(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
1日の消費電力量は、実測された1日の消費電力、または当該電子機器は有する機能が使用された回数に基づいて算出した消費電力のいずれか1つである、請求項3に記載の電子機器。
【発明を実施するための形態】
【0021】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
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、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、電力を得ることができる機能部、例えば、熱を電気エネルギーに変換する機能部、電磁誘導等によるエネルギーを電気エネルギーに変換するワイヤレス給電部等であってもよい。
【0022】
図1に示すように、デジタル時計1は、太陽電池G(発電部)、ダイオードD、二次電池E、ユニット10、操作部20、および報知部30を備える。
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、制御回路16、および通信部17を備える。
【0023】
発電量検出回路13は、スイッチSW、検出素子131、発電検出制御回路132、およびAD回路133を備える。また、検出素子131は、抵抗R1と抵抗R2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109、および電源回路110を備える。また、制御部107は、比較部108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、昇圧電源回路114、および消費電流検出回路115を備える。
【0024】
太陽電池Gは、例えばソーラーパネルである。太陽電池Gは、光エネルギーを電力に変換して、変換した電力を二次電池Eおよびユニット10に供給する。太陽電池Gは、一端が、ダイオードDのアノードと過充電防止回路11と照度検出回路12とスイッチSWの一端とに接続され、他端が、二次電池Eの負極と検出素子131の一端と制御回路16に接続されている。また、太陽電池Gには、第1の回路と第2の回路とが並列に接続されている。なお、第1の回路とは、直接に接続されたダイオードDと二次電池Eである。第2の回路とは、直接に接続されたスイッチSWと抵抗R2と抵抗R1である。
【0025】
ダイオードDは、カソードが、二次電池Eの正極と電池残量検出回路101とBOR回路102と降圧回路111とに接続されている。ダイオードDは、二次電池Eから太陽電池Gへの逆流防止のために太陽電池Gと二次電池Eとの間に挿入されている。
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。
【0026】
操作部20は、ユーザによる操作の入力を受け付け、受け付けた操作内容を示す情報を入力回路104に出力する。操作部20は、竜頭(りゅうず)、ボタン、タッチパネルセンター等である。ユーザは、操作部20を操作して、時刻合わせ、デジタル時計1の動作モードの切り替え、クロノグラフの計時の開始または停止の切り替え等を指示する。なお、動作モードとは、時刻表示モード、発電レベル確認モード、クロノグラフモード等の動作モードである。
【0027】
ユニット10は、太陽電池G、二次電池Eから供給された電力を用いて、時刻を計時し、計時した時刻を報知部30に表示する。また、ユニット10は、過充電にならないように制御して、太陽電池Gによって発電された電力を二次電池Eに充電するように制御する。また、ユニット10は、太陽電池Gによって発電される発電量と二次電池Eの電圧値を検出し、検出した結果に基づいて、発電量、二次電池Eの電圧値、発電レベルを、報知部30に表示する。また、ユニット10は、外部装置2と、例えば有線の通信を行い、情報を送受信する。
【0028】
過充電防止回路11は、二次電池Eの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が予め定められている閾値以上の電圧である場合、太陽電池Gからの電流が二次電池Eに流れないようにする。
【0029】
照度検出回路12は、太陽電池Gの電圧値を検出し、検出した電圧値と予め定められている閾値と比較することで、太陽電池Gに所定の照度以上の光が照射されているか否かを検出する。照度検出回路12は、電圧値が閾値以上の場合に太陽電池Gに所定の照度以上の光が照射されていると検出し、電圧値が閾値未満の場合に太陽電池Gに所定の照度以上の光が照射されていないと検出する。照度検出回路12は、検出した結果を制御回路16に出力する。
【0030】
発電量検出回路13は、太陽電池Gへ検出素子131を接続し、太陽電池Gの発電量を検出し、検出した発電量に基づく値を制御回路16に出力する。ここで、検出する発電量とは、発電量や、発電量に基づく何等かの値を含むものとする。
【0031】
スイッチSWは、他端が検出素子131の他端に接続される。また、スイッチSWは、発電検出制御回路132によって、オン状態とオフ状態とが切り替わる。
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。
【0032】
発電検出制御回路132は、制御部107が出力したスイッチSWを切り替えるタイミングを示す信号に応じてスイッチSWのオン状態とオフ状態を切り替える。また、発電検出制御回路132は、制御部107が出力する太陽電池Gの発電量を検出するタイミングを示す信号に応じて、AD回路133を動作させる。
【0033】
AD回路133は、発電検出制御回路132が出力する太陽電池Gの発電量を検出するタイミングのとき、太陽電池Gの発電量に基づく値を、抵抗R1と抵抗R2との接続点の電圧値として検出する。AD回路133は、検出した電圧値を示す情報を制御部107に出力する。
【0034】
発振回路14は、水晶振動子を備え、水晶振動子の振動に基づいた所定周波数(例えば32[kHz])の発振クロック信号を発生させる。発振回路14は、発生させた発振信号を分周回路15に出力する。
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。
【0035】
制御回路16は、太陽電池Gと二次電池Eが出力する電力を用いて、各部を駆動する。制御回路16は、分周回路15が出力する基準信号を用いて、時刻を計時する。また、制御回路16は、照度検出回路12が出力する検出結果に基づいて、報知部30に表示する画像を切り替える。制御回路16は、発電量検出回路13が出力する電圧値を示す情報に基づいて、照度を算出する。制御回路16は、二次電池Eの電池残量(以下、充電残量ともいう)を検出する。制御回路16は、算出した照度に基づいて発電レベルを算出し、算出した発電レベルを報知部30に表示させ、検出した充電残量を報知部30に表示させる。制御回路16は、所定時間に発電される発電量と目標充電量とを比較し、比較した結果に基づいて閾値を設定する。制御回路16は、所定時間に発電される発電量が閾値以上の場合に、充電に適した状況であることを示す充電状況を、表示駆動回路109を介して報知部30に表示させる。
【0036】
電源回路110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、所望の電圧値に変換し、変換した電圧値の電力をデジタル時計1の各構成要素に供給する。
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。
【0037】
発振定電圧回路112は、降圧回路111から供給された電力を用いて、発振回路14に供給する定電圧を生成し、生成した定電圧を発振回路14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。
【0038】
昇圧電源回路114は、降圧回路111から供給された電力を、所望の電圧値に昇圧して、昇圧した電圧値の電力を表示駆動回路109に供給する。
消費電流検出回路115は、制御回路16で消費される消費電力または消費電流を検出し、検出した結果を制御部107に出力する。
【0039】
電池残量検出回路101は、制御部107が出力する検出タイミングのとき、充電残量を検出し、検出した充電残量を制御部107に出力する。なお、電池残量検出回路101は、例えば二次電池Eの正極とダイオードDのカソードとの接続点の電圧を検出し、二次電池Eの電池電圧に対する電池容量を示した放電特性に基づいて充電残量を検出する。
図2は、二次電池Eの放電特性の一例を示す図である。
図2において、横軸は容量(mAh)、縦軸は電圧(V)を示す。横軸の容量は放電容量である。電池残量検出回路101は、
図2に示したような電圧と容量の関係を表形式または数式等を自部に記憶している。そして、電池残量検出回路101は、検出した電池電圧に基づいて現在の容量を検出し、検出した容量に基づいて充電残量を検出する。例えば、電池電圧が2.5Vであれば、容量が約3.0mAhである。フル充電(満充電)のときの容量が6.0mAhであれば、電池残量検出回路101は、充電残量を50%(=6.0/3.0)として検出する。
【0040】
BOR(Brown−out Reset;ブラウンアウトリセット機能)回路102は、二次電池Eの電圧の瞬時低下等を監視する回路であり、監視した結果を、制御部107に出力する。
【0041】
発振停止検出回路103は、分周回路15が出力する基準信号を監視し、発振が停止しているか否かを検出する。発振停止検出回路103は、発振が停止していると検出した場合、検出した結果を制御部107に出力する。
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。
【0042】
ROM(Read Only Memory;読み出し専用メモリ)105は、デジタル時計1を制御するプログラム、所定時間を示す情報、各閾値、表示情報等を記憶する。
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。
【0043】
制御部107は、電源回路110のロジック定電圧回路113が供給する電力と分周回路15が出力する基準信号を用いて、自部およびデジタル時計1の各構成要素を、ROM105が記憶するプログラムに応じて制御する。制御部107は、入力回路104が出力する操作内容を示す情報に応じて、デジタル時計1の各構成要素を制御する。制御部107は、操作内容を示す情報に発電レベル確認モードへの切替指示が含まれる場合、スイッチSWを切り替えるタイミングを示す信号と、太陽電池Gの電圧値を検出するタイミングを示す信号と、二次電池Eの電圧値を検出するタイミングを示す信号と、を生成する。制御部107は、生成したスイッチSWを切り替えるタイミングを示す信号と、太陽電池Gの電圧値を検出するタイミングを示す信号とを、発電検出制御回路132に出力する。また、制御部107は、生成した二次電池Eの残量を検出するタイミングを示す信号を、電池残量検出回路101に出力する。制御部107は、発電量検出回路13が出力する電圧値を示す情報に基づいて、照度を算出する。制御部107は、電池残量検出回路101が出力する充電残量を報知部30に表示する。制御部107は、照度に基づいて発電レベルを算出し、算出した発電レベルを報知部30に表示する。制御部107は、発電レベル、充電残量、および制御回路16の消費電力のうち少なくとも1つを用いて閾値を設定する。なお、閾値は、予め定められている所定値であってもよい。制御部107は、発電レベルと閾値とを比較して、比較した結果を充電状況として報知部30に報知する。なお、閾値および閾値との比較方法については、後述する。
【0044】
また、制御部107は、照度検出回路12が出力する検出した結果に基づいて、報知部30の表示状態を切り替えるように制御する。例えば、制御部107は、検出結果が太陽電池Gに所定の照度以上の光が照射されている場合に表示を行い、検出結果が太陽電池Gに所定の照度以上の光が照射されていない場合に表示を行わない(消灯する)省電力モードに切り替えるように制御する。なお、制御部107は、省電力モードにおいて、時刻の計時に関わらない機能部をスリープ状態に制御するようにしてもよい。また、制御部107は、発振停止検出回路103が発振停止したことを検出したとき、例えば各機能部に対してリセットを行う。
【0045】
表示駆動回路109は、制御部107が出力する情報(時刻、充電残量、発電レベル、充電状況等)を、報知部30に表示させる。
【0046】
通信部17は、例えばWi−Fi規格や、Bluetooth(登録商標) LE(Low Energy)(以下、BLEという)規格の通信方式を用いて、制御部107の制御に応じて外部装置2との間で情報の送受信を行う。通信部17は、GPS(Global Positioning System;全地球測位システム)やGNSS(Global Navigation Satellite System;衛星航法システム)等の衛星からの位置情報等を取得可能な機能を備えていてもよい。
【0047】
報知部30は、情報を報知する装置である。報知部30は、例えば表示装置であり、液晶表示装置(LCD)や有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示装置によって構成される。報知部30には、時刻の表示以外に、照度を示す情報、二次電池Eの電圧値、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表示画面等が、表示または音や振動等によって報知される。
【0048】
外部装置2は、例えばスマートフォン(多機能携帯電話)、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、携帯ゲーム機器、ホームネットワーク機器、車載システム機器等である。
なお、デジタル時計1は、気圧センサー、温度センサー、加速度センサー、重力センサー、GPS(Global Positioning System;全地球測位システム)等を備えていてもよい。
なお、デジタル時計1が送信する情報は、例えば時刻情報、発電レベル、充電残量等である。また、外部装置2が送信する情報は、例えばデジタル時計1への指示情報(例えば、動作モードの切り替え指示)等である。
【0049】
次に、検出素子131の抵抗R1と抵抗R2の抵抗値の決め方の例を説明する。
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。
【0050】
また、曲線g1は、500[lx(ルクス)]が太陽電池Gに照射された特の電流対電圧の特性(以下、I−V特性という)である。曲線g2は、5000[lx]が太陽電池Gに照射された特のI−V特性である。曲線g3は、50000[lx]が太陽電池Gに照射された特のI−V特性である。曲線g4は、100000[lx]が太陽電池Gに照射された特のI−V特性である。なお、このようなI−V特性は、太陽電池Gのセル数等、太陽電池Gの特性によって決まる。なお、照度は、例えば、事務所等における蛍光灯の照度が約400〜500[lx]であり、晴天の昼間における外の照度が約10万[lx]である。
【0051】
曲線g1において、点p1に示すように、電流I1のとき電圧がV1である。曲線g2において、点p2に示すように、電流I2のとき電圧がV2である。曲線g3において、点p3に示すように、電流I3のとき電圧がV3である。曲線g4において、点p4に示すように、電流I4のとき電圧がV4である。なお、点p1〜点p4は、破線g5で囲んだ領域のように、電圧が変化しても電流がほぼ直線の領域の点である。
【0052】
このような点p1、点p2、点p3、および点p4が通る直線g10を求め、この直線g10の傾きの逆数1/Rとなるように抵抗値Rを、予め設計者が設定する。
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。
【0053】
次に、太陽電池Gの発電量の検出方法と、二次電池Eの電池電圧の検出方法について説明する。
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。
【0054】
図4は、本実施形態に係る太陽電池Gの発電量の検出タイミングと二次電池Eの残量の検出タイミング、太陽電池Gの電圧変化の例を示す図である。
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(AD回路133が電圧値を出力するタイミング)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。
【0055】
時刻t1のとき、発電検出制御回路132は、スイッチSWをオン状態に切り替える。
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。
【0056】
このように、スイッチSWをオン状態に切り替えることで、太陽電池Gと並列に接続されている抵抗R1と抵抗R2に電流が流れる。太陽電池Gによって発電された電力が抵抗R1とR2に流れることによって、太陽電池Gの電圧が、波形g11のように徐々に下がっていく。なお、太陽電池Gの電圧が二次電池Eの電圧より低くなった場合は、ダイオードDにより、二次電池Eから太陽電池Gへの逆流が発生しない。
【0057】
時刻t2のとき、太陽電池Gの発電により上昇していた電圧分が減少して、所定の電圧値Vtに落ち着く。
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。
【0058】
図4に示した例では、1周期分の検出例を説明したが、制御部107は、利用者が動作モードを発電レベル確認モードに切り替える間、このような検出を繰り返す。なお、二次電池Eの消耗、太陽電池Gの発電を二次電池Eへ充電するため、予め定められている回数検出した後、検出を終了するようにしてもよい。
【0059】
このように、本実施形態では、太陽電池Gに抵抗R1と抵抗R2を接続した状態で、まず、太陽電池Gの発電量を検出後、スイッチSWをオン状態にしてから所定の時間後の時刻t3、すなわち、太陽電池Gの電圧が落ち着いた後に二次電池Eの電圧を検出する。
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。
【0060】
なお、上述した例では、スイッチSWをオン状態に切り替えた後、所定の期間T2後に二次電池Eの電圧を検出する例を説明したが、これに限られない。制御部107は、AD回路133が出力した電圧を示す値が、例えば電圧値Vtに対して予め定められている範囲に入ったとき、電圧値が落ち着いたと判定し、電池残量検出回路101に二次電池Eの電圧値を検出するように指示するようにしてもよい。
【0061】
次に、報知部30に表示される情報の一例を説明する。
図5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5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5に示す例は、発電レベル確認モードにおける表示例である。
【0062】
報知部30上には、時刻表示301、秒表示302、二次電池Eの残量表示303(第2の表示部)、および発電レベルの表示304(第1の表示部)が含まれる。また、
図5に示す例は、報知部30が、略円形の例である。
時刻表示301は、計時された時刻のうちの時間と分の表示である。なお、
図5では、時刻をデジタル表示する例を示しているが、時刻を指針の画像を用いて表示するようにしてもよい。
秒表示302は、計時された時刻のうちの秒の表示である。
図5に示す例では、報知部30の外周に60等分されたドットを備える。すなわち、秒表示302は、複数に分割された連続する表示領域を有する。秒表示302は、時刻表示モードのときに、例えば、1秒のときに1ドット目が点灯し、15秒のときに1〜15ドット目が点灯し、30秒のときに1〜30ドット目が点灯する。なお、制御部107は、時刻表示モードのときに秒表示を行い、発電レベル確認モードのときに秒表示を行わない。なお、上述した分割数は一例であり、これに限られない。
【0063】
二次電池Eの残量表示303は、検出された充電残量の表示である。
発電レベルの表示304は、算出された発電レベルの表示である。
また、二次電池Eの残量表示303と発電レベルの表示304それぞれは、秒表示302を複数に分割された連続する表示領域において、異なる領域に表示される。
また、
図5に示す例では、二次電池Eの残量表示303の1ドットを点滅されることで充電残量の表示を行っている例である。
【0064】
なお、実施形態では、発電レベル確認モードのときに発電レベルを推定して表示する例を説明したが、これに限られない。例えば、時刻を表示する以外のモードが選択された場合に、発電レベルを推定して表示するようにしてもよい。
【0065】
次に、二次電池Eの残量について説明する。
図6は、本実施形態に係る二次電池Eの残量の一例を示す図である。
図6において、横軸は容量(mAh)、縦軸は電圧(V)を示す。なお、縦軸の容量は残容量である。
図6に示す例では、容量Q101から容量Q102の区間の電圧は略V101である。本実施形態では、容量とともに電圧が変化する領域g100(容量Q102から容量Q103の期間)について、
図5に示したように例えば10等分して二次電池Eの残量表示303に表示する。例えば容量Q102のときの電圧V101が二次電池Eの残量(充電残量)が0であり、容量Q103のときの電圧V102が二次電池Eの残量(充電残量)が10である。
【0066】
次に、発電レベルの算出について説明する。
制御部107は、検出された照度を用いて、発電レベルを算出する。照度は、晴れた日の野外が約10万lx(ルクス)程度であり、晴れた日の窓際が約1万lxであり、曇りの日の窓際が約3000lxであり、蛍光灯下の屋内が約700lxである。このように、照度の値の範囲が広く、最小値と最大値との比が100倍以上であるため、本実施形態では、発電レベルを対数の関係を用いて算出する。
例えば、照度が10万lxを発電レベル10とし、照度が1万lxを発電レベル5とし、照度が3000lxの発電レベルを1とし、照度が1000lx以下の発電レベルを0とする。ROM105は、このような照度と発電レベルとの対応関係を表形式または関係式塔で予め記憶する。そして、制御部107は、ROM105を参照して、発電レベルを算出(決定)する。
【0067】
次に、充電残量の閾値について説明する。
本実施形態では、以下の閾値のうち1つを用いる。
I.所定値
II.1時間後の二次電池Eの残量に応じた値
III.1時間の発電量と、所定活動時間に必要な電力に基づく値
【0068】
(I.所定値)
まず、所定値について説明する。所定値は、ROM105が予め記憶する値である。
図7は、本実施形態に係る閾値の一例を示す図である。
図7において、横軸は閾値、縦軸はlog(照度)である。なお、
図7に示す例では、閾値が発電レベルと一致している例である。また、
図7に示すように、制御部107は、上述したように発電レベルを対数の関係を用いて設定するようにしてもよい。所定値は、例えば照度1万lxに対応する5である。このように、対数表示で線形(比例関係)として設定することで、室内も屋外も対応することができる。
なお、ROM105は、
図7に示したように複数の所定値を記憶していてもよい。この場合、制御部107は、操作部20が操作された結果に応じて、デジタル時計1が使われる環境や状況(例えば、登山、スキー、ハイキング、ヨットレース、マラソン等)に応じて、複数の所定値の中から選択するようにしてもよい。
【0069】
(II.2時間後の二次電池Eの残量に応じた値)
次に、所定時間(例えば2時間)後の二次電池Eの残量に応じて制御部107が設定する閾値の例を説明する。
例えば、2時間後の二次電池Eの残量(充電残量)が100%になる照度を閾値とする。なお、2時間後の二次電池Eの残量の目標値は一例であり、100%に限られず例えば90%、80%等であってもよい。また、目標値は、固定値であってもよく、または、充電残量に対する増加分であってもよい。
この場合は、照度が同じであっても、充電残量に応じて、目標値の二次電池Eの残量に達するまでにかかる時間が変化する。例えば、目標値が現在の充電残量に対する増加分であり10%の場合、発電レベルが5以上の場合に、この目標値の充電残量に2時間後達するのであれば、閾値は5である。制御部107は、このように、2時間後の二次電池Eの残量に応じて閾値を設定する。
【0070】
(III.2時間の発電量と、所定活動時間に必要な電力に基づく値)
次に、所定時間(例えば2時間)の発電量と、所定活動時間に必要な電力に基づく値に応じて制御部107が設定する閾値の例を説明する。
ROM105は、デジタル時計1が所定活動時間(例えば24時間)に消費する電力量または電流値の平均値を予め記憶する。制御部107は、ROM105が記憶する平均値を、現在の発電量が所定時間の間に継続された場合に発電可能である発電量を閾値とする。
例えば、24時間で消費される電力量の平均値が0.1mAhであるとする。この場合は、24時間で2.4mAh(=0.1×24)の消費が見込まれる。制御部107は、4時間で充電したい場合の閾値を0.6mAhとする。このように、本実施形態では、所定活動時間に消費すると想定される消費量に加え、想定する充電時間(所定時間)も考慮して、閾値を決定する。
または、制御部107は、過去に実際に消費された電力量を検出してROM105に記憶させるようにしてもよい。この場合、ROM105には、機能毎に消費される電力量を予め記憶する。制御部107は、各機能部が使用された回数をカウントしてROM105に記憶させ、ROM105が記憶する情報を用いて、過去24時間の消費電力の平均値を算出するようにしてもよい。この場合、制御部107は、算出した平均値を、現在の発電量が継続された場合に発電可能である発電量を閾値とする。
なお、所定活動時間は、予め定められた値であってもよく、操作部20が操作された結果に応じて、デジタル時計1が使われる環境や状況(例えば、登山、スキー、ハイキング、ヨットレース、マラソン等)に応じて複数の所定値の中から制御部107が選択するようにしてもよい。
また、IIおよびIIIで説明した所定時間は1例であり、これに限られない。所定時間は2時間より短い1時間や30分であってもよく、または2時間より長い2時間半や3時間以上であってもよい。
【0071】
次に、充電状況の判別方法について説明する。
図8は、本実施形態に係る発電レベル確認モードにおける処理のフローチャートである。なお、
図8に示す処理は、閾値が所定値の5である例である。
【0072】
(ステップS1)制御部107は、入力回路104が出力する情報に基づいて、発電レベル確認モードであるか否かを判別する。制御部107は、発電レベル確認モードであると判別した場合(ステップS1;YES)、ステップS2の処理に進め、発電レベル確認モードではないと判別した場合(ステップS1;NO)、ステップS1の処理を繰り返す。
【0073】
(ステップS2)制御部107は、発電検出制御回路132へスイッチSWをオン状態に切り替える指示を出力する。続けて、発電検出制御回路132は、制御部107が出力した指示に応じて、スイッチSWをオン状態に切り替える。
【0074】
(ステップS3)AD回路133は、発電検出制御回路132が出力する検出のタイミング毎に抵抗R1に発生する電圧値を検出して、検出した電圧値を示す情報を制御部107に出力する。続けて、制御部107は、AD回路133が出力した電圧値を示す情報に基づいて、照度を推定する。
【0075】
(ステップS4)制御部107は、所定の時間(
図4の期間T2)が経過したか否かを判別する。なお、制御部107は、例えば分周回路15が出力する基準信号を用いて経過時間をカウントする。制御部107は、所定の時間が経過したと判別した場合(ステップS4;YES)、ステップS5の処理に進め、所定の時間が経過していないと判別した場合(ステップS4;NO)、ステップS3に処理を戻す。
【0076】
(ステップS5)制御部107は、電池残量検出回路101に二次電池Eの残量を検出するタイミングの指示を出力する。続けて、電池残量検出回路101は、残量を検出するタイミングのとき、二次電池Eの残量を検出し、検出した残量を示す情報を制御部107に出力する。続けて、制御部107は、電池残量検出回路101が出力した二次電池Eの残量を示す情報を取得する。
【0077】
(ステップS6)制御部107は、取得した太陽電池Gの発電量(照度、電圧値、電流値のうちの少なくとも1つ)に基づいて、発電レベルを推定する。
【0078】
(ステップS7)制御部107は、推定した発電レベルと、ROM105が記憶する所定値の閾値と比較する。制御部107は、発電レベルが5以上であるか否かを判別する。制御部107は、発電レベルが5以上であると判別した場合(ステップS7;YES)、ステップS8に処理を進め、発電レベルが5未満であると判別した場合(ステップS7;NO)、ステップS1に処理を戻す。
【0079】
(ステップS8)制御部107は、二次電池Eの二次電池Eの残量表示303において、残量を表示するドットのうち、最も“F”に近いドットを点滅させることで、充電状況を報知する。このように、充電状況を報知した場合、充電に適した状況であることを報知している。制御部107は、処理後、ステップS1の処理に戻す。
【0080】
次に、報知部30に表示される発電レベルと電池残量の例を説明する。
図9は、本実施形態に係る報知部30に表示される発電レベルと電池残量の例を示す図である。
図5を用いて説明したように、報知部30上には、秒表示302、二次電池Eの残量表示303、および発電レベルの表示304が含まれる。
秒表示302は、0時(12時)の位置のドットが302(60)であり、時計回りに、60個のドット302(1)、・・・、302(30)、・・・302(60)を備える。
【0081】
図9に示す例では、略1時〜略5時の秒表示302に発電レベルが表示される。すなわち、12時を基準としたとき、略30度〜略150度の範囲に発電レベルの表示304が配置される。略5時の“0”の位置は、発電レベルが0であることを表し、略1時の“10”の位置は、発電レベルが10であることを表す。
図9に示す例は、発電レベルが6の例である。この場合、
図7に示すように、略5時の位置から略2時半の位置までのドットが点灯する。
【0082】
図9において、破線310で囲んだ領域は、発電レベルが5以上であるか否かを判別するエリアを示している。破線310で囲んだ領域に示すように、発電レベルが5以上の場合、制御部107は、二次電池Eの残量のドットを点滅させることで充電状況を報知する(充電表示あり)。また、破線310で囲んだ領域に示すように、発電レベルが5未満の場合、制御部107は、二次電池Eの残量のドットを点滅させないことで充電状況を報知しない(充電表示なし)。
【0083】
また、略7時〜略9時の秒表示302に二次電池Eの残量の表示が表示される。すなわち、12時を基準としたとき、略210度〜略270度の範囲に二次電池Eの残量表示303が配置される。略7時の“E”の位置は、二次電池Eの残量が所定の電圧値以下であり、充電が必要なことを表す。また、略9時の“F”の位置は、二次電池Eの残量がフル充電状態であることを表す。
図9に示す例は、二次電池Eの残量が70%(=7/10)であり、略7時からドットが7つ点灯している。そして、発電レベルが5以上であるため、略7時から7つ目の最も“F”に近いドットを点滅させることで、充電状況の報知を行っている。なお、充電状況とは、前述したように、発電量が充分であり、二次電池Eの残量が増えている、充電されていることを示す。
【0084】
図10は、本実施形態に係る発電レベル毎の表示例を示す図である。
符号g302は、発電レベルが2のときの表示であり、符号g304は、発電レベルが4のときの表示であり、符号g306は、発電レベルが6のときの表示である。符号g308は、発電レベルが8のときの表示であり、符号g310は、発電レベルが10のときの表示である。なお、制御部107は、発電レベルが奇数(1,3,5,7,9)のときにも表示を行うようにしてもよい。
【0085】
なお、
図9と
図10に示した表示例は一例であり、これに限られない。例えば、二次電池Eの残量表示303、および発電レベルの表示304の配置は、互いに対称的に配置することができる。例えば、時計画面の12時と6時とを結ぶ線分311を中心に左右逆(線対称)であってもよく、あるいは、時計画面の3時と9時とを結ぶ線分312を中心に上下に対向(線対称)するように配置されていてもよく、時計画面の中心点313を対称点として斜めに対向(点対称)するように配置されていてもよい。
【0086】
また、
図9と
図10に示した例は、秒表示302を二次電池Eの残量表示303、および発電レベルの表示304に兼用した例であり、二次電池Eの残量表示303、および発電レベルの表示304の報知方法は他の方法であってもよい。
例えば、二次電池Eの残量表示303または発電レベルの表示304を報知部30内にアイコン、バーグラフ、ピクトグラム等で表示するようにしてもよい。そして、二次電池Eの残量表示303または発電レベルの表示304の表示は、例えば“E”から“F”にドットが増えてくように変化させてもよい。また、
図5、9、10に示した例では、ドットを点灯させる例を示したが、反転させて、必要な情報のドットのみを消灯させるようにしてもよい。
【0087】
図9に示した例では、充電状況を充電残量の1ドットを変化させて報知する例を説明したが、これに限られない。制御部107は、例えば、発電レベルの表示を点滅させてもよい。
または、制御部107は、充電残量の表示を変化させることで、充電状況を報知するようにしてもよい。
図11は、本実施形態に係る充電残量の表示の他の例を示す図である。
図11に示す例では、制御部107が、二次電池Eの残量表示303の表示のうち、破線305で囲んだ領域のドットを点灯と点滅を所定の時間周期で所定の回数繰り返すことで、充電状況を報知する。このように、制御部107は、報知部30の表示を変化させることで、充電状況を報知するようにしてもよい。この場合であっても、制御部107は、発電レベルの表示304を変化させてもよい。すなわち、制御部107は、二次電池Eの残量表示303と発電レベルの表示304のうち少なくとも1つを変化させることで、充電状況を報知するようにしてもよい。
【0088】
次に、デジタル時計1の置かれる環境と表示される発電レベルの一例を説明する。
図12は、本実施形態に係るデジタル時計1の置かれる環境と表示される発電レベルの一例を示す図である。
図12の符号g301は、位置を示す図であり、符号g302は、位置と発電レベルと充電状況の関係の例を示す表である。また、
図12に示す例は、閾値が所定値の5の例である。
【0089】
位置a1は、山小屋内のランプ下のテーブル上であり、位置a2は、山小屋内の窓際に設置されている物入れの上であり、位置a3は、野外で荷物の影となる位置であり、位置a4と位置a5は、野外である。なお、各位置の照度の大小関係は、位置a1の照度が最も低く、位置a5の照度が最も高く、a1<a2<a3<a4<a5の関係である。
【0090】
充電残量は、二次電池Eの残量が7であるため、二次電池Eの残量表示303(
図9)に“7”を示すように表示され、すなわち“E”から7ドット表示される。
発電レベルは、発電レベルの表示304(
図9)に、位置a1の場合が“0”、位置a2の場合が“1”、位置a3の場合が“5”、位置a4の場合が“8”、位置a5の場合が“10”が表示される。
また、発電レベルが5以上の位置a3〜位置a5において、二次電池Eの残量表示303が点滅することで充電状況が報知される。
【0091】
このように、利用者は、報知部30上に表示される充電状況を確認することで、充電に最適な状況、すなわち照度が充電に十分な場所を見つけることができる。
図12に示した例では、利用者は、充電状況の点滅を確認することで、位置a3〜位置a5にデジタル時計1を置いたときに、必要な電力が充電できる最適な位置を見つけることができる。さらに、利用者は、発電レベルの表示も確認することで、位置a5が最も発電レベルが高い位置であることを知ることができる。なお、先に位置a3を見つけた場合、その環境で充電レベルが十分であるため、利用者は、別の位置を探す必要がなくなる。
【0092】
前述したように所定活動量を閾値として、二次電池Eの残量が少ない場合、例えば位置a5のみが発電レベルが5以上になる場合もありえる。このような場合、本実施形態のような充電状況の表示機能を有していないデジタル時計では、利用者が野外である位置a4や位置a3にデジタル時計を置くことで充分な発電量が得られると考えてしまう場合もありあえる。本実施形態によれば、利用者は、デジタル時計1を何カ所かに置き、報知部30の充電状況の表示を確認することで、24時間の活動に必要な発電量が得られる位置a5を知ることができる。
また、二次電池Eの残量が90%の場合、例えば位置a2でも24時間の活動に必要な発電量が得られる。この場合、利用者は、例えば位置a1と位置a2にデジタル時計1を置いて報知部30の表示される情報を比べることで、24時間の活動に必要な発電量が得られる位置a2を知ることができる。
【0093】
また、
図5、
図9、
図10に示した例では、現在の二次電池Eの残量と現在の発電レベルを表示する例を説明したが、これに限られない。
例えば、利用者が、最初にデジタル時計1を置いた場所の発電レベルが6であった場合、制御部107は、発電レベルが6の位置に対応するドット、例えば302(13)(
図8)を点灯したまま例えば30秒間ホールドするようにしてもよい。利用者は、発電レベルがさらに高い置き場所を探すとき、何カ所か置き場所を変えたり置く角度を変える。この場合、利用者はホールドされた6を確認しながら他の場所にデジタル時計1を置いたときの報知を見比べて、より高い発電レベルが表示される場所を探すことができる。なお、例えば、発電レベルの表示304をさらに内周に設けて二重にし、内周側か外周側にホールドしている発電レベルを表示するようにしてもよい。
【0094】
本実施形態によれば、発電レベルと閾値とを比較することで、充電状況を報知するようにしたので、利用者は、デジタル時計1を効率よく充電を行うことができる状況であるか知ることができる。
特に、通信部17を用いて外部装置2と通信を行っている場合や、GPSを用いている場合は、通信を行っていない場合と比較して消費電力が大きい。このため、効率良く充電できる場所を見つけて、効率良く充電を行うことが重要である。本実施形態によれば、利用者は、充電状況を確認することで、デジタル時計1を効率良く充電できる場所を見つけることができる。
【0095】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、実施形態では、照度、二次電池Eの残量、および充電状況を報知部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、上述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、発電レベルが閾値以上の場合、充電状況を点滅させて表示して、さらに「ピッ」音を報知するようにしてもよい。
【0096】
また、実施形態では、報知部30が液晶表示装置であり、照度、二次電池Eの残量、充電状況を画像で表示する例を説明したがこれに限られない。例えば、報知部30は、指針であってもよい。この場合、ユニット10は、ステッピングモータを備え、制御部107が、ステッピングモータを駆動して、照度、二次電池Eの残量、発電量を指針で報知するようにしてもよい。
【0097】
なお、本発明における制御部107、制御回路16、ユニット10の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより発電量の推定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)を備えたWWWシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【0098】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。