JP2015053732A - 電子機器、制御方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】振動による発電機能の効果を高める。【解決手段】本発明にかかる電子機器は、振動体の振動力を電力に変換する発電手段と、前記発電手段が発電した電力が充電されると共に、主電源の電圧が所定電圧に下がった場合に、前記主電源の代わりに電源として使用される二次電池と、を備え、前記二次電池が電源として使用されている場合、消費電力を抑える動作モードに入ることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、電子機器に関する。

近年、人々の健康志向の流れを受けて、歩数計機能を搭載する携帯電話機が増えつつあるが、この歩数計の表示機能としても、単に消費カロリーを表示するだけでなく、アニメーションや具体的な食品を表示することで、ユーザの歩数計機能への興味を高めるなどの様々な工夫がなされている。
即ち、従来から、携帯電話機の歩数計機能に関する表示方法に関しては、その表示情報に、ユーザが歩行（または走行）により消費したカロリーを表示したり、数字や様々なキャラクタを用いて表示したり、歩行距離などの表現を用いて表示するなどの工夫が施されていた。
しかしながら、従来の携帯電話機は、振動力による発電状況の表示方法について言及するならば、実際に振動力による発電状況の表示がなされる場合は、使用者が短時間で携帯電話機の本体を振った場合などに限られ、ユーザに、振動発電により電力補給が得られることを意識させることを意図した表示までは、特には、なされていなかった。

なお、この分野の公知例として、例えば、特許文献１には、携帯型通信端末において、充電式電池の持続時間を延ばして充電頻度を抑えることを意図し、携帯型通信端末を、携帯型通信端末本体と、該通信端末本体から取り外し可能な充電式電池と、発電装置と、バックアップ電池とで構成し、前記発電装置の発電時に、前記通信端末本体に充電式電池が装着されている場合には前記充電式電池を充電し、前記通信端末本体から充電式電池が取り外されている場合には前記バックアップ電池を充電するようにする技術が開示されている。

また、例えば、特許文献２には、充電状態を適正に制御してその電源電圧や通信操作を安定に維持できるようにすると共に、構造をコンパクト化して発電効率性に優れた携帯電話器を提供することを意図して、携帯電話器本体内に設けられた回動軸にその一端が軸支されて双方向に自由回動される永久磁石を備えた遊動錘と、永久磁石の磁極に対向して配置された誘導コイルと、誘導コイルに誘起される電力を整流して蓄電する蓄電部と、蓄電部により充電される電話駆動電源と、蓄電部及び電話駆動電源間を接続してオンオフするスイッチ回路部と、を具備するように携帯電話器を構成する技術が開示されている。

また、例えば、特許文献３には、バイブレータを備える携帯装置において、装置の揺動の正確な検出と小型軽量化とを両立させることを意図して、直動式モータを使用したバイブレータを用いることにより、携帯装置に振動が加わったときにバイブレータが出力する電流に基づいて振動数をカウントし、振動数をアプリケーションに利用する技術が開示されている。

また、例えば、特許文献４には、振動によって充電可能な携帯通信端末装置において、振動回数とバッテリー充電状態の変化を容易に把握できるようにすることを意図し、振動式発電機１０９を備え、振動によりバッテリー１０８を充電可能な携帯通信端末装置１０において、振動センサ１０７により振動を検出してその回数を計数し、充電状態検出器１０５によりバッテリー１０８の残量を検出し、ディスプレイ１０３にバッテリー残量と振動回数とを同時に表示する。更に、メモリ１０４内に、バッテリー残量と残り使用時間との関係を示すテーブル情報を備え、バッテリー残量と振動回数と共に、残り使用時間も同時にディスプレイ１０３の画面に表示する技術が開示されている。

さらに、例えば、特許文献５には、着信バイブレータのモータ自体を、携帯端末機器の内蔵バッテリを充電する発電器としても機能させることにより、携帯端末機器の大きさや重量を増大させることなく、携帯端末機器の低消費電力化を図ることを意図し、着信動作時には、モータ１の回転軸２の回転が第１のワンウェイクラッチ４により振動用振り子６に伝達され、この振動用振り子６が揺動することにより本来のバイブレータとして機能させ、外部から振動が加わり、発電用振り子７が揺動すると、第２のワンウェイクラッチ５により回転軸２に逆方向の回転として伝達されて、モータ２に起電力が生じるので、発電器として機能させることができる技術が開示されている。

特開２００１−１２７６８６号公報 特開２００６−３０３６１３号公報 特開２００７−１６６４５０号公報 特開２００８−１７２８８２号公報 特開平１０−２４７９６４号公報

ところで、上記背景技術で述べた従来の携帯電話機にあっては、前述のとおり、健康志向の流れを受けて、歩数計機能を搭載する携帯電話機が増えつつあり、歩数計の表示情報としても、単に消費カロリーを表示するだけではなく、アニメーションや具体的な食品を表示することなどで、ユーザの興味を引くような様々な工夫がなされている。
しかしながら、消費カロリーの表示を工夫するだけでは、携帯電話機を使っての健康管理の効果が薄く、顧客や使用者の健康意識の向上に応じられるようにするには、携帯電話機の表示方法に、さらなる工夫が必要となっている。

また、振動力による発電状況の表示方法について言及するならば、従来の携帯電話機では、前述のとおり、発電状況の情報が表示され場合は、短時間で本体を振った場合などに限られ、ユーザに対して振動発電により電力補給が得られることを意識させるような表示の工夫までは、特にはなされておらず、即ち、歩数計機能と発電機能とは、互いに別個な機能として存在しており、両機能が互いにその効果を高める工夫（特に、使用者の健康志向に応じられるような表示の工夫）まではなされていなかった。このため、両機能とも、中途半端な効用しか得られていないという問題点が有った。

よって、本発明に際しての課題は、使用者が歩数計機能を使用する際に得られる振動発電機能による電力量を二次電池に充電し、かつ携帯電話機の電源として使用中である場合は、その事実と、その発電量とを、使用者にリアルタイムに知らせることにより、歩数計機能を使用した歩行（または走行）を一層熱心に行って貰えるように使用者の意欲を増大させることと、使用者に歩数計機能を抵抗感無く、乃至は喜んで使用して貰うための動機付けとを強化することとに有った。

また、本発明に際しての課題は、人々の健康志向の高まりにより、携帯電話機には歩数計機能の搭載が一般化している現状にあって、使用者の歩行または走行の際に発生する比較的長時間に渡る振動のエネルギーを発電に利用することを可能にして、実質的に徳用で、携帯電話機の使用時間をさらに伸ばすことができると共に、省エネルギーの効果により、環境保護にも役立つ携帯電話機を提供することであった。

なお、前述の特許文献１〜５に記載の技術は、いずれも上記２つの課題を同時に満たすような技術ではない。

本発明の目的は、振動による発電機能の効果を高めることである。

本発明にかかる電子機器は、
振動体の振動力を電力に変換する発電手段と、
前記発電手段が発電した電力が充電されると共に、主電源の電圧が所定電圧に下がった場合に、前記主電源の代わりに電源として使用される二次電池と、を備え、
前記二次電池が電源として使用されている場合、消費電力を抑える動作モードに入ることを特徴とする。

本発明によれば、振動による発電機能の効果を高めることができる。

本発明の実施形態に係る携帯電話機の要部の回路構成を示す回路構成図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機１００の１例としての動作を示したフローチャート図である。 本発明の携帯電話機１００の表示部１７における１例としての表示画面を示す説明図である。 本発明の携帯電話機１００の表示部１７における他の１例としての表示画面を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機１００において、二次電池１（１０１）から二次電池２（１０２）に切り替えて使用する際の、１例としての表示動作を示したフローチャート図である。 本発明の実施形態に係る携帯電話機１００において、二次電池２（１０２）に切り替わった際に表示される電池マークの１例としてのデザイン画を示す説明図である。

本発明に係る携帯電話機は、使用者の健康志向（即ち、健康意識の高まり）を受けて、該健康志向に対応できるようにするために、携帯電話機本体に振動発電機能を設けると共に、携帯電話機の歩数計の表示には、消費カロリーだけではなく、発電量やＣＯ２（炭酸ガス）削減量なども表示する機能を設けることにより、携帯電話機の実際の利用上の効果に加えて、前述の健康意識の向上にも対応できるようにし、しかも、振動発電機能により得られた電力を緊急時の補助電源として使用できるようにしている。これにより、使用者には、歩数計機能を使用した際に、振動発電機能により得られた電力を携帯電話機の電源電力としても充当されることが理解され、自己の健康増進意欲を一層高めることができる。また、実際に、振動発電機能により得られた電力を携帯電話機の電源電力に充当できる効果が得られる。

本発明に係る携帯電話機の副次的な効果としては、環境への意識向上に役立てることもできる。このため、本発明に係る携帯電話機は、従来の振動力による発電手段（例えば、バイブレータによる発電手段や、圧電素子、発電コイルなどを使用した発電手段）を備えるものとし、特に、このような発電手段を、上下振動による発電が可能な携帯電話機本体の位置に実装し、発生した電力を蓄える二次電池を備えるものとする。
また、この二次電池は、主電源用の二次電池とは別に用意されたものとし、前述の発電手段により得られた電力の蓄電を行い、主電源用の二次電池の電力が無くなった場合の非常用用途として主電源用と切り替えて使用される構成を備えるものとする。
また、本携帯電話機の発電手段により発電された電力は、発電電流により、発電量を計測する手段を備えるものとする。

他方、本携帯電話機には、加速度センサなどを使用した歩数計機能も備えるものとし、この歩数計機能によって、使用者の歩行数をカウントすることを可能にし、この使用者の歩行数のカウント数値を参照して運動量の計算を行うものとする。
次に、本携帯電話機には、前述の歩数計機能のアプリケーション表示として、従来の消費カロリーの表示ではなく、前述の発電機能による発電量を基にした情報を表示して使用者に通知することができるようにしている。
例えば、電池の１０％分の運動を行った旨の表示、ＣＯ２削減量の表示、及び自己発電による電力を蓄えた二次電池に切り替わった際には、自己の振動により発電された電力を充電中の電池を使用していることを表示する。

以下、本発明の携帯電話機及び携帯電話機の表示方法の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る携帯電話機の要部の回路構成を示す回路構成図である。同図において、本実施形態の携帯電話機１００は、ＣＰＵ（中央処理装置）１０を搭載している。

ＣＰＵ１０は、バス３０を介して、ＲＯＭ（リード・オン・メモリ）１１、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）１２、無線機送受信部１３、及び加速度センサ１４を接続し、また、キー入力部１５、及び表示制御部１６を接続し、この表示制御部１６は表示部１７を接続している。
さらに、ＣＰＵ１０は、マイク１８、スピーカ１９、レシーバ２０、電源制御部２１、及び発電モジュール２２を接続し、この電源制御部２１は、二次電池１（１０１）と二次電池２（１０２）とを接続している。

以下、本実施形態の携帯電話機１００の機能を説明する。
ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０が実行するためのキーバックライト制御、省電力制御、及び歩数計アプリケーションなどの、各種の制御プログラムを格納すると共に、アプリケーションプログラムや、各種メロディを鳴音するための固定的なメロディ生成データを格納するためのメモリである。
ＲＡＭ１２は、使用者が入力したデータや、ダウンロードしたデータを保存する用途に使用されると共に、インターネットにアクセスした際のデータを一時的に保存したり、作業用のメモリとしても使用されるメモリである。
無線機送受信部１３は、無線によってデータの送受信を行う回路である。
加速度センサ１４は、歩数計アプリケーションのために使用者の歩行、走行などを感知する際に用いられるセンサである。

キー入力部１５は、各種のキー（テンキー、機能キー、筐体の外側に配置されるキーなど）より、入力を受け付ける入力回路である。
表示制御部１６は、表示部１７の表示を制御する制御回路である。
マイク１８、スピーカ１９、及びレシーバ２０は、使用者が通話する際に使用される音響部品であり、マイク１８において送話者の音声を入力し、スピーカ１９またはレシーバ２０により通話相手である話者の音声を出力する。
電源制御部２１は、二次電池１１０１の電力消費量を計測し、使用率を表示するのに用いられる。この他、バイブレータ（図示は省略）などの振動力を起電力とする発電モジュール２２からの電力を計測し、二次電池２（１０２）に充電する制御を行う。また、電源制御部２１は、携帯電話機１００の主電源である二次電池１（１０１）からの電力供給が途絶えそうになった時に、携帯電話機１００の電源を二次電池２（１０２）からの供給に切り替える制御を行う。

（動作の説明）
図２は、本発明の実施形態に係る携帯電話機１００の１例としての動作を示したフローチャート図である。以下、図１を参照しながら、図２に示すフローチャートを使用して、本実施形態に係る携帯電話機１００の１例としての動作を説明する。

（ステップＳ１）
まず、ステップＳ１では、待ち受け状態から、使用者が歩数計のアプリケーションプログラムを起動する。
（ステップＳ２）
次に、ステップＳ２では、歩数計のアプリケーションプログラムが、加速度センサ１４を用いて歩数の計測を開始する（ここでは、歩数計に、身長、体重、目標消費カロリー等を設定するフローチャート図は省いている）。
（ステップＳ３）
次に、ステップＳ３では、歩数の計測が開始されたことにより、表示部１７の画面表示として、歩数、距離、消費カロリーなどの情報を表示し、ステップＳ６に移る。

（ステップＳ４）
一方、ステップＳ４では、前述の歩数の計測と同時に、電源制御部２１を介して、振動発電を使用した発電モジュール（図示は省略）からの発電量の計測を開始する。
（ステップＳ５）
次に、ステップＳ５では、発電モジュールから得られる発電電流を電源制御部２１を介して測定し、画面表示として発電量を表示する。この発電量の表示に際しては、予め二次電池２（１０２）の電池容量を記憶しておき、発電された電流値から、満充電に至る充電量との割合で発電電力量を表示するなどの方法を用いている。
（ステップＳ６）
ステップＳ６では、歩数計のアプリケーションを終了し、歩数の計測や、発電モジュールからの発電量の計測も終了する。

図３は、本発明の携帯電話機１００の表示部１７における１例としての表示画面を示す説明図である。同図に示すように、携帯電話機１００の表示部１７には、歩数計機能による情報表示（歩数、距離、時間、カロリー、脂肪燃焼）の他に、振動発電を使用した発電電力量が、二次電池２（１０２）に充電した電力に占める比率としての充電率を表示している。この充電率の表示に際しては、例えば、二次電池２（１０２）の電池容量から充電に使われた電流量などを用いて計算し、表示することができる。

図４は、本発明の携帯電話機１００の表示部１７における他の１例としての表示画面を示す説明図である。同図に示す携帯電話機１００の表示部１７には、図３に示す表示内容に加えて、ＣＯ２削減量も表示したものである。ＣＯ２削減量の詳細な計算方法についての説明は、ここでは省くが、例えば、前述の充電率から本来家庭用電源で充電した場合に必要な時間を割り出し、その時間内の充電電力量を火力発電による電力供給に置き換えた場合など、特定の条件の下での電力量削減データを予め格納しておいて参照することができる。

図５は、本発明の実施形態に係る携帯電話機１００において、二次電池１（１０１）から二次電池２（１０２）に切り替えて使用する際の、１例としての表示動作を示したフローチャート図である。以下、図１を参照しながら、図５に示すフローチャートを使用して、本実施形態に係る携帯電話機１００の、二次電池１（１０１）から二次電池２（１０２）に切り替えて使用する際の、１例としての表示動作を説明する。ここでは待ち受け状態を例に挙げている。

（ステップＳ５１）
まず、ステップＳ５１では、ＣＰＵ１０は、電源制御部２１を介して、待ち受け状態から主電源として使用される二次電池１（１０１）の電圧が、低電圧アラームを発する電圧に下がっているかを監視しながら、二次電池１（１０１）の電圧が、低電圧アラームを発する電圧に下がっているまで待機する。

（ステップＳ５２）
ステップＳ５２では、ＣＰＵ１０は、二次電池１（１０１）の電圧が、低電圧アラームを発する電圧に下がっている場合の次の処理として、二次電池２（１０２）が使用可能な状態になっているか否かを電源制御部２１を介してチェックし、二次電池２（１０２）が使用可能な状態になっている場合はステップＳ５３に進み、二次電池２（１０２）が使用可能な状態になっていない場合はステップＳ５５に移る。なお、ここでは待ち受け状態であるため、二次電池２（１０２）が使用可能な状態になっている場合の充電率を、例えば１０％以上と仮定する。なお、ここでは充電率を二次電池２（１０２）の充電電力量を判断するパラメータとして使用したが、二次電池２（１０２）の電池電圧をパラメータとして使用しても良い。
（ステップＳ５３）
ステップＳ５３では、ＣＰＵ１０は、二次電池２が使用可能な状態まで充電されている場合の次の処理として、電源制御部２１を介して、携帯電話機の電源供給を二次電池２（１０２）に切り替える。

（ステップＳ５４）
ステップＳ５４では、ＣＰＵ１０は、表示制御部１６を介して、表示部１７の表示画面上に、現在、二次電池２（１０２）を使用中であることを表示する（即ち、電池表示の切り替えを行う）。この時、使用者が自分で発電した電気を使用していることを知らせるため、二次電池１（１０１）の使用時とは違ったデザインの電池表示を行う。また、一般の携帯電話機の機能としては、電力消費量を抑えるエコモードを備えることが多いが、二次電池２（１０２）の使用時は、直ぐには充電できない緊急性の高い状態で使用されることも想定し、前述の電池表示の切り替えと共にエコモード動作に切り替えて、ステップＳ５１に戻る。エコモードに切り替わった携帯電話機１０は、ＣＰＵ１０が、電力消費を抑えるため、液晶やキーのバックライト（図示は省略）の輝度を落とす処理や、アニメーションなどのＣＰＵ動作を高めるコンテンツを表示する代わりに固定の絵を表示するなどの処理を行い、これにより、携帯電話機１０は、電力消費を抑える動作モードに入る。

（ステップＳ５５）
ステップＳ５５では、二次電池２が使用可能な状態まで充電されていないと判断された場合の処理として、ＣＰＵ１０は、低電圧アラームを発生させる。
（ステップＳ５６）
ステップＳ５６では、ＣＰＵ１０は、充電機に接続された場合に充電を開始し、待ち受け状態へ遷移する。充電が開始されない場合には、一定時間後（例えば５秒後）に電源をＯＦＦにする。

図６は、本発明の実施形態に係る携帯電話機１００において、二次電池２（１０２）に切り替わった際に表示される電池マークの１例としてのデザイン画を示す説明図である。同図に示すデザイン画は、左側から右側のデザイン画に推移するに連れて、二次電池２（１０２）の蓄電残量が、段々と、少なくなっていくことを示している。なお、図６は、二次電池１（１０１）を使用している場合は、図６（ａ）に示すようなデザイン画にて電池残量を示しているが、二次電池２（１０２）に切り替わった場合には、図６（ｂ）に示すようなデザイン画に切り替わることを示している。このように、環境に配慮したキャラクタデザイン画を使用することにより、電源の供給源が切り替わったことを使用者に知らせると共に、使用者が自分で発電した電気が使用され、その旨を表示することで、使用者の環境問題への意識向上にも役立たせることができる。

本実施形態に係る携帯電話機１０によれば、使用者が歩数計機能を使用する際に歩行・走行時の振動を利用した発電を行って、該発電電力により携帯電話機１０を充電し、このとき、従来のように消費カロリーなどの表示を行うだけではなく、該発電電力量などの情報も付加して表示することで、使用者の運動意欲を増大させる効果が有る。即ち、発電電力量で充電された二次電池を、使用者が補助電源として使用する際には、使用者に、自己の運動による発電を利用していることを意識付けることにより、さらに使用者の運動意欲を高めることができる。
さらに、充電した電池は、補助電源（特に緊急用の補助電源）として使用できる実質的な効果も有する。

なお、本発明に係る携帯電話機の各構成要素の処理の少なくとも一部をコンピュータ制御により実行するものとし、かつ、上記処理を、図２，５のフローチャートで示した手順によりコンピュータに実行せしめるプログラムは、半導体メモリを始め、ＣＤ−ＲＯＭや磁気テープなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配付してもよい。そして、少なくともマイクロコンピュータが、上記の記録媒体から上記プログラムを読み出して、実行するものとしてもよい。

本発明は、携帯電話機の構築に適用可能であり、特に、歩数計機能と、振動力による発電機能とを備え、両機能の効果を互いに高め合うことができる携帯電話機の構築に好適である。

１０ ＣＰＵ
１１ ＲＯＭ（リード・オン・メモリ）
１２ ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）
１３ 無線機送受信部
１４ 加速度センサ
１５ キー入力部
１６ 表示制御部
１７ 表示部
１８ マイク
１９ スピーカ
２０ レシーバ
２１ 電源制御部
２２ 発電モジュール
１０１ 二次電池１
１０２ 二次電池２

Claims (6)

1. 振動体の振動力を電力に変換する発電手段と、
   前記発電手段が発電した電力が充電されると共に、主電源の電圧が所定電圧に下がった場合に、前記主電源の代わりに電源として使用される二次電池と、を備え、
   前記二次電池が電源として使用されている場合、消費電力を抑える動作モードに入ることを特徴とする電子機器。
2. 前記発電手段は、歩数計機能を使用した際の振動体の振動力を電力に変換する、ことを特徴とする請求項１記載の電子機器。
3. 使用者の歩数を測定する歩数計手段と、
   前記発電手段が発電した発電量を測定する電力測定手段と、
   前記歩数計手段が測定した歩数の情報と、前記電力測定手段が測定した発電量に基づいて算出される前記二次電池の充電率の情報と、を表示する表示手段と、
   を備える、ことを特徴とする請求項１または２記載の電子機器。
4. 前記表示手段は、前記電力測定手段が測定した発電量に基づいて算出される炭酸ガスの削減量の情報を表示することを特徴とする請求項３記載の電子機器。
5. 発電手段により振動体の振動力を電力に変換する発電工程と、
   前記発電工程により発電した電力を二次電池に充電する充電工程と、
   主電源の電圧が所定電圧に下がった場合に、前記主電源の代わりに前記二次電池を電源として使用する電力制御工程と、を有し、
   前記電力制御工程は、
   前記二次電池が電源として使用されている場合、消費電力を抑える動作モードに入ることを特徴とする制御方法。
6. 発電手段により振動体の振動力を電力に変換する発電処理と、
   前記発電処理により発電した電力を二次電池に充電する充電処理と、
   主電源の電圧が所定電圧に下がった場合に、前記主電源の代わりに前記二次電池を電源として使用する電力制御処理と、をコンピュータに実行させ、
   前記電力制御処理は、
   前記二次電池が電源として使用されている場合、消費電力を抑える動作モードに入ることを特徴とするプログラム。

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