DE69836723T2

DE69836723T2 - Elektronische vorrichtung und steuervorrichtung dafür

Info

Publication number: DE69836723T2
Application number: DE69836723T
Authority: DE
Inventors: Seiko Epson Corporation Makoto Suwa-shi OKEYA; Seiko Epson Corporation Teruhiko Suwa-shi FUJISAWA; Seiko Epson Corporation Hiroshi Suwa-shi YABE; Seiko Epson Corporation Joji Suwa-shi KITAHARA; Seiko Epson Corporation Hiroyuki Suwa-shi KOJIMA; Seiko Epson Corporation Noriaki Suwa-shi SHIMURA
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1997-11-20
Filing date: 1998-11-20
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2018-11-21
Also published as: EP1677166A2; CN1132075C; DE69841875D1; EP1677166A3; HK1023190A1; EP0952500B1; WO1999027423A1; CN1251180A; JP3484704B2; EP0952500A4; DE69836723D1; EP0952500A1; EP1677166B1; US6320822B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung – betrifft ein tragbares elektronisches Gerät und ein Steuerverfahren für das elektronische Gerät und insbesondere ein elektronisches Gerät und ein Steuerverfahren für das elektronische Gerät, mit welchem ein Leistungssparmodus und ein Normalbetriebsmodus in Abhängigkeit von einem Zustand der Verwendung des elektronischen Geräts durch den Benutzer geschaltet werden können. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine Uhr und ein Steuerverfahren für die Uhr, welche die Zeit für eine lange Zeit ohne Batteriewechsel mit einer hohen Genauigkeit anzeigen kann.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In letzter Zeit wurden kleinformatige elektronische Uhren, wie beispielsweise Armbanduhren, die Leistungsgeneratoren, z.B. Solarzellen, umfassen und ohne die Notwendigkeit eines Batteriewechsels funktionieren, als eine Form von elektronischem Gerät entwickelt. Diese elektronischen Uhren haben eine Funktion des Ladens von elektrischer Leistung, die durch Leistungsgeneratoren erzeugt wird, in Hochleistungskondensatoren und zeigen die Zeit mit der Leistung an, die vom Kondensator entladen wird, wenn keine Leistung erzeugt wird. Die elektronischen Uhren können daher für eine lange Zeit ohne Batterien mit Stabilität funktionieren. In Anbetracht der Unbequemlichkeit des Batteriewechselns und eines Problems bei der Entsorgung von aufgebrauchten Batterien ist zu erwarten, dass Leistungsgeneratoren in der Zukunft immer häufiger in elektronische Uhren eingebaut werden.
Unterdessen umfasst ein Leistungsgenerator, der in eine Armbanduhr usw. eingebaut ist, eine Solarzelle zum Umwandeln von Bestrahlungslicht in elektrische Energie oder ein Leistungserzeugungssystem zum Umwandeln von Bewegungs energie, die z.B. bei Bewegung des Arms eines Benutzers erzeugt wird, in elektrische Energie. Solch ein Leistungsgenerator ist zwar beim Verwenden von Energie in einer Umgebung des Benutzers zur Umwandlung in elektrische Energie sehr vorteilhaft, weist aber die Probleme auf, dass eine verwendbare Energiedichte niedrig ist und Energie nicht auf eine kontinuierliche Weise erhalten werden kann. Demgemäß kann eine Leistungserzeugung nicht auf eine kontinuierliche Weise durchgeführt werden, und die elektronische Uhr funktioniert mit der Leistung, die im Hochleistungskondensator akkumuliert ist, während die Leistungserzeugung unterbrochen ist. Aus diesem Grund wird gewünscht, dass ein Hochleistungskondensator eine so große Kapazität als möglich aufweist. Der Kondensator mit einem zu großen Format würde jedoch die Probleme aufwerfen, dass solch ein Kondensator in einer Armbanduhrvorrichtung nicht untergebracht werden kann und ein geeigneter Spannungspegel schwer zu erhalten ist, da eine längere Zeit zum Aufladen des Kondensators erforderlich ist. Wenn andererseits die Kapazität zu gering ist, würde die elektronische Uhr den Betrieb einstellen, wenn für eine lange Zeit keine Leistung erzeugt wird. Selbst wenn die elektronische Uhr so ausgeführt wird, dass sie den Betrieb zum Beispiel durch Bestrahlungslicht wieder aufnimmt, wäre die anzeigte Zeit falsch und würde die genaue Zeit nicht anzeigt werden. Demnach würde die elektronische Uhr ihre eigne Funktion als eine Uhr nicht erfüllen.
Da in einer Armbanduhrvorrichtung, die eine Solarzelle verwendet, die Intensität der Umgebungsbeleuchtung mit der Solarzelle erfasst werden kann, ist ein System denkbar, in welchem, wenn die Beleuchtungsintensität unter einen Einstellwert sinkt, die Zeitanzeige zwar angehalten wird, aber die Zeit, deren Anzeige angehalten wurde, durch einen internen Zähler kontinuierlich gezählt wird und die Zeitanzeige, wenn die Beleuchtungsintensität zunimmt, wieder aufgenommen und die aktuelle Zeit basierend auf einem Wert des internen Zählers wiederhergestellt wird. Bei solch einer Armbanduhrvorrichtung wird der Betrieb des Anzeigens der Zeit angehalten und Energie gespart, wenn die Beleuchtung verdunkelt wird, z.B. während der Benutzer schläft, und die Zeitanzeige wird automatisch wieder aufgenommen und die aktuelle Zeit wiederhergestellt, wenn das Licht am Morgen zunimmt. Demgemäß kann eine Dauer des Hochleistungskondensators verlängert und die Armbanduhr für eine lange Zeit betrieben werden, ohne dem Benutzer Unbequemlichkeiten zu bereiten. Außerdem kann durch Konstruieren solch eines Systems, dass die Tageszeitanzeige nach Verstreichen eines bestimmten Zeitraums nach einem Nachlassen der Beleuchtungsintensität angehalten wird, die Zeit kontinuierlich angezeigt werden, selbst wenn die Beleuchtungsintensität für eine kurze Zeit nachlässt, wie es geschieht, wenn die Armbanduhr unter Kleidern verborgen wird. Dieses System kann außerdem Energie sparen, ohne dem Benutzer Unbequemlichkeiten zu bereiten.
Der Benutzer wünscht jedoch oft, die Zeit selbst während der Nacht zu sehen, und es ist unangenehm, wenn der Benutzer bei solch einer Gelegenheit die aktuelle Zeit nicht sofort erfahren kann.
Außerdem wird die Armbanduhr im Winter, wenn der Benutzer einen Mantel oder dergleichen trägt, oft nicht der Sonne ausgesetzt. Wenn die Zeitanzeige unter solch einer Bedingung angehalten wird, wird die Funktion der Armbanduhr nicht erfüllt. Wenn umgekehrt der Benutzer die Armbanduhr nicht trägt und sie im Raum lässt, läuft die Zeitanzeige weiter, da die Armbanduhr schwachem Licht ausgesetzt ist. Dies führt zu einem verschwenderischen Leistungsverbrauch.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Bereitstellung eines elektronischen Geräts und eines Steuerverfahrens für das elektronische Gerät, mit welchem ein Leistungssparmodus und ein Normalbetriebsmodus in Abhängigkeit von einem Zustand der Verwendung des elektronischen Geräts durch den Benutzer umgeschaltet werden kann.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Uhr und eines Steuerverfahrens für die Uhr, welche die Zeit für eine lange Zeit ohne einen Batteriewechsel mit hoher Genauigkeit anzeigen kann.
Die europäische Patentschrift Nr. 0 657 793 A offenbart eine elektronische Uhr, welche so ausgelegt ist, dass, wenn die Uhr in einem Zustand ist, in welchem 10 Tage lang kein Licht erfasst wird und ein externer Schalter 10 Tage lang nicht betätigt wurde (d.h. in einem Lagerungszustand), eine LCD-Anzeige ausgeschaltet wird, wodurch verhindert wird, dass eine Batterie entladen wird.
Die britische Patentschrift Nr. 2037025A offenbart eine analoge elektronische Uhr, welche so ausgelegt ist, dass, wenn die Uhr getragen wird, ein berührungsempfindlicher Schalterstromkreis ein Signal von logisch 1 erzeugt, welches an eine Antriebsschaltung weitergeleitet wird, damit ein Schrittmotor sich normal dreht, um einen Zeitangabezeiger zu bewegen. Wenn jedoch die Uhr nicht getragen wird, erzeugt der berührungsempfindliche Schalterstromkreis ein Signal von logisch 0, welches an die Antriebsschaltung weitergeleitet wird, um die Drehung des Schrittmotors anzuhalten und demnach den Zeitangabezeiger anzuhalten. Daher wird eine Batterielebensdauer durch Verhindern eines Leistungsverbrauchs, wenn die Uhr nicht getragen wird, verlängert.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Um die zuvor erwähnten Aufgaben zu erreichen, ist die vorliegende Erfindung durch ein tragbares elektronisches Gerät gemäß Anspruch 1 gekennzeichnet.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Betriebszustandsrückstelleinrichtung umfasst, um, wenn der Betriebsmodus nach einer Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in die Normalmodus zurückgestellt wird, einen Betriebszustand der angetriebenen Einrichtung in denselben Betriebszustand zurückzustellen, der sich im Falle eines kontinuierlichen Betreibens der angetriebenen Einrichtung für einen Zeitraum, der von der Umschaltung in den Leistungssparmodus bis zum Zeitpunkt des Rückstellens in den Normalmodus verstreicht, ergeben würde.
Außerdem ist die Modusumschaltsteuereinrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie den Betriebsmodus in den Leistungssparmodus umschaltet, wenn eine Menge von Leistung, die in der Leistungsversorgungseinrichtung akkumuliert ist, nicht weniger als eine vorbestimmte Menge von Leistung ist, welche im Voraus eingestellt wird und der Menge von Leistung zum Umschalten des Leistungssparmodus in den Normalbetriebsmodus entspricht.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts basierend auf einer elektromotorischen Spannung erfasst, die im Leistungsgenerator erzeugt wird.
Außerdem der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er eine elektromotorische Spannung, die im Leistungsgenerator erzeugt wird, mit einer Mehrzahl von Spannungseinstellwerten vergleicht und den getragenen Zustand des elektronischen Geräts gemäß einem Vergleichsergebnis erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts durch Auswählen eines der Mehrzahl von Spannungseinstellwerten in Abhängigkeit vom aktuellen Modus und Vergleichen der elektromotorischen Spannung, die im Leistungsgenerator erzeugt wird, mit dem ausgewählten Spannungseinstellwert erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den Spannungseinstellwert, welcher zum Feststellen verwendet wird, ob der Betriebsmodus vom Leistungssparmodus in den Normalbetriebsmodus umzuschalten ist, so einstellt, dass er höher als der Spannungseinstellwert ist, der zum Feststellen verwendet wird, ob der Betriebsmodus vom Normalbetriebsmodus in den Leistungssparmodus umzuschalten ist.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts basierend auf einem Ladestrom in der Leistungsversorgungseinrichtung erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den Ladestrom in der Leistungsversorgungseinrichtung mit einer Mehrzahl von Stromeinstellwerten vergleicht und den getragenen Zustand des elektronischen Geräts gemäß einem Vergleichsergebnis erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts durch Auswählen eines der Mehrzahl von Stromeinstellwerten in Abhängigkeit vom aktuellen Modus und Vergleichen des Ladestroms in der Leistungsversorgungseinrichtung mit dem ausgewählten Stromeinstellwert erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den Stromeinstellwert, welcher für die Modusumschaltung vom Leistungssparmodus in den Normalbetriebsmodus verwendet wird, so einstellt, dass er höher als der Stromeinstellwert ist, der für die Um schaltung vom Normalbetriebsmodus in den Leistungssparmodus verwendet wird.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts basierend auf einer Leistungserzeugungszeitdauer des Leistungsgenerators erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er die Leistungserzeugungszeitdauer des Leistungsgenerators mit einer Mehrzahl von Zeiteinstellwerten vergleicht und den getragenen Zustand des elektronischen Geräts gemäß einem Vergleichsergebnis erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts durch Auswählen eines der Mehrzahl von Zeiteinstellwerten in Abhängigkeit vom aktuellen Modus und Vergleichen der Leistungserzeugungszeitdauer des Leistungsgenerators mit dem eingestellten Zeiteinstellwert erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den Zeiteinstellwert, welcher für die Modusumschaltung vom Leistungssparmodus in den Normalbetriebsmodus verwendet wird, so einstellt, dass er länger als der Zeiteinstellwert ist, der für die Umschaltung vom Normalbetriebsmodus in den Leistungssparmodus verwendet wird.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts basierend auf einer Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er die Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, durch Zählen der Anzahl von Spitzen einer elektromotorischen Spannung erfasst, die im Leistungsgenerator während einer Periode erzeugt wird, bis eine Einstellzeit von einem Zeitpunkt verstrichen ist, an dem die elektromotorische Spannung einen Spannungseinstellwert überschritten hat.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er die Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, mit einer Mehrzahl von Frequenzeinstellwerten vergleicht und den getragenen Zustand des elektronischen Geräts gemäß einem Vergleichsergebnis erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts durch Auswählen eines der Mehrzahl von Frequenzeinstellwerten in Abhängigkeit vom aktuellen Modus und Vergleichen der Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, mit dem eingestellten Frequenzeinstellwert erfasst.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den Frequenzeinstellwert, welcher zum Festsellen verwendet wird, ob der Betriebsmodus vom Leistungssparmodus in den Normalbetriebsmodus umzuschalten ist, so einstellt, dass er höher als der Frequenzeinstellwert ist, der zum Feststellen verwendet wird, ob der Betriebsmodus vom Normalbetriebsmodus in den Leistungssparmodus umzuschalten ist.
Außerdem ist der Leistungsgenerator in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er eine Mehrzahl von Hilfsleistungsgeneratoren zum Umwandeln der ersten Energie in verschiedenen Formen umfasst.
Außerdem ist die erste Energie in der vorliegenden Energie dadurch gekennzeichnet, dass sie irgendeine von Bewegungsenergie, Druckenergie oder Wärmeenergie ist.
Außerdem ist der Leistungsgenerator in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er eine elektrische Wechselstromleistung durch Umwandeln von Bewegungsenergie als der ersten Energie in elektrische Energie erzeugt, und die Leistungsversorgungseinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie die erzeugte Wechselstromleistung gleichrichtet und akkumuliert.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er umfasst: Schaltmittel, die gemäß einem Zyklus der Wechselstromleistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, umgeschaltet werden, ein Kapazitätselement zum Akkumulieren von elektrischen Ladungen gemäß der Schaltoperation der Schaltelemente, Entladungsmittel, die in einen Entladungsweg des Kapazitätselements eingefügt sind und die elektrischen Ladungen entladen, die im Kapazitätselement akkumuliert sind, einen Messabschnitt zum Zählen der Leistungserzeugungszeitdauer durch Messen eines Zeitraums, während dem eine Spannung über das Kapazitätselement einen vorbestimmten Wert überschreitet, und einen Trägererfassungsabschnitt zum Erfassen des getragenen Zustands des elektronischen Geräts basierend auf der Leistungserzeugungszeitdauer.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts basierend auf einer Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er die Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, durch Zählen der Anzahl von Spitzen einer elektromotorischen Spannung erfasst, die im Leistungsgenerator während einer Periode erzeugt wird, bis eine Einstellzeit von einem Zeitpunkt verstrichen ist, an dem die elektromotorische Spannung einen Spannungseinstellwert überschritten hat.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er die Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, mit einer Mehrzahl von Frequenzeinstellwerten vergleicht und den getragenen Zustand des elektronischen Geräts gemäß einem Vergleichsergebnis erfasst.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts durch Auswählen eines der Mehrzahl von Frequenzeinstellwerten in Abhängigkeit vom aktuellen Modus und Vergleichen der Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator erzeugt wird, mit dem eingestellten Frequenzeinstellwert erfasst.
Außerdem ist der Leistungsgenerator in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er ein Drehgewicht, das einer Schwingbewegung unterzogen wird, und ein Leistungserzeugungselement zum Erzeugen von elektromotorischen Kräften mit der Drehbewegung des Drehgewichts umfasst.
Außerdem ist der Leistungsgenerator in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er ein federndes Element, auf welches Verformungskräfte ausgeübt werden, Drehmittel, welche infolge von Rückstellkräften, die durch das federnde Element entwickelt werden, das zu einer ursprünglichen Form zurückgestellt wird, einer Drehbewegung unterzogen werden, und ein Leistungserzeugungselement zum Erzeugen von elektromotorischen Kräften mit der Drehbewegung der Drehmittel umfasst.
Außerdem ist der Leistungsgenerator in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er eine piezoelektrische Einrichtung zum Erzeugen von elektromotorischen Kräften mit dem piezoelektrischen Effekt, wenn einer Verdrängung unterzogen, umfasst.
Außerdem ist die Modusumschaltsteuereinrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie den Betriebsmodus der angetriebenen Einrichtung in den Leistungssparmodus umschaltet, wenn das elektronische Gerät im nichtgetragenen Zustand ist und der Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators in einem vorbestimmten Leistungserzeugungszustand ist, welcher im Voraus eingestellt wird und dem Leistungssparmodus entspricht.
Ferner ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er einen Beschleunigungssensor zum Erfassen einer Beschleunigung umfasst, die erzeugt wird, wenn das elektronische Gerät vom Benutzer getragen wird.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er den getragenen Zustand des elektronischen Geräts durch Erfassen einer Änderung im Elektrode-zu-Elektrode-Widerstandswert oder Elektrode-zu-Elektrode-Kapazitanzwert, wenn das elektronische Gerät vom Benutzer getragen wird, erfasst.
Außerdem ist der Trägerdetektor in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er einen Schalterabschnitt umfasst, der in einen Ein- oder Aus-Zustand schaltet, wenn das elektronische Gerät vom Benutzer getragen wird, und den getragenen Zustand des elektronischen Geräts gemäß dem Ein/Aus-Zustand des Schalterabschnitts erfasst.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung durch ein Steuerverfahren gemäß Anspruch 14 für ein elektronisches Gerät gekennzeichnet, das eine Leistungsversorgungseinrichtung, die zum Akkumulieren von elektrischen Energie imstande ist, und eine angetriebene Einrichtung, die mit der elektrischen Energie angetrieben wird, die von der Leistungsversorgungseinrichtung zugeführt wird, umfasst.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Betriebszustandsrückstellschritt umfasst, um, wenn der Betriebsmodus nach einer Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in den Normalmodus zurückgestellt wird, einen Betriebszustand der angetriebenen Einrichtung in denselben Betriebszustand zurückzustellen, der sich im Falle eines kontinuierlichen Betreibens der angetriebenen Einrichtung für einen Zeitraum, der von der Umschaltung in den Leistungssparmodus bis zum Zeitpunkt des Rückstellens in den Normalmodus verstreicht, ergeben würde.
Außerdem ist der Modusumschaltsteuerschritt in der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Umschalten des Betriebsmodus in den Leistungssparmodus, wenn eine Menge von Leistung, die in der Leistungsversorgungseinrichtung akkumuliert ist, nicht weniger als eine vorbestimmte Menge von Leistung ist, welche im Voraus eingestellt wird und der Menge von Leistung zum Wiederherstellen des Betriebszustands entspricht.
Außerdem ist die angetriebene Einrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zeitanzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Zeit mit der elektrischen Energie ist, die von der Leistungserzeugungseinrichtung zugeführt wird, und der Normalbetriebsmodus ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Anzeigemodus ist, der die Zeitanzeigeeinrichtung veranlasst, die Zeit anzuzeigen.
Außerdem ist die erste Energie in der vorliegenden Energie dadurch gekennzeichnet, dass sie irgendeine von Bewegungsenergie, Druckenergie oder Wärmeenergie ist.
Außerdem ist die erste Energie in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie optische Energie ist, und der Modusumschaltsteuerschritt ist dadurch gekennzeichnet, dass er den Trägererfassungsschritt zum Erfassen, ob das elektronische Gerät in dem Zustand ist, in dem es vom Benutzer getragen wird, oder nicht, umfasst und den Betriebsmodus der angetriebene Einrichtung in den Leistungssparmodus umschaltet, wenn das elektronische Gerät im nichtgetragenen Zustand ist und der Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators in einem vorbestimmten Leistungserzeugungszustand ist, welcher im Voraus eingestellt wird und dem Leistungssparmodus entspricht.
Außerdem ist die angetriebene Einrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Zeitanzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Zeit mit der elektrischen Leistung, die von der Leistungsversorgungseinrichtung zugeführt wird, ist, und die Modusumschaltsteuereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie den Betriebsmodus der Zeitanzeigeeinrichtung gemäß einem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators in den Leistungssparmodus umschaltet, um dadurch einen Leistungsverbrauch der Zeitanzeigeeinrichtung zu verringern.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Zeitanzeigerückstelleinrichtung umfasst, um, wenn der Betriebsmodus nach einer Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in einen Zeitanzeigemodus als den Normalmodus zurückgestellt wird, einen Zeitanzeigezustand der Zeitanzeigeeinrichtung in denselben Zeitan zeigezustand zurückzustellen, der sich im Falle eines kontinuierlichen Betreibens der Zeitanzeigeeinrichtung für einen Zeitraum, der von der Umschaltung in den Leistungssparmodus bis zum Zeitpunkt des Rückstellens in den Zeitanzeigemodus verstreicht, ergeben würde.
Außerdem ist der Leistungssparmodus in der vorliegenden Erfindung durch das Anhalten der Zeitanzeige in der Zeitanzeigeeinrichtung gekennzeichnet.
Außerdem ist die Zeitanzeigeeinrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Stunden- und Minutenzeigerantriebseinrichtung zum Antreiben von Stunden- und Minutenzeigern und eine Sekundenzeigerantriebseinrichtung zum Antreiben eines Sekundenzeigers umfasst, und der Leistungssparmodus ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen ersten Leistungssparmodus, in welchem der Betrieb der Sekundenzeigerantriebseinrichtung angehalten wird, und einen zweiten Leistungssparmodus, in welchem die Betriebe der Stunden- und Minutenzeigerantriebseinrichtung und der Sekundenzeigerantriebseinrichtung angehalten werden, umfasst.
Außerdem ist die Zeitanzeigeeinrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine analoge Anzeigeeinrichtung zum mechanischen Antreiben von analogen Zeigern, um die Zeiger zu drehen, ist, und die Modusumschaltsteuereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Leistungssparmoduszeitspeicher zum Speichern einer Leistungssparmoduszeitdauer, während der der Leistungssparmodus fortgesetzt wird, und einen Zeitrückstellabschnitt zum Wiederherstellen der Zeitanzeige der analogen Anzeigeeinrichtung basierend auf der Leistungssparmoduszeitdauer, wenn der Betriebsmodus vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet wird, umfasst.
Außerdem ist die Modusumschaltsteuereinrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Moduseinstellfunktion aufweist, die zum selektiven Einstellen eines des Leistungssparmodus, in welchem die Zeitanzeige der Zeitanzeigeeinrichtung gemäß dem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators angehalten wird, und des Anzeigemodus, in welchem die Zeit angezeigt wird, imstande ist.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung durch ein Steuerverfahren für ein elektronisches Gerät gekennzeichnet, das eine Leistungsversorgungseinrichtung, die zum Akkumulieren von elektrischen Energie imstande ist, und eine Zeitanzeigeeinrichtung, die zum Anzeigen der Zeit mit der elektrischen Energie imstande ist, die von der Leistungsversorgungseinrichtung zugeführt wird, umfasst, wobei das Verfahren umfasst: einen Trägererfassungsschritt zum Erfassen, ob das elektronische Gerät in einem Zustand ist, in dem es von einem Benutzer getragen wird, oder nicht, und einen Modusumschaltsteuerschritt zum Umschalten eines Betriebsmodus der angetriebenen Einrichtung von einem Normalbetriebsmodus in einen Leistungssparmodus gemäß einem Erfassungsergebnis im Trägererfassungsschritt, wenn das elektronische Gerät in einem Zustand ist, in dem es nicht vom Benutzer getragen wird, um dadurch einen Leistungsverbrauch der angetriebenen Einrichtung zu verringern.
Ferner ist die Leistungsversorgungseinrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Leistungsgenerator zum Erzeugen von elektrischer Leistung durch Umwandeln einer ersten Energie in die elektrische Energie als zweite Energie umfasst, und der Trägererfassungsschritt ist dadurch gekennzeichnet, dass er gemäß einem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators erfasst, ob das elektronische Gerät in dem Zustand ist, in dem es vom Benutzer getragen wird, oder nicht.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner einen Zeitanzeigerückstellschritt umfasst, um, wenn der Betriebsmodus nach einer Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in den Normalmodus zurückgestellt wird, einen Zeitanzeigezustand der Zeitanzeigeeinrichtung in denselben Zeitanzeigezustand zurückzustellen, der sich im Falle eines kontinuierlichen Betreibens der Zeitanzeigeeinrichtung für einen Zeitraum, der von der Umschaltung in den Leistungssparmodus bis zum Zeitpunkt des Rückstellens in den Normalmodus verstreicht, ergeben würde.
Außerdem ist der Modusumschaltsteuerschritt in der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Umschalten des Betriebsmodus in den Leistungssparmodus, wenn eine Menge von Leistung, die in der Leistungsversorgungseinrichtung akkumuliert ist, nicht weniger als eine vorbestimmte Menge von Leistung ist, welche im Voraus eingestellt wird und der Menge von Leistung zum Wiederherstellen des Betriebszustands entspricht.
Außerdem ist der Modusumschaltsteuerschritt in der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Umfassen eines Leistungserzeugungszustandsfeststellschritts zum Feststellen, ob der Leistungsgenerator in einem Zustand des Erzeugens von Leistung ist oder nicht, basierend darauf, ob eine elektromotorische Spannung des Leistungsgenerators höher als eine Einstellspannung ist, die Voraus eingestellt wird, und Umschalten vom Leistungssparmodus in einen Anzeigemodus, in welchem die Zeit angezeigt wird, gemäß einem Ergebnis der Feststellung, wenn der Leistungsgenerator in den Zustand des Erzeugens von Leistung gebracht wird.
Außerdem ist der Modusumschaltsteuerschritt in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass er einen Leistungserzeugungszustandsfeststellschritt zum Feststellen, ob der Leistungsgenerator in einem Zustand des Erzeugens von Leistung ist oder nicht, basierend darauf, ob eine Leistungserzeugungszeitdauer länger als eine Einstellzeit ist, die im Voraus eingestellt wird, umfasst und den Betriebsmodus vom Leistungssparmodus gemäß einem Ergebnis der Feststellung in einen Anzeigemodus, in welchem die Zeit angezeigt wird, umschaltet, wenn der Leistungsgenerator in den Zustand des Erzeugens von Leistung gebracht wird.
Außerdem ist der Leistungssparmodus in der vorliegenden Erfindung durch Anhalten der Zeitanzeige in der Zeitanzeigeeinrichtung gekennzeichnet.
Außerdem ist die Zeitanzeigeeinrichtung in der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Stunden- und Minutenzeigerantriebseinrichtung zum Antreiben von Stunden- und Minutenzeigern und eine Sekundenzeigerantriebseinrichtung zum Antreiben eines Sekundenzeigers umfasst, und der Leistungssparmodus ist dadurch gekennzeichnet, dass er einen ersten Leistungssparmodus, in welchem der Betrieb der Sekundenzeigerantriebseinrichtung angehalten wird, und einen zweiten Leistungssparmodus, in welchem die Betriebe der Stunden- und Minutenzeigerantriebseinrichtung und der Sekundenzeigerantriebseinrichtung angehalten werden, umfasst.
Gemäß jedem der zuvor beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung wird, wenn das elektronische Gerät vom Benutzer nicht getragen wird, oder wenn das elektronische Gerät nicht getragen wird und der Leistungsgenerator im Zustand des Nichterzeugens von Leistung ist, der Betriebsmodus in den Leistungssparmodus umgeschaltet. Es wird das elektronische Gerät (Uhr) bereitgestellt, das Energie sparen kann, während der Benutzer vor Unbequemlichkeiten bewahrt wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das einen schematischen Aufbau einer Uhr gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt, die einen Motor und einen Leistungsgenerator enthält.
2 zeigt in Form eines Blockdiagramms einen schematischen Aufbau der Uhr, die in 1 dargestellt ist.
3 ist ein Flussdiagramm, das eine Zusammenfassung eines Modusumstellprozesses in der Uhr darstellt, die in 1 veranschaulicht ist.
4 ist ein Diagramm, das einen schematischen Aufbau einer Uhr gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
5 ist ein Funktionsblockdiagramm, das einen Aufbau einer Steuereinheit und ihrer Umgebung gemäß der zweiten Ausführungsform.
6 ist ein Schaltbild eines Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts gemäß der zweiten Ausführungsform.
7 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise einer ersten Erfassungsschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform.
8 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise einer zweiten Erfassungsschaltung gemäß der zweiten Ausführungsform.
9 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Erläuterung einer elektromotorischen Spannung, die in Abhängigkeit von einem Unterschied in der Drehgeschwindigkeit eines Leistungserzeugungsrotors erzeugt wird, und der Beziehung eines Erfassungssignals in Bezug auf die elektromotorische Spannung in der zweiten Ausführungsform.
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Zusammenfassung eines Moduseinstellschritts in der Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau eines Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform darstellt.
12 ist ein Blockdiagramm eines Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Zeitdiagramm des Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts gemäß der dritten Ausführungsform.
14 zeigt in Form eines Blockdiagramms einen schematischen Aufbau einer Uhr, die in 14 dargestellt ist.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
[1] Erste Ausführungsform
[1.1] Schematischer Aufbau der Uhr
1 stellt einen schematischen Aufbau einer Uhr 1 als einer Form von elektronischem Gerät gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar.
In der Uhr 1 der ersten Ausführungsform wird ein Schrittmotor 10 durch eine Steuervorrichtung 20 angetrieben, um einen Sekundenzeiger 61, einen Minutenzeiger 62 und einen Stundenzeiger 63 durch ein Räderwerk 50 schrittweise zu drehen. Die elektrische Leistung zum Antreiben des Schrittmotors 10, der Steuervorrichtung 20 usw. wird durch einen Leistungsgenerator 40 erzeugt.
Der Leistungsgenerator 40 für die Uhr 1 umfasst einen Wechselstromleistungsgenerator der elektromagnetischen Induktionsart, wobei ein Leistungserzeugungsrotor 43 innerhalb eines Leistungserzeugungsstators 42 gedreht wird, um elektrische Leistung in einer Leistungserzeugungsspule 44 zu induzieren, die mit dem Leistungserzeugungsstator 42 verbunden ist, wobei die induzierte Leistung nach außen ausgegeben wird. Ferner wird in der Uhr 1 dieser Ausführungsform ein Drehgewicht 45 als ein Mittel zum Übertragen von Bewegungsenergie auf den Leistungserzeugungsrotor 43 eingesetzt, und eine Bewegung des Drehgewichts 45 wird durch ein Beschleunigungszahnrad 46 auf den Leistungserzeugungsrotor 43 übertragen. Falls die Uhr 1 von einer Armbanduhrart ist, ist das Drehgewicht in der Uhr 1 zum Beispiel bei Erfassen einer Bewegung des Arms eines Benutzers schwingbar. Demnach kann die elektrische Leistung durch Verwenden von Energie in der Lebensumgebung des Benutzers erzeugt werden, und die Uhr 1 kann mit der erzeugten Leistung angetrieben werden.
Die Leistung, die vom Leistungsgenerator 40 ausgegeben wird, wird einer Einweggleichrichtung durch eine Diode 47 unterzogen und danach einmal in einem Hochleistungskondensator 48 akkumuliert, welcher als eine Leistungsversorgungseinrichtung dient. Dann wird die Antriebsleistung zum Antreiben des Schrittmotors 10 vom Hochleistungskondensator 48 durch eine Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 einer Antriebsschaltung 30 in der Steuervorrichtung 20 zugeführt. Die Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 in dieser Ausführungsform umfasst eine Mehrzahl von Kondensatoren 49a, 49b und 49c zum Erhöhen und Senken einer Spannung in mehreren Schritten. Die Spannung, die der Antriebsschaltung 30 zugeführt wird, kann durch ein Steuersignal ϕ11 von einer Steuerschaltung 23 in der Steuervorrichtung 20 eingestellt werden. Außerdem wird die Ausgangsspannung der Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 der Steuerschaltung 23 durch eine Überwachungssignal ϕ12 zugeführt. Bei solch einer Schaltungsanordnung kann die Ausgangsspannung überwacht werden, und die Steuervorrichtung 20 kann basierend auf einer geringen Zunahme oder Abnahme der Ausgangsspannung feststellen, ob der Leistungsgenerator 40 Leistung erzeugt oder nicht.
Der Schrittmotor 10, der in der Uhr 1 dieser ersten Ausführungsform verwendet wird, ist ein Motor, der mit einem Impulssignal angetrieben wird. Solch ein Motor wird Impulsmotor, Schrittmotor, Schrittdrehmotor oder digitaler Motor genannt, und er wird in vielen Fällen als ein Stellglied für eine digitale Steuervorrichtung eingesetzt. In letzter Zeit wurden Schrittmotore mit einer kleineren Größe und einem geringeren Gewicht als Stellglieder für viele elektronische Vorrichtungen oder Informationsgeräte eingesetzt, welche eine kleine Größe aufweisen und sich dazu eignen, von Benutzern getragen zu werden. Typische Beispiele für diese elektronischen Vorrichtungen sind Uhren, wie beispielsweise elektronische Uhren, Zeitschalter und Chronografen. Der Schrittmotor 10 in dieser Ausführungsform ist von der PM-Art (Dauermagnetdrehart) und umfasst eine Antriebsspule 11 zum Erzeugen von Magnetkräften mit Antriebsimpulsen, die von der Steuervorrichtung 20 geliefert werden, einen Stator 12, der durch die Antriebsspule 11 erregt wird, und einen Rotor 13, der sich unter einem Magnetfeld dreht, das innerhalb des Stators 12 erzeugt wird, wobei der Rotor 13 aus einem scheibenförmigen zweipoligen Dauermagneten aufgebaut ist. Magnetische Sättigungsabschnitte 17 sind im Stator 12 vorgesehen, so dass die Magnetkräfte, die durch die Antriebsspule 11 erzeugt werden, verschiedene Magnetpole in jeweiligen Phasen (Polen) 15 und 16 um den Rotor 13 erzeugen. Außerdem ist zum Einschränken der Drehrichtung des Rotors 13 eine innere Kerbe 18 in einer geeigneten Position entlang eines Innenumfangs des Stators 12 ausgebildet, um ein Rastmoment zu erzeugen, um dadurch den Rotor 13 in einer geeigneten Position anzuhalten.
Die Drehung des Rotors 13 des Schrittmotors 10 wird durch ein Räderwerk 50, welches ein 5. Rad 51, das durch einen Trieb mit dem Rotor 13 in Eingriff ist, ein 4. (Sekunden-) Rad 52, ein 3. Rad 53, ein 2. (mittleres) Rad 54, ein Minutenrad 55 und ein Stundenrad 56 umfasst, auf die jeweiligen Zeiger übertragen. Ein Sekundenzeiger 61 ist mit einer Welle des 4. Rades 52 verbunden, ein Minutenzeiger 62 ist mit einer Welle des 2. Rades 54 verbunden und ein Stundenzeiger 63 ist mit einer Welle des Stundenrads 56 verbunden. Mit der Drehung des Rotors 13 werden diese Zeiger gedreht, um die Zeit anzuzeigen. Natürlich kann auch ein Übertragungssystem (nicht dargestellt) zum Anzeigen eines Datums usw. mit dem Räderwerk 50 verbunden sein.
Um in der Uhr 1 die Zeit mit der Drehung des Schrittmotors 10 anzuzeigen, werden während des Zählens (Registrierens) eines Signals mit einer Bezugsfrequenz Antriebsimpulse an den Schrittmotor 10 geliefert. Die Steuervorrichtung 20 zum Steuern des Schrittmotors 10 in dieser Ausführungsform umfasst eine Impulsvereinigungsschaltung 22 zum Erzeugen von Bezugsimpulsen der Bezugsfrequenz und Impulssignalen, die sich in der Impulsbreite und Zeitgabe unterscheiden, durch Verwenden einer Bezugsschwingungsquelle 21, wie beispielsweise eines Quarzoszillators, und eine Steuerschaltung 23 zum Steuern des Schrittmotors 10 gemäß den verschiedenen Impulssignalen, die von der Impulsvereinigungsschaltung 22 geliefert werden. Obwohl später im Einzelnen beschrieben, umfasst die Steuerschaltung 23 eine Steuerschaltung 23 zum Steuern der Antriebsschaltung und Erfassen der Drehung und ist so ausgelegt, dass sie imstande ist, Impulse auszugeben, wie beispielsweise Antriebsimpulse, die durch die Antriebsschaltung zum Antreiben des Antriebsrotors 13 des Schrittmotors 10 an die Antriebsspule 11 geliefert werden, Drehungserfassungsimpulse, die nach den Antriebsimpulsen geliefert werden, um eine Induktionsspannung zum Erfassen der Drehung des Antriebsrotors 13 zu induzieren, Hilfsimpulse mit einer großen Wirkleistung, um den Antriebsrotor 13 zwangsweise zu drehen, wenn er nicht gedreht wird, und Entmagnetisierungsimpulse mit verschiedenen Magnetpolen, die nach den Hilfsimpulsen zur Entmagnetisierung geliefert werden.
Die Antriebsschaltung 30 zum Liefern von verschiedenen Antriebsimpulsen an den Schrittmotor 10 unter der Kontrolle der Steuerschaltung 23 umfasst eine Brückenschaltung, die aus einem p-Kanal-MOS-Transistor 33a und einem n-Kanal-MOS-Transistor 32a, welche in Reihe geschaltet sind, einem p-Kanal-MOS-Transistor 33b und einem n-Kanal-MOS-Transistor 32b besteht. Diese Schaltungsanordnung macht es möglich, die Leistung zu steuern, die dem Schrittmotor 10 vom Hochleistungskondensator 48 als der Leistungsversorgungseinrichtung und der Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 zugeführt wird. Die Antriebsschaltung 30 umfasst ferner Drehungserfassungswiderstände 35a und 35b, die zu den p-Kanal-MOS-Transistoren 33a und 33b jeweils parallel geschaltet sind, und p-Kanal-MOS-Transistoren 34a und 34b zum Liefern von Zerhackerimpulsen an die Widerstände 35a und 35b zum Zwecke des Abtastens. Durch Anlegen von Steuerimpulsen, welche sich in der Polarität und Impulsbreite unterscheiden, bei den jeweili gen Zeitgaben von der Steuerschaltung 23 an die Gate-Elektroden dieser MOS-Transistoren 32a, 32b, 33a, 33b, 34a und 34b können daher die Antriebsimpulse mit verschiedenen Polaritäten an die Antriebsspule 11 geliefert werden oder können die Erfassungsimpulse zum Erfassen der Drehung des Rotors 13 und zum Erregen der induzierten Spannung, um ein Magnetfeld zu erfassen, geliefert werden.
[1.2] Schematischer Funktionsaufbau der Uhr der ersten Ausführungsform
2 stellt in Form eines Funktionsblockdiagramms einen schematischen Aufbau der Uhr 1 der ersten Ausführungsform dar.
In der Uhr 1 dieser Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, wird ein Bezugssignal, das durch die Impulsvereinigungsschaltung 22 erzeugt wird, an die Antriebssteuerschaltung 24 geliefert, und die Antriebsschaltung 30 wird unter Kontrolle der Antriebssteuerschaltung 24 betrieben, um den Schrittmotor 10 zum schrittweisen Drehen der Zeiger anzutreiben.
Leistung wird der Steuerschaltung 23 und der Antriebsschaltung 30 von der Leistungsversorgungseinrichtung 48 zugeführt, und die Leistungsversorgungseinrichtung 48 wird mit der Leistung geladen, die durch den Leistungsgenerator 40 erzeugt wird. Eine Spannung (elektromotorische Spannung) Vgen auf der Ausgangsseite des Leistungsgenerators 40 wird einer Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91 in einem Moduseinstellabschnitt 90 der Steuerschaltung 23 zugeführt, und die Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91 ist imstande, festzustellen, ob eine Leistung durch den Leistungsgenerator 40 erzeugt wird. Die Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91 in dieser Ausführungsform umfasst eine erste Erfassungsschaltung 97 zum Vergleichen der elektromotorischen Spannung Vgen mit einem Einstellwert Vo und anschließenden Feststellen, ob eine Leistungserzeugung erfasst wird, und eine zweite Erfassungsschaltung 98 zum Vergleichen einer Leistungserzeugungszeitdauer Tgen, während der die elektromotorische Spannung Vgen, die nicht niedriger als eine Spannung Vbas ist, die deutlich niedriger als der Einstellwert Vo ist, erhalten wird, mit einem Einstellwert To und anschließenden Feststellen, ob eine Leistungserzeugung erfasst wird. Wenn eine der Bedingungen, die durch die ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 festgelegt werden, erfüllt wird, bestimmt die Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird.
Der Moduseinstellabschnitt 90 umfasst ferner eine Spannungserfassungsschaltung 92, die zum Vergleichen einer Ausgangsspannung Vout des Hochleistungskondensators 48 als der Leistungsversorgungseinrichtung mit einem Einstellwert und anschließenden Feststellen eines geladenen Zustands des Hochleistungskondensators 48 imstande ist. Feststellungsergebnisse von der Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91 und der Spannungserfassungsschaltung 92 werden an eine zentrale Steuerschaltung 93 mit Funktionen des Steuerns des Moduseinstellabschnitts 90 und anderer Komponenten der Steuerschaltung 23 zum selektiven Auswählen eines von einem Leistungssparmodus, um einen Leistungsverbrauch zu verringern, und einem Anzeigemodus, um eine normale Anzeige der Zeit durchzuführen, geliefert.
In diesem Zusammenhang bezieht sich Leistungssparmodus auf einen Betriebsmodus, in welchem das Antreiben des Schrittmotors 10 angehalten wird und die schrittweise Drehung der Zeiger angehalten wird. In solch einem Zustand werden jedoch die Bezugsschwingungsquelle 21, die Impulsvereinigungsschaltung 22, die Spannungserfassungsschaltung 92, der Moduseinstellabschnitt 90 usw. in einem funktionsfähigen Zustand gehalten, so dass der Betriebsmodus umgeschaltet werden kann.
Die zentrale Steuerschaltung 93 umfasst eine Nichtleistungserzeugungszeitmessschaltung 99 zum Messen einer Nichtleistungserzeugungszeit Tn, während der keine Leistungserzeugung durch die ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 erfasst wird. Wenn die Nichtleistungserzeugungszeit Tn eine vorbestimmte Einstellzeit überschreitet, schaltet der Betriebsmodus vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus um. Der eingestellte Betriebsmodus wird in einem Modusspeicher 94 gespeichert, und die gespeicherten Informationen werden an die Antriebssteuerschaltung 24, einen Zeitinformationsspeicher 96 und einen Einstellwertänderungsabschnitt 95 geliefert. Nach der Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus hält die Antriebssteuerschaltung 24 die Lieferung des Impulssignals an die Antriebsschaltung 30 an, um dadurch die Antriebsschaltung 30 anzuhalten. Demgemäß hört der Motor 10 auf, sich zu drehen, und die Zeitanzeige wird angehalten.
Außerdem startet nach der Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus der Zeitinformationsspeicher 96 den Betrieb als Unterbrechungszeitzähler, welcher das Bezugssignal empfängt, das durch die Impulsvereinigungsschaltung 22 erzeugt wird, und eine Zeitdauer des Leistungssparmodus speichert. Dann, nach der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus, führt der Zeitinformationsspeicher 96 eine andere Funktion des Zählens von Schnellvorlaufimpulsen, die von der Antriebssteuerschaltung 24 an die Antriebsschaltung 30 geliefert werden, und Bewirkens, dass die wieder aufgenommene Zeitanzeige auf die aktuelle Zeit zurückgestellt wird, durch.
Der Einstellwertänderungsabschnitt 95 ändert Größen der Einstellwerte Vo und To der ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 in der Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91 nach der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus. In dieser Ausführungsform werden die Einstellwerte Va und Ta im Anzeigemodus so eingestellt, das sie niedriger als die Einstellwerte Vb und Tb im Leistungssparmodus sind. Im Anzeigemodus wird daher die Genauigkeit beim Erfassen des Leistungserzeugungszustands so eingestellt, dass sie höher (d.h. empfindlicher oder klarer) ist. Demnach wird selbst bei einer niedrigen Spannung oder bei einer kurzen Leistungserzeugungszeitdauer, wenn eine Leistungserzeugungsausgabe erhalten wird, bestimmt, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, und der Anzeigemodus wird aufrechterhalten. Andererseits wird im Leistungssparzustand die Genauigkeit beim Erfassen des Leistungserzeugungszustands so eingestellt, dass sie niedriger (d.h. weniger empfindlich oder langsamer) ist. Wenn demnach die verhältnismäßig hohe elektromotorische Spannung erhalten wird oder wenn die verhältnismäßig lange Leistungserzeugungszeitdauer erhalten wird, wird bestimmt, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird. Wenn ferner die Bedingung, dass die geladene Spannung ausreichend ist, erfüllt wird, schaltet der Betriebsmodus in den Anzeigemodus um.
Da die Systemversorgungsspannung in Abhängigkeit vom geladenen Zustand variiert, ist es wünschenswert, die Einstellspannung, die zum Vergleich und zur Feststellung der elektromotorischen Spannung Vgen usw. verwendet wird, durch Verwenden einer Konstantspannungsschaltung, welche eine stabile Spannung generiert, zu erzeugen. Es ist auch möglich, als eine Schwelle (Einstellwert) eine Spannung mit einer festen Differenz in Bezug auf die variierende Systemquellenspannung einzusetzen. Der feste Differenzwert kann zum Beispiel durch Verwenden einer Schwelle Vth eines MOSFET, welcher nicht von der Leistungsversorgungsspannung abhängt, bestimmt werden.
[1.3] Moduseinstellschritte
3 zeigt in Form eines Flussdiagramms eine Zusammenfassung von Moduseinstellschritten zum Ausführen eines Modusumstellprozesses in der Uhr dieser Ausführungsform.
Zunächst wird bei Schritt 71 der aktuelle Betriebsmodus festgestellt.
Wenn der aktuelle Betriebsmodus der Leistungssparmodus ist, wird bei Schritt 74 das Zählen der Unterbrechungszeit durch den Zeitinformationsspeicher 96 fortgesetzt. Dann werden bei Schritt 75 die Einstellwerte Vo und To in der Spannungserfassungsschaltung 91 auf die werte Vb und Tb für den Leistungssparmodus eingestellt. Wenn andererseits der aktuelle Betriebsmodus der Anzeigemodus ist, steuert die Antriebssteuerschaltung 24 die Antriebsschaltung 30 so, dass sie Antriebsimpulse erzeugt, und führt bei Schritt 72 die Zeitanzeige durch. Dann werden bei Schritt 73 die Einstellwerte Vo und To in der Spannungserfassungsschaltung 91 auf die Werte Va und Ta für den Anzeigemodus eingestellt.
Als Nächstes wird bei Schritt 76 ein Leistungserzeugungspegel (elektromotorische Spannung) erfasst.
Wenn bei Schritt 76 festgestellt wird, dass die elektromotorische Spannung erzeugt wird, auch wenn ihr Pegel niedrig ist, wird die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen bei Schritt 77 vorwärts gezählt.
Dann wird die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen bei Schritt 78 mit der Einstellzeit To verglichen. wenn die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen nicht kürzer als die Einstellzeit To ist, geht die Verarbeitung nach einer Entscheidung, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, zu Schritt 80 über.
Wenn bei Schritt 78 festgestellt wird, dass die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen die Einstellzeit To nicht erreicht, wird bei Schritt 79 die elektromotorische Spannung Vgen mit dem Einstellwert Vo vergleichen. Wenn die elektromotorische Spannung Vo den Einstellwert Vo erreicht, geht die Verarbeitung nach einer Entscheidung, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, zu Schritt 80 über.
Bei Schritt 80 wird erneut der Modus festgestellt. Wenn der Modus nicht der Leistungssparmodus ist, wird die Nichtleistungserzeugungszeit Tn bei Schritt 81 zurückgesetzt, woraufhin die Verarbeitung zu Schritt 71 zurückkehrt und die Zeitanzeige bei Schritt 72 fortsetzt.
Wenn umgekehrt der Modus der Leistungssparmodus ist, wird bei Schritt 82 die Spannung Vout der Leistungsversorgungseinrichtung 48 bestimmt. Wenn die Leistungsversorgungseinrichtung 48 ausreichend geladen ist, wird der Modus vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet und der Leistungssparmodus wird bei Schritt 83 aufgehoben.
Wenn die Leistungsversorgungseinrichtung 48 infolge eines Bestimmens der Spannung Vout der Leistungsversorgungseinrichtung 48 bei Schritt 82 nicht ausreichend geladen ist, kehrt die Verarbeitung wieder zu Schritt 71 zurück, während der Leistungssparmodus aufrechterhalten wird, woraufhin der zuvor beschriebene Prozess wiederholt wird.
Wenn die Zeit nach der Umschaltung in den Anzeigemodus wieder angezeigt wird, wird die Zeitanzeige gemäß der Unterbrechungszeit, die durch den Zeitinformationsspeicher 96 gezählt wurde, schnell vorlaufen gelassen, und nach dem Rückstellen auf die aktuelle Zeit wird mit einer normalen Drehung der Zeiger je Sekunde begonnen. Als Ergebnis kann der Benutzer die genaue Zeit erfahren, die nach der Rückkehr in den Anzeigemodus angezeigt wird.
Wenn andererseits die elektromotorische Spannung bei Schritt 76 nicht erfasst wird, oder wenn die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen die Einstellzeit To nicht erreicht und auch die elektromotorische Spannung den Einstellwert Vo nicht erreicht, geht die Verarbeitung nach einer Ent scheidung, dass keine Leistungserzeugung erfasst wird, zu Schritt 85 über, wobei der Modus zu diesem Zeitpunkt bestimmt wird. Wenn in dieser Hinsicht die elektromotorische Spannung bei Schritt 76 nicht erfasst wird, wird die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen bei Schritt 84 zurückgesetzt. Wenn bei Schritt 85 festgestellt wird, dass der Modus der Leistungssparmodus ist, kehrt die Verarbeitung direkt zu Schritt 71 zurück, um das Vorwärtszählen der Unterbrechungszeit fortzusetzen.
Wenn bei Schritt 86 festgestellt wird, dass der Modus der Anzeigemodus ist, wird die Nichtleistungserzeugungszeit Tn bei Schritt 86 vorwärts gezählt und, ob eine vorbestimmte Nichtleistungserzeugungszeit andauert oder nicht, wird bei Schritt 87 festgestellt. Wenn die Nichtleistungserzeugungszeit Tn verstrichen ist, wird der Modus bei Schritt 88 vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus umgeschaltet, um dadurch mit dem Leistungssparen zu beginnen. Bei Schritt 88 werden sowohl die Betriebe der Anzeigeantriebsschaltung als auch der Antriebsschaltung 30 angehalten, um einen Leistungsverbrauch des Motors 10 aufzuheben, und es wird mit dem Zählen der Unterbrechungszeit wird durch den Zeitinformationsspeicher 96 begonnen.
Demnach wird in der Uhr 1 dieser Ausführungsform die Zeitanzeige in Abhängigkeit davon, ob eine Leistung erzeugt wird oder nicht, angehalten oder wieder aufgenommen. Wie bereits erwähnt, ist der Leistungsgenerator 40 in dieser Ausführungsform solch ein System, dass Leistung durch Erfassen einer Bewegung des Arms eines Benutzers oder eine Schwingung mit der Hilfe des Drehgewichts 45 erzeugt wird. Demgemäß bedeutet die Tatsache, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, dass die Uhr auf dem Arm des Benutzers angebracht ist oder dass der Benutzer die Uhr trägt, während er sie in eine Hosentasche oder dergleichen steckt. Wenn angesichts des Vorhergesagten eine Leistungserzeugung erfasst wird, wird der Modus nach einer Entscheidung, dass die Uhr vom Benutzer getragen wird, in den Anzeigemodus umgeschaltet, in welchem die Zeit angezeigt wird. Wenn umgekehrt keine Leistungserzeugung erfasst wird, wird der Modus nach einer Entscheidung, dass die Uhr vom Benutzer nicht getragen wird, in den Leistungssparmodus umgeschaltet, in welchem die Zeit nicht angezeigt wird. Folglich kann Energie gespart werden, die im Hochleistungskondensator 48 akkumuliert ist.
Ferner wird in der Uhr 1 der ersten Ausführungsform bestimmt, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, wenn die vorbestimmte elektromotorische Spannung Vgen erfasst wird und wenn eine Leistungserzeugung für die vorbestimmte Zeit fortgesetzt wird. Selbst wenn daher der Modus in einem Zustand, in dem die Uhr vom Benutzer nicht getragen wird, in den Leistungssparmodus umgeschaltet wird und dann aus irgendeinem Grund, z.B. Schwingung, unabsichtlich eine Leistungserzeugung induziert wird, wird der Modus vom Umschalten in den Anzeigemodus abgehalten, wenn die elektromotorische Spannung schwach und die Zeitdauer kurz ist. Ein unnötiger Verbrauch von Energie kann demnach verhindert werden. Da andererseits im Anzeigemodus der Einstellwert Vo so eingestellt ist, dass er niedriger als im Leistungssparmodus ist, wird bestimmt, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, wenn die elektromotorische Spannung erhalten wird, auch wenn die erfasste elektromotorische Spannung Vgen etwas niedrig ist. Folglich wird die Zeitanzeige fortgesetzt, so lange Leistung erzeugt wird, wenn auch auf einem niedrigen Pegel. Da außerdem im Anzeigemodus die Einstellzeit To für die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen auch so eingestellt ist, dass sie kürzer ist, wird die Zeitanzeige aufrechterhalten, so lange Leistung erzeugt wird, wenn auch für eine kurze Zeit.
Darüber hinaus wird in der Uhr 1 der ersten Ausführungsform die Nichtleistungserzeugungszeit Tn gemessen, und der Modus wird nicht in den Leistungssparmodus umgeschaltet, es sei denn die Nichtleistungserzeugungszeit erreicht die Einstellzeit. Demgemäß ist es möglich, die Zeitanzeige nicht nur in dem Fall aufrechtzuerhalten, in dem eine Bewegung des Benutzers angehalten und für eine kurze Zeit keine Leistung erzeugt wird, sondern auch in dem Fall, in dem Benutzer die Armbanduhr für einen so langen Zeitraum abnimmt, wie ein Treffen dauert wird. Außerdem kann die Zeit kontinuierlich angezeigt werden, selbst wenn der Benutzer die Armbanduhr die ganze Nacht abnimmt. Als eine Alternative kann der Modus zum Zwecke des Energiesparens in den Leistungssparmodus umgeschaltet werden, wenn der Benutzer die Armbanduhr für eine Zeitspanne von etwa fünf Minuten abnimmt.
[1.4] Vorteile der ersten Ausführungsform
Bei der Uhr 1 dieser Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, kann basierend auf dem Leistungserzeugungszustand automatisch festgestellt werden, ob die Uhr vom Benutzer getragen wird oder nicht. Dann kann die Uhr ihre Funktion als eine Armbanduhr oder dergleichen durch Anzeigen der Zeit, wenn vom Benutzer getragen, ausreichend entwickeln, und sie kann einen Energieverbrauch ohne Anzeigen der Zeit, wenn vom Benutzer nicht getragen, unterdrücken.
Genauer gesagt wird, wenn die Zeiger bei verkürzten Intervallen von Zeigerdrehung zum Rückstellen der Zeitanzeige auf die aktuelle Zeit schnell vorlaufen gelassen werden, ein Leistungsverbrauch im Vergleich zu dem im Anzeigemodus (d.h. dem Normalbetriebsmodus) erhöht.
Wenn jedoch die zuvor beschriebene analoge Uhr als die Uhr 1 verwendet und mit einem 12-Stunden-Anzeigeschema betrieben wird, nehmen die Zeiger bei einer Periode von 12 Stunden denselben Anzeigezustand an. Demgemäß wird, wenn die verstrichene Zeit im Leistungssparmodus verlängert wird, die Leistungssparwirkung erhöht und ein Energieverbrauch kann wirksamer unterdrückt werden. Dies wird gleichermaßen auf den Fall angewendet, in dem die Uhr mit einem 24-Stunden-Anzeigeschema betrieben wird und denselben Anzeigezustand bei einer Periode von 24 Stunden wiederholt.
Genauer gesagt, beträgt zum Beispiel in der Annahme, dass eine Leistung von etwa X [mW] verbraucht wird, wenn die Zeiger im Anzeigemodus für 12 Stunden angetrieben werden, die Leistung, die zum Antreiben der Zeiger für 108 Stunden (12 × 9 Stunden) erforderlich ist, etwa (X × 9) [W].
Dagegen beträgt zum Beispiel in der Annahme, dass eine Leistung von etwa Y (> X) [W] verbraucht wird, wenn die Uhr für 12 Stunden im Leistungssparmodus stehen gelassen und dann auf die aktuelle Zeit zurückgestellt wird, die Leistung, die nach 108-stündigem Stehenlassen zum Rückstellen der Zeiger auf die aktuelle Zeit erforderlich ist, auch Y [W]. Demnach ist die Leistungssparwirkung umso höher, je länger ein Zeitraum ist, während dem die Uhr im Leistungssparmodus stehen gelassen wird.
Demgemäß kann die Leistung, sobald im Hochleistungskondensator geladen, wirksam verwendet werden. Selbst bei einem langzeitigen Stehenlassen der Uhr wird die Zeit nicht angezeigt, und es wird nur die verstrichene Zeit während solch eines Zeitraums gemessen. Wenn der Benutzer die Uhr wieder trägt, wird die Zeitanzeige wieder aufgenommen und auf die aktuelle Zeit zurückgestellt, um dadurch die genaue Zeit anzuzeigen. Daher kann eine kleinformatige Armbanduhr oder dergleichen, die für eine lange Zeit zum Registrieren mit hoher Genauigkeit imstande ist, ohne die Notwendigkeit des Einsetzens eines Kondensators mit einer so großen Kapazität durch Einbinden, anstelle einer Batterie, eines Leistungsgenerators und eines Kondensators mit einer angemessenen Kapazität realisiert werden. Da außerdem die Kapazität eines Kondensators nicht so groß sein muss, kann eine Uhr realisiert werden, welche eine gute Inbetriebnahmecharakteristik aufweist und die Anzeige wieder aufnehmen und auf die aktuelle Zeit zurückstellen kann, sobald mit einer Leistungserzeugung begonnen wird. Außerdem kann der Benutzer bei der Uhr dieser Ausführungsform, wenn vom Benutzer getragen, die Zeit ungeachtet der Umgebungsbedingungen, zum Beispiel selbst an einem dunklen Ort, stets sehen, weshalb der Benutzer völlig frei von Unbequemlichkeiten ist.
[1.5] Modifikationen der ersten Ausführungsform
[1.5.1] Erste Modifikation
Obwohl die vorstehende Beschreibung in Verbindung mit der Uhr, welche die Zeit mit dem Motor 10 anzeigt, als Beispiel erfolgte, ist die vorliegende Erfindung natürlich auch auf eine andere Art von Uhr anwendbar, welche die Zeit mit einer LCD (Flüssigkristalleinrichtung) usw. anzeigt. Bei dieser Modifikation kann die Zeit für eine lange Zeit kontinuierlich gezählt werden, während Leistung, die durch die LCD verbraucht wird, gespart werden kann, und die genaue aktuelle Zeit kann nach Bedarf stets angezeigt werden.
[1.5.2] Zweite Modifikation
Ferner erfolgte die vorstehende Beschreibung im Hinblick darauf, dass die Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91 eingesetzt wurde, welche sowohl die erste Erfassungsschaltung 97 zum Vergleichen der elektromotorischen Spannung Vgen mit dem Einstellwert Vo und anschließenden Feststellen, ob eine Leistungserzeugung erfasst wird, als auch die zweite Erfassungsschaltung 98 zum Vergleichen der Leistungserzeugungszeitdauer Tgen, während der die elektromotorische Spannung Vgen, die nicht niedriger als die Spannung Vbas ist, die deutlich niedriger als der Einstell wert Vo ist, erhalten wird, mit dem Einstellwert To und anschließenden Feststellen, ob eine Leistung erfasst wird, umfasst. Ob eine Leistung erzeugt wird oder nicht, kann jedoch natürlich auch durch Verwenden einer der ersten oder zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 festgestellt werden.
Durch Bereitstellen der zweiten Erfassungsschaltung 98 kann insbesondere mit einer größeren Zuverlässigkeit festgestellt werden, ob der Benutzer die Uhr trägt oder nicht.
[1.5.3] Dritte Modifikation
In der vorstehenden Beschreibung wird bei Schritt 87, wie in 3 dargestellt, wenn der Modus im Anzeigemodus ist, festgestellt, ob die vorbestimmte Nichtleistungserzeugungszeit andauert oder nicht. Wenn die gezählte Nichtleistungserzeugungszeit Tn verstrichen ist, wird der Modus vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus umgeschaltet, um dadurch mit der Leistungssparen zu beginnen. Dagegen wird in dieser dritten Modifikation die Umschaltung in den Leistungssparmodus nur dann ermöglicht, wenn die Spannung des Hochleistungskondensators 48 als der Leistungsversorgungseinrichtung nicht niedriger als eine Spannung ist, die zum Wiederherstellen der Anzeige der aktuellen Zeit zum Zeitpunkt der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus ausreicht.
Genauer gesagt, wird, selbst wenn die gezählte Nichtleistungserzeugungszeit Tn die vorbestimmte Nichtleistungserzeugungszeit überschreitet, festgestellt, ob die Spannung des Hochleistungskondensators 48 nicht niedriger als die Spannung ist, die zum Wiederherstellen der Zeitanzeige (Hochgeschwindigkeitszeigerdrehung zur aktuellen Zeit) zum Zeitpunkt der Rückkehr in den Anzeigemodus ausreicht. Dann wird der Modus in den Leistungssparmodus umgeschaltet, wenn die Kondensatorspannung nicht niedriger als die Spannung ist, die zum Wiederherstellen der Anzeige der aktuellen Zeit zum Zeitpunkt der Rückkehr in den Anzeigemodus ausreicht.
Wenn andererseits die Spannung des Hochleistungskondensators 48 niedriger als die Spannung ist, die zum Wiederherstellen der Anzeige der aktuellen Zeit zum Zeitpunkt der Rückkehr in den Anzeigemodus ausreicht, wird die Zeitanzeige, d.h, der Anzeigemodus, in einem Anzeigemodus zum Auffordern des Benutzers, den Kondensator aufzuladen, fortgesetzt.
In diesem Fall wird der Anzeigemodus zum Auffordern des Benutzers, den Kondensator aufzuladen, durch Einstellen von Intervallen von Zeigerdrehung zum Beispiel auf zwei Sekunden realisiert, wenn Intervalle von Sekundenzeigerdrehung unter normalem Zeigerantrieb auf eine Sekunde eingestellt sind.
Als Ergebnis des zuvor erwähnten Aufbaus kann der Benutzer leicht verstehen, dass das Laden nicht ausreicht, und er kann den Kondensator durch heftiges Schütteln der Uhr zwangsweise aufladen.
[1.5.4] Vierte Modifikation
In der vorstehenden Beschreibung wird, wie in 3 dargestellt, bei Schritt 82 die Spannung Vout der Leistungsversorgungseinrichtung 48 bestimmt und, wenn der Kondensator nicht ausreichend geladen ist, wird der Leistungssparbetrieb aufrechterhalten. Dagegen wird in dieser vierten Modifikation, wenn die Leistungsversorgungseinrichtung 48 nicht ausreichend geladen ist und die Spannung Vout der Leistungsversorgungseinrichtung 48 eine Spannung ist, die zwar nicht zum Wiederherstellen der Anzeige der aktuellen Zeit reicht, aber zum Durchführen des normalen Zeigerantriebs genügt, der normale Zeigerantrieb wieder aufge nommen, ohne die Anzeige der aktuellen Zeit wiederherzustellen.
Da zwar mit dem normalen Zeigerantrieb begonnen wird, aber die Anzeige der aktuellen Zeit nicht wiederhergestellt wird, kann der Benutzer folglich leicht verstehen, dass das Laden nicht ausreicht, und er kann den Kondensator durch heftiges Schütteln der Uhr zwangsweise aufladen.
[2] Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
[2.1] Gesamtaufbau
4 stellt einen schematischen Aufbau einer Uhr 1 gemäß der zweiten Ausführungsform dar. In 4 weisen ähnliche Komponenten wie jene in der ersten Ausführungsform von 1 dieselben Bezugszeichen auf.
Die Uhr 1 ist eine Armbanduhr und, wenn verwendet, wickelt der Benutzer ein Band um das Handgelenk, das mit einem Uhrenkörper verbunden ist. Die Uhr 1 dieser Ausführungsform umfasst in erster Linie eine Leistungserzeugungseinheit A zum Erzeugen einer Wechselstromleistung, eine Leistungsversorgungseinheit B zum Gleichrichten einer Wechselspannung von der Leistungserzeugungseinheit A, Akkumulieren der aufwärts transformierten Spannung und Zuführen von Leistung zu den zugehörigen Komponenten, eine Steuereinheit C zum Erfassen eines Leistungserzeugungszustands der Leistungserzeugungseinheit A (in einem Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91, der später beschrieben wird) und Steuern der Gesamtheit der Uhr gemäß einem Erfassungsergebnis, einen Zeigerdrehmechanismus D zum schrittweisen Drehen von Zeigern durch Verwenden eines Schrittmotors 10 und eine Antriebseinheit E zum Antreiben des Zeigerdrehmechanismus D gemäß einem Steuersignal von der Steuereinheit C. Die Steuereinheit C schaltet in Abhängigkeit vom Leistungserzeugungszustand der Leistungserzeugungseinheit A zwischen einem Anzeigemodus, in welchem der Zeigerdrehmechanismus D angetrieben wird, um die Zeit anzuzeigen, und einem Leistungssparmodus, in welchem eine Zufuhr von Leistung zum Zeigerdrehmechanismus D zum Sparen von Leistung angehalten wird, hin und her.
Außerdem wird die Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus zwangsweise durchgeführt, indem der Benutzer die Uhr 1 mit der Hand ergreift und sie schüttelt.
Diese Einheiten werden im Folgenden eine nach der anderen beschrieben, aber die Steuereinheit wird unter Bezugnahme auf das Funktionsblockdiagramm zuletzt beschrieben.
[2.1.1] Leistungserzeugungseinheit
Die Leistungserzeugungseinheit A wird zuerst beschrieben.
Die Leistungserzeugungseinheit A umfasst einen Leistungsgenerator 40, ein Drehgewicht 4 und ein Beschleunigungszahnrad 46.
Der Leistungsgenerator 40 umfasst einen Wechselstromleistungsgenerator der elektromagnetischen Induktionsart, wobei ein Leistungserzeugungsrotor 43 innerhalb eines Leistungserzeugungsstators 42 gedreht wird, um elektrische Leistung in einer Leistungserzeugungsspule 44 zu induzieren, die mit dem Leistungserzeugungsstator 42 verbunden ist, wobei die induzierte Leistung nach außen ausgegeben wird. Außerdem fungiert das Drehgewicht 45 als ein Mittel zum Übertragen von Bewegungsenergie auf den Leistungserzeugungsrotor 43. Dann wird eine Bewegung des Drehgewichts 45 durch das Beschleunigungszahnrad 46 auf den Leistungserzeugungsrotor 43 übertragen. Falls die Uhr 1 von der Armbanduhrart ist, ist das Drehgewicht in der Uhr 1 zum Beispiel bei Erfassen einer Bewegung des Arms eines Benutzers schwingbar. Demnach kann die elektrische Leistung durch Verwenden von Energie in der Lebensumgebung des Benutzers erzeugt werden, und die Uhr 1 kann mit der erzeugten Leistung angetrieben werden.
[2.1.2] Leistungsversorgungseinheit
Als Nächstes wird die Leistungsversorgungseinheit B beschrieben.
Die Leistungsversorgungseinheit B umfasst eine Diode 47, die als eine Gleichrichterschaltung agiert, einen Hochleistungskondensator 48 und eine Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49. Die Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 umfasst eine Mehrzahl von Kondensatoren 49a, 49b und 49c zum Erhöhen und Senken einer Spannung in mehreren Schritten. Die Spannung, die der Antriebseinheit E zugeführt wird, kann durch ein Steuersignal ϕ11 von der Steuereinheit C eingestellt werden. Außerdem wird die Ausgangsspannung der Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 der Steuereinheit C mit einem Überwachungssignal ϕ12 zugeführt, so dass die Ausgangsspannung überwacht werden kann. Hierbei nimmt die Leistungsversorgungseinheit B Vdd (Seite der höheren Spannung) als ein Bezugspotenzial (GND) und erzeugt eine Vss (Seite der niedrigeren Spannung) als eine Leistungsquellenspannung.
[2.1.3] Zeigerdrehmechanismus
Als Nächstes wird der Zeigerdrehmechanismus D beschrieben.
Der Schrittmotor 10, der im Zeigerdrehmechanismus D verwendet wird, ist ein Motor, der mit einem Impulssignal angetrieben wird. Solch ein Motor wird Impulsmotor, Schritt motor, Schrittdrehmotor oder digitaler Motor genannt, und er wird in vielen Fällen als ein Stellglied für eine digitale Steuervorrichtung eingesetzt. In letzter Zeit wurden Schrittmotoren mit einer kleineren Größe und einem geringeren Gewicht als Stellglieder für viele elektronische Vorrichtungen oder Informationsgeräte eingesetzt, welche eine kleine Größe aufweisen und sich dazu eignen, von Benutzern getragen zu werden. Typische Beispiele für diese elektronischen Vorrichtungen sind Uhren, wie beispielsweise elektronische Uhren, Zeitschalter und Chronografen.
[2.1.3.1] Schrittmotor
Der Schrittmotor 10 in dieser zweiten Ausführungsform umfasst eine Antriebsspule 11 zum Erzeugen von Magnetkräften mit Antriebsimpulsen, die von der Antriebseinheit E geliefert werden, einen Stator 12, der durch die Antriebsspule 11 erregt wird, und einen Rotor 13, der sich unter einem Magnetfeld dreht, das innerhalb des Stators 12 erzeugt wird. Außerdem ist der Schrittmotor 10 von der PM-Art (Dauermagnetdrehart), wobei der Rotor 13 aus einem scheibenförmigen zweipoligen Dauermagneten aufgebaut ist. Magnetische Sättigungsabschnitte 17 sind im Stator 12 vorgesehen, so dass die Magnetkräfte, die durch die Antriebsspule 11 erzeugt werden, verschiedene Magnetpole in jeweiligen Phasen (Polen) 15 und 16 um den Rotor 13 erzeugen. Ferner ist zum Einschränken der Drehrichtung des Rotors 13 eine innere Kerbe 18 in einer geeigneten Position entlang eines Innenumfangs des Stators 12 ausgebildet, um ein Rastmoment zu erzeugen, um dadurch den Rotor 13 in einer geeigneten Position anzuhalten.
Die Drehung des Rotors 13 des Schrittmotors 10 wird durch ein Räderwerk 50, welches ein 5. Rad 51, das durch einen Trieb mit dem Rotor 13 in Eingriff ist, ein 4. (Sekunden-) Rad 52, ein 3. Rad 53, ein 2. (mittleres) Rad 54, ein Minutenrad 55 und ein Stundenrad 56 umfasst, auf die jeweiligen Zeiger übertragen. Ein Sekundenzeiger 61 ist mit einer Welle des 4. Rades 52 verbunden, ein Minutenzeiger 62 ist mit einer Welle des 2. Rades 54 verbunden, und ein Stundenzeiger 63 ist mit einer Welle des Stundenrads 56 verbunden. Mit der Drehung des Rotors 13 werden diese Zeiger gedreht, um die Zeit anzuzeigen. Natürlich kann auch ein Übertragungssystem (nicht dargestellt) zum Anzeigen eines Datums usw. mit dem Räderwerk 50 verbunden sein.
[2.1.4] Antriebseinheit
Als Nächstes liefert die Antriebseinheit E unter der Kontrolle der Steuereinheit C verschiedene Antriebsimpulse an den Schrittmotor 10. Die Antriebseinheit E umfasst eine Brückenschaltung, die aus einem p-Kanal-MOS-Transistor 33a und einem n-Kanal-MOS-Transistor 32a, welche in Reihe geschaltet sind, einem p-Kanl-MOS-Transistor 33b und einem n-Kanal-MOS-Transistor 32b besteht. Die Antriebseinheit E umfasst ferner Drehungserfassungswiderstände 35a und 35b, die zu den p-Kanal-MOS-Transistoren 33a und 33b jeweils parallel geschaltet sind, und p-Kanal-MOS-Transistoren 34a und 34b zum Liefern von Zerhackerimpulsen an die Widerstände 35a und 35b zum Zwecke des Abtastens. Durch Anlegen von Steuerimpulsen, welche sich in der Polarität und Impulsbreite unterscheiden, bei den jeweiligen Zeitgaben von der Steuereinheit C an Gate-Elektroden dieser MOS-Transistoren 32a, 32b, 33a, 33b, 34a und 34b können daher die Antriebsimpulse mit verschiedenen Polaritäten an die Antriebsspule 11 geliefert werden oder können die Erfassungsimpulse zum Erfassen der Drehung des Rotors 13 und zum Erregen der induzierten Spannung, um ein Magnetfeld zu erfassen, geliefert werden.
[2.1.5] Steuereinheit
Als Nächstes wird der Aufbau der Steuereinheit C unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. 5 ist ein Funktionsblockdiagramm der Steuereinheit C und ihrer Umgebung. Die Steuereinheit C umfasst eine Impulsvereinigungseinheit 22, einen Moduseinstellabschnitt 90, einen Zeitinformationsspeicher 96 und eine Antriebssteuerschaltung 24.
Zunächst besteht die Impulsvereinigungsschaltung 22 aus einem Schwingkreis zum Schwingen von Bezugsimpulsen von stabiler Frequenz durch Verwenden einer Bezugsschwingungsquelle 21, wie beispielsweise eines Quarzoszillators, und einer Vereinigungsschaltung zum Vereinigen von frequenzgeteilten Impulsen, die durch eine Frequenzteilung der Bezugsimpulse erhalten werden, und der Bezugsimpulse, um verschiedene Impulssignale zu erzeugen, die sich in der Impulsbreite und Zeitgabe unterscheiden.
Dann besteht der Moduseinstellabschnitt 90 aus einem Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91, einem Einstellwertänderungsabschnitt 95 zum Ändern von Einstellwerten, die zum Erfassen des Leistungserzeugungszustands eingesetzt werden, eine Spannungserfassungsschaltung 92 zum Erfassen einer geladenen Spannung Vc des Hochleistungskondensators 48, eine zentrale Steuerschaltung 93 zum Steuern eines Zeitanzeigemodus in Abhängigkeit vom Leistungserzeugungszustand und Steuern eines Spannungsaufwärtstransformationsfaktors basierend auf der geladenen Spannung und einen Modusspeicher 94 zum Speichern des Modus.
Der Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91 umfasst eine erste Erfassungsschaltung 97 zum Vergleichen einer elektromotorischen Spannung Vgen des Leistungsgenerators 60 mit einem Spannungseinstellwert Vo und anschließenden Feststellen, ob eine Leistungserzeugung erfasst wird, und eine zweite Erfassungsschaltung 98 zum Vergleichen einer Leistungserzeugungszeitdauer Tgen, während der die elektromotorische Spannung Vgen, die nicht niedriger als eine Spannungseinstellwert Vbas ist, der deutlich niedriger als der Spannungseinstellwert Vo ist, erhalten wird, mit einem Zeiteinstellwert To und anschließenden Feststellen, ob eine Leistungserzeugung erfasst wird. Wenn eine der Bedingungen, die durch die ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 festgelegt werden, erfüllt wird, bestimmt die Leistungserzeugungszustandserfassungsschaltung 91, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird. In diesem Zusammenhang sind die Spannungseinstellwerte Vo und Vbas jeweils eine negative Spannung mit Vdd (= GND) als einer Referenz und stellt eine Potenzialunterschied von Vdd dar. Der Aufbau der ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 wird später beschrieben.
Hierbei können der Spannungseinstellwert Vo und der Zeiteinstellwert To gesteuert werden, um durch den Einstellwertänderungsabschnitt 95 selektiv geändert zu werden. Nach der Umschaltung von einem Anzeigemodus in einen Leistungssparmodus ändert der Einstellwertänderungsabschnitt 95 die Größen der Einstellwerte Vo und To der ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 in der Leistungserzeugungserfassungsschaltung 91. In dieser Ausführungsform werden die Einstellwerte Va und Ta im Anzeigemodus so eingestellt, dass sie niedriger als die Einstellwerte Vb und Tb im Leistungssparmodus sind. Daher erfordert die Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus die Erzeugung einer großen Leistung. Ein erforderlicher Pegel der erzeugten Leistung ist auf solch einem Pegel, wie er üblicherweise erzeugt wird, wenn die Uhr vom Benutzer getragen wird, nicht genug, sondern muss solch ein hoher Pegel sein, wie er erzeugt wird, wenn der Benutzer versucht, den Kondensator durch Schütteln des Handgelenks zwangsweise aufzuladen. Mit anderen Worten, die Einstellwerte Vb und Tb im Leistungssparmodus werden so eingestellt, dass sie ein zwangsweises Laden erfassen können.
Ferner umfasst die zentrale Steuerschaltung 93 eine Nichtleistungserzeugungszeitmessschaltung 99 zum Messen einer Nichtleistungserzeugungszeit Tn, während der die Leistungserzeugung durch die ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 nicht erfasst wird. Wenn die Nichtleistungserzeugungszeit Tn eine vorbestimmte Einstellzeit überschreitet, schaltet der Betriebsmodus vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus um. Umgekehrt erfolgt die Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus, wenn die folgenden Bedingungen erfüllt werden; d.h. dass durch den Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91 erfasst wird, dass die Leistungserzeugungseinheit A im Zustand des Erzeugens von Leistung ist, und die geladene Spannung VC des Hochleistungskondensators 48 ausreichend ist.
Da die Leistungsversorgungseinheit B in dieser Ausführungsform die Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 umfasst, kann der Zeigerdrehmechanismus D durch Verstärken der Leistungsversorgungsspannung mit der Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49 angetrieben werden, selbst wenn die geladene Spannung VC in einem verhältnismäßig niedrigen Zustand ist. Demnach bestimmt die zentrale Steuerschaltung 93 den Spannungsaufwärtstransformationsfaktor basierend auf der geladenen Spannung VC und steuert die Spannungsaufwärts- und -abwärtstransformationsschaltung 49.
Wenn jedoch die geladene Spannung VC zu niedrig ist, kann die Leistungsversorgungsspannung, die zum Betreiben des Zeigerdrehmechanismus D imstande ist, selbst nach ihrem Aufwärtstransformieren nicht erhalten werden. Wenn der Modus in solch einem Fall vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet wird, kann die genaue Zeitanzeige nicht erreicht werden, und es wird zusätzliche Leistung verbraucht.
Unter Berücksichtigung des zuvor erwähnten Punkts wird in dieser Ausführungsform die geladene Spannung VC mit dem Spannungseinstellwert Vc, der im Voraus eingestellt wird, verglichen, um dadurch zu bestimmen, dass die geladene Spannung VC ausreicht. Diese Bestimmung zu erfüllen, ist zusätzlich eine Bedingung, um die Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus zu ermöglichen.
Der auf diese Weise eingestellte Modus wird im Modusspeicher 94 gespeichert, und die gespeicherten Informationen werden an die Antriebssteuerschaltung 24, den Zeitinformationsspeicher 96 und den Einstellwertänderungsabschnitt 95 geliefert. Nach der Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus hält die Antriebssteuerschaltung 24 die Lieferung des Impulssignals an die Antriebseinheit E an, um dadurch den Betrieb der Antriebseinheit E anzuhalten. Demgemäß hört der Motor 10 auf, sich zu drehen, und die Zeitanzeige wird angehalten.
Als Nächstes besteht der Zeitinformationsspeicher 96 aus einem Zähler und einem Speicher (obwohl nicht dargestellt). Der Zeitinformationsspeicher 96 empfängt das Bezugssignal, das durch die Impulsvereinigungsschaltung 22 erzeugt wird, beginnt mit der Zeitzählung nach der Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus und beendet die Zeitzählung nach der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus. Als Ergebnis wird eine Zeitdauer gemessen, während welcher der Leistungssparmodus aufrechterhalten wird. Die Zeitdauer des Leistungssparmodus wird im Speicher gespeichert. Ferner zählt der Zeitinformationsspeicher 96 durch Verwenden des Zählers nach der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus Schnellvorlaufimpulse, die von der Antriebssteuerschaltung 24 an die Antriebseinheit E geliefert werden, und, wenn der gezählte Wert einen Wert erreicht, welcher der Zeitdauer des Leistungssparmodus entspricht, erzeugt der Speicher 96 ein Steuersignal zum Anhalten der Lieferung der Schnellvorlauf impulse und liefert das Steuersignal an die Antriebseinheit E. Demgemäß hat der Zeitinformationsspeicher 96 auch die Funktion des Bewirkens, dass die wieder aufgenommene Zeitanzeige auf die aktuelle Zeit zurückgestellt wird. Im Übrigen werden sowohl die Inhalte des Zählers als auch des Speichers bei der Zeitgabe der Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus zurückgesetzt.
Als Nächstes erzeugt die Antriebssteuereinheit 24 die Antriebsimpulse in Abhängigkeit vom Modus basierend auf den Impulsen, die von der Impulsvereinigungsschaltung 22 ausgegeben werden. Zuerst hält im Leistungssparmodus die Antriebssteuerschaltung 24 die Lieferung der Antriebsimpulse an. Dann liefert die Antriebssteuerschaltung 24 unmittelbar nach der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus Schnellvorlaufimpulse mit kürzeren Impulsintervallen als die Antriebsimpulse, um zu bewirken, dass die wieder aufgenommene Zeitanzeige auf die aktuelle Zeit zurückgestellt wird. Dann liefert die Antriebssteuerschaltung 24 nach Beendigung der Lieferung der Schnellvorlaufimpulse die Antriebsimpulse mit normalen Impulsintervallen an die Antriebseinheit E.
[2.1.6] Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt
Als Nächstes wird der Aufbau des Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts 91 unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
6 ist ein Schaltbild des Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts 91.
In 6 erzeugt die erste Erfassungsschaltung 97 ein Spannungserfassungssignal Sv, welches einen H-Pegel annimmt, wenn die Größe der elektromotorischen Spannung Vgen über eine vorbestimmte Spannung hinausgeht, und einen L-Pegel, wenn sie unter die vorbestimmte Spannung sinkt.
Andererseits erzeugt die zweite Erfassungsschaltung 98 ein Leistungserzeugungszeitdauererfassungssignal St, welches einen H-Pegel annimmt, wenn die Leistungserzeugungszeitdauer über eine vorbestimmte Zeit hinausgeht, und einen L-Pegel, wenn sie unter der vorbestimmten Zeit bleibt. Außerdem wird die logische Summe des Spannungserfassungssignals Sv und des Leistungserzeugungszeitdauererfassungssignals St durch eine ODER-Schaltung 975 berechnet und dann als ein Leistungserzeugungszustandserfassungssignal S an die zentrale Steuerschaltung 93 geliefert. Das Leistungserzeugungszustandserfassungssignal S zeigt den Zustand des Erezeugens von Leistung an, wenn es einen H-Pegel annimmt, und den Zustand des Nichterzeugens von Leistung, wenn es einen L-Pegel annimmt. Wenn demgemäß, wie bereits erwähnt, irgendeine der Bedingungen erfüllt wird, die durch die ersten und zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 festgelegt werden, bestimmt der Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91, dass eine Leistung erzeugt wird. Die erste Erfassungsschaltung 97 und die zweite Erfassungsschaltung 98 werden im Folgenden ausführlich beschrieben.
[2.1.6.1] Erste Erfassungsschaltung
[2.1.6.1.1] Aufbau der ersten Erfassungsschaltung
In 6 besteht die erste Erfassungsschaltung 97 in erster Linie aus einem Komparator 971, Referenzspannungsquellen 972, 973 zum Erzeugen einer konstanten Spannung, einem Schalter SW1 und einem nachtriggerbaren Mono-Multivibrator 974. Ein Wert der Spannung, die durch die Referenzspannungsquelle 972 erzeugt wird, ist gleich dem Spannungseinstellwert Va im Anzeigemodus, wohingegen ein Wert der Spannung, die durch die Referenzspannungsquelle 973 erzeugt wird, gleich dem Spannungseinstellwert Vb im Leistungssparmodus ist. Die Referenzspannungsquellen 972, 973 sind durch den Schalter SW1 mit einem positiven Eingangsanschluss des Komparators 971 verbunden. Der Schalter SW1 wird durch den Einstellwertänderungsabschnitt 95 derart gesteuert, dass die Referenzspannungsquelle 972 im Anzeigemodus mit dem positiven Eingangsanschluss des Komparators 971 verbunden wird und die Referenzspannungsquelle 973 im Leistungssparmodus mit dem positiven Eingangsanschluss des Komparators 971 verbunden wird. Außerdem wird die elektromotorische Spannung Vgen, die in der Leistungserzeugungseinheit A erzeugt wird, zu einem negativen Eingangsanschluss des Komparators 971 geliefert. Demnach vergleicht der Komparator 971 die elektromotorische Spannung Vgen mit dem Spannungseinstellwert Va oder dem Spannungseinstellwert Vb und erzeugt ein Vergleichergebnissignal, welches einen H-Pegel annimmt, wenn die elektromotorische Spannung Vgen niedriger als diese Spannungseinstellwerte ist (also eine größere Amplitude aufweist), und welches einen L-Pegel annimmt, wenn die elektromotorische Spannung Vgen höher als diese Spannungseinstellwerte ist (also eine kleinere Amplitude aufweist).
Der nachtriggerbare Mono-Multivibrator 974 erzeugt ein Signal, welches getriggert wird, um durch Erzeugen einer ansteigenden Flanke zu dem Zeitpunkt, wenn das Vergleichsergebnissignal von einem L-Pegel auf einen H-Pegel steigt, von einem L-Pegel auf einen H-Pegel zu steigen, und welches von einem L-Pegel auf einen H-Pegel steigt, nachdem eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist. Wenn außerdem wieder getriggert wird, bevor die vorbestimmte Zeit verstreicht, setzt der nachtriggerbare Mono-Multivibrator 974 die gezählte Zeit zurück und beginnt neu, Zeit zu zählen.
[2.1.6.1.2] Funktionsweise der ersten Erfassungsschaltung
Als Nächstes wird die Funktionsweise der ersten Erfassungsschaltung 97 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
7 ist ein Zeitdiagramm für die erste Erfassungsschaltung 97.
7(a) stellt die Wellenform einer elektromotorischen Spannung Vgen dar, die sich nach einer Einweggleichrichtung durch die Diode 47 ergibt. In dieser Ausführungsform wird davon ausgegangen, dass die Spannungseinstellwerte Va und V auf Pegel eingestellt sind, die in 7(a) dargestellt sind. Angenommen, der aktuelle Modus ist der Anzeigemodus, dann wählt der Schalter SW1 die Referenzspannungsquelle 972 aus und liefert den Spannungseinstellwert Va an den Komparator 971.
Dann vergleicht der Komparator 971 die Spannungseinstellwerte Va und die elektromotorische Spannung Vgen, die in 7(a) dargestellt sind, und erzeugt das Vergleichsergebnissignal, das in 7(b) dargestellt ist. In diesem Fall wird der nachtriggerbare Mono-Multivibrator 974 getriggert, um synchron mit einer ansteigenden Flanke des Vergleichsergebnissignals, welches zum Zeitpunkt t1 erzeugt, von einem L-Pegel auf einen H-Pegel zu steigen (siehe 7(c)).
Hierbei ist eine Verzögerungszeit Td des nachtriggerbaren Mono-Multivibrators 974 in 7(b) dargestellt. Da in diesem Fall ein Zeitraum von einer Flanke e1 zu einer nächsten Flanke e2 kürzer als die Verzögerungszeit Td ist, erhält das Spannungserfassungssignal Sv einen H-Pegel aufrecht.
Andererseits wählt in der Annahme, dass der aktuelle Modus der Leistungssparmodus ist, der Schalter SW1 die Referenzspannungsquelle 973 aus und liefert den Spannungseinstellwert Vb an den Komparator 971. Da in dieser Ausführungsform die elektromotorische Spannung Vgen den Spannungseinstellwert Vb nicht überschreitet, wird der nachtriggerbare Mono-Multivibrator 974 nicht getriggert. Demgemäß erhält das Spannungserfassungssignal Sv einen L-Pegel aufrecht.
Demnach vergleicht die erste Erfassungsschaltung 97 die elektromotorische Spannung Vgen mit dem Spannungseinstellwert Va oder Vb, um dadurch das Spannungserfassungssignal Sv zu erzeugen.
[2.1.6.2] Zweite Erfassungsschaltung
[2.1.6.2.1] Aufbau der zweiten Erfassungsschaltung
In 6 besteht die zweite Erfassungsschaltung 98 aus einer Integrationsschaltung 981, einem Gatter 982, einem Zähler 983, einem digitalen Komparator 984 und einem Schalter SW2.
Zunächst besteht die Integrationsschaltung 981 aus einem MOS-Transistor 2, einem Kondensator 3, einem Pull-up-Widerstand 4 und einer Umkehrschaltung 5. Die elektromotorische Spannung Vgen ist mit einem Gate des MOS-Transistors 2 verbunden, wodurch der MOS-Transistor 2 Ein- und Aus-Operationen gemäß der elektromotorischen Spannung Vgen wiederholt, um das Aufladen des Kondensators 3 zu steuern. Wenn ein Schaltmittel aus einem MOS-Transistor aufgebaut ist, kann die Integrationsschaltung 971, welche die Umkehrschaltung 5 umfasst, aus einer billigen CMOSIC aufgebaut sein. Dieses Schaltelement und diese Spannungserfassungsmittel können jedoch aus bipolaren Transistoren aufgebaut sein. Der Pull-up-Widerstand 4 dient dazu, einen Spannungswert V3 des Komparators 3 im Zustand des Nichterzeugens von Leistung auf dem Potenzial Vss zu fixieren, und auch dazu, im Zustand des Nichterzeugens von Leistung einen Kriechstrom zu erzeugen. Der Pull-up-Widerstand 4 weist einen hohen Widerstandswert in der Größenordnung von mehreren Dutzenden bis mehrere Hunderte von MΩ auf und kann aus einem MOS-Transistor mit einem großen widerstand beim Einschalten aufgebaut sein. Die Umkehrschaltung 5, die mit dem Kondensator 3 verbunden ist, bestimmt den Spannungswert V3 des Kondensators 3. Die Umkehrschaltung 5 gibt ein Erfassungssignal Vout aus. Hierbei wird eine Schwelle der Umkehrschaltung 5 auf einen Spannungseinstellwert Vbas eingestellt, der deutlich kleiner als der Spannungseinstellwert Vo ist, der in der ersten Erfassungsschaltung 97 verwendet wird.
Das Bezugssignal, das von der Impulsvereinigungsschaltung 22 geliefert wird, und das Erfassungssignal Vout werden zum Gatter 982 geliefert. Demgemäß zählt der Zähler 983 das Bezugssignal während einer Periode, in welcher das Erfassungssignal Vout einen H-Pegel aufrechterhält. Ein gezählter Wert wird zu einem Eingang des digitalen Komparators 984 geliefert. Außerdem wird der Zeiteinstellwert To, welcher der Einstellzeit entspricht, zum anderen Eingang des digitalen Komparators 984 geliefert. Wenn der aktuelle Modus der Anzeigemodus ist, wird der Zeiteinstellwert Ta durch den Schalter SW2 geliefert und, wenn der aktuelle Modus der Leistungssparmodus ist, wird der Zeiteinstellwert Tb durch den Schalter SW2 geliefert. Außerdem wird der Schalter SW2 durch den Einstellwertänderungsabschnitt 95 gesteuert.
Der digitale Komparator 984 gibt das Vergleichsergebnissignal als ein Leistungserzeugungszeitdauererfassungssignal St synchron mit einer abfallenden Flanke des Erfassungssignals Vout aus. Das Leistungserzeugungszeitdauererfassungssignal St nimmt einen H-Pegel an, wenn die Zeitdauer über die Einstellzeit hinausgeht, und einen L-Pegel, wenn die Zeitdauer unter der Einstellzeit bleibt.
[2.1.6.2.2] Funktionsweise der zweiten Erfassungsschaltung
Als Nächstes wird die Funktionsweise der zweiten Erfassungsschaltung 98 unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
8 ist ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der zweiten Erfassungsschaltung 98.
Wenn in der Leistungserzeugungseinheit A mit der Erzeugung von Wechselstromleistung, die in 8(a) dargestellt ist, begonnen wird, erzeugt der Leistungsgenerator 40 durch die Diode 47 eine elektromotorische Spannung Vgen, die in 8(b) dargestellt ist. Wenn ein Spannungswert der elektromotorischen Spannung Vgen nach Beginn der Leistungserzeugung von Vdd auf Vss abfällt, wird der MOS-Transistor 2 eingeschaltet, um mit dem Aufladen des Kondensators 3 zu beginnen. Das Potenzial bei V3 wird auf der Vss-Seite durch den Pull-up-Widerstand 4 im Zustand des Nichterzeugens von Leistung fixiert, beginnt aber zur Vdd-Seite anzusteigen, wenn nach der Leistungserzeugung mit dem Aufladen des Kondensators 3 begonnen wird. Wenn dann der Wert der elektromotorischen Spannung Vgen zur Vss ansteigt und der MOS-Transistor 2 ausgeschaltet wird, wird das Aufladen des Kondensators 3 angehalten, aber das Potenzial bei V3 wird auf demselben Pegel gehalten, wie in 8(c) dargestellt. Die zuvor beschriebene Operation wird während einer Periode wiederholt, in welcher die Leistungserzeugung fortgesetzt wird, und das Potenzial bei V3 wird nach dem Ansteigen auf Vdd stabilisiert. Wenn das Potenzial bei V3 über die Schwelle der Umkehrschaltung 5 steigt, geht das Erfassungssignal Vout als eine Ausgabe der Umkehrschaltung 5' con einem L-Pegel auf einen H-Pegel über, woraufhin die Leistungserzeugung erfasst wird. Eine Ansprechzeit auf die Erfassung von Leistungserzeugung kann wahlweise durch Anschließen eines Strombegrenzungswiderstands oder Ändern einer Fähigkeit des MOS-Transistors zur Einstellung des Werts eines Ladestroms in den Kondensator 3 oder Ändern des Kapazitätswerts des Kondensators 3 eingestellt werden.
Wenn die Leistungserzeugung angehalten wird, wird die elektromotorische Spannung Vgen auf dem Vdd-Pegel stabilisiert, und daher wird der MOS-Transistor 2 in einem Aus-Zustand gehalten. Die Spannung bei V3 wird durch den Kondensator 3 für eine Weile kontinuierlich gehalten, aber die Ladungen im Kondensator 3 entweichen infolge eines leichten Kriechstroms durch den Pull-up-Widerstand 4. Demgemäß beginnt V3, allmählich von Vdd zu Vss abzufallen. Wenn dann V3 unter die Schwelle der Umkehrschaltung 5 fällt, geht das Erfassungssignal Vout als eine Ausgabe der Umkehrschaltung 5' von einem H-Pegel auf einen L-Pegel über, woraufhin erfasst wird, dass keine Leistung erzeugt wird (siehe 8(d)). Eine Ansprechzeit auf die Erfassung der Nichtleistungserzeugung kann wahlweise durch Ändern des Widerstandswerts des Pull-up-Widerstands 4 eingestellt werden, um einen Kriechstrom vom Kondensator 3 einzustellen.
Das Verknüpfen des Bezugssignals durch das Erfassungssignal Vout erzeugt ein Signal, das in 8(e) dargestellt ist, und das erzeugte Signal wird durch den Zähler 983 gezählt. Ein gezählter Wert wird im digitalen Komparator 984 mit dem Wert verglichen, welcher der Einstellzeit bei der Zeitgabe T1 entspricht. Wenn hierbei eine Hochpegelperiode Tx des Erfassungssignals Vout länger als der Zeiteinstellwert To ist, wechselt das Leistungserzeugungszeitdauererfassungssignal St bei der Zeitgabe T1 von einem L-Pegel auf einen H-Pegel, wie in 8(f) dargestellt.
Die elektromotorische Spannung Vgen, die in Abhängigkeit von einer Differenz in der Drehgeschwindigkeit des Leistungserzeugungsrotors 43 erzeugt wird, und das Erfassungssignals Vout, das von der elektromotorischen Spannung Vgen resultiert, werden nun unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
9 ist eine konzeptionelle Ansicht zur Erläuterung der elektromotorischen Spannung Vgen, die in Abhängigkeit von einer Differenz in der Drehgeschwindigkeit des Leistungserzeugungsrotors 43 erzeugt wird, und der Beziehung des Erfassungssignals Vout in Bezug auf die elektromotorische Spannung Vgen.
Konkret stellt 9(a) den Fall dar, in welchem die Drehgeschwindigkeit des Leistungserzeugungsrotors 43 niedrig ist, und 9(b) stellt den Fall dar, in welchem die Drehgeschwindigkeit des Leistungserzeugungsrotors 43 hoch ist. Ein Spannungspegel und ein Zyklus (Frequenz) der elektromotorischen Spannung Vgen ändern sich in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Leistungserzeugungsrotors 43. Mit anderen Worten, je höher die Drehgeschwindigkeit ist, umso größer ist die Amplitude der elektromotorischen Spannung Vgen und umso kürzer ist der Zyklus davon. Daher ändert sich die Länge einer Ausgabehaltezeit (Leistungserzeugungszeitdauer) des Erfassungssignals Vout in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Leistungserzeugungsrotors 43, d.h. der Intensität von Leistungserzeugung. Genauer gesagt ist, wenn die Bewegung gering ist, wie in 9(a) dargestellt, die Ausgabehaltezeit ta und, wenn die Bewegung groß ist, wie in 9(b) dargestellt, ist die Ausgabehaltezeit tb. Die Beziehung zwischen ta und tb ist ta < tb. Die Intensität von Leistungserzeugung im Leistungsgenerator 40 kann aus der Länge der Ausgabehaltezeit des Erfassungssignals Vout bestimmt werden.
[2.2] Funktionsweise der Uhr
Als Nächstes werden Moduseinstellschritte zum Ausführen eines Modusumstellprozesses in der Uhr 1 dieser zweiten Ausführungsform beschrieben.
10 ist ein Flussdiagramm, das eine Zusammenfassung der Moduseinstellschritte darstellt.
Zunächst wird bei Schritt 71 der aktuelle Modus festgestellt. Wenn der aktuelle Betriebsmodus unter Leistungssparen ist, wird bei Schritt 74 das Zählen der Unter brechungszeit durch den Zeitinformationsspeicher 96 fortgesetzt. Dann werden bei Schritt 75 die Einstellwerte Vo und To in der Spannungserfassungsschaltung 91 auf die Werte Vb und Tb für den Leistungssparmodus eingestellt. Wenn andererseits der aktuelle Betriebsmodus der Anzeigemodus ist, steuert die Antriebssteuerschaltung 24 die Antriebsschaltung 30 so, dass sie Antriebsimpulse erzeugt, und führt bei Schritt 72 die Zeitanzeige durch. Dann werden bei Schritt 73 die Einstellwerte Vo und To im Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91 auf die Werte Va und Ta für den Anzeigemodus eingestellt.
Als Nächstes wird bei Schritt 76 ein Leistungserzeugungspegel (elektromotorische Spannung) erfasst. Wenn bei Schritt 76 festgestellt wird, dass die elektromotorische Spannung erzeugt wird, auch wenn ihr Pegel niedrig ist, wird die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen bei Schritt 77 vorwärts gezählt. Dann wird die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen bei Schritt 78 mit der Einstellzeit To verglichen. Wenn die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen nicht weniger als die Einstellzeit To ist, geht die Verarbeitung nach einer Entscheidung, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, zu Schritt 80 über. Wenn bei Schritt 78 festgestellt wird, dass die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen die Einstellzeit To nicht erreicht, wird bei Schritt 79 die elektromotorische Spannung Vgen mit dem Einstellwert Vo vergleichen. Wenn die elektromotorische Spannung Vo den Einstellwert Vo erreicht, geht die Verarbeitung nach einer Entscheidung, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, zu Schritt 80 über. Bei Schritt 80 wird erneut der Modus festgestellt. Wenn der Modus nicht der Leistungssparmodus ist, wird die Nichtleistungserzeugungszeit Tn bei Schritt 81 zurückgesetzt, woraufhin die Verarbeitung zu Schritt 71 zurückkehrt und die Zeitanzeige bei Schritt 72 fortsetzt. Wenn umgekehrt der Modus der Leistungssparmodus ist, wird bei Schritt 82 die geladene Spannung VC der Leistungsversorgungseinheit B bestimmt. wenn die Leistungsversorgungs einheit B ausreichend geladen ist, wird der Modus vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet und der Leistungssparmodus wird bei Schritt 83 aufgehoben. Wenn die Zeit nach der Umschaltung in den Anzeigemodus wieder angezeigt wird, wird die Zeitanzeige gemäß der Unterbrechungszeit, die durch den Zeitinformationsspeicher 96 gezählt wurde, schnell vorlaufen gelassen, und nach dem Rückstellen auf die aktuelle Zeit wird mit einer normalen Drehung der Zeiger je Sekunde begonnen, wie bereits erwähnt. Als Ergebnis kann der Benutzer die genaue Zeit erfahren, die nach der Rückkehr in den Anzeigemodus angezeigt wird.
Wenn andererseits die elektromotorische Spannung bei Schritt 76 nicht erfasst wird, oder wenn die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen die Einstellzeit To nicht erreicht und auch die elektromotorische Spannung den Einstellwert Vo nicht erreicht, geht die Verarbeitung nach einer Entscheidung, dass keine Leistungserzeugung erfasst wird, zu Schritt 85 über, wobei der Modus zu diesem Zeitpunkt bestimmt wird. Wenn in dieser Hinsicht die elektromotorische Spannung bei Schritt 76 nicht erfasst wird, wird die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen bei Schritt 84 zurückgesetzt. Wenn bei Schritt 85 festgestellt wird, dass der Modus der Leistungssparmodus ist, kehrt die Verarbeitung direkt zu Schritt 71 zurück, um das Vorwärtszählen der Unterbrechungszeit fortzusetzen. Wenn bei Schritt 86 festgestellt wird, dass der Modus der Anzeigemodus ist, wird die Nichtleistungserzeugungszeit Tn bei Schritt 86 vorwärts gezählt und, ob eine vorbestimmte Nichtleistungserzeugungszeit andauert oder nicht, wird bei Schritt 87 festgestellt. Wenn die Nichtleistungserzeugungszeit Tn verstrichen ist, wird der Modus bei Schritt 88 vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus umgeschaltet, um dadurch mit dem Leistungssparen zu beginnen. Bei Schritt 88 werden sowohl die Betriebe der Anzeigeantriebsschaltung 24 als auch der Antriebsschaltung 30 angehalten, um einen Leistungsverbrauch des Motors 10 aufzuheben, und es wird mit dem Zählen der Unterbrechungszeit durch den Zeitinformationsspeicher 96 begonnen.
[2.3] Vorteile der zweiten Ausführungsform
Demnach wird in der Uhr 1 dieser Ausführungsform die Zeitanzeige in Abhängigkeit davon, ob eine Leistung erzeugt wird oder nicht, angehalten oder wieder aufgenommen. Wie bereits erwähnt, ist der Leistungsgenerator 40 in dieser Ausführungsform solch ein System, dass Leistung durch Erfassen einer Bewegung des Arms eines Benutzers oder eine Schwingung mit der Hilfe des Drehgewichts 45 erzeugt wird. Demgemäß bedeutet die Tatsache, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, dass die Uhr auf dem Arm des Benutzers angebracht ist oder dass der Benutzer die Uhr trägt, während er sie in eine Hosentasche oder dergleichen steckt. Wenn angesichts des Vorhergesagten eine Leistungserzeugung erfasst wird, wird der Modus nach einer Entscheidung, dass die Uhr vom Benutzer getragen wird, in den Anzeigemodus umgeschaltet, in welchem die Zeit angezeigt wird. Wenn umgekehrt keine Leistungserzeugung erfasst wird, wird der Modus nach einer Entscheidung, dass die Uhr vom Benutzer nicht getragen wird, in den Leistungssparmodus umgeschaltet, in welchem die Zeit nicht angezeigt wird. Folglich kann Energie gespart werden, die im Hochleistungskondensator 48 akkumuliert ist.
Ferner wird in der Uhr 1 der zweiten Ausführungsform bestimmt, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, wenn die vorbestimmte elektromotorische Spannung Vgen erfasst wird und wenn eine Leistungserzeugung für die vorbestimmte Zeit fortgesetzt wird.
Selbst wenn daher der Modus in einem Zustand, in dem die Uhr vom Benutzer nicht getragen wird, in den Leistungssparmodus umgeschaltet wird und dann aus irgendeinem Grund, z.B. Schwingung, unabsichtlich eine Leistungserzeugung induziert wird, wird der Modus vom Umschalten in den Anzeigemodus abgehalten, wenn die elektromotorische Spannung schwach und die Zeitdauer kurz ist. Ein unnötiger Verbrauch von Energie kann demnach verhindert werden. Da andererseits im Anzeigemodus der Einstellwert Vo so eingestellt ist, dass er niedriger als im Leistungssparmodus ist, wird bestimmt, dass eine Leistungserzeugung erfasst wird, wenn die elektromotorische Spannung erhalten wird, auch wenn die erfasste elektromotorische Spannung Vgen etwas niedrig ist. Folglich wird die Zeitanzeige fortgesetzt, so lange Leistung erzeugt wird, wenn auch auf einem niedrigen Pegel. Da außerdem im Anzeigemodus die Einstellzeit To für die Leistungserzeugungszeitdauer Tgen auch so eingestellt ist, dass sie kürzer ist, wird die Zeitanzeige aufrechterhalten, so lange Leistung erzeugt wird, wenn auch für eine kurze Zeit.
Darüber hinaus wird in der Uhr 1 der zweiten Ausführungsform die Nichtleistungserzeugungszeit Tn gemessen, und der Modus wird nicht in den Leistungssparmodus umgeschaltet, es sei denn die Nichtleistungserzeugungszeit erreicht die Einstellzeit.
Demgemäß ist es möglich, die Zeitanzeige nicht nur in dem Fall aufrechtzuerhalten, in dem eine Bewegung des Benutzers angehalten und für eine kurze Zeit keine Leistung erzeugt wird, sondern auch in dem Fall, in dem Benutzer die Armbanduhr für eine so lange Zeitraum abnimmt, wie ein Treffen dauert. Außerdem kann die Zeit kontinuierlich angezeigt werden, selbst wenn der Benutzer die Armbanduhr die ganze Nacht abnimmt. Als eine Alternative kann der Modus zum Zwecke des Energiesparens in den Leistungssparmodus umgeschaltet werden, wenn der Benutzer die Armbanduhr für eine Zeitspanne von etwa fünf Minuten abnimmt.
Wie bereits erwähnt, kann bei der Uhr 1 dieser zweiten Ausführungsform basierend auf dem Leistungserzeugungszu stand automatisch festgestellt werden, ob die Uhr vom Benutzer getragen wird oder nicht. Dann kann die Uhr ihre Funktion als eine Armbanduhr oder dergleichen durch Anzeigen der Zeit, wenn vom Benutzer getragen, ausreichend entwickeln, und sie kann einen Energieverbrauch ohne Anzeigen der Zeit, wenn vom Benutzer nicht getragen, unterdrücken.
Demgemäß kann die Leistung, sobald im Hochleistungskondensator 48 geladen, wirksam verwendet werden. Selbst bei einem langzeitigen Stehenlassen der Uhr wird die Zeit nicht angezeigt, und es wird nur die verstrichene Zeit während solch eines Zeitraums gemessen. Wenn der Benutzer die Uhr wieder trägt, wird die Zeitanzeige wieder aufgenommen und auf die aktuelle Zeit zurückgestellt, um dadurch die genaue Zeit anzuzeigen. Daher kann eine kleinformatige Armbanduhr oder dergleichen, die für eine lange Zeit zum Registrieren mit hoher Genauigkeit imstande ist, ohne die Notwendigkeit des Einsetzens eines Kondensators mit einer so großen Kapazität durch Einbinden, anstelle einer Batterie, eines Leistungsgenerators und eines Kondensators mit einer angemessenen Kapazität realisiert werden. Da außerdem die Kapazität eines Kondensators nicht so groß sein muss, kann eine Uhr realisiert werden, welche eine gute Inbetriebnahmecharakteristik aufweist und die Anzeige und wieder aufnehmen und auf die aktuelle Zeit zurückstellen kann, sobald mit einer Leistungserzeugung begonnen wird. Außerdem kann der Benutzer bei der Uhr dieser Ausführungsform, wenn vom Benutzer getragen, die Zeit ungeachtet der Umgebungsbedingungen, zum Beispiel selbst an einem dunklen Ort, stets sehen, weshalb der Benutzer völlig frei von Unbequemlichkeiten ist.
[2.4] Modifikationen der zweiten Ausführungsform
[2.4.1] Erste Modifikation
In der vorstehenden Beschreibung der zweiten Ausführungsform erfasst der Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91 den Leistungserzeugungszustand basierend auf der elektromotorischen Spannung Vgen von der Leistungserzeugungseinheit A. Der Leistungserzeugungszustand kann jedoch in der Leistungsversorgungseinheit B basierend auf einem Ladestrom, der in den Hochleistungskondensator 48 fließt, erfasst werden.
In diesem Fall kann, wie in 11 dargestellt, ein Strom-Spannungs-Wandler 100 vor der ersten Erfassungsschaltung 97 und der zweiten Erfassungsschaltung 98 angeordnet werden. Der Strom-Spannungs-Wandler 100 besteht aus einem Stromerfassungswiderstand R und einem Operationsverstärker OP zum Erfassen eines Potenzialunterschieds über den Widerstand R.
[2.4.2] Zweite Modifikation
Ferner erfolgt die vorstehende Beschreibung der weiten Ausführungsform im Hinblick darauf, dass der Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91 eingesetzt wurde, welcher sowohl die erste Erfassungsschaltung 97 zum Vergleichen der elektromotorischen Spannung Vgen mit dem Einstellwert Vo und anschließenden Feststellen, ob eine Leistungserzeugung erfasst wird, als auch die zweite Erfassungsschaltung 98 zum Vergleichen der Leistungserzeugungszeitdauer Tgen, während der die elektromotorische Spannung Vgen, die nicht niedriger als die Spannung Vbas ist, die deutlich niedriger als der Einstellwert Vo ist, erhalten wird, mit dem Einstellwert To und anschließenden Feststellen, ob eine Leistung erfasst wird. Ob eine Leistung erzeugt wird oder nicht, kann jedoch natürlich auch durch Verwenden einer der ersten oder zweiten Erfassungsschaltungen 97 und 98 festgestellt werden.
[3] Dritte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine Uhr gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Uhr der dritten Ausführungsform ist mit der Ausnahme des Aufbaus des Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts 91 ähnlich aufgebaut wie die Uhr der zweiten Ausführungsform.
Indessen ändert sich die Frequenz einer Leistung, die in der Leistungserzeugungseinheit A erzeugt wird, in Abhängigkeit von der Intensität von Leistungserzeugung. Wenn zum Beispiel die Uhr 1, die auf einem Tisch liegt, durch irgendeinen Zufall leicht bewegt wird, ist die Frequenz der erzeugten Leistung niedrig, aber wenn der Benutzer geht, während er die Uhr 1 auf dem Handgelenk trägt, wird die Frequenz der erzeugten Leistung erhöht. wenn außerdem der Benutzer versucht, die Uhr 1 durch Schütteln des Handgelenks zu laden, wird die Frequenz der erzeugten Leistung weiter erhöht. Diese Ausführungsform wurde angesichts des zuvor erwähnten Punkts entwickelt, und beabsichtigt, den Leistungserzeugungszustand basierend auf der Frequenz der erzeugten Leistung zu erfassen.
[3.1] Aufbau des Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts
12 stellt ein Blockdiagramm eines Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts 91' gemäß der dritten Ausführungsform dar.
Außerdem stellt 13 ein Zeitdiagramm des Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitts 91' gemäß der dritten Ausführungsform dar.
Der Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91' besteht aus einem Komparator 971, einer Referenzspannungsquelle 972 zum Erzeugen einer konstanten Spannung, einem Schalter SW2 und einem Zeitgeber 975, sowie einem SR-Flipflop 976, einem Gatter 977, einem Zähler 978 und einem digitalen Komparator 979.
Die Referenzspannungsquelle 972 erzeugt den Spannungseinstellwert Va im Anzeigemodus und ist mit einem positiven Eingangsanschluss des Komparators 971 verbunden. Außerdem wird eine elektromotorische Spannung Vgen, die in der Leistungserzeugungseinheit A erzeugt wird und in 13(a) dargestellt ist, zu einem negativen Eingangsanschluss des Komparators 971 geliefert. Demnach vergleicht der Komparator 971 die elektromotorische Spannung Vgen mit dem Spannungseinstellwert Va und erzeugt ein Vergleichsergebnissignal, welches einen H-Pegel annimmt, wenn die elektromotorische Spannung Vgen niedriger als der Spannungseinstellwert Va ist, und welches einen L-Pegel annimmt, wenn die elektromotorische Spannung Vgen höher als der Spannungseinstellwert Va ist (siehe 13(b)).
Das Vergleichsergebnissignal wird zu einem Setzanschluss des SR-Flipflops 976 geliefert, und ein Ausgangssignal des Zeitgebers 975 wird zu einem Rücksetzanschluss des SR-Flipflops 976 geliefert. Der Zeitgeber 975 ist ausgelegt, um mit dem Zählen von Zeit synchron mit dem Ansteigen eines Ausgangssignals des SR-Flipflops 976 zu beginnen und nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeit abzufallen. In der Annahme, dass hierbei die Zeitgeberzählzeit Ts ist, wie in 13(c) dargestellt, wechselt das Ausgangssignal des SR-Flipflops 976 von einem L-Pegel auf einen H-Pegel synchron mit jeder ansteigenden Flanke e3, e4 des Vergleichsergebnissignals und fällt nach Aufrechterhalten eines H-Pegels für die Zeit Ts von einem H-Pegel auf einen L-Pegel ab.
Das Gatter 977 gibt das logische Produkt des Ausgangssignals des SR-Flipflops 976 und des Vergleichsergebnissignals aus. Der Zähler 978 zählt ein Ausgangssignal des Gatters 977 und gibt dann einen gezählten Wert Z an den digitalen Komparator 979 aus. Ein Einstellwert X1, X2 wird durch den Schalter SW2 selektiv an den digitalen Komparator 979 geliefert. Der Schalter SDW2 wird durch den Einstellwertänderungsabschnitt 95 gesteuert und liefert den Einstellwert X1 im Anzeigemodus und den Einstellwert X2 im Leistungssparmodus an den digitalen Komparator 979. Der Einstellwert X1 entspricht einer Frequenz f1 der erzeugten Leistung, auf deren Basis es möglich ist, festzustellen, ob in einem normalen getragenen Zustand eine Leistung erzeugt wird, und der Einstellwert X2 entspricht einer Frequenz f2 der erzeugten Leistung, auf der Basis es möglich ist, festzustellen, ob ein zwangsweises Laden erfolgt. Der digitale Komparator 979 ist so ausgelegt, dass er den Einstellwert X1 oder X2 mit dem gezählten Wert Z des Zählers 978 an der abfallenden Flanke des Signals vom Gatter 977 vergleicht.
Wenn der aktuelle Betriebsmodus der Leistungssparmodus ist, wird ein Leistungserzeugungszustandserfassungssignal S, das den Zustand der Leistungserzeugung anzeigt, erzeugt, wenn die Frequenz von Leistung, die in der Leistungserzeugungseinheit A erzeugt wird, über f2 hinausgeht. Demgemäß wird der Leistungssparmodus nicht aufgehoben, wenn die Uhr in einem normalen getragenen Zustand ist, und der Modus wird nur vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet, wenn der Benutzer mit der Absicht des Aufhebens des Leistungssparmodus ein zwangsweises Laden (durch Schütteln des Handgelenks) versucht. Selbst wenn demnach die Uhr 1 leicht berührt wird oder so, wird der Leistungssparmodus nicht aufgehoben, und ein unnötiger Verbrauch von Leistung wird vermieden.
Wenn andererseits der aktuelle Betriebsmodus der Anzeigemodus ist, in welchem die Zeit angezeigt wird, wird ein Leistungserzeugungszustandserfassungssignal S, das den Zustand der Leistungserzeugung anzeigt, erzeugt, wenn die Frequenz von Leistung, die in der Leistungserzeugungseinheit A erzeugt wird, unter f1 bleibt. Da die Frequenz f1 der erzeugten Leistung, wie zuvor beschrieben, auf einen Wert eingestellt wird, auf dessen Basis es möglich ist, festzustellen, ob eine Leistung in einem normalen getragenen Zustand erzeugt wird, kann der Modus durch genaues Erfassen eines Zustands, in dem die Uhr nicht verwendet wird, sofort vom Anzeigemodus in den Leistungsmodus umgeschaltet werden. Folglich wird ein unnötiger Verbrauch von Leistung vermieden.
[4] Vierte Ausführungsform
Jede der zuvor beschriebenen Ausführungsformen setzt als den Leistungsgenerator 40 einen elektromagnetischen Induktionsleistungsgenerator ein, wobei eine Drehbewegung (= Bewegungsenergie) des Drehgewichts 45, die erzeugt wird, wenn die Uhr vom Benutzer getragen wird, auf den Rotor 13 übertragen wird, und die elektromotorische Spannung Vgen in der Ausgangsspule 44 bei der Drehung des Rotors 43 erzeugt wird. In dieser vierten Ausführungsform wird der Leistungsgenerator 40 durch einen Leistungsgenerator von der Art ersetzt, die in Abhängigkeit von einer äußeren Umgebung in einen Leistungserzeugungssperrzustand versetzt wird, selbst wenn die Uhr vom Benutzer getragen wird.
Im Falle des Verwendens solch eines Leistungsgenerators wird, wenn der Betriebsmodus in Abhängigkeit vom Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators gesteuert wird, die Uhr nicht immer in den Zustand des Erzeugens von Leistung versetzt, selbst wenn die Uhr vom Benutzer getragen wird, und sie wird nicht immer in den Zustand des Nichterzeugens von Leistung versetzt, selbst wenn die Uhr vom Benutzer nicht getragen wird.
In dem zuvor erwähnten Fall besteht das Problem, dass, selbst wenn die Uhr in dem Zustand ist, in dem sie vom Benutzer getragen wird, und der Leistungsgenerator noch im Zustand des Nichterzeugens von Leistung bleibt, der Betriebsmodus vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus (Normalbetriebsmodus) umgeschaltet werden kann. Wenn solch ein Fall eintritt, würde die Uhr in den Anzeigemodus übergehen, auch wenn sie im Zustand des Nichterzeugens von Leistung ist, und die Leistung würde auf diese Weise erschöpft werden, um die Uhr anzuhalten.
Der Leistungsgenerator, der möglicherweise das zuvor erwähnte Problem verursacht, ist z.B. eine Solarzelle. Bei der Solarzelle wird Leistung durch Umwandeln von optischer Energie (die einer ersten Energie entspricht) von Fremdlicht, wie beispielsweise Sonnenlicht, in elektrische Energie mit fotoelektrischer Umwandlung erzeugt.
Die vierte Ausführungsform wird nun im Folgenden in Verbindung mit einem Beispiel, in welchem eine Solarzelle als der Leistungsgenerator eingesetzt wird, ausführlich beschrieben.
14 ist ein Blockdiagramm, das einen schematischen Aufbau einer Uhr der vierten Ausführungsform darstellt. In 14 weisen dieselben Komponenten wie jene in der ersten Ausführungsform von 2 dieselben Bezugszeichen auf, weshalb eine ausführliche Beschreibung davon hier unterlassen wird.
Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass eine Tragzustandserfassungseinheit 400 zum Feststellen, ob die Uhr in dem Zustand ist, in dem sie vom Benutzer getragen wird, d.h. ob der Benutzer die Uhr trägt, vorgesehen ist, und eine zentrale Steuereinheit 93A den Betriebsmodus nur dann vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus zurückstellt, wenn die Uhr 1A in dem Zustand ist, in dem sie vom Träger ge tragen wird, und ein Leistungsgenerator (Solarzelle) 40A in dem Zustand des Erzeugens von Leistung ist.
[4.1] Tragzustandserfassungseinheit
Es werden zunächst konkrete Beispiele für die Tragzustandserfassungseinheit beschrieben.
Denkbare Konstruktionen der Tragzustandserfassungseinheit sind zum Beispiel Folgende:

(1) Eine Tragzustandserfassungseinheit, die einen Beschleunigungssensor umfasst, um eine Beschleunigung zu erfassen, wenn die Uhr vom Benutzer getragen wird.
(2) Eine Tragzustandserfassungseinheit, die einen Kontaktelektrodensensor umfasst, um eine Änderung des Stromwerts, Spannungswerts, Widerstandswerts oder Kapazitanzwerts zwischen Elektroden erfasst, wenn der Benutzer die Uhr trägt.
(3) Eine Tragzustandserfassungseinheit, die einen mechanischen Kontaktsensor umfasst, um durch Erfassen eines Ein- oder Aus-Zustands eines mechanischen Kontakts, wenn der Benutzer die Uhr trägt, zu erfassen, ob der Benutzer die Uhr trägt oder nicht.

[4.1.1] Tragzustandserfassungseinheit mit Beschleunigungssensor
In einer Tragzustandserfassungseinheit, die einen Beschleunigungssensor umfasst, ist der Beschleunigungssensor als ein Beispiel so ausgelegt, dass er eine Beschleunigung in der planaren Richtung des Uhrenziffernblatts erfasst. Der Beschleunigungssensor erfasst eine Beschleunigung, die einer Bewegung der Uhr entspricht, wenn der Benutzer die Uhr trägt, und die Tragzustandserfassungseinheit erfasst, dass der Benutzer die Uhr trägt, d.h. die Uhr vom Benutzer getragen wird, wenn eine Beschleunigung erfasst wird, die nicht geringer als eine vorbestimmte Beschleunigung ist, die im Voraus eingestellt wird.
In diesem Fall können verschiedene Zustände, in welchen die Uhr vom Benutzer getragen wird, durch Einstellen der vorbestimmten Beschleunigung auf einen Wert, der einer gewünschten, zu erfassenden Beschleunigung entspricht, erfasst werden.
Ferner wird durch Erfassen des getragenen Zustands der Uhr nur dann, wenn eine Beschleunigung, die nicht geringer als die vorbestimmte Beschleunigung ist, für einen Zeitraum kontinuierlich erfasst wird, der nicht kürzer als eine vorbestimmte, im Voraus eingestellte Zeit ist, sicher vermieden, dass der Betriebsmodus irrtümlich vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus (Normalbetriebsmodus) umschaltet.
[4.1.2] Tragzustandserfassungseinheit mit Kontaktelektrodensensor
Diese Tragzustandserfassungseinheit ist als ein Beispiel so aufgebaut, dass ein Paar von Elektroden auf der Rückseite der Uhr 1A vorgesehen ist, um den Arm des Benutzers zu berühren, wenn der Benutzer die Uhr auf dem Arm anlegt.
In diesem Fall wird ein Widerstandswert oder ein Kapazitanzwert zwischen den Kontaktelektroden, der resultiert, wenn der Benutzer die Uhr nicht trägt, im Voraus auf einen geeigneten Wert eingestellt. Der getragene Zustand der Uhr wird durch Erfassen einer Änderung des erfassten Widerstandswerts, des erfassten Stromwerts, des erfassten Spannungswerts oder des erfassten Kapazitanzwerts zwischen den Elektroden erfasst, welche eintritt, wenn der Benutzer die Uhr 1A trägt.
Auch in diesem Fall wird durch Erfassen des getragenen Zustands der Uhr nur dann, wenn eine Änderung des erfassten Widerstandswerts, des erfassten Stromwerts, des erfassten Spannungswerts oder des erfassten Kapazitanzwerts für einen Zeitraum kontinuierlich erfasst wird, der nicht kürzer als eine vorbestimmte „ im Voraus eingestellte Zeit ist, sicher vermieden, dass der Betriebsmodus irrtümlich vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus (Normalbetriebsmodus) umschaltet.
[4.1.3] Tragzustandserfassungseinheit mit mechanischem Kontaktsensor
Diese Tragzustandserfassungseinheit ist als ein Beispiel so aufgebaut, dass ein mechanischer Kontaktschalter auf einem Befestigungselement eines Bandes (Armbands) zum Halten der Uhr 1A am Arm vorgesehen ist, und die Einheit erfasst ein Schalten des mechanischen Kontaktschalters in einen Ein- oder Aus-Zustand, das erfolgt, wenn der Benutzer das Band um den Arm anlegt.
Alternativerweise wird ein beweglicher mechanischer Kontaktschalter im Mechanismus bereitgestellt, und der getragene Zustand der Uhr wird beim Einschalten des mechanischen Kontaktschalters erfasst, wenn die Uhr 1A in einem vorbestimmten Winkel, der im Voraus eingestellt wird, geneigt wird (z.B. wenn ein Ziffernblatt der Uhr eine vertikale Stellung zur Bodenfläche einnimmt).
Ferner kann die Tragzustandserfassungseinheit dieser Art so aufgebaut sein, dass die Anzahl von Malen des Ein/Aus-Schaltens während eines vorbestimmten Zeitraums gezählt wird, die gezählte Anzahl mit einer im Voraus eingestellten Bezugsanzahl verglichen wird und der getragene Zustand der Uhr erfasst wird, wenn die Ein- und Ausschaltungen des mechanischen Kontaktschalters die Bezugsanzahl überschreiten.
Anstelle der zuvor beschriebenen Tragzustandeserfassungseinheiten oder zusätzlich dazu können ein Leistungsgenerator zum Erzeugen von Leistung basierend auf Bewegungsenergie, wie beispielsweise einer Energie von der Drehung eines Drehgewichts, ein Leistungsgenerator zum Erzeugen von Leistung basierend auf Druckenergie durch Verwenden einer piezoelektrischen Einrichtung oder dergleichen oder ein Leistungsgenerator zum Erzeugen von Leistung basierend auf Wärmeenergie durch Verwenden einer thermoelektrischen Einrichtung, wie beispielsweise eines Thermoelements, als ein Leistungsgenerator verwendet werden. In diesem Fall kann der getragene Zustand der Uhr in Abhängigkeit vom Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators erfasst werden.
[4.2] Funktionsweise des Hauptteils der vierten Ausführungsform
Die Funktionsweise des Hauptteils der vierten Ausführungsform wird nun im Folgenden beschrieben. Hierbei wird angenommen, dass der Betriebsmodus in einem Anfangsstadium der Anzeigemodus (Normalbetriebsmodus) ist.
Die Nichtleistungserzeugungszeitmessschaltung 99 der zentralen Steuerschaltung 93A misst die Nichtleistungserzeugungszeit Tn, während der in einer Solarzelle, die als der Leistungsgenerator 40A verwendet wird, keine Leistungserzeugung durch die erste Erfassungsschaltung 97 und die zweite Erfassungsschaltung 98 erfasst wird.
Dann schaltet die zentrale Steuerschaltung 93A ungeachtet dessen, ob die Tragzustandserfassungseinheit 400 eine Erfassungsausgabe erzeugt, d.h. in jedem der Fälle, in welchen die Uhr im getragenen Zustand und im nichtgetragenen Zustand ist, den Betriebsmodus vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus um, wenn die Nichtleistungserzeugungszeit Tn eine vorbestimmte Einstellzeit überschreitet.
Der auf diese Weise eingestellte Betriebsmodus wird im Modusspeicher 94 gespeichert, und die gespeicherten Informationen werden an die Antriebssteuerschaltung 24, den Zeitinformationsspeicher 96 und den Einstellwertänderungsabschnitt 95 geliefert. Nach der Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus hält die Antriebssteuerschaltung 24 die Lieferung des Impulssignals an die Antriebsschaltung 20 an, um dadurch den Betrieb der Antriebsschaltung 30 anzuhalten. Demgemäß hört der Motor 10 auf, sich zu drehen, und die Zeitanzeige wird angehalten.
Außerdem beginnt nach der Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus der Zeitinformationsspeicher 96 mit dem Betrieb als ein Unterbrechungszeitzähler, welcher das Bezugssignal empfängt, das durch die Impulsvereinigungsschaltung 22 erzeugt wird, und eine Zeitdauer des Leistungssparmodus speichert.
Unter dem Leistungssparmodus überwacht die zentrale Steuerschaltung 93A die Erfassungsausgabe der Tragzustandserfassungseinheit 400, sowie die Leistungserzeugungserfassungsausgaben der ersten Erfassungsschaltung 97 und der zweiten Erfassungsschaltung 98 und setzt den Betriebsmodus nur dann vom Leistungssparmodus in den Anzeigezustand zurück, wenn die Uhr 1A in dem Zustand ist, in dem sie vom Benutzer getragen wird, und die Solarzelle 40A, die als der Leistungsgenerator dient, im Zustand des Erzeugens von Leistung ist.
Dann, nach der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus, zählt die zentrale Steuerschaltung 93A Schnellvorlaufimpulse, die von der Antriebssteuerschaltung 24 an die Antriebsschaltung 30 geliefert werden, und bewirkt, dass die wieder aufgenommene Zeitanzeige auf die aktuelle Zeit zurückgestellt wird.
[4.3] Vorteile der vierten Ausführungsform
Bei der vierten Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, wird, wenn die Uhr nicht im getragenen Zustand ist (wenn der Benutzer die Uhr nicht einsetzt), der Betriebsmodus davon abgehalten, vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus (Normalbetriebsmodus) umzuschalten, und ein unnötiger Verbrauch von Leistung kann vermieden werden.
Wenn außerdem der Betriebsmodus vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet wird, kann der Benutzer die genaue Zeitanzeige sehen, wann immer der Benutzer wünscht, die Zeit zu erfahren, da die Uhr im getragenen Zustand und im verwendeten Zustand ist, d.h. da die Uhr in einem Zustand ist, in welchem der Leistungsgenerator Leistung in einer Menge erzeugt, die für die Anzeige ausreicht.
[4.4] Modifikationen der vierten Ausführungsform
[4.4.1] Erste Modifikation
In der vorstehenden Beschreibung schaltet die zentrale Steuerschaltung 93A den Betriebsmodus, wenn die Nichtleistungserzeugungszeit Tn die vorbestimmte Einstellzeit überschreitet, in jedem der Fälle, in welchen die Uhr 1A im getragenen Zustand und im nichtgetragenen Zustand ist, vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus um.
Der Betriebsmodus kann jedoch nur dann in den Leistungssparmodus umgeschaltet werden, wenn die Spannung des Hochleistungskondensators 48, der als die Leistungsversorgung dient, einer Spannung entspricht, die zum Wiederherstellen der aktuellen Zeit imstande ist, wenn der Modus nach der Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in den Anzeigemodus umgeschaltet wird, oder nur dann, wenn die Spannung des Hochleistungskondensators 48 einer Spannung entspricht, die wenigstens zum Durchführen einer normalen Zeigerdrehung imstande ist, wenn der Modus nach der Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in den Anzeigemodus umgeschaltet wird.
[4.4.2] Zweite Modifikation
Die vorstehende Beschreibung erfolgte in Verbindung mit dem Fall, in dem die Solarzelle, die als der Leistungsgenerator 40A diente, die erzeugte Leistung nicht erzeugt (d.h. in den Zustand des Nichterzeugens von Leistung gebracht wird). Die vorliegende Erfindung ist jedoch auch auf den Fall anwendbar, in dem eine Leistungserzeugung unzureichend ist und die erzeugte Leistung niedriger als eine vorbestimmte Spannung ist.
[4.4.3] Dritte Modifikation
Die vorstehende Beschreibung erfolgte in Verbindung mit dem Fall des Einsetzens der Solarzelle als den Leistungsgenerator. Ähnliche Vorteile wie jene, die mit der vierten Ausführungsform erreichbar sind, können jedoch auch im Falle des Einsetzens eines manuell aufgezogenen piezoelektrischen Leistungsgenerators, der eine manuelle Aufzugseinrichtung umfasst, um eine Schwingung an eine piezoelektrische Einrichtung anzulegen, eines Federleistungsgenerators zum Erzeugen von Leistung durch Verwenden einer Energie, die in einer Feder akkumuliert wird, oder eines elektromagnetischen Wellenleistungsgenerator zum Erzeugen von Leistung durch Verwenden einer Energie, die sich in einem Raum ausbreitet, erhalten werden.
[4.4.3.1] Erste konkrete Form der dritten Modifikation der vierten Ausführungsform
Eine manuelle Aufzugseinrichtung wird bereitgestellt und gedreht, eine Schwingung an ein piezoelektrisches Element anzulegen.
[4.4.3.1] Zweite konkrete Form der dritten Modifikation der vierten Ausführungsform
Anstelle des Leistungsgenerators 40A kann ein Leistungsgenerator eingesetzt werden, der elektromagnetische Streuwellen empfängt und der Leistung mit einer elektromagnetischen Induktion durch Verwenden von elektromagnetischer Wellenenergie von elektrischen Wellen für Rundfunksendungen und Kommunikationen erzeugt. Genauer gesagt, wird eine Mehrzahl von Abstimmkreisen bereitgestellt, um jene der elektrischen Wellen, die sich in einem Raum ausbreiten und bestimmte Frequenzen aufweisen, die verschieden voneinander sind, abstimmen und damit mitschwingen zu können und die elektrischen Wellen der jeweiligen Frequenzen in der Form von Leistung entnehmen zu können.
[4.4.3.3] Dritte konkrete Form der dritten Modifikation der vierten Ausführungsform
Anstelle des Leistungsgenerators 40A wird ein Wärmeleistungsgenerator eingesetzt, der einen thermoelektrischen Wandler, wie beispielsweise ein Thermoelement, aufweist und Leistung durch Verwenden von Wärmeenergie erzeugt. Diese Form kann ähnliche Vorteile wie jene bereitstellen, die mit der vierten Ausführungsform erreicht werden können.
[5] Modifikationen von Ausführungsformen
[5.1] Erste Modifikation
Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen jeweils in Verbindung mit der Uhr, welche die Zeit mit dem Schrittmotor 10 anzeigt, als Beispiel beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung natürlich auch auf eine andere Art von Uhr anwendbar, welche die Zeit mit einer LED usw. anzeigt.
In diesem Fall kann die Zeit für eine lange Zeit kontinuierlich gezählt werden, während durch die LCD Leistung, die verbraucht wird, gespart wird, und die genaue aktuelle Zeit kann stets nach Bedarf angezeigt werden.
[5.2] Zweite Modifikation
Obwohl außerdem die vorstehenden Ausführungsformen jeweils in Verbindung mit der Uhr, welche die Stunde, Minute und Sekunde durch einen Motor anzeigt, als Beispiel beschrieben wurden, kann die Zeit durch Antreiben des Stundenzeigers, des Minutenzeigers und des Sekundenzeigers durch Verwenden einer Mehrzahl von Motoren angezeigt werden.
Folglich können die Motoren unabhängig voneinander angetrieben werden, um die Zeiger schrittweise zu drehen, und die Menge von Drehung der Zeiger, die nach der Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus (Normalbetriebsmodus) zum Rückstellen auf die aktuelle Zeit notwendig ist, kann im Vergleich zu dem Fall des Antreibens aller Zeiger durch einen Motor verringert werden. Es ist infolgedessen möglich, einen Leistungsverbrauch, der zum Rückstellen der Zeiger auf die aktuelle Zeit mit einer Schnellvorlaufdrehung benötigt wird, eher zu verringern als einen Leistungsverbrauch, der zum Drehen der Zeiger im Anzeigemodus benötigt wird.
Ferner kann durch Kombinieren der Zeigerrückwärtsdrehung (Zeigerdrehung in der Richtung gegen den Uhrzeigersinn) und der Zeigervorwärtsdrehung miteinander die maximale Menge von Drehung der Zeiger auf eine Menge reduziert werden, die 1/2 Periode (z.B. 6 Stunden, wenn der Stundenzeiger 12 Stunden anzeigt) entspricht, und ein Leistungsverbrauch, der zum Rückstellen auf die aktuelle Zeit erforderlich ist, kann weiter verringert werden.
Als ein konkretes Beispiel zum Antreiben der Zeiger durch eine Mehrzahl von Motoren kann die Uhr so aufgebaut sein, dass die Stunden- und Minutenzeiger durch einen ersten Motor angetrieben werden, und der Sekundenzeiger durch einen zweiten Motor angetrieben wird. In diesem Fall kann auch die Zeitgabe zum Anhalten der Zeitanzeige für jeden Motor geändert werden.
Genauer gesagt, wird der Leistungssparmodus in zwei Stufen vorbereitet. Wenn der Betriebsmodus vom Anzeigemodus in einen ersten Leistungssparmodus umgeschaltet wird, wird nur das Antreiben des zweiten Motors angehalten, um nur den Sekundenzeiger abzustellen. Dies ist so, da er Benutzer die Zeit noch leicht erfassen kann, selbst wenn nur der Sekundenzeiger abgestellt ist, und ein Leistungsverbrauch kann durch Abstellen des zweiten Motors, welcher den Sekundenzeiger antreibt und eine große Menge von Energie verbraucht, wirksam verringert werden.
Dann, nach der Umschaltung vom ersten Leistungssparmodus in den zweiten Leistungssparmodus, wird auch der erste Motor für die Stunden- und Minutenzeiger angehalten, und ein Leistungsverbrauch kann weiter verringert werden.
Folglich kann die Sekundenanzeige, die aufgrund von kurzen Intervallen von Zeigerdrehung eine große Menge von Energie verbraucht, bei einer früheren Zeitgabe angehalten werden, bei welcher die Nichtleistungserzeugungszeit kurz ist, wohingegen die Stunden- und Minutenanzeige, die aufgrund verhältnismäßig langer Intervalle von Zeigerdrehung eine verhältnismäßig kleine Menge von Energie verbraucht, so lange als möglich fortgesetzt werden.
Darüber hinaus kann die Uhr so aufgebaut sein, dass sie den Stundenzeiger durch einen ersten Motor, den Minutenzeiger durch einen zweiten Motor und den Sekundenzeiger durch einen dritten Motor antreibt.
Durch derartiges Antreiben der Zeiger durch eine Mehrzahl von Motoren kann eine Zeit, die zum Rückstellen auf die aktuelle Zeit erforderlich ist, weiter verkürzt werden.
Außerdem kann die Uhr so aufgebaut sein, dass der Benutzer die Zeitgabe zum Anhalten der Zeitanzeige für jeden Motor gemäß der Vorliebe des Benutzers ändern kann.
Gleichermaßen kann in einer Uhr mit einer Kalenderfunktion ein Motor zum Antreiben eines Kalendermechanismus getrennt vorgesehen sein.
[5.3] Dritte Modifikation
Obwohl jede der zuvor beschriebenen Ausführungsformen als den Leistungsgenerator 40 einen elektromagnetischen Induktionsleistungsgenerator einsetzt, wobei eine Drehbewegung (= Bewegungsenergie) des Drehgewichts 45 auf den Rotor 43 übertragen wird und die elektromotorische Spannung Vgen in der Ausgangsspule 44 mit der Drehung des Rotors 43 erzeugt wird, ist die vorliegenden Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
[5.3.1] Erste Form der dritten Modifikation
Ein Leistungsgenerator, der eine Drehbewegung durch Rückstellen von Kräften (= Bewegungsenergie) einer Feder bewirkt und eine elektromotorische Spannung mit der Drehbewegung erzeugt, kann anstelle der Leistungsgenerators 40 eingesetzt werden.
[5.3.2] Zweite Form der dritten Modifikation
Ein Leistungsgenerator, der den piezoelektrischen Effekt verwendet, um Druck in elektrische Energie umzuwandeln und elektrische Energie durch Anlegen einer fremd- oder eigenerregten Schwingung oder Verdrängung an ein piezoelektrisches Element (piezoelektrische Einrichtung) anzulegen, kann anstelle des Leistungsgenerators 40 eingesetzt werden.
Genauer gesagt, wird ein schwingendes Stück, das eine piezoelektrische Schicht umfasst, mit der Drehung des Drehgewichts in Schwingung versetzt, um dadurch Leistung zu erzeugen.
Als eine Alternative kann eine manuelle Aufzugseinrichtung bereitgestellt werden, so dass durch Drehen der manuellen Aufzugseinrichtung eine Schwingung an das piezoelektrische Element angelegt wird.
[5.3.3] Dritte Form der dritten Modifikation
Ein Leistungsgenerator, der den thermoelektrischen Effekt verwendet, um Wärmeenergie in elektrische Energie umzuwandeln und elektrische Leistung durch Anwenden eines Temperaturunterschieds auf einen thermoelektrischen Wandler, wie beispielsweise ein Thermoelement, erzeugt, kann anstelle des Leistungsgenerators 40 eingesetzt werden.
Genauer gesagt, ist eine Wärmestrahlungsplatte auf der Ziffernblattseite der Uhr vorgesehen, und eine Wärmeabsorptionsplatte zum Absorbieren von Wärme vom Körper des Benutzers ist auf der Rückseite der Uhr vorgesehen, und die Wärmestrahlungsplatte und die Wärmeabsorptionsplatte sind durch ein Wärmeleitelement, das aus einem Material mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet ist, miteinander verbunden. Bei dieser Anordnung kann ein Temperaturunterschied wirksam gehalten werden, und es kann eine wirksame Leistungserzeugung erreicht werden.
[5.3.4] Vierte Form der dritten Modifikation
Die Uhr kann so aufgebaut sein, dass sie eine Mehrzahl von Leistungsgeneratoren (die Hilfsleistungsgeneratoren entsprechen) durch Bereitstellen von mehreren der Leistungsgeneratoren gemäß den ersten bis dritten Formen der vorstehenden dritten Modifikation anstelle des Leistungsgenerators 40 oder durch Bereitstellen irgendeines der Leistungsgeneratoren gemäß den ersten bis fünften Formen der vorstehendendritten Modifikation zusätzlich zum Leistungsgenerator 40 umfasst.
Bei der zuvor erwähnten Anordnung kann eine Leistungserzeugung durch jeden der Leistungsgeneratoren fortgesetzt werden, und es kann eine stabilere Leistungserzeugung und infolgedessen eine stabile Versorgung von Quellenleistung erreicht werden.
[5.4] Vierte Modifikation
Obwohl die vorstehenden Ausführungsformen jeweils in Verbindung mit der Uhr 1 der Armbanduhrart als ein Beispiel beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf solch eine Uhr beschränkt. Ein elektronisches Gerät, in welchem die zuvor beschriebenen Leistungsgeneratoreinheit A, die Leistungsversorgungseinheit B und die Steuereinheit C bereitgestellt werden können, kann außer einer Armbanduhr eine Taschenuhr oder dergleichen sein.
Die vorliegende Erfindung ist auch für andere elektronische Geräte, wie beispielsweise Taschenrechner, tragbare Telefone, tragbare Personalcomputer, elektronische Taschenbücher, tragbare Radios, tragbare VTRs und tragbare Navigationsvorrichtungen anwendbar.
In diesem Fall wird ein Leistung verbrauchender Abschnitt bereitgestellt, der mit Leistung funktioniert, die von der Leistungsversorgungseinheit B zugeführt wird, wird der Leistungserzeugungszustand der Leistungserzeugungseinheit A durch den Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91 erfasst und steuert die Steuereinheit C den Modus selektiv gemäß einem Erfassungsergebnis zwischen einem Leistungssparmodus, in welchem der Betrieb des Leistung verbrauchenden Abschnitts angehalten wird, und einem Betriebsmodus, in welchem der Leistung verbrauchende Abschnitt betrieben wird. Konkret entspricht der Betriebsmodus einem verwendeten Zustand eines Taschenrechners, eines tragbaren Telefons usw., und der Leistungssparmodus entspricht einem nichtverwendeten Zustand davon. Im Leistungssparmodus wird jedoch der Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91 mit Leistung versorgt, um feststellen zu können, ob der Benutzer das elektronische Gerät trägt. Im elektronischen Gerät mit Anzeigeeinheiten ist es insbesondere wünschenswert, dass eine Bildschirmanzeige nicht im Leistungssparmodus erfolgt, sondern im Normalbetriebsmodus erfolgt. Dies ermöglicht es dem Benutzer, durch Betrachten der Anzeigeeinheit zu erkennen, ob der Modus im Leistungssparmodus oder im Normalbetriebsmodus ist.
Ferner wird in diesem Fall der Betriebszustand zum Zeitpunkt der Umschaltung in den Leistungssparmodus in einem Speicher oder dergleichen gespeichert, und der Betriebszustand mit dem Verstreichen von Zeit während des Leistungssparmodus wird ebenfalls kontinuierlich akkumuliert. Nach dem Rückstellen in den Normalbetriebsmodus werden die gespeicherten und akkumulierten Informationen verwendet, um den Betriebszustand basierend auf den aktuellen Informationen wiederherzustellen, die durch die Informationen angegeben werden, die den Fortschrittszustand umfassen, oder den Normalbetriebszustand basierend auf den aktuellen Informationen wiederherzustellen, die mit den Informationen hinzugefügt werden, die den Fortschrittszustand umfassen.
Eine unabhängige Navigationsvorrichtung zum Beispiel kann derart aufgebaut sein, dass der Zustand des Reisens im Verlauf nicht angezeigt, sondern akkumuliert wird, und der Normalbetriebszustand wird dann basierend auf einem akkumulierten Ergebnis wiederhergestellt, um die aktuelle Position anzuzeigen, oder die Informationen in Bezug auf den Zustand des Reisens im Verlauf werden dann angezeigt, wenn der Normalbetriebsmodus wiederhergestellt ist.
[5.5] Fünfte Modifikation
In jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen muss der Benutzer das Handgelenkt schütteln, um die Uhr 1 zwangsweise zu laden, wenn der Modus vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet wird.
Bei dieser Gelegenheit wird Leistung in einer größeren Menge erzeugt, als wenn der Benutzer, der die Uhr 1 trägt, im Alltagsleben ist, und ein Pegel von elektromagnetischem Rauschen, das im Leistungsgenerator 40 auftritt, kann größer werden, wenn die Uhr 1 vom Benutzer normal getragen wird.
Folglich wird angenommen, dass der Schrittmotor 10 durch das elektromagnetische Rauschen beeinflusst wird und die angezeigte Zeit inkorrekt wird.
Angesichts des Vorhergesagten ist diese fünfte Modifikation so ausgelegt, dass sie den Zustand erfasst, in welchem Leistung dadurch erzeugt wird, dass der Benutzer das Handgelenk schüttelt, und nach der Erfassung solch eines Zustands Antriebsimpulse mit einer größeren Breite in der Antriebseinheit E erzeugt. Diese Anordnung ermöglicht es, den Schrittmotor 10 mit den Antriebsimpulsen mit einer größeren Breite sicher zu betreiben, selbst wenn der Pegel von elektromagnetischem Rauschen, das im Leistungsgenerator 40 auftritt, zunimmt.
Wenn außerdem die Uhr 1 zwangsweise geladen wird, indem der Benutzer das Handgelenk schüttelt, besteht eine Gefahr, dass ein großer Ladestrom Änderungen der Versorgungsquellenspannung infolge des inneren Widerstands des Hochleistungskondensators 48 verstärken kann und den Schaltungsbetrieb negative beeinflussen kann.
Angesichts des Vorhergesagten kann die Uhr so ausgelegt sein, dass sie den Zustand, in welchem Leistung zwangsweise erzeugt wird, indem der Benutzer das Handgelenk schüttelt, erfasst und nach der Erfassung solch eines Zustands über den Leistungserzeugungsstator 42 kurzschließt. Bei dieser Anordnung können Änderungen der Versorgungsquellenspannung unterdrückt werden und die Schaltung kann zuverlässig betrieben werden.
[5.6] Sechste Modifikation
Die erste Erfassungsschaltung 97 und die zweite Erfassungsschaltung 98, die in den vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsformen beschrieben wurden, und der Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91', der in der vorstehenden dritten Ausführungsform beschrieben wurde, können miteinander kombiniert werden, um auf angemessene Weise Leistung zu erzeugen.
Mit anderen Worten, kann der Zustand des Erzeugens von Leistung durch jede von Kombinationen der elektromotorischen Spannung Vgen und der Leistungserzeugungszeitdauer, der Leistungserzeugungszeitdauer und der Frequenz der erzeugten Leistung, der Frequenz der erzeugten Leistung und der elektromotorischen Spannung Vgen, und der elektromotorischen Spannung Vgen, der Leistungserzeugungszeitdauer und der Frequenz der erzeugten Leistung erfasst werden.
Ferner können die zu erfassenden Parameter die elektromotorische Spannung oder der Ladestrom, der in der Modifikation der zweiten Ausführungsform beschrieben wird, sein.
Wie bereits erwähnt, kann der Zustand des Erzeugens von Leistung durch Verwenden irgendeiner von einer Erfassung basierend auf einer Spannung, Erfassung basierend auf einem Strom, Erfassung basierend auf einer Leistungserzeugungszeitdauer und Erfassung basierend auf einer Frequenz des erzeugten Leistung erfasst werden.
[5.7] Siebte Modifikation
In der ersten Erfassungsschaltung 97 und der zweiten Erfassungsschaltung 98, die in den vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsformen beschrieben wurden, und dem Leistungserzeugungszustandserfassungsabschnitt 91', der in der vorstehenden zweiten Ausführungsform beschrieben wurde, wird der Einstellwert als ein Vergleichsbezug in Abhängigkeit vom aktuellen Modus geändert. Das erfasste Ergebnis kann jedoch mit einer Mehrzahl von Einstellwerten verglichen werden, um den Zustand des Nichterzeugens von Leistung (den Zustand des Nichtgetragenwerdens durch den Benutzer), den Zustand des Getragenwerdens durch den Benutzer und den Zustand des zwangsweisen Erzeugens von Leistung zu erfassen.
[5.8] Achte Modifikation
Obwohl das Bezugspotenzial (GND) in jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf Vdd (Seite des höheren Potenzials) eingestellt wird, versteht es sich von selbst, dass das Bezugspotenzial (GND) auch auf Vss (Seite des niedrigeren Potenzials) eingestellt werden kann.
In diesem Fall stellen die Spannungseinstellwerte Vo und Vbas jeweils einen Potenzialunterschied in Bezug auf einen Erfassungspegel dar, der auf der Seite der höheren Spannung eingestellt wird, wobei Vss als eine Referenz ist.
[5.9] Neunte Modifikation
In jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen erfolgt die Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus nach dem Erfassen des Zustands, in dem die Uhr vom Benutzer getragen wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, sondern die Umschaltung vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus kann gemäß einem Befehl vom Benutzer ausgeführt werden.
Zum Beispiel kann eine Betätigung eines Knopfes, einer Krone oder dergleichen, die am äußeren Gehäuse der Uhr 1 angeordnet ist, erfasst werden, um den Modus gemäß einem Erfassungsergebnis vom Anzeigemodus in den Leistungssparmodus umzuschalten.
Da in diesem Fall der Modus bei absichtlicher Beeinflussung des Benutzers sofort in den Leistungsmodus umgeschaltet werden kann, ist ein Leistungssparen auch erreichbar, wenn der Benutzer die Armbanduhr nur trägt ohne die Notwendigkeit, die angezeigte Zeit zu wissen. Folglich kann ein Leistungsverbrauch weiter verringert werden, und die Uhr kann die genaue Zeit für einen längeren Zeitraum registrieren.
[5.10] Zehnte Modifikation
Obwohl die Leistungsversorgungseinheit B in jeder der zuvor beschriebenen Ausführungsformen eine Einweggleichrichtung der Wechselstromspannung, die von der Leistungserzeugungseinheit geliefert wird, durchführt, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Natürlich kann die Leistungsversorgungseinheit B auch eine Vollweggleichrichtung durchführen.
[5.11] Elfte Modifikation
Die vorstehende Beschreibung erfolgte in Verbindung mit nur einem elektronischen Gerät mit Leistungsgeneratoren. Für eine andere Art von elektronischem Gerät ohne Leistungsgenerator, aber mit einer Leistungsversorgungseinheit, z.B. einer Primärbatterie, die zum Akkumulieren von elektrischer Energie imstande ist, kann das elektronische Gerät jedoch so ausgelegt sein, dass es erfasst, ob es von einem Benutzer getragen wird, und die Umschaltung in den Leistungssparmodus oder die Umschaltung vom Leistungssparmodus in den Normalbetriebsmodus bewirken.
GEWERBLICHE VERWERTBARKEIT
Wie bereits erwähnt, umfasst das tragbare elektronische Gerät der vorliegenden Erfindung einen Trägerdetektor zum Erfassen, ob das elektronische Gerät in einem Zustand ist, in dem es vom Benutzer getragen wird oder nicht. Wenn das elektronische Gerät in einem Zustand ist, in dem es nicht vom Benutzer getragen wird, d.h. wenn der Benutzer das elektronische Gerät nicht einsetzt, wird der Betriebsmodus vom Normalbetriebsmodus in den Leistungssparmodus umgeschaltet, um einen Leistungsverbrauch des elektronischen Geräts zu verringern. Demgemäß kann ein unnötiger Verbrauch von Leistung während der Nichtverwendung des elektronischen Geräts verringert werden.
Ferner umfasst das elektronische Gerät der vorliegenden Erfindung einen Leistungsgenerator zum Erzeugen von Leistung durch Umwandeln einer ersten Energie (= Bewegungsenergie, Wärmeenergie, Druck, optischen Energie oder elektromagnetischen Wellenenergie) in elektrische Energie als zweite Energie und einen Trägerdetektor zum Erfassen, ob das elektronische Gerät in einem Zustand st, in dem es vom Benutzer getragen wird. Der Betriebsmodus wird in Abhängigkeit von einem Leistungserzeugungszustand oder in Kombination mit dem Zustand des Getragenwerdens durch den Benutzer zwischen dem Leistungssparmodus und dem Normalbetriebsmodus (Anzeigemodus in den vorstehenden Ausführungsformen) hin- und hergeschaltet.
Daher wird, wenigstens wenn der Leistungsgenerator nicht im Zustand des Erzeugens von Leistung ist, der Betrieb des elektronischen Geräts angehalten, um einen unnötigen Verbrauch von Leistung einzuschränken. Wenn darüber hinaus das elektronische Gerät nicht in dem Zustand ist, in dem es vom Benutzer getragen wird, wird, selbst wenn der Leistungsgenerator im Zustand des Erzeugens von Leistung ist, der Betriebsmodus in den Leistungssparmodus umgeschaltet, und ein Leistungsverbrauch wird weiter verringert.
Außerdem umfasst die Uhr als eine Form des elektronischen Geräts der vorliegenden Erfindung einen Leistungsgenerator, der zum Umwandeln einer ersten Energie (= Bewegungsenergie, Wärmeenergie, Druck, optischen Energie und elektromagnetischen Wellenenergie) in elektrisch Energie als zweite Energie. Die Uhr stellt basierend darauf, ob der Leistungsgenerator Leistung erzeugt oder nicht, fest, ob die Uhr vom Benutzer getragen wird oder nicht, oder sie stellt durch Verwenden von verschiedenen Tragzustandserfassungssensoren, wie beispielsweise einem Beschleunigungssensor, fest, ob die Uhr vom Benutzer getragen wird oder nicht. Wenn die Uhr vom Benutzer getragen wird, wird der Betriebsmodus stets in den Anzeigemodus versetzt, in welchem die Zeit angezeigt wird. Wenn die Uhr nicht vom Benutzer getragen wird, wird die Zeitanzeige angehalten, um Energie zu sparen, wenn die Bedingung erfüllt wird, dass eine vorbestimmte Nichtleistungserzeugungszeit verstrichen ist.
Demgemäß kann die Uhr als eine Form des elektronischen Geräts der vorliegenden Erfindung die Zeit sogar in der Nacht oder im Winter anzeigen, wann immer der Benutzer die Uhr trägt und wünscht, die Zeit zu sehen, um dadurch den Benutzer vor Unbequemlichkeiten zu bewahren. Wenn andererseits die Uhr vom Benutzer nicht getragen wird und keine Möglichkeit für den Benutzer besteht, die Zeit zu sehen, wird die Anzeige angehalten, selbst wenn die Umgebung hell ist, wodurch Energie gespart werden kann. Folglich ist es möglich, das elektronische Gerät (Uhr) und das Steuerverfahren dafür bereitzustellen, mit welchen die Zeit für eine lange Zeit ohne Verwenden einer Batterie mit hoher Genauigkeit angezeigt werden kann, während der Benutzer vor Unbequemlichkeiten bewahrt wird.

Claims

Tragbares elektronisches Gerät (1), umfassend: eine Leistungsversorgungseinrichtung (48), die zum Akkumulieren von elektrischer Energie imstande ist, eine angetriebene Einrichtung (10), die mit elektrischer Leistung angetrieben wird, die von der Leistungsversorgungseinrichtung (48) zugeführt wird, einen Trägerdetektor, der so ausgelegt ist, dass er erfasst, ob das elektronische Gerät in einem Zustand ist, in dem es von einem Benutzer getragen wird, oder nicht, eine Modusumschaltsteuereinrichtung (90), die so ausgelegt ist, dass sie einen Betriebsmodus der angetriebenen Einrichtung (10) gemäß einem Erfassungsergebnis des Trägerdetektors von einem Normalbetriebsmodus in einen Leistungssparmodus umschaltet, wenn das elektronische Gerät (1) in einem Zustand ist, in dem es nicht vom Benutzer getragen wird, um dadurch einen Leistungsverbrauch der angetriebenen Einrichtung (10) zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsversorgungseinrichtung (48) einen Leistungsgenerator (40) zum Erzeugen von elektrischer Leistung durch Umwandeln einer ersten Energie in die elektrische Energie als zweite Energie umfasst, die Leistungsversorgungseinrichtung (48) zum Akkumulieren der erzeugten Leistung imstande ist, und dadurch, dass der Trägerdetektor so ausgelegt ist, dass er gemäß einem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators (40) erfasst, ob das elektronische Gerät (1) in dem Zustand ist, in dem es vom Benutzer getragen wird, oder nicht.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Betriebszustandsrückstelleinrichtung, um, wenn der Betriebsmodus nach einer Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in die Normalmodus zurückgestellt wird, einen Betriebszustand der angetriebenen Einrichtung (10) in denselben Betriebszustand zurückzustellen, der sich im Falle eines kontinuierlichen Betreibens der angetriebenen Einrichtung (10) für einen Zeitraum, der von der Umschaltung in den Leistungssparmodus bis zum Zeitpunkt des Rückstellens in den Normalmodus verstreicht, ergeben würde.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: die Modusumschaltsteuereinrichtung (90) den Normalbetriebsmodus in den Leistungssparmodus umschaltet, wenn eine Menge von Leistung, die in der Leistungsversorgungseinrichtung (48) akkumuliert ist, nicht weniger als eine vorbestimmte Menge von Leistung ist, welche im Voraus eingestellt wird und der Menge von Leistung zum Umschalten des Leistungssparmodus in den Normalbetriebsmodus entspricht.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: der Trägerdetektor den getragenen Zustand des elektronischen Geräts basierend auf der elektromotorischen Spannung erfasst, die im Leistungsgenerator (40) erzeugt wird.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: der Trägerdetektor eine elektromotorische Spannung, die im Leistungsgenerator (40) erzeugt wird, mit einer Mehrzahl von Spannungseinstellwerten vergleicht und den getragenen Zustand des elektronischen Geräts gemäß einem Vergleichsergebnis erfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: der Trägerdetektor den getragenen Zustand des elektronischen Geräts basierend auf einem Ladestrom in der Leistungsversorgungseinrichtung (48) erfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: der Trägerdetektor den getragenen Zustand des elektronischen Geräts (1) basierend einer Leistungserzeugungszeitdauer (Tgen) des Leistungsgenerators (40) erfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: der Trägerdetektor den getragenen Zustand des elektronischen Geräts (1) basierend auf einer Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator (40) erzeugt wird, erfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 8, wobei: der Trägerdetektor die Frequenz der Leistung, die durch den Leistungsgenerator (40) erzeugt wird, durch Zählen der Anzahl von Spitzen einer elektromotorischen Spannung (Vgen), die im Leistungsgenerator (40) während einer Periode erzeugt wird, bis eine Einstellzeit von einem Zeitpunkt verstrichen ist, an dem die elekt romotorische Spannung (Vgen) einen Spannungseinstellwert (Vo) überschritten hat, erfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: die erste Energie eine von Bewegungsenergie, Druckenergie oder Wärmeenergie ist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: der Leistungsgenerator (40) eine elektrische Wechselstromleistung durch Umwandeln von Bewegungsenergie als der ersten Energie in elektrische Energie erzeugt, und die Leistungsversorgungseinrichtung (48) die erzeugte Wechselstromleistung gleichrichtet und akkumuliert.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 11, wobei: der Leistungsgenerator (40) ein Drehgewicht (45), das einer Schwingbewegung unterzogen wird, und ein Leistungserzeugungselement (43) zum Erzeugen von elektromotorischen Kräften mit der Drehbewegung des Drehgewichts (45) umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: die Modusumschaltsteuereinrichtung (90) den Betriebsmodus der angetriebenen Einrichtung (10) in den Leistungssparmodus umschaltet, wenn das elektronische Gerät (1) im nichtgetragenen Zustand ist und der Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators (40) in einem vorbestimmten Leistungserzeugungszustand ist, welcher im Voraus eingestellt wird und dem Leistungssparmodus entspricht.
Steuerverfahren für ein tragbares elektronisches Gerät, umfassend eine Leistungsversorgungseinrichtung (48), die zum Akkumulieren von elektrischer Energie imstande ist, und eine angetriebene Einrichtung (10), die mit elektrischer Leistung angetrieben wird, die von der Leistungsversorgungseinrichtung (48) zugeführt wird, wobei das Steuerverfahren umfasst: einen Trägererfassungsschritt zum Erfassen, ob das elektronische Gerät (1) in einem Zustand ist, in dem es von einem Benutzer getragen wird, oder nicht, einen Modusumschaltsteuerschritt zum Umschalten eines Betriebsmodus der angetriebenen Einrichtung (10) gemäß einem Ergebnis der Erfassung von einem Normalbetriebsmodus in einen Leistungssparmodus, wenn das elektronische Gerät (1) in einem Zustand ist, in dem es nicht vom Benutzer getragen wird, um dadurch einen Leistungsverbrauch der angetriebenen Einrichtung (10) zu verringern, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsversorgungseinrichtung (48) einen Leistungsgenerator (40) zum Erzeugen von elektrischer Leistung durch Umwandeln einer ersten Energie in die elektrische Energie als zweite Energie umfasst, und dadurch, dass der Trägererfassungsschritt gemäß einem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators (40) erfasst, ob das elektronische Gerät (1) in dem Zustand ist, in dem es vom Benutzer getragen wird, oder nicht.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 1, wobei: die angetriebene Einrichtung (10) eine Zeitanzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Zeit mit der elektrischen Leistung, die von der Leistungsversorgungseinrichtung (48) zugeführt wird, ist, und die Modusumschaltsteuereinrichtung (90) den Betriebsmodus der Zeitanzeigeeinrichtung gemäß einem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators (40) in den Leistungssparmodus umschaltet, um dadurch einen Leistungsverbrauch der Zeitanzeigeeinrichtung zu verringern.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 15, ferner umfassend: eine Zeitanzeigerückstelleinrichtung, um, wenn der Betriebsmodus nach einer Umschaltung in den Leistungssparmodus wieder in einen Zeitanzeigemodus als den Normalmodus zurückgestellt wird, einen Zeitanzeigezustand der Zeitanzeigeeinrichtung in denselben Zeitanzeigezustand zurückzustellen, der sich im Falle eines kontinuierlichen Betreibens der Zeitanzeigeeinrichtung für einen Zeitraum, der von der Umschaltung in den Leistungssparmodus bis zum Zeitpunkt des Rückstellens in den Zeitanzeigemodus verstreicht, ergeben würde.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 15, wobei: der Leistungssparmodus die Zeitanzeige in der Zeitanzeigeeinrichtung anhält.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 17, wobei: die Zeitanzeigeeinrichtung eine Stunden- und Minutenzeigerantriebseinrichtung zum Antreiben von Stunden- und Minutenzeigern und eine Sekundenzeigerantriebseinrichtung zum Antreiben eines Sekundenzeigers umfasst, und der Leistungssparmodus einen ersten Leistungssparmodus, in welchem der Betrieb der Sekundenzeigerantriebseinrichtung angehalten wird, und einen zweiten Leistungssparmodus, in welchem die Betriebe der Stunden- und Minutenzeigerantriebseinrichtung und der Sekundenzeigerantriebseinrichtung angehalten werden, umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 15, wobei: die Zeitanzeigeeinrichtung eine analoge Anzeigeeinrichtung zum mechanischen Antreiben von analogen Zeigern, um die Zeiger zu drehen, ist, und die Modusumschaltsteuereinrichtung (90) einen Leistungssparmoduszeitspeicher zum Speichern einer Leistungssparmoduszeitdauer, während der der Leistungssparmodus fortgesetzt wird, und ein Zeitrückstellabschnitt zum Rückstellen der Zeitanzeige der analogen Anzeigeeinrichtung basierend auf der Leistungssparmoduszeitdauer, wenn der Betriebsmodus vom Leistungssparmodus in den Anzeigemodus umgeschaltet wird, umfasst.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 15, wobei: die Modusumschaltsteuereinrichtung eine Moduseinstellfunktion aufweist, die zum selektiven Einstellen eines des Leistungssparmodus, in welchem die Zeitanzeige der Zeitanzeigeeinrichtung gemäß dem Leistungserzeugungszustand des Leistungsgenerators angehalten wird, und des Anzeigemodus, in welchem die Zeit angezeigt wird, imstande ist.
Steuerverfahren für ein elektronisches Gerät nach Anspruch 14, wobei die angetriebene Einrichtung eine Zeitanzeigeeinrichtung ist, die zum Anzeigen der Zeit imstande ist.