特開 2024-88904 電子回路及び電子装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024088904

(43)【公開日】2024-07-03

(54)【発明の名称】電子回路及び電子装置

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/78 20060101AFI20240626BHJP

   H03K 17/945 20060101ALI20240626BHJP

   H03K 17/689 20060101ALI20240626BHJP

【ＦＩ】

H03K17/78 Q

H03K17/945 K

H03K17/689

【審査請求】有

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022203946

(22)【出願日】2022-12-21

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2023-08-17

(71)【出願人】

【識別番号】000005038

【氏名又は名称】セイコーグループ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】磯谷 亮介

(72)【発明者】

【氏名】吉田 宜史

【テーマコード（参考）】

5J050

5J055

【Ｆターム（参考）】

5J050AA00

5J050BB16

5J050BB21

5J050DD08

5J050EE13

5J050EE17

5J050EE22

5J050FF04

5J055BX16

5J055CX23

5J055DX14

5J055DX22

5J055DX55

5J055DX61

5J055EX07

5J055EX30

5J055EY01

5J055EY14

5J055EY21

5J055EZ57

5J055GX01

5J055GX02

5J055GX03

(57)【要約】

【課題】例えば発光ダイオード等の光起電力素子が光の照射によって発生する光起電力を利用する電源オンオフ制御の向上を図る。
【解決手段】電源が接続される第１端子と、第２端子と、制御入力端子とを備えるスイッチであって、自スイッチの第１端子に印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧を超える負電圧が自スイッチの制御入力端子に印加された場合に自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第１スイッチと、電源と第１スイッチの制御入力端子との間に順方向に接続され、光の照射によって発生する光起電力により、電源電圧に対して第１スイッチの閾値電圧を超える負電圧を第１スイッチの制御入力端子に印加させる光起電力素子と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源が接続される第１端子と、第２端子と、制御入力端子とを備えるスイッチであって、自スイッチの第１端子に印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧を超える負電圧が自スイッチの制御入力端子に印加された場合に自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第１スイッチと、
前記電源と前記第１スイッチの制御入力端子との間に順方向に接続され、光の照射によって発生する光起電力により、前記電源電圧に対して前記第１スイッチの閾値電圧を超える負電圧を前記第１スイッチの制御入力端子に印加させる光起電力素子と、
を備える電子回路。

【請求項2】

前記第１スイッチはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第１スイッチの第１端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、
前記第１スイッチの第２端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、
前記第１スイッチの制御入力端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである、
請求項１に記載の電子回路。

【請求項3】

前記電源と前記第１スイッチの制御入力端子との間に前記光起電力素子に並列に接続されるプルアップ抵抗、
をさらに備える請求項１又は２のいずれか１項に記載の電子回路。

【請求項4】

前記第１スイッチの制御入力端子に接続される第１端子と、前記電源電圧に対して前記第１スイッチの閾値電圧を超える負電圧が印加される第２端子と、前記電子回路の外部から入力される外部制御信号が接続される制御入力端子とを備えるスイッチであって、前記外部制御信号に従って自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第２スイッチ、
をさらに備える請求項３に記載の電子回路。

【請求項5】

前記第２スイッチはＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第２スイッチの第１端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、
前記第２スイッチの第２端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、
前記第２スイッチの制御入力端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである、
請求項４に記載の電子回路。

【請求項6】

前記第２スイッチの第２端子は前記電源の負電源電圧が印加される、
請求項５に記載の電子回路。

【請求項7】

前記電源が接続される第１端子と、第２端子と、制御入力端子とを備えるスイッチであって、自スイッチの第１端子に印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧を超える負電圧が自スイッチの制御入力端子に印加された場合に自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第３スイッチをさらに備え、
前記光起電力素子は、さらに、前記電源と前記第３スイッチの制御入力端子との間に順方向に接続される、
請求項６に記載の電子回路。

【請求項8】

前記光起電力素子のカソードと、前記第１スイッチの制御入力端子との間に前記プルアップ抵抗に直列に接続される分圧抵抗をさらに備え、
前記プルアップ抵抗と前記分圧抵抗との抵抗値の関係は、前記第２スイッチの第１端子と第２端子とが導通である場合に、前記電源電圧に対して前記第３スイッチの閾値電圧を超える負電圧を前記第３スイッチの制御入力端子に印加させない、
請求項７に記載の電子回路。

【請求項9】

前記第３スイッチはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第３スイッチの第１端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、
前記第３スイッチの第２端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、
前記第３スイッチの制御入力端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである、
請求項８に記載の電子回路。

【請求項10】

前記光起電力素子は、赤色の発光ダイオード又は赤外線の発光ダイオードである、
請求項１に記載の電子回路。

【請求項11】

請求項１に記載の電子回路と、
電源と、
前記第１スイッチの第２端子から前記電源の電力の供給を受ける負荷回路と、
を備える電子装置。

【請求項12】

請求項４に記載の電子回路と、
電源と、
前記第１スイッチの第２端子から前記電源の電力の供給を受ける制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記第２スイッチの制御入力端子に接続される外部制御信号を出力する、
電子装置。

【請求項13】

前記制御回路が起動してから所定の時間が経過した場合に、前記制御回路が前記外部制御信号を出力する、
請求項１２に記載の電子装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電子回路及び電子装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電池が電源に用いられる電子装置において、ユーザが電池を挿入する手間を省くために、予め電池が直接に基板に実装されていたり、電池が予め挿入されていたりする。この電子装置に対してユーザの使用前に電池が放電（待機電力）により消耗することを防止する技術が例えば特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された技術は、光が照射された際に発光ダイオード（Light Emitting Diode；ＬＥＤ）が発生する光起電力を利用する光ラッチ回路によって、電源オンオフ制御を行っている。

【0003】

特許文献１に記載された光ラッチ回路は、第１入力端子から入力される第１発電電圧と予め設定された第１閾値電圧とを比較し、前記第１発電電圧が前記第１閾値電圧を超えた場合、セット信号を判定出力端子から出力する電圧検知器と、前記第１入力端子と接地点との間に順方向に接続され、光が照射された際に光起電力により所定の前記第１発電電圧を前記第１入力端子に出力する第１光発電素子と、前記第１入力端子と前記判定出力端子との間に介挿されたフィードバック抵抗とを備える。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２０－１６１９２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述した特許文献１に記載された光ラッチ回路では、光が照射された際に光起電力により第１光発電素子が出力する第１発電電圧が電圧検知器の第１入力端子に入力されて電圧検知器で第１閾値電圧と比較されるが、当該第１発電電圧がプラス電圧であるので電圧検知器の第１入力端子への入力回路を正論理で構成しなければならず、当該入力回路の多様化が難しい。このため、当該光ラッチ回路を用いた電源オンオフ制御の応用が難しいという問題があった。

【0006】

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、例えば発光ダイオード等の光起電力素子が光の照射によって発生する光起電力を利用する電源オンオフ制御の向上を図ることにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、電源が接続される第１端子と、第２端子と、制御入力端子とを備えるスイッチであって、自スイッチの第１端子に印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧を超える負電圧が自スイッチの制御入力端子に印加された場合に自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第１スイッチと、前記電源と前記第１スイッチの制御入力端子との間に順方向に接続され、光の照射によって発生する光起電力により、前記電源電圧に対して前記第１スイッチの閾値電圧を超える負電圧を前記第１スイッチの制御入力端子に印加させる光起電力素子と、を備える電子回路である。

【0008】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記第１スイッチはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第１スイッチの第１端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、前記第１スイッチの第２端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、前記第１スイッチの制御入力端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである。

【0009】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記電源と前記第１スイッチの制御入力端子との間に前記光起電力素子に並列に接続されるプルアップ抵抗、をさらに備える。

【0010】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記第１スイッチの制御入力端子に接続される第１端子と、前記電源電圧に対して前記第１スイッチの閾値電圧を超える負電圧が印加される第２端子と、前記電子回路の外部から入力される外部制御信号が接続される制御入力端子とを備えるスイッチであって、前記外部制御信号に従って自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第２スイッチ、をさらに備える。

【0011】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記第２スイッチはＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第２スイッチの第１端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、前記第２スイッチの第２端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、前記第２スイッチの制御入力端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである。

【0012】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記第２スイッチの第２端子は前記電源の負電源電圧が印加される。

【0013】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記電源が接続される第１端子と、第２端子と、制御入力端子とを備えるスイッチであって、自スイッチの第１端子に印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧を超える負電圧が自スイッチの制御入力端子に印加された場合に自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第３スイッチをさらに備え、前記光起電力素子は、さらに、前記電源と前記第３スイッチの制御入力端子との間に順方向に接続される。

【0014】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記光起電力素子のカソードと、前記第１スイッチの制御入力端子との間に前記プルアップ抵抗に直列に接続される分圧抵抗をさらに備え、前記プルアップ抵抗と前記分圧抵抗との抵抗値の関係は、前記第２スイッチの第１端子と第２端子とが導通である場合に、前記電源電圧に対して前記第３スイッチの閾値電圧を超える負電圧を前記第３スイッチの制御入力端子に印加させない。

【0015】

本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記第３スイッチはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、前記第３スイッチの第１端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、前記第３スイッチの第２端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、前記第３スイッチの制御入力端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである。
本発明の一態様は、上記の電子回路において、前記光起電力素子は、赤色の発光ダイオード又は赤外線の発光ダイオードである。

【0016】

本発明の一態様は、上記の電子回路と、電源と、前記第１スイッチの第２端子から前記電源の電力の供給を受ける負荷回路と、を備える電子装置である。

【0017】

本発明の一態様は、上記の電子回路と、電源と、前記第１スイッチの第２端子から前記電源の電力の供給を受ける制御回路と、を備え、前記制御回路は、前記第２スイッチの制御入力端子に接続される外部制御信号を出力する。

【0018】

本発明の一態様は、上記の電子装置において、前記制御回路が起動してから所定の時間が経過した場合に、前記制御回路が前記外部制御信号を出力する。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、例えば発光ダイオード等の光起電力素子が光の照射によって発生する光起電力を利用する電源オンオフ制御の向上を図ることができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係る電子装置の構成例を示すブロック図である。

【図2】第１実施形態に係る電子装置の具体的な構成例を示す図である。

【図3】第１実施形態に係る電子回路の動作例を示すフローチャートである。

【図4】第２実施形態に係る電子装置の具体的な構成例を示す図である。

【図5】第３実施形態に係る電子装置１の具体的な構成例を示す図である。

【図6】第３実施形態に係る電子回路の動作例を示すフローチャートである。

【図7】第４実施形態に係る電子装置の具体的な構成例を示す図である。

【図8】第４実施形態に係る電子装置の具体的な構成例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。

【0022】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電子装置１の構成例を示すブロック図である。図１において電子装置１は、電子回路１０と、電源ＢＴと、負荷回路３０とを備える。電子回路１０は、例えば発光ダイオード等の光起電力素子が光の照射によって発生する光起電力を利用する電源オンオフ制御を行うための回路である。電子回路１０は、電源ＢＴから供給される電力を負荷回路３０へ供給する際のオン（電力供給）とオフ（電力非供給）とを切り替える。負荷回路３０は、電子回路１０を介して、電源ＢＴから電力の供給を受ける。

【0023】

電源ＢＴは、例えば電池である。電池が電源ＢＴに用いられる電子装置１において、ユーザが電池を挿入する手間を省くために、予め電池が直接に基板に実装されていたり、電池が予め挿入されていたりする。

【0024】

図２は、第１実施形態に係る電子装置１の具体的な構成例を示す図である。図２には、電子回路１０の具体的な回路構成例が示されている。

【0025】

図２において、電子回路１０は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ）＿Ｑ１（第１スイッチ）と、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２（第２スイッチ）と、発光ダイオードＤ１と、プルアップ抵抗Ｒ１とを備える。

【0026】

発光ダイオードＤ１は、光起電力素子の一例である。光起電力素子として、発光ダイオード以外の例えばフォトダイオードや太陽電池等が用いられてもよい。

【0027】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソース（第１端子）は、電源ＢＴのプラス端子と発光ダイオードＤ１のアノードとプルアップ抵抗Ｒ１の片方の端子（第１端子）とに接続されている。電源ＢＴのマイナス端子は、電子装置１のグランド端子ＧＮＤ（０ボルト（Ｖ））に接続されている。

【0028】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のドレイン（第２端子）は、制御回路３０Ａの電源端子ＰＯＷに接続されている。制御回路３０Ａは、負荷回路３０の一例である。制御回路３０Ａは、電源端子ＰＯＷに供給される電力で動作する。制御回路３０Ａは、電源端子ＰＯＷに電力が供給されると起動する。

【0029】

制御回路３０Ａは、例えばマイクロコンピュータである。制御回路３０Ａとしてのマイクロコンピュータは、所定のプログラムを実行することによって制御回路３０Ａの機能を実現する。

【0030】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲート（制御入力端子）は、発光ダイオードＤ１のカソードとプルアップ抵抗Ｒ１の片方の端子（第２端子）とＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソース（第１端子）とに接続されている。

【0031】

発光ダイオードＤ１は、電源ＢＴのプラス端子とＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートとの間に順方向に接続されている。つまり、発光ダイオードＤ１のアノードが電源ＢＴのプラス端子に接続され、発光ダイオードＤ１のカソードがＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに接続されている。

【0032】

プルアップ抵抗Ｒ１は、電源ＢＴのプラス端子とＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートとの間に、発光ダイオードＤ１に並列に接続されている。つまり、プルアップ抵抗Ｒ１の一方の端子（第１端子）が電源ＢＴのプラス端子と発光ダイオードＤ１のアノードとに接続され、プルアップ抵抗Ｒ１のもう一方の端子（第２端子）がＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートと発光ダイオードＤ１のカソードとに接続されている。

【0033】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のドレイン（第１端子）は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートと発光ダイオードＤ１のカソードとプルアップ抵抗Ｒ１の片方の端子（第２端子）とに接続されている。

【0034】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソース（第２端子）は、電子装置１のグランド端子ＧＮＤに接続されている。したがって、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースには、電源ＢＴのマイナスの電源電圧（負電源電圧（０Ｖ））と同じ電圧が印加される。

【0035】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のゲート（制御入力端子）は、制御回路３０Ａの出力端子ＯＵＴに接続されている。制御回路３０Ａは、外部制御信号ＦＢを出力端子ＯＵＴから出力する。したがって、制御回路３０Ａの出力端子ＯＵＴから出力される外部制御信号ＦＢは、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のゲートに入力される。これにより、外部制御信号ＦＢは、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間のオンオフを制御する信号である。

【0036】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１は、ソースに印加される電源ＢＴのプラスの電源電圧（以下、単に電源電圧と称する）に対して所定の閾値電圧ＶＴＨ１を超えるマイナスの電圧（負電圧）がゲートに印加された場合にソースとドレイン間を導通させる（導通状態）。一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１は、ソースに印加される電源電圧に対してゲートに印加される負電圧が閾値電圧ＶＴＨ１を超えない場合にソースとドレイン間を非導通させる（非導通状態）。

【0037】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が導通状態である場合には電源ＢＴから制御回路３０Ａへ電力が供給される。一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が非導通状態である場合には電源ＢＴから制御回路３０Ａへ電力が供給されない。

【0038】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２は、ソースに印加される電圧に対して所定の閾値電圧ＶＴＨ２を超えるプラスの電圧（正電圧）がゲートに印加された場合にソースとドレイン間を導通させる（導通状態）。一方、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２は、ソースに印加される電圧に対してゲートに印加される正電圧が閾値電圧ＶＴＨ２を超えない場合にソースとドレイン間を非導通させる（非導通状態）。

【0039】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が導通状態である場合にはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに負電源電圧が印加される。負電源電圧は、電源電圧に対して閾値電圧ＶＴＨ１を超える負電圧である。これにより、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が導通状態である場合には、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が導通状態になる。

【0040】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２は外部制御信号ＦＢによってソースとドレイン間のオンオフが制御されるので、外部制御信号ＦＢによってＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間を導通状態にすることができる。具体的には、制御回路３０Ａが外部制御信号ＦＢを電源電圧のレベル（ハイレベル（Ｈレベル））で出力すれば、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間を導通状態にしてＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間を導通状態にすることができる。一方、制御回路３０Ａが外部制御信号ＦＢを電源ＢＴの負電源電圧のレベル（ローレベル（Ｌレベル））で出力すれば、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間を非導通状態にすることができる。

【0041】

発光ダイオードＤ１は、光の照射によって発生する光起電力により、電源電圧に対して閾値電圧ＶＴＨ１を超える負電圧をＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに印加させる。

【0042】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が非導通状態である場合において発光ダイオードＤ１に光が照射されていないときは、発光ダイオードＤ１の光起電力が発生せず、発光ダイオードＤ１に並列に接続されているプルアップ抵抗Ｒ１によりＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに電源電圧が印加される。したがって、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が非導通状態である場合において発光ダイオードＤ１に光が照射されていないときは、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１の条件が満たされないので、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が非導通状態であり、よって電源ＢＴから制御回路３０Ａへ電力が供給されない。このとき電源ＢＴから流れる電流は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１とＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のオフ時（非導通状態）のリーク電流のみであり、非常に小さい待機電流を実現することができる。

【0043】

発光ダイオードＤ１に光が照射されている場合、発光ダイオードＤ１のカソードに対してアノードに高い電圧が生じる（いわゆる光起電力が発生する）。これにより、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が非導通状態である場合において発光ダイオードＤ１に光が照射されているときは、発光ダイオードＤ１の光起電力により、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートには、ソースに印加される電源電圧よりも当該光起電力の分だけ低い電圧が印加される。

【0044】

このとき、プルアップ抵抗Ｒ１の両端に電位差が生じるのでプルアップ抵抗Ｒ１に電流が流れるが、プルアップ抵抗Ｒ１の抵抗値を十分に大きい値にしておけば、プルアップ抵抗Ｒ１に流れる電流は発光ダイオードＤ１の発電電流に比べて十分に少なくすることができるので、プルアップ抵抗Ｒ１に流れる電流の影響を無視することができる。発光ダイオードＤ１の発電電流は一般的に数十マイクロアンペア（μＡ）から数百μＡまでであるので、プルアップ抵抗Ｒ１の抵抗値を１００キロオーム（ｋΩ）以上にすることが好ましい。

【0045】

Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が非導通状態である場合において、光の照射によって発生する発光ダイオードＤ１の光起電力により、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに対して、ソースに印加される電源電圧よりも閾値電圧ＶＴＨ１を超える負電圧が印加されれば、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が導通状態になって電源ＢＴから制御回路３０Ａへ電力が供給される。このとき、発光ダイオードＤ１への光の照射がなくなると、発光ダイオードＤ１の光起電力がなくなってＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１の条件が満たされなくなるので、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が非導通状態になって電源ＢＴから制御回路３０Ａへ電力が供給されなくなる。

【0046】

図２の電子回路１０において、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１の条件は、ソースに印加される電源電圧に対して、ゲートに印加される電圧が閾値電圧ＶＴＨ１を超える負電圧である。このため、電源電圧が何らかの原因で低下しても、発光ダイオードＤ１の光起電力によってゲートに印加される電圧は「（電源電圧）－（光起電力分の電圧）」であるので電源電圧の低下分下がるが、閾値電圧ＶＴＨ１の条件の基準電圧であるソースに印加される電源電圧自体が等しく低下するので、電源電圧の低下は閾値電圧ＶＴＨ１の条件に影響しない。この点は、電源電圧が何らかの原因で上昇する場合も同様である。したがって、図２の電子回路１０によれば、電源電圧の変動に対してＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１は、電源電圧の変動の影響を受けることなく、安定したスイッチ動作を行うことができる。これは、一般的な固定の閾値を用いる電圧検出回路と比較してＭＯＳＦＥＴの有利な点であり、簡易な構成にするためにもＭＯＳＦＥＴを用いて電圧検出機能を実現することは好ましい。

【0047】

図２の電子回路１０によれば、外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が非導通状態であるので、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間の導通の有無を切り替えることができる。したがって、外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合には、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給の有無を切り替えることができる。なお、制御回路３０Ａが非起動状態である場合に外部制御信号ＦＢがＬレベルになるように制御回路３０Ａを構成しておく。

【0048】

一方、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が導通状態であるので、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無に関係なく、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間を導通状態に固定することができる。

【0049】

したがって、制御回路３０Ａが非起動状態である時に発光ダイオードＤ１に光を照射することによりＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間を導通状態にして制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給を開始し、制御回路３０Ａが起動後に外部制御信号ＦＢをＬレベルからＨレベルに変えることによりＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間の導通状態を固定化して制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給を継続することができる。

【0050】

さらには、その後、発光ダイオードＤ１への光の照射がない状態において、制御回路３０Ａが外部制御信号ＦＢをＨレベルからＬレベルに変えることにより、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間を非導通状態に切り替えて制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給を停止させることができる。

【0051】

また、制御回路３０Ａは起動してから所定の待機時間が経過した後に外部制御信号ＦＢをＬレベルからＨレベルに変えてもよい。これは、ノイズや発光ダイオードＤ１への意図しない光の照射による電源オンオフ制御の誤動作の影響を抑制する効果を奏する。この点について説明する。ノイズや発光ダイオードＤ１への意図しない光の照射によってＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が導通状態になり、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が開始されて制御回路３０Ａが起動しても、当該待機時間により直ぐには外部制御信号ＦＢがＬレベルからＨレベルに変わらない。ここで、ノイズや発光ダイオードＤ１への意図しない光の照射ではＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間の導通状態（つまり、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給）は長続きしないと考えられる。したがって、ノイズや発光ダイオードＤ１への意図しない光の照射では、たとえ制御回路３０Ａが起動したとしても、制御回路３０Ａが起動してから所定の待機時間が経過するまで制御回路３０Ａが動作し続けられず、よって制御回路３０Ａは外部制御信号ＦＢをＬレベルからＨレベルに変えられない。これにより、ノイズや発光ダイオードＤ１への意図しない光の照射によって制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が誤開始されたとしても、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給は継続されないので、電源ＢＴの消耗を抑制することができる。

【0052】

また、制御回路３０Ａは、自己の内部状態に応じて外部制御信号ＦＢを制御してもよい。例えば、制御回路３０Ａが起動後に規定の動作を行うことができない場合は、制御回路３０Ａは外部制御信号ＦＢをＬレベルのまま維持する。これにより、発光ダイオードＤ１への光の照射がなくなれば、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が停止されるので、制御回路３０Ａが規定の動作を行うことができない状態で動作し続けることを防ぐことができる。

【0053】

発光ダイオードＤ１は、赤色の発光ダイオード（赤色ＬＥＤ）又は赤外線の発光ダイオード（赤外線ＬＥＤ）を用いてもよい。赤色ＬＥＤ又は赤外線ＬＥＤを発光ダイオードＤ１に用いる場合、発光ダイオードＤ１に照射する光の波長は８４０ナノメートル（ｎｍ）から９５０ｎｍであることが好ましい。これは、光を発生する光照射側の赤外線ＬＥＤは大出力のものが入手しやすいので、十分に強い赤外線を発生させることが容易であるからである。

【0054】

大出力の赤外線ＬＥＤによって十分に強い赤外線を発生させて発光ダイオードＤ１（赤色ＬＥＤ又は赤外線ＬＥＤ）に照射することにより、光照射側の赤外線ＬＥＤと発光ダイオードＤ１間の距離がある程度離れていても、発光ダイオードＤ１の光起電力を十分に発生させることができる。さらに、そのような強い赤外線であっても不可視光であるので、ユーザに違和感を与えることがない。また、強い赤外線を用いることにより発光ダイオードＤ１の光起電力を十分に発生させることができるので、ノイズによる誤動作を防ぐ効果が得られる。

【0055】

また、電源ＢＴが例えば酸化銀電池（公称電圧は１．５５Ｖ）や空気亜鉛電池（公称電圧は１．４Ｖ）である場合、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１及びＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２の閾値電圧ＶＴＨ２は、０．５Ｖから１．３Ｖくらいまでが好ましい。

【0056】

図２の電子回路１０の具体例として、電源ＢＴは酸化銀電池（電源電圧は１．５５Ｖ）であり、プルアップ抵抗Ｒ１の抵抗値は１メガオーム（ＭΩ）であり、発光ダイオードＤ１は赤色ＬＥＤ（ＶＦは１．８５Ｖ）であり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１は０．９Ｖ（ｍａｘ値）であり、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２の閾値電圧ＶＴＨ２は０．９Ｖ（ｍａｘ値）である。

【0057】

次に図３を参照して図２の電子回路１０の動作を説明する。図３は、第１実施形態に係る電子回路１０の動作例を示すフローチャートである。

【0058】

以下、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が導通状態になることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンすると称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が導通状態であることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンであると称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が非導通状態になることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオフすると称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとドレイン間が非導通状態であることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオフであると称したりする場合がある。Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２についても同様に称する場合がある。

【0059】

また、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースに印加される電圧をソース電圧と称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに印加される電圧をゲート電圧と称したりする場合がある。Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２についても同様に称する場合がある。

【0060】

初期状態において、電子回路１０は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオフであり、外部制御信号ＦＢがＬレベルであるのでＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオフである。したがって、初期状態において、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給はない。

【0061】

（ステップＳ１）初期状態において、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１及びＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２はオフである。

【0062】

（ステップＳ２）発光ダイオードＤ１に光が照射されることによりＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲート電圧がソース電圧に対して閾値電圧ＶＴＨ１を超える負電圧である場合（閾値電圧ＶＴＨ１の条件を満たす場合であり、ステップＳ２の判定結果「ＹＥＳ」）、ステップＳ３に進む。一方、閾値電圧ＶＴＨ１の条件を満たさない場合（ステップＳ２の判定結果「ＮＯ」）、ステップＳ１に戻る。

【0063】

（ステップＳ３）閾値電圧ＶＴＨ１の条件を満たすので、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンする。これにより、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が開始される。制御回路３０Ａは、電源ＢＴからの電力供給により起動する。

【0064】

（ステップＳ４）制御回路３０Ａが起動後に外部制御信号ＦＢをＨレベルで出力した場合（ステップＳ４、ＹＥＳ）、ステップＳ５へ進む。一方、制御回路３０Ａから出力される外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合（ステップＳ４、ＮＯ）、ステップＳ７へ進む。

【0065】

（ステップＳ５）外部制御信号ＦＢがＨレベルであるのでＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンする。

【0066】

（ステップＳ６）Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンすることにより、閾値電圧ＶＴＨ１の条件が満たされるので、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンし続ける。外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンであるので、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無に関係なく、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンである。したがって、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合には、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無に関係なく、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が行われる。

【0067】

（ステップＳ７）外部制御信号ＦＢがＬレベルであるのでＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオフである。例えば、制御回路３０Ａが起動後に外部制御信号ＦＢをＨレベルにし、その後、所定の電源供給停止条件が満たされた場合に、制御回路３０Ａが外部制御信号ＦＢをＨレベルからＬレベルに切り替える。これにより、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンからオフに切り替わり、このとき発光ダイオードＤ１に光が照射されていなければＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１ががオンからオフに切り替わり、よって制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が停止する。
ステップＳ７の後、ステップＳ２へ戻る。

【0068】

上述した第１実施形態の電子回路１０によれば、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電源供給の有無を切り替える回路であるＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートへの入力回路を負論理で構成することができるので、当該入力回路の多様化（例えば複数のオープンコレクタ信号による論理和制御など）が容易である。これにより、例えば発光ダイオード等の光起電力素子が光の照射によって発生する光起電力を利用する電源オンオフ制御の向上を図ることができるという効果が得られる。

【0069】

［第２実施形態］
第２実施形態は上述した第１実施形態の変形例である。図４は、第２実施形態に係る電子装置１の具体的な構成例を示す図である。図４には、第２実施形態に係る電子回路１０Ａの具体的な回路構成例が示されている。図４において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

【0070】

図４の電子回路１０Ａにおいて上述した図２の電子回路１０と異なる点は、図２の電子回路１０に備わるＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の代わりに、スイッチＩＣ（Integrated Circuit）＿ＳＷを用いる点である。この点以外は、図４の電子回路１０Ａは図２の電子回路１０と同様である。

【0071】

スイッチＩＣ＿ＳＷは、入力端子ＩＮと、出力端子ＯＵＴと、制御入力端子ＣＴＬとを備える。スイッチＩＣ＿ＳＷは、制御入力端子ＣＴＬに印加される電圧がＬレベルである場合に入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間を導通させる（導通状態）。一方、スイッチＩＣ＿ＳＷは、制御入力端子ＣＴＬに印加される電圧がＨレベルである場合に入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間を非導通させる（非導通状態）。

【0072】

図４の電子回路１０Ａにおいても、上述した図２の電子回路１０と同様に、外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合には、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が非導通状態であるので、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、スイッチＩＣ＿ＳＷの入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間の導通の有無を切り替えることができる。したがって、外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合には、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給の有無を切り替えることができる。なお、制御回路３０Ａが非起動状態である場合に外部制御信号ＦＢがＬレベルになるように制御回路３０Ａを構成しておく。

【0073】

また、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合には、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間が導通状態であるので、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無に関係なく、スイッチＩＣ＿ＳＷの入力端子ＩＮと出力端子ＯＵＴ間を導通状態に固定することができる。したがって、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合には、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無に関係なく、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給を継続することができる。

【0074】

上述した第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、例えば発光ダイオード等の光起電力素子が光の照射によって発生する光起電力を利用する電源オンオフ制御の向上を図ることができる。

【0075】

［第３実施形態］
図５は、第３実施形態に係る電子装置１の具体的な構成例を示す図である。図５には、第３実施形態に係る電子回路１０Ｂの具体的な回路構成例が示されている。図５において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

【0076】

図５の電子回路１０Ｂにおいて上述した図２の電子回路１０と異なる点は、図２の電子回路１０に対してさらにＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３（第３スイッチ）と分圧抵抗Ｒ２とが追加された点である。

【0077】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソース（第１端子）は、電源ＢＴのプラス端子と発光ダイオードＤ１のアノードとプルアップ抵抗Ｒ１の片方の端子（第１端子）とＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のソースとに接続されている。したがって、発光ダイオードＤ１は、電源ＢＴのプラス端子とＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートとの間に順方向に接続されると共に、電源ＢＴのプラス端子とＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲートとの間に順方向に接続されている。

【0078】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３は、ソースに印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧ＶＴＨ３を超える負電圧がゲートに印加された場合にソースとドレイン間を導通させる（導通状態）。一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３は、ソースに印加される電源電圧に対してゲートに印加される負電圧が閾値電圧ＶＴＨ３を超えない場合にソースとドレイン間を非導通させる（非導通状態）。

【0079】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソースとドレイン間が導通状態である場合には出力端子ＯＵＴＰＵＴに電源電圧が出力される。一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソースとドレイン間が非導通状態である場合には出力端子ＯＵＴＰＵＴに電源電圧が出力されない。

【0080】

以下、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソースとドレイン間が導通状態になることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオンすると称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソースとドレイン間が導通状態であることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオンであると称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソースとドレイン間が非導通状態になることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオフすると称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソースとドレイン間が非導通状態であることをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオフであると称したりする場合がある。

【0081】

また、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のソースに印加される電圧をソース電圧と称したり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲートに印加される電圧をゲート電圧と称したりする場合がある。

【0082】

分圧抵抗Ｒ２は、発光ダイオードＤ１のカソードと、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートとの間にプルアップ抵抗Ｒ１に直列に接続されている。

【0083】

図５の電子回路１０Ｂでは、分圧抵抗Ｒ２によって、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンしてもその影響がＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３に及ばない。この点について以下に説明する。

【0084】

初期状態において、電子回路１０Ｂは、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１，Ｑ３がオフであり、また、外部制御信号ＦＢがＬレベルであるのでＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオフである。このとき、発光ダイオードＤ１に光が照射されると、発光ダイオードＤ１が発生する光起電力によってＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲート電圧が下がる。

【0085】

ここで、発光ダイオードＤ１のカソードとＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲート間の分圧抵抗Ｒ２により幾らか電圧降下が生じるが、分圧抵抗Ｒ２に流れる電流はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートやＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２のソースとドレイン間に流れるリーク電流のみであるので、その電圧降下は非常に小さい。これにより、発光ダイオードＤ１によってＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１よりも十分に高い光起電力が発生すれば、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンする。

【0086】

したがって、外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合には、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のオンオフを切り替えることができる。Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンである場合には、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が行われる。一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオフである場合には、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給が行われない。

【0087】

次いで、外部制御信号ＦＢがＨレベルになると、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンすることにより、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに負電源電圧が印加される。負電源電圧は、電源電圧に対して閾値電圧ＶＴＨ１を超える負電圧である。これにより、閾値電圧ＶＴＨ１の条件が満たされるので、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合には、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無に関係なく、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンし続ける。

【0088】

このとき、外部制御信号ＦＢがＨレベルになってＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンすることによりＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲート電圧が下がっても、分圧抵抗Ｒ２があるために、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲート電圧はほぼ電源電圧のままである。このＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲート電圧は、プルアップ抵抗Ｒ１と分圧抵抗Ｒ２との抵抗値の比（分圧比）によって決まる。プルアップ抵抗Ｒ１と分圧抵抗Ｒ２との抵抗値の関係（分圧比）は、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンである場合に、電源電圧に対してＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３の閾値電圧ＶＴＨ３を超える負電圧をＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲートに印加させない。

【0089】

例えば、プルアップ抵抗Ｒ１の抵抗値が１ＭΩであり、且つ分圧抵抗Ｒ２の抵抗値が１０ＭΩである場合、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲート電圧は、電源電圧の１０／１１の電圧（電源電圧の約０．９１倍の電圧）である。具体例としてＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３の閾値電圧ＶＴＨ３「０．９Ｖ（ｍａｘ値）」であり、且つ電源ＢＴである酸化銀電池の電源電圧「１．５５Ｖ」であるので、そのゲート電圧「０．９１×１．５５＝１．４１」は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオンするための閾値電圧ＶＴＨ３の条件を満たさない。これにより、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合には、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３は、発光ダイオードＤ１への光の照射がないときはオフであり、一方、発光ダイオードＤ１への光の照射があるときは発光ダイオードＤ１の光起電力により閾値電圧ＶＴＨ３の条件が満たされてオンする。

【0090】

したがって、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合には、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１が発光ダイオードＤ１への光の照射の有無に関係なくオンし続ける一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３については、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、オンオフを切り替えることができる。Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオンである場合には出力端子ＯＵＴＰＵＴに電源電圧が出力される。一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオフである場合には出力端子ＯＵＴＰＵＴに電源電圧が出力されない。

【0091】

上述したように図５の電子回路１０Ｂによれば、外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合には発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によってＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のオンオフを切り替えるスイッチ機能が実現される。このスイッチ機能により、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給のオンオフを切り替えることができる。

【0092】

一方、外部制御信号ＦＢがＨレベルである場合には、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１をオンに保ちながら、別個に、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によってＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のオンオフを切り替えるスイッチ機能が実現される。このスイッチ機能により、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、出力端子ＯＵＴＰＵＴへの出力を切り替えることができる。

【0093】

上述したように図５の電子回路１０Ｂによれば、１個の発光ダイオードＤ１によって、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１によるスイッチ機能とＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３によるスイッチ機能とをそれぞれ実現することができる。

【0094】

ここで、出力端子ＯＵＴＰＵＴの利用方法の例を挙げる。

【0095】

（出力端子ＯＵＴＰＵＴの利用方法の例１）
マイクロコンピュータ等の制御回路３０Ａに出力端子ＯＵＴＰＵＴを接続することによって、制御回路３０Ａが発光ダイオードＤ１への光の照射の有無を検出することができる。これにより、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、制御回路３０Ａが所定の処理を実行するか否かを制御することができる。

【0096】

（出力端子ＯＵＴＰＵＴの利用方法の例２）
無線通信装置に電子装置１を適用する。無線通信装置は、出力端子ＯＵＴＰＵＴによって発光ダイオードＤ１への光の照射の有無を検出することができる。これにより、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、無線通信装置が所定の処理を実行するか否かを制御することができる。例えば、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によって、無線通信装置が電波を発信するか否かを制御することができる。

【0097】

（出力端子ＯＵＴＰＵＴの利用方法の例３）
発光ダイオードＤ１へ照射する光としてパルス状の光（パルス光）を用いる。電子回路１０Ｂによれば、発光ダイオードＤ１に射される光がパルス光であっても、出力端子ＯＵＴＰＵＴの出力を十分な応答速度でパルス光に追従させることができる。これにより、例えば強度変調されたパルス光を発光ダイオードＤ１に照射することによって、所定の命令や識別子（ＩＤ）等の情報を出力端子ＯＵＴＰＵＴを介して所定の装置へ伝達するという、光通信機能を実現することができる。例えば、特定の変調信号を用いて強度変調されたパルス光を発光ダイオードＤ１に照射することによって、電子装置１の工場出荷時のテストを行う命令を与える等の活用が挙げられる。

【0098】

以上が出力端子ＯＵＴＰＵＴの利用方法の例の説明である。

【0099】

なお、電源ＢＴが例えば酸化銀電池や空気亜鉛電池である場合、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２の閾値電圧ＶＴＨ２及びＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３の閾値電圧ＶＴＨ３は、０．５Ｖから１．３Ｖくらいまでが好ましい。

【0100】

図５の電子回路１０Ｂの具体例として、電源ＢＴは酸化銀電池（電源電圧は１．５５Ｖ）であり、プルアップ抵抗Ｒ１の抵抗値は１ＭΩであり、分圧抵抗Ｒ２の抵抗値は１０ＭΩであり、発光ダイオードＤ１は赤色ＬＥＤ（ＶＦは１．８５Ｖ）であり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１は０．９Ｖ（ｍａｘ値）であり、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２の閾値電圧ＶＴＨ２は０．９Ｖ（ｍａｘ値）であり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３の閾値電圧ＶＴＨ３は０．９Ｖ（ｍａｘ値）である。
なお、各閾値電圧ＶＴＨ１，ＶＴＨ２，ＶＴＨ３は異なっていてもよい。例えば、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３の閾値電圧ＶＴＨ３は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１の閾値電圧ＶＴＨ１よりも低くてもよい。閾値電圧ＶＴＨ３が閾値電圧ＶＴＨ１よりも低い場合、分圧抵抗Ｒ２による電圧降下分をキャンセルすることができるので、発光ダイオードＤ１への光の照射が弱くてもＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３をオンさせることができる。

【0101】

次に図６を参照して図５の電子回路１０Ｂの動作を説明する。図６は、第３実施形態に係る電子回路１０Ｂの動作例を示すフローチャートである。

【0102】

初期状態において、電子回路１０Ｂは、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１，Ｑ３がオフであり、外部制御信号ＦＢがＬレベルであるのでＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオフである。したがって、初期状態において、制御回路３０Ａへの電源ＢＴからの電力供給はない。なお、出力端子ＯＵＴＰＵＴの出力は、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオフである場合にＬレベルであり、一方、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオンである場合にＨレベルである。

【0103】

ここでは、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３に係る動作を主に説明する。Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１及びＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２に係る動作は、上述した図３のフローチャートによる第１実施形態と同様である。

【0104】

（ステップＳ１１）初期状態において、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３はオフである。

【0105】

（ステップＳ１２）制御回路３０Ａが起動後に外部制御信号ＦＢをＨレベルで出力した場合（ステップＳ１２、ＹＥＳ）、ステップＳ１３へ進む。一方、制御回路３０Ａから出力される外部制御信号ＦＢがＬレベルである場合（ステップＳ１２、ＮＯ）、ステップＳ１６へ進む。

【0106】

（ステップＳ１３）外部制御信号ＦＢがＨレベルであるのでＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンする。ここで、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオンするが、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲート電圧はほぼ電源電圧のままであるので、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３はオフである。

【0107】

（ステップＳ１４）発光ダイオードＤ１に光が照射されることによりＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３のゲート電圧がソース電圧に対して閾値電圧ＶＴＨ３を超える負電圧である場合（閾値電圧ＶＴＨ３の条件を満たす場合であり、ステップＳ１４の判定結果「ＹＥＳ」）、ステップＳ１５に進む。一方、閾値電圧ＶＴＨ３の条件を満たさない場合（ステップＳ１４の判定結果「ＮＯ」）、ステップＳ１１に戻る。

【0108】

（ステップＳ１５）閾値電圧ＶＴＨ３の条件を満たすので、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３がオンする。これにより、出力端子ＯＵＴＰＵＴの出力がＬレベルからＨレベルに変わる。この後、ステップＳ１２に戻る。

【0109】

（ステップＳ１６）外部制御信号ＦＢがＬレベルであるのでＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２がオフである。この後、ステップＳ１１へ戻る。

【0110】

上述したように第３実施形態によれば、例えば発光ダイオード等の光起電力素子が光の照射によって発生する光起電力を利用する電源オンオフ制御の向上を図ることができる。さらに、当該光の照射によって、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ３による、電源オンオフ制御以外の他の制御を実現することができる。

【0111】

［第４実施形態］
図７は、第４実施形態に係る電子装置１の具体的な構成例を示す図である。図７には、第４実施形態に係る電子回路１０Ｃの具体的な回路構成例が示されている。図７において、図２の各部に対応する部分には同一の符号を付け、その説明を省略する。

【0112】

図７の電子回路１０Ｃにおいて上述した図２の電子回路１０と異なる点は、図２の電子回路１０からＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ２とプルアップ抵抗Ｒ１とが削除された点である。

【0113】

Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートには、ｎ個（ｎは１以上の整数）の入力回路５０－１～ｎの出力信号が接続される。これら入力回路５０－１～ｎは負論理で構成される。入力回路５０－１～ｎは、負荷回路３０への電源ＢＴからの電源供給ありにする場合に出力信号がＬレベルになる任意の回路構成であってよい。入力回路５０－１～ｎの出力信号がＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートに接続されることにより、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１を論理和により制御することができる。つまり、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のゲートがＬレベルになればＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンするので、入力回路５０－１～ｎの出力信号のうちいずれか１つの出力信号がＬレベルになれば、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１がオンする。

【0114】

図７の電子回路１０Ｃによれば、入力回路５０－１～ｎの出力信号の全てがＨレベルである場合には、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無によりＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のオンオフを切り替えることができる。一方、入力回路５０－１～ｎの出力信号のいずれかがＬレベルになれば、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無にかかわらず、Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１をオンすることができる。したがって、図７の電子回路１０Ｃによれば、負荷回路３０への電源ＢＴからの電源供給の有無を、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無で切り替えたり、入力回路５０－１～ｎの出力信号で切り替えたりすることができる。

【0115】

なお、図８の電子回路１０Ｄに示されるように、図７の電子回路１０Ｃにおいて、プルアップ抵抗Ｒ１がさらに設けられてもよい。図８の電子回路１０Ｄにおいても、図７の電子回路１０Ｃと同様に、負荷回路３０への電源ＢＴからの電源供給の有無を、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無で切り替えたり、入力回路５０－１～ｎの出力信号で切り替えたりすることができる。

【0116】

また、図７及び図８では、入力回路５０－１～ｎを設けたが、入力回路５０－１～ｎを設けずに、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無のみでＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴ＿Ｑ１のオンオフを切り替えるようにしてもよい。これにより、負荷回路３０への電源ＢＴからの電源供給の有無を、発光ダイオードＤ１への光の照射の有無のみで切り替えることができる。

【0117】

上述した各実施形態は、各種の応用が可能である。例えば、封止された状態で液体中で使用されるデバイスに電子装置１を適用することにより、発光ダイオードＤ１への光の照射によって非接触で当該デバイスを起動させることができる。当該デバイスとして、例えば水質調査に使用されるデバイスや小型のカメラデバイス等が挙げられる。なお、液体として、例えば水や電解液や体液等が挙げられる。

【0118】

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。上述した各実施形態および各例に記載の構成を組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0119】

１…電子装置、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…電子回路、ＢＴ…電源、３０…負荷回路、Ｑ１，Ｑ３…Ｐチャネル型ＭＯＳＦＥＴ、Ｑ２…Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴ、Ｄ１…発光ダイオード、Ｒ１…プルアップ抵抗、Ｒ２…分圧抵抗、ＳＷ…スイッチＩＣ、３０Ａ…制御回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

電源が接続される第１端子と、第２端子と、制御入力端子とを備えるスイッチであって、自スイッチの第１端子に印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧を超える負電圧が自スイッチの制御入力端子に印加された場合に自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第１スイッチと、
前記電源と前記第１スイッチの制御入力端子との間に順方向に接続され、光の照射によって発生する光起電力により、前記電源電圧に対して前記第１スイッチの閾値電圧を超える負電圧を前記第１スイッチの制御入力端子に印加させる光起電力素子と、
前記電源と前記第１スイッチの制御入力端子との間に前記光起電力素子に並列に接続されるプルアップ抵抗と、
を備える電子回路であって、
前記第１スイッチの制御入力端子に接続される第１端子と、前記電源電圧に対して前記第１スイッチの閾値電圧を超える負電圧が印加される第２端子と、前記電子回路の外部から入力される外部制御信号が接続される制御入力端子とを備えるスイッチであって、前記外部制御信号に従って自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第２スイッチ、
をさらに備える電子回路。

【請求項2】

前記第１スイッチはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第１スイッチの第１端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、
前記第１スイッチの第２端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、
前記第１スイッチの制御入力端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである、
請求項１に記載の電子回路。

【請求項3】

前記第２スイッチはＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第２スイッチの第１端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、
前記第２スイッチの第２端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、
前記第２スイッチの制御入力端子はＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである、
請求項１に記載の電子回路。

【請求項4】

前記第２スイッチの第２端子は前記電源の負電源電圧が印加される、
請求項３に記載の電子回路。

【請求項5】

前記電源が接続される第１端子と、第２端子と、制御入力端子とを備えるスイッチであって、自スイッチの第１端子に印加される電源電圧に対して所定の閾値電圧を超える負電圧が自スイッチの制御入力端子に印加された場合に自スイッチの第１端子と自スイッチの第２端子とを導通させる第３スイッチをさらに備え、
前記光起電力素子は、さらに、前記電源と前記第３スイッチの制御入力端子との間に順方向に接続される、
請求項４に記載の電子回路。

【請求項6】

前記光起電力素子のカソードと、前記第１スイッチの制御入力端子との間に前記プルアップ抵抗に直列に接続される分圧抵抗をさらに備え、
前記プルアップ抵抗と前記分圧抵抗との抵抗値の関係は、前記第２スイッチの第１端子と第２端子とが導通である場合に、前記電源電圧に対して前記第３スイッチの閾値電圧を超える負電圧を前記第３スイッチの制御入力端子に印加させない、
請求項５に記載の電子回路。

【請求項7】

前記第３スイッチはＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴであり、
前記第３スイッチの第１端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのソースであり、
前記第３スイッチの第２端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのドレインであり、
前記第３スイッチの制御入力端子はＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴのゲートである、
請求項６に記載の電子回路。

【請求項8】

前記光起電力素子は、赤色の発光ダイオード又は赤外線の発光ダイオードである、
請求項１に記載の電子回路。

【請求項9】

請求項１に記載の電子回路と、
電源と、
前記第１スイッチの第２端子から前記電源の電力の供給を受ける制御回路と、を備え、
前記制御回路は、前記第２スイッチの制御入力端子に接続される外部制御信号を出力する、
電子装置。

【請求項10】

前記制御回路が起動してから所定の時間が経過した場合に、前記制御回路が前記外部制御信号を出力する、
請求項９に記載の電子装置。