JP2012018098A - 充電機能付き携帯型電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】専用の付加回路を必要とすることなく簡単な構成で正確に二次電池の電圧を測定する。
【解決手段】充電機能付き携帯型電子機器は、電力を発電するソーラー発電素子１０７と、ソーラー発電素子１０７によって充電される二次電池１１２と、二次電池１１２の電圧を測定する電圧測定手段とを備え、前記電圧測定手段は、ソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電が行われていないとき、二次電池１１２の電圧を測定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、充電機能付き携帯型電子機器に関する。

従来から、電子時計をはじめとして、二次電池を充電する機能を備えた携帯型電子機器が開発されている。前記二次電池を充電するための発電手段として、ソーラー発電素子等が利用されている。二次電池の電圧を測定することにより、二次電池の残量を表示したり、前記残量が所定値以下になったときに警告するように構成されている。
しかしながら、二次電池の電圧を測定する場合、ソーラー発電素子が発電中のときは、二次電池の電圧に前記ソーラー発電素子の電圧が加算されるため、二次電池の電圧を正確に測定できないという問題がある。

二次電池の電圧を正確に測定するために、特許文献１記載の充電式電子時計では、充電回路を二次電池から切り離して測定を行っている。係る構成によって二次電池の電圧を正確に測定することは可能であるが、二次電池から充電回路を切り離すための専用の付加回路が必要になるため、構成が複雑になるという問題がある。

特開平１０−６２５７１号公報

本発明は、前記問題点に鑑み成されたもので、専用の付加回路を必要とすることなく簡単な構成で正確に二次電池の電圧を測定することを課題としている。

本発明によれば、電力を発電する発電手段と、前記発電手段によって充電される二次電池と、前記二次電池の電圧を測定する電圧測定手段とを備え、前記電圧測定手段は、前記発電手段による前記二次電池の充電が行われていないとき、前記二次電池の電圧を測定することを特徴とする充電機能付き携帯型電子機器が提供される。

本発明に係る充電機能付き携帯型電子機器によれば、専用の付加回路を必要とすることなく簡単な構成で正確に二次電池の電圧を測定することが可能になる。

本発明の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器のブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器の部分詳細ブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器のフローチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器の部分詳細ブロック図である。 本発明の第２の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器のフローチャートである。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器について説明する。尚、各図において同一部分には同一符号を付している。
図１は、本発明の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器のブロック図で、各実施の形態に共通するブロック図である。図１にはソーラー発電によって二次電池を充電する電子腕時計の例を示している。

図１において、充電機能付き電子時計は、所定周波数の信号を発生する発振回路１０２、発振回路１０２で発生した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生する分周回路１０３、前記時計信号に基づく計時動作やアナログ電子時計を構成する各電子回路要素の制御等を行う中央処理装置（ＣＰＵ）１０１を備えている。

また、充電機能付き電子時計は、計時した時刻や測定した電圧等のデータを記憶するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１１０、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムを予め記憶した読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）１１１、使用者が操作可能で時刻修正等を行うキー入力手段１０４、光を受光して発電を行うソーラー発電素子１０７、再充電可能な電源としての二次電池１１２、ソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電を制御する制御部１０６、時刻等を表示する表示部１１３を備えている。
ここで、ソーラー発電素子１０７は発電手段を構成し、ＲＡＭ１１０及びＲＯＭ１１１は記憶手段を構成している。ＣＰＵ１０１及び制御部１０６は、二次電池１１２の電圧を測定する電圧測定手段及び二次電池１１２の充電が行われているか否かを検出する充電検出手段を構成している。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器の部分詳細ブロック図で、図１の制御部１０６の内部構成を示すブロック図である。
図２において、二次電池１１２はＣＰＵ１０１の電源入力端子Ｖｄｄ及び逆流防止用のダイオード２０１のカソードに接続されている。ダイオード２０１のアノードは、ソーラー発電素子１０７及びＣＰＵ１０１の電圧検出端子ＰＡに直接接続され又、電圧検出用抵抗２０２を介してＣＰＵ１０１の制御端子ＰＢに接続されている。ダイオード２０１及び抵抗２０２によって制御部１０６が構成されている。

ソーラー発電素子１０７が光を受光して発電すると、この発電した電力によって二次電池１１２がダイオード２０１を介して充電される。
ＣＰＵ１０１は、二次電池１１２の電圧を所定周期で測定するために、所定周期で電圧測定タイミングが到来する毎に、制御端子ＰＢを接地電位Ｖｓｓにする。尚、ＣＰＵ１０１は、二次電池１１２の電圧を所定周期で測定するのではなく、予め電圧測定タイミングとして定めた所定時刻が到来したとき、制御端子ＰＢを接地電位Ｖｓｓに制御して電圧測定を行うように構成してもよい。

ＣＰＵ１０１は、制御端子ＰＢを接地電位Ｖｓｓにしたとき、電圧検出端子ＰＡに所定電圧以上の電圧が供給されていると判定した場合、即ち、ソーラー発電素子１０７から電流が供給され抵抗２０２に所定値以上の電圧が生じていると判定した場合には、ソーラー発電素子１０７が発電中であり、したがって、二次電池１１２を充電中であると判定する。ＣＰＵ１０１は、抵抗２０２に所定値以上の電圧が生じていない場合には、ソーラー発電素子１０７は発電中ではなく、したがって、二次電池１１２は充電中ではないと判定する。

ＣＰＵ１０１は、二次電池１１２の電圧測定タイミング以外の時には制御端子ＰＢはオープンにするため、電圧検出端子ＰＡには前記所定値以上の電圧は供給されない。
ここで、抵抗２０２は検出素子を構成し、ＣＰＵ１０１は素子電圧検出手段を構成している。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器のフローチャートである。

以下、図１〜図３を参照して、本第１の実施の形態の動作を詳細に説明する。
図１において、発振回路１０２は所定周波数の信号を発生し、分周回路１０３は発振回路からの信号を分周して計時動作の基準となる時計信号を出力する。ＣＰＵ１０１は前記時計信号を計数して計時動作を行い、随時、現在時刻等を表示部１１３に表示させる。
ＣＰＵ１０１は、電圧測定タイミングが到来すると、制御端子ＰＢを接地電位Ｖｓｓにする（図３のステップ３１）。

次にＣＰＵ１０１は、電圧検出端子ＰＡが所定値以下の電圧（低（Ｌｏｗ）電圧）と判定すると（ステップ３２）、ソーラー発電素子１０７は発電中ではないと判定して、電源端子Ｖｄｄに入力された二次電池１１２の電圧を測定する（ステップ３３）。この場合、ソーラー発電素子１０７は発電中ではないため、二次電池１１２の電圧を正確に測定することができる。

次にＣＰＵ１０１は、他の処理があれば当該他の処理を実行する（ステップ３４）。例えば、ＣＰＵ１０１は前記他の処理として、この時測定した二次電池１１２の電圧値と所定電圧を比較して、二次電池の残量が十分か否か等を表示部１１３に表示させるようにしてもよい。
一方、ＣＰＵ１０１は、処理ステップ３２において電圧検出端子ＰＡが所定値以下の電圧（低（Ｌｏｗ）電圧）ではないと判定した場合、ソーラー発電素子１０７は発電中であり二次電池１１２が充電中であると判定して、二次電池１１２の電圧は測定せずに処理ステップ３４に移行する。これにより、誤差の大きい電圧測定を防止することができる。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器の部分詳細ブロック図で、図１の制御部１０６の内部構成を示すブロック図である。
図４において、二次電池１１２はＣＰＵ１０１の電源入力端子Ｖｄｄ及び逆流防止用のダイオード４０１のカソードに接続されている。ダイオード４０１のアノードは、ソーラー発電素子１０７に接続されている。ダイオード４０１によって制御部１０６が構成されている。

ソーラー発電素子１０７が光を受光して発電すると、この発電した電力によって二次電池１１２がダイオード４０１を介して充電される。
ＣＰＵ１０１は、二次電池１１２の電圧を所定周期で測定するために、所定周期で電圧測定タイミングが到来する毎に、電源端子Ｖｄｄに入力された二次電池１１２の電圧を測定する。

ＲＡＭ１１０には、直近に測定した所定回数分（ｎ個（ｎは正の整数））の二次電池１１２の電圧が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、今回測定した電圧がＲＡＭ１１０に記憶した各電圧以下の場合は今回測定した電圧を二次電池１１２の電圧と判定し、今回測定した電圧よりも低い電圧がＲＡＭ１１０に記憶されている場合にはＲＡＭ１１０に記憶した電圧の中で最も低い電圧を二次電池１１２の電圧であると判定する。

即ち、ＣＰＵ１０１は、今回測定した２次電池１１２の電圧及びＲＡＭ１１０に記憶されている２次電池１１２の全ての電圧のうち、最も低い電圧を２次電池１１２の正しい電圧であると判定する。
ここで、ＣＰＵ１０１は二次電池１１２の電圧を所定時間毎に検出する電池電圧検出手段を構成している。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器のフローチャートである。

以下、図１、図４及び図５を参照して、本第２の実施の形態の動作を詳細に説明する。
図１において、発振回路１０２は所定周波数の信号を発生し、分周回路１０３は発振回路からの信号を分周して計時動作の基準となる時計信号を出力する。ＣＰＵ１０１は前記時計信号を計数して計時動作を行い、随時、現在時刻等を表示部１１３に表示させる。
ＣＰＵ１０１は、所定周期毎に電圧測定タイミングが到来すると、電源端子Ｖｄｄに供給されている二次電池１１２の電圧を測定し、測定電圧Ｖｍを得る（図５のステップ５１）。

ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１１０に記憶されている、直近に測定した所定回数分（ｎ個）の二次電池１１２の電圧の中の最も低い電圧Ｖｌｏｗと今回測定した二次電池１１２の電圧Ｖｍとを比較し（ステップ５２）、今回測定した電圧ＶｍがＲＡＭ１１０に記憶されている電圧の中の最も低い電圧Ｖｌｏｗ以下の場合には、ＲＡＭ１１０に記憶されている最新の電圧データを測定した後はソーラー発電素子１０７が発電しておらず、二次電池１１２が充電されていない、即ち、ソーラー発電素子１０７は現在発電中の可能性はなく、したがって現在、二次電池１１２は充電中ではないと判定する。

例えば、ＲＡＭ１１０は、ＣＰＵ１０１が１時間毎に少なくとも６時間分測定した電圧を記憶しているように構成することができる。一般的な生活パターンからいえば、６時間の間に１回程度は充電しないときがあると解され、そのときに正確な電圧の測定が可能になる。
また、ＲＡＭ１１０は、ＣＰＵ１０１が所定時間毎に２４時間分測定した電圧を記憶しているように構成することができる。生活パターンが不規則な場合でも、２４時間の間に少なくとも１回は充電しない状態が必ず生じると解され、そのときに正確な電圧の測定が可能になる。

次にＣＰＵ１０１は、今回測定した電圧Ｖｍを最低電圧Ｖｌｏｗとする（ステップＳ５３）。ＣＰＵ１０１は、今回測定した電圧Ｖｍが二次電池１１２の正しい電圧であると判定する。
次にＣＰＵ１０１は、正しい二次電池１１２の電圧測定が完了したため、前記所定周期とは異なる次の電圧測定タイミングを決定する（ステップＳ５４）。例えば、電圧測定を行う時間帯を、夜中付近にすれば、ソーラー発電素子１０７が発電する状況におかれる可能性は極めて低くなるため、二次電池１１２の電圧をより少ない回数で計測することが可能になる。

次にＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１１０に記憶されている所定回数分（ｎ個）の電圧の中の最古の電圧データを消去すると共に今回測定した電圧を最新の電圧データとしてＲＡＭ１１０に記憶する。このようにしてＣＰＵ１０１は、電圧を測定する毎に、ＲＡＭ１１０に記憶される電圧データをＦＩＦＯ（First-In First-Out）方式で更新する（ステップＳ５５）。
次にＣＰＵ１０１は、他の処理があれば当該他の処理を実行する（ステップ３４）。例えば、ＣＰＵ１０１は前記他の処理として、この時測定した二次電池１１２の電圧と所定電圧を比較して、二次電池の残量が十分か否か等を表示部１１３に表示させるようにしてもよい。

一方、ＣＰＵ１０１は、処理ステップ５２において今回測定した電圧ＶｍがＲＡＭ１１０に記憶されている電圧の中の最も低い電圧Ｖｌｏｗ以下ではないと判定した場合には、ＲＡＭ１１０に記憶されている電圧データの中の最新の電圧データを測定した後にソーラー発電素子１０７が発電して二次電池１１２が充電された、即ち、ソーラー発電素子１０７は現在発電中の可能性があると判定し、今回測定した電圧は二次電池１１２の正しい電圧ではないと判定する。このようにＣＰＵ１０１は、二次電池１１２が充電中である可能性のあるときに測定した電圧は二次電池の正確な電圧とは判定しないため、誤差の大きい電圧測定を防止することができる。

この場合、ＣＰＵ１０１は、処理ステップ５３、５４を行うことなく、処理ステップ５２からステップ５５へ直ちに移行して、ＲＡＭ１１０に記憶されている所定数ｎ個の電圧データの中の最古の電圧データを消去すると共に今回測定した電圧を最新の電圧データとしてＲＡＭ１１０に記憶する。このようにしてＣＰＵ１０１は、電圧を測定する毎に、ＲＡＭ１１０に記憶される電圧データをＦＩＦＯ方式で更新する。

以上述べたように、本発明の各実施の形態に係る充電機能付き携帯型電子機器よれば、電力を発電するソーラー発電素子１０７と、ソーラー発電素子１０７によって充電される二次電池１１２と、二次電池１１２の電圧を測定する電圧測定手段とを備え、前記電圧測定手段は、ソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電が行われていないとき、二次電池１１２の電圧を測定することを特徴としている。

このように、ソーラー発電素子１０７が発電していないときに二次電池１１２の電圧を測定するように構成しているため、二次電池１１２の正確な電圧を測定することが可能になる。また、専用の付加回路を必要とすることなく、簡単な構成で正確に二次電池１１２の電圧を測定することが可能になる。また、ソフトウェア処理によって電圧測定回数を低減することが可能であり、電圧測定に要する電力を省力化することが可能になる。

ここで、前記電圧測定手段は、ソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電が行われているか否かを検出する充電検出手段を有し、前記充電検出手段が、ソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電が行われていないことを検出したとき二次電池１１２の電圧を測定するように構成することができる。
また、前記充電検出手段は、ソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電が行われているか否かを検出する際にソーラー発電素子１０７に接続される抵抗２０２と、ソーラー発電素子１０７に接続されることによって抵抗２０２に所定電圧以上の電圧が生じたときソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電が行われていると検出する素子電圧検出手段を有するように構成することができる。

また、前記電圧測定手段は、二次電池１１２の電圧を所定時間毎に検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段が検出した直近の所定回数分（ｎ個）の二次電池１１２の電圧を記憶するＲＡＭ１１０とを有し、前記電池電圧検出手段が今回測定した二次電池１１２の電圧とＲＡＭ１１０に記憶している前記所定回数分（ｎ個）の二次電池１１２の電圧のうち、最も低い電圧Ｖｌｏｗを、ソーラー発電素子１０７による二次電池１１２の充電が行われていないときの二次電池１１２の電圧と判定するように構成することができる。

また、ＲＡＭ１１０は、記憶している前記所定回数分（ｎ個）の電圧のうち最も古い電圧を消去すると共に、前記電池電圧検出手段が今回検出した二次電池１１２の電圧を最新の電圧として記憶するように構成することができる。
また、ＲＡＭ１１０は、前記電池電圧検出手段が１時間毎に少なくとも６時間分測定した電圧を記憶しているように構成することができる。
また、ＲＡＭ１１０は、前記電池電圧検出手段が所定時間毎に２４時間分測定した電圧を記憶しているように構成することができる。

尚、前記各実施の形態では、携帯型電子機器の例として電子時計の例で説明したが、歩数計や携帯電話等、各種の携帯型電子機器に適用可能である。
また、発電手段の例としてソーラー発電素子の例で説明したが、熱発電素子等の携帯型電子機器に搭載可能な発電素子が利用可能である。

本発明は、電子時計、歩数計、携帯電話をはじめとする各種の携帯型電子機器に適用可能である。

１０１・・・ＣＰＵ
１０２・・・発振回路
１０３・・・分周回路
１０４・・・キー入力手段
１０６・・・制御部
１０７・・・ソーラー発電素子
１１０・・・ＲＡＭ
１１１・・・ＲＯＭ
１１２・・・二次電池
１１３・・・表示部
２０１、４０１・・・ダイオード
２０２・・・抵抗

Claims (8)

1. 電力を発電する発電手段と、前記発電手段によって充電される二次電池と、前記二次電池の電圧を測定する電圧測定手段とを備え、
   前記電圧測定手段は、前記発電手段による前記二次電池の充電が行われていないとき、前記二次電池の電圧を測定することを特徴とする充電機能付き携帯型電子機器。
2. 前記電圧測定手段は、前記発電手段による前記二次電池の充電が行われているか否かを検出する充電検出手段を有し、前記充電検出手段が、前記発電手段による前記二次電池の充電が行われていないことを検出したとき前記二次電池の電圧を測定することを特徴とする請求項１記載の充電機能付き携帯型電子機器。
3. 前記充電検出手段は、前記発電手段による前記二次電池の充電が行われているか否かを検出する際に前記発電手段に接続される検出素子と、前記発電手段に接続されることによって前記検出素子に所定電圧以上の電圧が生じたとき前記発電手段による前記二次電池の充電が行われていると検出する素子電圧検出手段を有することを特徴とする請求項２記載の充電機能付き携帯型電子機器。
4. 前記電圧測定手段は、前記二次電池の電圧を所定時間毎に検出する電池電圧検出手段と、前記電池電圧検出手段が検出した直近の所定回数分の前記二次電池の電圧を記憶する記憶手段とを有し、前記電池電圧検出手段が今回測定した前記二次電池の電圧と前記記憶手段に記憶している前記所定回数分の前記二次電池の電圧のうち、最も低い電圧を、前記発電手段による前記二次電池の充電が行われていないときの前記二次電池の電圧と判定することを特徴とする請求項１記載の充電機能付き携帯型電子機器。
5. 前記記憶手段は、記憶している前記所定回数分の電圧のうち最も古い電圧を消去すると共に、前記電池電圧検出手段が今回検出した前記二次電池の電圧を最新の電圧として記憶することを特徴とする請求項４記載の充電機能付き携帯型電子機器。
6. 前記記憶手段は、前記電池電圧検出手段が１時間毎に少なくとも６時間分測定した電圧を記憶していることを特徴とする請求項４又は５記載の充電機能付き携帯型電子機器。
7. 前記記憶手段は、前記電池電圧検出手段が所定時間毎に２４時間分測定した電圧を記憶していることを特徴とする請求項４又は５記載の充電機能付き携帯型電子機器。
8. 前記発電手段は、光を受けて発電するソーラー発電素子であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載の充電機能付き携帯型電子機器。

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