JP2004516482A - 電力不足に続いて時刻をリセットする装置を有するアナログ電子腕時計 - Google Patents

Abstract

電子腕時計は、少なくとも１つのモータ（３）により駆動される少なくとも１つの針（２）から構成されたアナログ表示手段（１）と、モータを駆動する手段（８）を制御するタイムベース（４）と、再充電可能な電源（９）と、特に駆動手段（８）に作用してモータ（３）を停止させる手段（１４）と、十分な供給電圧が供給されている間、アナログ表示手段（１）と同期する計時手段（１８）とを含む。停止手段が電力不足を検知した時、表示手段は停止され、計時手段の対応する値が記憶手段に格納され、該計時手段は作動を継続する。電力供給が再び十分になると直ちに、記憶された値と計時手段の値との時間差信号（２１）を駆動手段（８）へ送り、アナログ表示手段を正しい時刻へリセットするものである。
【選択図】図１

Description

【０００１】
本発明は、少なくとも１つのモータにより駆動される少なくとも１つの針から構成されたアナログ表示手段と、前記モータを駆動する手段を制御するタイムベースと、再充電可能な電源と、特に前記駆動手段に作用してモータを停止させる手段と、電源が十分な供給電圧を供給している時、前記アナログ表示手段と同期して計時する手段とを含む電子腕時計に関する。
【０００２】
特に国際特許公報ＷＯ９８／３３０９８からモータへの電力不足を検知する手段を含む腕時計が知られている。この公報は、モータによって駆動され、且つ時刻に関するデータと、電源と、この電源の電力不足を検知する手段とを含む電子装置手段によって制御される針を有する電子腕時計が示されている。電力不足の場合、針は、電子装置手段内で予めプログラムされた基準位置へ移動させられ、その基準位置で保持される。
【０００３】
しかしながら、この時計には幾つかの欠点がある。通常、この腕時計の針は電子装置手段のカウンタ値を反映している。この理由により、電力不足時にカウンタの値をプログラムされた基準値にして針を基準位置へ移動させる必要がある。従って針と同期したこのカウンタは、もはや時間カウンタとしては使用することができない。そのため電力不足中に計時する第２のカウンタが必要となる。しかしながら、腕時計が作動時間の大部分を占める正常な作動状態にある間はこれら２つのカウンタは同一の値を含む。これら２つのカウンタは、時計の電子装置手段を不必要に複雑にする。
【０００４】
従って、本発明の主な目的は、電力不足に続いて時刻をリセットするためにプログラムされるどのような基準値も必要としない、単純化された電子装置手段を含む電子腕時計を提供することにより、前述の先行技術の欠点を克服することである。
【０００５】
従って本発明は、停止手段により電力不足が検知されると、表示手段が停止させられ、計時手段の対応する値を記憶手段に格納するとともに、計時手段の作動を継続させる。電力供給が再び十分になると直ちに、時間差を計算する手段が、記憶された値と計時手段の値との時間差信号を前記駆動手段へ送り、アナログ表示手段の時刻をリセットすることを特徴とする、本明細書の冒頭で説明した型式の電子腕時計に関するものである。
【０００６】
モータの電力不足の検知に対応する第１の閾値電圧でモータを停止させる手段が作動し、電源が第１の閾値電圧よりも高い第２の閾値電圧に達するまでの間は、モータ停止手段が作動状態に保たれ、これによりモータのような構成要素が停止した時の負荷変動に起因する供給電圧の変動に伴う諸問題を排除するようにすることが望ましい。
この第２の閾値電圧は、電源の所定の充電レベルに相当する。
【０００７】
事実、モータのような電力消費要素の内の１つが停止した時、バッテリ又は蓄電池形式の再充電可能電源の電圧レベルは僅かに変動するのが普通である。この電源の変動は、当業者には公知の現象である。電源の充電が、時計を作動させるのに必要な電流を十分に供給しなくなった時、モータのような電力消費要素が停止すると、負荷及び所要電流の大きな低下が生じて、供給電圧の変動を引き起こす。この電源の放電における不連続性は、図３に示すように、遷移期間（ｔ１＋ｄｔ）を生じさせ、この期間中、電圧レベルがモータを再作動させるには不十分となるまで、モータは数回にわたり連続して停止と再始動を繰り返す。この遷移期間は、このように作動と停止を繰り返す時計部品を早期に疲弊させる。更にユーザは、針が停止していたり、基準位置に移動したり、及び数回にわたって連続して移動したりするのを見た時に、自分の時計が機能不良であると考えるであろう。
【０００８】
本発明の変形態様によれば、電力不足が検知された時、上に述べたｔ１とｔ１＋ｄｔとの間に電源に対する負荷変動の影響を回避するために、停止手段を作動状態に保つ十分な時間間隔を提供することが可能である。
記憶手段は、具体的には不揮発性メモリから構成することができる。
【０００９】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照しながら例示の目的で示した以下の説明から明らかになるであろう。
図１は、本発明を理解するために必要な時計の構成要素を示している。この電子時計は、一般に少なくとも２本の針２で形成されたアナログ表示手段１を含む。１つは時間を示し、もう一つは分を示すのに使用される。例えば、秒を示すために使用される第３の針を設けることが可能である。
【００１０】
針２は、少なくとも１つのモータ３により駆動される。時針と分針は、１つのステッピングモータで駆動され、秒針は別のステッピングモータで駆動されるのが好ましい。実際には、エネルギーを節約するために、秒針を駆動するモータは、時針と分針のモータよりも早く停止させる。
針を駆動するためのモータ及び歯車列の構成は、本明細書においては説明しない。事実、針を例えば個別に動かす幾つかのモータを含む時計機構は、すでに公知である。
【００１１】
タイムベース４は、モータと関連した針２を運針させるステップを各モータ３に対して与える。一般に使用されているタイムベース４は、参照符号５及び６で示した水晶発振器と、各モータ３を所望のステップで駆動する発振器６の種々の周波数分周段７とから構成される。１つ又はそれ以上のモータ３の駆動手段８が設けられている。
【００１２】
モータ３は蓄電池又はバッテリ形式の再充電可能な電源９により給電される。この電源９は、異なる幾つかの方法、特に光電池、振動質量体を使用することにより、又は電気接触により再充電することができる。電気接触による方法は、迅速且つ完全な再充電に対する要求を満たすために使用される。
【００１３】
電圧比較器１１及び１２が電源９の出力側に置かれる。この電圧比較器は、入力側で、例えば抵抗ブリッジなどの分圧器により得られる供給電圧の分割である電圧Ｖ’_Ｓ１及び電圧Ｖ’_Ｓ２をそれぞれ受け取る。これらの電圧は、閾値電圧Ｖ_Ｓ１及びＶ_Ｓ２のミラーである（図２から図４参照）。
Ｖ_Ｓ１は、アナログ表示手段１の時間表示とタイムベース４によりモータ駆動手段８に供給されるパルスとを確実に同期させるのに十分な電圧に相当する。通常この電圧値は、モータ３の適正作動に必要な最低電圧に安全係数を加えて選択される。
Ｖ_Ｓ２は、モータを再始動させるのに十分とみなされる充電レベルに相当する。モータは、この電圧より低い電圧でも適正に作動することができる。この第２の閾値電圧によって、図３に関連して述べた影響を排除することができる。
【００１４】
ミラー電圧Ｖ’_Ｓ１及びＶ’_Ｓ２は、当業者に公知の従来回路を用いて得られる。この回路（図示せず）は、２つの電圧Ｖ’_Ｓ１及びＶ’_Ｓ２を定める分圧抵抗ブリッジに印加する基準電圧を供給する手段を含む。この場合には、これら２つの電圧Ｖ’_Ｓ１及びＶ’_Ｓ２は閾値電圧Ｖ_Ｓ１及びＶ_Ｓ２よりも低い。
【００１５】
比較器１１、１２はそれぞれ、分割された供給電圧を各ミラー電圧Ｖ’_Ｓ１、Ｖ’_Ｓ２と比較する。この比較手段１１及び１２は、供給電圧が最低電圧Ｖ_ＯＵＴ（図４参照）よりも高い場合に作動する。
スイッチング手段（図示せず）を設けて、電源９の放電時には比較器１１だけを作動状態にし、逆に電源９の充電時には比較器１２を作動状態にするのが有利である。
【００１６】
モータ停止手段１４はこの比較結果を集める。この手段により、特に電源９の電力不足の検知が可能となる。信号１３によって得られる給電状態とモータの先行する状態とに応じて、停止手段１４は、モータ駆動手段８にモータ制御信号１５、すなわちモータ停止信号又はモータ始動信号のいずれかを送る。比較器１１と１２によって行なわれる比較に応じたこれらのモータ状態の進展は、図２で詳細に検討する。
【００１７】
モータ停止手段は、時間リセット回路１７に接続される。この時間リセット回路１７は、タイムベース４から受け取るパルスに基づいて計時する少なくとも１つのカウンタ１８と、そのカウンタ１８の内容を記憶する少なくとも１つのメモリ１９からなる記憶手段と、針２の位置と正確な時刻とのずれ２４を求めるために時間差を計算する手段２０とから構成される。
【００１８】
電源９が、タイムベース４に給電し且つカウンタ１８を作動させるのに十分な最低電圧Ｖ_ＯＵＴを供給している間は、カウンタ１８は永続して作動する。この電圧Ｖ_ＯＵＴを下回ると、いかなる機能も適正に作動することが保証されない。一般にこの電圧Ｖ_ＯＵＴは、第１の閾値電圧Ｖ_Ｓ１よりもかなり低く、これにより電力不足により針２が停止することを確認するのに十分な、例えば少なくとも数時間の遅延をユーザに与える。従ってユーザは、正確な時間情報を保持したまま、蓄電池又はバッテリ９を再充電することができる。
【００１９】
電力が不足した時には、モータ３が停止し、同様に針２も止まる。この時停止手段１４は、モータが停止したことに関する情報信号１６ａをメモリ１９へ送る。次に、カウンタ１８が持つ値をメモリ１９に格納する。好ましくは不揮発性メモリ１９が使用される。
【００２０】
モータ３が再始動すると、情報信号１６ｂが時間差計算手段２０へ送られる。この場合には時間差計算手段２０は、カウンタ１８の現在の値２２からメモリ１９内に記憶された値２３を減算する。この結果は、時間差信号２１の形で得られ、モータ駆動手段８へ送られて針２を正確な時刻にリセットする。針２は、最短経路で正しい時刻に合わせられる。時間差値の大きさに応じて、モータ駆動手段８は、モータ３に一方向又はその逆の方向へ回転するよう指令する。
【００２１】
この実施形態は、以下の通りである。
１． ０時間≦（現在の時刻−記憶された時刻）＜６時間の場合、
回転：時計回り
２． ６時間≦（現在の時刻−記憶された時刻）＜１２時間の場合、
回転：反時計回り
３． −１２時間＜（現在の時刻−記憶された時刻）≦−６時間の場合、
回転：時計回り
４． −６時間＜（現在の時刻−記憶された時刻）＜０時間の場合、
回転：反時計回り
また、最短経路で針を正しい時刻に合わせる他の実施形態を想定してもよい。
【００２２】
図２は、図１に示すような、比較器１１及び１２によって行われる比較及びモータ１５の状態に応じたモータ停止手段１４の動作を示している。
Ｘ軸は、電源９によって送出される供給電圧を示す。この電圧は、０とＶ_ＭＡＸの間で可変である。０電圧は、バッテリ又は蓄電池９が完全に放電した時の電圧に相当する。電圧Ｖ_ＭＡＸは、バッテリ又は蓄電池が完全に充電された時に送出される最大電圧に相当する。上記に定義したＶ_ＯＵＴは、カウンタ１８のデータを正確に維持できる最低電圧に相当する。電圧Ｖ_Ｓ１とＶ_Ｓ２は、その関連するミラー電圧Ｖ’_Ｓ１とＶ’_Ｓ２によってモータの状態を制御可能にする２つの閾値電圧に相当する。
【００２３】
Ｙ軸は、モータの状態を示す。状態がＡであればモータは停止している。状態がＭであればモータは作動している。
送出される電圧がＶ_ＭＡＸである、電源９の充電が最大である状態から始める。この供給電圧において、供給されるエネルギーは十分であるから、モータは作動しており、すなわち状態Ｍである。
【００２４】
時間の経過と共に、及び時計の時間機能を使用するにつれて、バッテリ又は蓄電池９は放電する。供給電圧が閾値電圧Ｖ_Ｓ１よりも低くなると、電源によって供給されるエネルギーは、タイムベース４と針２の時刻表示間の同期を保証するのにもはや十分ではない。モータ停止手段１４が作動し、モータ駆動手段８によりモータ３を停止する。モータ３は状態Ａに移行する。
【００２５】
モータ３が停止すると、同様に針２も止まる。カウンタ１８の値が格納され、カウンタは作動し続ける。本装置によって消費されるエネルギーの大部分は、モータによって消費されるエネルギーである。モータが停止すると、エネルギー消費は極めて低くなる。このため、供給電圧がＶ_Ｓ１より低くかつＶ_ＯＵＴよりも高い全期間で依然としてこの時計は計時することができる。
【００２６】
針２が止まったのをユーザが見た時、バッテリ又は蓄電池９を再充電しなくてはならないことが分かる。電源９の再充電中、モータ３は、Ｖ_Ｓ１よりも高く且つ所定の最低再充電レベルに相当する第２の閾値電圧Ｖ_Ｓ２からのみ再始動される。再充電中、Ｖ_Ｓ１とＶ_Ｓ２との間にある値ではモータは状態Ａにあるので、停止手段１４は作動状態のままである。
【００２７】
図３及び図４は、電源９の経時的な通常の放電／再充電サイクルを示しており、図３は先行技術による場合を、図４は本発明による場合を示す。
本明細書の冒頭で説明したように、図３による装置は、排除することが望ましい遷移期間の発生を含んでいる。
実際、放電中に、供給電圧がｔ１で閾値電圧Ｖ_Ｓ１よりも低くなると、モータは停止する。モータはこの装置の主要な電力消費要素である。これが、モータ停止時にバッテリの負荷が著しく低下する理由である。
【００２８】
供給電圧は、再びＶ_Ｓ１より高くなる。同時に、供給電圧の分圧とこれに関連したミラー電圧Ｖ’_Ｓ１とを比較する比較器１１の結果は、モータの停止だけでなく作動をも制御しており、これが再び正となることにより、モータは停止した後に直接再始動する。その結果、モータ及び、従って針が、数回にわたり連続して停止と再始動を繰り返す遷移期間が存在する。この期間は、過電圧によってモータを再始動させるにはもはや十分でないｔ１＋ｄｔで終了する。
【００２９】
図４に示すように、本発明による装置においては、モータ停止手段１４を制御する、閾値電圧Ｖ_Ｓ１及びＶ_Ｓ２に関連した２つのミラー電圧Ｖ’_Ｓ１及びＶ’_Ｓ２が使用され、これにより、バッテリ又は蓄電池９を備えた先行技術による装置において共通する前述の欠点を排除することが可能となる。
これを行なうために、Ｖ_Ｓ１より高い第２の閾値電圧Ｖ_Ｓ２が用意されている。このＶ_Ｓ２の値は、主要な電力消費要素の停止、すなわちモータ３の停止に起因する過電圧が加えられる電圧Ｖ_Ｓ１よりも高くなるように選定される。
【００３０】
このようにして、負荷変動に起因する供給電圧の変動と関連した欠点が排除される。電源９は、僅かなエネルギーしか消費しない作動モードへと直接移る。これにより、時間ｔ１とｔ２間での放電傾斜がかなり小さくなる。時間ｔ２は、ユーザが時計の針２の停止に気付いて、バッテリ又は蓄電池９を再充電することを決めた時間を表している。再充電は、時間ｔ２及びｔ３間で表される。
【００３１】
本発明の変形形態によれば、電力不足が検知された時、図３に示すｔ１及びｔ１＋ｄｔ間の負荷変動の影響を回避するのに十分な時間を提供することも可能である。この時間は、ユーザの要求に従ってプログラムすることができる。
勿論、本発明による電子時計の他の実施形態を、請求項により定義された本発明の範囲から逸脱することなく、当業者の知識の範囲内で記載することも可能であろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の好ましい実施形態による時刻設定装置の全体を示す図である。
【図２】
電源により送出される電圧に応じたモータの状態を示す図である。
【図３】
先行技術の装置における電源の放電／充電期間を示す。
【図４】
本発明による装置における電源の放電／充電期間を示す。

Claims (5)

1. 少なくとも１つのモータ（３）により駆動される少なくとも１つの針（２）から構成されたアナログ表示手段（１）と、
   前記モータを駆動する手段（８）を制御するタイムベース（４）と、
   再充電可能な電源（９）と、
   前記駆動手段（８）に作用してモータ（３）を停止させる手段（１４）と、
   十分な供給電圧が供給されている間、前記アナログ表示手段（１）と同期する計時手段（１８）と、
   を含み、
   前記停止手段（１４）が電力不足を検知した時、前記表示手段（１）が停止させられ、前記計時手段（１８）の対応する値を記憶手段（１９）に格納するとともに、計時手段（１８）の作動を継続させ、電力供給が再び十分になると直ちに、時間差計算手段（２０）が、記憶された値と計時手段の値との時間差信号（２１）を前記駆動手段（８）へ送り、前記アナログ表示手段を正しい時刻へリセットすることを特徴とする電子腕時計。
2. モータ（３）に対する電力不足の検知に対応して第１の閾値電圧（Ｖ_Ｓ１）で前記モータ停止手段（１４）が作動し、電源が第１の閾値電圧（Ｖ_Ｓ１）よりも高い第２の閾値電圧（Ｖ_Ｓ２）に達しない間は、前記モータ停止手段（１４）が作動状態に保たれることを特徴とする請求項１に記載の電子腕時計。
3. 第２の閾値電圧（Ｖ_Ｓ２）が、電源（９）の所定の充電レベルに相当することを特徴とする請求項２に記載の電子腕時計。
4. 電力不足が検知された時、電源における負荷変動の影響を排除するのに十分な期間中は前記モータ停止手段（１４）が作動状態に保たれることを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
5. 前記モータ停止手段（１４）の非作動時には、前記表示手段（１）が最短経路で正しい時刻にリセットされることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の電子腕時計。

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