JP3515958B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、外部環境のエネ
ルギを利用して発電する発電手段を内蔵する電子時計に
関し、特に、発電手段が発電した電気エネルギを蓄電
し、その蓄電した電気エネルギによって、時刻表示動作
をする計時手段を駆動する機能を有する電子時計に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光や熱あるいは機械的エネルギな
どの外部エネルギを電気エネルギに変換し、その電気エ
ネルギを時刻表示の駆動エネルギに利用する発電手段内
蔵の電子時計が実用化されている。このような発電手段
内蔵の電子時計には、太陽電池を利用する太陽電池式時
計や、回転錘の機械的エネルギを電気的エネルギに変換
して利用する機械発電式時計や、熱電対を直列化してそ
の両端の温度差により発電する熱電発電時計がある。こ
れらの発電手段内蔵の電子時計には、外部のエネルギが
なくなったときであっても、常に安定した時計の駆動を
継続して行うために、外部のエネルギがあるときに、発
電した電気エネルギを時計の内部に蓄電する手段を内蔵
することが必要である。例えば、特公平４−８１７５４
号公報に、そのような電子時計が開示されている。

【０００３】図７に、電気エネルギ蓄積手段を含む従来
の発電手段内蔵の電子時計の構成例を示す。この電子時
計における発電手段１０は太陽電池であり、正極端子が
接地されるとともに、第１のダイオード４３と計時手段
２１とによって閉回路を形成している。なお、計時手段
２１は、電気エネルギで時刻表示を行う計時ブロック２
２と、容量が２２μＦのコンデンサ２３を並列に接続し
て構成されている。また、発電手段１０は第２のダイオ
ード４４と第１のスイッチング素子４１と蓄電手段３０
とによってもう一つの閉回路を形成している。

【０００４】そして、第２のスイッチング素子４２は、
コンデンサ２３と蓄電手段３０とを並列に接続可能とな
るように、コンデンサ２３と蓄電手段３０との双方の負
極間に接続されている。これらの第１，第２のスイッチ
ング素子４１，４２と、第１，第２のダイオード４３，
４４によって、発電手段１０と蓄電手段３０と計時手段
２１との間の電気エネルギの伝達または遮断を行うスイ
ッチ回路４０を構成している。そして、第１の電圧比較
器１６がコンデンサ２３の端子電圧を第１のしきい値と
比較し、第２の電圧比較器１７がコンデンサ２３の端子
電圧を第２のしきい値と比較する。そして、第１の電圧
比較器１６と第２の電圧比較器１７との比較結果を計時
ブロック２２に入力させ、計時ブロック２２内の制御回
路によって出力される第１のスイッチ信号Ｓ２１によっ
て第１のスイッチング素子４１を制御する。

【０００５】なお、第１のしきい値は−２．０Ｖであ
り、第２のしきい値は−１．５Ｖである。また、第３の
電圧比較器１８は蓄電手段３０の端子電圧を第３のしき
い値と比較し、その比較結果を計時ブロック２２に入力
させ、計時ブロック２２内の制御回路によって出力され
る第２のスイッチ信号Ｓ２２によって第２のスイッチン
グ素子４２を制御する。この第３のしきい値もここでは
−２．０Ｖである。なお、第１の電圧比較器１６〜第３
の電圧比較器１８は１秒周期で間欠的に比較動作を行
う。

【０００６】図７に示す回路図において、発電手段１０
が発電を開始すると、まず小容量のコンデンサ２３に充
電が行われて、コンデンサ２３にたまった電気エネルギ
により計時手段２１は計時動作を開始する。このとき第
２のスイッチング素子４２は開いている。そして、コン
デンサ２３の端子間電圧が２．０Ｖ以上になり、その正
極端子が接地されているため、第１の電圧比較器１６へ
の入力電圧が−２．０Ｖ以下になると、第１の電圧比較
器１６はこの状態を検出し、その結果によって計時ブロ
ック２２は第１のスイッチング素子４１を閉じ、蓄電手
段３０側へ充電を行わせる。

【０００７】これとは逆に、コンデンサ２３の端子間電
圧が１．５Ｖ未満となり、第２の電圧比較器１７への入
力電圧が−１．５Ｖを上回ると、第２の電圧比較器１７
はこの状態を検出し、その結果によって計時ブロック２
２は第１のスイッチング素子４１を開き、計時手段２１
のコンデンサ２３側へ充電を行わせる。さらに、蓄電手
段３０への充電が進み、蓄電手段３０の端子間電圧が
２．０Ｖを越え、第３の電圧比較器１８への入力が−
２．０Ｖ以下となると、第３の電圧比較器１８がその状
態を検出する。その結果によって計時ブロック２２は第
２のスイッチング素子４２を閉じ、蓄電手段３０とコン
デンサ２３とを共に充電させるようにする。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発電手
段１０の発電エネルギは外部環境により変化する。たと
えば太陽電池であれば主に出力可能な電流量に変化が生
じ、また熱電発電素子では外部から印加される温度差に
より発電電圧が変化する。すなわち、外部環境によって
は発電手段１０の発電エネルギは急激に増大することが
あり、それによって、計時手段２１内のコンデンサ２３
の端子電圧が急激に大きくなってしまう。その結果、コ
ンデンサ２３を並列に接続され計時ブロック２２の負荷
駆動が不安定になり、正しく時刻表示ができなくなる場
合があった。

【０００９】この問題は、コンデンサ２３の容量を増や
したり、各電圧比較器の比較動作を短周期で行うなどし
て解決することも可能であるが、コンデンサ２３は大容
量のものはサイズが大きくなるため、腕時計のような小
型の電子時計には入らない。また、電圧比較器１６〜１
８のようなアンプ回路は消費するエネルギが比較的大き
いため、頻繁に動作させるのはエネルギ的に効率が悪い
という問題点もあった。この発明は、従来の発電手段内
蔵の電子時計における上述のような問題を解決するため
になされたものであり、発電手段や蓄電手段の端子電圧
に変動が起っても、時刻表示のための負荷駆動および蓄
電手段への充電の制御を効率良く行えるようにすること
を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明による電子時計
は、上記の目的を達成するため、外部からのエネルギに
より発電する発電手段と、該発電手段の発電による電気
エネルギを蓄電する蓄電手段と、上記発電手段または蓄
電手段から供給される電気エネルギにより時刻表示動作
をする計時手段と、少なくとも複数のスイッチング素子
を有し、上記発電手段と蓄電手段および計時手段との間
の電気エネルギの伝達または遮断を行うスイッチ回路
と、上記計時手段の端子電圧を計測し、その電圧が少な
くとも３段階の電圧範囲のいずれに該当するかを判定可
能な電圧計測手段と、該電圧計測手段の計測結果に応じ
て、上記発電手段が蓄電手段と計時手段とを充電する際
の定周期内での電力量の分配割合を、予め前記電圧範囲
に一対一対応するように定めた少なくとも３つの異なる
割合のいずれかに決定して上記スイッチ回路を制御する
制御手段とを備えたものである。

【００１１】上記制御手段を、上記電圧計測手段によっ
て判定された電圧範囲に応じて、上記発電手段が蓄電手
段と計時手段とを充電する際に、発電手段から蓄電手段
と計時手段への充電電流の一定周期内での供給期間の比
を、予め前記電圧範囲に一対一対応するように定めた少
なくとも３つの異なる比のいずれかに決定して上記スイ
ッチ回路を制御するように構成することができる。ある
いは、上記制御手段を、上記電圧計測手段によって判定
された電圧範囲に応じて、上記発電手段が蓄電手段と計
時手段とを充電する際に、発電手段から蓄電手段と計時
手段への充電電流供給回路のインピーダンスの比を、予
め定めた少なくとも３つの異なる比のいずれかに決定し
て前記スイッチ回路を制御するように構成してもよい。

【００１２】また、この発明による電子時計は、外部か
らのエネルギにより発電する発電手段と、該発電手段の
発電電圧を昇圧する昇圧手段と、該昇圧手段によって昇
圧された電気エネルギを蓄電する蓄電手段と、上記昇圧
手段または蓄電手段から供給される電気エネルギにより
時刻表示動作をする計時手段と、少なくとも複数のスイ
ッチング素子からなり上記昇圧手段と上記蓄電手段およ
び計時手段との間のエネルギの伝達または遮断を行うス
イッチ回路と、上記計時手段の端子電圧を計測し、その
電圧が少なくとも３段階の電圧範囲のいずれかに該当す
るかを判定可能な電圧計測手段と、該電圧計測手段の計
測結果に応じて、上記発電手段が前記昇圧手段を介して
蓄電手段と計時手段とを充電する際の一定周期内での電
力量の分配割合を、予め前記電圧範囲と一対一対応する
ように定めた少なくとも３つの異なる割合のいずれかに
決定して上記スイッチ回路を制御する制御手段とを備え
るようにしてもよい。

【００１３】この場合、上記制御手段を、上記電圧計測
手段によって判定された電圧範囲に応じて、上記発電手
段が昇圧手段を介して蓄電手段と計時手段とを充電する
際に、上記昇圧手段から蓄電手段と計時手段への充電電
流の一定周期内での供給期間の比を、予め前記電圧範囲
と一対一対応するように定めた少なくとも３つの異なる
比のいずれかに決定して上記スイッチ回路を制御するよ
うに構成することができる。あるいは、上記制御手段
を、上記電圧計測手段によって判定された電圧範囲に応
じて、上記発電手段が昇圧手段を介して蓄電手段と計時
手段とを充電する際に、上記昇圧手段から蓄電手段と計
時手段への充電電流供給回路のインピーダンスの比を、
予め定めた少なくとも３つの異なる比のいずれかに決定
して上記スイッチ回路を制御するように構成してもよ
い。

【００１４】さらに、これらの電子時計において、上記
計時手段に、上記電圧計測手段の計測結果に応じて、該
計時手段が時刻表示に消費する電気エネルギ量が常に所
定の範囲になるように制御する電気エネルギ量制御手段
を設けるとよい。そして、上記計時手段がステッピング
モータを有している場合、上記電気エネルギ量制御手段
を、上記電圧計測手段の計測結果に応じて、上記ステッ
ピングモータへの通電パルスを予め定めた複数の異なる
形状のいずれかを選択して設定することにより、時刻表
示に消費する電気エネルギ量が常に所定の範囲になるよ
うに制御するように構成するとよい。上述したこの発明
による各電子時計における計時手段は、電気エネルギを
一時的に蓄電する補助蓄電手段を有するのが望ましい。

【００１５】このように構成したこの発明による電子時
計は、発電手段からの発電エネルギを計時手段と蓄電手
段とに適切な電力量の割合で分配して充電することがで
き、従来と同じ計測周期であっても、従来よりも発電手
段による発電エネルギを蓄電手段に充電する効率を向上
させることが可能になる。また外部環境の変化により発
電エネルギが急激に変化した場合でも、計時手段の端子
電圧には急激な変化が起きないようにすることでき、そ
の結果、計時手段の計時動作を安定化させることができ
る。

【００１６】

〔第１の実施形態：図１から図３〕

まず、この発明による電子時計の第１の実施形態につい
て、図１から図３を用いて説明する。図１はその電子時
計の構成を示すブロック回路図であり、図７に示した従
来例と共通する部分には同一の符号を付している。図２
は図１における計時ブロック２５と電圧測定手段８０と
制御手段５０の具体例を示す回路図、図３はこの電子時
計における各部の信号波形を示す波形図である。

【００１７】この実施形態においては、電子時計に内蔵
する発電手段１０として、外部に存在する温度差のエネ
ルギを電気エネルギに変換する熱電発電器（熱電素子）
を使用することを想定している。しかし、これに限るも
のではなく、太陽電池や機械式発電器などを使用するこ
ともできる。また特に図示はしていないが、この実施の
形態における電子時計は、発電手段１０として、熱電対
を複数直列化した熱電素子を、温接点側を裏蓋に接触さ
せ、冷接点側を裏蓋と熱絶縁された金属製のケースに接
触させるように配置し、携帯時にケースと裏蓋との間に
発生する温度差により得られる発電エネルギで時計を駆
動するような構造になっている。この発電手段１０は、
上記温接点側と冷接点側との間に生じる１℃の温度差で
約２．０Ｖの熱起電力（電圧）が得られるものとする。

【００１８】この電子時計においても、図７に示した従
来例と同様に、発電手段１０は正極端子が接地されると
ともに、第１のダイオード４３と計時手段２０とによっ
て閉回路を形成している。計時手段２０は、電気エネル
ギで時刻表示を行う計時ブロック２５と、容量が２２μ
Ｆの小容量のコンデンサ２３とを並列に接続して構成さ
れている。また、発電手段１０は第２のダイオード４４
と第１のスイッチング素子４１と蓄電手段３０とによっ
てもう一つの閉回路を形成している。そして、第２のス
イッチング素子４２は、コンデンサ２３と蓄電手段３０
とを並列に接続可能となるように、コンデンサ２３と蓄
電手段３０との双方の負極間に接続されている。

【００１９】これらの第１，第２のスイッチング素子４
１，４２と、第１，第２のダイオード４３，４４によっ
て、発電手段１０と蓄電手段３０と計時手段２０との間
の電気エネルギの伝達または遮断を行うスイッチ回路４
０を構成している。第１のダイオード４３および第２の
ダイオード４４は、発電手段１０への発電エネルギの逆
流を防止するスイッチング素子として発電手段１０に接
続されている。すなわち、第１のダイオード４３と第２
のダイオード４４のカソードはともに発電手段１０の負
極に接続している。そして、第１のダイオード４３のア
ノードは、計時手段２０の負極に接続している。第２の
ダイオード４４のアノードは、第１のスイッチング素子
４１を介して蓄電手段３０の負極に接続している。その
ため、第１のスイッチング素子４１のドレイン端子が蓄
電手段３０の負極に接続し、ソース端子が第２のダイオ
ード４４のアノードに接続している。

【００２０】蓄電手段３０は、例えばリチウムイオン２
次電池であり、発電手段１０が発電する電気エネルギを
蓄え、発電手段１０が発電していない時でも計時手段２
０を動作可能にするために備えている。この蓄電手段３
０も正極を接地している。第２のスイッチング素子４２
は、蓄電手段３０と計時手段２０とを並列に接続する目
的で設けている。すなわち、この第２のスイッチング素
子４２はドレイン端子を計時手段２０の負極に、ソース
端子を蓄電手段３０の負極に接続している。これらの第
１のスイッチング素子４１および第２のスイッチング素
子４２は、ＭＯＳ電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構
成しており、蓄電手段３０の充放電を行うスイッチング
素子である。

【００２１】計時手段２０の計時ブロック２５は、一般
的な電子時計に用いられる水晶振動子の発振信号を分周
してステッフピングモータ２８の駆動波形を発生する波
形生成手段５１と、波形生成手段５１の発生する駆動波
形で駆動するステッピングモータ２８や輪列、および時
刻表示用の指針（時針，分針，秒針）などを含む時刻表
示手段２７を備えている（図２参照）。この計時ブロッ
ク２５の構成の詳細については後述する。なお、ここで
図示はしていないが、計時ブロック２５の制御回路部分
は一般的な電子時計と同様に相補型電界効果ＭＯＳ（Ｃ
ＭＯＳ）集積回路を用いている。

【００２２】さらに、この実施の形態の電子時計は、コ
ンデンサ２３の端子間電圧が１．２Ｖ未満か、１．２Ｖ
以上１．６Ｖ未満か、１．６Ｖ以上かを判定可能で、し
かも蓄電手段３０の端子間電圧についてもこれが１．５
Ｖ未満か、１．５Ｖ以上かを判定可能な電圧計測手段８
０を備えている。電圧計測手段８０にはコンデンサ２３
の負極および蓄電手段３０の負極の電圧が入力してお
り、その出力である第１の計測結果信号Ｓ８１〜第３の
計測結果信号Ｓ８３が制御手段５０に入力している。そ
の制御手段５０は、計時ブロック２５からも信号Ｓ１〜
Ｓ４を入力し、第１のスイッチ信号Ｓ４１と第２のスイ
ッチ信号Ｓ４２を出力して第１，第２のスイッチング素
子４１，４２を開閉制御する。また、出力信号Ｓ５０〜
Ｓ５３を計時ブロック２５に入力させている。

【００２３】ここで、計時ブロック２５、電圧計測手段
８０、および制御手段５０の詳細について、図２によっ
て説明する。この実施形態における電圧計測手段８０
は、図２に示すように、第１の分圧抵抗８１と第１の分
圧スイッチ８２と第１のアンプ８５と第２のアンプ８６
と、第２の分圧抵抗８３と第２の分圧スイッチ８４と第
３のアンプ８７と、定電圧回路８８とによって構成され
ている。また、制御手段５０は、第１のラッチ５４，第
２のラッチ５５，第３のラッチ５６，および第４のラッ
チ５３と、第１のアンドゲート５７，第２のアンドゲー
ト５８，および第３のアンドゲート５９と、オアゲート
６０とによって構成されている。

【００２４】計時手段２０の計時ブロック２５は、波形
生成手段５１と、第４のアンドゲート６１，第５のアン
ドゲート６２，および第６のアンドゲート６３と、第１
のノアゲート６４と、トグルフリップフロップ６５と、
第２のノアゲート６６および第３のノアゲート６７と、
第１のドライバ６８および第２のドライバ６９と、時刻
表示手段２７とによって構成されている。なお、上記の
論理ゲートは特記しない限り２入力である。波形生成手
段５１は、一般的な電子時計と同様に、水晶振動子の発
振周波数を少なくとも周期が２秒となる周波数まで分周
し、さらにこの分周信号を時刻表示手段２７内のステッ
ピングモータ２８の駆動に必要な波形に変形する部分で
ある。

【００２５】また、時刻表示手段２７は、ステッピング
モータ２８と、図示しない減速輪列と時刻表示用の指針
と文字板などからなり、ステッピングモータ２８の回転
を減速輪列で減速伝達し、時刻表示用の指針を回転する
ことによって時刻表示を行う部分である。なお、この波
形生成手段５１と時刻表示手段２７については、一般的
な電子時計と同様の構成であるため、詳細な説明は省略
する。波形生成手段５１は、計測信号Ｓ１と、第１の分
配信号Ｓ２，第２の分配信号Ｓ３，および第３の分配信
号Ｓ４と、第１の表示信号Ｓ５，第２の表示信号Ｓ６，
および第３の表示信号Ｓ７とを出力している。計測信号
Ｓ１は、ハイレベルとなる時間が６０マイクロ秒で、周
期が１秒の波形である。

【００２６】また、第１の分配信号Ｓ２と第２の分配信
号Ｓ３と第３の分配信号Ｓ４は、発電手段１０の発電エ
ネルギを蓄電手段３０とコンデンサ２３に振り分けるた
めの基準となるタイミングを与える信号である。第１の
分配信号Ｓ２と第２の分配信号Ｓ３と第３の分配信号Ｓ
４は、すべて周期が１秒の波形であり、第１の分配信号
Ｓ２はハイレベルとなるのが８７５ミリ秒間であり、第
２の分配信号Ｓ３はハイレベルとなるのが７５０ミリ秒
間であり、第３の分配信号Ｓ４はハイレベルとなるのが
５００ミリ秒間である。また、第１の表示信号Ｓ５と第
２の表示信号Ｓ６と第３の表示信号Ｓ７は、前述の時刻
表示手段２７中のステッピングモータ２８を回転駆動す
るための基となる信号である。

【００２７】第１の表示信号Ｓ５と第２の表示信号Ｓ６
と第３の表示信号Ｓ７は、すべて周期が１秒の波形であ
り、第１の表示信号Ｓ５はハイレベルとなるのが３ミリ
秒間であり、第２の表示信号Ｓ６はハイレベルとなるの
が３．５ミリ秒間であり、第３の表示信号Ｓ７はハイレ
ベルとなるのが４ミリ秒間である。ここでは、計測信号
Ｓ１および第１の分配信号Ｓ２〜第３の分配信号Ｓ４は
波形の立ち上がりタイミングがすべて同期しているもの
とし、また第１の表示信号Ｓ５〜第３の表示信号Ｓ７の
波形の立ち上がりのタイミングは計測信号Ｓ１の立ち下
がりと同期しているものとする。なお、これらの波形生
成は簡単な波形合成で可能であるため、その生成方法に
ついての説明は省略する。

【００２８】電圧計測手段８０における第１のアンプ８
５と第２のアンプ８６と第３のアンプ８７は、定電圧回
路８８の出力電圧ともう一方の入力電圧とを比較可能な
構成となっている。定電圧回路８８は、電圧が変動する
電源から一定の電圧を得るために一般的に用いられるレ
ギュレータ回路である。ここでは定電圧回路８８は−
０．８Ｖの一定電圧を出力するものとし、定電圧回路８
８の動作のためのエネルギはコンデンサ２３より供給す
るように接続している。

【００２９】このコンデンサ２３は、すでに説明した計
時手段２０に含まれる構成要素である。第１の分圧抵抗
８１は高精度の高抵抗素子であり、第１の分圧抵抗８１
の一端は第１の分圧スイッチ８２のドレイン端子と接続
し、第１の分圧抵抗８１の他端は接地している。また第
１の分圧スイッチ８２のソース端子はコンデンサ２３の
負極と接続している。同様に、高精度の高抵抗素子であ
る第２の分圧抵抗８３の一端は第２の分圧スイッチ８４
のドレイン端子と接続し、第２の分圧抵抗８３の他端は
接地している。また、第２の分圧スイッチ８４のソース
端子は蓄電手段３０の負極と接続している。なおここで
は第１の分圧抵抗８１および第２の分圧抵抗８３は共に
６００ＫΩの抵抗値であるものとする。

【００３０】第１の分圧スイッチ８２および第２の分圧
スイッチ８４のゲート端子には、計時ブロック２５から
出力される計測信号Ｓ１が入力している。第１のアンプ
８５と第２のアンプ８６と第３のアンプ８７は電圧検出
用コンパレータであり、それぞれの非負入力端子に前述
の定電圧回路８８の出力電圧が入力している。そして、
第１のアンプ８５の負入力端子には第１の分圧抵抗８１
の中間点が接続している。この中間点は接地側から見て
第１の分圧抵抗８１の２／４の抵抗値（３００ＫΩ）と
なる点とする。同様に、第２のアンプ８６の負入力端子
には、第１の分圧抵抗８１の２／３の抵抗値（接地側か
ら４００ＫΩ）の点を接続している。さらに同様に、第
３のアンプ８７の負入力端子には第２の分圧抵抗８３の
中間点が接続している。この中間点は接地側から見て第
２の分圧抵抗８３の８／１５の抵抗値（３２０ＫΩ）と
なる点とする。

【００３１】この構成では、第１の分圧スイッチ８２が
オンすれば第１の分圧抵抗８１には電流が発生し、コン
デンサ２３の負極電圧の２／４が第１のアンプ８５に入
力され、この電圧が定電圧回路８８の出力電圧である−
０．８Ｖを下まわれば、第１のアンプ８５はハイレベル
を出力し、それ以外ではロウレベルを出力する。すなわ
ち、コンデンサ２３の端子間電圧が１．６Ｖを上回れば
第１のアンプ８５出力はハイレベルとなるように設定し
てある。同様に、第２のアンプ８６はコンデンサ２３の
端子間電圧が１．２Ｖを上回ればハイレベルを出力し、
第３のアンプ８７は蓄電手段３０の端子間電圧が１．５
Ｖを上回ればハイレベルを出力する構成になっている。

【００３２】なお、第１のアンプ８５〜第３のアンプ８
７にはイネーブル端子があり、このイネーブル端子には
計測信号Ｓ１が接続している。すなわち第１のアンプ８
５〜第３のアンプ８７は、計測信号Ｓ１がハイレベルと
なっている間だけ動作する。また、第１のアンプ８５〜
第３のアンプ８７が動作しない間、すなわちイネーブル
端子がロウレベルであるときは、これらのアンプの出力
はハイレベルへプルアップされるようになっているもの
とする。そして、第１のアンプ８５の出力は第１のラッ
チ５４のデータ入力へ、第２のアンプ８６の出力は第２
のラッチ５５のデータ入力へ、第３のアンプ８７の出力
は第３のラッチ５６のデータ入力へそれぞれ入力する。

【００３３】第１のアンプ８５の出力を第１の計測結果
信号Ｓ８１とし、第２のアンプ８６の出力を第２の計測
結果信号Ｓ８２とし、第３のアンプ８７の出力を第３の
計測結果信号Ｓ８３とし、それぞれ上述のように、制御
手段５０の第１〜第３のラッチ５４，５５，５６のデー
タ入力となる。制御手段５０の第１のラッチ５４と第２
のラッチ５５と第３のラッチ５６は、電源投入時に出力
がリセットされるデータラッチである。各ラッチにはク
ロック端子に計測信号Ｓ１がそれぞれ入力しており、計
測信号Ｓ１の波形の立ち下がりで、データ入力されてい
る信号の保持および出力が可能になっている。

【００３４】また、第１のアンドゲート５７は、第１の
ラッチ５４の出力Ｓ５０と第１の分配信号Ｓ２との論理
積を出力する。３入力のアンドゲートである第２のアン
ドゲート５８は、第１のラッチ５４の否定出力Ｓ５１と
第２のラッチ５５の出力Ｓ５２と第２の分配信号Ｓ３と
の論理積を出力する。さらに、第３のアンドゲート５９
は、第２のラッチ５５の否定出力Ｓ５３と第３の分配信
号Ｓ４との論理積を出力する。さらに、オアゲート６０
は第１のアンドゲート５７と第２のアンドゲート５８と
第３のアンドゲート５９の論理和を出力可能なように接
続している。このオアゲート６０の出力は、第１のスイ
ッチ信号Ｓ４１となって図１のスイッチ回路４０へ出力
され、その第１のスイッチング素子４１を開閉制御す
る。

【００３５】一方、第３のラッチ５６の出力は第４のラ
ッチ５３のデータ入力となる。この第４のラッチ５３
も、電源投入時に出力がリセットされるデータラッチで
ある。第４のラッチ５３のクロック端子には第３の表示
信号Ｓ７が入力しており、第３の表示信号Ｓ７の波形の
立ち下がりで、データ入力されている信号の保持および
出力が可能になっている。そして、この第４のラッチ５
３の出力が、第２のスイッチ信号Ｓ４２として図１のス
イッチ回路４０へ出力され、その第２のスイッチング素
子４２を開閉制御する。

【００３６】計時ブロック２５において、第４のアンド
ゲート６１は第１のラッチ５４の出力とＳ５０第１の表
示信号Ｓ５との論理積を出力する。３入力のアンドゲー
トである第５のアンドゲート６２は、第１のラッチ５４
の否定出力Ｓ５１と第２のラッチ５５の出力Ｓ５２と第
２の表示信号Ｓ６との論理積を出力する。さらに、第６
のアンドゲート６３は、第２のラッチ５５の否定出力Ｓ
５３と第３の表示信号Ｓ７との論理積を出力する。さら
に、第１のノアゲート６４は、第４のアンドゲート６１
と第５のアンドゲート６２と第６のアンドゲート６３の
論理和の否定信号を出力する。この第１のノアゲート６
４の出力は選択表示信号Ｓ８となる。

【００３７】そして、入力信号が立ち上がる毎に保持お
よび出力する信号を反転するトグルタイプのフリップフ
ロップであるトグルフリップフロップ６５は、選択表示
信号Ｓ８を入力としている。ここでトグルフリップフロ
ップ６５は、単純化のため電源投入時には保持データが
リセットされるものとする。さらに、このトグルフリッ
プフロップ６５の出力と選択表示信号Ｓ８との論理和の
否定信号を、第２のノアゲート６６が出力する。同様
に、トグルフリップフロップ６５の否定出力と選択表示
信号Ｓ８との論理和の否定信号を、第３のノアゲート６
７が出力する。

【００３８】この第２のノアゲート６６の出力は第１の
ドライバ６８に入力し、第３のノアゲート６７の出力は
第２のドライバ６９に入力する。そして、この第１のド
ライバ６８の出力と第２のドライバ６９の出力との間
に、時刻表示手段２７中のステッピングモータ２８が接
続されている。第１のドライバ６８および第２のドライ
バ６９は、出力端インピーダンスが極めて低いインバー
タであり、第１のドライバ６８または第２のドライバ６
９のいずれか一方の入力をハイレベルにし、かつ他方を
ロウレベルにすることによって、出力端子に接続された
ステッピングモータ２８に任意の方向の電流ｉ２２を供
給可能な構成になっている。以上のように、この実施形
態における電圧計測手段８０、制御手段５０、および計
時ブロック２５を構成している。

【００３９】つぎに、図３の波形図および図１と図２を
用いて、この実施形態の電子時計の動作を説明する。ま
ず始めに、図１における蓄電手段３０には蓄電されたエ
ネルギがほとんどなく、端子間電圧が０．９Ｖ程度とな
っており、計時手段２０の動作は停止している状態であ
るとする。この状態から、蓄電手段３０の端子電圧が
１．０Ｖ以上になれば、この実施形態の電子時計は始動
可能な構成となっており、まずこの始動動作から説明す
る。

【００４０】上述した停止状態から、発電手段１０が順
方向に発電を始め、約１．０Ｖの発電電圧が発生するよ
うになると、第１のダイオード４３がオンになり、発電
手段１０の発電による電気エネルギが計時手段２０に投
入される。それによって、計時手段２０が始動すれば、
計時ブロック２５内の図２に示した波形生成手段５１
は、計測信号Ｓ１，第１の分配信号Ｓ２〜第３の分配信
号Ｓ４，および第１の表示信号Ｓ５〜第３の表示信号Ｓ
７の出力をそれぞれ開始する。また、第１のラッチ５
４，第２のラッチ５５，第３のラッチ５６，および第４
のラッチ５３は、計時手段２０が始動した直後はいずれ
も出力がロウレベルに初期化される。

【００４１】その結果、制御手段５０内の第３のアンド
ゲート５９は第３の分配信号Ｓ４をそのまま出力し、第
１のアンドゲート５７および第２のアンドゲート５８の
出力はロウレベルとなったままとなる。したがってオア
ゲート６０の出力である第１のスイッチ信号Ｓ４１は分
配信号Ｓ４と同じになり、それによって第１のスイッチ
ング素子４１を開閉制御する。また、第２のスイッチ信
号Ｓ４２はロウレベルのままであり、それによって制御
される第２のスイッチング素子４２はオフ状態となる。
このとき、計時ブロック２５内の選択表示信号Ｓ８には
第３の表示信号Ｓ７の否定信号が現れる。ただし、その
後すぐに計測信号Ｓ１のハイレベルパルスが現れるの
で、実際にはつぎに説明する発電開始後の動作にただち
に推移する。

【００４２】計測信号Ｓ１にハイレベルパルスが現れる
と、その計測信号Ｓ１がハイレベルの間は、電圧計測手
段８０の第１の分圧スイッチ８２と第２の分圧スイッチ
８４がともにオンになるため、第１の分圧抵抗８１およ
び第２の分圧抵抗８３には電流が発生し、第１のアンプ
８５と第２のアンプ８６にはコンデンサ２３の端子間電
圧の２／４の電圧と２／３の電圧がそれぞれ入力され
る。また同様に、第３のアンプ８７には蓄電手段３０の
端子間電圧の８／１５の電圧が入力される。この計測信
号Ｓ１の立ち下がりのタイミングで、第１のラッチ５４
と第２のラッチ５５と第３のラッチ５６が、それぞれ第
１のアンプ８５と第２のアンプ８６と第３のアンプ８７
の出力をそれぞれ取り込む。

【００４３】このときは、蓄電電圧は０．９Ｖと低いが
発電電圧は充分高く、コンデンサ２３の端子電圧は１．
５Ｖを超えているものとすると、第１のアンプ８５およ
び第２のアンプ８６はともにハイレベルを出力するた
め、第１のラッチ５４および第２のラッチ５５はともに
ハイレベルを取り込んで出力する。すると、第２のアン
ドゲート５８，第３のアンドゲート５９，第５のアンド
ゲート６２，および第６のアンドゲート６３の出力は、
いずれもロウレベルとなり、かつ第１のアンドゲート５
７および第４のアンドゲート６１の一方の入力はハイレ
ベルとなる。この結果オアゲート６０は第１の分配信号
Ｓ２をそのまま出力し、第１のノアゲート６４は第１の
表示信号Ｓ５の否定信号を出力する。

【００４４】したがって、計測信号Ｓ１が立ち下がると
同時に第１のスイッチ信号Ｓ４１は第１の分配信号Ｓ２
と同じになり、選択表示信号Ｓ８は第１の表示信号Ｓ５
の否定信号と同じになる。トグルフリップフロップ６５
は、ロウレベルのパルスが入力される毎に出力を反転さ
せるので、選択表示信号Ｓ８が第１の表示信号Ｓ５の否
定信号と同じになると、第２のノアゲート６６と第３の
ノアゲート６７は、第１の表示信号Ｓ５のハイレベルパ
ルスを交互に出力することになる。これにより、第１の
ドライバ６８と第２のドライバ６９は、第１の表示信号
Ｓ５のハイレベルパルスに同期して１秒毎に交互に方向
の変わる電流をステッピングモータ２８へ流すことが可
能になる。なお、図２および図３においては、このステ
ッピングモータ２８に通電した電流をｉ２２として表記
している。これにより、時刻表示手段２７は第１の表示
信号Ｓ５にあわせて通常の電子時計と同様に時刻表示用
の指針の運針を行う。

【００４５】このときは、第１のスイッチ信号Ｓ４１は
第１の分配信号Ｓ２と同じ波形であるが、第１の分配信
号Ｓ２〜第３の分配信号Ｓ４は計測信号Ｓ１に同期して
いずれもハイレベルとなっているので、第１のスイッチ
信号Ｓ４１はハイレベルになっており、第１のスイッチ
ング素子４１はオン状態となる。したがって、発電手段
１０の発電による電気エネルギは蓄電手段３０へ送ら
れ、蓄電手段３０が充電されることになる。そしてさら
に、計測信号Ｓ１が立ち上がってから８７５ミリ秒後に
は、ハイレベルになっていた第１の分配信号Ｓ２がロウ
レベルになるため、第１のスイッチング素子４１はオン
状態からオフ状態になり、蓄電手段３０へ流れていた発
電手段１０からの発電エネルギは計時手段２０側、すな
わちコンデンサ２３へ送られるようになる。

【００４６】このときは、コンデンサ２３に発電エネル
ギが送られるのは１２５ミリ秒間（１秒間あたり）と短
いが、すでにコンデンサ２３の端子間電圧は１．５Ｖを
超えているので、コンデンサ２３はあまり充電する必要
はなく、発電エネルギの殆どは蓄電手段３０に充電して
も問題ない。また、時刻表示手段２７中のステッピング
モータ２８には３ミリ秒間しか通電されないが、コンデ
ンサ２３の端子間電圧は充分高いため、ステッピングモ
ータ２８には充分な駆動電流を供給できる。

【００４７】つぎに、上述よりも発電手段１０の発電エ
ネルギが低下した場合の動作について説明する。計測信
号Ｓ１にハイレベルパルスが現れると、この立ち下がり
のタイミングで、制御手段５０の第１のラッチ５４，第
２のラッチ５５，および第３のラッチ５６は、それぞれ
電圧測定手段８０の第１のアンプ８５，第２のアンプ８
６，および第３のアンプ８７の出力をそれぞれ取り込
む。このときは、蓄電手段３０の蓄電電圧は０．９Ｖと
低いが、発電手段１０の発電エネルギの低下と計時手段
２０によるエネルギ消費により、コンデンサ２３の端子
電圧は１．４Ｖ程度となっているとすると、第１のアン
プ８５はロウレベルを出力し、第２のアンプ８６はハイ
レベルを出力する。したがって、第１のラッチ５４はロ
ウレベルを、第２のラッチ５５はハイレベルをそれぞれ
取り込んで出力する。

【００４８】すると、オアゲート６０は第２の分配信号
Ｓ３をそのまま出力し、第１のノアゲート６４は第２の
表示信号Ｓ６の否定信号を出力するため、計時信号Ｓ１
が立ち下がると同時に第１のスイッチ信号Ｓ４１は第２
の分配信号Ｓ３と同じになり、また選択表示信号Ｓ８は
第２の表示信号Ｓ６の否定信号と同じになる。このとき
は、コンデンサ２３の端子電圧は１．４Ｖ程度と前述よ
り低い電圧であるが、計時ブロック２５のステッピング
モータ２８には３．５ミリ秒と前述の３ミリ秒より長い
時間通電が行われるため、ステッピングモータ２８の駆
動にはほぼ前述と同等の電気エネルギを供給することが
できる。

【００４９】また、計測信号Ｓ１の立ち上がりと同時に
ハイレベルとなっている第１のスイッチ信号Ｓ４１は、
７５０ミリ秒後にロウレベルになる。これにより、発電
手段１０の発電エネルギはコンデンサ２３へ２５０ミリ
秒間送られることになる。このときも、発電手段１０の
発電エネルギは前述よりも少なくなっているため、コン
デンサ２３への充電時間を前述の１２５ミリ秒より長く
することによって、計時ブロック２５の計時動作を継続
することが可能になる。さらに、上述の発電状態が継続
し、蓄電手段３０の蓄電電圧が１．５Ｖ未満である間、
コンデンサ２３の端子電圧が１．２Ｖ未満であるときに
は、前述までと同様の行程を経ることにより、計時手段
２０はコンデンサ２３への充電時間を５００ミリ秒に設
定し、かつステッピングモータ２８の駆動パルスを４ミ
リ秒に設定する。

【００５０】このときは、コンデンサ２３に蓄えられて
いる電気エネルギは、前述までの状態より低下している
ため、コンデンサ２３の充電時間を前述までの２５０ミ
リ秒より長くすることによって、計時ブロック２５の計
時動作の継続に必要なエネルギを発電手段１０から得る
ことが可能になる。また、計時ブロック２５のステッピ
ングモータ２８についても、前述までの３．５ミリ秒よ
りも通電時間を長く設定することによって、ステッピン
グモータ２８の駆動に必要なエネルギをステッピングモ
ータ２８に供給可能になる。

【００５１】つぎに、蓄電手段３０への充電が充分に行
われた状態についての動作を説明する。蓄電手段３０へ
の充電がすすみ、蓄電手段３０の端子間電圧が１．５Ｖ
を超えるようになると、制御手段５０の第３のラッチ５
６が電圧測定手段８０の第３のアンプ８７の出力を取り
込むときには、第３のアンプ８７の出力はハイレベルに
なっているため、第３のラッチ５６はそれを取り込んで
出力をハイレベルにする。この第３のラッチ５６の出力
は第４のラッチ５３に入力されるが、第２のスイッチ信
号Ｓ４２はすぐには変化しない。第３の表示信号Ｓ７が
立ち下がれば、第４のラッチ５３は第３のラッチ５６の
出力を取り込んで、第２のスイッチ信号Ｓ４２をハイレ
ベルに変化させる。すなわち、第２のスイッチ信号Ｓ４
２は、少なくとも選択表示信号Ｓ８がロウレベルになっ
た後にハイレベルになる。

【００５２】すると、図１に示す第２のスイッチング素
子４２がオンになり、計時手段２０と蓄電手段３０が並
列に接続されることとなり、発電手段１０の発電による
電気エネルギは、計時手段２０と蓄電手段３０へ同時に
供給されるようになる。このとき、蓄電手段３０の端子
間電圧は計時手段２０の動作に充分なレベルになってお
り、計時手段２０はその後も安定した計時動作を継続す
ることが可能になる。なお、この実施の形態において
は、コンデンサ２３へ充電する時間は、少なくとも電圧
計測手段８０の計測周期である１秒の半分（５００ミリ
秒）以下となるように設定してあるため、発電手段１０
が急激に発電を開始したとしても、従来よりもコンデン
サ２３の端子間電圧の変化を緩やかにすることができ
る。その結果、計時ブロック２５は安定して動作するこ
とが可能になる。

【００５３】しかも、この実施形態では、コンデンサ２
３の端子間電圧に応じて計時ブロック２５中のステッピ
ングモータ２８の駆動条件を適切に設定するようにもし
ており、コンデンサ２３の端子間電圧がゆっくりと上昇
しても、その状態に応じてステッピングモータ２８に所
定範囲の電気エネルギを投入可能になっており、ステッ
ピングモータ２８を効率良く駆動することが可能になっ
ている。このように、この発明の第１の実施形態によれ
ば、制御手段５０が、計時手段２０の端子電圧（コンデ
ンサ２３の端子電圧）を計測する電圧計測手段８０の計
測結果、すなわち前述したように、その電圧が少なくと
も３段階の電圧範囲のいずれに該当するかの判定結果に
応じて、発電手段１０が蓄電手段３０と計時手段２０と
を充電する際の一定周期（この例では１秒）内の電力量
の分配割合を、予めその電圧範囲と一対一対応するよう
に定めた少なくとも３つの異なる割合のいずれかに決定
して、スイッチ回路４０を制御する。

【００５４】その電力量の分配割合は、図３に示すそれ
ぞれデューティが異なる第１，第２，第３の分配信号Ｓ
２，Ｓ３，Ｓ４のいずれかを第１のスイッチ制御信号と
して選択して、第１のスイッチング素子４１の開閉を制
御することにより、発電手段１０から蓄電手段３０と計
時手段２０への充電電流の供給期間の比を選択して変化
させている。また、この実施形態では、計時ブロック２
５に設けた電気エネルギ量制御手段によって、電圧計測
手段８０の計測結果に応じて、計時手段２０が時刻表示
に消費する電気エネルギ量が常に所定の範囲になるよう
に制御している。なお、この実施形態においては、充電
制御動作を実現するために電圧計測手段８０を１秒間に
１回しか稼働させていない。

【００５５】図７に示したような従来の電子時計におい
て同様の充電制御動作をさせるためには、少なくとも１
秒間に４回以上は電圧計測を行う必要があり、この実施
の形態によれば、電圧計測に必要な計測エネルギを削減
することもできる。また、この実施の形態では発電手段
１０として熱電発電器を用いたが、他の発電器を用いて
もよい。例えば、太陽電池なども発電手段１０として問
題なく使用可能である。また、発電手段１０として熱電
発電器を用いる場合にも、それを構成する熱電対の対数
を減らすことにより、温度差１℃で約１．０Ｖの起電圧
を発生するようにしたものを用い、発電電圧が低い分を
昇圧回路を用いて昇圧して利用するようにすることも可
能である。

【００５６】〔第２の実施形態：図４〕 そこで次に、この発明による電子時計の第２の実施形態
として、発電手段と昇圧手段とを設けたものについて、
図４によって説明する。図４はその電子時計の構成を示
すブロック回路図であり、図１と共通する部分には同一
の符号を付してあり、それらの説明は省略する。この電
子時計において、図１に示した電子時計と相違するの
は、昇圧手段１００を設けた点と、スイッチ回路９０の
構成が図１のスイッチ回路４０の構成と少し異なる点で
ある。

【００５７】すなわち、図４に示す電子時計では、発電
手段１０の端子間電圧を昇圧可能な昇圧回路である昇圧
手段１００を発電手段１０に並列に接続し、さらに、そ
の昇圧手段１００の出力を計時手段２０と蓄電手段３０
とに振り分けられるように、第３のスイッチング素子４
５を計時手段２０の負極と昇圧手段１００の出力端子と
の間に接続し、かつ第４のスイッチング素子４６を蓄電
手段３０の負極と昇圧手段１００の出力端子との間に接
続する。

【００５８】そして、第３のスイッチング素子４５は、
この実施の形態での第１のスイッチ信号Ｓ４１をインバ
ータ９５で反転した否定信号／Ｓ４１で制御し、第４の
スイッチング素子４６を第１のスイッチ信号Ｓ４１で制
御するよう構成することにより、昇圧手段を用いた場合
でも前述した第１の実施形態と同様の作用・効果を得る
ことができる。また、図２に示したステッピングモータ
２８またはその他の負荷駆動に通常より大きなエネルギ
が必要となる場合には、発電手段１０による発電エネル
ギを計時手段２０と蓄電手段３０とに送る時間比率を上
述とはことなる値に設定しても良い。

【００５９】〔第３の実施形態：図５及び図６〕 次に、この発明による電子時計の第３の実施形態を、図
５及び図６によって説明する。なお、これらの図におい
て、図１及び図２と共通する部分には同一の符号を付し
てあり、それらの説明は省略する。この第３の実施形態
において、図１に示した第１の実施形態と相違する点
は、制御手段７０とスイッチ回路１１０が、前述の制御
手段５０およびスイッチ回路４０と相違するだけであ
る。

【００６０】スイッチ回路１１０は、第１のスイッチン
グ素子４１に代えて、スイッチング素子Ｓａと抵抗Ｒ１
の直列回路、スイッチング素子Ｓｂと抵抗Ｒ２の直列回
路、及びスイッチング素子Ｓｃと抵抗Ｒ３の直列回路
を、互いに並列に接続して、第２のダイオード４４のア
ノードと蓄電手段３０の負極との間に接続している。ま
た、第１のダイオード４３と計時手段２０の負極との間
にも、抵抗Ｒ０を介挿している。制御手段７０は、図６
に示すように、第１の実施形態の制御手段５０における
第１，第２，第３，第４のラッチ５４，５５，５６，５
３と同じ４個のラッチと第１のラッチ５４の反転出力と
第２のラッチ５５の出力との論理積を出力するアンドゲ
ート７１とによって構成する。

【００６１】そして、第１のラッチ５４の出力をスイッ
チ制御信号Ｓａ、アンドゲート７１の出力をスイッチ制
御信号Ｓｂ、第２のラッチ５５の反転出力をスイッチ制
御信号Ｓｃとして、図５のスイッチ回路１１０へ出力
し、スイッチング素子４１ａ，４１ｂ，４１ｃのいずれ
か１個を選択的にオンにする。それによって、発電手段
１０から計時手段２０への充電回路には常に抵抗Ｒ０が
介挿されているのに対し、発電手段１０から蓄電手段３
０への充電回路には、抵抗Ｒ１２，Ｒ２，Ｒ３のいずれ
かが選択的に介挿されることになる。

【００６２】したがって、電圧計測手段８０の計測結果
に応じて、制御手段７０が発電手段１０から蓄電手段３
０と計時手段２０への充電電流供給回路のインピーダン
スの比を、予め定めた異なる複数の比（抵抗Ｒ０の抵抗
値と抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の各抵抗値の比によって決ま
る）のいずれかに決定して、スイッチ回路１１０を制御
することにより、蓄電手段３０と計時手段２０へ分配す
る電力量の割合を異ならせるようにしている。このよう
にしても、前述の第１の実施形態の電子時計と同様な作
用・効果が得られる。なお、抵抗Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ
３の各抵抗値の一例を示すと、Ｒ０＝１００Ω，Ｒ１＝
１００Ω，Ｒ２＝１５０Ω，Ｒ３＝１７５Ωとする。

【００６３】制御手段７０からのスイッチ制御信号Ｓ
ａ，Ｓｂ，Ｓｃを、計時ブロック２５にも入力させて、
第１の実施形態と同様に、計時ブロック２５に設けた電
気エネルギ量制御手段によって、電圧計測手段８０の計
測結果に応じて、計時手段２０が時刻表示に消費する電
気エネルギ量が常に所定の範囲になるように制御する。
また、図４に示した第２の実施形態も、この第３の実施
形態の制御手段７０およびスイッチ回路１１０と同様な
ものに変更することもできる。

【００６４】

【発明の効果】以上の説明で明らかであるが、この発明
の電子時計は計時手段の端子電圧を計測し、その結果に
よって発電手段の発電エネルギを計時手段側と蓄電手段
側とに送る際の電力量の割合を最適に設定するようにな
っている。このため発電エネルギを計時手段と蓄電手段
とに適切に分配することができ、従来と同じ計測周期で
あっても、従来よりも蓄電手段への発電エネルギを充電
する効率を向上させることが可能になる。また、外部環
境の変化により発電エネルギが急激に変化しても計時手
段の端子電圧に急激な変化が起きないようにすること
で、この結果計時手段の計時動作を安定化することがで
きる。したがって、発電手段を内蔵する電子時計の性能
を大幅に向上することができる。 ［図面の簡単な説明］

【図１】この発明による電子時計の第１の実施形態の構
成を示すブロック回路図である。

【図２】図１に示した電子時計における計時ブロックと
電圧測定手段と制御手段の具体例を示す回路図である。

【図３】図１および図２に示した電子時計における各部
の信号波形を示す波形図である。

【図４】この発明による電子時計の第２の実施形態の構
成を示すブロック回路図である。

【図５】この発明による電子時計の第３の実施形態の構
成を示すブロック回路図である。

【図６】図５に示した電子時計における制御手段の具体
例を示すブロック回路図である。

【図７】従来の発電手段を内蔵した電子時計の構成例を
示すブロック回路図である。

【符号の説明】

１０：発電手段 ２０：計時手段 ２３：コンデンサ ２５：計時ブロック ２７：時刻表示手段 ２８：ステッピングモータ ３０：蓄電手段 ４０：スイッチ回路 ４１：第１のスイッチング素子 ４２：第２のスイッチング素子 ４３：第１のダイオード ４４：第２のダイオード ４５：第３のスイッチング素子 ４６：第４のスイッチング素子 ５０，７０：制御手段 ５１：波形生成手段 ５３：第４のラッチ ５４：第１のラッチ ５５：第２のラッチ ５６：第３のラッチ ５７：第１のアンドゲート ５８：第２のアンドゲート ５９：第３のアンドゲート ６０：オアゲート ６１：第４のアンドゲート ６２：第５のアンドゲート ６３：第６のアンドゲート ６４：第１のノアゲート ６５：トグルフリップフロップ ６６：第２のノアゲート ６７：第３のノアゲート ６８：第１のドライバ ６９：第２のドライバ ７１：アンドゲート ８１：第１の分圧抵抗 ８２：第１の分圧スイッチ ８３：第２の分圧抵抗 ８４：第２の分圧スイッチ ８５：第１のアンプ ８６：第２のアンプ ８７：第３のアンプ ８８：低電圧回路 ９０，１１０：スイッチ回路 ９５：インバータ １００：昇圧手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平８−36070（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−15352（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−71886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−52160（ＪＰ，Ａ) 実開 平６−80195（ＪＰ，Ｕ) 国際公開98／35272（ＷＯ，Ａ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G04C 10/00 G04G 19/00

Claims (12)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部からのエネルギにより発電する発電
   手段と、 該発電手段の発電による電気エネルギを蓄電する蓄電手
   段と、 前記発電手段または前記蓄電手段から供給される電気エ
   ネルギにより時刻表示動作をする計時手段と、 少なくとも複数のスイッチング素子を有し、前記発電手
   段と前記蓄積手段および前記計時手段との間の電気エネ
   ルギの伝達または遮断を行うスイッチ回路と、 前記計時手段の端子電圧を計測し、その電圧が少なくと
   も３段階の電圧範囲のいずれに該当するかを判定可能な
   電圧計測手段と、 該電圧計測手段によって判定された電圧範囲に応じて、
   前記発電手段が前記蓄電手段と前記計時手段とを充電す
   る際の一定周期内での電力量の分配割合を、予め前記電
   圧範囲に一対一対応するように定めた少なくとも３つの
   異なる割合のいずれかに決定して前記スイッチ回路を制
   御する制御手段と を備えた電子時計。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子時計において、 前記制御手段が、前記電圧計測手段によって判定された
   電圧範囲に応じて、前記発電手段が前記蓄電手段と前記
   計時手段とを充電する際に、前記発電手段から前記蓄電
   手段と前記計時手段への充電電流の一定周期内での供給
   期間の比を、予め前記電圧範囲に一対一対応するように
   定めた少なくとも３つの異なる比のいずれかに決定して
   前記スイッチ回路を制御する手段である電子時計。
3. 【請求項３】 請求項１記載の電子時計において、 前記制御手段が、前記電圧計測手段によって判定された
   電圧範囲に応じて、前記発電手段が前記蓄電手段と前記
   計時手段とを充電する際に、前記発電手段から前記蓄電
   手段と前記計時手段への充電電流供給回路のインピーダ
   ンスの比を、予め定めた少なくとも３つの異なる比のい
   ずれかに決定して前記スイッチ回路を制御する手段であ
   る電子時計。
4. 【請求項４】 外部からのエネルギにより発電する発電
   手段と、 該発電手段の発電電圧を昇圧する昇圧手段と、 該昇圧手段によって昇圧された電気エネルギを蓄電する
   蓄電手段と、 前記昇圧手段または前記蓄電手段から供給される電気エ
   ネルギにより時刻表示動作をする計時手段と、 少なくとも複数のスイッチング素子からなり前記昇圧手
   段と前記蓄電手段および前記計時手段との間のエネルギ
   の伝達または遮断を行うスイッチ回路と、 前記計時手段の端子電圧を計測し、その電圧が少なくと
   も３段階の電圧範囲のいずれに該当するかを判定可能な
   電圧計測手段と、 該電圧計測手段によって判定された電圧範囲に応じて、
   前記発電手段が前記昇圧手段を介して前記蓄電手段と前
   記計時手段とを充電する際の一定周期内での電力量の分
   配割合を、予め前記電圧範囲に一対一対応するように定
   めた少なくとも３つの異なる割合のいずれかに決定して
   前記スイッチ回路を制御する制御手段とを 備えた電子時計。
5. 【請求項５】 請求項４記載の電子時計において、 前記制御手段が、前記電圧計測手段によって判定された
   電圧範囲に応じて、前記発電手段が前記昇圧手段を介し
   て前記蓄電手段と前記計時手段とを充電する際に、前記
   昇圧手段から前記蓄電手段と前記計時手段への充電電流
   の一定周期内での供給期間の比を、予め前記電圧範囲に
   一対一対応するように定めた少なくとも３つの異なる比
   のいずれかに決定して前記スイッチ回路を制御する手段
   である電子時計。
6. 【請求項６】 請求項４記載の電子時計において、 前記制御手段が、前記電圧計測手段によって判定された
   電圧範囲に応じて、前記発電手段が前記昇圧手段を介し
   て前記蓄電手段と前記計時手段とを充電する際に、前記
   昇圧手段から前記蓄電手段と前記計時手段への充電電流
   供給回路のインピーダンスの比を、予め定めた少なくと
   も３つの異なる比のいずれかに決定して前記スイッチ回
   路を制御する手段である電子時計。
7. 【請求項７】 請求項１記載の電子時計において、 前記計時手段に、前記電圧計測手段の計測結果に応じ
   て、該計時手段が時刻表示に消費する電気エネルギ量が
   常に所定の範囲になるように制御する電気エネルギ量制
   御手段を設けたことを特徴とする電子時計。
8. 【請求項８】 請求項４記載の電子時計において、 前記計時手段に、前記電圧計測手段の計測結果に応じ
   て、該計時手段が時刻表示に消費する電気エネルギ量が
   常に所定の範囲になるように制御する電気エネルギ量制
   御手段を設けたことを特徴とする電子時計。
9. 【請求項９】 請求項７記載の電子時計において、 前記計時手段はステッピングモータを有しており、 前記電気エネルギ量制御手段が、前記電圧計測手段の計
   測結果に応じて、前記ステッピンクモータへの通電パル
   スを予め定めた複数の異なる形状のいずれかを選択して
   設定することにより、前記時刻表示に消費する電気エネ
   ルギ量が常に所定の範囲になるように制御する手段であ
   る電子時計。
10. 【請求項１０】 請求項８記載の電子時計において、 前記計時手段はステッピングモータを有しており、 前記電気エネルギ量制御手段が、前記電圧計測手段の計
    測結果に応じて、前記ステッピンクモータへの通電パル
    スを予め定めた複数の異なる形状のいずれかを選択して
    設定することにより、前記時刻表示に消費する電気エネ
    ルギ量が常に所定の範囲になるように制御する手段であ
    る電子時計。
11. 【請求項１１】 請求項１記載の電子時計において、 前記計時手段は、電気エネルギを一時的に蓄電する補助
    蓄電手段を有する電子時計。
12. 【請求項１２】 請求項４記載の電子時計において、 前記計時手段は、電気エネルギを一時的に蓄電する補助
    蓄電手段を有する電子時計。