JP5178516B2 - 電子機器 - Google Patents

Description

本発明は、電池を電源とする電子機器に関し、詳しくは、負荷駆動後の電池の回復を速やかに検出して負荷駆動の高速化を実現する電子機器に関する。

従来、電子腕時計や携帯電話等、電池を電源とする携帯型の電子機器が数多く製品化されている。これらの電子機器には、それぞれの機能を実現するためにモータ、ブザー、照明装置等の大きな消費電力を必要とする強負荷が搭載されている。これらの強負荷は電源としての電池によって駆動される。このような携帯型電子機器の電源として用いられる電池の大部分は二次電池である。近年、リチウムイオン電池など、小型でありながらも大容量な高性能二次電池が開発されている。
しかし、携帯型電子機器は、ますます高性能化及び多機能化されており、搭載される負荷の数も増加している。また、携帯型電子機器は、携帯性やデザイン性が重要視されている。例えば電子腕時計などは、ますます薄型化や軽量化が進んでいる。この結果、搭載できる電池も小型薄型化が強いられ、駆動する負荷の増加に対して、電池容量の減少や電池の出力インピーダンスの悪化を招いている。このため、携帯型電子機器の電源設計は、ますます余裕の無いものとなり、電源としての電池と負荷駆動を更に適切に制御する電源システムが必要となってきている。
このような背景から、電池を電源とする電子機器で、負荷駆動後の電池の回復状態を判定する電圧判定手段を備えた電子機器が知られている。（例えば、特許文献１参照）。
以下、特許文献１に記載される従来の電圧判定方法について説明する。図１４は、特許文献１に開示されている電圧判定手段を備えたページング受信機の構成を示すブロック図であり、図１５はページング受信機に搭載される電池の特性図である。
ページング受信機５０は、従来の電圧判定手段を備えた電子機器であり、個別呼び出し信号を受信して受信情報を表示する機能を有している。受信処理部５１は、アンテナＡＮＴを介して受信される無線信号を復調検波する。ＩＤ−ＲＯＭ５２は不揮発性メモリから構成され、ページング受信機５０のアドレスデータ等を記憶する。信号処理部５３は、受信処理部５１を間欠駆動する。
制御部５４は、ＣＰＵ等から構成され、ＲＯＭ５５に記憶される制御プログラムに基づきページング受信機５０の各部を制御して着信処理や電圧判定処理を実行する。ＲＡＭ５６は、制御部５４のワークエリアとして使用され、各種レジスタ・フラグデータを記憶する。電圧測定回路５７は、電池６３の電圧を測定し、電池６３の電圧Ｖｄが電圧Ｖ１２（後述する）を下回った場合に検出信号Ｓｄ、電圧Ｖ１１（後述する）を上回った場合に検出信号Ｓｕを発生する。
表示ドライバ５８は、ＬＣＤパネル等から構成される表示部５９に、制御部５４から供給される表示データを表示する。キー入力部６０は、各種キースイッチ（例えば、電源スイッチやリセットキー）から構成され、各キースイッチの操作に応じたスイッチ信号を発生する。ドライバ６１は、制御部５４から供給される報知駆動信号に応じて着信報知音を鳴音するスピーカ７１、着信振動を発生するバイブレータ７２及び着信報知点灯するＬＥＤ７３をそれぞれ駆動する。昇圧回路６２は、ＤＣ／ＤＣコンバータから構成され、強負荷動作時に電池６３の電圧を昇圧して出力する。なお、強負荷動作とは、着信時にドライバ６１がスピーカ７１、バイブレータ７２及びＬＥＤ７３のいずれかを駆動する動作などを指す。
次に図１４、図１５に基づいて、ページング受信機５０の電圧判定の動作を説明する。
まず、キー入力部６０の電源スイッチがオン操作されると、制御部５４は初期設定を実行して間欠受信モードに入り、着信待ち状態となる。ここで受信電波を検出して着信状態になると、検出した受信電波のアドレスデータとＩＤ−ＲＯＭ５２に登録されるアドレスデータとを比較照合する。両アドレスが一致した場合は受信データを受信バッファに取り込む信号取込処理を実行する。そして、この信号取込処理により個別呼出しである旨が認識されると、制御部５４はドライバ６１に報知駆動信号を供給してスピーカ７１、バイブレータ７２又はＬＥＤ７３のいずれかを駆動する呼出報知が行われる。
こうして、スピーカ７１、バイブレータ７２又はＬＥＤ７３のいずれかを駆動する強負荷動作が行われた場合、電池６３の電圧Ｖｄは、図１５に図示する通り、強負荷動作開始時点ｔ１０１から降下し始める。強負荷駆動が停止する時点ｔ１０２での電池電圧Ｖｄは、電圧Ｖ１２に低下する。強負荷駆動が停止した時点ｔ１０２で、制御部５４に内蔵されるタイマをスタートする。所定の期間が経過した電圧判定時点ｔ１０３で、電圧測定回路５７は、電池電圧Ｖｄを測定する。
電池電圧Ｖｄは、強負荷駆動停止時点ｔ１０２から徐々に回復して上昇する。電圧判定時点ｔ１０３で、電池電圧Ｖｄが電圧Ｖ１１を超えていれば（電池特性ＢＴ１）、再び、着信待ち状態となって動作を継続する。また、電圧判定時点ｔ１０３で、電池電圧Ｖｄが電圧Ｖ１１を超えていなければ（電池特性ＢＴ２）、電池６３は、負荷を駆動できないと判定される。そして、表示部５９に「低電圧状態です。電池交換して下さい」等のメッセージが表示され、ユーザに電池交換又は充電動作を促すと共に、受信処理部５１を停止する。
このように、特許文献１で開示されている電圧判定手段を搭載する従来の電子機器は、強負荷動作の停止後であって、所定時間経過した時点で電圧回復状態をチェックする。したがって、一時的な電圧降下が生じただけで電池容量が少ないと判断し、即座に動作を停止させたり、電池交換を促したりする問題をある程度回避することができる。
特許文献１で開示されている従来の電圧判定手段を搭載する電子機器は、強負荷動作停止後に所定時間（電圧回復期間）が経過した後に電圧判定を行っている。したがって、例えば、電池が満充電に近い状態では、強負荷動作停止後に電池は短時間で回復するので、電池の回復判定に時間的なロスが生じる。このため、負荷駆動を繰り返したり、複数の負荷を順次連続して駆動したりする場合、負荷駆動の高速動作を行うことができないという大きな問題がある。
また、強負荷動作停止後の電池の回復特性は、周囲温度や負荷の駆動条件等で大きく変動するので、従来の所定時間（電圧回復期間）経過後に１回だけ行われる電圧測定による判定方法では、電池の回復状態を正確に把握することは困難である。このような判定方法では、電池の回復状態の検出精度の悪さを補うために検出マージンを大きくする必要が生じる。しかしながら、検出マージンを大きくすると、電圧回復期間を長く設定しなければならず、ますます負荷の高速動作が困難となり、応答性に優れた電子機器を実現することができない。このような従来の電源システムを小型化薄型化が求められている携帯型電子機器に適用しようとすると、電源に余裕が無いので動作が不安定となり、信頼性の高い製品を実現することは極めて難しい。
また、電池で駆動される駆動源（モータ）を備え、電池の残容量を検出する残容量検出回路を具備した電池式電動工具が知られている（特許文献２参照）。この様な電池の残容量検出回路では、駆動源への通電オフから所定時間経過後における、電池電圧の時間的変化率が所定値を越えるか否かで電池の残容量を把握する。したがって、特許文献２に示す電池式電動工具では、駆動源の状態（負荷状態の大小など）による影響を少なくして、電池の残容量を比較的精度良く検出することができる。
特許文献２で開示されている電子機器は、駆動源への通電オフから所定時間経過後の電池電圧の時間的変化率によって電池の残容量を把握するものである。しかしながら、特許文献２で開示されている電子機器は、特許文献１の場合と同じく、例えば、電池が満充電に近い状態で駆動源への通電オフから短時間で電池が回復する場合は、電池の回復判定に時間的なロスが生じてしまう。したがって、特許文献２で開示されている電子機器においても、モータ等の駆動源の動作を繰り返し高速に行うことができないという特許文献１と同様の問題がある。
特開２０００−１５６７２２号公報（第４頁、第１図） 特開２００３−２５２５２号公報（第６頁、第２図）

本発明の目的は、上記の問題を解決することを可能とする電子機器を提供することである。
また、本発明の目的は、負荷駆動後の電池の回復状態を短時間で把握して、負荷の連続駆動を早めることを可能とする電子機器を提供することである。
さらに、本発明の目的は、小容量の電池での駆動が可能な小型で信頼性に優れた電子機器を提供することである。
本発明に係る電子機器は、電源と、負荷と、負荷を電源によって駆動する負荷駆動手段と、負荷の駆動停止後に電源の物理量を所定の時間間隔で測定して電源回復情報を出力する電源状態検出手段と、電源状態検出手段からの電源回復情報に基づいて負荷駆動手段に前記負荷の駆動指示を行う制御手段を有することを特徴とする。このような構成によって、負荷駆動停止後の電池の回復を短時間で把握できる。したがって、本発明に係る電子機器では、次の負荷駆動のタイミングを電池の回復状態に応じて早めることができ、負荷の連続駆動を高速化することができ、及び小容量の電池による信頼性の高い駆動を行うことができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、電源状態検出手段は電源の物理量と基準値とを所定の時間間隔で比較し、電源の物理量が基準値を超えた場合には電源が負荷を駆動出来るまでに回復したと判定して電源回復情報を出力し、負荷駆動手段は制御手段からの駆動指示によって再び負荷を駆動する、ことが好ましい。電源の物理量と基準値を所定の時間間隔で比較することによって電源の回復状態を把握するので、電源の回復状態の検出を正確に且つ高速に行うことができ、負荷の高速駆動を実現することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、電源状態検出手段が測定する所定の時間間隔は、電源が負荷を駆動出来るまでに回復する回復時間より短い間隔である、ことが好ましい。このような構成によって、負荷駆動停止後の電源の回復状態をきめ細かく正確に測定できるので、負荷の高速駆動及び信頼性の高い負荷駆動を実現することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、制御手段は、電源の回復状態に応じて電源状態検出手段が測定する所定の時間間隔及び／又は基準値を可変する、ことが好ましい。このような構成によって、電源の回復が早い状態では測定の時間間隔を短くし、電源の回復が遅い状態では測定の時間間隔を長くすることによって、電源の測定時間間隔を適切に設定できるので、不必要な測定動作による無駄な消費電力を削減し、電子機器の電池寿命を延ばすことが可能となる。
さらに、本発明に係る電子機器では、制御手段は、所定の時間間隔を、測定開始時と測定終了時とで異ならせる、ことが好ましい。このような構成によって、電源の回復状態に応じて測定の時間間隔を適切に調整できるので、精度の高い測定ができると共に、不必要な測定動作による無駄な消費電力を削減し、電子機器の電池寿命を延ばすことが可能となる。
さらに、本発明に係る電子機器では、制御手段は、電源の回復状態に応じて電源状態検出手段による検出頻度を可変する、ことが好ましい。このような構成によって、電源の回復状態に応じて負荷駆動停止後における電源の検出頻度を可変するので、電源の回復状態に応じて負荷の連続駆動を継続することができ、負荷の高速駆動を実現することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、制御手段は、所定の測定回数だけ測定が行われた場合又は測定開始から所定の経過時間が経過した場合であっても、電源が負荷を駆動出来るまでに回復しないと判定した場合、電源が回復することを優先する電源回復モードに電子機器を移行させる、ことが好ましい。このような構成によって、電源の容量が減少して負荷を駆動出来なくなった場合、電源回復モードに移行することによって電源の回復を優先し、また、軽い負荷駆動に切り替えて電源の過放電を防止することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、負荷は異なる駆動条件を有し、制御手段は負荷の駆動条件に応じて所定の時間間隔、所定の測定回数、所定の経過時間、及び基準値の何れか又は全てを可変する、ことが好ましい。駆動条件の異なる負荷に対して、負荷の駆動停止後の電源の回復を適切に測定して評価できるので、負荷に対する駆動のタイミングを電源の回復状態に応じて早めることが可能となる。したがって、このような構成によって、駆動条件の異なる負荷に対応した高速駆動が実現できる。
さらに、本発明に係る電子機器では、所定の時間間隔、基準値、所定の測定回数、又は所定の経過時間を含む過去の検出条件を記憶する記憶手段を更に有する、ことが好ましい。このような構成によって、電源状態検出手段の検出条件を記憶し、その記憶内容を読み出すことによって、次の負荷駆動に対する駆動指示や電源の回復を検出する検出条件の決定を適切に実行することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、制御手段は、記憶手段に記憶された過去の検出条件に基づいて、所定の時間間隔、基準値、負荷の駆動停止から電源の物理量を測定するまでの測定開始時間の何れか又は全てを可変する、ことが好ましい。記憶手段から検出情報を読み出すことによって、常に最新の電源の回復状態を把握し且つ次の負荷駆動に対する検出条件を電源の回復状態に応じて可変することにより、電源の回復状態の検出精度を向上させ且つ測定動作のロスを少なくすることができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、負荷は間欠駆動をするように構成され、制御手段は記憶手段に記憶された過去の検出条件に基づいて負荷の間欠駆動の間隔を調整するように負荷駆動手段に駆動指示を行う、ことが好ましい。
さらに、本発明に係る電子機器では、所定の時間間隔、基準値、所定の測定回数、又は所定の経過時間に関する過去の検出条件を記憶する記憶手段を更に有し、制御手段は記憶手段に記憶された過去の検出条件に基づいて電源状態検出手段による検出頻度を可変する、ことが好ましい。記憶手段から検出情報を読み出すことによって、常に最新の電源の回復状況を把握し且つこの情報に基づいて負荷駆動停止後の電源の回復を検出する検出頻度を可変することにより、電源の回復状態に応じて負荷の連続駆動を継続でき且つ負荷の高速駆動を実現することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、電子機器は複数の負荷を有し、負荷駆動手段は複数の負荷を個別に駆動し、電源状態検出手段は複数の負荷の駆動停止後に電源の物理量を複数の負荷に対して所定の時間間隔で測定して複数の負荷に対応する電源回復情報を出力し、制御手段は電源状態検出手段からの電源回復情報に基づいて負荷駆動手段に複数の負荷に対する駆動指示を個別に行う、ことが好ましい。このような構成によって、複数の負荷の駆動停止後の電源の回復状態を短時間でそれぞれ把握できるので、次の負荷駆動のタイミングを電源の回復状態に応じて早めることが可能となり、複数の負荷に対しても高速駆動を実現することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、複数の負荷はそれぞれ異なる特性を有し、制御手段は複数の負荷に対して所定の時間間隔、所定の測定回数、所定の経過時間、及び基準値の何れか又は全てを個別に設定する、ことが好ましい。特性の異なる複数の負荷に対して、それぞれの負荷の駆動停止後の電源の回復状態を適切に測定して評価できるので、それぞれの負荷に対する駆動のタイミングを電源の回復状態に応じて早めることが可能となり、異なる特性を有する複数の負荷に対しても高速駆動を実現することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、複数の負荷はそれぞれ異なる駆動条件を有し、制御手段は駆動条件に応じて所定の時間間隔、所定の測定回数、所定の経過時間、及び基準値の何れか又は全てを個別に設定する、ことが好ましい。駆動条件の異なる負荷に対して、それぞれの負荷の駆動停止後の電源の回復状態を適切に測定して評価できるので、それぞれの負荷に対する駆動のタイミングを電源の回復状態に応じて早めることが可能となり、駆動条件の異なる複数の負荷に対しても高速駆動を実現することができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、複数の負荷に対応して、所定の時間間隔、基準値、所定の測定回数、又は所定の経過時間を含む過去の検出条件を記憶する記憶手段を更に有し、制御手段は、記憶手段に記憶された過去の検出条件に基づいて、複数の負荷に対応して所定の時間間隔、複数の負荷の駆動停止から電源の物理量を測定するまでの測定開始時間、基準値、所定の測定回数、所定の経過時間、及び電源状態検出手段の検出頻度の何れか又は全てを可変する、ことが好ましい。記憶手段から検出情報を読み出すことによって、複数の負荷に対応する最新の電源の回復状態を把握し、検出情報を複数の負荷で共有化できるので、検出情報に基づいてそれぞれの負荷駆動に対する検出条件や検出頻度を適切に可変することが可能となる。したがって、小容量の電池による駆動であっても複数の負荷に対応した高速駆動を実現し、消費電力のロスを少なくすることができる。
さらに、本発明に係る電子機器では、電源は電池であり、電源状態検出手段が測定する電源の物理量は電池の電池電圧であり、基準値は基準電圧である、ことが好ましい。
さらに、本発明に係る電子機器では、負荷は、モータ、バイブレータ、音響装置、照明装置、表示装置、通信装置、撮像装置、センサの何れかである、ことが好ましい。
本発明によれば、搭載される負荷の駆動停止後の電池の回復状態を短時間で把握できるので、次の負荷駆動のタイミングを電池の回復状態に応じて早めることが可能となった。
また、本発明によれば、負荷の連続駆動を高速化することが可能となった。
さらに、本発明によれば、小容量の電池によって、信頼性の高い負荷の駆動を行うことが可能となった。
さらに、電池の周囲温度の影響を検出するために温度センサを搭載して温度を測定し、電池の回復状態の検出精度を高める手法を採用せずに、信頼性の高い負荷の駆動を行うことが可能となった。なお、温度センサ等の搭載はシステムの増大や消費電力の増加に繋がり得策ではない。

図１は、本発明に係る電子機器としての電子時計の概略構成を示すブロック図である。
図２は、電子時計の基本動作を説明するフローチャートである。
図３は、電子時計の満充電状態における負荷駆動動作を説明するタイミングチャートである。
図４は、電子時計の中程度の充電状態における負荷駆動動作を説明するタイミングチャートである。
図５は、電子時計の充電不足状態における負荷駆動動作を説明するタイミングチャートである。
図６は、電子時計の電池電圧を測定する時間間隔の違いを説明するタイミングチャートである。
図７は、電子時計の電池電圧の検出頻度の違いを説明するタイミングチャートである。
図８は、電子時計の負荷の駆動条件の違いによる電池電圧を測定する時間間隔の変化を説明するタイミングチャートである。
図９は、本発明に係る電子機器としての多機能型電子時計の概略構成を示すブロック図である。
図１０は、多機能型電子時計の複数の負荷の駆動動作を説明するフローチャートである。
図１１は、多機能型電子時計の複数の負荷の駆動動作を説明するタイミングチャートである。
図１２は、多機能型電子時計の複数の負荷の特性が異なる場合の駆動動作を説明するフローチャートである。
図１３は、多機能型電子時計の複数の負荷の特性が異なる場合の駆動動作を説明するタイミングチャートである。
図１４は、従来の電圧判定手段を備えたページング受信機の概略構成を示すブロック図である。
図１５は、従来のページング受信機に搭載される電池の特性図である。

以下図面により本発明の実施の形態を詳述する。
図１は、本発明の実施例１に係る電子機器としての電子時計の概略構成を示す図である。
図１に示す電子時計１は、表示部の時分秒針を一つのモータにより駆動する。図１において、発振回路３は、基準信号源としての水晶振動子２を発振させ、基準クロックＰ１を出力する。分周回路４は、基準クロックＰ１を入力として、１Ｈｚの秒信号Ｐ２を出力する。
電源としての電池５は、小型の二次電池で構成されるが、リチウムイオン電池であることが好ましい。なお電池５を構成する電池の種類は、リチウム電池に限定されない。電池５のプラス端子５ａの電圧は電池電圧Ｖｂｔであり、マイナス端子５ｂの電圧はゼロ電圧Ｖｚである。太陽電池６のプラス端子６ａの電圧はソーラー電圧Ｖｓｏであり、マイナス端子６ｂは電池５のマイナス端子５ｂと接続される。充電制御回路７は、入力された太陽電池６のソーラー電圧Ｖｓｏに基づいて、電池５のプラス端子５ａに充電電圧Ｖ１を出力する。これにより、電池５の出力である電池電圧Ｖｂｔと充電電圧Ｖ１は同一電位となる。
電源状態検出手段としての電池状態検出回路１０は、タイマ１１、分割回路１２、基準電圧発生回路１３、比較回路１４などによって構成される。分割回路１２は、電池５のプラス端子５ａとマイナス端子５ｂと接続され、電池電圧Ｖｂｔとゼロ電圧Ｖｚの電位差（すなわち、電池５の起電力）を所定の比率で分割した電池分割電圧Ｖ２を出力する。基準電圧発生回路１３は、Ｄ／Ａ変換回路によって構成され、所定の基準電圧Ｖ３を出力する。比較回路１４は、アナログコンパレータによって構成され、タイマ１１からのタイマ信号Ｐ３が発生する毎に、電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較して、電源回復情報としての電池回復信号Ｐ４を出力する。
尚、本実施例において電池状態検出回路１０は主にアナログ回路で構成されている。しかしながら、これに限定されず、電池５の電池電圧Ｖｂｔをデジタル信号にＡ／Ｄ変換し、デジタル信号を基準値と比較する等のデジタル処理によって電池回復信号Ｐ４を出力するように構成しても良い。
電子時計１の全体を制御する制御手段としての制御回路２０は、内蔵するＲＯＭ（図示せず）に記憶されたファームウエアによって動作する。制御回路２０は、分周回路４から入力される秒信号Ｐ２に基づいてモータ制御信号Ｐ５を生成して出力する。また、制御回路２０は、電池状態検出回路１０から入力された電池回復信号Ｐ４に基づいて電池検出制御信号Ｐ６を生成し、電池検出制御信号Ｐ６を電池状態検出回路１０に出力する。
負荷駆動手段としての負荷駆動回路３０は、入力されたモータ制御信号Ｐ５に基づいてモータ駆動信号Ｐ７を生成し出力する。ステッピングモータ３１（以下、「モータ」と略す）は、モータ駆動信号Ｐ７によって駆動され、表示部３２の秒針、分針、時針を駆動する。
電池５からの電池電圧Ｖｂｔは、図示されるように、発振回路３、分周回路４、制御回路２０、負荷駆動回路３０、及び、電池状態検出回路１０にそれぞれ供給され、各回路の電源として用いられる。また、電池５のゼロ電圧Ｖｚも各回路に接続されるが図示は省略している。尚、電子時計１を構成する各回路は、ワンチップのマイクロコンピュータによって構成されることが好ましいが、回路形態はワンチップのマイクロコンピュータに限定されるものではない。
次に、図１に示す電子時計１の動作を説明する。
まず、電子時計１の時計機能動作の概略を説明する。図１において、太陽電池６に外部から光が照射されると、太陽電池６は発電して起電力が発生し、ソーラー電圧Ｖｓｏとして充電制御回路７に供給される。充電制御回路７は、ソーラー電圧Ｖｓｏの供給を受けて充電電圧Ｖ１を出力し、電池５の充電を開始する。電池５が充電されて電池電圧Ｖｂｔが規定の電圧に達すると、発振回路３は動作を開始して水晶振動子２を駆動し基準クロックＰ１が出力される。
分周回路４は、入力された基準クロックＰ１を分周し、タイミング信号Ｐ２を制御回路２０、負荷駆動回路３０及び電池状態検出回路１０に出力する。タイミング信号Ｐ２は、供給される各回路の動作に必要な信号、例えば、１Ｈｚの信号等を含んでいる。制御回路２０は、入力されたタイミング信号Ｐ２に同期したモータ制御信号Ｐ５を出力する。
負荷駆動回路３０は、入力されたタイミング信号Ｐ２及びモータ制御信号Ｐ５に基づいてモータ駆動信号Ｐ７を出力してモータ３１を駆動し、表示部３２の秒針を１秒運針する。尚、モータ３１を駆動するモータ駆動信号Ｐ７は、電子時計１の消費電流の中で最も大きな電流である。このため、モータ駆動信号Ｐ７が出力されるごとに電池５から負荷駆動回路３０に大電流が供給され、電池５の電池電圧Ｖｂｔは一時的に低下する。
電池状態検出回路１０は、このモータ３１の駆動による電池電圧Ｖｂｔの変動を検出し、電池５の回復状態を把握する機能を有している。以下、電池状態検出回路１０の動作の概略を説明する。
電池状態検出回路１０のタイマ１１は、制御回路２０からの電池検出制御信号Ｐ６が出力される毎に、所定のタイマ値に設定され、タイミング信号Ｐ２に基づいてカウントを開始する。タイマ１１のカウント値が零になるとタイマ信号Ｐ３が出力される。尚、タイマ１１は、タイミング信号Ｐ２を受信する代りに、内部に信号源を有していても良い。
比較回路１４は、このタイマ信号Ｐ３に同期して電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較し、電池分割電圧Ｖ２が基準電圧Ｖ３を超えている場合は、電源回復情報としての電池回復信号Ｐ４を出力する。尚、比較回路１４は、タイマ１１からのタイマ信号Ｐ３によって、間欠的に電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較するが、分割回路１２と基準電圧発生回路１３もタイマ信号Ｐ３によって間欠的に動作するように構成しても良い。分割回路１２と基準電圧発生回路１３を間欠的に動作すれば、電池状態検出回路１０を低消費電力で動作させることができ、好ましい。
ここで、電池分割電圧Ｖ２は、電池電圧Ｖｂｔに対して正確に比例分割された電圧であるので、比較回路１４の動作は、電池電圧Ｖｂｔと基準電圧Ｖ３を比較するのと等価である。基準電圧Ｖ３は、電池分割電圧Ｖ２が基準電圧Ｖ３を超えた場合に、電池５が負荷としてのモータ３１を駆動できるまでに回復したと判断できる電圧値に設定される。すなわち、比較回路１４から電池回復信号Ｐ４が出力されるならば、電池５はモータ３１を駆動できるまでに回復したことを示している。したがって、制御回路２０は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、電池５がモータ３１を駆動できるまでに回復したと認識し、次のモータ駆動を実行する。尚、基準電圧Ｖ３は制御回路２０からの電池検出制御信号Ｐ６によって任意に可変できるように構成されている。
電子時計１が時刻合わせなどの動作でモータ３１を連続的に早送りする時などの、強負荷駆動が連続的に行われる場合には、電池５の回復状態を正確に把握しなければならない。そうしないと、電池５が過放電状態になって電池電圧Ｖｂｔが異常に低下し、電子時計１の動作が停止するおそれがある。このように、モータ３１を早送りするなどの強負荷駆動における電池５の状態検出を適切に行い、安全、且つ、電池５の回復状態に応じて高速に、負荷駆動を実現することが本発明の重要なポイントである。
図２は、電子時計の基本動作を説明するフローチャートである。
モータ３１の早送り駆動における電池状態検出動作の一例を図２のフローチャートに基づいて詳細に説明する。
最初に、電子時計１を例えば時刻合わせを行うために時刻修正モードに移行して、モータ３１を早送りする（ステップＳＴ１）。この早送り駆動は、通常、１回の早送り駆動でモータ駆動信号Ｐ７を６０発出力し、秒針を１回転、すなわち、１分間進める動作を行う。
次に、電子時計１の制御回路２０は、１回の早送り駆動（１分間早送り）が終了したか否か、すなわち、モータ３１が停止したか否かを判定する（ステップＳＴ２）。ここで、否定判定であれば、モータ３１が停止するまで待ち、肯定判定（モータ３１は停止）であれば、次のステップに進む。
次に、電子時計１の制御回路２０は、時刻合わせが終了したかを判定する（ステップＳＴ３）。肯定判定であれば、モータ３１の早送り駆動を停止して時刻修正モードを終了し、否定判定（終了せず）であれば次のステップに進む。
次に、電子時計１の制御回路２０は、電池検出制御信号Ｐ６を出力して電池情報検出回路１０のタイマ１１に所定の値（電池電圧を測定する時間間隔）をセットし、タイマ１１のカウントダウンをスタートする（ステップＳＴ４）。
次に、電子時計１の電池状態検出回路１０は、タイマ１１のカウント値が零になるまで待機し、カウント値が零（すなわち、タイムアップ）になった時点でタイマ信号Ｐ３を出力する（ステップＳＴ５）。
次に、電子時計１の電池状態検出回路１０の比較回路１４は、入力されたタイマ信号Ｐ３に応答して、電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較する（ステップＳＴ６）。すなわち、比較回路１４は、タイマ１１がタイムアップしてタイマ信号Ｐ３が出力される毎に、電池電圧Ｖｂｔを分割した電池分割電圧Ｖ２の大きさの比較判定を行う。
次に、電子時計１の制御回路２０は、電池状態検出回路１０から電池回復信号Ｐ４が出力されたか否か（すなわち、電池５がモータ３１を駆動できるまでに回復したか否か）を判定する（ステップＳＴ７）。肯定判定であれば、ステップＳＴ１に戻り、モータ３１の早送り駆動が継続され、ステップＳＴ１〜ＳＴ７が繰り返される。否定判定（回復せず）であれば、次のステップに進む。
次に、電子時計１の制御回路２０は、ステップＳＴ７が否定判定であれば、内部の測定カウンタ（図示せず）を１カウントアップする（ステップＳＴ８）。
次に、電子時計１の制御回路２０は、測定カウンタが所定の値（すなわち、所定の測定回数）になったかを判定する（ステップＳＴ９）。否定判定であれば、すなわち、まだ、所定の測定回数に達していなければ、電池電圧Ｖｂｔの測定を継続するためにステップＳＴ４に戻り、ステップＳＴ４〜ＳＴ９までを所定の測定回数に達するまで繰り返す。
ステップＳＴ９が肯定判定であれば、制御回路２０は、電池５は所定の測定回数が経過しても次の早送り駆動が実行できるまで回復しなかったと判断し、電源回復モードに移行する。電源回復モードでは、モータの早送り駆動を停止し、電池容量が少ない状態であることを使用者に知らせるために警告表示（例えば、秒針の２秒運針など）を行い、使用者に積極的に電池５を充電する作業を促す。また、電源回復モード中は、電池５が充電されるまでは、時刻修正モードなどの強負荷駆動の動作は行わない。
尚、ステップＳＴ８とＳＴ９では、測定回数をカウントして電池５の回復の有無を判断しているが、電池の回復の制御方法はこれに限定されるものではない。例えば、測定開始からの経過時間を計測し、所定の経過時間が過ぎても電池回復信号Ｐ４が出力されない場合、電源回復モードに移行するように制御しても良い。また、電池５の回復状態を判断する所定の測定回数又は所定の経過時間は、制御回路２０によって可変できるので、電子時計１の電源仕様に応じて変更しても良い。
図３は、電子時計の満充電状態における負荷駆動動作を説明するタイミングチャートである。
図３のタイミングチャートに基づいて、電池５が満充電に近い場合でのモータ早送り駆動の一例を説明する。
最初に、電子時計１が時刻修正モードになり、モータ駆動信号Ｐ７が出力され、モータ早送り駆動が開始されたとする（タイミングＴ１）。１回のモータ早送り駆動は、前述した如く、モータ駆動信号Ｐ７を６０発出力し秒針を１回転駆動する。この早送り駆動は、電池５に対して強負荷駆動となる。したがって、早送り駆動の開始（タイミングＴ１）から１回の早送りが終わる時点（タイミングＴ２）の間までに、電池電圧Ｖｂｔは図示するように電圧Ｖｂｔ２まで低下する。
次に、この１回の早送り駆動が終了した時点（タイミングＴ２）で、電池状態検出回路１０による電池電圧Ｖｂｔの測定が開始される。即ち、タイマ１１の動作による所定の時間間隔で、比較回路１４による測定（すなわち、電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３の比較）が実行される。ここで、図３に示す測定サンプリングＭ１は、この比較回路１４が所定の時間間隔で測定するタイミングを示している。電池５の電池電圧Ｖｂｔは、電池５が満充電に近い状態であるので、早送り駆動の終了後、速やかに無負荷時の電圧Ｖｂｔ１まで上昇する。したがって、電池５の電池電圧Ｖｂｔは、測定サンプリングＭ１の２回目で、電池回復の判定基準である基準電圧Ｖ３を超えることができる。
測定サンプリングＭ１の２回目のサンプリングに同期して（矢印Ａ１）、比較回路１４から電池回復信号Ｐ４が出力される。制御回路２０は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、電池５が回復したと判断して電池状態検出回路１０による測定を停止する。また、制御回路２０は、次の早送り駆動を行うために駆動指示としてモータ制御信号Ｐ５を出力し、モータ３１による早送り駆動を再び開始する（次のタイミングＴ１）。以降、モータ３１の早送り駆動が継続されるならば、このタイミングＴ１、Ｔ２、Ｔ１、Ｔ２が連続して繰り返されることになる。
このように、電池５が満充電に近い状態では、測定サンプリングＭ１が開始されてからすぐに電池の回復を検出することができる。したがって、早送り駆動の繰り返し周期（タイミングＴ１から次のタイミングＴ１までの期間）は、ほとんど早送り駆動期間（すなわち、タイミングＴ１〜Ｔ２の期間）と同じとなり、高速な早送り駆動を実現することができる。
図４は、電子時計の中程度の充電状態における負荷駆動動作を説明するタイミングチャートである。
次に、図４のタイミングチャートに基づいて、電池５が中程度の充電状態でのモータ早送り駆動の一例を説明する。
最初に、電子時計１が時刻修正モードになってモータ駆動信号Ｐ７が出力され、モータ早送り駆動が開始されたとする（タイミングＴ４）。この早送り駆動は、電池５に対して強負荷駆動となる。したがって、早送り駆動の開始（タイミングＴ４）から１回の早送りが終わる時点（タイミングＴ５）の間までに、電池電圧Ｖｂｔは図示するように電圧Ｖｂｔ２まで低下する。
次に、この１回の早送り駆動が終了した時点（タイミングＴ５）で、電池状態検出回路１０による電池電圧Ｖｂｔの測定が開始される。タイマ１１の動作による所定の時間間隔で比較回路１４による測定（すなわち、電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３の比較）が実行される。ここで、図４で示す測定サンプリングＭ２は、この比較回路１４が所定の時間間隔で測定するタイミングを示している。電池５の電池電圧Ｖｂｔは、電池５が中程度の充電状態であるので、早送り駆動の終了後、ある程度の時間をかけて無負荷時の電圧Ｖｂｔ１まで上昇する。したがって、電池５の電池電圧Ｖｂｔは、測定サンプリングＭ２が何回か繰り返された後に、電池回復の判定基準である基準電圧Ｖ３を超えることができる。
測定サンプリングＭ２が所定の時間間隔で繰り返され、電池電圧Ｖｂｔが基準電圧Ｖ３を超えたタイミングに同期して（矢印Ａ２）、比較回路１４から電池回復信号Ｐ４が出力される。制御回路２０は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、電池５が回復したと判断して電池状態検出回路１０による測定を停止する。次に、制御回路２０は、次の早送り駆動を行うために駆動指示としてモータ制御信号Ｐ５を出力し、モータ３１による早送り駆動を再び開始する（次のタイミングＴ４）。以降、モータ３１の早送り駆動が継続されるならば、このタイミングＴ４、Ｔ５、Ｔ４、Ｔ５が連続して繰り返されることになる。
このように、電池５が中程度の充電状態では、電池５が回復するまで測定サンプリングＭ２は何回か繰り返され、電池５が回復した時点で速やかに電池５の回復を検出することができる。これにより、早送り駆動の繰り返し周期（タイミングＴ４から次のタイミングＴ４までの期間）は、図３で示した電池５が満充電に近い状態での繰り返し周期と比較すると長い期間になるが、電池５の回復状態に応じて、最短の早送り駆動を繰り返し実行することができる。
図５は、電子時計の充電不足状態における負荷駆動動作を説明するタイミングチャートである。
次に、図５のタイミングチャートに基づいて、電池５が充電不足状態でのモータ早送り駆動の一例を説明する。
最初に、電子時計１が時刻修正モードになってモータ駆動信号Ｐ７が出力され、モータ早送り駆動が開始されたとする（タイミングＴ７）。この早送り駆動は、電池５に対して強負荷駆動となる。したがって、早送り駆動の開始（タイミングＴ７）から１回の早送りが終わる時点（タイミングＴ８）の間までに、電池電圧Ｖｂｔは図示するように電圧Ｖｂｔ２まで低下する。
次に、この１回の早送り駆動が終了した時点（タイミングＴ８）で、電池状態検出回路１０による電池電圧Ｖｂｔの測定が開始される。すなわち、タイマ１１の動作による所定の時間間隔で比較回路１４による測定（すなわち、電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３の比較）が実行される。ここで、図５で示す測定サンプリングＭ３は、この比較回路１４が所定の時間間隔で測定するタイミングを示している。電池５の電池電圧Ｖｂｔは、電池５が充電不足状態であるので、早送り駆動の終了後、かなりの時間をかけて無負荷時の電圧Ｖｂｔ１付近まで上昇する。したがって、電池５の電池電圧Ｖｂｔは、測定サンプリングＭ３がかなりの回数を繰り返した後に、電池回復の判定基準である基準電圧Ｖ３を超える。
これにより、測定サンプリングＭ３が所定の時間間隔で何度も繰り返され、電池電圧Ｖｂｔが基準電圧Ｖ３を超えたタイミングに同期して（矢印Ａ３）、比較回路１４から電池回復信号Ｐ４が出力される。制御回路２０は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、電池５が回復したと判断して電池状態検出回路１０による測定を停止する。制御回路２０は、次の早送り駆動を行うために駆動指示としてモータ制御信号Ｐ５を出力し、モータ３１による早送り駆動を再び開始する（次のタイミングＴ７）。以降、モータ３１の早送り駆動が継続されるならば、このタイミングＴ７、Ｔ８、Ｔ７、Ｔ８が連続して繰り返されることになる。
このように、電池５が充電不足の状態では、電池５が回復するまで測定サンプリングＭ３は何回も繰り返され、電池５が回復した時点で速やかに電池５の回復を検出することができる。これにより、早送り駆動の繰り返し周期（タイミングＴ７から次のタイミングＴ７の期間）は、図４で示した電池５が中程度の充電状態での繰り返し周期と比較すると長い期間ではあるが、電池５の回復状態に応じて、最短の早送り駆動を繰り返し実行することができる。
尚、図２のフローチャートのステップＳＴ９で前述したように、電池状態検出回路１０の測定動作は、測定回数が所定の回数に達したか否かの条件（または、所定の経過時間に達したか否かの条件）によって終了する。したがって、その条件に達するまでに、電池５が回復しなければ、早送り駆動は停止し、電子時計１は電池回復モードへ移行する。
このように本発明に係る電子機器は、負荷駆動停止後に電池電圧を所定の時間間隔で測定し、電池が負荷を駆動できるまでに回復したと判定した場合、直ちに次の負荷駆動を実行する。したがって、本発明に係る電子機器は、電池の回復状態に応じて負荷駆動のタイミングを早めることができるので、電池の充電状態に応じた負荷の高速駆動を実現することができる。特に本実施例のように、二次電池を搭載し太陽電池等によって二次電池を充電する電子時計においては、二次電池は通常の使用状態では満充電に近い状態で充電されていることが多い。よって、本発明を太陽電池付き電子時計に適応した場合には、モータの早送り駆動を大幅に高速化できるので、その効果は大きい。
また、本発明に係る電子機器は、電池の充電不足や周囲温度が低く電池の駆動能力が低下している場合、または、電池が小容量で電源の余裕が無い場合であっても、電池の能力に応じて電池の回復を待ってから負荷駆動するので、様々な駆動条件に対しても過負荷状態にならない最適な負荷駆動を実現することができる。また、本発明に係る電子機器は、電池が負荷を駆動できるまでに回復できない場合は、電源回復モードに移行することによって電池の充電を優先、または、軽い負荷駆動に切り替えて電池の過放電を防止するので、信頼性に優れている。
図６は、電子時計の電池電圧を測定する時間間隔の違いを説明するタイミングチャートである。
実施例１においては、モータ３１の早送り駆動が終了した時点で、電池状態検出回路１０による電池電圧Ｖｂｔの測定が開始された。しかしながら、電池電圧Ｖｂｔの測定は、様々な形態を取ることができるので、他の形態例を図６に基づいて説明する。
図６において、測定サンプリングＭ１０は、モータ３１の早送り駆動の終了後（タイミングＴ１０）、直ちに比較的短い時間間隔（例えば、２５ｍＳ間隔）で、電池電圧Ｖｂｔを測定する例である。測定サンプリングＭ１０は、図３に示した測定サンプリングＭ１、図４に示した測定サンプリングＭ２及び図５に示した測定サンプリングＭ３と同様なタイミングである。また、測定サンプリングＭ１０は、測定の時間間隔が比較的短いために、満充電状態の電池から中程度の充電状態の電池の回復を検出するのに適した測定サンプリングである。
測定サンプリングＭ１１は、モータ３１の早送り駆動の終了後（タイミングＴ１０）、直ちに比較的長い時間間隔（例えば、５０ｍＳ間隔）で、電池電圧Ｖｂｔを測定する例である。この測定サンプリングＭ１１は、測定の時間間隔が比較的長いので、回復に時間のかかる充電不足状態の電池や、小容量の電池の回復を検出するのに適した測定サンプリングである。
測定サンプリングＭ１２は、モータ３１の早送り駆動の終了後（タイミングＴ１０）、電池電圧Ｖｂｔの測定開始まで一定の時間（Ｔｗ）を要する例である。測定サンプリングＭ１２は、早送り駆動の終了後、一定の時間が経過してから測定が開始されるので、回復に時間のかかる充電不足状態の電池や、小容量の電池の回復を検出するのに適した測定サンプリングである。
測定サンプリングＭ１３は、モータ３１の早送り駆動の終了後（タイミングＴ１０）、測定開始時では比較的短い時間間隔（例えば、２５ｍＳ間隔）で測定し、所定の時間が経過した後、測定終了時付近では、比較的長い時間間隔（例えば、５０ｍＳ間隔）で、電池電圧Ｖｂｔを測定する例である。測定サンプリングＭ１３は、測定の始めと終わりで測定の時間間隔が異なるので、回復の早い満充電状態の電池から回復の遅い充電不足状態の電池や小容量の電池まで、また、常温駆動や低温駆動など、幅広く対応可能な測定サンプリングである。
上述した電池電圧Ｖｂｔの測定サンプリングＭ１１〜Ｍ１３は、図１〜図５を用いて示した電子時計１に用いることができる。このように、測定サンプリングは、様々な形態を取ることができるが、どのような測定サンプリングであっても、負荷駆動停止後の電池電圧を、電池の回復時間より短い時間間隔で連続的に測定することが重要である。
また、例えば、電池５の回復が早くなれば測定サンプリングＭ１０を選択して電池の回復を素早く検出し、また、電池５の回復が遅くなれば、測定サンプリングＭ１１やＭ１２を選択して測定動作のロスを減らすなど、電池の充電状態や周囲温度、また、電池のサイズや特性による電池容量等の違いに応じて、動的に測定サンプリングを選択することもできる。このように、測定サンプリングの種類を変化させることによって、電池の状態に応じた最適な負荷駆動を実現できると共に、不必要な測定動作による無駄な消費電力を削減して、電子機器の電池寿命を延ばすことが可能となる。
図７は、電子時計の電池電圧の検出頻度の違いを説明するタイミングチャートである。
図７に基づいて、電池電圧の検出頻度を可変する動作を説明する。図７では、電子時計１において、電池５が満充電に近く、且つ、周囲温度も常温であって電池の回復が早い状態にある場合とする。
最初に、電子時計１が時刻修正モードでモータ早送り駆動が開始されたとする（タイミングＴ１１）。１回のモータ早送り駆動は、前述した如く、モータ駆動信号Ｐ７を６０発出力して秒針を１回転駆動する。この早送り駆動は、電池５に対して強負荷駆動となる。したがって、早送り駆動の開始（タイミングＴ１１）から１回の早送りが終わる時点（タイミングＴ１２）の間までに、電池電圧Ｖｂｔは図示するように電圧Ｖｂｔ２まで低下する。
次に、この１回の早送り駆動が終了した時点（タイミングＴ１２）で、電池状態検出回路１０による電池電圧Ｖｂｔの測定が開始され、タイマ１１の動作による所定の時間間隔で比較回路１４による測定が行われる。ここで、測定サンプリングＭ２０は、この比較回路１４が動作するタイミングを示している。この場合、電池５の電池電圧Ｖｂｔは、電池５が満充電に近く回復が早いので、早送り駆動の終了後、速やかに無負荷時の電圧Ｖｂｔ１まで上昇する。電池５の電池電圧Ｖｂｔは、測定サンプリングＭ２０の２回目で、電池回復の判定基準である基準電圧Ｖ３を超えることができる。
測定サンプリングＭ２０の２回目のサンプリングに同期して（矢印Ａ４）、比較回路１４から電池回復信号Ｐ４が出力される。制御回路２０は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、電池５が回復したと判断して電池状態検出回路１０による測定を停止し、再び、モータ３１の早送り駆動を開始する（次のタイミングＴ１１）。ここで、制御回路２０は、測定サンプリングＭ２０の２回目のサンプリングで電池回復信号Ｐ４が出力されたことを知ることができる。したがって、制御回路２０は、電池５は回復が早い状態にあると判断し、次の早送り駆動のモータ駆動信号Ｐ７の出力数を、例えば通常の２倍の１２０発出力し、秒針を２回転駆動するように設定して早送り駆動を実行する。
この結果、次に測定サンプリングＭ２０が実行されるタイミングは、モータ駆動信号Ｐ７が１２０発出力される２回目の早送り駆動が終了した時点（タイミングＴ１３）になる。しかしながら、電池５は満充電に近い状態であり、且つ、周囲温度も常温なので、早送り駆動量に対して電池５の回復状態を検出する回数（検出頻度）が少なくなったとしても、時計動作上問題は生じない。すなわち、電池５の回復が早い状態では電池電圧Ｖｂｔの検出頻度を少なくして早送り駆動量を増やすことによって、電池５の回復状態の検出で生じる時間的なロスを減少させ、モータ３１の早送り駆動を高速にすることができる。
また、電池電圧Ｖｂｔの検出頻度が少なくなるので、測定動作による消費電力の削減を行うことができ、電子機器の電池寿命を延ばすことが可能となる。尚、電池５の回復が早い状態が継続されれば、早送り駆動は図示するように長時間駆動を繰り返し継続して良い。また、電池５の容量が減少した場合や、周囲温度が低いために電池５の駆動能力が低下して電池５の回復が遅くなった場合は、図７で示した制御とは逆に、モータ駆動信号Ｐ７による１回の早送り駆動量を通常の６０発から、例えば、３０発に減らすような制御を行うこともできる。
これにより、負荷駆動量に対する電池電圧Ｖｂｔの検出頻度が増加して、きめ細かく電池５の回復状態を検出できるので、電池５の容量減少などにより電池５の駆動能力が低下しても、信頼性の高い負荷駆動を実現することができる。尚、１回の早送り駆動におけるモータ駆動信号Ｐ７の出力数は、上述した回数に限定されず、電子時計の仕様に沿って任意に決めることができる。
図８は、電子時計の負荷の駆動条件の違いによる電池電圧を測定する時間間隔の変化を説明するタイミングチャートである。
図８に基づいて、電子時計の負荷の駆動条件の違いによって電池電圧の検出条件を可変する制御を説明する。通常、電子時計に使用されるモータは、正転駆動と逆転駆動が可能であるが、逆転駆動はモータ３１に複雑な駆動パルスを供給する必要があるために、その消費電力は、正転駆動の約３倍必要であることが知られている。このように、同じ負荷（モータ）であっても、駆動条件の違いによって消費電力が異なり、電池に対する負荷の変動が生じることがある。
図８はモータ３１が正転駆動と逆転駆動を行う場合において、測定サンプリングの時間間隔を変更する動作を示している。図８に示すように、モータ駆動が正転駆動の条件では負荷が比較的軽いので、正転駆動による電池電圧Ｖｂｔの低下は少なく、電池電圧Ｖｂｔは電圧Ｖｂｔ２まで低下する。これに対して、モータ駆動が逆転駆動の条件では負荷が重いので、逆転駆動による電池電圧Ｖｂｔの低下は大きく、電池電圧Ｖｂｔは電圧Ｖｂｔ３まで低下する。
制御回路２０は、正転駆動後の電池電圧Ｖｂｔを測定する測定サンプリングＭ２１を短い時間間隔に設定して電池５の早い回復に対応する。また、逆転駆動後の電池電圧Ｖｂｔを測定する測定サンプリングＭ２１を長い時間間隔に設定して電池５の遅い回復に対応する。このように、負荷の駆動条件の違いに応じて電池電圧Ｖｂｔを測定するための測定サンプリングの時間間隔を可変すれば、電池５の回復を適切に検出して負荷の高速駆動が実現できると共に、測定動作のロスを減らして不必要な測定動作による無駄な消費電力を削減することが可能となる。
尚、図８では、負荷としてのモータ３１の駆動条件の違いによって電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔を可変にしたが、可変する検出条件は、これだけに限定されるものではない。例えば、負荷の駆動条件の違いに応じて、測定の時間間隔、基準電圧Ｖ３の値、測定回数又は経過時間等の、電池電圧Ｖｂｔの検出条件を様々に可変し、負荷の駆動条件の違いに適切に対応した負荷駆動と電池状態検出を実現することができる。
また、負荷の駆動条件の違いは、上述したモータ３１の正転／逆転だけに限定されるものではない。例えば、同じモータの正転駆動であっても、通常の１秒運針と早送り駆動では、駆動条件は異なる。このような様々な駆動条件の違いに対応し、測定の時間間隔、基準電圧Ｖ３の値、測定回数又は経過時間等、電池電圧Ｖｂｔの検出条件を可変して適切な負荷駆動と電池状態検出を実現することができる。
さらに、電池５は充電状態や周囲の温度等によって電池電圧Ｖｂｔの値が変化する。電子時計においては、電池電圧Ｖｂｔの変化に応じて、モータ駆動信号Ｐ７の駆動パルスの形状を可変し、安定したモータ駆動制御を行うことが一般的である。電池電圧Ｖｂｔの変化に応じた駆動パルスの形状の違いは、電池５に対して負荷の違いとなる。そこで、駆動パルスの形状の違いに応じて電池電圧Ｖｂｔの検出条件を可変すれば、より信頼性の高い負荷駆動を実現することができる。
以上のように本発明に係る電子機器は、実施例１で示すように、負荷の駆動停止後の電池の回復状態を速やかに検出して負荷駆動を実行するので、電池の充電状態に応じた負荷の高速駆動を実現することができる。また、本発明に係る電子機器は、電池の回復状態や負荷の駆動条件等に応じて、測定の時間間隔、基準電圧Ｖ３の値、測定回数又は経過時間等、電池の電圧の検出条件を適切に可変できるので、小容量の電池による駆動であっても負荷駆動を安定して行うことができる。
図９は、本発明の実施例２に係る電子機器としての多機能型電子時計の概略構成を示すブロック図である。
図９に示す多機能型電子時計４０の特徴は、三つのモータによって表示部を駆動するように構成され、ブザー、照明、センサ等を搭載している点である。尚、実施例１で示したブロック図と同一要素には同一番号を付し、重複する構成や動作の説明は一部省略する。
図９において、水晶振動子２、発振回路３、分周回路４、電池５、太陽電池６、充電制御回路７、電池状態検出回路１０は、図１に示す電子時計１と同様であるので説明は省略する。制御手段としての制御回路２１は、電子時計１と同様な機能を備えているが、記憶手段としての記憶回路２２を内蔵している点が異なる。また制御回路２１は、更にブザー制御信号Ｐ１０、ＬＥＤ制御信号Ｐ１１及びセンサ制御信号Ｐ１２を出力する。
記憶回路２２は、ＲＡＭ、又は不揮発性メモリ等によって構成され、電池状態検出回路１０が電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔などの検出条件を記憶する。尚、記憶回路２２はＲＡＭで構成されると消費電力が低く有利であるが、その場合には、電池電圧Ｖｂｔが低下したとき、ＲＡＭで構成される記憶回路２２の記憶データを、制御回路２１に内蔵される不揮発性メモリ（図示せず）に退避する制御を行うことが好ましい。
負荷駆動手段としてのモータ駆動回路３３は、分周回路４から入力されたタイミング信号Ｐ２及び制御回路２１から入力されたモータ制御信号Ｐ５に応じてモータ駆動信号Ｐ７ａ、Ｐ７ｂ、Ｐ７ｃをそれぞれ出力する。秒モータ３４は、入力されたモータ駆動信号Ｐ７ａに応じて表示部４１の秒針を駆動する。時分モータ３５は、入力されたモータ駆動信号Ｐ７ｂに応じて表示部４１の時分針を駆動する。日板モータ３６は、入力されたモータ駆動信号Ｐ７ｃに応じて表示部４１で日付表示を行う日板を駆動する。
負荷駆動手段としてのブザー駆動回路３７は、入力されたブザー制御信号Ｐ１０に応じてブザー駆動信号Ｐ１３を出力する。負荷駆動手段としてのＬＥＤ駆動回路３８は、入力されたＬＥＤ制御信号Ｐ１１に応じてＬＥＤ駆動信号Ｐ１４を出力する。負荷駆動手段としてのセンサ駆動回路３９は、入力されたセンサ制御信号Ｐ１２に応じてセンサ駆動信号Ｐ１５を出力する。
負荷としてのブザー４２は、入力されたブザー駆動信号Ｐ１３に応じてアラーム音などを出力する。負荷としてのＬＥＤ４３は、入力されたＬＥＤ駆動信号Ｐ１４に応じて表示部４１を照射し、暗所においても表示部４１が識別できるように動作する。負荷としてのセンサ４４は、入力されたセンサ駆動信号Ｐ１５に応じて、水深、温度等の測定を行う。
また、電池５の電池電圧Ｖｂｔは、図示するように、発振回路３、分周回路４、制御回路２１、電池状態検出回路１０、モータ駆動回路３３、ブザー駆動回路３７、ＬＥＤ駆動回路３８、センサ駆動回路３９にそれぞれ供給され、各回路の電源として用いられる。また、電池５のゼロ電圧Ｖｚも各回路に接続されるが図示は省略している。尚、多機能型電子時計４０を構成する各回路は、ワンチップのマイクロコンピュータによって構成されることが好ましいが、回路形態はワンチップのマイクロコンピュータに限定されるものではない。
次に、実施例２としても多機能型電子時計４０の動作を説明する。モータ駆動回路３３は、制御回路２１から入力されたモータ制御信号Ｐ５に応じて、負荷としての秒モータ３４、時分モータ３５及び日板モータ３６をそれぞれ駆動する。尚、モータ駆動信号Ｐ７ａ〜Ｐ７ｃは、それぞれのモータに大きな駆動電流を供給するので、モータ駆動信号Ｐ７ａ〜Ｐ７ｃが出力されるごとに電池５から大電流が供給され、電池５の電池電圧Ｖｂｔは一時的に低下する。電池状態検出回路１０は、それぞれのモータの駆動による電池電圧Ｖｂｔの変動を検出し、電池５の回復状態を把握する機能を有している。なお、電池状態検出回路１０の基本動作は実施例１に示したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
また、ブザー駆動回路３７、ＬＥＤ駆動回路３８、センサ駆動回路３９も、制御回路２１からの各制御信号によってブザー４２、ＬＥＤ４３、センサ４４をそれぞれ駆動する。ブザー４２、ＬＥＤ４３、センサ４４が駆動されると、それぞれの駆動電流が電池５から供給されるので、電池５の電池電圧Ｖｂｔは一時的に低下する。電池状態検出回路１０は、モータ駆動の場合と同様に、ブザー４２、ＬＥＤ４３、センサ４４の駆動による電池電圧Ｖｂｔの変動を検出し、電池５の回復状態を把握する機能を有している。
図１０は、多機能型電子時計の複数の負荷の駆動動作を説明するフローチャートである。
図１０のフローチャートに基づいて、多機能電子時計４０の秒モータ３４と日板モータ３６の駆動を例として、複数の負荷駆動における電池の回復状態の検出と負荷駆動動作を説明する。
最初に、多機能型電子時計４０は通常動作を行い、分周回路４は入力された基準クロックＰ１に基づいて計時動作を継続している（ステップＳＴ１１）。
次に、分周回路４は１秒が経過したら、秒信号Ｐ２を出力する（ステップＳＴ１２）。ここで、１秒が経過しない間は、ステップＳＴ１２で待機する。
次に、制御回路２１は記憶回路２２に記憶されている過去の検出条件を読み出す。また、制御回路２１は、過去の検出条件に基づいて、電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔、測定開始時間、基準電圧Ｖ３、測定回数又は経過時間、又は検出頻度等の電池電圧Ｖｂｔの検出条件を必要に応じて可変し、電池検出制御信号Ｐ６として出力する（ステップＳＴ１３）。ここで、電池電圧Ｖｂｔの検出動作が最初であって、記憶回路２２に過去の検出条件が記憶されていない場合は、制御回路２１は、所定の標準的な検出条件（初期値）を設定する。
次に、制御回路２１はモータ制御信号Ｐ５を出力し、モータ駆動回路３３はモータ駆動信号Ｐ７ａを出力して、秒モータ３４を駆動し、１秒運針を実行する（ステップＳＴ１４）。
次に、電池情報検出回路１０は、入力された電池検出制御信号Ｐ６に基づいてタイマ１１を設定し、基準電圧発生回路１３から基準電圧Ｖ３を出力する。また、電池情報検出回路１０は、設定された時間間隔で比較回路１４によって電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較し、電池電圧Ｖｂｔを測定して、電池５の回復を検出する（ステップＳＴ１５）。
ここで、電池５が回復して電池回復信号Ｐ４が出力されたならば、制御回路２１は、秒モータ３４の駆動によって得た検出条件（電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔、測定開始時間、基準電圧Ｖ３、電池が回復するまでの測定回数又は経過時間等）を記憶回路２２に記憶する。尚、所定の測定回数に達しても電池５が回復しない場合は、実施例１で示した図２のフローチャートと同様に、電源回復モードに移行するが、この動作フローは実施例１と同様であるので詳細な説明は省略する。
次に、制御回路２１は内部に記憶している計時情報を確認して、日板を送る必要があるかを判定する（ステップＳＴ１６）。制御回路２１は、計時情報の日付が変わっていれば日板を送る必要があることから、ステップＳＴ１６は肯定判定となって次のステップに進む。また、制御回路２１は、計時情報の日付が変わっていなければ日板を送る必要が無いので、ステップＳＴ１６は否定判定となってステップＳＴ１１に戻る。すなわち、日付が変わらない期間は、ステップＳＴ１１からステップＳＴ１６が繰り返される。尚、１分ごとに時分モータ３５が駆動されるが、その動作は基本的に秒モータ３４の駆動と同様であるので説明は省略する。
次に、制御回路２１は記憶回路２２に記憶されている過去の検出条件を読み出して、電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定し、電池検出制御信号Ｐ６として出力する（ステップＳＴ１７）。ここで、記憶回路２２から読み出される過去の検出条件は、直前に実施された秒モータ３４が駆動されたときの情報である。しかしながら、日板モータ３６を最初に駆動するときは、この直前に駆動された負荷に対する電池電圧Ｖｂｔの検出条件に基づいて電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔、測定開始時間、基準電圧Ｖ３、所定の測定回数又は経過時間、検出頻度等の検出条件を必要に応じて可変し決定する。
例えば、直前に駆動された秒モータ３４による検出条件が、電池５の回復が早かったとする情報であれば、制御回路２１は、日板モータ３６の駆動後の電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔を短くして電池の早い回復に対応する。また、例えば、直前に駆動された秒モータ３４による検出条件が、電池５の回復が遅かったとする情報であれば、制御回路２１は、日板モータ３６の駆動後の電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔を長くして電池の遅い回復に対応する。
次に、制御回路２１はモータ制御信号Ｐ５を出力し、モータ駆動回路３３は日板モータ３６を早送り駆動する（ステップＳＴ１８）。日板モータ３６は、１回の早送り駆動（例えば６０発駆動）では、日板を１日分進めることはできないので、日板モータ３６の早送り駆動は、何回かに分けて実行される。
次に、電池情報検出回路１０は、１回分の日板モータ３６の早送り駆動の停止後、入力された電池検出制御信号Ｐ６に基づいてタイマ１１を設定し、基準電圧発生回路１３から基準電圧Ｖ３を出力する。また、電池情報検出回路１０は、設定された時間間隔で比較回路１４によって電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較し、電池電圧Ｖｂｔを測定して、電池５の回復を検出する（ステップＳＴ１９）。
ここで、電池５が回復して電池回復信号Ｐ４が出力されたならば、制御回路２１は、日板モータ３６の早送り駆動によって得た検出条件（電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔、測定開始時間、基準電圧Ｖ３、電池が回復するまでの測定回数または経過時間等）を記憶回路２２に新たに記憶する。尚、所定の測定回数に達しても電池５が回復しない場合は、実施例１と同様に電源回復モードに移行するが、この動作フローは実施例１と同様であるので詳細の説明は省略する。
次に、制御回路２１は日板モータ３６による日板の送りが完了したか否かを判定する（ステップＳＴ２０）。ここで、否定判定であれば（日板送り未完了）、次のステップに進み、肯定判定であれば（日板送り完了）、ステップＳＴ１１に戻って通常の１秒運針が継続される。
次に、ステップＳＴ２０が否定判定であれば、制御回路２１は、記憶回路２２に記憶されている過去の検出条件を読み出して、電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定し、電池検出制御信号Ｐ６として出力する（ステップＳＴ２１）。ここで、記憶回路２２から読み出される過去の検出条件は、直前に実施された日板モータ３６が早送り駆動されたときの情報であるので、負荷及び駆動条件が等しく、且つ、直前の電池回復情報に基づいて電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定することができる。これによって、本発明に係る電子機器では、適切な負荷駆動と電池状態検出を実現できる。
このように、本発明に係る電子機器では、負荷が複数存在し、それぞれの負荷が異なり、且つ、それぞれの負荷の駆動条件が異なっている場合でも、電池の回復状態に応じた適切な負荷駆動を行うことができる。これは、異なった負荷を連続的に駆動する場合において、直前に駆動された負荷の検出条件に基づいて次に駆動する負荷の駆動指示や電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定するからである。したがって、本発明に係る電子機器では、複数の負荷の高速駆動が実現できると共に、小容量の電池による信頼性に優れた負荷駆動を実現することができる。
図１１は、多機能型電子時計の複数の負荷の駆動動作を説明するタイミングチャートである。
次に、この秒モータ３４と日板モータ３６の駆動の一例を図１１のタイミングチャートに基づいて説明する。図１１において、モータ駆動信号Ｐ７ａは、タイミングＴ２０、Ｔ２１として示すように１秒周期で出力され、秒針を１秒運針する。電池５の電池電圧Ｖｂｔは、モータ駆動信号Ｐ７ａによって無負荷電圧Ｖｂｔ１から負荷電圧Ｖｂｔ２まで低下する。
ここで、制御回路２１は、秒モータ３４の駆動終了後に記憶回路２２から過去の検出条件を読み出して電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定する。電池情報検出回路１０は、電池電圧Ｖｂｔを決定された時間間隔で測定する（測定サンプリングＭ３０）。電池情報検出回路１０は、電池電圧Ｖｂｔが基準電圧Ｖ３を超えることによって電池５の回復を検出すると、電池回復信号Ｐ４を制御回路２１に出力する。制御回路２１は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、秒モータ３４の駆動によって得た新たな検出条件（電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔、測定開始時間、基準電圧Ｖ３、電池が回復するまでの測定回数または経過時間等）を書込みタイミングＷ１によって記憶回路２２に記憶する。
ここで、最初の駆動であるタイミングＴ２０での秒モータ３４の駆動後の測定サンプリングＭ３０では、所定の標準的な検出条件（初期値）で電池電圧Ｖｂｔの測定が行われる。しかしながら、タイミングＴ２１での秒モータ３４の駆動後の測定サンプリングＭ３０では、１秒前になされたタイミングＴ２０での駆動において記憶された電池電圧Ｖｂｔの検出情報に基づいて新たに検出条件が決定される（矢印Ａ５）。
次に、モータ駆動信号Ｐ７ｃが、タイミングＴ２２で出力され、日板モータ３６を早送り駆動して、タイミングＴ２３で停止する。電池５の電池電圧Ｖｂｔは、モータ駆動信号Ｐ７ｃによって無負荷電圧Ｖｂｔ１から負荷電圧Ｖｂｔ３まで低下する。日板モータ３６は、秒モータ３４より大きな駆動電力を必要とするので、電池５に対して大きな負荷となる。この結果、電池電圧Ｖｂｔの電圧低下が大きくなり、それだけ、電池５の回復も遅くなる。
制御回路２１は、日板モータ３６の早送り駆動停止後に記憶回路２２から過去の検出条件を読み出して電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定する。電池情報検出回路１０は、タイミングＴ２３の直後から電池電圧Ｖｂｔを、決定された時間間隔で測定する。電池情報検出回路１０は、電池電圧Ｖｂｔが基準電圧Ｖ３を超えることによって、電池５の回復を検出すると、電池回復信号Ｐ４を制御回路２１に出力する。制御回路２１は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、日板モータ３６の駆動によって得た新たな検出条件を書込みタイミングＷ１で、記憶回路２２に記憶する。
日板モータ３６の早送り駆動は、前述した如く、何回かに分けで繰り返し実行される。早送り駆動は、図示するようにタイミングＴ２２、Ｔ２４、Ｔ２６等で開始され、また、タイミングＴ２３、Ｔ２５等で停止される。
日板モータ３６の最初の早送り駆動停止後（タイミングＴ２３）での測定サンプリングＭ３０では、直前に実行されたタイミングＴ２１での秒モータ３４の駆動後に記憶された電池電圧Ｖｂｔの検出情報に基づいて検出条件が決定される（矢印Ａ６）。
なお、秒モータ３４と日板モータ３６の負荷特性及び駆動条件は異なるので、秒モータ３４の駆動で記憶された過去の検出条件は、日板モータ３６の駆動に対して完全には対応していない。しかしながら、タイミングＴ２１での秒モータ３４の駆動によって記憶された検出情報は、日板モータ３６を駆動する直前の電池５の回復情報であるので、電池５の充電状態や周囲温度の影響等、十分参考にすることができる。このため、この秒モータ３４の駆動で得られた電池５の検出条件に基づいて、日板モータ３６の駆動指示と駆動後の電源電圧Ｖｂｔの検出条件を決定することは、信頼性の高い負荷駆動を実現する上で大きな効果がある。
また、日板モータ３６の２回目の早送り駆動停止後（タイミングＴ２５）での測定サンプリングＭ３０では、直前に実行された日板モータ３６の駆動停止後（タイミングＴ２３）に記憶回路２２に記憶された過去の検出条件に基づいて検出条件が新たに決定される（矢印Ａ７）。すなわち、２回目以降の日板モータ３６の早送り駆動に対する駆動指示と電池電圧Ｖｂｔの検出条件は、直前の日板モータ３６の早送り駆動に基づいて決定される。決定される検出条件は、同じ負荷及び同じ駆動条件による検出条件に基づくものであって、且つ、直前の電池５の充電状態や周囲温度の影響等を含めた回復情報に基づいて動的に可変することができるので、最適な負荷駆動と電池状態検出を実現できる。
例えば、１回目の日板モータ３６の早送り駆動（タイミングＴ２２〜Ｔ２３）の結果、電池５の回復が遅いと判定した場合、２回目の早送り駆動（タイミングＴ２４〜Ｔ２５）以降の測定の時間間隔を長くすることができる。これによって、測定動作のロスを減らして無駄な消費電力を削減するなど、柔軟性のある負荷駆動と電池状態検出を実現できる。また、電池の回復が更に遅い場合には、日板モータ３６の１回分の早送り駆動量を少なくして検出頻度を増やすようにすることができる。これによって、きめ細かく電池の回復状態を検出でき、電池の回復状態に応じた信頼性の高い電池状態検出を行うことができる。
以上のように、本発明の実施例２に係る電子機器では、電源状態検出回路１０の測定によって得られた検出条件を記憶手段に記憶し、記憶された検出条件に基づいて、種類や駆動条件が異なる複数の負荷駆動に対して、検出条件を適切に調整することができる。したがって、本発明は、電源に余裕を持つことのできない携帯性を重視した小型で、特に複数の負荷を搭載する多機能型の電子機器に対して好ましく適用することができる。
図１２は、多機能型電子時計の複数の負荷の特性が異なる場合の駆動動作を説明するフローチャートである。
図１２のフローチャートに基づき、ストップウォッチ・モードの動作を例として、ブザーとモータという全く異なる負荷を連続的に駆動する場合の負荷駆動動作を説明する。説明の前提として、図９に示した多機能電子時計４０において、日板モータ３６を１／２０秒の針を駆動する１／２０秒運針モータ３６ａ（図示せず）に変更し、モータ駆動信号Ｐ７ｃで駆動するものとする。
最初に、多機能型電子時計４０の制御回路２１は、ストップウォッチ・モードにおいて、図示しないスタートスイッチが押下されたか否かを判定する（ステップＳＴ３１）。ここで、否定判定であれば待機状態を保ち、肯定判定（スイッチＯＮ）であれば、次のステップに進む。
次に、ステップＳＴ３１が肯定判定（スイッチＯＮ）であれば、制御回路２１は、記憶回路２２に記憶されている過去の検出条件を読み出して、電池電圧Ｖｂｔの新たな検出条件を決定し、電池検出制御信号Ｐ６として出力する（ステップＳＴ３２）。ここで、電池電圧Ｖｂｔの検出が最初であって、記憶回路２２に過去の検出条件が記憶されていない場合、制御回路２１は、所定の標準的な検出条件（初期値）を設定する。
次に、制御回路２１はブザー制御信号Ｐ１０を出力し、ブザー駆動回路３７はブザー４２を駆動して所定のブザー音を出力する（ステップＳＴ３３）。ここで、ブザー音を出力する理由は、ストップウォッチ・モードにおいて、使用者がスタートスイッチを押下したことによって、計時がスタートしたことを知らせるためである。
次に、制御回路２１は、ブザー４２が駆動を停止したかを判定する（ステップＳＴ３４）。ここで、ブザー４２が駆動中であれば待機状態を保ち、ブザー４２が停止すれば、次のステップに進む。
次に、電池情報検出回路１０は、入力された電池検出制御信号Ｐ６に基づいてタイマ１１を設定し、基準電圧発生回路１３から基準電圧Ｖ３を出力する。また、電池情報検出回路１０は、設定された時間間隔で比較回路１４によって電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較し、電池電圧Ｖｂｔを測定して電池５の回復を検出する（ステップＳＴ３５）。
電池５が回復して電池回復信号Ｐ４が出力された場合、制御回路２１は、ブザー４２の駆動で得た新たな検出条件（電池電圧Ｖｂｔを測定する時間間隔、測定開始時間、基準電圧Ｖ３、電池が回復するまでの測定回数または経過時間等）を記憶回路２２に記憶する。尚、所定の測定回数に達しても電池５が回復しない場合は、実施例１と同様に電源回復モードに移行する。この動作フローは実施例１と同様であるので説明を省略する。
次に、制御回路２１は、ストップウォッチがスタートしたので、１／２０秒運針モータ３６ａを駆動するための準備として、記憶回路２２に記憶されている過去の検出条件を読み出して、電池電圧Ｖｂｔの検出条件を新たに決定し、電池検出制御信号Ｐ６として出力する（ステップＳＴ３６）。ここで、記憶回路２２から読み出される過去の検出条件は、直前に実施されたブザー４２が駆動されたときの情報である。しかしながら、１／２０秒運針モータ３６ａを最初に駆動するときは、この直前に駆動されたブザー４２の検出条件に基づいて１／２０秒運針モータ３６ａに対する駆動指示と電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定する。
次に、制御回路２１はモータ制御信号Ｐ５を出力し、モータ駆動回路３３は１／２０秒運針モータ３６ａを駆動して１／２０秒運針を開始する（ステップＳＴ３７）。これにより、秒針は５０ｍＳごとに運針し、ストップウォッチとしての計時動作を開始する。
次に、制御回路２１は１／２０秒運針モータ３６ａの１／２０秒運針を所定の間隔で停止させる。電池情報検出回路１０は、１／２０秒運針モータ３６ａの駆動停止後、入力した電池検出制御信号Ｐ６に基づいてタイマ１１を設定し、基準電圧発生回路１３から基準電圧Ｖ３を出力する。また、電池情報検出回路１０は、設定された時間間隔で比較回路１４によって電池分割電圧Ｖ２と基準電圧Ｖ３を比較し、電池電圧Ｖｂｔを測定して電池の回復を検出する（ステップＳＴ３８）。
ここで、電池５が回復して電池回復信号Ｐ４が出力された場合、制御回路２１は、１／２０秒運針モータ３６ａの駆動で得た新たな検出条件を記憶回路２２に記憶する。尚、所定の測定回数に達しても電池５が回復しない場合は、実施例１と同様に電源回復モードに移行する。この動作フローは実施例１と同様であるので説明は省略する。
次に、制御回路２１は、図示しないスタートスイッチが押下されているか否かを判定する（ステップＳＴ３９）。ここで、否定判定（スイッチＯＦＦ）であればステップＳＴ３６に戻り、ステップＳＴ３６〜ＳＴ３９が繰り返されて１／２０秒運針が継続される。また、肯定判定（スイッチＯＮ）であれば、次のステップに進む。
次に、ステップＳＴ３９が肯定判定（スイッチＯＮ）であれば、制御回路２１は、ブザー４２を駆動するための準備として、記憶回路２２に記憶されている過去の検出条件を読み出して、電池電圧Ｖｂｔの検出条件を新たに決定し、電池検出制御信号Ｐ６として出力する（ステップＳＴ４０）。ここで、記憶回路２２から読み出される過去の検出条件は、直前に実施された秒モータ３４が駆動されたときの情報である。ブザー４２の駆動指示と駆動後の電池電圧Ｖｂｔの検出条件は、この情報に基づいて決定される。
次に、制御回路２１はブザー制御信号Ｐ１０を出力し、ブザー駆動回路３７はブザー４２を駆動して所定のブザー音を出力する（ステップＳＴ４１）。ここで、ブザー音を出力する理由は、ストップウォッチ・モードにおいて、使用者がスイッチを押下したことによって、継続中の計時動作がストップしたことを使用者に知らせるためである。尚、制御回路２１は、一定の時間後にブザー４２の駆動を停止させる。また、ブザー４２の駆動において、直前に駆動された秒モータ３４の検出条件から電池５の回復が遅いと分かった場合、ブザー４２の駆動デューティを少なくして負荷を軽くするなどの制御を行っても良い。
このように、ブザーとモータのように特性が全く異なる負荷が複数存在し、それらの負荷を交互に駆動するような場合でも、それぞれの負荷駆動による電池５の回復情報（電池５が回復するまでの測定回数または経過時間等）を含む検出条件を記憶回路２２に記憶して共有化することで、別の負荷を駆動する駆動指示や、別の負荷の駆動後の電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定することができる。
また、負荷の駆動指示や負荷駆動後の電池電圧Ｖｂｔの検出条件の決定は、記憶回路２２に記憶された直前の検出条件に限定されない。例えば、長期間に渡って負荷駆動による検出条件を記憶し、この長期間の検出条件を参考にして、負荷の駆動指示や負荷駆動後の電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定しても良い。これにより、電池５の長期間に渡る回復状態の推移から、充電状態の推移等を予測し、負荷の駆動スピード等の駆動条件や電池電圧Ｖｂｔの検出条件をきめ細かく設定することが可能となる。
図１３は、多機能型電子時計の複数の負荷の特性が異なる場合の駆動動作を説明するタイミングチャートである。
図１３のタイミングチャートに基づいて、多機能電子時計４０のブザー４２と１／２０秒運針モータ３６ａの異なる負荷を連続的に駆動する例を説明する。
図１３において、ブザー駆動信号Ｐ１３はタイミングＴ３０からＴ３１まで出力され、ブザー４２が駆動されてブザー音が出力する。このとき、ブザー駆動信号Ｐ１３によって大きな駆動電流がブザー４２に流れるので、電池５の電池電圧Ｖｂｔは、ブザー駆動信号Ｐ１３の出力に合わせて無負荷電圧Ｖｂｔ１から電圧Ｖｂｔ３まで低下する。
次に、タイミングＴ３１でブザー４２の駆動が終了すると、制御回路２１は、ブザー４２の駆動終了後に記憶回路２２から過去の検出条件を読み出して電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定する。電池情報検出回路１０は、電池電圧Ｖｂｔを決定した時間間隔で測定する（測定サンプリングＭ３１）。電池電圧Ｖｂｔが基準電圧Ｖ３を超えた場合には、電池５の回復を検出されたものとして、電池回復信号Ｐ４を制御回路２１に出力する。制御回路２１は、電池回復信号Ｐ４が入力されると、ブザー４２の駆動で得た新たな検出条件を書込みタイミングＷ２によって記憶回路２２に記憶する。
電池回復信号Ｐ４が出力されると、制御回路２１は、電池５が次の負荷を駆動できるまでに回復したと判断して１／２０秒運針を行うために、タイミングＴ３２でモータ駆動信号Ｐ７ｃを出力する。
モータ駆動信号Ｐ７ｃの出力はタイミングＴ３３まで続き、このタイミングＴ３２〜Ｔ３３の期間が、１／２０秒運針の１ブロックとなる。このとき、モータ駆動信号Ｐ７ｃによって中程度の駆動電流が１／２０秒運針モータ３６ａに流れるので、電池５の電池電圧Ｖｂｔは、モータ駆動信号Ｐ７ｃの出力に合わせて無負荷電圧Ｖｂｔ１から電圧Ｖｂｔ２まで低下する。尚、ブザー４２の駆動電流のほうが、１／２０秒運針モータ３６ａの駆動電流より大きいので、ブザー４２が駆動されたときの電圧Ｖｂｔ３のほうが、１／２０秒運針モータ３６ａが駆動されたときの電圧Ｖｂｔ２より低い値となる。
次に、タイミングＴ３３で１／２０秒運針モータ３６ａの１／２０秒運針の１ブロック駆動が終了する。制御回路２１は、１／２０秒運針モータ３６ａの駆動終了後に記憶回路２２から過去の検出条件を読み出して電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定する。電池情報検出回路１０は、電池電圧Ｖｂｔを決定した時間間隔で測定する（測定サンプリングＭ３１）。そして、電池電圧Ｖｂｔが基準電圧Ｖ３を超えた場合には、電池５の回復を検出したものとして、電池回復信号Ｐ４を制御回路２１に出力する。制御回路２１は、この電池回復信号Ｐ４が入力されると、１／２０秒運針モータ３６ａの駆動で得た新たな検出条件を書込みタイミングＷ２によって記憶回路２２に再び記憶する。
ここで、１／２０秒運針モータ３６ａの１／２０秒運針は、前述した如く、ブロック単位で繰り返し実行されるので、１／２０秒運針は、図示するようにタイミングＴ３２、Ｔ３４、Ｔ３６等で開始され、タイミングＴ３３、Ｔ３５、Ｔ３７等で停止される。
そして、１／２０秒運針モータ３６ａの最初の１／２０秒運針の駆動停止後（タイミングＴ３３）での測定サンプリングＭ３１では、直前に実行されたブザー４２の駆動後に記憶された過去の検出条件に基づいて電池電圧Ｖｂｔの検出条件が決定される（矢印Ａ８）。ブザー４２と１／２０秒運針モータ３６ａは特性が全く異なる負荷であり、それぞれの駆動電流は大きさも電流波形も異なる。したがって、ブザー４２の駆動で記憶された検出条件は、１／２０秒運針モータ３６ａの駆動に対して完全には対応していない。
しかし、ブザー４２の駆動によって記憶された検出条件は、１／２０秒運針モータ３６ａを駆動する直前の電池５の回復情報であり、電池５の充電状態や周囲温度の影響等、１／２０秒運針モータ３６ａを駆動する上で十分参考にすることができる。そのため、ブザー４２の駆動で得られた電池５の検出条件を用いて、１／２０秒運針モータ３６ａの駆動指示や駆動後の電池電圧Ｖｂｔの検出条件を決定することは信頼性の高い負荷駆動を実現する上で大きな効果がある。更に、ブザー４２の駆動後の電池５の回復を電池状態検出回路１０が素早く検出するので、ブザー４２の駆動後、電池５の回復に応じて速やかに１／２０秒運針を実施することができる。したがって、ブザー音と１／２０秒運針が連続的に動作し、より自然なストップウォッチ動作を実現することができる。
また、１／２０秒運針モータ３６ａの２回目の１／２０秒運針の駆動停止後（タイミングＴ３５）での測定サンプリングＭ３１では、直前に実行された１／２０秒運針モータ３６ａの駆動停止後に記憶回路２２に記憶された過去の検出条件に基づいて検出条件が新たに決定される（矢印Ａ９）。すなわち、２回目以降の１／２０秒運針モータ３６ａの１／２０秒運針に対する駆動指示と電池電圧Ｖｂｔの検出条件は、直前の１／２０秒運針モータ３６ａの１／２０秒運針に基づいて決定される。検出条件は、同じ負荷の同じ駆動条件で、且つ、直前の電池５の充電状態に対応した過去の検出条件に基づいて動的に可変することができるので、最適な負荷駆動と電池状態検出を実現できる。なお、他の情報、例えば周囲温度等による影響等に応じて新たな検出条件を決定してもよい。
例えば、図１３のタイミングＴ３５での測定サンプリングＭ３１では、タイミングＴ３３での測定の時間間隔より時間間隔を短くして電池電圧Ｖｂｔの測定を開始している。これは、制御回路２１が直前の駆動で記憶された検出情報に基づいて電池５の回復が早いと判断し、タイミングＴ３５での検出条件（測定の時間間隔）を変更したことによる。
以上のように本発明に係る電子機器は、ブザーとモータというように、特性が全く異なる負荷が複数存在し、それらの負荷を交互に駆動するような場合において、それぞれの負荷駆動による検出条件を記憶手段に記憶して共有化することができる。この結果、共有化された検出条件によって、別の特性の負荷を駆動する駆動指示や、別の負荷の駆動後の電池電圧の検出条件を決定することができる。したがって、特性の異なる複数の負荷を複雑に駆動して機能を実現する多機能型の電子機器において、信頼性に優れ、複数の負荷に対応した高速駆動を実現することができる。
また、特性の異なる負荷は、モータやブザーに限定されず、実施例２の多機能型電子時計４０に搭載されるＬＥＤ４３やセンサ４４でも良い。また、本発明に係る電子機器は、図示しないがバイブレータ、ＬＣＤなどの表示装置、通信装置、撮像装置など、さまざまな負荷を搭載する携帯電話やデジタルカメラなどの電子機器に幅広く適応することができる。
また、本発明に係る電子機器は、負荷駆動停止後の電池の回復検出条件を電池回復検出回路１０に含まれるタイマ１１の設定やＤ／Ａ変換回路である基準電圧発生回路１３の設定によって任意に可変することが可能である。これにより、電子機器の仕様が変更されて電池の種類や負荷の特性が変わったとしても、制御手段に含まれるファームウエアの修正で簡単に検出条件を修正できる。したがって、本発明に係る電子機器は、仕様変更や機種変更にも柔軟に対応することができる。

Claims (17)

1. 電源と、
   負荷と、
   前記負荷を前記電源によって駆動する負荷駆動手段と、
   前記負荷の駆動停止後に前記電源の物理量を所定の時間間隔でサンプリング測定して電源回復情報を出力する電源状態検出手段と、
   前記電源状態検出手段からの前記電源回復情報に基づいて前記負荷駆動手段に前記負荷の駆動指示を行う制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、複数のサンプリング形態から１つのサンプリング形態を選択し、選択したサンプリング形態で前記サンプリング測定を行うように前記電源状態検出手段を制御する、
   を有することを特徴とする電子機器。
2. 前記制御手段は、過去の前記サンプリング測定における前記電源の回復状態に応じて、前記複数のサンプリング形態から１つのサンプリング形態を選択する、請求項１に記載の電子機器。
3. 前記電源の回復状態は、電源の回復時間である、請求項２に記載の電子回路。
4. 前記制御手段は、過去の前記サンプリング測定における、前記負荷の駆動条件に応じて、前記複数のサンプリング形態から１つのサンプリング形態を選択する、請求項１に記載の電子機器。
5. 前記負荷の駆動条件は、前記負荷の正転駆動と逆転駆動に対応する、請求項４に記載の電子機器。
6. 前記制御手段は、電池充電状態、周囲温度又は電池容量に応じて、前記複数のサンプリング形態から１つのサンプリング形態を選択する、請求項１に記載の電子機器。
7. 前記複数のサンプリング形態の前記サンプリング計測における時間間隔が、互いに異なる、請求項１〜６の何れか一項に記載の電子機器。
8. 前記複数のサンプリング形態の前記サンプリング計測の開始時間が、互いに異なる、請求項１〜６の何れか一項に記載の電子機器。
9. 前記制御手段は、前記過去のサンプリング測定における前記電源の回復状態に応じて前記電源状態検出手段による検出頻度を可変する、請求項１〜７の何れか一項に記載の電子機器。
10. 前記電源状態検出手段は、前記電源の物理量と基準値とを前記所定の時間間隔で比較し、前記電源の物理量が前記基準値を超えた場合、前記電源が前記負荷を駆動出来るまでに回復したと判定して前記電源回復情報を出力し、
    前記負荷駆動手段は、前記制御手段からの前記駆動指示によって再び前記負荷を駆動する、請求項１〜９の何れか一項に記載の電子機器。
11. 前記電源状態検出手段が前記サンプリング測定する前記所定の時間間隔は、前記電源が前記負荷を駆動出来るまでに回復する回復時間より短い間隔である、請求項１〜１０の何れか一項に記載の電子機器。
12. 前記過去のサンプリングにおける、前記電源の回復状態又は前記サンプリング開始時間を記憶する記憶手段を有し、
    前記制御手段は、前記記憶手段が記憶した前記電源の回復状態又は前記サンプリング開始時間に基づいて、前記複数のサンプリング形態から１つのサンプリング形態を選択する、請求項２に記載の電子機器。
13. 前記制御手段は、所定の測定回数だけ前記サンプリング測定が行われても前記電源状態検出手段が前記電源回復情報を出力しない場合又は測定開始から所定の経過時間が経過した場合であっても前記電源が前記負荷を駆動出来るまでに回復しないと判定した場合、前記電源が回復することを優先する電源回復モードに前記電子機器を移行させる、請求項１２に記載の電子機器。
14. 前記記憶手段は、更に、前記所定の時間間隔、前記基準値、前記所定の測定回数、又は前記所定の経過時間を含む過去の検出条件を記憶し、
    前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された前記過去の検出条件に基づいて、前記所定の時間間隔、前記基準値、前記所定の測定回数の何れか又は全てを可変する、請求項１３に記載の電子機器。
15. 前記負荷は、第１の負荷と第２の負荷を含み、
    前記電源状態検出手段は、前記第１及び第２の負荷の駆動停止後に、前記電源の物理量を所定の時間間隔でサンプリング測定して前記第１及び第２の負荷に対応する前記電源回復情報を出力し、
    前記制御手段は、前記第１の負荷の駆動により得られた前記電源回復情報に基づいて前記負荷駆動手段に前記第２の負荷の駆動指示を行い、前記第１の負荷の駆動により得られた前記電源の回復状態に応じて前記複数のサンプリング形態から１つのサンプリング形態を選択し、選択したサンプリング形態で前記第２の負荷の駆動停止後のサンプリング測定を行うように前記電源状態検出手段を制御する、請求項２に記載の電子機器。
16. 前記電源は電池であり、前記電源状態検出手段が測定する前記電源の物理量は前記電池の電池電圧であり、前記基準値は基準電圧である、請求項１〜１５の何れか一項に記載の電子機器。
17. 前記負荷は、モータ、バイブレータ、音響装置、照明装置、表示装置、通信装置、撮像装置、センサの何れかである、請求項１〜１６の何れか一項に記載の電子機器。

Images