JP2012150048A - 衛星信号受信装置、衛星信号受信装置の制御方法、及び、電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ソーラーセルを利用して衛星信号の受信に適した環境か否かを精度よく判断でき、消費電力を抑制できる衛星信号受信装置を提供すること。
【解決手段】ソーラーセル２２と、ソーラーセル２２の発電状態を検出する発電状態検出回路である充電状態検出回路４３及び電圧検出回路４４と、制御回路４０とを備える。制御回路４０は、電圧検出回路４４で検出された検出値が予め設定された閾値以上の場合のみ、ＧＰＳ受信回路３０を作動し、電圧検出回路４４で検出された検出値が閾値未満の状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、閾値を変更する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばＧＰＳ衛星等の位置情報衛星からの信号に基づいて測位や時刻修正を行う衛星信号受信装置、衛星信号受信装置の制御方法、及び、電子機器に関するものである。

ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの衛星信号を受信して測位や時刻修正
を行う電子機器が知られている（例えば、特許文献１）。
このような電子機器として、例えば、腕時計のように、使用者と共に移動する機器を想定した場合、電子機器が屋内や地下街等の衛星信号を受信できない環境に移動していることが考えられる。

このような衛星信号を受信できない環境で受信処理を行うと、電力を無駄に消費してしまう。特に、腕時計のように電池駆動の電子機器では、持続時間確保や、電池サイズの小型化のために、消費電流を低減する必要があり、無駄な受信処理を避ける必要があった。

このため、特許文献１では、電子機器にソーラーパネルを設け、その発電量を屋内外を判断する閾値と比較して電子機器が屋外に配置されているかを判断し、屋外と判断された場合に受信処理を行うようにしていた。

特開２００８−３９５６５号公報

ところで、ソーラーパネルの発電量は、そのソーラーパネルに照射している光の照度に対応していると考えられていた。そして、電子機器が日中の屋外にある場合の照度と、屋内にある場合の照度とに対応する発電量を求め、これらの発電量を区別できるように前記閾値を設定することで屋内外を判断できるものと考えられていた。
しかしながら、実際には、電子機器が屋外に配置されている場合でも、電子機器の使用状況によっては、発電量が閾値を超えない場合がある。例えば、衛星信号受信装置を備える電子機器が腕時計である場合には、ソーラーセルが袖等に覆われるために、電子機器が屋外に配置されている場合でも、発電量が閾値を超えない場合がある。また、季節や天候によっては、直射日光が当たらなかったり、弱かったりするために、電子機器が屋外に配置されている場合でも、発電量が閾値を超えない場合がある。さらに、ソーラーセルの使用期間が長く、ソーラーセルの劣化が進んだ場合には、同じ照度の光がソーラーセルに当たっているにも拘わらず、発電量が閾値を超えない場合がある。
このため、特許文献１に記載されているように閾値が固定されていると、実際には衛星信号の受信に適した環境でも受信処理を行うことがなくなるという不都合が生じるおそれがある。

本発明の目的は、ソーラーセルを利用して衛星信号の受信に適した環境か否かを精度よく判断できる衛星信号受信装置、衛星信号受信装置の制御方法、及び、電子機器を提供することにある。

本発明の衛星信号受信装置は、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信回路を有する衛星信号受信装置において、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセルと、前記ソーラーセルの発電状態を検出する発電状態検出回路と、前記受信回路、発電状態検出回路を制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、前記ソーラーセルに当たる光の照度が予め設定された照度閾値レベル以上である高照度状態であるか、前記照度閾値レベルよりも低い低照度状態であるかを判定するための閾値を設定し、前記発電状態検出回路で検出される検出値と前記閾値とを比較して高照度状態であると判定された場合のみ、前記受信回路を作動し、前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記閾値を変更することを特徴とする。

本発明においては、発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合に閾値を変更する。この閾値の変更は、例えば、閾値を複数段階に変更可能に設定しておき、一段階、あるいは複数段階毎に変更すればよい。また、照度閾値レベルとは、ソーラーセルに当たる光の照度と比較する閾値であって、これにより高照度状態であるか、低照度状態であるかを判定できる。この照度閾値レベルとしては、屋外においてソーラーセルに直射日光が当たる場合の照度と、屋内においてソーラーセルに照明等の光が当たる場合の照度とを区別できるような値（例えば１万ルクス）が設定される。なお、高照度状態とは、ソーラーセルに当たる光の照度が前記照度閾値レベル以上である状態のことをいい、比較的にソーラーセルに当たる光の照度が高い状態であり、通常は、ソーラーセルを有する衛星信号受信装置が屋外に配置されていると判断できる状態をいう。一方、低照度状態とは、ソーラーセルに当たる光の照度が前記照度閾値レベルよりも低い状態のことをいい、比較的にソーラーセルに当たる光の照度が低い状態であり、通常は、ソーラーセルを有する衛星信号受信装置が屋外に配置されていると判断できない状態をいう。
前記低照度状態としては、例えば、ソーラーセルの開放電圧等の出力値を検出値とし、この検出値は照度が高くなるほど高い値となる場合に、ソーラーセルの開放電圧が閾値未満の状態が挙げられる。具体的には、電子機器が屋内に配置されていてソーラーセルの開放電圧が低い場合の他に、実際には、電子機器が屋外に配置されているのにも拘わらず、ソーラーセルの開放電圧が閾値を超えない場合がある。例えば、衛星信号受信装置を備える電子機器が腕時計である場合には、ソーラーセルが袖等に覆われるために、電子機器が屋外に配置されている場合でも、ソーラーセルの開放電圧が閾値を超えない場合がある。また、季節や天候によっては、直射日光が当たらなかったり、弱かったりするために、電子機器が屋外に配置されている場合でも、ソーラーセルの開放電圧が閾値を超えない場合がある。さらに、ソーラーセルの使用期間が長く、ソーラーセルの劣化が進んだ場合には、同じ照度の光がソーラーセルに当たっているにも拘わらず、ソーラーセルの開放電圧が閾値を超えない場合がある。そこで、本発明では、ソーラーセルの開放電圧が閾値未満の状態が発電検出設定時間、例えば２４時間継続した場合には、閾値を低くなるよう設定し直している。そして、この状態が繰り返されると、閾値が徐々に低くなるため、いずれは発電状態検出回路で検出されたソーラーセルの開放電圧が閾値以上となり、受信処理が行われることを期待できる。このようにして、電子機器を使用する人の生活環境等に合わせて閾値の最適化を図ることができる。以上のように、所定の場合に、受信回路を作動させる条件を緩くすることにより、受信回路を作動させる機会を設けることができる。このようにすれば、衛星信号の受信に適した環境か否かをより精度よく判断でき、受信動作が長期間行われない不都合を解消できる。

本発明の衛星信号受信装置においては、前記発電状態検出回路で検出された検出値は、前記ソーラーセルの出力値であり、前記制御回路は、前記ソーラーセルの出力値と比較する閾値を前記照度閾値レベルに対応して設定し、前記ソーラーセルの出力値と前記閾値とを比較して高照度状態であると判定された場合のみ、前記受信回路を作動し、前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記照度閾値レベルが低くなるように前記閾値を設定し直すことが好ましい。

ここで、ソーラーセルの出力値としては、ソーラーセルに照射する照度に応じて変化するソーラーセルの開放電圧、短絡電流、二次電池への充電電流等を用いればよい。また、これらの出力値は、通常は、照度が高くなるほど高い値になるように設定されるが、発電状態検出回路の設定などによっては、照度が高くなるほど小さな値になるように設定することもできる。
本発明においては、例えば、ソーラーセルの開放電圧等の出力値を検出値とし、この検出値は照度が高くなるほど高い値となる場合には、閾値が低くなることで、発電状態検出回路で検出されたソーラーセルの開放電圧が閾値以上となりやすくなる。このように、所定の場合に、受信回路を作動させる条件をより緩くすることにより、受信回路を作動させる機会を設けることができる。そのため、ソーラーセルを利用して衛星信号の受信に適した環境か否かを精度よく判断でき、受信動作が長期間行われない不都合を解消できる。

本発明の衛星信号受信装置においては、前記発電状態検出回路で検出された検出値は、前記ソーラーセルの出力値と前記照度閾値レベルに対応して設定された所定値とを比較して高照度状態であるか、低照度状態であるかを判定した場合に、前記ソーラーセルの出力値が継続して高照度状態となっている時間である発電判定時間であり、前記制御回路は、前記発電判定時間が予め設定された閾値以上である場合のみ、前記受信回路を作動し、前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記閾値を短くなるように設定し直すことが好ましい。

ここで、発電判定時間は次のようにして検出することができる。すなわち、ソーラーセルの出力値と照度閾値レベルに対応して設定された所定値とを比較して高照度状態であるか、低照度状態であるかを判定し、この判定を一定間隔（例えば１秒間隔）で繰り返し行い、連続して高照度状態となっている回数をカウントすることで、高照度状態となっている時間である発電判定時間を検出できる。
本発明のように、発電判定時間を検出値とする場合、閾値が短くなることで、発電状態検出回路で検出された発電判定時間が閾値以上となりやすくなる。例えば、ソーラーセルが袖等に覆われるために、瞬間的にしか直射日光が当たらない場合には、閾値である発電判定時間の値が徐々に短くなることで、いずれは直射日光が瞬間的に照射した場合でも発電判定時間が閾値以上となる。このように、所定の場合に、受信回路を作動させる条件をより緩くすることにより、受信回路を作動させる機会を設けることができる。そのため、ソーラーセルを利用して衛星信号の受信に適した環境か否かを精度よく判断でき、受信動作が長期間行われない不都合を解消できる。

本発明の衛星信号受信装置においては、前記制御回路は、複数回連続して、前記照度閾値レベルが低くなるように前記閾値を設定し直すか、または前記発電判定時間の閾値を短くなるように設定し直した場合には、前記受信回路及び前記発電状態検出回路をスリープ状態に移行させ、スリープ状態から通常状態に移行する状態を検出し、前記受信回路及び前記発電状態検出回路がスリープ状態から通常状態に移行する場合には、前記閾値を初期値に設定し直すことが好ましい。

例えば、衛星信号受信装置を備える電子機器を光が当たらない場所で保管する場合には、制御回路は、複数回連続して、照度閾値レベルが低くなるように閾値を設定し直したり、発電判定時間の閾値を短くすることとなる。このような場合、前記受信回路及び前記発電状態検出回路を作動させても無駄であるため、スリープ状態、つまり作動停止状態に移行することで、消費電力を低減できる。
また、このスリープ状態は、使用者がボタン操作することなどで解除できる。この場合、閾値がスリープ状態に移行する前のままであると低くなりすぎているために、無駄に受信回路が作動することとなる。そこで、本発明では、スリープ状態から通常状態に移行する場合には、前記閾値を初期値に設定し直すことで、閾値が低くなりすぎていることにより必要以上に受信回路が作動することを抑制できる。このようにして、消費電力を更に抑制できる。

本発明の衛星信号受信装置においては、前記制御回路は、前記衛星信号の受信処理を所定の時間間隔で実行するとともに、前記受信回路が前記衛星信号の受信に成功した場合の前記時間間隔を第一時間間隔とし、前記受信回路が前記衛星信号の受信に失敗した場合の前記時間間隔を第二時間間隔とした場合に、前記第一時間間隔を、前記第二時間間隔よりも長くすることが好ましい。

本発明の衛星信号受信装置を電子機器としてのクオーツ時計に組み込み、衛星信号を受信して時刻情報を修正する場合、クオーツ時計の時刻精度により、衛星信号を受信して時刻を修正した場合は、その後数日間は電子機器の時刻精度を十分に保つことができる。このため、暫く衛星信号を受信する必要は低くなる。一方、受信処理により衛星信号の受信に失敗した場合には、時間をあけずに衛星信号を受信する必要が高まる。そこで、本発明では、制御回路での受信処理の実行間隔で実行するにあたり、ＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合の第一時間間隔を、受信に失敗した場合の第二時間間隔よりも長くしている。このようにすれば、衛星信号の受信に成功した場合は、次に衛星信号を受信するまでの時間を長くでき、必要以上に受信回路が作動することを防止でき、消費電力を更に抑制できる。

本発明の衛星信号受信装置の制御方法は、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信回路と、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセルと、前記ソーラーセルの発電状態を検出する発電状態検出回路とを有する衛星信号受信装置の制御方法であって、前記ソーラーセルに当たる光の照度が予め設定された照度閾値レベル以上である高照度状態であるか、前記照度閾値レベルよりも低い低照度状態であるかを判定するための閾値を設定し、前記発電状態検出回路で検出される検出値と前記閾値とを比較して高照度状態であると判定された場合のみ、前記受信回路を作動し、前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記閾値を変更することを特徴とする。

本発明の電子機器は、上述の衛星信号受信装置を備えたことを特徴とする。
本発明の衛星信号受信装置の制御方法および電子機器においても、前記衛星信号受信装置と同じ作用効果を奏することができる。

電子機器の平面図である。 電子機器の概略断面図である。 電子機器の回路構成を示すブロック図である。 第１実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。 充電状態検出、開放電圧検出、受信処理の作動タイミングを説明する図である。 電子機器のソーラーセルに当たる光の照度とソーラーセルの開放電圧との関係を示すグラフである。 電子機器の場合のソーラーセルに当たる光の照度とソーラーセルの短絡電流との関係を示すグラフである。 各検出レベルにおけるソーラーセルでの開放電圧及びソーラーセルに当たる光の照度との関係を示す図である。 各検出レベルにおけるソーラーセルでの開放電圧、及び、電子機器の使用日数に応じたソーラーセルに当たる光の照度との関係を示す図である。 ソーラーセルに１００００ルクスの光を当てた場合の電子機器の使用日数とソーラーセルの開放電圧との関係を示すグラフである。 ソーラーセルに１００００ルクスの光を当てた場合の電子機器の使用日数とソーラーセルの短絡電流との関係を示すグラフである。 第２実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。 第３実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。 第４実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。 判定回数と発電判定時間との関係を示す図である。 第５実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。 第６実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
以下、この発明の好適な実施の形態の一つである第１実施形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

［電子機器の構造］
図１は、本発明の第１実施形態に係る衛星信号受信装置を備える電子機器１００の平面図であり、図２は電子機器１００の概略断面図である。図１から明らかなように、電子機器１００は、使用者の手首に装着される腕時計（電子時計）であり、文字板１１及び指針１２を備え、時刻を計時して表面に表示する。文字板１１の大部分は、光及び１．５ＧＨｚ帯のマイクロ波が透過し易い非金属の材料（例えば、プラスチックまたはガラス）で形成されている。指針１２は、文字板１１の表面側に設けられている。また、指針１２は、回転軸１３を中心に回転移動する秒針１２１、分針１２２及び時針１２３を含み、歯車を介してステップモーターで駆動される。

電子機器１００では、リューズ１４やボタン１５、ボタン１６の手動操作に応じた処理が実行される。具体的には、リューズ１４が操作されると、その操作に応じて表示時刻を修正する手動修正処理が実行される。また、ボタン１５が長時間（例えば３秒以上の時間）にわたって押されると、衛星信号を受信するための受信処理が実行される。また、ボタン１６が押されると、受信モード（測時モードまたは測位モード）を切り替える切替処理が実行される。この際、測時モードに設定された場合には、秒針１２１が「Ｔｉｍｅ」の位置（５秒位置）に移動し、測位モードに設定された場合には、秒針１２１が「Ｆｉｘ」の位置（１０秒位置）に移動する。

また、ボタン１５が短時間にわたって押されると、前回の受信処理の結果を表示する結果表示処理が行われる。例えば、測時モードで受信成功の場合には、秒針１２１が「Ｔｉｍｅ」（５秒位置）の位置に移動し、測位モードで受信成功の場合には、秒針１２１が「Ｆｉｘ」（１０秒位置）の位置に移動する。また、受信失敗の場合には秒針１２１が「Ｎ」の位置（２０秒位置）に移動する。
なお、これらの秒針１２１による指示は受信中も行われる。すなわち、測時モードで受信中は秒針１２１が「Ｔｉｍｅ」の位置（５秒位置）に移動し、測位モードで受信中は秒針１２１が「Ｆｉｘ」の位置（１０秒位置）に移動する。また、ＧＰＳ衛星が捕捉できない場合は秒針１２１が「Ｎ」の位置（２０秒位置）に移動する。

図２に示すように、電子機器１００は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）やチタン等の金属で構成された外装ケース１７を備えている。外装ケース１７は、略円筒状に形成されている。外装ケース１７の表面側の開口には、ベゼル１８を介して表面ガラス１９が取り付けられている。ベゼル１８は、衛星信号の受信性能を向上させるためにセラミックス等の非金属材料で構成される。外装ケース１７の裏面側の開口には、裏蓋２０が取り付けられている。外装ケース１７の内部には、ムーブメント２１、ソーラーセル２２、ＧＰＳアンテナ２３、二次電池２４等が配置されている。

ムーブメント２１は、ステップモーターや輪列２１１を含んで構成されている。ステップモーターは、モーターコイル２１２、ステーター、ローター等で構成されており、輪列２１１や回転軸１３を介して指針１２を駆動する。ムーブメント２１の裏蓋２０側には、回路基板２５が配置されている。回路基板２５は、コネクター２６を介してアンテナ基板２７及び二次電池２４と接続されている。

回路基板２５には、ＧＰＳアンテナ２３で受信した衛星信号を処理する受信回路を含むＧＰＳ受信回路３０、ステップモーターの駆動制御等の各種の制御を行う制御回路４０等が取り付けられている。ＧＰＳ受信回路３０や制御回路４０は、シールド板２９に覆われており、二次電池２４から供給される電力で駆動される。

ソーラーセル２２は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光発電を行う光発電素子である。ソーラーセル２２は、発生した電力を出力するための電極を備え、文字板１１の裏面側に配置されている。文字板１１の大部分は、光が透過し易い材料で形成されているから、ソーラーセル２２は、表面ガラス１９及び文字板１１を透過した光を受光して光発電を行うことができる。

二次電池２４は、電子機器１００の電源であり、ソーラーセル２２で発生した電力を蓄積する。電子機器１００では、ソーラーセル２２の二つの電極と二次電池２４の二つの電極とをそれぞれ電気的に接続することが可能であり、接続時には、ソーラーセル２２の光発電によって二次電池２４が充電される。なお、本実施形態では、二次電池２４として、携帯機器に好適なリチウムイオン電池を用いているが、リチウムポリマー電池や他の二次電池を用いてもよいし、二次電池とは異なる蓄電体（例えば容量素子）を用いてもよい。

ＧＰＳアンテナ２３は、１．５ＧＨｚ帯のマイクロ波を受信するアンテナであり、文字板１１の裏面側に配置され、裏蓋２０側のアンテナ基板２７上に実装されている。文字板１１に直交する方向において、ＧＰＳアンテナ２３と重なる文字板１１の部分は、１．５ＧＨｚ帯のマイクロ波が透過し易い材料（例えば、導電率及び透磁性の低い非金属の材料）で形成されている。また、ＧＰＳアンテナ２３と文字板１１との間には電極を備えたソーラーセル２２が介在しない。よって、ＧＰＳアンテナ２３は、表面ガラス１９及び文字板１１を透過した衛星信号を受信することができる。

ところで、ＧＰＳアンテナ２３とソーラーセル２２の距離が近いほど、ＧＰＳアンテナ２３とソーラーセル２２内の金属部材が電気的に結合してロスが発生したり、ＧＰＳアンテナ２３の放射パターンがソーラーセル２２に遮られて小さくなったりする。そのため、受信性能が劣化しないように、実施形態では、ＧＰＳアンテナ２３とソーラーセル２２との距離が所定値以上になるように配置されている。

また、ＧＰＳアンテナ２３は、ソーラーセル２２以外の金属部材との距離も所定値以上となるように配置されている。例えば、外装ケース１７やムーブメント２１が金属部材で構成されている場合、ＧＰＳアンテナ２３は、外装ケース１７との距離及びムーブメント２１との距離がともに所定値以上になるように配置される。なお、ＧＰＳアンテナ２３としては、パッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）、ヘリカルアンテナ、チップアンテナ、逆Ｆアンテナ等を採用可能である。

ＧＰＳ受信回路３０は、二次電池２４に蓄積された電力で駆動される負荷であり、各回の駆動毎に、ＧＰＳアンテナ２３を通じてＧＰＳ衛星からの衛星信号の受信を試み、受信に成功した場合には、取得した軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の情報を制御回路４０へ供給し、失敗した場合には、その旨の情報を制御回路４０へ供給する。なお、ＧＰＳ受信回路３０の構成は、公知のＧＰＳ受信回路の構成と同様であるため、その説明を省略する。

図３は、電子機器１００の回路構成を示すブロック図である。この図に示すように、電子機器１００は、ソーラーセル２２と、二次電池２４と、ＧＰＳ受信回路３０と、制御回路４０と、ダイオード４１と、充電制御用スイッチ４２と、充電状態検出回路４３と、電圧検出回路４４と、時計部５０とを備えている。なお、本発明における発電状態検出回路は、充電状態検出回路４３と、電圧検出回路４４とから構成される。

制御回路４０は、衛星信号受信装置を備える電子機器１００を制御するためのＣＰＵで構成されている。この制御回路４０は、後述するように、ＧＰＳ受信回路３０を制御して受信処理を実行する。また、制御回路４０は、充電状態検出回路４３、電圧検出回路４４の動作を制御する。

ダイオード４１は、ソーラーセル２２と二次電池２４とを電気的に接続する経路に設けられ、ソーラーセル２２から二次電池２４への電流（順方向電流）を遮断せずに、二次電池２４からソーラーセル２２への電流（逆方向電流）を遮断する。なお、順方向電流が流れるのは、二次電池２４の電圧よりもソーラーセル２２の電圧が高い場合、すなわち充電時に限られる。また、ダイオード４１に代えて電界効果トランジスター（ＦＥＴ）を採用してもよい。

充電制御用スイッチ４２は、ソーラーセル２２から二次電池２４への電流の経路を接続及び切断するものであり、ソーラーセル２２と二次電池２４とを電気的に接続する経路に設けられたスイッチング素子４２１を備えている。スイッチング素子４２１がオフ状態からオン状態に遷移するとオン（接続）し、スイッチング素子４２１がオン状態からオフ状態へ遷移するとオフ（切断）する。
例えば、過充電により電池特性が劣化する状態にならないよう、二次電池２４の電池電圧が所定値以上となる場合には、充電制御用スイッチ４２をオフする

スイッチング素子４２１は、ｐチャネル型のトランジスターであり、ゲート電圧Ｖｇ１がローレベルの場合にはオン状態となり、ハイレベルの場合にはオフ状態となる。ゲート電圧Ｖｇ１は、制御回路４０に制御される。

充電状態検出回路４３は、充電状態の検出タイミングを指定する２値の制御信号ＣＴＬ１に基づいて作動し、ソーラーセル２２から二次電池２４への充電の状態（充電状態）を検出し、検出結果ＲＳ１を制御回路４０へ出力する。充電状態は「充電中」または「非充電中」であり、その検出は電池電圧ＶＣＣと充電制御用スイッチ４２がオンのときのソーラーセル２２のＰＶＩＮとに基づいて行われる。例えば、ダイオード４１の降下電圧をＶｔｈとし、スイッチング素子４２１のオン抵抗を無視したとき、ＰＶＩＮ−Ｖｔｈ＞ＶＣＣの場合には「充電中」と判定し、ＰＶＩＮ−Ｖｔｈ≦ＶＣＣの場合には「非充電中」と判定することができる。

本実施形態では、制御信号ＣＴＬ１は、周期が１秒のパルス信号であり、充電状態検出回路４３は、制御信号ＣＴＬ１がハイレベルの期間において充電状態の検出を行う。つまり、充電状態検出回路４３は、充電制御用スイッチ４２を接続状態に維持したまま、充電状態の検出を１秒周期で繰り返し行う。

なお、充電状態の検出を間欠的に行うのは、充電状態検出回路４３の消費電力量を低減するためである。この低減が不要であれば、充電状態が連続的に検出されるようにしてもよい。充電状態検出回路４３は、例えば、コンパレーター、Ａ／Ｄコンバーター等を用いて構成することができる。

電圧検出回路４４は、電圧の検出タイミングを指定する２値の制御信号ＣＴＬ２に基づいて作動し、この制御信号ＣＴＬ２により充電制御用スイッチ４２がオフとされた期間においてソーラーセル２２の端子電圧ＰＶＩＮ、すなわちソーラーセル２２の開放電圧を検出する。また、電圧検出回路４４は、開放電圧の検出結果ＲＳ２を制御回路４０へ出力する。

時計部５０は、ムーブメント２１を備え、二次電池２４に蓄積された電力で駆動されて計時処理を行う。計時処理では、時刻を計時する一方、計時時刻に応じた時刻（表示時刻）を電子機器１００の表面に表示させる。

［制御回路の動作］
このような電子機器１００における制御回路４０の動作について、図４のフローチャートに基づき説明する。
制御回路４０は、毎日１２時０分０秒に制御を始める。先ず、制御回路４０は、一定周期で充電状態検出回路４３を作動する（ＳＡ１）。本実施形態では、図５に示すように、制御回路４０は、１秒間隔の制御信号ＣＴＬ１を出力し、充電状態検出回路４３を作動している。制御信号ＣＴＬ１が入力されると、充電状態検出回路４３は、充電状態であるか否かを示す検出結果ＲＳ１を制御回路４０に出力する。このため、制御回路４０は、充電中であるか否かを判定する（ＳＡ２）。なお、充電制御用スイッチ４２は、後述するように、電圧検出回路４４が作動されるタイミングのみオフに切り替えられる。

［非充電状態での制御］
電子機器１００に当たる光が暗く、ソーラーセル２２で発電が行われていない場合、充電状態検出回路４３は「非充電中」の検出結果ＲＳ１を制御回路４０に出力する。この場合、制御回路４０は充電中ではない（ＳＡ２：Ｎｏ）と判定し、制御回路４０からはローレベルの制御信号ＣＴＬ２を出力する。
従って、ＳＡ２でＮｏと判定された場合、制御回路４０は、電子機器１００が屋外に配置されておらず、ＧＰＳ信号の受信に適した場所に配置されていない可能性が高いと判断できる。

［充電状態での制御］
一方、制御回路４０は、ＳＡ２で充電状態である（ＳＡ２：Ｙｅｓ）と判定された場合、電圧検出回路４４を作動する（ＳＡ３）。この際、前述の通り、充電制御用スイッチ４２は、制御回路４０によってオフ状態に切り替えられる。すなわち、制御回路４０は、充電状態検出回路４３で充電中であることを検出すると、１秒間隔の制御信号ＣＴＬ２を出力し、電圧検出回路４４を作動する。この際、充電制御用スイッチ４２は、制御回路４０からの制御信号ＣＴＬ２によってオフ状態に制御されるので、ソーラーセル２２及び電圧検出回路４４は、二次電池２４とは切り離される。このため、電圧検出回路４４は、二次電池２４の充電電圧の影響を受けることなく、ソーラーセル２２に当たる光の照度に対応する開放電圧を検出できる。
なお、充電制御用スイッチ４２がオフ状態では充電状態検出回路４３によって充電状態を検出できない。このため、制御回路４０は、充電状態検出回路４３に対する制御信号ＣＴＬ１の出力タイミングと、電圧検出回路４４に対する制御信号ＣＴＬ２の出力タイミングとが一致しないように、制御信号ＣＴＬ１と制御信号ＣＴＬ２の出力タイミングをずらしている。

本実施形態では、電圧検出回路４４で検出される開放電圧は、図６に示すように、ソーラーセル２２における照度が高くなるほど高くなる。
また、電圧検出回路４４として、ソーラーセル２２の開放電圧の代わりにソーラーセル２２の短絡電流を検出することで、ソーラーセル２２に当たる照度を検出する構成を用いてもよい。すなわち、図７に示すように、ソーラーセル２２における照度が高くなるほど高くなる短絡電流が検出される構成を適用してもよい。なお、短絡電流を検出する構成においても、開放電圧を検出する構成と同様に、充電制御用スイッチ４２をオフにしてソーラーセル２２と二次電池２４とを電気的に切断することで、二次電池２４の影響を受けないようにする必要がある。
このような開放電圧及び短絡電流は、ソーラーセル２２における出力値と相関関係がある。そこで、本実施形態では、検出値として開放電圧や短絡電流を検出している。

制御回路４０は、電圧検出回路４４から出力される検出結果ＲＳ２により、開放電圧に対応する検出レベルを判定する（ＳＡ４）。本実施形態では、制御回路４０は検出レベルを図８に示す関係に基づいて判定する。なお、図８における開放電圧と照度は、各検出レベルにおける下限値を表したものである。例えば、制御回路４０は、開放電圧が５．６Ｖ以上５．８Ｖ未満の場合、検出レベルが「７」であり、５．９Ｖ以上６．２Ｖ未満の場合、検出レベルが「９」であると判定する。

図４に示すように、制御回路４０は、ＳＡ４で得られた検出レベルが、１秒間隔での電圧検出に基づいて２回連続して、予め設定された閾値である閾レベル以上か否かを判定する（ＳＡ５）。ここで、閾レベルとソーラーセルでの開放電圧との関係は、図８に示す関係に基づいて、予め設定されている。つまり、ソーラーセル２２に当たる光の照度が予め設定された照度閾値レベル以上である高照度状態であるか、照度閾値レベルよりも低い低照度状態であるかを判定するための閾値は、この図に基づいて設定されている。但し、閾レベルとソーラーセルでの開放電圧との関係は、図８に示す関係に限定されず、適宜設定することができる。また、後述するように、閾値はそのレベルが高くなったり低くなったりするが、本実施形態では、初期状態の閾レベルを「７」と規定している。蛍光灯下においてソーラーセル２２に照射された場合の光の照度は通常５００〜１０００ルクスであるのに対し、直射日光がソーラーセル２２に照射された場合の光の照度は通常１００００ルクスを超える。そこで、ソーラーセル２２に１００００ルクスの光を当てた場合に対応する検出レベルである「７」を、初期状態の閾レベルとして規定している。

ＳＡ５でＮｏと判定された場合（低照度状態である場合）、制御回路４０は、電子機器１００が屋外に配置されておらず、ＧＰＳ信号の受信に適した場所に配置されていない可能性が高いと判断できる。
すなわち、電子機器１００が屋外に配置され、かつ、昼間であれば、ソーラーセル２２には、閾レベル以上の光が１秒以上継続して照射されるはずである。従って、１秒間隔で開放電圧を検出した場合、２回以上連続して閾レベル以上の開放電圧を検出した場合には、電子機器１００が屋外に配置されている可能性が高いと判断できる。
一方、２回以上連続して閾レベル以上の開放電圧を検出できない場合には、例えば、電子機器１００である腕時計を装着した人が、屋内を移動しているために開放電圧が１回も閾レベル以上とならない場合や、建物の窓から瞬間的に直射日光がソーラーセル２２に当たったために２回以上連続して閾レベル以上とはならない場合等が想定される。このような条件では、ＧＰＳ衛星信号を感度よく受信することが難しい。
従って、本実施形態では、ＳＡ５において、２回連続して検出レベルが閾レベル以上であるかを判断している。なお、このような判定としては、２回連続して検出レベルが閾レベル以上であるかを判断するものに限定されない。例えば、３回以上連続して検出レベルが閾レベル以上であることを条件としてもよいし、あるいは、検出レベルが閾レベル以上であることを１回検出したことを条件としてもよい。

ＳＡ２及びＳＡ５のいずれかでＮｏと判定された場合には、現在の時刻が、制御回路４０が制御を始めた日の翌日の１１時５９分５９秒以前か否か判定する（ＳＡ６）。このようにして、制御回路４０は、受信処理を行わずに、予め設定された発電状態検出時間が経過したか否か判定する。この場合、発電状態検出時間は２４時間である。そして、ＳＡ６でＮｏと判定された場合は、ＳＡ１に戻り、一定周期で充電状態検出回路４３を作動する。

一方で、ＳＡ６でＹｅｓと判定された場合（高照度状態である場合）は、閾レベルを１レベル低くなるように設定し直して（ＳＡ７）、処理を終了し、次に制御回路４０での処理が開始される制御再開時間まで待機状態に移行する。ここで、制御再開時間は一秒後の１２時０分０秒である。このように検出レベルが閾レベル未満の状態が発電状態検出時間（例えば２４時間）以上の間継続した場合には、閾レベルを１レベル低くなるように設定し直すことで、検出レベルが閾レベル以上となりやすくなる。このように、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる条件をより緩くしたため、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる機会を設けることができる。

このように、ＳＡ６でＹｅｓと判定される場合としては様々な場合が想定されるが、ここでは、電子機器１００のソーラーセル２２の使用期間が長く、ソーラーセル２２の劣化が進んだ場合について説明する。
図９は、各検出レベルにおけるソーラーセル２２での開放電圧、及び、ソーラーセル２２の使用日数に応じたソーラーセル２２に当たる光の照度との関係を示す図である。また、図１０は、ソーラーセル２２に１００００ルクスの光を当てた場合のソーラーセル２２の使用日数と開放電圧との関係を示すグラフである。さらに、図１１は、ソーラーセル２２に１００００ルクスの光を当てた場合のソーラーセル２２の使用日数と短絡電流との関係を示すグラフである。

図９〜図１１に示すように、ソーラーセル２２の使用日数が長くなれば、ソーラーセル２２が劣化して電力変換効率が落ちる。このため、ソーラーセル２２に同じ照度の光が当たっても、電圧検出回路４４で使用日数が長くなると開放電圧がより低くなり、制御回路４０で判定される検出レベルも低くなってしまう。このような場合には、閾レベルを固定してしまうと、制御回路４０によって電子機器１００が屋外に配置されていることを適切に判定できないため、問題が生じる。
本実施形態では、このようにソーラーセル２２の劣化が進み、１００００ルクスの光が当たっても、検出レベルが低くなって閾レベル以上とならず、受信処理が行われない場合に、閾レベルを徐々に低くしているので、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる機会を設けることができる。

一方で、ＳＡ５でＹｅｓと判定された場合には、前述の通り、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した状態になっていると予測できるので、制御回路４０は、ＧＰＳ受信回路３０を作動してＧＰＳ衛星の受信を開始する（ＳＡ８）。
なお、ＳＡ８で開始される受信処理は、所定の条件に該当した際に自動的に行われる自動受信処理である。この自動受信処理では、測時モードでの受信処理が行われる。すなわち、測位モードでは、位置を検出するために３個以上のＧＰＳ衛星から信号を受信しなければならず、受信処理時間も長くなる。このため、信号受信が終了するまで電子機器１００を屋外に配置しておくことが好ましいが、自動受信処理では利用者が受信中であることに気がつかず、受信中であっても屋内に移動してしまうおそれもある。このため、測位モードでの受信は、利用者が意図して受信操作を行った場合のみ、つまり強制受信処理時のみ行うことが好ましい。
一方、測時モードでは、１つのＧＰＳ衛星からの信号受信でも時刻情報を取得でき、受信処理時間も短くできる。従って、利用者が意図しなくても、受信処理を実行することができ、自動受信処理に適している。

また、受信処理中は、アンテナ基板２７の上面に指針１２があると受信感度に影響するため、アンテナ基板２７の上面に指針１２が重ならないようにモーターを制御することが好ましい。

制御回路４０は、図４に示すように、ＳＡ８で開始される受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に成功したか否かを判定する（ＳＡ９）。
なお、ＧＰＳ受信回路３０では、先ず、ＧＰＳ衛星の検索を行い、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号を検出する。そして、ＧＰＳ衛星信号を検出した場合には、引き続きＧＰＳ衛星信号の受信を継続し、時刻情報を受信する。このように時刻情報を受信できた場合には、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に成功したと判定する。それ以外の場合、すなわち、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されない場合や、時刻情報を受信できなかった場合には、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗したと判定する。
受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に成功した（ＳＡ９：Ｙｅｓ）と判定された場合には、処理を終了し、制御再開時間である翌日の１２時０分０秒まで待機状態に移行する。

一方で、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した（ＳＡ９：Ｎｏ）と判定された場合には、閾レベルを１レベル高くなるように設定し直して（ＳＡ１０）、処理を終了し、制御再開時間である翌日の１２時０分０秒まで待機状態に移行する。このようにすれば、翌日の１２時０分０秒からＳＡ１の処理を再開する場合に、閾レベルが１レベル高くなることで、検出レベルが閾レベル以上となりにくくなる。より具体的には、屋内に配置された電子機器１００に照明の光が非常に強く照射され、検出レベルが閾レベル以上となっていたために受信処理が行われた場合には、受信に失敗するために閾レベルが１レベルずつ高くなる。そして、このように閾レベルが１レベルずつ高くなることで、いずれは照明の光では検出レベルが閾レベル以上とはならなくなり、屋外に移動して直射日光が照射した場合のみ閾レベル以上となる。このようにして、電子機器１００を使用する人の生活環境に合わせて閾レベルの最適化を図ることができる。以上のように、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した場合に、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる条件をより厳しくすることにより、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境でＧＰＳ受信回路３０を作動させることとなる。

このような第１実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
制御回路４０は、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した場合に、閾レベルを１レベル高くなるように設定し直している。このような場合、閾レベルが１レベル高くなることで、検出レベルが閾レベル以上となりにくくなる。このように、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した場合に、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる条件をより厳しくすることにより、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境でＧＰＳ受信回路３０を作動させることとなる。そのため、ソーラーセル２２を利用してＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境か否かを精度よく判断でき、消費電力を抑制できる。

また、制御回路４０は、検出レベルが閾レベル未満の状態が発電状態検出時間以上の間継続した場合には、閾レベルを１レベル低くなるように設定し直している。このような場合には、閾レベルが１レベル低くなることで、検出レベルが閾レベル以上となりやすくなる。このように、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる条件をより緩くしたため、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる機会を設けることができる。このようにすれば、ソーラーセル２２を利用してＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境か否かを精度よく判断でき、消費電力を抑制できる。

制御回路４０での処理が終了した場合には、制御再開時間である翌日の１２時０分０秒まで待機状態に移行するので、必要以上にＧＰＳ受信回路３０が作動することを防止できる。そのため、消費電力を更に抑制できる。

電圧検出回路４４は、充電制御用スイッチ４２を切断した状態でソーラーセル２２の開放電圧を検出している。このため、電圧検出回路４４は、二次電池２４の影響を受けることなく、ソーラーセル２２の開放電圧を高精度に検出できる。このため、ソーラーセル２２の開放電圧つまりソーラーセル２２における照度をより高精度に検出でき、ソーラーセル２２を利用した屋内外判定を、二次電池２４の電圧や充電状態で判定する場合に比べて高精度に行うことができる。

そして、電圧検出回路４４で電子機器１００が屋外に配置されていると検出された場合のみ受信が行われるため、衛星信号の受信に短時間で成功する確率を高めることができ、受信処理を効率的に行うことができる。従って、電子機器１００が屋内に配置されて、衛星信号を受信できない環境で受信処理が行われることを未然に防止でき、無駄な電力消費を防止できる。

また、制御回路４０は、充電状態検出回路４３で充電状態が検出されている場合のみ、電圧検出回路４４を作動しているので、充電が行われていない状態つまり光がソーラーセル２２に照射していない状態で電圧検出回路４４が作動されることがなく、無駄な電力消費を防止できる。

充電状態検出回路４３による充電状態の検出処理を１秒間隔で行い、電圧検出回路４４による発電状態の検出処理は充電状態検出回路４３によって充電中であると判定された場合のみ実行されるので、電圧検出回路４４の作動時間つまりは充電制御用スイッチ４２がオフされる時間を最小限に抑えることができる。このため、ソーラーセル２２による充電効率の低下も抑えることができる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態の電子機器の構造は、前記第１実施形態と同様であるから、その詳細な説明は省略または簡略化する。

図１２は、第２実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。
本実施形態では、前記第１実施形態に対して、（i）制御回路４０が、毎日１２時０分０秒及び０時０分０秒に制御を始める点、（ii）受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗したと判定された場合に、更にＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていたか否かを判定した上で、閾レベルを設定し直す点が異なるのみである。制御回路でのＳＢ１〜ＳＢ９の処理については、前記第１実施形態におけるＳＡ１〜ＳＡ９の処理と同様である。

本実施形態では、制御回路４０が、毎日１２時０分０秒及び０時０分０秒に制御を始めるように設定されている。このように、本発明では制御回路４０が受信制御を始める頻度は、特に限定されない。そこで、この頻度は、消費電力等を考慮して、適宜設定することができる。
また、制御回路４０は、前記第１実施形態におけるＳＡ１〜ＳＡ６の処理と同様の処理であるＳＢ１〜ＳＢ６の処理を１秒間隔で繰り返すが、発電状態検出時間は１２時間に設定されている。
さらに、制御回路４０での処理を終了した場合には、制御再開時間である次の１２時０分０秒または０時０分０秒からＳＢ１の処理を再開する。

本実施形態では、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した（ＳＢ９：Ｎｏ）と判定された場合に、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていたか否かを判定する（ＳＢ１０）。
そして、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていなかった（ＳＢ１０：Ｎｏ）と判定された場合には、閾レベルを１レベル高くなるように設定し直して（ＳＢ１１）、処理を終了し、制御再開時間である次の１２時０分０秒または０時０分０秒まで待機状態に移行する。
一方、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていた（ＳＢ１０：Ｙｅｓ）と判定された場合には、閾レベルはそのままにして、処理を終了し、制御再開時間である次の１２時０分０秒または０時０分０秒まで待機状態に移行する。なお、ＧＰＳ衛星信号の受信レベルが所定レベル以上であれば、ＧＰＳ衛星信号が検出されたと判定する。また、ＧＰＳ衛星信号を検出できる衛星が少なくとも１つあれば、ＧＰＳ衛星信号が検出されたと判定しているが、ＧＰＳ衛星信号が検出されたと判定するのに必要な衛星の数は特に限定されない。

このような第２実施形態によれば、前記第１実施形態で得られる作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。
制御再開時間が次の１２時０分０秒または０時０分０秒であり、毎日２回であることにより、毎日１回の場合と比較して早く閾値の最適化を図ることができる。
受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗したとしても、ＧＰＳ衛星信号を検出していた場合には、例えば、受信処理を開始した直後にビルの陰に入ってしまった等、他の要因により受信に失敗した可能性が高く、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境にあった可能性が高いといえる。そこで、制御回路４０は、仮にＧＰＳ衛星信号の受信に失敗したとしても、ＧＰＳ衛星信号が検出されていた場合には、閾レベルを変更する必要はないとみなしている。そして、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されない場合のみ、閾レベルを１レベル高くなるように設定し直すこととしている。このようにすれば、衛星信号の受信に適した環境か否かをより精度よく判断できる。

［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態の電子機器の構造は、前記第１実施形態と同様であるから、その詳細な説明は省略または簡略化する。

図１３は、第３実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。
本実施形態では、前記第１実施形態に対して、（i）受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗したと判定された場合に、更にＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていたか否かを判定した上で、閾レベルを設定し直す点、（ii）ＧＰＳ衛星信号の受信処理を所定の時間間隔で実行するにあたり、ＧＰＳ受信回路３０がＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合の前記時間間隔を第一時間間隔とし、ＧＰＳ受信回路３０がＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した場合の前記時間間隔を第二時間間隔とした場合に、前記第一時間間隔を、前記第二時間間隔よりも長くする点が異なるのみである。制御回路でのＳＣ１〜ＳＣ９の処理については、前記第１実施形態におけるＳＡ１〜ＳＡ９の処理と同様である。

本実施形態では、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した（ＳＣ９：Ｎｏ）と判定された場合に、更にＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていたか否かを判定した上で（ＳＣ１０）、閾レベルを設定し直すが、このような制御回路でのＳＣ１０及びＳＣ１１の処理については、前記第２実施形態におけるＳＢ１０及びＳＢ１１の処理と同様である。

本実施形態では、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に成功した（ＳＣ９：Ｙｅｓ）と判定された場合には、処理を終了し、制御再開時間である翌々日の１２時０分０秒まで待機状態に移行する。これに対し、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した（ＳＣ９：Ｎｏ）と判定された場合、或いは、ＳＣ６でＹｅｓと判定された場合には、ＳＣ７、ＳＣ１０またはＳＣ１１の処理の後に、処理を終了し、制御再開時間である翌日の１２時０分０秒まで待機状態に移行する。このように、ＧＰＳ衛星信号の受信処理を所定の時間間隔で実行するにあたり、ＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合の第一時間間隔を、受信に失敗した場合の第二時間間隔よりも長くしている。
なお、衛星信号受信装置を電子機器１００としてのクオーツ時計に組み込み、ＧＰＳ衛星信号を受信して時刻情報を修正する場合、クオーツ時計の時刻精度により、ＧＰＳ衛星信号を受信して時刻を修正した場合は、その後数日間は電子機器の時刻精度を十分に保つことができる。このため、暫く衛星信号を受信する必要は低くなる。一方、受信処理により衛星信号の受信に失敗した場合には、時間をあけずに衛星信号を受信する必要が高まる。
そこで、本実施形態では、ＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合の第一時間間隔を、受信に失敗した場合の第二時間間隔よりも長くしている。このようにすれば、ＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合は、次にＧＰＳ衛星信号を受信するまでの時間を長くでき、必要以上に受信回路が作動することを防止でき、消費電力を更に抑制できる。

このような第３実施形態によれば、前記第１実施形態及び前記第２実施形態で得られる作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。
制御回路４０での受信処理の実行間隔を、ＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合の第一時間間隔を、受信に失敗した場合の第二時間間隔よりも長くすることで、ＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合は、次にＧＰＳ衛星信号を受信するまでの時間を長くでき、必要以上に受信回路が作動することを防止でき、消費電力を更に抑制できる。

［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態の電子機器の構造は、前記第１実施形態と同様であるから、その詳細な説明は省略または簡略化する。

図１４は、第４実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。
本実施形態では、前記第１実施形態に対して、（i）検出値がソーラーセルの出力値が継続して所定値以上となっている時間である発電判定時間であり、閾値がこの発電判定時間である点が異なるのみである。つまり、前記第１実施形態と本実施形態とは、主として、ＳＡ５の処理に代えてＳＤ５の処理をしている点で相違する。制御回路でのＳＤ１〜ＳＤ４、ＳＤ６、ＳＤ８及びＳＤ９の処理については、前記第１実施形態におけるＳＡ１〜ＳＡ４、ＳＡ６、ＳＡ８及びＳＡ９の処理と同様である。

本実施形態では、制御回路４０は、１秒間隔での電圧検出に基づいて、判定回数（例えば１０回）以上連続して検出レベルが閾レベル以上であったかを判定する（ＳＤ５）。ここで、判定回数は予め設定されている。なお、１秒間隔で開放電圧を検出した場合には、判定回数と発電判定時間との関係は図１５に示す通りとなる。例えば、判定回数が「５」であれば発電判定時間は「５」秒であり、判定回数が「１０」であれば発電判定時間は「１０」秒である。このように電圧検出の間隔が一定である以上、判定回数と発電判定時間との間には相関関係がある。但し、判定回数と発電判定時間との関係は、図１５に示す関係に限定されず、電圧検出の間隔に応じて変化する。例えば、２秒間隔で開放電圧を検出した場合には、判定回数が「５」であれば発電判定時間は「１０」秒となる。また、後述するように、判定回数はその回数が多くなったり少なくなったりするが、本実施形態では、初期状態の判定回数を「１０」（発電判定時間を「１０」秒）と規定している。

ＳＤ５でＮｏと判定された場合、制御回路４０は、電子機器１００がＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境に配置されていない可能性が高いと判断できる。
すなわち、電子機器１００が屋外に配置され、かつ、昼間であれば、ソーラーセル２２には、閾レベル以上の光が発電判定時間にわたり継続して照射されるはずである。従って、１秒間隔で開放電圧を検出した場合、判定回数以上連続して閾レベル以上の開放電圧を検出する。
一方、判定回数以上連続して閾レベル以上の開放電圧を検出できない場合には、例えば、車両等での移動中でビルの陰に入ってしまった場合等が想定される。このような条件では、ＧＰＳ衛星信号の受信に失敗する可能性が高くなる。

本実施形態では、ＳＤ６でＹｅｓと判定された場合は、判定回数を１回少なくなるように設定し直して（ＳＤ７）、処理を終了し、次に制御回路４０での処理が開始される制御再開時間まで待機状態に移行する。ここで、制御再開時間は翌日の１２時０分０秒である。このように判定回数以上検出レベルが閾レベル未満の状態が発電状態検出時間以上の間継続した場合には、判定回数を１回少なくなるように設定し直すことで、判定回数以上連続して検出レベルが閾レベル以上となりやすくなる。このように、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる条件をより緩くしたため、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる機会を設けることができる。

本実施形態では、受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した（ＳＤ９：Ｎｏ）と判定された場合には、判定回数を１回多くなるように設定し直して（ＳＤ１０）、処理を終了し、制御再開時間である翌日の１２時０分０秒まで待機状態に移行する。このようにすれば、翌日の１２時０分０秒からＳＤ１の処理を再開する場合に、判定回数が１回多くなることで、判定回数以上継続して検出レベルが閾レベル以上となりにくくなる。このように、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる条件をより厳しくしたため、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境でＧＰＳ受信回路３０を作動させることとなる。

このような第４実施形態によれば、前記第１実施形態で得られる作用効果の他に、以下の作用効果が得られる。
判定回数が１回多くなることで、判定回数以上継続して検出レベルが閾レベル以上となりにくくなる。このように、ＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した場合に、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる条件をより厳しくすることにより、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境でＧＰＳ受信回路３０を作動させることとなる。そのため、ソーラーセル２２を利用してＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境か否かを精度よく判断でき、消費電力を抑制できる。

［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態の電子機器の構造は、前記第１実施形態と同様であるから、その詳細な説明は省略または簡略化する。

図１６は、第５実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。
本実施形態では、前記第４実施形態に対して、（i）制御回路４０が、毎日１２時０分０秒及び０時０分０秒に制御を始める点、（ii）受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗したと判定された場合に、更にＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていたか否かを判定した上で、閾レベルを設定し直す点が異なるのみである。制御回路でのＳＥ１〜ＳＥ９の処理については、前記第４実施形態におけるＳＤ１〜ＳＤ９の処理と同様である。
また、制御回路でのＳＥ１０及びＳＥ１１の処理については、前記第２実施形態におけるＳＢ１０及びＳＢ１１の処理と同様である。

このような第５実施形態によれば、前記第１実施形態、前記第２実施形態及び前記第４実施形態で得られる作用効果と同様の効果が得られる。

［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、本実施形態の電子機器の構造は、前記第１実施形態と同様であるから、その詳細な説明は省略または簡略化する。

図１７は、第６実施形態における制御回路での処理を示すフローチャートである。
本実施形態では、前記第４実施形態に対して、（i）受信処理によりＧＰＳ衛星信号の受信に失敗したと判定された場合に、更にＧＰＳ受信回路３０でＧＰＳ衛星信号が検出されていたか否かを判定した上で、閾レベルを設定し直す点、（ii）ＧＰＳ衛星信号の受信処理を所定の時間間隔で実行するにあたり、ＧＰＳ受信回路３０がＧＰＳ衛星信号の受信に成功した場合の前記時間間隔を第一時間間隔とし、ＧＰＳ受信回路３０がＧＰＳ衛星信号の受信に失敗した場合の前記時間間隔を第二時間間隔とした場合に、前記第一時間間隔を、前記第二時間間隔よりも長くする点が異なるのみである。制御回路でのＳＦ１〜ＳＦ８の処理については、前記第４実施形態におけるＳＤ１〜ＳＤ８の処理と同様である。
また、制御回路でのＳＦ９〜ＳＦ１１の処理については、前記第３実施形態におけるＳＣ９〜ＳＣ１１の処理と同様である。

このような第６実施形態によれば、前記第１実施形態、前記第３実施形態及び前記第４実施形態で得られる作用効果と同様の効果が得られる。

［他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、前記実施形態では、制御回路４０は、所定の条件を満たす場合には、閾値を変更しているが、制御回路４０は、閾値を低くする場合に限って設定し直すことができるようにしてもよい。このようにすれば、閾値が低くなることで、発電状態検出回路で検出された検出値が閾値以上となりやすくなる。そして、受信回路を作動させる条件をより緩くしたため、少なくとも受信回路を作動させる機会を設けることができる。
前記実施形態では、制御回路４０により閾値を制御しているが、閾値をボタン操作等により手動で変更できるようにしてもよい。
前記実施形態では、充電状態の検出を１秒間隔で行っていたが、この間隔に限定されず、例えば、０．５秒間隔、１０秒間隔や１分間隔に設定してもよい。
前記実施形態では、自動受信処理時には測時モードで受信し、測位モードでの受信は強制受信処理時のみに行う形態としたが、当然、測位モードでの受信を自動受信処理で行ってもよい。例えば、自動受信処理時の受信モードを利用者が予め選択できるようにしておき、測位モードが選択された場合には自動受信処理時に測位モードで受信し、測時モードが選択された場合には自動受信処理時に測時モードで受信すればよい。

前記実施形態では、所定の条件を満たす場合には、制御回路４０は、閾値を低くなるように設定し直している。このような場合、制御回路４０は、複数回連続して、前記閾値を低くなるように設定し直した場合には、ＧＰＳ受信回路３０、充電制御用スイッチ４２及び電圧検出回路４４をスリープ状態に移行させ、スリープ状態から通常状態に移行する状態を検出し、ＧＰＳ受信回路３０、充電制御用スイッチ４２及び電圧検出回路４４がスリープ状態から通常状態に移行する場合には、前記閾値を初期値に設定し直すことが好ましい。スリープ状態から通常状態に移行する状態としては、例えばボタン操作等によりスリープ状態を解除する操作がされた場合や、ソーラーセル２２に所定値以上の光が当たったことが検出された場合が挙げられる。

例えば、衛星信号受信装置を備える電子機器１００を光が当たらない場所で保管する場合には、制御回路４０は、複数回連続して、閾値を低くなるように設定し直すこととなる。このような場合、ＧＰＳ受信回路３０及び発電状態検出回路を作動させても無駄であるため、スリープ状態、つまり作動停止状態に移行することで、消費電力を低減できる。
また、このスリープ状態は、使用者がボタン操作することなどで解除できる。この場合、閾値がスリープ状態に移行する前のままであると低くなりすぎているために、無駄にＧＰＳ受信回路３０が作動することとなる。そこで、このように、スリープ状態から通常状態に移行する場合には、前記閾値を初期値に設定し直すことで、閾値が低くなりすぎていることにより必要以上に受信回路が作動することを抑制できる。このようにして、消費電力を更に抑制できる。

前記実施形態では、制御回路４０での処理が終了した場合には、制御再開時間まで待機状態に移行したが、待機状態に移行しないで制御回路４０での処理を再開してもよい。このような場合、制御回路４０は、ＧＰＳ受信回路３０の作動が終了した時点からの経過時間が、ＧＰＳ受信回路３０を作動させる間隔として設定される受信間隔設定時間以上であり、かつ、発電状態検出回路で検出された検出値が閾値以上となる場合のみ、ＧＰＳ受信回路３０を作動させることが好ましい。

このように、ＧＰＳ受信回路３０の作動が終了した時点からの経過時間が、受信間隔設定時間以上でない場合には、ＧＰＳ受信回路３０が作動しないようにすることで、必要以上に受信回路が作動することを防止できる。このようにして、消費電力を更に抑制できる。

前記実施形態では、制御回路４０は、ＧＰＳ受信回路３０で衛星信号の受信に１回失敗した場合に、閾値を高くなるように設定し直しているが、制御回路４０は、ＧＰＳ受信回路３０で衛星信号の受信に複数回連続して失敗した場合のみ、閾値を高くなるように設定し直すこととしてもよい。

このようにすれば、ＧＰＳ受信回路３０で衛星信号の受信に複数回連続して失敗した場合には、ＧＰＳ受信回路３０が衛星信号を受信できない環境にあると判定し、閾値を高くなるように設定し直しているため、例えば車両等での移動中にビルの陰に入ってしまった場合等のように、他の要因により必要以上に閾値が高くなることを抑制できる。このようにして、衛星信号の受信に適した環境か否かをより精度よく判断できる。

前記第２実施形態、前記第３実施形態、前記第５実施形態及び前記第６実施形態では、ＧＰＳ衛星信号を検出できる衛星が少なくとも１つあれば、ＧＰＳ衛星信号が検出されたと判定しているが、ＧＰＳ衛星信号が検出されたと判定するのに必要な衛星の数は特に限定されない。例えば、ＧＰＳ衛星信号が検出されたと判定するのに必要な衛星の数を、測時モードの場合には１とし、測位モードの場合には３としてもよい。
測時モードの場合にはＧＰＳ衛星信号を検出できる衛星が少なくとも１つあれば、ＧＰＳ衛星信号から時間情報を受信することができるのに対し、測位モードの場合にはＧＰＳ衛星信号を検出できる衛星が３つ以上なければ、ＧＰＳ衛星信号からの位置情報に基づき電子機器の位置を特定することができない。そこで、上記のようにすることで、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境か否かをより精度よく判断できる。

前記実施形態では、制御回路４０は、所定の条件を満たす場合には、閾値を変更しているが、この所定の条件は前述の条件に限定されない。
例えば、衛星信号の受信に連続して成功した場合に、閾値を高くなるように設定し直してもよい。衛星信号の受信に連続して成功するということは、電子機器１００が衛星信号をかなり受信しやすい環境で使用されている可能性が高いと判断できる。このような場合には、閾値を高くして、受信回数を制限することで、電池寿命を優先するようにしてもよい。
測時モードから測位モードへと変更した場合に、閾値を高くなるように設定し直したり、測位モードから測時モードへと変更した場合に、閾値を低くなるように設定し直してもよい。測時モードの場合と比較して測位モードの場合には、ＧＰＳ衛星信号をより受信しやすい環境であることが求められる。そこで、上記のようにすることで、ＧＰＳ衛星信号の受信に適した環境か否かをより精度よく判断できる。
また、上記と同様の観点から、測時モードの場合と測位モードの場合とで、それぞれ閾値を区別して、それぞれ管理してもよい。

前記実施形態では、発電状態検出回路でソーラーセル２２に当たる光の照度が高くなるほど高い値となる検出値を検出しているが、前記検出値はソーラーセル２２に当たる光の照度が高くなるほど高い値となるものに限定されない。すなわち、前記検出値はソーラーセル２２に当たる光の照度が高くなるほど低い値となるものであってもよい。なお、検出値がソーラーセル２２に当たる光の照度が高くなるほど低い値となる場合としては、例えば、ソーラーセル２２に当たる光の照度が高くなるほど、開放電圧等の出力値が低くなるようなデバイスを用いる場合が挙げられる。

本発明の衛星信号受信装置を備える電子機器１００は、腕時計（電子時計）に限定されず、例えば、携帯電話、登山等に用いられる携帯型のＧＰＳ受信機等、二次電池で駆動されて位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する装置に広く利用できる。
さらに、本発明では、ソーラーセル２２、二次電池２４、充電制御用スイッチ４２、電圧検出回路４４を備えることで、ソーラーセル２２に照射された光の照度を高精度に検出することができる。これらの構成による照度の検出機構は、衛星信号受信装置のみに利用されるものではなく、他の機器にも適用できる。特に、照度の検出によって、何らかの装置を起動する機器に適している。例えば、照度に応じて、照明をオン・オフしたり、照明の光量を変化させる機器や、照度に応じて受信を開始する長波の電波修正時計等に応用できる。

１００…電子機器、２２…ソーラーセル、３０…ＧＰＳ受信回路、４０…制御回路、４３…充電状態検出回路、４４…電圧検出回路。

Claims (7)

1. 位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信回路を有する衛星信号受信装置において、
   光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセルと、
   前記ソーラーセルの発電状態を検出する発電状態検出回路と、
   前記受信回路、発電状態検出回路を制御する制御回路とを備え、
   前記制御回路は、
   前記ソーラーセルに当たる光の照度が予め設定された照度閾値レベル以上である高照度状態であるか、前記照度閾値レベルよりも低い低照度状態であるかを判定するための閾値を設定し、前記発電状態検出回路で検出される検出値と前記閾値とを比較して高照度状態であると判定された場合のみ、前記受信回路を作動し、
   前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記閾値を変更する
   ことを特徴とする衛星信号受信装置。
2. 請求項１に記載の衛星信号受信装置において、
   前記発電状態検出回路で検出された検出値は、前記ソーラーセルの出力値であり、
   前記制御回路は、
   前記ソーラーセルの出力値と前記閾値とを比較して高照度状態であると判定された場合のみ、前記受信回路を作動し、
   前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記照度閾値レベルが低くなるように前記閾値を設定し直す
   ことを特徴とする衛星信号受信装置。
3. 請求項１に記載の衛星信号受信装置において、
   前記発電状態検出回路で検出された検出値は、前記ソーラーセルの出力値と前記照度閾値レベルに対応して設定された所定値とを比較して高照度状態であるか、低照度状態であるかを判定した場合に、前記ソーラーセルの出力値が継続して高照度状態となっている時間である発電判定時間であり、
   前記制御回路は、
   前記発電判定時間が予め設定された閾値以上である場合のみ、前記受信回路を作動し、
   前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記閾値を短くなるよう設定し直す
   ことを特徴とする衛星信号受信装置。
4. 請求項２または請求項３に記載の衛星信号受信装置において、
   前記制御回路は、
   複数回連続して、前記照度閾値レベルが低くなるように前記閾値を設定し直すか、または前記閾値を短くなるよう設定し直した場合には、前記受信回路及び前記発電状態検出回路をスリープ状態に移行させ、
   スリープ状態から通常状態に移行する状態を検出し、前記受信回路及び前記発電状態検出回路がスリープ状態から通常状態に移行する場合には、前記閾値を初期値に設定し直す
   ことを特徴とする衛星信号受信装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の衛星信号受信装置において、
   前記制御回路は、
   前記衛星信号の受信処理を所定の時間間隔で実行するとともに、
   前記受信回路が前記衛星信号の受信に成功した場合の前記時間間隔を第一時間間隔とし、
   前記受信回路が前記衛星信号の受信に失敗した場合の前記時間間隔を第二時間間隔とした場合に、
   前記第一時間間隔を、前記第二時間間隔よりも長くする
   ことを特徴とする衛星信号受信装置。
6. 位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信回路と、
   光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセルと、
   前記ソーラーセルの発電状態を検出する発電状態検出回路とを有する衛星信号受信装置の制御方法であって、
   前記ソーラーセルに当たる光の照度が予め設定された照度閾値レベル以上である高照度状態であるか、前記照度閾値レベルよりも低い低照度状態であるかを判定するための閾値を設定し、前記発電状態検出回路で検出される検出値と前記閾値とを比較して高照度状態であると判定された場合のみ、前記受信回路を作動し、
   前記発電状態検出回路で検出された検出値に基づいて検出された低照度状態が、予め設定された発電状態検出時間以上の間継続した場合には、前記閾値を変更する
   ことを特徴とする衛星信号受信装置の制御方法。
7. 請求項１から請求項６のいずれかに記載の衛星信号受信装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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