DE69936467T2 - Elektronisches vorrichtungsverfahren,verfahren zur regelung einer elektronischen vorrichtung, verfahren zur bestimmung der ladung in wiederaufladbarer batterie sowie verfahren zur ladung einer wiederaufladbaren batterie - Google Patents

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Vorrichtung und ein Steuerverfahren für die elektronische Vorrichtung, womit, wenn Leistung oder Signale durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen, die in gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, übertragen werden, zum Beispiel eine Positionsverschiebung zwischen den beiden Spulen erfasst werden kann, und ein Laden und eine Datenübertragung z.B. in Abhängigkeit von der Positionsverschiebung zwischen den beiden Spulen gesteuert werden kann. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine elektronische Vorrichtung und ein Wiederaufladungsratenschätzverfahren für eine Sekundärbatterie, womit eine Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie unter Laden mit einem einfachen Aufbau geschätzt werden kann, sowie ein Ladesteuerverfahren zum Steuern eines Ladens der Sekundärbatterie gemäß einem Schätzergebnis.
  • ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
  • In letzter Zeit ist es immer gebräuchlicher geworden, eine kleine tragbare elektronische Vorrichtung, wie beispielsweise ein tragbares Endgerät und eine elektronische Uhr, zum Laden der elektronischen Vorrichtung, einer Datenübertragung dazwischen usw. in einem Ladegerät, das auch Station genannt wird, anzuordnen. Bei dieser Gelegenheit würde, wenn ein Laden, eine Datenübertragung usw. durch elektrische Kontakte erfolgt, ein Problem hinsichtlich der Wasserdichtheit auftreten, da die elektrischen Kontakte der äußeren Umgebung ausgesetzt werden. Aus diesem Grund erfolgt ein Laden, eine Signalübertragung usw. wünschenswerterweise auf eine kontaktlose Weise durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen, die in der Station beziehungsweise der tragbaren elektronischen Vorrichtung angeordnet sind.
  • Wenn in solch einer Anordnung ein Hochfrequenzsignal an die Spule auf der Stationsseite angelegt wird, wird ein externes Magnetfeld erzeugt, um eine induzierte Spannung in der Spule auf der Seite der tragbaren elektronischen Vorrichtung zu erzeugen. Durch Gleichrichten der induzieren Spannung mit einer Diode oder dergleichen kann eine Sekundärbatterie, die in die tragbare elektronische Vorrichtung eingebaut ist, auf eine kontaktlose Weise geladen werden. Außerdem können durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen den beiden Spulen Signale auf eine kontaktlose Weise bidirektional von der Station an die tragbare elektronische Vorrichtung oder von der tragbaren elektronischen Vorrichtung an die Station übertragen werden.
  • Für die Spule auf der Stationsseite und die Spule auf der Seite der tragbaren elektronischen Vorrichtung ist es erforderlich, nicht nur eine elektromagnetische Kopplung zwischen ihnen herzustellen, sondern auch die Lade- und Signalübertragungsleistung zu erhöhen.
  • Die Erfüllung dieser Anforderungen wurde herkömmlicherweise durch Sicherstellen solch einer Lagebeziehung versucht, dass, wenn die tragbare elektronische Vorrichtung in der Station angeordnet ist, Wicklungsebenen der beiden Spulen parallel zueinander liegen und die Mitten der Spulen miteinander ausgerichtet sind.
  • Die zuvor erwähnte Lagebeziehung nur durch Anordnen der tragbaren elektronischen Vorrichtung in der Station bereitzustellen, ist jedoch z.B. infolge der Genauigkeit schwierig, mit welcher die Spulen in der Station und der tragbaren elektronischen Vorrichtung angeordnet sind.
  • Wenn ferner ein Laden ausgeführt wird, obwohl die tragbare elektronische Vorrichtung nicht in der Station angeordnet ist, würde ein Hochfrequenzsignal nutzlos an die Spule auf der Stationsseite angelegt werden, wodurch sich ein verschwenderischer Leistungsverbrauch ergeben würde.
  • Es wird daher daran gedacht, dass ein Mechanismus zum Erfassen der Lagebeziehung zwischen den beiden Spulen unerlässlich ist, um ein Laden und eine Datenübertragung durchzuführen. Ein Mechanismus zum mechanischen Erfassen der Lagebeziehung zwischen den beiden Spulen zum Beispiel durch Kontakte wirft ein Problem hinsichtlich der Wasserdichtheit auf, wie bereits erwähnt. Demnach besteht im Falle eines Übertragens von Leistung oder Signalen durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen, die in gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, die Notwendigkeit eines Erfassens der Lagebeziehung zwischen den beiden Spulen auf eine kontaktlose Weise.
  • Demgemäß ist es eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine elektronische Vorrichtung und ein Steuerverfahren für die elektronische Vorrichtung bereitzustellen, womit, wenn Leistung oder Signale durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen übertragen werden, die in gegenüberliegenden Positionen in zwei oder mehr getrennten Vorrichtungen, wie beispielsweise einer tragbaren elektronischen Vorrichtung und einer Station, angeordnet sind, eine Positionsverschiebung zwischen den beiden Spulen und die Abwesenheit einer zu ladenden Vorrichtung auf eine kontaktlose Weise erfasst werden können und ein Laden und eine Datenübertragung in Abhängigkeit von einem Erfassungsergebnis gesteuert werden können.
  • Wenn in der zuvor erwähnten Anordnung indessen eine Sekundärbatterie auf eine gewünschte Kapazität aufgeladen wird, ist ein Laden der Sekundärbatterie über die gewünschte Kapazität hinaus ein verschwenderischer Leistungsverbrauch und unwirtschaftlich. Außerdem besteht die Gefahr, dass ein Laden über die Nennkapazität hinaus einen Flüssigkeitsverlust oder dergleichen verursachen kann. Falls eine Sekundärbatterie auf Ladung gesetzt wird, wird ein Laden daher wünschenswerterweise in Abhängigkeit von der Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie gesteuert. Zu diesem Zweck ist es denkbar, die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie aus einer Klemmenspannung der Sekundärbatterie im Lademodus zu schätzen.
  • Selbst wenn jedoch die Klemmenspannung der Sekundärbatterie zum Beispiel fast die Batteriespannung in ihrem voll geladenen Zustand erreicht hat, ist es nicht immer sicher, dass die Sekundärbatterie auf fast die vorbestimmte Kapazität aufgeladen ist. Außerdem kann die Klemmenspannung der Sekundärbatterie im Lademodus nicht als kennzeichnend für eine echte Sekundärspannung angesehen werden, da sie infolge des inneren Widerstands steigt. Aus diesen Gründen ist ein Verfahren zum genauen Schätzen der Wiederaufladungsrate aus der Klemmenspannung der Sekundärbatterie im Lademodus nicht zu erwarten.
  • Eine zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektronische Vorrichtung und ein Wiederaufladungsratenschätzverfahren bereitzustellen, womit eine Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie unter Laden mit einem einfachen Aufbau geschätzt werden kann.
  • Außerdem kann im Falle eines Übertragens von Leistung durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen, selbst wenn eine tragbare elektronische Vorrichtung eine Wiederaufladungsrate ihrer Sekundärbatterie genau schätzen kann, ein Laden nicht gesteuert werden, sofern die Batteriewiederaufladungsrate nicht einer Station gemeldet wird, da die Leistung bei Inbetriebsetzung der Station übertragen wird. Ein Mechanismus zum Melden der Batteriewiederaufladungsrate durch elektrische Kontakte wirft ein Problem hinsichtlich der Wasserdichtheit auf, wie bereits erwähnt.
  • Eine dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine elektronische Vorrichtung und ein Ladesteuerverfahren bereitzustellen, womit, selbst wenn ein Laden einer Sekundärbatterie von einer Ladevorrichtung zu einer geladenen Vorrichtung auf eine kontaktlose Weise durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen, die in gegenüberliegenden Positionen in zwei oder mehr getrennten Vorrichtungen angeordnet sind, eine Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie usw. der Ladevorrichtung auf eine kontaktlose Weise gemeldet wird, so dass die Sekundärbatterie auf eine gewünschte Kapazität aufgeladen werden kann.
  • US 5,541,489 offenbart eine intelligente Batterie zur Verwendung in tragbaren elektronischen Vorrichtungen, wie beispielsweise Computern, die auch zur Verwendung von WS-Leistung imstande sind. Die intelligente Batterie sagt voraus, ob sie eine angeforderte Menge von zusätzlicher Leistung bereitstellen kann. Die erforderliche Kommunikation wird zwischen der intelligenten Batterie und einem Ladegerät für die intelligente Batterie bereitgestellt, um eine Ladespannung/einen Ladestrom zu bestimmen oder kritische Alarmmeldungen zu auszulösen.
  • „Intelligent Li Ion Battery Management Based an a Digital Signal Processor for a Moving Actuator Total Artificial Heart", Wook Eun Kim et al., ASAIO Journal, J B Lippincott Co., Hagerstown, MD, US, Bd. 43, Nr. 5, 1. September 1995, Seiten 588-592, offenbart ein System, in welchem ein DSP-basierter Algorithmus zur Ladesteuerung verwendet werden. Der DSP und eine andere Hardware werden benachbart zu und außerhalb von der Haut eines Benutzers zur transkutanen Signalübertragung mit einer subkutanen Batterie und zum Laden davon bereitgestellt.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung bereitgestellt, die aus einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung besteht, wobei die elektronische Vorrichtung umfasst:
    Lade/Signalübertragungsmittel zum Ausführen eines Ladens von der Seite der ersten Vorrichtung zur Seite der zweiten Vorrichtung und zum Ausführen einer Signalübertragung zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst:
    Lade/Signalübertragungssteuermittel zum Starten der Signalübertragung nach dem Ausführen des Ladens für eine bestimmte Zeitdauer, die im Voraus eingestellt ist,
    wobei das Lade/Signalübertragungssteuermittel das Laden periodisch ausführt und die Signalübertragung zwischen dem periodischen Laden ausführt, wodurch das Laden und die Signalübertragung abwechselnd ausgeführt werden, und
    wobei, wenn die erste Vorrichtung für eine bestimmte Zeitdauer keine Befehle von der zweiten Vorrichtung empfängt, das Lade/Signalübertragungssteuermittel die Signalzufuhr durch das Lade/Signalübertragungsmittel beendet.
  • Vorzugsweise ist das Lade/Signalübertragungsmittel so ausgelegt ist, dass es ein Laden von der Seite der ersten Vorrichtung zur Seite der zweiten Vorrichtung durch Verwenden der ersten Vorrichtung, der zweiten Vorrichtung und einer elektromagnetischen Kopplung oder elektromagnetischen Induktion ausführt.
  • Es ist außerdem vorzuziehen, dass das Lade/Signalübertragungssteuermittel vor der Signalübertragung einen Kommunikationsstartbefehl zum Informieren über den Kommunikationsstart sendet.
  • Es ist ferner vorzuziehen, dass, wenn die Signalübertragung ausgeführt wird, das Lade/Signalübertragungsmittel gemäß Ansteuertakten betrieben wird, die höher als übliche Ansteuertakte sind.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine elektronische Vorrichtung zum Ausführen wenigstens einer Übertragung von Leistung oder Signalen an eine Partnervorrichtung durch elektromagnetische Kopplung oder elektromagnetische Induktion zwischen Spulen, die in gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, bereitgestellt, wobei die elektronische Vorrichtung umfasst:
    Signalzufuhrmittel zum Zuführen eines Signals zu einer Spule in ihrer eigenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst:
    Steuermittel zum Steuern der Signalzufuhr durch das Signalzufuhrmittel bei Empfang eines Befehls von der Partnervorrichtung, nachdem das Signalzufuhrmittel das Signal zur Spule zugeführt hat, und zum periodischen Ausführen des Ladens und Ausführen der Signalzufuhr zwischen dem periodischen Laden, wodurch das Laden und die Signalzufuhr abwechselnd ausgeführt werden,
    wobei bei Nichtempfangen von Befehlen von der Partnervorrichtung für eine bestimmte Zeitdauer das Steuermittel die Signalzufuhr durch das Signalzufuhrmittel beendet.
  • Vorzugsweise beendet bei Nichtempfangen von Befehlen von der Partnervorrichtung für eine bestimmte Zeitdauer das Steuermittel die Signalzufuhr durch das Signalzufuhrmittel.
  • Vorzugsweise beendet bei Empfang eines Befehls von der Partnervorrichtung mit der Information, dass das Laden nicht mehr erforderlich ist, das Steuermittel die Signalzufuhr durch das Signalzufuhrmittel.
  • Es ist außerdem vorzuziehen, dass, wenn der Kommunikationsstartbefehl von der Partnervorrichtung gesendet wird, das Signalübertragungsmittel die Signalübertragung ausführt.
  • Es ist ferner vorzuziehen, dass die Spule von der kernlosen Art ist.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine Draufsicht, welche einen Aufbau einer Station und einer elektronischen Uhr gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 ist eine Schnittansicht, welche den Aufbau der Station und der elektronischen Uhr darstellt.
  • 3 ist ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau der Station darstellt.
  • 4(a) und 4(b) stellen Wellenformen von ersten beziehungsweise zweiten Ladesignalen dar, die als ein Signal e in der Station erzeugt werden.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau eines Befehlsdetektors in der Station darstellt.
  • 6(a) und 6(b) sind Zeitdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise des Befehlsdetektors.
  • 7 ist ein Schaltplan, welcher ein Beispiel einer Empfangsschaltung in der Station darstellt.
  • 8(a) bis 8(e) sind Zeitdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise der Empfangsschaltung.
  • 9 ist ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau der elektronischen Uhr darstellt.
  • 10(a) bis 10(f) sind Zeitdiagramme zur Erläuterung der Funktionsweise de elektronischen Uhr.
  • 11 ist ein Flussdiagramm, welches die Lade- und Datenübertragungsoperation veranschaulicht, die zwischen der Station und der elektronischen Uhr ausgeführt wird.
  • 12 ist ein Flussdiagramm, welches die Lade- und Datenübertragungsoperation veranschaulicht, die in der Station ausgeführt wird.
  • 13(a) bis 13(d) stellen ein Beispiel von Meldungen dar, die auf einer Anzeigeeinheit der Station angezeigt werden.
  • 14(a) bis 14(d) sind Zeitdiagramme zur Erläuterung der konkreten Operation, die zwischen der Station und der elektronischen Uhr ausgeführt wird.
  • 15 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Beziehung zwischen einer Spannung und einem Ladestrom einer Sekundärbatterie.
  • 16 ist ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau einer elektronischen Uhr gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
  • 17 ist eine erläuternde Ansicht einer Schwellenwerttabelle in der zweiten Ausführungsform.
  • 18 ist ein Flussdiagramm, welches die Lade- und Datenübertragungsoperation veranschaulicht, die zwischen einer Station und der elektronischen Uhr gemäß der zweiten Ausführungsform ausgeführt wird.
  • 19 ist ein Schaubild zur Erläuterung der Beziehung zwischen einer Verschiebung und einem Ausgangsstrom.
  • 20 ist ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau einer elektronischen Uhr gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt.
  • 21(a) bis 21(d) sind Zeitdiagramme zur Erläuterung der Operation in der elektronischen Uhr gemäß der dritten Ausführungsform.
  • 22 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen einer Batteriespannung und einem Spannungsanstieg ΔEv bei Umschaltung vom Entlademodus in den Lademodus beim periodischen Laden darstellt.
  • 23 ist ein Schaubild, welches eine Umwandlungseigenschaft einer Umwandlungstabelle darstellt.
  • 24 ist ein Flussdiagramm, welches die Lade- und Datenübertragungsoperation veranschaulicht, die zwischen einer Station und der elektronischen Uhr gemäß der dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
  • 25 ist ein Flussdiagramm, welches die Lade- und Datenübertragungsoperation in der Station gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
  • 26(a) bis 26(c) stellen ein Beispiel von Meldungen dar, die auf einer Anzeigeeinheit der Station in der dritten Ausführungsform angezeigt werden.
  • 27 ist ein Blockdiagramm, welches einen Aufbau einer elektronischen Uhr gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 28 ist ein Flussdiagramm, welches die Lade- und Datenübertragungsoperation veranschaulicht, die zwischen einer Station und der elektronischen Uhr gemäß der vierten Ausführungsform ausgeführt wird.
  • 29 ist ein Schaubild, welches eine Lade/Entladecharakteristik einer allgemeinen Sekundärbatterie darstellt.
  • 30 ist ein Schaubild zur Erläuterung eines Spannungsanstiegs infolge der inneren Impedanz der Sekundärbatterie.
  • 31 ist ein Schaltplan zur Erläuterung eines Spannungsanstiegs bei Umschaltung vom Lademodus in den Entlademodus.
  • 32 ist ein Blockdiagramm, welches einen elektrischen Aufbau einer elektronischen Uhr gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 33(a) bis 33(d) sind Zeitdiagramme zur Erläuterung der Operation in der elektronischen Uhr gemäß der fünften Ausführungsform.
  • 34 ist ein Schaubild, welches die Beziehung zwischen einer Batteriespannung und einem Spannungsabfall ΔEv' bei Umschaltung vom Entlademodus in den Lademodus beim periodischen Laden darstellt.
  • 35 ist ein Schaubild, welches eine Umwandlungseigenschaft einer Umwandlungstabelle in der fünften Ausführungsform darstellt.
  • 36 ist eine Darstellung zur Erläuterung der Funktionsweise einer siebten Ausführungsform.
  • BESTE FORM ZUR AUSFÜHHRUNG DER ERFINDUNG
  • [Ausführungsformen der Erfindung]
  • [1] Erste Ausführungsform
  • Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird beschrieben. Obwohl in dieser Ausführungsform eine erste Vorrichtung und eine zweite Vorrichtung beispielhaft als eine Station und eine elektronische Vorrichtung, die durch die Station zu laden ist, beschrieben werden, sollte die folgende Beschreibung nicht in einem die vorliegende Erfindung einschränkenden Sinne ausgelegt werden.
  • [1.1] Mechanischer Aufbau
  • 1 ist eine Draufsicht, welche einen Aufbau der Station und der elektronischen Uhr gemäß dieser Ausführungsform darstellt. Wie in 1 dargestellt, wird eine elektronische Uhr 200 in einer Aussparung 101 die in einer Station 100 ausgebildet ist, angeordnet, wenn ein Laden, eine Datenübertragung usw. durchgeführt werden sollen. Da die Aussparung 101 zu einer Form ausgebildet ist, die etwas größer als ein Körper 201 und ein Band 202 der elektronischen Uhr 200 ist, wird der Uhrenkörper 201 in Bezug auf die Station 100 positioniert, wenn in der Aussparung 101 angeordnet.
  • Die Station 100 umfasst verschiedene Eingabeeinheiten, wie beispielsweise einen Ladestartknopf 1031 zum Anweisen des Starts eines Ladens und einen Übertragungsstartknopf 1032 zum Anweisen des Starts einer Datenübertragung, sowie eine Anzeigeeinheit 104 zum Anzeigen verschiedener Meldungen. In einem normalen Verwendungszustand wird die elektronische Uhr 200 gemäß dieser Ausführungsform auf dem Handgelenk eines Benutzers getragen und gibt das Datum, die Tageszeit usw. in der Anzeigeeinheit 204 an. Außerdem ist die elektronische Uhr 200 auch so ausgelegt, dass sie Informationen des lebenden Körpers, wie beispielsweise eine Pulsfrequenz oder eine Herzfrequenz, in bestimmten Zeitintervallen unter Verwendung eines Sensors oder dergleichen (nicht dargestellt) erfasst und speichert.
  • 2 ist eine Schnittansicht entlang Linie A-A in 1. Wie in 2 dargestellt, umfasst eine Rückseitenabdeckung 212, die eine untere Fläche des Körpers 201 der elektronischen Uhr abdeckt, eine uhrenseitige Spule 210, die zur Datenübertragung und zum Laden verwendet wird und innerhalb eines Abdeckglases 211 positioniert ist. Außerdem umfasst der Uhrenkörper 201 eine Leiterplatte 221, die mit einer Sekundärbatterie 220, der uhrenseitigen Spule 210 usw. verbunden ist.
  • Andererseits umfasst die Station 100 eine stationsseitige Spule 110, die innerhalb eines Abdeckglases 111 vorgesehen ist, das einen Teil der Aussparung 101 in einer Position gegenüber der uhrenseitigen Spule 210 definiert. Auch die Station 100 umfasst eine Leiterplatte 121, die mit der Spule 110, dem Ladestartknopf 1031 , dem Übertragungsstartknopf 1032 , der Anzeigeeinheit 104, einer primären Leistungsquelle (nicht dargestellt) usw. verbunden ist.
  • In einem Zustand, in dem die elektronische Uhr 200 in der Station angeordnet ist, wie dargestellt, stehen die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 physisch in einer kontaktlosen Beziehung, mit den Abdeckgläser 111, 121 dazwischen eingefügt, sind aber elektromagnetisch miteinander gekoppelt, da Wicklungsebenen der beiden Spulen im Wesentlichen parallel zueinander liegen.
  • Außerdem sind die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 jeweils von der kernlosen Art ohne Magnetkern, und zwar aus den Gründen des Vermeidens, dass ein Uhrenmechanismusabschnitt magnetisiert wird, des Vermeidens einer Gewichtszunahme der Uhrenseite und des Vermeidens, dass ein magnetisches Metall exponiert wird.
  • Wenn die vorliegende Erfindung auf eine elektronische Vorrichtung angewendet wird, welche frei von diesen Problemen ist, können Spulen mit Magnetkernen eingesetzt werden. Wenn im Übrigen eine Signalfrequenz, die auf die Spulen angewendet wird, hoch genug ist, können kernlose Spulen mit einem zufrieden stellenden Ergebnis verwendet werden.
  • [1.2] Elektrischer Aufbau
  • Es werden nun elektrische Aufbauten der Station 100 und der elektronischen Uhr 200 beschrieben.
  • [1.2.1] Station
  • Zunächst wird der Aufbau auf der Seite der Station 100 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Wie in 3 dargestellt, weist die stationsseitige Spule 110 eine Klemme so auf, dass sie auf eine Quellenspannung Vcc hochgesetzt ist, und sie weist die andere Klemme D so auf, dass sie mit einer Senkenelektrode eines Transistors 153 verbunden ist. Eine Steuerelektrode des Transistors 153 ist mit einem Ausgang eines UND-Gatters 152 verbunden, das eine Eingangsklemme aufweist, der ein Taktsignal CLK zugeführt wird, und eine Quellenelektrode des Transistors 153 ist an Erde gelegt.
  • Das Taktsignal CLK ist ein Signal zum Synchronisieren der Operationen von verschiedenen Abschnitten und wird durch einen Schwingkreis 140 erzeugt.
  • Wenn der Ladestartknopf 1031 und der Übertragungsstartknopf 1032 durch den Benutzer gedrückt werden, gibt jeder Knopf ein Einzelimpulssignal aus. Zur Vereinfachung der Beschreibung werden die Impulssignale, die von den beiden Knöpfen ausgegeben werden, zusammen als STR bezeichnet, aber zur Unterscheidung dessen, welcher der Knöpfe gedrückt wird, wird hier angenommen, dass ein Impulssignal CS beim Drücken des Ladestartknopfs 1031 ausgegeben wird.
  • Wenn das Impulssignal STR einem Zeitgeber A 141 zugeführt wird, zählt der Zeitgeber A 141 einen voreingestellten Wert m mit dem Taktsignal CLK rückwärts und gibt ein Signal a aus, welches während des Rückwärtszählens einen H-Pegel annimmt. Der voreingestellte Wert m wird auf solch einen Wert eingestellt, der bewirkt, dass eine H-Pegel-Zeitdauer des Signals a z.B. 10 Stunden andauert. Mit anderen Worten, der Zeitgeber A 141 ist so ausgelegt, dass er das Signal a eines H-Pegels nach dem Drücken des Ladestartknopfs 1031 oder des Übertragungsstartknopfs 1032 durch den Benutzer für 10 Stunden ausgibt. Das Signal a wird durch eine Umkehrschaltung 143 in seinem Pegel umgekehrt und dann einer zweiten Eingangsklemme eines ODER-Gatters 157 und einer Verarbeitungsschaltung 130 zugeführt.
  • Wenn außerdem das Impulssignal STR einem Zeitgeber B 142 zugeführt wird, zählt der Zeitgeber B 142 einen voreingestellten Wert n mit dem Taktsignal CLK rückwärts und gibt ein Signal b aus, welches während des Rückwärtszählens einen H-Pegel annimmt. Der voreingestellte Wert n wird auf einen Wert eingestellt, der viel kleiner als m ist und bewirkt, dass eine H-Pegel-Zeitdauer des Signals b z.B. 30 Minuten andauert. Mit anderen Worten, der Zeitgeber B 142 ist so ausgelegt, dass er das Signal b eines H-Pegels nach dem Drücken des Ladestartknopfs 1031 oder des Übertragungsstartknopfs 1032 durch den Benutzer für 30 Minuten ausgibt.
  • Die Einstellzeit des Zeitgebers A 141 ist eine Zeitdauer, die zum Aufladen der Sekundärbatterie auf eine Wiederaufladungsrate, die einem voll geladenen Zustand entspricht, genügt. Die Einstellzeit des Zeitgebers A 141 wird so ausgewählt, dass sie darauf abzielt, ein Laden zu vollenden, selbst wenn nach dem Drücken des Ladestartknopfs 1031 oder des Übertragungsstartknopfs 1032 aus irgendeinem Grund kein später zu beschreibender Befehl com 3 von der elektronischen Uhr 200 ausgegeben wird.
  • Außerdem ist die Einstellzeit des Zeitgebers B 142 eine Zeitdauer, die zum Aufladen der Sekundärbatterie von einem Zustand, in welchem die Batteriewiederaufladungsrate null ist, auf einen Datenübertragungsfreigabezustand (Inbetriebnahmezustand des Systems) erforderlich ist. Die Einstellzeit des Zeitgebers B 142 wird so ausgewählt, dass sie darauf abzielt, festzustellen, ob (1) die elektronische Uhr 200 zwar in der Station 1200 angeordnet ist, aber die Batteriewiederaufladungsrate nicht ausreichend ist, oder (2) die elektronische Uhr 200 nicht in der Station 100 angeordnet ist.
  • Nach dem Empfang des Impulssignals STR gibt ein Befehlsdetektor 160 ein Signal d aus, welches einen H-Pegel annimmt, wenn für eine bestimmte Zeitdauer von 30 Minuten, in welcher das Signal b einen H-Pegel annimmt, keine später zu beschreibenden Befehle com 1 bis com 3 von der Seite der elektronischen Uhr 200 empfangen werden. Das Signal d wird einer ersten Eingangsklemme des ODER-Gatters 157 und der Verarbeitungsschaltung 130 zugeführt. Ein genauer Aufbau des Befehlsdetektors 160 wird später beschrieben.
  • Ein Lade/Übertragungsselektor 170 gibt als ein Impulssignal e nach dem Empfang des Impulssignals STR während der Zeitdauer, in welcher ein Signal OFF auf einem L-Pegel ist, ein erstes Ladesignal aus, wie in 4(a) dargestellt. Wenn andererseits beim Drücken des Ladestartknopfs 1031 das Impulssignal CS zugeführt und der später zu beschreibende Befehl com 1 von der Seite der elektronischen Uhr 200 empfangen wird, gibt der Lade/Übertragungsselektor 170 als das Signal e ein zweites Ladesignal mit einem erhöhten Tastverhältnis aus, wie in 4(b) dargestellt.
  • Wenn jedoch das Signal OFF auf einen H-Pegel übergeht, hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel.
  • Der Lade/Übertragungsselektor 170 aktiviert nach dem Empfang des Impulssignals STR den Transistor 153, um seinen Senkenelektroden-Quellenelektroden-Pfad in Abhängigkeit vom Pegel des Taktsignals während der Zeitdauer umzuschalten, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist. Demgemäß wird ein Impulssignal, das aus dem Umschalten der Quellenspannung Vcc mit dem Taktsignal CLK resultiert, an die stationsseitige Spule 110 angelegt, wodurch ein externes Magnetfeld erzeugt wird, um die elektronische Uhr 200 zu laden.
  • Andererseits wird während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist, das UND-Gatter 52 geschlossen, und daher wird die stationsseitige Spule 110 auf die Quellenspannung Vcc hochgesetzt. Wenn ein externes Magnetfeld durch die uhrenseitige Spule 210 in dem zuvor erwähnten Zustand erzeugt wird, wird ein Signal S2 an der Klemme D der stationsseitigen Spule 110 induziert. Das Signal S2 wird einer Empfangsschaltung 154 zugeführt. Die Empfangsschaltung 154 demoduliert mit dem Taktsignal CLK, und ihr genauer Aufbau wird später beschrieben. Dann decodiert ein Decoder 155 ein Ergebnis, das durch die Empfangsschaltung 154 demoduliert wurde, während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist.
  • Auf diese Weise erfolgt ein Laden der elektronischen Uhr 200 während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, während eine Datenübertragung während der Zeitdauer durchgeführt wird, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist. Demnach hat der Lade/Übertragungsselektor 170 eine Funktion, das Laden und den Datenübertragung gemäß dem Pegel des Signals e umzuschalten.
  • Signale, die von der elektronischen Uhr 200 gesendet werden, umfassen nicht nur die später zu beschreibenden Befehle com 1 bis com 3, sondern auch Informationen (Daten) des lebenden Körpers, wie beispielsweise eine Pulsfrequenz oder eine Herzfrequenz. Der Decoder 155 führt Informationen des lebenden Körpers der Verarbeitungsschaltung 130 zu, wohingegen der Decoder 155 bei Empfang der Befehle com 1 bis com 3 die Fakten den verschiedenen Abschnitten meldet, indem er Ausgangssignale com 1 bis com 3 auf einen H-Pegel setzt. Ein ODER-Gatter 156 gibt die logische Summe der Signale com 1 bis com 3 als ein Signal c aus. Demnach fungiert das Signal c als ein Signal, das einen Zustand anzeigt, in welchem jeder der Befehle com 1 bis com 3 von der elektronischen Uhr 200 empfangen wird.
  • Das Signal com 1, das anzeigt, dass das Decodierungsergebnis den Befehl com 1 bereitstellt, wird dem Lade/Übertragungsselektor 170 zugeführt.
  • Außerdem wird das Signal com 2, das anzeigt, dass das Decodierungsergebnis den Befehl com 2 bereitstellt, durch eine Verriegelungsschaltung 158 der Verarbeitungsschaltung 130 zugeführt.
  • Ferner wird das Signal com 3, das anzeigt, dass das Decodierungsergebnis den Befehl com 3 bereitstellt, einer dritten Eingangsklemme des ODER-Gatters 157 zugeführt. Die logische Summe des ODER-Gatters 157 wird dann als das Signal OFF dem Lade/Übertragungsselektor 170 zugeführt.
  • Da es sich bei den Signalen, die den ersten bis dritten Eingangsklemmen des ODER-Gatters 157 zugeführt werden, erstens um das Signal d vom Befehlsdetektor 160, zweitens um das Signal, das sich durch Umkehren eines Pegels des Signals a vom Zeitgeber A 141 ergibt, und drittens um das Signal com 3 handelt, das anzeigt, dass das Decodierungsergebnis den Befehl com 3 bereitstellt, beendet der Lade/Übertragungsselektor 170 das Ausgeben des Signals e, wenn irgendeiner der folgenden Fälle erfüllt wird.
  • Demnach hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel und beendet das Laden in jedem von Fall (1), in welchem keine Befehle com 1 bis com 3 von der Seite der elektronischen Uhr 200 empfangen werden, bis eine Zeitdauer von 30 Minuten seit der Ausgabe des Signals STR beim Drücken des Ladestartknopfs 1031 vergeht, von Fall (2), in welchem 10 Stunden seit dem Start des Ladens vergangen sind, und von Fall (3), in welchem das Signal, das von der elektrischen Uhr 200 empfangen wird, der Befehl com 3 ist.
  • Außerdem steuert die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um verschiedene Daten, wie beispielsweise die eingegebenen Signale und die decodierten Informationen des lebenden Körpers, anzuzeigen.
  • [1.2.1.1] Befehlsdetektor
  • Der Aufbau des Befehlsdetektors 160 wird nun unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
  • Zunächst gibt ein UND-Gatter 1601 das logische Produkt von Signal b und Signal c aus. Dann empfängt ein RS-Flipflop, der NICHT-ODER-Gatter 1603 und 1604 umfasst, das logische Produkt des UND-Gatters 1601 als ein R-Signal, und es empfängt auch das Signal STR als ein S-Signal. Eine Umkehrschaltung 1605 kehrt eine Ausgabe des NICHT-ODER-Gatters 1604 um und führt einer Eingangsklemme D eines D-Flipflops 1606 ein umgekehrtes Signal U1 zu. Das D-Flipflop 1606 wird mit dem Signal STR rückgesetzt und gibt als das Signal d den unmittelbar vorhergehenden Pegel an der Eingangsklemme D beim Abfall des Signals b aus.
  • Wenn der Ladestartknopf 1031 oder der Übertragungsstartknopf 1032 durch den Benutzer gedrückt wird, wird als ein Beispiel das Einzelimpulssignal STR ausgegeben, wie in 6(a) dargestellt. Die Ausgabe des NICHT-ODER-Gatters 1604 wechselt mit dem Signal STR auf einen L-Pegel, woraufhin das Signal U1 einen H-Pegel annimmt. Außerdem führt der Zeitgeber B 142 (siehe 3) die Zähloperation mit dem Signal STR aus, woraufhin das Signal b für eine bestimmte Zeitdauer einen H-Pegel annimmt, wie in 6(a) dargestellt.
  • Wenn der Decoder 155 die Befehle com 1 bis com 3 von der elektronischen Uhr 200 in 3 empfängt, werden diese Befehle während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist, in der Impulsform ausgegeben.
  • Wenn in diesem Zusammenhang das Signal b und das Signal c einen H-Pegel annehmen und das logische Produkt der beiden Signale einen H-Pegel annimmt, wechselt die Ausgabe des NICHT-ODER-Gatters 1604 auf einen H-Pegel, und das Signal U1 geht auf einen L-Pegel über, wonach dieser Zustand aufrechterhalten wird. Demgemäß wird das Signal d, das von einer Ausgangsklemme Q des D-Flipflops 1606 ausgeben wird, zum Zeitpunkt des Abfalls des Signals b (genauer gesagt, unmittelbar davor), nachdem die vorbestimmte Zeit seit der Ausgabe des Einzelimpulssignals STR vergangen ist, auf dem L-Pegel gehalten.
  • Wenn andererseits der Decoder 155 keine Befehle com 1 bis com 3 empfängt, bleibt das Signal c auf dem L-Pegel, wie in 6(b) dargestellt. Das Signal U1 wird daher auf dem H-Pegel gehalten. Demgemäß geht das Signal d, das von der Ausgangsklemme Q des D-Flipflops 1606 ausgegeben wird, beim Abfall des Signals b, nachdem die vorbestimmte Zeit seit der Ausgabe des Impulssignals vergangen ist, auf einen H-Pegel über.
  • Demnach ist der Befehlsdetektor 160 so ausgelegt, dass, wenn wenigstens die Befehle com 1 bis com 3 von der Seite der elektronischen Uhr 200 empfangen werden, während die vorbestimmte Zeitdauer von 30 Minuten seit der Zufuhr des Impulssignals STR vergeht, das Signal d nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeitdauer auf dem L-Pegel gehalten wird, während das Signal d auf den H-Pegel übergeht, wenn keine Befehle empfangen werden.
  • [1.2.2] Empfangsschaltung
  • Der Aufbau der Empfangsschaltung 154 wird nun unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Es ist zu erwähnen, dass der veranschaulichte Aufbau nur ein Beispiel darstellt und die Empfangschaltung 154 grundsätzlich in Abhängigkeit vom Modulationsschema der Datenübertragung aufgebaut ist.
  • Wie in 7 dargestellt, wird zunächst das Signal S2, das an der anderen Klemme D der stationsseitigen Spule 110 induziert wird, einer Umkehrschaltung 1541 zur Umkehrung eines Pegels und Formen einer Wellenform zugeführt, wonach es als ein Rücksetzsignal RST synchron mit dem Taktsignal CLK vom Schwingkreis 140 (siehe 3) den D-Flipflops 1542 und 1543 zugeführt wird. Das D-Flipflop 1542 hat eine Eingangsklemme D, die mit der Quellenspannung Vcc verbunden ist, und eine Ausgangsklemme Q, die mit einer Eingangsklemme D des D-Flipflops 1543 auf der nächsten Stufe verbunden ist. Eine Ausgangsklemme Q des D-Flipflops 1543 gibt ein Signal S3 als ein Demodulationsergebnis aus.
  • Als Nächstes werden Wellenformen an verschiedenen Punkten in der Empfangsschaltung 154 mit dem zuvor beschriebenen Aufbau untersucht.
  • Wenn Daten von der elektronischen Uhr 200 empfangen werden, wird der Transistor 153 (siehe 3) nicht umgeschaltet. Daher wird die andere Klemme D der hochgesetzten stationsseitigen Spule 210 auf einem hochgesetzten Pegel gehalten, wenn die uhrenseitige Spule 210 kein externes Magnetfeld erzeugt, aber wenn die uhrenseitige Spule 210 ein externes Magnetfeld erzeugt, variiert der Pegel an der Klemme D in Abhängigkeit von dem Pegel, der mit dem erzeugten externen Magnetfeld induziert wird. Demgemäß ist das an der Klemme D induzierte Signal S2 als ein Beispiel so, wie in 8(a) dargestellt.
  • In Abhängigkeit vom Signal S2 nimmt das RST-Signal, das als eine Ausgabe der Umkehrschaltung 1541 gegeben ist, einen H-Pegel an, wenn die Spannung des Signals S2 einen Schwellenwert Vth überschreitet, wie in 8(b) dargestellt, um dadurch die D-Flipflops 1542 und 1543 rückzusetzen. Da bei dieser Gelegenheit die D-Flipflops 1542 und 1543 jeweils den unmittelbar vorhergehenden Pegel an der Eingangklemme D beim Anstieg des Taktsignals CLK ausgeben, sind die Ausgabe Q1 des D-Flipflops 1542 und die Ausgabe S3 des D-Flipflops 1543 so, wie in 8(d) beziehungsweise 8(e) dargestellt. Mit anderen Worten, das Ausgangssignal S3 der Empfangsschaltung 154 ist als ein Signal gegeben, das während der Zeitdauer in welcher die uhrenseitige Spule 210 ein externes Magnetfeld erzeugt, einen L-Pegel annimmt.
  • Hierbei bezieht sich die Zeitdauer, in welcher die uhrenseitige Spule 210 ein externes Magnetfeld erzeugt, auf eine Zeitdauer, in welcher Daten, die von der elektronischen Uhr 200 an die Station 100 übertragen werden, einen L-Pegel annehmen, wie später beschrieben. Es versteht sich daher, dass das Signal S3 letztendlich das darstellt, was aus Demodulationsdaten oder Befehlen von der elektronischen Uhr 200 resultiert.
  • [1.3] Elektronische Uhr
  • Es wird nun ein elektrischer Aufbau der elektronischen Uhr 200 beschrieben. 9 ist ein Blockdiagramm, welches den elektrischen Aufbau darstellt.
  • Wie in 9 dargestellt, ist eine Klemme P der uhrenseitigen Spule 210 durch eine Diode 245 mit einer positivseitigen Klemme der Sekundärbatterie 220 verbunden, und die andere Klemme der Spule 210 ist mit einer negativseitigen Klemme der Sekundärbatterie 220 verbunden. Wenn bei dieser Anordnung ein Impulssignal an die stationsseitige Spule 110 (siehe 3) angelegt wird, um ein externes Magnetfeld zu erzeugen, wird an der einen Klemme P der uhrenseitigen Spule 210 infolge des externen Magnetfelds ein Signal induziert. Das induzierte Signal wird durch die Diode 245 gleichgerichtet und dann in die Sekundärbatterie 220 geladen, wenn ein Transistor 253 ausgeschaltet ist. Eine Spannung Vcc der Sekundärbatterie 220 wird als eine Leistungsquelle für verschiedene Abschnitte in der elektronischen Uhr 200 eingesetzt.
  • Als Nächstes erfasst eine Ladezeitdauererfassungsschaltung 261, ob infolge des externen Magnetfelds ein Signal an der Klemme P induziert wird. Wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird, wie in 10(a) dargestellt, gibt die Ladezeitdauererfassungsschaltung 261 ein Signal CHR mit einem H-Pegel aus, wie in 10(b) dargestellt. Außerdem erzeugt eine Takterzeugungsschaltung 271 einen Impuls mit einer bestimmten Breite in bestimmten Intervallen und führt den Impuls einer Eingangsklemme des UND-Gatters 272 zu. Das Signal CHR von der Ladezeitdauererfassungsschaltung 261 wird der anderen Eingangsklemme des UND-Gatters 272 zugeführt, und daher wird das UND-Gatter 272 geöffnet, wenn infolge des externen Magnetfelds ein Signal an der Klemme P induziert wird. Wie in 10(c) dargestellt, wird demnach vom UND-Gatter 272 ein Signal CKT in der Form eines Impulses mit einer bestimmten Breite in bestimmten Intervallen ausgegeben, wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird.
  • Das Signal CKT wird einer Basis eines Transistors 2453 zugeführt. Der Transistor 253 hat einen Kollektor, der durch einen Widerstand 254 mit der Klemme P verbunden ist, und einen Emitter, der an Erde gelegt ist, Daher wird der Kollektor-Emitter-Pfad des Transistors 253 eingeschaltet, wenn das Signal CKT einen H-Pegel aufweist.
  • Wenn der Transistor 253 eingeschaltet wird, variiert ein Potenzial an der Klemme P in Abhängigkeit von einem Strom, der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, infolge eines Spannungsabfalls über den Widerstand 254. Mit anderen Worten, je größer ein Strom ist, der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, umso niedriger ist ein Potenzialpegel an der Klemme P. Eine Ladestrombestimmungsschaltung 263 vergleicht den Potenzialpegel an der Klemme mit einem Referenzpegel und gibt ein Signal mit einem H-Pegel aus, wenn der Strom, der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, nicht kleiner als ein Schwellenwertstrom ist, der einem Referenzpegel entspricht. Eine Verriegelungsschaltung 264 verriegelt ein Ausgangssignal der Ladestrombestimmungsschaltung 263 beim Abfall des Signals CKT. Das heißt, die Verriegelungsschaltung 264 gibt ein Vergleichsergebnis des Ladestroms aus, welcher während der Zeitdauer bestimmt wurde, in welcher der Transistor 253 eingeschaltet ist.
  • Dann erhält ein UND-Gatter 281 das logische Produkt des Signals CHR von der Ladezeitdauererfassungsschaltung 261 und des Verriegelungsergebnisses durch die Verriegelungsschaltung 264 und gibt es als das Signal com 1 aus.
  • Außerdem erhält das UND-Gatter 282 das logische Produkt des Signals CHR von der Ladezeitdauererfassungsschaltung 261 und eines Umkehrergebnisses des Verriegelungsergebnisses durch die Verriegelungsschaltung 264 und gibt es als das Signal com 2 aus.
  • Ferner erfasst die Batteriespannungserfassungsschaltung 265 eine Klemmenspannung der Sekundärspannung 220 während der Zeitdauer, in welcher das Signal CKT den L-Pegel aufweist (während der Zeitdauer, in welcher der Transistor 253 ausgeschaltet ist), und erfasst dann, ob die Sekundärbatterie 220 in einem komplett geladenen Zustand (voll geladenen Zustand) ist. Wenn dies der Fall ist, gibt die Batteriespannungserfassungsschaltung 265 das Signal com 3 mit einem H-Pegel aus.
  • Hierbei nimmt das Signal com 1 den H-Pegel an, wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird und der Strom, der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, nicht kleiner als der Schwellenwert ist. Demgemäß stellt der Fall, in welchem das Signal com 1 den H-Pegel annimmt, einen Zustand dar, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander in richtigen Positionen gegenüberliegen.
  • Außerdem nimmt das Signal com 2 den H-Pegel an, wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird und der Strom, der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, kleiner als der Schwellenwert ist. Demgemäß stellt der Fall, in welchem das Signal com 2 den H-Pegel annimmt, einen Zustand dar, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 110 einander nicht in richtigen Positionen gegenüberliegen, d.h. in der Position verschoben sind.
  • Außerdem stellt der Fall, in welchem das Signal com 3 den H-Pegel annimmt, einen Zustand dar, in welchem die Sekundärbatterie 220 in einem voll geladenen Zustand ist und nicht mehr geladen zu werden braucht.
  • Als Nächstes ist eine Steuerschaltung 230 eine Art von zentraler Verarbeitungs/Steuereinheit mit einer Zeitsteuerungsfunktion und führt hauptsächlich die folgenden Prozesse aus. Erstens führt die Steuerschaltung 230 in einem normalen Zustand eine Funktion des Steuerns der Anzeigeeinheit 204 aus, um Daten (z.B. die aktuelle Tageszeit) entsprechend einem Modus anzuzeigen, der durch die Eingabeeinheit 203 (in 1 nicht dargestellt) eingestellt wird. Zweitens führt die Steuerschaltung 230, wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird und das Signal CHR auf den H-Pegel übergeht, eine Funktion des Erkennens der Zustände, die durch die Signale com 1 bis com 3 dargestellt werden, des Erzeugens der Signale com 1 bis com 3 entsprechend den jeweiligen Zuständen und des Abgebens derselben bei Umschaltung des Signals CHR auf den L-Pegel aus. Drittens führt die Steuerschaltung 230 eine Funktion des Ausgebens von digitalen Daten, welche an die Station 100 zu senden sind, nach dem Abgeben der Befehle com 1 bis com 3 aus. Die Steuerschaltung 230 führt als W1 die Befehle com 1 bis com 3 und die digitalen Daten einer Sendeschaltung 250 zu. Als die an die Station 100 zu sendenden Digitaldaten sind zum Beispiel Informationen des lebenden Körpers denkbar, wie beispielsweise eine Pulsfrequenz oder eine Herzfrequenz, die durch einen Sensor oder dergleichen (nicht dargestellt) gemessen wurden.
  • Die Sendeschaltung 250 wandelt die Daten, Befehle usw., welche an die Station 100 zu senden sind, in die serielle Form um und gibt während der Zeitdauer, in welcher die seriellen Daten auf dem L-Pegel sind, ein Schaltsignal als ein Burstsignal einer bestimmten Frequenz aus. Das Schaltsignal von der Sendeschaltung 250 wird durch einen Widerstand 251 einer Basis eines Transistors 252 zugeführt. Der Transistor 252 hat einen Emitter der mit der positivseitigen Klemme der Sekundärbatterie 220 verbunden ist, und einen Kollektor, der mit einer Klemme P der Spule 210 verbunden ist.
  • Außerdem ist eine Ansteuertakterzeugungsschaltung 235 vorgesehen, welche Ansteuertakte von mehreren Frequenzen erzeugt und Ansteuertakte an die verschiedenen Anschnitte der elektronischen Uhr 200 ausgibt.
  • Demgemäß nimmt in der elektronischen Uhr 200, die auf diese Weise aufgebaut ist, wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird, wie in 10(a) dargestellt, das Signal CHR während der Zeitdauer, in welcher das Signal an der Klemme P induziert wird, den H-Pegel an, wie in 10(b) dargestellt, und wird das Signal CKT so ausgegeben, wie in 10(c) dargestellt. Wenn, wie in 10(d) dargestellt, das Signal an der Klemme P induziert wird und das Signal CKT den L-Pegel annimmt, dann wird die Sekundärbatterie 220 geladen. Wenn andererseits, wie in 10(e) dargestellt, das Signal an der Klemme P induziert wird und das Signal CKT den H-Pegel annimmt, wird der Transistor 253 eingeschaltet, und es wird ein Ladestrom zur Sekundärbatterie 220 geprüft. Wenn ferner, wie in 10(f) dargestellt, kein Signal an der Klemme P induziert wird und das Signal CHR den L-Pegel annimmt, werden die Befehle com 1 bis com 3, die digitalen Daten usw. gesendet.
  • [1.4] Übertragungsoperation von Befehlen und digitalen Daten
  • Es wird nun die Übertragungsoperation von Befehlen und digitalen Daten zwischen der Station 100 und der elektronischen Uhr 200 beschrieben. Wie bereits erwähnt, erfolgt die Ladeoperation der elektronischen Uhr 200 während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, während die Übertragungsoperation während der Zeitdauer erfolgt, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist.
  • Zunächst wird während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist, kein Impulssignal an die stationsseitige Spule 110 angelegt. Da daher die stationsseitige Spule 110 kein externes Magnetfeld erzeugt, wird an der Klemme der uhrenseitigen Spule 210 kein Signal induziert, und das Signal CHR nimmt den L-Pegel an. Nach dem Übergehen des Signals CHR auf den L-Pegel startet die Steuerschaltung 230 eine Signalübertragung von der elektronischen Uhr an die Station 100, indem sie der Sendeschaltung 250 nach der Abgabe der Befehle com 1 bis com 3 Daten zuführt, die an die Station 100 zu senden sind.
  • Dann setzt die Sendeschaltung 250 eine Ausgabe auf den H-Pegel, wenn die an die Station 200 zu sendenden Daten den H-Pegel aufweisen, und gibt ein Impulssignal einer bestimmten Frequenz in Burstform aus, wenn die Daten den L-Pegel aufweisen. Der Transistor 252 wird infolgedessen während der Zeitdauer, in welcher die zu sendenden Daten den L-Pegel aufweisen, umgeschaltet.
  • Demgemäß wird während der Zeitdauer, in welcher die an die Station 200 zu sendenden Daten den L-Pegel aufweisen, ein Impulssignal an die uhrenseitige Spule 210 angelegt, wodurch ein externes Magnetfeld zu erzeugt wird.
  • Das erzeugte Magnetfeld induziert an der Klemme D der stationsseitigen Spule 210 ein Signal mit demselben Zyklus wie das angelegte Impulssignal. Das Signal S3 von der Empfangsschaltung 154 des zuvor beschriebenen Aufbaus nimmt während der Zeitdauer, in welcher das Signal induziert wird, den L-Pegel an, und es nimmt den H-Pegel außerhalb dieser Zeitdauer an. Letztendlich wird das Signal S3, das aus dem Demodulieren der digitalen Daten W1 von der elektronischen Uhr 200 resultierte, auf der Seite der Station 100 erhalten. Dann decodiert der Decoder 155 das Signal S3 und führt der Verarbeitungsschaltung 130 ein Decodierungsergebnis zu, wenn es sich dabei um digitale Daten, wie beispielsweise Informationen des lebenden Körpers, handelt, gibt aber das entsprechende Signal com 1 bis com 3 aus, wenn es sich dabei um irgendeinen der Befehle com 1 bis com 3 handelt.
  • Auf diese Weise kann die Station 100 die Befehle und die digitalen Daten von der elektronischen Uhr 200 empfangen.
  • [1.5] Lade/Datenübertragungsoperation
  • Die Lade/Datenübertragungsoperation in der Station 100 und der elektronischen Uhr 200 wird nun unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme 11 und 12 zusätzlich zu den Blockdiagrammen von 3 und 9 beschrieben.
  • Zunächst ordnet der Benutzer die elektronische Uhr 200 in der Aussparung 101 der Station 100 an. Die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 werden dadurch einander gegenüber positioniert, wie in 2 dargestellt, was zu einem elektromagnetisch gekoppelten Zustand führt.
  • Wenn der Ladestartknopf 1031 oder der Übertragungsstartknopf 1032 gedrückt wird, dann starten der Zeitgeber A 141 und der Zeitgeber B 142 die Zähloperation mit dem Impulssignal STR (Schritt S101). Außerdem gibt der Lade/Übertragungsselektor 170 mit dem Impulssignal STR das erste Ladesignal als das Signal e aus, wie in 4(a) dargestellt (Schritt S102).
  • Als Nächstes wird gemäß einem umgekehrten Signal des Signals a festgestellt, ob der Zeitgeber A 141 die Zähloperation beendet hat (Schritt S103). Wenn die Zähloperation beendet ist, bedeutet dies, dass 10 Stunden oder mehr seit dem Drücken des Ladestartknopfs 1031 oder des Übertragungsstartknopfs 1032 vergangen sind.
  • Da, wie bereits erwähnt, die Einstellzeit des Zeitgebers A 141 auf eine Zeitdauer eingestellt ist, die zum Aufladen der Sekundärbatterie 200 auf eine Wiederaufladungsrate, die dem voll geladenen Zustand entspricht, ausreicht, sollte das Laden normalerweise vor dem Ablauf der Einstellzeit des Zeitgebers A 141 bei Empfang des Befehls com 3, der den voll geladenen Zustand anzeigt, beendet sein. Der Ablauf der Einstellzeit des Zeitgebers A 141 trotz der zuvor erwähnten Tatsache bedeutet daher, dass irgendeine Anomalie, wie beispielsweise ein Ausfall der Sekundärbatterie 220, auftritt.
  • Demgemäß steuert die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um eine Meldung anzuzeigen, wie zum Beispiel in 13(c) dargestellt, wodurch dem Benutzer solch ein Zustand gemeldet wird (Schritt S104). Da außerdem das Signal OFF mit dem umgekehrten Signal des Signals a auf den H-Pegel übergeht, hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel. Im Falle irgendeiner Anomalie wird das Laden der elektronischen Uhr 200 daher beendet.
  • Wenn andererseits der Zeitgeber A 141 die Zähloperation nicht beendet hat, gibt der Lade/Übertragungsselektor 170 weiter das Signal e aus. Als Ergebnis erzeugt die stationsseitige Spule 110 während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, mit Umschalten des Transistors 153 ein externes Magnetfeld und kommt während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist, in einen Bereitschaftszustand zum Empfangen von Befehlen von der elektronischen Uhr 200.
  • Nach der Erzeugung des externen Magnetfelds wird ein Signal an der Klemme P auf der Seite der elektronischen Uhr 200 induziert. Wenn die restliche Ladung der Sekundärbatterie 220 zurzeit nicht ausreicht (Nein bei Schritt S201), werden die verschiedenen Abschnitte nicht in Betrieb gesetzt, und die nachfolgenden Schritte S201 bis S208 sind nicht durchführbar. Daher werden keine Befehle an die Seite der Station 100 geliefert.
  • Wenn dagegen die restliche Ladung der Sekundärbatterie 220 zurzeit ausreichend ist (Ja bei Schritt S201), wird der Ladestrom basierend auf dem induzierten Signal gemäß einem Spannungsabfall des Kollektorpotenzials während der Zeitdauer, in welcher das Signal CKT auf dem H-Pegel ist, d.h. während der Zeitdauer, in welcher der Transistor 253 eingeschaltet ist, erfasst (Schritt S202). Die Ladestrombestimmungsschaltung 263 stellt dann fest, ob der Ladestrom nicht niedriger als der Schwellenwert ist (Schritt S203).
  • Wenn der Ladestrom niedriger als der Schwellenwert ist, entspricht dies dem Fall des Signals com 2 mit dem H-Pegel; das heißt, dies stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 in der Position verschoben sind. Daher zeigt die Steuerschaltung 230 die Positionsverschiebung auf der Anzeigeeinheit 204 an (Schritt S204) und liefert den Befehl com 2 zum Melden solch eines Zustands an die Station 100 (Schritt S205).
  • Wenn andererseits der Ladestrom nicht niedriger als der Schwellenwert ist, stellt die Batteriespannungserfassungsschaltung 265 fest, ob die Sekundärbatterie 220 im voll geladenen Zustand ist (Schritt S206).
  • Wenn der voll geladene Zustand festgestellt wird, entspricht dies dem Fall des Signals com 3 mit dem H-Pegel; das heißt, dies stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem das Laden nicht mehr erforderlich ist. Daher liefert die Steuerschaltung den Befehl com 3 zum Melden solch eines Zustands an die Station 110 (Schritt S207).
  • Wenn der voll geladene Zustand nicht festgestellt wird, entspricht dies dem Fall des Signals com 1 mit dem H-Pegel; das heißt, dies stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander in richtigen Positionen gegenüberliegen und dass das Laden zufrieden stellend verläuft. Daher liefert die Steuerschaltung 230 den Befehl com 1 zum Melden solch eines Zustands an die Station 100 (Schritt S208).
  • Es ist zu erwähnen, dass die Befehle com 1 bis com 3 während der Zeitdauer geliefert werden, in welcher kein Signal an der Klemme P induziert wird; d.h. während der Zeitdauer von 10 Sekunden, in welcher das Signal e auf der Seite der Station 100 auf dem H-Pegel ist, und während der Zeitdauer, in welcher das Signal CHR auf der Seite der elektronischen Uhr 200 auf dem L-Pegel ist.
  • Auf diese Weise werden, wenn ein Signal an der Klemme P auf der Seite der elektronischen Uhr 200 induziert wird, die Größe des Ladestroms und der Ladezustand der Sekundärbatterie 220 festgestellt, und es wird irgendeiner der Befehle com 1 bis com 3, der dem festgestellten Zustand entspricht, an die Station 100 geliefert.
  • Indessen führt die Station 100 das Laden gemäß dem ersten Ladesignal wenigstens während der Betriebszeitdauer des Zeitgebers B 142, d.h. während einer Zeitdauer von 30 Minuten, aus. Selbst wenn daher die Sekundärbatterie 220 anfänglich nicht im Datenübertragungsfreigabezustand ist und keine Befehle com 1 bis com 3 von der elektronischen Uhr 200 geliefert werden, ist die Sekundärbatterie 220 als Ergebnis des 30-minütigen Ladens auf eine Wiederaufladungsrate aufgeladen, die für eine Datenübertragung reicht.
  • Anders ausgedrückt, wird beim Ablauf von 30 Minuten, nachdem die elektronische Uhr 200 in der Station 100 angeordnet und der Ladestartknopf 1031 oder der Übertragungsstartknopf 1032 gedrückt wurde, die Sekundärbatterie 220 in den Datenübertragungsfreigabezustand versetzt, und es wird irgendeiner der Befehle com 1 bis com 3 geliefert.
  • Demgemäß stellt der Fall, in welchem keine Befehle an die Station 100 geliefert werden, einen Zustand dar, in dem die elektronische Uhr 200 nicht in der Station 100 angeordnet ist.
  • In der Station 100, die in den Bereitschaftszustand kommt, wird festgestellt, ob irgendeiner der Befehle com 1 bis com 3 von der elektronischen Uhr 200 empfangen wird (Schritt S111). Wenn keiner der Befehle com 1 bis com 3 empfangen wird, wird festgestellt, ob der Zeitgeber B 142 die Zähloperation beendet hat (Schritt S112). Konkret prüft der Befehlsdetektor 160, ob das Signal c während der Zeitdauer, in welcher das Signal b auf dem H-Pegel ist, auf den H-Pegel gewechselt ist.
  • Der Fall, in welchem keiner der Befehle com 1 bis com 3 empfangen wird, selbst nachdem der Zeitgeber B 142 die Zähloperation beendet hat, stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem die elektronische Uhr 200 nicht in der Station 100 angeordnet ist und das Signal d vom Befehlsdetektor 160 den H-Pegel annimmt.
  • Nach dem Übergehen des Signals d auf den H-Pegel steuert daher die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um eine Warnmeldung anzuzeigen, wie zum Beispiel in 13(b) dargestellt (Schritt (S113), wodurch dem Benutzer solch ein Zustand gemeldet wird.
  • Da außerdem das Signal OFF mit dem Signal d auf den H-Pegel übergeht, hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel. Als Ergebnis wird die nutzlose Ladeoperation in dem Zustand, in dem die elektronische Uhr 200 nicht in der Station 100 angeordnet ist, beendet.
  • Wenn dagegen der Zeitgeber B 142 die Zähloperation nicht beendet hat, kehrt die Verarbeitungsfolge zu Schritt S102 zurück, um mit dem Ausgeben des Signals e zum Ausführen des Ladens in Folge fortzufahren. Dann werden die Feststellungen bei Schritt S111 und S112 wiederholt, bis irgendein Befehl von der elektronischen Uhr 200 geliefert wird, oder bis die Zähloperation des Zeitgebers B 142 beendet ist. Bei Vorliegen von Schritt S11 und S112 ist es möglich, im Wesentlichen die folgenden Fälle (1) und (2) zu unterscheiden; nämlich: (1) die elektronische Uhr 200 ist zwar in der Station 100 angeordnet, aber die Sekundärbatterie 220 ist infolge einer unzureichenden Batteriewiederaufladungsrate nicht im Datenübertragungsfreigabezustand, und (2) die elektronische Uhr 200 ist nicht in der Station 100 angeordnet.
  • Wenn irgendein Befehl von der elektronischen Uhr 200 durch die im Bereitschaftszustand befindliche Station 100 empfangen wird, wird der empfangene Befehl durch den Decoder 155 decodiert (Schritt S114).
  • Wenn der empfangene Befehl com 1 ist, wird festgestellt, ob der anfänglich gedrückte Knopf der Ladestarknopf 1031 ist (Schritt S115). Genauer gesagt, es wird festgestellt, ob der Lade/Übertragungsselektor 170, dem das Signal com 1 zugeführt wird, zuvor das Signal CS empfangen hat. Wenn das Feststellungsergebnis Ja ist, schaltet der Lade/Übertragungsselektor 170 das gelieferte Signal e vom ersten Ladesignal, das in 4(a) dargestellt, auf das zweite Ladesignal um, das in 4(b) dargestellt ist. Dann kehrt die Verarbeitungsfolge zu Schritt S103 zurück, um mit dem Laden in Folge fortzufahren.
  • Wie bereits erwähnt, erfolgt das Laden während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, während die Datenübertragung während der Zeitdauer erfolgt, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist. Außerdem ist die Zeitdauer, während der das Signal e, das als das zweite Ladesignal dient, auf dem H-Pegel ist, länger als die Zeitdauer, während der das Signal e, das als das erste Ladesignal dient, auf dem H-Pegel ist. Wenn der Start des Ladens in dem Zustand angewiesen wird, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 110 einander in richtigen Position gegenüberliegen, wird die Frequenz des Empfangens des Befehls, um den Ladezustand zu prüfen, gesenkt, wohingegen die Ladezeitdauer verlängert wird, um die Ladeleistung der elektronischen Uhr 200 zu erhöhen.
  • Wenn andererseits der empfangene Befehl com 1 ist und der anfänglich gedrückte Knopf der Übertragungsstartknopf 1032 ist, wird die Datenübertragung durch Schritt S121 bis S123, die später beschrieben werden, ausgeführt.
  • Wenn der empfangene Befehl com 3 ist, wird außerdem festgestellt, an der anfänglich gedrückte Knopf der Ladestartknopf 1031 ist (Schritt S117). Genauer gesagt, es wird festgestellt, ob der Lade/Übertragungsselektor 170, dem das Signal OFF basierend auf dem Signal com 3 zugeführt wird, zuvor das Signal CS empfangen hat. Wenn das Feststellungsergebnis Ja ist, braucht die Sekundärbatterie 220 nicht mehr geladen zu werden, und daher hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel. Die nutzlose Ladeoperation wird dadurch beendet.
  • Wenn andererseits der empfangene Befehl com 3 ist und der anfänglich gedrückte Knopf der Übertragungsstarknopf 1032 ist, wird die Datenübertragung durch Schritt S121 bis S132, die später beschrieben werden, ausgeführt.
  • Wenn ferner der empfangene Befehl com 2 ist, stellt dies den Zustand dar, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 in der Position verschoben sind. Daher steuert die Verarbeitungsschaltung 130, der das Signal com 2 zugeführt wird, die Anzeigeeinheit 104, um eine Warnmeldung anzuzeigen, wie zum Beispiel in 13(a) dargestellt (Schritt S118), wodurch dem Benutzer solch ein Zustand gemeldet wird.
  • Dann wird festgestellt, ob der anfänglich gedrückte Knopf der Ladestartknopf 1031 ist (Schritt S119). Genauer gesagt, es wird festgestellt, ob der Lade/Übertragungsselektor 170 zuvor das Signal CS empfangen hat. Selbst bei gedrücktem Übertragungsstartknopf 1032 ist es jedoch möglich, während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, das Laden durchzuführen und während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist, die Datenübertragung durchzuführen. Daher muss der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e nicht umschalten oder hält es auf dem L-Pegel. Selbst wenn der Befehl com 2 empfangen wird, stellt der Lade/Übertragungsselektor 170 demnach nicht notwendigerweise fest, ob er zuvor das Signal CS empfangen hat.
  • Wenn der anfänglich gedrückte Knopf der Ladestartknopf 1031 ist, ist das Laden selbst durchführbar, obwohl das Laden in diesem Zustand mit einem unzureichenden Strom erfolgt. Demgemäß kehrt die Verarbeitungsfolge zu Schritt S102 zurück, um mit dem Laden mit dem ersten Ladesignal in Folge fortzufahren.
  • Selbst wenn der empfangene Befehl com 2 ist, ist die Datenübertragung durchführbar. Wenn der anfänglich gedrückte Knopf der Übertragungsstartknopf 1032 ist, wird demgemäß die Datenübertragung durch die folgenden Schritte S121 bis S123 ausgeführt.
  • Genauer gesagt, werden die digitalen Daten, die nach irgendeinem der Befehle com 1 bis com 3 geliefert werden, durch die Empfangsschaltung 154 empfangen, durch den Decoder 155 decodiert und an die Verarbeitungsschaltung 130 übertragen (Schritt S121), wonach die Datenübertragung wiederholt wird, bis sie zu einem Ende kommt (Schritt S122). Nach Vollendung der Datenübertragung steuert die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um eine Meldung anzuzeigen, wie in 13(d) dargestellt (Schritt S122), und sie steuert die Anzeigeeinheit 104 auch, um Informationen basierend auf den empfangenen Digitaldaten anzuzeigen.
  • Danach stoppt die Verarbeitungsschaltung 130 die Zufuhr des Signals e zum Lade/Übertragungsselektor 170 durch eine Leitung, die in 3 nicht dargestellt ist, wodurch das Laden und die Datenübertragung enden. Als eine Alternative kann die Verarbeitungsfolge zu Schritt S102 zurückkehren, um mit dem Laden fortzufahren.
  • Bei der auf diese Weise aufgebauten Station 100 wird, wenn der Ladestartknopf 1031 oder der Übertragungsstartknopf 1032 gedrückt wird, das Impulssignal STR ausgegeben, wie in 14(a) dargestellt.
  • Wenn danach der Befehl com 2, wie in 14(b) dargestellt, infolge einer Positionsverschiebung zwischen der stationsseitigen Spule 110 und der uhrenseitigen Spule 210 empfangen wird, wird die in 13(a) dargestellte Warnmeldung während einer Verriegelungszeitdauer des Signals com 2 auf der Anzeigeeinheit 104 angezeigt. Wenn dann der Befehl com 3 empfangen wird, nachdem die Sekundärbatterie 220 in den voll geladenen Zustand gekommen ist, wird das Signal e auf dem L-Pegel gehalten, und die Ladeoperation wird danach beendet.
  • Wenn außerdem keine Befehle empfangen werden, wie in 14(c) dargestellt, bis das Signal b abfällt, d.h. bis zum Ende der Zähloperation des Zeitgebers B 142, nachdem das Impulssignal STR ausgegeben wurde, setzt der Befehlsdetektor 160 das Signal d auf den H-Pegel. Daher wird die in 13(b) dargestellte Warnmeldung auf der Anzeigeeinheit 104 angezeigt, und das Signal e wird auf den L-Pegel umgeschaltet, um die Ladeoperation zu beenden.
  • Wenn ferner nur der Befehl com 1 oder com 2 außer com 3 empfangen wird, wie in 14(d) dargestellt, bis das Signal a abfällt, d.h. bis zum Ende der Zähloperation des Zeitgebers A 141, nachdem das Impulssignal STR ausgegeben wurde, wird die in 13(c) dargestellte Meldung auf der Anzeigeeinheit 104 angezeigt, und das Signal OFF wird auf den H-Pegel umgeschaltet, woraufhin das Signal e auf den L-Pegel wechselt, um die Ladeoperation zu beenden.
  • [1.6] Vorteile der ersten Ausführungsform
  • Wenn bei der ersten Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander nicht korrekt gegenüberliegen und in der Position verschoben sind, wird die Positionsverschiebung erfasst und eine Warnung, die solch einen Zustand angibt, angezeigt, wie in 13(a) dargestellt.
  • Außerdem wird in dem Zustand, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander in richtigen Position gegenüberliegen, die Frequenz des Empfangens des Befehls, um den Ladezustand zu prüfen, gesenkt, wohingegen die Ladezeitdauer verlängert wird, um die Ladeleistung der elektronischen Uhr 200 zu erhöhen.
  • Wenn der Start eines Ladens oder einer Datenübertragung angewiesen wird, obwohl die elektronische Uhr 200 nicht in der Station 100 angeordnet ist, wird die Abwesenheit der elektronischen Uhr 200 erfasst, woraufhin eine Warnung, die solch einen Zustand angibt, angezeigt wird, wie in 13(b) dargestellt, und das Laden wird beendet. Folglich wird ein nutzloser Leistungsverbrauch verhindert.
  • Gemäß dieser ersten Ausführungsform können daher die Positionsverschiebung zwischen der stationsseitigen Spule 110 und der uhrenseitigen Spule 210 und der Zustand, in dem die elektronische Uhr 200 nicht in der Station 100 angeordnet ist, auf eine kontaktlose Weise erfasst werden. Ferner können das Laden und die Datenübertragung in Abhängigkeit von einem Erfassungsergebnis gesteuert werden.
  • Da gemäß dieser ersten Ausführungsform außerdem die Datenübertragung ausgeführt wird, nachdem die Sekundärbatterie 220 der elektronischen Uhr 200 für eine bestimmte Zeitdauer durch Erzeugen eines externen Magnetfelds vor der Datenübertragung aufgeladen wurde, ist es außerdem möglich, solch einen Fall zu verhindern, in dem die elektronische Uhr 200 die Datenübertragung aufgrund eines Spannungssenkung der Sekundärbatterie 220 nicht durchführen kann.
  • [1.7] Modifikationen der ersten Ausführungsform
  • Die zuvor beschriebene erste Ausführungsform kann folgendermaßen modifiziert werden.
  • [1.7.1] Erste Modifikation
  • Obwohl in der ersten Ausführungsform die Datenübertragung nur in einer Richtung von der elektronischen Uhr 200 zur Station 100 erfolgt, können die Daten selbstverständlich in einer entgegengesetzten Richtung von der Station 100 zur elektronischen Uhr 200 übertragen werden. Wenn Daten zur elektronischen Uhr 200 übertragen werden, führt die Station 100 eine Modulation gemäß den zu übertragenden Daten aus, wohingegen die elektronische Uhr 200 eine Demodulation in Übereinstimmung mit dem Modulationsschema ausführt. In solch einem Fall können allgemein bekannte Techniken verwendet werden, um die Modulation und die Demodulation auszuführen.
  • [1.7.2] Zweite Modifikation
  • Obwohl in der ersten Ausführungsform die Positionsverschiebung und die Abwesenheit der elektronischen Uhr durch die Anzeigeeinheit 104, die auf der Seite der Station 100 vorgesehen ist, angezeigt werden, können diese Zustände selbstverständlich durch die Anzeigeeinheit 204, die auf der Seite der elektronischen Uhr 200 vorgesehen ist, angezeigt werden. Anstelle des Anzeigens von Zeichen auf der Anzeigeeinheit kann die Warnung durch leuchtende oder blinkende LEDs oder dergleichen erfolgen. Außerdem kann die Warnung auf eine Weise, welche die Ohren anspricht, mit Tönen, akustischem Alarm usw. erfolgen, statt auf visuelle Mittel beschränkt zu sein. Demnach können die Begriffe „melden, informieren", die in dieser Anmeldung verwendet werden, durch jedes geeignete Mittel, das die fünf Sinne des Menschen anspricht, realisiert werden.
  • [1.7.3] Dritte Modifikation
  • In der ersten Ausführungsform wird die Ladezeitdauer verlängert, um ein Tastverhältnis zwischen dem Laden und der Datenübertragung zu ändern, wenn die Positionsverschiebung nicht erfasst wird. Es kann jedoch die Datenübertragungszeitdauer verkürzt werden, oder es können die Betriebszeitdauern sowohl des Ladens als auch der Datenübertragung geändert werden.
  • Als eine Alternative kann ein Wert des Ladestroms, der durch die elektronische Uhr 200 erfasst wird, selbst an die Station 100 übertragen werden, um das Tastverhältnis zwischen dem Laden und der Datenübertragung auf eine stufenlose Weise in Abhängigkeit vom Wert des Ladestroms zu steuern.
  • Außerdem wird in der ersten Ausführungsform eine Warnung ausgegeben, wenn die Positionsverschiebung erfasst wird, und das Tastverhältnis zwischen dem Laden und der Datenübertragung wird geändert, wenn die Station und die elektronische Uhr einander korrekt gegenüberliegen. Umgekehrt kann die Anordnung derart modifiziert werden, dass, wenn die Station und die elektronische Uhr einander korrekt gegenüberliegen, solch ein Zustand dem Benutzer gemeldet wird und, wenn die Positionsverschiebung erfasst wird, das Tastverhältnis zwischen dem Laden und der Datenübertragung geändert wird. Demnach bezieht sich der Begriff „vorbestimmte Beziehung", der in dieser Anmeldung verwendet wird, sowohl auf den Fall, in welchem die beiden Spulen in einer Beziehung der Positionsverschiebung stehen, als auch auf den Fall, in welche die beiden Spulen in einer korrekt gegenüberliegenden Position sind.
  • [1.7.4] Vierte Modifikation
  • In der ersten Ausführungsform führt die elektronische Uhr 200 eine Signalübertragung durch, wenn das Signal e auf den L-Pegel wechselt. Die Seite der elektronischen Uhr 200 kann die Signalübertragung bei Erkennen, dass das System in einem Übertragungsfreigabezustand ist, durchführen, wenn ein Kommunikationsstartbefehl von der Seite der Station 100 zur Seite der elektronischen Uhr 200 gesendet wird.
  • Die dieser Modifikation können die Ladeoperation und die Signalübertragungsoperation klar getrennt voneinander durchgeführt werden. Es ist auch möglich, die Signalübertragung während der Ladeoperation durchzuführen und zu verhindern, dass die Station 100 infolge einer falschen Erkennung eines Fremdgeräusches als ein empfangenes Signal versagt.
  • Umgekehrt kann die Signalübertragung durch Übertragen eines Kommunikationsstartbefehls zur Seite der Station 100 durchgeführt werden, wenn die Seite der elektronischen Uhr 200 in einen Kommunikationsfreigabezustand versetzt wird, nachdem das Signal e auf den L-Pegel gewechselt ist.
  • Bei solch einer Modifikation kann zum Beispiel die Signalübertragung sicher gestartet werden, nachdem der Ladezustand hergestellt wurde, der ausreicht, um eine Kommunikation durchzuführen.
  • [1.7.5] Fünfte Modifikation
  • In der ersten Ausführungsform wurde der Zustand des Erzeugens von Ansteuertakten durch die Ansteuertakterzeugungsschaltung 235 der elektronischen Uhr 200 nicht beschrieben. Die Frequenz der Ansteuertakte zur Verwendung bei der Signalübertragung kann erhöht werden, so dass eine höhere Geschwindigkeit der Datenübertragungsverarbeitung gesichert und ein Leistungsverbrauch während des Normalbetriebs verringert wird.
  • [1.7.6] Sechste Modifikation
  • Obwohl die erste Ausführungsform in der beispielhaften Annahme beschrieben wurde, dass die erste Vorrichtung die Station 100 und die zweite Vorrichtung oder die Partnervorrichtung die elektronische Uhr 200 ist, ist solch eine Unterscheidung in dieser Anmeldung in Wirklichkeit bedeutungslos, und die vorliegende Erfindung kann auf alle Arten von elektronischen Vorrichtungen angewendet werden, welche eine Übertragung von Leistung oder Signalen erfordern. Die vorliegende Erfindung ist auf jede von geladenen Vorrichtungen, die Sekundärbatterien umfassen, wie z.B. elektrische Zahnbürsten, Elektrorasierer, Schnurlostelefone, Zellulartelefone, persönliche Handtelefone, mobile Personalcomputer und PDAs (persönliche digitale Assistenten), und eine Ladevorrichtung für dieselben anwendbar.
  • [2] Zweite Ausführungsform
  • In der ersten Ausführungsform wird die Positionsverschiebung zwischen der stationsseitige Spule 110 und der uhrenseitigen Spule 210 durch Vergleichen des Stroms (Ladestroms), der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, mit dem vorbestimmten Schwellenwert erfasst. Wie in 15 dargestellt, wird jedoch der Strom, der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, bei einem Anstieg der Batteriespannung der Sekundärbatterie 220 reduziert. In Abhängigkeit von tatsächlichen Bedingungen kann daher oft nicht festgestellt werden, ob eine Stromreduktion durch die Positionsverschiebung oder einen Spannungsanstieg der Sekundärbatterie verursacht wird.
  • In Anbetracht des Vorhergesagten beabsichtigt diese zweite Ausführungsform, das Vorliegen der Positionsverschiebung basierend auf dem Ladestrom und der Spannung der Sekundärbatterie genauer festzustellen.
  • [2.1] Elektrischer Aufbau der elektronischen Uhr
  • Eine elektronische Uhr der zweiten Ausführungsform wird nun unter Bezugnahme auf 16 beschrieben.
  • Komponenten in 16, die jenen der elektronischen Uhr der ersten Ausführungsform, die in 9 dargestellt ist, ähneln, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und ihre genaue Beschreibung wird hier unterlassen.
  • Eine elektronische Uhr 200A der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der elektronischen Uhr 200 der ersten Ausführungsform darin, dass die elektronische Uhr 200A anstelle der Ladestrombestimmungsschaltung 263 eine Ladestrombestimmungsschaltung 263' umfasst, die eine Schwellenwerttabelle aufweist, welche Schwellenwertströme speichert, die im Voraus erfassten Spannungen entsprechen, und feststellt, ob der Strom, der durch die uhrenseitige Spule 210 fließt, den Schwellenwertstrom überschreitet, welcher der erfassten Batteriespannung entspricht, eine Batteriespannungsbestimmungsschaltung 265' zum Ausgeben eines erfassten Spannungssignals VDET an die Ladestrombestimmungsschaltung 263' und eine Vollladungserfassungsschaltung 290 zum Feststellen gemäß dem erfassten Spannungssignalsignal VDET, ob die Sekundärbatterie 220 im voll geladenen Zustand ist, und Setzen des Signals com 3 auf den H-Pegel, wenn die Sekundärbatterie 220 im voll geladenen Zustand ist.
  • [2.2] Schwellenwerttabelle
  • Die Schwellenwerttabelle wird nun unter Bezugnahme auf 15 und 17 beschrieben. Wie zum Beispiel in 15 dargestellt, beträgt der Ladestrom 10 [mA], falls die Batteriespannung der Sekundärbatterie 220 = 4 [V], und der Ladestrom beträgt 25 [mA], falls die Batteriespannung der Sekundärbatterie 220 = 2 [V].
  • Eine Tabelle von 17 wird durch Messen der Ladeströme erhalten, die den jeweiligen Batteriespannungen der Sekundärbatterie 220 entsprechen.
  • Die Schwellenwerttabelle wird dann z.B. in einen nichtflüchtigen Speicher, wie beispielsweise einen ROM, oder einen wiederbeschreibbaren nichtflüchtigen Speicher, wie beispielsweise einen EEPROM, geschrieben und darin gespeichert.
  • [2.3] Lade/Datenübertragungsoperation
  • Die Lade/Datenübertragungsoperation in der Station 100 und der elektronischen Uhr 200A wird nun unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme 18 und 12 zusätzlich zu den Blockdiagrammen von 3 und 6 beschrieben.
  • Zunächst ordnet der Benutzer die elektronische Uhr 200A in der Aussparung 101 der Station 100 an. Die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 werden dadurch einander gegenüber positioniert, wie in 2 dargestellt, was zu einem elektromagnetisch gekoppelten Zustand führt.
  • Wenn der Ladestartknopf 1031 oder der Übertragungsstartknopf 1032 durch den Benutzer gedrückt wird, dann starten der Zeitgeber A 141 und der Zeitgeber B 142 die Zähloperation mit dem Impulssignal STR (Schritt S101). Außerdem gibt der Lade/Übertragungsselektor 170 mit dem Impulssignal STR das erste Ladesignal als das Signal e aus, wie in 4(a) dargestellt (Schritt S102).
  • Als Nächstes wird gemäß einem umgekehrten Signal des Signals a festgestellt, ob der Zeitgeber A 141 die Zähloperation beendet hat (Schritt S103). Wenn die Zähloperation beendet ist, bedeutet dies, dass 10 Stunden oder mehr seit dem Drücken des Ladestartknopfs 1031 oder des Übertragungsstartknopfs 1032 vergangen sind.
  • Da, wie bereits erwähnt, die Einstellzeit des Zeitgebers A 141 auf eine Zeitdauer eingestellt ist, die zum Aufladen der Sekundärbatterie 200 auf eine Wiederaufladungsrate, die dem voll geladenen Zustand entspricht, ausreicht, sollte das Laden normalerweise vor dem Ablauf der Einstellzeit des Zeitgebers A 141 bei Empfang des Befehls com 3, der den voll geladenen Zustand anzeigt, beendet sein. Der Ablauf der Einstellzeit des Zeitgebers A 141 trotz der zuvor erwähnten Tatsache bedeutet daher, dass irgendeine Anomalie, wie beispielsweise ein Ausfall der Sekundärbatterie 220, auftritt.
  • Demgemäß steuert die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um eine Meldung anzuzeigen, wie zum Beispiel in 13(c) dargestellt, wodurch dem Benutzer solch ein Zustand gemeldet wird (Schritt S104). Da außerdem das Signal OFF mit dem umgekehrten Signal des Signals a auf den H-Pegel übergeht, hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel. Im Falle irgendeiner Anomalie wird daher das Laden der elektronischen Uhr 200A beendet.
  • Wenn andererseits der Zeitgeber A 141 die Zähloperation nicht beendet hat, gibt der Lade/Übertragungsselektor 170 weiter das Signal e aus. Als Ergebnis erzeugt die stationsseitige Spule 110 während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, mit Umschalten des Transistors 153 ein externes Magnetfeld und kommt während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist, in einen Bereitschaftszustand zum Empfangen von Befehlen von der elektronischen Uhr 200A.
  • Bei Erzeugung des externen Magnetfelds wird ein Signal an der Klemme P auf der Seite der elektronischen Uhr 200A induziert. Wenn die restliche Ladung der Sekundärbatterie 220 zurzeit nicht ausreicht (Nein bei Schritt S201), werden die verschiedenen Abschnitte nicht in Betrieb gesetzt, und die nachfolgenden Schritte S201 bis S208 sind nicht durchführbar. Daher werden keine Befehle an die Seite der Station 100 geliefert.
  • Wenn dagegen die restliche Ladung der Sekundärbatterie 220 zurzeit ausreichend ist (Ja bei Schritt S201), wird der Ladestrom basierend auf dem induzierten Signal gemäß einem Spannungsabfall des Potenzials an der Klemme P während der Zeitdauer, in welcher das Signal CKT auf dem H-Pegel ist, d.h. während der Zeitdauer, in welcher der Transistor 253 eingeschaltet ist, erfasst (Schritt S202). Die Batteriespannungserfassungsschaltung 265' erfasst die Batteriespannung der Sekundärbatterie 220 und gibt ein erfasstes Spannungssignal VDET, das der erfassten Batteriespannung entspricht, sowohl an die Ladestrombestimmungsschaltung 263' als auch an die Vollladungserfassungsschaltung 290 aus (Schritt S209).
  • Dann konsultiert die Ladestrombestimmungsschaltung 263' die Schwellenwerttabelle, um den Schwellenwertstrom zu erhalten, der dem erfassten Spannungssignal VDET entspricht, und stellt fest, ob der erfasste Ladestrom nicht niedriger als der Schwellenwertstrom ist (Schritt S203).
  • Genauer gesagt, ergibt sich der Schwellenwertstrom = 12 [mA], wenn die Spannung der Sekundärbatterie 220, die dem erfassten Spannungssignal VDET entspricht, 3,6 [V] beträgt.
  • Daher stellt die Ladestrombestimmungsschaltung 263' fest, ob der erfasste Ladestrom nicht niedriger als 12 [mA] ist.
  • Wenn der Ladestrom niedriger als der Schwellenwert ist, entspricht dies dem Fall des Signals com 2 mit dem H-Pegel; das heißt, dies stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 in der Position verschoben sind. Daher zeigt die Steuerschaltung 230 die Positionsverschiebung auf der Anzeigeeinheit 204 an (Schritt S204) und liefert den Befehl com 2 zum Melden solch eines Zustands an die Station 100 (Schritt S205).
  • Genauer gesagt bedeutet dies, wie in 19 dargestellt, dass, wenn der Ladestrom 8 [mA] beträgt, eine Verschiebung von ungefähr 1,5 [mm] erfasst wird.
  • Wenn andererseits der Ladestrom nicht niedriger als der Schwellenwert ist, stellt die Vollladungserfassungsschaltung 290 gemäß dem erfassten Spannungssignal VDET fest, ob die Sekundärbatterie 220 im voll geladenen Zustand ist (Schritt S206).
  • Wenn der voll geladene Zustand festgestellt wird, entspricht dies dem Fall des Signals com 3 mit dem H-Pegel; das heißt, dies stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem das Laden nicht mehr erforderlich ist. Daher liefert die Steuerschaltung 230 den Befehl com 3 zum Melden solch eines Zustands an die Station 110 (Schritt S207).
  • Wenn der voll geladene Zustand nicht festgestellt wird, entspricht dies dem Fall des Signals com 1 mit dem H-Pegel; das heißt, dies stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander in richtigen Positionen gegenüberliegen und dass das Laden zufrieden stellend verläuft. Daher liefert die Steuerschaltung 230 den Befehl com 1 zum Melden solch eines Zustands an die Station 100 (Schritt S208).
  • Es ist zu erwähnen, dass die Befehle com 1 bis com 3 während der Zeitdauer geliefert werden, in welcher kein Signal an der Klemme P induziert wird; d.h. während der Zeitdauer von 10 Sekunden, in welcher das Signal e auf der Seite der Station 100 auf dem H-Pegel ist, und während der Zeitdauer, in welcher das Signal CHR auf der Seite der elektronischen Uhr 200A auf dem L-Pegel ist.
  • Auf diese Weise werden, wenn ein Signal an der Klemme P auf der Seite der elektronischen Uhr 200A induziert wird, die Größe des Ladestroms und der Ladezustand der Sekundärbatterie 220 festgestellt, und es wird irgendeiner der Befehle com 1 bis com 3, der dem festgestellten Zustand entspricht, an die Station 100 geliefert.
  • Demnach wird in der zweiten Ausführungsform, wenn die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander nicht korrekt gegenüberliegen und in der Position verschoben sind, die Positionsverschiebung erfasst und eine Warnung, die solch einen Zustand angibt, angezeigt.
  • [2.4] Vorteile der zweiten Ausführungsform
  • Bei der zweiten Ausführungsform, wie zuvor beschrieben, wird, wenn die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander nicht korrekt gegenüberliegen und in der Position verschoben sind, die Positionsverschiebung erfasst und eine Warnung, die solch einen Zustand angibt, angezeigt, ohne durch die Spannung der Sekundärbatterie 220 beeinflusst zu werden, wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Außerdem wird in dem Zustand, in dem die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 einander in richtigen Positionen gegenüberliegen, die Frequenz des Empfangens des Befehls, um den Ladezustand zu prüfen, gesenkt, wohingegen die Ladezeitdauer verlängert wird, um die Ladeleistung der elektronischen Uhr 200A zu erhöhen.
  • Wenn der Start des Ladens oder der Datenübertragung angewiesen wird, obwohl die elektronische Uhr 200A nicht in der Station 100 angeordnet ist, wird die Abwesenheit der elektronischen Uhr 200A erfasst, woraufhin eine Warnung, die solch einen Zustand angibt, angezeigt und das Laden beendet wird. Folglich wird ein nutzloser Leistungsverbrauch verhindert.
  • Gemäß dieser zweiten Ausführungsform können daher die Positionsverschiebung zwischen der stationsseitigen Spule 110 und der uhrenseitigen Spule 210 und der Zustand, dass die elektronische Uhr 200A nicht in der Station 100 angeordnet ist, auf eine kontaktlose Weise erfasst werden, ohne durch die Batteriespannung der Sekundärbatterie beeinflusst zu werden. Ferner können das Laden und die Datenübertragung in Abhängigkeit von einem Erfassungsergebnis gesteuert werden.
  • [3] Dritte Ausführungsform]
  • Es wird nun eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • [3.1] Voraussetzung
  • Vor einer ausführlichen Beschreibung wird eine Art und Weise, die Ladezeit in dieser dritten Ausführungsform zu bestimmen, kurz beschrieben.
  • Zunächst ist 29 ein Schaubild, das eine Lade/Entladecharakteristik einer allgemeinen Sekundärbatterie darstellt. Wie in 29 dargestellt, ist die Klemmenspannung der Sekundärbatterie im Lademodus im Wesentlichen konstant. Wie bereits erwähnt, stellt ferner die Klemmenspannung der Sekundärbatterie im Lademodus keinen echten Wert dar.
  • Dieser Punkt wird unter Bezugnahme auf 31 beschrieben. Da im Allgemeinen eine Sekundärbatterie einen inneren Widerstand Re aufweist, wird eine Spannung Evc, die sich aus dem Addieren des Produkts des inneren Widerstands Re der Sekundärbatterie und eines Ladestroms Ei zu einer echten Spannung Evd der Sekundärbatterie ergibt, im Lademodus erfasst.
  • Nehmen wir hier an, dass die Sekundärbatterie mit einer Konstanten Spannung E geladen wird. In diesem Fall wird der Ladestrom Ei durch die folgende Formel ausgedrückt: Ei = (E – Evc)/R
  • In der vorstehenden Formel stellt R einen Widerstand beim Laden mit einer konstanten Spannung dar.
  • Wenn das Laden der Sekundärbatterie fortschreitet, nähert sich die Klemmenspannung Evc der Sekundärbatterie E, und der Ladestrom Ei nimmt allmählich ab.
  • Dementsprechend verringert sich auch ein Spannungsanstieg der Sekundärbatterie, der durch das Produkt des inneren Widerstands Re und des Ladestroms Ei ausgedrückt wird, bei Umschaltung vom Entlademodus auf den Lademodus (oder ein Spannungsabfall davon bei Kenntnisnahme einer Umschaltung vom Lademodus in den Entlademodus).
  • Demgemäß kann die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie, die aufgeladen wird, durch Erfassen solch eines Spannungsanstiegs der Sekundärbatterie geschätzt werden. Der Spannungsanstieg der Sekundärbatterie, der zur Schätzung verwendet wird, wird durch Ausführen des Ladens auf eine periodische Weise und Subtrahieren der Spannung der Sekundärbatterie nach Ablauf einer bestimmten Zeit seit einer Unterbrechung des Ladens von der Spannung der Sekundärbatterie im Lademodus erfasst.
  • Betrachten wird dagegen den Fall, in welchem die Sekundärbatterie bei einer konstanten Rate durch Schalten von 1 kΩ über gegenüberliegende Klemmen der Sekundärbatterie entladen wird, d.h. die Entladecharakteristik in 29. Wenn die Batterieladung auf solch eine Weise verringert wird, sinkt die Klemmspannung der Sekundärbatterie fast linear, wie dargestellt. Es versteht sich daher, dass die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie der Klemmenspannung davon im Entlademodus entspricht.
  • Demgemäß kann eine Wideraufladungsrate F der Sekundärbatterie durch eine Funktion F(v) ausgedrückt werden, welche die Klemmenspannung v als eine Variable umfasst.
  • Demnach kann die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie zu diesem Zeitpunkt durch Ausdrücken der Funktion F(v) in Form einer Tabelle oder einer numerischen Formel im Voraus, Ausführen des Ladens auf eine periodische Weise und anschließendes Einsetzen eines Klemmenspannungswerts Ev während einer Unterbrechung des Ladens in die Funktion F(v) geschätzt werden.
  • [3.2] Elektronische Uhr
  • Es wird nun ein elektrischer Aufbau einer elektronischen Uhr 200B der dritten Ausführungsform beschrieben. 20 ist ein Blockdiagramm, welches den elektrischen Aufbau darstellt. Komponenten in 20, die jenen der ersten Ausführungsform, die in 9 dargestellt ist, ähneln, sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Wie in 20 dargestellt, ist eine Klemme P einer uhrenseitigen Spule 210 durch eine Diode 245 mit einer positivseitigen Klemme einer Sekundärbatterie 220 verbunden, und die andere Klemme der uhrenseitigen Spule 210 ist mit einer negativseitigen Klemme der Sekundärbatterie 220 verbunden. Wenn bei dieser Anordnung ein Impulssignal an die stationsseitige Spule 110 (siehe 3) angelegt wird, um ein externes Magnetfeld zu erzeugen, wird infolge des externen Magnetfelds ein Signal an der einen Klemme P der uhrenseitigen Spule 210 induziert. Das induzierte Signal wird durch die Diode 245 gleichgerichtet und dann in die Sekundärbatterie 220 geladen. Eine Spannung Vcc der Sekundärbatterie wird als eine Leistungsquelle für verschiedene Abschnitte in der elektronischen Uhr 200B eingesetzt.
  • Eine Ladezeitdauererfassungsschaltung 261 erfasst, ob infolge des externen Magnetfelds ein Signal an der Klemme P induziert wird. Wenn ein Signal in bestimmten Intervallen nach der Zeit To, wie in 21(a) dargestellt, an der Klemme P induziert wird, gibt die Ladezeitdauererfassungsschaltung 261 ein Signal CHR mit einem H-Pegel aus, wie in 21(b) dargestellt. Außerdem erfasst eine Batteriespannungserfassungsschaltung 281 einen Spannungswert Ev über gegenüberliegenden Klemmen der Sekundärbatterie 220 und gibt dann den Spannungswert Ev als einen digitalen Wert aus.
  • Ein Register 282 speichert vorübergehend den Spannungswert Ev, der durch die Batteriespannungserfassungsschaltung 281 beim Abfall des Signals CHR erfasst wird. Demnach speichert das Register 282 den Spannungswert Evc der Sekundärbatterie 220 während der Zeitdauer, in welcher das Signal an der Klemme P induziert wird, d.h. während der Ladezeitdauer.
  • Ein Register 283 speichert vorübergehend den Spannungswert Ev, der durch die Batteriespannungserfassungsschaltung 281 beim Anstieg des Signals CHR erfasst wird. Demnach speichert das Register 283 den Spannungswert Evd der Sekundärbatterie, unmittelbar bevor das Signal an der Klemme P induziert wird, d.h. zum Zeitpunkt nach Ablauf von Sekunden seit einer Unterbrechung des Ladens.
  • Dann subtrahiert ein Subtrahierglied 284 einen Eingabewert in eine Eingangsklemme B von einem Eingabewert in eine Eingangsklemme A. Hierbei wird der Wert, der vorübergehend im Register 282 gespeichert wird, der Eingangsklemme A des Subtrahierglieds 284 zugeführt, und der Wert, der vorübergehend im Register 282 gespeichert wird, wird der Eingangsklemme B davon zugeführt. Daher gibt das Subtrahierglied 284 einen Spannungsanstieg ΔEv aus, der dem inneren Widerstand der Sekundärbatterie zuzuschreiben ist.
  • Eine Umwandlungstabelle 285 wandelt ΔEv in die Batteriewiederaufladungsrate F um und gibt ein Umwandlungsergebnis aus. Die Korrelation zwischen ΔEv und der Batteriewiederaufladungsrate F ist so, wie in 23 dargestellt. Wie bereits erwähnt und in 22 auch dargestellt, verringert sich, wenn das Laden der Sekundärbatterie fortschreitet, der Spannungsanstieg ΔEv der Sekundärbatterie bei Umschaltung vom Entlademodus in den Lademodus (oder der Spannungsabfall davon bei Umschaltung vom Lademodus in den Entlademodus) allmählich. Demgemäß zeigt ein kleiner Wert von ΔEv eine größere Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie an.
  • Es ist zu erwähnen, dass die in 23 veranschaulichte Korrelation eine Eigenschaft darstellt, die entsprechend einer Charakteristik der Sekundärbatterie schon an sich bestimmt wird.
  • Als Nächstes ist eine Steuerschaltung 230 eine Art von zentraler Verarbeitungs/Steuereinheit, die ein vorübergehenden speichernden Speicher, eine arithmetische Einheit usw. umfasst und in einem normalen Zustand eine Steuerung einer Anzeigeeinheit 204 ausführt, um Daten (z.B. die aktuelle Tageszeit) entsprechend einem Modus, der durch eine Eingabeeinheit 203 eingestellt wird, anzuzeigen.
  • Wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird und das Signal CHR auf den H-Pegel übergeht, wenn die elektronische Uhr 200B in der Station 100 angeordnet ist, funktioniert die Steuerschaltung 230 folgendermaßen. Erstens stellt die Steuerschaltung 230 fest, ob die Wiederaufladungsrate F, die durch die Umwandlungstabelle 285 umgewandelt und ausgegeben wird, dem voll geladenen Zustand entspricht. Zweitens erzeugt die Steuerschaltung 230 irgendeinen der Befehle com 1 bis com 3, der einem festgestellten Ergebnis entspricht, und stellt ihn während der Zeitdauer zu, in welcher das Signal CHR auf dem L-Pegel ist. Drittens führt die Steuerschaltung 230, wenn der Übertragungsstartknopf 1032 gedrückt wird, eine Verarbeitung aus, um nach der Abgabe der Befehle digitale Daten auszugeben, welche an die Station 100 zu senden sind.
  • Als die an die Station 100 zu sendenden Digitaldaten sind zum Beispiel Informationen des lebenden Körpers denkbar, wie beispielsweise eine Pulsfrequenz oder eine Herzfrequenz, die durch einen Sensor oder dergleichen (nicht dargestellt) gemessen wurden.
  • Eine Sendeschaltung 250 wandelt die Daten, Befehle usw., welche an die Station 100 zu senden sind, in die serielle Form um und gibt während der Zeitdauer, in welcher die seriellen Daten auf dem L-Pegel sind, ein Schaltsignal als ein Burstsignal einer bestimmten Frequenz aus. Das Schaltsignal von der Sendeschaltung 250 wird durch einen Widerstand 251 einer Basis eines Transistors 252 zugeführt. Der Transistor 252 hat einen Emitter, der mit der positivseitigen Klemme der Sekundärbatterie 220 verbunden ist, und einen Kollektor, der mit einer Klemme P der Spule 210 verbunden ist.
  • Demgemäß nimmt in der auf diese Weise aufgebauten elektronischen Uhr 200, wenn ein Signal an der Klemme P induziert wird, wie in 21(a) dargestellt, das Signal CHR während der Zeitdauer, in welcher das Signal an der Klemme P induziert wird, wie in 21(b) dargestellt, den H-Pegel an, und die Sekundärbatterie 220 wird während dieser Zeitdauer aufgeladen, wie in 21(c) dargestellt. Wenn andererseits kein Signal an der Klemme P induziert wird und das Signal CHR den L-Pegel annimmt, werden die Befehle com 1, com 3, die digitalen Daten usw. gesendet, wie in 21(d) dargestellt.
  • <Lade/Datenübertragungsoperation>
  • Die Lade/Datenübertragungsoperation in der Station 100 und der elektronischen Uhr 200B wird nun unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme von 24 und 25 zusätzlich zu den Blockdiagrammen von 3 und 20 beschrieben.
  • Zunächst ordnet der Benutzer die elektronische Uhr 200B in der Aussparung 101 der Station 100 an. Die stationsseitige Spule 110 und die uhrenseitige Spule 210 werden dadurch einander gegenüber positioniert, wie in 2 dargestellt, was zu einem elektromagnetisch gekoppelten Zustand führt.
  • Wenn der Ladestartknopf 1031 oder der Übertragungsstartknopf 1032 gedrückt wird, dann starten der Zeitgeber A 141 und der Zeitgeber B 142 die Zähloperation mit dem Impulssignal STR (Schritt S101). Außerdem gibt der Lade/Übertragungsselektor 170 mit dem Impulssignal STR das erste Ladesignal als das Signal e aus, wie in 4(a) dargestellt (Schritt S102).
  • Als Nächstes wird gemäß einem umgekehrten Signal des Signals a festgestellt, ob der Zeitgeber A 141 die Zähloperation beendet hat (Schritt S103). Wenn die Zähloperation beendet ist, bedeutet dies, dass 10 Stunden oder mehr seit dem Drücken des Ladestartknopfs 1031 oder des Übertragungsstartknopfs 1032 vergangen sind. Demgemäß steuert die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um eine Meldung anzuzeigen, wie zum Beispiel in 26(b) dargestellt (Schritt S104). Da außerdem das Signal OFF mit dem umgekehrten Signal des Signals a auf den H-Pegel übergeht, hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel. Das Laden der elektronischen Uhr 200 wird dadurch beendet.
  • Wenn andererseits der Zeitgeber A 141 die Zähloperation nicht beendet hat, gibt der Lade/Übertragungsselektor 170 weiter das Signal e aus. Als Ergebnis erzeugt die stationsseitige Spule 110 während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, mit Umschalten des Transistors 153 ein externes Magnetfeld und kommt während der Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist, in einen Bereitschaftszustand zum Empfangen von Befehlen von der elektronischen Uhr 200.
  • Bei Erzeugung des externen Magnetfelds wird ein Signal an der Klemme P auf der Seite der elektronischen Uhr 200B induziert. Wenn die restliche Ladung der Sekundärbatterie 220 zurzeit nicht ausreicht (Nein bei Schritt S201), werden die verschiedenen Abschnitte nicht in Betrieb gesetzt, und die nachfolgenden Schritte S201 bis S208 sind nicht durchführbar. Daher werden keine Befehle an die Seite der Station 100 geliefert.
  • Wenn dagegen die restliche Ladung der Sekundärbatterie 220 zurzeit ausreichend ist (Ja bei Schritt S201), wird der Spannungswert Evc vorübergehend im Register 282 gespeichert (Schritt S202), und der Spannungswert Evd während einer Unterrechung des Ladens wird vorübergehend im Register 283 gespeichert (Schritt S203). Dann liest das Subtrahierglied 284 den Spannungswert Evc und den Spannungswert Evd, die in den jeweiligen Registern gespeichert sind, aus und subtrahiert den Letzteren vom Ersteren, wonach er den Spannungsanstieg ΔEv ausgibt, der dem inneren Widerstand der Sekundärspannung 220 zuzuschreiben ist (Schritt S204).
  • Als Nächstes wandelt die Umwandlungstabelle 285 den Spannungsanstieg ΔEv in die Batteriewideraufladungsrate F um und gibt ein Umwandlungsergebnis aus. Die Wiederaufladungsrate F der Sekundärbatterie 220 momentan wird demnach aus dem Spannungsanstieg ΔEv geschätzt (Schritt S205).
  • Die Steuerschaltung 230 stellt fest, ob die geschätzte Wiederaufladungsrate F einer vorbestimmten Kapazität, z.B. dem voll geladenen Zustand, entspricht (Schritt S206). Wenn das Feststellungsergebnis bei Schritt S206 Ja ist, ist ein Laden nicht mehr erforderlich. Daher liefert die Steuerschaltung 230 den Befehl com 3 zum Melden solch eines Zustands an die Station 100 (Schritt S207). Wenn das Feststellungsergebnis bei Schritt S206 Nein ist, muss das Laden in Folge fortgesetzt werden. Daher liefert die Steuerschaltung 230 den Befehl com 1 zum Melden solch eines Zustands an die Station 100 (Schritt S208).
  • Es ist zu erwähnen, dass der Befehl com 1 oder com 3 während der Zeitdauer geliefert wird, in welcher kein Signal an der Klemme P induziert wird; d.h. währen der Zeitdauer von 10 Sekunden, in welcher das Signal e auf der Seite der Station 100 auf dem L-Pegel ist, und während der Zeitdauer, in welcher das Signal CHR auf der Seite der elektronischen Uhr 200B auf dem L-Pegel ist.
  • Wenn demnach das Signal an der Klemme P induziert wird, erfasst die elektronische Uhr 200B erstens den Spannungswert Evc der Sekundärbatterie 2220 im Lademodus und den Spannungswert Evd der Sekundärbatterie 220 während einer Unterbrechung des Ladens, subtrahiert sie zweitens den Letzteren vom Ersteren, um den Spannungsanstieg ΔEv zu bestimme, der dem inneren Widerstand der Sekundärbatterie 220 zuzuschreiben ist, schätzt sie drittens die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsanstieg ΔEv und stellt sie viertens fest, ob die geschätzte Wiederaufladungsrate F der vorbestimmten Kapazität entspricht, wonach sie den Befehl in Abhängigkeit vom Feststellungsergebnis liefert.
  • Indessen führt die Station 100 das Laden gemäß dem ersten Ladesignal wenigstens während der Betriebszeitdauer des Zeitgebers B 142, d.h. während einer Zeitdauer von 30 Minuten, aus. Selbst wenn daher die Sekundärbatterie 220 anfänglich nicht im Datenübertragungsfreigabezustand ist und kein Befehl com 1 oder com 3 von der elektronischen Uhr 200B geliefert wird, ist die Sekundärbatterie 220 infolge des 30-minütigern Ladens auf eine Wiederaufladungsrate geladen, die für eine Datenübertragung reicht.
  • Anders ausgedrückt, wird nach Ablauf von 30 Minuten, nachdem die elektronische Uhr 220B in der Station 100 angeordnet und der Übertragungsstartknopf 1032 oder der Übertragungsstartknopf 1032 gedrückt wurde, die Sekundärbatterie 220 in den Datenübertragungsfreigabezustand versetzt, und es wird irgendein Befehl com 1 oder com 3 geliefert.
  • Demgemäß stellt der Fall, in welchem keine Befehle an die Station 100 geliefert werden, einen Zustand dar, in dem die elektronische Uhr 200B nicht in der Station 100 angeordnet ist.
  • In der Station 100, die in den Bereitschaftszustand kommt, wird festgestellt, ob irgendein Befehl com 1 oder com 3 von der elektronischen Uhr 200B empfangen wird (Schritt S111). Wenn keiner der Befehle com 1 und com 3 empfangen wird, wird festgestellt, ob der Zeitgeber B 142 die Zähloperation beendet hat (Schritt S112). Konkret prüft der Befehlsdetektor 160, ob das Signal c während der Zeitdauer von 30 Minuten, in welcher das Signal b auf dem H-Pegel ist, auf den H-Pegel gewechselt ist.
  • Der Fall, in welchem keiner der Befehle com 1 und com 3 empfangen wird, selbst nachdem der Zeitgeber B 142 die Zähloperation beendet hat, stellt, wie bereits erwähnt, einen Zustand dar, in dem die elektronische Uhr 200B nicht in der Station 100 angeordnet ist und das Signal d vom Befehlsdetektor 160 den H-Pegel annimmt.
  • Bei Umschaltung des Signals d auf den H-Pegel steuert die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um eine Warnnachricht anzuzeigen, wie zum Beispiel in 26(a) dargestellt (Schritt S113), wodurch dem Benutzer solch ein Zustand gemeldet wird.
  • Da außerdem das Signal OFF mit dem Signal d auf den H-Pegel übergeht, hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel. Als Ergebnis wird die nutzlose Ladeoperation in dem Zustand, in dem die elektronische Uhr 200B nicht in der Station 100 angeordnet ist, beendet.
  • Wenn dagegen der Zeitgeber B 142 die Zähloperation nicht beendet hat, kehrt die Verarbeitungsfolge zu Schritt S102 zurück, um mit dem Ausgeben des ersten Ladesignals zum Ausführen des Ladens in Folge fortzufahren.
  • Wenn irgendein Befehl von der elektronischen Uhr 200B durch die im Bereitschaftszustand befindliche Station 100 empfangen wird, wird der empfangene Befehl durch den Decoder 155 decodiert (Schritt S114).
  • Wenn der empfangene Befehl com 1 ist, wird festgestellt, ob der anfänglich gedrückte Knopf der Ladestartknopf 1031 ist (Schritt S115). Genauer gesagt, wird festgestellt, ob der Lade/Übertragungsselektor 170, dem das Signal com 1 zugeführt wird, zuvor das Signal CS empfangen hat. Wenn das Feststellungsergebnis Ja ist, schaltet der Lade/Übertragungsselektor 170 das gelieferte Signal e vom ersten Ladesignal, das in 4(a) dargestellt ist, auf das zweite Ladesignal um, das in 4(b) dargestellt ist. Dann kehrt die Verarbeitungsfolge zu Schritt S103 zurück, um mit dem Laden in Folge fortzufahren.
  • Wie bereits erwähnt, erfolgt das Laden während einer Zeitdauer, in welcher das Signal e auf dem H-Pegel ist, während die Datenübertragung während der Zeitdauer erfolgt, in welcher das Signal e auf dem L-Pegel ist. Außerdem ist die Zeitdauer, während der das Signal e, das als das zweite Ladesignal dient, auf dem H-Pegel ist, länger als die Zeitdauer, während der das Signal e, das als das erste Ladesignal dient, auf dem H-Pegel ist. Bei der Lieferung des zweiten Ladesignals wird daher die Frequenz des Empfangens des Befehls, der ein Ergebnis des Prüfens ist, ob die Ladezeit vergangen ist, gesenkt, wohingegen die Ladezeitdauer verlängert wird, um die Ladeleistung der elektronischen Uhr 200B zu erhöhen.
  • Wenn andererseits der empfangene Befehl com 1 ist und der anfänglich gedrückte Kopf der Übertragungsstartknopf 1032 ist, wird die Datenübertragung durch Schritt S121 bis S123, die später beschrieben werden, ausgeführt.
  • Wenn außerdem der empfangene Befehl com 3 ist, wird festgestellt, ob der anfänglich gedrückte Knopf der Ladestartknopf 1031 ist (Schritt S117). Genauer gesagt, wird festgestellt, ob der Lade/Übertragungsselektor 170, dem das Signal OFF basierend auf dem Signal com 3 zugeführt wurde, zuvor das Signal CS empfangen hat. Wenn das Feststellungsergebnis Ja ist, braucht die Sekundärbatterie 220 nicht mehr geladen zu werden, und daher hält der Lade/Übertragungsselektor 170 das Signal e auf dem L-Pegel. Die nutzlose Ladeoperation, um die Sekundärbatterie über die vorbestimmte Kapazität hinaus aufzuladen, wird dadurch beendet.
  • Wenn andererseits der empfangene Befehl com 3 ist und der anfänglich gedrückte Knopf der Übertragungsstarknopf 1032 ist, wird die Datenübertragung durch Schritt S121 bis S132, die später beschrieben werden, ausgeführt.
  • Genauer gesagt, werden die digitalen Daten, die nach dem Empfang des Befehls com 1 oder com 3 durch die Empfangsschaltung 154 geliefert werden, durch den Decoder 155 decodiert und an die Verarbeitungsschaltung 130 übertragen (Schritt S121), wonach die Datenübertragung wiederholt wird, bis sie zu einem Ende kommt (Schritt S122). Nach Vollendung der Datenübertragung steuert die Verarbeitungsschaltung 130 die Anzeigeeinheit 104, um eine Meldung anzuzeigen, wie in 26(c) dargestellt (Schritt S123), und steuert die Anzeigeeinheit 104 auch, um Informationen basierend auf den empfangenen Digitaldaten anzuzeigen.
  • Danach stoppt die Verarbeitungsschaltung 130 die Zufuhr des Signals e zu Lade/Übertragungsselektor 130 durch eine Leitung, die in 3 nicht dargestellt ist, um dadurch das Laden und die Datenübertragung zu beenden.
  • Wenn bei der diese Weise aufgebauten Ausführungsform der Ladestartknopf 1031 oder der Übertragungsstartknopf 1032 gedrückt wird, wird das Signal e als das erste Ladesignal von der Station 100 ausgegeben, und die Sekundärbatterie 220 der elektronischen Uhr 200B wird auf eine periodische Weise geladen. Während des periodischen Ladens funktioniert die elektronische Uhr 200B so, dass sie den Spannungswert Evc der Sekundärbatterie im Lademodus vom Spannungswert Evd während einer Unterbrechung des Ladens subtrahiert, den Spannungsanstieg ΔEv bestimmt, der dem inneren Widerstand der Sekundärbatterie 220 zuzuschreiben ist, die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsanstieg ΔEv schätzt und feststellt, ob die geschätzte Batteriewiederaufladungsrate der vorbestimmten Kapazität entspricht.
  • Wenn die geschätzte Batteriewiederaufladungsrate die vorbestimmte Kapazität nicht erreicht, wird der Befehl com 1 an die Station 100 geliefert, woraufhin das zweite Ladesignal (siehe 4(b)) als das Signal e eingesetzt wird, um das Laden und die Datenübertragung umzuschalten, und die Ladeleistung der elektronischen Uhr 200B wird erhöht.
  • Wenn die geschätzte Batteriewiederaufladungsrate die vorbestimmte Kapazität erreicht, wird der Befehl com 3 an die Station 100 geliefert, woraufhin das Signal e auf dem L-Pegel gehalten und das Laden beendet wird.
  • Gemäß dieser Ausführungsform wird daher die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsanstieg ΔEv geschätzt, der durch Durchführen des Ladens auf eine periodische Weise gemessen wird, und das Laden wird beendet, wenn die geschätzte Wiederaufladungsrate die gewünschte Kapazität, d.h. eine Kapazität, die dem voll geladenen Zustand entspricht, erreicht. Als Ergebnis kann ein Nachteil des Fortsetzens eines nutzlosen Ladens vermieden werden.
  • [4] Vierte Ausführungsform
  • Es wird nun eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • In der zuvor beschriebenen dritten Ausführungsform wird das Laden auf eine periodische Weise ausgeführt, der Spannungsanstieg ΔEv der Sekundärbatterie 220 bei Umschaltung vom Entlademodus in den Lademodus bestimmt, und die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsanstieg ΔEv geschätzt. Andererseits wird in dieser vierten Ausführungsform die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungswert Evd unter Beachtung dessen geschätzt, dass dieser Spannungswert während einer Unterbrechung des Ladens selbst der Batteriewiederaufladungsrate entspricht.
  • Zu diesem Zweck ist die vierte Ausführungsform so aufgebaut, wie in 27 dargestellt, wobei der Spannungswert Evd, der vorübergehend im Register 283 gespeichert wird, der Steuerschaltung 230 zugeführt wird.
  • Die Steuerschaltung 230 in dieser vierten Ausführungsform hat zusätzlich zu den Funktionen, die in der dritten Ausführungsform bereitgestellt werden, eine Funktion des Vorspeicherns einer Funktion F(v), welche die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie 220 darstellt, in Form einer Tabelle oder einer numerischen Formel.
  • 28 ist ein Flussdiagramm, welches eine Funktionsweise einer elektronischen Uhr 200C gemäß der vierten Ausführungsform veranschaulicht.
  • Wenn die stationsseitige Spule 110 ein externes Magnetfeld erzeugt, wird an der Klemme P der uhrenseitigen Spule 210 auf der Seite der elektronischen Uhr 200C ein Signal induziert. Wenn an diesem Punkt eine Ladung in der Sekundärbatterie 220 übrig ist, wird der Spannungswert Evd während einer Unterbrechung des Ladens vorübergehend im Register 283 gespeichert (Schritt S203). Dann setzt die Steuereinheit 230 den Spannungswert Evd in die Funktion F(v) ein, welche die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie 220 darstellt, um die Wiederaufladungsrate F zu erhalten (Schritt S251), und stellt fest, ob die Wiederaufladungsrate F die vorbestimmte Kapazität, d.h. eine Kapazität, die dem voll geladenen Zustand entspricht, erreicht (Schritt S206). Wenn das Feststellungsergebnis Ja ist, wird der Befehl com 3 geliefert (Schritt S207), wohingegen, wenn das Feststellungsergebnis Nein ist, der Befehl com 1 geliefert wird (Schritt S208).
  • Wenn daher gemäß der vierten Ausführungsform die Batteriewiederaufladungsrate, die aus dem Spannungswert Evd geschätzt wird, die vorbestimmte Kapazität, d.h. eine Kapazität, die dem voll geladenen Zustand entspricht, erreicht, wird das Laden an diesem Punkt beendet. Als Ergebnis wird ein Nachteil des Forstsetzens eines nutzlosen Ladens vermieden, wie bei der ersten Ausführungsform.
  • Wenn außerdem die geschätzte Batteriewiederaufladungsrate die vorbestimmte Kapazität nicht erreicht, wird das zweite Ladesignal (siehe 4(b)) als das Signal e eingesetzt, und die Ladeleistung der elektronischen Uhr 200C wird erhöht, wie in der ersten Ausführungsform.
  • [5] Fünfte Ausführungsform
  • Es wird nun eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • In der zuvor beschriebenen dritten Ausführungsform wird das Laden auf eine periodische Weise ausgeführt, der Spannungsanstieg ΔEv der Sekundärbatterie 220 bei Umschaltung vom Entlademodus (d.h. dem Zustand, in dem die elektronische Vorrichtung in Betrieb ist) in den Lademodus durch Subtrahieren der Spannung zum Zeitpunkt nach dem Ablauf einer bestimmten Zeit seit einer Unterbrechung des Ladens von der Spannung zum Zeitpunkt unmittelbar vor der Unterbrechung des Ladens bestimmt und die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsanstieg ΔEv geschätzt.
  • Andererseits wird in dieser fünften Ausführungsform das Laden auf eine periodische Weise ausgeführt, der Spannungsanstieg ΔEv der Sekundärbatterie 220 bei Umschaltung vom Entlademodus (d.h. dem Zustand, in dem die elektronische Vorrichtung in Betrieb ist) in den Lademodus durch Subtrahieren der Spannung zum Zeitpunkt unmittelbar nach der Wiederaufnahme des Ladens von der Spannung zum Zeitpunkt unmittelbar vor der Wiederaufnahme des Ladens bestimmt und die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsanstieg ΔEv geschätzt.
  • Als Ergebnis kann die fünfte Ausführungsform ähnliche Vorteile bereitstellen wie jene, die mit der zuvor erwähnten dritten Ausführungsform erhältlich sind.
  • [6] Sechste Ausführungsform
  • Es wird nun eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
  • In der zuvor beschriebenen dritten Ausführungsform wird das Laden auf eine periodische Weise ausgeführt, der Spannungsanstieg ΔEv der Sekundärbatterie 220 bei Umschaltung vom Entlademodus (d.h. dem Zustand, in dem die elektronische Vorrichtung in Betrieb ist) in den Lademodus durch Subtrahieren der Spannung zum Zeitpunkt nach dem Ablauf einer bestimmten Zeit seit einer Unterbrechung des Ladens von der Spannung zum Zeitpunkt unmittelbar vor der Unterbrechung des Ladens bestimmt und die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsanstieg ΔEv geschätzt.
  • Andererseits wird in dieser sechsten Ausführungsform unter Beachtung dessen, dass auch ein Spannungsabfall ΔEv' der Batteriewiederaufladungsrate entspricht, wobei ΔEv' eine Differenz zwischen der Spannung der Sekundärbatterie 220 zum Zeitpunkt nach dem Ablauf einer bestimmten Zeit seit einer Unterbrechung des Ladens und der Spannung der Sekundärbatterie 220 zum Zeitpunkt unmittelbar vor der Wiederaufnahme des Ladens ist, die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsabfall ΔEv' geschätzt.
  • 32 ist ein Blockdiagramm, welches einen schematischen Aufbau einer elektronischen Uhr 200D gemäß der sechsten Ausführungsform darstellt. Komponenten in 32, die jenen der dritten Ausführungsform, die in 20 dargestellt ist, ähneln, sind mit denselben Bezugszeichen versehen, und die zuvor erfolgte ausführliche Beschreibung ist hier gleichermaßen anzuwenden. Im Folgenden werden in erster Linie verschiedene Merkmale zwischen der sechsten und der dritten Ausführungsform beschrieben.
  • In 32 speichert ein Register 282 vorübergehend einen Spannungswert Ev, der durch eine Batteriespannungserfassungsschaltung 281 beim Abfall des Signals CHR erfasst wird (siehe 33). Demnach speichert das Register 282 einen Spannungswert Evc' der Sekundärbatterie 220 zum Zeitpunkt nach dem Ablauf einer bestimmten Zeit (einschließlich des Falles, in welchem die Ablaufzeit null ist) seit dem Ende der Induktion des Signals an der Klemme P, d.h. zum Zeitpunkt nach dem Ablauf einer bestimmten Zeit seit einer Unterbrechung des Ladens.
  • Ein Register 283 speichert vorübergehend einen Spannungswert Ev, der durch Batteriespannungserfassungsschaltung 281 beim Anstieg des Signals CHR erfasst wird. Demnach speichert das Register 283 einen Spannungswert Evd' der Sekundärbatterie 220 zu dem Zeitpunkt, zu dem das Signal an der Klemme P induziert wird, d.h. zum Zeitpunkt unmittelbar vor dem Start des Ladens.
  • Dann subtrahiert ein Subtrahierglied 284 einen Eingabewert in eine Eingangsklemme B von einem Eingabewert in eine Eingangsklemme A. Hierbei wird der Wert, der vorübergehend im Register 282 gespeichert wird, der Eingangsklemme A des Subtrahierglieds 284 zugeführt, und der Wert, der vorübergehend im Register 283 gespeichert wird, wird der Eingangsklemme B davon zugeführt. Daher gibt das Subtrahierglied 284 einen Spannungsabfall ΔEv' aus.
  • Eine Umwandlungstabelle 285 wandelt ΔEv' in die Batteriewiederaufladungsrate F um und gibt ein Umwandlungsergebnis aus. Die Korrelation zwischen ΔEv' und der Batteriewiederaufladungsrate F ist so, wie in 35 dargestellt. Wenn außerdem, wie in 34 dargestellt, das Laden der Sekundärbatterie fortschreitet, verringert sich der Spannungsabfall ΔEv', der von der Unterbrechung des Ladens bis zum Start des Ladens stattfindet (d.h. der Spannungsabfall bei Umschaltung vom Lademodus in den Entlademodus) allmählich. Demgemäß zeigt ein kleinerer Wert von ΔEv' eine größere Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie an.
  • Es ist zu erwähnen, dass die in 23 veranschaulichte Korrelation eine Eigenschaft darstellt, die entsprechend einer Charakteristik der Sekundärbatterie 220 schon an sich bestimmt wird.
  • Gemäß dieser sechsten Ausführungsform wird daher die Batteriewiederaufladungsrate aus dem Spannungsabfall ΔEv' geschätzt, der durch Durchführen des Ladens auf eine periodische Weise gemessen wird, und das Laden wird beendet, wenn die geschätzte Wideraufladungsrate die gewünschte Kapazität, d.h. eine Kapazität, die dem voll geladenen Zustand entspricht, erreicht. Als Ergebnis kann ein Nachteil des Fortsetzens eines nutzlosen Ladens vermieden werden.
  • Außerdem ist die zeitliche Steuerung des Speicherns des Spannungswerts Evd' nicht auf den Zeitpunkt unmittelbar vor dem Start des Ladens beschränkt, sondern kann ein bestimmter Zeitpunkt vor dem Zeitpunkt unmittelbar vor dem Start des Ladens (aber nach dem Zeitpunkt des Abtastens des Spannungswerts Evc') sein.
  • Da in der Praxis das Laden für eine bestimmte Zeitdauer unterbrochen wird, wird der Spannungswert Evd' gespeichert, nachdem eine bestimmte Zeit seit der Startzeit einer Unterbrechung des Ladens vergangen ist.
  • [7] Modifikationen der Ausführungsformen drei bis sechs
  • [7.1] Erste Modifikation
  • Die zuvor beschriebenen Ausführungsformen drei bis sechs können folgendermaßen modifiziert werden. Obwohl in diesen Ausführungsformen die Datenübertragung nur in einer Richtung von der elektronischen Uhr 200 zur Station 100 erfolgt, können die Daten selbstverständlich in einer entgegengesetzten Richtung von der Station 100 zur elektronischen Uhr 200 übertragen werden. Wenn Daten zur elektronischen Uhr 200 übertragen werden, führt die Station 100 eine Modulation gemäß den zu übertragenden Daten aus, wohingegen die elektronische Uhr 200 eine Demodulation in Übereinstimmung mit dem Modulationsschema ausführt. In solch einem Fall können allgemein bekannte Techniken verwendet werden, um die Modulation und die Demodulation auszuführen.
  • [7.2] Zweite Modifikation
  • In den Ausführungsformen drei bis sechs wird die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie 220 auf der Seite der elektronischen Uhr 200 aus den beiden erfassten Spannungswerten Evd und Evc oder nur aus dem erfassten Spannungswert Evd geschätzt. Die Spannungswerte Ev und Evc selbst können jedoch an die Station 100 übertragen werden, und die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie 220 kann auf der Seite der Station 100 gemäß den übertragenen Werten geschätzt werden, um dadurch das Laden und die Datenübertragung zu steuern. Demnach kann die Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie 220 durch irgendeine der elektronischen Uhr 200 und der Station 100 geschätzt werden.
  • [7.3] Dritte Ausführungsform
  • In den Ausführungsformen drei bis sechs wird der Spannungswert, der durch die einzige Batteriespannungserfassungsschaltung 281 erfasst wird, als der Spannungswert Evc im Lademodus beziehungsweise der Spannungswert Evd während einer Unterbrechung des Ladens in Abhängigkeit von einer Differenz der zeitlichen Steuerung, um den Spannungswert vorübergehend zu speichern, eingesetzt. Der Spannungswert Evc im Lademodus und der Spannungswert Evd während einer Unterbrechung des Ladens können jedoch jeweils durch getrennte Batteriespannungserfassungsschaltungen erfasst werden. Demnach bezieht der Begriff „erste und zweite Spannungserfassungsmittel", der in dieser Anwendung verwendet wird, dasselbe Mittel in einem Fall und getrennte abhängige Mittel im anderen Fall ein. Die Anordnung zum Erfassen des Spannungswerts durch die einzige Batteriespannungserfassungsschaltung 281 wie bei den zuvor erwähnten Ausführungsformen ist insofern vorteilhafter, als ein Erfassungsfehler, der durch Verwenden von verschiedenen Erfassungsschaltungen erzeugt wird, vermieden wird.
  • [7.4] Vierte Modifikation
  • In den Ausführungsformen drei bis sechs wird die Ladezeitdauer im Lademodus verlängert, um ein Tastverhältnis zwischen dem Laden und der Datenübertragung zu ändern. Die Datenübertragungszeitdauer kann jedoch verkürzt werden, oder es können die Betriebszeitdauern sowohl des Ladens als auch der Datenübertragung geändert werden. Als eine Alternative kann das Tastverhältnis zwischen dem Laden und der Datenübertragung auf eine stufenlose Weise gesteuert werden.
  • [7.5] Fünfte Modifikation
  • Obwohl die Ausführungsformen drei bis sechs in der beispielhaften Annahme beschrieben wurden, dass die Ladevorrichtung die Station 100 und die geladene Vorrichtung die elektronische Uhr 200 ist, kann die vorliegende Erfindung auf alle Arten von elektronischen Vorrichtungen angewendet werden, welche eine Übertragung von Leistung erfordern. Die vorliegende Erfindung ist auf jede von geladenen Vorrichtungen, die Sekundärbatterien umfassen, wie z.B. elektrische Zahnbürsten, Elektrorasierer, Schnurlostelefone, Zellulartelefone, persönliche Handtelefone, mobile Personalcomputer und PDAs (persönliche digitale Assistenten), und eine Ladevorrichtung für dieselben anwendbar.
  • [7.6] Sechste Ausführungsform
  • Obwohl die vorhergehende Beschreibung so beschrieben wurde, dass eine Übertragungsanforderung von der elektronischen Uhr ausgegeben wird, kann eine Übertragungsanforderung von der Seite einer Informationsverarbeitungseinheit ausgegeben werden, die direkt oder über ein Netz mit der Station verbunden ist.
  • [8] Siebte Ausführungsform
  • Die zuvor dargelegten Ausführungsformen wurden in Verbindung mit dem Fall des Übertragens von Daten von der Seite der elektronischen Uhr 200 zur Seite der Station 100 beschrieben. Die elektronische Uhr 200 kann jedoch eine Übertragungsanforderung für vorbestimmte Daten ausgeben, und die Station 100 oder eine Informationsverarbeitungseinheit, die mit der Station direkt oder über ein Netz verbunden ist, kann entsprechende Daten (z.B. ein neues Betriebssystem für die elektronische Uhr oder verschiedene Steuerdaten) an die elektronische Uhr übertragen.
  • Konkret ist eine Empfangsschaltung 238 auf der Seite der elektronischen Uhr 200 vorgesehen, wie in 9 durch eine gestrichelte Linie angezeigt, und die elektronische Uhr 200 sendet Übertragungsanforderungsdaten DREQ zum Anfordern einer Übertragung der vorbestimmten Daten an die Station, 36(a).
  • In Erwiderung der Übertragungsanforderungsdaten DREQ sendet die Station 100 an eine Informationsverarbeitungseinheit 300, wie beispielsweise einen Personalcomputer oder einen Server, der mit der Station 100 direkt oder über ein Netz verbunden ist, DREQ1, um die Einheit 300 aufzufordern, Daten DD zu senden, die den Übertragungsanforderungsdaten DREQ entsprechen.
  • Als Ergebnis überträgt die Informationsverarbeitungseinheit 300 die angeforderten Daten DD über die Station 100 zur Seite der elektronischen Uhr 200.
  • Wie in 36(b) dargestellt, kann die Anordnung ferner derart modifiziert werden, dass die Übertragungsanforderungsdaten DREQ zum Anfordern einer Übertragung der vorbestimmten Daten an die Station gesendet werden und die Station 100 in Erwiderung der DREQ die Daten DD sendet, die den Übertragungsanforderungsdaten DREQ entsprechen.
  • Bei solch einem Aufbau können zusätzlich zur Ladeoperation automatisch vorbestimmte Daten übertragen werden.
  • GEWERBLICHE VERWERTBARKEIT
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie zuvor beschrieben, können, wenn Leistung durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen, die in gegenüberliegenden Positionen in zwei oder mehr getrennten Vorrichtungen, wie beispielsweise einer tragbaren elektronischen Vorrichtung und einer Ladevorrichtung für dieselbe, angeordnet sind, eine Positionsverschiebung zwischen den beiden Spulen und die Abwesenheit einer zu ladenden Vorrichtung auf eine kontaktlose Weise erfasst werden.
  • Ferner können durch Erfassen einer Positionsverschiebung zwischen den beiden Spulen und der Abwesenheit einer zu ladenden Vorrichtung auf eine kontaktlose Weise ein Laden und eine Datenübertragung gemäß einem Erfassungsergebnis gesteuert werden.
  • Außerdem kann eine Wiederaufladungsrate einer Sekundärbatterie unter Laden mit einem einfachen Aufbau bestimmt werden.
  • Selbst wenn außerdem ein Laden einer Sekundärbatterie von einer Ladevorrichtung zu einer geladenen Vorrichtung auf eine kontaktlose Weise durch eine elektromagnetische Kopplung zwischen Spulen erfolgt, die in gegenüberliegenden Positionen in zwei oder mehr getrennten Vorrichtungen angeordnet sind, wird eine Wiederaufladungsrate der Sekundärbatterie usw. der Ladevorrichtung auf eine kontaktlose Weise gemeldet, so dass die Sekundärbatterie auf eine gewünschte Kapazität aufgeladen werden kann.

Claims (8)

  1. Elektronische Vorrichtung bestehend aus einer ersten Vorrichtung und einer zweiten Vorrichtung, wobei die elektronische Vorrichtung umfasst: Lade/Signalübertragungsmittel zum Ausführen eines Ladens von der Seite der ersten Vorrichtung zur Seite der zweiten Vorrichtung und zum Ausführen einer Signalübertragung zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: Lade/Signalübertragungssteuermittel zum Starten der Signalübertragung nach dem Ausführen des Ladens für eine bestimmte Zeitdauer, die im Voraus eingestellt ist, wobei das Lade/Signalübertragungssteuermittel das Laden periodisch ausführt und die Signalübertragung zwischen dem periodischen Laden ausführt, wodurch das Laden und die Signalübertragung abwechselnd ausgeführt werden, und wobei, wenn die erste Vorrichtung für eine bestimmte Zeitdauer keine Befehle von der zweiten Vorrichtung empfängt, das Lade/Signalübertragungssteuermittel die Signalzufuhr durch das Lade/Signalübertragungsmittel beendet.
  2. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei das Lade/Signalübertragungsmittel so ausgelegt ist, dass es ein Laden von der Seite der ersten Vorrichtung zur Seite der zweiten Vorrichtung durch Verwenden der ersten Vorrichtung, der zweiten Vorrichtung und einer elektromagnetischen Kopplung oder elektromagnetischen Induktion ausführt.
  3. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Lade/Signalübertragungssteuermittel vor der Signalübertragung einen Kommunikationsstartbefehl zum Informieren über den Kommunikationsstart sendet.
  4. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei, wenn die Signalübertragung ausgeführt wird, das Lade/Signalübertragungsmittel gemäß Ansteuertakten betrieben wird, die höher als übliche Ansteuertakte sind.
  5. Elektronische Vorrichtung zum Ausführen wenigstens einer Übertragung von Leistung oder Signalen an eine Partnervorrichtung durch elektromagnetische Kopplung oder elektromagnetische Induktion zwischen Spulen, die in gegenüberliegenden Positionen angeordnet sind, wobei die elektronische Vorrichtung umfasst: Signalzufuhrmittel zum Zuführen eines Signals zu einer Spule in ihrer eigenen Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner umfasst: Steuermittel zum Steuern der Signalzufuhr durch das Signalzufuhrmittel bei Empfang eines Befehls von der Partnervorrichtung, nachdem das Signalzufuhrmittel das Signal zur Spule zugeführt hat, und zum periodischen Ausführen des Ladens und Ausführen der Signalzufuhr zwischen dem periodischen Laden, wodurch das Laden und die Signalzufuhr abwechselnd ausgeführt werden, wobei bei Nichtempfangen von Befehlen von der Partnervorrichtung für eine bestimmte Zeitdauer das Steuermittel die Signalzufuhr durch das Signalzufuhrmittel beendet.
  6. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei bei Empfang eines Befehls von der Partnervorrichtung mit der Information, dass das Laden nicht mehr erforderlich ist, das Steuermittel die Signalzufuhr durch das Signalzufuhrmittel beendet.
  7. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei, wenn der Kommunikationsstartbefehl von der Partnervorrichtung gesendet wird, das Signalübertragungsmittel die Signalübertragung ausführt.
  8. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Spule von der kernlosen Art ist.
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