(57)【要約】【課題】太陽電池を用いた低消費電力デバイスにおいて、操作性を悪化させずに電力効率よく小型化可能な入力装置を提供する。【解決手段】複数の太陽電池セルから構成される太陽電池モジュール１０と、太陽電池モジュール１０が出力する電圧値を調整する出力調整部１０３と、太陽電池モジュール１０に照射される光の照度を検出する照度検出部１０５と、太陽電池モジュール１０に操作者の指が接触したか否かを判定する接触判定部１０７と、を備え、出力調整部１０３は、太陽電池モジュール１０に負荷をかける機能を有し、接触判定部１０７は、太陽電池モジュール１０に影がかかっていない時に照度検出部１０５が検出した光の照度及び出力調整部１０３が太陽電池モジュール１０にかける負荷及び太陽電池モジュール１０の出力に基づいて、太陽電池モジュール１０に指が接触したか否かを判定する入力装置。【選択図】図１０
2014075102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールと、
前記太陽電池モジュールが出力する電圧値を調整する出力調整部と、
前記太陽電池モジュールに照射される光の照度を検出する照度検出部と、
前記太陽電池モジュールに操作者の指が接触したか否かを判定する接触判定部と、
を備え、
前記出力調整部は、前記太陽電池モジュールに負荷をかける機能を有し、
前記接触判定部は、前記太陽電池モジュールに影がかかっていない時に前記照度検出部が検出した前記光の照度及び前記出力調整部が前記太陽電池モジュールにかける前記負荷及び太陽電池モジュールの出力に基づいて、前記太陽電池モジュールに指が接触したか否かを判定する、
入力装置。
【請求項２】
前記照度検出部は、前記出力調整部が前記太陽電池モジュールに過負荷をかけてから、前記太陽電池モジュールの出力が定常状態に戻るまでの時間に基づいて照度を検出する、
請求項１に記載の入力装置。
【請求項３】
前記出力調整部は、前記照度検出部が出力する照度に応じた負荷を決定し、前記太陽電池モジュールにかかる負荷が前記決定した負荷となるように調整することを特徴とする、
請求項１又は２に記載の入力装置。
【請求項４】
前記接触判定部は前記照度検出部が検出する前記光の照度及び前記出力調整部が前記太陽電池モジュールにかける前記負荷に応じた閾値を決定し、
前記太陽電池モジュールの出力電圧が前記閾値を下回った場合、前記太陽電池モジュールの太陽電池セルに指が接触したと判定する、
請求項１〜３の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項５】
前記接触判定部は、前記太陽電池モジュールの開放電圧を計測し、
前記開放電圧に応じて前記太陽電池モジュールの太陽電池セルに指が接触したか否かを判定する、
請求項１〜４の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項６】
前記接触判定部は、
前記太陽電池モジュールに指が接触した後、前記指が前記太陽電池モジュール上を滑ることなく、前記太陽電池モジュールから離れた場合、タップ入力と判定し、
前記太陽電池モジュールに指が接触した後、前記指が太陽電池モジュール上を前記複数の太陽電池セルに渡って滑った後に、前記太陽電池モジュールから離れた場合、スライド入力と判定する、
請求項１〜５の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項７】
前記太陽電池モジュールを複数備え、
前記接触判定部は、それぞれの前記太陽電池モジュールごとに指が接触したか否かを判定する、
請求項１〜６の何れか一項に記載の入力装置。
【請求項８】
前記接触判定部は、
前記太陽電池モジュールに指が接触した後、前記指を接触させつつ前記太陽電池モジュール上を滑らせた前記指の軌跡が、あらかじめ定められた軌跡と一致した場合、前記軌跡に応じた入力であると判定する、
請求項７に記載の入力装置。
【請求項９】
前記太陽電池モジュールに含まれる複数の太陽電池セルが離れて配置される、
請求項１〜８の何れか一項に記載の入力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電卓や時計などの低消費電力デバイスの電源供給源として、太陽電池が用いられている（例えば、特許文献１から特許文献３）。これらのデバイスは、デバイスへの入力手段として、ボタンやリューズなどを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１５４０１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２１２８２号公報
【特許文献３】特開２０１１−６０６０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の太陽電池を入力手段として用いた技術は、操作者の明示的な操作と意図しない太陽電池への接近とを区別する機能が十分ではないため、誤操作が多くなるという問題があり、改善の余地があった。
【０００５】
また、従来の入力装置において、小型化しようとした場合、ボタンやリューズなどの入力手段が小型化の妨げとなる恐れがある。さらに、入力手段まで小型化してしまうと、操作性が悪化する可能性がある。
【０００６】
操作性を悪化させずにデバイスを小型化する方法はいくつかある。例えば、（１）マイクや加速度センサなどセンサを新たに搭載し、小型化しても操作性に悪影響を及ぼさないようにする方法、（２）外部デバイスの入力手段を用いる方法、あるいは、（３）太陽電池にタッチパネルを搭載する方法などである。
【０００７】
しかし、（１）新たなセンサをデバイスに搭載する方法は、センサを新たに搭載するため、デバイスの小型化に支障が生じる恐れがあり、またコストや消費電力が上昇してしまうという課題がある。そして、（２）外部デバイスの入力手段を用いる方法には、入力手段を備えた外部デバイスが新たに必要になる恐れがあり、外部デバイスとの通信手段を新たに設置しなければならないため、コストや消費電力が上昇してしまうという課題がある。さらに、（３）太陽電池にタッチパネルを搭載する方法には、タッチパネルを追加するためコストが上昇する恐れがあり、タッチパネルにより太陽電池の受光量が小さくなるため、発電電力が低下するという課題がある。
【０００８】
よって、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、太陽電池を用いた低消費電力デバイスにおいて、操作性を悪化させずに電力効率よく小型化可能な入力装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る入力装置は、複数の太陽電池セルから構成される太陽電池モジュールと、太陽電池モジュールが出力する電圧値を調整する出力調整部と、太陽電池モジュールに照射される光の照度を検出する照度検出部と、太陽電池モジュールに操作者の指が接触したか否かを判定する接触判定部と、を備え、出力調整部は、太陽電池モジュールに負荷をかける機能を有し、接触判定部は、太陽電池モジュールに影がかかっていない時に照度検出部が検出した光の照度及び出力調整部が太陽電池モジュールにかける負荷及び太陽電池モジュールの出力に基づいて、太陽電池モジュールに指が接触したか否かを判定する。
【００１０】
本発明に係る入力装置によると、太陽電池モジュールは、出力調整部、照度検出部及び接触判定部へ、出力調整部、照度検出部及び接触判定部を動作するための電力を供給する。また、太陽電池モジュールに照射される光がさえぎられると、太陽電池モジュールの太陽電池セルに照射される光の照度は変化する。照度検出部は影がない状態で太陽電池モジュールにかかる照度を検出する。接触判定部は太陽電池モジュールに照射される光の照度の変化を太陽電池モジュールの出力が変化することにより検出し、太陽電池モジュールに指が接触したか否かを判定する。さらに、太陽電池モジュールへの接触により入力を行うことができるため、電源供給源である太陽電池と入力手段とが一体化し、操作性を損なうことなく、デバイスを小型化することが可能となる。
【００１１】
また、上記の入力装置においては、照度検出部は、出力調整部が太陽電池モジュールに過負荷をかけてから、太陽電池モジュールの出力が定常状態に戻るまでの時間に基づいて照度を検出することを特徴としてもよい。
【００１２】
このように構成すると、照度検出部は、出力調整部が太陽電池モジュールに過負荷をかけてから、太陽電池モジュールの出力が定常状態に戻るまでの時間に基づいて照度を検出することができるようになる。このため、新たなセンサを加えることなく照度を検出することが可能となるため、デバイスの消費電力化及び小型化が可能となる。
【００１３】
また、上記の入力装置においては、出力調整部は、照度検出部が出力する照度に応じた負荷を決定し、太陽電池モジュールにかかる負荷が、上記決定した負荷となるように調整することを特徴としてもよい。
【００１４】
このように構成すると、照度検出部が出力する照度に応じた負荷が、太陽電池モジュールにかかる。照度に応じた負荷をかけることで、接触判定部が正しく太陽電池モジュールへの指の接触を判定することができるようになる。また、適切な負荷が設定されることで、接触判定部は常に同じ判定基準で接触判定を行うこともできるようになる。そして、太陽電池モジュールに負荷をかけることは、簡単な回路で実現できるため、デバイスの低消費電力化及び小型化が可能となる。
【００１５】
また、上記の入力装置においては、接触判定部は照度検出部が検出する光の照度及び出力調整部が太陽電池モジュールにかける負荷の少なくとも一方に応じた閾値を決定し、太陽電池モジュールの出力電圧が閾値を下回った場合、太陽電池モジュールの太陽電池セルに指が接触したと判定してもよい。
【００１６】
このように構成すると、出力電圧が閾値を下回っているか否かの判定を、簡易な構成により実現できるため、デバイスの低消費電力化及び小型化が可能となる。
【００１７】
また、上記の入力装置においては、接触判定部は、太陽電池モジュールの開放電圧を計測し、開放電圧に応じて太陽電池モジュールの太陽電池セルに指が接触したか否かを判定してもよい。
【００１８】
このように構成すると、接触判定部は、太陽電池モジュールの出力電圧が判定閾値を下回った場合に、さらに太陽電池モジュールの開放電圧を計測し、開放電圧に応じて、操作者の指が太陽電池モジュールの太陽電池セルに接触したかどうかを判定することができる。このため、太陽電池モジュールの出力電圧が判定閾値を下回った要因が、太陽電池モジュールに含まれる一つの太陽電池セルに指が接触したからなのか、あるいは、太陽電池モジュール全体を覆うように、例えば手などの何らかの物体が接近したからなのか、を識別することが可能となる。よって、接触判定の精度は上がり、誤入力を抑制することができるため、操作性が向上する。
【００１９】
また、上記の入力装置においては、接触判定部は、太陽電池モジュールに指が接触した後、指が太陽電池モジュール上を滑ることなく、太陽電池モジュールから離れた場合、タップ入力と判定し、太陽電池モジュールに指が接触した後、指が太陽電池モジュール上を複数の太陽電池セルに渡って滑った後に、太陽電池モジュールから離れた場合、スライド入力と判定してもよい。
【００２０】
このように構成すると、タップ入力及びスライド入力が可能となる。よって、入力可能な操作の種類が増えることにより、素早い指の操作であっても入力可能となるため、素早い入力が可能となる。
【００２１】
また、上記の入力装置においては、太陽電池モジュールを複数備え、接触判定部は、それぞれの太陽電池モジュールごとに指が接触したか否かを判定してもよい。
【００２２】
このように構成すると、どの太陽電池モジュールに接触したのかによって、異なる入力が行えるようになる。このため、入力可能な操作の種類が増えることにより、入力装置の操作性が向上する。
【００２３】
また、上記の入力装置においては、接触判定部は、太陽電池モジュールに指が接触した後、指を接触させつつ太陽電池モジュール上を滑らせた指の軌跡が、あらかじめ定められた軌跡と一致した場合、軌跡に応じた入力を判定してもよい。
【００２４】
このように構成すると、指の軌跡があらかじめ定められた軌跡と一致した場合、接触判定部は軌跡に応じた入力であると判定する。よって、より多くの種類の入力可能な操作が増えるため、素早い入力が可能となる。
【００２５】
また、上記の入力装置においては、太陽電池モジュールに含まれる複数の太陽電池セルが離れて配置されてもよい。
【００２６】
このように構成すると、前記太陽電池モジュールに含まれる複数の太陽電池セルが、任意の距離離されて配置される。このため、例えば手など、指よりも大きな物体が１つの太陽電池モジュールに含まれる複数の太陽電池セルを同時に覆うことによる誤入力する可能性を低減することができ、誤入力を抑制することができる。
【００２７】
なお、太陽電池は照度センサ、近接センサとして利用されており、これらのセンサ出力によって入力を行うことは公知の技術に近いと考えられる。しかし、公知の技術と本発明の技術との違いは、前者が単に太陽電池をセンサとして利用しているのに対し、本発明では太陽電池を電力供給源として利用する点にある。また、既存のセンサを電力供給源としても利用することも容易に実現できると考えられるが、誤入力が多くなってしまうという問題がある。それに対し本発明では、太陽電池を電力供給源として利用しながら、かつ誤入力のない入力手段を提供する点で異なる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、太陽電池を用いた低消費電力デバイスにおいて、操作性を悪化させずに電力効率よく小型化可能な入力装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態に係る入力装置の回路例を示す回路図である。
【図２】（Ａ）は本実施形態に係る太陽電池モジュールとセルの関係を示す概略図であり、（Ｂ）は本実施形態に係る太陽電池モジュールの等価回路図である。
【図３】本実施形態に係る太陽電池セルの配置例を表す概略図である。
【図４】本実施形態に係る太陽電池セルの配置例を表す概略図である。
【図５】本実施形態に係る太陽電池モジュールと指との接触を表す概略図である。
【図６】（Ａ）は本実施形態に係る太陽電池モジュール上で指を滑らせる様子を表す概略図であり、（Ｂ）は本実施形態に係る太陽電池モジュール上で指を滑らせた場合の接触と非接触の時間変化を表す概略図である。
【図７】本実施形態における入力操作例を示す概略図である。
【図８】本実施形態に係る部分影及び全体影が発生した際の太陽電池モジュールのＩＶ特性を示す図である。
【図９】本実施形態に係る太陽電池モジュールと遮蔽物との距離及び太陽電池モジュールの出力電圧の関係を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る入力装置の概要を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
本実施形態に係る入力装置１０１は、電源供給源としての太陽電池と入力手段とが一体化したデバイスに好適に採用されるものである。
【００３２】
まず、図１、図２、及び図１０を用いて、入力装置１０１について説明する。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る入力装置１０１の回路例を示す回路図である。また、図２（Ａ）は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０と太陽電池セル１〜太陽電池セル４の関係を示す概略図である。図２（Ｂ）は本実施形態に係る太陽電池モジュール１０と等価回路を示す回路図である。図１０は、入力装置１０１のブロック機能図である。
【００３４】
図１０に示すように、入力装置１０１は、太陽電池セル１〜太陽電池セル４から構成される太陽電池モジュール１０と、太陽電池モジュール１０が出力する出力電圧の電圧値を調整する出力調整部１０３と、太陽電池モジュール１０に照射される光の照度を検出する照度検出部１０５と、太陽電池モジュール１０に指が接触したか否かを判定する接触判定部１０７と、を備えている。
【００３５】
図１及び図２に示すように、例えば、入力装置１０１の出力調整部１０３、照度検出部１０５、及び接触判定部１０７は、太陽電池モジュール１０を有する回路１００によって実現される。ここでは、説明理解の容易性から入力装置１０１を実現する回路１００を単純化して説明する。即ち、回路１００は、太陽電池モジュール１０、可変抵抗ＰＯＴ１、可変抵抗ＰＯＴ２、コンパレータＯＰ、ダイオードＤ、コンデンサＣを備えている。回路１００のコンデンサＣとダイオードＤは、安定した電圧を外部に供給するためのものである。
【００３６】
入力装置１０１の太陽電池モジュール１０は、図２（Ａ）に示すように、太陽電池セル１〜太陽電池セル４（図２（Ａ）では「セル１」〜「セル４」と略記）が、直列に接続されて構成されている。また、太陽電池セル１〜太陽電池セル４には、バイパスダイオードは挿入されていなくてもよい。また、太陽電池モジュール１０は、図２（Ｂ）に示すように電池を直列に接続した回路と等価な等価回路Ｅ１０と置き換えてもよい。このように構成すると、回路１００は、太陽電池モジュール１０により電力が供給される。また、太陽電池モジュール１０は、複数の太陽電池セルが直列に接続されているため、出力電圧の電圧値を高めることができ、昇圧回路などを用いることなく、デバイスが要求する電圧を満たすことができるようになる。
【００３７】
接触判定部１０７は、例えば、コンパレータＯＰ、可変抵抗ＰＯＴ２で構成可能である。接触判定部１０７は、可変抵抗ＰＯＴ２により照度及び負荷に応じた適切な接触判定のための閾値を設定する。コンパレータＯＰは、太陽電池モジュール１０の出力電圧と、閾値とを比較し、太陽電池モジュール１０の出力電圧の電圧値が閾値を下回った時に接触を表す出力を出す。出力は、操作者の操作により入力があったことをあらわす出力である。よって、接触判定部１０７は、太陽電池モジュール１０に指が接触したか否かを判定することができる。
【００３８】
また、接触判定部１０７は、太陽電池モジュール１０の開放電圧を計測し、開放電圧に応じて太陽電池モジュール１０の太陽電池セルに指が接触したか否かを判定してもよい。これにより、太陽電池モジュール１０の出力電圧が閾値を下回った要因が、太陽電池モジュール１０に含まれる一つの太陽電池セルに指が接触したからなのか、あるいは、太陽電池モジュール１０全体を覆うように、例えば手などの何らかの物体が接近したからなのか、を識別することが可能となる。よって、接触判定の精度は上がり、誤入力を抑制することができる。
【００３９】
また、より確実に誤入力を防止する場合には、閾値を下回った後に、出力調整部１０３と協調して開放電圧の計測を行い、最終判定を行ってもよい。これにより、太陽電池モジュール１０の１つのセルに指を接触したことを正確に検出することができるようになる。また、太陽電池モジュール１０を複数用意し、それぞれの太陽電池モジュール１０の出力電圧の電圧値を監視することにより、操作者の指がどの太陽電池モジュールに接触したかを判定することができる。
【００４０】
ここで、図５を用いて、太陽電池モジュール１０における指Ｆの接触と受光量の変化について説明する。
【００４１】
図５は、本実施形態に係る太陽電池モジュール１０と指Ｆとの接触を表す概略図である。太陽電池モジュール１０の各太陽電池セル（セル１〜セル４）は、セル１〜セル４の各面積が３ｃｍ２以下に設計されている。又は、各太陽電池セル（セル１〜セル４）は、指Ｆがセル１〜セル４に接触した際に、セル１〜セル４の面積の８０％以上を指Ｆによって覆うことが可能なように設計されている。
【００４２】
このように構成することで、操作者が指Ｆを太陽電池モジュール１０に接触すると、太陽電池モジュール１０における１つの太陽電池セルをほぼ覆うことができる。
【００４３】
操作者が指Ｆを太陽電池モジュール１０に接触すると、指Ｆで覆われている太陽電池セル（セル４）の受光量が激減する。一方、指Ｆで覆われていない残りの３つのセル（セル１〜セル３）の受光量はあまり変化しない。
【００４４】
以下、入力装置１０１の一部の太陽電池セルのみ受光量が減少することを「部分影」と表記し、入力装置１０１の全てのセルの受光量が同程度に減少することを「全体影」と明示的に表記する。
【００４５】
次に、図８及び図９を用いて、太陽電池モジュールに負荷をかけることにより、指が接触したのか、近接しているのかを正確に判定できることを説明する。
【００４６】
図８は、４つのセルで構成される太陽電池モジュールのＩＶ特性を、いくつかの条件下で計測した結果を示す。遮蔽物なし、部分影（一つのセルのみ受光量が減少）、全体影（全てのセルの受光量が同程度に減少）の３つの遮光パターンと、５種類の受光量の減少量とを組み合わせた合計１１条件下での結果である。本実施形態では、受光量の減少量を、遮蔽物と太陽電池モジュール間の距離によって調整してもよい。
【００４７】
図８中のＰは部分影、Ｆは全体影を意味し、その後に続く数字は距離を表す。例えば、Ｐ５は距離５ｍｍの部分影条件でのＩＶ特性を表す。図８に示すように、部分影、全体影ともに、距離が０ｍｍに近づくほど、つまり減少する受光量が大きくなるほど、発電量が低下する。
【００４８】
また、距離が同じ場合、部分影よりも全体影の方が、発電量がより低下する。さらに、部分影、全体影ともに開放電圧（電流が０の時の電圧）は距離に応じて低下しているが、部分影の方がその低下の度合いが小さい（例えば、Ｐ５、Ｐ３、及びＦ１０を比較すると、Ｐ５及びＰ３の開放電圧の方がＦ１０の開放電圧より大きく、部分影の方が距離による低下度合いが小さいことがわかる）。
【００４９】
また、この図８の直線は１００ｋΩの負荷直線である。負荷直線を用いることにより、太陽電池モジュールに１００ｋΩの負荷が接続されていた場合、部分影もしくは全体影による太陽電池モジュールの電圧降下がどの程度かを知ることができる。つまり、負荷直線と太陽電池モジュールのＩＶ特性の交点が、その条件における太陽電池の出力電圧となる。
【００５０】
例えば、負荷が１００ｋΩの場合には、距離０ｍｍで部分影の条件であれば、出力電圧は０．５Ｖ以下となる。
【００５１】
次に、負荷が１００ｋΩの時の距離と出力電圧の関係を図９に示す。部分影では距離が５ｍｍ以下となったときに、出力電圧が急激に減少しているのに対し、全体影の場合には距離が２０ｍｍほどの領域から、出力電圧はゆっくりと減少する。
【００５２】
ここで、例えば、０．５Ｖを閾値として考えると、距離０ｍｍの部分影と距離１ｍｍの部分影を識別することができる。これは、操作者の指が太陽電池モジュールに接触しているか、近接しているかを識別できることに対応する。
【００５３】
しかし、その閾値を用いた場合、距離２ｍｍ以下の全体影も接触と判定してしまうことになる。これは、太陽電池モジュール全体を覆うように、遮蔽物（例えば操作者の手）が２ｍｍ以下の距離で近接している状態に対応する。
【００５４】
この状態では、まだ誤入力の可能性が残されていることになる。ここで、図８のＰ０とＦ１、Ｆ３の開放電圧に着目すると（図８にはＦ２がないので、Ｆ１とＦ３に着目する）、Ｐ０の開放電圧の方が、Ｆ１、Ｆ３の開放電圧よりも大きいことがわかる。さらに、Ｆ５の開放電圧よりもＰ０の開放電圧の方が大きいことがわかる。
【００５５】
これより、意図せずに行われる大きな遮蔽物による全体影による誤入力を防ぐことができる。すなわち、負荷をかけた状態で、太陽電池モジュールの出力電圧が閾値以下となった場合、さらに開放電圧を計測し、その値が別な閾値を超えた場合を検出すれば、一つのセルのみが遮光された、つまり、操作者の指が一つのセルに接触した、と正確に判定することができる。
【００５６】
開放電圧を測定するのは、上述した１００ｋΩの負荷を外すだけでよいため、簡単に行うことが可能である。
【００５７】
なお、負荷が接続されていない場合には、開放電圧が太陽電池モジュールの出力電圧となる。図８から、Ｐ０とＦ１０の開放電圧はほぼ等しいので、負荷を接続しない場合には、両者を区別することが難しい。つまり、操作者が操作を意図して１つのセルを指で覆う場合と、意図せずに大きな物体が太陽電池モジュールに１０ｍｍの距離に近づく場合とを区別することが困難である。
【００５８】
本実施形態では、太陽電池モジュールに負荷をかけることで、誤入力が発生する条件が厳しくなり、即ち、負荷をかけない場合には距離１０ｍｍ以下の全体影が誤入力の要因となるのに対し、負荷をかけた場合にはその距離が２ｍｍ以下となり、さらに開放電圧を利用することで、誤入力が起こらないようにすることもできる。
【００５９】
そして、１つのセルのみを覆う操作、即ち部分影を利用すると、距離に対する出力電圧の変化が大きくなり、接触と近接を正確に識別することができる。
【００６０】
また、太陽電池にかける負荷は、本発明を構成する個々のパーツの負荷を含むことや、外部負荷で代用することも可能であるため、電池や外部電源などの電源供給を受けることなく動作させ、さらに外部に電力を供給することもできる。
【００６１】
照度検出部１０５は、例えば、図１に示す回路１００の可変抵抗ＰＯＴ１、可変抵抗ＰＯＴ２、及びコンパレータＯＰで構成可能である。可変抵抗ＰＯＴ２は、入力装置１０１の入力手段における接触を判定するための閾値を決定するものとしても用いられるが、照度検出部の一構成要素としても利用することができる。太陽電池モジュール１０に過負荷がかかっている間、出力電圧の電圧値は低下し続け、過負荷が解消されると出力電圧は上昇する。出力電圧の電圧値が低下前の元の電圧値にまで復帰する時間は、負荷と周囲の照度に依存する。つまり、同じ負荷であれば、照度が高い方が復帰時間は短くなる。よって、復帰時間を計測することにより、照度を検出する。このように照度検出部１０５は、過負荷がかけられた後に太陽電池モジュール１０の出力電圧の電圧値が一定値に戻るまでの時間に基づいて光の照度を検出する。また負荷は太陽光の照度に応じて調整されてもよい。例えば、より暗い環境では、負荷はより軽く設定されていることが好ましい。これにより、照度検出部１０５は暗い環境の中でも素早く照度を検出することができる。なお、照度検出部１０５は、一般的な照度センサでも代替可能であるが、その場合、新たなセンサを追加することとなりコストの上昇を招き、小型化への障壁となってしまう。照度検出部１０５を係る構成にすることにより、新たにセンサを付け加えることなく照度を検出することができる。
【００６２】
出力調整部１０３は、例えば、図１に示す回路１００の可変抵抗ＰＯＴ１である。可変抵抗ＰＯＴ１は、太陽電池モジュール１０にかかる負荷を調整する。出力調整部１０３は、照度に応じた負荷を決定し、その負荷を太陽電池モジュール１０にかけてもよい。また出力調整部１０３は、開放電圧を検出するために太陽電池モジュール１０に負荷かけなくてもよい。これにより、出力調整部１０３は、可変抵抗ＰＯＴ１が、太陽電池モジュール１０の出力する出力電圧の電圧値を調整することができる。
【００６３】
また、外部に電力を供給する場合には、外部負荷を監視しておき、太陽電池モジュール１０にかかる負荷が常に一定となるように調整してもよい。
【００６４】
上述の通り、接触判定部１０７は、太陽電池モジュールに負荷をかけることで、指が接触しているのか、近接しているのかを正確に判定することができる。しかしながら、実際の利用環境では、周囲の照度はそれぞれに異なるため、異なる照度でも適切に動作することが重要である。そのためには、照度に応じて太陽電池モジュールにかける負荷と、接触判定の閾値とを適切に設定する必要がある。例えば、より暗い環境では負荷はより軽く設定されなければならない。また、適切な接触判定用の閾値は、照度だけでなく負荷によっても変わってくる。本実施形態においては、照度検出部１０５は、太陽電池モジュールに影がかかってない状態、すなわち、指が接触も近接もしていない状態において、太陽電池モジュールに照射する照度を検出し、出力調整部１０３は、検出された照度に応じて負荷を決定する。接触判定部１０７は、照度判定部１０５で検出した照度及び出力調整部１０３が決定した負荷に基づき、接触判定の閾値を設定する。これにより、接触判定部１０７は、常に同一の判定基準で接触判定を行うことができる。
【００６５】
ここで、図６を用いて、入力装置１０１における入力について説明する。本実施形態に係る発明は、太陽電池モジュール１０の太陽電池セルに指を接触させることにより入力を行う。
【００６６】
図６に、指を太陽電池モジュールの上で接触させながら滑らせた時の様子を示す。図６（Ａ）では、指は左から右へと動いており、指が２つのセルに跨がるような位置にあるときの様子が示されている。
【００６７】
このように、指が１つのセルを完全に覆うことなく、２つのセルに跨がった場合、接触判定部は非接触と判定することになる。これは、１つのセルが完全に覆われた場合と、２つのセルとが例えば半分だけ覆われた場合とでは、前者の方が太陽電池モジュールの出力電圧は低下するためである。
【００６８】
この状態からさらに指が右に移動すると、指は左から２番目のセルを完全に覆うようになり、接触判定部は接触と判定することになる。つまり、指の位置によって接触判定部の判定結果は、図６（Ｂ）に示されるように、接触と非接触とを繰り返すようになる。
【００６９】
このような接触、非接触の繰り返しが観測された場合、指が太陽電池モジュール上を滑ったと判定することができ、それを入力操作として用いることができる。指が動いた方向を検出することはできないが、指が何個のセルを通過したかは検出可能であるため、指を滑らせた距離に応じた入力も可能である。また、太陽電池モジュール１０に指が接触した後、指が太陽電池モジュール１０上を複数の太陽電池セルに渡って滑った後に、太陽電池モジュール１０から離れた場合、スライド入力と判定する。一方、接触判定部１０７は、太陽電池モジュール１０に指が接触した後、指が太陽電池モジュール１０上を滑ることなく、太陽電池モジュール１０から離れた場合、タップ入力と判定する。
【００７０】
このようにすると、タップ入力及びスライド入力が可能となる。よって、入力可能な操作の種類が増え、素早い指の操作であっても入力可能となるため、素早い入力が可能となる。
【００７１】
また、入力装置１０１は、複数の太陽電池モジュールをさらに備え、接触判定部１０７は、複数の太陽電池モジュールごとに指が接触したか否かを判定してもよい。
【００７２】
つまり、接触判定部１０７は、複数の太陽電池モジュールの何れか１つの太陽電池モジュールに指が接触した後、指が該太陽電池モジュール上を該太陽電池モジュールの太陽電池セルに渡って滑った後に、該太陽電池モジュールから離れた場合、スライド入力と判定してもよい。また、接触判定部１０７は、複数の太陽電池モジュールの何れか１つの太陽電池モジュールに指が接触した後、指が該太陽電池モジュール上を滑ることなく、該太陽電池モジュールから離れた場合、タップ入力と判定してもよい。
【００７３】
このようにすると、入力装置１０１は、複数の太陽電池モジュールを備えた場合であっても、タップ入力及びスライド入力が可能となる。よって、入力可能な操作の種類が増え、素早い指の操作であっても入力可能となるため、素早い入力が可能となる。
【００７４】
次に、図３及び図４を用いて、入力装置１０１における太陽電池モジュール１０の配置について説明する。
【００７５】
図３及び図４は、本実施形態に係る太陽電池セルの配置例を表す概略図である。
【００７６】
図３及び図４に示すように、複数の太陽電池セルが離れて配置される。図３の点線は、各太陽電池モジュール（太陽電池モジュールＡ〜太陽電池モジュールＤ）を表す。
【００７７】
図３に示すように、複数の太陽電池モジュール１０を用いて、入力装置１０１は、太陽電池セルが配置されている。あるいは、図４に示すように、各太陽電池モジュール（太陽電池モジュールＡ〜太陽電池モジュールＤ）に含まれるセルは隣接しておらず、離れた位置に配置されてもよい。
【００７８】
図３及び図４における太陽電池セルのアルファベットは太陽電池モジュールに対応し、数字は太陽電池モジュール内の太陽電池セルの番号に対応する。
【００７９】
このような構成では、入力操作の種類が増すことで、素早い入力が可能になる。また、それぞれの太陽電池モジュールへの接触を独立に検出できるので、複数の指を複数のモジュールに接触させる、いわゆるマルチタッチを入力操作として用いることもできる。さらに別な入力操作も可能である。さらに、例えば手など、指よりも大きな物体が１つの太陽電池モジュールに含まれる複数の太陽電池セルを同時に覆うことによる誤入力する可能性を低減することができ、誤入力を抑制することができる。
【００８０】
図３に示した配置では、同一太陽電池モジュールに含まれるセルが隣接しているため、大きな遮蔽物が近接した場合に、誤入力が発生する可能性が高まってしまう。例えば、図３の左側から縦に長い物体が接近した場合には、太陽電池モジュールＡが全体影の状態となり、誤入力が発生しやすくなる。
【００８１】
一方で、図４の配置例を用いれば、上記のような状況が発生したとしても、各太陽電池モジュールは部分影の状態にしかならず、誤入力は発生しにくい。
【００８２】
図３及び図４に示す配置を行った場合、各太陽電池モジュールへの指の接触はそれぞれ独立に検出できるので、例えば、指をモジュールＡからモジュールＤに滑らせたことも検出することができ（図３で言えば、指を左から右に移動させることに対応する）、それと指をモジュールＤからモジュールＡに滑らせる（前述の動きと逆方向の動き）ことを分離することもできる。なお、指を図３の垂直方向に滑らせた場合、つまり同一モジュール内で指が動いた場合、前述したように、指が動いたことは検出できるが、その方向を検出することはできない。特に、図４に示したように、太陽電池セルを任意の位置に配置した場合、各セルの接触判定を独立して検出することにより、誤入力を防止することができる。
【００８３】
また、接触判定部１０７は、太陽電池モジュール１０に指が接触した後、指を接触させつつ太陽電池モジュール１０上を滑らせた指の軌跡が、あらかじめ定められた指の軌跡と一致した場合、軌跡に応じた入力を判定する。
【００８４】
このように構成すると、指の軌跡があらかじめ定められた軌跡と一致した場合、接触判定部１０７は軌跡に応じた入力であると判定する。このため、より多くの種類の入力操作が行えるようになり、素早い入力が可能となる。
【００８５】
図７を用いて、上述した軌跡の設定例を示す。例えば、太陽電池モジュールＣに４回連続で接触があった場合に、対応する「１」が入力されたと接触判定部１０７は判定し、入力装置１０１は「１」を入力する。また、入力４と入力５の接触の順序に含まれる空白は、一定時間の非接触状態を表す。この設定例では、操作者は入力したい入力に対応する太陽電池モジュール１０を指で接触すればよい。
【００８６】
即ち、太陽電池モジュールＡに接触した後、太陽電池モジュールＢに接触し、順次、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＤ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＡ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＤと、接触した場合、対応する「２」が入力されるとしてもよい。
【００８７】
あるいは、太陽電池モジュールＡに接触した後、太陽電池モジュールＢに接触し、順次、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＤ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＡ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＤ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＡと、接触した場合、対応する「３」が入力されるとしてもよい。
【００８８】
あるいは、太陽電池モジュールＡに接触し、さらに太陽電池モジュールＡに接触し、順次、太陽電池モジュールＡ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＤ、と接触した後、一定の時間非接触状態の後、さらに太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＣと、接触した場合、対応する「４」が入力されるとしてもよい。
【００８９】
あるいは、太陽電池モジュールＡに接触し、さらに太陽電池モジュールＡに接触し、順次、太陽電池モジュールＡ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＤ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＡと接触した後、一定の時間非接触状態の後、さらに太陽電池モジュールＡ、太陽電池モジュールＢ、太陽電池モジュールＣ、太陽電池モジュールＤと、接触した場合、対応する「５」が入力されるとしてもよい。
【００９０】
このように、アラビア数字の「１」から「５」の形状や書き順に対応した軌跡を設定してもよく、また対応する軌跡をアラビア数字ではなく、アルファベットやその他の記号としてもよい。
【００９１】
このように構成すると、太陽電池モジュール１０の太陽電池に接触することにより、入力を行うことができる。
【００９２】
以上、本発明をその実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。
【００９３】
例えば、上述した実施形態では、入力のために接触する太陽電池セルは同時に１つであったが、入力のために接触する太陽電池セルは同時に２つ以上であってもよい。このように構成した場合であっても、入力装置１０１を機能させることができる。
【００９４】
また、例えば、上述した実施形態では、入力装置１０１における入力は文字入力を例に説明したが、入力装置１０１により入力される情報は、文字に限定されない。このように構成した場合であっても、入力装置１０１を機能させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
以上説明したように、本発明は、複数のセルで構成される太陽電池モジュールに対し、１つのセルに指を接触させるという操作を導入し、太陽電池モジュールに負荷をかけることにより、指が接触したのか、近接しているのかを正確に判定することができる。よって本発明は、電卓、時計、リモコンなど太陽電池を電力供給源とするデバイスにおける入力手段として利用することが可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１０…太陽電池モジュール、１０１…入力装置、１０３…出力調整部、１０５…照度検出部、１０７…接触判定部。
【図１】
2014075102.tif 000003
【図２】
2014075102.tif 000004
【図３】
2014075102.tif 000005
【図４】
2014075102.tif 000006
【図５】
2014075102.tif 000007
【図６】
2014075102.tif 000008
【図７】
2014075102.tif 000009
【図８】
2014075102.tif 000010
【図９】
2014075102.tif 000011
【図１０】
2014075102.tif 000012