以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電子機器の好適な実施の形態を詳細に説明する。この発明にかかる実施の形態の電子機器として、電波修正時計への適用例について説明する。
(電波修正時計の構成)
まず、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計の構成について説明する。図1は、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計の外観を示す説明図である。図1において、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100は、電波修正時計100の外装をなすケース(外装ケース)101を備えている。ケース101は、たとえば、金属材料を用いて形成され、両端が開口した略円筒形状をなす。
略円筒形状をなすケース101の一端側(表側)には、当該表側の開口を閉塞する風防ガラス102と、当該風防ガラス102の周縁を支持するベゼル103と、が設けられている。風防ガラス102は、たとえば、透明なガラス材料を用いて形成され、略円板形状をなす。ベゼル103は、たとえば、金属材料を用いて形成され、風防ガラス102の直径と略同一の内径の環形状をなす。
ケース101の他端側(裏側)には、当該裏側の開口を閉塞する裏蓋部材が設けられている。裏蓋部材は、たとえば、金属材料を用いて形成することができる。あるいは、裏蓋部材は、プラスチックなどと称される高分子材料を用いて形成されていてもよい。裏蓋部材は、スクリューバック方式、はめ込み方式、ネジ蓋方式など、公知の各種の技術を用いることによってケース101に取り付けることができる。ケース101に対する裏蓋部材の取り付け方法については、公知の各種の技術を用いて容易に実現可能であるため、説明を省略する。
ケース101の形状は、上記に限るものではない。ケース101は、少なくとも軸心方向における表側に開口を備えていればよい。この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100においては、ケース101と裏蓋部材とが一体とされた、いわゆるワンピース構造によってケース101の裏側を閉塞する構成であってもよい。
ケース101には、操作部104が設けられている。操作部104は、たとえば、竜頭や操作ボタンなどによって実現することができる。操作部104は、使用者による操作を受け付けた場合、操作内容に応じた信号を制御回路(図2を参照)に対して出力する。制御回路は、操作部104が受け付けた操作入力の内容に応じて、衛星信号の受信処理などの処理を実行する。
ケース101の内側には、文字板105が設けられている。文字板105には、時刻指示針106の位置すなわち時刻を示すインデックス(指標)107が設けられている。時刻指示針106は、文字板105に設けられ、具体的には、たとえば、時針、分針、秒針などによって実現することができる。
時刻指示針106は、文字板105の中心を回転中心として回転可能な状態で文字板105に設けられている。時刻指示針106は、たとえば、金属材料を用いて形成することができる。時刻指示針106は、金属材料を用いて形成されるものに限らず、たとえば、プラスチックなどと称される高分子材料を用いて形成してもよい。
インデックス107は、時刻指示針106の軸心を中心とする円周上に配置されている。インデックス107は、たとえば、文字、数字、記号などによって実現することができる。インデックス107は、文字、数字、記号に限るものではなく、たとえば、文字板105に設けられた突起によって実現してもよい。この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100において、インデックス107は、たとえば、金属材料を用いて形成することができる。インデックス107は、文字板105にプリントされたものであってもよいし、金属などの別部材を設けることによって実現されるものであってもよい。
この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100において、インデックス107は、時刻指示針106の回転中心を中心とする同一円周上に配置することができる。この場合、たとえば、各インデックス107は、時刻指示針106の回転範囲、すなわち、時刻指示針106が回転することによる当該時刻指示針106の先端の軌跡がなす円よりも、少なくとも一部が外周側に位置するように配置することができる。
インデックス107は、すべてのインデックス107が、時刻指示針106の回転中心を中心とする同一円周上に配置されるものに限らない。この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100において、インデックス107は、たとえば、少なくとも一部のインデックス107が時刻指示針106の回転範囲内に配置され、別の一部のインデックス107が時刻指示針106の回転範囲よりも外周側に配置されるものであってもよい。
また、文字板105には、アンテナによる衛星信号の受信制御に関する情報を表示するためのマーカー108が配置されている。マーカー108は、たとえば、衛星信号の受信中であることを示す「RX」や、アンテナによる衛星信号の受信処理の成否を示す「NO」や「OK」などの文字列、および、当該文字列が示す各位置を示す記号によって実現することができる。
ケース101と裏蓋部材と文字板105とによって囲まれる空間には、時刻指示針106を回転駆動する輪列やモータ(いずれも図示を省略する)などによって構成される駆動機構(図2を参照)が設けられている。時刻指示針106は、輪列を介してモータに連結されており、当該モータの駆動力を受けて回転する。電波修正時計100は、文字板105の表面側において、駆動機構によって時刻指示針106を回転駆動し、インデックス107に対する時刻指示針106の位置によって、現在の時刻をアナログ表示する。電波修正時計100においては、文字板105、時刻指示針106、インデックス107、輪列、モータなどによって時刻表示部109が構成される。
また、文字板105には、インジケーター110が設けられている。インジケーター110は、電源(二次電池、図2を参照)の電圧値を示す目盛り111によって区分される、複数の区間表示部112(112a〜112e)を備えている。具体的には、インジケーター110は、たとえば、BD3(たとえば、3.6V)以上であってBD7(たとえば、4.0V)以下の範囲における電圧値を、0.1Vごとに区分した複数の区間表示部112(112a〜112e)を備えている。
複数の区間表示部112(112a〜112e)は、それぞれ、「CHG」、「L1」、「L2」、「L3」、「L4」の電圧レベルに対応している。インジケーター110において、各区間表示部112(112a〜112e)は、時刻指示針106の通常の状態における回動方向(時計回り方向)において、上流側から、「L4」、「L3」、「L2」、「L1」、「CHG」の順で配置されている。
インジケーター110は、電源の電圧値がBD4(たとえば、3.7V)を下回る範囲、すなわち、BD0(たとえば、3.3Vまたは3.3V以下)、BD1(たとえば、3.4V)、BD2(たとえば、3.5V)、BD3(たとえば、3.6V)である場合、機能指示針113によって「CHG」の区間表示部112eを指し示す。より具体的には、電源の電圧値がBD4を下回る範囲である場合、インジケーター110は、「CHG」の区間表示部112e(あるいは区間表示部112eの下限に対応する目盛り111)を、機能指示針113によって指し示す(図15を参照)。
インジケーター110は、電源の電圧値がBD4以上であってBD5(たとえば、3.8V)を下回る場合、機能指示針113によって「L1」の区間表示部112dを指し示す。より具体的には、電源の電圧値がBD4以上であってBD5を下回る範囲である場合、インジケーター110は、「L1」の区間表示部112d(あるいは区間表示部112dと区間表示部112eとの境界に位置する目盛り111)を、機能指示針113によって指し示す(図15における「L1表示」の右隣を参照)。
インジケーター110は、電源の電圧値がBD5以上であってBD6(たとえば、3.9V)を下回る場合、機能指示針113によって「L2」の区間表示部112cを指し示す。より具体的には、電源の電圧値がBD5以上であってBD6を下回る範囲である場合、インジケーター110は、「L2」の区間表示部112c(あるいは区間表示部112cと区間表示部112dとの境界に位置する目盛り111)を、機能指示針113によって指し示す(図15における「L2表示」の右隣を参照)。
インジケーター110は、電源の電圧値がBD6以上であってBD7(たとえば、4.0V)を下回る場合、機能指示針113によって「L3」の区間表示部112bを指し示す。より具体的には、電源の電圧値がBD6以上であってBD7を下回る範囲である場合、インジケーター110は、「L3」の区間表示部112b(あるいは区間表示部112bと区間表示部112cとの境界に位置する目盛り111)を、機能指示針113によって指し示す(図15における「L3表示」の右隣を参照)。
インジケーター110は、電源の電圧値がBD7以上である場合、機能指示針113によって「L4」の区間表示部112aを指し示す。より具体的には、電源の電圧値がBD7以上である場合、インジケーター110は、「L4」の区間表示部112aの下限に対応し、区間表示部112a(あるいは区間表示部112aと区間表示部112bとの境界に位置する目盛り111)を、機能指示針113によって指し示す。
インジケーター110において、複数の区間表示部112(112a〜112e)で表示される電源の電圧値の幅は、ほぼ同じ値に設定されている。この実施の形態におけるインジケーター110は、少なくとも、目盛り111によって区切られる区間表示部112a、112b、112c、112dは、電圧値の幅が同じ値に設定されている。各区間表示部112が表示する電源の電圧値の幅は、同じ値に(0.1V)に設定されている。
機能指示針113は、電源の電圧値に応じて変位し、電源の電圧値が、各区間表示部112に対応する電圧値以上の電圧値となった場合に、該当する区間表示部112(112a〜112eのいずれか)を指し示す。具体的には、たとえば、電源の電圧値が3.69Vの場合、機能指示針113は、「CHG」の電圧レベルに対応する区間表示部112eを指し示す。また、具体的には、たとえば、電源の電圧値が3.71Vの場合、機能指示針113は、「L1」の電圧レベルに対応する区間表示部112dを指し示す。
「CHG」の電圧レベルに対応する区間表示部112eは、残余の区間表示部112a〜112dとは異なる表示が設けられている。具体的には、たとえば、区間表示部112eは、残余の区間表示部112a〜112dとは異なる色のマーキングがなされている。これにより、インジケーター110は、機能指示針113により「CHG」の区間表示部112eを指し示すことによって、容易かつ安価に電源(二次電池)の蓄電量が減少していることを案内し、積極的な蓄電(充電)を促すことができる。インジケーター110を構成する機能指示針113は、曜日を示す機能指示針113(曜針)、サマータイムのON/OFFを示す機能指示針113としても機能する。
(電波修正時計100のハードウエア構成)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100のハードウエア構成について説明する。図2は、この発明の実施の形態にかかる電波修正時計100のハードウエア構成を示す説明図である。
図2において、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100は、アンテナ201と、受信回路202と、制御回路203と、電源204と、昇圧部205と、ソーラーセル206と、発電検出制御部207と、検出用抵抗値208と、駆動機構209と、時刻表示部109と、スイッチ210と、スイッチ211と、を備えている。アンテナ201、受信回路202、制御回路203、電源204、昇圧部205、ソーラーセル206、発電検出制御部207、検出用抵抗値208、駆動機構209、時刻表示部109、スイッチ210、スイッチ211は、ケース101と裏蓋部材と文字板105とによって囲まれる空間内に設けられている。
アンテナ201は、GPS(Global Positioning System)衛星から送信される衛星信号を受信する。具体的には、アンテナ201は、たとえば、GPS衛星から送信される、周波数約1.6GHzの電波を受信するパッチアンテナ201によって実現することができる。GPS衛星は、それぞれ、地球の周回軌道を周回しており、高精度の原子時計を搭載し、当該原子時計によって計時された時刻情報を含んだ衛星信号を周期的に送信する。アンテナ201は、複数のGPS衛星から送信される衛星信号を受信する。
各GPS衛星は、計25フレーム(ページ)を1セットとする航法データを繰り返し送信している。各フレームは30秒分の信号を含んでおり、GPS衛星は、全25フレームの信号を12.5分周期で送信する。さらに、各フレームは、5個のサブフレームから構成される。1フレームが30秒なので、1つのサブフレームは6秒分の信号に相当する。1つのサブフレームは、10ワードから構成され、1ワード30ビット、1サブフレーム全体で300ビット分の情報を含んでいる。
各サブフレームの先頭ワード(第1ワード)は、TLM(TeLeMetry word)と称され、その先頭部分(すなわち、サブフレーム全体の先頭部分)には、当該サブフレームの開始位置を示すプリアンブルが含まれる。さらに各サブフレームの2番目のワード(第2ワード)は、HOW(HandOver Word)と称され、その先頭部分には、TOW(Time Of Week)と呼ばれる時刻情報が含まれている。
TOWは、週の始まり(日曜日の午前0:00)を起点としたGPS時刻を示す時刻情報である。電波修正時計100は、1または複数のGPS衛星からこのTOWのデータを受信して、週番号WNの情報と組み合わせることで、GPS衛星によって計時されているGPS時刻を知ることができる。週番号WNは、TOWにより表される時刻が属する週の番号を示す情報であって、週に1度、日曜日の午前0:00になるごとにカウントアップされる。週番号WNの情報は、各フレームの第1サブフレーム内に格納されてGPS衛星から送信されている。
週番号WNとTOWのデータによって得られるGPS時刻は、協定世界時に対して、閏秒の累積によって生じた整数秒分のずれがある。GPS衛星は、このずれを補正するために用いられる閏秒補正値LSの情報も送信する。具体的に、閏秒補正値LSの情報は、航法データのうち、第18ページ目のフレームの第4サブフレームに格納されている。電波修正時計100は、この閏秒補正値LSの情報を受信し、GPS時刻に対して閏秒補正値LSを用いた補正をおこなうことで、協定世界時に準拠した時刻情報を取得する。第18ページ目のフレームの第4サブフレームには、閏秒補正値LSだけでなく、次回の閏秒更新予定日時を示す情報が含まれている。電波修正時計100は、閏秒補正値LSとともに、閏秒更新予定日時に関する情報を受信する。
また、アンテナ201は、所定の送信局から送信される標準電波を受信してもよい。標準電波は、標準時と周波数の国家標準または国際標準として政府や国際機関が放送している電波であって、たとえば、JJYなどの標準周波数報時局から送信され、タイムコードが重畳されている。
受信回路202は、アンテナ201によって受信された衛星信号を復号して、復号の結果得られる衛星信号の内容を示すビット列(受信データ)を出力する。具体的に、受信回路202は、高周波回路(RF回路)202aとデコード回路202bとを含んで構成されている。高周波回路202aは、高周波数で動作する集積回路であって、アンテナ201が受信したアナログ信号に対して増幅、検波をおこなって、ベースバンド信号に変換する。デコード回路202bは、ベースバンド処理をおこなう集積回路であって、高周波回路202aが出力するベースバンド信号を復号してGPS衛星から受信したデータの内容を示すビット列を生成し、制御回路203に対して出力する。
制御回路203は、演算部203aと、ROM(Read Only Memory)203bと、RAM(Random Access Memory)203cと、RTC(Real Time Clock)203dと、モータ駆動回路203eと、を含んで構成されるマイクロコンピュータによって実現することができる。
演算部203aは、ROM203bに格納された各種の制御プログラムに従って各種の情報処理をおこなう。RAM203cは、演算部203aのワークメモリとして機能し、演算部203aの処理対象となるデータが書き込まれる。RTC203dは、演算部203aに対して、電波修正時計100内部での計時に使用されるクロック信号を出力する。
演算部203aは、RTC203dが出力したクロック信号に基づいて内部時刻を計時する。また、演算部203aは、計時した内部時刻を、受信回路202によって受信された衛星信号に基づいて修正し、時刻表示部109に表示すべき時刻(表示時刻)を決定する。モータ駆動回路203eは、演算部203aが決定した表示時刻に応じて、駆動機構209に対して駆動信号を出力する。
駆動機構209は、モータ駆動回路203eから出力される駆動信号に応じて動作するモータや輪列を含んで構成することができる。モータは、具体的には、たとえば、ステップモータによって実現することができ、モータ駆動回路203eから出力される駆動パルスに応じた正転(右回り)または逆転(左回り)の回転動作をおこなう。駆動機構209は、ステップモータの回転を、輪列を介して時刻指示針106に伝達することによって、当該時刻指示針106を回転させる。
駆動機構209において、モータは、一つであっても複数であってもよい。複数のモータを備える電波修正時計100においては、たとえば、時刻指示針106を実現する時針、分針、秒針などを、それぞれ独立したモータによって独立して駆動することができる。この場合、モータおよび輪列は、時刻指示針106の数と同数設けられる。
複数のモータを備える電波修正時計100においては、モータの数と時刻指示針106の数とが一致していなくてもよい。具体的には、たとえば、時刻指示針106のうち分針および秒針を1つめのモータによって駆動し、2つめのモータによって時刻指示針106のうち時針を駆動するようにしてもよい。この場合、モータおよび輪列は、時刻指示針106の数よりも少ない。電波修正時計100においては、時刻指示針106として、時針、分針、秒針に加えて、日板を備えていてもよい。
電波修正時計100においては、演算部203aが決定した表示時刻に応じた駆動信号を駆動機構209に対して出力すると、モータが駆動され、当該モータに連結された輪列を介して時刻指示針106が回動する。これにより、時刻表示部109において、制御回路203によって生成された表示時刻を表示することができる。
電源204は、受信回路202や制御回路203など、電波修正時計100が備える各部に電力を供給する。この実施の形態の電波修正時計100において、電源204は、たとえば、リチウムイオン電池などの二次電池によって実現することができる。電源204としての二次電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換(放電)することにより、電波修正時計100が備える各部に電力を供給する電源204(化学電池)であって、放電に加えて、電気エネルギーを化学エネルギーに変換することにより蓄電(充電)することができる。
電源204は、ソーラーセル206(太陽電池)によって発電された電力を蓄積(蓄電)する。電波修正時計100は、電源204の電圧値を検出する、図示を省略する電圧センサを備えている。電圧センサの出力値(電源204の電圧値)は、演算部203aに出力される。
スイッチ210は、電源204から受信回路202への電力供給路の途中に設けられており、制御回路203から出力される制御信号にしたがってオン/オフが切り替えられる。電波修正時計100においては、制御回路203によりスイッチ210のオン/オフを切り替えることにより、受信回路202の動作タイミングを制御することができる。受信回路202は、スイッチ210を介して電源204から電力が供給されている間だけ動作して、アンテナ201が受信した衛星信号の復号をおこなう。
ソーラーセル206は、文字板105の裏蓋側に配置されており、風防ガラス102を介して文字板105に入射する太陽光などの光によって発電し、発電した電力を電源204に出力する。昇圧部205は、制御回路203によって駆動制御され、ソーラーセル206が発電した電力における電圧を昇圧して電源204に出力する。昇圧部205は、たとえば、DC/DCコンバータによって構成することができる。
スイッチ211は、ソーラーセル206から電源204への電力供給路の途中(ソーラーセル206と昇圧部205との間)に配置されている。スイッチ211は、制御回路203からの制御信号に応じて、ソーラーセル206の接続先を電源204(昇圧部205)または検出用抵抗値208に切り換える。
制御回路203は、電源204への蓄電をおこなう際は、ソーラーセル206と電源204とをスイッチ211を介して接続する。また、制御回路203は、ソーラーセル206の発電量を検出する際には、ソーラーセル206と電源204との接続を切り離し、ソーラーセル206と検出用抵抗値208とをスイッチ211を介して接続する。
発電検出制御部207は、スイッチ211および検出用抵抗値208を介してソーラーセル206に接続され、ソーラーセル206に接続されている状態において、ソーラーセル206の発電量を検出する。発電検出制御部207は、検出用抵抗値208を介して、ソーラーセル206から昇圧部205を介して電源204に流れる電流値を計測することにより、ソーラーセル206の発電量を検出する。
電波修正時計100は、表示画面212および表示制御部213を備えていてもよい。表示画面212は、たとえば、LCD(Liquid Crystal Display)によって実現することができる。表示画面212は、LCDに代えて、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイを用いてもよい。表示制御部213は、制御回路203から出力される制御信号にしたがって、表示画面212を駆動制御する。表示画面212は、表示制御部213によって駆動制御されて、たとえば、発電量の積算値自体を表示する。
表示画面212は、発電量の積算値を直接表示するものに限らない。表示画面212は、発電量の積算値を直接表示することに代えて、あるいは加えて、たとえば、現状の発電量に基づき、充電が完了するまでにかかる時間(残り時間)を表示してもよい。また、積算値表示部は、発電量の積算値を直接表示することに代えて、あるいは加えて、現状の電圧値(蓄電量)で、外部電波を受信することが可能な回数(受信回数)を表示するようにしてもよい。また、積算値表示部は、受信する外部電波の種類ごとに、表示内容を変更してもよい。
電波修正時計100は、LED、LED駆動回路、アラーム、アラーム駆動回路(いずれも図示を省略する)などを備えていてもよい。LED駆動回路は、LEDを駆動してバックライトとして表示画面を照明したり、警告光を出力したりする。LEDの代わりに、EL、ランプなどを用いてもよい。アラーム駆動回路は、アラームが搭載する図示を省略する圧電素子を駆動して、アラーム(ブザー)を出力する。アラーム駆動回路は、告知の種類によって、音の種類、高さ、音量などを変えて出力してもよい。
(発電量の検出方法)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100における、ソーラーセル206の発電量の検出方法について説明する。図3は、ソーラーセル206の発電量の検出にかかる構成を示す説明図である。
図3において、検出用抵抗値208は、並列接続された、抵抗値の異なる複数の抵抗を備えている。この実施の形態においては、抵抗ランクが「1」のR0抵抗、抵抗ランクが「2」のR1抵抗、抵抗ランクが「3」のR2抵抗、抵抗ランクが「4」のR3抵抗、抵抗ランクが「5」のR4抵抗、抵抗ランクが「6」のR5抵抗、抵抗ランクが「7」のR6抵抗の7つの抵抗を備えている。この実施の形態においては、抵抗ランクの数値が大きいほど、大きい抵抗値が設定されている。
複数の抵抗には、それぞれスイッチが接続されている。発電検出制御部207は、いずれか一つの抵抗値に電流が流れるように各スイッチのオン/オフを切り換える。各スイッチは、それぞれ、一端が各抵抗に接続され、他端が電源204に接続されている。各スイッチは、オンされた状態で電源電圧(VDD)が印加される。
発電によりソーラーセル206が出力する電流値は、ソーラーセル206が受ける光の量により変動する。発電検出制御部207は、発電量の検出に際して、ソーラーセル206と検出用抵抗値208とを接続した状態において、当該検出用抵抗値208におけるいずれか一つの抵抗のスイッチをオン状態とし、電源204の電圧値が、あらかじめ定められた検出閾値を上回るか下回るかを抵抗ごとに判断する。発電検出制御部207は、検出閾値を上回ると判断した場合に、「暗」を検出する。発電検出制御部207は、検出閾値を下回ると判断した場合に、「明」を検出する。
発電検出制御部207は、演算部203aから出力された発電量の検出開始の指示信号を受け付けた場合、検出用抵抗値208におけるいずれか一つの抵抗に接続されたスイッチをオン状態とし、抵抗ごとに「明」か「暗」かを検出し、検出結果に基づいて、ソーラーセル206が出力する電流値(発電量)に応じたランク情報を出力する。
図4は、ランク情報の出力にかかる発電検出制御部207の処理手順を示すフローチャートである。図4において、発電検出制御部207は、まず、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS401)。ステップS401において、「明」を検出していない場合(ステップS401:No)、発電量のランクを「0」に決定する(ステップS431)。
ステップS401において、「明」を検出した場合(ステップS401:Yes)、抵抗ランクが「4」の抵抗R3のスイッチをオン状態とし(ステップS402)、所定時間(たとえば250ms)待機する(ステップS403:No)。そして、抵抗ランクが「4」の状態において所定時間が経過した場合(ステップS403:Yes)、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS404)。
ステップS404において、「明」を検出した場合(ステップS404:Yes)、抵抗ランクが「6」の抵抗R5のスイッチをオン状態とし(ステップS405)、所定時間待機する(ステップS406:No)。そして、抵抗ランクが「6」の状態において所定時間が経過した場合(ステップS406:Yes)、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS407)。
ステップS407において、「明」を検出した場合(ステップS407:Yes)、抵抗ランクが「7」の抵抗R6のスイッチをオン状態とし(ステップS408)、所定時間待機する(ステップS409:No)。そして、抵抗ランクが「7」の状態において所定時間が経過した場合(ステップS409:Yes)、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS410)。
ステップS410において、「明」を検出した場合(ステップS410:Yes)、発電量のランクを「8」に決定する(ステップS411)。一方、ステップS410において、「明」を検出していない場合(ステップS410:No)、発電量のランクを「7」に決定する(ステップS412)。
ステップS407において、「明」を検出していない場合(ステップS407:No)、抵抗ランクが「5」の抵抗R4のスイッチをオン状態とし(ステップS413)、所定時間待機する(ステップS414:No)。そして、抵抗ランクが「5」の状態において所定時間が経過した場合(ステップS414:Yes)、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS415)。
ステップS415において、「明」を検出した場合(ステップS415:Yes)、発電量のランクを「6」に決定する(ステップS416)。一方、ステップS415において、「明」を検出していない場合(ステップS415:No)、発電量のランクを「5」に決定する(ステップS417)。
ステップS404において、「明」を検出していない場合(ステップS404:No)、抵抗ランクが「2」の抵抗R1のスイッチをオン状態とし(ステップS418)、所定時間待機する(ステップS419:No)。そして、抵抗ランクが「2」の状態において所定時間が経過した場合(ステップS419:Yes)、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS420)。
ステップS420において、「明」を検出した場合(ステップS420:Yes)、抵抗ランクが「3」の抵抗R2のスイッチをオン状態とし(ステップS421)、所定時間待機する(ステップS422:No)。そして、抵抗ランクが「3」の状態において所定時間が経過した場合(ステップS422:Yes)、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS423)。
ステップS423において、「明」を検出した場合(ステップS423:Yes)、発電量のランクを「4」に決定する(ステップS424)。一方、ステップS423において、「明」を検出していない場合(ステップS423:No)、発電量のランクを「3」に決定する(ステップS425)。
ステップS420において、「明」を検出していない場合(ステップS420:No)、抵抗ランクが「1」の抵抗R0のスイッチをオン状態とし(ステップS426)、所定時間待機する(ステップS427:No)。そして、抵抗ランクが「1」の状態において所定時間が経過した場合(ステップS427:Yes)、「明」を検出したか否かを判断する(ステップS428)。
ステップS428において、「明」を検出した場合(ステップS428:Yes)、発電量のランクを「2」に決定する(ステップS429)。一方、ステップS428において、「明」を検出していない場合(ステップS428:No)、発電量のランクを「1」に決定する(ステップS430)。発電検出制御部207は、発電量の検出に際して、図4に示した処理を実行し、決定した発電量のランクを示すランク情報を、制御回路203(演算部203a)に対して出力する。
図4のフローチャートに示したように、この実施の形態においては、発電量の検出に際して、抵抗値の中央(抵抗ランク「4」のR3抵抗)から検出をおこない、抵抗値の中央から抵抗値を大きくしていく、あるいは、抵抗値の中央から抵抗値を小さくしていくように抵抗を切り換える。これにより、もっとも抵抗値が大きい抵抗から抵抗値が小さくなる抵抗に順次切り換える場合、あるいは、もっとも抵抗値が小さい抵抗から抵抗値が大きくなる抵抗に順次切り換える場合と比較して、発電量の検出(発電量のランクの決定)にかかる時間の短縮を図ることができる。
(発電量テーブルの一例)
つぎに、発電量テーブルの一例について説明する。図5は、発電量テーブルの一例を示す説明図である。図5において、発電量テーブル500は、上記の図4に示した処理によって決定される、ソーラーセル206の発電量に応じて定められた複数段階のランクごとに、各ランクにおける仮想的な発電量(検出発電量)を関連付けて記憶する。発電量テーブル500は、たとえば、ROM203bに格納される。
この実施の形態の発電量テーブル500は、「0」ランク〜「8」ランクまでの9段階のランクと、各ランクにおける検出発電量と、を関連付けて記憶している。具体的に、「0」ランクにおける検出発電量は0、「1」ランクにおける検出発電量は1、「2」ランクにおける検出発電量は2、「3」ランクにおける検出発電量は4、「4」ランクにおける検出発電量は8とされている。また、「5」ランクにおける検出発電量は16、「6」ランクにおける検出発電量は32、「7」ランクにおける検出発電量は64、「8」ランクにおける検出発電量は128とされている。
(電波修正時計100の電圧レベル)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100の電圧レベルについて説明する。図6は、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100の電圧レベルを示す説明図である。図6に示すように、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100においては、電源204の電圧値に応じて複数段階の電圧レベルが設定されている。
上記のように、電波修正時計100の電圧レベルは、たとえば、電源204の電圧値に基づいて、設定することができる。具体的には、たとえば、図6に示したように、電源204の電圧値がBD4〜BD6の場合、電波修正時計100においては、「時刻通常状態」に相当する電圧レベル「L1」、「L2」、「L3」、「L4」が設定される(図7を参照)。また、具体的には、たとえば、図6に示したように、電源204の電圧値がBD2〜BD3の場合、電波修正時計100においては、「充電警告状態」に相当する電圧レベル「CHG」が設定される(図7を参照)。
(電波修正時計100の状態と電源204の電圧値との関係)
図7は、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100の状態と電源204の電圧値との関係を示す説明図である。図7においては、電源204の電圧値の減少に応じて「充電警告状態」が設定された後の、電源(二次電池)204の電圧値の変化に応じて設定される各状態と当該各状態が設定される流れとを示している。
図7において、電波修正時計100は、「充電警告状態」が設定された後の電源204の電圧値の減少に応じて、当該電源204の電圧値がBD0以下であることが検出された場合に、「停止警告状態」を設定する。そして、「停止警告状態」において2秒周期で検出をおこなった結果、電源204の電圧値がBD0以下であることを連続して所定回数(たとえば、6回)検出した場合に、「ハード制御領域停止状態」を設定する。
「ハード制御領域停止状態」は、電源204の電圧値がBD1を超えるまで継続して設定される。電波修正時計100は、「ハード制御領域停止状態」において、電源204の電圧値がBD1に達した場合に、所定の操作がおこなわれた場合に電波修正時計100の各種機能を初期状態に戻す機能であるシステムリセットを解除する。その後、時刻を機械的に計時する機械的構造の動作を復帰(ハード復帰)させる。
電波修正時計100は、「ハード制御領域停止状態」からハード復帰した後、マイコンによる所定の制御プログラムの実行を開始し、当該マイコンのOS(ROM203bに記憶された制御プログラム)の読み込みをおこない、RAM203cなどに確保されたメインカウンタをクリアする。ここで、電源204の電圧値がBD1以下となった場合、電波修正時計100は、「ハード制御領域停止状態」を設定する。電波修正時計100は、マイコンによる所定の制御プログラムの実行を開始し、当該マイコンのOSの読み込みをおこない、メインカウンタをクリアした時点において、電源204の電圧値がBD2以上であることが検出された場合、「充電警告状態」を設定する。
電波修正時計100は、「充電警告状態」において、電源204の電圧値がBD4以上であることを検出した場合、「充電復帰状態」を設定する。電波修正時計100は、「充電復帰状態」において、充電復帰カウンタを用いてソーラーセル206の発電量の積算値を算出し、算出した積算値が充電復帰電圧以上になったか否かを判断する。電波修正時計100は、「充電復帰状態」において、所定時間ごと(たとえば、5分ごと)にソーラーセル206の発電量の積算値を算出し、積算値を算出するごとに、当該積算値が充電復帰電圧以上になったか否かを判断する。
電波修正時計100は、「充電復帰状態」において、電源204の電圧値がBD5以上であることを検出した場合、「時刻通常状態」を設定する。また、電波修正時計100は、「充電復帰状態」において、充電復帰カウンタの値が所定の閾値を超えていると判断した場合、「時刻通常状態」を設定する。充電復帰カウンタは、たとえば、制御回路203におけるRAM203cなどに確保することができる。また、電波修正時計100は、「充電復帰状態」において、電源204の電圧値がBD3以下あることを検出した場合に、「充電警告状態」を設定する。
充電復帰カウンタの値の判断にかかる所定の閾値は、たとえば、電波修正時計100を「時刻通常状態」において所定日数(たとえば、10日間)使用した場合に消費する電力量とすることができる。これにより、電波修正時計100を「時刻通常状態」において所定日数(たとえば、10日間)使用した場合にも、電波修正時計100の運転状態を「時刻通常状態」とすることができる。「時刻通常状態」においては、上記の「通常使用状態」、「PS状態」、「受信状態」を設定することができる。
電波修正時計100においては、上記の各種の状態の他、RTC203dが計時する内部時刻の修正が可能な時刻修正状態を設定することができる。電波修正時計100は、たとえば、操作部104に対する所定の操作を受け付けた場合に時刻修正状態を設定する。RTC203dによる内部時刻の計時は、電波修正時計100の状態として内部時刻の修正が可能な時刻修正状態が設定されている場合に停止してもよい。
アンテナ201や受信回路202などが消費する電力量は、電波修正時計100の動作状態に応じて異なる。具体的には、アンテナ201や受信回路202などが消費する電力量は、たとえば、GPS電波を受信する電波修正時計100においては、位置および時刻に関する情報を取得する測位動作状態と、時刻に関する情報のみを取得する測時動作状態とで異なる。
また、具体的には、アンテナ201や受信回路202などが消費する電力量は、たとえば、標準電波を受信する電波修正時計100においては、年・月・日・時刻に関する情報を取得する全データ取得動作状態と、分同期に関する情報のみを取得して00秒のみ合わせたり、時分データに関する情報のみを取得して時分のみを合わせたりする簡易受信動作状態とで異なる。
(電波修正時計100の機能的構成)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100の機能的構成について説明する。図8は、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100の機能的構成を示す説明図である。図8において、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100の各機能は、発電部801、発電量検出部802、蓄電部803、電圧検出部804、制御部805、記憶部806、表示部807、操作部104、計時部808および負荷部809によって実現することができる。
発電部801は、受光した光により発電する。発電部801の機能は、ソーラーセル206によって実現することができる。発電量検出部802は、発電部801による発電量を検出する。発電量検出部802は、発電部801による発電量に応じた信号を、制御部805に対して出力する。発電量検出部802は、発電部801による発電量を直接示す信号を出力してもよく、発電部801による発電量に応じたランクを示す信号を出力してもよい。発電量検出部802の機能は、発電検出制御部207、検出用抵抗値208などによって実現することができる。
蓄電部803は、発電部801によって発電された電力を蓄電する。蓄電部803の機能は、電源(二次電池)204などによって実現することができる。電圧検出部804は、蓄電部803の電圧値を検出することにより、蓄電部803の蓄電量を検出する。電圧検出部804の機能は、たとえば、図示を省略する電圧センサによって実現することができる。
制御部805は、電圧検出部804の検出結果に基づいて、蓄電部803すなわち電源(二次電池)204の電圧値が、充電警告電圧である第1の電圧値を下回った場合に、電波修正時計100の状態を通常状態から、警告状態に切り換える。充電警告電圧である第1の電圧値(積算の閾値)は、たとえば、3.6Vに設定することができる。
通常状態は、電波修正時計100が備えるすべての機能を有効とする状態であり、上記のように電源204の電圧値がBD4以上である場合に設定される「通常使用状態」、「PS状態」、「時刻通常状態」によって実現することができる。警告状態は、通常状態における機能の一部を制限する状態であって、上記のように電源204の電圧値が充電警告電圧である第1の電圧値(BD3)を下回った場合に設定される「充電警告状態」によって実現することができる。
また、制御部805は、発電量検出部802の検出結果に基づいて、蓄電部803すなわち電源(二次電池)204の電圧値が第1の電圧値である充電警告電圧(BD3)を下回った場合、充電警告電圧である第1の電圧値(BD3)を下回った後(警告状態に切り換えた後)、第1の電圧値を上回ってから、ソーラーセル206による発電量の積算値を算出する。算出した積算値は、充電復帰カウンタに記憶する。
制御部805は、たとえば、「1日に1回」などの所定期間ごとに、充電復帰カウンタに記憶した積算値から、警告状態において消費する電流値を差し引いてもよい。差し引く電流値は、たとえば、所定期間の長さに応じて設定することができ、充電復帰カウンタに記憶した積算値から「1日に1回」差し引く電流値は、警告状態において1日間で消費する電流値とすることができる。
また、制御部805は、積算値を算出するごとに、算出した積算値が所定の閾値に達したか否かを判断する。所定の閾値は、二次電池の電圧値が、第1の電圧値から充電復帰電圧である第2の電圧値になるまでに要する発電量に基づいて設定される。充電復帰電圧である第2の電圧値(積算の閾値)は、たとえば、3.7Vに設定することができる。
さらに、所定の閾値は、電波修正時計100において、ソーラーセル206による発電ができない状態において、所望の処理を所望する回数実行するために要する電力量に基づいて設定することができる。具体的には、所定の閾値は、たとえば、時刻の修正に用いる電波(GPS電波や標準電波)の受信にかかる処理を5回実行するために要する電力量に相当する電圧値とすることができる。
GPS信号(GPS電波)を受信する場合、TOWは6秒周期であることに対し、週番号WNは30秒周期であるため、時刻情報を5回分受信することにより週番号WNの受信も可能になる。測位をおこなう場合も30秒程度の時間が必要となる。このため、時刻の修正に用いる電波の受信にかかる処理を5回実行するために要する電力量に相当する電圧値を、所定の閾値とする。これにより、ソーラーセル206による発電ができない状態であっても、時刻の修正に用いる電波(GPS電波や標準電波)の受信にかかる処理を5回おこなうことができる。
制御部805は、算出した積算値が所定の閾値に達したと判断した場合に、電波修正時計100の状態を、警告状態から通常状態に切り換える。制御部805の機能は、制御回路203における演算部203a、ROM203b、RAM203cなどによって実現することができる。
この実施の形態においては、充電復帰電圧である3.7Vを第2の電圧値(積算の閾値)とし、積算値が所定の閾値以上になったか否かの判断結果に基づいて警告状態から通常状態に切り換えるようにしたが、第2の電圧値は3.7Vに限るものではない。第2の電圧値は、任意の値に設定することができる。具体的には、たとえば、第2の電圧値が、3.6Vと3.7Vの中間の値になるように設定してもよい。
第2の電圧値は、電波修正時計100に設定されている動作状態に応じて変更可能に構成してもよい。上記のように、アンテナ201や受信回路202などが消費する電力量は、電波修正時計100の動作状態に応じて異なる。このため、たとえば、GPS電波を受信する電波修正時計100においては、測位動作状態が設定されている場合と、測時動作状態が設定されている場合とで、異なる第2の電圧値を設定してもよい。たとえば、標準電波を受信する電波修正時計100においては、全データ取得動作状態が設定されている場合と、簡易受信動作状態が設定されている場合とで、異なる第2の電圧値を設定してもよい。
制御部805は、発電量検出部802が実際に検出した発電量に応じて定められる、仮想的な発電量(検出発電量)に基づいて積算値を算出する。この実施の形態における制御部805は、発電部801による発電量に応じて発電検出制御部207から出力されるランク情報に基づいて積算値を算出する。検出発電量に基づいて積算値を算出する場合、積算値の算出に際しては、記憶部806に格納された発電量テーブル500を用いる。発電量テーブル500は、たとえば、制御部805が備えることができる。
制御部805は、ランクを示すランク情報が発電量検出部802から出力された場合、発電量テーブル500を参照して、当該ランクに応じた検出発電量を特定する。そして、特定した検出発電量を積算して、積算値を算出する。制御部805は、発電量テーブル500を用いた発電量の積算に代えて、発電量検出部802が実際に検出した発電量を積算することにより、上記の積算値を算出してもよい。
制御部805は、電圧検出部804の検出結果に基づいて、電源204の電圧値が、所定の電圧範囲内である場合にのみ、積算値の算出をおこなうものであってもよい。具体的には、第1の電圧値である充電警告電圧(BD3)を下回った後、第1の電圧値を上回ってから、ソーラーセル206による発電量の積算値の算出を開始し、積算値が所定の閾値に達した場合あるいは電圧検出部804の検出結果に基づいて二次電池の電圧値が3.7Vに達した場合に、積算値の算出を停止するようにしてもよい。
これにより、積算値の算出は、電源204の電圧値が3.6V以上であって充電復帰電圧あるいは3.7Vを下回る場合に限っておこなわれる。このように、積算値の算出をおこなう条件を制限することにより、演算部203aにおける処理負担の軽減を図ることができる。
さらに、制御部805は、電圧検出部804の検出結果に基づいて、蓄電部803すなわち電源204の電圧値が、第1の電圧値(3.6V)を下回った後、当該第1の電圧値を超え、第2の電圧値(3.7V)に達した場合に、電波修正時計100の状態を警告状態から通常状態に切り換える。このように、電波修正時計100の状態を、積算値に基づいて警告状態から通常状態に切り換えるとともに、実測される電源204の電圧値に基づいて警告状態から通常状態に切り換えることにより、たとえば、電池交換や受信動作などによって瞬間的に電圧が変動した場合にも、適正な状態を設定することができる。
表示部807は、電圧検出部804の検出結果に基づいて、蓄電部803すなわち電源204の電圧値を案内する。また、表示部807は、制御部805が算出した積算値が充電復帰電圧に達した場合、発電量の検出結果(発電量のランクの積算値)にかかわらず、二次電池の電圧値が充電復帰電圧であることを案内する。具体的には、表示部807は、制御部805が算出した積算値が充電復帰電圧に達した場合、インジケーター110における機能指示針113を回転駆動して、「L1」の電圧レベルを指し示すことにより、電源204の電圧値が充電復帰電圧であることを案内する。また、具体的には、インジケータ部110で蓄電量以外の機能(曜など)の表示と兼用し、通常状態では別機能を表示している場合は、表示部807は、制御部805が算出した積算値が充電復帰電圧に達したときに、別機能表示に復帰してもよい。
表示部807は、電源204の電圧値が充電警告電圧(BD4)を下回ったことにより充電警告状態に切り換えてからの、ソーラーセル206による発電量の積算値に基づいて、インジケーター110が案内する電圧値を変更するようにしてもよい。これにより、ソーラーセル206による発電によって、電源204の電圧値すなわち蓄電量が徐々に増加している様子を案内することができる。表示部807の機能は、インジケーター110および当該インジケーター110の制御にかかる制御回路203などによって実現することができる。
表示部807は、発電部801による発電量の積算値自体を表示する積算値表示部807aを備えている。積算値表示部807aは、たとえば、積算値を示す数値を直接表示する。また、積算値表示部807aは、たとえば、積算値を示す数値に代えて、あるいは加えて、積算値を示す棒グラフや積算値を示す円グラフなどを表示してもよい。積算値表示部807aの機能は、表示画面212、表示制御部213によって実現することができる。
計時部808は、電波修正時計100の機器内部で時刻を計時する。計時部808の機能は、たとえば、RTC203dによって実現することができる。上記の制御部805は、操作部104により所定の外部操作を受け付けた場合に、上記の時刻修正状態を設定する。そして、制御部805は、時刻修正状態が設定されている場合では、電源(二次電池)204の電圧値が第2の電圧値以上となった場合にのみ、電波修正時計100の状態を警告状態から通常状態に切り換える。すなわち、制御部805は、時刻修正状態が設定されている場合では、発電量の積算値が所定の閾値に達した場合にも、警告状態から通常状態への切り替えはおこなわない。
負荷部809は、電力の消費をともなって動作し、消費する電力量は、電波修正時計100の動作状態により異なる。負荷部809は、外部電波を受信する受信部であり、設定されている動作状態に応じて異なるデータを受信する。この実施の形態における負荷部(受信部)809の機能は、アンテナ201や受信回路202によって実現することができる。
(電波修正時計100の処理手順)
つぎに、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100の処理手順について説明する。図9は、「充電警告状態」から「時刻通常状態」への復帰処理を示すフローチャートである。
図9のフローチャートにおいて、まず、電源204の電圧値がBD4以上であるか否かを判断する(ステップS901)。ステップS901において、電源204の電圧値がBD4以上である場合(ステップS901:Yes)、電源204の電圧値がBD5以上であるか否かを判断する(ステップS902)。ステップS902において、電源204の電圧値がBD5以上である場合(ステップS902:Yes)、ステップS907へ移行する。
光強度の高い屋外の場合、充電が速やかに行われて、発電量の積算が所定値以上になる前に、電源204の電圧値がBD5(3.7V)になる可能性がある。使用者のためには、早く通常状態に復帰できることが好ましい。この実施の形態における電波修正時計100においては、ステップS902において電源204の電圧値がBD5(3.7V)以上であることを検出した場合に直ちに通常状態に復帰する。これにより、電源204の電圧値がBD5(3.7V)以上であることを検出した場合に、早く通常状態に復帰することができ、使用者の利便性を確保することができる。
この実施の形態における電波修正時計100においては、発電量を検出する電圧値の範囲を、普段使用する領域に絞って設定しており、高強度の光に対応していない。検出抵抗を増やすことにより高強度の光に対応することも可能になるが、この場合、無用に回路が大きくなってしまう。この実施の形態における電波修正時計100においては、電源204の電圧値がBD5(3.7V)以上であることを検出した場合に直ちに通常状態に復帰するので、回路を無用に大きくすることなく、早く通常状態に復帰することができる。
一方、ステップS902において、電源204の電圧値がBD5以上ではない場合(ステップS902:No)、すなわち電源204の電圧値がBD4以上であってBD5を下回っている場合、ソーラーセル206の発電量を検出する(ステップS903)。そして、ステップS903において検出した発電量に基づいて、ランクを特定する(ステップS904)。ステップS904においては、たとえば、ソーラーセル206から出力される電流量ごとにあらかじめ対応付けられた複数のランクのうち、ステップS903において検出した発電量に応じたランクを特定する。
つぎに、発電量テーブル500を参照して、ステップS904において特定したランクに対応付けられている検出発電量を特定し、特定した検出発電量を、充電復帰カウンタに積算する(ステップS905)。ステップS905においては、充電復帰カウンタに既に積算された検出発電量が記憶されている場合、当該既に積算された検出発電量に、ステップS904において特定したランクに基づいて特定した検出発電量を積算する。
そして、ステップS905において積算した積算値が、あらかじめ定められた所定値以上であるか否かを判断する(ステップS906)。ステップS906においては、たとえば、電波修正時計100を「時刻通常状態」において所定日数(たとえば、10日間)使用した場合に消費する電力量から、電源204の電圧値がBD4以上となる電力量を差し引いた値を所定値として、ステップS905において積算した積算値が当該所定値以上であるか否かを判断する。
ステップS906において、ステップS905において積算した積算値が、あらかじめ定められた所定値以上である場合(ステップS906:Yes)、電波修正時計100の運転状態を「時刻通常状態」とすることにより、「時刻通常状態」に復帰して(ステップS907)、一連の処理を終了する。一方、ステップS906において、ステップS905において積算した積算値が、あらかじめ定められた所定値以上ではない場合(ステップS906:No)、ステップS903においてソーラーセル206の発電量を検出してから所定時間が経過したか否かを判断する(ステップS908)。ステップS908においては、たとえば、ステップS903においてソーラーセル206の発電量を検出してから5分が経過したか否かを判断する。
ステップS908において、ステップS903においてソーラーセル206の発電量を検出してから所定時間が経過していない場合(ステップS908:No)、ステップS903においてソーラーセル206の発電量を検出してから所定時間が経過するまで待機する。
一方、ステップS908において、ステップS903においてソーラーセル206の発電量を検出してから所定時間が経過した場合(ステップS908:Yes)、ステップS901へ移行し、電源204の電圧値がBD4以上であるか否かを判断する。これにより、電源204の電圧値がBD4以上である状態が継続する間、所定時間(たとえば、5分)ごとに、ソーラーセル206の発電量を検出し、検出した発電量に基づく検出発電量の積算値が所定値以上であるか否かが判断される。
一方、ステップS901において、電源204の電圧値がBD4以上ではない、すなわち電源204の電圧値がBD4を下回っている場合(ステップS901:No)、充電復帰カウンタをクリアして(ステップS909)、ステップS901へ移行する。これにより、たとえば、電源204の電圧値がBD4以上となった後にBD4を下回った場合、充電復帰カウンタすなわちソーラーセル206の発電量に基づく検出発電量の積算値がクリアされる。
上述した実施の形態においては、制御回路203からの制御信号に応じて、スイッチ211によりソーラーセル206の接続先を電源204(昇圧部205)または検出用抵抗値208に切り換えるようにしたが、これに限るものではない。図10および図11は、この発明の実施の形態にかかる電波修正時計100の別のハードウエア構成を示す説明図である。
この発明にかかる電子機器を実現する電波修正時計100においては、ソーラーセル206と電源204(昇圧部205)、および、ソーラーセル206と検出用抵抗値208とは、図10に示すように、常時接続されていてもよい。図10に示す電波修正時計100においては、発電量の検出時には、昇圧部205を停止させる。
あるいは、図11に示すように、この発明にかかる電子機器を実現する電波修正時計100においては、ソーラーセル206と電源204(昇圧部205)とを接続するスイッチ1101を設けてもよい。図11に示す電波修正時計においては、スイッチ1101を、通常時はオン状態として昇圧部205における昇圧に使用するためにコンデンサに充電し、発電量の検出時にオフ状態とする。図10に示す電波修正時計100および図11に示す電波修正時計100のいずれにおいても、抵抗値がもっとも大きい(抵抗ランクの数値がもっとも大きい)抵抗のスイッチをオン状態とする。
(検出のタイムチャート)
図12は、発電量の検出に際しての電源204の電圧値の変化を示すタイムチャートである。図12においては、発電量を検出する状態においてソーラーセル206と検出用抵抗値208とを接続し、検出をしていない状態ではソーラーセル206と検出用抵抗値208とを接続しない場合の、電源204の電圧値の変化を示している。
発電検出制御部207は、上記の図4のフローチャートにしたがい、発電量の検出に際して、まず、ソーラーセル206と検出用抵抗値208における抵抗ランク「4」のR3抵抗とを接続する。発電量を検出する状態においてソーラーセル206と検出用抵抗値208とを接続する場合、電源204の電圧値は、検出用抵抗値208を接続した場合に低下する。そして、抵抗ランクが「4」の状態において所定時間(たとえば、250ms)が経過した時点において「明」を検出したか否かを判断する。図12においては、ソーラーセル206とR3抵抗とを接続した状態では、「明」を検出したことを示している。
つぎに、ソーラーセル206と抵抗ランクが「6」のR5抵抗とを接続し、所定時間が経過した時点において「明」を検出したか否かを判断する。図12においては、ソーラーセル206とR5抵抗とを接続した状態では、「暗」を検出したことを示している。このため、発電検出制御部207は、ソーラーセル206と検出用抵抗値208における抵抗ランク「5」のR4抵抗とを接続し、所定時間が経過した時点において「明」を検出したか否かを判断する。図12においては、ソーラーセル206とR4抵抗とを接続した状態では、「明」を検出したことを示している。
発電検出制御部207は、上記のように、抵抗ごとの「明」か「暗」かの検出結果にしたがい、順次抵抗ランクを切り換え、3回目の検出における抵抗ランクおよび当該抵抗ランクの抵抗を接続した状態における「明」か「暗」かの検出結果に基づいて、発電量のランクを決定する。
図13は、発電量の検出に際しての電源204の電圧値の変化を示すタイムチャートである。図13においては、発電量を検出する状態であるか否かにかかわらず、ソーラーセル206と検出用抵抗値208とが常時接続されている場合の、電源204の電圧値の変化を示している。
この場合においても、発電検出制御部207は、上記の図4のフローチャートにしたがい、発電量の検出に際して、まず、ソーラーセル206と検出用抵抗値208における抵抗ランク「4」のR3抵抗とを接続する。ソーラーセル206と検出用抵抗値208とを常時接続する場合、電源204の電圧値は、検出用抵抗値208を接続した場合に上昇する。そして、抵抗ランクが「4」の状態において所定時間(たとえば、250ms)が経過した時点において「明」を検出したか否かを判断する。図13においては、ソーラーセル206とR3抵抗とを接続した状態では、「明」を検出したことを示している。
つぎに、ソーラーセル206と抵抗ランクが「6」のR5抵抗とを接続し、所定時間が経過した時点において「明」を検出したか否かを判断する。図13においては、ソーラーセル206とR5抵抗とを接続した状態では、「暗」を検出したことを示している。このため、発電検出制御部207は、ソーラーセル206と検出用抵抗値208における抵抗ランク「5」のR4抵抗とを接続し、所定時間が経過した時点において「明」を検出したか否かを判断する。図13においては、ソーラーセル206とR4抵抗とを接続した状態では、「明」を検出したことを示している。
発電検出制御部207は、ソーラーセル206と検出用抵抗値208とを常時接続する場合であっても、上記のように、抵抗ごとの「明」か「暗」かの検出結果にしたがい、順次抵抗ランクを切り換え、3回目の検出における抵抗ランクおよび当該抵抗ランクの抵抗を接続した状態における「明」か「暗」かの検出結果に基づいて、発電量のランクを決定する。
図14は、従来の電波修正時計におけるインジケーターの表示態様を概略的に示す説明図である。従来の電波修正時計は、実測した電源の電圧値に基づいて状態を設定するようにしていた。電圧値のみに基づいて充電警告状態から通常状態に復帰する従来の電波修正時計においては、復帰用のヒステリシスを大きくとると電池容量が大きくなり、なかなか復帰できない。このため、充電復帰電圧を高く設定することができず、充電警告状態に移行する電圧(充電警告電圧)に近い電圧値に設定する必要があったため、図14に示すように、「L1」の電圧レベルを示す範囲が短くなっていた。
図15は、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計におけるインジケーターの表示態様を概略的に示す説明図である。上記の従来の電波修正時計に対し、この発明にかかる実施の形態の電波修正時計は、充電警告状態を設定した後の積算値に基づいて、通常使用状態に復帰する。このため、実測した電源の電圧値に基づいて状態を設定する従来の電波修正時計と比較して、高い充電復帰電圧を設定することができる。これにより、「L1」の電圧レベルを示す範囲を長くすることができる。
この発明にかかる電子機器を実現する、この実施の形態の電波修正時計100においては、発電量を検出する際に、検出用抵抗値208における抵抗の切り換えをおこなっているが、これに限るものではない。たとえば、検出用抵抗値208における抵抗の切り換えに代えて、アナログ値により検出した発電量をデジタル値に変換するAD変換によって実現してもよい。
この発明にかかる電子機器を実現する、この実施の形態の電波修正時計100においては、発電量を計算する時に、昇圧部205(昇圧IC)による昇圧動作を停止するようにしてもよい。あるいは、発電量を計算する時に、昇圧動作をおこなうコンデンサを切り離してもよい。あるいは、発電量を計算する時に、昇圧動作をおこなう昇圧部205を切り離してもよい。この実施の形態の電波修正時計100のように、発電側(ソーラーセル206側)において発電量を検出することにより、過充電状態においても、あるいは昇圧部205が停止されていても発電量を検出することができる。
また、上記の発電量の検出方法および上記の方法による検出結果(検出した発電量)は通常状態からパワーセーブ状態への移行の判断、および、パワーセーブ状態から通常状態への復帰の判断に用いてもよい。
また、この発明にかかる電子機器を実現する、この実施の形態の電波修正時計100においては、発電量の表示をおこなう動作状態(明るさモニタ)を設けてもよい。発電量の表示をおこなう動作状態(明るさモニタ)は、たとえば、通常状態および充電警告状態のいずれの状態においても、操作部104に対する所定の入力操作を受け付けた場合に移行するように設定することができる。
電波修正時計100においては、RTC(計時手段)が計時する内部時刻の修正が可能な時刻修正状態を設定することができる。上記のように、RTCが、電波修正時計100において時刻修正状態が設定されている場合に内部時刻の計時を停止する場合、電波修正時計100は、二次電池の電圧値が第2の電圧値(3.7V)以上となる条件のみにより、状態を警告状態から通常状態に切り換えるようにしてもよい。
上述した実施の形態においては、図5に示したように、複数段階のランクごとに、各ランクにおける仮想的な発電量(検出発電量)を関連付けて記憶する完全テーブルを参照して、発電量を積算するようにしたが、発電量の積算に際して用いるテーブルは完全テーブルに限らない。発電量の積算に際しては、完全テーブルに代えて、たとえば、テーブル間隔(各ランクの幅)を粗くして、テーブル間隔の中間に該当する電圧値については、直上位の電圧値と直下位の電圧値との平均を取ることによって算出し、算出した電圧値を用いて発電量を積算してもよい。
以上説明したように、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100は、蓄電部803を実現する二次電池の電圧値が第1の電圧値を下回った場合に、電波修正時計100の状態を通常状態から警告状態に切り換え、二次電池の電圧値が第1の電圧値を下回った後に当該第1の電圧値を上回ってからソーラーセル206による発電量の積算値を算出する。そして、算出した発電量の積算値が所定の閾値に達した場合に、電波修正時計100の状態を警告状態から通常状態に切り換えるようにしたことを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、リチウムイオン電池などのように、通常状態を維持できる電圧範囲における電圧値の変化がなだらかな特性をもつために、実測される二次電池の電圧値に基づいて電波修正時計100の状態を切り換える場合には第1の電圧値と第2の電圧値との差分を小さく設定せざるを得なかった従来の方法と比較して、警告状態から通常状態に復帰する判断基準となる第2の電圧値を高い値に設定することができる。
これにより、二次電池の電圧値が低下したことに起因する充電の喚起を、実測される二次電池の電圧値に基づいて電波修正時計100の状態を切り換える従来の方法と比較して、高い電圧値においておこなうことができるので、早期に充電を促すことができる。これにより、充電警告状態に移行することにより機能の一部が制限される機会を減らすことができる。
また、警告状態から通常状態に復帰する第2の電圧値を高い電圧値に設定した場合にも、実測される二次電池の電圧値に基づいて電波修正時計100の状態を切り換える従来の方法と比較して、早期に復帰させることができる。これにより、充電警告状態に移行することにより機能の一部が制限される機会を減らすことができる。
また、実測される二次電池の電圧値に基づいて電波修正時計100の状態を切り換える従来の方法と比較して、警告状態から通常状態に復帰する第2の電圧値を高い電圧値に設定することができるので、充電警告状態から通常状態に復帰した後すぐに充電警告状態になってしまうことをなくし、充電警告状態に移行することにより機能の一部が制限される機会を減らすことができる。
このように、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、警告状態が設定される前に余裕を持って蓄電させることができ、警告状態が設定された場合にも早期に警告状態から通常状態に復帰することができる。これにより、使用者に対して、使い勝手のよい電波修正時計100(電子機器)を提供することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100は、発電量検出部802の検出結果に基づいて、警告状態において二次電池の電圧値が第2の電圧値以上となった場合、積算値にかかわらず、電波修正時計100の状態を警告状態から通常状態に切り換えることを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、発電量検出部802の検出結果に基づく積算値、および、電圧検出部804の検出結果の両方を監視し、いずれか一方が復帰の条件を満たした場合に、警告状態から通常状態に復帰することができる。
電波修正時計100においては、たとえば、ソーラーセル206による発電の状態によっては、積算値が所定値以上に達するより先に、二次電池の実際の電圧値が3.7Vに達する場合がある。この発明にかかる実施の形態の電波修正時計100によれば、複数の判断基準に基づいて警告状態から通常状態へ復帰することにより、いずれか一方の判断基準に基づいて復帰する場合と比較して信頼性の向上を図ることができるとともに、いずれか一方の判断基準を満たした場合に復帰することにより、警告状態から早期に通常状態に復帰することができる。これにより、充電警告状態に移行することにより機能の一部が制限される機会を減らすことができ、使用者に対して、使い勝手のよい電波修正時計100(電子機器)を提供することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100は、通常状態における二次電池の電圧値を表示する表示部を実現するインジケーター110が、第1の電圧値(たとえば、3.6V)以上の、所定の電圧値(たとえば、0.1V)で区分される区間(たとえば、3.6Vから4.0Vの区間)に対応する複数の区間表示部を有し、複数の区間表示部で表示される蓄電部の電圧値の幅がほぼ同じ値(たとえば、0.1V単位)に設定されることを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、ユーザが、蓄電部803の電圧値が低下にともなって機能指示針113が第2の目盛り111を指し示した後、機能指示針113が第2の目盛り111を指し示すまでと同様に使用する限りは、当該ユーザに対して、機能指示針113が第2の目盛り111を指し示してから第1の目盛り111を指し示すまでの間も、機能指示針113が第2の目盛り111を指し示すまでと同じように蓄電量が減少することを予測させることができる。
そして、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、上記のように、実測される蓄電部803の電圧値のみに基づいて電波修正時計100の状態を切り換える場合と比較して、警告状態から通常状態に復帰するための第2の電圧値を高い値に設定することができるため、早急に蓄電する必要が生じてからその旨を案内することなく、使用者に対して、余裕をもった状態で蓄電を喚起することができる。これにより、使用者は、警告状態になるまでの時間を予測することができ、警告状態になる前に、余裕をもって蓄電することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100は、発電量の積算値自体を表示する積算値表示部を有することを特徴としている。この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、発電量の積算値自体を表示することにより、警告状態から通常状態に復帰するまでに必要な発電量(残りの発電量)を知ることができる。
この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、ユーザは、発電量の増加状態(どの位の時間でどの程度発電したのか)を見ることで、通常状態に復帰するまでには発電量が不足している場合に、電波修正時計を太陽に当てるなどして、発電を促進させることができる。これにより、充電警告状態に移行することにより機能の一部が制限される機会を減らすことができ、使用者に対して、使い勝手のよい電波修正時計100(電子機器)を提供することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100は、所定の外部操作を受け付けた場合に、自機器内部で計時する時刻の修正が可能な時刻修正状態を設定し、当該時刻修正状態が設定されている場合は、二次電池の電圧値が第2の電圧値以上となった場合にのみ、電波修正時計100の状態を警告状態から通常状態に切り換えることを特徴としている。
すなわち、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、所定の外部操作による時刻の修正を受け付ける時刻修正状態において、電波修正時計100による計時を停止することにより、定期的な発電検出が難しくなる状況においては、二次電池の電圧値が第2の電圧値以上となった場合にのみ、電波修正時計100の状態を警告状態から通常状態に切り換えることができる。これにより、設定される電波修正時計100の状態にかかわらず、表示する時刻の精度を確保することができる。
また、この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100は、発電量検出部802により検出した発電量に基づいて、複数段階のランクごとに各ランクにおける発電量を関連付けて記憶する発電量テーブルを参照して、検出した発電量に応じたランクを特定し、特定したランクを積算することによって積算値を算出することを特徴としている。
この発明にかかる実施の形態の電子機器を実現する電波修正時計100によれば、発電量に応じたランクを積算することによって積算値を算出することにより、積算値の算出を容易化することができ、制御回路203における演算部203aなどの負担軽減を図ることができる。
また、この発明にかかる電波修正時計100は、動作状態により消費する電力量の異なる負荷部を有し、発電量の積算値の所定の閾値および第2の電圧値は、動作状態ごとに変更可能としてもよい。このように構成された電波修正時計100によれば、動作状態に応じて、警告状態から通常状態への切り換えの判断にかかる条件を適宜変更することができ、電波修正時計100の動作状態に応じて、各動作状態において必要とされる電力量を確保して復帰することができる。これにより、各動作状態における各機能を確実に発揮させることができ、使用者に対して、使い勝手のよい電波修正時計100(電子機器)を提供することができる。
また、この発明にかかる電波修正時計100は、外部電波を受信する受信部によって負荷部を実現し、上記の動作状態は異なるデータを受信することを特徴としている。すなわち、外部電波を受信する受信部であって、設定されている動作状態に応じて異なるデータを受信する受信部によって負荷部を実現し、設定された動作状態ごと、すなわち受信するデータ(の種類、内容)ごとに発電量の積算値の所定の閾値および第2の電圧値を変更可能としてもよい。このように構成された電波修正時計100によれば、受信する外部電波に応じて負荷部が消費する電力が異なる場合にも、設定された動作状態に応じて、各動作状態において必要とされる電力量を確保して復帰することができる。これにより、各動作状態における各機能を確実に発揮させることができ、使用者に対して、使い勝手のよい電波修正時計100(電子機器)を提供することができる。