特許 7014659 外部モジュールへの電力供給を制御しつつ行うための装置、およびそれを含んだウェアラブル端末

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-24

(45)【発行日】2022-02-01

(54)【発明の名称】外部モジュールへの電力供給を制御しつつ行うための装置、およびそれを含んだウェアラブル端末

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/35 20060101AFI20220125BHJP

   G06F 1/26 20060101ALI20220125BHJP

   G06F 1/28 20060101ALI20220125BHJP

   G06F 1/30 20060101ALI20220125BHJP

【ＦＩ】

H02J7/35 J

G06F1/26 303

G06F1/28

G06F1/30

H02J7/35 K

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2018060391

(22)【出願日】2018-03-27

(65)【公開番号】P2019176573

(43)【公開日】2019-10-10

【審査請求日】2021-02-24

(73)【特許権者】

【識別番号】591186888

【氏名又は名称】株式会社トッパンインフォメディア

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】大山 峰将

【審査官】下林 義明

(56)【参考文献】

【文献】特開２００５－２８７１７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１２５０２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１６６０１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０７５５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００ － ７／１２

Ｈ０２Ｊ ７／３４ － ７／３６

Ｇ０６Ｆ １／２６ － １／３２９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

外部モジュールへの電力供給を制御しつつ行うための装置であって、
第一の電源と、
環境発電用蓄電素子を含んだ第二の電源と、
前記第一の電源または前記第二の電源から前記外部モジュールへ電力を供給し、前記外部モジュールの起動と稼動を行うように構成される、電力供給ポートと、
前記第二の電源の電圧を前記外部モジュールが検出できるように構成される、モニターポートと、
前記第二の電源の電圧が第一の下限閾値以上となるように昇圧したときに前記第二の電源を前記電力供給ポートに接続し、かつ、前記第二の電源の電圧が第一の上限閾値以下となるように降圧したときに前記第二の電源を前記電力供給ポートから離間するように構成される、制御部と、
前記モニターポートを介して前記外部モジュールが検出する前記第二の電源の電圧に基づいた前記外部モジュールからの指示を受けるように構成される、フィードバック部と
を含み、
前記制御部によって前記第二の電源が前記電力供給ポートから離間している場合において、前記モニターポートを介して検出される前記第二の電源の電圧が第二の下限閾値以下となるように降圧したときに、前記フィードバック部が、前記第一の電源を前記電力供給ポートから離間し、前記外部モジュールをシャットダウンする
ことを特徴とする、装置。

【請求項2】

前記電力供給ポートに印加される電圧に基づいて、前記第二の電源を前記モニターポートに接続するかまたは離間するように構成される、モニターポート用スイッチ部
をさらに含む、請求項1に記載の装置。

【請求項3】

前記第一の電源が一次電池を含む、請求項1または2に記載の装置。

【請求項4】

前記第二の電源が太陽電池を含む、請求項1～3のいずれか一項に記載の装置。

【請求項5】

前記第二の電源が含む前記環境発電用蓄電素子の静電容量が、15mF以下である請求項1～4のいずれか一項に記載の装置。

【請求項6】

前記環境発電用蓄電素子が満充電となった際に過剰電流を放電するためのLEDをさらに含む、請求項1～5のいずれか一項に記載の装置。

【請求項7】

請求項1～6のいずれか一項に記載の装置と、前記外部モジュールとを含むウェアラブル端末。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、外部モジュールへの電力供給を制御しつつ行うための装置に関し、特にはウェアラブル端末に内蔵可能なそうした装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、GPSやセンサーなどのデバイスが得る位置情報や入退出管理などの情報を、電気エネルギーを用いて電波として外部装置に送信することで、その電波の送信元を監視する監視システムが提案されている。そうした電波の送信を担うのは無線通信モジュールであり、例えばBluetooth（登録商標）通信モジュールやWi-Fi（登録商標）通信モジュールといったものが知られている。

【0003】

また長期間開催されるオリンピックのようなスポーツイベントでは、たくさんのボランティアや警備員が係員としてイベントを支えるが、そうした多数の係員の管理を上述したような監視システムで行うことも考慮されてきている。このような場合は特に、係員に嵩張る無線通信端末を与えることは現実的ではなく、係員に対してはカード型やワッペン型などの携帯可能な小型無線通信端末を与えることが想定される。

【0004】

一般にそうした無線通信端末は、小型であったとしても電力消費が多めであるので、一次電池や商用電源からの給電を必要とする。このために電池切れの心配や一次電池の交換、商用電源からの充電の必要が常時つきまとうことにもなっている。そうした問題の軽減を謳い、従来から光や電波などの環境エネルギーから電力を発電する機能を有する電力供給回路を備えた無線通信端末および電力供給回路が種々検討されてきている（特許文献1～4）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開2013-188019号公報

【文献】特開2014-087082号公報

【文献】特開2014-166012号公報

【文献】特開2016-146156号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら上述したような従来技術では解決できない課題があった。上記の特許文献1～4には、エネルギーハーベスタ素子（太陽電池など）と、当該エネルギーハーベスタ素子からの電力を蓄える二次電池とを含む電力供給回路が各種提案されている。しかしながら、環境エネルギーが不足する場合、例えば夜間や暗めのトイレの中などでは、こうした従来技術に係る電力供給回路は電力不足で十分に機能せず、また電力不足状態からの復帰を適切に行うこともできないという問題がある。このため、そうした従来技術に係る電力供給回路を装備したユーザーが様々な周囲環境下に置かれるような用途では、周囲環境の変化に応じて電力の供給を適切に管理できないという課題が解決できていなかった。またこうした従来技術に係る電力供給回路においては、複数の発電部が含まれていたとしても、その一方の発電部から得られる電力消費を節約することはできないという問題も依然解決できていない。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決するべく、本発明の実施形態では、外部モジュールへの電力供給を制御しつつ行うための装置を提供できる。当該装置は、
第一の電源と、
環境発電用蓄電素子を含んだ第二の電源と、
前記第一の電源または前記第二の電源から前記外部モジュールへ電力を供給し、前記外部モジュールの起動と稼動を行うように構成される、電力供給ポートと、
前記第二の電源の電圧を前記外部モジュールが検出できるように構成される、モニターポートと、
前記第二の電源の電圧が第一の下限閾値以上となるように昇圧したときに前記第二の電源を前記電力供給ポートに接続し、かつ、前記第二の電源の電圧が第一の上限閾値以下となるように降圧したときに前記第二の電源を前記電力供給ポートから離間するように構成される、制御部と、
前記モニターポートを介して前記外部モジュールが検出する前記第二の電源の電圧に基づいた前記外部モジュールからの指示を受けるように構成される、フィードバック部と
を含み、かつ、
前記制御部によって前記第二の電源が前記電力供給ポートから離間している場合において、前記モニターポートを介して検出される前記第二の電源の電圧が第二の下限閾値以下となるように降圧したときに、前記フィードバック部が、前記第一の電源を前記電力供給ポートから離間し、前記外部モジュールをシャットダウンする
ことを特徴とする。

【0008】

好ましい実施形態においては、上記装置がさらに、前記電力供給ポートに印加される電圧に基づいて、前記第二の電源を前記モニターポートに接続するかまたは離間するように構成される、モニターポート用スイッチ部を含んでもよい。

【0009】

好ましい実施形態においては、上記装置において第一の電源が一次電池を含んでもよく、また第二の電源が太陽電池を含んでいてもよい。また第二の電源が含む環境発電用蓄電素子の静電容量が、15mF以下であってもよい。

【0010】

好ましい実施形態においては、上記装置がさらに、環境発電用蓄電素子が満充電となった際に過剰電流を放電するためのLED（発光ダイオード）を含んでもよい。

【0011】

また好ましい実施形態では、上記装置と、上記装置から電力供給が制御しつつ行われるような外部モジュールとを含むウェアラブル端末も提供できる。

【発明の効果】

【0012】

本発明の実施形態に係る装置によれば、ユーザーが様々な周囲環境下に置かれる場合であっても、その周囲環境の変化に応じて電力を安定して供給でき、しかも消費電力量を節約することも可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る装置 100 の構成を示すブロック図である。

【図2】本発明の実施形態に係る装置の具体例 200 の構成を示すブロック図である。

【図3】装置 200 の動作を説明するためのフローチャートである。

【図4】本発明の別の実施形態に係る装置の具体例 400 の構成を示すブロック図である。

【図5】装置 400 の動作を説明するためのタイムチャートである。

【図6】装置 400 の動作を説明するためのタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明していく。各図面中の同一または類似の箇所には、同一または類似の符号を付してある。本明細書においては、便宜上「電圧」という語を「（或る二点間の）差電圧」または「GND基準の電位」という意味で使っている場合がある。

【0015】

［基本となる装置構成］
図1は、本発明の実施形態に係る装置 100 の概要を示すためのブロック図である。装置 100 は、装置 100 には含まれていない外部モジュール 199 （点線で示している）に電力を供給することができるように構成されるものである。そうした外部モジュールとしては、無線通信モジュール（Bluetooth通信モジュールやWi-Fi通信モジュールなど）やマイクロプロセッサなどが挙げられるが、これらに限定はされない。装置 100 は電源として、第一の電源 110 と第二の電源 120 とを含んでおり、この第二の電源 120 は環境発電用素子 122 を有している。

【0016】

第一の電源 110 の種類は特に限定されないが、第二の電源 120 の有する環境発電用素子 122 が発電できないような環境下（例えば夜間）でも装置 100 を機能させるためには、一次電池を含んでいることが好ましい。また第一の電源 110 が別の環境発電用素子を含む二次電池であってもよいし、あるいは一次電池と二次電池の組み合わせを含むものであってもよい。

【0017】

第二の電源 120 は、環境発電用素子 122 により充電可能な二次電池を含むことが好ましく、あるいは二次電池と一次電池の組み合わせを含んでいてもよい。そうした二次電池の有する静電容量は特に制限はされないが、15mF以下、好ましくは10mF以下、さらに好ましくは5mF以下のように小さいものであっても機能させることが可能であり、装置 100 の小型化に資することができる。

【0018】

好ましい実施形態においては、装置 100 全体の重量・容積を小さく抑えることを目的として、第一の電源 110 が電池としては一次電池のみを、第二の電源 120 が電池としては二次電池のみを、それぞれ含むようにしてもよい。

【0019】

環境発電用素子 122 は、環境エネルギーを捉えて発電可能なものであれば特に限定されないが、例えば太陽電池、アンテナコイル（特定周波数の電波による発電が可能なもの）、風力発電器などといった素子が含まれていてもよい。好ましい実施形態では、装置 100 を白昼の屋外でも使用しやすくする観点から、環境発電用素子 122 が太陽電池（PV、PhotoVoltarics）を含むようにしてもよい。

【0020】

装置 100 はさらに、第一の電源 110 が接続するフィードバック部 130 を含む。フィードバック部 130 は、外部モジュール 199 からの指示を受けることができ、その指示に応じて第一の電源 110 を後述する電力供給ポート 150 に接続したり離間したりできる。

【0021】

フィードバック部 130 が外部モジュール 199 から受ける指示は、任意の手段を以って外部モジュール 199 が作成・発信可能である。或る実施形態では、簡便性を重視し、外部モジュール 199 が起動している間にフィードバックが継続的に行われ、かつそのフィードバック信号が、後述するモニターポート 160 を介して得られる第二の電源 120 の電圧に等しい電圧として表現されていてもよい。別の実施形態では、外部モジュールからのフィードバックが所定の時間間隔を空けて間欠的に行われるものであってもよい。さらに別の実施形態では、フィードバック信号が、モニターポート 160 を介して得られる第二の電源 120 の電圧に何らかの補正（加算、減算など）を掛けた結果の電圧であってもよいし、あるいはそうした電圧を表現するための別の何らかの信号であってもよい。

【0022】

外部モジュールからフィードバックされる指示の一例としては、例えばフィードバック信号としての電圧のHigh/Low（H/L、高/低）で表したものが挙げられる。或る実施形態では、外部モジュールからのフィードバック信号（電圧）が高い（High）であるときに接続（ON）、低い（Low）であるときに離間（OFF）するように構成してもよく、あるいはその逆の動作をするように構成することも可能ではある。H/Lを切り替えるための電圧閾値は、装置 100 が有する部品／素子群の動作にとって適切な範疇で任意に設定できる。また装置 100 の初期状態（外部モジュール 199 への第二の電源 120 からの電力供給が始まっていない状態）においては、フィードバック部 130 は、第一の電源 110 を電力供給ポート 150 から離間していることが第一の電源 110 の電力消費節約のために好ましく、すなわちHighのときにON、LowのときにOFFであることが好ましい。

【0023】

フィードバック部 130 にはスイッチング素子を含めてよく、そうしたスイッチング素子の実装には、リレー、電界効果トランジスタ（FET）、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）などの当該技術分野で知られた任意の手段を用いることができる。例えばスイッチング素子を、所定の性能を有するFETと抵抗の組み合わせによって実装し、ON/OFFの閾値を適切に設定することも可能である。後述する制御部 140 他が有するスイッチング素子についても同様である。

【0024】

装置 100 はさらに、第二の電源 120 が接続する制御部 140 を含む。制御部 140 は、第二の電源 120 の電圧の大きさに基づいて、第二の電源 120 を後述する電力供給ポート 150 に接続したり離間したりできる。制御部 140 の動作は、フィードバック部 130 とは違い、外部モジュール 199 からの指示を直接受けてのものではない。すなわち制御部 140 は、自律的に（装置 100 の中で完結して）機能するスイッチング素子と捉えることができる。

【0025】

より具体的には、（例えば明度の高い周囲環境下に装置 100 が置かれることによって）環境発電用素子 122 の発電量が増大することで、第二の電源 120 の電圧が、第一の下限閾値以上となるように昇圧したときに、制御部 140 が、第二の電源 120 を電力供給ポート 150 に接続できる。この第一の下限閾値は、装置 100 が有する部品／素子群の動作にとって適切な範疇で任意に設定できる。好ましい実施形態においては、制御部 140 による第二の電源 120 の電力供給ポート 150 への接続の後に、起動した外部モジュール 199 からのフィードバックをフィードバック部 130 が受けることで、第一の電源 110 を電力供給ポート 150 に接続するように動作できる。このような動作により、環境発電する第二の電源 120 の電力によって外部モジュール 199 の起動を行い、第一の電源 110 の電力消費量を抑えることが可能になる。一般に外部モジュール 199 の起動時には比較的大きな電力を消費するため、こうした効果は有益である。

【0026】

また、（例えば明度の低い周囲環境下に装置 100 が置かれることによって）環境発電用素子 122 の発電量が減少または消失することで、第二の電源 120 の電圧が、第一の上限閾値以下となるように降圧したときに、制御部 140 が、第二の電源 120 を電力供給ポート 150 から離間するようにできる。この第一の上限閾値も、装置 100 にとって適切な範疇で任意に設定できる。こうした動作により、第一の電源 110 からの電力供給を優先させ、周囲環境の変化によって外部モジュール 199 への供給電力が突然足りなくならないようにできる。言い換えれば、環境発電する第二の電源 120 の電圧低下を、第一の電源 110 によって補い、外部モジュール 199 の突然の動作不良／シャットダウンを防止できるということである。

【0027】

ここでフィードバック部 130 に話を一旦戻すと、フィードバック部 130 はさらに、上記制御部 140 により第二の電源 120 が電力供給ポート 150 から離間している場合において、追って第一の電源 110 を電力供給ポート 150 から離間するようにも動作する。より具体的には、制御部 140 により第二の電源 120 が電力供給ポート 150 から離間している状態において（すなわち第二の電源 120 の電圧が第二の下限閾値を下回っている状態において）、後述するモニターポート 160 を介して検出される第二の電源 120 の電圧が所定の下限閾値以下となるように降圧したときに、フィードバック部 130 が、第一の電源 110 を電力供給ポート 150 から離間することで、外部モジュール 199 をシャットダウンできる。このようにすることで、周囲環境に左右される第二の電源 120 の発電量の変化が即座に外部モジュールの動作不良／シャットダウンにつながらないようにしつつ、しかも第一の電源 110 の電力消費量も節約できるという顕著な効果を得ることが可能になる。この第二の下限閾値も、装置 100 にとって適切な範疇で任意に設定できる。

【0028】

装置 100 はさらに、電力供給ポート 150 を有する。電力供給ポート 150 は、装置 100 を外部モジュール 199 と接続するためのポートのうちのひとつであって、そうしたポートの接続の様式は任意に設定できる。電力供給ポート 150 を介して、第一の電源 110 または第二の電源 120 から外部モジュール 199 へと電力を供給する役割を担っている。

【0029】

装置 100 はまた、第二の電源 120 に接続するモニターポート 160 も有する。このモニターポート 160 を介して、装置 100 は外部モジュール 199 と別途接続できる。モニターポート 160 により、外部モジュール 199 は第二の電源 120 の電圧を監視することが可能になり、その電圧に応じた動作をすることも可能である。例えば第二の電源 120 の電圧が或る閾値以上であるときには外部モジュール 199 が頻繁に処理（無線通信など）を行い、第二の電源 120 の電圧が或る閾値未満であるときにはその処理頻度を落とすことで、電力消費量を節約することも可能となる。

【0030】

なお、図1では電力供給ポート 150 とモニターポート 160 は別箇の部品であるように描いてあり、またフィードバック部 130 に接続するポートは省略してあるが、これはあくまで例示である。電力供給ポート 150 とモニターポート 160 、ならびにフィードバック部 130 が接続する不図示のポートのうちの複数もしくは全てが、物理的には単一の端子として実装されていてもよい。そのように端子の物理的な大きさを節約することで、装置 100 の小型化を促進することも可能である。

【0031】

或る実施形態においては、上述した装置 100 のみならず、そうした装置 100 と外部モジュールとを含んだ端末も提供できる。そうした端末は小型のもの（タブレット、スマートフォンなど）であることが好ましく、いわゆるウェアラブル端末（カード型、名札型、ワッペン型、腕時計型、リストバンド型、イヤホン型、シール型、衣服型、眼鏡型などの身に付けられる端末）であることがより好ましい。

【0032】

［装置構成の第一の具体例］
図2は、上述した装置 100 を具体的な回路として実装する一例としての装置 200 を示すブロック図である。別段の言及のない限り、装置 200 の動作は装置 100 に準じている。なお図2および後述する図4において、スイッチ部に向けられた矢印は、その矢印の基部の電圧に基づいて当該スイッチ部がON/OFFされることを意味している。装置 200 もまた、装置 200 には含まれていない外部モジュール（不図示）に電力を供給できる機能を有する。本発明における電源の組み合わせの一例としてここで述べる装置 200 は電源として、一次電池回路 210 と、太陽電池 222 に接続した蓄電回路 220 （二次電池）とを有している。

【0033】

装置 200 と外部モジュールとは、電力供給ポート 250 、モニターポート 260 、およびフィードバックを受けるポート（不図示）を介して接続している。

【0034】

装置 200 は、一次電池回路 210 と電力供給ポート 250 との間を接続または離間する機能を担う、第二のスイッチ部（SW2） 230 を有する。第二のスイッチ部 230 は、外部モジュールからのフィードバック（電圧のH/Lなど）を受けて開閉を切り替えることができる。第二のスイッチ部 230 と電力供給ポート 250 との間にはさらに、逆流防止のためのダイオード 232 を設けることが好ましい。

【0035】

装置 200 はまた、太陽電池 222 および蓄電回路 220 と、電力供給ポート 250 との間を接続または離間する機能を担う、電源制御回路 240 を有する。電源制御回路 240 には、第一のスイッチ部（SW1） 242 とダイオード 244 が含まれることが好ましい。電源制御回路 240 は、蓄電回路 220 とグランドライン（GND） 270 との間の差電圧を検出し、その値に応じて第一のスイッチ部 242 の切り替えをすることができる。

【0036】

図3は、上述した装置 200 の動作を説明するためのフローチャートである。ここでは説明をしやすくするために、装置 200 が外部モジュール（EXM）への電力供給をしておらず、外部モジュールが起動していないという初期状態から開始することを想定している。

【0037】

ステップ S300では、装置 200 が光を受け、太陽電池 222 が発電開始して蓄電回路 220 への充電が進み、その電圧が上昇する。

【0038】

ステップ S310 にて、蓄電回路 220 の電圧が第一の下限閾値を超えて昇圧すると、電源制御回路 240 により第一のスイッチ部 242 がONとなり、蓄電回路 220 が電力供給ポート 250 に接続される。

【0039】

ステップ S320 では、電力供給ポート 250 を介して蓄電回路 220 から電力を得た外部モジュールの起動準備を行う。このとき起動した外部モジュールは、モニターポート 260 を介して蓄電回路 220 の電圧を知ることができるようになる。

【0040】

ステップ S330 で外部モジュールが動作開始し、無線通信などの所定の機能を実行するようになる。

【0041】

ステップ S340 において、周囲環境の変化によって太陽電池 222 の発電量が減少または消失し、蓄電回路 220 の電圧が第一の上限閾値を下回ると、電源制御回路 240 により第一のスイッチ部 242 がOFFになり、蓄電回路 220 が電力供給ポート 250 から離間される。

【0042】

ステップ S350 では、モニターポート 260 を介して蓄電回路 220 の電圧を監視している外部モジュールが、装置 200 の第二のスイッチ部 230 にフィードバックする指示（電圧）を確認する。なおこの例ではわかりやすさのため、外部モジュールが稼動している間はフィードバックが行われているものとし、フィードバックされる指示は電圧で表現されているものとする。またフィードバック電圧は、モニターポート 260 を介して監視されている蓄電回路 220 の電圧に等しいものとする。

【0043】

外部モジュールからフィードバックされる電位が、電力供給ポート 250 と同電位であって非ゼロのときには、ステップ S360 に進み、第二のスイッチ部 230 をONにして一次電池回路 210 を電力供給ポート 250 に接続し、ステップ S340 に回帰する。

【0044】

外部モジュールからのフィードバック電圧がゼロになった（GNDと等しくなった、蓄電回路 220 の電圧がゼロになった）ならば、ステップ S370 に進み、第二のスイッチ部 230 をOFFにして一次電池回路 210 を電力供給ポート 250 から離間し、外部モジュールをシャットダウンする。このとき、一次電池回路 210 の電圧までがゼロになっている必要はないことに留意されたい。つまり、蓄電回路 220 の電圧がゼロ（充電量が空）になったときに、一次電池回路 210 の電圧を残すように、外部モジュールへの電力供給を止めてシャットダウンさせることができるということである。このような動作により、一次電池回路 210 の消費電力を節約し、一次電池回路 210 の交換（二次電池をも含んでいるときは充電）の頻度を著しく下げることができる。しかも外部モジュールのシャットダウンは、太陽電池 222 が発電が衰えた／止まった途端に起こるのではなく、発電が衰えた／止まってから一定の猶予を以って起こすことができる。これにより、突然のシャットダウンに弱い種類の外部モジュールの故障を回避可能となる。或る実施形態においては、ステップ S370 において第二のスイッチ部 230 をOFFにするに先立ち、外部モジュールにシャットダウンの準備（システム休止状態への移行など）をさせるようにしてもよい。

【0045】

以上で装置 200 の一連の動作は終了し、初期状態に戻る。このように初期状態に回帰できるリセット回路としての機能も、装置 200 は有している。このようなリセット回路としての機能により、ユーザーが外部モジュールを再起動する手間を掛ける必要なく、周囲環境の変化に応じて自動的に外部モジュールの起動・シャットダウンが適切に行われることになる。見方を変えれば、あたかも太陽電池 222 を光センサのように機能させて監視することで、一次電池回路 210 の消費電力量を最小化できるという効果を奏するわけである。このような効果は、単に二次電池の補助として一次電池を使う従来技術では得られないものである。

【0046】

なお別の実施形態では、装置 200 が外部モジュールからのフィードバックを受けない期間・条件を敢えて設けてもよい。例えば、モニターポート 260 から得られる蓄電回路 220 の電圧が十分に高い場合にのみ、フィードバック信号を停止し、第二のスイッチ部 230（SW2） をOFFにして一次電池回路 210 を電力供給ポート 250 から離間させておき、一次電池回路 210 の電力消費をさらに軽減することができる。あるいは、外部モジュールまたは装置 200 が計時手段（不図示）を有することで、SW2がONになってから一定の時間が経過した後に、SW2をOFFにするように構成することで、一次電池回路 210 の電力消費をさらに軽減させるようにしてもよい。

【0047】

［装置構成の第二の具体例］
図4は、装置 100 を具体的な回路として実装する別の例としての装置 400 を示すブロック図である。装置 400 は上記の装置 200 と同様であって重複する説明は省略するが、蓄電回路 420 とモニターポート 460 の間を接続または離間するための第三のスイッチ部（SW3） 446 が設けられ、電力供給ポート 450 の電位に応じて開閉されるようになっているところと、蓄電回路 420 がさらにLED 424 を有しているところが異なっている。このような構成を採ることにより、起動していない状態の外部モジュールと蓄電回路 420 とが常時接続していることによる不具合の発生を抑止できる。例えば、モニターポート 460 を介して接続している起動していない外部モジュールの部位がGND扱いになるような場合には、太陽電池 422 の発電が開始しても蓄電回路 420 に充電がなされない不具合が起きることもありえるが、そうした場合であっても第三のスイッチ部 446 がOFFになっていることで不具合を回避できる。また蓄電回路 420 が満充電となった際に、LED 424 を発光させることで、過剰電流を放電することも可能になっている。またそのようなLED 424 は、ユーザーに蓄電回路 420 が満充電であることを知らせる役割をも担うことができる。

【0048】

装置 400 は装置 200 と基本的には同様に図3の動作をするが、ステップ S320 に相当する箇所ではモニターポート 460 への接続が、蓄電回路 420 の電圧が高くなっているとき（例えばゼロより高くなっているとき）に行われるようになっている。

【0049】

図5および図6はそれぞれ、装置 400 の動作を説明するためのタイムチャートである。縦軸は電圧を、横軸は時間を表す。

【0050】

まず図5では、外部モジュールからのフィードバックが無い（フィードバックを考慮せずにSW2がOFFのままである）という場合の動作例を説明する。

【0051】

装置 400 が光を受けて太陽電池 422 の発電が開始し、蓄電回路 420 の電圧が上昇していくと、閾値を超えたところで電源制御回路 440 によりSW1がONになる。続いてSW3がONになり、モニターポート 460 が蓄電回路 420 に接続される。蓄電回路 420 から電力供給されて外部モジュールが動作する。ここでは外部モジュールからのフィードバックを考慮しないため、一次電池回路 410 は電力供給ポート 450 から離間されたままになる。このため蓄電回路 420 の電圧が降下し、SW1がOFFになると外部モジュールは即座にシャットダウンすることになる。

【0052】

図6では、外部モジュールからのフィードバックを受ける（フィードバックに応じてSW2がON/OFFされる）場合の動作例を説明している。途中までは図5と同様であるが、外部モジュールが起動してフィードバックするようになると、SW2がONになり一次電池回路 410 が電力供給ポート 450 に接続するところが異なる。その後に蓄電回路 420 の電圧が降下してSW1がOFFになっても、SW2はしばらくONのままになっており、所定の時間を置いてからOFFになり、外部モジュールを比較的ゆっくりとシャットダウンすることができる。

【0053】

なお装置 200 も、モニターポートの接続／離間に関するSW3の存在を除けば、上記とほぼ同様に動作することは、本明細書の記載から明らかであろう。

【0054】

以上に述べた本発明の実施形態はあくまで例示であり、当該装置の実装例は種々の回路と種々の部品／素子を以って構成可能である。例えば、上記では抵抗やキャパシタといった素子の存在については説明を省略しているが、当該装置の構成には、必要に応じてそれらの素子を含めてもよいことは、本明細書を通読した当業者であれば理解するところである。

【符号の説明】

【0055】

100 装置
110 第一の電源
120 第二の電源
122 環境発電用素子
130 フィードバック部
140 制御部
150 電力供給ポート
160 モニターポート
199 外部モジュール
200 装置
210 一次電池回路
220 蓄電回路
222 太陽電池
230 第二のスイッチ部（SW2）
232 ダイオード
240 電源制御回路
242 第一のスイッチ部（SW1）
244 ダイオード
250 電力供給ポート
260 モニターポート
270 グランドライン（GND）
400 装置
410 一次電池回路
420 蓄電回路
422 太陽電池
424 LED
430 第二のスイッチ部（SW2）
432 ダイオード
440 電源制御回路
442 第一のスイッチ部（SW1）
444 ダイオード
446 第三のスイッチ部（SW3）
450 電力供給ポート
460 モニターポート
470 グランドライン（GND）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】