JP7498272B2 - 電子機器、電気機器の検査方法、および電子機器の検査システム - Google Patents

Description

本開示は、光電変換素子を搭載した電子機器、電気機器の検査方法、および電子機器の検査システムの技術に関する。

従来から、太陽電池などの光電変換素子を搭載した電子機器が知られている。たとえば、特開２０１７－２０８９３９号公報（特許文献１）には、発信装置、発信方法、及びプログラムが開示されている。特許文献１によると、ビーコンは、太陽電池の出力電圧、出力電流、発電量等から太陽電池のパネル面の照度を検知する（ステップＳ１１）。続いて、ビーコンは、ステップＳ１１において検知された照度を変換関数Ｆ又は変換関数Ｇに代入して電波発信間隔又は電波発信強度を算出し、発信部から発信する電波の制御パラメータとして設定する（ステップＳ１２）。そして、ビーコンは、ステップＳ１２において設定した制御パラメータに基づいて、電波を発信制御する（ステップＳ１３）。

特開２０１７－２０８９３９号公報

本開示の目的は、発電能力を効率的に検査するための技術を提供することにある。

本開示の一態様に従うと、環境発電素子と、環境発電素子が発電した電力が供給される負荷と、環境発電素子と負荷との間に接続されるヒステリシススイッチと、環境発電素子とヒステリシススイッチとの間で、環境発電素子と並列に接続された少なくとも１つの蓄電素子と、蓄電素子の一端およびヒステリシススイッチの一端に電気的に接続された第１のランドと、蓄電素子の他端と電気的に接続された第２のランドと、を備えた電子機器が提供される。

以上のように、本開示によれば、発電能力を効率的に検査するための技術が提供される。

第１の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の全体を示す正面図である。 第１の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の使用状態を示すイメージ図である。 第１の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の組み立て正面斜視図である。 第１の実施の形態にかかるプリント配線基板３０の回路図である。 第１の実施の形態にかかる蓄電素子の電圧の推移を示す第１のグラフである。 第１の実施の形態にかかる蓄電素子の電圧の推移を示す第２のグラフである。 第１の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００のプリント配線基板の背面図である。 第１の実施の形態にかかるプリント配線基板３０の構成を示す正面斜視図である。 第１の実施の形態にかかるプリント配線基板３０と色素増感太陽電池２０と検査パッド５１と蓄電素子５２の配置構成を示す断面図である。 第２の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の全体構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかる蓄電素子の電圧の推移を示す第１のグラフである。 第２の実施の形態にかかる蓄電素子の電圧の推移を示す第２のグラフである。 第２の実施の形態にかかる蓄電素子の電圧の推移を示す第３のグラフである。 第３の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の全体構成を示す図である。 第４の実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の全体構成を示す図である。 第５の実施の形態にかかるプリント配線基板３０の回路図である。 第５の実施の形態にかかる検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧および検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧の推移を示すグラフである。

以下、図面を参照しつつ、本開示の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
＜太陽電池付電子機器１００の全体構成＞

光電変換素子を搭載する電子機器の一例として、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の全体構成について説明する。図１を参照して、太陽電池付電子機器１００は、正面視において、縦長の略長方形に形成されている。

そして、図２に示すように、太陽電池付電子機器１００は、たとえば、壁面や天井などに取り付けられて使用される。好ましくは、建物や地下街などに、複数の太陽電池付電子機器１００が配置される。たとえば、太陽電池付電子機器１００の各々は、アンテナから特定の信号を発信する。通行人が保持するスマートフォンなどの端末は、当該信号を受信して、自身の詳しい現在位置を特定したり、その他の情報を取得したりすることができる。また、太陽電池付電子機器１００の各々は、各種センサで各種測定を行ったりする。

図３に示すように、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００は、主に、正面カバー１０と、クッション材１１と、色素増感太陽電池２０（以下、ＤＳＣと称する場合もある。）と、プリント配線基板３０と、背面カバー４０とを有する。

正面カバー１０には、色素増感太陽電池２０の発電部すなわち受光部が露出するための開口部が形成される。正面カバー１０は、たとえば樹脂成型品である。

クッション材１１は、弾性を有し、色素増感太陽電池２０に与えられる各種の衝撃を吸収することができる。

色素増感太陽電池２０は、屋内環境下、でも利用できる。色素増感太陽電池２０は、蛍光灯やＬＥＤ照明の光などでも発電しやすい。また、別の実施形態では、色素増感太陽電池２０に代えて、エネルギーハーベスティングの分野における、いわゆる環境発電素子を用いてもよい。色素増感太陽電池２０に代えて、振動発電素子、熱発電素子を用いる場合、正面カバー１０に開口部が形成されなくてもよい。

プリント配線基板３０は、導体の配線を有する基板であり、電子部品を取り付けてそれらを電気的に接続する。本明細書では、プリント配線基板を、配線基板または基板と呼ぶこともある。

背面カバー４０は、樹脂などで構成される。背面カバー４０は、正面カバー１０とビス止めまたはツメ嵌合等で固定される。正面カバー１０と背面カバー４０とによって、色素増感太陽電池２０およびプリント配線基板３０を収容する筐体を形成する。
＜太陽電池付電子機器１００の検査機構＞

本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００は、図４に示すように、主に、色素増感太陽電池２０、主に、蓄電素子５２、ヒステリシススイッチ５３、負荷６０などによって構成されている。検査パッドＴＰ１は、蓄電素子５２の一端およびヒステリシススイッチ５３の一端に電気的に接続されている。検査パッドＴＰ２は、蓄電素子５２の他端に電気的に接続されている。

本実施の形態においては、色素増感太陽電池２０が利用されているが、エネルギーハーベスティングの分野における、いわゆる環境発電素子であれば、適用可能である。環境発電素子とは、色素増感太陽電池２０に限らず、ペロブスカイト型太陽電池、有機薄膜太陽電池、a-Si太陽電池、振動発電素子、熱発電素子などを用いることができる。

蓄電素子５２は、本実施の形態においては、複数のコンデンサＣ１などを含む。別の実施形態では、蓄電素子５２は、たとえば、二次電池であってもよい。本実施の形態にかかる蓄電素子５２の複数のコンデンサＣ１の静電容量の合計は、１００μＦ～５ｍＦである。

色素増感太陽電池２０が発電した電力が供給される負荷６０としては、特に限定するものではないが、たとえば、ビーコンなどの発信機、マイコン、温度センサ、湿度センサ、圧電センサなどの各種センサなどが挙げられる。なお、負荷６０は、上記以外にリチウムイオン電池などの電池であってもよい。

より詳細には、本実施の形態においては、太陽電池付電子機器１００は、負荷６０として、無線通信アンテナを搭載する。たとえば、無線通信アンテナは、たとえば、ビーコンであり、５０msec毎に受信機側の位置情報取得するためにBluetooth（登録商標）の電波を発信する。無線通信アンテナの電波発信間隔は、特に限定されないが、たとえば、５０msec以上２４時間以下の所定期間毎、好ましくは１００msec以上３０sec以下の所定期間毎、より好ましくは１００msec以上１sec以下の所定期間毎である。

以下では、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の検査機構について詳述する。色素増感太陽電池２０の光発電素子の動作下限照度を測定する場合において、検査工程等で本来の動作下限照度以下の照度環境でも一時的に動作してしまう場合があり、動作下限照度を正確に保障することが困難である。

より詳細には、色素増感太陽電池２０により充電された電力を用いて半導体負荷（マイコン等を用いた機器、ビーコン発信用の無線通信アンテナを備えた通信モジュール、など）を動かす場合、蓄電素子と負荷を直接つなぐと、充電電圧が負荷の最低動作電圧を上回った瞬間、負荷の起動時に突入電流が発生し、充電電圧がドロップする。その結果、充電電圧が負荷の最低動作電圧を下回り、負荷が停止するため、負荷を起動できないというような症状に至る。

このため、本実施の形態などにかかる太陽電池付電子機器１００に関しては、図４に示すように、ヒステリシススイッチ５３を搭載することが有効である。ヒステリシススイッチ５３は、オン電圧すなわち第１基準電圧を超えるとターンオンし、オフ電圧すなわち第２基準電圧を下回るとターンオフとなる。オン電圧＞オフ電圧となるように設計されているため、オフの状態においてオフ電圧を超えてもオン電圧に達さない限りターンオンしないし、またオンの状態でオン電圧を下回ってもターンオフせずにオフ電圧を下回ってからターンオフする。

なお、第１基準電圧は、色素増感太陽電池２０の開放電圧Ｖｏｃの６５％以上９０％以下に設定されることが好ましい。また、第２基準電圧は、第１基準電圧よりも低く、かつ負荷６０の最低動作電圧以上に設定されることが好ましい。

この値は、色素増感太陽電池の最大電力点電圧Ｖｐｍａｘに基づく。たとえば、ある６セルの色素増感太陽電池の実測値は、Ｖｏｃ＝３．８Ｖ、Ｖｐｍａｘ＝３．０Ｖであり、ＶｏｃとＶｐｍａｘの比率は約７８．９％である。この比率は、発電効率等の環境要因と、色素増感太陽電池の色素吸着量やセルサイズ等の個体差要因によって変動する。そこで、この比率を８０％として、まずその±１０％の範囲を許容範囲とする。さらに、高照度環境では効率・フィルファクタが大きく低下する為、マイナス方向へは１５％の範囲を許容範囲とする。これにより、第１基準電圧は、色素増感太陽電池２０の開放電圧Ｖｏｃの６５％以上９０％以下に設定されることが好ましい。

また、第１基準電圧は、色素増感太陽電池２０の開放電圧Ｖｏｃの７５％以上８５％以下に設定されることがさらに好ましい。また、第２基準電圧は、第１基準電圧よりも低く、かつ負荷６０の最低動作電圧以上に設定されることが好ましい。この値は、上記と同様にＶｏｃとＶｐｍａｘの比率を８０％として、その±５％の範囲を許容範囲とした値である。

そして、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００に関しては、色素増感太陽電池２０によって発電された電力はコンデンサなどの蓄電素子５２に蓄えられる。そして、充電電圧がオン電圧を上回ると、ヒステリシススイッチ５３がターンオンし、通信モジュールなどの負荷６０に電力が供給される。

この時、発電電力が負荷電力を上回っていれば、負荷６０に電力が供給され続け、オン状態を維持するため連続動作となる。一方、発電電力が負荷電力を下回るような場合でも充電電圧はオフ電圧以上であるため、しばらくオン状態となり充電電圧が減少していく。そしていずれは充電電圧がオフ電圧を下回ってターンオフにまで至るため、結果的に間欠動作となる。

このように、発電電力が負荷電力を下回るような場合でも一時的には動作してしまい、ある環境条件下で動作確認を行っても、その環境条件において連続的に動作し続けることが可能か否かの判断ができない。たとえば、負荷６０が無線通信アンテナの場合、無線通信アンテナが一度電波を発信してから一時的に発電電力が発信時負荷電力を下回ったとしても、次に無線通信アンテナが電波を発信するまでに発電電力が待機時負荷電力を上回っていれば、発電電力が平均負荷電力を下回っていても、無線通信アンテナが次の電波を発信し、無線通信アンテナが連続的に動作し続けていると誤った判断がされる恐れがある。

そこで、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００に関しては、動作確認の際に検査パッドＴＰ１と検査パッドＴＰ２の端子間の電圧(蓄電素子５２の充電電圧)を測定する事で、その環境条件下において動作し続けるかどうかを明確に判断する構成となっている。具体的には、色素増感太陽電池２０の受光面に一定照度の光を当て、その際の蓄電素子５２の充電電圧を観測する。時間経過に対し、充電電圧が起動時より増加していればその照度における連続動作は保証されると判断することができる。また、太陽電池付電子機器１００が実際に設置される照明環境下において、一定時間、蓄電素子５２の充電電圧を観測する。時間経過に対し、充電電圧が起動時より増加していればその照明環境下における連続動作は保証されると判断することができる。

より詳細には、発電電力＞消費電力が成立する（発電電力が大きい）場合、図５に示すように発電電力と消費電力とがつり合う電圧で均衡状態となる。図５において、ｔ１は負荷６０が起動した時間を示し、ｔ２およびｔ３は負荷６０（無線通信アンテナ）が電波を発信した時間を示す。この状態では、連続動作が可能であることがグラフからわかるため、連続動作が保証される。具体的には、所定時間ｄｔと動作開始時の電圧と所定時間後の電圧との差ｄｖにより求められる微分値すなわち傾きにより連続動作の可否が求められ、正の場合連続動作可能である。

一方、発電電力＞消費電力が成立しない（消費電力が大きい）場合、図６に示すように電圧の上下運動がみられる。図６において、ｔ１は負荷６０が起動した時間を示し、ｔ２およびｔ３は負荷６０（無線通信アンテナ）が電波を発信した時間を示す。また、図６において、ｔ４は負荷６０が停止した時間を示し、ｔ５は負荷６０が再起動した時間を示す。これは先に説明したヒステリシス特性が関与しており、動作開始電圧(例では3V付近)に到達するまでは消費電力は0に近いため充電が進行し、動作開始電圧で回路が起動し電力の消費が始まると消費電力のほうが大きいため電圧が時間とともに下降していく。動作下限電圧（例では2V付近）まで低下すると回路がシャットダウンし、再び充電が進行するというサイクルとなる。

図６に示す状態では、電圧上昇中は負荷６０が動作しない状態で充電が行われている。このように、図６に示すグラフを見ることによって連続動作が保証されないことがわかるため、図６に示すグラフや電圧の傾きが最低動作照度を決定するための指標となることがわかる。つまり、本実施の形態にかかる検査によって、より信頼性の高い動作保証が可能となる。たとえば、負荷６０の動作開始時の蓄電素子５２の充電電圧より、負荷６０の動作開始から所定の期間後の蓄電素子５２の充電電圧が低い場合、太陽電池付電子機器１００が実際に設置不可能であると判定することができる。

なお、図６に示す状態に関しても、定期的に動作させる負荷６０、たとえばビーコンであれば、一定間隔で電波を発信している恐れがある。つまり、発信間隔を検査するだけでは連続動作可能かどうか判定はできない。
＜太陽電池付電子機器１００の組み立て工程と検査工程＞

以下、本実施の形態にかかる太陽電池付電子機器１００の検査工程について詳述する。図７は、色素増感太陽電池２０の受光面の部分が開口されたカバー１０に、色素増感太陽電池２０、プリント配線基板３０を順に積層された状態で、受光面に対するプリント配線基板３０の裏面を示す。

本実施の形態においては、この状態において、プリント配線基板３０の色素増感太陽電池２０と接続されている面とは反対側の面に、検査パット５１ａおよび５１ｂが露出している。なお、本明細書では、検査パット５１ａおよび５１ｂをまとめて検査パッド５１と呼ぶこともある。また、検査パッド５１ａは図４における検査パッドＴＰ１に対応し、検査パッド５１ｂは図４における検査パッドＴＰ２に対応する。また、検査パッド５１ａおよび５１ｂは、ランドとも呼ばれる。

より詳細には、図８および図９に示すように、プリント配線基板３０の中央から一端にかけて色素増感太陽電池２０が取り付けられ、他端側の同一面スペースに通信モジュールなどの負荷６０や蓄電素子５２やヒステリシススイッチ５３や各種配線などの電装部品が配置される。本実施の形態においては、プリント配線基板３０の、色素増感太陽電池２０や蓄電素子５２とは反対側に検査パッド５１ａ，５１ｂが設けられる。より詳細には、複数の蓄電素子５２が並列に接続され、複数の蓄電素子５２のプラス側から第１の検査パッド５１ａまで配線５５が引かれ、複数の蓄電素子５２のマイナス側から第２の検査パッド５１ｂまで配線５５が引かれる。

これによって、検査作業員は、カバー１０に、色素増感太陽電池２０とプリント配線基板３０とが取り付けられた状態で、太陽電池付電子機器１００が十分な発電能力を有するか否か、あるいはカバー１０に対して正常な位置や姿勢で色素増感太陽電池２０とプリント配線基板３０とが取り付けられているか否かを判断することができる。

具体的には、検査作業員は、第１の検査パッド５１ａと第２の検査パッド５１ｂに電圧計を接続した状態で、太陽電池付電子機器１００を取り付け予定箇所、たとえば壁や天井に配置する。この状態で、所定期間、電圧計の値を測定することによって、蓄電素子５２の電圧の推移を取得することができる。つまり、色素増感太陽電池２０が実際に配置される位置において、負荷６０に対して十分な電力を与え続けられるかどうかを、カバーや筐体の影響を受けることなく判別する事が可能となる。なお、所定期間は、たとえば３０秒以下であることが好ましい。

そして、図５に示すように、検査パッド５１ａ，５１ｂ間の電圧が負荷ＯＮ状態でも増加していく場合、あるいは測定開始時よりも所定期間後の充電電圧が上昇している場合は、色素増感太陽電池２０の発電電力が通信モジュールなどの負荷６０の消費電力よりも大きいため、検査作業員は、太陽電池付電子機器１００を設置可能であると判断する。一方、図６に示すように、検査パッド５１ａ，５１ｂ間の電圧が負荷ＯＮ状態で減少していく場合、あるいは測定開始時よりも所定期間後の充電電圧が減少している場合は、色素増感太陽電池２０の発電電力が通信モジュールなどの負荷６０の消費電力よりも小さいため、検査作業員は、太陽電池付電子機器１００を設置不可能であると判断する。

あるいは、検査作業員は、太陽電池付電子機器１００の出荷前に、ライトの光が上方に照射されるように机上に配置して、色素増感太陽電池２０を下に向けた状態で当該ライトの上方に太陽電池付電子機器１００を配置する。この状態で、所定期間、たとえば３０秒や１分間など、第１の検査パッド５１ａと第２の検査パッド５１ｂの電圧を測定することによって、蓄電素子５２の電圧の推移を取得することができる。つまり、所定の照度によって色素増感太陽電池２０が負荷６０に対して十分な電力を与え続けられるかどうかを、カバーや筐体の影響を受けることなく判別する事が可能となる。なお、所定期間は、たとえば３０秒以下であることが好ましい。

そして、図５に示すように、検査パッド５１ａ，５１ｂ間の電圧が負荷ＯＮ状態でも増加していく場合、あるいは測定開始時よりも所定期間後の充電電圧が上昇している場合は、色素増感太陽電池２０の発電電力が通信モジュールなどの負荷６０の消費電力よりも大きいため、検査作業員は、太陽電池付電子機器１００を出荷可能であると判断する。一方、図６に示すように、検査パッド５１ａ，５１ｂ間の電圧が負荷ＯＮ状態で減少していく場合、あるいは測定開始時よりも所定期間後の充電電圧が減少している場合は、色素増感太陽電池２０の発電電力が通信モジュールなどの負荷６０の消費電力よりも小さいため、検査作業員は、太陽電池付電子機器１００を出荷不可能であると判断する。
＜第２の実施の形態＞

上記の実施の形態の太陽電池付電子機器１００と検査装置８０とを含む検査システム１について説明する。図１０に示すように、検査装置８０は、主に、電圧計８１と、制御部８２と、ディスプレイ８３と、スピーカ８４とを含む。

電圧計８１は、検査パッドＴＰ１と検査パッドＴＰ２に電気的に接続される。電圧計８１は、検査パッドＴＰ１と検査パッドＴＰ２との間の電圧を測定して、測定結果を制御部８２に入力する。

制御部８２は、所定期間の充電電圧を蓄積して、図１１に示すように、ディスプレイ８３に表示させる。つまり、本実施の形態における検査装置８０は、蓄電素子５２と直接接続された検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧波形をより詳しく測定し、負荷６０の動作状態を観測するものである。電圧波形を見ることで、デバイスが実際に動作した時の電圧変動を観測できるため、適切な動作が行われていることを保証できる。たとえば、図１１に示す、ｔ６の丸枠で囲まれた部分の波形を確認することで、蓄電素子５２に蓄積された電力の一部が消費されたため、負荷６０が起動したことが判断できる。また、図１１に示すｔ７の丸枠で囲まれた部分の波形を確認することで、蓄電素子５２に蓄積された電力の一部が消費され、かつ、負荷６０が起動したときよりも消費電力が小さいので、負荷６０から電波が発信されたことを判断できる。つまり、単なる電圧値としてだけでなく、時間変化を含めた波形として参照することでより詳細な観測が可能になる。

たとえば、負荷６０の動作中において、消費電力が変動する動作を行う場合は端子間電圧も変動する。図１２は、制御部８２が、ディスプレイ８３に、負荷６０として１００ｍｓｅｃ間隔で電波を発信する無線アンテナを有する太陽電池付電子機器１００の検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧波形を表示したイメージ図である。図１２に記載された丸枠は、電圧が降下した点を示し、１００ｍｓｅｃ毎に電圧が降下していることがわかる。つまり、仕様通り１００ｍｓｅｃ間隔で正常に動作していることが保証できる。

また、図１３は、制御部８２が、ディスプレイ８３に、負荷６０として１００ｍｓｅｃ間隔で電波を発信する無線アンテナを起動したときの太陽電池付電子機器１００の検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧波形を表示したイメージ図である。図１３に記載された丸枠は、電圧が降下した点を示し、電波発信時よりも大きな電圧降下が起こっていることが分かる。このように、本実施の形態においては、検査作業員が電圧降下の違いによって動作状態の判定ができる。

また、図１０に戻って、制御部８２は、所定期間の充電電圧を測定して、ターンオン電圧すなわち第１基準電圧を超えた後において、充電電圧の低下が認識できた場合は、スピーカ８４からエラー音を出力させることが好ましい。これによって、連続動作が保証できない太陽電池付電子機器１００を効率的に検知することができる。なお、制御部８２は、スピーカ８４からエラー音を出力させるかわりに、ディスプレイ８３にエラーであることを表示させても良い。

なお、制御部８２は、所定期間の充電電圧を測定して、ターンオン電圧すなわち第１基準電圧を超えた後において、ターンオフ電圧すなわち第２基準電圧以下まで下がった場合に、スピーカ８４からエラー音を出力させてもよい。これによっても、連続動作が保証できない太陽電池付電子機器１００を検知することができる。なお、制御部８２は、スピーカ８４からエラー音を出力させるかわりに、ディスプレイ８３にエラーであることを表示させても良い。

なお、ディスプレイ８３およびスピーカ８４は共に、情報を通知する部材である。従って、本明細書では、ディスプレイ８３およびスピーカ８４を包含して、通知部と呼ぶこともある。
＜第３の実施の形態＞

図１４に示すように、上記の実施の形態の検査システム１に負荷６０の消費電力を測定する電力計８９を追加してもよい。そして、制御部８２は、所定期間の蓄電素子５２の充電電圧と、負荷６０の消費電力とを蓄積して、両者の推移を示すグラフを重ねてディスプレイ８３に表示させてもよい。これによっても、連続動作が保証できない太陽電池付電子機器１００を検知することができる。
＜第４の実施の形態＞

また、上記の検査システム１に充放電回路９０を搭載してもよい。図１５に示すように、充放電回路９０は、検査パッドＴＰ１および検査パッドＴＰ２に接続される。つまり、蓄電素子５２に並列に充放電回路９０を接続する。

本実施の形態においては、制御部８２は、充放電回路９０を制御することによって、太陽電池付電子機器１００の内の蓄電素子５２に蓄えられている電力量を任意に操作することによって、蓄電電力量が僅かな状態での動作保証など、様々な状態での太陽電池付電子機器１００の検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧変化を測定して蓄積したり、ディスプレイ８３に表示したりすることができる。

また、本実施の形態にかかる検査システム１は、蓄電素子５２が大容量の場合や、環境発電での充電では検査時間が長くなってしまう場合などに、負荷６０の起動直前まで急速充電させることや、放電に時間がかかりすぎるために連続動作の保証が困難である場合などにも利用できる。
＜第５の実施の形態＞

上記の実施の形態においては、負荷６０が起動したかどうかを判断するために、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧を測定し、その電圧降下の状態によって判断していた。しかし、蓄電素子５２の容量が大きくなったり、負荷６０の低起動電力化などにつれて電圧降下が小さくなり、判断が難しくなったりする可能性がある。

そこで、本実施の形態においては、図１６に示すように、ヒステリシススイッチ５３と負荷６０との間に、新たな検査パッドＴＰ３を設ける。なお、図示していないが、検査パッドＴＰ３は、検査パットＴＰ１およびＴＰ２と同様に、プリント配線基板３０の色素増感太陽電池２０と接続されている面とは反対側の面に露出している。そして、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧を測定する。検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧は、負荷６０にかけられた電圧であるため、本明細書では負荷電圧と呼ぶ。検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧は、接続された負荷６０に電力供給が開始されたと同時に０Ｖから蓄電素子５２の電圧に変化する為、動作開始時の検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧の変化量は、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧の変化量よりも大きくなる。より詳細には、図１７に示すように、ＯＮした場合における、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧の上昇幅の方が、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧の上昇幅よりも大きくなる。したがって、検出取りこぼしが起こりにくくなり、負荷６０に電力供給がされたか否かが確実に判定できる。

検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧は、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧と比較すると、ヒステリシススイッチ５３によるわずかな電圧降下分だけ低くなる。負荷６０にかかる電圧の情報としては、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧の方が、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧より正確である。

また、上記の第４の実施の形態で説明したように、上記の検査システム１に充放電回路９０を接続した場合、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧の情報に加えて、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧の情報が必要となる場合がある。たとえば、充放電回路９０が主に検査時間の短縮を目的として利用され、充放電回路９０が充放電を行う場合、そのままではヒステリシススイッチ５３の状態遷移が、色素増感太陽電池２０が供給する電力により引き起こされたのが、充放電回路９０による蓄電素子５２に蓄えられている電力量の操作によって引きこされたのかの区別がつかない。そのため、充放電回路９０は、ヒステリシススイッチ５３がターンオンまたはターンオフする直前の電圧で充放電を停止する制御を行うことで、ヒステリシススイッチ５３の最終的な状態遷移が、確実に色素増感太陽電池２０によって引き起こされるようにする。たとえば、ヒステリシススイッチ５３がオフ状態のとき、すなわち蓄電素子５２の電圧が第一閾値電圧よりも低い時は、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧は常に０Ｖに近い。そのため、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧の情報のみでは、蓄電素子５３の電圧を監視してヒステリシススイッチのターンオン直前に充放電回路９０による充電を停止するという制御を行うことはできない。検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧に加えて検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧の情報があれば、このような制御を行うことが可能である。また、上記理由により、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧に加えて検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧が判れば、蓄電素子５３の充電状態をモニタリングすることや、蓄電素子５３そのものの検査を同時に行うこともできる。

また、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧と測定検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧とを組み合わせて利用することによって、負荷６０が起動されたタイミングを正確に得ることができる為、検査精度が向上する。たとえば、本実施の形態にかかる検査システム１においては、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧の変化量が第１の所定値を超えた場合、または、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧の変化量が第２の所定値を超えた場合、に負荷６０が起動されたと判断する。第１の所定値よりも第２の所定値を大きく設定することが好ましい。

ただし、本実施の形態にかかる検査システム１においては、検査パッドＴＰ１－ＴＰ２間の電圧変化を利用せずに、検査パッドＴＰ３－ＴＰ２間の電圧変化が第２の所定値を超えた場合に負荷６０が起動されたと判断してもよい。

なお、今回開示された実施の形態を組み合わせることも可能である。たとえば、第５の実施の形態に係る太陽電池付電子機器１００と、第２の実施の形態に係る検査装置８０とを組み合わせ、検査システムとしても良い。この場合、電圧計８１は、検査パッドＴＰ３と検査パッドＴＰ２に電気的に接続される。電圧計８１は、検査パッドＴＰ３と検査パッドＴＰ２との間の電圧、すなわち負荷電圧を測定して、測定結果を制御部８２に入力する。制御部８２は、所定期間の負荷電圧を測定して、ターンオン電圧すなわち第１基準電圧を超えた後において、負荷電圧の低下が認識できた場合は、スピーカ８４からエラー音を出力させても良い。また、制御部８２は、所定期間の負荷電圧を測定して、ターンオン電圧すなわち第１基準電圧を超えた後において、ターンオフ電圧すなわち第２基準電圧以下まで下がった場合に、スピーカ８４からエラー音を出力させてもよい。これによって、連続動作が保証できない太陽電池付電子機器１００を効率的に検知することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ：検査システム
１０ ：正面カバー
１１ ：クッション材
２０ ：色素増感太陽電池
３０ ：プリント配線基板
３１ａ ：導電性クッション材
３１ｂ ：導電性クッション材
４０ ：背面カバー
５１ ：検査パッド
５１ａ ：第１の検査パッド
５１ｂ ：第２の検査パッド
５２ ：蓄電素子
５３ ：ヒステリシススイッチ
５５ ：配線
６０ ：負荷
８０ ：検査装置
８１ ：電圧計
８２ ：制御部
８３ ：ディスプレイ
８４ ：スピーカ
８９ ：電力計
９０ ：充放電回路
１００ ：太陽電池付電子機器
Ｃ１ ：コンデンサ
Ｆ ：変換関数
Ｇ ：変換関数
ＴＰ１ ：検査パッド
ＴＰ２ ：検査パッド
ＴＰ３ ：検査パッド

Claims (25)

1. 環境発電素子と、
   前記環境発電素子が発電した電力が供給される負荷と、
   前記環境発電素子と前記負荷との間に接続されるヒステリシススイッチと、
   前記環境発電素子と前記ヒステリシススイッチとの間で、前記環境発電素子と並列に接続された少なくとも１つの蓄電素子と、
   前記蓄電素子の一端および前記ヒステリシススイッチの一端に電気的に接続された第１のランドと、
   前記蓄電素子の他端に電気的に接続された第２のランドと、
   前記環境発電素子と前記ヒステリシススイッチと前記蓄電素子とを搭載した基板と、を備え、
   前記第１のランドと前記第２のランドは、前記基板の前記環境発電素子が搭載された面の裏面から露出している、電子機器。
2. 前記第１のランドと前記第２のランドに電気的に接続され、前記蓄電素子の充電電圧を測定する電圧計をさらに備える、請求項１に記載の電子機器。
3. 制御回路と、
   通知部とをさらに備え、
   前記制御回路は、前記電圧計の測定結果が第１基準電圧を超えた後の所定の期間内に前記第１基準電圧よりも低い第２基準電圧を下回った場合に、前記通知部にエラーを発信するよう指示する、請求項２に記載の電子機器。
4. 環境発電素子と、
   前記環境発電素子が発電した電力が供給される負荷と、
   前記環境発電素子と前記負荷との間に接続されるヒステリシススイッチと、
   前記環境発電素子と前記ヒステリシススイッチとの間で、前記環境発電素子と並列に接続された少なくとも１つの蓄電素子と、
   前記ヒステリシススイッチの一端および前記負荷の一端に電気的に接続された第３のランドと、
   前記負荷の他端に電気的に接続された第２のランドと、
   前記環境発電素子と前記ヒステリシススイッチと前記蓄電素子とを搭載した基板と、を備え、
   前記第３のランドと前記第２のランドは、前記基板の前記環境発電素子が搭載された面の裏面から露出している、電子機器。
5. 前記第３のランドと前記第２のランドに電気的に接続され、前記負荷にかけられた負荷電圧を測定する第２の電圧計をさらに備える、請求項４に記載の電子機器。
6. 制御回路と、
   通知部とをさらに備え、
   前記制御回路は、前記第２の電圧計の測定結果が第１基準電圧を超えた後の所定の期間内に前記第１基準電圧よりも低い第２基準電圧を下回った場合に、前記通知部にエラーを発信するよう指示する、請求項５に記載の電子機器。
7. 前記制御回路は、前記負荷を駆動している状態における前記第２の電圧計の測定結果が第１基準電圧を超えた後の所定の期間内に前記第１基準電圧よりも低い第２基準電圧を下回った場合に、前記通知部に連続動作が保証できない旨のエラーを発信するよう指示する、請求項６に記載の電子機器。
8. 前記環境発電素子の受光部分を露出し、前記基板の前記環境発電素子が搭載された面を覆うカバー、をさらに備えた、請求項１または４に記載の電子機器。
9. 前記負荷はアンテナを含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の電子機器。
10. 前記アンテナから発信される電波または電磁波の発信間隔は、５０ミリ秒以上２４時間以下である、請求項９に記載の電子機器。
11. 前記負荷がセンサを含む、請求項１から１０のいずれか１項に記載の電子機器。
12. 前記少なくとも１つの蓄電素子を含む蓄電回路の静電容量の合計は、１００μＦ以上５ｍＦ以下である、請求項１から１１のいずれか１項に記載の電子機器。
13. 前記環境発電素子は、光電変換素子である、請求項１から１２のいずれか１項に記載の電子機器。
14. 環境発電素子と、
    前記環境発電素子が発電した電力が供給される負荷と、
    前記環境発電素子と前記負荷との間に接続されるヒステリシススイッチと、
    前記環境発電素子と前記ヒステリシススイッチとの間で、前記環境発電素子と並列に接続された少なくとも１つの蓄電素子と、を備える電子機器の検査方法であって、
    前記電子機器を設置したい場所において、前記蓄電素子の充電電圧または前記負荷にかけられた負荷電圧を所定の期間観測し、
    前記充電電圧または前記負荷電圧が、第１基準電圧を超えた後の所定の期間内に前記第１基準電圧よりも低い第２基準電圧を下回った場合に、前記設置したい場所では前記電子機器の設置不可と判定する、電子機器の検査方法
15. 前記所定の期間とは、３０秒以下である、請求項１４に記載の電子機器の検査方法。
16. 前記第１基準電圧は、前記環境発電素子のＶｏｃの６５％以上９０％以下であり、前記第２基準電圧は前記負荷の最低動作電圧以上である、請求項１４または１５に記載の電子機器の検査方法。
17. 前記第１基準電圧は、前記環境発電素子のＶｏｃの７５％以上８５％以下であり、前記第２基準電圧は前記負荷の最低動作電圧以上である、請求項１４から１６のいずれか１項に記載の電子機器の検査方法。
18. 前記負荷の動作開始時の前記充電電圧または前記負荷電圧より、前記負荷の動作開始から所定の期間後の前記充電電圧または前記負荷電圧が低い場合、前記電子機器を設置不可と判定する、請求項１４から１７のいずれか１項に記載の電子機器の検査方法。
19. 前記環境発電素子は、光電変換素子である、請求項１４から１８のいずれか１項に記載の電子機器の検査方法。
20. 環境発電素子と、
    前記環境発電素子が発電した電力を消費する負荷と、
    前記環境発電素子と前記負荷との間に接続されたヒステリシススイッチと、
    前記環境発電素子と前記ヒステリシススイッチとの間で、前記環境発電素子と並列に接続された少なくとも１つの蓄電素子と、を含む電子機器と、
    前記蓄電素子の充電電圧または前記負荷にかけられた負荷電圧を測定する電圧計と、
    前記充電電圧または前記負荷電圧が、第１基準電圧を超えた後の所定の期間内に前記第１基準電圧よりも低い第２基準電圧を下回った場合に、設置されている場所では前記電子機器の設置不可と判定する制御部と、を備える電子機器の検査システム。
21. 所定の期間における、前記電圧計の測定結果の推移を表示するディスプレイをさらに備える、請求項２０に記載の電子機器の検査システム。
22. 前記負荷の消費電力を測定する電力計をさらに備え、
    前記ディスプレイは、前記所定の期間における、前記電圧計の測定結果および前記電力計の測定結果を表示する、請求項２１に記載の電子機器の検査システム。
23. 前記負荷はアンテナであって、前記アンテナから発信される電波または電磁波の発信間隔は、５０ミリ秒～１秒である、請求項２０から２２のいずれか１項に記載の電子機器の検査システム。
24. 前記蓄電素子に電力を供給し、および／または前記蓄電素子に貯められた電力を放電する、充放電回路を、さらに備える、請求項２０から２３のいずれか１項に記載の電子機器の検査システム。
25. 前記環境発電素子は、光電変換素子である、請求項２０から２４のいずれか１項に記載の電子機器の検査システム。