JP3702729B2 - 電子時計および電子時計の駆動制御方法 - Google Patents
電子時計および電子時計の駆動制御方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
本発明は、発電機又は充電器或いは蓄電装置を備えた電子時計および電子時計の駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
腕時計等の携帯型電子時計や置き時計等の据え置き型電子時計には、発電機を内蔵し、その発電機で発電した電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものや、二次電池、大容量コンデンサ等からなる二次電源を蓄電装置として内蔵あるいは着脱式に搭載し、その蓄電装置へ内部あるいは外部の発電手段で発電した電力を蓄電し、蓄電した電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものがある。発電機を備える電子時計としては、回転錘などで運動エネルギーを捉えて回転型の発電装置を駆動し、その電力を用いて時計回路を駆動するようにしたもの、ソーラパネルなどで光エネルギーを捉えて発電し、その電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものなどがある。また、蓄電装置を備える電子時計としては、外部の電源装置によって発生された電気エネルギーを、電気的に直接接続することで、あるいは電波、電磁波等による誘導を利用することで、蓄電装置に転送および蓄電し、その電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものがある。
【０００３】
上記のような発電機能や蓄電機能を備える電子時計においては、例えば、長期間放置されて再び使用される場合に、初期時刻表示動作を安定して継続できるようにすること、あるいは、発電電圧が低下して回路動作が一旦停止した後に電圧が復帰した際、正常な回路動作を得ること、あるいは、蓄電量の残量を正確に報知することが求められる。これらの要求に対応しようとした従来の技術の一例が、特再公表ＷＯ９８／０６０１３号公報「電子時計」、特開平１１−６４５４６号公報「発電装置付き電子機器及び発電装置付き電子機器のリセット方法」、特開平１１−６４５４８号公報「発電装置付き電子機器、発電装置付き電子機器の電源状態管理方法、及び発電装置付き電子機器の電源状態管理プログラムを記憶した記憶媒体」等に記載されている。以下、これらの公報に記載されている技術の概要と、それらの技術的課題について説明する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特再公表ＷＯ９８／０６０１３号公報には、蓄電量が基準値を下回ったとき少なくとも時刻表示を停止させ、復帰動作条件を感知したとき時計動作を再開し、少なくとも設定条件の間継続するという技術と、蓄電量が基準値を下回ったとき少なくとも時刻表示を停止させ、発電検出手段によって一定レベル以上の電気エネルギーが発生されていることが検出されたとき、停止動作を解除し、少なくとも設定条件の間継続するという技術が記載されている。前者の技術では、復帰動作条件が時刻合わせ動作の検知であるため、蓄電手段への充電が行われていない状態であっても時計動作が再開することがある。このような場合、蓄電手段への充電がないまま時計動作の再開と停止を繰り返すことになり、蓄電量を消費していくことになる。したがって、結果として、時計動作を継続する設定条件を外れるのが早くなり、予告していた時計動作時間を保証することができなくなる可能性がある。
【０００５】
また、前者の技術では、復帰動作条件を感知したとき、時計動作を再開するとともに、上記基準値を一段階低いレベルの基準値に変更し、蓄電量が変更した基準値を下回るまで再開した動作が継続されるようになっている。この場合、再開した時計動作を停止させる蓄電量の基準値が段階的に低下していくため、低い段階では、蓄電電圧が低いところまで時計動作が行われることになる。したがって、時計駆動回路が完全に停止した後、時計駆動回路のオフ・リーク電流によって蓄電電圧が短時間で０Ｖ近辺に降下する可能性がある。そして、次に時計を使用しようとしても、時計の駆動開始電圧に達するまでかなりの充電時間が必要になり、再起動性が悪化するという課題がある。
【０００６】
一方、後者の技術では、発電検出手段によって一定レベル以上の電気エネルギーが発生されていることが検出されたときに停止動作が解除されるようになっている。このため、そのときの蓄電電圧の大きさと発電検出手段の検出レベルの関係によっては、蓄電手段への充電に寄与しない発電であっても時計動作が再開される可能性がある。この場合、蓄電手段への充電がないまま時計動作の再開と停止が繰り返されるため、蓄電量をさらに消費していくことになる。この結果、時計動作を継続する設定条件を外れるのが早くなり、予告していた時計動作時間を保証できなくなる可能性がある。
【０００７】
また、特開平１１−６４５４６号公報には、二次電源電圧が時計の駆動電圧以下に低下することで回路動作が停止された後、ソーラによって充電が再開されて、二次電源電圧が復帰し、時計の駆動電圧以上になった場合、リセット信号を出力して回路を正常動作させるという技術が記載されている。この技術では、二次電源電圧が時計駆動電圧以下になるまで回路動作が行われるので、例えば、二次電源電圧が時計駆動電圧以下となって回路が停止した後、時計を放置すると、回路のオフ・リーク電流によって二次電源電荷が消費され、蓄電電圧が短時間で０Ｖ近辺まで降下する可能性がある。そして、次に時計を使用しようとしたとき、時計の駆動開始電圧に達するまでかなりの充電時間が必要になり、時計の再起動性が悪化するという課題がある。
【０００８】
また、復帰時には、二次電源電圧が時計の駆動電圧以上になった場合に、リセット信号を出力して回路を動作させるようにしているので、ソーラ等による発電がなくても二次電源の自己復帰特性により時計あるいは回路が動作開始する可能性がある。この場合、自己復帰特性によって時計あるいは回路が動作開始しても、二次電源の容量が少ないため長くは動作することができない。このような動作を繰り返しながら二次電源電荷が消費されると電圧が短時間で０Ｖ近辺まで降下する可能性がある。そして、次に時計を使用しようとしたとき、時計の駆動開始電圧に達するまでかなりの充電時間が必要になり、時計の再起動性が悪化するという課題がある。
【０００９】
また、特開平１１−６４５４６号公報には、二次電源の電圧が降下し、電圧検出結果が、第１の電圧を下回ると残量表示を行い、第２の電圧を下回るとブザーあるいは表示画面を照明するためのエレクトロルミネッセンス素子の動作を禁止し、さらに第３の電圧を下回ると表示の駆動を禁止することで、ユーザに二次電源の消耗具合を告知し、これによって予告なく突然に全時計回路が停止することを防止しようとする技術が記載されている。この技術では、電圧検出結果に基づき、上記のような時計動作によって二次電源の消耗具合を告知するようにしている。しかしながら、充電条件あるいは二次電源の容量ばらつき、劣化、温度特性等によって、二次電源の電圧−容量特性は変化するので、同じ電圧値であっても時計駆動が可能な時間が変化し、二次電源の消耗具合を正確に告知できない可能性がある。特に、二次電源の放電末期、つまり時計が停止する直前の領域においては、より正確に時計の動作可能残時間をユーザに告知することが望まれるが、この技術においては特定の条件下では、ユーザがそれを確認する間もなく時計が停止する可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑み、蓄電電圧が低下したときの計時回路の動作を安定させるとともに、再起動性を従来よりも向上し、さらに、より正確に時計動作残時間を告知することができる電子時計および電子時計の駆動制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、充電可能な二次電源と、二次電源を充電する充電手段と、二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、時計駆動回路の計時情報を表示する表示手段と、を備える電子時計において、二次電源の充電電圧に対応する値を検出する電圧検出手段と、充電手段による充電の状態を検出する充電検出手段と、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている場合には、前記表示手段の表示状態を第１の表示状態とし、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記第１の所定電圧を下回っている場合には、前記表示手段の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態とする制御手段であって、前記表示手段が前記第２の表示状態である場合に、前記充電検出手段の検出結果に基づいて前記充電手段が非充電状態であることが所定時間検出されたときには、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させる一方、前記電圧検出手段又は前記充電検出手段の検出結果が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記時計駆動回路の動作を強制停止させるときに、さらに、前記時計駆動回路の１又は複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止することを特徴としている。また、請求項２記載の発明は、前記外部入力端子の１つが、前記時計駆動回路の動作をリセットする信号を入力するためのリセット端子であることを特徴としている。また、請求項３記載の発明は、充電可能な二次電源と、二次電源を充電する充電手段と、二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、時計駆動回路の計時情報を表示する表示手段とを備える電子時計において、二次電源の充電電圧に対応する値を検出する電圧検出手段と、充電手段による充電の状態を検出する充電検出手段と、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている場合には、前記表示手段の表示状態を第１の表示状態とし、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記第１の所定電圧を下回っている場合には、前記表示手段の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態とする制御手段であって、前記表示手段が前記第２の表示状態である場合に、前記充電検出手段の検出結果に基づいて前記充電手段が非充電状態であることが所定時間検出されたときには、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させる一方、前記電圧検出手段又は前記充電検出手段の検出結果が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記充電検出手段によって前記充電手段の充電状態が検出された場合、その検出期間中は非充電状態の所定時間の計測を中断することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記時計駆動回路が、水晶発振回路を有し、その発振を利用して計時動作を行い、前記制御手段が、その水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させることで、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることを特徴としている。また、請求項６記載の発明は、前記制御手段が、前記水晶発振回路への電源供給を停止することで、前記水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させて、前記時計駆動回路の計時動作を停止させることを特徴としている。なお、前記制御手段が、前記水晶発振回路内の所定の回路の入力又は出力を固定させることで、前記水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させて、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることが好ましい。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、前記時計駆動回路が、定電圧発生回路を有し、その定電圧発生回路で発生した電圧を用いて計時動作を行い、前記制御手段が、その定電圧発生回路による定電圧の発生を停止させることで、前記定電圧で駆動する定電圧駆動回路の動作を停止して、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることを特徴としている。なお、前記定電圧発生回路が発生した電圧で駆動される定電圧駆動回路が、水晶発振回路であることが好ましい。また、前記定電圧発生回路が発生した電圧で駆動される定電圧駆動回路が、水晶発振回路の出力を分周する分周回路であることも好ましい。
【００１５】
また、請求項８記載の発明は、さらに、前記二次電源の充電電圧を昇圧、降圧又は昇降圧する昇降圧手段を備え、前記制御手段が、その昇降圧手段の動作を停止させることによって、前記時計駆動回路内でその昇降圧手段の出力で駆動されている電源電圧駆動回路への電源の供給を停止又はその電源の電圧値をその電源電圧駆動回路の駆動停止電圧まで低下させることで、前記電源電圧駆動回路の動作を停止して、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項９記載の発明は、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作を強制停止させることに代えて、又は、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させるのとともに、前記表示手段の駆動を停止させるものであることを特徴としている。なお、前記表示手段が、ステッピングモータを用いて構成されていることが好ましい。また、前記表示手段が液晶パネルを用いて構成されていることも好ましい。
【００１９】
また、請求項１０記載の発明は、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件が、前記充電検出手段が前記充電手段の充電状態を検出したことであることを特徴としている。なお、前記充電検出手段による二次電源の充電、非充電状態の検出が、前記充電手段による充電電流が、所定の電流値を超えたか否かを判別することで行われることが好ましい。また、前記充電検出手段による二次電源の充電、非充電状態の検出が、前記充電手段による充電電流に所定の処理を施すことによって得られた二次電源の充電電圧の予測値が所定の値を超えたか否かを判別することで行われることも好ましい。また、請求項１１記載の発明は、前記充電手段が発電機を有して構成されていて、前記充電検出手段による二次電源の充電、非充電状態の検出が、前記発電機の出力端子の電圧を、前記二次電源の充電電圧に対応する所定の基準電圧と比較した結果に基づいて行われることを特徴としている。なお、前記充電検出手段による充電状態の検出が、前記充電手段から前記二次電源への充電電流の経路とは異なる経路による検出であることが好ましい。
【００２０】
また、請求項１２記載の発明は、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、前記二次電源の充電電圧が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高くかつ前記第１の所定電圧よりも低い第２の所定電圧を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１３記載の発明は、前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させるものであって、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、前記二次電源の充電電圧が、前記第２の所定電圧よりも高く、前記第１の所定電圧よりも低い、第３の所定電圧を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１４記載の発明は、前記充電手段が発電機を有して構成されていて、その発電機の発電の有無を検出する発電検出手段がさらに備えられていて、前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させるものであって、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、その発電検出手段によって発電状態が検出されていて、かつ、前記二次電源の充電電圧が、前記第２の所定電圧よりも高く、前記第１の所定電圧よりも低い第３の所定電圧、を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれていることを特徴としている。なお、前記充電手段が、回転機構からなる発電機構、光―電気変換素子、熱―電気変換素子、又はひずみ―電気変換素子を用いて電力を発生する発電機を有し、その発電機の発電電力で二次電源を充電することが好ましい。
【００２３】
また、請求項１５記載の電子時計の駆動制御方法は、充電可能な二次電源と、前記二次電源を充電する充電手段と、前記二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、を備えた電子時計の駆動制御方法において、前記二次電源の充電電圧に対応する値を検出し、その値が前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている間は、前記時計駆動回路の計時情報を第１の表示状態で表示する一方、その値が前記第１の所定電圧を下回ったときに、前記計時情報を表示する際の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態へ切替える第１のステップと、前記第１のステップにて前記計時情報を表示する際の表示状態が前記第２の表示状態へ切替えられた後、前記二次電源への充電が行われていない非充電状態であることが所定時間計測されたときに、前記二次電源から前記時計駆動回路へ供給される動作電流を低減又は遮断して前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる第２のステップと、前記第２のステップにて前記時計駆動回路を強制停止させた後に、前記二次電源の充電電圧に対応する値又は前記充電手段による充電状態が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する第３のステップと、を含み、前記第２のステップにおいては、前記時計駆動回路を強制停止させるときに、さらに、前記時計駆動回路の１又は複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止させることを特徴としている。また、請求項１６記載の電子時計の駆動制御方法は、充電可能な二次電源と、前記二次電源を充電する充電手段と、前記二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、を備えた電子時計の駆動制御方法において、前記二次電源の充電電圧に対応する値を検出し、その値が前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている間は、前記時計駆動回路の計時情報を第１の表示状態で表示する一方、その値が前記第１の所定電圧を下回ったときに、前記計時情報を表示する際の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態へ切替える第１のステップと、前記第１のステップにて前記計時情報を表示する際の表示状態が前記第２の表示状態へ切替えられた後、前記二次電源への充電が行われていない非充電状態であることが所定時間計測されたときに、前記二次電源から前記時計駆動回路へ供給される動作電流を低減又は遮断して前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる第２のステップと、前記第２のステップにて前記時計駆動回路を強制停止させた後に、前記二次電源の充電電圧に対応する値又は前記充電手段による充電状態が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する第３のステップと、を含み、前記第２のステップにおいては、前記充電手段による前記二次電源への充電が検出された期間中は前記所定時間の計測を中断することを特徴としている。
【００２４】
上記構成においては、二次電源電圧が降下し、時計駆動回路停止電圧よりも高い第１の所定電圧を下回りその状態において、充電検出機能により非充電状態を所定時間計測した時、時計駆動回路の動作電流を低減あるいはカットして時計動作を強制停止させ、復帰動作条件を検出した時、時計動作の強制停止を解除するようにしている。これによれば、時計駆動回路停止電圧より高い第１の所定電圧で時計動作を強制停止し、このとき動作電流を低減あるいはカットしてあるため、時計駆動停止後、二次電源電圧が０Ｖ近辺まで降下する時間が長くなり、次回時計を使用する際、短い充電時間で時計の再起動が可能となる。また、第１の所定電圧を下回った後、非充電状態において所定時間経過後、時計駆動が必ず停止するため、ユーザに正確な時計駆動残時間を保証することが可能となる。
【００２５】
また、時計駆動回路の各入力端子の状態を決定している回路をオフする構成によれば、各入力端子の信号入力状態に関わらず、信号入力のための回路の動作電流を所定の値に制御することが可能となる。例えば、入力端子がリセット端子である場合、時計がリセット状態で停止したとき入力回路が電流を流した状態で固定されてしまうことが考えられるが、上記構成によれば、必ず入力回路がオフされることになるので、リセット入力状態を決定しているプルダウン抵抗等の回路を通して時計駆動電源間に貫通電流が流れるのを防止することができる。
【００２６】
また、二次電源電圧が第１の所定電圧を下回った後、非充電状態を所定時間計測している途中で充電状態が検出された場合に、その期間中は非充電状態の所定時間計測を中断する構成によれば、充電状態を検出している期間は時計駆動残時間を延長することで、より長い時計駆動残時間を保証することが可能となる。
【００２７】
また、強制停止状態を、充電検出機能による二次電源の充電状態の検出によって解除する構成によれば、充電検出機能により強制停止状態を解除するため、充電に寄与しない発電により時計が再起動と停止を繰り返して二次電源電荷を消費し、二次電源電圧が０Ｖ近辺まで降下するのを防止することができる。また、時計駆動が強制停止した後、充電がないのにも係わらず、二次電源の電圧自己復帰特性で時計が再起動と停止を繰り返して二次電源電荷を消費し、二次電源電圧が０Ｖ近辺まで降下するのを防ぐことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による電子時計の一実施の形態について説明する。図１は、本発明による電子時計の一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。図１に示す電子時計１は、腕時計であって、使用者が装置本体に連結されたベルトを手首に巻き付けて使用するようになっている。本実施の形態の電子時計１は、大別すると、交流電力を発電する発電機構Ａと、発電機構Ａからの交流電圧を整流し、それを所定の充電可能な二次電源４８に蓄電し、蓄電電圧をさらに昇降圧した電圧によって各構成部分へ電力を給電する電源部Ｂと、装置全体を制御する制御部Ｃと、秒針６１、分針６２および時針６３をステッピングモータ１０を用いて駆動するモータ部Ｄとを備えて構成されている。
【００２９】
発電機構Ａは、発電装置４０、回転錘４５および増速用ギア４６を備えて構成されている。発電装置４０としては、発電用ロータ４３が発電用ステータ４２の内部で回転し発電用ステータ４２に接続された発電コイル４４に誘起された電力を外部に出力する電磁誘導型の交流発電装置が採用されている。 回転錘４５は、発電用ロータ４３に運動エネルギーを伝達する手段として機能する。そして、この回転錘４５の動きが増速用ギア４６を介して発電用ロータ４３に伝達されるようになっている。この回転錘４５は、腕時計型の電子時計１では、ユーザの腕の動きなどを捉えて装置内で旋回できるようになっている。したがって、使用者の生活に関連したエネルギーを利用して発電を行い、その電力を用いて電子時計１が駆動されるようになっている。
【００３０】
電源部Ｂは、発電機構Ａからの交流電圧を整流する整流回路４７と、整流回路４７で整流された直流電力を蓄電する二次電源４８と、二次電源４８に蓄電された電圧を昇圧および降圧する昇降圧回路４９とから構成されている。二次電源４８は、リチウム電池等の充電可能な二次電池や大容量コンデンサから構成されている。昇降圧回路４９は、複数のコンデンサ４９ａ〜４９ｃを用いて多段階の昇圧および降圧を行う回路である。昇降圧回路４９により昇降圧された電圧は、制御部Ｃからの制御信号φ１１によって調整可能である。
【００３１】
図１の構成では、二次電源４８の高電位側の電圧ＶDD（高電位側電圧）が基準電位ＧＮＤに設定されている。二次電源４８の低電位側の電圧（充電電圧）は、ＶTKN（第１の低電位側電圧）として示されている。また、昇降圧回路４９の出力のうちの低電位側の電圧は、第２の低電位側電圧ＶSSとして示されている。なお、発電装置４０の両端の出力電圧は、制御信号φ１３として、また、電圧ＶSSの電圧値は、制御信号φ１２として、それぞれ制御部Ｃに入力されるようになっている。
【００３２】
モータ駆動回路Ｅは、制御部Ｃから供給される駆動クロックに基づいて駆動パルスを生成し、それをモータ部Ｄ内のステッピングモータ１０に供給する。ステッピングモータ１０は、供給された駆動パルスの数に応じて回転する。ステッピングモータ１０の回転は、かなを介してステッピングモータの回転部に噛合されている秒中間車５１および秒車（秒指示車）５２によって秒針６１に伝達され、秒表示がなされる。さらに、秒車５２の回転は、分中間車５３、分指示車５４、日の裏車５５および筒車（時指示車）５６によって各針に伝達される。分指示車５４には分針６２が接続され、また、筒車５６には時針６３が接続されている。そして、ステッピングモータ１０の回転に連動してこれらの各針による時分表示が行われる。
【００３３】
さらに各車５１〜５６からなる輪列５０には、図示してはいないが、年月日（カレンダ）等の表示を行うための伝達系（例えば、日付表示を行う場合には、筒中間車、日回し中間車、日回し車、日車等）を接続することももちろん可能である。この場合においては、さらにカレンダ修正系輪列（例えば、第１カレンダ修正伝え車、第２カレンダ修正伝え車、カレンダ修正車、日車等）を設けることが可能である。
【００３４】
次に、図２を参照して、図１に示す電子時計１の各部の構成の詳細について説明する。図２は、図１に示す制御部Ｃの構成の詳細および各部Ａ〜Ｅ間の本実施の形態に係る主な信号の流れを示すブロック図である。図２において、破線で囲まれている発電機構Ａ、電源部Ｂ、モータ部Ｄ、およびモータ駆動回路Ｅ以外の各ブロック２０１〜２０９は、制御部Ｃに含まれている回路ブロックである。
【００３５】
発電検出回路２０１は、 発電機構Ａの出力端子間の電圧である発電電圧ＳＩ（φ１３）に基づいて、発電機構Ａによる発電の有無を検出し、その結果を発電検出結果信号ＳＺとして出力する。発電検出回路２０１は、発電電圧ＳＩとあらかじめ定められている所定の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する比較回路を有して構成されていて、発電電圧ＳＩが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合、Highレベルとなる発電検出結果信号ＳＺを出力する。
【００３６】
充電検出回路２０２は、発電機構Ａの発電電圧ＳＩ（φ１３）と二次電源４８の蓄電電圧ＳＣ（＝ＶTKN）とに基づいて、発電機構Ａの発電状態が二次電源４８を充電可能な状態であるかどうかを検出し、検出した結果を充電検出結果信号ＳＡとして出力する。充電検出回路２０２は、発電機構Ａの発電電圧ＳＩ（φ１３）と二次電源４８の蓄電電圧ＳＣ（＝ＶTKN）とを比較する比較回路から構成されていて、発電電圧ＳＩが充電電圧ＶTKNよりも大きいとき、Highレベルとなる充電検出結果信号ＳＡを出力する。ここで、図３を参照して充電検出回路２０２の構成について２種類の例を挙げて説明する。
【００３７】
図３（ａ）は、充電検出回路２０２の第１の構成例を示す回路図である。図３（ａ）の充電検出回路２０２は、発電コイル４４（図１参照）の一方の出力端子の出力電圧Ｖ１と電圧ＶDDを比較することにより第１のトランジスタＱ１をオンオフ制御する第１のコンパレータＣＯＭＰ１と、他方の出力端子の出力電圧Ｖ２と電圧ＶDDを比較することにより第２のトランジスタＱ２をオンオフ制御する第２のコンパレータＣＯＭＰ２と、二次電源４８の一方の端子（電圧ＶTKN）と発電コイル４４の各出力端子間における能動負荷となる第３および第４のトランジスタＱ３、Ｑ４と、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、２の出力を入力信号とする２入力ＮＡＮＤ（Ｇ１）と、ＮＡＮＤ（Ｇ１）の出力を平滑する平滑回路Ｃ１とを備えて構成されている。
【００３８】
以上の構成において、発電機構Ａの発電状態が二次電源４８を蓄電可能なレベルになった場合、すなわち、発電機構Ａの発電電圧Ｖ１〜Ｖ２が二次電源４８の蓄電電圧ＶTKNを越えた場合、一方、Ｖ１＞Ｖ２のときは、第１のコンパレータＣＯＭＰ１の出力がLowレベルとなり、発電コイル４４→第１のトランジスタＱ１→電源ＶDD→二次電源４８→電源ＶTKN→第４のトランジスタＱ４の経路で電流が流れ、他方、Ｖ１＜Ｖ２のときは、第２のコンパレータＣＯＭＰ２の出力がLowレベルとなり、発電コイル４４→第２のトランジスタＱ２→電源ＶDD→二次電源４８→電源ＶTKN→第３のトランジスタＱ３の経路で電流が流れる。これに対して、発電機構Ａの発電状態が二次電源４８を蓄電可能なレベルでない場合には、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、２の出力はHighレベルで変化しないので、第１および第２のトランジスタＱ１、Ｑ２がオンすることはなく、電流は流れない。このように、発電機構Ａの発電電圧Ｖ１〜Ｖ２が二次電源４８の蓄電電圧ＶTKNを越えた場合、第１および第２のコンパレータ１、２の出力は、Lowレベルになるが、そうでない場合には常にHighレベルとなる。充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなるのは、第１または第２のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２のいずれかがLowレベルのときである。第１および第２のコンパレータ１、２の出力がLowレベルとなる期間は、発電コイル４４の出力波形によって、互いに位相の異なる部分である。また、発電レベルが低いときには交流波形がピークの部分のみとなる。したがって、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、２の出力を、ＮＡＮＤ（Ｇ１）によって論理積した後、反転し、さらに平滑回路Ｃ１で平滑処理することで、安定して連続した充電検出結果信号ＳＡを得ることができる。
【００３９】
図３（ｂ）は、図２の充電検出回路２０２の第２の構成例を示す回路図である。図３（ｂ）の充電検出回路２０２では、図３（ａ）のものと異なり、第１および第２のトランジスタＱ１、Ｑ２にそれぞれ直列に接続されている第３および第４のトランジスタＱ３、Ｑ４を、新たに設けた第３および第４のコンパレータＣＯＭＰ３、ＣＯＭＰ４の出力によってオン・オフ駆動するようにするとともに、第１のコンパレータＣＯＭＰ１の出力と第１のトランジスタＱ１のゲート間および第２のコンパレータＣＯＭＰ２の出力と第２のトランジスタＱ２のゲート間にそれぞれ２入力ＡＮＤゲートＧ２およびＧ３を設けている。第３および第４のコンパレータＱ３、Ｑ４は、それぞれ基準電圧ＶTKNと、発電機構Ａの発電電圧Ｖ１およびＶ２とを比較することによって、第３および第４のトランジスタＱ３およびＱ４を、それぞれ第２および第１のトランジスタＱ２およびＱ１と同様のタイミングでオンオフ制御する信号を出力する。２入力ＡＮＤゲートＧ２およびＧ３は、それぞれ、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２の出力を一方の入力信号とするとともに、他方の入力にはともに過充電防止制御信号ＳLIMを負論理で入力する。過充電防止制御信号ＳLIMは、計時制御回路２０３あるいは電圧検出回路２０７で発生される信号であって、二次電源４８の充電電圧ＶTKNが予め設定した二次電源４８等の許容電圧を越えた場合にHighレベルとなり、許容電圧を越えない場合にLowレベルとなる信号である。図３（ｂ）の充電検出回路２０２は、過充電防止制御信号ＳLIMがLowレベルの場合、図３（ａ）の回路と同様に動作して、充電状態を検出したときに充電検出結果信号ＳＡをHighレベルにする。一方、過充電防止制御信号ＳLIMがHighレベルの場合は、２入力ＡＮＤゲートＧ２およびＧ３がLowレベルとなるので第１および第２のトランジスタＱ１およびＱ２がオン状態となり、発電コイル４４の両出力端子がグランド電源ＶDDで短絡されることになり、二次電源４８は非充電状態となる。
【００４０】
一方、図２において、整流回路４７は、発電電圧ＳＩ（φ１３）を全波整流した電圧を整流出力信号ＳＢとして二次電源４８へ供給する。この二次電源４８の蓄電電圧ＳＣ（＝ＶTKN）は、昇降圧回路４９によって昇圧あるいは降圧され、昇降圧された結果が、蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（φ１２＝ＶSS）として、計時制御回路２０３へ供給される。
【００４１】
計時制御回路２０３は、水晶振動子を用いた発振回路とその発振信号を分周する分周回路、分周された複数のクロック信号を用い、各入力信号に基づいて各部を制御する複数の制御信号を生成して出力する信号処理回路（例えば中央処理装置（ＣＰＵ））等を有し、モータ駆動制御信号ＳＥ等の複数の制御信号を生成して出力する。モータ駆動制御信号ＳＥは、モータ駆動回路Ｅにおいて、モータ部Ｄを駆動するためのモータ駆動信号ＳＦを、ＶSS−ＶDD間の電圧を電源電圧として発生させるための制御信号であり、通常のモータ駆動を行うための通常駆動パルス、モータ回転の有無を検出する際に用いられる回転検出用パルス、高周波磁界を検出するために用いられる高周波磁界検出用パルス、外部磁界を検出する際に用いられる磁界検出用パルス、通常駆動パルスでモータが回転しない場合に出力される通常駆動パルスよりも大きな実効電力を有する補助パルス信号等を発生するため信号から形成されている。
【００４２】
高周波磁界検出回路２０４、 交流磁界検出回路２０５、および回転検出回路２０６は、それぞれ、上述した磁界検出用パルス、高周波磁界検出用パルス、および回転検出用パルスに基づいてモータ部Ｄが駆動された場合に、モータ部Ｄのステッピングモータ１０（図１参照）の駆動コイルに生じる双方向のモータ駆動発生誘起電圧信号ＳＪを入力して、各々の検出用にあらかじめ設定されている所定の設定電圧と比較することで、高周波磁界の有無、交流磁界の有無、およびステッピングモータ１０の駆動ロータの回転の有無をそれぞれ検出する回路である。高周波磁界検出回路２０４、 交流磁界検出回路２０５、および回転検出回路２０６の各回路の検出結果は、それぞれ、高周波磁界検出結果信号ＳＫ、 交流磁界検出結果信号ＳＬ、および回転検出回路結果信号ＳＭとして計時制御回路２０３へ入力される。
【００４３】
電圧検出回路２０７は、蓄電電圧信号ＳＣ（＝ＶTKN）および蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（＝ＶSS）を、計時制御回路２０３から供給される電圧検出制御信号ＳＲで指示されるタイミングで取り込み、後述する第１〜第３の所定電圧ＶBLD、ＶOFF、ＶONや、インジケータ表示切替え電圧ＶINDA、ＶINDB、ＶINDCを含むあらかじめ設定された複数の比較電圧と比較して、比較した結果を、時計駆動強制停止判別信号ＳＨ、電圧検出結果信号ＳＳ、複数の比較結果を含む比較結果信号ＳＹ等として出力する。時計駆動強制停止判別信号ＳＨは、蓄電電圧信号ＳＣ（ＶTKN）または蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（＝ＶSS）と第１の所定電圧ＶBLDとを比較した結果を示す信号であり、電圧ＶTKNまたは電圧ＶSSを昇降圧比で割った値が電圧ＶBLDよりも大きいときにHighレベルとなる。電圧検出結果信号ＳＳは、蓄電電圧信号ＳＣ（ＶTKN）または蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（＝ＶSS）と第２の所定電圧ＶOFFとを比較した結果を示す信号であり、電圧ＶTKNまたは電圧ＶSSを昇降圧比で割った値が電圧ＶOFFよりも大きいときにHighレベルとなる信号である。例えば、｜ＶTKN｜=0.625Ｖ（＝ＶBLD）を検出する場合、昇降圧回路４９の状態が２倍昇圧状態のときに｜ＶSS｜=1.25Ｖを検出することで等価となる。なお、以下では簡単化のため、比較基準が蓄電電圧信号ＳＣ（ＶTKN）あるとして説明を行う。
【００４４】
強制停止制御用カウンタ２０８は、充電検出結果信号ＳＡ、時計駆動強制停止判別信号ＳＨ、および電圧検出結果信号ＳＳに基づいて、時計駆動強制停止判別信号ＳＨがLowレベルとなった場合、その継続時間を計時し、所定の継続時間が経過したときに、Highレベルとなる強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮを出力する。時計駆動強制停止制御回路２０９は、充電検出結果信号ＳＡおよび強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮを入力して、時計駆動強制停止信号ＳＯを出力する。この時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルのとき、時計動作の強制停止制御が行われる。ここで、図４を参照して、強制停止制御用カウンタ２０８および時計駆動強制停止制御回路２０９の構成について説明する。
【００４５】
図４は、強制停止制御用カウンタ２０８および時計駆動強制停止制御回路２０９の構成を示す回路図である。強制停止制御用カウンタ２０８は、時計駆動強制停止判別信号ＳＨの負論理信号と電圧検出結果信号ＳＳを入力信号とする２入力ＡＮＤ４０２と、計時制御回路２０３内の分周回路で発生された周期８０秒のクロックＦＩＢ８０と充電検出結果信号ＳＡをともに負論理で入力する２負論理入力ＡＮＤ（ＮＯＲ）４０１と、ＡＮＤ４０１の出力を一方の入力とする２入力ＮＡＮＤ４０３と、４ビットのカウンタ４０４および４０６と、３ビットのカウンタ４０８と、カウンタ４０４の出力Ｑ４（２の３乗カウント出力）を反転してカウンタ４０６にクロック信号として入力するインバータ４０５と、カウンタ４０６の出力Ｑ４を反転してカウンタ４０８にクロック信号として入力するインバータ４０７と、カウンタ４０４，４０６，４０８の出力から所定のカウント状態をデコードして、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮを出力する４入力ＮＡＮＤ４０９とから構成されている。この場合、ＡＮＤ４０２の出力がカウンタ４０４，４０６，４０８のLowアクティブのリセット端子に入力され、ＮＡＮＤ４０９の出力がＮＡＮＤ４０３の他方の入力に接続され、そして、ＮＡＮＤ４０３の出力がカウンタ４０４のクロック入力に接続されている。さらに、カウンタ４０４のＱ４出力、カウンタ４０６のＱ１出力（２の０乗カウント出力）、Ｑ２出力（２の１乗カウント出力）、および、カウンタ４０８のＱ３出力（２の２乗カウント出力）がＮＡＮＤ４０９に入力されるようになっている。
【００４６】
以上の構成では、時計駆動強制停止判別信号ＳＨがHighレベル、あるいは電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルのとき、すべてのカウンタ４０４，４０６，４０８がリセットされ、時計駆動強制停止判別信号ＳＨがLowレベル、かつ電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルのとき、リセットが解除される。３個のカウンタ４０４，４０６，４０８は、充電検出結果信号ＳＡがLowレベルのとき、順に、クロックＦＩＢ８０のクロック信号に基づくカウントを行う。また、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルのとき、ＡＮＤ４０１の出力が固定され、クロックＦＩＢ８０のクロック信号に基づくカウントを停止する。また、ＮＡＮＤ４０９の出力がLowレベルになったとき、ＮＡＮＤ４０３の出力が固定されるので、カウント動作が停止される。
【００４７】
一方、図４の時計駆動強制停止制御回路２０９は、入力Ｄに常にHighレベルの信号が入力されているＤフリップフロップ４１０と、充電検出結果信号ＳＡを反転して、Ｄフリップフロップの負論理のリセット端子Ｒに入力するインバータ４１１とから構成されている。このＤフリップフロップ４１０は、クロックＣＫの入力がLowレベルのときは、入力Ｄをそまま出力Ｑ（ＳＯ）として出力するように動作する。したがって、時計駆動強制停止制御回路２０９は、充電検出結果信号ＳＡがLowレベルの場合、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮがLowレベルのときに、Highレベルとなる時計駆動強制停止信号ＳＯを出力し、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮがHighレベルのときには、時計駆動強制停止信号ＳＯとして、それまでの値を保持して出力する。また、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルの場合には、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowレベルになり、その後、充電検出結果信号ＳＡがLowレベルになった場合、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮがLowレベルのときに、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルになる。
【００４８】
次に、図５〜図９を参照して、本実施形態において本発明が特徴とする時計動作（駆動）強制停止および解除時の制御方法について説明する。図５は、強制停止の判定基準として、第１および第２の所定電圧（ＶBLDおよびＶOFF）の２つの基準値を用いる場合、図６は、第１、第２、および第３の所定電圧（ＶBLD、ＶOFF、およびＶON）の３つの基準値を用いる場合の制御方法の概要を説明するための図である。そして、図７は、図５および図６に示す制御方法における強制停止時の過程を示すフローチャートであり、図８は、図５に示す制御方法における強制停止の解除時の過程を示すフローチャートであり、図９は、図６に示す制御方法における強制停止の解除時の過程を示すフローチャートである。なお、基準値の設定方法はいずれか一方を選択的に使用するものとする。また、以下の図示および記載では、電圧値の絶対値を基準として考えている。
【００４９】
図５に示すように、蓄電電圧ＶTKNが下降して行く場合、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDCより大きいとき、時計制御回路２０３は、操作者の操作に応じてあるいは自動的にもしくは常時、図示していない電子時計１の所定の表示部、あるいは時刻表示用の秒針等を所定の駆動状態とすることによって、電子時計１の駆動残時間がｄ日以上であることを示すＤ表示を行う（図７のＳ１０１〜Ｓ１０２）。蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDCより小さく、インジケータ表示切替電圧ＶINDBより大きいとき、時計制御回路２０３は、駆動残時間がｃ日以上であることを示すＣ表示を行う（Ｓ１０３〜Ｓ１０４）。そして、蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDBより小さく、インジケータ表示切替電圧ＶINDAより大きいとき、時計制御回路２０３は、駆動残時間がｂ日以上であることを示すＢ表示を行い（Ｓ１０５〜Ｓ１０６）、蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDAより小さく、第１の所定電圧ＶBLDより大きいとき、時計制御回路２０３は、駆動残時間がａ日以上であることを示すＡ表示を行う（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）。
【００５０】
そして、蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さくなった場合、さらに残時間が少なくなったことを操作者に告知するための表示状態に表示が切り替えられる（Ｓ１０９）。ここでは、秒針を２秒刻みで進ませる２秒運針の表示を行うこととする。ここで、図２の強制停止制御用カウンタ２０８のカウントが開始される（Ｓ１１０、図５および図６の▲１▼）。ここで、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さく、かつ第２の所定電圧ＶOFFより大きい状態が継続したとすると（図５および図６の地点ＰＡ、▲２▼へ到達するまでの期間）、その間に発電機構Ａから二次電源４８への充電状態が検出されなかった場合には、カウントが継続して、あらかじめ定めた最大持続時間のＴ秒に達したとき、時刻動作を強制停止させる制御（時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベル）が行われる（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３→Ｓ１１４→Ｓ１１５→Ｓ１１６）（図５および図６のＰＡ、▲３▼）。
【００５１】
一方、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さく第２の所定電圧ＶOFFより大きい状態が継続し、強制停止制御用カウンタ２０８のカウントが継続されているときに（図５および図６の地点ＰＡ、▲２▼へ到達するまでの期間）、発電機構Ａから二次電源４８への充電状態が検出された場合、充電状態が検出された間だけカウント動作が停止される（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１７→Ｓ１１８→Ｓ１１２）。
【００５２】
また、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さく第２の所定電圧ＶOFFより大きい状態が継続し、かつ強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が、最大持続時間のＴ秒に達するまでの間に、蓄電電圧ＶTKNが第２の所定電圧ＶOFFより小さくなったときには（電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルになったときには）、カウント値に係わらず、カウント値をリセットした後、時刻動作を強制停止させる制御が行われる（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３→Ｓ１１９→Ｓ１１６）（図５および図６の▲３▼）。
【００５３】
また、強制停止制御用カウンタ２０８のカウント継続中に、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより大きくなった場合、表示状態がＡ表示の状態に戻されて、その状態から、上記の動作が繰り返されることになる（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１７→Ｓ１１８→Ｓ１１９→Ｓ１０７）（図５および図６の▲４▼）。
【００５４】
次に、図８および図９を参照して、時計駆動強制解除時の制御方法について説明する。図８は、強制停止の判定基準として、第１および第２の所定電圧（ＶBLDおよびＶOFF）の２つの基準値を用いる場合、図９は、第１、第２、および第３の所定電圧（ＶBLD、ＶOFF、およびＶON）の３つの基準値を用いる場合の制御過程をそれぞれ示している。なお、図８に示すフローチャート、図９に示すフローチャートの違いは、解除時の判定に用いる基準電圧が互いに異なることのみであり（図８のＳ２０６と図８のＳ２０６ａ）、図９については詳細な説明を省略する。
【００５５】
図８において、時計動作強制停止状態（Ｓ２０１）で、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、発電状態の検出が確認された場合（Ｓ２０２）、計時制御回路２０３は、充電検出回路２０２による充電検出を開始させるとともに（Ｓ２０３）、電圧検出回路２０７による電圧検出を開始させる（Ｓ２０４）。ここで、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなり、充電状態が検出された場合、蓄電電圧ＶTKNと第２の所定電圧ＶOFFとを比較し、蓄電電圧ＶTKNが第２の所定電圧ＶOFF以上のときには、時計動作強制停止を解除する（Ｓ２０５→Ｓ２０６→Ｓ２０７）。一方、ステップＳ２０２で発電状態の検出が無かった場合、ステップＳ２０５で充電状態の検出が無かった場合、およびステップＳ２０６で蓄電電圧ＶTKNが第２の所定電圧ＶOFF未満であると判定された場合、時計動作の強制停止解除は行われず、ステップＳ２０１の時計動作強制停止の状態から制御が再開される。
【００５６】
次に、図１０〜図１３のタイミングチャートを参照して、本実施形態の動作例を説明する。図１０および図１１は、第１および第２の所定電圧を基準値とする図５、図７および図８を参照して説明した制御方法による動作例を示し、図１２および図１３は、第１、第２および第３の所定電圧を基準値とする図６、図７および図９を参照して説明した制御方法による動作例を示している。また、図１０〜図１３は、図２に示すブロック図における各部の信号（発電電圧ＳＩ、発電検出結果信号ＳＺ、充電検出結果信号ＳＡ、時計駆動強制停止信号ＳＯ、電圧検出結果信号ＳＳ、電圧検出制御信号ＳＲ、蓄電電圧ＳＣ）と、時計制御回路２０３内の回路の動作が実際に停止したことを示す信号である発振停止検出結果信号ＳＱとを示している。各図に示すように、発振停止検出結果信号ＳＱが動作停止（Highレベルで動作停止状態）を示すタイミングは、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルまたは電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルとなるタイミングとは一致していない。これは、時刻動作の強制停止制御が行われてから、例えば、始めに駆動停止される回路の構成やクロックのタイミングあるいは電源電圧の値によって決定される動作の遅延によるものである。
【００５７】
なお、図１０〜図１３では、発電電圧ＳＩと蓄電電圧ＳＣをパラメータとして変化させた場合の各部の波形の変化を示したものである。ここで、発電電圧ＳＩの波形としては、全波整流後の波形を用いている。また、図１０〜図１３では、図示するすべてのタイミングで、蓄電電圧ＳＣ（ＶTKN）が、第１の所定電圧（ＶBLD）を下回っているものとする。したがって、タイミングチャートの左端の時刻において既に、強制停止制御用カウンタ２０８のカウントが開始されていることになる。
【００５８】
図１０では、ｔ１０１〜ｔ１０４およびｔ１０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を下回らない場合の各部の動作を示している。時刻ｔ１０１〜ｔ１０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ１０２〜ｔ１０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ１０２〜ｔ１０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ１０５で、強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が設定時間Ｔに対応する値になったとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルになる。そして、時刻ｔ１０６で実際に時計動作が強制停止状態になっている（発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベル）。なお、時刻ｔ１０６では、蓄電電圧ＳＣ（ＶTKN）が第２の所定電圧（ＶOFF）を下回っていないのにも係わらず、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルとなっているが、これは、上記では説明していないが、電圧検出結果信号ＳＳの出力回路が、実際に各回路が発振停止状態になったときには、電圧検出結果信号ＳＳが必ずLowレベルになるように構成されているためである。なお、時刻ｔ１０５〜ｔ１０６の間は強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が維持されていて、時刻ｔ１０６〜ｔ１０９の間は強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされている。
【００５９】
次に、時刻ｔ１０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）て、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ１０８で充電が開始されたことが検出されると（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が解除される。ただし、時刻ｔ１０８の時点では、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルであり、次に、時刻ｔ１０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになったとき（Lowレベル）、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。この場合、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するのは時刻ｔ１０９なので、したがって、時刻ｔ１０８〜ｔ１０９の間は、駆動停止制御を行う回路の構成によっては、この図に示すような動作波形を示さない場合がある（暫定時計動作）。
【００６０】
次に、図１１では、ｔ２０１〜ｔ２０４およびｔ２０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を時刻ｔ２０５の直前で下回り、時刻ｔ２０８の充電開始後に上回る場合を仮定した各部の動作を示している。時刻ｔ２０１〜ｔ２０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ２０２〜ｔ２０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ２０２〜ｔ２０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ２０５で、電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになるので、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を下回ったことが検出され、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が開始されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされる。その後、時刻ｔ２０６で、発振停止が検出されて発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベルになったとする。
【００６１】
次に、時刻ｔ２０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）て、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ２０８で充電が開始されたことが検出されたとき（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、発振停止検出結果信号ＳＱがLowレベルになったとする。そして、時刻ｔ２０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになったとき（Lowレベル）に、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を上回っていたとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯはLowレベルなので、時計動作強制停止制御が解除されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。
【００６２】
次に図１２を参照して、第１〜第３の所定電圧を基準として用いる場合の動作について説明する。図１２では、ｔ３０１〜ｔ３０４およびｔ３０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を時刻ｔ３０６で下回り、その後、時刻ｔ３０９の直前に蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回った場合の各部の動作を示している。時刻ｔ３０１〜ｔ３０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ３０２〜ｔ３０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ３０２〜ｔ３０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ３０５で、強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が設定時間Ｔに対応する値になったとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルになる。そして、時刻ｔ３０６で実際に時計動作が強制停止状態になっている（発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベル）。なお、時刻ｔ３０６では電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルとなっている。また、時刻ｔ３０５〜ｔ３０６の間は強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が維持されていて、時刻ｔ３０６〜ｔ３０９の間は強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされている。
【００６３】
次に、時刻ｔ３０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）て、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ３０８で充電が開始されたことが検出されると（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が解除される。ただし、時刻ｔ３０８の時点では、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルであり、次に、時刻ｔ３０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになって（Lowレベル）、蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回ったことが検出されると、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。この場合、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するのは時刻ｔ３０９なので、したがって、時刻ｔ３０８〜ｔ３０９の間は、駆動停止制御を行う回路の構成によっては、この図に示すような動作波形を示さない場合がある（暫定時計動作）。
【００６４】
次に、図１３では、ｔ４０１〜ｔ４０４およびｔ４０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を時刻ｔ４０５の直前で下回り、時刻ｔ４０８の充電開始後に蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回る場合を仮定した各部の動作を示している。時刻ｔ４０１〜ｔ４０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ４０２〜ｔ４０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ４０２〜ｔ４０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ４０５で、電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになるので、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を下回ったことが検出され、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が開始されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされる。その後、時刻ｔ４０６で、発振停止が検出されて発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベルになったとする。
【００６５】
次に、時刻ｔ４０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ４０８で充電が開始されたことが検出されたとき（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、発振停止検出結果信号ＳＱがLowレベルになったとする。そして、時刻ｔ４０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになったとき（Lowレベル）に、蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回っていたとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯはLowレベルなので、時計動作強制停止制御が解除されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。
【００６６】
次に、図１４〜図２１を参照して、時計動作強制停止制御の直接の対象となる回路の構成について説明する。図１４は、図２の計時制御回路２０３内の構成の一部と、計時制御回路２０３周辺部の構成とを示すブロック図である。なお、以下の各図において、図２に示すものに対応する構成には同一の符号を用いており、その説明は省略する。
【００６７】
図１４に示す計時制御回路２０３内には、外部の水晶振動子１４０２を用いて所定周波数の発振信号を発生する水晶発振回路１４０１と、水晶発振回路１４０１が出力した水晶発振回路出力信号ＳＵを入力し、その波形を整形するとともに、その周期を分周することで、複数の異なる周期を有する複数のクロック信号を生成して出力する波形整形・高周波分周回路１４０３と、水晶発振回路１４０１、波形整形・高周波分周回路１４０３等の回路に対して、昇降圧回路４９から出力される昇降圧電圧（ＶSS−ＶDD）を電源として、昇降圧電圧よりも電圧値が小さい所定の一定電圧の定電圧電源（定電圧出力ＳＴ）を供給する定電圧発生回路１４０５と、波形整形・高周波分周回路１４０３の分周出力ＳＶをさらに低周波数の信号に分周するとともに電圧レベルの変換を行う低周波分周回路１４０６と、低周波分周回路１４０６から出力された分周出力ＳＷを用いて、モータ駆動制御信号ＳＥを生成する機能回路１４０７とが設けられている。このように計時制御回路２０３内には、モータ駆動回路Ｅと同一の電源を用いる機能回路１４０７、低周波分周回路１４０６、定電圧発生回路１４０５等の電源電圧駆動回路１４０８に含まれる回路と、モータ駆動回路Ｅの電源電圧よりも小さい電圧電源で、かつ電圧の安定度が高い電圧で駆動することが望まれる水晶発振回路１４０１、波形整形・高周波分周回路１４０３等を含む定電圧駆動回路１４０４とが含まれている。
【００６８】
ところで、図１４に示す構成では、蓄電電圧ＳＣが低下したときに強制停止制御を行う対象、すなわち時計駆動強制停止信号ＳＯ、あるいはそれに電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせた信号によって、動作を停止させる回路として、例えば、水晶発振回路１４０１、定電圧発生回路１４０５、機能回路１４０７，モータ駆動回路Ｅ等が考えられる。また、各対象回路は、単独、あるいは他の回路との組み合わせにおいても強制停止制御を行うことが可能である。さらに、時計駆動強制停止信号ＳＯで水晶発振回路１４０１の動作を停止させ、電圧検出結果信号ＳＳで昇降圧回路４９の動作を停止するというように、動作停止の対象回路を各信号によって変えてもよい。時計駆動強制停止信号ＳＯ、あるいはそれに電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせた信号によって回路動作を停止させる構成例について、以下で具体的に説明する。
【００６９】
図１５は、図１４に示す水晶発振回路１４０１の具体的構成の一例を示すブロック図である。図１４に示す水晶発振回路１４０１は、水晶振動子１４０２を入出力間に接続している発振インバータ１５０１と、インバータ１５０１の入力および出力とＧＮＤ（ＶDD）間に接続されている位相補償用コンデンサ１５０３および１５０４と、水晶振動子１４０２と並列に接続されている帰還抵抗１５０５と、定電圧電源ＳＴと発振インバータ１５０１の電源端子との間に直列に接続されている電源電圧制御用のスイッチング素子１５０２とから構成されている。また、スイッチング素子１５０２のゲートオンオフ制御信号生成用の一方が正論理で他方が負論理の２入力ＮＯＲ１５０６が、水晶発振回路１４０１の外部に設けられている。このＮＯＲ１５０６へは、正論理入力として時計駆動強制停止信号ＳＯが入力され、負論理入力として電圧検出結果信号ＳＳが入力されるようになっている。この場合、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、ＮＯＲ１５０６の出力がHighとなるので、スイッチング素子１５０２がオンして発振動作が行われ、水晶発振回路出力信号ＳＵとして所定の周波数の発振信号が出力される。一方、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh（強制停止制御起動状態）または電圧検出結果信号ＳＳがLow（第２の所定電圧（ＶOFF）以下検出状態）のときには、ＮＯＲ１５０６の出力がLowとなるので、スイッチング素子１５０２がオフして発振動作が停止される。
【００７０】
なお、スイッチング素子１５０２をオンオフ制御するための信号は、必ずしも時計駆動強制停止信号ＳＯと電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせたものでなくてもよく、例えば時計駆動強制停止信号ＳＯ単独であってもよい。この場合、ＮＯＲ１５０６に代えて、インバータを用いるようにしたり、あるいは、スイッチング素子１５０２をＮチャネルではなくＰチャネルのトランジスタとして、インバータ１５０１のＶDD側の電源端子に直列に設けるとともに、時計駆動強制停止信号ＳＯを反転せずにそのままゲート端子へ入力するようにするようにしてもよい。また、スイッチング素子１５０２に代えてトランスミッションゲートを用いるようにしてもよい。なお、スイッチング素子１５０２としては、できるだけオン抵抗の小さいもの、しきい値電圧ＶTHが低いもの、そして、直流増幅率βが高いものが望ましい。
【００７１】
次に、図１６を参照して図１５の水晶発振回路１４０１の変形例１４０１ａについて説明する。図１６の水晶発振回路１４０１ａでは、発振インバータ１６０１の電源端子の上下にスイッチング素子１６０２とスイッチング素子１６０３をそれぞれ設けている。さらに、インバータ１６０１の出力端子と電圧ＶDD間にスイッチング素子１６０４を設けて電源遮断時に出力端子をプルアップするようにしている。また、スイッチング素子１６０２とスイッチング素子１６０３の各ゲート端子へは、ＮＯＲ１５０６の出力と、ＮＯＲ１５０６の出力を反転するインバータ１６０５の出力とが入力されるようになっている。また、スイッチング素子１６０４のゲートへは、インバータ１６０５の出力が入力されるようになっている。この構成における水晶発振の動作／停止の制御は、図１５の水晶発振回路１４０１の場合と同様に行うことができる。
【００７２】
なお、図１６の水晶発振回路１４０１ａでは、各スイッチングトランジスタ１６０２，１６０３を、トランスミッションゲートとしてもよいし、どちらか一方を省略することも可能である。なお、素子の特性は、図１５を参照して説明したものと同様なものがより好ましい。また、スイッチング素子１６０４は、定電圧出力ＳＴ側へ設けてプルダウンするにしてもよいし、スイッチングしない微小電流源や高抵抗素子で構成するようにしてもよい。
【００７３】
次に、図１７を参照して、図１５に示す水晶発振回路１４０１の他の変形例について説明する。図１７（ａ）に示す水晶発振回路１４０１ｂは、図１４のスイッチング素子１５０２を省略するとともに、ＮＯＲ１５０６の出力を発振インバータ１７０１の能動部分に直接入力している。この構成によれば、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、かつ電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、発振インバータ１７０１を能動状態として水晶発振を行わせるとともに、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighまたは電圧検出結果信号ＳＳがLowのとき、発振インバータ１７０１を非能動状態として水晶発振を停止させる。なお、ＮＯＲ１５０６の出力は、図１７（ｂ）のようにして、発振インバータ１７０１を２入力ＮＡＮＤ１７０１ａに変更し、その一方の入力端子に入力するようにすることもできる。この場合の動作は、図１７（ａ）と同様である。なお、発振インバータ１７０１の変更は、ＮＡＮＤに限られず、例えば、ＮＯＲ、ＡＮＤ、ＯＲゲートとすることも可能である。
【００７４】
次に、図１８を参照して、図１４に示す定電圧発生回路１４０５の構成について説明する。図１８（ａ）に示す定電圧発生回路１４０５は、２個のトランジスタからなる差動対１８０４と、その電源ＶDD側に直列に接続された２個のトランジスタ１８０１および１８０３と、電源ＶSS側に直列に接続されたトランジスタ１８０５と、トランジスタ１８０１のゲート、ソース間の能動負荷となるトランジスタ１８０２と、トランジスタ１８０５のゲート、ソース間の能動負荷となるトランジスタ１８０６と、差動対１８０４の一方の出力１８ａと定電圧発生回路１４０５の出力１８ｂとの間に接続されたコンデンサ１８０９と、定電圧発生回路１４０５の出力段１８１３となるトランジスタ１８０７、１８０８、および１８１０と、トランジスタ１８１０のゲート、ソース間に接続されたトランジスタ１８１１と、時計駆動強制停止信号ＳＯと電圧検出結果信号ＳＳの反転信号とを入力信号とするＯＲ１８１５の出力を反転するインバータ１８１４とから構成されている。この場合、ＯＲ１８１５の出力信号は、インバータ１８１４の入力の他、トランジスタ１８０１およびトランジスタ１８１１のゲートに入力され、また、インバータ１８１４の出力がトランジスタ１８０５のゲートに入力されている。
【００７５】
したがって、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、トランジスタ１８０１とトランジスタ１８０５がオンするので、差動対１８０４へ電源が供給され、かつ、トランジスタ１８１１がオフとなりトランジスタ１８１０を能動状態とすることで、定電圧出力ＳＴを発生することが可能となる。また、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh、または電圧検出結果信号ＳＳがLowのとき、トランジスタ１８０１とトランジスタ１８０５がオフするので、差動対１８０４への電源供給が遮断され、かつ、トランジスタ１８１１がオンとなりトランジスタ１８１０を非能動状態とすることで、定電圧出力ＳＴの発生を停止させることが可能となる。
【００７６】
なお、図１８（ａ）のトランジスタ１８１０、１８１１からなる出力段１８１２は、図１８（ｂ）のトランジスタ１８１０ａと能動負荷（微小電流源）として機能するディプレション型のトランジスタ１８１１ａからなる出力段１８１２ａに変更することも可能である。さらには、トランジスタ１８１１ａを高抵抗素子に変更することも可能である。また、上記の構成では、制御信号によってオンオフ制御される差動対１８０４と電源電圧間に設けられたトランジスタ１８０１と１８０５を、差動対１８０４の上下に設けるようにしているが、どちらか一方を省略することや、トランスミッションゲートに変更することも可能である。
【００７７】
次に、図１９を参照して、強制停止制御の対象となる回路を昇降圧回路４９（図２等参照）とする場合の構成について説明する。この場合、昇降圧回路４９は、複数のコンデンサ（図１のコンデンサ４９ａ、４９ｂ）と複数のスイッチング素子から構成される昇降圧スイッチング回路１９０１と、出力電圧が充電される補助コンデンサ４９ｃと、二次電源４８の出力ＳＣ側にドレインが接続され、ソースが昇降圧スイッチング回路１９０１の入力へ接続されているＮチャネルＭＯＳ（金属酸化膜半導体）トランジスタ１９０２と、昇降圧スイッチング回路１９０１の出力側にドレインが接続され、ソースが補助コンデンサ４９ｃの出力ＶSS側に接続されているＮチャネルＭＯＳトランジスタ１９０４とから構成されている。なお、ダイオード１９０３とダイオード１９０５は、それぞれトランジスタ１９０２とトランジスタ１９０４の寄生ダイオードである。そして、トランジスタ１９０２および１９０４のゲートへは、正論理入力に時計駆動強制停止信号ＳＯが入力され、負論理入力に電圧検出結果信号ＳＳが入力されるＮＯＲ１９０６の出力信号を入力される。
【００７８】
図１９の昇降圧回路４９では、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、トランジスタ１９０２とトランジスタ１９０４が能動状態となるので、昇降圧回路スイッチング回路１９０１が昇降圧動作を行うことが可能となる。一方、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh、または電圧検出結果信号ＳＳがLowのときは、トランジスタ１９０２とトランジスタ１９０４がともに非能動状態となるので、昇降圧回路スイッチング回路１９０１の昇降圧動作ができなくなる。したがって、補助コンデンサ４９ｃの出力電圧ＶSSが小さくなることになる。なお、トランジスタ１９０２およびトランジスタ１９０４をオンオフ制御するための信号は、必ずしも時計駆動強制停止信号ＳＯと電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせたものでなくてもよく、例えば電圧検出結果信号ＳＳ単独であってもよい。
【００７９】
次に、図２０を参照して、時計動作強制停止制御時に、計時制御回路２０３から、モータ駆動回路Ｅへ供給されるモータ駆動制御信号ＳＥを停止させる構成について説明する。図２０の構成では、計時制御回路２０３からモータ駆動回路Ｅへ入力されるモータ駆動制御信号ＳＥを伝送する信号線に２入力ＡＮＤゲート２００１を挿入し、一方の入力に、正論理入力に時計駆動強制停止信号ＳＯが入力され、負論理入力に電圧検出結果信号ＳＳが入力されるＮＯＲ２００２の出力信号を入力する。なお、図２０では計時制御回路２０３の出力をモータ駆動制御信号ＳＥの変更信号「Ｓｅ変更」と表している。
【００８０】
図２０の構成では、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、ＡＮＤゲート２００１が能動状態となるので、モータ駆動制御信号ＳＥがモータ駆動回路Ｅへ供給可能となり、一方、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh、または電圧検出結果信号ＳＳがLowのときは、ＡＮＤゲート２００１が非能動状態となるので、モータ駆動制御信号ＳＥがモータ駆動回路Ｅへ供給されなくなる。したがって、モータ部Ｄを停止させることができる。なお、図２０の例では、時計動作強制停止制御時に計時制御回路２０３から出力される制御信号を制御することによって、モータ駆動回路Ｅの動作を停止させるようにしたが、例えば、液晶パネルを備える電子時計において液晶パネルの表示を停止させるようにしてもよい。
【００８１】
次に、図２１を参照して、時計動作強制停止制御時に、制御部Ｃの１または複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止する場合の構成について説明する。図２１は、外部端子（例えばリセット信号を入力するための端子）２１１６、２１１７に対する計時制御回路２０３内の入力回路の構成を示すブロック図である。この場合、計時制御回路２０３他の回路は例えば集積回路に集積されていて、外部端子２１１６、２１１７が集積回路の外部からの信号を入力するために用いられるものである。外部端子２１１６には、直列接続された抵抗２１０５、２１０６と、正または負の電源に接続されている過電圧保護用のダイオード２１０４、２１０７とからなる入力保護回路と、外部入力信号が不定の時にゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の入力を固定するためのプルダウン回路（トランジスタ）２１０３および２１０２が接続されている。外部端子２１１７には、直列接続された抵抗２１１１、２１０９と、正または負の電源に接続されている過電圧保護用のダイオード２１１０、２１１２とからなる入力保護回路と、ゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の入力を固定するためのプルダウン回路（トランジスタ）２１０３および２１０２が接続されている。
【００８２】
ゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の出力は計時制御回路２０３へ入力され、ゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の他方の入力には、発振停止検出結果信号ＳＱが入力される。また、トランジスタ２１０２のゲートにはゲート回路２１０１の出力が接続され、発振停止検出結果信号ＳＱを反転した信号と所定のサンプリングクロック信号ＣＫを２入力とするＡＮＤ２１１４の出力がトランジスタ２１０３のゲートに接続されている。
【００８３】
以上の構成において、時計動作時には、発振停止検出結果信号ＳＱがLowとなり、サンプリングクロックＣＫに応じて、トランジスタ２１０３によるプルダウン回路がオンすることになる。一方、時計動作停止時には、発振停止検出結果信号ＳＱがHigh（発振停止状態検出）となるので、トランジスタ２１０２および２１０３によるプルダウン回路がオフすることになる。したがって、例えばリセット信号を入力するための外部端子（リセット１、リセット２）をHighレベルとしたリセット状態での時計動作停止時には、プルダウン回路を通して時計駆動電源間に貫通電流が流れなくなるので、時計動作停止時の回路の消費電流を低減することができる。
【００８４】
なお、本発明の実施の形態は、上述した形態に限定されるものではなく、例えば、二次電源の充電機能は、内蔵のほか、着脱式にしたり、外部で提供するようにすることもできる。例えば、商用電源に接続した充電器を二次電源に接続し充電させても良い。また、上述したように、回転錘などで運動エネルギーを捉えて回転型の発電装置を駆動して電気エネルギーに変換し、その電力を用いてステッピングモータを駆動する発電機能付きの電子時計に限定することなく、本発明は、ソーラパネル等の光−電気変換素子で光エネルギーを捉えたり、ペルチェ素子等の熱−電気変換素子を用いて熱エネルギーを捉えたり、ピエゾ素子等のひずみ−電気変換素子によってひずみエネルギーを捉えたりして、その電力を用いてステッピングモータを駆動する発電機能付きの電子時計、外部からの誘導により発電し、その電力を用いてステッピングモータを駆動する発電機能付きの電子時計等に適用することが可能である。さらに、電子時計に限らず、ストップウォッチ等の他の計時装置に用いることも可能である。
【００８５】
また、上記実施の形態では。図２の充電検出回路２０２の構成として、発電コイル４４の出力端子の状態を直接検出して充電状態の有無を検出することで、発電コイル４４から二次電源４８への充電経路とは別の経路で充電を検出するようにしているが、例えば、充電経路上に直列に低抵抗の電流検出用抵抗を挿入し、充電電流が発生したときに抵抗に生じる電圧降下を直接、あるいは増幅した後、所定の基準値と比較することで充電の有無を検出するようにした構成を採ることも可能である。さらに、充電電流値を検出する場合に、電流の検出値に平滑処理あるいは積分処理を施すことによって、二次電源の充電電圧に対応する予測値を求めて、その結果が所定の基準値を越えたか否かを判別することで、充電の有無を判定するようにしてもよい。
【００８６】
また、本発明は電子時計以外の携帯型電子機器にも適用することができる。例えば、携帯電話、携帯型パソコン、電卓等にも用いることができる。その場合、二次電源の充電電力を用いて駆動される駆動手段に対応する部分は、これらの携帯型電子機器の機能を制御する制御回路部である。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄電電圧が低下したときの時計回路の動作を安定させるとともに、再起動性を従来よりも向上し、さらに、より正確に時計動作残時間を告知することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電子時計の実施形態の一例の概略構成を示すブロック図
【図２】 図１の電子時計の各部の構成を示すブロック図
【図３】 図２の充電検出回路２０２の２種類の構成例（ａ）および（ｂ）を示す回路図
【図４】 図２の強制停止制御用カウンタ２０８および時計駆動強制停止制御回路２０９の構成を示す回路図
【図５】 図２の電子時計において第１および第２の所定電圧を用いる時計駆動強制停止制御の制御方法を説明するための説明図
【図６】 図２の電子時計において第１、第２および第３の所定電圧を用いる時計駆動強制停止制御の制御方法を説明するための説明図
【図７】 図５および図６の制御方法における強制停止時の過程を示すフローチャート
【図８】 図５の制御方法における強制停止解除時の過程を示すフローチャート
【図９】 図６の制御方法における強制停止解除時の過程を示すフローチャート
【図１０】 図５の制御方法による動作例を示すタイミングチャート
【図１１】 図５の制御方法による他の動作例を示すタイミングチャート
【図１２】 図６の制御方法による動作例を示すタイミングチャート
【図１３】 図６の制御方法による他の動作例を示すタイミングチャート
【図１４】 図２の電子時計における強制停止の対象回路を説明するためのブロック図
【図１５】 図１４の水晶発振回路１４０１の構成を示すブロック図
【図１６】 図１４の水晶発振回路１４０１の変形例を示すブロック図
【図１７】 図１４の水晶発振回路１４０１の他の変形例を示すブロック図
【図１８】 図１４の定電圧発生回路１４０５の構成を示すブロック図
【図１９】 図２の昇降圧回路４９の構成の一例を示すブロック図
【図２０】 図２の計時制御回路２０３からモータ駆動回路Ｅへの信号線に関する構成の変形例を示すブロック図
【図２１】 図２の計時制御回路２０３の外部信号入力部の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
Ａ：発電機構
Ｂ：電源部
Ｃ：制御部
Ｄ：モータ部
Ｅ：モータ駆動回路
４８：二次電源
２０１：発電検出回路
２０２：充電検出回路
２０３：計時制御回路
２０７：電圧検出回路
２０８：強制停止制御用カウンタ
２０９：強制停止制御回路
本発明は、発電機又は充電器或いは蓄電装置を備えた電子時計および電子時計の駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
腕時計等の携帯型電子時計や置き時計等の据え置き型電子時計には、発電機を内蔵し、その発電機で発電した電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものや、二次電池、大容量コンデンサ等からなる二次電源を蓄電装置として内蔵あるいは着脱式に搭載し、その蓄電装置へ内部あるいは外部の発電手段で発電した電力を蓄電し、蓄電した電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものがある。発電機を備える電子時計としては、回転錘などで運動エネルギーを捉えて回転型の発電装置を駆動し、その電力を用いて時計回路を駆動するようにしたもの、ソーラパネルなどで光エネルギーを捉えて発電し、その電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものなどがある。また、蓄電装置を備える電子時計としては、外部の電源装置によって発生された電気エネルギーを、電気的に直接接続することで、あるいは電波、電磁波等による誘導を利用することで、蓄電装置に転送および蓄電し、その電力を用いて時計回路を駆動するようにしたものがある。
【０００３】
上記のような発電機能や蓄電機能を備える電子時計においては、例えば、長期間放置されて再び使用される場合に、初期時刻表示動作を安定して継続できるようにすること、あるいは、発電電圧が低下して回路動作が一旦停止した後に電圧が復帰した際、正常な回路動作を得ること、あるいは、蓄電量の残量を正確に報知することが求められる。これらの要求に対応しようとした従来の技術の一例が、特再公表ＷＯ９８／０６０１３号公報「電子時計」、特開平１１−６４５４６号公報「発電装置付き電子機器及び発電装置付き電子機器のリセット方法」、特開平１１−６４５４８号公報「発電装置付き電子機器、発電装置付き電子機器の電源状態管理方法、及び発電装置付き電子機器の電源状態管理プログラムを記憶した記憶媒体」等に記載されている。以下、これらの公報に記載されている技術の概要と、それらの技術的課題について説明する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特再公表ＷＯ９８／０６０１３号公報には、蓄電量が基準値を下回ったとき少なくとも時刻表示を停止させ、復帰動作条件を感知したとき時計動作を再開し、少なくとも設定条件の間継続するという技術と、蓄電量が基準値を下回ったとき少なくとも時刻表示を停止させ、発電検出手段によって一定レベル以上の電気エネルギーが発生されていることが検出されたとき、停止動作を解除し、少なくとも設定条件の間継続するという技術が記載されている。前者の技術では、復帰動作条件が時刻合わせ動作の検知であるため、蓄電手段への充電が行われていない状態であっても時計動作が再開することがある。このような場合、蓄電手段への充電がないまま時計動作の再開と停止を繰り返すことになり、蓄電量を消費していくことになる。したがって、結果として、時計動作を継続する設定条件を外れるのが早くなり、予告していた時計動作時間を保証することができなくなる可能性がある。
【０００５】
また、前者の技術では、復帰動作条件を感知したとき、時計動作を再開するとともに、上記基準値を一段階低いレベルの基準値に変更し、蓄電量が変更した基準値を下回るまで再開した動作が継続されるようになっている。この場合、再開した時計動作を停止させる蓄電量の基準値が段階的に低下していくため、低い段階では、蓄電電圧が低いところまで時計動作が行われることになる。したがって、時計駆動回路が完全に停止した後、時計駆動回路のオフ・リーク電流によって蓄電電圧が短時間で０Ｖ近辺に降下する可能性がある。そして、次に時計を使用しようとしても、時計の駆動開始電圧に達するまでかなりの充電時間が必要になり、再起動性が悪化するという課題がある。
【０００６】
一方、後者の技術では、発電検出手段によって一定レベル以上の電気エネルギーが発生されていることが検出されたときに停止動作が解除されるようになっている。このため、そのときの蓄電電圧の大きさと発電検出手段の検出レベルの関係によっては、蓄電手段への充電に寄与しない発電であっても時計動作が再開される可能性がある。この場合、蓄電手段への充電がないまま時計動作の再開と停止が繰り返されるため、蓄電量をさらに消費していくことになる。この結果、時計動作を継続する設定条件を外れるのが早くなり、予告していた時計動作時間を保証できなくなる可能性がある。
【０００７】
また、特開平１１−６４５４６号公報には、二次電源電圧が時計の駆動電圧以下に低下することで回路動作が停止された後、ソーラによって充電が再開されて、二次電源電圧が復帰し、時計の駆動電圧以上になった場合、リセット信号を出力して回路を正常動作させるという技術が記載されている。この技術では、二次電源電圧が時計駆動電圧以下になるまで回路動作が行われるので、例えば、二次電源電圧が時計駆動電圧以下となって回路が停止した後、時計を放置すると、回路のオフ・リーク電流によって二次電源電荷が消費され、蓄電電圧が短時間で０Ｖ近辺まで降下する可能性がある。そして、次に時計を使用しようとしたとき、時計の駆動開始電圧に達するまでかなりの充電時間が必要になり、時計の再起動性が悪化するという課題がある。
【０００８】
また、復帰時には、二次電源電圧が時計の駆動電圧以上になった場合に、リセット信号を出力して回路を動作させるようにしているので、ソーラ等による発電がなくても二次電源の自己復帰特性により時計あるいは回路が動作開始する可能性がある。この場合、自己復帰特性によって時計あるいは回路が動作開始しても、二次電源の容量が少ないため長くは動作することができない。このような動作を繰り返しながら二次電源電荷が消費されると電圧が短時間で０Ｖ近辺まで降下する可能性がある。そして、次に時計を使用しようとしたとき、時計の駆動開始電圧に達するまでかなりの充電時間が必要になり、時計の再起動性が悪化するという課題がある。
【０００９】
また、特開平１１−６４５４６号公報には、二次電源の電圧が降下し、電圧検出結果が、第１の電圧を下回ると残量表示を行い、第２の電圧を下回るとブザーあるいは表示画面を照明するためのエレクトロルミネッセンス素子の動作を禁止し、さらに第３の電圧を下回ると表示の駆動を禁止することで、ユーザに二次電源の消耗具合を告知し、これによって予告なく突然に全時計回路が停止することを防止しようとする技術が記載されている。この技術では、電圧検出結果に基づき、上記のような時計動作によって二次電源の消耗具合を告知するようにしている。しかしながら、充電条件あるいは二次電源の容量ばらつき、劣化、温度特性等によって、二次電源の電圧−容量特性は変化するので、同じ電圧値であっても時計駆動が可能な時間が変化し、二次電源の消耗具合を正確に告知できない可能性がある。特に、二次電源の放電末期、つまり時計が停止する直前の領域においては、より正確に時計の動作可能残時間をユーザに告知することが望まれるが、この技術においては特定の条件下では、ユーザがそれを確認する間もなく時計が停止する可能性がある。
【００１０】
本発明は、上記の事情を鑑み、蓄電電圧が低下したときの計時回路の動作を安定させるとともに、再起動性を従来よりも向上し、さらに、より正確に時計動作残時間を告知することができる電子時計および電子時計の駆動制御方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１記載の発明は、充電可能な二次電源と、二次電源を充電する充電手段と、二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、時計駆動回路の計時情報を表示する表示手段と、を備える電子時計において、二次電源の充電電圧に対応する値を検出する電圧検出手段と、充電手段による充電の状態を検出する充電検出手段と、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている場合には、前記表示手段の表示状態を第１の表示状態とし、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記第１の所定電圧を下回っている場合には、前記表示手段の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態とする制御手段であって、前記表示手段が前記第２の表示状態である場合に、前記充電検出手段の検出結果に基づいて前記充電手段が非充電状態であることが所定時間検出されたときには、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させる一方、前記電圧検出手段又は前記充電検出手段の検出結果が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記時計駆動回路の動作を強制停止させるときに、さらに、前記時計駆動回路の１又は複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止することを特徴としている。また、請求項２記載の発明は、前記外部入力端子の１つが、前記時計駆動回路の動作をリセットする信号を入力するためのリセット端子であることを特徴としている。また、請求項３記載の発明は、充電可能な二次電源と、二次電源を充電する充電手段と、二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、時計駆動回路の計時情報を表示する表示手段とを備える電子時計において、二次電源の充電電圧に対応する値を検出する電圧検出手段と、充電手段による充電の状態を検出する充電検出手段と、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている場合には、前記表示手段の表示状態を第１の表示状態とし、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記第１の所定電圧を下回っている場合には、前記表示手段の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態とする制御手段であって、前記表示手段が前記第２の表示状態である場合に、前記充電検出手段の検出結果に基づいて前記充電手段が非充電状態であることが所定時間検出されたときには、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させる一方、前記電圧検出手段又は前記充電検出手段の検出結果が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記充電検出手段によって前記充電手段の充電状態が検出された場合、その検出期間中は非充電状態の所定時間の計測を中断することを特徴としている。
【００１２】
また、請求項４記載の発明は、前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させることを特徴としている。
【００１３】
また、請求項５記載の発明は、前記時計駆動回路が、水晶発振回路を有し、その発振を利用して計時動作を行い、前記制御手段が、その水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させることで、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることを特徴としている。また、請求項６記載の発明は、前記制御手段が、前記水晶発振回路への電源供給を停止することで、前記水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させて、前記時計駆動回路の計時動作を停止させることを特徴としている。なお、前記制御手段が、前記水晶発振回路内の所定の回路の入力又は出力を固定させることで、前記水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させて、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることが好ましい。
【００１４】
また、請求項７記載の発明は、前記時計駆動回路が、定電圧発生回路を有し、その定電圧発生回路で発生した電圧を用いて計時動作を行い、前記制御手段が、その定電圧発生回路による定電圧の発生を停止させることで、前記定電圧で駆動する定電圧駆動回路の動作を停止して、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることを特徴としている。なお、前記定電圧発生回路が発生した電圧で駆動される定電圧駆動回路が、水晶発振回路であることが好ましい。また、前記定電圧発生回路が発生した電圧で駆動される定電圧駆動回路が、水晶発振回路の出力を分周する分周回路であることも好ましい。
【００１５】
また、請求項８記載の発明は、さらに、前記二次電源の充電電圧を昇圧、降圧又は昇降圧する昇降圧手段を備え、前記制御手段が、その昇降圧手段の動作を停止させることによって、前記時計駆動回路内でその昇降圧手段の出力で駆動されている電源電圧駆動回路への電源の供給を停止又はその電源の電圧値をその電源電圧駆動回路の駆動停止電圧まで低下させることで、前記電源電圧駆動回路の動作を停止して、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させることを特徴としている。
【００１６】
また、請求項９記載の発明は、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作を強制停止させることに代えて、又は、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させるのとともに、前記表示手段の駆動を停止させるものであることを特徴としている。なお、前記表示手段が、ステッピングモータを用いて構成されていることが好ましい。また、前記表示手段が液晶パネルを用いて構成されていることも好ましい。
【００１９】
また、請求項１０記載の発明は、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件が、前記充電検出手段が前記充電手段の充電状態を検出したことであることを特徴としている。なお、前記充電検出手段による二次電源の充電、非充電状態の検出が、前記充電手段による充電電流が、所定の電流値を超えたか否かを判別することで行われることが好ましい。また、前記充電検出手段による二次電源の充電、非充電状態の検出が、前記充電手段による充電電流に所定の処理を施すことによって得られた二次電源の充電電圧の予測値が所定の値を超えたか否かを判別することで行われることも好ましい。また、請求項１１記載の発明は、前記充電手段が発電機を有して構成されていて、前記充電検出手段による二次電源の充電、非充電状態の検出が、前記発電機の出力端子の電圧を、前記二次電源の充電電圧に対応する所定の基準電圧と比較した結果に基づいて行われることを特徴としている。なお、前記充電検出手段による充電状態の検出が、前記充電手段から前記二次電源への充電電流の経路とは異なる経路による検出であることが好ましい。
【００２０】
また、請求項１２記載の発明は、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、前記二次電源の充電電圧が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高くかつ前記第１の所定電圧よりも低い第２の所定電圧を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれていることを特徴としている。
【００２１】
また、請求項１３記載の発明は、前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させるものであって、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、前記二次電源の充電電圧が、前記第２の所定電圧よりも高く、前記第１の所定電圧よりも低い、第３の所定電圧を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれていることを特徴としている。
【００２２】
また、請求項１４記載の発明は、前記充電手段が発電機を有して構成されていて、その発電機の発電の有無を検出する発電検出手段がさらに備えられていて、前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させるものであって、前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、その発電検出手段によって発電状態が検出されていて、かつ、前記二次電源の充電電圧が、前記第２の所定電圧よりも高く、前記第１の所定電圧よりも低い第３の所定電圧、を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれていることを特徴としている。なお、前記充電手段が、回転機構からなる発電機構、光―電気変換素子、熱―電気変換素子、又はひずみ―電気変換素子を用いて電力を発生する発電機を有し、その発電機の発電電力で二次電源を充電することが好ましい。
【００２３】
また、請求項１５記載の電子時計の駆動制御方法は、充電可能な二次電源と、前記二次電源を充電する充電手段と、前記二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、を備えた電子時計の駆動制御方法において、前記二次電源の充電電圧に対応する値を検出し、その値が前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている間は、前記時計駆動回路の計時情報を第１の表示状態で表示する一方、その値が前記第１の所定電圧を下回ったときに、前記計時情報を表示する際の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態へ切替える第１のステップと、前記第１のステップにて前記計時情報を表示する際の表示状態が前記第２の表示状態へ切替えられた後、前記二次電源への充電が行われていない非充電状態であることが所定時間計測されたときに、前記二次電源から前記時計駆動回路へ供給される動作電流を低減又は遮断して前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる第２のステップと、前記第２のステップにて前記時計駆動回路を強制停止させた後に、前記二次電源の充電電圧に対応する値又は前記充電手段による充電状態が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する第３のステップと、を含み、前記第２のステップにおいては、前記時計駆動回路を強制停止させるときに、さらに、前記時計駆動回路の１又は複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止させることを特徴としている。また、請求項１６記載の電子時計の駆動制御方法は、充電可能な二次電源と、前記二次電源を充電する充電手段と、前記二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、を備えた電子時計の駆動制御方法において、前記二次電源の充電電圧に対応する値を検出し、その値が前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている間は、前記時計駆動回路の計時情報を第１の表示状態で表示する一方、その値が前記第１の所定電圧を下回ったときに、前記計時情報を表示する際の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態へ切替える第１のステップと、前記第１のステップにて前記計時情報を表示する際の表示状態が前記第２の表示状態へ切替えられた後、前記二次電源への充電が行われていない非充電状態であることが所定時間計測されたときに、前記二次電源から前記時計駆動回路へ供給される動作電流を低減又は遮断して前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる第２のステップと、前記第２のステップにて前記時計駆動回路を強制停止させた後に、前記二次電源の充電電圧に対応する値又は前記充電手段による充電状態が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する第３のステップと、を含み、前記第２のステップにおいては、前記充電手段による前記二次電源への充電が検出された期間中は前記所定時間の計測を中断することを特徴としている。
【００２４】
上記構成においては、二次電源電圧が降下し、時計駆動回路停止電圧よりも高い第１の所定電圧を下回りその状態において、充電検出機能により非充電状態を所定時間計測した時、時計駆動回路の動作電流を低減あるいはカットして時計動作を強制停止させ、復帰動作条件を検出した時、時計動作の強制停止を解除するようにしている。これによれば、時計駆動回路停止電圧より高い第１の所定電圧で時計動作を強制停止し、このとき動作電流を低減あるいはカットしてあるため、時計駆動停止後、二次電源電圧が０Ｖ近辺まで降下する時間が長くなり、次回時計を使用する際、短い充電時間で時計の再起動が可能となる。また、第１の所定電圧を下回った後、非充電状態において所定時間経過後、時計駆動が必ず停止するため、ユーザに正確な時計駆動残時間を保証することが可能となる。
【００２５】
また、時計駆動回路の各入力端子の状態を決定している回路をオフする構成によれば、各入力端子の信号入力状態に関わらず、信号入力のための回路の動作電流を所定の値に制御することが可能となる。例えば、入力端子がリセット端子である場合、時計がリセット状態で停止したとき入力回路が電流を流した状態で固定されてしまうことが考えられるが、上記構成によれば、必ず入力回路がオフされることになるので、リセット入力状態を決定しているプルダウン抵抗等の回路を通して時計駆動電源間に貫通電流が流れるのを防止することができる。
【００２６】
また、二次電源電圧が第１の所定電圧を下回った後、非充電状態を所定時間計測している途中で充電状態が検出された場合に、その期間中は非充電状態の所定時間計測を中断する構成によれば、充電状態を検出している期間は時計駆動残時間を延長することで、より長い時計駆動残時間を保証することが可能となる。
【００２７】
また、強制停止状態を、充電検出機能による二次電源の充電状態の検出によって解除する構成によれば、充電検出機能により強制停止状態を解除するため、充電に寄与しない発電により時計が再起動と停止を繰り返して二次電源電荷を消費し、二次電源電圧が０Ｖ近辺まで降下するのを防止することができる。また、時計駆動が強制停止した後、充電がないのにも係わらず、二次電源の電圧自己復帰特性で時計が再起動と停止を繰り返して二次電源電荷を消費し、二次電源電圧が０Ｖ近辺まで降下するのを防ぐことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明による電子時計の一実施の形態について説明する。図１は、本発明による電子時計の一実施の形態の概略構成を示すブロック図である。図１に示す電子時計１は、腕時計であって、使用者が装置本体に連結されたベルトを手首に巻き付けて使用するようになっている。本実施の形態の電子時計１は、大別すると、交流電力を発電する発電機構Ａと、発電機構Ａからの交流電圧を整流し、それを所定の充電可能な二次電源４８に蓄電し、蓄電電圧をさらに昇降圧した電圧によって各構成部分へ電力を給電する電源部Ｂと、装置全体を制御する制御部Ｃと、秒針６１、分針６２および時針６３をステッピングモータ１０を用いて駆動するモータ部Ｄとを備えて構成されている。
【００２９】
発電機構Ａは、発電装置４０、回転錘４５および増速用ギア４６を備えて構成されている。発電装置４０としては、発電用ロータ４３が発電用ステータ４２の内部で回転し発電用ステータ４２に接続された発電コイル４４に誘起された電力を外部に出力する電磁誘導型の交流発電装置が採用されている。 回転錘４５は、発電用ロータ４３に運動エネルギーを伝達する手段として機能する。そして、この回転錘４５の動きが増速用ギア４６を介して発電用ロータ４３に伝達されるようになっている。この回転錘４５は、腕時計型の電子時計１では、ユーザの腕の動きなどを捉えて装置内で旋回できるようになっている。したがって、使用者の生活に関連したエネルギーを利用して発電を行い、その電力を用いて電子時計１が駆動されるようになっている。
【００３０】
電源部Ｂは、発電機構Ａからの交流電圧を整流する整流回路４７と、整流回路４７で整流された直流電力を蓄電する二次電源４８と、二次電源４８に蓄電された電圧を昇圧および降圧する昇降圧回路４９とから構成されている。二次電源４８は、リチウム電池等の充電可能な二次電池や大容量コンデンサから構成されている。昇降圧回路４９は、複数のコンデンサ４９ａ〜４９ｃを用いて多段階の昇圧および降圧を行う回路である。昇降圧回路４９により昇降圧された電圧は、制御部Ｃからの制御信号φ１１によって調整可能である。
【００３１】
図１の構成では、二次電源４８の高電位側の電圧ＶDD（高電位側電圧）が基準電位ＧＮＤに設定されている。二次電源４８の低電位側の電圧（充電電圧）は、ＶTKN（第１の低電位側電圧）として示されている。また、昇降圧回路４９の出力のうちの低電位側の電圧は、第２の低電位側電圧ＶSSとして示されている。なお、発電装置４０の両端の出力電圧は、制御信号φ１３として、また、電圧ＶSSの電圧値は、制御信号φ１２として、それぞれ制御部Ｃに入力されるようになっている。
【００３２】
モータ駆動回路Ｅは、制御部Ｃから供給される駆動クロックに基づいて駆動パルスを生成し、それをモータ部Ｄ内のステッピングモータ１０に供給する。ステッピングモータ１０は、供給された駆動パルスの数に応じて回転する。ステッピングモータ１０の回転は、かなを介してステッピングモータの回転部に噛合されている秒中間車５１および秒車（秒指示車）５２によって秒針６１に伝達され、秒表示がなされる。さらに、秒車５２の回転は、分中間車５３、分指示車５４、日の裏車５５および筒車（時指示車）５６によって各針に伝達される。分指示車５４には分針６２が接続され、また、筒車５６には時針６３が接続されている。そして、ステッピングモータ１０の回転に連動してこれらの各針による時分表示が行われる。
【００３３】
さらに各車５１〜５６からなる輪列５０には、図示してはいないが、年月日（カレンダ）等の表示を行うための伝達系（例えば、日付表示を行う場合には、筒中間車、日回し中間車、日回し車、日車等）を接続することももちろん可能である。この場合においては、さらにカレンダ修正系輪列（例えば、第１カレンダ修正伝え車、第２カレンダ修正伝え車、カレンダ修正車、日車等）を設けることが可能である。
【００３４】
次に、図２を参照して、図１に示す電子時計１の各部の構成の詳細について説明する。図２は、図１に示す制御部Ｃの構成の詳細および各部Ａ〜Ｅ間の本実施の形態に係る主な信号の流れを示すブロック図である。図２において、破線で囲まれている発電機構Ａ、電源部Ｂ、モータ部Ｄ、およびモータ駆動回路Ｅ以外の各ブロック２０１〜２０９は、制御部Ｃに含まれている回路ブロックである。
【００３５】
発電検出回路２０１は、 発電機構Ａの出力端子間の電圧である発電電圧ＳＩ（φ１３）に基づいて、発電機構Ａによる発電の有無を検出し、その結果を発電検出結果信号ＳＺとして出力する。発電検出回路２０１は、発電電圧ＳＩとあらかじめ定められている所定の基準電圧Ｖｒｅｆとを比較する比較回路を有して構成されていて、発電電圧ＳＩが基準電圧Ｖｒｅｆよりも大きい場合、Highレベルとなる発電検出結果信号ＳＺを出力する。
【００３６】
充電検出回路２０２は、発電機構Ａの発電電圧ＳＩ（φ１３）と二次電源４８の蓄電電圧ＳＣ（＝ＶTKN）とに基づいて、発電機構Ａの発電状態が二次電源４８を充電可能な状態であるかどうかを検出し、検出した結果を充電検出結果信号ＳＡとして出力する。充電検出回路２０２は、発電機構Ａの発電電圧ＳＩ（φ１３）と二次電源４８の蓄電電圧ＳＣ（＝ＶTKN）とを比較する比較回路から構成されていて、発電電圧ＳＩが充電電圧ＶTKNよりも大きいとき、Highレベルとなる充電検出結果信号ＳＡを出力する。ここで、図３を参照して充電検出回路２０２の構成について２種類の例を挙げて説明する。
【００３７】
図３（ａ）は、充電検出回路２０２の第１の構成例を示す回路図である。図３（ａ）の充電検出回路２０２は、発電コイル４４（図１参照）の一方の出力端子の出力電圧Ｖ１と電圧ＶDDを比較することにより第１のトランジスタＱ１をオンオフ制御する第１のコンパレータＣＯＭＰ１と、他方の出力端子の出力電圧Ｖ２と電圧ＶDDを比較することにより第２のトランジスタＱ２をオンオフ制御する第２のコンパレータＣＯＭＰ２と、二次電源４８の一方の端子（電圧ＶTKN）と発電コイル４４の各出力端子間における能動負荷となる第３および第４のトランジスタＱ３、Ｑ４と、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、２の出力を入力信号とする２入力ＮＡＮＤ（Ｇ１）と、ＮＡＮＤ（Ｇ１）の出力を平滑する平滑回路Ｃ１とを備えて構成されている。
【００３８】
以上の構成において、発電機構Ａの発電状態が二次電源４８を蓄電可能なレベルになった場合、すなわち、発電機構Ａの発電電圧Ｖ１〜Ｖ２が二次電源４８の蓄電電圧ＶTKNを越えた場合、一方、Ｖ１＞Ｖ２のときは、第１のコンパレータＣＯＭＰ１の出力がLowレベルとなり、発電コイル４４→第１のトランジスタＱ１→電源ＶDD→二次電源４８→電源ＶTKN→第４のトランジスタＱ４の経路で電流が流れ、他方、Ｖ１＜Ｖ２のときは、第２のコンパレータＣＯＭＰ２の出力がLowレベルとなり、発電コイル４４→第２のトランジスタＱ２→電源ＶDD→二次電源４８→電源ＶTKN→第３のトランジスタＱ３の経路で電流が流れる。これに対して、発電機構Ａの発電状態が二次電源４８を蓄電可能なレベルでない場合には、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、２の出力はHighレベルで変化しないので、第１および第２のトランジスタＱ１、Ｑ２がオンすることはなく、電流は流れない。このように、発電機構Ａの発電電圧Ｖ１〜Ｖ２が二次電源４８の蓄電電圧ＶTKNを越えた場合、第１および第２のコンパレータ１、２の出力は、Lowレベルになるが、そうでない場合には常にHighレベルとなる。充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなるのは、第１または第２のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２のいずれかがLowレベルのときである。第１および第２のコンパレータ１、２の出力がLowレベルとなる期間は、発電コイル４４の出力波形によって、互いに位相の異なる部分である。また、発電レベルが低いときには交流波形がピークの部分のみとなる。したがって、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、２の出力を、ＮＡＮＤ（Ｇ１）によって論理積した後、反転し、さらに平滑回路Ｃ１で平滑処理することで、安定して連続した充電検出結果信号ＳＡを得ることができる。
【００３９】
図３（ｂ）は、図２の充電検出回路２０２の第２の構成例を示す回路図である。図３（ｂ）の充電検出回路２０２では、図３（ａ）のものと異なり、第１および第２のトランジスタＱ１、Ｑ２にそれぞれ直列に接続されている第３および第４のトランジスタＱ３、Ｑ４を、新たに設けた第３および第４のコンパレータＣＯＭＰ３、ＣＯＭＰ４の出力によってオン・オフ駆動するようにするとともに、第１のコンパレータＣＯＭＰ１の出力と第１のトランジスタＱ１のゲート間および第２のコンパレータＣＯＭＰ２の出力と第２のトランジスタＱ２のゲート間にそれぞれ２入力ＡＮＤゲートＧ２およびＧ３を設けている。第３および第４のコンパレータＱ３、Ｑ４は、それぞれ基準電圧ＶTKNと、発電機構Ａの発電電圧Ｖ１およびＶ２とを比較することによって、第３および第４のトランジスタＱ３およびＱ４を、それぞれ第２および第１のトランジスタＱ２およびＱ１と同様のタイミングでオンオフ制御する信号を出力する。２入力ＡＮＤゲートＧ２およびＧ３は、それぞれ、第１および第２のコンパレータＣＯＭＰ１、ＣＯＭＰ２の出力を一方の入力信号とするとともに、他方の入力にはともに過充電防止制御信号ＳLIMを負論理で入力する。過充電防止制御信号ＳLIMは、計時制御回路２０３あるいは電圧検出回路２０７で発生される信号であって、二次電源４８の充電電圧ＶTKNが予め設定した二次電源４８等の許容電圧を越えた場合にHighレベルとなり、許容電圧を越えない場合にLowレベルとなる信号である。図３（ｂ）の充電検出回路２０２は、過充電防止制御信号ＳLIMがLowレベルの場合、図３（ａ）の回路と同様に動作して、充電状態を検出したときに充電検出結果信号ＳＡをHighレベルにする。一方、過充電防止制御信号ＳLIMがHighレベルの場合は、２入力ＡＮＤゲートＧ２およびＧ３がLowレベルとなるので第１および第２のトランジスタＱ１およびＱ２がオン状態となり、発電コイル４４の両出力端子がグランド電源ＶDDで短絡されることになり、二次電源４８は非充電状態となる。
【００４０】
一方、図２において、整流回路４７は、発電電圧ＳＩ（φ１３）を全波整流した電圧を整流出力信号ＳＢとして二次電源４８へ供給する。この二次電源４８の蓄電電圧ＳＣ（＝ＶTKN）は、昇降圧回路４９によって昇圧あるいは降圧され、昇降圧された結果が、蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（φ１２＝ＶSS）として、計時制御回路２０３へ供給される。
【００４１】
計時制御回路２０３は、水晶振動子を用いた発振回路とその発振信号を分周する分周回路、分周された複数のクロック信号を用い、各入力信号に基づいて各部を制御する複数の制御信号を生成して出力する信号処理回路（例えば中央処理装置（ＣＰＵ））等を有し、モータ駆動制御信号ＳＥ等の複数の制御信号を生成して出力する。モータ駆動制御信号ＳＥは、モータ駆動回路Ｅにおいて、モータ部Ｄを駆動するためのモータ駆動信号ＳＦを、ＶSS−ＶDD間の電圧を電源電圧として発生させるための制御信号であり、通常のモータ駆動を行うための通常駆動パルス、モータ回転の有無を検出する際に用いられる回転検出用パルス、高周波磁界を検出するために用いられる高周波磁界検出用パルス、外部磁界を検出する際に用いられる磁界検出用パルス、通常駆動パルスでモータが回転しない場合に出力される通常駆動パルスよりも大きな実効電力を有する補助パルス信号等を発生するため信号から形成されている。
【００４２】
高周波磁界検出回路２０４、 交流磁界検出回路２０５、および回転検出回路２０６は、それぞれ、上述した磁界検出用パルス、高周波磁界検出用パルス、および回転検出用パルスに基づいてモータ部Ｄが駆動された場合に、モータ部Ｄのステッピングモータ１０（図１参照）の駆動コイルに生じる双方向のモータ駆動発生誘起電圧信号ＳＪを入力して、各々の検出用にあらかじめ設定されている所定の設定電圧と比較することで、高周波磁界の有無、交流磁界の有無、およびステッピングモータ１０の駆動ロータの回転の有無をそれぞれ検出する回路である。高周波磁界検出回路２０４、 交流磁界検出回路２０５、および回転検出回路２０６の各回路の検出結果は、それぞれ、高周波磁界検出結果信号ＳＫ、 交流磁界検出結果信号ＳＬ、および回転検出回路結果信号ＳＭとして計時制御回路２０３へ入力される。
【００４３】
電圧検出回路２０７は、蓄電電圧信号ＳＣ（＝ＶTKN）および蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（＝ＶSS）を、計時制御回路２０３から供給される電圧検出制御信号ＳＲで指示されるタイミングで取り込み、後述する第１〜第３の所定電圧ＶBLD、ＶOFF、ＶONや、インジケータ表示切替え電圧ＶINDA、ＶINDB、ＶINDCを含むあらかじめ設定された複数の比較電圧と比較して、比較した結果を、時計駆動強制停止判別信号ＳＨ、電圧検出結果信号ＳＳ、複数の比較結果を含む比較結果信号ＳＹ等として出力する。時計駆動強制停止判別信号ＳＨは、蓄電電圧信号ＳＣ（ＶTKN）または蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（＝ＶSS）と第１の所定電圧ＶBLDとを比較した結果を示す信号であり、電圧ＶTKNまたは電圧ＶSSを昇降圧比で割った値が電圧ＶBLDよりも大きいときにHighレベルとなる。電圧検出結果信号ＳＳは、蓄電電圧信号ＳＣ（ＶTKN）または蓄電電圧昇降圧結果信号ＳＤ（＝ＶSS）と第２の所定電圧ＶOFFとを比較した結果を示す信号であり、電圧ＶTKNまたは電圧ＶSSを昇降圧比で割った値が電圧ＶOFFよりも大きいときにHighレベルとなる信号である。例えば、｜ＶTKN｜=0.625Ｖ（＝ＶBLD）を検出する場合、昇降圧回路４９の状態が２倍昇圧状態のときに｜ＶSS｜=1.25Ｖを検出することで等価となる。なお、以下では簡単化のため、比較基準が蓄電電圧信号ＳＣ（ＶTKN）あるとして説明を行う。
【００４４】
強制停止制御用カウンタ２０８は、充電検出結果信号ＳＡ、時計駆動強制停止判別信号ＳＨ、および電圧検出結果信号ＳＳに基づいて、時計駆動強制停止判別信号ＳＨがLowレベルとなった場合、その継続時間を計時し、所定の継続時間が経過したときに、Highレベルとなる強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮを出力する。時計駆動強制停止制御回路２０９は、充電検出結果信号ＳＡおよび強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮを入力して、時計駆動強制停止信号ＳＯを出力する。この時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルのとき、時計動作の強制停止制御が行われる。ここで、図４を参照して、強制停止制御用カウンタ２０８および時計駆動強制停止制御回路２０９の構成について説明する。
【００４５】
図４は、強制停止制御用カウンタ２０８および時計駆動強制停止制御回路２０９の構成を示す回路図である。強制停止制御用カウンタ２０８は、時計駆動強制停止判別信号ＳＨの負論理信号と電圧検出結果信号ＳＳを入力信号とする２入力ＡＮＤ４０２と、計時制御回路２０３内の分周回路で発生された周期８０秒のクロックＦＩＢ８０と充電検出結果信号ＳＡをともに負論理で入力する２負論理入力ＡＮＤ（ＮＯＲ）４０１と、ＡＮＤ４０１の出力を一方の入力とする２入力ＮＡＮＤ４０３と、４ビットのカウンタ４０４および４０６と、３ビットのカウンタ４０８と、カウンタ４０４の出力Ｑ４（２の３乗カウント出力）を反転してカウンタ４０６にクロック信号として入力するインバータ４０５と、カウンタ４０６の出力Ｑ４を反転してカウンタ４０８にクロック信号として入力するインバータ４０７と、カウンタ４０４，４０６，４０８の出力から所定のカウント状態をデコードして、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮを出力する４入力ＮＡＮＤ４０９とから構成されている。この場合、ＡＮＤ４０２の出力がカウンタ４０４，４０６，４０８のLowアクティブのリセット端子に入力され、ＮＡＮＤ４０９の出力がＮＡＮＤ４０３の他方の入力に接続され、そして、ＮＡＮＤ４０３の出力がカウンタ４０４のクロック入力に接続されている。さらに、カウンタ４０４のＱ４出力、カウンタ４０６のＱ１出力（２の０乗カウント出力）、Ｑ２出力（２の１乗カウント出力）、および、カウンタ４０８のＱ３出力（２の２乗カウント出力）がＮＡＮＤ４０９に入力されるようになっている。
【００４６】
以上の構成では、時計駆動強制停止判別信号ＳＨがHighレベル、あるいは電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルのとき、すべてのカウンタ４０４，４０６，４０８がリセットされ、時計駆動強制停止判別信号ＳＨがLowレベル、かつ電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルのとき、リセットが解除される。３個のカウンタ４０４，４０６，４０８は、充電検出結果信号ＳＡがLowレベルのとき、順に、クロックＦＩＢ８０のクロック信号に基づくカウントを行う。また、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルのとき、ＡＮＤ４０１の出力が固定され、クロックＦＩＢ８０のクロック信号に基づくカウントを停止する。また、ＮＡＮＤ４０９の出力がLowレベルになったとき、ＮＡＮＤ４０３の出力が固定されるので、カウント動作が停止される。
【００４７】
一方、図４の時計駆動強制停止制御回路２０９は、入力Ｄに常にHighレベルの信号が入力されているＤフリップフロップ４１０と、充電検出結果信号ＳＡを反転して、Ｄフリップフロップの負論理のリセット端子Ｒに入力するインバータ４１１とから構成されている。このＤフリップフロップ４１０は、クロックＣＫの入力がLowレベルのときは、入力Ｄをそまま出力Ｑ（ＳＯ）として出力するように動作する。したがって、時計駆動強制停止制御回路２０９は、充電検出結果信号ＳＡがLowレベルの場合、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮがLowレベルのときに、Highレベルとなる時計駆動強制停止信号ＳＯを出力し、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮがHighレベルのときには、時計駆動強制停止信号ＳＯとして、それまでの値を保持して出力する。また、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルの場合には、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowレベルになり、その後、充電検出結果信号ＳＡがLowレベルになった場合、強制停止制御用カウンタ出力信号ＳＮがLowレベルのときに、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルになる。
【００４８】
次に、図５〜図９を参照して、本実施形態において本発明が特徴とする時計動作（駆動）強制停止および解除時の制御方法について説明する。図５は、強制停止の判定基準として、第１および第２の所定電圧（ＶBLDおよびＶOFF）の２つの基準値を用いる場合、図６は、第１、第２、および第３の所定電圧（ＶBLD、ＶOFF、およびＶON）の３つの基準値を用いる場合の制御方法の概要を説明するための図である。そして、図７は、図５および図６に示す制御方法における強制停止時の過程を示すフローチャートであり、図８は、図５に示す制御方法における強制停止の解除時の過程を示すフローチャートであり、図９は、図６に示す制御方法における強制停止の解除時の過程を示すフローチャートである。なお、基準値の設定方法はいずれか一方を選択的に使用するものとする。また、以下の図示および記載では、電圧値の絶対値を基準として考えている。
【００４９】
図５に示すように、蓄電電圧ＶTKNが下降して行く場合、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDCより大きいとき、時計制御回路２０３は、操作者の操作に応じてあるいは自動的にもしくは常時、図示していない電子時計１の所定の表示部、あるいは時刻表示用の秒針等を所定の駆動状態とすることによって、電子時計１の駆動残時間がｄ日以上であることを示すＤ表示を行う（図７のＳ１０１〜Ｓ１０２）。蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDCより小さく、インジケータ表示切替電圧ＶINDBより大きいとき、時計制御回路２０３は、駆動残時間がｃ日以上であることを示すＣ表示を行う（Ｓ１０３〜Ｓ１０４）。そして、蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDBより小さく、インジケータ表示切替電圧ＶINDAより大きいとき、時計制御回路２０３は、駆動残時間がｂ日以上であることを示すＢ表示を行い（Ｓ１０５〜Ｓ１０６）、蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNがインジケータ表示切替電圧ＶINDAより小さく、第１の所定電圧ＶBLDより大きいとき、時計制御回路２０３は、駆動残時間がａ日以上であることを示すＡ表示を行う（Ｓ１０７〜Ｓ１０８）。
【００５０】
そして、蓄電電圧ＶTKNがさらに下降して、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さくなった場合、さらに残時間が少なくなったことを操作者に告知するための表示状態に表示が切り替えられる（Ｓ１０９）。ここでは、秒針を２秒刻みで進ませる２秒運針の表示を行うこととする。ここで、図２の強制停止制御用カウンタ２０８のカウントが開始される（Ｓ１１０、図５および図６の▲１▼）。ここで、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さく、かつ第２の所定電圧ＶOFFより大きい状態が継続したとすると（図５および図６の地点ＰＡ、▲２▼へ到達するまでの期間）、その間に発電機構Ａから二次電源４８への充電状態が検出されなかった場合には、カウントが継続して、あらかじめ定めた最大持続時間のＴ秒に達したとき、時刻動作を強制停止させる制御（時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベル）が行われる（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３→Ｓ１１４→Ｓ１１５→Ｓ１１６）（図５および図６のＰＡ、▲３▼）。
【００５１】
一方、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さく第２の所定電圧ＶOFFより大きい状態が継続し、強制停止制御用カウンタ２０８のカウントが継続されているときに（図５および図６の地点ＰＡ、▲２▼へ到達するまでの期間）、発電機構Ａから二次電源４８への充電状態が検出された場合、充電状態が検出された間だけカウント動作が停止される（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１７→Ｓ１１８→Ｓ１１２）。
【００５２】
また、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより小さく第２の所定電圧ＶOFFより大きい状態が継続し、かつ強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が、最大持続時間のＴ秒に達するまでの間に、蓄電電圧ＶTKNが第２の所定電圧ＶOFFより小さくなったときには（電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルになったときには）、カウント値に係わらず、カウント値をリセットした後、時刻動作を強制停止させる制御が行われる（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１３→Ｓ１１９→Ｓ１１６）（図５および図６の▲３▼）。
【００５３】
また、強制停止制御用カウンタ２０８のカウント継続中に、蓄電電圧ＶTKNが第１の所定電圧ＶBLDより大きくなった場合、表示状態がＡ表示の状態に戻されて、その状態から、上記の動作が繰り返されることになる（Ｓ１１１→Ｓ１１２→Ｓ１１７→Ｓ１１８→Ｓ１１９→Ｓ１０７）（図５および図６の▲４▼）。
【００５４】
次に、図８および図９を参照して、時計駆動強制解除時の制御方法について説明する。図８は、強制停止の判定基準として、第１および第２の所定電圧（ＶBLDおよびＶOFF）の２つの基準値を用いる場合、図９は、第１、第２、および第３の所定電圧（ＶBLD、ＶOFF、およびＶON）の３つの基準値を用いる場合の制御過程をそれぞれ示している。なお、図８に示すフローチャート、図９に示すフローチャートの違いは、解除時の判定に用いる基準電圧が互いに異なることのみであり（図８のＳ２０６と図８のＳ２０６ａ）、図９については詳細な説明を省略する。
【００５５】
図８において、時計動作強制停止状態（Ｓ２０１）で、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、発電状態の検出が確認された場合（Ｓ２０２）、計時制御回路２０３は、充電検出回路２０２による充電検出を開始させるとともに（Ｓ２０３）、電圧検出回路２０７による電圧検出を開始させる（Ｓ２０４）。ここで、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなり、充電状態が検出された場合、蓄電電圧ＶTKNと第２の所定電圧ＶOFFとを比較し、蓄電電圧ＶTKNが第２の所定電圧ＶOFF以上のときには、時計動作強制停止を解除する（Ｓ２０５→Ｓ２０６→Ｓ２０７）。一方、ステップＳ２０２で発電状態の検出が無かった場合、ステップＳ２０５で充電状態の検出が無かった場合、およびステップＳ２０６で蓄電電圧ＶTKNが第２の所定電圧ＶOFF未満であると判定された場合、時計動作の強制停止解除は行われず、ステップＳ２０１の時計動作強制停止の状態から制御が再開される。
【００５６】
次に、図１０〜図１３のタイミングチャートを参照して、本実施形態の動作例を説明する。図１０および図１１は、第１および第２の所定電圧を基準値とする図５、図７および図８を参照して説明した制御方法による動作例を示し、図１２および図１３は、第１、第２および第３の所定電圧を基準値とする図６、図７および図９を参照して説明した制御方法による動作例を示している。また、図１０〜図１３は、図２に示すブロック図における各部の信号（発電電圧ＳＩ、発電検出結果信号ＳＺ、充電検出結果信号ＳＡ、時計駆動強制停止信号ＳＯ、電圧検出結果信号ＳＳ、電圧検出制御信号ＳＲ、蓄電電圧ＳＣ）と、時計制御回路２０３内の回路の動作が実際に停止したことを示す信号である発振停止検出結果信号ＳＱとを示している。各図に示すように、発振停止検出結果信号ＳＱが動作停止（Highレベルで動作停止状態）を示すタイミングは、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルまたは電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルとなるタイミングとは一致していない。これは、時刻動作の強制停止制御が行われてから、例えば、始めに駆動停止される回路の構成やクロックのタイミングあるいは電源電圧の値によって決定される動作の遅延によるものである。
【００５７】
なお、図１０〜図１３では、発電電圧ＳＩと蓄電電圧ＳＣをパラメータとして変化させた場合の各部の波形の変化を示したものである。ここで、発電電圧ＳＩの波形としては、全波整流後の波形を用いている。また、図１０〜図１３では、図示するすべてのタイミングで、蓄電電圧ＳＣ（ＶTKN）が、第１の所定電圧（ＶBLD）を下回っているものとする。したがって、タイミングチャートの左端の時刻において既に、強制停止制御用カウンタ２０８のカウントが開始されていることになる。
【００５８】
図１０では、ｔ１０１〜ｔ１０４およびｔ１０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を下回らない場合の各部の動作を示している。時刻ｔ１０１〜ｔ１０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ１０２〜ｔ１０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ１０２〜ｔ１０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ１０５で、強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が設定時間Ｔに対応する値になったとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルになる。そして、時刻ｔ１０６で実際に時計動作が強制停止状態になっている（発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベル）。なお、時刻ｔ１０６では、蓄電電圧ＳＣ（ＶTKN）が第２の所定電圧（ＶOFF）を下回っていないのにも係わらず、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルとなっているが、これは、上記では説明していないが、電圧検出結果信号ＳＳの出力回路が、実際に各回路が発振停止状態になったときには、電圧検出結果信号ＳＳが必ずLowレベルになるように構成されているためである。なお、時刻ｔ１０５〜ｔ１０６の間は強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が維持されていて、時刻ｔ１０６〜ｔ１０９の間は強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされている。
【００５９】
次に、時刻ｔ１０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）て、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ１０８で充電が開始されたことが検出されると（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が解除される。ただし、時刻ｔ１０８の時点では、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルであり、次に、時刻ｔ１０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになったとき（Lowレベル）、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。この場合、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するのは時刻ｔ１０９なので、したがって、時刻ｔ１０８〜ｔ１０９の間は、駆動停止制御を行う回路の構成によっては、この図に示すような動作波形を示さない場合がある（暫定時計動作）。
【００６０】
次に、図１１では、ｔ２０１〜ｔ２０４およびｔ２０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を時刻ｔ２０５の直前で下回り、時刻ｔ２０８の充電開始後に上回る場合を仮定した各部の動作を示している。時刻ｔ２０１〜ｔ２０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ２０２〜ｔ２０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ２０２〜ｔ２０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ２０５で、電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになるので、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を下回ったことが検出され、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が開始されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされる。その後、時刻ｔ２０６で、発振停止が検出されて発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベルになったとする。
【００６１】
次に、時刻ｔ２０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）て、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ２０８で充電が開始されたことが検出されたとき（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、発振停止検出結果信号ＳＱがLowレベルになったとする。そして、時刻ｔ２０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになったとき（Lowレベル）に、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を上回っていたとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯはLowレベルなので、時計動作強制停止制御が解除されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。
【００６２】
次に図１２を参照して、第１〜第３の所定電圧を基準として用いる場合の動作について説明する。図１２では、ｔ３０１〜ｔ３０４およびｔ３０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を時刻ｔ３０６で下回り、その後、時刻ｔ３０９の直前に蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回った場合の各部の動作を示している。時刻ｔ３０１〜ｔ３０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ３０２〜ｔ３０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ３０２〜ｔ３０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ３０５で、強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が設定時間Ｔに対応する値になったとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighレベルになる。そして、時刻ｔ３０６で実際に時計動作が強制停止状態になっている（発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベル）。なお、時刻ｔ３０６では電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルとなっている。また、時刻ｔ３０５〜ｔ３０６の間は強制停止制御用カウンタ２０８のカウント値が維持されていて、時刻ｔ３０６〜ｔ３０９の間は強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされている。
【００６３】
次に、時刻ｔ３０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）て、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ３０８で充電が開始されたことが検出されると（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が解除される。ただし、時刻ｔ３０８の時点では、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルであり、次に、時刻ｔ３０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになって（Lowレベル）、蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回ったことが検出されると、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。この場合、電圧検出結果信号ＳＳがHighレベルに復帰するのは時刻ｔ３０９なので、したがって、時刻ｔ３０８〜ｔ３０９の間は、駆動停止制御を行う回路の構成によっては、この図に示すような動作波形を示さない場合がある（暫定時計動作）。
【００６４】
次に、図１３では、ｔ４０１〜ｔ４０４およびｔ４０７以降で発電検出結果信号ＳＺが検出状態を示す（Highレベル）大きさの発電電圧ＳＩが発生し、また、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を時刻ｔ４０５の直前で下回り、時刻ｔ４０８の充電開始後に蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回る場合を仮定した各部の動作を示している。時刻ｔ４０１〜ｔ４０４では、発電検出結果信号ＳＺがHighレベルとなり、さらに、その間の時刻ｔ４０２〜ｔ４０３では、充電検出結果信号ＳＡがHighレベルとなっている。したがって、時刻ｔ４０２〜ｔ４０３では、強制停止制御用カウンタ２０８は、カウント動作を停止している。次に、時刻ｔ４０５で、電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになるので、蓄電電圧ＳＣが第２の所定電圧（ＶOFF）を下回ったことが検出され、電圧検出結果信号ＳＳがLowレベルになり、時計動作強制停止制御が開始されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８がリセットされる。その後、時刻ｔ４０６で、発振停止が検出されて発振停止検出結果信号ＳＱがHighレベルになったとする。
【００６５】
次に、時刻ｔ４０７で発電が開始されたことが検出され（発電検出結果信号ＳＺがHighレベル）、充電検出回路２０２と電圧検出回路２０７による検出が開始され、次に、時刻ｔ４０８で充電が開始されたことが検出されたとき（充電検出結果信号ＳＡがHighレベル）、発振停止検出結果信号ＳＱがLowレベルになったとする。そして、時刻ｔ４０９で電圧検出制御信号ＳＲがアクティブになったとき（Lowレベル）に、蓄電電圧ＳＣが第３の所定電圧（ＶON）を上回っていたとすると、時計駆動強制停止信号ＳＯはLowレベルなので、時計動作強制停止制御が解除されるとともに、強制停止制御用カウンタ２０８のリセットが解除される。
【００６６】
次に、図１４〜図２１を参照して、時計動作強制停止制御の直接の対象となる回路の構成について説明する。図１４は、図２の計時制御回路２０３内の構成の一部と、計時制御回路２０３周辺部の構成とを示すブロック図である。なお、以下の各図において、図２に示すものに対応する構成には同一の符号を用いており、その説明は省略する。
【００６７】
図１４に示す計時制御回路２０３内には、外部の水晶振動子１４０２を用いて所定周波数の発振信号を発生する水晶発振回路１４０１と、水晶発振回路１４０１が出力した水晶発振回路出力信号ＳＵを入力し、その波形を整形するとともに、その周期を分周することで、複数の異なる周期を有する複数のクロック信号を生成して出力する波形整形・高周波分周回路１４０３と、水晶発振回路１４０１、波形整形・高周波分周回路１４０３等の回路に対して、昇降圧回路４９から出力される昇降圧電圧（ＶSS−ＶDD）を電源として、昇降圧電圧よりも電圧値が小さい所定の一定電圧の定電圧電源（定電圧出力ＳＴ）を供給する定電圧発生回路１４０５と、波形整形・高周波分周回路１４０３の分周出力ＳＶをさらに低周波数の信号に分周するとともに電圧レベルの変換を行う低周波分周回路１４０６と、低周波分周回路１４０６から出力された分周出力ＳＷを用いて、モータ駆動制御信号ＳＥを生成する機能回路１４０７とが設けられている。このように計時制御回路２０３内には、モータ駆動回路Ｅと同一の電源を用いる機能回路１４０７、低周波分周回路１４０６、定電圧発生回路１４０５等の電源電圧駆動回路１４０８に含まれる回路と、モータ駆動回路Ｅの電源電圧よりも小さい電圧電源で、かつ電圧の安定度が高い電圧で駆動することが望まれる水晶発振回路１４０１、波形整形・高周波分周回路１４０３等を含む定電圧駆動回路１４０４とが含まれている。
【００６８】
ところで、図１４に示す構成では、蓄電電圧ＳＣが低下したときに強制停止制御を行う対象、すなわち時計駆動強制停止信号ＳＯ、あるいはそれに電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせた信号によって、動作を停止させる回路として、例えば、水晶発振回路１４０１、定電圧発生回路１４０５、機能回路１４０７，モータ駆動回路Ｅ等が考えられる。また、各対象回路は、単独、あるいは他の回路との組み合わせにおいても強制停止制御を行うことが可能である。さらに、時計駆動強制停止信号ＳＯで水晶発振回路１４０１の動作を停止させ、電圧検出結果信号ＳＳで昇降圧回路４９の動作を停止するというように、動作停止の対象回路を各信号によって変えてもよい。時計駆動強制停止信号ＳＯ、あるいはそれに電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせた信号によって回路動作を停止させる構成例について、以下で具体的に説明する。
【００６９】
図１５は、図１４に示す水晶発振回路１４０１の具体的構成の一例を示すブロック図である。図１４に示す水晶発振回路１４０１は、水晶振動子１４０２を入出力間に接続している発振インバータ１５０１と、インバータ１５０１の入力および出力とＧＮＤ（ＶDD）間に接続されている位相補償用コンデンサ１５０３および１５０４と、水晶振動子１４０２と並列に接続されている帰還抵抗１５０５と、定電圧電源ＳＴと発振インバータ１５０１の電源端子との間に直列に接続されている電源電圧制御用のスイッチング素子１５０２とから構成されている。また、スイッチング素子１５０２のゲートオンオフ制御信号生成用の一方が正論理で他方が負論理の２入力ＮＯＲ１５０６が、水晶発振回路１４０１の外部に設けられている。このＮＯＲ１５０６へは、正論理入力として時計駆動強制停止信号ＳＯが入力され、負論理入力として電圧検出結果信号ＳＳが入力されるようになっている。この場合、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、ＮＯＲ１５０６の出力がHighとなるので、スイッチング素子１５０２がオンして発振動作が行われ、水晶発振回路出力信号ＳＵとして所定の周波数の発振信号が出力される。一方、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh（強制停止制御起動状態）または電圧検出結果信号ＳＳがLow（第２の所定電圧（ＶOFF）以下検出状態）のときには、ＮＯＲ１５０６の出力がLowとなるので、スイッチング素子１５０２がオフして発振動作が停止される。
【００７０】
なお、スイッチング素子１５０２をオンオフ制御するための信号は、必ずしも時計駆動強制停止信号ＳＯと電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせたものでなくてもよく、例えば時計駆動強制停止信号ＳＯ単独であってもよい。この場合、ＮＯＲ１５０６に代えて、インバータを用いるようにしたり、あるいは、スイッチング素子１５０２をＮチャネルではなくＰチャネルのトランジスタとして、インバータ１５０１のＶDD側の電源端子に直列に設けるとともに、時計駆動強制停止信号ＳＯを反転せずにそのままゲート端子へ入力するようにするようにしてもよい。また、スイッチング素子１５０２に代えてトランスミッションゲートを用いるようにしてもよい。なお、スイッチング素子１５０２としては、できるだけオン抵抗の小さいもの、しきい値電圧ＶTHが低いもの、そして、直流増幅率βが高いものが望ましい。
【００７１】
次に、図１６を参照して図１５の水晶発振回路１４０１の変形例１４０１ａについて説明する。図１６の水晶発振回路１４０１ａでは、発振インバータ１６０１の電源端子の上下にスイッチング素子１６０２とスイッチング素子１６０３をそれぞれ設けている。さらに、インバータ１６０１の出力端子と電圧ＶDD間にスイッチング素子１６０４を設けて電源遮断時に出力端子をプルアップするようにしている。また、スイッチング素子１６０２とスイッチング素子１６０３の各ゲート端子へは、ＮＯＲ１５０６の出力と、ＮＯＲ１５０６の出力を反転するインバータ１６０５の出力とが入力されるようになっている。また、スイッチング素子１６０４のゲートへは、インバータ１６０５の出力が入力されるようになっている。この構成における水晶発振の動作／停止の制御は、図１５の水晶発振回路１４０１の場合と同様に行うことができる。
【００７２】
なお、図１６の水晶発振回路１４０１ａでは、各スイッチングトランジスタ１６０２，１６０３を、トランスミッションゲートとしてもよいし、どちらか一方を省略することも可能である。なお、素子の特性は、図１５を参照して説明したものと同様なものがより好ましい。また、スイッチング素子１６０４は、定電圧出力ＳＴ側へ設けてプルダウンするにしてもよいし、スイッチングしない微小電流源や高抵抗素子で構成するようにしてもよい。
【００７３】
次に、図１７を参照して、図１５に示す水晶発振回路１４０１の他の変形例について説明する。図１７（ａ）に示す水晶発振回路１４０１ｂは、図１４のスイッチング素子１５０２を省略するとともに、ＮＯＲ１５０６の出力を発振インバータ１７０１の能動部分に直接入力している。この構成によれば、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、かつ電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、発振インバータ１７０１を能動状態として水晶発振を行わせるとともに、時計駆動強制停止信号ＳＯがHighまたは電圧検出結果信号ＳＳがLowのとき、発振インバータ１７０１を非能動状態として水晶発振を停止させる。なお、ＮＯＲ１５０６の出力は、図１７（ｂ）のようにして、発振インバータ１７０１を２入力ＮＡＮＤ１７０１ａに変更し、その一方の入力端子に入力するようにすることもできる。この場合の動作は、図１７（ａ）と同様である。なお、発振インバータ１７０１の変更は、ＮＡＮＤに限られず、例えば、ＮＯＲ、ＡＮＤ、ＯＲゲートとすることも可能である。
【００７４】
次に、図１８を参照して、図１４に示す定電圧発生回路１４０５の構成について説明する。図１８（ａ）に示す定電圧発生回路１４０５は、２個のトランジスタからなる差動対１８０４と、その電源ＶDD側に直列に接続された２個のトランジスタ１８０１および１８０３と、電源ＶSS側に直列に接続されたトランジスタ１８０５と、トランジスタ１８０１のゲート、ソース間の能動負荷となるトランジスタ１８０２と、トランジスタ１８０５のゲート、ソース間の能動負荷となるトランジスタ１８０６と、差動対１８０４の一方の出力１８ａと定電圧発生回路１４０５の出力１８ｂとの間に接続されたコンデンサ１８０９と、定電圧発生回路１４０５の出力段１８１３となるトランジスタ１８０７、１８０８、および１８１０と、トランジスタ１８１０のゲート、ソース間に接続されたトランジスタ１８１１と、時計駆動強制停止信号ＳＯと電圧検出結果信号ＳＳの反転信号とを入力信号とするＯＲ１８１５の出力を反転するインバータ１８１４とから構成されている。この場合、ＯＲ１８１５の出力信号は、インバータ１８１４の入力の他、トランジスタ１８０１およびトランジスタ１８１１のゲートに入力され、また、インバータ１８１４の出力がトランジスタ１８０５のゲートに入力されている。
【００７５】
したがって、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、トランジスタ１８０１とトランジスタ１８０５がオンするので、差動対１８０４へ電源が供給され、かつ、トランジスタ１８１１がオフとなりトランジスタ１８１０を能動状態とすることで、定電圧出力ＳＴを発生することが可能となる。また、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh、または電圧検出結果信号ＳＳがLowのとき、トランジスタ１８０１とトランジスタ１８０５がオフするので、差動対１８０４への電源供給が遮断され、かつ、トランジスタ１８１１がオンとなりトランジスタ１８１０を非能動状態とすることで、定電圧出力ＳＴの発生を停止させることが可能となる。
【００７６】
なお、図１８（ａ）のトランジスタ１８１０、１８１１からなる出力段１８１２は、図１８（ｂ）のトランジスタ１８１０ａと能動負荷（微小電流源）として機能するディプレション型のトランジスタ１８１１ａからなる出力段１８１２ａに変更することも可能である。さらには、トランジスタ１８１１ａを高抵抗素子に変更することも可能である。また、上記の構成では、制御信号によってオンオフ制御される差動対１８０４と電源電圧間に設けられたトランジスタ１８０１と１８０５を、差動対１８０４の上下に設けるようにしているが、どちらか一方を省略することや、トランスミッションゲートに変更することも可能である。
【００７７】
次に、図１９を参照して、強制停止制御の対象となる回路を昇降圧回路４９（図２等参照）とする場合の構成について説明する。この場合、昇降圧回路４９は、複数のコンデンサ（図１のコンデンサ４９ａ、４９ｂ）と複数のスイッチング素子から構成される昇降圧スイッチング回路１９０１と、出力電圧が充電される補助コンデンサ４９ｃと、二次電源４８の出力ＳＣ側にドレインが接続され、ソースが昇降圧スイッチング回路１９０１の入力へ接続されているＮチャネルＭＯＳ（金属酸化膜半導体）トランジスタ１９０２と、昇降圧スイッチング回路１９０１の出力側にドレインが接続され、ソースが補助コンデンサ４９ｃの出力ＶSS側に接続されているＮチャネルＭＯＳトランジスタ１９０４とから構成されている。なお、ダイオード１９０３とダイオード１９０５は、それぞれトランジスタ１９０２とトランジスタ１９０４の寄生ダイオードである。そして、トランジスタ１９０２および１９０４のゲートへは、正論理入力に時計駆動強制停止信号ＳＯが入力され、負論理入力に電圧検出結果信号ＳＳが入力されるＮＯＲ１９０６の出力信号を入力される。
【００７８】
図１９の昇降圧回路４９では、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、トランジスタ１９０２とトランジスタ１９０４が能動状態となるので、昇降圧回路スイッチング回路１９０１が昇降圧動作を行うことが可能となる。一方、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh、または電圧検出結果信号ＳＳがLowのときは、トランジスタ１９０２とトランジスタ１９０４がともに非能動状態となるので、昇降圧回路スイッチング回路１９０１の昇降圧動作ができなくなる。したがって、補助コンデンサ４９ｃの出力電圧ＶSSが小さくなることになる。なお、トランジスタ１９０２およびトランジスタ１９０４をオンオフ制御するための信号は、必ずしも時計駆動強制停止信号ＳＯと電圧検出結果信号ＳＳを組み合わせたものでなくてもよく、例えば電圧検出結果信号ＳＳ単独であってもよい。
【００７９】
次に、図２０を参照して、時計動作強制停止制御時に、計時制御回路２０３から、モータ駆動回路Ｅへ供給されるモータ駆動制御信号ＳＥを停止させる構成について説明する。図２０の構成では、計時制御回路２０３からモータ駆動回路Ｅへ入力されるモータ駆動制御信号ＳＥを伝送する信号線に２入力ＡＮＤゲート２００１を挿入し、一方の入力に、正論理入力に時計駆動強制停止信号ＳＯが入力され、負論理入力に電圧検出結果信号ＳＳが入力されるＮＯＲ２００２の出力信号を入力する。なお、図２０では計時制御回路２０３の出力をモータ駆動制御信号ＳＥの変更信号「Ｓｅ変更」と表している。
【００８０】
図２０の構成では、時計駆動強制停止信号ＳＯがLowで、電圧検出結果信号ＳＳがHighのとき、ＡＮＤゲート２００１が能動状態となるので、モータ駆動制御信号ＳＥがモータ駆動回路Ｅへ供給可能となり、一方、時計駆動強制停止信号ＳＯがHigh、または電圧検出結果信号ＳＳがLowのときは、ＡＮＤゲート２００１が非能動状態となるので、モータ駆動制御信号ＳＥがモータ駆動回路Ｅへ供給されなくなる。したがって、モータ部Ｄを停止させることができる。なお、図２０の例では、時計動作強制停止制御時に計時制御回路２０３から出力される制御信号を制御することによって、モータ駆動回路Ｅの動作を停止させるようにしたが、例えば、液晶パネルを備える電子時計において液晶パネルの表示を停止させるようにしてもよい。
【００８１】
次に、図２１を参照して、時計動作強制停止制御時に、制御部Ｃの１または複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止する場合の構成について説明する。図２１は、外部端子（例えばリセット信号を入力するための端子）２１１６、２１１７に対する計時制御回路２０３内の入力回路の構成を示すブロック図である。この場合、計時制御回路２０３他の回路は例えば集積回路に集積されていて、外部端子２１１６、２１１７が集積回路の外部からの信号を入力するために用いられるものである。外部端子２１１６には、直列接続された抵抗２１０５、２１０６と、正または負の電源に接続されている過電圧保護用のダイオード２１０４、２１０７とからなる入力保護回路と、外部入力信号が不定の時にゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の入力を固定するためのプルダウン回路（トランジスタ）２１０３および２１０２が接続されている。外部端子２１１７には、直列接続された抵抗２１１１、２１０９と、正または負の電源に接続されている過電圧保護用のダイオード２１１０、２１１２とからなる入力保護回路と、ゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の入力を固定するためのプルダウン回路（トランジスタ）２１０３および２１０２が接続されている。
【００８２】
ゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の出力は計時制御回路２０３へ入力され、ゲート回路（ＮＯＲ）２１０１の他方の入力には、発振停止検出結果信号ＳＱが入力される。また、トランジスタ２１０２のゲートにはゲート回路２１０１の出力が接続され、発振停止検出結果信号ＳＱを反転した信号と所定のサンプリングクロック信号ＣＫを２入力とするＡＮＤ２１１４の出力がトランジスタ２１０３のゲートに接続されている。
【００８３】
以上の構成において、時計動作時には、発振停止検出結果信号ＳＱがLowとなり、サンプリングクロックＣＫに応じて、トランジスタ２１０３によるプルダウン回路がオンすることになる。一方、時計動作停止時には、発振停止検出結果信号ＳＱがHigh（発振停止状態検出）となるので、トランジスタ２１０２および２１０３によるプルダウン回路がオフすることになる。したがって、例えばリセット信号を入力するための外部端子（リセット１、リセット２）をHighレベルとしたリセット状態での時計動作停止時には、プルダウン回路を通して時計駆動電源間に貫通電流が流れなくなるので、時計動作停止時の回路の消費電流を低減することができる。
【００８４】
なお、本発明の実施の形態は、上述した形態に限定されるものではなく、例えば、二次電源の充電機能は、内蔵のほか、着脱式にしたり、外部で提供するようにすることもできる。例えば、商用電源に接続した充電器を二次電源に接続し充電させても良い。また、上述したように、回転錘などで運動エネルギーを捉えて回転型の発電装置を駆動して電気エネルギーに変換し、その電力を用いてステッピングモータを駆動する発電機能付きの電子時計に限定することなく、本発明は、ソーラパネル等の光−電気変換素子で光エネルギーを捉えたり、ペルチェ素子等の熱−電気変換素子を用いて熱エネルギーを捉えたり、ピエゾ素子等のひずみ−電気変換素子によってひずみエネルギーを捉えたりして、その電力を用いてステッピングモータを駆動する発電機能付きの電子時計、外部からの誘導により発電し、その電力を用いてステッピングモータを駆動する発電機能付きの電子時計等に適用することが可能である。さらに、電子時計に限らず、ストップウォッチ等の他の計時装置に用いることも可能である。
【００８５】
また、上記実施の形態では。図２の充電検出回路２０２の構成として、発電コイル４４の出力端子の状態を直接検出して充電状態の有無を検出することで、発電コイル４４から二次電源４８への充電経路とは別の経路で充電を検出するようにしているが、例えば、充電経路上に直列に低抵抗の電流検出用抵抗を挿入し、充電電流が発生したときに抵抗に生じる電圧降下を直接、あるいは増幅した後、所定の基準値と比較することで充電の有無を検出するようにした構成を採ることも可能である。さらに、充電電流値を検出する場合に、電流の検出値に平滑処理あるいは積分処理を施すことによって、二次電源の充電電圧に対応する予測値を求めて、その結果が所定の基準値を越えたか否かを判別することで、充電の有無を判定するようにしてもよい。
【００８６】
また、本発明は電子時計以外の携帯型電子機器にも適用することができる。例えば、携帯電話、携帯型パソコン、電卓等にも用いることができる。その場合、二次電源の充電電力を用いて駆動される駆動手段に対応する部分は、これらの携帯型電子機器の機能を制御する制御回路部である。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、蓄電電圧が低下したときの時計回路の動作を安定させるとともに、再起動性を従来よりも向上し、さらに、より正確に時計動作残時間を告知することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による電子時計の実施形態の一例の概略構成を示すブロック図
【図２】 図１の電子時計の各部の構成を示すブロック図
【図３】 図２の充電検出回路２０２の２種類の構成例（ａ）および（ｂ）を示す回路図
【図４】 図２の強制停止制御用カウンタ２０８および時計駆動強制停止制御回路２０９の構成を示す回路図
【図５】 図２の電子時計において第１および第２の所定電圧を用いる時計駆動強制停止制御の制御方法を説明するための説明図
【図６】 図２の電子時計において第１、第２および第３の所定電圧を用いる時計駆動強制停止制御の制御方法を説明するための説明図
【図７】 図５および図６の制御方法における強制停止時の過程を示すフローチャート
【図８】 図５の制御方法における強制停止解除時の過程を示すフローチャート
【図９】 図６の制御方法における強制停止解除時の過程を示すフローチャート
【図１０】 図５の制御方法による動作例を示すタイミングチャート
【図１１】 図５の制御方法による他の動作例を示すタイミングチャート
【図１２】 図６の制御方法による動作例を示すタイミングチャート
【図１３】 図６の制御方法による他の動作例を示すタイミングチャート
【図１４】 図２の電子時計における強制停止の対象回路を説明するためのブロック図
【図１５】 図１４の水晶発振回路１４０１の構成を示すブロック図
【図１６】 図１４の水晶発振回路１４０１の変形例を示すブロック図
【図１７】 図１４の水晶発振回路１４０１の他の変形例を示すブロック図
【図１８】 図１４の定電圧発生回路１４０５の構成を示すブロック図
【図１９】 図２の昇降圧回路４９の構成の一例を示すブロック図
【図２０】 図２の計時制御回路２０３からモータ駆動回路Ｅへの信号線に関する構成の変形例を示すブロック図
【図２１】 図２の計時制御回路２０３の外部信号入力部の構成例を示すブロック図
【符号の説明】
Ａ：発電機構
Ｂ：電源部
Ｃ：制御部
Ｄ：モータ部
Ｅ：モータ駆動回路
４８：二次電源
２０１：発電検出回路
２０２：充電検出回路
２０３：計時制御回路
２０７：電圧検出回路
２０８：強制停止制御用カウンタ
２０９：強制停止制御回路
Claims (16)
- 充電可能な二次電源と、
二次電源を充電する充電手段と、
二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、
時計駆動回路の計時情報を表示する表示手段と、
を備える電子時計において、
二次電源の充電電圧に対応する値を検出する電圧検出手段と、
充電手段による充電の状態を検出する充電検出手段と、
前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている場合には、前記表示手段の表示状態を第１の表示状態とし、
前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記第１の所定電圧を下回っている場合には、前記表示手段の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態とする制御手段であって、
前記表示手段が前記第２の表示状態である場合に、前記充電検出手段の検出結果に基づいて前記充電手段が非充電状態であることが所定時間検出されたときには、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させる一方、前記電圧検出手段又は前記充電検出手段の検出結果が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記時計駆動回路の動作を強制停止させるときに、さらに、前記時計駆動回路の１又は複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止する
ことを特徴とする電子時計。 - 前記外部入力端子の１つが、前記時計駆動回路の動作をリセットする信号を入力するためのリセット端子である
ことを特徴とする請求項１記載の電子時計。 - 充電可能な二次電源と、
二次電源を充電する充電手段と、
二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、
時計駆動回路の計時情報を表示する表示手段と
を備える電子時計において、
二次電源の充電電圧に対応する値を検出する電圧検出手段と、
充電手段による充電の状態を検出する充電検出手段と、
前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている場合には、前記表示手段の表示状態を第１の表示状態とし、
前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記第１の所定電圧を下回っている場合には、前記表示手段の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態とする制御手段であって、
前記表示手段が前記第２の表示状態である場合に、前記充電検出手段の検出結果に基づいて前記充電手段が非充電状態であることが所定時間検出されたときには、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させる一方、前記電圧検出手段又は前記充電検出手段の検出結果が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記充電検出手段によって前記充電手段の充電状態が検出された場合、その検出期間中は非充電状態の所定時間の計測を中断する
ことを特徴とする電子時計。 - 前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子時計。 - 前記時計駆動回路が、水晶発振回路を有し、その発振を利用して計時動作を行い、
前記制御手段が、その水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させることで、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子時計。 - 前記制御手段が、前記水晶発振回路への電源供給を停止することで、前記水晶発振回路の発振を停止又は、後段の回路への発振波形の入力を停止させて、前記時計駆動回路の計時動作を停止させる
ことを特徴とする請求項５記載の電子時計。 - 前記時計駆動回路が、定電圧発生回路を有し、その定電圧発生回路で発生した電圧を用いて計時動作を行い、
前記制御手段が、その定電圧発生回路による定電圧の発生を停止させることで、前記定電圧で駆動する定電圧駆動回路の動作を停止して、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子時計。 - さらに、前記二次電源の充電電圧を昇圧、降圧又は昇降圧する昇降圧手段を備え、
前記制御手段が、その昇降圧手段の動作を停止させることによって、前記時計駆動回路内でその昇降圧手段の出力で駆動されている電源電圧駆動回路への電源の供給を停止又はその電源の電圧値をその電源電圧駆動回路の駆動停止電圧まで低下させることで、前記電源電圧駆動回路の動作を停止して、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子時計。 - 前記制御手段が前記時計駆動回路の動作を強制停止させることに代えて、又は、前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させるのとともに、前記表示手段の駆動を停止させるものである
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子時計。 - 前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件が、前記充電検出手段が前記充電手段の充電状態を検出したことである
ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子時計。 - 前記充電手段が発電機を有して構成されていて、
前記充電検出手段による二次電源の充電、非充電状態の検出が、前記発電機の出力端子の電圧を、前記二次電源の充電電圧に対応する所定の基準電圧と比較した結果に基づいて行われることを特徴とする請求項１０記載の電子時計。 - 前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、前記二次電源の充電電圧が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高くかつ前記第１の所定電圧よりも低い第２の所定電圧を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれている
ことを特徴とする請求項１０又は１１記載の電子時計。 - 前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させるものであって、
前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、前記二次電源の充電電圧が、前記第２の所定電圧よりも高く、前記第１の所定電圧よりも低い、第３の所定電圧を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれている
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の電子時計。 - 前記充電手段が発電機を有して構成されていて、
その発電機の発電の有無を検出する発電検出手段がさらに備えられていて、
前記制御手段が、前記電圧検出手段による電圧検出結果が前記第１の所定電圧を下回り前記充電手段の非充電状態を所定時間計測している間に、前記電圧検出手段による電圧検出結果が、前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高く、かつ前記第１の所定電圧よりも低い、第２の所定電圧を下回ったとき、前記時計駆動回路の動作電流を低減又は遮断して計時動作を強制停止させるものであって、
前記制御手段が前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する動作復帰条件として、その発電検出手段によって発電状態が検出されていて、かつ、前記二次電源の充電電圧が、前記第２の所定電圧よりも高く、前記第１の所定電圧よりも低い第３の所定電圧、を上回ったことが、必要条件としてさらに含まれている
ことを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の電子時計。 - 充電可能な二次電源と、前記二次電源を充電する充電手段と、前記二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、を備えた電子時計の駆動制御方法において、
前記二次電源の充電電圧に対応する値を検出し、その値が前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている間は、前記時計駆動回路の計時情報を第１の表示状態で表示する一方、その値が前記第１の所定電圧を下回ったときに、前記計時情報を表示する際の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態へ切替える第１のステップと、
前記第１のステップにて前記計時情報を表示する際の表示状態が前記第２の表示状態へ切替えられた後、前記二次電源への充電が行われていない非充電状態であることが所定時間計測されたときに、前記二次電源から前記時計駆動回路へ供給される動作電流を低減又は遮断して前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる第２のステップと、
前記第２のステップにて前記時計駆動回路を強制停止させた後に、前記二次電源の充電電圧に対応する値又は前記充電手段による充電状態が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する第３のステップと、を含み、
前記第２のステップにおいては、
前記時計駆動回路を強制停止させるときに、さらに、前記時計駆動回路の１又は複数の外部入力端子の状態を決定するための回路の動作を停止させる
ことを特徴とする電子時計の駆動制御方法。 - 充電可能な二次電源と、前記二次電源を充電する充電手段と、前記二次電源の充電電力を用いて計時動作を行う時計駆動回路と、を備えた電子時計の駆動制御方法において、
前記二次電源の充電電圧に対応する値を検出し、その値が前記時計駆動回路の動作停止電圧よりも高い第１の所定電圧を上回っている間は、前記時計駆動回路の計時情報を第１の表示状態で表示する一方、その値が前記第１の所定電圧を下回ったときに、前記計時情報を表示する際の表示状態を前記第１の表示状態とは異なる第２の表示状態へ切替える第１のステップと、
前記第１のステップにて前記計時情報を表示する際の表示状態が前記第２の表示状態へ切替えられた後、前記二次電源への充電が行われていない非充電状態であることが所定時間計測されたときに、前記二次電源から前記時計駆動回路へ供給される動作電流を低減又は遮断して前記時計駆動回路の計時動作を強制停止させる第２のステップと、
前記第２のステップにて前記時計駆動回路を強制停止させた後に、前記二次電源の充電電圧に対応する値又は前記充電手段による充電状態が所定の動作復帰条件を満足したときに、前記時計駆動回路の動作の強制停止を解除する第３のステップと、
を含み、
前記第２のステップにおいては、
前記充電手段による前記二次電源への充電が検出された期間中は前記所定時間の計測を中断する
ことを特徴とする電子時計の駆動制御方法。
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