(57)【要約】【課題】発電部と接続されている二次電池の残量を発電中に正確に測定することができる電子機器、および電子機器の制御方法を提供することを目的とする。【解決手段】電子機器は、発電部と、発電部に接続され、発電部により充電される二次電池と、発電部に接続される検出素子と、検出素子に生じる電圧により発電部の発電量を検出する発電量検出回路と、発電部と検出素子とを接続した状態で二次電池の充電残量を検出する電池残量検出回路と、検出素子と発電部とが接続された場合に発電量を検出し、検出素子と発電部とが接続された場合であって発電量が検出された場合に充電残量を検出する制御部と、を備える。【選択図】図１
2018059859.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電部と、
前記発電部に接続され、前記発電部により充電される二次電池と、
前記発電部に接続される検出素子と、
前記検出素子に生じる電圧により前記発電部の発電量を検出する発電量検出回路と、
前記発電部と前記検出素子とを接続した状態で前記二次電池の充電残量を検出する電池残量検出回路と、
前記検出素子と前記発電部とが接続された場合に前記発電量を検出し、前記検出素子と前記発電部とが接続された場合であって前記発電量が検出された場合に前記充電残量を検出する制御部と、
を備える電子機器。
【請求項２】
前記制御部は、
前記充電残量を検出する場合、前記検出素子と前記発電部とを接続させ、前記発電量検出回路によって前記発電量を所定の時間または予め定められている値になるまで取得し、前記発電量を取得した後に前記電池残量検出回路によって前記充電残量を検出し、前記充電残量を検出した後に前記検出素子と前記発電部との接続を解除させる、請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
報知部を備え、
前記制御部は、
前記発電量と前記充電残量とを用いて、推定時間内に前記充電残量が推定残量になる発電量であるか否かを示す情報を生成し、生成した前記情報を前記報知部に報知させる、請求項１または請求項２に記載の電子機器。
【請求項４】
前記検出素子は、
第１の抵抗と第２の抵抗とが直列に接続され、
前記第１の抵抗と第２の抵抗のそれぞれの値は、前記電子機器が使用される環境の照度毎に対する発電部の発電電流と発電電圧との特性に基づいて決定される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記二次電池は、
整流素子を介して前記発電部に接続され、
前記整流素子と前記二次電池とが直接に接続され、直接に接続された前記整流素子と前記二次電池とが、前記発電部と前記検出素子とに並列に接続される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項６】
計時機能と前記計時機能により計時された時刻を報知する報知部とを備え、前記発電部が太陽電池で構成される、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項７】
制御部が、発電部に接続される二次電池の充電残量を検出する場合に、前記発電部に接続される検出素子と前記発電部との接続状態を切り替える接続ステップと、
発電量検出回路が、前記検出素子と前記発電部とが接続されたとき、前記発電部の発電量を、前記検出素子に発生する電圧に基づいて検出する発電量検出ステップと、
電池残量検出回路が、前記発電量検出ステップによって前記発電量が検出された後、前記二次電池の残量を、前記検出素子に発生する電圧に基づいて検出する電池残量検出ステップと、
前記制御部が、前記電池残量検出ステップによって検出された前記二次電池の残量を検出した後、前記検出素子と前記発電部との接続を解除させる解除ステップと、
を含む電子機器の制御方法。
【請求項８】
前記制御部が、前記発電量と、前記充電残量とを用いて、推定時間後に前記充電残量が推定残量になる発電量であるか否かを示す情報を生成する生成ステップと、
報知部が、生成した前記情報を報知する報知ステップと、
を含む請求項７に記載の電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器、および電子機器の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池によって発電された電気エネルギーを用いる機器が実用化されている。例えば、太陽電池（ソーラーパネル）を有するデジタル時計では、太陽電池が光エネルギーを電気エネルギーに変換して、変換した電気エネルギーを二次電池に充電する。そして、このようなデジタル時計では、二次電池に充電した電力を用いて、時刻の計時や表示等を行っている。
【０００３】
このような太陽電池と二次電池を有するデジタル時計では、二次電池が蓄える電力が少なくなると、デジタル時計を駆動できなくなるため、二次電池の残量を表示する機能を有するものもある。太陽電池に接続された二次電池の残量を検出する際、発電部からの充電される電荷により、見掛け上、実際より高い残量（電圧）を検出してしまうことが知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の技術では、二次電池の充電が行われていないときに、二次電池の電圧を測定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８０９８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、特許文献１に記載の技術では、発電中に正確な電池の残量を測定できなかった。
【０００７】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、発電部と接続されている二次電池の残量を発電中に正確に測定することができる電子機器、および電子機器の制御方法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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電子機器は、発電部と、前記発電部に接続され、前記発電部により充電される二次電池と、前記発電部に接続される検出素子と、前記検出素子に生じる電圧により前記発電部の発電量を検出する発電量検出回路と、前記発電部と前記検出素子とを接続した状態で前記二次電池の充電残量を検出する電池残量検出回路と、前記検出素子と前記発電部とが接続された場合に前記発電量を検出し、前記検出素子と前記発電部とが接続された場合であって前記発電量が検出された場合に前記充電残量を検出する制御部と、を備える。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る電子機器において、前記制御部は、前記充電残量を検出する場合、前記検出素子と前記発電部とを接続させ、前記発電量検出回路によって前記発電量を所定の時間または予め定められている値になるまで取得し、前記発電量を取得した後に前記電池残量検出回路によって前記充電残量を検出し、前記充電残量を検出した後に前記検出素子と前記発電部との接続を解除させるようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明の一態様に係る電子機器において、報知部を備え、前記制御部は、前記発電量と前記充電残量とを用いて、推定時間内に前記充電残量が推定残量になる発電量であるか否かを示す情報を生成し、生成した前記情報を前記報知部に報知させるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る電子機器において、前記検出素子は、第１の抵抗と第２の抵抗とが直列に接続され、前記第１の抵抗と第２の抵抗のそれぞれの値は、前記電子機器が使用される環境の照度毎に対する発電部の発電電流と発電電圧との特性に基づいて決定されるようにしてもよい。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る電子機器において、前記二次電池は、整流素子を介して前記発電部に接続され、前記整流素子と前記二次電池とが直接に接続され、直接に接続された前記整流素子と前記二次電池とが、前記発電部と前記検出素子とに並列に接続されるようにしてもよい。
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電子機器は、計時機能と前記計時機能により計時された時刻を報知する報知部とを備え、前記発電部が太陽電池で構成されるようにしてもよい。
【００１４】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電子機器の制御方法は、制御部が、発電部に接続される二次電池の充電残量を検出する場合に、前記発電部に接続される検出素子と前記発電部との接続状態を切り替える接続ステップと、発電量検出回路が、前記検出素子と前記発電部とが接続されたとき、前記発電部の発電量を、前記検出素子に発生する電圧に基づいて検出する発電量検出ステップと、電池残量検出回路が、前記発電量検出ステップによって前記発電量が検出された後、前記二次電池の残量を、前記検出素子に発生する電圧に基づいて検出する電池残量検出ステップと、前記制御部が、前記電池残量検出ステップによって検出された前記二次電池の残量を検出した後、前記検出素子と前記発電部との接続を解除させる解除ステップと、を含む。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る電子機器の制御方法において、前記制御部が、前記発電量と、前記充電残量とを用いて、推定時間後に前記充電残量が推定残量になる発電量であるか否かを示す情報を生成する生成ステップと、報知部が、生成した前記情報を報知する報知ステップと、を含むようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、発電部と接続されている二次電池の残量を発電中に正確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係るデジタル時計の構成を示す構成図である。
【図２】二次電池Ｅの放電特性の一例を示す図である。
【図３】本実施形態に係る太陽電池の電流対電圧の特性と、抵抗値の関係の例を示す図である。
【図４】本実施形態に係る太陽電池の発電量の検出タイミングと二次電池の残量の検出タイミング、太陽電池の電圧変化の例を示す図である。
【図５】本実施形態に係るデジタル時計１の置かれる環境と発電量の表示の一例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る発電量を推定処理のフローチャートである。
【図７】本実施形態に係る報知部に表示される情報の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係るデジタル時計１（電子機器）の構成を示す構成図である。なお、実施形態では、電子機器の一例として、デジタル時計１を例に説明するが、電子機器は、指針を備えるアナログ時計、スマートフォン、タブレット端末、腕時計型端末（例えばスマートウォッチ）、携帯ゲーム機器等、太陽電池と二次電池と報知部を有する機器であってもよい。また、本実施形態では、発電部の例として太陽電池を例に説明するが、発電部は、振動を電気エネルギーに変換する機能部、熱を電気エネルギーに変換する機能部等であってもよい。
【００１９】
図１に示すように、デジタル時計１は、太陽電池Ｇ（発電部）、ダイオードＤ、二次電池Ｅ、ユニット１０、操作部２０、および報知部３０を備える。
また、ユニット１０は、過充電防止回路１１、照度検出回路１２、発電量検出回路１３、発振回路１４、分周回路１５、および制御回路１６を備える。
【００２０】
発電量検出回路１３は、スイッチＳＷ、検出素子１３１、発電検出制御回路１３２、およびＡＤ回路１３３を備える。また、検出素子１３１は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２を備える。
制御回路１６は、電池残量検出回路１０１、ＢＯＲ回路１０２、発振停止検出回路１０３、入力回路１０４、ＲＯＭ１０５、ＲＡＭ１０６、制御部１０７、表示駆動回路１０８、および電源回路１１０を備える。
電源回路１１０は、降圧回路１１１、発振定電圧回路１１２、ロジック定電圧回路１１３、および昇圧電源回路１１４を備える。
【００２１】
太陽電池Ｇは、例えばソーラーパネルである。太陽電池Ｇは、光エネルギーを電力に変換して、変換した電力を二次電池Ｅおよびユニット１０に供給する。太陽電池Ｇは、一端が、ダイオードＤのアノードと過充電防止回路１１と照度検出回路１２とスイッチＳＷの一端とに接続され、他端が、二次電池Ｅの負極と検出素子１３１の一端と制御回路１６に接続されている。また、太陽電池Ｇには、第１の回路と第２の回路とが並列に接続されている。なお、第１の回路とは、直接に接続されたダイオードＤと二次電池Ｅである。第２の回路とは、直接に接続されたスイッチＳＷと抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ１である。
【００２２】
ダイオードＤは、カソードが、二次電池Ｅの正極と電池残量検出回路１０１とＢＯＲ回路１０２と降圧回路１１１とに接続されている。ダイオードＤは、二次電池Ｅから太陽電池Ｇへの逆流防止のために太陽電池Ｇと二次電池Ｅとの間に挿入されている。
二次電池Ｅは、太陽電池Ｇから供給された電気エネルギーを蓄える蓄電池である。二次電池Ｅは、蓄えた電力を制御回路１６に供給する。
【００２３】
操作部２０は、ユーザによる操作の入力を受け付け、受け付けた操作内容を示す情報を入力回路１０４に出力する。操作部２０は、竜頭（りゅうず）、ボタン、タッチパネルセンター等である。ユーザは、操作部２０を操作して、時刻合わせ、デジタル時計１の動作モードの切り替え、クロノグラフの計時の開始または停止の切り替え等を指示する。なお、動作モードとは、時刻表示モード、電池の残量の確認モード、クロノグラフモード等の動作モードである。
【００２４】
ユニット１０は、太陽電池Ｇ、二次電池Ｅから供給された電力を用いて、時刻を計時し、計時した時刻を報知部３０に表示する。また、ユニット１０は、過充電にならないように制御して、太陽電池Ｇによって発電された電力を二次電池Ｅに充電するように制御する。また、ユニット１０は、太陽電池Ｇによって発電される発電量と二次電池Ｅの電圧値を検出し、検出した結果に基づいて、発電量、二次電池Ｅの電圧値、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報を、報知部３０に表示する。
【００２５】
過充電防止回路１１は、二次電池Ｅの充電電圧を検出し、検出した充電電圧が予め定められている閾値以上の電圧である場合、太陽電池Ｇからの電流が二次電池Ｅに流れないようにする。
【００２６】
照度検出回路１２は、太陽電池Ｇの電圧値を検出し、検出した電圧値と予め定められている閾値と比較することで、太陽電池Ｇに所定の照度以上の光が照射されているか否かを検出する。照度検出回路１２は、電圧値が閾値以上の場合に太陽電池Ｇに所定の照度以上の光が照射されていると検出し、電圧値が閾値未満の場合に太陽電池Ｇに所定の照度以上の光が照射されていないと検出する。照度検出回路１２は、検出した結果を制御回路１６に出力する。
【００２７】
発電量検出回路１３は、太陽電池Ｇへ検出素子１３１を接続し、太陽電池Ｇの発電量を検出し、検出した発電量に基づく値を制御回路１６に出力する。ここで、検出する発電量とは、発電量や、発電量に基づく何等かの値である発電量に基づく値、を含むものとする。
【００２８】
スイッチＳＷは、他端が検出素子１３１の他端に接続される。また、スイッチＳＷは、発電検出制御回路１３２によって、オン状態とオフ状態とが切り替わる。
抵抗Ｒ２は、一端がスイッチＳＷの他端に接続され、他端が抵抗Ｒ１の一端とＡＤ回路１３３の入力端に接続される。抵抗Ｒ１の他端は、太陽電池Ｇの他端と二次電池Ｅの負極とに接続される。なお、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２の抵抗値の決め方は、後述する。
【００２９】
発電検出制御回路１３２は、制御部１０７が出力したスイッチＳＷを切り替えるタイミングを示す信号に応じてスイッチＳＷのオン状態とオフ状態を切り替える。また、発電検出制御回路１３２は、制御部１０７が出力する太陽電池Ｇの発電量を検出するタイミングを示す信号に応じて、ＡＤ回路１３３を動作させる。
【００３０】
ＡＤ回路１３３は、発電検出制御回路１３２が出力する太陽電池Ｇの発電量を検出するタイミングのとき、太陽電池Ｇの発電量に基づく値を、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点の電圧値として検出する。ＡＤ回路１３３は、検出した電圧値を示す情報を制御部１０７に出力する。
【００３１】
発振回路１４は、水晶振動子を備え、水晶振動子の振動に基づいた所定周波数（例えば３２［ｋＨｚ］）の発振クロック信号を発生させる。発振回路１４は、発生させた発振信号を分周回路１５に出力する。
分周回路１５は、発振回路１４が出力した発振信号を分周して時刻計時に用いる例えば例えば１［Ｈｚ］の基準信号を生成する。分周回路１５は、生成した基準信号を制御回路１６に出力する。
【００３２】
制御回路１６は、太陽電池Ｇと二次電池Ｅが出力する電力を用いて、各部を駆動する。また、制御回路１６は、分周回路１５が出力する基準信号を用いて、時刻を計時する。また、制御回路１６は、照度検出回路１２が出力する検出結果に基づいて、報知部３０に表示する画像を切り替える。また、制御回路１６は、発電量検出回路１３が出力する電圧値を示す情報に基づいて、照度を算出する。制御回路１６は、二次電池Ｅの残量（以下、充電残量ともいう）を検出する。制御回路１６は、算出した照度と検出した充電残量それぞれを報知部３０に表示する。また、制御回路１６は、算出した照度と検出した二次電池Ｅの電圧値に基づいて、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報を発電量として、報知部３０に表示する。
【００３３】
電源回路１１０は、太陽電池Ｇが発電した電力および二次電池Ｅが蓄える電力を、所望の電圧値に変換し、変換した電圧値の電力をデジタル時計１の各構成要素に供給する。
降圧回路１１１は、太陽電池Ｇが発電した電力および二次電池Ｅが蓄える電力を、所望の電圧値に降圧して、降圧した電圧値の電力を発振定電圧回路１１２、ロジック定電圧回路１１３、および昇圧電源回路１１４に供給する。
【００３４】
発振定電圧回路１１２は、降圧回路１１１から供給された電力を用いて、発振回路１４に供給する定電圧を生成し、生成した定電圧を発振回路１４に供給する。
ロジック定電圧回路１１３は、降圧回路１１１から供給された電力を用いて、ロジック部に供給する定電圧を生成し、生成した定電圧をロジック部に供給する。なお、ロジック部は、少なくとも制御部１０７を含む。また、ロジック部は、電池残量検出回路１０１、ＢＯＲ回路１０２、発振停止検出回路１０３、入力回路１０４、ＲＯＭ１０５、ＲＡＭ１０６を含んでいてもよい。
【００３５】
昇圧電源回路１１４は、降圧回路１１１から供給された電力を、所望の電圧値に昇圧して、昇圧した電圧値の電力を表示駆動回路１０８に供給する。
【００３６】
電池残量検出回路１０１は、制御部１０７が出力する検出タイミングのとき、充電残量を検出し、検出した充電残量を制御部１０７に出力する。なお、電池残量検出回路１０１は、例えば二次電池Ｅの正極とダイオードＤのカソードとの接続点の電圧を検出し、二次電池Ｅの電池電圧に対する電池容量を示した放電特性に基づいて充電残量を検出する。図２は、二次電池Ｅの放電特性の一例を示す図である。図２において、横軸は容量（ｍＡｈ）、縦軸は電圧（Ｖ）を示す。電池残量検出回路１０１は、図２に示したような電圧と容量の関係を表形式または数式等を自部に記憶している。そして、電池残量検出回路１０１は、検出した電池電圧に基づいて現在の容量を検出し、検出した容量に基づいて充電残量を検出する。例えば、電池電圧が２．５Ｖであれば、容量が約３．０ｍＡｈである。フル充電（満充電）のときの容量が６．０ｍＡｈであれば、電池残量検出回路１０１は、充電残量を５０％（＝６．０／３．０）として検出する。
【００３７】
ＢＯＲ（Ｂｒｏｗｎ−ｏｕｔ  Ｒｅｓｅｔ；ブラウンアウトリセット機能）回路１０２は、二次電池Ｅの電圧の瞬時低下等を監視する回路であり、監視した結果を、制御部１０７に出力する。
【００３８】
発振停止検出回路１０３は、分周回路１５が出力する基準信号を監視し、発振が停止しているか否かを検出する。発振停止検出回路１０３は、発振が停止していると検出した場合、検出した結果を制御部１０７に出力する。
入力回路１０４は、操作部２０が出力する操作内容を示す情報を取得し、取得した操作内容を示す情報を制御部１０７に出力する。また、入力回路１０４は、不図示の携帯端末等から情報を受信する通信装置を有していてもよい。
【００３９】
ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ；読み出し専用メモリ）１０５は、デジタル時計１を制御するプログラム、所定時間を示す情報、各閾値、表示情報等を記憶する。
ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ；）１０６は、デジタル時計１の動作モード、計時した結果等、デジタル時計１における動作時のデータを一時的に制御部１０７によって記憶する。
【００４０】
制御部１０７は、電源回路１１０のロジック定電圧回路１１３が供給する電力と分周回路１５が出力する基準信号を用いて、自部およびデジタル時計１の各構成要素を、ＲＯＭ１０５が記憶するプログラムに応じて制御する。制御部１０７は、入力回路１０４が出力する操作内容を示す情報に応じて、デジタル時計１の各構成要素を制御する。制御部１０７は、操作内容を示す情報に発電量検出動作モードへの切替指示が含まれる場合、スイッチＳＷを切り替えるタイミングを示す信号と、太陽電池Ｇの電圧値を検出するタイミングを示す信号と、二次電池Ｅの電圧値を検出するタイミングを示す信号と、を生成する。制御部１０７は、生成したスイッチＳＷを切り替えるタイミングを示す信号と、太陽電池Ｇの電圧値を検出するタイミングを示す信号とを、発電検出制御回路１３２に出力する。また、制御部１０７は、生成した二次電池Ｅの残量を検出するタイミングを示す信号を、電池残量検出回路１０１に出力する。制御部１０７は、発電量検出回路１３が出力する電圧値を示す情報に基づいて、照度を算出する。制御部１０７は、電池残量検出回路１０１が出力する充電残量と二次電池Ｅの電圧値と算出した照度それぞれを報知部３０に表示する。また、制御部１０７は、照度と二次電池Ｅの電圧値とに基づいて、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報を、報知部３０に表示する。なお、所望の発電量が得られる状態であるか否かを判定する方法については、後述する。
【００４１】
また、制御部１０７は、照度検出回路１２が出力する検出した結果に基づいて、報知部３０の表示状態を切り替えるように制御する。例えば、制御部１０７は、検出結果が太陽電池Ｇに所定の照度以上の光が照射されている場合に表示を行い、検出結果が太陽電池Ｇに所定の照度以上の光が照射されていない場合に表示を行わない（消灯する）省電力モードに切り替えるように制御する。なお、制御部１０７は、省電力モードにおいて、時刻の計時に関わらない機能部をスリープ状態に制御するようにしてもよい。また、制御部１０７は、発振停止検出回路１０３の発振が停止したことを検出したとき、例えば各機能部に対してリセットを行う。
【００４２】
表示駆動回路１０８は、制御部１０７が出力する情報（照度を示す情報、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報等）を、報知部３０に表示させる。
【００４３】
報知部３０は、情報を報知する装置である。報知部３０は、例えば表示装置であり、液晶表示装置（ＬＣＤ）や有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置によって構成される。報知部３０には、時刻の表示以外に、照度を示す情報、二次電池Ｅの電圧値、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報の表示画面等が、表示または音や振動等によって報知される。
【００４４】
次に、検出素子１３１の抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値の決め方の例を説明する。
図３は、本実施形態に係る太陽電池Ｇの電流対電圧の特性と、抵抗値の関係の例を示す図である。図３において、横軸は電圧［Ｖ］、縦軸は電流［Ａ］である。
【００４５】
また、曲線ｇ１は、５００［ｌｘ（ルクス）］が太陽電池Ｇに照射された特の電流対電圧の特性（以下、Ｉ−Ｖ特性という）である。曲線ｇ２は、５０００［ｌｘ］が太陽電池Ｇに照射された特のＩ−Ｖ特性である。曲線ｇ３は、５００００［ｌｘ］が太陽電池Ｇに照射された特のＩ−Ｖ特性である。曲線ｇ４は、１０００００［ｌｘ］が太陽電池Ｇに照射された特のＩ−Ｖ特性である。なお、このようなＩ−Ｖ特性は、太陽電池Ｇのセル数等、太陽電池Ｇの特性によって決まる。なお、照度は、例えば、事務所等における蛍光灯の照度が約４００〜５００［ｌｘ］であり、晴天の昼間における外の照度が約１０万［ｌｘ］である。
【００４６】
曲線ｇ１において、点ｐ１に示すように、電流Ｉ１のとき電圧がＶ１である。曲線ｇ２において、点ｐ２に示すように、電流Ｉ２のとき電圧がＶ２である。曲線ｇ３において、点ｐ３に示すように、電流Ｉ３のとき電圧がＶ３である。曲線ｇ４において、点ｐ４に示すように、電流Ｉ４のとき電圧がＶ４である。なお、点ｐ１〜点ｐ４は、破線ｇ５で囲んだ領域のように、電圧が変化しても電流がほぼ直線の領域の点である。
【００４７】
このような点ｐ１、点ｐ２、点ｐ３、および点ｐ４が通る直線ｇ１０を求め、この直線ｇ１０の傾きの逆数１／Ｒとなるように抵抗値Ｒを、予め設計者が設定する。
なお、点ｐ４における電圧Ｖ４は、二次電池Ｅの満充電の電圧（例えば２．６［Ｖ］）より低くなるように選択する。
【００４８】
次に、太陽電池Ｇの発電量の検出方法と、二次電池Ｅの電池電圧の検出方法について説明する。
なお、本実施形態では、照度を発電量とする。一般的に、照度は、ほぼ電流に比例する。このため、制御部１０７は、ＡＤ回路１３３が出力した電圧値を、ＲＯＭ１０５が記憶する検出素子１３１の抵抗Ｒ１の抵抗値で除算することで、電流値を算出する。そして、制御部１０７は、算出した電流値に基づいて、照度を推定する。また、太陽電池Ｇに照射される照度とこの照度に対して抵抗Ｒ１に生じる電圧値との相関式から照度を推定してもよい。
【００４９】
図４は、本実施形態に係る太陽電池Ｇの発電量の検出タイミングと二次電池Ｅの残量の検出タイミング、太陽電池Ｇの電圧変化の例を示す図である。
図４において、横軸は時刻、縦軸は電圧を表す。波形ｇ１１は、太陽電池Ｇの電圧変化を示す。また、点ｐ１１は、検出タイミング（ＡＤ回路１３３が電圧値を出力するタイミング）を表す。
波形ｇ１２は、スイッチＳＷのオン状態とオフ状態を表す。なお、波形ｇ１２において、ハイレベルがオン状態（ＯＮ）であり、ローレベルがオフ状態（ＯＦＦ）である。波形ｇ１３は、太陽電池Ｇの発電量を検出するタイミングを示している。波形ｇ１３は、二次電池Ｅの電圧を検出するタイミングを示している。
【００５０】
時刻ｔ１のとき、発電検出制御回路１３２は、スイッチＳＷをオン状態に切り替える。
ＡＤ回路１３３は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の期間（期間Ｔ２）、制御部１０７の指示に応じて、抵抗Ｒ１に発生する電圧値を期間Ｔ３毎に検出することで、発電量を検出する。なお、制御部１０７は、ＡＤ回路１３３が出力した電圧を示す情報のうち、時刻ｔ２のときの電圧に基づいて発電量を算出する。
【００５１】
このように、スイッチＳＷをオン状態に切り替えることで、太陽電池Ｇと並列に接続されている抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２に電流が流れる。太陽電池Ｇによって発電された電力が抵抗Ｒ１とＲ２に流れることによって、太陽電池Ｇの電圧が、波形ｇ１１のように徐々に下がっていく。なお、太陽電池Ｇの電圧が二次電池Ｅの電圧より低くなった場合は、ダイオードＤにより、二次電池Ｅから太陽電池Ｇへの逆流が発生しない。
【００５２】
時刻ｔ２のとき、太陽電池Ｇの発電により上昇していた電圧分が減少して、所定の電圧値Ｖｔに落ち着く。
時刻ｔ２から期間Ｔ３後の時刻ｔ３のとき、電池残量検出回路１０１は、制御部１０７の指示に応じて二次電池Ｅの電圧を検出する。
二次電池Ｅの電圧検出後の時刻ｔ４のとき、制御部１０７は、スイッチＳＷをオン状態からオフ状態に切り替える。
これにより、太陽電池Ｇの電圧は、波形ｇ１１のように時刻ｔ５のとき、スイッチＳＷがオン状態にされた時刻ｔ１の状態に戻る。なお、期間Ｔ１は、太陽電池Ｇと二次電池Ｅそれぞれの電圧の検出周期であり、例えば５秒である。また、期間Ｔ３は、例えば０．５秒である。
【００５３】
図４に示した例では、１周期分の検出例を説明したが、制御部１０７は、利用者が動作モードを発電量検出モードに切り替える間、このような検出を繰り返す。なお、二次電池Ｅの消耗、太陽電池Ｇの発電を二次電池Ｅへ充電するため、予め定められている回数検出した後、検出を終了するようにしてもよい。
【００５４】
このように、本実施形態では、太陽電池Ｇに抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２を接続した状態で、まず、太陽電池Ｇの発電量を検出後、スイッチＳＷをオン状態にしてから所定の時間後の時刻ｔ３、すなわち、太陽電池Ｇの電圧が落ち着いた後に二次電池Ｅの電圧を検出する。
これにより、本実施形態によれば、太陽電池Ｇの発電による電圧上昇分の影響を避けて二次電池Ｅの電圧を精度良く検出することができる。
【００５５】
なお、上述した例では、スイッチＳＷをオン状態に切り替えた後、所定の期間Ｔ２後に二次電池Ｅの電圧を検出する例を説明したが、これに限られない。制御部１０７は、ＡＤ回路１３３が出力した電圧を示す値が、例えば電圧値Ｖｔに対して予め定められている範囲に入ったとき、電圧値が落ち着いたと判定し、電池残量検出回路１０１に二次電池Ｅの電圧値を検出するように指示するようにしてもよい。
【００５６】
次に、太陽光の照度と、二次電池Ｅの残量と、太陽電池Ｇの発電量が、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報である発電量を示す情報と、発電量を示す情報の算出方法の一例を説明する。
図５は、本実施形態に係る二次電池Ｅの残量と、太陽電池Ｇの発電量が、所望の発電量が得られる状態であるか否かを示す情報の一例を示す図である。なお、二次電池Ｅの残量は、制御部１０７が二次電池Ｅの電圧値に基づいて算出した値である。
【００５７】
利用者は、操作部２０を操作して、動作モードを発電量検出モードに切り替える。
制御部１０７は、発電量検出回路１３が出力する電圧値に基づいて、発電量である照度を推定する。また、制御部１０７は、電池残量検出回路１０１が出力する充電残量を取得する。ここで、充電残（二次電池Ｅの残量）が６０％であったとする。また、太陽電池Ｇの発電量が、０．５ｍＡであるとする。
【００５８】
制御部１０７は、推定した照度が１時間照射され続けられた後の充電残量を推定する。なお、制御部１０７は、ＡＤ回路１３３が出力する電圧値（例えば図４の時刻ｔ２の電圧値）に基づいて、太陽電池Ｇによって発電される電流を算出する。そして、制御部１０７は、算出した電流値に基づいて、１時間後（推定時間後）に二次電池Ｅに充電される電力を二次電池Ｅの特性を用いて算出することで、１時間後の充電残量（推定残量）を推定する。
【００５９】
照度が１０万ｌｘの場合、制御部１０７は、１時間後の充電残量が例えば６８％以上であると推定し、充分な照度が得られていると判別する。この場合、制御部１０７は、報知部３０上に、発電が充分に行われることを示す画像、例えば画像ｇ２１を表示する。
照度が１万ｌｘの場合、制御部１０７は、１時間後の充電残量が例えば６１％であると推定し、発電が行われると判別する。この場合、制御部１０７は、報知部３０上に、例えば画像ｇ２２を表示する。
【００６０】
照度が３０００ｌｘの場合、制御部１０７は、１時間後の充電残量がほぼ６０％のまま変化しない状態であると推定し、発電がわずかに行われると判別する。この場合、制御部１０７は、報知部３０上に、例えば画像ｇ２３を表示する。
照度が７００ｌｘの場合、制御部１０７は、１時間後の充電残量がほぼ６０％のまま変化しない状態であると推定し、発電が行われないと判別する。この場合、制御部１０７は、報知部３０上に、例えば画像ｇ２４を表示する。
発電量の表示は、例えば照度が５万ｌｘ〜１０万ｌｘの場合に画像ｇ２１であり、例えば照度が１万ｌｘ〜５万ｌｘの場合に画像ｇ２２であり、例えば照度が５０００ｌｘ〜１万ｌｘの場合に画像ｇ２３であり、例えば照度が１０００ｌｘ〜５０００ｌｘの場合に画像ｇ２４である。なお、上述した表示例は一例であり、これに限られない。
【００６１】
利用者は、報知部３０上に表示される発電量の表示を確認することで、現在の環境（場所、服の袖等がデジタル時計１の一部を覆っている等）を確認し、１時間後に充分に充電される環境を探すことができる。例えば、登山やハイキングの休憩時にデジタル時計１の充電を行いたい場合、表示が画像ｇ２１になる場所にデジタル時計１を置くことで、効率よく充電を行うことができる。
例えば、充電残量や照度のみが表示されている場合、利用者は、照度が１万ｌｘであれば、充分な充電ができると考えるかもしれない。しかしながら、二次電池Ｅの残量によっては、照度が１万ｌｘ得られていても、１時間後に６１％の充電残量まで充電できないことが、利用者には分からない。本実施形態によれば、デジタル時計１が、照度、二次電池の残量を測定値に基づいて推定し、さらに、１時間後に充電される電力に基づいて発電量を報知するようにしたので、利用者は、図５のような表示を確認することで、どの位置にこのデジタル時計１を置けば効率よく充電を行うことができるか知ることができる。
【００６２】
なお、二次電池Ｅの残量に応じて、１時間後に所定の残量（推定残量）に達するための照度が変化する。例えば、残量が充電７０％の場合、照度が１万ｌｘ以上であれば、１時間後に所定の充電残量に達する。ＲＯＭ１０５は、二次電池Ｅの残量と照度と、１時間後の二次電池Ｅの残量との関係を示す情報を、式または表形式で予め記憶しておく。
なお、上述した照度、二次電池Ｅの残量、発電量の表示は、デジタル時計１の動作を説明するための一例であり、これに限られない。また、推定時間は、１時間に限られず、１時間より短い時間である３０分などであってもよく、１時間より長い時間である、２時間、半日などであってもよい。また、上述した例では、所定の充電残量が６０％の例を説明したが、これに限られない。制御部１０７は、用途（登山、スキー、ハイキング、ヨットレース、ゴルフ等）に応じて、所望の時間（例えば２４時間）連続して機能を駆動するのに必要な容量、すなわち所定の充電残量を設定するようにしてもよい。
【００６３】
次に、発電量を推定処理手順の一例を説明する。
図６は、本実施形態に係る発電量を推定処理のフローチャートである。
【００６４】
（ステップＳ１）制御部１０７は、入力回路１０４が出力する情報に基づいて、発電量検出モードであるか否かを判別する。制御部１０７は、発電量検出モードであると判別した場合（ステップＳ１；ＹＥＳ）、ステップＳ２の処理に進め、発電量検出モードではないと判別した場合（ステップＳ１；ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。
【００６５】
（ステップＳ２）制御部１０７は、発電検出制御回路１３２へスイッチＳＷをオン状態に切り替える指示を出力する。続けて、発電検出制御回路１３２は、制御部１０７が出力した指示に応じて、スイッチＳＷをオン状態に切り替える。
【００６６】
（ステップＳ３）ＡＤ回路１３３は、発電検出制御回路１３２が出力する検出のタイミング毎に抵抗Ｒ１に発生する電圧値を検出して、検出した電圧値を示す情報を制御部１０７に出力する。続けて、制御部１０７は、ＡＤ回路１３３が出力した電圧値を示す情報に基づいて、照度を推定する。
【００６７】
（ステップＳ４）制御部１０７は、所定の時間（図４の期間Ｔ２）が経過したか否かを判別する。なお、制御部１０７は、例えば分周回路１５が出力する基準信号を用いて経過時間をカウントする。制御部１０７は、所定の時間が経過したと判別した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に進め、所定の時間が経過していないと判別した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、ステップＳ３に処理を戻す。
【００６８】
（ステップＳ５）制御部１０７は、電池残量検出回路１０１に二次電池Ｅの残量を検出するタイミングの指示を出力する。続けて、電池残量検出回路１０１は、残量を検出するタイミングのとき、二次電池Ｅの残量を検出し、検出した残量を示す情報を制御部１０７に出力する。続けて、制御部１０７は、電池残量検出回路１０１が出力した二次電池Ｅの残量を示す情報を取得する。
【００６９】
（ステップＳ６）制御部１０７は、推定した照度と取得した二次電池Ｅの残量を用いて、１時間後の二次電池Ｅの残量を推定する。制御部１０７は、推定後、ステップＳ１の処理に戻す。
【００７０】
なお、上述した例では、制御部１０７が、１時間後の二次電池Ｅの残量を推定する例を示したが、これに限られない。推定に用いる時間は１時間後に限られず、出荷時に予め定められている時間であってもよい。推定に用いる時間は、デジタル時計１の用途に応じた物であってもよく、登山用、ハイキング用、浜辺用、ヨット用等に応じた時間であってもよい。また、推定に用いる時間は、利用者が操作部２０を操作して設定または選択するようにしてもよい。
【００７１】
また、上述した例では、制御部１０７が発電量を推定する例を説明したが、発電検出制御回路１３２が、検出した電圧に基づいて推定するようにしてもよい。
また、制御部１０７が二次電池Ｅの残量を推定する例を説明したが、電池残量検出回路１０１が、検出した電圧値に基づいて、二次電池Ｅの残量を推定するようにしてもよい。
【００７２】
次に、報知部３０に表示される情報の一例を説明する。
図７は、本実施形態に係る報知部３０に表示される情報の一例を示す図である。
図７に示すように、デジタル時計１は、ケース４０、ベルト５０をさらに備える。図１に示したユニット１０、太陽電池Ｇ、ダイオードＤ、二次電池Ｅは、ケース４０内に収められている。また、操作部２０は、ボタン２０Ａ〜２０Ｃを備える。なお、図７に示す例は、発電量検出モードにおける表示例である。
【００７３】
報知部３０上には、時刻表示３０１、照度表示３０２、二次電池Ｅの残量表示３０３、１時間後の発電量の表示３０４、および１時間後の二次電池Ｅの残量の表示３０５が含まれる。
時刻表示３０１は、計時された時刻の表示である。照度表示３０２は、推定された照度の表示である。二次電池Ｅの残量表示３０３は、検出された二次電池Ｅの残量の表示である。１時間後の発電量の表示３０４は、推定された１時間後の発電量の表示である。また、推定された１時間後の二次電池Ｅの残量の表示３０５も表示される。
【００７４】
なお、実施形態では、発電量検出モードのときに発電量を推定して表示する例を説明したが、これに限られない。例えば、時刻を表示する以外のモードが選択された場合に、発電量検出モードのときに発電量を推定して表示するようにしてもよい。
【００７５】
以上のように、本実施形態によれば、太陽電池Ｇに並列に接続した検出素子１３１に電流を流し、太陽電池Ｇの電圧が安定した後に二次電池Ｅの電圧を検出するようにした。これにより、二次電池Ｅの電圧値の検出時は、二次電池Ｅの電圧値より、太陽電池Ｇの電圧値が低くなる。この結果、本実施形態によれば、二次電池Ｅの充電が行われているときに、太陽電池Ｇの発電により電圧増加の影響を受けずに、二次電池Ｅの電圧を精度よく測定することができる。
また、本実施形態によれば、充電中に充電動作に対して規制等を行うことなく、二次電池Ｅの充電が行われているときに、二次電池Ｅの電圧を測定するため、発電電力を有効に用いることができる。
【００７６】
また、本実施形態によれば、検出した照度と二次電池Ｅの残量に基づいて、所定の時間、発電した場合の二次電池Ｅの残量が所定の残量になる発電量であるか否かを報知するようにした。これにより、利用者は、報知を確認することで、どこにデジタル時計１を置けば効率よく充電できるかを知ることができる。
【００７７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、実施形態では、照度、二次電池Ｅの残量、および発電量を報知部３０に表示する例を説明したが、報知部３０は、音声、ランプ等の点滅、振動等で報知するようにしてもよい。または、図５または図７に示した表示情報に加え、音や振動によって報知するようにしてもよい。例えば、発電量が充分である場合、画像ｇ２１（図５）の表示と「ピッ」音を報知し、発電量が不足している場合、例えば画像ｇ２３（図５）の表示と「ピピピ」音を報知するようにしてもよい。
【００７８】
また、実施形態では、報知部３０が液晶表示装置であり、照度、二次電池Ｅの残量、発電量を画像で表示する例を説明したがこれに限られない。例えば、報知部３０は、指針であってもよい。この場合、ユニット１０は、ステッピングモータを備え、制御部１０７が、ステッピングモータを駆動して、照度、二次電池Ｅの残量、発電量を指針で報知するようにしてもよい。
【００７９】
なお、本発明における制御部１０７、制御回路１６、ユニット１０の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより発電量の推定を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００８０】
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１…デジタル時計、Ｇ…太陽電池、Ｄ…ダイオード、Ｅ…二次電池、１０…ユニット、２０…操作部、３０…報知部、４０…ケース、５０…ベルト、１１…過充電防止回路、１２…照度検出回路、１３…発電量検出回路、１４…発振回路、１５…分周回路、１６…制御回路、ＳＷ…スイッチ、１３１…検出素子、１３２…発電検出制御回路、１３３…ＡＤ回路、Ｒ１…抵抗、Ｒ２…抵抗、１０１…電池残量検出回路、１０２…ＢＯＲ回路、１０３…発振停止検出回路、１０４…入力回路、１０５…ＲＯＭ、１０６…ＲＡＭ、１０７…制御部、１０８…表示駆動回路、１１０…電源回路、１１１…降圧回路、１１２…発振定電圧回路、１１３…ロジック定電圧回路、１１４…昇圧電源回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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