JP2016183878A - 電子機器、および電子機器の制御手段の初期化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】２次電池を使用した電子機器において、一時的な電圧低下でシステムが不用意に初期化されることを回避しつつ、充電電流が消費電流を下回った状態の継続に起因するシステムの暴走を防止する。
【解決手段】２次電池と、当該２次電池からの電力供給を受けて駆動する１または複数の他の回路の駆動制御を、当該２次電池からの電力供給を受けて実行する制御手段とを有する電子機器に、２次電池の電圧が制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第１の閾値電圧以下に下降しかつその状態が所定時間継続したことを契機として、制御手段に初期化を指示する初期化信号を予め定められたタイミングで出力する処理を開始し、２次電池の電圧が制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第２の閾値電圧以上に上昇したことを契機として初期化信号の出力を停止する初期化手段を設ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、２次電池を使用した電子機器に関する。

例えば太陽電池を備えた電子時計（以下、「ソーラーウォッチ」と呼ぶ）など、電源として２次電池を使用した電子機器が一般に普及している。この種の電子機器を暗所に置くなどして２次電池に対する充電が為されない状態で駆動させると、電源電圧が次第に低下する。この種の電子機器において電源電圧が、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の制御手段の正常動作が保証されている電圧の下限値（以下、動作保障電圧）を下回ると、正常な制御を行えず、暴走状態となってしまう場合がある。電源に対する充電と電力消費とが並列に行われる場合であっても、充電電流が消費電流を下回る状態が継続すれば、やはり暴走状態となる虞がある。また、電源に対する充電と電力消費とが並列に行われる場合には、充電と電力消費により電源電圧が動作保障電圧を跨いで脈動し、暴走の発生と暴走状態からの復帰が繰り返される虞がある。このような暴走の発生と暴走状態からの復帰の繰り返し（以下、「暴走状態の継続」という）を防止する技術が従来より種々提案されており、その一例としては特許文献１に開示の技術が挙げられる。特許文献１に開示の技術では、電源電圧が動作保証電圧より高く設定された電圧（以下、設定電圧）を下回ったときに、ＣＰＵ等に初期化を指示する初期化信号を周期的に出力してシステムを初期化することにより、暴走状態の継続が防止される。

特開２００６−１５３６６９号公報

しかし、特許文献１に開示の技術には、重負荷による一時的な電圧降下で電源電圧が設定電圧を下回った時に初期化信号が出力され、不用意にシステムが初期化される虞がある。例えば、アラーム付ソーラウォッチに特許文献１に開示の技術を適用した場合、アラーム鳴動による一時的な電圧降下によりシステムが初期化される、といった具合である。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、２次電池を使用した電子機器において、一時的な電圧低下でシステムが不用意に初期化されることを回避しつつ、暴走状態の継続を防止する技術を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、２次電池と、前記２次電池からの電力供給を受けて駆動する１または複数の他の回路の駆動制御を、前記２次電池の電力供給を受けて実行する制御手段と、前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第１の閾値電圧以下に下降しかつその状態が所定時間継続したことを契機として、前記制御手段に初期化を指示する初期化信号を予め定められたタイミングで出力する処理を開始し、前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第２の閾値電圧以上に上昇したことを契機として前記初期化信号の出力を停止する初期化手段と、を有することを特徴とする電子機器、を提供する。

このような電子機器によれば、１または複数の他の回路の何れかの駆動に起因して２次電池の電圧が第１の閾値電圧以下に下降しても、２次電池の電圧が当該第１の閾値電圧を下回る期間の時間長が所定時間よりも短ければ初期化信号は出力されない。このため、１または複数の他の回路の何れかの駆動に起因して２次電池の電圧が一時的に第１の閾値電圧を下回ったとしても、不用意に初期化が行われることはない。加えて、本発明の電子機器においては、２次電池の電圧が第２の閾値電圧以上に上昇するまでは初期化信号を予め定められたタイミングで出力する処理が継続されるため、暴走状態の継続を防止することができる。

本発明の別の態様としては、２次電池と、前記２次電池からの電力供給を受けて駆動する１または複数の他の回路と、前記１または複数の他の回路の駆動制御を前記２次電池からの電力供給を受けて実行する制御手段と、を有する電子機器における前記制御手段の初期化方法において、前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第１の閾値電圧以下に下降しかつその状態が所定時間継続したことを契機として前記制御手段に初期化を指示する初期化信号を予め定められたタイミングで出力する処理を開始し、前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第２の閾値電圧以上に上昇したことを契機として前記初期化信号の出力を停止することを特徴とする初期化方法を提供する態様が考えられる。このような初期化方法によっても、一時的な電圧低下でシステムが不用意に初期化されることを回避しつつ、暴走状態の継続を防止することができる。

本発明において第１の閾値電圧は、２次電池の電圧についての下降局面での閾値であり、第２の閾値電圧は２次電池の電圧についての上昇局面での閾値である。したがって、第２の閾値電圧を第１の閾値電圧と同じ値或いはより大きな値に設定しておくことが好ましい。

より好ましい態様においては、前記制御手段は、前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧を下回ったことを契機として前記１または複数の他の回路のうちの予め定められた回路の駆動を停止することを特徴とする。このような態様によれば、２次電池の電圧が第１の閾値電圧を下回ってからの電力消費を抑え、通常動作に復帰するまでの時間を短縮することができる。また、別の好ましい態様においては、前記制御手段は、前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧よりも高く定められた第３の閾値電圧を下回ったことを契機として前記１または複数の他の回路のうちの予め定められた回路の駆動を停止することを特徴とする。このような態様によれば、２次電池の電圧が第１の閾値電圧を下回るまでの時間を長くし、通常動作状態を長く保つことが可能になる。

別の好ましい態様においては、本電子機器の動作開始時またはシステム初期化後における閾値電圧（第４の閾値電圧）を定め、初期化手段には、本電子機器の動作開始時またはシステム初期化後、２次電池の電圧が当該第４の閾値電圧を超えて上昇するまで、予め定められたタイミングで初期化信号を出力する処理を実行させるようにしても良い。この第４の閾値電圧についても、制御手段の動作保障電圧より高く定めておく必要があることは勿論である。第４の閾値電圧については、第１および第２の閾値電圧の何れとも異なる値であっても良く、また、第１の閾値電圧と前記第２の閾値電圧の少なくとも一方と等しい値であっても良い。第４の閾値電圧を第２の閾値電圧と異なる値に定めれば、動作開始時またはシステム初期化後の電圧上昇局面とその後の電圧上昇局面とで異なる閾値電圧を用いて制御手段の初期化の要否を柔軟に判定することが可能になる。

より好ましい態様においては、前記所定時間は、前記２次電池への給電がない状態で本電子機器を作動させた場合において前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧から前記動作保障電圧まで低下する時間よりも短く定められていることを特徴とする。２次電池の電圧低下に起因する制御手段の暴走を確実に防止するためである。

より好ましい態様においては、予め定められた時間の計時を契機としてシステムを初期化するウォッチドックタイマーを有し、前記初期化手段は、前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧より高い場合には予め差定められたタイミングで前記ウォッチドックタイマーの計時をリセットする一方、前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧以下に下降した状態が前記所定時間以上継続した場合には、前記ウォッチドックタイマーの計時のリセットを見合わせることを特徴とする。電子時計などの電子機器には、ソフトウェアの暴走回避のためにウォッチドッグタイマーが設けられていることが多い。このような態様によれば、電子機器に設けられているウォッチドッグタイマーを利用して、２次電池を使用した電子機器において、一時的な電圧低下でシステムが不用意に初期化されることを回避しつつ、暴走状態の継続を防止することが可能になる。

より好ましい態様においては、前記１または複数の他の回路と前記制御手段とに電力を供給するための高電位側および低電位側電源線のうちの前者と前記２次電池の高電位側端子との間に並列に介挿された電圧発生手段およびスイッチを備え、前記初期化手段は、前記初期化信号の出力開始を契機として前記スイッチをオフにする一方、前記初期化信号の出力停止を契機として前記スイッチをオンにするとともに、前記高電位側および低電位側電源線の電位差を前記２次電池の電圧として前記第２の閾値電圧と比較する。上記電圧発生手段の具体例としてはダイオードや抵抗が挙げられ、スイッチの具体例としてはトランジスタ・スイッチが挙げられる。このような態様において高電位側電源線と低電位側電源線の電位差は、スイッチがオンとなっている状態では２次電池の高電位側端子の電圧に一致し、スイッチがオフとなっている状態では２次電池の高電位側端子の電圧に電圧発生手段の発生させた電圧（ダイオード等を介して２次電池に電流が流れ込むことに起因する電圧降下分の電圧）を加算した電圧に一致する。つまり、本態様によれば、第２の閾値電圧との比較対象の電圧が電圧発生手段により嵩上げされ、通常動作に復帰するまでの時間を短縮することができる。

本発明の電子機器の第１実施形態である電子時計１０Ａの外観を示す平面図である。 同電子時計１０Ａの外観を示す斜視図である。 同電子時計１０Ａの断面を示す断面図である。 同電子時計１０Ａの電気的な構成の一例を示すブロック図である。 同電子時計１０Ａの動作を示すタイミングチャートである。 同電子時計１０Ａの動作を示すタイミングチャートである。 本発明の電子機器の第２実施形態である電子時計１０Ｂの電気的な構成の一例を示すブロック図である。 同電子時計１０Ｂの動作を示すタイミングチャートである。 同電子時計１０ＢのＣＰＵ２０２が実行する動作の流れを示すフローチャートである。 変形例（４）を説明するための図である。

以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
（Ａ：第１実施形態）
（Ａ−１：構成）
図１は、本発明の電子機器の第１実施形態である電子時計１０Ａの外観を示す平面図であり、図２は電子時計１０Ａの外観を示す斜視図である。電子時計１０Ａは、アラーム鳴動機能やストップウォッチ機能を備えたアラーム付多機能ソーラーウォッチである。図１ないし図３に示すように、電子時計１０Ａは、外装ケース３０と、カバーガラス３３と、裏蓋３４とを備えている。外装ケース３０は、金属で形成されていた円筒状のケース３１に、セラミックで形成されたベゼル３２が嵌合されて構成されている。このベゼル３２の内周側に、プラスチックで形成されたリング状のダイヤルリング４０を介して、円盤状の文字板１１が時刻表示部分として配置されている。

文字板１１には、指針２１．２２，２３が備えられている。また、文字板１１には、中心より、２時方向に円形の第１小窓７０と指針７１とが、１０時方向に円形の第２小窓８０と指針８１とが、６時方向に円形の第３小窓９０と指針９１とが、４時方向に矩形のカレンダー小窓１５とが、設けられている。文字板１１、指針２１，２２，２３、第１小窓７０、第２小窓８０、第３小窓９０及びカレンダー小窓１５などは、カバーガラス３３を透かして、視認可能となっている。

第３小窓９０の７時方向から９時方向までの範囲の外周には、円周に沿って、９時方向の基端が太く、７時方向の先端が細い三日月鎌状の記号９２が表記されている。この記号９２は２次電池１３０（図３参照)のパワーインジケーターであり、電池の残量に応じて、指針９１が基端、先端、中間のいずれかを指し示す。

外装ケース３０の側面には、文字板１１の中心により、８時方向の位置にＡボタン６１と、１０時方向の位置にＢボタン６２と、２時方向の位置にＣボタン６３と、４時方向の位置にＤボタン６４と、３時方向の位置にリュウズ５０とが、設けられている。これらのＡボタン６１、Ｂボタン６２、Ｃボタン６３、Ｄボタン６４及びリュウズ５０が操作されることにより、操作に応じた操作信号が出力される。

図３に示すように、電子時計１０Ａは、金属製の外装ケース３０の２つの開口のうち、表面側の開口は、ベゼル３２を介してカバーガラス３３で塞がれており、裏面側の開口は金属で形成された裏蓋３４で塞がれている。外装ケース３０の内側には、ベゼル３２の内周に取り付けられているダイヤルリング４０と、光透過性の文字板１１と、文字板１１を貫通した指針軸２５と、指針軸２５を中心に周回する指針２１，２２，２３と、指針２１，２２，２３を駆動する駆動機構１４０などとが備えられている。指針軸２５は、外装ケース３０の平面視中心を通り、表裏方向に延在する中心軸に沿って設けられている。

文字板１１は、外装ケース３０の内側で時刻を表示する円形の板材であり、プラスチックなどの光透過性の材料で形成され、カバーガラス３３との間に指針２１，２２，２３などを備え、ダイヤルリング４０の内側に配置されている。

文字板１１と、駆動機構１４０が取り付けられている地板１２５との間には、光発電を行うソーラーパネル１３５が備えられている。ソーラーパネル１３５は、光エネルギーを電気エネルギー（電力）に変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続した円形の平板である。また、ソーラーパネル１３５は、太陽光の検出機能も有している。文字板１１、ソーラーパネル１３５及び地板１２５には、指針軸２５と、第１小窓７０の指針７１、第２小窓８０の指針８１及び第３小窓９０の指針９１の指針軸（図示せず）とが貫通する孔が形成されているとともに、カレンダー小窓１５の開口部が形成されている。

駆動機構１４０は、地板１２５に取り付けられ、回路基板１２０で裏面側から覆われている。駆動機構１４０は、ステップモーター（以下、「モータ」）と歯車などの輪列とを有し、当該モーターが当該輪列を介して指針軸２５を回転させることにより、指針２１，２２，２３が駆動する。また、図１、図２に示す第１小窓７０の指針７１、第２小窓８０の指針８１及び第３小窓９０の指針９１も同様の駆動機構（図示せず）を有し、各指針７１，８１，９１が駆動する。

回路基板１２０は、制御表示部１５０及びリチウムイオン電池などの２次電池１３０を備えている。２次電池１３０は、ソーラーパネル１３５が発電した電力で充電される。なお、回路基板１２０の下方には、回路押え１２３が設けられている。

図４は、回路基板１２０に設けられている電子回路、すなわち、電子時計１０Ａの電気的な構成例を示すブロック図である。図４には、回路基板１２０に設けられている２次電池１３０および２次電池１３０からの電力供給を受けて動作する制御表示部１５０の他に、ソーラーパネル１３５、指針２１〜２３とその駆動機構１４０、指針７１とその駆動機構、指針８１とその駆動機構、指針９１とその駆動機能、Ａボタン６１、Ｂボタン６２、Ｃボタン６３、Ｄボタン６４、およびアラーム鳴動機構７００が図示されている。アラーム鳴動機構７００は、制御表示部１５０から与えられるアラーム鳴動信号ＳＡに応じてアラームを鳴動させる。

図４に示すように、制御表示部１５０は、ＲＯＭ２００、ＲＡＭ２０１、ＣＰＵ２０２、クロック信号生成回路３００、周辺回路４００、初期化回路５００、および充電制御回路６００を含んでいる。充電制御回路６００は、ソーラーパネル１３５の発電電力により２次電池１３０を充電するための回路である。ＲＯＭ（Read Only Memory）２００には、計時動作および各部制御等をＣＰＵ２０２に実行させるためのプログラムが予め記憶されている。ＲＡＭ（Random Access Memory）２０１には、現在時刻、ストップウォッチ制御回路４０１の計測時間等のデータが書き込まれる。ＣＰＵ２０２は、ＲＯＭ２００に記憶されているプログラムを実行することにより、電子時計１０Ａの各部を制御する制御手段として機能する。

クロック信号生成回路３００は、発振回路３０１、分周回路３０２、発振停止検出回路３０３を含んでいる。発振回路３０１は、２次電池１３０からの電力供給を受けて、外部端子に接続された水晶振動子（図４では図示略）で決定される周波数（例えば３２ｋＨｚ）のクロック信号を、ＣＰＵ２０２の動作中および動作停止中に関わらず発生させ、分周回路３０２に与える。発振回路３０１の発振開始電圧はＣＰＵ２０２の動作保障電圧ＶＭＩＮよりも低い電圧ＶＳＴＡであり、発振回路３０１は発振開始電圧ＶＳＡＴ以上の電圧を印加されるとクロック信号の出力を開始する。制御表示部１５０を構成する回路のうち、ＣＰＵ２０２および発振回路３０１以外の回路は、発振開始電圧ＶＳＡＴよりも低い電圧で動作する。

分周回路３０２は、発振回路３０１から入力されるクロック信号を分周し、所定周波数の分周信号（パルス）Ｓ９を、初期化回路５００に与える。図４では詳細な図示を省略したが、分周回路３０２は、周辺回路４００にも分周信号を与える。

発振停止検出回路３０３は、発振回路３０１の発振の有無を監視し、発振停止の間はＨレベルの発振停止信号Ｓ１を初期化回路５００に与え、発振が開始されるとＬレベルの発振停止信号Ｓ１を初期化回路５００に与える。

周辺回路４００は、ＣＰＵ２０２により駆動制御される回路の集合であり、ストップウォッチ制御回路４０１、タイマー制御回路４０２、モータ制御回路４０３、入出力制御回路４０４およびウォッチドッグタイマー４０５を含んでいる。周辺回路４００に含まれる各回路の機能および役割については従来の電子時計におけるものと特段に変わるところはなく、概略は以下の通りである。

ストップウォッチ制御回路４０１とタイマー制御回路４０２は、何れも、分周回路３０２から与えられるパルスを計数するカウンタである。ストップウォッチ制御回路４０１は、周辺回路制御用のレジスタ（図４では図示略）の所定領域に格納されたフラグ情報等に基づいて計数動作を開始または停止し、計数中はＣＰＵ２０２の動作中及び動作停止中に関わらず、１／１００秒毎、１／１０秒毎、および１秒毎に割り込みを発生させる。タイマー制御回路４０２も、周辺回路制御用のレジスタの所定領域に格納されたフラグ情報等に基づいて計数動作を開始または停止し、計数中はＣＰＵ２０２の動作中及び動作停止中に関わらず、１秒毎に割り込みを発生させる。

モータ制御回路４０３は、モータの駆動制御を行うための駆動信号を、周辺回路制御用のレジスタに格納されたフラグ情報等に基づいて生成し、駆動機構１４０等に与える。入出力制御回路４０４は、Ａボタン６１、Ｂボタン６２、Ｃボタン６３およびＤボタン６４の各々の開閉データ等を取り込み、取り込んだデータが予め定められたリセット操作（例えば、複数のボタンの同時操作）を示すデータであった場合には、Ｈレベルの信号Ｓ３をＯＲゲート５０４とＯＲゲート５０７に出力する。信号Ｓ３はマニュアルリセットを意味するマニュアルリセット信号である。また、入出力制御回路４０４は、取り込んだデータに応じた割り込みを発生させる処理も実行する。

ウォッチドッグタイマー４０５は、プログラムを実行中のＣＰＵ２０２が暴走した際にシステムを初期化するためのものである。ウォッチドッグタイマー４０５は、所定時間（本実施形態では、３秒）の計時を行い、上記所定時間の経過の時点までにリセットされないとその経過の時点で微分信号Ｓ２を出力する。本実施形態においてＣＰＵ２０２に実行させるプログラムには、上記所定時間よりも短い周期でウォッチドッグタイマー４０５をリセットするアルゴリズムが予め組み込まれている。このため、プログラムを実行中のＣＰＵ２０２が暴走状態となると、ウォッチドッグタイマー４０５がリセットされず、計時開始から上記所定時間が経過した時点でウォッチドッグタイマー４０５は微分信号Ｓ２を出力する。

初期化回路５００は、第１電圧検出回路５０１、タイマー５０２、第２電圧検出回路５０３、ＯＲゲート５０４、ＳＲラッチ５０５、リセット回路５０６、およびＯＲゲート５０７を含んでいる。初期化回路５００は、ＣＰＵ２０２を初期化するための初期化手段として機能する。初期化回路５００は、２次電池１３０の電圧ＶＤＤがＣＰＵ２０２の動作保障電圧ＶＭＩＮよりも高く定められた第１の閾値電圧Ｖ１以下に下降しかつその状態が所定時間Ｔ２継続したことを契機として、ＣＰＵ２０２に初期化を指示する初期化信号ＳＲを周期的に出力する処理を開始し、２次電池１３０の電圧が動作保障電圧ＶＭＩＮよりも高く定められた第２の閾値電圧Ｖ２（本実施形態では、Ｖ１＜Ｖ２）以上に上昇したことを契機として初期化信号ＳＲの出力を停止する。

本実施形態では、第２の閾値電圧Ｖ２を第１の閾値電圧Ｖ１よりも高く設定したが両者を同じ値とすることで閾値電圧の設定に要する手間を軽減しても勿論良い。また、上記所定時間Ｔ２の時間長については適宜実験等を行って好適な値に定めれば良い。本実施形態では、所定時間Ｔ２の時間長は、２次電池１３０への給電がない状態で電子時計１０Ａを作動させた場合において、２次電池１３０の電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１から動作保障電圧ＶＭＩＮまで低下する時間よりも短く定められている。暴走状態の発生を確実に防止するためである。

第１電圧検出回路５０１は、２次電池１３０の電圧ＶＤＤと第１の閾値電圧Ｖ１との大小比較を行い、その比較結果に応じた信号Ｓ６をタイマー５０２に与える。第１電圧検出回路５０１は、ＶＤＤ≦Ｖ１であればＬレベルの信号Ｓ６を出力する一方、ＶＤＤ＞Ｖ１であればＨレベルの信号Ｓ６を出力する。

タイマー５０２は、信号Ｓ６がＨレベルからＬレベルに切り換わったことを契機として計時を開始し、信号Ｓ６がＬレベルからＨレベルに切り換わったことを契機として計時された時間をリセットして計時を停止する。タイマー５０２は、計時された時間が所定時間Ｔ２に達したことを契機として微分信号Ｓ４をＯＲゲート５０４に与える。

第２電圧検出回路５０３は、２次電池１３０の電圧ＶＤＤと第２の閾値電圧Ｖ２との大小比較を行い、その比較結果に応じた信号Ｓ５をＳＲラッチ５０５のリセット端子（図４では、“Ｒ”と表記）に与える。第２電圧検出回路５０３は、ＶＤＤ≦Ｖ２であればＬレベルの信号Ｓ５を出力する一方、ＶＤＤ＞Ｖ２であればＨレベルの信号Ｓ５を出力する。

ＯＲゲート５０４には、発振停止信号Ｓ１、信号Ｓ２（ウォッチドッグタイマー４０５の出力する微分信号）、信号Ｓ３（入出力制御回路４０４が出力するマニュアルリセット信号）および信号Ｓ４（タイマー５０２の出力する微分信号）が与えられる。ＯＲゲート５０４は、信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３およびＳ４の論理和信号Ｓ１１を生成し、ＳＲラッチ５０５のセット端子（図４では“Ｓ”と表記）に与える。ＳＲラッチ５０５は、信号Ｓ１１によりセットされてＨレベルの信号Ｓ８をリセット回路５０６に与え、信号Ｓ５（第２電圧検出回路５０３の出力信号）によってリセットされてＬレベルの信号Ｓ８をリセット回路５０６に与える。

リセット回路５０６は、信号Ｓ８がＨレベルの間、クロック信号Ｓ９の立下りで微分信号Ｓ１０をＯＲゲート５０７に出力する。ＯＲゲート５０７には、発振停止信号Ｓ１、信号Ｓ２、信号Ｓ３および信号Ｓ１０が与えられる。ＯＲゲート５０７は、信号Ｓ１、信号Ｓ２、信号Ｓ３および信号Ｓ１０の論理和信号を初期化信号ＳＲとしてＣＰＵ２０２に与える。
以上が電子時計１０Ａの構成である。

（Ａ−２：動作）
次いで、図５および図６を参照しつつ電子時計１０Ａの動作を説明する。
図５は、同電子時計１０Ａの動作を示すタイミングチャートであり、図６は、同電子時計１０Ａの動作を示すタイミングチャートである。以下では、図５および図６のタイミングチャートに示す動作の開始時点（すなわち、時間０の時点）では、２次電池１３０は未充電の状態であり、時間０〜ｔ３の期間及びｔ３以降はソーラーパネル１３５に太陽光が当たり２次電池１３０が充電される一方、時間ｔ３〜ｔ７の期間では電子時計１０Ａが暗所に放置され２次電池１３０が充電されない場合を例にとって、電子時計１０Ａの動作を説明する。

本動作の開始時点では２次電池１３０は未充電であるため、時間０では２次電池の電圧ＶＤＤは発振開始電圧ＶＳＴＡよりも低く、発振回路３０１は発振停止状態である。このため、発振停止検出回路３０３はＨレベルの発振停止信号Ｓ１を出力する。発振停止信号Ｓ１がＨレベルであるため、ＯＲゲート５０７の出力する初期化信号ＳＲはＨレベルとなり、ＣＰＵ２０２は初期化信号ＳＲによって初期化される。

前述したように本動作例の時間０からｔ３の期間では、ソーラ−パネル１３５の発生させた電力により２次電池１３０は充電され、２次電池１３０の電圧ＶＤＤは徐々に上昇する。時間ｔ１において発振開始電圧ＶＳＡＴに達すると、発振回路３０１は発振を開始し、発振停止信号Ｓ１はＬレベルになる。このため、ＯＲゲート５０７の出力する初期化信号ＳＲもＬレベルとなってＣＰＵ２０２のリセットが解除される。しかし、２次電池１３０の電圧が第２の閾値電圧Ｖ２に達するまでは、信号Ｓ５はＬレベルのままであり、ＳＲラッチ５０５の出力信号Ｓ８はＨレベルのまままである。このため、リセット回路５０６は、クロック信号Ｓ９に同期して周期Ｔ１（例えば4秒）で微分信号Ｓ１０を出力する。その結果、ＣＰＵ２０２は、Ｔ１周期でリセットされる。

時間ｔ２では、電圧ＶＤＤが第２の閾値電圧Ｖ２を上回るため、第２電圧検出回路５０３は信号Ｓ５をＬレベルからＨレベルに切り換える。これにより、ＳＲラッチ５０５がリセットされて信号Ｓ８はＬレベルとなり、リセット回路５０６の出力する微分信号Ｓ１０はＬレベルのままになる。これにより、ＣＰＵ２０２の周期的なリセットは解除され通常動作状態になる。以降、時間ｔ３まではソーラーパネル１３５による充電が継続するため、時間の経過とともに２次電池１３０の電圧ＶＤＤは上昇する。時間ｔ３から時間ｔ７までの期間では電子時計１０Ａは暗所に放置されるため、ソーラーパネル１３５から２次電池１３０への給電はなく、２次電池１３０の電圧ＶＤＤは徐々に低下する。

時間ｔ４においてアラーム鳴鐘時刻となり、アラームが鳴鐘されると、アラームは消費電流が大きいため、２次電池１３０の内部抵抗により電源電圧ＶＤＤはアラームの鳴動期間に亙って一時的に第１の閾値電圧Ｖ１未満に低下する。この鳴動期間においては第１電圧検出回路５０１の出力信号Ｓ６はＬレベルとなるが、アラームの鳴動期間がＴ２未満であれば、タイマー５０２から微分信号Ｓ４は出力されず、ＳＲラッチ５０５がセットされることはない。そのため、ＣＰＵ２０２の通常動作状態は維持される。このように、本実施形態の電子時計１０Ａにおいては、アラーム鳴動に起因する電源電圧の一時的な低下によって無用なリセットが発生することはない。

アラームの鳴動終了後、２次電池１３０の電源電圧ＶＤＤは、アラームの鳴動前の値程度まで回復し、以降、時間の経過とともに徐々に低下する。そして、時間ｔ５において電源電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１を下回ると第１電圧検出回路５０１の出力信号Ｓ６は再びＬレベルとなり、この状態が継続する。時間ｔ６において、この状態の継続時間がＴ２以上になるため、タイマー５０２からＯＲゲート５０４に微分信号Ｓ４が出力される。ＳＲラッチ５０５はＯＲゲート５０４の出力信号Ｓ１１によってセットさ、ＳＲラッチ５０５の出力信号Ｓ８はＨレベルになる。ＳＲラッチ５０５の出力信号Ｓ８がＨレベルであるため、リセット回路５０６はクロック信号Ｓ９の立下りで微分信号Ｓ１０を出力する。その結果、ＯＲゲート５０７はＴ１周期で初期化信号ＳＲをＣＰＵ２０２に出力する。

以降、電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２以上に上昇するまで、ＣＰＵ２０２はＴ１周期でリセットされる。本動作例では、時間ｔ７において電子時計１０Ａは再び太陽光下に置かれ、２次電池１３０への充電が再開される。そして、時間ｔ８において電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２以上に復帰するため、ＣＰＵ２０２は通常動作となる。なお、時間ｔ８において電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２以上に復帰するまでは、ＣＰＵ２０２はＴ１周期でリセットされるため、前述した暴走状態の継続が発生することもない。

以上説明したように本実施形態によれば、２次電池１３０を使用した電子時計１０Ａにおいて、一時的な電源電圧ＶＤＤの低下でシステムが不用意に初期化されることを回避しつつ、暴走状態の継続を防止することが可能になる。

（Ｂ：第２実施形態)
図７は、本発明の電子機器の第２実施形態である電子時計１０Ｂの電気的な構成例、すなわち、電子時計１０Ｂが有する制御表示部１５０の構成例を示すブロック図である。電子時計１０Ｂの周辺回路４００はソフトウェアンモジュールで実現されており、第１電圧検出回路５０１もソフトウェアモジュールで実現されており、この点が電子時計１０Ａと異なる。本実施形態では、図７に示すように、電子時計１０Ｂでは、タイマー５０６の役割を果たすカウンターｃｔはＲＡＭ２０１の一部で実現される。

次いで、第１実施形態の場合と同様に、時間０〜ｔ３及びｔ７以降はソーラーパネル１３５に太陽光が当たり２次電池１３０が充電され、時間ｔ３〜ｔ７の期間は電子時計１０Ｂが暗所に放置され２次電池１３０が充電されていない場合を例にとって、電子時計１０ＢのＣＰＵ２０２が実行する動作を説明する。以下に説明する動作例においても、動作開始時点（即ち、時間０の時点）では２次電池１３０は未充電である。

図８は、電子時計１０Ｂの動作を示すタイミングチャートであり、図９は、ＣＰＵ２０２が1秒周期で実行する動作の流れを示すフローチャートである。図８における信号Ｓ６は、図９におけるステップＳＡ０４０の判定結果に対応する。すなわち、Ｈレベルの信号Ｓ６はステップＳＡ０４０の判定結果が“Ｎｏ”であることを意味し、Ｌレベルの信号Ｓ６はステップＳＡ０４０の判定結果が“Ｙｅｓ”であることを意味する。

時間ｔ４より前の動作は第１実施形態と同じであるため、説明を省略する。時間ｔ４においてアラーム鳴鐘時刻となると、以降、アラーム鳴動期間が終了するまで図９のステップＳＡ０１０の判定結果は“Ｙｅｓ”となり、アラームが鳴鐘される（ステップＳＡ０２０）。アラームは消費電流が大きいため、２次電池１３０の内部抵抗により電源電圧ＶＤＤはアラームの鳴動期間に亙って一時的に第２の閾値電圧Ｖ２未満に低下し、ステップＳＡ０４０の判定結果は“Ｙｅｓ”となってＣＰＵ２０２はカウンターｃｔのカウントアップを行う（ステップＳＡ０８０）。しかし、アラームの鳴動期間はＴ２未満のためｃｔ≧Ｔ２となる前に電源電圧が第２の閾値電圧Ｖ２以上に復帰する。このため、アラーム鳴動期間において実行されるステップＳＡ０９０の判定結果は常に“Ｎｏ”となり、ステップＳＡ０６０以降の処理が実行される。すなわち、アラーム鳴動期間においてＣＰＵ２０２は、カウンターｃｔを０にリセットし（ステップＳＡ０５０）、他の処理等を実行（ステップＳＡ０６０）した後に、ウォッチドッグタイマー４０５をリセット（ステップＳＡ０７０）する処理を１秒周期で実行する。つまり、ｃｔ＜Ｔ２の間はウォッチドッグタイマー４０５は１秒毎にリセットされ、ＣＰＵ２０２の通常動作状態は維持される。このように、本実施形態の電子時計１０Ｂにおいても、アラーム鳴動に起因する電源電圧の一時的な低下によって無用なリセットが発生することはない。

時間ｔ５になると電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１より低くなるため、再びカウンターｃtのカウントアップが開始され、時間ｔ６においてｃｔ＝Ｔ２となる。以降、ＣＰＵ２０２は、何もしない命令(nop)を繰り返し実行し（ステップＳＡ１００）、ウォッチドッグタイマー４０５のリセットが実行されなくなる。そのため、ウォッチドッグタイマー４０５は計時を開始してから３秒後に微分信号Ｓ２を出力する。微分信号Ｓ２を受け取ったＯＲゲート５０４はＨレベルの信号Ｓ１１をＳＲラッチ５０５に与える。ＳＲラッチ５０５はＯＲゲート５０４の出力信号Ｓ１１によってセットさ、ＳＲラッチ５０５の出力信号Ｓ８はＨレベルになる。ＳＲラッチ５０５の出力信号Ｓ８がＨレベルであるため、リセット回路５０６はクロック信号Ｓ９の立下りで微分信号Ｓ１０を出力し、これによりＣＰＵ２０２はリセットされる。以降の動作は第１実施形態と同じである。

以上説明したように、本実施形態によっても、２次電池を使用した電子機器において、一時的な電圧低下でシステムが不用意に初期化されることを回避しつつ、充電電流が消費電流を下回った状態の継続に起因するシステムの暴走を防止することが可能になる。

（Ｃ：変形）
以上、本発明の第１および第２実施形態について説明したが、この実施形態に以下に述べる変形を加えても勿論良い。
（１）２次電池１３０の電圧ＶＤＤが、第１の閾値電圧Ｖ１を下回ったことを契機として、電子時計１０Ａ（或いは電子時計１０Ｂ）の機能の一部を停止しても良い。具体的には、上記各実施形態におけるアラーム鳴動機能のように電力消費量の大きい機能を、２次電池１３０の電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１を下回ったことを契機として停止するのである。２次電池１３０の電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１を下回った状態で電力消費量の大きい機能を作動させると、２次電池１３０の電源電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１を下回ってから動作保障電圧ＶＭＩＮを下回るまでの時間がＴ２よりも短くなり、ＣＰＵ２０２の暴走を防げない虞がある。本態様によれば、重負荷に起因するＣＰＵ２０２の暴走を防止することができる。

また、２次電池１３０の電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１を下回ってから動作保障電圧ＶＭＩＮを下回るまでの時間がＴ２より短くならないことを確実に保証するために、２次電池１３０の電圧ＶＤＤが、第１の閾値電圧Ｖ１より高く定められた第３の閾値電圧Ｖ３を下回ったことを契機として電子時計の機能の一部を停止しても良い。電子時計の機能によっては、その動作開始時点では２次電池１３０の電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１を上回っていても、その機能による電力消費によって２次電池１３０の電圧ＶＤＤが急激に下降し、動作保障電圧ＶＭＩＮを下回るまでの時間がＴ２よりも短くなる虞がある。このため、余裕を持たせて電子時計の機能の一部を停止させるのである。

（２）電子時計１０Ａ（或いは電子時計１０Ｂ）の動作開始時またはシステム初期化後における閾値電圧（第４の閾値電圧）を定め、初期化手段には、本電子機器の動作開始時またはシステム初期化後、２次電池１３０の電圧ＶＤＤが当該第４の閾値電圧を超えて上昇するまで、初期化信号ＳＲを周期的に出力する処理を実行させるようにしても良い。この第４の閾値電圧についても、制御手段の動作保障電圧ＶＭＩＮより高く定めておく必要があることは勿論である。第４の閾値電圧については、第１の閾値電圧Ｖ１および第２の閾値電圧Ｖ２の何れとも異なる値であっても良く、また、第１の閾値電圧Ｖ１と第２の閾値電圧Ｖ２の少なくとも一方と等しい値であっても良い。第４の閾値電圧Ｖ４を第１の閾値電圧Ｖ１と第２の閾値電圧Ｖ２の少なくとも一方と等しい値に設定する態様であれば、閾値電圧の設定に要する手間を削減することができ、電子時計１０Ａ（或いは電子時計１０Ｂ）の製造コストを低減させることができる。また、第４の閾値電圧Ｖ４を第２の閾値電圧Ｖ２と異なる値に定めれば、動作開始時またはシステム初期化後の電圧上昇局面とその後の電圧上昇局面とで異なる閾値電圧を用いて制御手段の初期化の要否を柔軟に判定することが可能になる。

（３）上記各実施形態では、２次電池１３０の電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１以下に下降しかつその状態が所定時間継続したことを契機として、初期化信号ＳＲを一定周期で出力する処理を初期化手段に開始させる場合について説明した。しかし、初期化信号ＳＲの出力間隔を電圧ＶＤＤ或いは当該電圧ＶＤＤの変動幅に応じて変化させても良い。例えば、電圧ＶＤＤと第２の閾値電圧Ｖ２との差が大きいほど初期化信号ＳＲの出力間隔を短くする態様や電圧ＶＤＤの下降局面においては単位時間当たりの下降幅が大きいほど初期化信号ＳＲの出力間隔を短くし、逆に上昇局面（或いはソーラーパネル１３５から２次電池１３０への給電が検出された場合）においては単位時間当たりの電圧ＶＤＤの上昇幅が大きいほど初期化信号ＳＲの出力間隔を長くする態様が考えられる。

電圧ＶＤＤと第２の閾値電圧Ｖ２との差が大きいほど初期化信号ＳＲの出力間隔を短くする態様や電圧ＶＤＤの単位時間当たりの下降幅が大きいほど初期化信号ＳＲの出力間隔を短くする態様によれば初期化漏れによる暴走の発生を防止することができる。また、電圧ＶＤＤの単位時間当たりの上昇幅が大きいほど初期化信号ＳＲの出力間隔を長くする態様によれば、無用な化初期化を回避し通常動作状態への早期復帰を期待できる。要は、電圧ＶＤＤが第１の閾値電圧Ｖ１以下に下降しかつその状態が所定時間継続したことを契機として、初期化信号ＳＲを予め定められたタイミングで出力する処理を初期化手段に実行させる態様であれば良い。

（４）また、通常動作への早期復帰を実現するために、図１０に示す即スタート回路８００を設けても良い。即スタート回路８００は、ソーラーパネル１３５の高電位側出力端子に接続された高電位側電源線ＰＶＤＤとソーラーパネル１３５の低電位側出力端子に接続された低電位側電源線ＰＶＳＳのうちの前者と、２次電池１３０の高電位側端子との間に並列に介挿された電圧発生手段８０１およびスイッチ８０２を含んでいる。なお、高電位側電源線ＰＶＤＤと低電位側電源線ＰＶＳＳは、２次電池１３０からＣＰＵ２０２および周辺回路４００に動作電力を供給する電源線である。

電圧発生手段８０１は例えばダイオードであり、スイッチ８０２は初期化手段によりオン／オフが切り替えられるトランジスタ・スイッチである。本変形例では、初期化手段は、初期化信号ＳＲの出力開始を契機としてスイッチ８０２をオフにする一方、初期化信号ＳＲの出力停止を契機としてスイッチ８０２をオンにする。また、本変形例では第２電圧検出回路５０３は、高電位側電源線ＰＶＤＤと低電位側電源線ＰＶＳＳの電位差を２次電池１３０の電圧として第２の閾値電圧Ｖ２と比較する。

高電位側電源線ＰＶＤＤと低電位側電源線ＰＶＳＳの電位差は、スイッチ８０２がオンとなっている状態では２次電池１３０の高電位側端子の電圧に一致し、スイッチ８０２がオフとなっている状態では２次電池１３０の高電位側端子の電圧に電圧発生手段８０１の発生させた電圧（ダイオードによる電圧降下分の電圧）を加算した電圧に一致する。つまり、本態様によれば、第２の閾値電圧Ｖ２との比較対象の電圧が電圧発生手段８０１により嵩上げされ、通常動作に復帰するまでの時間を短縮することができる。

（５）上記各実施形態では、アラーム付多機能ソーラーウォッチへの本発明の適用例を説明したが、本発明の適用対象はアラーム付多機能ソーラーウォッチには限定されない。例えば、上記各実施形態では２次電池１３０を充電するための充電手段としてソーラーパネル１３５を用いたが、リュウズ５０の回転に応じて発電する手回し式の発電機、或いは自動巻き式の発電機を上記充電手段として用いても良い。また、本発明の適用対象は電子時計には限定されず、スマートフォンやタブレット端末であっても良い。要は、２次電池を備えた電子機器であれば、本発明を適用可能である。

１０Ａ，１０Ｂ…電子時計、１１…文字板、１５…カレンダー小窓、２１，２２，２３…指針、２５…指針軸、３０…外装ケース、３１…ケース、３２…ベゼル、３３…カバーガラス、３４…裏蓋、４０…ダイヤルリング、５０…リュウズ、６１…Ａボタン、６２…Ｂボタン、６３…Ｃボタン、６４…Ｄボタン、７０…第１小窓、７１，８１，９１…指針、８０…第２小窓、９０…第３小窓、９２…記号（パワーインジケーター）、１２０…回路基板、１２３…回路押え、１２５…地板、１３０…２次電池、１３５…ソーラーパネル、１４０…駆動機構、１５０…制御表示部、２００…ＲＯＭ、２０１…ＲＡＭ、２０２…ＣＰＵ、３００…クロック信号生成回路、３０１…発振回路、３０２…分周回路、３０３…発振停止検出回路、４００…周辺回路、４０１…ストップウォッチ制御回路、４０２…タイマー制御回路、４０３…モータ制御回路、４０４…入出力制御回路、４０５…ウォッチドッグタイマー、５００…初期化回路、５０１…第１電圧検出回路、５０２…タイマー、５０３…第２電圧検出回路、５０４，５０７…ＯＲゲート、５０５…ＳＲラッチ、５０６…リセット回路、６００…充電制御回路、７００…アラーム鳴動機構、８００…即スタート回路、８０１…電圧発生手段、８０２…スイッチ。

Claims (9)

1. ２次電池と、
   前記２次電池からの電力供給を受けて駆動する１または複数の他の回路の駆動制御を、前記２次電池からの電力供給を受けて実行する制御手段と、
   前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第１の閾値電圧以下に下降しかつその状態が所定時間継続したことを契機として、前記制御手段に初期化を指示する初期化信号を予め定められたタイミングで出力する処理を開始し、前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第２の閾値電圧以上に上昇したことを契機として前記初期化信号の出力を停止する初期化手段と、
   ことを特徴とする電子機器。
2. 前記第１の閾値電圧と前記第２の閾値電圧とが等しいことを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
3. 前記制御手段は、前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧を下回ったことまたは前記第１の閾値電圧よりも高く定められた第３の閾値電圧を下回ったことを契機として前記１または複数の他の回路のうちの予め定められた回路の駆動を停止することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電子機器。
4. 前記初期化手段は、本電子機器の動作開始時またはシステム初期化後、前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧より高く定められた第４の閾値電圧を超えて上昇するまで、予め定められたタイミングで前記初期化信号を出力する処理を実行することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の電子機器。
5. 前記第４の閾値電圧は前記第１の閾値電圧と前記第２の閾値電圧の少なくとも一方と等しいことを特徴とする請求項４に記載の電子機器。
6. 前記所定時間は、前記２次電池への給電がない状態で本電子機器を作動させた場合において前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧から前記動作保障電圧まで低下する時間よりも短く定められていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の電子機器。
7. 予め定められた時間の計時を契機としてシステムを初期化するウォッチドックタイマーを有し、
   前記初期化手段は、前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧より高い場合には予め差定められたタイミングで前記ウォッチドックタイマーの計時をリセットする一方、前記２次電池の電圧が前記第１の閾値電圧以下に下降した状態が前記所定時間以上継続した場合には、前記ウォッチドックタイマーの計時のリセットを見合わせる
   ことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の電子機器。
8. 前記１または複数の他の回路と前記制御手段とに電力を供給するための高電位側および低電位側電源線のうちの前者と前記２次電池の高電位側端子との間に並列に介挿された電圧発生手段およびスイッチを備え、
   前記初期化手段は、前記初期化信号の出力開始を契機として前記スイッチをオフにする一方、前記初期化信号の出力停止を契機として前記スイッチをオンにするとともに、前記高電位側および低電位側電源線の電位差を前記２次電池の電圧として前記第２の閾値電圧と比較する
   ことを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の電子機器。
9. ２次電池と、前記２次電池からの電力供給を受けて駆動する１または複数の他の回路と、前記１または複数の他の回路の駆動制御を前記２次電池からの電力供給を受けて実行する制御手段と、を有する電子機器における前記制御手段の初期化方法において、
   前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第１の閾値電圧以下に下降しかつその状態が所定時間継続したことを契機として前記制御手段に初期化を指示する初期化信号を予め定められたタイミングで与える処理を開始し、前記２次電池の電圧が前記制御手段の動作保障電圧よりも高く定められた第２の閾値電圧以上に上昇したことを契機として前記初期化信号の出力を停止する
   ことを特徴とする初期化方法。
   

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