JP3706416B2

JP3706416B2 - 発電機構付き電子時計

Info

Publication number: JP3706416B2
Application number: JP24721095A
Authority: JP
Inventors: 憲二藤田; 五十嵐　　清貴; 村上　　哲功; 勇小林
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1995-09-26
Filing date: 1995-09-26
Publication date: 2005-10-12
Anticipated expiration: 2015-09-26
Also published as: JPH0990066A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は発電機構付き電子時計、特にクロノグラフ機能などの発電機構付き多機能電子時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より太陽電池等の発電機構と電気２重層コンデンサなどの蓄電手段を備え、電池交換を不要とした電子時計が開発商品化されている。これらの時計は電池交換を必要とせず大変便利であった。
しかし電源である蓄電手段の充電量が不足しているときは、その旨使用者に報知して、充電を促す必要があった。これを解決する手段として、当出願人は特開昭６２−１９４４８４号公報により、秒針の運針形態を変化させることによって充電量が不足していることを報知するとともに、一旦時計が停止した後電圧が復帰した場合は前述の運針とは異なる運針を行ない、使用者に時計が停止し、表示時刻が狂っていることを報知する技術を開示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の技術では、蓄電手段の電圧が低下しているときでも、秒針を駆動し続けているため、貴重な電力を消費してしまい２次電池の電圧低下を早める結果となってしまっていた。しかしながら秒針を停止させることは使用者に時計が完全に停止しているものと誤解させる可能性があり、ただ単に秒針を停止させることは商品価値を低下させるものとなってしまう。
本発明は上記課題を解決し、無駄な消費電力を使用することなく、ユーザーに蓄電手段の充電量を正確に報知することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は、発電手段と、該発電手段で発生した電荷を蓄積する蓄電手段と、該蓄電手段の電圧を検出する電圧検出手段を備え、時刻を表示する指針によって前記蓄電手段の電荷蓄積量を表示する電子時計において、前記電圧検出手段が第１の所定値を検出したときは前記指針が第１の停止位置に停止し、前記第２の所定値を検出したときは前記指針が第２の停止位置に停止し、前記第２の所定値を検出した後に蓄電手段の電圧が第３の所定値を越えたときは前記指針が第３の停止位置に停止するとともに、前記第１、第２、第３の停止位置を、警告内容が判別できる表示によりそれぞれ異なる警告位置であることを明示した警告所定位置とし、これら３つの警告所定位置を文字板上の０秒位置にかからない位置に集中的に近接して設けたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下図面に基づいて本発明の一実施例を説明する。図１は本発明の一実施例を示す回路ブロック図である。
１は発振回路であり、水晶振動子（図示せず）を原振として３２、７６８Ｈｚの基準信号を出力する。２は分周回路であり、発振回路１からの基準信号を分周する。３は波形整形回路であり、後述する時分針９や秒針６を駆動するためのステップパルスを出力する。４は秒モータ駆動回路であり、波形整形回路３からのステップパルスをモータ駆動用の信号に変換する。５は秒モータであり、秒モータ駆動回路４からの駆動信号によって回転する。６は秒針であり秒モータ５の回転により、ステップ動作を行なう。７は時分針モータ駆動回路であり、波形整形回路３からのステップパルスをモータ駆動用の信号に変換する。８は時分モータであり、時分針モータ駆動回路７からの駆動信号により回転する。９は時分針であり時分モータ８の回転により、ステップ動作を行なう。
【０００６】
１０は秒針位置カウンタであり、秒針６と連動する６０進カウンタである。１１はクロノモータ駆動回路であり、波形整形回路３からの１／２０秒信号をクロノモータ駆動用の信号に変換する。１２はクロノモータであり、クロノモータ駆動回路１１からの信号を受け回転する。１３はクロノ針であり、クロノモータ１２の回転によりステップする。１４はクロノ針位置カウンタであり、クロノ針１３と連動する。１５はクロノカウンタであり、クロノグラフの計時時間をカウントする。
【０００７】
１６は秒カウンタであり、現在時刻の秒をカウントする。１７は２１カウンタであり、２１の値で固定されている。同じく１８は２４カウンタ、１９は１８カウンタである。すなわち本実施例においては「２１」、「２４」、「１８」なる３つの固定データを有している。２０はセレクタ手段であり、３つのコントロール端子のいずれかに信号が入力されると対応する入力端子に接続された前記固定データのいずれかを出力する。なお複数のコントロール端子に同時に信号が入力されると番号の小さいほうが優先的に出力され、またいずれのコントロール端子にも入力が無いときは前記秒カウンタ１６の内容が出力される。２１は一致検出回路でセレクタ手段２０から出力される内容と、秒針位置カウンタ１０のカウンタ内容の一致を検出すると、検出信号を波形整形回路３に出力する。２２はカウンタ制御手段であり、後述する不揮発性メモリに秒針位置カウンタ１０及びクロノ針位置カウンタ１４のカウンタ情報を書き込んだり、また不揮発性メモリに書き込まれた秒針位置カウンタ１０及びクロノ針位置カウンタ１４のカウンタ情報を読み出してそれぞれのカウンタに読み戻したりする。また書き込みを終了した時に書き込み終了信号を、読み出しを終了したときに読み出し終了信号を出力する。２３は不揮発性メモリであり、カウンタ制御手段２２の制御により、秒針位置カウンタ１０及びクロノ針位置カウンタ１４のカウンタ情報を記憶する。
【０００８】
２４は入力手段であり外部操作スイッチによって構成されている。２５は針合わせ警告信号出力手段であり、後述するマイコンリセット手段のリセット信号が解除された直後から針合わせ警告信号ＨＳを出力し、入力手段２４からの操作信号により、針合わせ警告信号ＨＳの出力を停止する。２６は電力発生手段であり例えば太陽電池と蓄電手段によって構成される。２７は電圧検出手段であり電力発生手段２６の電圧が１．２７Ｖ以下では信号Ｓ１を、１．２０Ｖ以下では信号Ｓ２をまた１．１５Ｖ以下では信号Ｓ３を出力する。２８は充電警告信号出力手段であり、電圧検出手段２７の信号Ｓ１を受けると充電警告信号ＪＳを出力し、信号Ｓ１が解除されて３０分経過すると充電警告信号ＪＳの出力を停止する。２９は停止警告信号出力手段であり、電圧検出手段２７からの信号Ｓ３を受けると、停止警告信号ＴＳを出力し、信号Ｓ２が解除されると停止警告信号ＴＳの出力を停止する。以上の針合わせ警告信号出力手段２５、充電警告信号出力手段２８および停止警告信号出力手段２９は、動作を開始した直後はそれぞれの信号を出力するよう構成されている。３０はモード制御手段であり、入力手段２４の信号を受け電子時計のモード切り換えを制御する。３１はオア回路であり、針合わせ警告信号ＨＳ、充電警告信号ＪＳ、停止警告信号ＴＳのいずれかが出力されているときは、モード制御手段３０が動作しないように制御している。以上のセレクタ手段２０、一致検出回路２１、カウンタ制御手段２２、モー
ド制御手段３０、分周回路２、秒針位置カウンタ１０等によってマイコン１００が構成されている。
【０００９】
３２は発振検出回路であり、発振回路１が発振すると発振検出信号を出力する。３３はマイコンリセット手段であり、停止警告信号ＴＳが出力されている状態で、発振検出回路３２の出力する発振検出信号またはカウンタ制御手段２２の書き込み終了信号を受けるとマイコンリセット信号を出力する。以上の各構成要素のなかで、発振回路１、マイコン１００などにより時計回路２００が構成されている。
【００１０】
続いて図１及び図２を用いて本発明の一実施例の動作を説明する。図２は本発明に係る発電機構付き多機能電子時計の外観図である。
【００１１】
図２において５０は電子時計の状態を示す状態指示部であり、充電警告状態を表示する”警告”５０ａ、停止状態を表示する”停止”５０ｂ、針合わせ状態を表示する”針合”５０ｃとにより構成され、秒針６によって指示される。また５１はモード指示部でありモード針５１ａが示しているモードが現在選択されている。図２では”ＴＭＥ”が指し示されており通常時刻モードである。図２より明らかなように、充電警告状態、停止状態、針合わせ状態をそれぞれ明示した３つの警告所定位置５０ａ、５０ｂ、５０ｃは文字板上の０秒位置にかからない位置に集中的に近接して設けられている。
【００１２】
先ず前記不揮発性メモリ２３に有効な秒針位置カウンタ１０の内容が記憶されていない状態で電力発生手段２６の電圧が０Ｖであったとする。この時図１に示した全ての構成要素は停止している。やがて光が当たるなどして電力発生手段２６の電圧が０．７５Ｖを越えると、発振回路１が発振を開始する。すると発振検出回路３２が発振検出信号を出力する。マイコンリセット回路３３はこの信号を受け、マイコンリセット信号を出力する。よってマイコン１００はリセット状態となる。このときパワーオンリセット回路（図示せず）により、マイコン１００以外の素子、例えば停止警告信号出力手段２９などはリセットがかけられ初期状態（停止警告信号ＴＳが出力されている状態）となっている。
【００１３】
さらに電力発生手段２６の電圧が上昇して、１．１５Ｖを越えると、電圧検出手段２７は停止警告信号出力手段２９に出力している信号Ｓ３を解除するが、停止警告信号出力手段２９は停止警告信号ＴＳの出力を続ける。そしてさらに電力発生手段２６の電圧が上昇して、１．２０Ｖを越えると、電圧検出手段２７は信号Ｓ２を解除する。よって停止警告信号出力手段２９は停止警告信号ＴＳを解除する。
【００１４】
停止警告信号ＴＳが解除されると、マイコンリセット手段３３が制御され、その結果マイコン１００はリセットを解除される。よってマイコン１００は動作を開始する。また時分針制御手段３４も波形整形回路３からのステップパルスを通過させるため時分針９は動作を開始する。次にカウンタ制御手段２２が動作を開始し、不揮発性メモリ２３から秒針位置カウンタ１０とクロノ針位置カウンタ１４のカウンタ内容を読み出し、それぞれのカウンタに転送する。しかしここでは初期状態であるので読み出す内容は記憶されておらずその結果２つの位置カウンタは不定の値となる。しかしカウンタ制御手段２２は読み出し制御を終えるため読み出し終了信号を一致検出回路２１に出力する。またマイコン１００がリセット解除直後であるので針合わせ警告信号出力手段２５及び充電警告信号出力手段２８はそれぞれの信号を出力中である。よってセレクタ手段２０では針合わせ警告信号ＨＳが優先され２４カウンタ１８の内容を出力する。一致検出回路２１は２４カウンタ１８と秒針位置カウンタ１０の内容が一致するまで波形整形回路３を制御するが、前述したように秒針位置カウンタ１０の内容が不定であるため、秒針６は任意の点で停止してしまう。よってこの時点で０位置合わせ動作を行なう必要がある。これは秒針位置カウンタ１０を電気的に０とした状態で秒針６をステップさせ０秒の位置に合わせる動作である。この動作は図２に示すモード針５１ａを”（０）”の位置にすればできるが、既に公知の技術であり、本発明には直接関係ないので詳細な説明は省略する。なお、前記不揮発性メモリ
２３が後述する工程により、有効な秒針位置カウンタ１０の内容を記憶していた場合には秒針位置カウンタ１０の内容が不定とはならず、０位置合わせ動作をするまでもなく秒針６は２４秒位置で停止することは言うまでもない。
【００１５】
さて秒針６の０位置が合わせられると、一致検出回路２１によって秒針位置カウンタ１０は２４カウンタ１８と一致させられる。よって秒針６は０秒位置とは異なる２４秒位置、つまり図２に示す”針合”５０ｃまで移動して停止する。つまり針合わせ警告状態となる。これは電子時計が一旦完全に停止し、時分針９の示す時刻が正しい時刻と違っていることを使用者に警告する警告状態である。ここで使用者が入力手段２４を操作して時分針９を正しい時刻に合わせると、針合わせ警告信号出力手段２５は入力手段２４からの操作信号を受けて、針合わせ警告信号ＨＳの出力を解除する。よってセレクタ手段２０は１８カウンタ１９の内容を出力し、その結果秒針６は１８秒の位置、すなわち図２に示す”警告”５０ａの位置で停止する。これは使用者に電力発生手段２６の電力が不足しているため、さらに充電するように促すための表示であり、この状態は充電警告状態である。ここでオア回路３１により針合わせ警告信号ＨＳまたは充電警告信号ＪＳが出力されている間は、モード制御手段３０が働かない。よって入力手段２４を操作してもモード移行は行なわれず、よって充電警告状態では、時刻機能のみ動作可能である。
【００１６】
さらに電力発生手段の電圧が上昇して１．２７Ｖを越えると、電圧検出手段２７は第１の信号Ｓ１解除する。充電警告信号出力手段２８は第１の信号Ｓ１が３０分連続して解除されると、初期状態より出力している充電警告信号ＪＳを解除する。するとセレクタ手段２０は秒カウンタ１６を出力しその結果秒針位置カウンタ１０は秒カウンタと一致する。よって秒針６は現在時刻秒を表示し、１秒ステップを開始する。またモード制御手段３０も動作状態となるため入力手段２４を操作することにより、電子時計をクロノグラフモードに移行することが可能となる。具体的なモード移行は秒針位置カウンタ１０をクロノ秒カウンタ（図示せず）と一致させることにより行なわれるが、本発明とは直接関係ないため詳細な説明は省略する。
【００１７】
さらに電力発生手段２６の電圧が上昇して、２．６Ｖになるとリミッタ回路（図示せず）が働いて２．６Ｖを越えないように制御される。よって電力発生手段２６が１．２７Ｖ〜２．６Ｖの間では通常の多機能時計として使用することができる。
【００１８】
続いて電圧が低下する場合について説明する。
電力発生手段２６が１．２７Ｖまでは通常の多機能時計として働く。ここで電力発生手段２６の電圧が１．２７Ｖになると電圧検出手段２７が信号Ｓ１を出力する。よって充電警告信号出力手段２８は充電警告信号ＪＳを出力する。その結果セレクタ手段２０は出力を秒カウンタ１６から１８カウンタ１９の内容に切り換える。よって秒針６は１８の位置に停止し、時計は充電警告状態となる。またオア回路３１を介して充電警告信号ＪＳがモード制御手段３０に出力されるため、モード制御手段３０は動作不可能となり、モードの切り換えはできない。
【００１９】
さらに電力発生手段２６の電圧が低下し、１．２０Ｖになると、電圧検出手段２７は第２の信号Ｓ２を出力する。しかし停止警告信号出力手段２９はこの第２の信号を受けてもなんら動作は行なわない。さらに電力供給手段の電圧が低下し、１．１５Ｖになると停止警告信号出力手段２９は停止警告信号ＴＳを出力する。その結果セレクタ手段２０は１８カウンタ１９から２１カウンタ１７へ出力を切り換える。よって秒針６は２１秒の位置、すなわち図２に示す”停止”５０ｂで停止し、時計は停止警告状態となる。また時分針制御手段３４が動作不可能状態となるため、時分針９は停止する。次に停止警告信号ＴＳを受けかつ秒針位置カウンタ１０のカウンタ値が２１になるとカウンタ制御回路２２は秒針位置カウンタ１０及びクロノ針位置カウンタ１４のカウンタ内容を不揮発性メモリ２３に
書き込む。書き込みを終了したら書き込み終了信号をマイコンリセット手段３３に出力する。マイコンリセット手段３３はこの書き込み終了信号を受けてリセット信号を出力する。よってマイコン１００はリセットされる。
【００２０】
続いて電力発生手段２６の具体的構成について図３を用いて説明する。
５８は太陽電池であり、光を照射すると電圧を発生する。５２は小容量コンデンサであり図１に示された時計回路２００をすばやく動作させるための充電手段である。５３は２次電池であり、太陽電池５８で発生した電力を蓄えるための充電手段である。５５、５６は小容量コンデンサ５２と２次電池５３に蓄積された電荷が太陽電池１を介してリークすることを防ぐための逆流防止ダイオードである。５４は時分割スイッチであり、Ｎ型ＭＯＳトランジスタで構成されている。時分割スイッチ５４は分周回路２からの所定のクロックを受けて、小容量コンデンサ５２と２次電池５３を交互に充電するためのスイッチである。５７はコンデンサ接続スイッチであり、Ｎ型ＭＯＳトランジスタで構成されている。コンデンサ接続スイッチ５７は前述した停止警告信号ＴＳにより制御され、停止警告信号ＴＳが解除されるとオンするように構成されている。
【００２１】
続いて電力発生手段２６の動作について説明する。先ず小容量コンデンサ５２、２次電池５３の蓄電量が０で光の照射もないとする。ここで太陽電池５８に光が照射されると、電圧が発生する。時分割スイッチ５４はこの時点ではオフとなっているため発生電圧は小容量コンデンサ５２に蓄えられる。小容量コンデンサは容量が小さいため、すぐに充電され、これを電力として時計回路は動作を開始する。先ず発振回路１が発振を開始し、それにより分周された所定のクロックにより、時分割スイッチ５４は制御され、小容量コンデンサ５２と２次電池５３を交互に充電する。しかし２次電池５３の電圧はすぐには上がらないためしばらくは小容量コンデンサ５２によって時計回路は動作する。
その後２次電池５３の電圧が１．２０Ｖを越えると前述したように電圧検出手段２７が第２の信号Ｓ２を解除し、停止警告信号ＴＳが解除される。停止警告信号ＴＳが解除されるとコンデンサ接続スイッチ５７はオンされ、その結果時計回路には２次電池５３の電力が供給される。
【００２２】
２次電池５３の電圧が低下するときは上記の説明とは逆に、２次電池５３の電圧が１．１５Ｖになったときに停止警告信号ＴＳが出力され、それにより時計回路の電源も２次電池５３から小容量コンデンサ５２へと切り換えられる。
【００２３】
上記実施例に於ける、通常状態、充電警告状態、停止警告状態、針合わせ警告状態について整理すると次のようになる。
通常状態：秒針、時針および分針は正常に運針する。多機能も使用できる。電力発生手段２６の電圧が１．２７Ｖ以上である状態が少なくとも３０分以上は継続しており特に充電操作は求められない。
充電警告状態：秒針が充電警告を表す警告所定位置に停止している状態。電力発生手段２６の電圧が１．１５Ｖ以上は確保されているが１．２７Ｖ以下になっている可能性があるので充電が必要である。時針および分針の運針は正常であるが、多機能は使用できない。
停止警告状態：秒針が停止警告を表す警告所定位置に停止している状態。電力発生手段２６の電圧が１．１５Ｖ以下になっている可能性があるので早急な充電が必要である。時針および分針の運針は停止している。多機能は使用できない。針合わせも出来ない。
針合わせ警告状態：秒針が針合わせ警告を表す警告所定位置に停止している状態。電力発生手段２６の電圧が１．１５Ｖ以上は確保されており、時針および分針の運針は行うが、過去に時分針が停止しているので針合わせが必要である。多機能は使用できない。この場合、電力発生手段２６の電圧が１．２７Ｖ以上であれば針合わせ操作によって時分針と秒針は正常に動作し、多機能も使用できる。また電力発生手段２６の電圧が１．１５Ｖ以
上１．２７Ｖ未満であれば、針合わせ操作によって時分針は正常に動作し、秒針は前記充電警告状態に移行する。多機能は使用できない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように本発明は時計の状態に応じて、それぞれ警告内容を明示した複数の警告所定位置に秒針が停止するから、時計を一瞥したときに、秒針がいずれかの警告所定位置を指していれば秒針が停止しているのか動いているのかを確認するよう注意を促すことになり、単に秒針を任意位置、または所定位置に停止させる場合より誤認が少なくなる。また、すべての警告表示は秒針によって行われるから、使用者は秒針の位置と動きを見れば警告状態か通常状態かを識別でき、時分針まで注意する必要がない。また警告所定位置を０秒位置以外の場所に設定してあるから０位置合わせ動作後に警告状態となった場合、必ず当該警告所定位置まで秒針が移動して停止するので誤認する事がない。さらに秒針が停止した警告所定位置に警告内容が明示されているので、使用者が採るべき操作内容が明確に分かるため、使い勝手が良い時計を提供する事が出来る。
特に時計の停止に関して、「電力が足りず、時計が停止しており、充電しなければ正常な時計動作が行えない」旨を警告する停止警告状態と、「針合わせ操作を行えば少なくとも時分針正常な時刻表示が行える」旨を警告する針合わせ警告状態の２つの状態を組み合わせた場合、使用者は各警告状態にどのような対応をとれば良いのかすぐに判別する事ができ、混乱を招くおそれもない。
本発明においては、各警告所定位置に対応する固定データを有し、各警告状態に対応してこれらの固定データを選択的に一致検出回路に供給し、秒針位置カウンタを選択された固定データと一致させるように構成したから、機械的接点等を用いる事無く簡単な構成で上記の効果を得る事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発電機構付き多機能電子時計を示す回路ブロック図である。
【図２】本発明に係る発電機構付き多機能電子時計の外観図である。
【図３】本発明に係る発電機構付き多機能電子時計の電力発生手段の回路ブロック図である。
【符号の説明】
１発振回路
２５針合わせ警告信号出力手段
２７電圧検出手段
２８充電警告信号出力手段
２９停止警告信号出力手段
５８太陽電池
５３２次電池
１００マイコン

Claims

発電手段を含む電力発生手段と、該電力発生手段の電圧を検出して検出信号を出力する電圧検出手段と、発振回路と、該発振回路からの信号に基づいて時刻を計時する、秒カウンタを含む計時手段と、該計時手段の計時内容を表示する、秒針を有する指針式表示手段とを有し、前記電圧検出手段は相異なる複数の検出信号を出力し、該複数の検出信号に関連して、前記秒針が、警告内容が判別できる表示により相異なる警告位置であることを明示した複数の警告所定位置であって、文字板上の０秒位置にかからない位置に集中的に近接して設けたものの１つで選択的に停止するように構成したことを特徴とする発電機構付き電子時計。
前記相異なる複数の警告所定位置が、前記電力発生手段に充電が必要であることを警告する充電警告所定位置と、前記指針式表示手段のすべてが現在停止状態であることを警告する停止警告所定位置と、時計が過去に停止したので針合わせが必要であり、かつ針合わせ動作が可能である旨を警告する針合わせ警告所定位置を含むことを特徴とする請求項１に記載の発電機構付き電子時計。
前記電力発生手段の電圧が、第１の所定値を下回ったきは前記秒針が前記充電警告所定位置に停止し、該第１の所定値より小さい第２の所定値を下回ったときは前記秒針が前記停止警告所定位置に停止し、該第２の所定値を下回った後に前記該第１の所定値より小さく前記第２の所定値より大きい第３の所定値を上回ったときは前記秒針が前記針合わせ警告所定位置に停止することを特徴とする請求項２に記載の発電機構付き電子時計。
前記複数の警告所定位置のそれぞれに対応する固定の秒針位置データと、前記秒針の位置に連動する秒針位置カウンタと、前記複数の検出信号に関連して、複数のデータを選択的に切り替えて出力するセレクタ手段と、該セレクタ手段の出力と前記秒針位置カウンタの内容の一致を検出する一致検出回路を備え、前記複数の固定の秒針位置データおよび前記秒カウンタの内容が前記セレクタ手段により選択的に前記一致検出回路に供給されるよう構成した事を特徴とする請求項１に記載の発電機構付き電子時計。