JP2007263717A - 充電式電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 電源電圧の瞬間的な電圧変動に追従して二次電池の残容量レベル表示が変化するので、一時的な電圧変動が頻繁に発生すると、残容量レベル表示が安定しない。
【解決手段】 二次電池３の端子電圧は電圧検出回路７により常に監視されており、その検出電圧が複数の基準電圧で区切られた電圧ランクのいずれに属するかの判定を行なって対応した残容量レベルの表示を行なう。この判定は電圧判定回路１０で行なわれており、前記電圧検出回路７で検出した電圧が、現在表示している残容量レベルに対応した電圧ランクの範囲から外れ、２段階以上うえの電圧ランクの電圧値として検出された場合には、残容量表示手段８に指令し、残容量モータ９を駆動して、１つ上の残容量レベル表示位置に機能針９ｂを運針する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、二次電池の残容量表示手段を有する充電式電子時計に関するものである。

従来、残容量表示機能を有する充電式電子時計は、通常モードにおいて、二次電池の端子電圧を検出し、その電圧値に応じた二次電池の残容量を表示するものであり、二次電池の残容量に応じて複数の基準電圧を設けるとともに、この基準電圧で区切られた各電圧範囲を電圧ランクとして設定しており、定期的に端子電圧の検出動作をしながら、現在属する電圧ランクから他の電圧ランクの電圧値が検出された場合には、直ちに対応した残容量レベルに表示を更新していた。また、節電モードになると、電圧検出動作は継続して行なうも、残容量表示を含む時計表示の更新動作は停止していた。

以下、従来の充電式電子時計ついて図面を用いて説明する。図６及び図２は、従来の充電式電子時計を示すものであり、図６は機能ブロック線図、図２は外観図である。図２において、６ａおよび６ｂは時針と分針、６ｃは秒針であり、時計モータ６に連動して時刻を表示する。９ｂは機能針で残容量モータ９に連動し、残容量表示領域９ａに記された残容量レベルＬ１からＬ５のいずれかの位置を指し示すことで、対応する二次電池の残容量レベルを表す。

図６において、太陽電池等の発電手段１から出力された電気エネルギーは、充電制御回路２の制御の下で二次電池３に蓄えられ、後段各回路の動作電力として使用される。時計回路４での計時結果は、時計表示手段５で対応する表示指針位置に変換され、時計モータ６を駆動し、時針６ａおよび分針６ｂ、秒針６ｃを運針して、時刻が表示される。一方、二次電池３の端子電圧は電圧検出回路７により常に監視されており、その検出電圧が前記複数の基準電圧で区切られた電圧ランクのいずれに属するかの検出信号を出力することで対応した残容量レベルの表示を行なう。例えば、前記電圧検出回路７で検出した電圧が、現在表示している残容量レベルに対応した電圧ランクの範囲から外れ、他の電圧ランクの電圧値として検出された場合には、その検出信号を残容量表示手段８に指令し、残容量モータ９を駆動して、対応する残容量レベル表示位置に機能針９ｂを運針する。なお、二次電池３の端子電圧が変動しても、同一電圧ランクの範囲内である場合には、残容量レベル表示の更新は行なわず、機能針９ｂはそれまでの位置に静止したままとする。

この従来の充電式電子時計の二次電池３の端子電圧と残容量レベル表示との関係を、図７を参照しながら説明する。横軸は経過時間ｔ、縦軸は二次電池３の端子電圧Ｖの検出結果を表しており、二次電池３の残容量に応じて設定されたＶ１からＶ５までの基準電圧を書き込んである。まず初めの状態として、二次電池３の端子電圧ＶがＶ１−Ｖ２間のある値であったとして、この電圧ランクの残容量レベルとしてＬ１が対応しており、機能針９ｂは残容量表示領域９ａの“Ｌ１”の位置を指し示しているものとする。図７において、斜線で示した領域は、その残容量レベルを表示している期間を表している。以下の図面でも同様である。さて、図７において、時間の経過にともない、端子電圧Ｖは徐々に上昇しているが、時刻ｔ１になるまでは同じ電圧ランク内の値であるために、残容量レベルはＬ１のままで更新されない。ここで、時刻ｔ１になると、端子電圧Ｖは基準電圧Ｖ２を超え、１段階うえの電圧ランクの検出値となるため、直ちに残容量モータ９を駆動し残容量表示領域９ａの“Ｌ２”の位置まで機能針９ｂを運針して、残容量レベルの表示を１つうえのレベルとなるように更新する。その後発電手段１によりさらに充電が継続され端子電圧Ｖが上昇するが、時刻ｔ２になって端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ３を超えると、それまでＬ２であった残容量レベルはＬ３に更新される。

その後も充電が継続することから、端子電圧Ｖは上昇を続けるが、時刻ｔ３からｔ４にかけて瞬間的な端子電圧Ｖの低下が発生している。これは、主にアラーム鳴動やＥＬ照明等、その動作が二次電池３の内部インピーダンスによる電圧降下をまねく程度の電力供給が必要となる、いわゆる重負荷の機能が動作した場合に発生するものであって、時計のように電力供給能力に乏しい小型電池を使わざるを得ない小型携帯機器では、電源の安定化対策を講ずるほか、複数の重負荷との同時動作を禁止するなど、その対策は必須なものとなっている。

さて、時刻ｔ３で端子電圧Ｖが低下して基準電圧Ｖ３を割り込み、一つ下の電圧ランクとなってしまい、直後の時刻ｔ４で再び基準電圧Ｖ３を超え、低下する前の電圧ランクに復帰した場合に、残容量レベルの表示はどのように遷移するのかを説明する。まず、時刻ｔ３までは残容量レベルはＬ３であり、次に一時的に端子電圧Ｖが低下して時刻ｔ３でＬ２となり、時刻ｔ４までＬ２を保ち、時刻ｔ４でＬ３に復帰することになる。この残容量レベルの変動により、残容量表示領域９ａでの機能針９ｂの動きも、“Ｌ３”を指示している状態から、“Ｌ２”位置に運針し、すぐにまた“Ｌ３”位置に戻るため、見た目には、指針が一瞬ひくついたように見えることになる。

その後も充電を続けると、端子電圧Ｖは上昇して、時刻ｔ５では基準電圧Ｖ４を超えて上の電圧ランクに移り、残容量レベルもＬ４となる。ここで再び重負荷の動作が行なわれ、時刻ｔ６からｔ７にかけて瞬間的な電圧降下が発生し、端子電圧Ｖの電圧ランクがその間だけ1つ下がってすぐに復活するので、、残容量レベルもＬ４からＬ３となった後、Ｌ４に戻ることから、機能針９ｂもそのレベル変化に連動して、“Ｌ４”から“Ｌ３”、そして“Ｌ４”へと指示位置を変えることになる。このように、重負荷が機能するたびに、機能針９ｂがひくつき動作がおきる可能性が高くなり、電圧降下が大きく電圧ランクの変化が大きいほど針の動きの大きさも顕著になる。

上述の動作のうち、機能針９ｂの運針については、通常モードのみの動作であり、節電モードになると、二次電池の端子電圧Ｖの検出動作は行なうものの、残容量レベル表示を含む時計表示の更新動作は停止するのが一般的であった。

これに対し、端子電圧Ｖの急激な変動があってもすぐには残容量レベルを更新するのではなく、安定時間を設けて、所定の時間連続して基準電圧を上回ったときに、残容量レベルの更新を行なうようにしたものがある（例えば特許文献１参照）。

図８は、従来の充電式電子時計について上記安定時間を設けた場合の、端子電圧Ｖと残容量レベル表示との関係を説明したグラフであって、電力の充放電が均衡したことによる二次電池の電源電圧、即ち端子電圧Ｖの平坦な部分を含み、高照度の太陽光下での発電による電圧の急上昇や、重負荷の同時駆動や回路内ショート等の何らかのトラブルにより大電流が流れたために起こる電圧の急激な降下を含めたシミュレーションモデルである。なお、グラフの形式や記号、略号など、図７と同じものは前述の内容と同じである。

最初の状態は、二次電池の端子電圧ＶがＶ１−Ｖ２間のある値で、電圧ランクの残容量レベルはＬ１であるとする。まず、時刻ｔ１０で端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ２を超えると、安定時間計測用のタイマーＴａがスタートするが、この時点ではまだ、残容量レベルはＬ１のままである。続く時刻ｔ１１で、さらに上の基準電圧Ｖ３を超えるが、所定の安定時間が経過しておらず、残容量レベルはまだＬ１のままである。なお、ｔ１１で別のタイマーＴｂがスタートして基準電圧Ｖ３を上回ってからの安定時間の計測が開始される。

この後、時刻ｔ１４までは、太陽電池から二次電池への電力供給と、二次電池に接続し
た各回路での電力消費がほぼ同じくらいとなり、二次電池の充放電が均衡することにより時間が経過しても端子電圧Ｖの変動がフラットになって、基準電圧Ｖ４を超える状態とはならないのだが、この間、時刻ｔ１０でスタートしたタイマーＴａがタイムアップし、時刻ｔ１２で残容量レベル表示がＬ２に更新され、続く時刻ｔ１３ではタイマーＴｂのタイムアップにより、さらに残容量レベル表示がＬ３に替わる。

さらにこの後、端子電圧Ｖは時刻ｔ１４、ｔ１５、ｔ１６において、基準電圧Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６を超え、同時にタイマーＴｃ、Ｔｄ、Ｔｅがスタートし、所定時間経過後の時刻ｔ１７、ｔ１８、ｔ１９で各タイマーがタイムアップするとともに、残容量レベル表示がＬ３からＬ４へ、さらにＬ５、Ｌ６へと更新されてゆく。なお、時刻ｔ１６からｔ２０までの、対応する残容量レベルがＬ６であるような、基準電圧Ｖ６を超えた端子電圧Ｖとなるような二次電池の状態は過充電状態であり、これ以上充電すると二次電池に損傷を与えてしまう危険があるため、通常は太陽電池の接続を切って電力の供給を絶つように構成することが多く、内部回路での電力消費が少なければ、グラフにも現れているように端子電圧はフラットな特性となる。

このように、過充電状態では内部回路の保護を目的とした動作制御用として用いられることがあり、実使用上では残容量レベルＬ５がフル充電状態にあたることからも、残容量レベルの表示はＬ５までとして、残容量レベルがＬ６となっても表示自体はＬ５のままとすることも多い。

なお、タイマーの計測動作についてであるが、他の設定の仕方として、タイマーがタイムアップする前に、端子電圧Ｖが次段の基準電圧を超えた場合には、タイマーのカウント値をリセットして再度計測動作を始めるように構成することも考えられるが、端子電圧Ｖの上昇が急峻で次々と上位の基準電圧を超えるような場合には、その都度タイマーのカウント値がリセットされて計測動作を再開することになるためにタイムアップが起こらず、その結果として残容量レベルも前のまま更新されずに、充電しているにもかかわらず残容量レベル表示が変わらないといった問題が発生することが考えられるため、ここでは、計測動作中に端子電圧Ｖが次の基準電圧を超えても、そのタイマーのカウント値はリセットせずに計測動作を継続して、必ずタイムアップが発生するように構成するものとした。例えば、各基準電圧に対してそれぞれ独立したタイマーを持つようにするとか、あるいは１本のタイマーしかない場合には、計測動作は連続して行なうようにしておき、基準電圧を超える毎にそのカウント値を保持したあと、計測動作中のカウント値と逐次比較を行なって差分が所定の安定時間を越えたかどうか判断し、超えている場合には対応する残容量レベルを更新するなどの構成が考えられるが、この構成自体は本願と直接関係無いのでここでは省略する。

なお本説明において、タイマーは、図６では時計回路４からの計時信号を利用して、電圧検出回路７でタイマーの計測およびタイムアップ時の処理を行なっている。

時刻ｔ２０以降は、重負荷の同時駆動や内部回路でのショート等、何らかのトラブルにより大電流が流れたために起こる電源電圧の急激な降下を表している。時刻ｔ２０からｔ２５までの短時間で、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ６、Ｖ５、Ｖ４、へと次々に下がっており、ついには最低動作電圧であるＶ１をも下回っている。なお、端子電圧Ｖが基準電圧を下回る場合の残容量レベルの更新条件については、上記特許文献１中に特に明示されているわけではないが、通常電圧ランクが下がった時には、その電圧ランクに対応した残容量レベルへ直ちに表示を更新するものとする。即ち、時刻ｔ２０からｔ２５にかけて、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ６、Ｖ５、Ｖ４から最後のＶ１へと各基準電圧を下回る都度、直ちに残容量レベルの表示更新が行われて、残容量レベルＬ５、Ｌ４、Ｌ３からＬ１、そして最後のＬ０へと表示が切り替わることになる。

ここで、図８において経過時間ごとに端子電圧Ｖと残容量レベルとの関係を見てみると、時刻ｔ１５において、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ５を超えたにもかかわらず、その時の残容量レベルはＬ３のままであり、さらには、時刻ｔ１６となって基準電圧Ｖ６を超えても残容量レベルはそのままであるため、この時点での残容量レベルに対応付けられた電圧ランクと、端子電圧Ｖが属する電圧ランクとの差は、３ランクにもなっており、残容量レベル表示と実際の電源電圧との差がかなり開いていることがわかる。また、時刻ｔ１１でも同様なことが言える。
特開平１１−３５２２５３号公報（図４、段落0045から段落0053）

上記説明の通り、従来の充電式電子時計の二次電池の残容量レベル表示は、アラーム鳴動やＥＬ照明などのような、二次電池の電圧降下を引き起こすような重負荷の機能が動作した場合には、端子電圧Ｖが瞬間的に下がるために、電圧を検出して直ちに対応する残容量レベル表示を行なうと、変動時点電圧を検出したために正確な表示とはならなかったり、短時間で表示値が頻繁に変わったりする場合があった。このような動きでは、正確な残容量を知らせることができないのはもちろん、さらに言えば不信感さえ与えることになりかねない。

また、上記のような端子電圧Ｖの急激な変動があった場合でも、すぐに反応するのではなく、安定時間を設けて所定の時間連続して基準電圧を上回ったときに、残容量レベルの更新を行なうようにしたものでは、短時間で表示値が頻繁に変わったりすることは無くなったものの、安定時間計時用の所定のタイマーがカウントアップする前に、端子電圧Ｖが上昇し上の電圧ランクとなってしまったようなときには、残容量レベル表示と実際の電源電圧との差が開いてしまうことがあり、端子電圧の上昇度合いが急激になるほどこの差は大きくなって、残容量レベルの表示がますます正しい値から離れていってしまうなど実使用上問題があった。

本発明の目的は、上記課題を解決しようとするもので、瞬間的な電圧変動があっても、追従することなく有意な残容量表示を安定的に行なうことができるようにして、品質と機能を向上させた時計を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の要旨は、発電手段からの電気エネルギーを蓄える二次電池を含む電源手段と、前記電源手段からの電力により動作する時計回路と、残容量に対応して電圧が変動する前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路の検出電圧に基づいて前記二次電池の残容量を表示する残容量表示手段からなる充電式電子時計において、前記電圧検出回路は、前記二次電池の前記電圧に応じて複数の基準電圧を有するとともに、該各基準電圧で区切られた領域を電圧ランクとして設定しており、前記残容量表示手段は前記検出電圧に基づく前記電圧ランクに対応した残容量レベルの表示を行なうものであって、前記残容量表示手段が現在表示している前記残容量レベルに対応した前記電圧ランクより、２段階うえの前記電圧ランクに対応する前記検出電圧を検出した場合には、前記残容量表示手段が直ちに前記残容量レベルの表示を１つうえのレベルに更新する電圧判定回路を有することを特徴とする。

また、前記電圧判定回路は、前記電圧検出回路が検出した電圧が属する前記電圧ランクが、前記残容量表示手段が現在表示している前記残容量レベルに対応した前記電圧ランクと異なる状態が所定期間継続した場合には、前記残容量表示手段が現在表示している前記
残容量レベルに対応した前記電圧ランクが、前記電圧検出回路が検出した電圧が属する電圧ランクと同じになるよう、前記残容量表示手段の表示を更新制御することを特徴とする。

上記のごとく本発明によれば、２段階以上うえの電圧ランクの電圧を検出してから残容量レベル表示を１つうえのレベルに更新するため、電圧変動により多少電圧が落ちて１段階したの電圧ランクの電圧として検出されたとしても、残容量レベル表示更新前の電圧ランクと較べれば１段階うえの電圧ランクであり、残容量レベル表示更新後の電圧ランクでもあることから、電圧変動に追従して残容量レベル表示が乱高下することはなく、有意性のある安定した表示が行なえる。

また、端子電圧が急激に上昇するような場合であっても、２段階以上うえの電圧ランクを検出した時点で、直ちに残容量レベル表示を更新するため、残容量レベルの更新を実際の端子電圧の変動に追従させて行なうことができることから、安定時間を待ってからレベル表示を更新する従来の構成に較べ、電源電圧を正しく反映した残容量レベルの表示を行なうことが可能となる。

なお、この残容量レベル表示の更新条件として設けられている電圧ランクの設定に必要な基準電圧は、新たに設定する必要は無く従来の設定値が利用できることも特徴の一つに挙げられる。

以下に、本発明に係る充電式電子時計に関する一具体例について、図面を参照しながら説明する。

図３は、本発明の充電式電子時計の端子電圧と残容量レベル表示との関係を表したグラフであり、横軸は経過時間ｔ、縦軸は二次電池３の端子電圧Ｖの検出結果を表している。なお、経過時間ｔとともに変化する端子電圧Ｖの検出曲線、および参考のために書き込まれた二次電池３の残容量に応じて設定されたＶ１からＶ５までの基準電圧は、従来例の項で説明した図７で用いたものと同じである。
図１は本発明の充電式電子時計を表わす機能ブロック線図であり、従来例の図６と同じ構成には同じ番号を付与して、その説明を省略する。図１において、電圧判定回路１０は、二次電池３の端子電圧が複数の基準電圧で区切られた電圧ランクのいずれに属するかの検出信号を電圧検出回路７から受けることにより、現在の残容量レベルに対応した電圧ランクとの差が２段階以上であるか否かの判定を行なって、残容量レベルの表示を更新するものである。

次に動作を説明する。まず初めの状態として、従来例で説明したように二次電池３の端子電圧VがＶ１−Ｖ２間のある値であり、残容量レベル表示はＬ１で、機能針９ｂは残容量表示領域９ａの“Ｌ１”の位置を指し示しているものとする。時間ｔの経過にともない端子電圧Ｖは徐々に上昇し、時刻ｔ１になると、端子電圧Ｖは基準電圧Ｖ２を超えて一つ上の電圧ランクに入るが、残容量レベル表示の更新は、残容量レベルはＬ１のままで更新されない。時刻ｔ２になり、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ３を超え、さらに一つ上の電圧ランク、即ちそれまでの残容量レベルに対応した電圧ランクより、２段階うえの電圧ランクの電圧を検出して初めて、残容量レベルをＬ１から１つうえのレベルであるＬ２に更新するとともに、残容量モータ９を駆動し残容量表示領域９ａの“Ｌ２”の位置まで機能針９ｂを運針する。

次に、従来例で説明したように、重負荷の動作により時刻ｔ３とｔ４間で端子電圧Ｖが低下し一つ下の電圧ランクとなった場合だが、これはその直前の残容量レベルであるＬ２に対応する電圧ランクに他ならないため、残容量レベルは更新されず機能針９ｂも静止したままである。

続く時刻ｔ５で、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ５を超えて、それまでの残容量レベルＬ２に対応した電圧ランクより２段階うえの電圧ランクの電圧となるため、残容量レベルをＬ３に更新し、機能針９ｂを“Ｌ３”の位置に運針する。

その後再び重負荷動作により、時刻ｔ６からｔ７にかけて瞬間的な電圧降下が発生するが、端子電圧の電圧ランクが一つ下がるだけであることから、残容量レベルの更新はなく機能針９ｂもそれまでの位置“Ｌ３”を指し示したままとなる。

以上のように、重負荷による瞬間的な電圧降下があっても、残容量レベルは更新されず機能針９ｂはそれまでの表示位置を指し示すことから、従来あったような指針のひくつき動作はみられず、安定した有意性のある残容量レベルを表示できるようになる。

次に、図４において、図８で用いた従来の充電式電子時計を説明したシミュレーションモデルを用いた、端子電圧と残容量レベル表示との関係を説明したものと同じグラフ曲線を使って実施例の第二形態の説明を行なう。なお、グラフの形式や記号、略号など、図８と同じものは前述の内容通りである。

なお本説明において、タイマーの計測およびタイムアップ時の処理は、図１の時計回路４からの計時信号を利用して、電圧判定回路１０で行なっている。

最初の、二次電池の端子電圧がＶ１−Ｖ２間のある値で、電圧ランクの残容量レベルがＬ１である状態から始まって、時刻ｔ１０で端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ２を超え、安定時間計測用のタイマーＴａがスタートする。続く時刻ｔ１１で、基準電圧Ｖ３を超えたとき、それまでの残容量レベルＬ１に対応した電圧ランクより２段階うえの電圧ランクを検出することになるため、残容量レベルをＬ１から１つうえのレベルであるＬ２に更新する。ちなみに、従来例では、時刻ｔ１１の時点において、まだタイマーＴａがカウントアップしていないため、残容量レベルはＬ１のままであり、所定の安定時間が経過した時刻ｔ１２になって残容量レベルがＬ２へと更新されていた。

時刻ｔ１３でタイマーＴｂのタイムアップによる残容量レベルの更新が行なわれ、残容量レベルＬ３に対応した電圧ランクと、端子電圧Ｖが属する電圧ランクとが一致することになる。この後、時刻ｔ１４までは残容量レベルが維持されるが、端子電圧Ｖは、時刻ｔ１４で基準電圧Ｖ４を超えて１段階うえの電圧ランクとなった後、時刻ｔ１５で基準電圧Ｖ５を超えて２段階うえの電圧ランクに入るため、ここで直ちに残容量レベルが更新されてＬ４となり、残容量レベルＬ４に対応した電圧ランクと端子電圧Ｖが属する電圧ランクとの差が１ランクとなるも、時刻ｔ１６でさらに基準電圧Ｖ６を超えて、その差が２ランクとなるため、再び残容量レベルが更新されてＬ５となり、それらに対応する電圧ランクの差が１ランクに縮まることになる。

なお、時刻ｔ１４およびｔ１５では、いずれの時点でもタイマーＴｃおよびＴｄがスタートするも、それぞれのタイムアップ時刻であるｔ１７およびｔ１８では、既に残容量レベルの更新が完了していることから、表示に変化は無い。しかしながら、時刻ｔ１６以降は端子電圧の変動がフラットな状態が持続することから、時刻ｔ１６でスタートしたタイマーＴｅがタイムアップし、所定の安定時間が経過した時刻ｔ１９で残容量レベルがＬ６
に更新され、残容量レベルに対応した電圧ランクと、端子電圧が属する電圧ランクとが再び一致する。

時刻ｔ２０以降の、電源電圧が急激に降下していくときの残容量レベルの更新動作は従来例と同じであり、端子電圧Ｖが基準電圧Ｖ６、Ｖ５、Ｖ４から最後のＶ１へと各基準電圧を下回る都度、直ちに残容量レベルの表示更新が行われて、残容量レベルＬ５、Ｌ４、Ｌ３からＬ１、そして最後のＬ０へと表示が切り替わる。

図５は本発明の第三形態の充電式電子時計を表わす機能ブロック線図であり、電圧判定回路１０からの判定結果に応じて時計モータ６の動作を制御するものであり、図４と合わせて、以下、実施例の第三形態の説明を行なう。

まず、発電手段１からの電気エネルギーを蓄える二次電池３を含む電源手段と、電源手段からの電力により動作する時計回路４と、前記二次電池３の電圧を検出する電圧検出回路７と、該電圧検出回路７の検出電圧に基づいて前記二次電池３の残容量を表示する残容量表示手段８からなる充電式電子時計において、前記残容量表示手段８は、通常モードでは電圧検出回路７からの信号に基づき二次電池３の残容量に応じて表示内容を更新しており、節電モード中では前記残容量の表示内容の更新動作を停止するとともに、使用者に充電を促す必要のある所定の電圧以下を検出した場合には、節電モードから通常モードに戻って充電警告動作を行なう構成としている。

さらに、時計回路４による時刻表示と、残容量表示手段８による残容量表示は、いずれも指針により表示動作が行なわれ、節電モード中はこれら全ての指針表示の動作が停止し、充電警告動作に移行後は、秒針は２秒毎に２秒ステップ単位の運針を行なうとともに、残容量表示手段８は表示内容を更新する構成としている。

通常、節電モードとなった場合には、最も電力消費の大きい指針動作のみが停止される。即ち、端子電圧Ｖの検出から残容量レベルの更新までは行われるが、その残容量レベルに対応した表示動作は行なわれず、機能針９ｂは節電モードに遷移した際に指し示した位置のまま運針されることは無い。

その後、発電手段１からの電気エネルギーの出力が途絶え、二次電池の充電が行われなくなると、端子電圧Ｖは徐々に低下して行き、時計回路４を含む各回路の動作を維持するのに最低限の電圧レベルを割り込むことになるため、その手前の所定の電圧レベルを充電警告基準値として設定しておき、端子電圧Ｖがその充電警告基準値をよぎってそれ以下の電圧を検出したときに節電モードから通常モードに復帰させ、時計モータ６および残容量モータ９を駆動して、６ａから６ｃの各時計指針および機能針９ｂを所定位置まで運針させるとともに、秒針６ｃのみをそれまでの１秒単位から２秒毎に２秒ステップ単位へと運針の形態を変えて充電警告を行なう。

このように、最低限の動作電圧にまで落ち込んで直ちに充電が必要な状態になった場合には、節電モードを解除して通常モードに復帰させ、残容量表示も含め時計表示を更新するとともに、２秒毎に２秒ステップ単位で秒針を運針させる構成とすることにより、充電警告表示およびその時の残容量を知らせることができ、充電するよう使用者に促すことが可能となる。

上記構成で示した動作は、図４においては、時刻ｔ２５以降の、残容量レベルがＬ０である、基準電圧Ｖ１以下の端子電圧Ｖとなるような二次電池３の状態に相当し、内部回路を安定して動作させるには不充分な電力量しか充電されておらず、太陽電池からの電力を
供給する必要があるため、充電警告状態となって使用者に注意を促すようにする。警告の方法としては、指針表示のみの時計では例えば秒針を２秒ごとに２ステップ運針させるようにする。この時、それまでの動作モードとして節電モードであったような場合には、通常モードへと切り換えて指針の停止状態から復帰して運針するようにする。

このように、充電警告状態では動作停止を避けるべく緊急に充電することが最優先となるため、他の残容量レベルの表示形態とはあえて違えて、表示自体はＬ１のままで、指針のみ特別な駆動方法をとって、通常とは異なる状態であることを訴えかけることも多く、指針が停止する節電モードとなっている場合には、一旦通常モードに復帰させて指針駆動が可能な状態とした上で、２秒運針等を行なうことになる。

これまでの説明から明らかなように、端子電圧の変動にともなって属する電圧ランクが変わった場合の残容量レベルの更新方法として、電圧ランクが二つ上がった時点で残容量レベルを一つ上げるものであるため、充分に電力が蓄積されたことによる電源電圧の上昇があった場合には、安定時間を待つことなく、端子電圧を反映した有意性のある残容量レベルの表示を、直ちに行なうことができる。

一方で、この時に更新された残容量レベルの表示では、対応する電圧ランクとはなっておらず、一つ下の電圧ランクではあるが、その電圧ランク内に所定時間連続して留まって安定したことが検出された場合には、残容量レベルをさらに一つ上げて、対応する電圧ランクのレベルとすることで、残容量レベルの表示と電源電圧との整合が取れることになる。

また、電圧ランクが下がることによって、それが現在の残容量レベルに対応した電圧ランクより下のランクとなった場合には、残容量レベルの更新を行って、直ちにその電圧ランクに対応する残容量レベルの表示とするため、急激に電源電圧が下がって至急充電動作が必要となる状態になったとしても、警告表示等を直ちに行なうことができるため、動作停止となってしまうのを回避できる可能性がある。

本発明の一実施例の形態を示す充電式電子時計の機能ブロック線図である。 本発明の一実施例の形態を示す充電式電子時計の外観図である。 本発明の第一実施例の形態を示す充電式電子時計の端子電圧と残容量レベルの関係を表わしたグラフである。 本発明の第二実施例の形態を示す充電式電子時計の端子電圧と残容量レベルの関係を表わしたグラフである。 本発明の第三実施例の形態を示す充電式電子時計の機能ブロック線である。 従来の充電式電子時計の機能ブロック線図である。 従来の充電式電子時計の端子電圧と残容量レベルの関係を表わしたグラフである。 従来の充電式電子時計の端子電圧と残容量レベルの関係を表わした他のグラフである。

符号の説明

１ 発電手段
２ 充電制御手段
３ 二次電池
４ 時計回路
５ 時計表示手段
６ 時計モータ
６ａ 時針
６ｂ 分針
６ｃ 秒針
７ 電圧検出回路
８ 残容量表示手段
９ 残容量モータ
９ａ 残容量表示領域
９ｂ 機能針
１０ 電圧判定回路

Claims (2)

1. 発電手段からの電気エネルギーを蓄える二次電池を含む電源手段と、前記電源手段からの電力により動作する時計回路と、残容量に対応して電圧が変動する前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、該電圧検出回路の検出電圧に基づいて前記二次電池の残容量を表示する残容量表示手段からなる充電式電子時計において、前記電圧検出回路は、前記二次電池の前記電圧に応じて複数の基準電圧を有するとともに、該各基準電圧で区切られた領域を電圧ランクとして設定しており、前記残容量表示手段は前記検出電圧に基づく前記電圧ランクに対応した残容量レベルの表示を行なうものであって、前記残容量表示手段が現在表示している前記残容量レベルに対応した前記電圧ランクより、２段階うえの前記電圧ランクに対応する前記検出電圧を検出した場合には、前記残容量表示手段が直ちに前記残容量レベルの表示を１つうえのレベルに更新する電圧判定回路を有することを特徴とした充電式電子時計。
2. 前記電圧判定回路は、前記電圧検出回路が検出した電圧が属する前記電圧ランクが、前記残容量表示手段が現在表示している前記残容量レベルに対応した前記電圧ランクと異なる状態が所定期間継続した場合には、前記残容量表示手段が現在表示している前記残容量レベルに対応した前記電圧ランクが、前記電圧検出回路が検出した電圧が属する電圧ランクと同じになるよう、前記残容量表示手段の表示を更新制御することを特徴とする請求項１に記載の充電式電子時計。

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