JP5482688B2

JP5482688B2 - 電子時計

Info

Publication number: JP5482688B2
Application number: JP2011035317A
Authority: JP
Inventors: 誠中川
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2031-02-22
Also published as: US8934320B2; US20120213040A1; CN102650850B; CN102650850A; JP2012173131A

Description

この発明は、無線通信手段を備えた電子時計に関する。

以前より、ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）などの無線通信機能を搭載して、携帯電話機等と無線通信を行えるようにした腕時計が開発されている。

また、電子時計には、一般に表示部や外界を照らすための照明デバイスが設けられ、照明ボタンを押すことで照明デバイスが駆動される。

また、本願発明に関連する技術として、特許文献１には、近距離無線通信を行う装置において、通信中に発光ダイオードを点滅駆動して、通信中であることを外部に通知する技術について開示されている。

特開２００６−１９７５１０号公報

小さな電池により駆動される電子時計においては、大きな負荷に対する電源の応答性能が比較的低いため、大きな電流を消費する動作が複数種類あった場合に、これらの複数の動作が同時に行われることを避ける必要性がある。例えば、無線信号の送受信や照明デバイスの駆動は大きな電流を消費する動作であり、これらの動作が同時に行われてしまうことを避ける必要性がある。

本発明者らは、上記実情から、無線通信と照明駆動を行う期間が重なった場合に、無線通信の期間中、ＲＦ（Radio Frequency）回路が作動して実際に無線信号が送受信される非常に短い期間に、照明デバイスの駆動を停止させる制御について検討を行った。通信期間中、実際に無線信号が送受信される期間は、例えば１秒ごとに３ｍ秒と非常に短い時間であるため、この期間に照明デバイスの駆動を停止させても、問題は生じないと予想された。

しかしながら、細かい周期の点滅であれば人の目で点滅を認識することのできない３ｍ秒という非常に短い消灯期間であっても、照明デバイスを連続点灯している間、比較的に長い周期でこの非常に短い消灯期間が生じた場合、人の目に光のちらつきとして感じられてしまうということが分かった。

すなわち、無線通信と照明駆動とを行う期間が重なった場合に、通信期間中のＲＦ回路が作動して実際に無線信号が送受信される短い期間だけ、照明デバイスを消灯する駆動制御を行うと、比較的に長い周期の照明のちらつき感がユーザに及ぼされ、ユーザに違和感のある照明のちらつきとして認識されてしまうという課題が生じる。

この発明の目的は、無線通信の期間と照明駆動の期間とが重なった際に、大きな負荷が重ならないような制御を行った場合でも、ユーザに違和感を及ぼすような照明のちらつきを回避できる電子時計を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、
時刻を計数する計時手段と、
時刻を表示する時刻表示手段と、
照明を行う照明手段と、
無線信号を間欠的に送受信することで無線通信を行う無線通信手段と、
前記無線通信手段により無線通信が行われているか否かを判別する判別手段と、
外部から操作指令を入力する操作手段と、
前記操作手段を介して前記照明手段を駆動する駆動指令が入力されて、前記判別手段により無線通信が行われていると判別された場合に、前記照明手段をデューティ駆動し、且つ、前記無線通信手段による無線信号の送受信期間に前記照明手段が消灯されるように駆動制御を行う駆動制御手段と、
前記判別手段により無線通信が行われていると判別された場合に、デューティ駆動のオン期間とオフ期間とを各々計時するデューティ駆動計時手段と、を備え、
前記デューティ駆動は、短い周期でオン期間とオフ期間が繰り返される駆動であり、前記オン期間は前記オフ期間よりも十分に長い期間であることを特徴とする電子時計とした。

本発明に従うと、照明手段がデューティ駆動されることで、無線信号が実際に送受信される非常に短い期間に照明手段が消灯されても、この消灯期間がデューティ駆動による照明の点滅に紛れることで、ユーザに違和感のある照明のちらつきを感じさせないようにすることができる。

本発明の実施形態の電子時計を組み合わせてなるシステム構成の一例を示す図である。実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図である。無線通信と照明駆動の関係を説明するタイムチャートである。ＣＰＵにより実行される照明駆動処理の制御手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の電子時計を組み合わせてなるシステム構成の一例を示す図、図２は、実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図である。

この実施形態の電子時計４０は、例えば腕時計など、ユーザの体に装着可能な形態の時計であり、ブルートゥースの無線通信機能を有する他の電子機器とデータ通信が可能な構成になっている。図１に示すように、この実施形態では、通信相手として携帯電話機１０が適用されている。また、無線通信の方式として、無線信号の送受信タイミングおよびその時間長が例えば１秒毎に３ｍｓなど長い周期で短い時間に設定された低消費電力モードの通信方式が採用されている。この低消費電力モードの通信方式によれば、比較的に大きな電流を消費する無線信号の送受信の動作を、長い周期で短い時間だけ行うようにすることで、無線通信に掛かるトータルの消費電力を非常に小さくすることができる。

電子時計４０は、図２に示すように、機器の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４１と、ＣＰＵ４１が実行する制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＣＰＵ４１に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、外部から指令を入力する操作手段としてのスイッチ４４と、計時手段として現在時刻データを計数する計時回路４５と、時刻表示手段として時刻を表示したりその他の種々の情報表示を行ったりする液晶表示部（ＬＣＤ）４６と、液晶表示部４６を駆動するドライバ４７と、アンテナＡＮ４１を介して近距離無線通信を行う無線通信手段としてのブルートゥースモジュール４８と、ブルートゥースモジュール４８を介して送受信されるデータに対してシリアル／パラレル変換等のデータ処理を行うＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）４９と、ブザー音によりユーザに報知を行うピエゾ素子５０およびそのドライバ５１と、照明手段としての発光ダイオード（高輝度ＬＥＤ）５２およびそのドライバ５３と、発光ダイオード５２の第２の駆動電圧を生成するレギュレータ５４と、各部に動作電圧を供給する電池５５と、ＣＰＵ４１と各部との間で信号をやり取りするバス５６等を備えている。

発光ダイオード５２は、発光して液晶表示部４６や外界を照らすもので、例えば高輝度の発光ダイオードにより構成されている。この実施形態では、スイッチ４４の発光ボタンが操作されてユーザから発光要求が入力されることで、発光ダイオード５２が駆動されて照明動作が行われるようになっている。発光ダイオード５２の駆動方式については後述する。

レギュレータ５４は、発光ダイオード５２を連続点灯駆動する場合に、電池電圧を降圧して発光ダイオード５２の第２の駆動電圧をドライバ５３に供給するものである。

電池５５は、ボタン型の一次電池または二次電池であり、大きな負荷に対する応答性能が比較的に低く、例えば、ブルートゥースモジュール４８の無線信号の送受信の動作と、発光ダイオード５２の駆動とが重なった場合に、電池電圧が比較的に不安定となる可能性があり、これを避ける必要性がある。

ブルートゥースモジュール４８は、所定の携帯電話機１０と通信接続を行って低消費電力モードの通信方式により種々のデータ通信を行う。ブルートゥースモジュール４８は、無線信号を送受信するＲＦ回路などのアナログ回路を有し、この部分が作動することで比較的に大きな電力を消費する。

携帯電話機１０と電子時計４０とでは、ブルートゥースモジュール４８を介して通信接続可能なように、予め通信設定処理（ペアリング処理と呼ばれる）が行われており、両者が無線信号の届く範囲に近づけられた場合に、自動的に、或いは、接続操作を受けて半自動的に互いに通信接続された状態へ移行する。そして、低消費電力モードの通信を開始する。また、両者が互いに無線信号が届かない範囲に遠ざけられた場合には、自動的に通信接続が解除されて、次に通信接続の要求があるまで、電子時計４０のブルートゥースモジュール４８の無線信号の送受信の動作は停止される。

上記のようなブルートゥース通信により、例えば、携帯電話機１０の音声着信やメール着信の情報が携帯電話機１０から電子時計４０へ送信されて、電子時計４０で着信に関する情報をユーザに通知する処理が行われるなど、携帯電話機１０と電子時計４０とを連携させた種々の連携機能が実現されるようになっている。

ＲＯＭ４２には、電子時計４０のＣＰＵ４１が実行する制御プログラムとして、計時回路４５の計時データに従って時刻表示を行ったり設定時刻にアラーム動作を行ったりする時計モード処理、スイッチ４４の操作入力を受けて操作指令に応じた動作を実行する操作入力処理、ブルートゥースの通信接続の制御や携帯電話機１０との各種連携動作を実行する通信関連処理、照明オンの操作に応じて照明駆動の制御を行なう照明駆動処理の各プログラムが格納されている。上記照明駆動処理のプログラムとこれを実行するＣＰＵ４１により駆動制御手段が構成される。

［照明駆動処理］
次に、上記構成の電子時計４０における照明駆動に関する動作について説明する。

図３には、無線通信と照明駆動の関係を説明するタイムチャートを示す。同図の（ａ）と（ｂ）には、通信接続された状態における通信タイミング（無線信号の送受信タイミング）と、発光ダイオード５２の駆動出力とを表わし、（ｃ）と（ｄ）には、通信接続が解除された状態における通信タイミングと発光ダイオード５２の駆動出力とを表わしている。

この実施形態の電子時計４０では、特に制限されるものではないが、ユーザがスイッチ４４の照明ボタンを操作して照明駆動の要求がなされることで、その後、所定時間（例えば１５秒間）、発光ダイオード５２が継続して駆動されるようになっている。発光ダイオード５２の駆動方式は、次に示すように、ブルートゥースモジュール４８の動作状態によって複数種類に切り換えられるようになっている。

先ず、図３（ａ），（ｂ）に示すように、照明駆動が行われる際、ブルートゥースモジュール４８が通信接続の状態にある場合には、タイミングＴ１，Ｔ２に示すように、ブルートゥースモジュール４８の通信タイミング、すなわち、ブルートゥースモジュール４８のＲＦ回路が作動して無線信号を送受信する期間に、発光ダイオード５２の駆動が停止される制御が行われる。この駆動停止の制御により、通信タイミングと発光ダイオード５２の駆動期間とが重なることが回避され、電池５５の負荷が一時的に過大な状態になってしまうことが回避される。

さらに、ブルートゥースモジュール４８が通信接続の状態にある場合には、照明駆動期間を通して、発光ダイオード５２はデューティ駆動（短い周期でオンとオフとが繰り返される駆動）される。

ここで、駆動電圧は電池５５の電圧がそのまま適用され、デューティ駆動の周期とそのデューティ比は、例えば、６３ｍｓ周期でデューティ比がオン・オフ比で２０：１に設定されている。なお、これらデューティ駆動の周期とデューティ比は適宜変更可能であり、例えば、人間の目で発光のオン・オフを完全に認識できない程度の周期としても良いし、駆動電圧が高くて容易に所望の発光量が得られればオフ期間の比率を上げることもできる。

なお、デューティ駆動のオフ期間は、図３（ｂ）に示すように、通信タイミングに発光ダイオード５２の駆動を停止させる期間（例えば３ｍｓ）と、同程度かそれより長めに設定すると良い。この設定により、通信タイミングに発光ダイオード５２の駆動を停止させる制御を行っても、この駆動停止の動作がデューティ駆動のオン・オフの動作に紛れて、人に認識されにくくすることができる。但し、デューティ駆動のオフ期間は、通信タイミングに発光ダイオード５２を駆動停止する期間と同等以上に設定しなければならないということはなく、上記期間より短く設定されていても、通信タイミングにおける発光ダイオード５２の駆動停止の動作がデューティ駆動のオン・オフの動作に紛れて、人に認識され難くすることができる。

また、低消費電力モードにおける通信タイミングの周期は、ばらつきなく一定周期に正確に制御されることから、この通信タイミングの周期と発光ダイオード５２のデューティ駆動の周期とを同期させて、デューティ駆動のオフ期間に必ず通信タイミングが重なるように制御することも可能であり、そのように制御するようにしても良い。このような制御にすれば、デューティ駆動のオン・オフ以外に発光ダイオード５２を消灯させる期間が生じないので、違和感のある照明のちらつきをユーザにより認識させにくくすることができる。

なお、これらデューティ駆動の周期と、そのオン・オフ期間は、通信タイミングにおける発光ダイオード５２の駆動停止期間に合わせて、適宜な値を選定することのできる設計事項であり、人の目に違和感のある照明のちらつきを感じさせないように適宜な値を選定すれば良い。

次に、図３（ｃ），（ｄ）に示すように、照明駆動が行われる際、ブルートゥースモジュール４８の通信接続が解除されている場合には、発光ダイオード５２は連続点灯駆動される。この連続点灯駆動時には、駆動電圧はレギュレータ５４により電池５５の電圧を降圧した電圧が適用されて、図３（ｂ）のデューティ駆動時と照明の輝度がほぼ同一になるように制御される。

なお、ブルートゥースの通信接続が解除されている際にも、発光ダイオード５２をデューティ駆動して、通信接続の有無により照明の駆動パターンがほぼ変化しないようにしても良い。

［制御手順］
図４には、照明オンの操作に基づきＣＰＵ４１により実行される照明駆動処理のフローチャートを示す。

上記のような照明駆動の動作は、図４の制御手順によって実現される。すなわち、照明オンの操作がなされて、この照明駆動処理に移行すると、先ず、ＣＰＵ４１は、ブルートゥースモジュール４８の状態を確認して通信接続中か否かを判別する（ステップＳ１）。その結果、通信接続中であれば、デューティ駆動用の計時を開始し（ステップＳ２）、ドライバ５３にオン信号を出力して発光ダイオード５２への駆動電圧の出力を開始させる（ステップＳ３）。

次いで、デューティ駆動用の計時データに基づきデューティ駆動のオン期間（例えば６０ｍｓ）が経過したか判別し（ステップＳ４）、経過していなければブルートゥースモジュール４８の通信タイミング（ＲＦ回路が作動して無線信号が送受信されるタイミング）になるか判別し（ステップＳ５）、この通信タイミングでもなければステップＳ４に戻る。つまり、デューティ駆動のオン期間が経過せず、通信タイミングでもなければ、発光ダイオード５２の駆動が継続されるまま、ステップＳ４，Ｓ５の判別処理が繰り返される。

一方、ステップＳ５の判別処理で通信タイミングであると判別されたら、ＣＰＵ４１はドライバ５３にオフ信号を出力して発光ダイオード５２の駆動を一定時間停止する（ステップＳ６）。停止する時間は、無線信号が送受信される時間長（例えば３ｍｓ）である。そして、一定時間停止させたら、ステップＳ３に戻る。

また、上記発光ダイオード５２の駆動が続けられる間、デューティ駆動のオン期間が経過したら、ステップＳ４の判別処理で“ＹＥＳ”側に移行する。この場合、先ず、ＣＰＵ４１は、ドライバ５３にオフ信号を出力して発光ダイオード５２の駆動を停止する（ステップＳ７）。

次いで、ＣＰＵ４１は、デューティ駆動用の計時データに基づきデューティ駆動のオフ期間（例えば３ｍｓ）が経過するまで待機し（ステップＳ８）、オフ期間が経過したら、通信タイミングと重なっていないか判別し（ステップＳ９）、通信タイミングと重なっていなければ、そのまま次に進む一方、通信タイミングと重なっていれば、無線信号の送受信期間が経過してから次に進む。

次に進んだら、ＣＰＵ４１は、照明オン開始から所定時間（例えば１５秒）が経過したか判別し（ステップＳ１０）、まだ経過していなければ、ステップＳ３に戻って、再び、発光ダイオード５２の駆動処理を繰り返す。

つまり、上記のステップＳ３〜Ｓ１０のループ処理が繰り返されることで、短い周期でオンとオフとが繰り返される発光ダイオード５２のデューティ駆動が実現される。また、このデューティ駆動のオン期間に通信タイミングが重なった場合には、その通信期間だけ発光ダイオード５２の駆動が停止される制御が行われる。

そして、このデューティ駆動の制御が繰り返されて照明駆動を継続する所定時間が経過すると、ステップＳ１０でこの所定時間の経過が判別されるので、この照明駆動処理を終了する。

一方、ステップＳ１の判別処理で通信接続中でないと判別された場合には、先ず、ＣＰＵ４１は、レギュレータ５４を作動させ（ステップＳ１１）、続いて、ドライバ５３に制御信号を出力して、発光ダイオード５２にレギュレータ５４の電圧を出力させる（ステップＳ１２）。

その後、照明駆動を継続する所定時間（例えば１５秒）が経過するまで待機して（ステップＳ１３）、この時間が経過したらドライバ５３に制御信号を出力して発光ダイオード５２の駆動を停止する（ステップＳ１４）。さらに、レギュレータ５４の動作を停止させて（ステップＳ１５）、この照明駆動処理を終了する。

以上のように、この実施形態の電子時計４０によれば、照明駆動を行う期間と、無線通信の期間とが重なった場合に、デューティ駆動により照明の駆動が行われる。従って、無線信号の送受信タイミングに照明が消灯されるようにしても、この消灯がデューティ駆動による短い周期の消灯に紛れて目立たないようすることができる。それゆえ、ユーザに違和感のある照明のちらつきを感じさせないようにできる。

また、無線信号の送受信期間には照明が消灯されるように駆動制御されるので、大きな電流を消費する無線信号の送受信動作と照明駆動とが重なって、電池５５の電圧を不安定にさせてしまうことが回避される。

また、この実施形態の電子時計４０によれば、通信接続されていない期間に照明駆動を行う場合には、照明は連続点灯駆動にされる。従って、この場合に、照明の駆動制御が単純なものとなって、デューティ駆動に必要な制御負荷や余分な電力消費を削減することができる。さらに、連続点灯駆動時には降圧したレギュレータ電圧を用いているので、デューティ駆動時と連続点灯駆動時とで明るさをほぼ同レベルにすることができる。

また、この実施形態の電子時計４０では、照明は外部から駆動要求がなされた場合に駆動されるものであり、いつ駆動要求がなされるか決まったものでないため、無線通信が行われる期間と照明の駆動期間とが重ならないように制御することは不可能であることから、上記のような無線通信の期間と照明駆動の期間とが重なった場合の駆動制御は特に有用なものとなる。

また、この実施形態の電子時計４０では、照明デバイスとして発光ダイオード５２を用いている。発光ダイオード５２は、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子など他の照明デバイスと比較して、電力に対して高い照度が得られる一方、僅かな消灯により照明のちらつきが感じやすくなっている。それゆえ、発光ダイオード５２を用いた電子時計４０にとって上記の駆動制御は特に有効なものとなる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、照明手段には、高輝度の発光ダイオードのほか、通常の発光ダイオード、有機ＥＬ素子など、種々のデバイスを適用することができる。また、電子時計は腕時計に限られず、無線信号の送受信と照明の駆動とが大きな負荷と見なされるような電子時計であれば、置き時計などその形態は制限されるものではない。

また、上記実施形態でも述べたが、照明の駆動方式として、デューティ駆動の周期と無線通信の周期とを同期させて、デューティ駆動のオフ期間に必ず無線信号の送受信期間が重なるような方式を採用しても良い。また、無線通信が行われない期間に照明駆動を行う場合にもデューティ駆動を適用しても良い。

その他、照明の駆動要求は、例えば、アラーム時刻になった場合などユーザの操作以外に内部的に発生されるようにしても良いし、照明のデューティ駆動をソフトウェア制御でなくハードウェア制御により実行されるようにしても良いなど、上記実施形態で示した細部は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
［付記］
＜請求項１＞
時刻を計数する計時手段と、
時刻を表示する時刻表示手段と、
照明を行う照明手段と、
無線信号を間欠的に送受信することで無線通信を行う無線通信手段と、
前記無線通信手段により無線通信が行われる期間と前記照明手段を駆動する期間とが重なった場合に前記照明手段をデューティ駆動する駆動制御手段と、
を備えていることを特徴とする電子時計。
＜請求項２＞
前記駆動制御手段は、
前記無線通信手段による無線信号の送受信期間に前記照明手段が消灯されるように駆動制御を行うことを特徴とする請求項１記載の電子時計。
＜請求項３＞
前記駆動制御手段は、
前記無線通信が行われない期間に前記照明手段を駆動する場合に、当該照明手段を連続点灯駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子時計。
＜請求項４＞
前記駆動制御手段は、
連続点灯駆動時の駆動出力を、ディーティ駆動時の駆動出力より低くすることを特徴とする請求項３記載の電子時計。
＜請求項５＞
外部から操作指令を入力する操作手段を備え、
前記駆動制御手段は、
前記操作手段を介して駆動指令が入力された場合に前記照明手段を駆動することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電子時計。
＜請求項６＞
前記照明手段は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜５の何れか一項に記載の電子時計。

４０電子時計
４１ＣＰＵ
４２ＲＯＭ
４３ＲＡＭ
４４スイッチ
４５計時回路
４６液晶表示部
４８ブルートゥースモジュール
５２発光ダイオード
５４レギュレータ
５５電池

Claims

時刻を計数する計時手段と、
時刻を表示する時刻表示手段と、
照明を行う照明手段と、
無線信号を間欠的に送受信することで無線通信を行う無線通信手段と、
前記無線通信手段により無線通信が行われているか否かを判別する判別手段と、
外部から操作指令を入力する操作手段と、
前記操作手段を介して前記照明手段を駆動する駆動指令が入力されて、前記判別手段により無線通信が行われていると判別された場合に、前記照明手段をデューティ駆動し、且つ、前記無線通信手段による無線信号の送受信期間に前記照明手段が消灯されるように駆動制御を行う駆動制御手段と、
前記判別手段により無線通信が行われていると判別された場合に、デューティ駆動のオン期間とオフ期間とを各々計時するデューティ駆動計時手段と、を備え、
前記デューティ駆動は、短い周期でオン期間とオフ期間が繰り返される駆動であり、前記オン期間は前記オフ期間よりも十分に長い期間であることを特徴とする電子時計。
前記駆動制御手段は、
前記無線通信が行われない期間に前記照明手段を駆動する場合に、当該照明手段を連続点灯駆動することを特徴とする請求項１記載の電子時計。
前記駆動制御手段は、
連続点灯駆動時の駆動出力を、ディーティ駆動時の駆動出力より低くすることを特徴とする請求項２記載の電子時計。
前記照明手段は、発光ダイオードであることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電子時計。