(57)【要約】  電子書籍リーダの制御部（１０）は、ページ捲りの動作を行う場合は太陽電池（５）からの電力を蓄積するキャパシタ（６）を、電子書籍のダウンロードの動作を行う場合は蓄電池（７）を、電子書籍リーダを動作させるための電源として選択する。
2016031395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と蓄電池とを備える電子機器であって、
前記太陽電池にて発電した電力を蓄積するキャパシタと、
該電子機器を動作させるための電源を選択する電源選択部と、を備えており、
該電源選択部は、当該電子機器が所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合は前記キャパシタを前記電源として選択する一方、当該電子機器が前記所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合は前記蓄電池を前記電源として選択することを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記太陽電池にて発電した発電電力が、前記キャパシタと共に前記蓄電池に供給されるように構成され、
前記キャパシタの電圧を検知する電圧検知デバイスと、
前記発電電力の供給先を選択する蓄電選択部と、をさらに備え、
該蓄電選択部は、前記電圧検知デバイスが検知したキャパシタの電圧が、該キャパシタの充電が完了したことを示す電圧以上である場合、前記発電電力の供給先として前記蓄電池を選択することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記太陽電池にて発電した発電電力が、前記キャパシタと共に前記蓄電池に供給されるように構成され、
前記太陽電池の発電電圧を検知する電圧検知デバイスと、
前記発電電力の供給先を選択する蓄電選択部と、をさらに備え、
該蓄電選択部は、前記発電電圧が所定値以上である場合、前記発電電力の供給先として前記蓄電池を選択することを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項４】
前記太陽電池は、集積型色素増感太陽電池であることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
太陽電池および該太陽電池にて発電した電力を蓄積するキャパシタと、蓄電池と、を備える電子機器の制御方法であって、
前記電子機器が実行すべき動作を判定する動作判定ステップと、
該動作判定ステップにて判定された動作に基づき、前記電子機器を動作させるための電源を選択する電源選択ステップと、を含んでおり、
該電源選択ステップは、当該電子機器が所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合は前記キャパシタを前記電源として選択する一方、当該電子機器が前記所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合は前記蓄電池を前記電源として選択することを特徴とする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、電源として太陽電池および蓄電池を備える電子機器およびその制御方法に関する。特に、本発明は、電子書籍を閲覧するための装置である電子書籍リーダに関する。
【背景技術】
【０００２】
上記電子書籍リーダは、携帯性の観点から、電源として蓄電池が使用されている。通常、上記蓄電池は１〜２週間ごとにコンセント（ＡＣ電源）から充電する必要があり、ユーザの負担となっている。そこで、太陽電池を用いて、上記充電の間隔を延ばすことが試みられている。【０００３】
例えば、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）太陽電池および別の蓄電池を上記電子書籍リーダのカバーに取り付け、該ａ−Ｓｉ太陽電池で上記別の蓄電池を充電し、充電が完了すると、上記別の蓄電池からＵＳＢコードを介して上記電子書籍リーダの蓄電池を充電する商品が市販されている。しかし、上記商品では、上記電子書籍リーダにおける蓄電池とは別の蓄電池も一緒に持ち運ぶ必要があり、重量とコストとが増加するという問題がある。【０００４】
また、特許文献１に記載の表示システムでは、太陽電池からの電力は二次電池に充電され、該二次電池からの電力によって回路部が動作し、該回路部の動作状況に応じて所定の情報が電子ペーパに表示される。さらに、同文献に記載の別の表示システムでは、太陽電池と電池（一次電池または二次電池）とは、それぞれ、キャパシタ回路を介して回路部に接続され、該回路部は電子ペーパに電気的に接続されている。上記太陽電池からの電力と、上記電池からの電力とによって、上記回路部を動作させ、上記電子ペーパの表示部に所定の表示が行われる。【０００５】
また、特許文献２に記載の電源装置では、太陽電池からの電力を鉛蓄電池およびキャパシタモジュールに充電している。上記電源装置では、センサ部から日射量を取得し、その差分によって日射量が安定しているか変動しているかを判定し、安定している場合には充電に時間のかかる鉛蓄電池を充電する一方、変動する場合には、上記キャパシタモジュールに接続を切替えて充電している。上記キャパシタモジュールは、静電容量が比較的小さい１個以上のキャパシタで構成されており、上記太陽電池から取り出せる充電電流を取得し、１個当たりの充電時間を計算し、この充電時間によって複数のキャパシタを順次切替えて充電している。【０００６】
そして、特許文献３に記載の電子ペーパでは、太陽電池を介して供給される供給電力が、電子ペーパを制御可能な電圧値以上か否かを検出し、上記電圧値未満のときには、蓄電池の電力により上記電子ペーパを制御する一方、上記電圧値以上のときには、上記供給電力により上記電子ペーパを制御し、画像更新処理完了後に、余剰電力を上記蓄電池に充電している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】日本国公開特許公報「特開２０１３−１１７６２５号公報（２０１３年６月１３日公開）」
【特許文献２】日本国公開特許公報「特開２０１０−１０４１１７号公報（２０１０年５月６日公開）」
【特許文献３】日本国公開特許公報「特開２００６−２０１４６１号公報（２００６年８月３日公開）」
【特許文献４】日本国公開特許公報「特開２０１３―０８９５２７号公報（２０１３年５月１３日公開）」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
一般に、蓄電池は、充電および放電を繰り返すにつれて、充電能力および放電能力が劣化し、蓄電池の寿命が短くなる。また、蓄電池であるリチウムイオン電池の場合、完全放電および完全充電を繰り返すよりも、浅い充放電を繰り返す方が、寿命が長くなると言われている。しかしながら、リチウムイオン電池の充放電を制御する充放電制御回路が、上記充放電に完全には追従しない場合があり、この場合、リチウムイオン電池に負担がかかり、寿命が短くなる。従って、蓄電池は、充電回数および放電回数を減らすことが望ましい。【０００９】
これに対し、特許文献１に記載の上記別の表示システムでは、太陽電池からの電力と、二次電池からの電力とによって、回路部を動作させるので、上記二次電池の放電回数が減少することが期待される。しかしながら、太陽電池からの電力は、日射量によって変動する。このため、上記二次電池は、放電する電力が変動する分、負担が大きくなり、その結果、寿命が短くなる。【００１０】
また、特許文献３に記載の電子ペーパでは、太陽電池を介して供給される供給電力が、電子ペーパを制御可能な電圧値以上である場合、上記供給電力により上記電子ペーパを制御しているので、蓄電池の放電回数が減少することが期待される。しかしながら、この場合、上記太陽電池からの供給電力を常時検知する必要があり、処理の負担が大きい。【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡便な処理で蓄電池からの放電回数を減らすことができる電子機器などを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一態様に係る電子機器は、太陽電池と蓄電池とを備える電子機器であって、上記課題を解決するために、上記太陽電池にて発電した電力を蓄積するキャパシタと、該電子機器を動作させるための電源を選択する電源選択部と、を備えており、該電源選択部は、当該電子機器が所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合は上記キャパシタを上記電源として選択する一方、当該電子機器が上記所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合は上記蓄電池を上記電源として選択することを特徴としている。【００１３】
また、本発明の別の態様に係る電子機器の制御方法は、太陽電池および該太陽電池にて発電した電力を蓄積するキャパシタと、蓄電池と、を備える電子機器の制御方法であって、上記課題を解決するために、上記電子機器が実行すべき動作を判定する動作判定ステップと、該動作判定ステップにて判定された動作に基づき、上記電子機器を動作させるための電源を選択する電源選択ステップと、を含んでおり、該電源選択ステップは、当該電子機器が所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合は上記キャパシタを上記電源として選択する一方、当該電子機器が上記所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合は上記蓄電池を上記電源として選択することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の一態様によれば、簡便な処理で蓄電池からの放電回数を減らすことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子書籍リーダの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図２】上記電子書籍リーダの電源部の構成例を示すブロック図である。
【図３】上記電子書籍リーダの記憶部に記憶される電源テーブルの一例を表形式で示す図である。
【図４】上記電子書籍リーダにて実行される電源切替処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】本発明の別の実施形態に係る電子書籍リーダの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図６】上記電子書籍リーダの電源部の構成例を示すブロック図である。
【図７】上記電子書籍リーダにて実行される電源切替処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明のさらに別の実施形態に係る電子書籍リーダの概略構成を示す機能ブロック図である。
【図９】上記電子書籍リーダの電源部の構成例を示すブロック図である。
【図１０】上記電子書籍リーダにて実行される電源切替処理の流れを示すフローチャートである。
【図１１】本発明の一実施例において、色素増感太陽電池における照度および発電電圧の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各実施形態に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付記し、適宜その説明を省略する。
【００１７】
〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について、図１〜図４を参照して説明する。
【００１８】
〔電子書籍リーダの概略構成〕
図１は、本実施形態に係る電子書籍リーダ（電子機器）５０の概略構成を示す機能ブロック図である。電子書籍リーダ５０は、電子書籍を閲覧するための専用端末であり、図１に示すように、操作部１、通信部２、音声出力部３、表示部４、制御部１０、記憶部２０、および電源部３０を備えている。
【００１９】
操作部１は、電子書籍リーダ５０の表面に設けられたボタンスイッチなどの入力デバイスをユーザが操作することにより、操作データを作成して制御部１０に送信するものである。入力デバイスの例としては、ボタンスイッチの他にタッチパネルなどが挙げられる。
【００２０】
表示部４は、制御部１０から表示データを受信し、受信した表示データに基づいて表示画面に表示を行うものである。具体的には、表示部４は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electroluminescence）ディスプレイ、電子ペーパなどの表示素子と、受信した表示データに基づいて表示素子を駆動するドライバ回路とを備える構成である。なお、上記表示素子のうち、電子ペーパは、消費電力、視認性、および厚さの観点から、電子書籍を表示する表示素子として好適である。
【００２１】
通信部２は、外部の装置とデータの送受信を行うためのものである。具体的には、通信部２は、データの変復調処理などを行う。なお、上記通信は、無線で行われてもよいし、有線で行われてもよい。本実施形態では、通信部２は、電子書籍のデータを、インターネットを介して外部のサーバに要求し、当該サーバからインターネットを介して受信する。
【００２２】
音声出力部３は、制御部１０からの音声データを音波または音波信号に変換して外部に出力するものである。具体的には、音声出力部３は、スピーカ、音声出力用コネクタなどを備える構成である。該音声出力用コネクタにヘッドホンを接続することにより、該ヘッドホンから音声を出力することができる。
【００２３】
制御部１０は、電子書籍リーダ５０内の各種構成を統括的に制御するものであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを備える構成である。記憶部２０は、各種のデータおよびプログラムを記憶するものであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリなどの記憶素子を備える構成である。電源部３０は、自機である電子書籍リーダ５０における各種負荷に電力を供給するものである。なお、制御部１０、記憶部２０、および電源部３０の詳細については後述する。
【００２４】
〔電源部の詳細〕
図２は、本実施形態に係る電子書籍リーダ５０の電源部３０の構成例を示すブロック図である。図示のように、電源部３０は、太陽電池５、キャパシタ６、蓄電池７、充放電制御回路８、整流素子（整流回路）９、切替部３１、および端子４１ａ・４１ｂを備える構成である。端子４１ａ・４１ｂは、電子書籍リーダ５０における各種負荷に接続するためのものである。
【００２５】
太陽電池５は、光エネルギを電気エネルギに変換するものである。なお、太陽電池５としては、公知のものを適宜選択して利用することができるが、蛍光灯などの屋内照明、窓際における散乱光、その他の微弱光でも効率よく発電できる色素増感太陽電池を利用することが望ましい。なお、色素増感太陽電池については、例えば、特許文献４に記載されているので、その詳細な説明を省略する。
【００２６】
キャパシタ６は、太陽電池５に接続され、太陽電池５からの電気エネルギを蓄積するものである。太陽電池５およびキャパシタ６は、一端が切替部３１を介して端子４１ａに接続される一方、他端が端子４１ｂに接続される。
【００２７】
蓄電池７は、電気化学的方法により、コンセントなどの外部電源（図示せず）からの電気エネルギを化学エネルギに変換して蓄積するものである。蓄電池７は、一端が切替部３１を介して端子４１ａに接続される一方、他端が端子４１ｂに接続される。
【００２８】
充放電制御回路８は、蓄電池７の電圧に基づいて、蓄電池７の充放電を制御するものである。
【００２９】
整流素子９は、太陽電池５とキャパシタ６および蓄電池７との間に接続され、キャパシタ６および蓄電池７から太陽電池５への電流の逆流を防止するものである。なお、整流素子９は、回路で構成してもよいし、省略してもよい。
【００３０】
切替部３１は、制御部１０からの指示に基づき、端子４１ａの接続先を、蓄電池７の側と、太陽電池５およびキャパシタ６の側との何れかに切り替えるものである。端子４１ａの接続先が、太陽電池５およびキャパシタ６の側に切り替えられると、キャパシタ６に蓄積された電気エネルギが、端子４１ａ・４１ｂに接続された負荷に供給される。一方、端子４１ａの接続先が、蓄電池７の側に切り替えられると、蓄電池７に蓄積された化学エネルギが電気エネルギに変換され、変換された電気エネルギが端子４１ａ・４１ｂに接続された負荷に供給される。
【００３１】
従って、キャパシタ６および蓄電池７は、電子書籍リーダ５０が行う動作に必要な電力を供給する電源となり、キャパシタ６および蓄電池７の何れか一方から電子書籍リーダ５０の各負荷に電力が供給されることになる。
【００３２】
また、太陽電池５で発電した電力がキャパシタ６に蓄積されるので、太陽電池５から電子書籍リーダ５０の負荷へ所定値以下のまとまった電力量を安定して供給することができる。これにより、所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合には、キャパシタ６を電源として利用する一方、所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合には、蓄電池７を電源として利用することができる。その結果、蓄電池７からの放電回数を減らすことができる。また、キャパシタ６および蓄電池７の何れを電源として選択するかを、電子書籍リーダ５０の動作に応じて決定しているので、太陽電池５からの電力を常時検知する必要がない。従って、簡便な処理で蓄電池７からの放電回数を減らすことができる。
【００３３】
〔制御部および記憶部の詳細〕
図１に示すように、制御部１０は、動作判定部１１、電源決定部（電源選択部）１２、および動作指示部１３を備える構成である。また、記憶部２０は、電源テーブル２１および書籍データ２２を記憶している。
【００３４】
書籍データ２２は、電子書籍のデータである。なお、書籍データ２２には、文字の他に、画像、音声などの情報を含んでいてもよい。また、書籍データ２２は、記憶部２０に予め記憶されていてもよいし、電子書籍リーダ５０に着脱可能な記録媒体から取得してもよいし、サーバからインターネットを介して取得してもよい。
【００３５】
電源テーブル２１には、電子書籍リーダ５０が行う各種動作と、当該動作を行う場合に利用すべき電源（キャパシタ６または蓄電池７）とが対応付けられている。図３は、電源テーブル２１の一例を表形式で示す図である。この電源テーブル２１は、次のように作成される。すなわち、ページ捲り、表示の拡大・縮小のような、短時間（例えば数秒以内）で行われる動作は、第１の動作として、キャパシタ６に対応付けられる一方、それ以外の動作には、第２の動作として、蓄電池７に対応付けられて、電源テーブル２１が作成される。
【００３６】
或いは、次のように作成されてもよい。すなわち、通常の使用状態で太陽電池５からキャパシタ６に蓄積される電力量の時間平均値を算出または取得する。次に、各種動作に必要な消費電力量を算出または取得する。そして、当該電力量の時間平均値よりも消費電力量が少ない動作には、キャパシタ６を対応付ける一方、それ以外の動作には、蓄電池７を対応付けて、電源テーブル２１が作成される。
【００３７】
動作判定部１１は、操作部１からの操作データに基づき、電子書籍リーダ５０が実行すべき動作を判定するものである。例えば、電子書籍が表示部４に表示されている状態で、ユーザが操作部１にてフリック操作を行ったり、ページ捲りを指示するボタンを押したりすると、動作判定部１１は、ページ捲りの動作を実行すべきと判定する。動作判定部１１は、判定結果を電源決定部１２および動作指示部１３に送信する。
【００３８】
なお、動作判定部１１は、他の機能ブロックからのデータに基づき、上記判定を行ってもよい。例えば、クロック（図示せず）から所定の時刻に到達したことが通知されると、動作判定部１１は、電子書籍のダウンロードの動作を実行すべきと判定してもよい。
【００３９】
電源決定部１２は、電源テーブル２１を参照して、動作判定部１１からの判定結果に対応する電源を決定するものである。電源決定部１２は、決定した電源を利用するように、電源部３０の切替部３１に指示する。また、電源決定部１２は、動作判定部１１が判定した動作が終了したことを動作指示部１３から通知されると、電源として蓄電池７を利用するように、切替部３１に指示する。
【００４０】
動作指示部１３は、動作判定部１１が判定した動作を実行するように、各種デバイスに指示するものである。動作指示部１３は、当該動作が終了した場合、その旨を電源決定部１２に通知する。
【００４１】
例えば、動作判定部１１が、電子書籍リーダ５０が実行すべき動作として、ページ捲りの動作を判定した場合、動作指示部１３は、捲られたページのデータを書籍データ２２から読み出して再生し、再生したページを表示するように表示部４に指示する。また、動作判定部１１が、電子書籍リーダ５０が実行すべき動作として、電子書籍のダウンロードの動作を判定した場合、動作指示部１３は、当該電子書籍が記憶されたサーバからインターネットを介してダウンロードするように、通信部２に指示する。そして、動作指示部１３は、ダウンロードされた電子書籍を記憶部２０の書籍データ２２に追加して記憶する。
【００４２】
〔電源切替処理〕
図４は、上記構成の電子書籍リーダ５０にて実行される電源切替処理の流れを示すフローチャートである。
【００４３】
まず、電子書籍リーダ５０は、利用する電源が蓄電池７である状態で起動される。換言すれば、電子書籍リーダ５０は、初期状態では、電源部３０における端子４１ａの接続先が、蓄電池７の側である。
【００４４】
電子書籍リーダ５０の起動が完了すると、図４に示すように、動作判定部１１は、操作部１にてユーザによる実行すべき動作が指示されるまで待機する（Ｓ１）。上記動作が指示されると（Ｓ１でＹＥＳ）、動作判定部１１は、指示された動作を判定し、判定した動作に対応する電源を、電源決定部１２は電源テーブル２１を参照して決定する。
【００４５】
電源としてキャパシタ６を利用する場合（Ｓ２にてＹＥＳ）、電源決定部１２は、切替部３１に指示して、利用する電源を蓄電池７からキャパシタ６に切り替えて（Ｓ３）、動作指示部１３は、動作判定部１１が判定した動作を実行する（Ｓ４）。該動作が終了すると、電源決定部１２は、切替部３１に指示して、利用する電源をキャパシタ６から蓄電池７に戻し（Ｓ５）、その後、ステップＳ１に戻って上記動作を繰り返す。
【００４６】
一方、電源として蓄電池７を利用する場合（Ｓ２にてＮＯ）、電源決定部１２が切替部３１に切替を指示すること無く、動作指示部１３は、動作判定部１１が判定した動作を実行する（Ｓ４）。その後、電源決定部１２が切替部３１に切替を指示すること無く、ステップＳ１に戻って上記動作を繰り返す。
【００４７】
〔実施形態２〕
本発明の別の実施形態について、図５〜図７を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る電子書籍リーダ５０Ａの概略構成を示す機能ブロック図である。図５に示す電子書籍リーダ５０Ａは、図１〜図４に示す電子書籍リーダ５０に比べて、制御部１０および電源部３０に代えて、制御部１０Ａおよび電源部３０Ａが設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。
【００４８】
〔電源部の詳細〕
図６は、電子書籍リーダ５０Ａにおける電源部３０Ａの構成例を示すブロック図である。図６に示す電源部３０Ａは、図２に示す電源部３０に比べて、切替部３１および充放電制御回路８に代えて、切替部３１ａおよび充放電制御回路８ａがそれぞれ設けられる点と、キャパシタ用電圧計（電圧検知デバイス）３２がさらに設けられる点とが異なり、その他の構成は同様である。すなわち、図６に示す電源部３０Ａは、図２に示す電源部３０に比べて、太陽電池５からの電気エネルギをキャパシタ６および蓄電池７の何れかに切り替えて蓄積する点が異なる。
【００４９】
キャパシタ用電圧計３２は、キャパシタ６に並列に接続され、キャパシタ６の電圧を検知するものである。キャパシタ用電圧計３２は、検知したキャパシタ６の電圧値を制御部１０Ａに送信する。
【００５０】
充放電制御回路８ａは、図２に示す充放電制御回路８に比べて、蓄電池７の電圧値を制御部１０に送信する点が異なり、その他の構成は同様である。
【００５１】
切替部３１ａは、切替部３１と同様に、制御部１０からの指示に基づき、端子４１ａの接続先を、蓄電池７の側と、キャパシタ６の側との何れかに切り替えるものである。本実施形態では、切替部３１ａは、端子４１ａの接続先を蓄電池７の側に切り替えると、太陽電池５の接続先をキャパシタ６の側に切り替える一方、端子４１ａの接続先をキャパシタ６の側に切り替えると、太陽電池５の接続先を蓄電池７の側に切り替えるものである。
【００５２】
これにより、太陽電池５からの電力が切替部３１ａを介してキャパシタ６に供給されるとき、蓄電池７からの電力が切替部３１ａおよび端子４１ａ・４１ｂを介して負荷に供給される。一方、太陽電池５からの電力が切替部３１ａを介して蓄電池７に供給されるとき、キャパシタ６からの電力が切替部３１ａおよび端子４１ａ・４１ｂを介して負荷に供給される。
【００５３】
〔制御部の詳細〕
図５に示す制御部１０Ａは、図１に示す制御部１０に比べて、電源決定部１２に代えて電源決定部（電源選択部、蓄電選択部）１２ａが設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００５４】
電源決定部１２ａは、図１に示す電源決定部１２の機能に下記の機能を追加したものである。すなわち、電源決定部１２ａは、キャパシタ用電圧計３２からキャパシタ６の電圧値を取得すると共に、充放電制御回路８から蓄電池７の電圧値を取得している。
【００５５】
また、電源決定部１２ａは、動作判定部１１が動作を判定していない場合、取得したキャパシタ６の電圧値が、キャパシタ６の充電完了を示す電圧値以上であり、かつ、取得した蓄電池７の電圧値が、蓄電池７の所定の電力量を示す電圧値以下である場合に、電源としてキャパシタ６を利用するように、切替部３１に指示する。これにより、太陽電池５からの電力は蓄電池７に蓄積される。
【００５６】
従って、キャパシタ６が満充電状態であるために充電できなくても、太陽電池５からの発電電力を蓄電池７に供給できるので、エネルギを効率的に蓄積することができる。また、キャパシタ６が満充電状態となる前には、太陽電池５からの電力はキャパシタ６に蓄積されるので、キャパシタ６に蓄積される電力量が、第１の動作を行うのに必要な電力量に対し不足する事態を減らすことができる。また、蓄電池７に所定の電力量以上の電力量が蓄積されている場合、太陽電池５からの電力は、蓄電池７に供給されないので、蓄電池７の充電回数を抑えることができ、その結果、蓄電池７の劣化を抑えることができる。
【００５７】
〔電源切替処理〕
図７は、上記構成の電子書籍リーダ５０Ａにおいて実行される電源切替処理の流れを示すフローチャートである。図７に示す電源切替処理は、図４に示す電源切替処理に比べて、動作判定部１１が動作を判定しない場合（Ｓ１にてＮＯ）の処理が異なり、その他の処理は同様である。
【００５８】
動作判定部１１が動作を判定しない場合（Ｓ１にてＮＯ）、電源決定部１２ａは、キャパシタ用電圧計３２から取得したキャパシタ６の電圧値が、キャパシタ６の充電完了を示す電圧値以上であり、かつ、取得した蓄電池７の電圧値が、蓄電池７の所定の電力量を示す電圧値以下であるかを判断する（Ｓ１０）。すなわち、電源決定部１２ａは、キャパシタ６の充電が完了し、かつ、蓄電池７の電力量が所定値以下であるという条件を満たすか否かを判断する（Ｓ１０）。
【００５９】
上記条件を満たさない場合、電源決定部１２ａは、利用する電源をキャパシタ６から蓄電池７に切り替えて、太陽電池５からの電力の蓄電先をキャパシタ６に切り替える（Ｓ１１）。その後、ステップＳ１に戻って上記動作を繰り返す。
【００６０】
一方、上記条件を満たす場合、電源決定部１２ａは、利用する電源を蓄電池７からキャパシタ６に切り替えて、太陽電池５からの電力の蓄電先を蓄電池７に切り替える（Ｓ１２）。その後、ステップＳ１に戻って上記動作を繰り返す。
【００６１】
〔付記事項〕
なお、本実施形態の太陽電池５は、集積型であることが望ましい。これにより、太陽電池５の発電電圧を蓄電池７の充電可能電圧にまで、昇圧回路を用いずに到達することができる。例えば、色素増感太陽電池の発電電圧（最適動作電圧）は、０．１ｍＷ／ｃｍ２〜５０ｍＷ／ｃｍ２の照度範囲であれば０．３〜０．７Ｖ程度であり、リチウムイオン電池の充電可能電圧は４．０〜４．５Ｖ程度である。従って、この場合、上記色素増感太陽電池の集積数を７〜９とすればよい。
【００６２】
〔実施形態３〕
本発明のさらに別の実施形態について、図８〜図１０を参照して説明する。図８は、本実施形態に係る電子書籍リーダ５０Ｂの概略構成を示す機能ブロック図である。図８に示す電子書籍リーダ５０Ｂは、図５に示す電子書籍リーダ５０Ａに比べて、制御部１０Ａおよび電源部３０Ａに代えて、制御部１０Ｂおよび電源部３０Ｂが設けられる点が異なり、その他の構成は同様である。
【００６３】
〔電源部の詳細〕
図９は、電子書籍リーダ５０Ｂにおける電源部３０Ｂの構成例を示すブロック図である。図９に示す電源部３０Ｂは、図６に示す電源部３０Ａに比べて、充放電制御回路８ａに代えて、図２に示す充放電制御回路８が設けられる点と、キャパシタ用電圧計３２に代えて、太陽電池用電圧計（電圧検知デバイス）３３が設けられる点とが異なり、その他の構成は同様である。
【００６４】
太陽電池用電圧計３３は、太陽電池５に並列に接続され、太陽電池５の発電電圧を検知するものである。太陽電池用電圧計３３は、検知した太陽電池５の発電電圧値を制御部１０Ｂに送信する。
【００６５】
〔制御部の詳細〕
図８に示す制御部１０Ｂは、図５に示す制御部１０Ａに比べて、電源決定部１２ａに代えて電源決定部（電源選択部、蓄電選択部）１２ｂが設けられている点が異なり、その他の構成は同様である。
【００６６】
電源決定部１２ｂは、図１に示す電源決定部１２の機能に下記の機能を追加したものである。すなわち、電源決定部１２ｂは、動作判定部１１が動作を判定していない場合、太陽電池用電圧計３３から太陽電池５の発電電圧値を取得する。次に、電源決定部１２ｂは、取得した太陽電池５の発電電圧が、蓄電池７の所定の充電開始電圧以上である場合、電源としてキャパシタ６を利用するように、切替部３１に指示する。これにより、太陽電池５からの電力は、蓄電池７に蓄積される。
【００６７】
従って、太陽電池５の発電電力が大きい場合に該発電電力が蓄電池７に供給されるので、蓄電池７に効率よく充電することができる。これにより、蓄電池７の充電回数を抑えることができ、その結果、蓄電池７の劣化を抑えることができる。
【００６８】
〔電源切替処理〕
図１０は、上記構成の電子書籍リーダ５０Ｂにおいて実行される電源切替処理の流れを示すフローチャートである。図１０に示す電源切替処理は、図７に示す電源切替処理に比べて、動作判定部１１が動作を判定しない場合（Ｓ１にてＮＯ）の処理におけるステップＳ１０に代えて、ステップＳ２０が実行される点が異なり、その他の処理は同様である。
【００６９】
ステップＳ２０では、動作判定部１１が動作を判定しない場合（Ｓ１にてＮＯ）、電源決定部１２ｂは、太陽電池用電圧計３３から取得した太陽電池５の発電電圧値が、蓄電池７の所定の充電開始電圧以上であるかを判断する。上記発電電圧値が上記充電開始電圧未満である場合（Ｓ２０にてＮＯ）、電源決定部１２ｂは、利用する電源をキャパシタ６から蓄電池７に切り替えて、太陽電池５からの電力の蓄電先をキャパシタ６に切り替える（Ｓ１１）。その後、ステップＳ１に戻って上記動作を繰り返す。
【００７０】
一方、上記発電電圧値が上記充電開始電圧以上である場合（Ｓ２０にてＹＥＳ）、電源決定部１２ｂは、利用する電源を蓄電池７からキャパシタ６に切り替えて、太陽電池５からの電力の蓄電先を蓄電池７に切り替える（Ｓ１２）。その後、ステップＳ１に戻って上記動作を繰り返す。
【００７１】
〔実施例１〕
太陽電池５は、照度が低下すると発電電圧が低下する。照度の低下による発電電圧の低下量が大きい場合、照度が低下すると、発電電圧の合計が、回路を動作させるために必要な電圧、または充電開始電圧に達しない虞がある。このため、上記実施形態では、太陽電池５は、照度の低下に対する発電電圧の低下量が少ないことが望ましい。
【００７２】
そこで、図１〜図４に示す電子書籍リーダ５０において、太陽電池５として色素増感太陽電池を採用し、再結合中心となるＩ３−濃度Ｘを種々に変更して、該太陽電池５の照度および発電電圧の関係を調べたところ、図１１に示すグラフが得られた。図示のグラフでは、横軸は照度（ｍＷ／ｃｍ２）であり、縦軸は、Ｘ＝０．１Ｍ（１００ｍｏｌ／ｍ３）、照度が１００ｍＷ／ｃｍ２である場合で正規化した発電電圧である。
【００７３】
図１１に示すグラフを参照すると、ヨウ素イオンＩ３−の濃度Ｘが０．０２Ｍ（２０ｍｏｌ／ｍ３）以下であれば、照度による発電電圧の変化が抑制されることが理解できる。これは、次のような理由によるものと考えられる。
【００７４】
すなわち、上記色素増感太陽電池は、色素が吸着された酸化チタンと、ヨウ素系電解液とを有しており、光を吸収した色素では、電子が励起され、その電子は直ちに上記酸化チタンの伝導帯に注入され、一方の電極を介して外部回路へと運ばれる。電子を渡した上記色素は、上記ヨウ素系電解液のヨウ素イオンＩ−から電子を受け取り、基底状態に戻る。一方、電子を渡したヨウ素イオンはＩ３−となり、上記外部回路から他方の電極を介して電子を受け取る。これにより、上記外部回路に電流が流れる。
【００７５】
このとき、上記酸化チタンの表面付近に上記ヨウ素イオンＩ３−の数が多いと、上記酸化チタンの内部から上記ヨウ素イオンＩ３−への電子の移動（再結合過程）が発生し、その結果、上記色素増感太陽電池の開放電圧（発電電圧）が低下することになる。
【００７６】
これに対し、上記ヨウ素イオンＩ３−の濃度Ｘを０．０２Ｍ（２０ｍｏｌ／ｍ３）以下にすれば、上記酸化チタンの表面付近における上記ヨウ素イオンＩ３−の数が少なくなり、上記酸化チタンの内部から上記ヨウ素イオンＩ３−への電子の移動が抑制される。その結果、上記色素増感太陽電池の開放電圧（発電電圧）を維持することができる。
【００７７】
なお、上記ヨウ素イオンＩ３−の濃度の下限値については、特に制限はないが、ヨウ素Ｉ２等の上記ヨウ素イオンＩ３−の供給源を溶媒等に添加せずに、ヨウ化物等の上記ヨウ素イオンＩ−の供給源のみを溶媒等に添加した場合、吸光光度法により上記ヨウ素イオンＩ３−の濃度が１．０×１０−９Ｍ（１．０×１０−６ｍｏｌ／ｍ３）となることが分かっている。
【００７８】
〔ソフトウェアによる実現例〕
電子書籍リーダ５０の制御ブロック（特に制御部１０）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、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【００７９】
後者の場合、電子書籍リーダ５０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ＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭまたは記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭなどを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）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、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、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、本発明は、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。
【００８０】
〔付記事項〕
なお、上記実施形態では、本発明を電子書籍リーダとしているが、これに限定されるものではなく、蓄電池および太陽電池を電源として備える任意の電子機器に適用することができる。
【００８１】
〔まとめ〕
本発明の態様１に係る電子機器（電子書籍リーダ５０）は、太陽電池（５）と蓄電池（７）とを備える電子機器であって、上記太陽電池にて発電した電力を蓄積するキャパシタ（６）と、該電子機器を動作させるための電源を選択する電源選択部（電源決定部１２）と、を備えており、該電源選択部は、当該電子機器が所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合は上記キャパシタを上記電源として選択する一方、当該電子機器が上記所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合は上記蓄電池を上記電源として選択している。
【００８２】
上記の構成によれば、太陽電池で発電した電力がキャパシタに蓄積されるので、上記太陽電池から電子機器の負荷へ所定値以下のまとまった電力量を安定して供給することができる。これにより、所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合には、上記キャパシタを電源として利用する一方、所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合には、蓄電池を電源として利用することができる。その結果、上記蓄電池からの放電回数を減らすことができる。また、上記キャパシタおよび上記蓄電池の何れを電源として選択するかを、上記電子機器の動作に応じて決定しているので、上記太陽電池からの電力を常時検知する必要がない。従って、簡便な処理で、上記蓄電池からの放電回数を減らすことができる。
【００８３】
本発明の態様２に係る電子機器は、上記態様１において、上記太陽電池と上記キャパシタとの間に整流回路（整流素子９）を備えてもよい。この場合、整流回路によって、上記キャパシタから上記太陽電池への電流の逆流を防止することができる。
【００８４】
本発明の態様３に係る電子機器は、上記態様１または２において、上記太陽電池にて発電した発電電力が、上記キャパシタと共に上記蓄電池に供給されるように構成され、上記キャパシタの電圧を検知する電圧検知デバイス（キャパシタ用電圧計３２）と、上記発電電力の供給先を選択する蓄電選択部（電源決定部１２ａ、１２ｂ）と、をさらに備え、該蓄電選択部は、上記電圧検知デバイスが検知したキャパシタの電圧が、該キャパシタの充電が完了したことを示す電圧以上である場合、上記発電電力の供給先として上記蓄電池を選択してもよい。この場合、上記キャパシタが満充電ゆえに充電できなくても、上記太陽電池からの発電電力を上記蓄電池に供給できるので、エネルギを効率的に蓄積することができる。
【００８５】
ところで、上記太陽電池にて発電した発電電力を上記蓄電池に供給して充電する場合、当該発電電力は日射量により変動するため、上記蓄電池への充電が断続的となり、非効率である。
【００８６】
そこで、本発明の態様４に係る電子機器は、上記態様１または２において、上記太陽電池にて発電した発電電力が、上記キャパシタと共に上記蓄電池に供給されるように構成され、上記太陽電池の発電電圧を検知する電圧検知デバイス（太陽電池用電圧計３３）と、上記発電電力の供給先を選択する蓄電選択部（電源決定部１２）と、をさらに備え、該蓄電選択部は、上記発電電圧が所定値以上である場合、上記発電電力の供給先として上記蓄電池を選択してもよい。この場合、上記発電電力が大きい場合に該発電電力が上記蓄電池に供給されるので、上記蓄電池に効率よく充電することができる。
【００８７】
本発明の態様５に係る電子機器は、上記態様１から４において、上記太陽電池は、集積型色素増感太陽電池であってもよい。色素増感太陽電池は、色素が可視光を吸収するので太陽光を効率よく捕集することができる。従って、上記色素増感太陽電池を利用することにより、屋内のような低照度の環境においても効率よく発電することができる。また、集積型太陽電池を用いることにより、該太陽電池の発電電圧を上記蓄電池の充電可能電圧にまで、昇圧回路を用いずに到達することができる。
【００８８】
本発明の態様６に係る電子機器は、上記態様５において、上記色素増感太陽電池は、色素が吸着された酸化チタンと、ヨウ素系電解液とを有しており、上記色素に電子を渡したヨウ素イオンＩ３−の濃度を２０ｍｏｌ／ｍ３以下に抑えることが好ましい。
【００８９】
この場合、上記色素から電子を受け取って電極に渡す上記酸化チタンについて、その表面付近における上記ヨウ素イオンＩ３−の数が少なくなり、上記酸化チタンの内部から上記ヨウ素イオンＩ３−への電子の移動（再結合過程）が抑制される。その結果、上記色素増感太陽電池の開放電圧を維持することができる。
【００９０】
本発明の態様７に係る電子機器の制御方法は、太陽電池および該太陽電池にて発電した電力を蓄積するキャパシタと、蓄電池と、を備える電子機器の制御方法であって、上記電子機器が実行すべき動作を判定する動作判定ステップと、該動作判定ステップにて判定された動作に基づき、上記電子機器を動作させるための電源を選択する電源選択ステップと、を含んでおり、該電源選択ステップは、当該電子機器が所定値以下の電力量で実行可能な第１動作を行う場合は上記キャパシタを上記電源として選択する一方、当該電子機器が上記所定値よりも大きい電力量を要する第２動作を行う場合は上記蓄電池を上記電源として選択している。この場合、上記態様１と同様の効果を奏する。
【００９１】
本発明の各態様に係る電子機器は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記電子機器が備える各部として動作させることにより上記電子機器をコンピュータにて実現させる電子機器の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。
【００９２】
本発明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発明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することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、電子機器が第１動作を行う場合は、太陽電池からの電力を蓄積するキャパシタを電源として選択する一方、当該電子機器が第２動作を行う場合は蓄電池を上記電源として選択することにより、簡便な処理で上記蓄電池からの放電回数を減らすことができるので、太陽電池および蓄電池によって動作する任意の電子機器に適用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１  操作部
２  通信部
３  音声出力部
４  表示部
５  太陽電池
６  キャパシタ
７  蓄電池
８  充放電制御回路
９  整流素子（整流回路）
１０  制御部
１１  動作判定部
１２  電源決定部（電源選択部）
１２ａ・１２ｂ  電源決定部（電源選択部、蓄電選択部）
１３  動作指示部
２０  記憶部
２１  電源テーブル
２２  書籍データ
３０  電源部
３１  切替部
３２  キャパシタ用電圧計（電圧検知デバイス）
３３  太陽電池用電圧計（電圧検知デバイス）
４１ａ・４１ｂ  端子
５０  電子書籍リーダ（電子機器）
【図１】
2016031395.tif 000003
【図２】
2016031395.tif 000004
【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】
2016031395.tif 000009
【図８】
2016031395.tif 000010
【図９】
2016031395.tif 000011
【図１０】
2016031395.tif 000012
【図１１】
2016031395.tif 000013
【国際調査報告】
2016031395.tif 000014
2016031395.tif 000015