JP2006280069A - Electric circuit and digital clock - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電池と、その電池から電力を供給する制御用CPUと、同じく電池から電力を供給して制御用CPUにより稼動する被制御部とよりなり、被制御部に、LED等の光源を点灯する発光機能、音声を発する音声機能、振動モータ等を駆動するモータ駆動機能、センサを働かせる検知機能、無線により送受信を行う無線送受信機能などを設ける電気回路に関する。および、そのような電気回路を備え、時刻をデジタル表示するデジタル時計、特に腕時計に関する。 The present invention comprises a battery, a control CPU that supplies power from the battery, and a controlled unit that is also supplied with power from the battery and is operated by the control CPU. A light source such as an LED is provided in the controlled unit. The present invention relates to an electric circuit provided with a light emitting function for lighting, a sound function for emitting sound, a motor driving function for driving a vibration motor, a detection function for operating a sensor, a wireless transmission / reception function for wireless transmission / reception, and the like. The present invention also relates to a digital timepiece, particularly a wristwatch, which includes such an electric circuit and digitally displays time.
従来、デジタル腕時計では、電池電源で駆動する。電池電源は、重負荷に電流を流し続けると、時間の経過とともに、図7に示すような放電カーブを描いて電圧値が低下する。そして、電圧値が低下して各素子を動作するに必要な電圧値が得られなくなったとき、電池寿命となる。 Conventionally, a digital wristwatch is driven by a battery power source. When a battery power source continues to pass a current through a heavy load, the voltage value decreases with the passage of time while drawing a discharge curve as shown in FIG. When the voltage value decreases and a voltage value necessary for operating each element cannot be obtained, the battery life is reached.
ところで、図7に示すとおり、制御用CPUの動作に必要な動作限界電圧値V1は、一部の受動素子などその他の素子を動作するに必要な動作限界電圧値V2に比べ、一般的に高い。つまり、他の部分はまだ十分に動作する電圧値を有しているにもかかわらず、制御用CPUを動作することができず、電池寿命となっていた。 By the way, as shown in FIG. 7, the operation limit voltage value V1 necessary for the operation of the control CPU is generally higher than the operation limit voltage value V2 necessary for operating other elements such as some passive elements. . In other words, the control CPU cannot be operated even though the other portions still have sufficient voltage values to operate, resulting in a battery life.
このため、これまでは、負荷に電流を流す時間を短くしたり、製品寿命を短く割り切ったりしていた。 For this reason, until now, the time for supplying current to the load has been shortened, and the product life has been shortened.
しかしながら、種々不都合であり、また別途、LED等の動作により電源電圧が変動し、電池の容量がまだ残っているのに、時計回路や付加機能回路の動作電圧を下回り、動作できない場合などもあった。 However, there are various inconveniences, and there are cases where the power supply voltage fluctuates due to the operation of the LED, etc., and the battery capacity still remains, but the operation voltage falls below the operating voltage of the clock circuit or additional function circuit. It was.
そこで、この発明の目的は、電池と、その電池から電力を供給する制御用CPUと、その制御用CPUにより稼動する被制御部とよりなるような電気回路において、電池寿命をのばすことにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to extend battery life in an electric circuit comprising a battery, a control CPU that supplies power from the battery, and a controlled unit that is operated by the control CPU.
かかる目的を達成すべく、この発明の第1の態様は、電池と、その電池から電力を供給する制御用CPUと、前記電池から電力供給してその制御用CPUにより稼動する被制御部とよりなる電気回路において、
前記被制御部にチャージャポンプを設け、前記制御用CPUにより前記被制御部を稼動するときそのチャージャポンプの出力を前記制御用CPUの電源端子に帰還する、ことを特徴とする。
In order to achieve this object, a first aspect of the present invention includes a battery, a control CPU that supplies power from the battery, and a controlled unit that is supplied with power from the battery and is operated by the control CPU. In the electrical circuit
A charge pump is provided in the controlled portion, and when the controlled portion is operated by the control CPU, an output of the charger pump is fed back to a power supply terminal of the control CPU.
そして、制御用CPUにより被制御部を稼動するとき、チャージャポンプによって昇圧してその出力を制御用CPUの電源端子に帰還する。 When the controlled portion is operated by the control CPU, the voltage is boosted by the charger pump and the output is fed back to the power supply terminal of the control CPU.
このとき、前記電池からの流れと、前記チャージャポンプからの流れとの混合を防ぐ、電流の流れを決定する手段、例えばダイオードなどを備えるとよい。被制御部には、例えばデジタル表示用LEDの他、その他の発光機能、音声を発する音声機能、振動モータ等を駆動するモータ駆動機能、センサを働かせる検知機能、無線により送受信を行う無線送受信機能などを設ける。 At this time, it is preferable to provide means for determining a current flow, such as a diode, which prevents mixing of the flow from the battery and the flow from the charger pump. In the controlled part, for example, in addition to the digital display LED, other light emitting functions, a sound function that emits sound, a motor drive function that drives a vibration motor, a detection function that activates a sensor, a wireless transmission / reception function that wirelessly transmits and receives Is provided.
また、この発明の第2の態様は、被制御部にデジタル表示用LEDを設ける上述した電気回路を備えるデジタル時計である。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a digital timepiece including the above-described electric circuit in which a digital display LED is provided in a controlled portion.
この発明の第1の態様によれば、電池と、その電池から電力を供給する制御用CPUと、その制御用CPUにより稼動する被制御部とよりなるような電気回路において、制御用CPUにより被制御部を稼動するとき、チャージャポンプによって昇圧してその出力を制御用CPUの電源端子に帰還するので、従来使わずに終わっていた電池容量を前倒しして使用し、電池の残容量がより少なくなるまで使うことを可能として電池寿命をのばすことができる。 According to the first aspect of the present invention, in an electric circuit comprising a battery, a control CPU that supplies electric power from the battery, and a controlled unit that is operated by the control CPU, the control CPU performs the control. When operating the control unit, it is boosted by the charger pump, and its output is fed back to the power supply terminal of the control CPU. Therefore, the battery capacity that has not been used before can be used in advance and the remaining battery capacity is less. It can be used until it reaches the end of its life.
また、制御用CPUに対する電池からの流れと、チャージャポンプからの流れとの混合を防ぐ、電流の流れを決定する手段を備えると、電流の向きを定めて電池への逆流を防止し、チャージャポンプによって昇圧された電圧が制御用CPUに対してのみ有効に働くようにすることができる。 In addition, when a means for determining the current flow is provided to prevent mixing of the flow from the battery to the control CPU and the flow from the charger pump, the direction of the current is determined and the reverse flow to the battery is prevented. It is possible to make the voltage boosted by the above function effectively only for the control CPU.
この発明の第2の態様によれば、電池寿命を長くしたデジタル時計を提供することができる。 According to the second aspect of the present invention, a digital timepiece having a long battery life can be provided.
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図1には、アナログ主導で、必要に応じて光源を点灯して時刻をデジタル表示することができるアナログ主導のデジタル腕時計を示す。
The best mode of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an analog-driven digital wrist watch that is analog-driven and can digitally display the time by turning on a light source as necessary.
図示腕時計は、腕時計ケース10の表側に風防ガラス11を固着し、裏側に裏ブタ12をねじ付けて取り付ける。裏ブタ12は、非磁性材である、プラスチックや、強磁性体でない金属などを用いてつくる。
In the illustrated wristwatch, a
腕時計ケース10内には、アナログムーブメント13を樹脂製の中枠14で固定して収納する。ムーブメント13には、中心に時針、分針、秒針用の運針軸15を同心にて立てて設ける。そして、ムーブメント13には、円盤状の回路基板16を重ね合わせる。回路基板16には、例えば縦が1.6mm、横が0.8mmで、厚さ0.5mm以下の薄型チップLED(デジタル表示用LED)17を複数取り付ける。
In the
そして、図2に示すように、7つのLED17を用いて1つの数表示DIG11、DIG12、DIG13、DIG14を構成し、数字の8の字を形成するその数表示DIG11、DIG12、DIG13、DIG14を平面的に4つ並べる。回路基板16には、中心に中心孔aをあけ、その中心孔aを挟んで上下に1つずつ設けたLED17を用いてコロン19を構成する。そして、そのコロン19を挟んで左右に数表示DIG11、DIG12、DIG13、DIG14を2つずつ振り分けて配置する。
Then, as shown in FIG. 2, one number display DIG11, DIG12, DIG13, DIG14 is configured using seven
図1に示すように、回路基板16は、それより多少厚い遮光板22に重ねて取り付け、その遮光板22で支持する。遮光板22には、図3に示すように、表裏を貫通して複数の光透過孔23を開ける。光透過孔23は、回路基板16の各薄型チップLED17に対向して開け、各光透過孔23ごとにそれぞれ前記LED17を各1つずつ対応して設け、遮光板22の裏側に回路基板16を取り付けたとき薄型チップLED17を挿入する。そして、遮光板22に回路基板16を重ね合わせても、厚さ1.5mm以下となるように構成する。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、遮光板22には、表面に、時刻数字や時字等の時刻表示を有する文字板24を重ね合わせる。文字板24は、例えば、プラスチックやガラス等よりなる透明材料の表面に印刷等によりインクを付着して形成したり、プラスチックやガラス等よりなる色付きの半透明材料を用いて形成したりし、デジタル表示用LED17を点灯したときのみLED17のデジタル表示を文字板24を透して視認し得る光透過率で形成する。好ましくは、その光透過率を30〜70%とする。そして、文字板24の周縁を腕時計ケース10の見切り部に当てて、全体を腕時計ケース10内に収納する。
As shown in FIG. 1, on the
このようにして、文字板24の裏側に遮光板22を備え、その遮光板22の裏側に回路基板16を配置し、回路基板16の裏側にムーブメント13を設ける。これにより、文字板24の裏側に、回路基板16上のデジタル表示用LED17を配置する。
In this way, the
なお、運針軸15は、回路基板16の中心孔aから遮光板22の中心孔(図3において符号bで示す)を通して文字板24の中心孔(図1において符号cで示す)まで貫通して先端を文字板24の表側に露出する。そして、先端に、時針25、分針26、秒針27を取り付ける。
The
そのようなムーブメント13の裏ブタ12側には、充電回路を設け、コイン型の二次電池30をムーブメント13と重ねて配置するとともに、その二次電池30の周囲を囲むようにコイルボビン31に環状に巻き付けて二次コイル32を取り付ける。つまり、図示例では、二次電池30と二次コイル32とを、腕時計ケース10内において同一平面に配置する。
A charging circuit is provided on the
また、腕時計ケース10内において、回路基板16の裏側には、ムーブメント13と同一平面に、LED17を駆動するLED駆動回路33を取り付ける。
In the
他方、図示腕時計は、外端にリューズ35を取り付ける巻真36を、腕時計ケース10を貫通して挿入してムーブメント13内に入れる。また、図示省略するが、外端にスイッチを取り付ける操作軸を、同様に腕時計ケース10を貫通して挿入してムーブメント13内に入れる。
On the other hand, in the illustrated wristwatch, a
そして、図示デジタル腕時計では、通常時は、デジタル表示用LED17を点灯せず、二次電池30でムーブメント13を駆動して針25〜27を回転し、文字板24の時刻表示を指して時刻をアナログ表示する。例えば暗い場所など、必要に応じ、適宜外部操作により、LED17を点灯してそのLED17の光を遮光板22の光透過孔23で導光して文字板24を透し、時刻、月日、曜日等をデジタル表示する。
In the illustrated digital wristwatch, normally, the
図4には、上述した腕時計のLED駆動回路33のブロック図を示す。
図中符号30は、上述した二次電池である。符号60は、その二次電池30から電力を供給する制御用CPUである。また、符号61は、二次電池30から電力を供給して、制御用CPU60によりON/OFFして稼動する被制御部である。被制御部61には、デジタル表示部62とチャージャポンプ63を有する。デジタル表示部62は、上述した薄型チップLED(デジタル表示用LED)17よりなる数表示DIG11、DIG12、DIG13、DIG14およびコロン19で構成する。
FIG. 4 shows a block diagram of the
チャージャポンプ63は、例えば1V、3Aの入力を、3V、1Aの出力に変える能力を持った素子で、二次電池30から供給された電流を、決められた電圧に変換して出力する。何Vの出力を持つかは、素子に固有の値で、設計者は用途に応じて適宜のものを選択する。そして、制御用CPU60により被制御部61をONしたとき、チャージャポンプ63も同時にONする。被制御部61をONすると、チャージャポンプ63によって昇圧してその出力を制御用CPU60の電源端子に帰還する。
The
図4中符号64は、LED駆動回路33を起動する入力部であり、具体的には、デジタル表示部62を点灯するときに操作して上述した操作軸を作動するスイッチで構成する。スイッチ操作を解除すると、すなわち入力部64をOFFすると、制御用CPU60によりOFFして被制御部61の動作を終了し、消灯して待機状態に戻す。
図4中符号65は、電流の流れを決定する手段であるダイオードである。ダイオード65は、電流の向きを定めて、制御用CPU60の電源端子に二次電池30から電力を供給する流れと、チャージャポンプ63の出力を制御用CPU60の電源端子に帰還する流れとの混合を防ぐ。これにより、ダイオード65によって二次電池30への逆流を防止して、チャージャポンプ63によって昇圧された電圧が制御用CPU60に対してのみ有効に働くようにする。また、デジタル表示部62が動作するとき、制御用CPU60の降圧を防ぎ、時計回路や付加機能回路が不作動となることを防止する。
このようにすることにより、図4に示すように、二次電池30と、その二次電池30から電力を供給する制御用CPU60と、その制御用CPU60により稼動する被制御部61とよりなるようなLED駆動回路33において、制御用CPU60により被制御部61を稼動するとき、チャージャポンプ63によって昇圧してその出力を制御用CPU60の電源端子に帰還するので、図5中斜線部分sで示す従来使わずに終わっていた電池容量を前倒しして使用し、図6に示すように二次電池30の放電カーブをpからqに変更して二次電池30の残容量がより少なくなるまで使うことを可能として電池寿命をfからgへとのばすことができる。
In this way, as shown in FIG. 4, the
さて、上述した例では、この発明をデジタル腕時計のLED駆動回路33に適用した場合について説明したが、LED駆動回路33に限らず、動作時と停止時の電圧差が大きい、電池駆動の電気回路およびそれを備える製品に適用することができる。例えば、スイッチ入力の他、アンテナを介しての無線入力、マイクを使用しての音声入力、タイマを用いてのタイマ信号入力などに基づき作動する、他の光源を点灯する発光機能、音声を発する音声機能、振動モータ等を駆動するモータ駆動機能、センサを働かせる検知機能、無線により送受信を行う無線送受信機能などを設ける電気回路およびそれを備える製品に適用することができる。
In the above-described example, the case where the present invention is applied to the
17 デジタル表示用LED
30 二次電池
33 LED駆動回路(電気回路)
60 制御用CPU
61 被制御部
62 デジタル表示部
63 チャージャポンプ
64 入力部
65 ダイオード(電流の流れを決定する手段)
17 Digital display LED
30
60 CPU for control
61 Controlled
Claims (4)
前記被制御部にチャージャポンプを設け、前記制御用CPUにより前記被制御部を稼動するときそのチャージャポンプの出力を前記制御用CPUの電源端子に帰還することを特徴とする電気回路。 In an electric circuit comprising a battery, a control CPU that supplies power from the battery, and a controlled unit that is supplied with power from the battery and is operated by the control CPU,
An electric circuit comprising: a charge pump provided in the controlled portion; and when the controlled portion is operated by the control CPU, an output of the charger pump is fed back to a power supply terminal of the control CPU.
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