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(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】2023-08-18
(45)【発行日】2023-08-28
(54)【発明の名称】センサおよび電子機器
(51)【国際特許分類】
G01D 21/00 20060101AFI20230821BHJP
G04G 19/00 20060101ALI20230821BHJP
G04C 10/02 20060101ALI20230821BHJP
【ＦＩ】
G01D21/00 M
G04G19/00 A
G04C10/02 A
【請求項の数】
13
(21)【出願番号】P 2022501940
(86)(22)【出願日】2021-02-17
(86)【国際出願番号】 JP2021005967
(87)【国際公開番号】W WO2021166966
(87)【国際公開日】2021-08-26
【審査請求日】2022-08-09
(31)【優先権主張番号】P 2020026631
(32)【優先日】2020-02-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】504143441
【氏名又は名称】国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学
(73)【特許権者】
【識別番号】504145342
【氏名又は名称】国立大学法人九州大学
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】福井 篤
(72)【発明者】
【氏名】清水 智之
(72)【発明者】
【氏名】京田 祐樹
(72)【発明者】
【氏名】吉江 智寿
(72)【発明者】
【氏名】菅田 唯仁
(72)【発明者】
【氏名】荒川 豊
(72)【発明者】
【氏名】豊嶋 大介
【審査官】細見 斉子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－４６６４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平７－２２６３９（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０４Ｇ ３／００－９９／００
Ｇ０４Ｃ １／００－９９／００
Ｇ０１Ｄ １／００－２１／０２
Ｈ０１Ｌ ２１／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
エネルギーハーベスティングシステムに用いられるセンサであって、第１太陽電池モジュールと、
上記第１太陽電池モジュールに接続された第２太陽電池モジュールと、
上記第１太陽電池モジュールおよび上記第２太陽電池モジュールの一方と並列に接続されており、かつ、他方と直列に接続されている抵抗と、を備えており、
上記第１太陽電池モジュールと上記第２太陽電池モジュールとは、同一照度の環境下において、互いに異なる電流電圧特性を有しており、
上記センサは、
上記第１太陽電池モジュールの電圧である第１電圧を測定する第１電圧計と、
上記第２太陽電池モジュールの電圧である第２電圧を測定する第２電圧計と、
上記第１太陽電池モジュールおよび上記第２太陽電池モジュールによって発電された電力が供給される負荷と、をさらに備えている、センサ。
【請求項2】
上記負荷は、記憶部を有しており、上記記憶部は、
上記第１電圧計によって測定された上記第１電圧の時系列データと、
上記第２電圧計によって測定された上記第２電圧の時系列データと、を記憶する、請求項１に記載のセンサ。
【請求項3】
上記第１太陽電池モジュールの最大出力電力をＰ１ｍａｘと称し、上記第２太陽電池モジュールの最大出力電力をＰ２ｍａｘと称し、
照度２００ｌｘの場合に、
Ｐ１ｍａｘ＞Ｐ２ｍａｘ
であり、
上記抵抗は、
上記第１太陽電池モジュールと並列に接続されており、かつ、
上記第２太陽電池モジュールと直列に接続されている、請求項１または２に記載のセンサ。
【請求項4】
上記第１電圧計は、第１時間周期毎に上記第１電圧を測定し、上記第２電圧計は、第２時間周期毎に上記第２電圧を測定する、請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項5】
上記第１時間周期は、上記第２時間周期と等しい、請求項４に記載のセンサ。【請求項6】
上記センサは、加速度センサをさらに備えており、上記加速度センサが、所定の量以上の加速度の変化を検知したタイミングにおいて、
上記第１電圧計が上記第１電圧を測定し、
上記第２電圧計が上記第２電圧を測定する、請求項１から３のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項7】
上記第１太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、上記第１太陽電池モジュールの電流をＩｐ１ｍａｘと称し、上記第２太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、上記第２太陽電池モジュールの電流をＩｐ２ｍａｘと称し、
照度２００ｌｘの場合に、
０．１μＡ＜｜Ｉｐ１ｍａｘ－Ｉｐ２ｍａｘ｜＜５００μＡ
である、請求項１から６のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項8】
上記第１太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、上記第１電圧をＶｐ１ｍａｘと称し、上記第２太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、上記第２電圧をＶｐ２ｍａｘと称し、
照度２００ｌｘの場合に、
０．０１Ｖ＜｜Ｖｐ１ｍａｘ－Ｖｐ２ｍａｘ｜＜３Ｖ
である、請求項１から７のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項9】
上記第１太陽電池モジュールの最大出力電力をＰ１ｍａｘと称し、上記第２太陽電池モジュールの最大出力電力をＰ２ｍａｘと称し、
照度２００ｌｘの場合に、
５０μＷ＜Ｐ１ｍａｘ＜５００μＷ
かつ、
５０μＷ＜Ｐ２ｍａｘ＜５００μＷ
である、請求項１から８のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項10】
上記第１太陽電池モジュールの最大出力電力をＰ１ｍａｘと称し、上記第２太陽電池モジュールの最大出力電力をＰ２ｍａｘと称し、
照度２００ｌｘおよび照度５００ｌｘのいずれの場合においても、
Ｐ１ｍａｘ＞Ｐ２ｍａｘ
である、請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサ。
【請求項11】
２００ｌｘ以上かつ５００ｌｘ以下の全ての照度において、Ｐ１ｍａｘ＞Ｐ２ｍａｘ
である、請求項１０に記載のセンサ。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか１項に記載のセンサを備えている、電子機器。【請求項13】
上記第１電圧計によって測定された上記第１電圧と、上記第２電圧計によって測定された上記第２電圧と、を解析することにより、上記電子機器の測位を行う、請求項１２に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示の一態様は、エネルギーハーベスティングシステムに用いられるセンサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、太陽電池を有する携帯型電子機器を小型化するための技術が開示されている。特許文献１には、上記携帯型電子機器の一例として、腕時計型の機器（すなわち、ウェアラブルデバイスとしてのスマートウォッチ）が開示されている。上記携帯型電子機器は、ＧＰＳ（Global Positioning System）機能による測位（ＧＰＳ測位）を行うことができる。
【0003】
但し、従来の電子機器（例：特許文献１の携帯型電子機器）では、ＧＰＳ衛星からの信号（ＧＰＳ信号）を適切に受信できない場合、ＧＰＳ測位を行うことはできない。例えば、スマートウォッチを装着しているユーザが建造物の内部に位置している場合、ＧＰＳ信号が当該建造物の外壁によって遮蔽されてしまう場合が考えられる。このような場合、電子機器は、ＧＰＳ測位を行うことはできない。
【0004】
ＧＰＳ測位についての上述の問題点に対処すべく、非特許文献１では、エネルギーハーベスティングシステム用のセンサが提案されている。非特許文献１のセンサは、ＥＨＡＡＳ（Energy Harvesters As A Sensor，センサとしてのエネルギーハーベスタ）と称されている。非特許文献１のセンサでは、複数の発電素子（例：太陽電池モジュール）のそれぞれによって発電された電力（より詳細には、電圧）が測定される。そして、各電圧の環境依存性に基づき、測位のための計算が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】日本国公開特許公報「特開２０１９－３２２２１号公報」
【非特許文献】
【0006】
【文献】“EHAAS：Energy Harvesters As A Sensor for Place Recognition on Wearables”，Yoshinori Umetsu et al，IEEE International Conference on Pervasive Computing and Communications (PerCom 2019).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
但し、後述するように、エネルギーハーベスティングシステムに用いられるセンサ内の太陽電池モジュールの周辺の回路構成には、なお改善の余地がある。本開示の一態様は、上記センサにおいて、太陽電池モジュールによって発電された電力をより効果的に利用することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係るセンサは、エネルギーハーベスティングシステムに用いられるセンサであって、第１太陽電池モジュールと、上記第１太陽電池モジュールに接続された第２太陽電池モジュールと、上記第１太陽電池モジュールおよび上記第２太陽電池モジュールの一方と並列に接続されており、かつ、他方と直列に接続されている抵抗と、を備えており、上記第１太陽電池モジュールと上記第２太陽電池モジュールとは、同一照度の環境下において、互いに異なる電流電圧特性を有しており、上記センサは、上記第１太陽電池モジュールの電圧である第１電圧を測定する第１電圧計と、上記第２太陽電池モジュールの電圧である第２電圧を測定する第２電圧計と、上記第１太陽電池モジュールおよび上記第２太陽電池モジュールによって発電された電力が供給される負荷と、をさらに備えている。
【発明の効果】
【0009】
本開示の一態様に係るセンサによれば、太陽電池モジュールによって発電された電力をより効果的に利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】実施形態１のセンサの概要を示す斜視図である。
【図3】第１太陽電池モジュールおよび第２太陽電池モジュールのそれぞれのＩ－Ｖ曲線の一例を示すグラフである。
【図4】様々な照度における第１太陽電池モジュールおよび第２太陽電池モジュールの電流電圧特性の一例を示す表である。
【図5】比較例１におけるセンサの回路構成を示す図である。
【図6】比較例２におけるセンサの回路構成を示す図である。
【図7】比較例３におけるセンサの回路構成を示す図である。
【図8】実施形態２のセンサの回路構成を示す図である。
【図9】実施形態３のセンサの回路構成を示す図である。
【図10】実施形態４のスマートウォッチを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
〔実施形態１〕
以下、実施形態１のセンサ１００について説明する。便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。公知技術と同様の事項についても、説明を適宜省略する。各図に示されている装置構成および回路構成は、説明の便宜上のための単なる一例である。従って、各部材の位置関係は、各図の例に限定されない。さらに、明細書中において以下に述べる各数値も、単なる一例である。本明細書では、２つの数ＡおよびＢについての「Ａ～Ｂ」という記載は、特に明示されない限り、「Ａ以上かつＢ以下」を意味する。また、本明細書では、特に明示されない限り、「接続されている」は、「電気的に接続されている」を意味する。
以下、実施形態１のセンサ１００について説明する。便宜上、実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、以降の各実施形態では、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。公知技術と同様の事項についても、説明を適宜省略する。各図に示されている装置構成および回路構成は、説明の便宜上のための単なる一例である。従って、各部材の位置関係は、各図の例に限定されない。さらに、明細書中において以下に述べる各数値も、単なる一例である。本明細書では、２つの数ＡおよびＢについての「Ａ～Ｂ」という記載は、特に明示されない限り、「Ａ以上かつＢ以下」を意味する。また、本明細書では、特に明示されない限り、「接続されている」は、「電気的に接続されている」を意味する。
【0012】
（センサ１００の構成）
図１は、センサ１００の概要を示す斜視図である。センサ１００は、エネルギーハーベスティングシステムに用いられるセンサ（ＥＨＡＡＳ）の一例である。後述の実施形態４にて述べる通り、センサ１００は、例えばスマートウォッチに内蔵されてよい。センサ１００は、太陽電池モジュール群１０と筐体１１とを備える。
図１は、センサ１００の概要を示す斜視図である。センサ１００は、エネルギーハーベスティングシステムに用いられるセンサ（ＥＨＡＡＳ）の一例である。後述の実施形態４にて述べる通り、センサ１００は、例えばスマートウォッチに内蔵されてよい。センサ１００は、太陽電池モジュール群１０と筐体１１とを備える。
【0013】
本開示の一態様に係る太陽電池モジュール群は、複数の（２つ以上の）太陽電池モジュールによって構成されている。当該太陽電池モジュール群に含まれる各太陽電池モジュールは、互いに接続されている（後述の実施形態３も参照）。実施形態１では、２つの太陽電池モジュール（第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂ）によって、太陽電池モジュール群１０が構成されている。本開示の一態様に係る太陽電池モジュールは、発電素子の一例である。当該発電素子は、より具体的には、エネルギーハーベスティング発電素子と称されてもよい。
【0014】
筐体１１は、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂを収容する部材である。第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂはそれぞれ、自身の受光面が露出されるように、筐体１１の表面に配されている。図１では、カード型の筐体１１が例示されている。但し、筐体１１の形状は、図１の例に限定されない。
【0015】
図２は、センサ１００の回路構成を示す図である。図２に示されるように、センサ１００は、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂに加え、抵抗３（第１抵抗）と、第１電圧計４ａと、第２電圧計４ｂと、負荷６と、第１ダイオード７ａと、第２ダイオード７ｂと、蓄電素子８と、をさらに備える。図２の例では、負荷６は、記憶部６１およびタイマ６２を有する。図２では、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂは、電流源の回路記号によって示されている。
【0016】
センサ１００では、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂは、互いに並列に接続されている。以下の説明では、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂのそれぞれの電圧（出力電圧）を、Ｖ１およびＶ２と称する。Ｖ１およびＶ２はそれぞれ、第１電圧および第２電圧と称されてもよい。本明細書では、Ｖ１およびＶ２を総称的に、Ｖとも称する。
【0017】
同様に、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂのそれぞれの電流（出力電流）を、Ｉ１およびＩ２と称する。Ｉ１およびＩ２はそれぞれ、第１電流および第２電流と称されてもよい。本明細書では、Ｉ１およびＩ２を総称的に、Ｉとも称する。また、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂのそれぞれの出力電力（以下、単に「電力」とも称する）を、Ｐ１およびＰ２と称する。Ｐ１およびＰ２はそれぞれ、第１出力電力および第２出力電力と称されてもよい。本明細書では、Ｐ１およびＰ２を総称的に、Ｐとも称する。Ｐは、Ｐ＝Ｖ×Ｉとして表される。
【0018】
第１電圧計４ａは、第１太陽電池モジュール１ａと並列に接続されている。実施形態１の例では、第１電圧計４ａは、第１時間周期毎に、Ｖ１を測定する。第２電圧計４ｂは、第１電圧計４ａと対になる電圧計である。第２電圧計４ｂは、第２太陽電池モジュール１ｂと並列に接続されている。第２電圧計４ｂは、第２時間周期毎に、Ｖ２を測定する。図２の例では、第１電圧計４ａは、第１時間周期毎に、Ｖ１の測定値を負荷６（より具体的には、記憶部６１）に供給する。同様に、第２電圧計４ｂは、第２時間周期毎に、Ｖ２の測定値を負荷６に供給する。第１時間周期および第２時間周期は、それぞれ任意の時間間隔（時間周期）として設定されてよく、特に限定されない。一例として、第１時間周期および第２時間周期はそれぞれ、０．０１ｍｓｅｃ（ミリ秒）～３ｈ（時間）の、任意の時間間隔として設定されてよい。第１時間周期は、第２時間周期と等しい時間周期であってもよい。あるいは、第１時間周期は、第２時間周期とは異なる時間周期であってもよい。
【0019】
但し、第１電圧計４ａおよび第２電圧計４ｂはそれぞれ、必ずしも一定の時間周期毎にＶ１およびＶ２を測定しなくともよい。例えば、負荷６が加速度センサを有している場合を考える。この場合、加速度センサが、所定の量以上の加速度の変化を検知したタイミングにおいて、第１電圧計４ａがＶ１を測定し、第２電圧計４ｂがＶ２を測定してもよい。なお、加速度センサは、必ずしも負荷６に設けられなくともよい。センサ１００が加速度センサを有していればよい。
【0020】
抵抗３は、（ｉ）第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの一方と並列に接続されているとともに、かつ、（ｉｉ）他方と直列に接続されるように、設けられていればよい。抵抗３を設けることにより、Ｖ１とＶ２とが異なる値として出力される。図２の例では、抵抗３は、第１太陽電池モジュール１ａと並列に接続されており、かつ、第２太陽電池モジュール１ｂと直列に接続されている。抵抗３の抵抗値は、３３０Ω～５０ｋΩである。
【0021】
第１ダイオード７ａは、第１太陽電池モジュール１ａと直列に接続されている。第１ダイオード７ａは、第１太陽電池モジュール１ａの逆電流防止のために設けられている。第２ダイオード７ｂは、第２太陽電池モジュール１ｂと直列に接続されている。第２ダイオード７ｂは、第２太陽電池モジュール１ｂの逆電流防止のために設けられている。
【0022】
負荷６および蓄電素子８は、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂ（すなわち、太陽電池モジュール群１０）と互いに並列に接続されている。このため、負荷６および蓄電素子８のそれぞれには、太陽電池モジュール群１０から電力が供給される。蓄電素子８は、太陽電池モジュール群１０から供給された電力を蓄電する。図２の例では、蓄電素子８は、キャパシタである。
【0023】
負荷６は、太陽電池モジュール群１０から供給された電力を消費する。負荷６は、当該電力によって駆動される任意のデバイスであってよい。一例として、負荷６は、センサ１００の各部を制御するマイクロコンピュータ（マイコン）であってよい。記憶部６１およびタイマ６２はそれぞれ、負荷６の一例として理解されてよい。図２の例において、記憶部６１は、（ｉ）第１電圧計４ａから供給されたＶ１の測定値と、（ｉｉ）第２電圧計４ｂから供給されたＶ２の測定値と、を記憶する。
【0024】
タイマ６２は、マイコンのリアルタイムクロック機能によって実現されてよい。一例として、タイマ６２は、（ｉ）第１電圧計４ａによってＶ１の測定値が測定された時刻（第１時刻）と、（ｉｉ）第２電圧計４ｂによってＶ２の測定値が測定された時刻（第２時刻）と、を計時する。この場合、記憶部６１は、タイマ６２によって経時された第１時刻と第２時刻とをさらに記憶してもよい。このように、記憶部６１は、Ｖ１の測定値およびＶ２の測定値のそれぞれの時系列データを記憶できる。
【0025】
なお、タイマ６２は、蓄電素子８に蓄電された電力が所定の値を超えた時刻を計時してもよい。この場合、記憶部６１に、当該時刻をさらに記憶させてもよい。
【0026】
（各太陽電池モジュールの電流電圧特性の一例）
本開示の一態様に係る太陽電池モジュール群に含まれる各太陽電池モジュールは、同一照度の環境下において、互いに異なる電流電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）を有するように構成されている。各太陽電池モジュールの電流電圧特性を相違させる方法としては、例えば、以下の方法１～３、
（方法１）各太陽電池モジュールを構成する太陽電池の種類を相違させる；
（方法２）上記太陽電池の直列数を相違させる；
（方法３）各太陽電池モジュールの受光面積（より具体的には、有効受光面積）を相違させる；
を挙げることができる。
本開示の一態様に係る太陽電池モジュール群に含まれる各太陽電池モジュールは、同一照度の環境下において、互いに異なる電流電圧特性（Ｉ－Ｖ特性）を有するように構成されている。各太陽電池モジュールの電流電圧特性を相違させる方法としては、例えば、以下の方法１～３、
（方法１）各太陽電池モジュールを構成する太陽電池の種類を相違させる；
（方法２）上記太陽電池の直列数を相違させる；
（方法３）各太陽電池モジュールの受光面積（より具体的には、有効受光面積）を相違させる；
を挙げることができる。
【0027】
実施形態１における第１太陽電池モジュール１ａは、色素増感太陽電池モジュールである。当該色素増感太陽電池モジュールでは、６つの色素増感太陽電池が直列に接続されている。第１太陽電池モジュール１ａの受光面積は、３０ｃｍ２である。他方、実施形態１における第２太陽電池モジュール１ｂは、ａ－Ｓｉ（アモルファスシリコン）太陽電池モジュールである。当該ａ－Ｓｉ太陽電池モジュールでは、８つのａ－Ｓｉ太陽電池が直列に接続されている。第２太陽電池モジュール１ｂの受光面積は、５５ｃｍ２である。
【0028】
図３は、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂのそれぞれの電流電圧特性曲線（以下、「Ｉ－Ｖ曲線」とも称する）の一例を示すグラフである。図３の３０１は、照度２００ｌｘの場合におけるＩ－Ｖ曲線の一例を示すグラフである。図３の３０２は、照度５００ｌｘの場合におけるＩ－Ｖ曲線の一例を示すグラフである。これらのグラフにおいて、横軸は電流（Ｉ）を示し、縦軸は電圧（Ｖ）を示す。
【0029】
Ｖｏｃ１およびＶｏｃ２はそれぞれ、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの開放電圧（Ｖｏｃ）を表す。Ｉｓｃ１およびＩｓｃ２はそれぞれ、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの短絡電流（Ｉｓｃ）を表す。以下の説明では、第１太陽電池モジュール１ａのＩ－Ｖ曲線を、「第１Ｉ－Ｖ曲線」とも称する。また、第２太陽電池モジュール１ｂのＩ－Ｖ曲線を、「第２Ｉ－Ｖ曲線」とも称する。
【0030】
第１Ｉ－Ｖ曲線上における、ＶとＩとの積の最大値（すなわち、Ｐ１の最大値）を、Ｐ１ｍａｘとして表す。Ｐ１ｍａｘは、第１最大出力電力とも称される。Ｖｐ１ｍａｘは、第１Ｉ－Ｖ曲線の最適動作点（Ｐ１ｍａｘに対応する点）におけるＶ１（横軸の値）を示す。Ｖｐ１ｍａｘは、第１最大出力動作電圧とも称される。また、Ｉｐ１ｍａｘは、上記最適動作点におけるＩ１（縦軸の値）を示す。Ｉｐ１ｍａｘは、第１最大出力動作電流とも称される。
【0031】
同様に、第２Ｉ－Ｖ曲線上における、ＶとＩとの積の最大値（すなわち、Ｐ２の最大値）を、Ｐ２ｍａｘとして表す。Ｐ２ｍａｘは、第２最大出力電力とも称される。Ｖｐ２ｍａｘは、第２Ｉ－Ｖ曲線の最適動作点におけるＶ２を示す。Ｖｐ２ｍａｘは、第２最大出力動作電圧とも称される。また、Ｉｐ２ｍａｘは、上記最適動作点におけるＩ２を示す。Ｉｐ２ｍａｘは、第２最大出力動作電流とも称される。
【0032】
本明細書では、Ｖｐ１ｍａｘおよびＶｐ２ｍａｘを総称的に、Ｖｐｍａｘ（最大出力動作電圧）とも称する。また、Ｉｐ１ｍａｘおよびＩｐ２ｍａｘを総称的に、Ｉｐｍａｘ（最大出力動作電流）とも称する。また、Ｐ１ｍａｘおよびＰ２ｍａｘを総称的に、Ｐｍａｘ（最大出力電力）とも称する。上述の通り、Ｐｍａｘ＝Ｖｐｍａｘ×Ｉｐｍａｘという関係が成立する。このため、ＶｐｍａｘおよびＩｐｍａｘはそれぞれ、Ｐｍａｘに対応するＶおよびＩと表現されてもよい。
【0033】
図３に示されるように、照度２００ｌｘおよび照度５００ｌｘのいずれの場合においても、以下の（ｉ）～（ｉｖ）、
（ｉ）Ｖｏｃ１＞Ｖｏｃ２；
（ｉｉ）Ｖｐ１ｍａｘ＞Ｖｐ２ｍａｘ；
（ｉｉｉ）Ｉｓｃ１＞Ｉｓｃ２；
（ｉｖ）Ｉｐ１ｍａｘ＞Ｉｐ２ｍａｘ；
の関係が成立している。このように、実施形態１における第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂは、同一照度の環境下において、互いに異なる電流電圧特性を有するように構成されている。
（ｉ）Ｖｏｃ１＞Ｖｏｃ２；
（ｉｉ）Ｖｐ１ｍａｘ＞Ｖｐ２ｍａｘ；
（ｉｉｉ）Ｉｓｃ１＞Ｉｓｃ２；
（ｉｖ）Ｉｐ１ｍａｘ＞Ｉｐ２ｍａｘ；
の関係が成立している。このように、実施形態１における第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂは、同一照度の環境下において、互いに異なる電流電圧特性を有するように構成されている。
【0034】
上述の（ｉ）～（ｉｖ）の関係から明らかである通り、図３の例では、照度２００ｌｘおよび照度５００ｌｘのいずれの場合においても、Ｐ１ｍａｘ＞Ｐ２ｍａｘという関係が成立している（図３の点線によって示された矩形の面積も参照）。センサ１００の設計容易化を考慮すると、各太陽電池モジュールの電流電圧特性の相対的関係は、照度が変更された場合であっても、なるべく同様の関係に維持されることが好ましい。
【0035】
好ましくは、センサ１００では、２００ｌｘ～５００ｌｘの任意の照度において、Ｐ１ｍａｘ＞Ｐ２ｍａｘという関係が成立する。より好ましくは、センサ１００では、２００ｌｘ～５００ｌｘの任意の照度において、上述の（ｉ）～（ｉｖ）の関係が成立する。
【0036】
図４は、様々な照度における第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの電流電圧特性の一例を示す表である。図４には、「５０ｌｘ、１００ｌｘ、２００ｌｘ、３００ｌｘ、５００ｌｘ、１０００ｌｘ、および１００００ｌｘ」という７通りの照度のそれぞれにおける、第１太陽電池モジュール１ａの各特性値（Ｐ１ｍａｘ、Ｖｐ１ｍａｘ、Ｉｐ１ｍａｘ、Ｉｓｃ１、およびＶｏｃ１）が示されている。また、図４には、「５０ｌｘ、１００ｌｘ、２００ｌｘ、３００ｌｘ、および５００ｌｘ」という５通りの照度のそれぞれにおける、第２太陽電池モジュール１ｂの各特性値（Ｐ２ｍａｘ、Ｖｐ２ｍａｘ、Ｉｐ２ｍａｘ、Ｉｓｃ２、およびＶｏｃ２）が示されている。
【0037】
図４の各データを踏まえ、本願の発明者ら（以下、「発明者ら」と称する）は、センサ１００（より詳細には、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂ）がエネルギーハーベスティングシステム向けであることを考慮し、照度２００ｌｘの場合において、以下の式（１）、
０．１μＡ＜｜Ｉｐ１ｍａｘ－Ｉｐ２ｍａｘ｜＜５００μＡ …（１）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度２００ｌｘの場合において、式（１）の関係が満たされている。
０．１μＡ＜｜Ｉｐ１ｍａｘ－Ｉｐ２ｍａｘ｜＜５００μＡ …（１）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度２００ｌｘの場合において、式（１）の関係が満たされている。
【0038】
さらに、発明者らは、照度２００ｌｘの場合において、以下の式（２）、
０．０１Ｖ＜｜Ｖｐ１ｍａｘ－Ｖｐ２ｍａｘ｜＜３Ｖ …（２）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度２００ｌｘの場合において、式（２）の関係が満たされている。
０．０１Ｖ＜｜Ｖｐ１ｍａｘ－Ｖｐ２ｍａｘ｜＜３Ｖ …（２）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度２００ｌｘの場合において、式（２）の関係が満たされている。
【0039】
さらに、発明者らは、照度２００ｌｘの場合において、以下の式（３）～（４）、
５０μＷ＜Ｐ１ｍａｘ＜５００μＷ …（３）
５０μＷ＜Ｐ２ｍａｘ＜５００μＷ …（４）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度２００ｌｘの場合において、式（３）～（４）の関係が満たされている。
５０μＷ＜Ｐ１ｍａｘ＜５００μＷ …（３）
５０μＷ＜Ｐ２ｍａｘ＜５００μＷ …（４）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度２００ｌｘの場合において、式（３）～（４）の関係が満たされている。
【0040】
さらに、発明者らは、照度５００ｌｘの場合において、以下の式（５）～（６）、
１００μＷ＜Ｐ１ｍａｘ＜５ｍＷ …（５）
１００μＷ＜Ｐ２ｍａｘ＜５ｍＷ …（６）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度５００ｌｘの場合において、式（５）～（６）の関係が満たされている。
１００μＷ＜Ｐ１ｍａｘ＜５ｍＷ …（５）
１００μＷ＜Ｐ２ｍａｘ＜５ｍＷ …（６）
が満たされることが好ましいと結論付けた。図４の例では、照度５００ｌｘの場合において、式（５）～（６）の関係が満たされている。
【0041】
また、発明者らは、本開示の一態様に係る太陽電池モジュール群に含まれる各太陽電池モジュールの受光面積は、０．１ｃｍ２～１００ｃｍ２であることが好ましいと結論付けた。上述の通り、実施形態１では、第１太陽電池モジュール１ａの受光面積は３０ｃｍ２であり、第２太陽電池モジュール１ｂの受光面積は５５ｃｍ２である。このように、実施形態１における第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの受光面積はいずれも、上記数値範囲内に含まれている。
【0042】
（比較例）
続いて、センサ１００の効果の説明に先立ち、比較例に係るセンサ（ＥＨＡＡＳ）について述べる。以下では、３つの比較例（比較例１～３）について述べる。各比較例に係る図（図５～図７）では、図２に示された一部の部材（例：負荷６）の図示が省略されている。なお、各比較例に係るセンサは、センサ１００とは異なり、抵抗３を有していない。
続いて、センサ１００の効果の説明に先立ち、比較例に係るセンサ（ＥＨＡＡＳ）について述べる。以下では、３つの比較例（比較例１～３）について述べる。各比較例に係る図（図５～図７）では、図２に示された一部の部材（例：負荷６）の図示が省略されている。なお、各比較例に係るセンサは、センサ１００とは異なり、抵抗３を有していない。
【0043】
＜比較例１＞
図５は、比較例１におけるセンサ１００ｒ１の回路構成を示す図である。センサ１００ｒ１では、第１サブ回路９０ａと第２サブ回路９０ｂとが個別に設けられている。第１サブ回路９０ａは、第１太陽電池モジュール１ａと第１電圧計４ａと第１蓄電素子８ａとによって構成されている。同様に、第２サブ回路９０ｂは、第２太陽電池モジュール１ｂと第２電圧計４ｂと第２蓄電素子８ｂとによって構成されている。
図５は、比較例１におけるセンサ１００ｒ１の回路構成を示す図である。センサ１００ｒ１では、第１サブ回路９０ａと第２サブ回路９０ｂとが個別に設けられている。第１サブ回路９０ａは、第１太陽電池モジュール１ａと第１電圧計４ａと第１蓄電素子８ａとによって構成されている。同様に、第２サブ回路９０ｂは、第２太陽電池モジュール１ｂと第２電圧計４ｂと第２蓄電素子８ｂとによって構成されている。
【0044】
このように、比較例１では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが、独立したサブ回路の構成要素として設けられている。すなわち、比較例１では、実施形態１とは異なり、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが、互いに接続されていない。
【0045】
一般的に、エネルギーハーベスティングシステムでは、小型の太陽電池モジュールが使用される。このため、第１太陽電池モジュール１ａの出力電力（Ｐ１）は、比較的小さい。それゆえ、第１サブ回路９０ａでは、当該第１サブ回路９０ａ内の負荷６を駆動するための十分な電力を、当該負荷６に供給することはできない。また、第１蓄電素子８ａに、負荷６を駆動するための十分な電力を蓄電することもできない。これらの点については、第２サブ回路９０ｂに関しても同様である。
【0046】
ところで、負荷６を駆動するためには、当該負荷６を給電するための付加的な太陽電池モジュール（あるいは、ボタン電池等の付加的な電源）を、センサ１００ｒ１に設けることも考えられる。しかしながら、付加的な太陽電池モジュールによって負荷６を駆動するためには、当該付加的な太陽電池モジュールの出力電力をある程度大きく設定する必要がある。すなわち、付加的な太陽電池モジュールの受光面積を、ある程度大きく設定する必要がある。このため、付加的な太陽電池モジュールを設けることは、センサ１００ｒ１の大型化を招いてしまう。
【0047】
＜比較例２＞
図６は、比較例２におけるセンサ１００ｒ２の回路構成を示す図である。比較例２は、比較例１の一変形例である。比較例２では、比較例１の第１サブ回路９０ａと第２サブ回路９０ｂとが直列に接続されている。比較例２によれば、比較例１とは異なり、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの両方から、共通の負荷６に電力を供給できる。しかしながら、比較例２においても、十分な電力（より詳細には、十分な電流）を負荷６に供給することはできない。
図６は、比較例２におけるセンサ１００ｒ２の回路構成を示す図である。比較例２は、比較例１の一変形例である。比較例２では、比較例１の第１サブ回路９０ａと第２サブ回路９０ｂとが直列に接続されている。比較例２によれば、比較例１とは異なり、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの両方から、共通の負荷６に電力を供給できる。しかしながら、比較例２においても、十分な電力（より詳細には、十分な電流）を負荷６に供給することはできない。
【0048】
比較例２では、実施形態１とは異なり、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが、直列に接続されている。このため、比較例２では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとの電流電圧特性の異同によらず、全ての時刻において、Ｉ１＝Ｉ２の関係が成立する。その結果、比較例２では、「負荷６に供給される電流値が、Ｉ１およびＩ２のうち、より小さい電流値によって制限されてしまう」という問題が生じる。それゆえ、負荷６（特に、記憶部６１）を駆動するための十分な電流を、当該負荷６に供給することができない。
【0049】
＜比較例３＞
図７は、比較例３におけるセンサ１００ｒ３の回路構成を示す図である。比較例３は、比較例１の別の変形例である。比較例３では、比較例１の第１サブ回路９０ａと第２サブ回路９０ｂとが並列に接続されている。比較例３によっても、比較例２と同様に、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの両方から、共通の負荷６に電力を供給できる。そして、比較例３では、実施形態１と同様に、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが、並列に接続されている。このため、比較例３では、比較例２の問題を解決することもできる。
図７は、比較例３におけるセンサ１００ｒ３の回路構成を示す図である。比較例３は、比較例１の別の変形例である。比較例３では、比較例１の第１サブ回路９０ａと第２サブ回路９０ｂとが並列に接続されている。比較例３によっても、比較例２と同様に、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの両方から、共通の負荷６に電力を供給できる。そして、比較例３では、実施形態１と同様に、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが、並列に接続されている。このため、比較例３では、比較例２の問題を解決することもできる。
【0050】
しかしながら、比較例３では、実施形態１とは異なり、抵抗３が設けられていない。このため、比較例３では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとの電流電圧特性の異同によらず、全ての時刻において、Ｖ１＝Ｖ２の関係が成立する。すなわち、比較例３では、実施形態１とは異なり、ある時刻におけるＶ１およびＶ２を異なる値に設定することはできない。
【0051】
このため、比較例３では、「非特許文献１の手法による測位（以下、「電圧ベース測位」と称する）を適用することができない」という問題が生じる。電圧ベース測位では、Ｖ１およびＶ２のそれぞれの時系列データの変化の態様の違いに着目して、測位計算が行われるためである。
【0052】
（センサ１００の効果）
センサ１００では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが接続されている。このため、比較例１の問題を解決できる。すなわち、センサ１００によれば、小型のセンサを実現できる。さらに、センサ１００では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが並列接続されている。このため、上述の通り、比較例２の問題を解決することもできる。
センサ１００では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが接続されている。このため、比較例１の問題を解決できる。すなわち、センサ１００によれば、小型のセンサを実現できる。さらに、センサ１００では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが並列接続されている。このため、上述の通り、比較例２の問題を解決することもできる。
【0053】
加えて、センサ１００では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとの間に、抵抗３が介在している。このため、センサ１００では、比較例３とは異なり、ある時刻におけるＶ１およびＶ２を異なる値に設定できる。それゆえ、センサ１００では、電圧ベース測位を適用することが可能となる。以上の通り、センサ１００によれば、比較例３の問題を解決することもできる。
【0054】
（補足）
非特許文献１では、センサ（ＥＨＡＡＳ）に発電素子としての太陽電池を組み込むことが開示されている。１つの太陽電池の出力電力は小さいため、当該出力電力によってＥＨＡＡＳ内の負荷を駆動することは困難である。このため、当業者であれば、負荷を駆動するためには、１つの太陽電池に替えて、同種の太陽電池を直列または並列に接続した太陽電池モジュールを発電素子として用いるという着想を得るであろう（参照：比較例２・３）。
非特許文献１では、センサ（ＥＨＡＡＳ）に発電素子としての太陽電池を組み込むことが開示されている。１つの太陽電池の出力電力は小さいため、当該出力電力によってＥＨＡＡＳ内の負荷を駆動することは困難である。このため、当業者であれば、負荷を駆動するためには、１つの太陽電池に替えて、同種の太陽電池を直列または並列に接続した太陽電池モジュールを発電素子として用いるという着想を得るであろう（参照：比較例２・３）。
【0055】
これに対し、非特許文献１の技術では、電圧ベース測位を行うために、互いに異なる電流電圧特性を有する複数の太陽電池モジュールによって、個別の回路が設けられている（参照：比較例１）。そして、当該複数の太陽電池モジュールによって発電された電力が、蓄電素子によって蓄電されている。
【0056】
但し、非特許文献１の技術では、各太陽電池モジュールによって発電された電力は、電圧ベース測位を行うためのみに使用されている。加えて、非特許文献１では、蓄電素子によって蓄電された電力によって、負荷を駆動することについても開示されていない。さらに、非特許文献１の技術では、蓄電素子によって蓄電された電力を用いたとしても、消費電力が大きい負荷（例：記憶部を有する負荷）を駆動することはできない。
【0057】
このため、当業者であれば、比較例１において述べた通り、負荷を駆動するために、付加的な太陽電池モジュール（あるいは、付加的な電源）を設けることを試みるであろう。さらに、当業者であれば、負荷により多くの電力を供給するために、センサ内の回路の抵抗値をなるべく小さくしようと試みるであろう。それゆえ、いかに当業者であっても、公知技術に基づいてセンサ１００（抵抗３を有するＥＨＡＡＳ）を想到することは、容易でないと言える。当業者であれば、むしろ抵抗３をセンサの構成要素から除外しようと考えることが自然であるためである（比較例１～３を参照）。
【0058】
センサ１００によれば、非特許文献１の技術と同様に、電圧ベース測位を適用することができる。それゆえ、特許文献１の技術（ＧＰＳ測位）に比べ、測位の利便性を向上させることができる。加えて、センサ１００によれば、非特許文献１とは異なり、各太陽電池モジュールによって発電された電力を、負荷６に供給することもできる。以上のように、センサ１００によれば、太陽電池モジュールによって発電された電力をより効果的に利用できる。
【0059】
〔実施形態２〕
図８は、実施形態２のセンサ２００の回路構成を示す図である。センサ２００は、センサ１００の一変形例である。センサ２００における抵抗（第１抵抗）を、抵抗２３と称する。また、センサ２００における第１ダイオードおよび第２ダイオードをそれぞれ、第１ダイオード２７ａおよび第２ダイオード２７ｂと称する。
図８は、実施形態２のセンサ２００の回路構成を示す図である。センサ２００は、センサ１００の一変形例である。センサ２００における抵抗（第１抵抗）を、抵抗２３と称する。また、センサ２００における第１ダイオードおよび第２ダイオードをそれぞれ、第１ダイオード２７ａおよび第２ダイオード２７ｂと称する。
【0060】
センサ２００では、センサ１００とは異なり、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂは、互いに直列に接続されている。そして、抵抗２３は、第１太陽電池モジュール１ａと直列に接続されており、かつ、第２太陽電池モジュール１ｂと並列に接続されている。以上の回路構成を考慮し、第１ダイオード２７ａおよび第２ダイオード２７ｂは、第１ダイオード７ａおよび第２ダイオード７ｂとは異なる位置に設けられている。
【0061】
センサ２００では、第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとの間に、抵抗２３が介在している。抵抗２３によっても、抵抗３と同様に、ある時刻におけるＶ１およびＶ２を異なる値に設定できる。また、センサ２００によっても、センサ１００と同様に、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂによって発電された電力を、負荷６に供給できる。それゆえ、センサ２００によっても、センサ１００と同様の効果を奏する。
【0062】
（補足）
センサ１００またはセンサ２００のいずれを採用するかについては、ある照度における第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの電流電圧特性に応じて、決定されてよい。以下、この点について説明する。
センサ１００またはセンサ２００のいずれを採用するかについては、ある照度における第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂの電流電圧特性に応じて、決定されてよい。以下、この点について説明する。
【0063】
センサ１００（第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが並列接続されている構成）において、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂによって発電される出力電力の合計値Ｐｔ１は、以下の式（７）、
Ｐｔ１＝Ｐ１ｍａｘ＋（Ｐ２ｍａｘ－ΔＶｐｍａｘ×Ｉｐ２ｍａｘ）…（７）
によって表される。なお、ΔＶｐｍａｘ＝Ｖｐ１ｍａｘ－Ｖｐ２ｍａｘである。
Ｐｔ１＝Ｐ１ｍａｘ＋（Ｐ２ｍａｘ－ΔＶｐｍａｘ×Ｉｐ２ｍａｘ）…（７）
によって表される。なお、ΔＶｐｍａｘ＝Ｖｐ１ｍａｘ－Ｖｐ２ｍａｘである。
【0064】
他方、センサ２００（第１太陽電池モジュール１ａと第２太陽電池モジュール１ｂとが直列接続されている構成）において、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂによって発電される出力電力の合計値Ｐｔ２は、以下の式（８）、
Ｐｔ２＝Ｐ１ｍａｘ＋（Ｐ２ｍａｘ－Ｖｐ２ｍａｘ×ΔＩｐｍａｘ）…（８）
によって表される。なお、ΔＩｐｍａｘ＝Ｉｐ１ｍａｘ－Ｉｐ２ｍａｘである。
Ｐｔ２＝Ｐ１ｍａｘ＋（Ｐ２ｍａｘ－Ｖｐ２ｍａｘ×ΔＩｐｍａｘ）…（８）
によって表される。なお、ΔＩｐｍａｘ＝Ｉｐ１ｍａｘ－Ｉｐ２ｍａｘである。
【0065】
負荷６をより確実に駆動するためには、第１太陽電池モジュール１ａおよび第２太陽電池モジュール１ｂによって発電される出力電力の合計値を、大きくすることが好ましい。このため、Ｐｔ１＞Ｐｔ２である場合、センサ１００を採用することが好ましい。他方、Ｐｔ１＜Ｐｔ２である場合、センサ２００を採用することが好ましい。
【0066】
一例として、照度２００ｌｘの場合を考える。図４の各数値を用いて、照度２００ｌｘにおけるＰｔ１およびＰｔ２を計算すると、Ｐｔ１＝５５６μＷ、Ｐｔ２＝３５８μＷである。以上のことから、図４の例では、照度２００ｌｘの場合、センサ１００を採用することが好ましいと言える。但し、負荷６の消費電力がそれほど大きくない場合、センサ２００を採用してもよい。
【0067】
〔実施形態３〕
図９は、実施形態３のセンサ３００の回路構成を示す図である。図９では、一部の部材（例：負荷６）の図示が省略されている。センサ３００は、太陽電池モジュール群３０を含んでいる。太陽電池モジュール群３０は、ｎ個の太陽電池モジュールによって構成されている。当該ｎ個の太陽電池モジュールは、同一照度の環境下において互いに異なる電流電圧特性を有している。ｎは、２以上の任意の整数である。なお、図２のセンサ１００の構成は、図９のセンサ３００の構成において、ｎ＝２である場合に相当する。
図９は、実施形態３のセンサ３００の回路構成を示す図である。図９では、一部の部材（例：負荷６）の図示が省略されている。センサ３００は、太陽電池モジュール群３０を含んでいる。太陽電池モジュール群３０は、ｎ個の太陽電池モジュールによって構成されている。当該ｎ個の太陽電池モジュールは、同一照度の環境下において互いに異なる電流電圧特性を有している。ｎは、２以上の任意の整数である。なお、図２のセンサ１００の構成は、図９のセンサ３００の構成において、ｎ＝２である場合に相当する。
【0068】
図９の例では、ｎがある程度大きい場合（例：ｎが４より大きい場合）が例示されている。図９では、ｎ個の太陽電池モジュールのうち、第１太陽電池モジュール１ａ～第４太陽電池モジュール１ｄの４つの太陽電池モジュールが図示されている。センサ３００では、ｎ個の太陽電池モジュールはそれぞれ、互いに並列に接続されている。
【0069】
実施形態３では、ｎ個の太陽電池モジュールのうち、ｋ番目に最大出力電力が大きい太陽電池モジュールを、第ｋ太陽電池モジュールと称する。ｋは、１以上かつｎ以下の整数である。従って、実施形態３では、第１太陽電池モジュール１ａが、ｎ個の太陽電池モジュールのうち、Ｐｍａｘが最大の太陽電池モジュールである。実施形態１と同様に、照度２００ｌｘの場合、Ｐ１ｍａｘ＜５００μＷであることが好ましい。
【0070】
センサ３００では、第ｋ太陽電池モジュールと１対１に対応するように、第ｋダイオードが設けられている。すなわち、第１太陽電池モジュール１ａ～第ｎ太陽電池モジュール１ｎという、ｎ個のダイオードが設けられている。図９では、第１ダイオード３７ａ～第４ダイオード３７ｄの４つのダイオードが図示されている。第ｋダイオードは、第ｋ太陽電池モジュールと直列に接続されている。
【0071】
センサ３００では、第ｋ太陽電池モジュールと１対１に対応するように、第ｋ電圧計が設けられている。すなわち、第１電圧計４ａ～第ｎ電圧計４ｎという、ｎ個の電圧計が設けられている。図９では、第１電圧計４ａ～第４電圧計４ｄの４つの電圧計が図示されている。第ｋ電圧計は、第ｋ太陽電池モジュールの電圧Ｖｋを測定できるように、当該第ｋ太陽電池モジュールと並列に接続されている。一例として、第ｋ電圧計は、第ｋ時間周期毎に測定したＶｋの測定値を、負荷６に供給する。従って、記憶部６１は、Ｖ１～Ｖｎのそれぞれの時系列データを記憶できる。第１～第ｎ時間周期は、同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
【0072】
但し、上述の通り、第ｋ電圧計は、必ずしも一定の時間周期毎にＶｋを測定しなくともよい。加速度センサが所定の量以上の加速度の変化を検知したタイミングにおいて、第ｋ電圧計がＶｋを測定してもよい。
【0073】
センサ３００では、ｎ個の太陽電池モジュールと対応するように、ｎ－１個の抵抗が設けられている。具体的には、第ｋ太陽電池モジュールに対応する抵抗として、第ｋ－１抵抗が設けられている。図９では、第１抵抗３１～第３抵抗３３の３つの抵抗が図示されている。以下では、第ｋ抵抗の抵抗値を、Ｒ（ｋ）と称する。
【0074】
第ｋ－１抵抗は、（ｉ）第ｋ太陽電池モジュールに直列に接続されており、かつ、（ｉｉ）当該第ｋ太陽電池モジュールを除いたｎ－１個の太陽電池モジュールのそれぞれと並列に接続されている。例えば、第１抵抗３１は、（ｉ）第２太陽電池モジュール１ｂに直列に接続されており、かつ、（ｉｉ）「第２太陽電池モジュール１ｂを除いたｎ－１個の太陽電池モジュール（すなわち、第１太陽電池モジュール１ａおよび第３太陽電池モジュール１ｃ～第ｎ太陽電池モジュール１ｎ）のそれぞれ」と並列に接続されている。
【0075】
センサ３００では、全てのｋについて、Ｒ（ｋ－１）＞Ｒ（ｋ）として設定されている。すなわち、Ｒ（１）＞Ｒ（２）＞Ｒ（３）＞…＞Ｒ（ｎ－１）として、ｎ－１個の抵抗のそれぞれの抵抗値が設定されている。このように、センサ３００では、ｋ番目に大きい抵抗値、すなわちＲ（ｋ）を有する第ｋ抵抗が、第ｋ＋１太陽電池モジュールと直列に接続されている。例えば、第１抵抗３１（第２太陽電池モジュール１ｂと直列に接続された抵抗）は、ｎ－１個の抵抗のうち、最大の抵抗値を有している。以上の通りＲ（１）～Ｒ（ｎ－１）を設定することにより、ある時刻におけるＶ１～Ｖｎのそれぞれを異なる値に設定できる。
【0076】
実施形態３では、第ｋ太陽電池モジュールの最大出力動作電流（第ｋ最大出力動作電流）を、Ｉｐ（ｋ）ｍａｘと表す。Ｉｐ（ｋ）ｍａｘとＩｐ（ｋ＋１）ｍａｘとの間にも、上述の式（１）と同様の関係が満たされることが好ましい。すなわち、照度２００ｌｘの場合において、以下の式（９）、
０．１μＡ＜｜Ｉｐ（ｋ）ｍａｘ－Ｉｐ（ｋ＋１）ｍａｘ｜＜５００μＡ …（９）が満たされることが好ましい。
０．１μＡ＜｜Ｉｐ（ｋ）ｍａｘ－Ｉｐ（ｋ＋１）ｍａｘ｜＜５００μＡ …（９）が満たされることが好ましい。
【0077】
また、実施形態３では、第ｋ太陽電池モジュールの最大出力動作電圧（第ｋ最大出力動作電圧）を、Ｖｐ（ｋ）ｍａｘと表す。Ｖｐ（ｋ）ｍａｘとＶｐ（ｋ＋１）ｍａｘとの間にも、上述の式（２）と同様の関係が満たされることが好ましい。すなわち、照度２００ｌｘの場合において、以下の式（１０）、
０．０１Ｖ＜｜Ｖｐ（ｋ）ｍａｘ－Ｖｐ（ｋ＋１）ｍａｘ｜＜３Ｖ …（１０）
が満たされることが好ましい。
０．０１Ｖ＜｜Ｖｐ（ｋ）ｍａｘ－Ｖｐ（ｋ＋１）ｍａｘ｜＜３Ｖ …（１０）
が満たされることが好ましい。
【0078】
（センサ３００の効果）
センサ３００によれば、ｎ個の太陽電池モジュールのそれぞれの電圧（Ｖ１～Ｖｎ）を相違させることができる。加えて、ｎ個の太陽電池モジュールのそれぞれによって発電された電力（Ｐ１～Ｐｎ）を、負荷６に供給できる。それゆえ、センサ３００によっても、センサ１００と同様の効果を奏する。
センサ３００によれば、ｎ個の太陽電池モジュールのそれぞれの電圧（Ｖ１～Ｖｎ）を相違させることができる。加えて、ｎ個の太陽電池モジュールのそれぞれによって発電された電力（Ｐ１～Ｐｎ）を、負荷６に供給できる。それゆえ、センサ３００によっても、センサ１００と同様の効果を奏する。
【0079】
さらに、電圧ベース測位の精度は、ｎが大きいほど（すなわち、太陽電池モジュールの数が多いほど）向上すると期待される。それゆえ、センサ３００によれば、より高い測位精度を実現できる。加えて、センサ３００によれば、ｎの増加に伴い、Ｐ１～Ｐｎのそれぞれを小さくすることも可能である。すなわち、ｎ個の太陽電池モジュールのそれぞれの受光面積を小さく設定した場合であっても、負荷６を駆動するために十分な電力を発電することができる。このため、ｎが大きい場合であっても、小型のセンサ３００を実現できる。
【0080】
〔実施形態４〕
図１０は、実施形態４のスマートウォッチ１０００（電子機器）を示す図である。スマートウォッチ１０００は、携帯型電子機器の一例である。より具体的には、スマートウォッチ１０００は、ユーザの身体に装着可能な情報処理装置（ウェアラブルデバイス）の一例である。但し、本開示の一態様に係る携帯型電子機器は、ウェアラブルデバイスに限定されない。
図１０は、実施形態４のスマートウォッチ１０００（電子機器）を示す図である。スマートウォッチ１０００は、携帯型電子機器の一例である。より具体的には、スマートウォッチ１０００は、ユーザの身体に装着可能な情報処理装置（ウェアラブルデバイス）の一例である。但し、本開示の一態様に係る携帯型電子機器は、ウェアラブルデバイスに限定されない。
【0081】
スマートウォッチ１０００は、本開示の一態様に係るセンサ（例：センサ１００）を備えている。図１０の例では、センサ１００は、スマートウォッチ１０００の文字盤の下部に配置されている。つまり、センサ１００は、スマートウォッチ１０００の装着時に、ユーザから見て表面側に配置されている。このようにセンサ１００を配置することにより、各太陽電池モジュールに向けて照射される光が、ユーザの身体によって遮光されにくくなる。それゆえ、センサ１００の配置は、各太陽電池モジュールによる発電に好適である。
【0082】
スマートウォッチ１０００の制御部（不図示）は、記憶部６１から、Ｖ１およびＶ２のそれぞれの測定値（好ましくは、Ｖ１およびＶ２のそれぞれの時系列データ）を取得する。そして、制御部は、当該測定値（好ましくは、当該時系列データ）を解析することにより、電圧ベース測位を実行する。すなわち、スマートウォッチ１０００は、上記当該測定値を解析することにより、ある時点（ある時刻，例：現在の時刻）における当該スマートウォッチ１０００の位置を測位する。
【0083】
なお、負荷６には、必ずしも記憶部６１およびタイマ６２が設けられていなくともよい。この場合、タイマ６２は、スマートウォッチ１０００に設けられていればよい。そして、スマートウォッチ１０００の制御部は、第１電圧計４ａおよび第２電圧計４ｂから、Ｖ１およびＶ２のそれぞれの測定値を取得すればよい。センサ１００には、（ｉ）スマートウォッチ１０００の制御部と、（ｉｉ）第１電圧計４ａおよび第２電圧計４ｂと、の間の通信のための、任意の通信インターフェースが設けられてよい。
【0084】
〔変形例〕
（１）本開示の一態様に係る電子機器は、必ずしも携帯型電子機器に限定されない。当該電子機器は、据え置き型の電子機器であってもよい。但し、本開示の一態様に係るセンサは、一般的には小型のセンサとして実現される。このため、当該センサは、携帯型電子機器への適用に特に好適である。携帯型電子機器の場合、据え置き型の電子機器に比べ、機器の小型化に対するニーズが高いためである。さらに、携帯型電子機器の方が、据え置き型の電子機器に比べ、電圧ベース測位機能を設けるニーズが高いためである。
（１）本開示の一態様に係る電子機器は、必ずしも携帯型電子機器に限定されない。当該電子機器は、据え置き型の電子機器であってもよい。但し、本開示の一態様に係るセンサは、一般的には小型のセンサとして実現される。このため、当該センサは、携帯型電子機器への適用に特に好適である。携帯型電子機器の場合、据え置き型の電子機器に比べ、機器の小型化に対するニーズが高いためである。さらに、携帯型電子機器の方が、据え置き型の電子機器に比べ、電圧ベース測位機能を設けるニーズが高いためである。
【0085】
（２）本開示の一態様において、電圧ベース測位機能は、必ずしもセンサ１００を備えた電子機器に設けらなくともよい。センサ１００は、例えば、不図示のクラウドサーバと通信可能に接続されていてもよい。この場合、クラウドサーバに電圧ベース測位機能が設けられてもよい。一例として、クラウドサーバは、第１電圧計４ａおよび第２電圧計４ｂから、Ｖ１およびＶ２のそれぞれの測定値を取得する。そして、クラウドサーバは、電圧ベース測位を実行する。続いて、クラウドサーバは、電圧ベース測位によって得られた測位情報（ある時刻におけるセンサ１００を示す情報）を、スマートウォッチ１０００に供給する。
【0086】
（３）本開示の一態様において、センサ１００に電圧ベース測位機能を設けることもできる。一例として、負荷６が比較的高性能なプロセッサを含んでいる場合には、センサ１００に電圧ベース測位機能を設けることができる。
【0087】
〔ソフトウェアによる実現例〕
センサ１００～３００およびスマートウォッチ１０００の制御ブロック（特に、負荷６およびスマートウォッチ１０００の制御部）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
センサ１００～３００およびスマートウォッチ１０００の制御ブロック（特に、負荷６およびスマートウォッチ１０００の制御部）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
【0088】
後者の場合、センサ１００～３００およびスマートウォッチ１０００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも１つのプロセッサ（制御装置）を備えていると共に、上記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも１つの記録媒体を備えている。そして、上記コンピュータにおいて、上記プロセッサが上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本開示の一態様の目的が達成される。上記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本開示の一態様は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【0089】
〔付記事項〕
本開示の一態様は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
本開示の一態様は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の一態様の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成できる。
【0090】
（関連出願の相互参照）
本出願は、2020年2月19日に出願された日本国特許出願：特願2020-026631に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
本出願は、2020年2月19日に出願された日本国特許出願：特願2020-026631に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
【符号の説明】
【0091】
１ａ 第１太陽電池モジュール
１ｂ 第２太陽電池モジュール
３、２３ 抵抗
４ａ 第１電圧計
４ｂ 第２電圧計
６ 負荷
１０、３０ 太陽電池モジュール群
３１ 第１抵抗（抵抗）
６１ 記憶部
６２ タイマ
１００、２００、３００ センサ
１０００ スマートウォッチ（電子機器）
Ｐ１ｍａｘ 第１最大出力電力（第１太陽電池モジュールの最大出力電力）
Ｐ２ｍａｘ 第２最大出力電力（第２太陽電池モジュールの最大出力電力）
Ｉｐ１ｍａｘ 第１最大出力動作電流（第１太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第１太陽電池モジュールの電流）
Ｉｐ２ｍａｘ 第２最大出力動作電流（第２太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第２太陽電池モジュールの電流）
Ｖｐ１ｍａｘ 第１最大出力動作電圧（第１太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第１太陽電池モジュールの電圧）
Ｖｐ２ｍａｘ 第２最大出力動作電圧（第２太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第２太陽電池モジュールの電圧）
Ｖ１ 第１太陽電池モジュールの電圧（第１電圧）
Ｖ２ 第２太陽電池モジュールの電圧（第２電圧）
１ｂ 第２太陽電池モジュール
３、２３ 抵抗
４ａ 第１電圧計
４ｂ 第２電圧計
６ 負荷
１０、３０ 太陽電池モジュール群
３１ 第１抵抗（抵抗）
６１ 記憶部
６２ タイマ
１００、２００、３００ センサ
１０００ スマートウォッチ（電子機器）
Ｐ１ｍａｘ 第１最大出力電力（第１太陽電池モジュールの最大出力電力）
Ｐ２ｍａｘ 第２最大出力電力（第２太陽電池モジュールの最大出力電力）
Ｉｐ１ｍａｘ 第１最大出力動作電流（第１太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第１太陽電池モジュールの電流）
Ｉｐ２ｍａｘ 第２最大出力動作電流（第２太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第２太陽電池モジュールの電流）
Ｖｐ１ｍａｘ 第１最大出力動作電圧（第１太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第１太陽電池モジュールの電圧）
Ｖｐ２ｍａｘ 第２最大出力動作電圧（第２太陽電池モジュールの最大出力電力が得られる場合における、当該第２太陽電池モジュールの電圧）
Ｖ１ 第１太陽電池モジュールの電圧（第１電圧）
Ｖ２ 第２太陽電池モジュールの電圧（第２電圧）
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】