JP6763737B2 - 電子機器、および電子機器の制御方法 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るデジタル時計1(電子機器)の構成を示す構成図である。なお、実施形態では、電子機器の一例として、デジタル時計1を例に説明するが、電子機器は、指針を備えるアナログ時計、スマートフォン、タブレット端末、腕時計型端末(例えばスマートウォッチ)、携帯ゲーム機器等、太陽電池と二次電池と報知部を有する機器であってもよい。また、本実施形態では、発電部の例として太陽電池を例に説明するが、発電部は、振動を電気エネルギーに変換する機能部、熱を電気エネルギーに変換する機能部等であってもよい。
また、ユニット10は、過充電防止回路11、照度検出回路12、発電量検出回路13、発振回路14、分周回路15、および制御回路16を備える。
制御回路16は、電池残量検出回路101、BOR回路102、発振停止検出回路103、入力回路104、ROM105、RAM106、制御部107、表示駆動回路108、および電源回路110を備える。
電源回路110は、降圧回路111、発振定電圧回路112、ロジック定電圧回路113、および昇圧電源回路114を備える。
二次電池Eは、太陽電池Gから供給された電気エネルギーを蓄える蓄電池である。二次電池Eは、蓄えた電力を制御回路16に供給する。
抵抗R2は、一端がスイッチSWの他端に接続され、他端が抵抗R1の一端とAD回路133の入力端に接続される。抵抗R1の他端は、太陽電池Gの他端と二次電池Eの負極とに接続される。なお、抵抗R1および抵抗R2の抵抗値の決め方は、後述する。
分周回路15は、発振回路14が出力した発振信号を分周して時刻計時に用いる例えば例えば1[Hz]の基準信号を生成する。分周回路15は、生成した基準信号を制御回路16に出力する。
降圧回路111は、太陽電池Gが発電した電力および二次電池Eが蓄える電力を、所望の電圧値に降圧して、降圧した電圧値の電力を発振定電圧回路112、ロジック定電圧回路113、および昇圧電源回路114に供給する。
ロジック定電圧回路113は、降圧回路111から供給された電力を用いて、ロジック部に供給する定電圧を生成し、生成した定電圧をロジック部に供給する。なお、ロジック部は、少なくとも制御部107を含む。また、ロジック部は、電池残量検出回路101、BOR回路102、発振停止検出回路103、入力回路104、ROM105、RAM106を含んでいてもよい。
入力回路104は、操作部20が出力する操作内容を示す情報を取得し、取得した操作内容を示す情報を制御部107に出力する。また、入力回路104は、不図示の携帯端末等から情報を受信する通信装置を有していてもよい。
RAM(Random Access Memory;)106は、デジタル時計1の動作モード、計時した結果等、デジタル時計1における動作時のデータを一時的に制御部107によって記憶する。
図3は、本実施形態に係る太陽電池Gの電流対電圧の特性と、抵抗値の関係の例を示す図である。図3において、横軸は電圧[V]、縦軸は電流[A]である。
なお、点p4における電圧V4は、二次電池Eの満充電の電圧(例えば2.6[V])より低くなるように選択する。
なお、本実施形態では、照度を発電量とする。一般的に、照度は、ほぼ電流に比例する。このため、制御部107は、AD回路133が出力した電圧値を、ROM105が記憶する検出素子131の抵抗R1の抵抗値で除算することで、電流値を算出する。そして、制御部107は、算出した電流値に基づいて、照度を推定する。また、太陽電池Gに照射される照度とこの照度に対して抵抗R1に生じる電圧値との相関式から照度を推定してもよい。
図4において、横軸は時刻、縦軸は電圧を表す。波形g11は、太陽電池Gの電圧変化を示す。また、点p11は、検出タイミング(AD回路133が電圧値を出力するタイミング)を表す。
波形g12は、スイッチSWのオン状態とオフ状態を表す。なお、波形g12において、ハイレベルがオン状態(ON)であり、ローレベルがオフ状態(OFF)である。波形g13は、太陽電池Gの発電量を検出するタイミングを示している。波形g13は、二次電池Eの電圧を検出するタイミングを示している。
AD回路133は、時刻t1〜時刻t2の期間(期間T2)、制御部107の指示に応じて、抵抗R1に発生する電圧値を期間T3毎に検出することで、発電量を検出する。なお、制御部107は、AD回路133が出力した電圧を示す情報のうち、時刻t2のときの電圧に基づいて発電量を算出する。
時刻t2から期間T3後の時刻t3のとき、電池残量検出回路101は、制御部107の指示に応じて二次電池Eの電圧を検出する。
二次電池Eの電圧検出後の時刻t4のとき、制御部107は、スイッチSWをオン状態からオフ状態に切り替える。
これにより、太陽電池Gの電圧は、波形g11のように時刻t5のとき、スイッチSWがオン状態にされた時刻t1の状態に戻る。なお、期間T1は、太陽電池Gと二次電池Eそれぞれの電圧の検出周期であり、例えば5秒である。また、期間T3は、例えば0.5秒である。
これにより、本実施形態によれば、太陽電池Gの発電による電圧上昇分の影響を避けて二次電池Eの電圧を精度良く検出することができる。
図5は、本実施形態に係る二次電池Eの残量と、太陽電池Gの発電量が、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報の一例を示す図である。なお、二次電池Eの残量は、制御部107が二次電池Eの電圧値に基づいて算出した値である。
制御部107は、発電量検出回路13が出力する電圧値に基づいて、発電量である照度を推定する。また、制御部107は、電池残量検出回路101が出力する充電残量を取得する。ここで、充電残(二次電池Eの残量)が60%であったとする。また、太陽電池Gの発電量が、0.5mAであるとする。
照度が1万lxの場合、制御部107は、1時間後の充電残量が例えば61%であると推定し、発電が行われると判別する。この場合、制御部107は、報知部30上に、例えば画像g22を表示する。
照度が700lxの場合、制御部107は、1時間後の充電残量がほぼ60%のまま変化しない状態であると推定し、発電が行われないと判別する。この場合、制御部107は、報知部30上に、例えば画像g24を表示する。
発電量の表示は、例えば照度が5万lx〜10万lxの場合に画像g21であり、例えば照度が1万lx〜5万lxの場合に画像g22であり、例えば照度が5000lx〜1万lxの場合に画像g23であり、例えば照度が1000lx〜5000lxの場合に画像g24である。なお、上述した表示例は一例であり、これに限られない。
例えば、充電残量や照度のみが表示されている場合、利用者は、照度が1万lxであれば、充分な充電ができると考えるかもしれない。しかしながら、二次電池Eの残量によっては、照度が1万lx得られていても、1時間後に61%の充電残量まで充電できないことが、利用者には分からない。本実施形態によれば、デジタル時計1が、照度、二次電池の残量を測定値に基づいて推定し、さらに、1時間後に充電される電力に基づいて発電量を報知するようにしたので、利用者は、図5のような表示を確認することで、どの位置にこのデジタル時計1を置けば効率よく充電を行うことができるか知ることができる。
なお、上述した照度、二次電池Eの残量、発電量の表示は、デジタル時計1の動作を説明するための一例であり、これに限られない。また、推定時間は、1時間に限られず、1時間より短い時間である30分などであってもよく、1時間より長い時間である、2時間、半日などであってもよい。また、上述した例では、所定の充電残量が60%の例を説明したが、これに限られない。制御部107は、用途(登山、スキー、ハイキング、ヨットレース、ゴルフ等)に応じて、所望の時間(例えば24時間)連続して機能を駆動するのに必要な容量、すなわち所定の充電残量を設定するようにしてもよい。
図6は、本実施形態に係る発電量を推定処理のフローチャートである。
また、制御部107が二次電池Eの残量を推定する例を説明したが、電池残量検出回路101が、検出した電圧値に基づいて、二次電池Eの残量を推定するようにしてもよい。
図7は、本実施形態に係る報知部30に表示される情報の一例を示す図である。
図7に示すように、デジタル時計1は、ケース40、ベルト50をさらに備える。図1に示したユニット10、太陽電池G、ダイオードD、二次電池Eは、ケース40内に収められている。また、操作部20は、ボタン20A〜20Cを備える。なお、図7に示す例は、発電量検出モードにおける表示例である。
時刻表示301は、計時された時刻の表示である。照度表示302は、推定された照度の表示である。二次電池Eの残量表示303は、検出された二次電池Eの残量の表示である。1時間後の発電量の表示304は、推定された1時間後の発電量の表示である。また、推定された1時間後の二次電池Eの残量の表示305も表示される。
また、本実施形態によれば、充電中に充電動作に対して規制等を行うことなく、二次電池Eの充電が行われているときに、二次電池Eの電圧を測定するため、発電電力を有効に用いることができる。
例えば、実施形態では、照度、二次電池Eの残量、および発電量を報知部30に表示する例を説明したが、報知部30は、音声、ランプ等の点滅、振動等で報知するようにしてもよい。または、図5または図7に示した表示情報に加え、音や振動によって報知するようにしてもよい。例えば、発電量が充分である場合、画像g21(図5)の表示と「ピッ」音を報知し、発電量が不足している場合、例えば画像g23(図5)の表示と「ピピピ」音を報知するようにしてもよい。
Claims (7)
- 発電部と、
前記発電部に接続され、前記発電部により充電される二次電池と、
前記発電部に接続される検出素子と、
前記検出素子に生じる電圧により前記発電部の発電量を検出する発電量検出回路と、
前記発電部と前記検出素子とを接続した状態で前記二次電池の充電残量を検出する電池残量検出回路と、
前記検出素子と前記発電部とが接続された場合に前記発電量を検出し、前記検出素子と前記発電部とが接続された場合であって前記発電量が検出された場合に前記充電残量を検出する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記充電残量を検出する場合、前記検出素子と前記発電部とを接続させ、前記発電量検出回路によって前記発電量を所定の時間または予め定められている値になるまで取得し、前記発電量を取得した後に前記電池残量検出回路によって前記充電残量を検出し、前記充電残量を検出した後に前記検出素子と前記発電部との接続を解除させる、
電子機器。 - 報知部を備え、
前記制御部は、
前記発電量と前記充電残量とを用いて、推定時間内に前記充電残量が推定残量になる発電量であるか否かを示す情報を生成し、生成した前記情報を前記報知部に報知させる、請求項1に記載の電子機器。 - 前記検出素子は、
第1の抵抗と第2の抵抗とが直列に接続され、
前記第1の抵抗と第2の抵抗のそれぞれの値は、前記電子機器が使用される環境の照度毎に対する発電部の発電電流と発電電圧との特性に基づいて決定される、請求項1または請求項2に記載の電子機器。 - 前記二次電池は、
整流素子を介して前記発電部に接続され、
前記整流素子と前記二次電池とが直接に接続され、直接に接続された前記整流素子と前記二次電池とが、前記発電部と前記検出素子とに並列に接続される、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の電子機器。 - 計時機能と前記計時機能により計時された時刻を報知する報知部とを備え、前記発電部が太陽電池で構成される、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の電子機器。
- 発電部に接続される二次電池の充電残量を検出する場合に、前記発電部と検出素子とを接続し、
前記検出素子と前記発電部とを接続した状態で、前記検出素子に発生する電圧に基づいて、前記発電部の発電量を所定の時間または予め定められている値になるまで検出し、
前記発電量を検出した後、前記充電残量を検出し、
前記充電残量を検出した後、前記検出素子と前記発電部との接続を解除させる、
電子機器の制御方法。 - 前記発電量と、前記充電残量とを用いて、推定時間後に前記充電残量が推定残量になる発電量であるか否かを示す情報を生成し、
生成した前記情報を報知する、
請求項6に記載の電子機器の制御方法。
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