(57)【要約】  この電源装置は、外力の強さに応じた交流信号を出力する発信部と、交流信号を脈流である第１の信号に変換する整流出力部と、交流信号を第１の信号よりも直流に近い第２の信号に変換する整流平滑出力部と、起動信号を出力する起動部と、起動信号により起動する制御部とを備える。起動部は、整流出力部と電気的に接続された第１の端子と、整流平滑出力部と電気的に接続された第２の端子とを有し、第１の端子に印加された電圧が第２の端子に印加された電圧以上である場合に起動信号を出力する。この電源装置は、制御部を確実に起動させることができる。
2018207561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外力の強さに応じた交流信号を出力する発信部と、
前記交流信号を脈流である第１の信号に変換する整流出力部と、
前記交流信号を前記第１の信号よりも直流に近い第２の信号に変換する整流平滑出力部と、
前記整流出力部と電気的に接続された第１の端子と、前記整流平滑出力部と電気的に接続された第２の端子とを有し、前記第１の端子に印加された電圧が前記第２の端子に印加された電圧以上である場合に起動信号を出力する起動部と、
前記起動信号により起動する制御部と、
を備えた電源装置。
【請求項２】
前記整流出力部は、前記発信部と前記第１の端子との間で電気的に接続された第１の整流回路を有し、
前記整流平滑出力部は、
前記発信部と前記第２の端子との間で電気的に接続された第２の整流回路と、
前記第２の整流回路と前記第２の端子との間で電気的に接続された充電部と、
を有する、
請求項１に記載の電源装置。
【請求項３】
前記第１の整流回路は第１の複数のダイオードを含み、
前記第２の整流回路は、前記第１の整流回路の前記第１の複数のダイオードのうち少なくとも１つを含む複数の第２の整流ダイオードを含む、請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記充電部は、前記第２の整流回路と前記第２の端子との間に接続された一端と、グランドに接続された他端とを有する充電素子を含む、請求項２に記載の電源装置。
【請求項５】
前記第２の信号の電圧を降下させる第１の電圧降下部をさらに備えた、請求項１に記載の電源装置。
【請求項６】
前記第１の信号の電圧を降下させる第２の電圧降下部をさらに備えた、請求項２に記載の電源装置。
【請求項７】
前記第１の電圧降下部の前記第１の信号の前記電圧を降下させる電圧降下率は、前記第２の電圧降下部の前記第２の信号の前記電圧を降下させる電圧降下率よりも大きい、請求項６記載の電源装置。
【請求項８】
前記第１の電圧降下部と前記第２の端子との間と、前記第２の電圧降下部と前記第１の端子との間との少なくともいずれか一方の間に電気的に接続されたフィルタ回路をさらに備えた、請求項７に記載の電源装置。
【請求項９】
前記制御部を駆動する駆動電力に前記第２の信号を変換する駆動部をさらに備えた、請求項１に記載の電源装置。
【請求項１０】
前記整流出力部は、前記発信部と前記第１の端子との間で電気的に接続された第１の整流回路を有し、
前記整流平滑出力部は、
前記発信部と前記第２の端子との間で電気的に接続された第２の整流回路と、
前記第２の整流回路と前記第２の端子との間で電気的に接続された充電部と、
を有し、
前記起動部は、前記第１の端子に印加された電圧が前記第２の端子に印加された電圧以上である場合に前記制御部へ起動信号を出力し、
前記制御部は、
前記充電部と電気的に接続した計測端子と、
前記計測端子と電気的に接続し、前記充電部の充電電圧を計測する電圧計測部と、
前記起動部と電気的に接続された入力端子と、
前記起動信号を前記入力端子に入力されることで起動する制御素子と、
を有する、請求項９に記載の電源装置。
【請求項１１】
前記起動部は、前記制御部内に配置されて前記制御部と一体になっている、請求項１記載の電源装置。
【請求項１２】
前記起動部は、前記第２の端子に印加された電圧を前記第１の端子に印加された電圧が上回った場合に前記制御部を起動する、請求項１に記載の電源装置。
【請求項１３】
外力の強さに応じた交流信号を出力する発信部と、
前記交流信号を脈流である第１の信号に変換する整流出力部と、
前記交流信号を前記第１の信号よりも直流に近い第２の信号に変換する整流平滑出力部と、
前記整流出力部と電気的に接続された第１の端子と、前記整流平滑出力部と電気的に接続された第２の端子とを有し、前記第１の端子に印加された電圧が前記第２の端子に印加された電圧以上である場合に起動信号を出力する起動部と、
前記起動信号を入力されることで起動する制御素子を有する制御部と、
情報を検出して前記情報を前記制御素子へと出力するセンシング回路と、
前記情報を出力する通信回路と、
を備えたセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器に用いられる電源装置およびそれを用いたセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電源装置は、発信部と、整流出力部と、起動部と、制御部とを有する。発信部は、外力に応じた交流信号を出力する。整流部は、発信部と電気的に接続されている。発信部の交流信号を直流信号に変換する。起動部は、第１の端子と第２の端子とを有する。第１の端子は、整流部と電気的に接続されている。第２の端子には、一定値に固定された電圧が印加されている。起動部は、制御部と電気的に接続されている。そして、起動部は、第２の端子に印加された電圧よりも第１の端子に印加された電圧が大きい場合に制御部を起動する。【０００３】
上記の電源装置に類似の従来の電源装置は、例えば、特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１８６３３６号公報
【発明の概要】
【０００５】
この電源装置は、外力の強さに応じた交流信号を出力する発信部と、交流信号を脈流である第１の信号に変換する整流出力部と、交流信号を第１の信号よりも直流に近い第２の信号に変換する整流平滑出力部と、起動信号を出力する起動部と、起動信号により起動する制御部とを備える。起動部は、整流出力部と電気的に接続された第１の端子と、整流平滑出力部と電気的に接続された第２の端子とを有し、第１の端子に印加された電圧が第２の端子に印加された電圧以上である場合に起動信号を出力する。
【０００６】
この電源装置は、制御部を確実に起動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は実施の形態における電源装置の回路図である。
【図２】図２は実施の形態におけるセンサ装置の回路図である。
【図３】図３は実施の形態におけるセンサ装置の動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（電源装置１００）
図１は実施の形態における電源装置１００の回路図である。電源装置１００は、発信部１０と、制御部２０と、起動部３０と、整流出力部４０と、整流平滑出力部５０とを有する。
【０００９】
発信部１０は、外力によって交流信号Ｓａｃを発生させる。制御部２０は、発信部１０と電気的に接続されている。
【００１０】
起動部３０は、端子３１、３２を有している。端子３１は、発信部１０と電気的に接続されている。端子３２は、発信部１０と電気的に接続されている。
【００１１】
整流出力部４０は、端子３１と発信部１０との間で電気的に接続されている。整流平滑出力部５０は、端子３２と発信部１０との間で電気的に接続されている。つまり、整流平滑出力部５０と整流出力部４０とは、電気的に並列である。
【００１２】
次に、電源装置１００の動作について説明する。発信部１０は、加えられた外力に応じた交流信号Ｓａｃを出力する。交流信号Ｓａｃは、整流出力部４０と整流平滑出力部５０とに入力される。
【００１３】
整流出力部４０は、交流信号Ｓａｃを信号Ｓ１に変換する。信号Ｓ１は、極性が一定であり、振幅が変動する。すなわち、信号Ｓ１は脈流である。信号Ｓ１の変動周期は一定であってもよく、変動してもよい。整流出力部４０は、端子３１に向かって信号Ｓ１を出力する。
【００１４】
整流平滑出力部５０は、交流信号Ｓａｃを信号Ｓ２に変換する。信号Ｓ２は、極性が一定であり、振幅の変動が信号Ｓ１よりも小さい。すなわち、信号Ｓ２は、信号Ｓ１よりも直流に近い。ここで、信号Ｓ２が信号Ｓ１よりも直流に近いとは、信号Ｓ２は信号Ｓ１よりも大きい直流を含むということである、信号Ｓ２はリプルを含んでいてもよい。整流平滑出力部５０は、端子３２に向かって信号Ｓ２を出力する。
【００１５】
起動部３０は、端子３１に印加された電圧Ｖ３１と端子３２とに印加された電圧Ｖ３２とを比較する。起動部３０は、電圧Ｖ３１が電圧Ｖ３４以上である場合に、制御部２０を起動する。
【００１６】
起動部３０の端子３１、３２はともに発信部１０と電気的に接続されている。発信部１０から端子３１までの回路は、発信部１０から端子３２までの回路と異なる。そのため、端子３２に印加された電圧Ｖ３２は、端子３１に印加された電圧Ｖ３１に対して相関関係を持つ。つまり、電源装置１００では、端子３１に印加される電圧Ｖ３１に応じて端子３２に入力される電圧Ｖ３２が変化する。
【００１７】
上述の従来の電源装置は、第２の端子に印加される電圧が所定の値に固定されている。したがって、第１の端子に印加される電圧に応じて第２の端子に印加される電圧を変化できず、そのため、起動部は、制御部を起動できない場合がある。
【００１８】
実施の形態における電源装置１００は、端子３２に入力される電圧Ｖ３２が可変なので制御部２０を確実に起動させることができる。
【００１９】
なお、「電気的に接続」とは、電気信号をやりとりできるように繋がっていることを意味している。つまり、「電気的に接続」されている構成とは、たとえば、導線によって複数の電子部品が繋がっていている構成や、トランスによって誘導電流を発生させて電気信号のやりとりを行う構成や、絶縁コンバータなどを介して電気信号をやりとりする構成などを含む。
【００２０】
また、実施の形態において「信号」とは、電流や電圧が変化する電力や、電流や電圧が一定の電力、電流や電圧の極性が変化する電力や、電流や電圧の極性が一定の電力のことである。つまり、「信号」は、たとえば、情報や指示などの送受信等に用いる信号や、電子部品を駆動するための電力を含む。
【００２１】
より詳細に電源装置１００について説明する。電源装置１００は、発信部１０と、制御部２０と、起動部３０と、整流出力部４０と、整流平滑出力部５０と、電圧降下部６０と、電圧降下部７０と、フィルタ回路８０１、８０２と、駆動部９０とを有する。
【００２２】
発信部１０は、制御部２０と電気的に接続されている。発信部１０は、たとえば圧電素子、磁気歪素子、コイルと磁石などを有する。そして、発信部１０は、電源装置の外力の強さに応じた交流信号Ｓａｃを出力する。外力は、たとえば振動、衝撃、熱、磁力などである。
【００２３】
制御部２０は、計測端子２１と、電圧計測部２２と、入力端子２３と、制御素子２４と、電源端子２５を有する。計測端子２１は、電圧計測部２２と電気的に接続されている。電圧計測部２２は、たとえばアナログ／デジタル変換器である。入力端子２３は、制御素子２４と電気的に接続されている。制御素子２４は、たとえばマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）やセントラルプロセシングユニット（ＣＰＵ）である。電源端子２５は電源と電気的に接続されている。電源は駆動電力Ｐ９０を制御部２０に供給する。制御部２０は駆動電力Ｐ９０によって駆動される。ここで、発信部１０が発電した電力が、整流され、平滑され、駆動部９０で昇圧されて駆動電力Ｐ９０として制御部２０に供給される。そのため、電源端子２５は、駆動部９０と電気的に接続し、駆動部９０を介して電源である発信部１０と電気的に接続される。なお、電源は、たとえば、一次電池、二次電池などであってもよい。
【００２４】
起動部３０は、端子３１、３２を有する。端子３１は、発信部１０と電気的に接続されている。端子３２は、発信部１０と電気的に接続されている。発信部１０から端子３１までの回路と発信部１０から端子３２までの回路とは、たとえばインピーダンス、インダクタンス、抵抗値、電気容量値などが異なるように構成されている。そのため、１つの発信部１０に接続されていても、端子３１に印加される電圧Ｖ３１と端子３２に印加される電圧Ｖ３２との間には差を生じさせられる。
【００２５】
起動部３０は、端子３１に印加された電圧Ｖ３１と端子３２に印加された電圧Ｖ３２とを比較する。制御部２０は、入力端子２３と電気的に接続されている。そして、起動部３０は、端子３１に印加された電圧Ｖ３１が、端子３２に印加された電圧Ｖ３２以上である場合に、端子３１に入力された電圧Ｖ３１を起動信号Ｓｓとして入力端子２３に向かって出力する。起動部３０は、電圧Ｖ３１が電圧Ｖ３２以上でない場合には電圧を出力しない。
【００２６】
なお、起動部３０は、端子３１に印加された電圧Ｖ３１が、端子３２に印加された電圧Ｖ３２を上回った場合に端子３１に入力された電圧Ｖ３１を出力するように構成するとよい。この場合には、起動部３０は、電圧Ｖ３１が電圧Ｖ３２を上回っていない場合には電圧を出力しない。このように構成することにより電源装置１００の信頼性を向上できる。また、起動部３０は、たとえば制御部２０内に起動部３０としての機能を有しているなどのように制御部２０と一体になっている構成でもよい。
【００２７】
整流出力部４０は、端子３１と発信部１０との間で電気的に接続されている。整流出力部４０は、整流回路４１を有している。整流回路４１は、発信部１０と電気的に接続されており、発信部１０からの交流信号Ｓａｃを脈流である信号Ｓ１に変換する。
【００２８】
整流回路４１は、複数のダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４を有し、ダイオードＤ１〜Ｄ４を用いたブリッジ回路で構成されている。
【００２９】
なお、整流回路４１は半波整流回路であっても全波整流回路であってもよい。また、ダイオードＤ１〜Ｄ４はサイリスタやＭＯＳ−ＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）などの他の整流素子でａ置き換えてもよい。
【００３０】
整流平滑出力部５０は、端子３２と発信部１０との間で電気的に接続されている。整流平滑出力部５０は、整流回路５１と、充電部５２とを有している。整流回路５１は、発信部と端子３２との間で電気的に接続されている。整流回路５１は、複数のダイオードＤ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６を有し、ダイオードＤ３〜Ｄ６を用いたブリッジ回路で構成されている。整流回路５１は、発信部１０からの交流信号Ｓａｃを脈流に変換して充電部５２に出力する。
【００３１】
整流回路５１は、半波整流回路であっても全波整流であってもよい。また、ダイオードＤ３〜Ｄ６はサイリスタやＭＯＳ−ＦＥＴなどの他の整流素子に置き換えてもよい。
【００３２】
充電部５２は、整流回路５１と端子３２との間で電気的に接続されている。充電部５２は、充電素子５２Ｃを有している。充電素子５２Ｃは、整流回路５１と端子３２との間に一端を電気的に接続している。また、充電素子は、他端をグランドに接続している。充電部５２は、整流回路５１からの脈流を平滑して信号Ｓ２へ変換する。そして、充電部５２は、端子に向かって信号Ｓ２を出力する。
【００３３】
充電素子５２Ｃはたとえばコンデンサである。そして、充電素子５２Ｃは、遅延回路として機能する。なお、充電素子５２Ｃは、たとえばコイル、トランジスタなどであってもよい。
【００３４】
ダイオードＤ３、Ｄ４は、整流回路４１、５１の双方に組み入れられている。言い換えれば、整流回路５１、４１は、ダイオードＤ３、Ｄ４を共有している。整流回路４１、５１がダイオードを共有することにより回路の小型化を行える。
【００３５】
電圧降下部６０は、整流平滑出力部５０と端子３２との間で電気的に接続されている。電圧降下部６０は、抵抗器Ｒ１、Ｒ２を有している。抵抗器Ｒ１の一端は、整流平滑出力部５０と電気的に接続されている。抵抗器Ｒ１の他端は、抵抗器Ｒ２の一端と接続点Ｐ６０で電気的に接続されている。抵抗器Ｒ２の他端はグランドと電気的に接続されている。そして、電圧降下部６０は、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ２との間の接続点Ｐ６０で端子３２と電気的に接続されている。すなわち、電圧降下部６０は、電圧降下部６０に入力された信号Ｓ２すなわち充電部５２の電圧ＶＳ２を降下させて得られた電圧を有する信号Ｓ４を端子３２に向かって出力する抵抗分圧回路である。
【００３６】
なお、電圧降下部６０は、２つの抵抗器Ｒ１、Ｒ２を用いているが、抵抗器の数は３つ以上であってもよく、ひとつであってもよい。また、抵抗器Ｒ１、Ｒ２は固定抵抗器であってもよく可変抵抗器であってもよい。また、電圧降下部６０は、抵抗器Ｒ２の代わりにたとえばコンデンサやコイルなどを用いて構成されていてもよい。
【００３７】
電圧降下部７０は、整流出力部４０と端子３１との間で電気的に接続されている。電圧降下部７０は、抵抗器Ｒ３、Ｒ４を有している。抵抗器Ｒ３の一端は、整流出力部４０と電気的に接続されている。抵抗器Ｒ３の他端は、抵抗器Ｒ４の一端と接続点Ｐ７０で電気的に接続されている。抵抗器Ｒ４の他端はグランドと電気的に接続されている。電圧降下部７０は、抵抗器Ｒ３と抵抗器Ｒ４との間の接続点Ｐ７０で端子３１と電気的に接続されている。すなわち、電圧降下部７０は、電圧降下部７０に入力された信号Ｓ１の電圧を降下させて得られた電圧を有する信号Ｓ３を端子３１に向かって出力する抵抗分圧回路である。
【００３８】
なお、電圧降下部７０は、２つの抵抗器Ｒ３、Ｒ４を用いているが、抵抗器の数は３つ以上であってもよく、ひとつであってもよい。また、抵抗器Ｒ３、Ｒ４は、固定抵抗器であってもよく可変抵抗器であってもよい。また、電圧降下部７０は、抵抗器Ｒ４の代わりにたとえばコンデンサやコイルなどを用いて構成されていてもよい。
【００３９】
電圧降下部６０、７０の関係について述べる。電圧降下部６０の電圧降下率Ｆ６０は、電圧降下部７０の電圧降下率Ｆ７０よりも大きくなるように構成されている。電圧降下部６０と電圧降下部７０とをこのように構成することにより、起動部３０は、より正確に電圧を比較できる。
【００４０】
電圧降下部６０の電圧降下率Ｆ６０は、抵抗器Ｒ１に入力された信号Ｓ２の電圧Ｖ２と、抵抗器Ｒ１から出力された接続点Ｐ６０の電圧Ｖ４を用いて以下の式で与えられる。
Ｆ６０＝（Ｖ２―Ｖ４）／Ｖ２
電圧降下部７０の電圧降下率Ｆ７０は、抵抗器Ｒ３に入力された信号Ｓ１の電圧Ｖ１と、抵抗器Ｒ３から出力された接続点Ｐ７０の電圧Ｖ３を用いて以下の式で与えられる。
Ｆ７０＝（Ｖ１―Ｖ３）／Ｖ１
言い換えると、電圧降下部６０、７０に同じ値の電圧を入力した場合、電圧降下部６０から出力される電圧は、電圧降下部７０から出力される電圧よりも小さくなるように、電圧降下部６０、７０は構成されている。
【００４１】
フィルタ回路８０１は、電圧降下部６０と端子３２との間で電気的に接続されている。フィルタ回路８０２は、電圧降下部７０と端子３１との間で電気的に接続されている。フィルタ回路８０１は電圧降下部６０から出力された信号Ｓ４のノイズを除去して、ノイズを除去した信号Ｓ４を端子３２に出力する。フィルタ回路８０２は電圧降下部７０から出力された信号Ｓ３のノイズを除去して、ノイズを除去した信号Ｓ３を端子３１に出力する。このように構成することにより、端子３１、３２に入力される信号にノイズが混ざることを抑制できる。
【００４２】
フィルタ回路８０１は、電圧降下部６０と端子３２との間で電気的に接続され、フィルタ回路８０２は、電圧降下部７０と端子３１との間で電気的に接続されていると好ましい。しかし、フィルタ回路８０１が、電圧降下部６０と端子３２との間で電気的に接続されており、かつフィルタ回路８０２が、電圧降下部７０と端子３１との間で電気的に接続されていなくてもよい。または、フィルタ回路８０２が、電圧降下部７０と端子３１との間で電気的に接続されていており、かつフィルタ回路８０１が電圧降下部６０と端子３２との間で電気的に接続されていなくてもよい。このように、フィルタ回路（８０１、８０２）は、電圧降下部６０と端子３２との間と、電圧降下部７０と端子３１との少なくともいずれか一方の間に電気的に接続されていてもよい。
【００４３】
駆動部９０は、整流平滑出力部５０と電圧降下部６０との間と電気的に接続されており、電源端子２５とも電気的に接続されている。駆動部９０は、たとえばＤＣ／ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ／Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）コンバータである。駆動部９０は、整流平滑出力部５０の出力する電圧を制御部２０を駆動できる電圧に変換して出力する。言い換えれば、駆動部９０は、制御部２０を駆動するための駆動電力Ｐ９０に信号Ｓ２を変換する。これにより、電源装置１００は、制御部２０を駆動するための電力として信号Ｓ２が用いられる。
【００４４】
電源装置１００の動作について説明する。発信部１０は、たとえば電源装置１００の外側から力を加えられることにより交流信号Ｓａｃを発生させる。交流信号Ｓａｃは、整流出力部４０を介して端子３１へと至る回路と、整流平滑出力部５０を介して端子３２へと至る回路とに出力される。
【００４５】
交流信号Ｓａｃは、整流出力部４０によって脈流である信号Ｓ１に変換されて出力される。また、交流信号Ｓａｃは、整流平滑出力部５０によって信号Ｓ２に変換されて出力される。整流平滑出力部５０は、充電素子５２Ｃを有している。そのため、整流平滑出力部５０から出力される信号Ｓ２は、信号Ｓ１よりも直流に近い、すなわち直流またはリプルを含む直流である。信号Ｓ１、Ｓ２は共に直流線分と、直流線分に重畳するリプルとを含む。信号Ｓ１よりも直流に近い信号Ｓ２のリプルの振幅の直流成分の大きさに対する比は、信号Ｓ１のリプルの振幅の直流成分の大きさに対する比より小さい。
【００４６】
信号Ｓ１は、電圧降下部７０に入力される。電圧降下部７０は信号Ｓ１の電圧を降下されて得られた電圧を有する信号Ｓ３を出力する。信号Ｓ２は、電圧降下部６０に入力される。電圧降下部６０は信号Ｓ２の電圧を降下されて得られた電圧を有する信号Ｓ４を出力する。ここで、電圧降下部６０は、電圧降下部７０よりも電圧をより降下する。
【００４７】
発信部１０から電圧降下部６０を介した信号Ｓ４は、起動部３０の端子３２に入力され、端子３２には信号Ｓ４の電圧が印加される。発信部１０から電圧降下部７０を介した信号Ｓ３は、起動部３０の端子３１に入力され、端子３１には信号Ｓ３の電圧が印加される。起動部３０は、端子３１に印加された電圧と端子３２に印加された電圧とを比較する。起動部３０は、端子３１に印加された電圧が、端子３２に印加された電圧よりも大きい場合、起動信号Ｓｓを制御素子２４に向けて出力する。起動部３０は、端子３１に印加された電圧が、端子３２に印加された電圧よりも大きくない場合、起動信号Ｓｓを出力しない。
【００４８】
制御部２０は、駆動部９０から供給される駆動電力Ｐ９０を受けて駆動されている。駆動電力Ｐ９０は、電源端子２５を介して制御素子２４へ供給される。起動信号Ｓｓは、入力端子２３を介して制御素子２４へ入力される。制御素子２４は、起動信号Ｓｓを検知することにより所定の動作を開始する。
【００４９】
電源装置１００は、電圧降下部７０に比べて電圧をより降下する電圧降下部６０を有している。電圧降下部６０を介した信号Ｓ４の電圧Ｖ３２と、電圧降下部７０を介した信号Ｓ３の電圧Ｖ３１とを比較している。また、電圧降下部６０、７０は発信部１０に電気的に接続されている。そのため、電圧降下部７０を介した信号Ｓ３の電圧Ｖ３１は、電圧降下部６０を介した信号Ｓ４の電圧Ｖ３２よりも低くなる。言い換えれば、制御部２０が駆動されている場合において、制御部２０の起動は、発信部１０の交流信号Ｓａｃの発生に依存している。そのため、電源装置１００は、発信部１０の起動によってより確実に起動できる。
【００５０】
制御部２０を駆動するための電源として発信部１０を用いた場合における、電源装置１００の動作について説明する。発信部１０が継続して交流信号Ｓａｃを発信し続けた場合、充電素子５２Ｃは充電されて、充電素子５２Ｃの充電電圧ＶＳ２である信号Ｓ２の電圧は上昇していく。駆動部９０には、所定の閾値電圧Ｐｈ９０が設定されている。閾値電圧Ｐｈ９０に充電電圧ＶＳ２である信号Ｓ２の電圧が到達した場合、駆動部９０は、制御部２０の駆動に適した電圧の信号である駆動電力Ｐ９０に信号Ｓ２を変換して出力する。駆動電力Ｐ９０は、電源端子２５へ入力され、制御素子２４を駆動する。
【００５１】
制御素子２４は、起動部３０から起動信号Ｓｓを入力された場合に、電圧計測部２２によって充電電圧ＶＳ２を測定する。そして、電圧計測部２２で測定された電圧が、制御素子２４に設定された電圧以上に達している場合に制御素子２４は所定の動作を行う。なお、制御素子２４に設定された電圧は、制御素子２４が行う動作に要する電圧に設定することが好ましい。電源装置１００を以上のように構成することにより、電源装置１００は、電池を不要にできたり、省電力化できたりする。
【００５２】
なお、電源装置１００は、複数の発信部１０によって構成してもよい。この場合、複数の発信部１０からの交流信号Ｓａｃのおのおのは、独立に整流された後に合成されることが好ましい。
【００５３】
（センサ装置２００）
図２は、実施の形態におけるセンサ装置２００の回路図である。図３はセンサ装置２００の動作を示す図である。
【００５４】
センサ装置２００は、電源装置１００と、センシング回路２１０と、通信回路２２０とを有する。センシング回路２１０は、制御素子２４と電気的に接続されている。通信回路２２０は、制御素子２４と電気的に接続されている。センシング回路２１０は、たとえば温度、湿度、衝撃、振動、加速度、重量、圧力などの情報を検出する。そして、センシング回路２１０は、検出した情報を制御素子２４へと出力する。制御素子２４は、センシング回路２１０によって検出された情報を通信回路２２０によって外部機器へ出力する。なお、制御部２０は、センシング回路２１０で検出された得られた情報を記録する記録部を有していてもよい。
【００５５】
センサ装置２００は、センシング回路２１０の検出する情報と、発信部１０の交流信号Ｓａｃを発生する発生条件とを対応させることが好ましい。たとえば、発信部１０が振動発電素子である場合、交流信号Ｓａｃの発生に要する外力は振動や衝撃となる。そのため、センシング回路２１０は、たとえば圧力センサや加速度センサのような力学的な外力を検出できることが好ましい。これにより、センサ装置２００は、起動部３０からの起動信号Ｓｓを受けた場合に制御部２０を起動して情報を検出する。言い換えると、センサ装置２００は、制御部２０を常時駆動させておかなくてもよく、起動信号Ｓｓを受けた場合に起動できるようスリープ状態すなわち待機状態であることができる。そのため、センサ装置２００は、省電力化を実現できる。
【００５６】
センサ装置２００の動作について図３を参照して説明する。図３は、交流信号Ｓａｃの電圧と信号Ｓ１の電圧と、信号Ｓ２の電圧ＶＳ２と、信号Ｓ３、Ｓ４の電圧と、起動信号Ｓｓとを示す。図３において、横軸は時間を示し、縦軸は書く信号の電圧の値を示す。実施の形態ではセンサ装置２００は、靴に内蔵されて踏圧力を検出する。そのため、センシング回路２１０は、圧力センサを有するとする。また、発信部１０は、振動発電素子を有するとする。振動発電素子として、たとえば、一端を固定されて保持された基板に圧電素子を形成したものや、一端を固定されて保持された基板に磁歪素子を形成したものが知られている。これらは、基板を振動させることによって交流信号Ｓａｃを発生させる。
【００５７】
センサ装置２００は、たとえば靴を装着した人の動作により、たとえば靴の着地による衝撃などの外力を受ける。衝撃によって、発信部１０は、交流信号Ｓａｃを発生させる。衝撃は、歩行やランニングなどによって発生する。そのため、交流信号Ｓａｃは、継続的に発生する。
【００５８】
交流信号Ｓａｃは、ダイオードＤ１〜Ｄ４よりなる整流回路４１に向かって出力され、脈流である信号Ｓ１に変換される。すなわち、交流信号Ｓａｃは、整流出力部４０によって信号Ｓ１に変換される。
【００５９】
また、交流信号Ｓａｃは、ダイオードＤ３〜Ｄ６よりなる整流回路５１に向かって出力される。そして、交流信号Ｓａｃは、整流回路５１と充電素子５２Ｃによって信号Ｓ１よりも直流に近い信号Ｓ２として出力される。すなわち、交流信号Ｓａｃは、整流平滑出力部５０によって信号Ｓ２に変換される。図３に示すように、信号Ｓ２の電圧である充電電圧ＶＳ２は交流信号Ｓａｃが整流平滑出力部５０に入力される度に上昇する。
【００６０】
信号Ｓ１は、電圧降下部７０へ入力される。そして、信号Ｓ１は、電圧降下部７０によって信号Ｓ１の電圧を１／ｎ倍（ただしｎ≧１）して得られた電圧を有する信号Ｓ３に変換される。信号Ｓ２は、電圧降下部６０へ入力される。そして、信号Ｓ２は、電圧降下部６０によって信号Ｓ２の電圧を１／Ｎ倍（ただしＮ≧１かつＮ＞ｎ）して得られた電圧を有する信号Ｓ４に変換される。
【００６１】
また、信号Ｓ２は、駆動部９０にも入力される。駆動部９０には、所定の閾値電圧Ｐｈ９０が設定されている。そして、信号Ｓ２の電圧が閾値電圧Ｐｈ９０以上になった時点ｔ１に、駆動部９０は駆動されて駆動電力Ｐ９０を出力する。駆動電力Ｐ９０を供給された制御素子２４は、起動準備のスリープ状態となる。
【００６２】
信号Ｓ１の電圧を１／ｎ倍して得られた電圧を有する信号Ｓ３は、端子３１に入力される。信号Ｓ２の電圧ＶＳ２を１／Ｎ倍して得られた電圧を有する信号Ｓ４は、端子３２に入力される。起動部３０は、端子３１の信号Ｓ３の電圧が端子３２の信号Ｓ４の電圧以上になった場合に、制御素子２４に向かって起動信号Ｓｓを出力する。
【００６３】
制御素子２４は、スリープ状態において電圧計測部２２を介して充電素子５２Ｃの充電電圧ＶＳ２を計測する。電圧計測部２２で計測された電圧は、充電素子５２Ｃの充電電圧ＶＳ２の１／Ｎ倍である。そのため、制御素子２４は、計測された電圧をＮ倍することで計測された電圧から充電素子５２Ｃの充電電圧ＶＳ２を算出する。ここで、電圧計測部２２は、制御素子２４に起動信号Ｓｓが入力されたことにより充電状態を計測する。そして、制御素子２４は、充電電圧ＶＳ２が上昇して所定のセンシング電圧Ｖｈ以上になっている状態で起動信号Ｓｓを入力される時点ｔ２で起動して、センシング回路２１０の圧力センサの抵抗値を検出する。
【００６４】
そして、制御素子２４は、センシング回路２１０の圧力センサの抵抗値より踏圧力を算出する。そして、制御素子２４は、センシング回路２１０から得た踏圧力を通信回路２２０へ出力する。通信回路２２０は、無線または有線によって外部機器へ踏圧力を送信する。制御素子２４のこのような動作を行うことにより、充電素子５２Ｃの充電電圧ＶＳ２は低下する。
【００６５】
そして、充電素子５２Ｃの充電電圧ＶＳ２がセンシング電圧Ｖｈを下回った場合に制御素子２４はスリープ状態になり、動作を停止する。すなわち、制御素子２４すなわち制御部２０は、所定のセンシング電圧Ｖｈ以上の充電電圧ＶＳ２が充電素子５２Ｃに充電されている状態で起動信号Ｓｓを入力されることによりスリープ状態から起動してから動作し続ける。その後、充電電圧ＶＳ２がセンシング電圧Ｖｈを下回った場合に制御素子２４はスリープ状態になる。
【００６６】
以上のようにセンサ装置２００は構成されている。センサ装置２００は、センシング回路２１０がセンシングするタイミングすなわち発信部１０が外力を検出したタイミングに、起動部３０によって制御部２０すなわち制御素子２４を起動できる。そのため、制御部２０は、効率よく電力を利用できる。すなわち、センサ装置２００は、より省電力にセンシングを行える。
【００６７】
また、端子３２に入力される電圧Ｖ３２は、端子３１に入力される電圧Ｖ３１よりも低くなるように構成されている。そのため、起動部３０は、端子３１に入力される電圧Ｖ３１が小さい場合でも制御部２０へ起動信号Ｓｓを出力できる。
【符号の説明】
【００６８】
１０    発信部
２０    制御部
２１    計測端子
２２    電圧計測部
２３    入力端子
２４    制御素子
２５    電源端子
３０    起動部
３１    端子（第１の端子）
３２    端子（第２の端子）
４０    整流出力部
４１    整流回路
５０    整流平滑出力部
５１    整流回路
５２    充電部
５２Ｃ    充電素子
６０    電圧降下部（第１の電圧降下部）
７０    電圧降下部（第２の電圧降下部）
９０    駆動部
１００    電源装置
２００    センサ装置
２１０    センシング回路
２２０    通信回路
８０１，８０２    フィルタ回路
Ｄ１〜Ｄ６    ダイオード
Ｒ１〜Ｒ４    抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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