固有の表示に切り換え(S2
7)、電池の消耗を防ぐための節電用タイマをオフにす
る(S28)。
S21又はS28の後はS6に戻り、S6以降のステップが循環
的に実行される。
的に実行される。
ACアダプタを例に説明したが、自動車内で使用するカ
ーバッテリ用アダプタであってもよい。また、スイッチ
36により電池34又はACアダプタ35を選択するようした
が、二次電池である電池に並列にACアダプタを接続し、
当該ACアダプタからカメラ部及びVTR部32に電力を供給
すると共に、当該電池を充電するような構成であっても
よい。
ーバッテリ用アダプタであってもよい。また、スイッチ
36により電池34又はACアダプタ35を選択するようした
が、二次電池である電池に並列にACアダプタを接続し、
当該ACアダプタからカメラ部及びVTR部32に電力を供給
すると共に、当該電池を充電するような構成であっても
よい。
本実施例では、モード切換え時にあっても残量を高精
度に推定できるばかりでなく、モード切換え無しに連続
使用した場合でも、推定残量値が適切に更新される。ま
た、非電池電源を使用しても、不適切な残量表示ならな
い。
度に推定できるばかりでなく、モード切換え無しに連続
使用した場合でも、推定残量値が適切に更新される。ま
た、非電池電源を使用しても、不適切な残量表示ならな
い。
[発明の効果] 以上の説明から容易に理解できるように、本発明によ
れば、現在使用している電源が電池電源か否かを自動的
に判別できるので、電源として非電池電源が使用されて
いるにもかかわらず、電池の残量検出演算が実行されて
しまうといった不都合がなくなり、電池の残量検出結果
が非電池電源の使用によって影響を受けることを未然に
防止できる。更に、本発明によれば、現在使用している
電源が電池電源であるか否かを検出するための機械的な
検出機構が不要になり、機器の小型・軽量化を図ること
ができると共に、機器の構成の簡易化を図ることがで
き、特にビデオ・カメラなどのボータブル機器に用いて
有用である。
れば、現在使用している電源が電池電源か否かを自動的
に判別できるので、電源として非電池電源が使用されて
いるにもかかわらず、電池の残量検出演算が実行されて
しまうといった不都合がなくなり、電池の残量検出結果
が非電池電源の使用によって影響を受けることを未然に
防止できる。更に、本発明によれば、現在使用している
電源が電池電源であるか否かを検出するための機械的な
検出機構が不要になり、機器の小型・軽量化を図ること
ができると共に、機器の構成の簡易化を図ることがで
き、特にビデオ・カメラなどのボータブル機器に用いて
有用である。
第1図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第2図は
本実施例の動作原理の説明用回路、第3図は本実施例の
動作フローチャート、第4図は7セグメント素子による
表示装置48の表示例、第5図は電池の内部起電圧対残量
の特性曲線、第6図は従来例の構成ブロック図である。 30:カメラ部、32:VTR部、34:電池、35:ACアダプタ、40:
システム制御回路、42:指示装置、44:測定回路、46:演
算回路、48:表示装置
本実施例の動作原理の説明用回路、第3図は本実施例の
動作フローチャート、第4図は7セグメント素子による
表示装置48の表示例、第5図は電池の内部起電圧対残量
の特性曲線、第6図は従来例の構成ブロック図である。 30:カメラ部、32:VTR部、34:電池、35:ACアダプタ、40:
システム制御回路、42:指示装置、44:測定回路、46:演
算回路、48:表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸辺 和光 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (72)発明者 佐伯 孝幸 神奈川県川崎市高津区下野毛770番地 キヤノン株式会社玉川事業所内 (56)参考文献 特開 昭59−211972(JP,A) 特開 昭61−164170(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H04N 5/222 - 5/257 H01M 10/42 - 10/48 H02J 7/00 - 7/12
Claims (1)
- 【請求項1】電池電源及び非電池電源を選択的又は同時
に接続でき、互いに負荷抵抗が異なる複数種の動作モー
ドを有する電子機器であって、 前記電子機器の動作モードの変更に伴う前記電源の出力
の変化を測定し、測定された前記電源の出力変化状態に
従って、現在使用している電源が電池電源か否かを判別
すると共に、現在使用している電源が電池電源である場
合には、予め記憶されている電池残量特性と測定された
前記電源の出力変化とを比較する事によって前記電池の
残量を検出し、検出された前記電池の残量に関連した情
報を使用者に報知する機能を備えることを特徴とする電
源判別機能を有する電子機器。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320835A JP2844764B2 (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | 電源判別機能を有する電子機器 |
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