JP5098381B2 - 発電機能付き電子時計 - Google Patents

Description

本発明は、発電機能付き電子時計に関する。

発電機能を備えた時計は、電池交換が不要な利点を備えるため、広く利用されるようになった。
このような発電機能付き電子時計においては、発電手段で発電された電力を二次電池に充電して利用している。この発電機能付き電子時計では、通常、時計の使用者に対し、時計の持続時間の目安を示し、必要に応じて発電を促すために、二次電池の電圧を検出し、その残量を表示させる機能を備えているものもある（特許文献１参照）。

特公昭６１−６１０７７号公報

しかしながら、上記従来技術は、二次電池の電圧を検出しており、その残量を検出することはできるが、現在、発電手段によって十分な発電が行われているかを、使用者が確認することができなかった。
このため、例えば、時計のりゅうずを回して発電する手巻き発電手段の場合、十分な発電が行えない状態であることを使用者は確認できないため、二次電池を十分に充電できない可能性があった。すなわち、時計のりゅうずを回して発電機のロータを回転させ、そのロータの回転によってコイルを横切る磁束を変化させることで発電する手巻き発電手段の場合、前記ロータの回転速度がある程度高くないと十分な発電が行われない。このため、使用者が、りゅうずをゆっくりと回している場合には、回し続けても二次電池を十分に充電することができないおそれがあった。

本発明の目的は、発電手段の発電状態を使用者が容易に把握できる発電機能付き電子時計を提供することにある。

本発明は、発電手段と、前記発電手段で発電された電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段に蓄積された前記電気エネルギで駆動される計時制御手段と、前記計時制御手段によって制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、前記発電手段の発電状態を検出する発電検出手段と、指針および該指針を正逆両方向に駆動するアクチュエータを備えるとともに、前記発電検出手段から出力される検出結果信号に基づいて発電状態を表示する発電状態表示手段と、を備えた発電機能付き電子時計であって、
前記発電状態表示手段は、前記発電検出手段からの検出結果信号に基づいて、検出した発電電流が予め設定された閾値以上であるか否かを判定する発電レベル判定部と、前記発電レベル判定部において、前記発電電流が閾値以上であると判定された場合には、前記アクチュエータを、前記指針が第１目標位置に向かう方向に駆動し、前記発電電流が閾値未満であると判定された場合には、前記指針が第２目標位置に向かう方向に駆動する駆動制御部と、を備え、前記第２目標位置は、前記発電検出手段で検出された発電電流の積算値に応じて、その位置が第１目標位置側に変更されることを特徴とする。

ここで、発電手段としては、回転錘で自動的にロータを回転させてその回転エネルギを電気エネルギに変換する自動巻き発電機、りゅうず等を操作して手動でロータを回転させてその回転エネルギを電気エネルギに変換する手巻き発電機、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池、温度差で発電して熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電機等の各種発電機が利用できる。
また、アクチュエータとしては、ステッピングモータ、圧電モータなどの指針を駆動可能な各種モータが利用できる。なお、通常は、指針を回転駆動させればよいが、ラック及びピニオンのように、モータの回転駆動を直線駆動に変換し、指針を直線的に移動させてもよい。
さらに、前記発電検出手段としては、発電手段の種類などに応じて設定すればよく、発電手段における発電量をリアルタイムに検出できるものが好ましい。例えば、発電手段として、ロータを回転させてコイルを鎖交する磁束を変化させることで発電する発電機を用
いた場合には、発電機から出力される発電電流は交流電流であるため、全波整流回路等で整流された発電電流を検出する電流検出手段などが利用できる。
また、前記第１目標位置および第２目標位置は、例えば、指針が一定角度範囲で往復駆動可能に設けられている場合には、その移動可能範囲の両端部をそれぞれ第１目標位置および第２目標位置とすればよい。
そして、発電電流が０の場合の第２目標位置を、発電電流の積算値（発電量）が０の場合を下限とし、その積算値が大きくなるに従って、第２目標位置を第１目標位置側にずらして設定すればよい。

本発明によれば、発電状態を検出する発電検出手段と、この発電検出手段からの検出結果信号に基づいて発電状態を表示する発電状態表示手段とを備えているので、時計の使用者は、発電手段における発電状態をリアルタイムに確認することもでき、十分に発電されているかを容易に確認することができる。このため、使用者は、発電量が不十分であれば、発電量を向上させるための対応を行うことができ、確実に発電させることができる。
また、発電状態表示手段は、時刻表示手段とは別に設けられているので、時刻表示と発電状態の表示とを同時に行うこともでき、電子時計の使用者にとって利便性が高い。
さらに、発電状態表示手段として、アクチュエータで駆動される指針を設けたので、指針の移動によって発電状態をアナログ的にかつ連続的に表示することができる。従って、自動車のエンジンの回転数を表示するタコメータのように、発電状態をリアルタイムにかつ視覚的に表示でき、使用者は発電状態を感覚的にかつ容易に把握できる。
また、このような構成では、前記検出結果信号つまり検出した発電電流が閾値以上であるか否かのみで駆動目標を切り替えているので、処理が簡単になり、制御回路や制御プログラムを簡易化できる。その上、簡易な処理でありながら、実際の発電状態を視覚的に把握しやすい動作を行うことができ、使用者にとって違和感無く、確認しやすい表示を行うことができる。
さらに、第２目標位置を発電検出手段で検出された発電電流の積算値に応じてその位置を変更しているので、使用者は、瞬間的な発電状態と、発電開始時からの発電量（充電量）を同一の指針でほぼ同時に把握することができる。すなわち、指針は、瞬間的な発電状態の変化に応じて移動するため、使用者はリアルタイムの発電状態を指針の移動で把握できる。さらに、指針の移動範囲の下限つまり第２目標位置が、発電電流の積算値（発電量）に応じて徐々に第１目標位置側に移動するため、使用者は、リアルタイムの発電状態を指示する指針の移動の下限値によって蓄電手段に充電された充電量を把握できる。そして、指針による発電状態の指示と、第２目標位置の移動は同時に行われるため、使用者は、瞬間的な発電状態と、発電開始時からの積算した発電量を同一の指針でほぼ同時に把握できる。
そして、発電電流の積算値に応じて第２目標位置を移動させることで、使用者は蓄電手段の充電量の上昇を把握できるで、発電作業において達成感を得ることができ、かつ、無駄な発電作業を行うことも防止できる。

ここで、前記発電検出手段は、前記発電手段で発電された発電電流を所定のサンプリングレートでサンプリングし、各サンプリング時の発電電流のピーク値を検出することが好ましい。この場合、予め、前記サンプリングレートでサンプリングした際の、発電電流のピーク値と、平均電流値との関係を調べてテーブル化しておき、検出したピーク値を前記テーブルで検索して対応する平均電流値を求めて検出電流値とすればよい。

発電検出手段として、発電電流のピーク値を検出する構成とすれば、コンデンサなどを不要にできてハードウェアの構成が簡易になり、かつ、検出処理にディレイ（遅れ）が無いため、リアルタイムに発電状態を表示できる。

また、前記発電検出手段は、前記発電手段で発電された発電電流を所定のサンプリングレートでサンプリングし、各サンプリング時の発電電流の平均値を検出するものでもよい。例えば、前記発電検出手段として、発電手段から蓄電手段に流れる経路に抵抗を設け、この抵抗に並列に接続されるコンデンサを設け、蓄電手段に充電される電流を積分して平均化することで、発電電流の平均値を検出することができる。

発電検出手段として、発電電流の平均値を検出する構成とすれば、ピーク値を検出する場合のようにテーブルを用いて平均値を求める必要が無く、処理を簡略化できる。また、実際に単位時間に蓄電手段に充電される充電量を検出することになり、その充電量に忠実な表示を行うことができる。

ここで、前記閾値は複数設けられ、前記第１目標位置および第２目標位置は、前記発電検出手段で検出されて前記各閾値と比較することで求められる発電電流の大きさに応じて変更されるものでもよい。
例えば、指針が一定角度範囲で往復駆動可能に設けられている場合には、その移動可能範囲の一方の端部を発電量が０の場合の第２目標位置とし、他方の端部を発電量がＭＡＸ値の場合の第１目標位置とし、発電量が０からＭＡＸ値の間の場合には、その発電量の大きさに応じて前記移動可能範囲の両端部間で各目標位置を設定すればよい。

各目標位置としては、前述したように、例えば指針の移動範囲の両端位置に固定されるものでもよいが、本発明のように構成すれば、発電電流の大きさに応じて指針の移動量が変化するため、リアルタイムで変化する発電電流を忠実に指針で表示することができ、使用者は発電状態の変化をより正確に確認することができる。

前記駆動制御部は、前記発電レベル判定部において、前回の判定と異なる判定結果となった場合には、その時点で前回の判定による駆動を中断し、今回の判定結果に基づく新しい目標位置に対して指針を移動させることが好ましい。

このような構成によれば、各サンプリング時の発電状態に応じて指針をレスポンス良く移動させることができ、使用者が手巻き発電操作を行っている場合でも、その操作に対する指針の反応が早くなり、使用者の操作感覚としても心地よいものにできる。
特に、腕時計に組み込み可能な小型のモータは、指針を移動させる速度もある程度までに制限されるが、サンプリングレート（サンプリング周波数）を適宜設定し、かつ、本発明の処理を組み合わせれば、手巻き発電操作と指針の移動が追従し、使用者にとって非常に心地よい操作感を与えることができる。

前記駆動制御部は、前記発電検出手段からの検出結果信号を複数個積算した積算値、または、複数個の検出結果信号の平均値に基づいて設定される表示位置に前記指針を移動することが好ましい。
複数個の検出結果信号の積算値や平均値に基づいて、指針の表示位置を設定すれば、一時的な変動の影響を薄めることができ、安定した発電量表示を行うことができる。

前記駆動制御部は、指針を移動する速度を、その移動方向によって切り替えることが好ましい。例えば、発電量が増加する場合つまり第２目標位置から第１目標位置に向かって指針を移動する場合に比べて、発電量が低下する場合つまり第１目標位置から第２目標位置に向かって指針を移動する場合のほうが、移動速度が遅くなるように設定すればよい。

タコメータのように、測定値を指示する指針を正逆両方向に動かす場合、人間の感覚としては、測定値の＋方向には速く、−方向にはゆっくり動いた方がスムーズな移動と認識でき、心地よく感じる。特に、手動操作で発電している場合、発電量が増加する場合に移動速度を大きくすると、発電操作に応じてレスポンス良く指針が移動するように把握されるため、使用者の意識に対して、より発電させようとする働きかけを行うことができる。このため、時計の使用者は、手動操作量を増加して発電量を増やそうとするため、短時間で十分な発電量を確保することができる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記発電手段において発電が行われている際に、前記発電状態の表示に切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、発電状態表示手段の指針を他の情報表示にも利用でき、指針を増やす必要がないため、時計の構成を簡易化できる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記発電検出手段において所定の発電量を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、所定の発電量、例えば所定閾値Ｉ４以上の発電電流を検出したか否かのみで表示の切替制御を行うことができるので、表示の切替を迅速に行うことができる。特に、りゅうずを回すことなどで発電を行う手巻き発電機による発電状態を表示する場合には、所定の発電量が検出されたことは、使用者が手動で発電操作を行っている可能性が高いため、指針を発電状態の表示に切り替えて使用者に対して発電状態を迅速に表示することができる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、一定時間内に所定の発電量の発電がある状態が所定時間以上継続した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、ある程度継続して発電している場合に、発電状態を表示するようにしているので、発電を行っている場合のみに確実に発電状態表示を行うことができる。このため、発電手段として、ソーラー発電機や、外部交流磁界を利用した発電機のように、一定の発電が長時間継続する場合に発電状態を確実に検出して表示することができる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、１回の発電で所定の発電量があることが所定時間以内に所定回数あった場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、所定の発電量が複数回あった場合に初めて発電状態の表示に切り替えているため、例えば、発電機のロータを回転錘によって回転させる自動巻き発電と、前記発電機のロータをりゅうず等を操作して回転させる手巻き発電を併用する場合、自動巻き発電では発電量表示状態に移行しにくく、手巻き発電のときは発電量表示状態に移行しやすくなり、使用者が確認しやすい場合のみ発電量の表示を行うことができる。
すなわち、自動巻き発電は、時計を装着した腕などを動かして回転錘を回転させており、通常、使用者が意識することなく発電される。このため、発電量や発電間隔は一定せず、上記条件に該当する可能性は低い。これに対し、手巻き発電では、使用者が意識して発電操作を行うために、１回の発電で所定の発電量があることが所定時間以内に所定回数あるという条件を満たしやすい。そして、自動巻き発電では、そもそも使用者が意識していないから指針を発電量表示状態にする必要がなく、発電量表示状態に移行しないことでその駆動のための電力消費を不要にできる。一方、手巻き発電では、発電量表示状態にすることで、使用者が発電状態を容易に確認でき、利便性を向上できる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、１回の発電で所定の発電量があり、その後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、所定の発電量があった後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に初めて発電状態の表示に切り替えているため、例えば、発電機のロータを回転錘によって回転させる自動巻き発電と、前記発電機のロータをりゅうず等を操作して回転させる手巻き発電を併用する場合、自動巻き発電では発電量表示状態に移行しにくく、手巻き発電のときは発電量表示状態に移行しやすくなり、使用者が確認しやすい場合のみ発電量の表示を行うことができる。従って、自動巻き発電では、発電量表示状態に移行しないことでその駆動のための電力消費を不要にでき、手巻き発電では、発電量表示状態にすることで、使用者が発電状態を容易に確認でき、利便性を向上できる。

本発明において、ボタンやりゅうず等の外部操作部材を備え、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記外部操作部材の所定操作を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、使用者の意思で確実に表示を切り替えることができる。このため、使用者が発電状態を確認したい場合のみ表示することができ、不必要な発電状態表示を防止でき、省電力化も図ることができる。

本発明において、りゅうず等の外部操作部材と、この外部操作部材の操作を検出するスイッチを備え、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記スイッチによって操作部材の操作を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、使用者の意思で確実に表示を切り替えることができる。このため、使用者が発電状態を確認したい場合のみ表示することができる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針によって時計の持続時間（動作継続時間）を表示することが好ましい。
なお、本発明において、持続時間とは、蓄電手段に蓄積された電気エネルギで電子時計を駆動し続ける時間を意味し、具体的には計時制御手段が時刻表示手段を停止制御するまでの動作継続時間を意味する。すなわち、発電機能付きの電子時計においては、ＩＣや水晶振動子等で構成される計時制御手段が停止してしまうと、ＩＣの駆動開始電圧まで充電しなければならず、かつ、水晶振動子が安定駆動するまで所定の時間が必要となるため、計時制御手段の動作を再駆動させるのに時間がかかる。このため、通常、蓄電手段の電圧が低下すると、計時制御手段のＩＣや水晶振動子のみを駆動し続け、指針およびモータや液晶ディスプレイ等からなる時刻表示手段の駆動を停止するスリープモードに移行する制御が行われる。従って、発電機能付き電子時計における持続時間とは、スリープモードに移行するまでの動作継続時間を意味する。

このような構成によれば、使用者は、時計が発電せずにどれくらい作動し続けるのかを把握でき、時計が停止する前に発電操作を行うことで、時計が停止してしまうことも防止できる。
また、発電状態の表示と、持続時間の表示とを同じ指針で表示することになるが、発電状態と持続時間は互いに関連が強く、同じカテゴリーの情報であるため、同一の指針で兼用して表示しても、使用者は容易に情報を理解することができ、利便性も向上できる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、発電状態の表示を行っている際に、一定時間以上でかつ所定値以上の発電が無かった場合には、通常の表示状態に復帰することが好ましい。
このような構成によれば、非発電状態になって発電量の表示が不要になると自動的に表示を復帰し、使用者が復帰操作する必要がないため、利便性を向上できる。

本発明において、前記発電状態表示手段は、発電状態の表示に切り替わってから、一定時間経過後に通常の表示状態に復帰することが好ましい。
このような構成によれば、発電状態に切り替わってからの経過時間のみをチェックすることで表示を復帰できるので、構成が簡単になる。また、現在、発電状態の表示であるか、通常表示に復帰したかを確認すれば、発電状態に切り替わってからの概略の経過時間を確認することもできる。

本発明の発電機能付き電子時計によれば、発電手段の発電状態を使用者が容易に把握できるという効果がある。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
［電子時計の全体構成］
電子時計１は、図１に示すように、回転錘２、りゅうず３、発電手段４、整流手段５、電流検出手段６、蓄電手段である二次電池７、積分手段８、発電表示制御手段９、発電表示用モータ駆動手段１０、発電表示用モータ１１、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４、時刻表示用モータ駆動手段１５、時刻表示用モータ１６を備えている。

ここで、図２のハードウェア構成図にも示すように、電流検出手段（電流検出回路）６、分周手段（分周回路）１３、各モータ駆動手段（モータ制御回路）１０，１５は、バス１００を介してＣＰＵ（central processing unit）１０１、ＲＯＭ（read only memory）１０２、ＲＡＭ（random access memory）１０３に対してデータを入出力可能に接続されている。
従って、本実施形態では、積分手段８、発電表示制御手段９、時刻表示制御手段１４は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３を用い、所定のソフトウェアを実行させることによって実現されている。

電子時計１は、図３に示すように、時針２１、分針２２、秒針２３からなる時刻表示用指針２０を備えており、この時刻表示用指針２０は前記時刻表示用モータ１６によって駆動される。
また、電子時計１の文字板２４の９時位置には、時刻表示用指針２０とは別に設けられる発電表示用指針である表示針（副表示針）３１および発電表示用目盛板３２が設けられている。表示針３１は、前記発電表示用モータ１１によって駆動される。
なお、文字板２４の３時位置には窓２４１が形成され、文字板２４の裏面に配置された日車によって日付が表示可能とされている。この日車は、図示略の日車用モータで回転駆動される。

このように構成される電子時計１においては、本発明の計時制御手段は、前記発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４を備えて構成され、時刻表示手段は、時刻表示用モータ駆動手段１５、時刻表示用モータ１６、時刻表示用指針２０を備えて構成されている。
また、本発明の発電検出手段は、電流検出手段６、積分手段８を備えて構成され、発電状態表示手段は、発電表示制御手段９、発電表示用モータ駆動手段１０、発電表示用モータ１１、表示針３１、発電表示用目盛板３２を備えて構成されている。なお、発電状態表示手段の指針は、表示針３１で構成され、アクチュエータは、発電表示用モータ駆動手段１０、発電表示用モータ１１で構成されている。
さらに、検出した発電電流が閾値以上であるかを判定する発電レベル判定部と、表示針３１の駆動を制御する駆動制御部は、発電表示制御手段９の一機能として組み込まれおり、本実施形態では、発電レベル判定部および駆動制御部は、発電表示制御手段９によって構成されている。

［発電手段］
発電手段４は、図４にも示すように、時計１のケース内部に配置された回転錘２を用いた自動巻き発電と、りゅうず３を用いた手巻き発電とを行えるように構成されている。
すなわち、発電手段４は、発電装置４０と、発電装置４０に回転錘２からの機械的エネルギを伝達する自動巻き発電用伝達手段４６と、発電装置４０にりゅうず３からの機械的エネルギを伝達する手巻き発電用伝達手段４７とを備えている。

発電装置４０は、ロータ４１が回転可能に配置されたステータ４２と、コイル４３が巻回されたコイルブロック４４とを備えた一般的な交流発電機である。

自動巻き発電用伝達手段４６は、回転錘２と一体で回転する回転錘車４６１と、回転錘車４６１の回転が伝達される一対の切換車４６２，４６３とを備えている。そして、一方の切換車４６３はロータ４１のかなに噛み合い、回転錘２が回転すると、その回転力は回転錘車４６１、切換車４６２，４６３を介してロータ４１に伝達され、発電装置４０において発電が行われる。
なお、一対の切換車４６２，４６３は、図示しないラチェット車を備えた構成であり、回転錘車４６１がいずれの方向に回転した場合でも、ロータ４１を一方向に回転させることが可能に構成されている。

手巻き発電用伝達手段４７は、巻真４７１、きち車４７２、丸穴車４７３、揺動車４７４、第一手巻伝え車４７５、第二手巻伝え車４７６、第三手巻伝え車４７７、前記切換車４６３を備えている。
そして、巻真４７１の先端にはりゅうず３が取り付けられているため、使用者がりゅうず３を回すと、巻真４７１が回転する。巻真４７１の回転は、きち車４７２、丸穴車４７３を介して揺動車４７４に伝達され、揺動車４７４の回転が第一手巻伝え車４７５に伝達され、第一手巻伝え車４７５の回転は、第二手巻伝え車４７６および第三手巻伝え車４７７を介して切換車４６３に伝達される。

この際、揺動車４７４は、巻真４７１の一方向への回転時にのみ第一手巻伝え車４７５のかな４７５Ａと噛み合うようになっている。具体的には、揺動車４７４が取り付けられた受け４７８にはスリット４７８Ａが設けられており、このスリット４７８Ａ内に揺動車４７４の支持軸４７４Ａが摺動自在に嵌め込まれている。従って、図４の場合でいえば、巻真操作により丸穴車４７３が時計方向に回転した場合には、揺動車４７４が反時計方向に回転しながら第一手巻伝え車４７５の中心側に移動し、かな４７５Ａと噛み合う。一方、第一手巻伝え車４７５が切換車４６３側からの駆動により反時計方向に回転すると、揺動車４７４が時計方向に回転しながらかな４７５Ａから離間し、第一手巻伝え車４７５との噛み合いが外れる。このような構成により、回転錘２の回転が巻真４７１に伝達されないようになっている。

［整流手段］
整流手段５は、発電装置４０から出力される交流電流を整流するものであり、全波整流回路、半波整流回路などの公知の整流回路が利用できる。
本実施形態では、図５に示すように、４つのダイオード５１を用いたブリッジ整流回路（全波整流回路）によって整流手段５が構成されている。

［電流検出手段］
電流検出手段６は、整流手段５で整流された電流の大きさを検出可能に構成されたものである。
具体的には、電流検出手段６は、図５に示すように、整流手段５および二次電池７間に配置された抵抗６１と、この抵抗６１を流れる電流を測定して発電電流のピーク値を検出するピーク検出回路６２と、ピーク検出回路６２で検出された値を閾値と比較する比較回路６３とを備えている。

電流検出手段６は、ＣＰＵ１０１からの信号により、所定のサンプリングレート（サンプリング周期）で駆動され、二次電池７に充電される充電電流のサンプリングを行う。
ピーク検出回路６２では、図６に示すように、整流手段５から出力された発電電流をサンプリングし、各サンプリングにおけるピーク値を検出する。比較回路６３では、ピーク検出回路６２で検出されたピーク値を、所定の閾値、例えば図６においては、閾値Ｉ１〜Ｉ４と比較し、その検出結果信号を積分手段８および発電表示制御手段９に出力可能に構成されている。
なお、本実施形態の比較回路６３は、積分手段８の積算値などに基づいて、ＣＰＵ１０１からの信号によって前記閾値の大きさ、つまり検出レベルを切り替えることができるように構成されている。

［蓄電手段］
蓄電手段は、発電電流を充電可能な二次電池７で構成されている。そして、発電装置４０の出力は、整流手段５で整流され、電流検出手段６を介して二次電池７に充電されている。なお、蓄電手段としては、二次電池７に限らず、キャパシタを利用してもよい。

［積分手段］
積分手段８は、電流検出手段６から出力される検出結果信号に基づいて平均電流値を算出し、その平均電流値を積算する。
すなわち、積分手段８は、予め各サンプリングにおける発電電流のピーク値の値と、そのピーク値の場合の平均電流値との関係を実験などで調べておき、その関係テーブルをＲＯＭ１０２に保存している。そして、電流検出手段６から出力される検出結果信号（ピーク値）に対応する平均電流値を前記テーブルから求め、その平均電流値を積算している。

本実施形態の積分手段８は、発電量カウンタ、発電量表示状態カウンタ、持続時間カウンタを備えている。各カウンタは、ＲＡＭ１０３の一部に構成されている。
発電量カウンタは、図６に示すように、１回の発電時毎に前記平均電流値を積算し、１回の発電の積算値（発電量）を記憶するカウンタである。本実施形態では、後述するように、発電量表示状態への移行条件の１つに、この発電量カウンタで積算している１回の発電毎の発電量がＱ１以上になったか否かの条件があるため、このカウンタを設けている。

発電量表示状態カウンタは、後述する発電量表示状態になってからの平均電流値を積算し、その発電量を記憶するものである。この発電量表示状態カウンタは、図６に示すように、発電量がＱ２を超えるとリセットされるように構成されている。

持続時間カウンタは、電子時計１の作動継続時間をカウントしており、前記発電電流の積算値（発電量）が、予め設定された１日分の発電量に達する毎に、通常時に表示する持続時間を１日分、ステップアップしている。また、電子時計１の消費電流が１日分になると、持続時間カウンタの積算値を減算し、持続時間が１日分短くなる毎に持続時間の表示を１日分、ステップダウンしている。
なお、前記１日分の発電量や消費電流は、電子時計１の消費電流を測定して毎日の消費量を算出し、その測定した消費量に基づいて１日分の発電量を設定してもよいが、この場合、消費電流を測定する回路などを組み込まなければならず、腕時計のような小型の電子時計１においては実現が難しい。
このため、本実施形態では、電子時計１の標準的な１日の消費電流を予め工場において測定、算出しておき、その消費量に対応する１日の発電量を予め設定してＲＯＭ１０２等に記憶している。そして、積算した発電量が前記ＲＯＭ１０２に記憶された１日分の発電量になれば持続時間カウンタを１日分加算している。一方、電子時計１が通常運針で１日経過する毎に、１日分の消費電流が消費されたものとみなして、持続時間カウンタを１日分減算している。
なお、電子時計１を使用している場合に、通常の運針制御以外で消費電流が大きな機能を実行した場合には、各機能毎に単位時間あたりの消費電流値を設定しておき、その機能の実行時間を掛けて消費電流を補正してもよい。例えば、電子時計１に、電波を受信して時刻修正を行う電波修正時計機能が組み込まれている場合には、電波受信処理時や、時刻修正処理時の消費電流を設定しておき、その消費量に基づいて持続時間を補正すればよい。

［発電表示制御手段］
発電表示制御手段９は、電流検出手段６および積分手段８の出力に基づいて発電表示用モータ駆動手段１０を制御している。すなわち、通常時は、積分手段８の持続時間カウンタを参照し、カウンタ値つまり持続時間を表示針３１で指示するように発電表示用モータ駆動手段１０を制御する。
本実施形態では、発電表示用目盛板３２の１目盛りが、持続時間の１日分に相当するように設定されている。そして、前述のように発電が行われて持続時間カウンタが１ステップアップすると、発電表示用モータ駆動手段１０は、表示針３１を反時計回り方向に１目盛り分移動する。一方、電力が消費されて持続時間カウンタが１ステップダウンすると、発電表示用モータ駆動手段１０は、表示針３１を時計回り方向に１目盛り分移動する。
一方、手巻き発電により連続的な発電状態になると、発電表示制御手段９は、表示針３１を通常の持続時間表示から発電量表示に切り替える。その動作の詳細については後述する。

［発電表示用モータ駆動手段］
発電表示用モータ駆動手段１０は、発電表示制御手段９から出力される駆動制御信号に基づいて、発電表示用モータ１１のモータコイル１１１に駆動パルスを出力して発電表示用モータ１１の駆動を制御している。

［発電表示用モータおよび表示針３１の駆動輪列］
発電表示用モータ１１は、図４に示すように、モータコイル１１１が巻かれたコイルブロック１１２と、ロータ１１４が回転自在に配置されたステータ１１３とを備えている。
前記ロータ１１４のロータかなには、中間車３４が噛み合い、この中間車３４のかなには表示車３３が噛み合っている。そして、この表示車３３に前記表示針３１が取り付けられている。

なお、表示車３３は、その外周の一部のみに歯が形成されており、前記モータ１１によって一定角度範囲内のみで回動可能に設けられ、表示車３３に取り付けられた表示針３１も一体角度範囲で回動可能に設けられている。
このため、発電表示用目盛板３２は平面扇形に形成されており、前記表示針３１の先端の移動軌跡に沿って円弧状に目盛３２１が形成されている。

目盛３２１は、針位置０を示す第０目盛３２１Ａから針位置１０を示す第１０目盛３２１Ｂまで１０分割されている。すなわち、目盛３２１の目盛線は針位置０から針位置１０まで１１本設けられ、１１の状態を表示可能にされている。
そして、表示針３１が持続時間を指示する持続計として用いられている場合、１目盛りあたり１日相当の持続時間を示し、最大１０日分の持続を表示可能に構成されている。
すなわち、持続時間カウンタのカウンタ値が０日になると、表示針３１は第０目盛３２１Ａを指し、１日になると、表示針３１は第１目盛を指す。以下、１日増える毎に、表示針３１は第２〜１０目盛を指示する。また、持続時間が１０日よりも大きくなっても、目盛が１０日分しかないため、表示針３１は第１０目盛３２１Ｂを指す。
なお、本実施形態では、第１０目盛３２１Ｂを発電状態表示時に表示針３１が向かう第１目標位置に設定している。一方、第２目標位置は、後述するように、発電量表示状態になってからの積算値で変化する非発電時表示位置に設定している。

［計時制御手段および時刻表示手段］
一方、通常の時刻を表示するための計時制御手段および時刻表示手段は、従来からある一般的なアナログ式クオーツ時計の構成であるため、詳細な説明は省略する。
すなわち、発振手段１２は、水晶振動子などで構成され、所定周波数の信号を出力する。分周手段１３は、発振手段１２からの信号を分周し、例えば１Ｈｚの基準信号を出力する。
時刻表示制御手段１４は、分周手段１３の基準信号に基づいて時刻表示用モータ駆動手段１５に駆動信号を出力する。通常、発振手段１２から１Ｈｚの基準信号が入力される毎に、駆動信号を出力する。時刻表示用モータ駆動手段１５は、前記駆動信号に基づいて時刻表示用モータ１６のモータコイルに入力し、時刻表示用モータ１６は時刻表示用指針２０をステップ運針する。
なお、時刻表示用モータ駆動手段１５は、発電表示制御手段９からの制御信号により、持続時間が０になった際には、時刻表示用指針２０の運針を停止するスリープモードに移行するように構成されている。

次に、このような構成の電子時計１における動作に関し、図７〜９のフローチャートも参照して説明する。
なお、これらのフローチャートによる制御は、図６に示すサンプリングタイミング毎に繰り返し実施される。
電子時計１の動作が開始すると、ＣＰＵ１０１は、電流検出手段６をサンプリング駆動して電流検出結果の取り込み処理を行う（ステップＳ１）。このため、回転錘２やりゅうず３によって発電手段４で発電が行われていると、整流手段５を介して二次電池７に発電電流（充電電流）が流れ、その電流が電流検出手段６で検出される。すると、電流検出手段６からは、各サンプリング毎の電流ピーク値に対応する検出結果信号、具体的には図６に示すように、閾値レベルＩ１〜Ｉ４との比較結果を示す信号が出力される。

そして、積分手段８は、電流検出手段６の検出結果信号を積算する（ステップＳ２）。次に、発電表示制御手段９は、現在の表示針３１の表示状態が通常表示状態であるか、発電量表示状態であるかを確認する（ステップＳ３）。ここで、通常表示状態とは、前述のように、持続時間（作動継続時間）を表示するモードである。
発電表示制御手段９は、ステップＳ３において、発電量表示状態ではないと判定（Ｓ３で「Ｎｏ」と判定）した場合には、発電量表示状態への移行条件を満たしているかを、以下のステップＳ４〜Ｓ６において判断する。

発電表示制御手段９は、まず、充電電流が予め設定された閾値Ｉ３よりも大きいかを判断する（ステップＳ４）。
ステップＳ４で「Ｙｅｓ」と判定されれば、発電表示制御手段９は、前回の発電終了から予め設定された所定時間ｔ１以内であるかを判断する（ステップＳ５）。
そして、ステップＳ５で「Ｙｅｓ」と判定されれば、発電表示制御手段９は、前回の発電積算値（１回の発電の発電量）が予め設定された所定値Ｑ１以上であるかを判断する（ステップＳ６）。

そして、ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、発電量表示状態への移行条件を満たすことになるため、発電表示制御手段９は、発電量表示状態に移行する（ステップＳ７）。
すなわち、本実施形態では、図６に示すように、充電電流がＩ３以上であり、かつ、前回の１巻きの発電（電流検出結果がＩ１以上になってからＩ１以下になるまでの発電量がＱ１以上であり、かつ、前回の発電の終了から（電流検出結果がＩ１以下になってから）所定時間ｔ１以内である場合に、発電量表示状態に移行するように条件が設定されている。
この移行条件は、回転錘２による自動巻き発電では、使用者が意識して発電しているのではなく、無意識のうちに発電しているように、発電が不定期に行われていたり、発電量が低い場合には、発電量表示状態には移行しないように設定されている。

このような移行条件であるため、例えば、図６に示すように、使用者がりゅうず３を一定以上の速さで回転させると、２回転目（図６において、発電量表示状態がＬからＨに変化しているタイミング）で表示が変化することになる。すなわち、使用者がりゅうず３を回す場合には、連続して回転させることができないため、間欠的に回転され、１回転毎に、発電電流は山形に変化する。この発電電流を所定のサンプリングタイミングで検出すると、図６の整流回路出力のようになる。

発電量表示状態に移行すると、発電表示制御手段９は、第２目標位置である非発電時表示位置を初期値「０」（第０目盛３２１Ａ）に設定し（ステップＳ８）、発電量表示処理（ステップＳ１０）に移行する。
一方、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６のいずれかで「Ｎｏ」と判定された場合には、発電量表示状態への移行条件を満たさないため、発電表示制御手段９は、処理を終了し、通常表示を継続する。
また、ステップＳ３において、既に発電量表示状態である場合には、発電量表示処理（ステップＳ１０）において発電量表示状態を継続する。

発電量表示処理（ステップＳ１０）に移行すると、発電表示制御手段９は、発電量表示状態になってからの発電の積算値を積分手段８で算出し、その積算値が予め設定された閾値Ｑ２よりも大きくなったか否かを判定する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１で「Ｙｅｓ」と判定されると、発電表示制御手段９は、非発電時表示位置が最大値（本実施形態では第１０目盛３２１Ｂ）になっているかを確認し（ステップＳ１２）、最大値になっていなければ、非発電時表示位置に「１」を加算し（ステップＳ１３）、積分手段８で積算されている発電量表示状態になってからの積算値をリセットする（ステップＳ１４）。また、ステップＳ１２において最大値であった場合も、発電量表示状態での積算値をリセットする（ステップＳ１４）。
従って、発電量表示状態では、この状態になってからの発電量（電荷）がＱ２を超える毎に、非発電時表示位置（針目盛位置）が最大針位置１０（第１０目盛）まで、１目盛分ずつアップすることになる。

次に、ステップＳ１４の処理後、あるいはステップＳ１１で「Ｎｏ」と判定された場合には、発電表示制御手段９は充電電流が閾値Ｉ２以上であるかを判定する（ステップＳ１５）。
ここで、充電電流がＩ２以上の場合には、表示針３１が逆転運針中であるかを判定する（ステップＳ１６）。なお、本実施形態においては、表示針３１が第０目盛３２１Ａから第１０目盛３２１Ｂの方向つまり第１目標位置に向かって移動している場合を正転運針とし、逆に第１０目盛３２１Ｂから第０目盛３２１Ａの方向つまり第２目標位置に向かって移動している場合を逆転運針としている。

ステップＳ１６において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、逆転運針中の表示針３１を停止し（ステップＳ１７）、第１０目盛３２１Ｂに向かって表示針３１を正転運針する（ステップＳ１８）。そして、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。

一方、ステップＳ１６において「Ｎｏ」と判定された場合には、発電表示制御手段９は、表示針３１が正転運針中であるかを判定する（ステップＳ１９）。
ステップＳ１９において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、発電表示制御手段９は、その正転運針を続行し（ステップＳ２０）、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。

また、ステップＳ１９において「Ｎｏ」と判定された場合には、つまり表示針３１が正転も逆転もしていない停止状態である場合には、発電表示制御手段９は、針位置が１０（第１０目盛３２１Ｂ）になっているかを判断する（ステップＳ２１）。
ステップＳ２１において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、表示針３１が正転方向のＭＡＸ値になっていて、それ以上正転運転できないため、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。
一方、ステップＳ２１において「Ｎｏ」と判定された場合、例えば、表示針３１が持続時間表示を行っていたなどの場合には、針位置１０に向かって表示針３１を正転運針し（ステップＳ１８）、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。

さらに、前記ステップＳ１５において、「Ｎｏ」と判定された場合には、図９に示すように、発電表示制御手段９は、表示針３１が正転運針中であるかを判定する（ステップＳ３１）。

ステップＳ３１において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、正転運針中の表示針３１を停止し（ステップＳ３２）、非発電時表示位置に向かって表示針３１を逆転運針する（ステップＳ３３）。そして、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。

一方、ステップＳ３１において「Ｎｏ」と判定された場合には、発電表示制御手段９は、表示針３１が逆転運針中であるかを判定する（ステップＳ３４）。
ステップＳ３４において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、発電表示制御手段９は、その逆転運針を続行し（ステップＳ３５）、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。

また、ステップＳ３４において「Ｎｏ」と判定された場合には、つまり表示針３１が正転も逆転もしていない停止状態である場合には、発電表示制御手段９は、針位置が非発電時表示位置になっているかを判断する（ステップＳ３６）。
ステップＳ３６において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、発電表示制御手段９は、充電電流がＩ１よりも小さい状態が所定時間ｔ２以上継続しているかを判断する（ステップＳ３７）。

ステップＳ３７において「Ｙｅｓ」と判定された場合には、発電が行われていないと判断できるため、発電表示制御手段９は、持続時間表示状態に移行し（ステップＳ３８）、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。
一方、ステップＳ３７において「Ｎｏ」と判定された場合には、表示針３１を非発電時表示位置に維持したまま、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。非発電時表示位置は、ステップＳ１１〜Ｓ１４において、発電積算量がＱ２になるたびに１ずつ加算されるため、今回の発電操作によって発電（充電）された量が表示針３１で指示され、使用者が視認できるようになっている。

ステップＳ３６において「Ｎｏ」と判定された場合、例えば、表示針３１が持続時間表示を行っていたなどの場合には、非発電時表示位置に向かって表示針３１を逆転運針し（ステップＳ３３）、ステップＳ１０の発電量表示処理を終了する。

以上の各処理において、ステップＳ１０の発電量表示処理が終了すると、図７に戻って今回のサンプリングタイムにおける処理を終了する。
従って、次のサンプリングタイムになれば、また図７のフローチャートに基づく制御が行われ、発電表示制御手段９はサンプリングタイムの周期に基づいて以上の制御を繰り返すことになる。

以上の処理フローで説明したように、本実施形態では、りゅうず３を回すことによる手巻き発電により連続的な発電状態になると、表示針３１の指示は、持続時間の表示から発電量の表示に切り替わる。発電量表示状態においては、発電表示制御手段９は、発電状態つまり電流検出手段６からの検出結果信号による充電電流の大きさに応じて表示針３１を移動させるため、使用者は表示針３１の動きで発電状態を把握できる。
例えば、図１０（Ａ）に示すように、持続時間表示として、表示針３１が第４目盛（持続時間４日）を指示している状態で、手巻き発電が検出されると、図１０（Ｂ）に示すように、発電量表示に切り替わる。

手巻き発電では、使用者は通常りゅうず３を間欠的に回すため、図６にも示すように、発電がある時と無い時とが交互に発生する。
そして、発電表示制御手段９は、発電がある時、つまり充電電流がＩ２以上のときは、針位置ＭＡＸ＝１０つまり第１目標位置に向けて表示針３１を正転運針する。このとき、表示針３１が逆転運針中だった場合には、一旦それを停止して正転駆動を行う。
また、発電表示制御手段９は、発電が無い時、つまり充電電流がＩ２未満のときは、非発電時表示位置つまり第２目標位置に向けて表示針３１を逆転運針する。このとき、表示針３１が正転運針中だった場合には、一旦それを停止して逆転駆動を行う。
このような制御を行うことで、表示針３１の動きを、りゅうず操作に連動しているように見せることができる。

なお、発電開始直後は、非発電時表示位置＝０であるため、表示針３１は、図１０（Ｂ）に示すように、発電状態に応じて第０目盛３２１Ａから第１０目盛３２１Ｂ間で振れる。
また、非発電時表示位置は、発電量表示状態になってからの発電量の積算値に応じてアップ（目盛１０側に移動）する。そのため、発電量表示時に表示針３１が下がる位置が段々とかさ上げされていくような動きになり、使用者は今回の手巻きによって充電された量を視覚的に確認することができる。例えば、発電量の積算値が、Ｑ２×４以上でかつ、Ｑ２×５未満であれば、非発電時表示位置は第４目盛になるため、表示針３１は、図１０（Ｃ）に示すように、第４目盛および第１０目盛間で振れる。この後、更に発電量が積算されていけば、非発電時表示位置が１目盛ずつアップし、最終的には第１０目盛になり、表示針３１は振れなくなって第１０目盛で固定される。この状態になると、所定の持続時間分、例えば１日分の充電が行われることになる。

ここで、表示針３１を駆動する速度は、正転運針および逆転運針で同一にしてもよいが、本実施形態の発電表示制御手段９および発電表示用モータ駆動手段１０は、表示針３１を正転運針する場合には、１２８Ｈｚの駆動パルスで発電表示用モータ１１を駆動し、逆転運針する場合には、６４Ｈｚの駆動パルスで発電表示用モータ１１を駆動している。すなわち、表示針３１の移動速度は、正転運針時のほうが逆転運針時の２倍となるように設定されている。

使用者が手巻き発電を停止すると、具体的には、充電電流がＩ１以下の状態が所定時間ｔ２以上継続した場合には、図１０（Ｄ）に示すように、持続時間表示に戻る。この際、手巻き発電で1日分の発電量が確保されていれば、持続時間表示も＋１日分とされる。

このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）電子時計１は、電流検出手段６で検出された発電状態（発電電流）に応じて移動する表示針３１、および、この表示針３１の駆動を制御する発電表示制御手段９、発電表示用モータ駆動手段１０、発電表示用モータ１１を備えた発電状態表示手段を備えているので、使用者は、発電手段４における発電状態をリアルタイムに確認することができる。このため、手巻き発電操作時に、発電量が十分であるかを確認でき、使用者は発電状態を確認しながら操作することで、手巻き発電操作を確実に行うことができる。

（２）時刻表示用指針２０とは別の表示針３１で発電状態を表示しているので、時刻表示と発電状態の表示とを同時に行うことができる。このため、時刻表示用指針２０を発電表示にも兼用する場合に比べて、利便性を向上できる。
さらに、発電状態を表示針３１で表示できるので、タコメータのように、発電状態をリアルタイムにかつ視覚的に表示でき、使用者は発電状態を感覚的にかつ容易に把握できる。

（３）電流検出手段６は、ピーク検出回路６２を備えているので、コンデンサを不要にできてハードウェアの構成を簡単にでき、かつ、遅れがない検出を行うことができる。

（４）発電表示制御手段９は、充電電流がＩ２以上であるか否かのみの判定で、表示針３１の正転運針または逆転運針の制御を行っているので、制御処理が簡単になり、制御アルゴリズムも簡略化できる。
その上、実際に実機にて検証したところ、このような簡単な制御であるにも関わらず、手巻き発電操作を行う使用者にとって自然で違和感のない表示を行うことができ、発電状態も容易に確認することができた。

（５）さらに、発電表示制御手段９は、ステップＳ１７，Ｓ３２に示すように、充電電流がＩ２以上であるか否かの結果が、前回の結果と異なる場合には、前回の結果による表示針３１の移動を中断し、逆方向への移動を行っているので、より自然な発電状態表示を表示針３１で行うことができる。

（６）発電表示制御手段９は、発電状態表示になってからの発電量を積算してＱ２に達する度に、非発電時表示位置を１目盛分ごと加算するようにしたので、使用者は、瞬間的な発電状態と、発電状態表示の開始時からの発電量（充電量）を同一の表示針３１でほぼ同時に把握することができ、利便性を向上できる。

（７）発電表示制御手段９は、表示針３１を正転運針する場合の移動速度を、逆転運針する場合に比べて速くしているので、表示針３１の移動をスムーズに見せることができ、使用者にとって心地よい表示を行うことができる。

（８）発電表示制御手段９は、通常時は持続時間を表示し、発電時に発電状態の表示に切り替えているので、互いに関連性の強い情報を同一の表示針３１で表示でき、時計１の使用者も情報を容易に把握できる。その上、表示針３１を兼用できるので、指針やモータを増やす必要が無く、電子時計１の構成を簡易化できる。
さらに、通常時には持続時間が表示されているので、使用者は、時計１が発電せずにどれくらい作動し続けるのかを把握でき、時計が停止する前に発電操作を行うことで、時計１が停止してしまうことも防止できる。

（９）発電表示制御手段９は、前記ステップＳ４〜Ｓ６の条件をすべて満たした場合に、持続時間表示から発電状態表示に切り替えるため、自動巻き発電と手巻き発電とが可能な電子時計１において、手巻き発電操作を行った場合に発電状態表示に移行し、使用者が意識しないで自動巻き発電が行われている場合には発電状態表示に移行しないように制御できる。このため、手巻き発電操作時には、使用者に対して発電状態を確実に表示でき、効率的な発電操作を行わせることができる。また、自動的に行われる自動巻き発電のように、使用者が発電を意識していない場合には、指針が細かく移動するために持続時間表示に比べて消費電力が増大する発電状態表示を行うことがなく、その分、省電力化を図ることができる。

（１０）発電表示制御手段９は、充電電流がＩ１以下の状態がｔ２時間以上継続した場合に、自動的に通常の持続時間表示に復帰しているので、使用者が表示の復帰操作を行う必要が無く、利便性を向上できる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、電流検出手段６としては、図１１に示すように、抵抗６１に並列に接続されたコンデンサ６４を備え、充電電流の平均値を検出するものを利用してもよい。この場合、充電電流はコンデンサ６４で積分されて平均化されるため、簡単な処理で、実際に単位時間に二次電池７に充電される充電量を検出することができる。

また、前記実施形態では、表示針３１の正転駆動時には常に第１０目盛に向かって移動させていたが、この正転駆動時の移動目標である第１目標位置を充電電流の大きさによって変更してもよい。例えば、充電電流がＩ２以上Ｉ３未満の場合には第８目盛、Ｉ３以上Ｉ４未満の場合には第９目盛、Ｉ４以上の場合には第１０目盛に向かって表示針３１を移動させてもよい。
この場合、実際の発電電流の大きさを表示針３１の振れに反映させることができ、特に表示針３１を高速で移動可能であり、各サンプリングタイム内で表示針３１を目標位置まで移動可能なモータであれば、実際の発電状態をより忠実に表現できる。

また、前記実施形態では、表示針３１の運針制御を、１回のサンプリング結果毎に行っていたが、複数回のサンプリング結果の積算値や平均値に基づいて行ってもよい。
複数回のサンプリング結果に基づいて運針制御を行えば、突発的な変動の影響を抑えることができ、安定した運針制御つまり発電量表示を実現することができる。

また、表示針３１の指示を持続時間表示から発電表示状態に移行する条件としては、前記実施形態のものに限らず、発電装置４０の特性などを考慮して適宜設定すればよい。
例えば、持続時間表示状態において、所定の充電電流（例えばＩ４）を検出した場合に、即座に発電表示状態に移行してもよい。この場合、前記実施形態に比べて、表示の切替をすばやく実行できる。前記実施形態では、発電装置４０が自動巻きおよび手巻きの両方で発電可能になっており、手巻き発電のみを検出するために、手巻き発電の特性に基づいて条件を設定していたが、自動巻き発電装置のみが設けられている場合には、手巻き発電を考慮した移行条件を設定する必要がないため、単純に充電電流が所定の閾値（例えばＩ４）以上になったかのみで移行すればよい。

また、一定時間内に所定の発電がある状態が所定時間以上継続したら、持続時間表示から発電表示状態に移行するように設定してもよい。例えば、Ｉ２以上の充電電流を１秒間に３回以上検出し、この検出状態が５秒以上継続した場合などに移行すればよい。
このような移行条件は、ソーラー発電や外部交流磁界による発電等、一定の発電量が長時間継続する発電装置を用いている場合に有効である。

さらに、１回の発電で所定の発電量（例えばＱ１）があることが所定時間以内（例えば１秒以内）に所定回数（例えば２回）あった場合に、持続時間表示から発電表示状態に移行するように設定してもよい。
このような移行条件であれば、手巻き発電のように、所定時間内に一定回数の発電が行われる場合に発電表示状態に移行しやすく、自動巻き発電のように、不定期に発電が行われる場合には発電表示状態に移行し難くできる。このため、自動巻き発電と手巻き発電を併用する場合、使用者にとって意図せずに発電が行われるために、発電状態の確認が困難な自動巻きでは発電量表示状態に入りにくく、使用者が意図して行う手巻きのときのみ発電量表示状態に移行しやすくなり、無駄な発電量表示処理を不要にできて発電量表示のための消費電力を低減できる。

また、外部操作部材、例えば、電子時計１に設けられたプッシュボタンなどを操作することによって発電量表示状態への移行を、使用者の手動操作で行うように設定してもよい。
手動操作で表示を切り替えれば、使用者が発電表示状態を確認したい場合のみ、その表示状態に移行でき、使用者の意思で確実に表示を切り替えられると共に、不要な発電量表示を無くすことができて省電力化を図ることもできる。

なお、りゅうず３の回転を検出するスイッチを設け、このスイッチでりゅうず３の回転を検出した場合に発電量表示状態に移行するように設定してもよい。この場合も、使用者がりゅうず３を回転するという手動操作で表示を切り替えるために、使用者の意思で確実に表示を切り替えられると共に、不要な発電量表示を無くすことができて省電力化を図ることもできる。
その上、りゅうず３の回転による手巻き発電が設けられている場合には、その手巻き発電を行うりゅうず３の回転操作自体で表示も切り替えるので、表示切替を確実に行うことができ、手巻き発電時の状態を確実に表示できる。すなわち、前記実施形態のように、充電電流の大きさや、時間などに基づいて表示を切り替える場合には、使用者のりゅうず３の巻き方によっては表示を切り替えることができず、表示切替はりゅうず３の巻き方に依存してしまうことになる。これに対し、りゅうず３の回転を検出するスイッチを設ければ、りゅうず３の巻き方には依存せず、回転されたことが検出されれば確実に表示を切り替えることができる。
さらに、自動巻き発電と手巻き発電を併用する場合、使用者にとって意図せずに発電が行われるために、発電状態の確認が困難な自動巻きでは発電量表示状態に入りにくく、使用者が意図して行う手巻きのときのみ発電量表示状態に確実に移行するため、無駄な発電量表示処理を不要にできて発電量表示のための消費電力を低減できる。

また、前記実施形態では、発電量表示状態から持続時間表示状態に戻る条件として、充電電流がＩ２以下の状態が所定時間ｔ２以上継続した場合としていたが、充電電流の検出結果に関係なく、持続時間表示から発電量表示状態に切り替わってから、所定時間経過した場合に持続時間表示に戻るように設定してもよい。
このように設定すれば、経過時間のみで持続時間表示への復帰を制御できるので、制御回路構成が簡単になる。また、使用者は、発電が行われて発電量表示状態に切り替わった際に発電状態を確認でき、その後、所定時間経過すれば自動的に持続時間表示に切り替わるため、持続時間の確認も容易に行うことができる。すなわち、発電状態の表示から持続時間の表示に自動的に切り替わるため、発電状態表示になった後は、使用者は何ら操作することなく、発電状態と持続時間とを確認でき、利便性を向上できる。

発電状態表示手段としては、表示針３１が一定角度範囲のみで移動可能なものに限らず、表示針３１が１回転（３６０度）回転可能に設けられたものを用いてもよい。
但し、前記実施形態の表示針３１のように、一定角度範囲で移動するほうが、時計１の文字板部分に副針として組み込んだ際に、指針のサイズを大きくでき、視認性を向上できる。

発電装置４０としては、前記実施形態のような手巻き発電装置や自動巻き発電装置の他に、外部交流磁界による発電装置、ソーラー発電装置、温度差発電装置等の各種の発電装置が利用できる。また、電子時計１には、前記各種の発電装置を１種類組み込んでもよいし、前記実施形態のように、複数種類の発電装置を組み合わせてもよい。
また、本発明は、腕時計に限らず、発電機能を備えていれば、懐中時計、置時計、掛け時計などの他の時計にも適用できる。
要するに、本発明は、発電機能を有し、かつ、時刻を指示する指針とは別に設けられた副表示針を備え、この副表示針で持続時間や発電量を表示できる多針式の電子時計に広く利用できる。

本実施形態における発電機能付き電子時計の構成を示すブロック図。 前記実施形態における電子時計の回路ブロック図。 前記実施形態における電子時計の文字板部分を示す図。 前記実施形態における発電手段および発電状態表示手段の構成を示す図。 前記実施形態における整流手段および電流検出手段の構成を示す回路図。 前記実施形態における発電状態、積算値およびモータ駆動パルスを示すタイミングチャート。 前記実施形態における発電状態表示処理を示すフローチャート。 図７の発電量表示処理を示すフローチャート。 図７の発電量表示処理を示すフローチャート。 表示針の動作を説明する動作説明図。 変形例における整流手段および電流検出手段の構成を示す回路図。

符号の説明

１…発電機能付き電子時計、２…回転錘、３…りゅうず、４…発電手段、５…整流手段、６…電流検出手段、７…二次電池、８…積分手段、９…発電表示制御手段、１０…発電表示用モータ駆動手段、１１…発電表示用モータ、１４…時刻表示制御手段、１５…時刻表示用モータ駆動手段、１６…時刻表示用モータ、２０…時刻表示用指針、３１…指針である表示針、３２…発電表示用目盛板、４０…発電装置、６２…ピーク検出回路、６３…比較回路、６４…コンデンサ。

Claims (15)

1. 発電手段と、
   前記発電手段で発電された電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、
   前記蓄電手段に蓄積された前記電気エネルギで駆動される計時制御手段と、
   前記計時制御手段によって制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、
   前記発電手段の発電状態を検出する発電検出手段と、
   指針および該指針を正逆両方向に駆動するアクチュエータを備えるとともに、前記発電検出手段から出力される検出結果信号に基づいて発電状態を表示する発電状態表示手段と、
   を備えた発電機能付き電子時計であって、
   前記発電状態表示手段は、
   前記発電検出手段からの検出結果信号に基づいて、検出した発電電流が予め設定された閾値以上であるか否かを判定する発電レベル判定部と、
   前記発電レベル判定部において、前記発電電流が閾値以上であると判定された場合には、前記アクチュエータを、前記指針が第１目標位置に向かう方向に駆動し、前記発電電流が閾値未満であると判定された場合には、前記指針が第２目標位置に向かう方向に駆動する駆動制御部と、
   を備え、
   前記第２目標位置は、前記発電検出手段で検出された発電電流の積算値に応じて、その位置が第１目標位置側に変更される
   ことを特徴とする発電機能付き電子時計。
2. 請求項１に記載の発電機能付き電子時計において、
   前記閾値は複数設けられ、
   前記第１目標位置および第２目標位置は、前記発電検出手段で検出されて前記各閾値と比較することで求められる発電電流の大きさに応じて変更されることを特徴とする発電機能付き電子時計。
3. 請求項１または請求項２に記載の発電機能付き電子時計において、
   前記駆動制御部は、前記発電レベル判定部において、前回の判定と異なる判定結果となった場合には、その時点で前回の判定による駆動を中断し、今回の判定結果に基づく新しい目標位置に対して指針を移動させることを特徴とする発電機能付き電子時計。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
   前記駆動制御部は、前記発電検出手段からの検出結果信号を複数個積算した積算値、または、複数個の検出結果信号の平均値に基づいて設定される表示位置に前記指針を移動することを特徴とする発電機能付き電子時計。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
   前記駆動制御部は、指針を移動する速度を、その移動方向によって切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
   前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記発電手段において発電が行われている際に、前記発電状態の表示に切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
7. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
   前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記発電検出手段において所定の発電量を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
8. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
   前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、一定時間内に所定の発電量の発電がある状態が所定時間以上継続した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
9. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
   前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、１回の発電で所定の発電量があることが所定時間以内に所定回数あった場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
10. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
    前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、１回の発電で所定の発電量があり、その後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
11. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
    外部操作部材を備え、
    前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記外部操作部材の所定操作を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
12. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
    外部操作部材と、この外部操作部材の操作を検出するスイッチを備え、
    前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針を他の情報表示に利用し、前記スイッチによって操作部材の操作を検出した場合に、前記指針を発電状態の表示に切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
13. 請求項６から請求項１２のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
    前記発電状態表示手段は、通常は、前記指針によって時計の持続時間を表示することを特徴とする発電機能付き電子時計。
14. 請求項６から請求項１３のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
    前記発電状態表示手段は、発電状態の表示を行っている際に、一定時間以上でかつ所定値以上の発電が無かった場合には、通常の表示状態に復帰することを特徴とする発電機能付き電子時計。
15. 請求項６から請求項１３のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
    前記発電状態表示手段は、発電状態の表示に切り替わってから、一定時間経過後に通常の表示状態に復帰することを特徴とする発電機能付き電子時計。

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