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Die
vorliegende Erfindung betrifft elektronische Geräte und Kontrollverfahren für elektronische Geräte und insbesondere
die Steuertechnologie von elektronisch gesteuerten Zeitmessgeräten, die
einen Stromerzeugungsmechanismus enthalten.
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In
den letzten Jahren wurden kompakte Zeitmessgeräte, wie Armbanduhren, hergestellt,
die eine Stromerzeugungseinheit, wie eine Solarzelle, enthalten
und ohne Austausch einer Batteriezelle arbeiten. Diese Zeitmessgeräte haben
eine Funktion, Strom, der von der Stromerzeugungseinheit erzeugt
wird, in einem Kondensator großer
Kapazität
zu sammeln, und die Zeit wird unter Verwendung des Stroms angezeigt,
der von dem Kondensator abgegeben wird, während kein Strom erzeugt wird.
Daher ist ein stabiler Betrieb über
eine lange Zeitperiode ohne Batterie möglich. Angesichts des Aufwands
für den
Austausch der Zelle und die Entsorgung einer benutzten Zelle wird
erwartet, dass viele elektronische Zeitmessgeräte in der nahen Zukunft eine
Stromerzeugungseinheit enthalten werden.
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Ein
derartiges elektronisches Zeitmessgerät mit einer Stromerzeugungseinheit
ist mit einer Begrenzerschaltung zur Begrenzung einer angelegten Spannung
bereitgestellt, so dass die Stromerzeugungsspannung der Stromerzeugungseinheit
die dielektrische Festigkeit einer Stromquelleneinheit mit einer
Stromssammelfunktion, wie eines Kondensators großer Kapazität, nicht überschreitet, und dass die Stromquellenspannung
der Stromquelleneinheit, die an eine Zeitanzeigeschaltung angelegt
wird, die dielektrische Festigkeit der Zeitanzeigeschaltung nicht überschreitet.
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Die
Begrenzerschaltung trennt die Stromerzeugungseinheit an der vorangehenden
Stufe der Stromquelleneinheit elektrisch von der Stromquelleneinheit,
schließt
den Ausgang der Stromversorgungseinheit kurz, so dass die Stromerzeugungsspannung
nicht zu den folgenden Stufen gesendet wird, und trennt die Stromquelleneinheit
elektrisch von der Zeitanzeigeschaltung an der folgenden Stufe der
Stromversorgungseinheit um zu verhindern, dass die Stromerzeugungsspannung
der Stromerzeugungseinheit, die die dielektrische Festigkeit der Stromquelleneinheit überschreitet,
an die Stromquelleneinheit angelegt wird, und um zu verhindern,
dass eine Stromquellenspannung, die die dielektrische Festigkeit
der Zeitanzeigeschaltung überschreitet,
an die Zeitanzeigeschaltung angelegt wird.
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Wenn
sich in dem elektronischen Zeitmessgerät, das die Stromerzeugungseinheit
enthält,
die Stromerzeugungseinheit für
eine bestimmte Zeitperiode oder länger in einem Nicht-Stromerzeugungszustand
befindet, wird dieser Zustand erfasst und der Betriebsmodus von
einem normalen Betriesmodus (Anzeigemodus) in einen stromsparenden
Modus umgeschaltet, in dem die Zeit nicht angezeigt wird, um Strom
stabil zuzuführen.
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Da
die elektrischen Informationen der Stromerzeugungseinheit überhaupt
nicht zu den folgenden Stufen gesendet werden, wenn sich die Begrenzerschaltung
in einem Betriebszustand befindet (EIN-Zustand der Begrenzerschaltung),
kann der Stromerzeugungszustand der Stromerzeugungseinheit nicht
erfasst werden, sobald der Betriebsmodus in den stromsparenden Modus
geschaltet ist, und daher kann der Betriebsmodus nicht in den normalen Betriebsmodus
zurückkehren.
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US 4,653,931 offenbart eine
Uhr mit einer primären
Stromquelle zum Umwandeln der extern zugeführt Energie in elektrische
Energie zum Betreiben einer Zeitschaltung. Eine sekundäre Stromquelle speichert
die Energie von der primären
Stromquelle und betreibt die Zeitschaltung. Eine Stromsteuerung, die
an die Zeitschaltung, die primäre
Stromquelle und sekundäre
Stromquelle gekoppelt ist, steuert die Stromquelle der Zeitschaltung.
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Daher
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektronisches
Gerät und
eine Kontrollverfahren für
ein elektronisches Gerät
bereitzustellen, die ermöglichen,
dass der Betriebsmodus definitiv in einen normalen Betriebsmodus
umgeschaltet wird, indem der Stromerzeugungszustand einer Stromerzeugungseinheit
in einem stromsparenden Modus erfasst wird.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein tragbares elektronisches
Gerät bereitgestellt,
umfassend ein Stromerzeugungsmittel zum Erzeugen von Strom durch
Umwandeln einer ersten Energie in eine zweite Energie, die elektrische
Energie ist; ein Stromquellenmittel zum Sammeln der elektrischen
Energie, die durch die Stromerzeugung gewonnen wird; ein Mittel,
das durch die elektrische Energie angetrieben werden soll, die von dem
Stromquellenmittel zugeführt
wird; ein Stromerzeugungsdetektionsmittel zum Bestimmen, ob das Stromerzeugungsmittel
Strom erzeugt oder nicht; ein Spannungsdetektionsmittel zum Bestimmen,
ob die Stromerzeugungsspannung bei dem Stromerzeugungsmittel oder
die gesammelte Spannung bei dem Stromquellenmittel eine vorbestimmte
Referenzspannung überschreitet;
ein Begrenzerschaltungsmittel zum Begrenzen der Spannung der elektrischen Energie,
die dem Stromquellenmittel zugeführt
wird, auf eine vorbestimmte Referenzspannung in Übereinstimmung mit dem Detektionsergebnis
des Spannungsdetektionsmittels; ein Betriebsmodussteuermittel zum
Umschalten des Betriebsmodus des Mittels, das angetrieben werden
soll, zwischen einem normalen Betriebsmodus und einem stromsparenden
Modus in Übereinstimmung
mit dem Detektionsergebnis des Stromerzeugungsdetektionsmittels; und
ein Begrenzerschaltungssteuermittel zum Sperren des Betriebs des
Begrenzerschaltungsmittels, wenn der Betriebsmodus des Mittels,
das angetrieben werden soll, der stromsparende Modus ist.
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Vorzugsweise
ist das Mittel, das in der in Anspruch 1 beschriebenen Struktur
angetrieben wird, ein Zeitanzeigemittel zum Anzeigen der Zeit.
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Vorzugsweise
stoppt das Betriebsmodussteuermittel den Zeitanzeigevorgang, der
von dem Zeitanzeigemittel ausgeführt
wird, im stromsparenden Modus; und veranlasst das Zeitanzeigemittel,
die gegenwärtige
Zeit anzuzeigen und den Zeitanzeigevorgang wieder aufzunehmen, wenn
der stromsparende Modus in den normalen Betriebsmodus geschaltet
wird.
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Vorzugsweise
enthält
das Zeitanzeigemittel eine analoge Anzeigevorrichtung zur Ausführung einer
analogen Zeitanzeige und ein Anzeigevorrichtungsantriebsmittel zum
Antreiben der analogen Anzeigevorrichtung; und das Betriebsmodussteuermittel
umfasst ein Betriebsstoppmittel zum Stoppen des Betriebs des Anzeigevorrichtungsantriebsmittels
im stromsparenden Modus.
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Vorzugsweise
enthält
das Begrenzerschaltungssteuermittel Betriebssperreaufhebungsmittel zum
Aufheben der Betriebssperre des Begrenzerschaltungsmittels, wenn
der Betriebsmo dus des Mittels, das angetrieben werden soll, von
dem stromsparenden Modus in den normalen Betriebsmodus geschaltet
wird.
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Vorzugsweise
schaltet das Betriebsmodussteuermittel den Betriebsmodus in Übereinstimmung mit
dem Detektionsergebnis des Spannungsdetektionsmittels um.
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Vorzugsweise
ist ein Manipulationsmittel bereitgestellt, mit dem der Benutzer
verschiedene Manipulationen ausführt,
und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Betriebsmodussteuermittel
den Betriebsmodus in Übereinstimmung
mit dem Manipulationszustand des Manipulationsmittels umschaltet.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kontrollverfahren
für ein
tragbares elektronisches Gerät
bereitgestellt, das eine Stromerzeugungseinheit zum Erzeugen von
Strom durch Umwandeln einer ersten Energie in eine zweite Energie,
die elektrische Energie ist, eine Stromquelleneinheit zum Sammeln
der elektrischen Energie, die durch die Stromerzeugung erhalten
wird, eine Einheit, die durch die elektrische Energie angetrieben
werden soll, und eine Begrenzerschaltungseinheit zum Begrenzen der
Spannung der elektrischen Energie, die der Stromquelleneinheit von
der Stromerzeugungseinheit zugeführt
wird, auf eine vorbestimmte Referenzspannung, enthält, wobei
das Kontrollverfahren einen Stromerzeugungsdetektionsschritt umfasst
zum Bestimmen, ob die Stromerzeugungseinheit Strom erzeugt oder
nicht; sowie einen Spannungsdetektionsschritt zum Bestimmen, ob
die Stromerzeugungsspannung bei der Stromerzeugungseinheit oder
die gesammelte Spannung bei der Stromquelleneinheit eine vorbestimmte
Referenzspannung überschreitet;
einen Betriebsmodussteuerungsschritt zum Um schalten des Betriebsmodus
der Einheit, die angetrieben werden soll, zwischen einem normalen
Betriebsmodus und einem stromsparenden Modus in Übereinstimmung mit dem Detektionsergebnis
in dem Stromerzeugungsdetektionsschritt; und einen Begrenzerschaltungssteuerungsschritt zum
Sperren des Betriebs der Begrenzerschaltungseinheit, wenn der Betriebsmodus
der Einheit, die angetrieben werden soll, der stromsparende Modus
ist.
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Vorzugsweise
ist die Einheit, die angetrieben werden soll, eine Zeitanzeigeeinheit,
die eine analoge Anzeigevorrichtung zur Ausführung einer analogen Zeitanzeige
enthält,
und eine Anzeigevorrichtungsantriebseinheit zum Antreiben der analogen Anzeigevorrichtung;
und der Betriebsmodussteuerungsschritt umfasst einen Betriebsstoppschritt
zum Stoppen des Betriebs der Anzeigevorrichtungsantriebseinheit.
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Vorzugsweise
enthält
der Begrenzerschaltungssteuerungsschritt einen Betriebssperreaufhebungsschritt
zum Aufheben der Betriebssperre der Begrenzerschaltungseinheit,
wenn der Betriebsmodus der Einheit, die angetrieben werden soll,
von dem stromsparenden Modus in den normalen Betriebsmodus umgeschaltet
wird.
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Es
werden nun Ausführungsformen
der Erfindung ausführlicher
und nur anhand eines weiteren Beispiels und unter Bezugnahme auf
die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, von welchen:
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1 eine
Ansicht ist, die eine schematische Struktur eines Zeitmessgeräts gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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2 ein
Funktionsblockdiagramm eines Steuerabschnitts und seiner peripheren
Struktur gemäß der Ausführungsform
ist.
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3 eine
Ansicht ist, die das Prinzip einer Begrenzerschaltung zeigt.
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4 ein
Betriebsflussdiagramm der Ausführungsform
ist.
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5 ein
Blockdiagramm ist, das Einzelheiten einer peripheren Schaltung eines
Modusspeicherabschnitts 94 in einem Zeitmessgerät 1 zeigt, das
in 2 dargestellt ist.
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In
der Folge wird eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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[1] Schematische Struktur
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1 zeigt
eine schematische Struktur eines Zeitmessgeräts 1 gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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Das
Zeitmessgerät 1 ist
eine Armbanduhr, die von dem Benutzer getragen wird, indem ein Uhrband,
das mit dem Körper
des Geräts
verbunden ist, um ein Handgelenk geschlungen wird.
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Das
Zeitmessgerät 1 gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
ist schematisch gebildet aus einem Stromerzeugungsabschnitt A zum
Erzeugen elektrischen Wechselstroms; einem Stromquellenabschnitt
B zum Gleichrichten der Wechselspannung, die von dem Stromerzeugungsabschnitt
A gesendet wird, zum Sammeln einer verstärkten Spannung, und zum Zuleiten
von elektrischer Energie zu jedem Komponentenabschnitt; einem Steuerabschnitt 23,
der mit einem Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 (siehe 2)
bereitgestellt ist und den Stromerzeugungszustand des Stromerzeugungsabschnitts
A erfasst, um das gesamte Gerät
in Übereinstimmung
mit dem Detektionsergebnis zu steuern; einem Sekundenzeigerbewegungsmechanismus
CS zum Antreiben eines Sekundenzeigers 55 unter Verwendung
eines Schrittmotors 10; einem Stundenzeiger- und Minutenzeigerbewegungsmechanismus CHM
zum Antreiben eines Minutenzeigers und eines Stundenzeigers unter
Verwendung eines Schrittmotors; einem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S zum
Antreiben des Sekundenzeigerbewegungsmechanismus CS in Übereinstimmung
mit einem Steuersignal, das von dem Steuerabschnitt 23 gesendet wird,
einem Stundenzeiger- und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM zum
Antreiben des Stundenzeiger- und Minutenzeigerbewegungsmechanismus CHM
in Übereinstimmung
mit einem Steuersignal, das von dem Steuerabschnitt 23 gesendet
wird; und einer externen Eingabeeinheit 100 (siehe 2)
zur Ausführung
eines Spezifizierungsbetriebs, so dass der Betriebsmodus des Zeitmessgeräts 1 von
einem Zeitanzeigemodus in einen Kalenderkorrekturmodus, in einen
Zeitkorrekturmodus, oder zwangsweise in einen stromsparenden Modus,
wie später
beschrieben wird, umgeschaltet wird.
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Der
Steuerabschnitt 23 schaltet in Übereinstimmung mit dem Stromerzeugungszustand
des Stromerzeugungsabschnitts A zwischen dem Anzeigemodus (normalen
Betriebsmodus), in dem die Bewegungsmechanismen CS und CHM angetrieben werden,
um eine Zeitanzeige auszuführen,
und dem stromsparenden Modus, in dem Strom gespart wird, um, indem
die Zuleitung von Strom zu dem Sekundenzeigerbewegungsmechanismus
CS und dem Stundenzeiger- und Minutenzeigerbewegungsmechanismus
CHM gestoppt wird. Wenn der Benutzer das Zeitmessgerät 1 in
der Hand hält
und es schüttelt,
um zwangsweise Strom zu erzeugen, wird der stromsparende Modus zwangsweise
in den Anzeigemodus geschaltet, wenn eine vorbestimmte Stromerzeugungsspannung
erfasst wird.
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[2] Ausführliche
Struktur
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In
der Folge wird jeder Komponentenabschnitt des Zeitmessgeräts 1 wird
beschrieben. Der Steuerabschnitt 23 wird später durch
die Verwendung von Funktionsblöcken
beschrieben.
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[2.1] Stromerzeugungsabschnitt
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Zunächst wird
der Stromerzeugungsabschnitt A beschrieben.
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Der
Stromerzeugungsabschnitt A ist aus einer Stromerzeugungseinheit 40,
einem oszillierenden Gewicht 45 und einem geschwindigkeitserhöhenden Zahnrad 46 gebildet.
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Als
Stromerzeugungseinheit 40 wird eine Wechselstromerzeugungseinheit
vom elektromagnetischen Induktionstyp verwendet, in der ein Stromerzeugungsrotor 43 im
Inneren eines Stromerzeugungsstators 42 dreht und elektrischer
Strom, der in einer Stromerzeugungsspule 44 induziert wird,
die an den Stromerzeugungsstator 42 angeschlossen ist, nach
außen
abgegeben werden kann.
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Das
oszillierende Gewicht 45 dient als Mittel zur Übertragung
von kinetischer Energie zu dem Stromerzeugungsrotor 43.
Die Bewegung dieses oszillierenden Gewichts 45 wird durch
das geschwindigkeitserhöhende
Zahnrad 46 auf den Stromerzeugungsrotor 43 übertragen.
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Dieses
oszillierende Gewicht 45 kann sich in dem Zeitmessgerät 1 in
der Art einer Armbanduhr drehen, indem es die Bewegung eines Arms
des Benutzers aufnimmt. Daher wird die Energie, die in den täglichen
Aktivitäten
des Benutzers steckt, zur Stromerzeugung verwendet, und das Zeitmessgerät 1 wird
durch den elektrischen Strom angetrieben.
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[2.2] Stromquellenabschnitt
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Anschließend wird
der Stromquellenabschnitt B beschrieben.
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Der
Stromquellenabschnitt B ist aus einer Begrenzerschaltung LM gebildet,
die verhindert, dass eine übermäßige Spannung
an eine folgende Schaltung angelegt wird, sowie aus einer Diode 47, die
als Gleichrichterschaltung dient, einem Kondensator großer Kapazität 48 und
einem invertierenden Wandler (Buck-Boost-Wandler) 49. Wie
in 1 dargestellt ist, sind die Begrenzerschaltung
LM, die Gleichrichterschaltung (Diode 47) und der Kondensator
großer
Kapazität 48 in
dieser Reihenfolge von dem Stromerzeugungsabschnitt A angeordnet.
Sie können
in der Reihenfolge- von Gleichrichterschaltung (Diode 47),
Begrenzerschaltung LM und Kondensator großer Kapazität 48 angeordnet sein.
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Der
invertierende Wandler 49 erhöht oder verringert eine Spannung
in mehreren Stufen, wobei eine Vielzahl von Kondensatoren 49a, 49b und 49c verwendet
wird. In Übereinstimmung
mit einem Steuersignal ϕ11, das von dem Steuerabschnitt 23 gesendet
wird, kann eine Spannung eingestellt werden, die zu dem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und den
Stundenszeiger- und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM gesendet
wird.
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Der
Stromquellenabschnitt B verwendet Vdd (eine höhere Spannung) als Referenzspannung (GND)
und Vss (eine niederere Spannung) als Stromspannung.
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Ein
Beispiel für
die Begrenzerschaltung wird in der Folge unter Bezugnahme auf 3 beschrieben.
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Die
Begrenzerschaltung LM dient auf gleiche weise wie ein Schalter zum
Kurzschließen
des Stromerzeugungsabschnitts A, wie in 3 dargestellt
ist. Wenn die Stromerzeugungsspannung VGEN des Stromerzeugungsabschnitts
A eine vorbestimmte Grenzreferenzspannung VLM überschreitet, wird die Begrenzerschaltung
eingeschaltet (geschlossen). Der Schalterabschnitt der Begrenzerschaltung
LM ist aus einem Transistor gebildet, und wird durch ein Steuersignal,
das von einer zentralen Steuerschaltung 93 ausgegeben wird,
die in 2 dargestellt ist, EIN und AUS gesteuert.
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Dadurch
ist der Stromerzeugungsabschnitt A elektrisch von dem Kondensator
großer
Kapazität 48 getrennt.
In der vorliegenden Ausführungsform
ist der Stromerzeugungsabschnitt A zur Steuerung der Begrenzerschaltung
kurzgeschlossen. Der Pfad des Stromerzeugungsabschnitts A kann zur
Steuerung der Begrenzerschaltung geöffnet werden.
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Bei
diesem Betrieb wird keine übermäßige Stromerzeugungsspannung
VGEN an den Kondensator großer
Kapazität 48 angelegt.
Es wird verhindert, dass eine Stromerzeugungsspannung VGEN, die
die dielektrische Festigkeit des Kondensators großer Kapazität übersteigt,
angelegt wird und dadurch wird eine Beschädigung des Kondensators großer Kapazität 48 verhindert
und ferner wird eine Beschädigung
des Zeitmessgeräts 1 vermieden.
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Eine
Diode, die in 3 dargestellt ist, dient als
Gegenstromverhinderungsdiode, und verhindert, dass der Kondensator
großer
Kapazität 48 kurzgeschlossen
wird, wenn die Begrenzerschaltung LM eingeschaltet ist.
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Die
Begrenzerschaltung LM kann so konfiguriert sein, dass die Verbindung
des Stromerzeugungsabschnitts A und des Kondensators großer Kapazität 48 durch
einen Schalter geöffnet
wird.
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[2.3] Zeigerbewegungsmechanismen
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In
der Folge werden die Zeigerbewegungsmechanismen CS und CHM beschrieben.
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[2.3.1] Sekundenzeigerbewegungsmechanismus
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Zunächst wird
der Sekundenzeigerbewegungsmechanismus CS beschrieben.
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Der
Schrittmotor 10, der in dem Sekundenzeigerbewegungsmechanismus
CS verwendet wird, wird auch aus Schrittservomotor bezeichnet, der
in vielen Fällen
als Stellglied in digitalen Steuervorrichtungen verwendet wird,
und wird von einem Impulssignal angetrieben. Viele kompakte und
leichte Schrittmotoren wurden in den letzten Jahren in tragbaren, kompakten
elektronischen Geräten
und Informationsgeräten
als Stellglieder verwendet. Zeitmessgeräte, wie elektroni sche Zeitmesseinheiten,
Zeitschalter und Chronographen, sind für solche elektronische Vorrichtung
repräsentativ.
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Der
Schrittmotor 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist mit einer Antriebsspule 11 zur Erzeugung von magnetischer
Energie durch einen Antriebsimpuls bereitgestellt, der von dem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S gesendet
wird, sowie mit einem Stator 12, der von dieser Antriebsspule 11 erregt
wird, und einem Rotor 13, der im Inneren des Stators 12 durch
ein erregtes Magnetfeld dreht.
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Der
Schrittmotor 10 ist vom PM-Typ (Permanentmagnetdrehungstyp),
in dem der Rotor 13 aus einem scheibenförmigen zweipoligen Permanentmagnet
gebildet ist.
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Der
Stator 12 ist mit einem magnetischen Sättigungsabschnitt 17 gebildet,
so dass verschiedene magnetische Pole in Phasen (Polen) 15 und 16 um
den Rotor 13 durch die magnetische Energie erzeugt werden,
die von der Antriebsspule 11 generiert wird.
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Zum
Spezifizieren der Drehrichtung des Rotor 13 ist eine Innenkerbe 18 an
einer geeigneten Position in dem inneren Umfang des Stators 12 bereitgestellt.
Es wird ein Rastmoment erzeugt, um den Rotor 13 an einer
geeigneten Position zu stoppen.
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Die
Drehung des Rotors 13 in dem Schrittmotor 10 wird
auf den Sekundenzeiger 55 durch ein Räderwerk 50 übertragen,
das aus einem Zwischensekundenrad 51 und einem Sekundenrad
(Sekundenanzeigerad) 52 gebildet ist, das mit dem Rotor 13 durch
ein Ritzel in Eingriff steht, und eine Sekundenanzeige ausgeführt wird.
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[2.3.2] Stundenzeiger-
und Minutenzeigerbewegungsmechanismus
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Anschließend wird
der Stundenzeiger- und Minutenzeigerbewegungsmechanismus CHM beschrieben.
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Ein
Schrittmotor 60, der in dem Stundenzeiger- und Minutenzeigerbewegungsmechanismus CHM
verwendet wird, hat dieselbe Struktur wie der Schrittmotor 10.
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Der
Schrittmotor 60 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
ist mit einer Antriebsspule 61 zur Erzeugung von magnetischer
Energie durch einen Antriebsimpuls bereitgestellt, der von dem Stundenzeiger-
und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM gesendet wird,
sowie mit einem Stator 62, der von dieser Antriebsspule 61 erregt
wird, und einem Rotor 63, der im Inneren des Stators 62 durch
ein erregtes Magnetfeld dreht.
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Der
Schrittmotor 60 ist vom PM-Typ (Permanentmagnetdrehungstyp),
in dem der Rotor 63 aus einem scheibenförmigen zweipoligen Permanentmagnet
gebildet ist. Der Stator 62 ist mit einem magnetischen
Sättigungsabschnitt 67 bereitgestellt,
so dass verschiedene magnetische Pole in Phasen (Polen) 65 und 66 um
den Rotor 63 durch die magnetische Energie erzeugt werden,
die von der Antriebsspule 61 generiert wird. Zum Spezifizieren
der Drehrichtung des Rotors 63 ist eine Innenkerbe 68 an
einer geeigneten Position in dem inneren Umfang des Stators 62 bereitgestellt.
Es wird ein Rastmoment erzeugt, um den Rotor 63 an einer
geeigneten Position zu stoppen.
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Die
Drehung des Rotors 63 in dem Schrittmotor 60 wird
auf jeden Zeiger durch ein Räderwerk 70 übertragen,
das aus einem zweiten Rad 72, einem dritten Rad 72,
einem Zentrumsrad (Minutenanzeigerad) 73, einem Minutenrad 74 und
einem Stundenrad (Stundenanzeigerad) 75 gebildet ist, das
mit dem Rotor 63 durch ein Ritzel in Eingriff steht. Das
Zentrumsrad 73 ist an den Minutenzeiger 76 angeschlossen, und
das Stundenrad 75 ist an den Stundenzeiger 77 angeschlossen.
Mit diesen Zeigern werden die Stunde und die Minute durch die Drehung
des Rotors 63 angezeigt.
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Obwohl
in der Figur nicht dargestellt, kann ein Übertragungssystem (zur Anzeige
des Tages zum Beispiel, ein Zwischenstundenrad, ein Zwischendatenrad,
ein Datumsanzeigevorrichtungsantriebsrad und eine Datumsanzeige)
zur Anzeige des Jahres, des Monats und des Tages (Kalender) natürlich an
das Räderwerk 70 angeschlossen
sein. In diesem Fall kann des Weiteren ein Kalenderkorrekturräderwerk
(wie ein erstes Kalenderkorrekturübertragungsrad, ein zweites
Kalenderkorrekturübertragungsrad,
ein Kalenderkorrekturrad und eine Datumsanzeigevorrichtung) bereitgestellt
sein.
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[2.4] Sekundenzeigerantriebsabschnitt
und Stundenzeiger- und
Minutenzeigerantriebsabschnitt
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Anschließend werden
der Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und der Stundenzeiger-
und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM beschrieben. Da
der Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und der Stundenzeiger-
und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM in diesem Fall
dieselbe Struktur haben, wird nur der Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S beschrieben.
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Der
Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S sendet unter der Steuerung
des Steuerabschnitts 23 verschiedene Antriebsimpulse an
den Schrittmotor 10.
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Der
Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S ist mit einer Brückenschaltung
bereitgestellt, die aus einem p-Kanal MOS 33a und einem
n-Kanal MOS 32a gebildet ist, die in Serie geschaltet sind,
und einem p-Kanal MOS 33b und einem n-Kanal MOS 32b.
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Der
Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S ist auch mit Drehungsdetektionswiderständen 35a und 35b bereitgestellt,
die parallel zu dem p-Kanal MOS 33a und 33b geschaltet
sind, und p-Kanal-Abtast-MOS 34a und 34b, die
Zerhackerimpulse zu den Widerständen 35a und 35b senden.
Wenn daher Steuerimpulse mit unterschiedlichen Polaritäten und verschiedenen
Impulsbreiten von dem Steuerabschnitt 23 zu verschiedenen
Zeitpunkten zu den Gate-Elektroden der MOS 32a, 32b, 33a, 33b, 34a und 34b gesendet
werden, werden Antriebsimpulse mit verschiedenen Polaritäten zu der
Antriebsspule 11 gesendet, oder ein Detektionsimpuls zum
Erregen einer Induktionsspannung, der zum Erfassen der Drehung des
Rotors 13 und zum Erfassen eines Magnetfeldes verwendet
wird, wird ausgesendet.
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[2.5] Steuerabschnitt
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Anschließend wird
die Struktur des Steuerabschnitts 23 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben.
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2 zeigt
den Steuerabschnitt 23 und die Funktionsblöcke seiner
peripheren Struktur.
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Der
Steuerabschnitt 23 ist schematisch aus einer Impulskombinationsschaltung 22,
einem Moduseinstellabschnitt 90, einem Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 und
einer Antriebssteuerschaltung 24 gebildet.
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Die
Impulskombinationsschaltung 22 ist mit einer oszillierenden
Schaltung zum Oszillieren eines Referenzimpulses mit einer -stabilen
Frequenz bereitgestellt, unter Verwendung einer Referenzoszillationsquelle 21,
wie einem Kristallresonator, und einer Kombinationsschaltung zum
Kombinieren des Referenzimpulses und skalierter Impulse, die durch
Skalieren des Referenzimpulses erhalten werden, um Impulssignale
mit verschiedenen Impulsbreiten und verschiedenen Zeitsteuerungen
zu erzeugen.
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Der
Moduseinstellabschnitt 90 ist aus dem Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91, einem
Einstellungsschaltabschnitt 95 zum Umschalten einer Einstellung,
die zum Erfassen eines Stromerzeugungszustands verwendet wird, einer
Spannungsdetektionsschaltung 92 zum Erfassen einer geladenen
Spannung Vc des Kondensators großer Kapazität 48, der zentralen
Steuerschaltung 93 zum Steuern des Zeitanzeigemodus in Übereinstimmung mit
dem Stromerzeugungszustand und zum Steuern einer Verstärkungsvergrößerung in Übereinstimmung
mit der geladenen Spannung, und einem Modusspeicherabschnitt 94 zum
Speichern des Modus gebildet.
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Der
Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 ist mit einer
ersten Detektionsschaltung 97 zum Vergleichen der erzeugten
Spannung Vgen der Stromerzeugungseinheit 40 mit einer spezifizierten
Spannung Vo bereitgestellt, um festzustellen, ob die Stromerzeugung
erfasst wird oder nicht, und einer zweiten Detektionsschaltung 98 zum
Vergleichen einer spezifizierten Zeitperiode To mit einer Stromerzeugungsdauer
Tgen, für
die die erhaltene erzeugte Spannung Vgen gleich oder höher als
eine spezifizierte Spannung Vbas ist, die viel niederer als die spezifizierte
Spannung Vo ist, um festzustellen, ob die Stromerzeugung erfasst
wird oder nicht. Wenn eine der Bedingung in der ersten und zweiten
Detektionsschaltung 97 und 98 erfüllt ist,
bestimmt der Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91, dass
ein Stromerzeugungszustand erfasst ist. Die spezifizierten Spannungen
Vo und Vbas sind negative Spannungen gegen Vdd (= GND) und zeigen
Potenzialdifferenzen zu Vdd an.
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Die
spezifizierte Spannung Vo und die spezifizierte Zeitperiode To kann
umschaltbar durch den Einstellungsschaltabschnitt 95 gesteuert
werden. Der Einstellungsschaltabschnitt 95 ändert die
Einstellungen Vo und To der ersten und zweiten Detektionsschaltungen 97 und 98 in
dem Stromerzeugungsdetektionsabschnitt 91, wenn der Anzeigemodus
in den stromsparenden Modus geschaltet wird. In der vorliegenden
Ausführungsform
sind Einstellungen Va und Ta für
den Anzeigemodus niederer eingestellt als Einstellungen Vb und Tb
für den
stromsparenden Modus. Daher ist zum Umschalten von dem stromsparenden
Modus in den Anzeigemodus eine höhere
Stromerzeugung erforderlich. Der erforderliche Grad der Stromerzeugung
ist nicht ausreichend, wenn das Zeitmessgerät 1 immer getragen
wird. Der Benutzer muss zwangsweise ein Laden durch Schütteln der
Hand ausführen,
um mehr Strom zu erhalten. Mit anderen Worten, die Einstellungen
Vb und Tb sind für
den stromsparenden Modus eingestellt, so dass ein erzwungenes Laden,
das durch Schütteln der
Hand verursacht wird, erfasst werden kann.
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Die
zentrale Steuerschaltung 93 ist mit einer Nicht-Stromerzeugungszeitmessschaltung 99 zum Messen
einer Nicht-Stromerzeugungszeit
Tn bereitgestellt, in der keine Stromerzeugung in der ersten und
zweiten Detektionsschaltung 97 und 98 erfasst wird.
Wenn die Nicht-Stromerzeugungszeit Tn über eine vorbestimmte spezifizierte
Zeitperiode oder länger
dauert, wird der Anzeigemodus in den stromsparenden Modus geschaltet.
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Wenn
andererseits der Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 bestimmt,
dass der Stromerzeugungsabschnitt A im Stromerzeugungszustand ist
und die geladene Spannung VC des Kondensators großer Kapazität 48 ausreichend
ist, wird der stromsparende Modus in den Anzeigemodus geschaltet.
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Wenn
in diesem Fall im stromsparenden Modus die Begrenzerschaltung LM
eingeschaltet (geschlossen) wird, befindet sich der Stromerzeugungsabschnitt
A in einem Kurzschlusszustand. Da der Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 die
Stromerzeugung selbst dann nicht erfassen kann, wenn sich der Stromerzeugungsabschnitt
A im Stromerzeugungszustand befindet, kann der stromsparende Modus
nicht in den Anzeigemodus geschaltet werden.
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Wenn
daher in der vorliegenden Ausführungsform
der Betriebsmodus der stromsparende Modus ist, wird die Begrenzerschaltung
LM in den Aus-Zustand (offenen Zustand) gestellt, unabhängig von
dem Stromerzeugungszustand des Stromerzeugungsabschnitts A, so dass
der Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 definitiv
den Stromerzeugungszustand des Stromerzeugungsabschnitts A erfassen
kann.
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Da
der Stromquellenabschnitt B mit dem invertierenden Wandler 49 in
der vorliegenden Ausführungsform
bereitgestellt ist, wird die Stromquellenspannung unter Verwendung
des invertierenden Wandlers 49 erhöht, wenn die geladene Spannung VC
einen gewissen Grad geringer ist, so dass die Zeigerbewegungsmechanismen
CS und CHM angetrieben werden können.
-
Wenn
im Gegensatz dazu die geladene Spannung VC einen gewissen Grad höher ist
und höher
als die Antriebsspannungen der Zeigerbewegungsmechanismen CS und
CHM ist, wird die Stromquellenspannung unter Verwendung des invertierenden
Wandlers verringert, so dass die Zeigerbewegungsmechanismen CS und
CHM angetrieben werden können.
-
Die
zentrale Steuerschaltung 93 bestimmt die Spannungserhöhung in Übereinstimmung
mit der geladenen Spannung VC und steuert den invertierenden Wandler 49.
-
Wenn
die geladene Spannung VC jedoch zu gering ist, kann keine Stromquellenspannung,
die zum Betreiben der Zeigerbewegungsmechanismen CS und CHM erforderlich
ist, erhalten werden, selbst wenn die geladene Spannung erhöht wird.
Wenn in einem solchen Fall der stromsparende Modus in den Anzeigemodus
geschaltet wird, kann keine korrekte Zeitanzeige durchgeführt werden
und zusätzlich
wird Energie verschwendet.
-
Daher
wird in der vorliegenden Ausführungsform
die geladene Spannung VC mit der vorbestimmten spezifizierten Spannung
Vo verglichen um festzustellen, ob die geladene Spannung VC ausreicht. Diese
Bestimmung ist eine Bedingung zum Umschalten des stromsparenden
Modus in den Anzeigemodus.
-
Die
zentrale Steuerschaltung 93 ist mit einem Zähler für den stromsparenden
Modus 101 bereitgestellt um festzustellen, ob ein vorbestimmter Spezifizierungsvorgang
einer zwangsweisen Umschaltung in den stromsparenden Modus innerhalb einer
vorbestimmten Zeitperiode ausgeführt
wird, wenn der Benutzer die externe Eingangseinheit 100 manipuliert,
und mit einem Sekundenzeigerpositionszähler 102, der immer
zyklisch zählt,
und in dem die Sekundenzeigerposition, die erhalten wird, wenn die Zählung Null
ist, einer vorbestimmten Anzeigeposition im stromsparenden Modus
entspricht (zum Beispiel der 1-Uhr-Position).
-
Der
auf diese Weise spezifizierte Modus wird im Modusspeicherabschnitt 94 gespeichert,
und die Informationen werden zu der Antriebssteuerschaltung 24,
den Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 und den Einstellungsschaltabschnitt 95 gesendet. Wenn
der Anzeigemodus in den stromsparenden Modus umgeschaltet wird,
stoppt die Antriebssteuerschaltung 24 das Senden von Impulssignalen
zu dem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und den Stundenzeiger-
und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM, um den Betrieb
des Sekundenzeigerantriebsabschnitts 30S und des Stundenzeiger-
und Minutenzeigerantriebsabschnitts 30HM zu stoppen. Dann
stoppt der Motor die Drehung und die Zeitanzeige wird angehalten.
-
Der
Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 ist genauer aus einem
Auf/Abwärtszähler (nicht
dargestellt) gebildet. Wenn der Anzeigemodus in den stromsparenden
Modus geschaltet wird, empfängt der
Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 ein Referenzsignal,
das von der Impulskombinationsschaltung 22 erzeugt wird,
startet die Zeitmessung und erhöht
die Zählung,
um eine Zeitdauer im stromsparenden Modus zu messen.
-
Wenn
der stromsparende Modus in den Anzeigemodus geschaltet wird, wird
die Zählung
des Auf/Abwärtszählers verringert.
während
die Zählung verringert
wird, sendet die Antriebssteuerschaltung 24 Fast-Feed-Impulse
zu dem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und den Stundenzeiger-
und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM.
-
Wenn
die Zählung
des Auf/Abwärtszählers Null
erreicht, das heißt,
wenn die Fast-Feed-Zeigerbewegungszeit, die der Zeitdauer des stromsparenden
Modus entspricht, die auch der verstrichenen Fast-Feed-Zeigerbewegungszeit
entspricht, verstrichen ist, wird ein Steuersignal erzeugt, das
das Aussenden der Fast-Feed-Impulse stoppt, und zu dem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und
den Stundenzeiger- und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM gesendet.
-
Infolgedessen
zeigt die Zeitanzeige wieder die gegenwärtige Zeit.
-
Wie
zuvor beschrieben, enthält
der Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 auch die Funktion
zum Wiederherstellen der gegenwärtigen
Zeit auf einer wiederangezeigten Zeitanzeigevorrichtung.
-
Die
Antriebssteuerschaltung 24 erzeugt Antriebsimpulse für einen
Modus in Übereinstimmung mit
verschiedenen Impulsen, die von der Impulskombinationsschaltung 22 ausgegeben
werden. Im stromsparenden Modus wird das Senden von Antriebsimpulsen
gestoppt. Unmittelbar nachdem der stromsparende Modus in den Anzeigemodus
geschaltet wird, werden die Fast-Feed-Impulse, die ein kurzes Impulsintervall
haben, zu dem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und den
Stundenzei ger- und Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM als
Antriebsimpulse gesendet, um die gegenwärtige Zeit auf der wiederangezeigten
Zeitanzeigevorrichtung wiederherzustellen.
-
Wenn
das Senden der Fast-Feed-Impulse beendet ist, werden Antriebsimpulse
mit einem normalen Impulsintervall zu dem Sekundenzeigerantriebsabschnitt 30S und
den Stundenzeiger- und
Minutenzeigerantriebsabschnitt 30HM gesendet.
-
[3] Betrieb in der vorliegenden
Ausführungsform
-
4 ist
ein Flussdiagramm des Betriebs des Zeitmessgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung.
-
Die
Steuerschaltung 23 bestimmt, ob der Betriebsmodus in dem
stromsparenden Modus ist oder nicht (in Schritt S1).
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S1 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
der Betriebsmodus der stromsparende Modus ist (die Antwort "ja" in Schritt S1),
fährt die
Verarbeitung mit Schritt S8 fort, der später beschrieben wird.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S1 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
der Betriebsmodus nicht der stromsparende Modus ist, das heißt, dass
der Betriebsmodus der Anzeigemodus ist, der der normale Betriebsmodus
ist (die Antwort "nein" in Schritt S1),
bestimmt die zentrale Steuerschaltung 93 in Übereinstimmung
mit dem Detektionssignal der Stromerzeugungszustandsdetektionseinheit 91,
ob eine elektromotorische Kraft vorhanden ist, das heißt, ob die
Stromerzeugungseinheit 40 Strom erzeugt (in Schritt S2).
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S2 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
eine elektromotorische Kraft vorhanden ist (die Antwort "ja" in Schritt S2),
fährt die
Verarbeitung mit Schritt S15 fort, die Zeitanzeige wird fortgesetzt
(in Schritt Sl5), und dann kehrt die Verarbeitung wieder zu Schritt
S1 zurück.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S2 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
keine elektromotorische Kraft vorhanden ist, das heißt, die
Stromerzeugung nicht ausgeführt
wird (die Antwort "nein" in Schritt S2),
erhöht
die Nicht-Stromerzeugungszeitmessschaltung 99 die Zählung der
Nicht-Stromerzeugungszeit
Tn (in Schritt S3).
-
Die
zentrale Steuerschaltung 93 bestimmt, ob die Nicht-Stromerzeugungszeit
Tn länger
dauert als die vorbestimmte spezifizierte Zeitperiode (in Schritt
S4).
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S4 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
die Nicht-Stromerzeugungszeit Tn die vorbestimmte spezifizierte
Zeitperiode nicht überschreitet
(die Antwort "nein" in Schritt S4),
fährt die
Verarbeitung wieder mit Schritt S2 fort, und die Prozesse von Schritt S2
bis Schritt S4 werden wiederholt.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S4 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
die Nicht-Stromerzeugungszeit Tn länger dauert als die vorbestimmte
spezifizierte Zeitperiode (die Antwort "ja" in
Schritt S4), wird die Zählung
des Sekundenzeigerpositionszählers 102,
der immer zyklisch zählt,
erhöht
(in Schritt S5), und es wird (in Schritt S6) bestimmt, ob die Zählung des
Sekundenzeigerpositionszählers 102 Null
ist, das heißt,
ob der Sekundenzeiger die vorbe stimmte Anzeigeposition des stromsparenden
Modus erreicht (zum Beispiel die 1-Uhr-Position).
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S6 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
die Zählung
des Sekundenzeigerpositionszählers 102 nicht
Null ist, dass heißt,
dass der Sekundenzähler
die vorbestimmte Anzeigeposition des stromsparenden Modus nicht
erreicht (zum Beispiel die 1-Uhr-Position) (die Antwort "nein" in Schritt S6),
fährt die
Verarbeitung wieder mit Schritt S5 fort, und die Zählung des
Sekundenzeigerpositionszählers 102 wird
erhöht.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S6 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
die Zählung
des Sekundenzeigerpositionszählers 102 Null
ist, dass heißt,
dass der Sekundenzähler
die vorbestimmte Anzeigeposition des stromsparenden Modus erreicht,
wird der Sekundenzeiger an der gegenwärtigen Position gestoppt, die
Zeitanzeige angehalten und der Betriebsmodus in den stromsparenden
Modus geschaltet (in Schritt S7). Da der Benutzer erkennt, dass
der Sekundenzeiger an der Anzeigeposition des stromsparenden Modus
angehalten ist, erkennt der Benutzer daher leicht, dass das Zeitmessgerät 1 im
stromsparenden Modus ist.
-
Wenn
ein Steuersignal für
den stromsparenden Modus vom Modusspeicherabschnitt 94 auf
einen "H"-Pegel gestellt wird,
wird die Begrenzerschaltung LM ausgeschaltet (geöffnet) und der Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 kann
den Stromerzeugungszustand des Stromerzeugungsabschnitts A definitiv
erkennen.
-
Dann
steuert die zentrale Steuerschaltung 93 den invertierenden
Wandler 49, so, dass die Verstärkungssteuerung gestoppt wird
(in Schritt S9).
-
Der
Grund, warum die Verstärkungssteuerung
im stromsparenden Modus gestoppt wird, wird hier beschrieben.
-
Im
Allgemeinen muss zur Aufrechterhaltung der Betriebsspannung des
Zeitmessgeräts
in einem angemessenen Bereich über
eine lange Periode bei begrenzter Energie die Stromquelleneinheit
den invertierenden Wandler 49 für die Verstärkungssteuerung steuern. Wenn
im Anzeigemodus die Stromquellenspannung gesenkt wird und die Antriebsspannung
zum Bewegen der Zeiger geringer wird als eine vorbestimmte Antriebsspannung,
wird die Verstärkungssteuerung
ausgeführt,
um die Antriebsspannung zu erhöhen,
um mit der Bewegung der Zeiger fortzufahren.
-
Andererseits
ist es im stromsparenden Modus zur Ausführung der Zeitwiederherstellungsverarbeitung
(in Schritt S14), die später
beschrieben wird, notwendig, bei einem Spannungspegel, der niederer als
eine mögliche
Zeitwiederherstellungsspannung ist, den Energieverbrauch soweit
wie möglich
zu unterdrücken,
und ein Laden auszuführen,
bis der Spannungspegel eine Spannung erreicht, bei der die Zeitwiederherstellungsverarbeitung
prompt ausgeführt
werden kann, wenn der stromsparende Modus in den Anzeigemodus geschaltet
wird.
-
Daher
wird in der vorliegenden Ausführungsform
die Verstärkungssteuerung
im stromsparenden Modus gestoppt.
-
Der
Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 erhöht die Zeitinformationszählung in Übereinstimmung
mit der verstrichenen Zeit im stromsparenden Modus, um die Zeitwiederherstellungsverarbeitung auszuführen (in
Schritt S14), wie später
beschrieben wird, und bestimmt dann (in Schritt S11), ob der Benutzer
die externe Eingabeeinheit manipuliert (die Krone und eine Positionsdetektionseinheit),
um den Betriebsmodus des Zeitmessgeräts 1 in den Zeitkorrekturmodus
zu schalten.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S11 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
der Benutzer die externe Eingabeeinheit 100 nicht manipuliert,
um in den Zeitkorrekturmodus zu schalten (die Antwort "nein" in Schritt S11),
wird (in Schritt S12) bestimmt, ob die Stromerzeugungseinheit 40 elektrischen Strom
mit einer elektromotorischen Kraft erzeugt, die gleich oder höher als
die vorbestimmte elektromotorische Kraft ist, die zum Bestimmen
verwendet wird, ob der Betriebsmodus in den Anzeigemodus geschaltet
ist.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S12 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
die Stromerzeugungseinheit 40 keinen elektrischen Strom
mit einer elektromotorischen Kraft erzeugt, die gleich oder höher als
die vorbestimmte elektromotorische Kraft ist, die zum Bestimmen
verwendet wird, ob der Betriebsmodus in den Anzeigemodus geschaltet
ist, das heißt,
wenn der stromsparende Modus fortgesetzt werden muss, fährt die
Verarbeitung wieder mit Schritt S10 fort und die Zeitinformationszählung, die der
verstrichenen Zeit im stromsparenden Modus entspricht, wird erhöht.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S12 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
die Stromerzeugungseinheit 40 elektri schen Strom mit einer
elektromotorischen Kraft erzeugt, die gleich oder höher als die
vorbestimmte elektromotorische Kraft ist, die zum Bestimmen verwendet
wird, ob der Betriebsmodus in den Anzeigemodus geschaltet ist, das
heißt,
wenn der Betriebsmodus in den Anzeigemodus geschaltet werden muss
(die Antwort "ja" in Schritt S12),
wird die Steuerung der Begrenzerschaltung LM wieder gestartet (in
Schritt S13), der Betriebsmodus wird von dem stromsparenden Modus
in den Anzeigemodus geschaltet, und die Zeitwiederherstellungsverarbeitung
wird ausgeführt
(in Schritt S14), in der die gegenwärtige Zeit in Übereinstimmung
mit der Zählung des
Zeitinformationsspeicherabschnitts 96 wiederhergestellt
wird.
-
Dann
wird die Zeitanzeige fortgesetzt (in Schritt S15), die Verarbeitung
fährt wieder
mit Schritt S1 fort und dieselbe Verarbeitung wird wiederholt.
-
Wenn
in der Bestimmung, die in Schritt S11 ausgeführt wird, bestimmt wird, dass
der Benutzer die externe Eingabeeinheit 100 manipuliert,
um in den Zeitkorrekturmodus zu schalten (die Antwort "ja" in Schritt S11),
wird die Zählung
des Zeitinformationsspeicherabschnitts 96 zurückgestellt
(in Schritt S16).
-
Wenn
der Benutzer die externe Eingabeeinheit manipuliert, um den Zeitkorrekturmodus
freizugeben, fährt
die Verarbeitung wieder mit Schritt S10 fort. Die Zeitinformationszählung, die
der verstrichenen Zeit im stromsparenden Modus entspricht, wird in
Schritt S10 für
die Zeitwiederherstellungsverarbeitung (in Schritt S14) erhöht, und
dieselben Prozesse werden wiederholt, bis der stromsparende Modus freigegeben
wird.
-
[4] Vorteil der vorliegenden
Ausführungsform
-
Wenn,
wie zuvor beschrieben, gemäß dem Zeitmessgerät 1 der
vorliegenden Ausführungsform der
Betriebsmodus in den stromsparenden Modus geschaltet wird, wird
die Begrenzerschaltung LM ausgeschaltet (geöffnet), so dass der Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 den
Stromerzeugungszustand des Stromerzeugungsabschnitts A definitiv
erfassen kann. Daher tritt der Fall, dass der Stromerzeugungszustand
nicht erfasst werden kann, da die Stromerzeugungseinheit im stromsparenden
Modus in einen kurzgeschlossenen Zustand gestellt ist, nicht ein,
und der stromsparende Modus kann definitiv in den normalen Betriebsmodus
geschaltet werden.
-
[5] Modifizierte Ausführungsformen
-
[5.1] Erste Modifizierung
-
In
der obengenannten Ausführungsform
wurde das Zeitmessgerät
beschrieben, in dem der Schrittmotor 10 und der Schrittmotor 60 zum
Antreiben der analogen Anzeigevorrichtungen zur Zeitanzeige verwendet
wurden. Die vorliegende Erfindung kann auch bei einem digitalen
Zeitmessgerät
angewendet werden, das eine Zeitanzeige durch die Verwendung einer
LCD ausführt.
-
[5.2] Zweite Modifizierung
-
In
der obengenannten Ausführungsform
werden die zwei Schrittmotoren 10 und 60 gleichzeitig gestoppt,
wenn der Betriebsmodus in den stromsparenden Modus geschaltet wird.
Es ist auch möglich, dass
eine Vielzahl von stromsparenden Modusstufen spezifiziert ist, nur
der Schrittmotor 10, der dem Sekundenzeiger entspricht,
in einer ersten Stufe des stromsparenden Modus gestoppt wird, und
der Schrittmotor 60, der den Stunden- und Minutenzeigern
entspricht, des Weiteren in einer zweiten Stufe des stromsparenden
Modus gestoppt wird.
-
[5.3] Dritte Modifizierung
-
In
der obengenannten Ausführungsform dient
das Zeitmessgerät,
in dem die zwei Motoren zum Anzeigen der Stunde und der Minute und
der Sekunde verwendet werden, als Beispiel. Die vorliegende Erfindung
kann auch bei einem Zeitmessgerät angewendet
werden, in dem ein Motor zur Anzeige der Stunde, der Minute und
der Sekunde verwendet wird.
-
Die
vorliegende Erfindung kann des Weiteren bei einem Zeitmessgerät mit drei
oder mehr Motoren (Motoren, die separat den Sekundenzeiger, den
Minutenzeiger, den Stundenzeiger, den Kalender und den Chronographen
steuern) angewendet werden.
-
[5.4.] Vierte Modifizierung
-
In
der obengenannten Ausführungsform
wird die elektromagnetische Stromerzeugungseinheit als Stromerzeugungseinheit 40 verwendet,
in der die Drehbewegung des oszillierenden Gewichts 45 auf den
Rotor 43 übertragen
wird und die Drehung des Rotors 43 die elektromotorische
Kraft Vgen an der Ausgangsspule 44 erzeugt. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Zum Beispiel kann eine
Stromerzeugungseinheit, die eine elektromotorische Kraft durch die
Drehbewegung erzeugt, die durch die Rückstell kraft (entsprechend
der ersten Energie) einer Feder verursacht wird, oder eine Stromerzeugungseinheit,
die elektrischen Strom durch eine piezoelektrische Wirkung erzeugt,
indem eine externe oder Eigenvibration oder Verschiebung (entsprechend
der ersten Energie) an ein piezoelektrisches Element angelegt wird,
verwendet werden.
-
Des
Weiteren kann eine Stromerzeugungseinheit verwendet werden, die
elektrischen Strom durch photoelektrische Umwandlung durch die Verwendung
optischer Energie (entsprechend der ersten Energie), wie Sonnenlicht,
erzeugt.
-
Ferner
kann eine Stromerzeugungseinheit verwendet werden, die elektrischen
Strom durch Wärmeenergieerzeugung
durch die Nutzung einer Temperaturdifferenz (Wärmeenergie, die der ersten Energie
entspricht) zwischen einem Abschnitt und einem anderen Abschnitt
erzeugt.
-
Eine
Stromerzeugungseinheit vom elektromagnetischen Induktionstyp, die
elektromagnetische Streuwellen aufnimmt, wie Rundfunkwellen und Kommunikationswellen,
und deren Energie (entsprechend der ersten Energie) nutzt, kann
ebenso verwendet werden.
-
[5.5] Fünfte Modifizierung
-
In
der obengenannten Ausführungsform
wurde das Zeitmessgerät 1 in
der Art einer Armbanduhr als Beispiel beschrieben. Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf diesen Fall beschränkt. Neben Armbanduhren kann
die vorliegende Erfindung bei Taschenuhren angewendet werden. Die
vorliegende Erfindung kann auch bei elektronischen Vorrichtungen, wie
Taschenrechnern, tragbaren Telefonen, tragbaren Personal-Com putern,
elektronischen Taschenbüchern
(Pocketbooks), tragbaren Radios und tragbaren VTRs angewendet werden.
-
[5.6] Sechste Modifizierung
-
In
der obengenannten Ausführungsform
ist das Referenzpotenzial (GND) auf Vdd (ein höheres Potenzial) eingestellt.
Das Referenzpotenzial (GND) kann natürlich auf Vss (ein geringeres
Potenzial) eingestellt werden. In diesem Fall zeigen die spezifizierten
Spannungen Vo und Vbas Potenzialdifferenzen zu dem Detektionspegel
an, der auf das höhere
Potenzial eingestellt ist, wobei Vss auf die Referenz gestellt ist.
-
[5.7] Siebente Modifizierung
-
In
der obengenannten Ausführungsform
wird der Anzeigemodus automatisch in den stromsparenden Modus geschaltet.
Es ist auch möglich,
dass der Betrieb der Begrenzerschaltung gesperrt ist, selbst wenn
der Betriebsmodus zwangsweise in den stromsparenden Modus geschaltet
wird, indem eine Manipulation des Benutzers an der externen Eingabevorrichtung
erfasst wird, zum Beispiel eine besondere Manipulation an der Krone,
und der Betrieb der Begrenzerschaltung wieder freigegeben wird,
wenn der Betriebsmodus zwangsweise in den normalen Betriebsmodus
geschaltet wird.
-
[6] Ausführliche
beispielhafte Struktur in der obengenannten Ausführungsform
-
In
der Folge wird eine ausführliche
beispielhafte Struktur einer peripheren Schaltung des Modusspeicherabschnitts 94,
der in 2 dargestellt ist, unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
In 5 sind dieselben Symbole wie in 2 den
Komponenten zugeordnet, die den in 2 dargestellten entsprechen.
-
Der
Modusspeicherabschnitt 94, der in 5 dargestellt
ist, ist aus zwei SR-Flip-Flop-Schaltungen 941 und 942,
sowie einer NOR-Schaltung mit zwei Eingängen 943 gebildet,
die die Ausgänge
der SR-Flip-Flop-Schaltungen 941 und 942 als Eingangssignale
empfängt.
-
Die
SR-Flip-Flop-Schaltung 941 ist aus zwei kreuzgeschalteten
NOR-Schaltungen 941a und 941b gebildet. Wenn die
NOR-Schaltung 941a ein
positives logisches Signal Q ausgibt, entspricht das Eingangssignal
der NOR-Schaltung 941a einem Rückstellsignal R und das Eingangssignal
der NOR-Schaltung 941b entspricht einem Stellsignal S.
-
Die
SR-Flip-Flop-Schaltung 942 ist aus zwei kreuzgeschalteten
NOR-Schaltungen 942a und 942b gebildet. Wenn die
NOR-Schaltung 942a ein
positives logisches Signal Q ausgibt, entspricht das Eingangssignal
der NOR-Schaltung 942a einem Rückstellsignal R und das Eingangssignal
der NOR-Schaltung 942b entspricht einem Stellsignal S.
-
Der
Ausgang Q der SR-Flip-Flop-Schaltung 941 dient als Steuersignal
zur Wiederherstellung der gegenwärtigen
Zeit (ein "H"-Pegel zeigt einen
Wiederherstellungsmodus für
die gegenwärtige
Zeit an), der Ausgang Q der SR-Flip-Flop-Schaltung 942 dient als Steuersignal
für den
normalen Betriebsmodus (ein "H"-Pegel zeigt den
normalen Betriebsmodus an), und der Ausgang der NOR-Schaltung 943 dient als
Steuersignal für
den stromsparenden Modus (ein "H"-Pegel zeigt den
stromsparenden Modus an). Das Steuersignal für den stromsparenden Modus,
das von der NOR-Schaltung 943 ausgegeben wird, wird in
die Begrenzerschaltung LM eingegeben. Wenn das Steuersignal für den stromsparenden
Modus einen "H"-Pegel hat, wird
die Begrenzerschaltung LM ausgeschaltet (ein Kurschlussknoten wird
geöffnet).
-
Der
Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 misst die Zeitdauer
des stromsparenden Modus als Zählung
des Auf/Abwärtszählers und
verringert die Zählung,
wenn der stromsparende Modus in den normalen Betriebsmodus umgeschaltet
wird, wie unter Bezugnahme auf 2 beschrieben
wurde. Der Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 empfängt das Steuersignal
für den
stromsparenden Modus, das von der NOR-Schaltung 943 ausgegeben
wird. Der Zeitinformationsspeicherabschnitt 96, der in 5 dargestellt
ist, gibt ein Ausgangssignal O1 aus, das einen "L"-Pegel
hat, wenn der Zähler
die Zählung
anhält
(Zeitinformation). Dieses Signal O1 wird an die SR-Flip-Flop-Schaltung 941 als
Rückstellsignal
R ausgegeben und auch in die SR-Flip-Flop-Schaltung 942 als Stellsignal
S eingegeben.
-
Ein
Benutzungsdetektionsabschnitt 201 empfängt die elektromotorische Kraft
Vgen des Stromerzeugungsabschnitts A als Eingangssignal und stellt
ein Ausgangssignal O2 auf einen "H"-Pegel, wenn ein übereinstimmender
Zustand entsprechend der elektromotorischen Kraft und dem zeitlichen Änderungszustand
erfüllt
ist, der anzeigt, dass das Zeitmessgerät 1 getragen wird.
Der Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 kann
als Benutzungsdetektionsabschnitt 201 verwendet werden.
Als Alternative kann der Benutzungsdetektionsabschnitt 201 so
konfiguriert sein, dass er von dem Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 getrennt
ist und einen Benutzungsdetektionssensor verwendet, der einen Benutzungszustand
erfassen kann, wie einen Beschleunigungssensor oder einen Kontaktsensor.
-
Das
Ausgangssignal O2 des Benutzungsdetektionsabschnitts 201 wird
einem Eingangsanschluss einer UND-Schaltung mit zwei Eingängen 202 eingegeben.
Das Steuersignal für
den stromsparenden Modus, das von der NOR-Schaltung 943 ausgegeben
wird, wird in den anderen Eingangsanschluss der UND-Schaltung 202 eingegeben.
Das Ausgangssignal der UND-Schaltung 202 wird in die RS-Flip-Flop-Schaltung 941 als
Stellsignal S eingegeben. Die Nicht-Stromerzeugungszeitmessschaltung 99 gibt
in Übereinstimmung
mit dem Stromerzeugungszustand, der von dem Stromerzeugungszustandsdetektionsabschnitt 91 erfasst
wird, ein Ausgangssignal O3 aus, das einen "H"-Pegel
hat, wenn die Nicht-Stromerzeugungszeit Tn gleich oder länger als
die vorbestimmte spezifizierte Zeitperiode ist, wie unter Bezugnahme
auf 2 beschrieben ist. In der Struktur, die in 5 dargestellt
ist, werden auch das Steuersignal für den stromsparenden Modus
und ein Initialisierungssignal in die Nicht-Stromerzeugungszeitmessschaltung 99 eingegeben,
und der Zeitmesswert wird im stromsparenden Modus und bei der Initialisierung
initialisiert. Dieses Initialisierungssignal ist ein Signal, das
zum Initialisieren jeder Schaltung der Vorrichtung verwendet wird.
Es hat eine vorbestimmte Zeitbreite und wird bei einem vorbestimmten
Zustand in Übereinstimmung
mit einer externen Eingabe oder dem Zustand der internen Schaltung erzeugt.
Das Initialisierungssignal wird auch in die RS-Flip-Flop-Schaltung 941 als
Rückstellsignal
und in die RS-Flip-Flop-Schaltung 942 als Stellsignal,
wie auch in die Nicht-Stromerzeugungszeitmessschaltung 99 eingegeben.
Ein erzwungenes PS ("power saving" – Stromspar-) Signal wird erzeugt,
wenn eine spezifizierende Manipulation zum zwangs weisen Umschalten
in den stromsparenden Modus an der externen Eingabeeinheit 100 ausgeführt wird,
und in die RS-Flip-Flop-Schaltung 942 als
Rückstellsignal
R eingegeben.
-
Für die obengenannte
Struktur gilt:
- (1) Im Anfangszustand wird der
initialisierende Signalimpuls mit der vorbestimmten Zeitbreite eingegeben
und der Modusspeicherabschnitt 94 wird in den normalen
Betriebsmodus gestellt (die RS Flip-Flop-Schaltung 941 befindet
sich in einem Rückstellzustand
und die RS Flip-Flop-Schaltung 942 befindet sich im Stellzustand),
das Steuersignal für
den normalen Betriebsmodus wird auf einen "H"-Pegel
gestellt, das Steuersignal zur Wiederherstellung der gegenwärtigen Zeit
wird auf einen "L"-Pegel gestellt,
das Steuersignal für
einen stromsparenden Modus wird auf einen "L"-Pegel gestellt, und
der Betriebsmodus wird in den normalen Betriebsmodus gestellt.
- (2) Wenn der Nicht-Stromerzeugungszustand aufrechterhalten wird
und der Ausgang O3 der Nicht-Stromerzeugungszeitmessschaltung 99 einen
H"-Pegel hat, oder
wenn das erzwungene PS-Signal (ein erzwungenes Signal zum Umschalten
in den stromsparenden Modus, das ausgegeben wird, wenn in den stromsparenden
Modus umgeschalten wird, wird zwangsweise durch Manipulation der
Krone oder aus einem anderen Grund spezifiziert) eingegeben wird,
wird das Steuersignal für
einen stromsparenden Modus auf einen "H"-Pegel
gestellt, und der Betriebsmodus wird in den stromsparenden Modus
geschaltet (sowohl die RS-Flip-Flop-Schaltung 941 als auch die
RS-Flip-Flop-Schaltung 942 befinden sich in einem Rückstellzustand).
- (3) Im stromsparenden Modus zählt der Zeitinformationsspeicherabschnitt 96 die
verstrichene Zeit im stromsparenden Modus. Das Ausgangssignal O1
des Zeitinformationsspeicherabschnitts 96 wird ein "L"-Pegel (die Zeitinformation wird gespeichert).
Die Begrenzerschaltung LM wird im stromsparenden Modus abgedreht.
- (4) Wenn der Benutzungsdetektionsabschnitt 201 einen
Benutzungszustand im stromsparenden Modus erfasst, da das Ausgangssignal
O2 des Benutzungsdetektionsabschnitts 201 ein "H"-Pegel wird, wird das Steuersignal zur
Wiederherstellung der gegenwärtigen
Zeit auf einen "H"-Pegel gestellt (die
RS-Flip-Flop-Schaltung 941 wird in einen Stellzustand gestellt,
und die RS-Flip-Flop-Schaltung 942 wird in einen Rückstellzustand
gestellt) und der Betrieb zur Wiederherstellung der gegenwärtigen Zeit
wird gestartet. Der Betrieb zur Wiederherstellung der gegenwärtigen Zeit
wird ausgeführt,
während
der Zähler des
Zeitinformationsspeicherabschnitts 96 gesenkt wird. Wenn
der Zähler
Null erreicht, wird das Ausgangssignal O1 des Zeitinformationsspeicherabschnitts 96 ein "H"-Pegel und der Betriebsmodus wird von
dem Wiederherstellungsmodus der gegenwärtigen Zeit in den normalen
Betriebsmodus umgeschaltet (die RS-Flip-Flop-Schaltung 941 befindet
sich in einem Rückstellzustand
und die RS-Flip-Flop-Schaltung 942 befindet sich in einem
Stellzustand).
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird die Stromerzeugungsspannung des Stromerzeugungsmittels
(der Stromerzeugungseinheit) erfasst und der Betriebsmodus des anzutreibenden
Mittels wird zwischen dem normalen Betriebsmodus und dem stromsparenden
Modus in Übereinstimmung
mit dem Stromerzeugungszustand des Stromerzeugungsmittels oder in Überein stimmung
mit dem Manipulationszustand des Manipulationsmittels umgeschaltet. Wenn
der Betriebsmodus der anzutreibenden Einheit der stromsparende Modus
ist, ist es im stromsparenden Modus möglich, da der Betrieb der Begrenzerschaltung
gesperrt ist, dass der Stromerzeugungszustand der Stromerzeugungseinheit
erfasst und der Betriebsmodus definitiv in den normalen Betriebsmodus
geschaltet wird.