CN1189802C - 电子表 - Google Patents

Abstract

本发明的电子表包括使用来自外部的能量进行发电的发电装置；存储由发电装置发出的电能的蓄电装置；应用从发电装置或者蓄电装置供给的电能进行时刻显示动作的计时装置；具有多个开关元件并且进行发电装置和蓄电装置之间以及计时装置之间的电能的传递或者切断的开关电路；计测计时装置的端电压的电压计测装置；根据该电压计测装置的计测结果，选择预先确定的电量的比例之一，并且在发电装置向蓄电装置和计时装置充电时按照所选择的比例控制开关电路的控制装置。

Description

电子表

技术领域

本发明涉及在内部安装有利用外部环境的能量进行发电的发电装置的电子表，特别是涉及具有存储发电装置发生的电能并且使用该存储的电能驱动进行时刻显示动作的计时装置的功能的电子表。

技术背景

近年来，把光和热或者机械能等外部能量变换为电能，把其电能利用为时刻显示的驱动能量的内装发电装置的电子表正在实用化。

在这样的内装发电装置的电子表中，有利用太阳电池的太阳电池式钟表，把旋转锤的机械能变换为电能进行利用的机械发电式钟表以及把热电偶串连排列根据其两端的温差发电的热电发电式钟表。

在这些内装发电装置的电子表中，为了在即使不存在外部能量时也始终持续地进行稳定的钟表驱动，就需要在内部安装有当存在外部能量时，把所发出的电能存储在钟表内部的装置。例如，在日本特公平4-81754号公报中，公开了这样的电子表。

第7图中示出包括电能存储装置的以往的内装发电装置的电子表的结构例。

该电子表中的发电装置10是太阳能电池，把正极端子接地的同时，由第1二极管43和计时装置21形成闭合回路。另外，由用电能进行时刻显示的钟表块22与容量为22μF的电容器23并联连接构成计时装置21。

另外，发电装置10由第2二极管44与第1开关元件41和蓄电装置30构成另一个闭合回路。

而且，第2开关元件42连接在电容器23与蓄电装置30双方的负极之间使得能够把电容器23与蓄电装置30并联连接。

由这些第1、第2开关元件41、42，第1、第2二极管43、44构成进行发电装置10、蓄电装置30与计时装置21之间的电能传递或切断的开关电路40。

而且，第1电压比较器16把电容器23的端电压与第1阈值进行比较，第2电压比较器17把电容器23的端电压与第2阈值进行比较。而且，第1电压比较器16和第2电压比较器17的比较结果输入到钟表块22中，根据由钟表块22内的控制电路输出的第1开关信号S21控制第1开关41。

另外，第1阈值是-2.0V，第2阈值是-1.5V。

还有，第3电压比较器18把蓄电装置30的端电压与第3阈值进行比较，把其比较结果输入到钟表块22中，根据由钟表块22内的控制电路输出的第2开关信号控制第2开关42。该第3阈值在这里也是-2.0V。

另外，第1电压比较器16～第3电压比较器18以1秒的周期间断地进行比较动作。

在第7图所示的电路图中，如果发电装置10开始发电，则首先向小容量的电容器23进行充电，使用存储在电容器23中的电能，计时装置21开始计时动作。这时第2开关42打开。

而且，由于电容器23的端电压为2.0V以上，正极端子接地，因此如果向第1电压比较器16的输入电压为-2.0V以下，则第1电压比较器16检测出该状态，根据其结果，钟表块22闭合第1开关元件41，向蓄电装置30一侧进行充电。

与此相反，如果电容器23的端电压不满1.5V，并且向第2电压比较器17的输入电压上升到-1.5V，则第2电压比较器17检测出该状态，根据其结果，钟表块22打开第1开关元件41，向计时装置21的电容器23一侧进行充电。

进而，如果进行向蓄电装置30的充电，蓄电装置30的端电压超过2.0V，并且向第3电压比较器18的输入成为-2.0V以下，则第3电压比较器18检测出其状态。根据其结果，钟表块22闭合第2开关元件42，同时向蓄电装置30和电容器23进行充电。

然而，发电装置10的发电能量随外部环境发生变化。例如如果是太阳电池则主要是在能够输出的电流量方面发生变化，另外在热电发电元件中根据从外部加入的温差发电电压变化。

即，根据外部环境有时发电装置10的发电能量急剧增大，由此，计时装置21内的电容器23的端电压急剧增大。

其结果，与该电容器23并联连接的钟表块22的负载驱动不稳定，不能够进行正确的时刻显示。

该问题虽然通过增加电容器23的容量或者以较短的周期进行各个电压比较器的比较动作等能够解决，然而由于电容器23容量大的器件尺寸加大，因此不能够装入到手表等小型的电子表中。

另外，由于电压比较器16～18这样的放大电路所消耗的电能比较大，因此还存在频繁地进行动作则能量的效率恶化这样的问题。

本发明是为解决以往的内装发电装置的电子表中的上述问题而产生的，目的在于即使在发电装置以及蓄电装置的端电压中发生变化，也能够高效地进行用于时刻显示的负载驱动以及向蓄电装置的充电控制。

发明的公开

本发明的电子表为了达到上述目的，具备利用来自外部的能量进行发电的发电装置；存储由该发电装置发生的电能的蓄电装置；根据从上述发电装置或者蓄电装置供给的电能进行时刻显示动作的计时装置；至少具有多个开关元件，进行上述发电装置和蓄电装置以及计时装置之间的电能传递或者切断的开关电路；计测上述计时装置的端电压，并且能够判断其电压相当于至少3级电压范围中的哪一级的电压计测装置；根据该电压计测装载的计测结果控制上述开关电路，使得把上述发电装置向蓄电装置和计时装置充电时的一定周期内的电量的分配比例决定为预先确定的至少3个不同比例中的某一个的控制装置。

可以把上述控制装置构成为使得根据由上述电压计测装置判断的电压范围控制上述开关电路，从而在上述发电装置向蓄电装置和计时装置充电时，把从发电装置向蓄电装置和计时装置的充电电流的一定周期内的供给期间比决定为预先确定的至少3个不同比例的某一个，从而把上述电量的比例取为上述预先确定的多个不同的比例之一。

或者，还能够把上述控制装置构成为使得根据由上述电压计测装置判断的电压范围控制上述开关电路，从而在上述发电装置向蓄电装置和时钟装置充电时，把从发电装置向蓄电装置和时钟装置的充电电流供给电路的阻抗比决定为预先确定的至少3个不同比的某一个，从而把上述电量的比例取为预先确定的多个不同的比例之一。

另外，本发明的电子表还可以具备利用来自外部的能量进行发电的发电装置；把该发电装置的发电电压升压的升压装置；存储由该升压装置升压了的电能的蓄电装置；根据从上述升压装置或者蓄电装置供给的电能进行时刻显示动作计时装置；由至少多个开关元件构成，并且进行上述升压装置、蓄电装置以及计时装置之间的能量传递或者切断的开关电路；计测上述计时装置的端电压，并且能够判断其电压相当于至少3级电压范围中的哪一级的电压计测装置；根据该电压计测装置的计算结果控制上述开关电路，使得把在上述发电装置经过上述升压装置向蓄电装置和计时装置进行充电时的一定周期内的电量的分配比例决定为预先确定的至少3个不同比例的某一个的控制装置。

这种情况下，能够把上述开关装置构成为使得根据由上述电压计测装置判断的电压范围控制上述开关电路，从而在上述发电装置经过升压装置向蓄电装置和时钟装置充电时，把从上述升压装置向蓄电装置和时钟装置的充电电流的一定周期内的供给期间比决定为预先确定的至少3个不同比的某一个，从而把上述电量的比例取为上述预先确定的多个不同的比例之一。

或者，还可以把上述控制装置构成为使得根据由上述电压计测装置判断的电压范围控制上述开关电路，从而在上述发电装置向蓄电装置和时钟装置进行充电时，把从上述升压装置向蓄电装置和时钟装置的充电电流供给电路的阻抗比决定为预先确定的至少3个不同比的某一个，从而把上述电量的比例取为上述预先确定的多个不同的比例之一。

进而，在这些电子表中，还可以在上述时钟装置中设置电能量控制装置，该电能量控制装置进行控制使得根据上述电压计测装置的计测结果，该计时装置在时刻显示时消耗的电能量始终处于预定的范围。

而且，在上述计时装置具有步进马达时，还能够把上述电能量控制装置构成为使得根据上述电压计测装置的计测结果，把向上述步进马达的通电脉冲选择设定为预先确定的多个不同形状的某一个，由此把在时刻显示方面消耗的电能量控制为始终处于预定的范围。

上述本发明的各个电子表中的计时装置最好具有暂时存储电能的辅助蓄电装置。

这样构成的本发明的电子表能够把来自发电装置的发电能量向计时装置和蓄电装置以适宜电量的比例分配并且进行充电，即使是与以往的钟表相同的计测周期，也能够比以往提高由发电装置产生的发电能量向蓄电装置充电的效率。

另外，即使在由于外部环境的变化发电能量急剧变化时，在计时装置的端电压上也不产生急剧的变化，其结果，能够使计时装置的计时动作稳定。

附图的简单说明

第1图是示出本发明的电子表的第1实施例结构的电路框图。

第2图是示出第1图所示的电子表中的计时块、电压测定装置和控制电路的具体例的电路图。

第3图是示出第1图以及第2图所示的电子表中的各部分信号波形的波形图。

第4图是示出本发明的电子表的第2实施例结构的电路框图。

第5图是示出本发明的电子表的第3实施例结构的电路框图。

第6图是示出第5图所示的电子表中的控制装置的具体例的电路框图。

第7图是示出在内部安装了以往的发电装置的电子表结构例的电路框图。

用于实施发明的最佳形态

为了更详细地说明本发明，根据附图，说明本发明的实施形态。

第1实施例：第1图～第3图

首先，使用第1图～第3图说明本发明电子表的第1实施例。

第1图是示出该电子表结构的电路框图，在与第7图所示的以往例相同的部分上标注相同的符号。第2图是示出第1图中的计时块25和电压测定装置80以及控制装置50的具体例的电路图，第3图是示出该电子表中的各部分信号波形的波形图。

在该实施例中，作为安装在电子表内部的发电装置10，假设使用把外部存在的温差的能量变换为电能的热电发电器(热电元件)。然而并不限定于此，也能够使用太阳电池或者机械式发电器等。

另外虽然没有特别地进行图示，但该实施例中的电子表作为发电装置10，采用把串联了多个热电偶的热电元件配置成其热接点一侧接触后盖，冷接点一侧接触与后盖热绝缘的金属制外壳，利用携带时在外壳与后盖之间产生的温差得到的发电能量驱动钟表的构造。

该发电装置10假设在上述热接点一侧与冷接点一侧之间产生的1℃的温差下可以得到大约2.0V的热电动势(电压)。

在该电子表中还可以与第7图所示以往例相同，发电装置10把正极端子接地的同时，由第1二极管43和计时装置20形成闭合电路。

计时装置20构成为把用电能进行时刻显示的计时块25与容量为22μF的小容量电容器23并联连接。

另外，发电装置10还由第2二极管44、第1开关元件41和蓄电装置30形成为另一个闭合回路。

而且，第2开关元件42连接在电容器23与蓄电装置30双方的负极之间使得能够把电容器23与蓄电装置30并联连接。

由这些第1、第2开关元件41、42，第1、第2二极管43、44，构成进行发电装置10、蓄电装置30与计时装置20之间的电能传递或者切断的开关电路40。

第1二极管43以及第2二极管44作为防止发电能量向发电装置10返流的开关元件连接在发电装置10上。

即，第1二极管43和第2二极管44的阴极都连接在发电装置10的负极上。而且，第1二极管43的阳极连接在计时装置20的负极上。第2二极管44的阳极经过第1开关元件41连接在蓄电装置30的负极上。因此，第1开关元件41的漏极端子连接在蓄电装置30的负极上，源极端子连接在第2二极管44的阳极上。

蓄电装置30例如是锂离子蓄电池，是为了存储发电装置10发电的电能，并且即使在发电装置10不发电时也能够使计时装置20进行动作为目的而具备的。该蓄电装置30也把正极接地。

第2开关元件42是以把蓄电装置30与计时装置20并联连接为目的而设置的。即，第2开关元件42把漏极端子连接在计时装置20的负极上，把源极端子连接在蓄电装置30的负极上。

这些第1开关元件41以及第2开关元件42由MOS场效应晶体管(FET)构成，是进行蓄电装置30的充放电的开关元件。

计时装置20的计时块25具备把在一般的电子表中使用的晶体振子的振荡信号分频发生步进马达28的驱动波形的波形生成装置51，用波形生成装置51发生的驱动波形驱动的步进马达28，包括齿轮组以及包括时刻显示用的指针(时间，分针，秒针)等的时刻显示装置27(参照图2)。有关该计时块25的详细结构在后面叙述。

另外，这里虽然没有进行图示，而实际上计时块25的控制电路部分使用与一般的电子表相同的互补型场效应MOS(CMOS)集成电路。

进而，该实施例的电子表具备能够判断电容器23的端电压是否小于1.2V，或者大于1.2V小于1.6V，或者大于1.6V，而且能够判断蓄电装置30的端电压是否小于1.5V，或者大于1.5V的电压计测装置80。

在电压计测装置80中输入电容器23的负极以及蓄电装置30的负极电压，把作为其输出的第1计测结果信号S81～第3计测结果信号S83输入到控制装置50中。该控制装置50还从计时块25输入信号S1～S4，输出第1开关信号S41和第2开关信号S42，把第1、第2开关元件41、42进行开闭控制。另外，还使得输出信号S50～S53输入到计时块25中。

这里，根据第2图说明计时块25，电压计测装置80以及控制装置50的详细情况。

该实施例的电压计测装置80如第2图所示，由第1分压电阻81、第1分压开关82、第1放大器85和第2放大器86、第2分压电阻83、第2分压开关84、第3放大器87以及恒压电路88构成。

另外，控制装置50由第1锁存器54、第2锁存器55、第3锁存器56以及第4锁存器53、第1与门57、第2与门58以及第3与门59、或门60构成。

计时块装置20的计时块25由波形生成装置51、第4与门61、第5与门62以及第6与门63、第1或非门64、反转触发器65、第2或非门66以及第3或非门67、第1驱动器68以及第2驱动器69、时刻显示装置27构成。

另外，上述逻辑门只要没有特别记述就都是双输入的。

波形生成装置51与一般的电子表相同，是把晶体振子的振荡频率分频到周期至少为2秒的频率，进而把该分频信号变形为时刻显示装置27内的步进马达28的驱动所需要的波形的装置。

另外，时刻显示装置27由步进马达28，未图示的减速齿轮组和时刻显示用的指针以及文字板等组成，是用减速齿轮组把步进马达28的旋转减速传递，通过旋转时刻显示用的指针进行时刻显示的装置。

关于该波形生成装置51和时刻显示装置27由于与一般的电子表相同，因此省略详细的说明。

波形生成装置51输出计测信号S1、第1分配信号S2、第2分配信号S3以及第3分配信号S4，第1显示信号S5、第2显示信号S6以及第3显示信号S7。

计测信号S1是成为高电平的期间为60微秒，周期为1秒的波形。

另外，第1分配信号S2、第2分配信号S3和第3分配信号S4是提供用于把发电装置10的发电能量分配到蓄电装置30和电容器23中的基准定时的信号。

第3分配信号S2、第2分配信号S3和第3分配信号S4全部都是周期为1秒的波形，

第1分配信号S2成为高电平的期间是875毫秒，

第2分配信号S3成为高电平的期间是750毫秒，

第3分配信号S4为高电平的期间是500毫秒。

另外，第1显示信号S5、第2显示信号S6和第3显示信号S7是作为旋转驱动上述时刻显示装置27中的步进马达28的源的信号。

第1显示信号S5、第2显示信号S6和第3显示信号S7全部都是周期为1秒的波形，

第1显示信号S5成为高电平的期间是3毫秒，

第2显示信号S6成为高电平的期间是3.5毫秒，

第3显示信号S7成为高电平的期间是4毫秒。

这里，假设计测信号S1以及第1分配信号S2～第3分配信号S4的波形上升定时全部同步，另外，假设第1显示信号S5～第3显示信号S7的波形上升定时与计测信号S1的下降沿同步。

另外，由于这些波形生成能够通过简单的波形合成进行，因此省略其生成方法的说明。

电压计测装置80中的第1放大器85、第2放大器86和第3放大器87采用能够把恒压电路88的输出电压与另一方的输入电压进行比较的结构。

恒压电路88是用于从电压变动的电源得到恒定电压的一般所使用的稳压电路。这里恒压电路88假设输出-0.8V恒定电压，并且连接成使得从电容器23供给用于恒压电路88进行动作的能量。

该电容器23是包含在已经说明过的计测装置20中的构成要素。

第1分压电阻81是高精度的高电阻元件，第1分压电阻81的一端连接第1分压开关82的负极端子，第1分压电阻81的另一端接地。另外，第1分压电阻81的源极端子与电容器23的负极连接。

同样，作为高精度的高电阻元件的第2分压电阻83的一端连接第2分压开关84漏极端子，第2分压电阻83的另一端接地。另外，第2分压开关84的源极端子与蓄电装置30的负极连接。

这里，假设第1分压电阻81以及第2分压电阻83都是600KΩ的电阻值。

在第1分压开关82以及第2分压开关84的栅极端子上，输入从计时块25输出的计测信号S1。

第1放大器85、第2放大器86和第3放大器87是电压检测用的比较器，在其各个正输入端子上输入上述恒压电路88的输出电压。

而且，在第1放大器85的负输入端子上连接第1分压电阻81的中点。该中点从接地一侧观看成为第1分压电阻81的2/4电阻值(300KΩ)的点。

同样，在第2放大器86的负输入端子上连接第1分压电阻81的2/3电阻值(从接地一侧观看为400KΩ)的点。

进而，在第3放大器87的负输入端子上连接第2分压电阻83的中点。该中点从接地一侧观看成为第2分压电阻83的8/15电阻值(320KΩ)的点。

在该结构中，如果接通第1分压开关82，则在第1分压电阻81中发生电流，电容器23的负极电压的2/4输入到第1放大器85，该电压如果低于作为恒压电路88的输出电压的-0.8V，则第1放大器85输出高电平，除此以外输出低电平。

即，设定成使得如果电容器23的端电压高于1.6V则第1放大器85的输出成为高电平。

同样，采用如下的结构，即，如果电容器23的端电压高于1.2V则第2放大器86输出高电平，如果蓄电装置30的端电压高于1.5V则第3放大器87输出高电平。

另外，在第1放大器85～第3放大器87中具有启动端子，该启动端子上连接计测信号S1。即，第1放大器85～第3放大器87只有在计测信号S1成为高电平期间进行动作。

另外，假设在第1放大器85～第3放大器87不进行动作期间，即，启动端子是低电平时，这些放大器的输出被上拉到高电平。

而且，第1放大器85的输出被输入到第1锁存器54的数据输入端，第2放大器86的输出被输入到第2锁存器55的数据输入端，第3放大器87的输出被输入到第3锁存器56的数据输入端。

把第1放大器85的输出作为第1计测基准信号S81，把第2放大器86的输出作为第2计测结果信号S82，把第3放大器87的输出作为第3计测结果信号S83，分别如上述那样，成为控制装置50的第1  第3锁存器54、55、56的数据输入。

控制装置50的第1锁存器54、第2锁存器55和第3锁存器56是接通电源时输出被复位的数据锁存器。各个锁存器中在时钟端子上分别输入计测信号S1，能够在计测信号S1的波形的下降沿，进行保持以及输出数据输入了的信号。

另外，第1与门57输出第1锁存器54的输出S50与第1分配信号S2的逻辑积。作为3输入与门的第2与门58输出第1锁存器54的非输出S51、第2锁存器55的输出S58与第2分配信号S3的逻辑积。进而，第3与门59输出第2锁存器55的非输出S53与第3分配信号S4的逻辑积。

进而，或门60连接成使得能够输出第1与门57、第2与门58与第3与门59的逻辑和。该或门60的输出成为第1开关信号S41被输出到第1图的开关电路40中，开关控制其第1开关元件41。

另一方面，第3锁存器56的输出成为第4锁存器53的数据输入。该第4锁存器53也是接通电源时输出被复位的数据锁存器。第4锁存器53中在时钟端子上输入第3显示信号S7，能够以第3显示信号S7的波形的下降沿，保持以及输出被数据输入了的信号。

而且，该第4锁存器53的输出作为第2开关信号42被输出到第1图的开关电路40，开关控制其第2开关元件42。

在计时块25中，第4与门61输出第1锁存器54的输出S50与第1显示信号S5的逻辑积。作为3输入与门的第5与门62输出第1锁存器54的非输出S51、第2锁存器55的输出S52与第3显示信号S6的逻辑积。进而，第6与门63输出第2锁存器55的非输出S53与第3显示信号S7的逻辑积。

进而，第1或非门64输出第4与门61、第5与门62与第6与门63的逻辑和的非信号。该第1或非门64的输出成为选择显示信号S8。

而且，作为在每个输入信号上升时把保持以及输出的信号反转的反转型触发器的反转触发器65把选择显示信号S8作为输入。这里为了简单起见，反转触发器65假设在接通电源时把保持数据进行复位。

进而，第2或非门66输出该反转触发器65的输出与选择显示信号S8的逻辑和的非信号。

同样，第3或非门67输出反转触发器65的非输出与选择显示信号S8的逻辑和的非信号。

该第2或非门66的输出被输入到第1驱动器68，第3或非门67的输出被输入到第2驱动器69。而且，在该第1驱动器68的输出与第2驱动器69的输出之间，连接着时刻显示装置27中的步进马达28。

第1驱动器68以及第2驱动器69是输出端阻抗非常低的反相器，采用通过把第1驱动器68或者第2驱动器69某一方的输入置为高电平，而且把另一方置为低电平，能够向连接到输出端子的步进马达28供给任一方向的电流i22的结构。

如以上那样，构成本实施例的电压计测装置80、控制装置50以及计时块25。

下面，使用第3图的波形图以及第1图和第2图，说明该实施例的电子表的动作。

首先，假设开始时在第1图中的蓄电装置30中几乎不存在被蓄电的能量，端子间电压为0.9V左右，计时装置20的动作处于停止状态。

该实施例的电子表成为如下的结构，即从上述状态出发，如果蓄电装置30的端电压成为1.0V以上，则电子表能够进行起始动作，首先从该起始动作进行说明。

从上述的停止状态出发，如果发电装置10沿正方向开始发电，发生大约1.0V的发电电压，则第1二极管43导通，由发电装置10发出的电能投入到计时装置20中。

由此，如果计时装置20开始动作，则计时块25内的第2图所示的波形生成装置51分别开始计测信号S1，第1分配信号S2～第3分配信号S4，以及第1显示信号S5～第3显示信号S7的输出。

另外，第1锁存器54，第2锁存器55，第3锁存器56以及第4锁存器53的每一个都在计时装置20刚刚开始动作以后立即把输出初始化到低电平。

其结果，控制装置50内的第3与门59直接输出第3分配信号S4，第1与门57以及第2与门58的输出保持为低电平。从而作为或门60的输出的第1开关信号S41成为与分配信号S4相同，由此开关控制第1开关元件41。

另外，第2开关信号S42保持低电平，由其控制的第2开关元件42成为断开状态。

这时，在计时块25内的选择显示信号S8中出现第3显示信号S7的非信号。但是，由于在其以后立即出现计测信号S1的高电平脉冲，因此实际上立即推移到下面说明的发电开始后的动作。

如果在计测信号S1中出现高电平脉冲，则其计测信号S1为高电平期间，由于电压计测装置80的第1分压开关82与第2分压开关84都接通，因此在第1分压电阻81以及第2分压电阻83中发生电流，在第1放大器85与第2放大器86中分别输入电容器23的端子间电压的2/4电压和2/3电压。另外同样，在第3放大器87中输入蓄电装置30的端子间电压的8/15电压。

在该计测信号S1的下降沿，第1锁存器54、第2锁存器55和第3锁存器56分别取出第1级放大器85、第2放大器86和第3放大器87的输出。

这时，虽然蓄电电压为0.9V比较低，但是发电电压充分高，假设电容器23的端电压超过1.5V，则由于第1放大器85以及第2放大器86都输出高电平，因此第1锁存器54以及第2锁存器55都取入并且输出高电平。

于是，第1与门58，第3与门59，第5与门62以及第6与门63的输出每一个都成为低电平，而且第1与门57以及第4与门61的一个输入成为高电平。其结果，或门60直接输出第1分配信号S2，第1或非门64输出该第1显示信的S5的非信号。

从而，在计测信号S1下降的同时第1开关信号S41成为与第1分配信号S2相同，选择显示信号S8成为与第1显示信号S5的非信号相同。

反转触发器65由于在每次输入低电平脉冲时把输出进行反转，因此选择显示信号S8如果成为与第1显示信号S5的非信号相同，则第2或非门66与第3或非门67交替地输出第1显示信号S5的高电平脉冲。

由此，第1驱动器68和第2驱动器69与第1显示信号S5的高电平脉冲相同步，使每1秒交互变化方向的电流流向步进马达28。另外，在第2图以及第3图中，把在该步进马达28中通电流过的电流记为i22。

由此，时刻显示装置27与第1显示信号S5相吻合，与通常的电子表一样进行时刻显示用的指针的运转。

这时，虽然第1开关信号S41是与第1分配信号S2相同的波形，然而由于第1分配信号S2～第3分配信号S4与计测信号S1同步，每一个都成为高电平，因此第1开关信号S41成为高电平，第1开关41成为接通状态。

从而，由发电装置10发出的电能传送到蓄电装置30，把蓄电装置30充电。

而且，在从计测信号S1上升后的875微秒后，成为高电平的第1分配信号S2变成低电平，因此第1开关41从接通状态变为断开状态，流向蓄电装置30的来自发电装置10的发电能量成为向计时装置20一侧，即电容器23传送。

这时，虽然传送到电容器23的发电能量是比较短的125微秒(每1秒期间)，但是由于电容器23的端子间电压已经超过1.5V，因此电容器23不需要过于充电，即使发电能量的大部分向蓄电装置30充电也不存在问题。

另外，虽然在时刻显示装置27中的步进马达28中仅充电3微秒，然而由于电容器23的端子间电压充分高，因此在步进马达28中可以供给充分的驱动电流。

下面，说明发电装置10的发电能量比上述降低时的动作。

如果在计测信号S1中出现高电平，则在其下降沿的定时，控制装置50的第1锁存器54，第2锁存器55以及第3锁存器56分别取入电压测定装置80的第1放大器85，第2放大器86以及第3放大器87的输出。

这时，虽然蓄电装置30的蓄电电压是比较低的0.9V，然而根据发电装置10的发电能量的降低和由计时装置20产生的能量消耗，如果电容器23的端电压成为1.4V左右，则第1放大器85输出低电平，第2放大器86输出高电平。从而，第1锁存器54取入并输出低电平，第2锁存器55取入并输出高电平。

于是，与门60直接输出第2分配信号S3，第1或非门64由于输出第2显示信号S6的非信号，因此在计测信号S1下降的同时第1开关信号S41成为与第2分配信号S3相同，另外选择显示信号S8成为与第2显示信号S6的非信号相同。

这时，虽然电容器23的端电压是比上述低的1.4V左右，然而由于在计时块25的步进马达28中进行比上述3微秒长的3.5微秒的充电，因此在步进马达28的驱动方面能够供给几乎与上述相同的电能。

另外，与计测信号S1的上升沿同时成为高电平的第1开关信号S41在750微秒后成为低电平。由此，发电装置10的发电能量成为向电容器23传送250微秒。

由于这时发电装置10的发电能量也比上述少，因此通过使向电容器23的充电时期长于上述的125微秒，能够持续进行计时块25的计时动作。

进而，上述的充电状态持继，蓄电装置30的蓄电电压小于1.5V期间，电容器23的端电压小于1.2V时，经由与上述为止相同的过程，计时装置20把向电容器23的充电时间设定为500微秒。而且把步进马达28的驱动脉冲设定为4微秒。

这时，由于存储在电容器23中的电平比前述为止的状态低，因此通过把电容器23的充电时间加长到大于前述的250微秒，能够从发电装置10获得继续进行计时块25的计时动作所需要的能量。

另外，对于计时块25的步进马达28也相同，通过把通电时间设定为大于上述的3.5微秒，能够向步进马达28供给驱动步进马达28所需要的能量。

下面，说明充分地进行了向蓄电装置30充电的状态时的动作。

如果向蓄电装置30的充电进展，蓄电装置30的端子间电压超过1.5V，则控制装置50的第3锁存器56取入电压测定装置80的第3放大器87的输出，由于第3放大器87的输出成为高电平，因此第3锁存器56取入其电平并把输出变成高电平。

第3锁存器56的输出被输入到第4锁存器53，而第2开关信号S42并不会立即变化。如果第3显示信号S7下降，则第4锁存器53取入第3锁存器56的输出，把第2开关信号S42变成高电平。

即，第2开关信号S42至少在选择显示信号S8成为低电平以后才成为高电平。

于是，第1图所示的第2开关42接通，计时装置20与蓄电装置30成为并联连接，由发电装置10发出的电能同时供给到计时装置20和蓄电装置30。

这时，蓄电装置30的端子间电压成为计时装置20进行动作的充分的电平，计时装置20在其以后能够继续进行稳定的计时动作。

这时，在该实施例中，向电容器23充电的时间由于设定为至少是作为电压计测装置80的计测周期的1秒钟的一半(500毫秒)以下，因此即使发电装置10开始急剧地发电，也能够比以往缓和电容器23的端子间电压的变化。其结果，计时块25能够稳定地进行动作。

而且，在该实施例中，也可以根据电容器23的端子间电压适当地设定计时块25中的步进马达28的驱动条件，即使电容器23的端子间电压缓慢地上升，也能够根据其状态在步进马达28中投入预定范围的电能，能够高效地驱动步进马达28。

这样，如果依据本发明的第1实施例，则控制装置50根据计测计时装置20的端电压(电容器23的端电压)的电压计测装置80的计测，即如上述那样，根据其电压相当于至少3级电压范围中的哪一级的判断结果控制开关电路40，把发电装置10向蓄电装置30和计时装置20充电时的一定周期(在该例中为1秒)内的电量的分配比例决定为预先确定的至少3个不同的比例之一。

其电量的分配比例通过把第3图所示的占空比分别不同的第1、第2、第3分配信号S2、S3、S4的某一个选择为第1开关控制信号，控制第1开关元件41的通断，由此选择从发电装置10向蓄电装置30和计时装置20的充电电流的供给时间之比并且使其变化。

另外，在该实施例中，根据设置在计时块25中的电能量控制装置，对应电压计测装置80的计测结果，进行控制使得计时装置20在时刻显示时消耗的电能始终处于预定的范围。

另外，在该实施例中，为了实现充电控制动作，使电压计测装置80在1秒期间仅动作一次。

在第7图所示的以往的电子表中为了进行同样的充电控制动作，至少在1秒期间需要进行4次以上的电压计测，而如果依据本实施例，则能够减少电压计测所需要的计测能量。

另外，在本实施例中作为发电装置10使用了热电发电器，然而也可以使用其它的发电器。例如，太阳电池等作为发电装置10也能够毫无问题地进行使用。

另外，即使在作为发电装置10使用热电发电器的情况下，也能够使用减少构成该发电器的热电偶的对数，使得温差1℃发生大约1.0V的感应电压的装置，还能够使用把发电电压降低了的部分用升压电路升压后加以利用的方法。

第2实施例：第4图

其次，作为本发明的电子表的第2实施例，根据第4图说明设置了发电装置和升压装置的情况。

第4图是示出该电子表的结构的电路框图，在与第1图相同的部分上标注相同的符号，并且省略它们的说明。

在该电子表中，与第1图所示的电子表不同之处在于设置了升压装置100以及开关电路90的结构与第1图的开关电路40的结构稍有不同。

即，在第4图所示的电子表中，把作为能够把发电装置10的端子间电压进行升压的升压电路的升压装置100与发电装置10并联连接，进而，把第3开关元件45连接在计时装置20的负极与升压装置100的输出端子之间，而且，把第4开关元件46连接在蓄电装置30的负极与升压装置100的输出端子之间，使得把该升压装置100的输出分配到计时装置20和蓄电装置30中。

而且，构成为第3开关元件45用把该实施例中的第1开关信号S41由反相器95反转了的非信号S41进行控制，并且用第1开关信号S41控制第4开关元件46，即使在使用了升压装置的情况下也能够获得与第1实施例相同的作用效果。

另外，在第2图所示的步进马达28或者其它的负荷驱动需要比通常大的能量的情况下，可以把发电装置10发出的电能传送到计时装置20和蓄电装置30的时间比例设定为与上述不同的值。

第3实施例：第5图以及第6图

其次，根据第5图以及第6图说明本发明的电子表的第3实施例。另外，在这些图中，在与第1图以及第2图相同的部分上标注相同的符号，并且省略它们的说明。

在第3实施例中，与第1图所示的第1实施例不同之点只是在于控制装置70和开关电路110与上述的控制装置50以及开关电路40不同。

开关电路110，代替第1开关元件41，把开关元件Sa与电阻R1的串联电路，开关元件Sb与电阻R2的串联电路以及开关元件Sc与电阻R3的串联电路相互并联连接，并且连接在第2二极管44的阳极与蓄电装置30的负极之间。另外，在第1二极管43与计时装置20的负极之间也插入电阻R0。

控制装置70如第6图所示，由与第1实施例的控制装置50中的第1、第2、第3、第4锁存器54、55、56、53相同的4个锁存器以及输出第1锁存器54的反向输出与第2锁存器55的输出的逻辑积的与门71构成。

而且，把第1锁存器54的输出作为开关控制信号Sa，把与门71的输出作为开关控制信号Sb，把第2锁存器55的反向输出作为开关控制信号Sc，输入到第5图的开关电路110中，选择接通开关元件41a、41b、41c的某一个。

由此，与在从发电装置10～计时装置20的充电电路中始终插入电阻R0不同，在从发电装置10～蓄电装置30的充电电路中，选择插入电阻R12，R2，R3的某一个。

从而，根据电压计测装置80的计测结果，控制装置70控制开关电路110，把从发电装置10向蓄电装置30和计时装置20的充电电流供给电路的阻抗比决定为预先确定的多个不同比(由电阻R0的电阻值与电阻R12、R2、R3的各电阻值之比决定)的某一个，由此使得分配到蓄电装置30与计时装置20的电量的比例不同。

这样，也能够得到与上述第1实施例的电子表相同的作用效果。

另外，作为电阻R0，R1、R2、R3的各电阻值的一例，设R0＝100Ω，R1＝100Ω，R2＝150Ω，R3＝175Ω。

来自控制装置70的开关控制信号Sa、Sb、Sc也输入到计时块25中，与第1实施例相同，由设置在计时块25中的电能量控制装置，根据电压计测装置80的计测结果，进行控制使得计时装置20在时刻显示时所消耗的能量始终处在预定的范围。

另外，第4图所示的第2实施例也能够变更为与该第3实施例的控制装置70以及开关电路110相同的结构。

产业上的可利用性

从以上的说明可知，本发明的电子表计测计时装置的端电压，根据其结果把发电装置的发电能量传送到计时装置一侧与蓄电装置一侧的电量的比例设定为最佳值。

因此能够把发电能量适当地分配到计时装置与蓄电装置中，即使是与以往相同的计测周期，也能够比以往提高把发电能量向蓄电装置充电的效率。

另外，即使由于外部环境发电能量急剧变化，在计时装置的端电压中也不会引起剧烈的变化，其结果能够使计时装置的计时动作稳定。

从而，能够大幅度地提高内装了发电装置的电子表的性能。

Claims (12)

1.一种电子表，其特征在于：

具备

利用来自外部的能量进行发电的发电装置；

存储由该发电装置发出的电能的蓄电装置；

根据从上述发电装置或者上述蓄电装置供给的电能进行时刻显示动作的计时装置；

至少具有多个开关元件，并进行上述发电装置与上述蓄电装置以及上述计时装置之间的电能传递或者切断的开关电路；

计测上述计时装置的端电压，并且能够判断其电压相当于至少3级电压范围中的哪一级电压范围的电压计测装置；

根据由该电压计测装置所判断的电压范围，把上述发电装置对上述蓄电装置和上述计时装置进行充电时的一定周期内的电量的分配比例决定为预先与上述电压范围一对一对应地确定的至少3个不同的比例之一，从而控制上述开关电路的控制装置。

2.如权利要求1中所述的电子表，其特征在于：

上述控制装置是这样一种装置，该装置根据由上述电压计测装置所判断的电压范围，在上述发电装置对上述蓄电装置和上述计时装置进行充电时，把从上述发电装置向上述蓄电装置和上述计时装置的充电电流的一定周期内的供给期间之比决定为预先与上述电压范围一对一对应地确定的至少3个不同的比例之一，从而控制上述开关电路。

3.如权利要求1中所述的电子表，其特征在于：

上述控制装置是这样一种装置，该装置根据由上述电压计测装置所判断的电压范围，在上述发电装置对上述蓄电装置和上述计时装置进行充电时，把从上述发电装置向上述蓄电装置和上述计时装置的充电电流供给电路的阻抗比决定为预先确定的至少3个不同的比例之一，从而控制上述开关电路。

4.如权利要求1中所述的电子表，其特征在于：

在上述计时装置中设置了根据上述电压计测装置的计测结果进行控制的电能量控制装置，使得该计时装置在时刻显示中消耗的电能量始终处于预定的范围。

5.如权利要求1中所述的电子表，其特征在于：

上述计时装置具有暂时存储电能的辅助蓄电装置。

6.如权利要求4中所述的电子表，其特征在于：

上述计时装置具有步进马达，

上述电能量控制装置是这样一种装置，该装置进行控制，使得根据上述电压计测装置的计测结果，把向上述步进马达的通电脉冲选择性地设定为预先确定的多个不同形状中的某一个，由此使上述时刻显示中消耗的电能量始终处于预定的范围。

7.一种电子表，其特征在于：

具备

利用来自外部的能量进行发电的发电装置；

把该发电装置的发电电压升压的升压装置；

存储由该升压装置升压了的电能的蓄电装置；

根据从上述升压装置或者上述蓄电装置供给的电能进行时刻显示动作的计时装置；

至少由多个开关元件组成，并进行上述升压装置和上述蓄电装置以及上述计时装置之间的能量的传递或者切断的开关电路；

计测上述计时装置的端电压，并且能够判断其电压相当于至少3级电压范围中的哪一级电压范围的电压计测装置；

根据由上述电压计测装置所判断的电压范围，把上述发电装置经过上述升压装置对上述蓄电装置和上述计时装置进行充电时的一定周期内的电量的分配比例决定为预先与上述电压范围一对一对应地确定的至少3个不同的比例之一，从而控制上述开关电路的控制装置。

8.如权利要求7中所述的电子表，其特征在于：

上述控制装置是这样一种装置，该装置根据由上述电压计测装置所判断的电压范围，在上述发电装置经过上述升压装置对上述蓄电装置和上述计时装置进行充电时，把从上述升压装置向上述蓄电装置和上述计时装置的充电电流的一定周期内的供给期间之比决定为预先与上述电压范围一对一对应地确定的至少3个多个不同的比例之一，从而控制上述开关电路。

9.如权利要求7中所述的电子表，其特征在于：

上述控制装置是这样一种装置，该装置根据由上述电压计测装置所判断的电压范围，在上述发电装置对上述蓄电装置和上述计时装置进行充电时，把从上述升压装置向上述蓄电装置和上述计时装置的充电电流供给电路的阻抗比决定为预先确定的至少3个不同的比例之一，从而控制上述开关电路。

10.如权利要求7中所述的电子表，其特征在于：

在上述计时装置中设置了根据上述电压计测装置的计测结果进行控制的电能量控制装置，使得该计时装置在时刻显示中消耗的电能量始终处于预定的范围。

11.如权利要求10中所述的电子表，其特征在于：

上述计时装置具有步进马达，

上述电能量控制装置是这样一种装置，该装置进行控制，使得根据上述电压计测装置的计测结果，把向上述步进马达的通电脉冲选择性地设定为预先确定的多个不同形状中的某一个，由此使上述时刻显示中消耗的电能量始终处于预定的范围。

12.如权利要求7中所述的电子表，其特征在于：

上述计时装置具有暂时存储电能的辅助蓄电装置。

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