JP2011013026A - 太陽電池付き指針式電子腕時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】太陽電池によって生じた電流を効果的に二次電池の充電に使用できる太陽電池付き指針式電子腕時計を提供すること。
【解決手段】複数の太陽電池セルを直列に繋いだ太陽電池付き指針式電子腕時計において、計時された時刻において時刻表示用針7,8,9が運針された運針位置の第1の太陽電池セルC1に対応するスイッチS1を閉制御して、当該スイッチS1の閉制御により有効面積が最小の第1の太陽電池セルC1−C6を除いた他の複数の第2の太陽電池セルC1−C6から出力された電流を、バイパス路Bを介して二次電池23へ供給させ、二次電池23を充電するようにした。
【選択図】図4
【解決手段】複数の太陽電池セルを直列に繋いだ太陽電池付き指針式電子腕時計において、計時された時刻において時刻表示用針7,8,9が運針された運針位置の第1の太陽電池セルC1に対応するスイッチS1を閉制御して、当該スイッチS1の閉制御により有効面積が最小の第1の太陽電池セルC1−C6を除いた他の複数の第2の太陽電池セルC1−C6から出力された電流を、バイパス路Bを介して二次電池23へ供給させ、二次電池23を充電するようにした。
【選択図】図4
Description
本発明は、太陽電池付き指針式電子腕時計に関するものである。
近年、太陽電池の起電力を利用して動作する電子腕時計が開発されている(例えば、特許文献1)。この電子時計に使用される太陽電池にあっては、暗い場所であっても二次電池の充電を行えるように設計する必要がある。
複数枚の太陽電池セルを直列に繋いだ場合、得られる電圧値は各太陽電池セルの電圧値の和になることから、太陽電池付き電子腕時計にあっては、充電のための電圧値が十分確保できるよう、通常、1枚のパネルの中に複数枚の太陽電池セルを直列に接続した構造を採っている。
複数枚の太陽電池セルを直列に繋いだ場合、得られる電圧値は各太陽電池セルの電圧値の和になることから、太陽電池付き電子腕時計にあっては、充電のための電圧値が十分確保できるよう、通常、1枚のパネルの中に複数枚の太陽電池セルを直列に接続した構造を採っている。
しかし、複数枚の太陽電池セルを直列に接続すると、太陽電池の出力電流値はそれぞれの太陽電池セルに当たる光の量に応じた電流値のうち、最も小さい電流値に制限されてしまう。
例えば、太陽電池の大部分に強い光が当たっていても、わずか1枚でも光の当たる量が少ないセルがあると、太陽電池で得られる電流値はその1つの太陽電池セルの電流値に限定されてしまい、場合によっては極端に少ない電流値となってしまう。
そこで、太陽電池付き電子腕時計にあっては、各々の太陽電池セルの有効面積(光を受けることができる面積)ができるだけ同じになるように設計することとし、各太陽電池セルで得られる電流値が等しくなるようにしている。
しかし、太陽電池付き電子腕時計のうち、指針式のものは、通常、光を透過する文字板の下に太陽電池を敷設するので、文字板の上にある指針によって、太陽電池に届く光が部分的に遮られてしまう。その上、指針の動きに合わせて有効面積が時々刻々変化してしまう。
例えば、時針と分針とが1つの太陽電池セルの上にある場合、その1つの太陽電池セルだけ有効面積が極端に減ってしまい、この間の太陽電池全体の出力電流値が大きく減ってしまう。結果、長期間にわたった平均電流値も減るので、二次電池の満充電にかかる時間も長くなってしまうという欠点があった。
例えば、太陽電池の大部分に強い光が当たっていても、わずか1枚でも光の当たる量が少ないセルがあると、太陽電池で得られる電流値はその1つの太陽電池セルの電流値に限定されてしまい、場合によっては極端に少ない電流値となってしまう。
そこで、太陽電池付き電子腕時計にあっては、各々の太陽電池セルの有効面積(光を受けることができる面積)ができるだけ同じになるように設計することとし、各太陽電池セルで得られる電流値が等しくなるようにしている。
しかし、太陽電池付き電子腕時計のうち、指針式のものは、通常、光を透過する文字板の下に太陽電池を敷設するので、文字板の上にある指針によって、太陽電池に届く光が部分的に遮られてしまう。その上、指針の動きに合わせて有効面積が時々刻々変化してしまう。
例えば、時針と分針とが1つの太陽電池セルの上にある場合、その1つの太陽電池セルだけ有効面積が極端に減ってしまい、この間の太陽電池全体の出力電流値が大きく減ってしまう。結果、長期間にわたった平均電流値も減るので、二次電池の満充電にかかる時間も長くなってしまうという欠点があった。
本発明は、かかる問題点を解消するためになされたものであり、太陽電池によって生じた電流を効果的に二次電池の充電に使用できる太陽電池付き指針式電子腕時計を提供することを目的とする。
請求項1の発明は、
時字が形成されている文字板、直列接続された複数の太陽電池セル、前記複数の太陽電池セル上を運針する時刻表示用針、現在時刻を計時する計時手段、および、前記複数の太陽電池セルに接続され充電可能な二次電池を備えている太陽電池付き指針式電子腕時計において、
前記複数の太陽電池セル毎に設けられ、当該各太陽電池セルの両端の端子を接続するバイパス路を開閉する開閉手段と、
この複数の開閉手段のうち、前記計時手段により計時された時刻において前記時刻表示用針が運針された運針位置の第1の太陽電池セルに対応する前記開閉手段を閉制御して、当該開閉手段の閉制御により前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる制御手段と、
を備えることを特徴とする太陽電池付き指針式電子腕時計である。
時字が形成されている文字板、直列接続された複数の太陽電池セル、前記複数の太陽電池セル上を運針する時刻表示用針、現在時刻を計時する計時手段、および、前記複数の太陽電池セルに接続され充電可能な二次電池を備えている太陽電池付き指針式電子腕時計において、
前記複数の太陽電池セル毎に設けられ、当該各太陽電池セルの両端の端子を接続するバイパス路を開閉する開閉手段と、
この複数の開閉手段のうち、前記計時手段により計時された時刻において前記時刻表示用針が運針された運針位置の第1の太陽電池セルに対応する前記開閉手段を閉制御して、当該開閉手段の閉制御により前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる制御手段と、
を備えることを特徴とする太陽電池付き指針式電子腕時計である。
請求項2の発明は、請求項1に記載の太陽電池付き指針式電子腕時計において、
前記制御手段は、時刻とこの時刻において前記時刻表示用針が運針される運針位置の前記第1の太陽電池セルとを対応させて複数組記憶している記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている時刻になった際に、この時刻に対応付けて記憶されている前記第1の太陽電池セルに対応する前記開閉手段を閉制御して、当該開閉手段の閉制御により前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる電流供給制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記制御手段は、時刻とこの時刻において前記時刻表示用針が運針される運針位置の前記第1の太陽電池セルとを対応させて複数組記憶している記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている時刻になった際に、この時刻に対応付けて記憶されている前記第1の太陽電池セルに対応する前記開閉手段を閉制御して、当該開閉手段の閉制御により前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる電流供給制御手段と、
を備えることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1に記載の太陽電池付き指針式電子腕時計において、
前記制御手段は、
時刻と当該時刻において前記複数の太陽電池セルのうちで前記有効面積が最小となる前記太陽電池セルとを対応させて複数組記憶している記憶手段と、
この記憶手段に記憶している時刻に基づいて、当該時刻に対応する前記第1の太陽電池セルの前記開閉手段を閉制御して、前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる電流供給制御手段と、
を備えることを特徴とする。
前記制御手段は、
時刻と当該時刻において前記複数の太陽電池セルのうちで前記有効面積が最小となる前記太陽電池セルとを対応させて複数組記憶している記憶手段と、
この記憶手段に記憶している時刻に基づいて、当該時刻に対応する前記第1の太陽電池セルの前記開閉手段を閉制御して、前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる電流供給制御手段と、
を備えることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1から3いずれか一項に記載の太陽電池付き指針式電子腕時計において、
前記複数の太陽電池セルから構成される太陽電池の開放電圧値を前記各時刻において検出する電圧検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電圧検出手段によって検出された前記開放電圧値が前記二次電池を満充電可能な電圧値以上である場合、前記バイパス路を閉じて前記二次電圧の充電を行わせることを特徴とする。
前記複数の太陽電池セルから構成される太陽電池の開放電圧値を前記各時刻において検出する電圧検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電圧検出手段によって検出された前記開放電圧値が前記二次電池を満充電可能な電圧値以上である場合、前記バイパス路を閉じて前記二次電圧の充電を行わせることを特徴とする。
複数の太陽電池セル毎に設けられている各開閉手段のうち、計時手段により計時された時刻において時刻表示用針が運針された運針位置の第1の太陽電池セルに対応する開閉手段を閉制御して、当該開閉手段の閉制御により第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、バイパス路を介して二次電池へ供給させることができる。このために、計時された時刻において時刻表示用針が運針された運針の存在により外部光の影響を受け、その結果、有効面積が最小となる太陽電池セルがバイパスされるので、太陽電池の出力電流値が当該有効面積が最小となる太陽電池セルの出力電流値によって制限されることなくなる。したがって、太陽電池セルをバイパスさせない場合に比べて、各時刻における出力電流値が増大することになる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態の太陽電池付き指針式電子腕時計の要部を示す正面図、図2は、太陽電池セルの配置を示す平面図、図3は、要部断面図である。
図1は、本発明の第1実施形態の太陽電池付き指針式電子腕時計の要部を示す正面図、図2は、太陽電池セルの配置を示す平面図、図3は、要部断面図である。
この実施形態の太陽電池付き指針式電子腕時計(以下、単に「電子腕時計」と言う。)ATは本体ケースTKを備える。本体ケースTKにはバンドBDが取り付けられている。電子腕時計ATの正面側の本体ケースTK上には風防ガラスFGが設けられ、本体ケースTKの底面側には裏蓋(図示せず)が設けられている。風防ガラスFGの下側には文字板1が設けられている。電子腕時計ATの時計モジュール2は、この文字板1によって正面側が覆われ、かつ周囲が本体ケースTKに囲まれることによって遮光されている。なお、この実施の形態では、本体ケースTKの外周には、時刻修正を行うための操作スイッチ、モードを設定するための操作スイッチ類は一切設けられていないが、設けられていてもよいことは勿論である。
文字板3の下側には、図2に示すように、扇状でかつ同じ大きさでの6つの太陽電池セルC(C1,C2,C3,C4,C5,C6;以下、ソーラセルCを区別するときはC1,C2,C3,C4,C5,C6の符号を用いる。)が当該文字板1の周方向に並べられて設けられている。この6つの太陽電池セルCは図4に示すように直列に接続されている。
文字板1の中央には、図3に示すように、秒針軸3、分針軸4、時針軸5を挿通させるための貫通孔6が設けられている。そして、この貫通孔6には内部機構側から前面側に秒針軸3、分針軸4、時針軸5が挿通され、秒針軸3、分針軸4、時針軸5における文字板1の上に突出した部位に時刻表示用針である秒針7、分針8、時針9がそれぞれ固定されている。この秒針7、分針8および時針9は、対応する秒針軸3、分針軸4および時針軸5が回転することで、文字板1の外周に沿って設けられている時字Tを指示し、この指示された時字Tの時刻を表示するようになっている。
秒針軸3、分針軸4、時針軸5は、秒針車11、分針車12および時針車13にそれぞれ固着されている。そして、秒針車11、分針車12および時針車13は同一の軸線を中心に回転可能となっている。秒針車11は歯車機構を介して第1のステッピングモータ14に連結され、この第1のステッピングモータ14によって駆動される。分針車12および時針車13は歯車機構を介して第2のステッピングモータ15に連結され、この第2のステッピングモータ15よって駆動される。
図4には本実施形態の電子腕時計ATの回路のブロック図が示されている。
電子腕時計ATの時計モジュール2は、装置の全体的な制御を行うCPU(中央演算処理装置)20と、制御プログラムや制御データを格納したROM(Read Only Memory)21と、CPU20に作業用のメモリ空間を提供するRAM(Random Access Memory)22と、太陽電池セルCおよび二次電池23等を含む電源回路24と、電源回路24の動作を制御するための制御回路25,26および電圧検出回路27と、第1のステッピングモータ14および第2のステッピングモータ15と、第1のステッピングモータ14および第2のステッピングモータ15を駆動するためのモータドライバ28と、現在時刻を計時するためのクロックを形成する発振回路29および分周回路31とを備える。ここで、CPU20、ROM21、RAM22、制御回路25,26、電圧検出回路27およびモータドライバ28は1つのIC(半導体集積回路)によって構成されている。
電子腕時計ATの時計モジュール2は、装置の全体的な制御を行うCPU(中央演算処理装置)20と、制御プログラムや制御データを格納したROM(Read Only Memory)21と、CPU20に作業用のメモリ空間を提供するRAM(Random Access Memory)22と、太陽電池セルCおよび二次電池23等を含む電源回路24と、電源回路24の動作を制御するための制御回路25,26および電圧検出回路27と、第1のステッピングモータ14および第2のステッピングモータ15と、第1のステッピングモータ14および第2のステッピングモータ15を駆動するためのモータドライバ28と、現在時刻を計時するためのクロックを形成する発振回路29および分周回路31とを備える。ここで、CPU20、ROM21、RAM22、制御回路25,26、電圧検出回路27およびモータドライバ28は1つのIC(半導体集積回路)によって構成されている。
電源回路24は、太陽電池セルCおよび二次電池23の他に、逆流防止ダイオード30と、例えばTFTによって構成される7個のスイッチS(スイッチS1,S2,S3,S4,S5,S6,S7;以下、スイッチSを区別するときはS1,S2,S3,S4,S5,S6,S7の符号を用いる。)とを備えている。7個のスイッチSのうちS1〜S6のスイッチはバイパススイッチである。
逆流防止ダイオード30は二次電池23側から太陽電池に電流が流れるのを防止する働きをする。
スイッチS7はオンのときには太陽電池SBと二次電池23とを接続し、オフのときに太陽電池SBと二次電池23との間を遮断する働きをする。
6個のバイパススイッチS1〜S6の各々は、各太陽電池セルC1〜C6の両端を接続するバイパス路Bに設けられている。各バイパススイッチS1〜S6が設けられる各バイパス路Bの抵抗は、対応する太陽電池セルC1〜C6の内部抵抗よりも小さい。そして、各バイパススイッチS1〜S6はオンのときには、各太陽電池セルC1〜C6の両端を短絡させ、対応するバイパス路Bに電流をバイパスさせ、オフのときに電流を対応する太陽電池セルCに流す働きをする。
逆流防止ダイオード30は二次電池23側から太陽電池に電流が流れるのを防止する働きをする。
スイッチS7はオンのときには太陽電池SBと二次電池23とを接続し、オフのときに太陽電池SBと二次電池23との間を遮断する働きをする。
6個のバイパススイッチS1〜S6の各々は、各太陽電池セルC1〜C6の両端を接続するバイパス路Bに設けられている。各バイパススイッチS1〜S6が設けられる各バイパス路Bの抵抗は、対応する太陽電池セルC1〜C6の内部抵抗よりも小さい。そして、各バイパススイッチS1〜S6はオンのときには、各太陽電池セルC1〜C6の両端を短絡させ、対応するバイパス路Bに電流をバイパスさせ、オフのときに電流を対応する太陽電池セルCに流す働きをする。
ROM(記憶手段)21には、制御プログラムとして、バイパス処理プログラムが格納されている。また、ROM21には、制御データとして、図6に示すような、各時刻と、当該各時刻において6個の太陽電池セルC1〜C6のうちで少なくとも有効面積が最小となる太陽電池セルとを対応付けたLUT(ルックアップテーブル)が格納されている。ここで、「有効面積」とは太陽電池セルC1〜C6のそれぞれが光を受けることができる面積を言う。
本実施形態によれば、太陽電池セルCの上に文字板1が設けられている。文字板1には時字Tや装飾部が形成されている。時字Tや装飾部は印刷等で形成され、遮光部となっているのが一般的である。そのため、まず、時字Tや装飾部で太陽電池セルCの受光が妨げられることになる。また、文字板1の上で動作する時刻表時用針7〜9も遮光性部材によって形成されているのが一般的である。そのため、時刻表示用針7〜9によっても太陽電池セルCの受光が妨げられることになる。この場合、時刻表示用針7〜9は時刻によって位置を変えることから、時刻表示用針7〜9によって受光を妨げられる部分は時刻によって移り変わる。
そこで、本実施形態では、平行な光が太陽電池セルC1〜C6のそれぞれに当たっているものとして、太陽電池セルC1〜C6の実際の面積から時字Tが占める面積、装飾部が占める面積および時刻表示用針7〜9の影になる部分の面積をそれぞれ引いた残りの面積を「有効面積」としている。この太陽電池セルC1〜C6の「有効面積」は、時刻表示用針7〜9が時刻によって位置を変えるので、各太陽電池セルC1〜C6の「有効面積」は刻々と変化する。
以上から、本実施形態では、各太陽電池セルCに存在する時字Tの面積、装飾部の面積と、時刻によって位置変化する針の面積とを考慮して、各時刻における各太陽電池セルC1〜C6のそれぞれの有効面積を算出し、各時刻と、当該各時刻において6個の太陽電池セルC1〜C6のうちで有効面積が最小となる太陽電池セルとを対応付けたLUTを予め作成しておき、ROM21に格納しておき、後述のように、各時刻で、有効面積が最小となる太陽電池セルCを除外した太陽電池にて二次電池23の充電を行うようにした。その理由は次の通りである。
本実施形態によれば、太陽電池セルCの上に文字板1が設けられている。文字板1には時字Tや装飾部が形成されている。時字Tや装飾部は印刷等で形成され、遮光部となっているのが一般的である。そのため、まず、時字Tや装飾部で太陽電池セルCの受光が妨げられることになる。また、文字板1の上で動作する時刻表時用針7〜9も遮光性部材によって形成されているのが一般的である。そのため、時刻表示用針7〜9によっても太陽電池セルCの受光が妨げられることになる。この場合、時刻表示用針7〜9は時刻によって位置を変えることから、時刻表示用針7〜9によって受光を妨げられる部分は時刻によって移り変わる。
そこで、本実施形態では、平行な光が太陽電池セルC1〜C6のそれぞれに当たっているものとして、太陽電池セルC1〜C6の実際の面積から時字Tが占める面積、装飾部が占める面積および時刻表示用針7〜9の影になる部分の面積をそれぞれ引いた残りの面積を「有効面積」としている。この太陽電池セルC1〜C6の「有効面積」は、時刻表示用針7〜9が時刻によって位置を変えるので、各太陽電池セルC1〜C6の「有効面積」は刻々と変化する。
以上から、本実施形態では、各太陽電池セルCに存在する時字Tの面積、装飾部の面積と、時刻によって位置変化する針の面積とを考慮して、各時刻における各太陽電池セルC1〜C6のそれぞれの有効面積を算出し、各時刻と、当該各時刻において6個の太陽電池セルC1〜C6のうちで有効面積が最小となる太陽電池セルとを対応付けたLUTを予め作成しておき、ROM21に格納しておき、後述のように、各時刻で、有効面積が最小となる太陽電池セルCを除外した太陽電池にて二次電池23の充電を行うようにした。その理由は次の通りである。
太陽電池セルCの有効面積は、太陽電池SBの出力電流に影響を与える。
すなわち、太陽電池SBの全体に一様に光が当たっているとすると、太陽電池SBから得られる電流値は、有効面積が最小の太陽電池セルCから得られる電流値に等しくなる。したがって、二次電池23の充電は、いつでも、有効面積が最小の太陽電池セルCから得られる電流によってなされることになる。これでは充電が非効率となり、二次電池23の満充電に必要な時間が長くなってしまう。
そこで、各時刻と、当該各時刻において6個の太陽電池セルCのうちで少なくとも有効面積が最小となる太陽電池セル(第1の太陽電池セル)とを対応付けたLUTをROM21に格納しておき、各時刻で、有効面積が最小となる太陽電池セル(第1の太陽電池セル)を除外した太陽電池セル(第2の太陽電池セル)にて二次電池23の充電を行うようにした。
すなわち、太陽電池SBの全体に一様に光が当たっているとすると、太陽電池SBから得られる電流値は、有効面積が最小の太陽電池セルCから得られる電流値に等しくなる。したがって、二次電池23の充電は、いつでも、有効面積が最小の太陽電池セルCから得られる電流によってなされることになる。これでは充電が非効率となり、二次電池23の満充電に必要な時間が長くなってしまう。
そこで、各時刻と、当該各時刻において6個の太陽電池セルCのうちで少なくとも有効面積が最小となる太陽電池セル(第1の太陽電池セル)とを対応付けたLUTをROM21に格納しておき、各時刻で、有効面積が最小となる太陽電池セル(第1の太陽電池セル)を除外した太陽電池セル(第2の太陽電池セル)にて二次電池23の充電を行うようにした。
各太陽電池セルC1〜C6の有効面積が各時刻で変化する様子が図5のグラフおよび図6の表に具体的に示されている。
図5のグラフは0時00分〜0時22分のもの、図6の表は0時00分〜0時04分のものである。 グラフおよび表の作成には、図1に示す電子時計よりも表面印刷が複雑で、かつ、指針として時針と分針しか持たない太陽電池付き指針式電子腕時計を使用した。
グラフおよび表からは、各太陽電池セルの有効面積は各時刻で変化し、時刻(時間帯)つまり針位置によって、有効面積が最小となる太陽電池セルが次々と移り変わっているのが分かる。
具体的に説明すれば、図6の表の横軸には「時刻」「最小面積のセル番号」「有効面積」の各欄が設けられている。
例えば、「時刻」が「0時00分」における太陽電池セルC1〜C6の有効面積は、「53.12」「62.89」「61.74」「62.51」「52.85」「58.75」であり、これらの中で、一番有効面積の小さい太陽電池セルは、C1であることから、「最小面積のセル番号」は「1」となっている。
次の時刻である「0時01分」〜「0時04分」までは同様に、一番有効面積の小さい太陽電池セルは、C1であることから、「最小面積のセル番号」は「1」となっている。
実施形態の電子腕時計ATのROM21には、図6の表の一部に示すような、各時刻と当該各時刻において6個の太陽電池セルCのうちで有効面積が最小となる太陽電池セルとを対応付けたLUTが格納されている。
図5のグラフは0時00分〜0時22分のもの、図6の表は0時00分〜0時04分のものである。 グラフおよび表の作成には、図1に示す電子時計よりも表面印刷が複雑で、かつ、指針として時針と分針しか持たない太陽電池付き指針式電子腕時計を使用した。
グラフおよび表からは、各太陽電池セルの有効面積は各時刻で変化し、時刻(時間帯)つまり針位置によって、有効面積が最小となる太陽電池セルが次々と移り変わっているのが分かる。
具体的に説明すれば、図6の表の横軸には「時刻」「最小面積のセル番号」「有効面積」の各欄が設けられている。
例えば、「時刻」が「0時00分」における太陽電池セルC1〜C6の有効面積は、「53.12」「62.89」「61.74」「62.51」「52.85」「58.75」であり、これらの中で、一番有効面積の小さい太陽電池セルは、C1であることから、「最小面積のセル番号」は「1」となっている。
次の時刻である「0時01分」〜「0時04分」までは同様に、一番有効面積の小さい太陽電池セルは、C1であることから、「最小面積のセル番号」は「1」となっている。
実施形態の電子腕時計ATのROM21には、図6の表の一部に示すような、各時刻と当該各時刻において6個の太陽電池セルCのうちで有効面積が最小となる太陽電池セルとを対応付けたLUTが格納されている。
CPU20は、日付や時刻を計時する時刻カウンタとして機能する。時刻カウンタは、分周回路31からのクロックによりカウントアップされて現在時刻の計時を行う。
また、CPU20は、歯車位置を計数する歯車位置カウンタとしても機能する。歯車位置カウンタは、そのカウンタ値に歯車位置を同期させることで、現在時刻が針7〜9により示される。
さらに、CPU20は、各時刻で、まず、スイッチS7およびバイパススイッチS1〜S6を全てオフすることにより、電圧検出回路27を通じて太陽電池SBの開放電圧値を読み取り、開放電圧値が基準値以上の場合に、記憶手段であるROM21に格納されているLUTに基づいて、バイパススイッチS1〜S6をオン/オフ制御する。ここで、基準値は、有効面積が1番目に小さい太陽電池セル(第1の太陽電池セル)を除外した残りの太陽電池セル(第2の太陽電池セル)で二次電池23を満充電可能な電圧値に設定されている。
また、CPU20は、歯車位置を計数する歯車位置カウンタとしても機能する。歯車位置カウンタは、そのカウンタ値に歯車位置を同期させることで、現在時刻が針7〜9により示される。
さらに、CPU20は、各時刻で、まず、スイッチS7およびバイパススイッチS1〜S6を全てオフすることにより、電圧検出回路27を通じて太陽電池SBの開放電圧値を読み取り、開放電圧値が基準値以上の場合に、記憶手段であるROM21に格納されているLUTに基づいて、バイパススイッチS1〜S6をオン/オフ制御する。ここで、基準値は、有効面積が1番目に小さい太陽電池セル(第1の太陽電池セル)を除外した残りの太陽電池セル(第2の太陽電池セル)で二次電池23を満充電可能な電圧値に設定されている。
続いて、本実施形態の電子腕時計ATによってなされるバイパス処理について図7のフローチャートを用いて説明する。
まず、CPU20は、モータドライバ28を通じてステッピングモータ14や15を適宜に駆動し、指針を進める(ステップSA1)。指針を進める時間間隔は、秒針7、分針8および時針9の3つの時刻表時用針を持つ本実施形態の電子腕時計ATでは例えば20秒、分針および時針の2つの時刻表時用針しか持たない電子腕時計では例えば1分とすることができる。
次に、CPU20は、制御回路25,26を通じてスイッチS7およびスイッチS1〜S6のすべてをオフする(ステップSA2)。二次電池23と太陽電池SBとの接続を遮断し、太陽電池SBの開放電圧値を測定するためである。
次に、CPU20は、電圧検出回路27を通じて太陽電池SBの開放電圧値を検出する(ステップSA3)。
次に、CPU20は、制御回路26を通じてスイッチS7をオンする(ステップSA4)。これによって二次電池23と太陽電池SBとが接続される。
次に、CPU20は、太陽電池SBの開放電圧値が基準値以上か否かを判定する(ステップSA5)。CPU20は、開放電圧値が基準値以上の場合には、制御回路25を通じてスイッチS1〜S6のうち有効面積が最小の太陽電池セルC(C1〜C6のうちの1つ)に対応するスイッチS(S1〜S6のうちの1つ)のみをオンさせる(ステップSA6)。これによって有効面積が最小の太陽電池セルCの両端の端子が接続されるので、この接続によるバイパス路Bに電流が流れることになり、有効面積が最小の第1の太陽電池セルCを除外した他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給することになり(ステップSA7)、この二次電池23の充電がなされることになる。一方、CPU20は、開放電圧値が基準値に満たない場合には、太陽電池セルC1〜C6のいずれをもバイパスさせない。
まず、CPU20は、モータドライバ28を通じてステッピングモータ14や15を適宜に駆動し、指針を進める(ステップSA1)。指針を進める時間間隔は、秒針7、分針8および時針9の3つの時刻表時用針を持つ本実施形態の電子腕時計ATでは例えば20秒、分針および時針の2つの時刻表時用針しか持たない電子腕時計では例えば1分とすることができる。
次に、CPU20は、制御回路25,26を通じてスイッチS7およびスイッチS1〜S6のすべてをオフする(ステップSA2)。二次電池23と太陽電池SBとの接続を遮断し、太陽電池SBの開放電圧値を測定するためである。
次に、CPU20は、電圧検出回路27を通じて太陽電池SBの開放電圧値を検出する(ステップSA3)。
次に、CPU20は、制御回路26を通じてスイッチS7をオンする(ステップSA4)。これによって二次電池23と太陽電池SBとが接続される。
次に、CPU20は、太陽電池SBの開放電圧値が基準値以上か否かを判定する(ステップSA5)。CPU20は、開放電圧値が基準値以上の場合には、制御回路25を通じてスイッチS1〜S6のうち有効面積が最小の太陽電池セルC(C1〜C6のうちの1つ)に対応するスイッチS(S1〜S6のうちの1つ)のみをオンさせる(ステップSA6)。これによって有効面積が最小の太陽電池セルCの両端の端子が接続されるので、この接続によるバイパス路Bに電流が流れることになり、有効面積が最小の第1の太陽電池セルCを除外した他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給することになり(ステップSA7)、この二次電池23の充電がなされることになる。一方、CPU20は、開放電圧値が基準値に満たない場合には、太陽電池セルC1〜C6のいずれをもバイパスさせない。
以上のように構成された第1実施形態の電子腕時計ATによれば次のような効果を得ることができる。
光を受けることができるセルの有効面積が最小となる太陽電池セルCをバイパスした電流が二次電池23へ供給されるので、太陽電池の出力電流値が当該太陽電池セルの出力電流値によって制限されることなくなる。したがって、太陽電池セルをバイパスさせない場合に比べて、各所定時間毎の出力電流が増大することになる。
光を受けることができるセルの有効面積が最小となる太陽電池セルCをバイパスした電流が二次電池23へ供給されるので、太陽電池の出力電流値が当該太陽電池セルの出力電流値によって制限されることなくなる。したがって、太陽電池セルをバイパスさせない場合に比べて、各所定時間毎の出力電流が増大することになる。
[第2実施形態]
第2実施形態の電子腕時計ATは、ROM21に格納されるLUTの内容が第1の実施形態の電子腕時計ATと、バイパス処理の仕方の点で異なっている。この第2実施形態の電子腕時計ATはその他の点では第1実施形態の電子腕時計ATと同じである。したがって、同じ部分についての図示および詳細な説明は適宜省略し、説明にあたっては第1実施形態の電子腕時計ATにおける符号と同じ符号を用いるものとする。
この第2実施形態の電子腕時計ATでは、図6の表に示すように、ROM21に、時刻と、この時刻における太陽電池セルC1〜C6の有効面積とが対応付けられて複数組格納されている。図6の表を拝借して説明すれば、セル番号を除いた部分がLUTとしてROM21に格納されている。
この第2実施形態のバイパス処理は第1実施形態のバイパス処理とほぼ同様であり、同じ部分については同じステップ番号が表示されている。
図8に示すように、太陽電池SBの電圧値が基準値以上の場合(ステップSA5)には、ROM21に記憶されている各太陽電池セルC1〜C6の有効面積を各時刻になる都度、互いに比較し、有効面積が最小の第1の太陽電池セルCを求め(ステップSA5a)、当該第1の太陽電池セルCに対応するスイッチS1〜S6のいずれか1つのみをオンさせる(ステップSA6a)。そして、他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給する(ステップSA7)。
この第2実施形態の電子腕時計ATにおいても次のような効果を得ることができる。
光を受けることができるセルの有効面積が最小となる第1の太陽電池セルCの電流がバイパスされるので、他の複数の第2の太陽電池Cの出力電流値が当該有効面積の最小の第1の太陽電池セルCの出力電流値によって制限されることなくなる。したがって、太陽電池セルCの電流をバイパスさせない場合に比べて、所定時間毎の出力電流が増大することになる。
第2実施形態の電子腕時計ATは、ROM21に格納されるLUTの内容が第1の実施形態の電子腕時計ATと、バイパス処理の仕方の点で異なっている。この第2実施形態の電子腕時計ATはその他の点では第1実施形態の電子腕時計ATと同じである。したがって、同じ部分についての図示および詳細な説明は適宜省略し、説明にあたっては第1実施形態の電子腕時計ATにおける符号と同じ符号を用いるものとする。
この第2実施形態の電子腕時計ATでは、図6の表に示すように、ROM21に、時刻と、この時刻における太陽電池セルC1〜C6の有効面積とが対応付けられて複数組格納されている。図6の表を拝借して説明すれば、セル番号を除いた部分がLUTとしてROM21に格納されている。
この第2実施形態のバイパス処理は第1実施形態のバイパス処理とほぼ同様であり、同じ部分については同じステップ番号が表示されている。
図8に示すように、太陽電池SBの電圧値が基準値以上の場合(ステップSA5)には、ROM21に記憶されている各太陽電池セルC1〜C6の有効面積を各時刻になる都度、互いに比較し、有効面積が最小の第1の太陽電池セルCを求め(ステップSA5a)、当該第1の太陽電池セルCに対応するスイッチS1〜S6のいずれか1つのみをオンさせる(ステップSA6a)。そして、他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給する(ステップSA7)。
この第2実施形態の電子腕時計ATにおいても次のような効果を得ることができる。
光を受けることができるセルの有効面積が最小となる第1の太陽電池セルCの電流がバイパスされるので、他の複数の第2の太陽電池Cの出力電流値が当該有効面積の最小の第1の太陽電池セルCの出力電流値によって制限されることなくなる。したがって、太陽電池セルCの電流をバイパスさせない場合に比べて、所定時間毎の出力電流が増大することになる。
[第3実施形態]
第3実施形態の電子腕時計ATは、ROM21に格納されるLUTの内容が第1実施形態の電子腕時計ATと異なっている。
すなわち、ROM21に格納されるLUTは、時刻と当該時刻において有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルとが対応付けられたものとなっている。また、基準値としては、第1実施形態の電子腕時計ATの場合の第1基準値と、この第1基準値よりも高い第2基準値とが用いられている。第2基準値は、有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルを除外した残りの太陽電池セルで二次電池23を満充電可能な電圧値に設定されている。
そして、第3実施形態の電子時計ATでは、太陽電池SBの開放電圧値が第2基準値以上の場合(ステップSA5aでYESの場合)には、バイパススイッチS1〜S6のうち、1番目および2番目に小さい太陽電池セルC(第1の太陽電池セル)に対応するバイパススイッチのみをオンさせる(ステップSA6a)。そして、他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給する(ステップSA7a)。また、第3実施形態の電子時計ATでは、太陽電池の開放電圧値が第2基準値未満(ステップSA5aでNOの場合)であって第1基準値以上の場合(ステップSA5bでYESの場合)には、バイパススイッチS1〜S6のうち、1番目に小さい太陽電池セルに対応するバイパススイッチのみをオンさせる(ステップSA6b)。そして、他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給する(ステップSA7b)。
第3実施形態の電子腕時計ATは、その他の点では、第1実施形態と同じである。したがって、第1実施形態の電子腕時計ATと同じ部分についての図示および詳細な説明は適宜省略する。
この第3実施形態の電子腕時計ATによれば次のような効果を得ることができる。
日中のように照度が高い場合に、光を受けることができるセルの有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルCの電流がバイパスされるので、太陽電池SBの出力電流値をさらに大きなものとすることができる。
なお、この第3実施形態の電子腕時計ATでは、LUTは、時刻と当該時刻において有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルとが対応付けられたものとしたが、第2実施形態の電子腕時計ATのように、時刻と、当該時刻における太陽電池セルの有効面積とが対応付けたものとし、各時刻において1番目および2番目に小さい太陽電池セルCを求めてもよい。
第3実施形態の電子腕時計ATは、ROM21に格納されるLUTの内容が第1実施形態の電子腕時計ATと異なっている。
すなわち、ROM21に格納されるLUTは、時刻と当該時刻において有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルとが対応付けられたものとなっている。また、基準値としては、第1実施形態の電子腕時計ATの場合の第1基準値と、この第1基準値よりも高い第2基準値とが用いられている。第2基準値は、有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルを除外した残りの太陽電池セルで二次電池23を満充電可能な電圧値に設定されている。
そして、第3実施形態の電子時計ATでは、太陽電池SBの開放電圧値が第2基準値以上の場合(ステップSA5aでYESの場合)には、バイパススイッチS1〜S6のうち、1番目および2番目に小さい太陽電池セルC(第1の太陽電池セル)に対応するバイパススイッチのみをオンさせる(ステップSA6a)。そして、他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給する(ステップSA7a)。また、第3実施形態の電子時計ATでは、太陽電池の開放電圧値が第2基準値未満(ステップSA5aでNOの場合)であって第1基準値以上の場合(ステップSA5bでYESの場合)には、バイパススイッチS1〜S6のうち、1番目に小さい太陽電池セルに対応するバイパススイッチのみをオンさせる(ステップSA6b)。そして、他の複数の第2の太陽電池セルCの電流を二次電池23に供給する(ステップSA7b)。
第3実施形態の電子腕時計ATは、その他の点では、第1実施形態と同じである。したがって、第1実施形態の電子腕時計ATと同じ部分についての図示および詳細な説明は適宜省略する。
この第3実施形態の電子腕時計ATによれば次のような効果を得ることができる。
日中のように照度が高い場合に、光を受けることができるセルの有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルCの電流がバイパスされるので、太陽電池SBの出力電流値をさらに大きなものとすることができる。
なお、この第3実施形態の電子腕時計ATでは、LUTは、時刻と当該時刻において有効面積が1番目および2番目に小さい太陽電池セルとが対応付けられたものとしたが、第2実施形態の電子腕時計ATのように、時刻と、当該時刻における太陽電池セルの有効面積とが対応付けたものとし、各時刻において1番目および2番目に小さい太陽電池セルCを求めてもよい。
1 文字板
2 時計モジュール
7 秒針
8 分針
9 時針
21 ROM(記憶手段)
23 CPU
SB 太陽電池
C1〜C6 太陽電池セル
S1〜S7 バイパススイッチ
2 時計モジュール
7 秒針
8 分針
9 時針
21 ROM(記憶手段)
23 CPU
SB 太陽電池
C1〜C6 太陽電池セル
S1〜S7 バイパススイッチ
Claims (4)
- 時字が形成されている文字板、直列接続された複数の太陽電池セル、前記複数の太陽電池セル上を運針する時刻表示用針、現在時刻を計時する計時手段、および、前記複数の太陽電池セルに接続され充電可能な二次電池を備えている太陽電池付き指針式電子腕時計において、
前記複数の太陽電池セル毎に設けられ、当該各太陽電池セルの両端の端子を接続するバイパス路を開閉する開閉手段と、
この複数の開閉手段のうち、前記計時手段により計時された時刻において前記時刻表示用針が運針された運針位置の第1の太陽電池セルに対応する前記開閉手段を閉制御して、当該開閉手段の閉制御により前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる制御手段と、
を備えることを特徴とする太陽電池付き指針式電子腕時計。 - 前記制御手段は、
時刻とこの時刻において前記時刻表示用針が運針される運針位置の前記第1の太陽電池セルとを対応させて複数組記憶している記憶手段と、
この記憶手段に記憶されている時刻になった際に、この時刻に対応付けて記憶されている前記第1の太陽電池セルに対応する前記開閉手段を閉制御して、当該開閉手段の閉制御により前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる電流供給制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池付き指針式電子腕時計。 - 前記制御手段は、
時刻と当該時刻において前記複数の太陽電池セルのうちで前記有効面積が最小となる前記太陽電池セルとを対応させて複数組記憶している記憶手段と、
この記憶手段に記憶している時刻に基づいて、当該時刻に対応する前記第1の太陽電池セルの前記開閉手段を閉制御して、前記第1の太陽電池セルを除いた他の複数の第2の太陽電池セルから出力された電流を、前記バイパス路を介して前記二次電池へ供給させる電流供給制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項1に記載の太陽電池付き指針式電子腕時計。 - 前記複数の太陽電池セルから構成される太陽電池の開放電圧値を前記各時刻において検出する電圧検出手段を備え、
前記制御手段は、前記電圧検出手段によって検出された前記開放電圧値が前記二次電池を満充電可能な電圧値以上である場合、前記バイパス路を閉じて前記二次電圧の充電を行わせることを特徴とする請求項1から3いずれか一項に記載の太陽電池付き指針式電子腕時計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009155874A JP2011013026A (ja) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | 太陽電池付き指針式電子腕時計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2009155874A JP2011013026A (ja) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | 太陽電池付き指針式電子腕時計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2011013026A true JP2011013026A (ja) | 2011-01-20 |
Family
ID=43592094
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2009155874A Pending JP2011013026A (ja) | 2009-06-30 | 2009-06-30 | 太陽電池付き指針式電子腕時計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011013026A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014169916A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Casio Comput Co Ltd | ソーラーパネルおよび時計 |
US10719053B2 (en) | 2014-11-18 | 2020-07-21 | Sony Corporation | Wearable device |
US11978811B2 (en) | 2020-04-08 | 2024-05-07 | Tdk Corporation | Solar cell and electronic device having the same |
-
2009
- 2009-06-30 JP JP2009155874A patent/JP2011013026A/ja active Pending
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JP2014169916A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Casio Comput Co Ltd | ソーラーパネルおよび時計 |
US10719053B2 (en) | 2014-11-18 | 2020-07-21 | Sony Corporation | Wearable device |
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