JP7075828B2

JP7075828B2 - 電子時計

Info

Publication number: JP7075828B2
Application number: JP2018115332A
Authority: JP
Inventors: 明加藤; 拓史萩田
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 2018-06-18
Filing date: 2018-06-18
Publication date: 2022-05-26
Anticipated expiration: 2038-06-18
Also published as: JP2019219210A

Description

本発明は、電子時計に関し、特に電子時計の二次電池の管理に関する。

太陽電池パネルなどの発電デバイス、及び発電デバイスで発生する電力を蓄える二次電池を備えた電子時計が知られている。二次電池の電池電圧を適正範囲に維持し、電子時計の長時間動作を可能とするためには、電池電圧に応じて電子時計の消費電力を適切に制御することが望ましい。特に、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの信号を受信し、この信号に含まれる時刻情報を利用して、内部時刻を修正するタイプの電子時計では、受信回路の消費電力が大きく、また受信回路の動作中の電圧ドロップも大きく、消費電力の緻密な管理が必要である。この点、下記特許文献１には、ＧＰＳ付き腕時計に電源電圧を検出する電圧検出手段を設け、検出電圧に応じて、ＣＰＵや受信回路の動作クロックを低速に設定することで、電源電圧の過度な降下を防止することが開示されている。

特許第４４８８０６６号

しかしながら、一般的に腕時計のような小型の電子時計においては、電池電圧は予め定められた離散的な電圧値のいずれかとして検出され、二次電池の残容量に対応した実際の電圧値（以下、単に実際の電圧値という）と検出電圧値との間には不可避的に差異が生じうる。また、モータなどの負荷や発電デバイスが接続された状態で、二次電池の電圧値が検出される場合には、検出電圧値は負荷や充電電圧の影響を受ける。このため、検出電圧値だけで消費電力を管理する上記従来の電子時計では、緻密な消費電力の管理ができないという問題がある。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、より緻密な消費電力の管理が可能な電子時計を提供することにある。

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下の通りである。

（１）発電デバイスと、前記発電デバイスにより生じる電力を蓄える二次電池と、前記二次電池に蓄えられた電力により動作する負荷と、前記発電デバイスの発電状態に応じた値を積算することにより前記発電デバイスの積算発電量を算出する発電量積算部と、前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御する消費電力制御部と、を含む電子時計。

（２）（１）において、前記発電量積算部は、照度に応じた値を積算することにより前記積算発電量を算出する、電子時計。

（３）（１）又は（２）において、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路を含み、前記消費電力制御部は、検出電圧値及び前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御する、電子時計。

（４）（３）において、前記発電量積算部は、前記検出電圧値に対応する電圧レベルの検出に応じて前記積算発電量を更新する、電子時計。

（５）（４）において、前記電圧レベルが大から小に変化した場合と、前記電圧レベルが小から大に変化した場合とで、前記積算発電量を異なる値に更新する、電子時計。

（６）（１）～（５）のいずれかにおいて、前記発電量積算部は、一定時間経過毎に前記積算発電量を減算する、電子時計。

（７）（１）～（６）のいずれかにおいて、前記発電量積算部は、前記負荷の動作の種類に応じて前記積算発電量を減算する、電子時計。

（８）（１）～（７）のいずれかにおいて、前記負荷は、信号を受信する受信回路であり、前記発電量積算部は、前記受信回路の動作クロックに応じて前記積算発電量を減算する、電子時計。

（９）（１）～（７）のいずれかにおいて、前記負荷は、指針を駆動するモータであり、前記発電量積算部は、前記モータの動作速度に応じて前記積算発電量を減算する、電子時計。

（１０）（１）～（７）のいずれかにおいて、前記負荷は、複数の指針を駆動するモータであり、前記発電量積算部は、前記モータにより同時に駆動される指針の数に応じて前記積算発電量を減算する、電子時計。

上記本発明の（１）～（１０）の側面によれば、より緻密な消費電力の管理が可能な電子時計を提供することができる。

本実施形態に係る電子時計を示す平面図である。図１のＡ－Ａ線による断面図である。本実施形態に係る電子時計のシステム構成の概要を示すブロック図である。従来例における電圧レベルに応じて行われる動作について示す図である。本実施形態における電圧レベル表示部を示す図である。本実施形態における電圧レベルに応じて行われる動作について示す図である。二次電池の電圧値と、二次電池の充電可能量との関係を示す図である。図７に示す関係をグラフで示した図である。本実施形態において電圧レベルを更新するのに必要なポイントの積算値を示す図である。本実施形態における電圧レベルの更新について説明するフローチャートである。本実施形態における電圧レベルの更新について説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態（以下、本実施形態という）について図面に基づき詳細に説明する。

図１は、本実施形態に係る電子時計を示す平面図である。図１には、電子時計１００の外装（時計ケース）である胴１、胴１内に配置された文字板２と時刻を示す指針である時針３、分針４、秒針５が示されている。また、胴１の３時側の側面にはユーザが種々の操作を行うための操作部６としての竜頭６１、ボタン６２が配置されている。胴１の１２時側及び６時側の側面からは、バンドを固定するためのバンド固定部８が伸びている。なお、図１には図示しないが、文字板２には日付を表示する日窓や曜日を表示する曜日窓が設けられてもよい。

なお、図１に示した電子時計１００のデザインは一例である。ここで示したもの以外にも、例えば、胴１を丸型でなく角型にしてもよいし、竜頭６１やボタン６２の数、配置は任意である。また、本実施形態では、指針を時針３、分針４、秒針５の３本としているが、これに限定されず、秒針５を省略してもよいし、あるいは、タイムゾーンやサマータイムの有無、電波の受信状態、各種の表示を行う指針等を追加したりしてもよい。

また、図１に示すように、本実施形態に係る電子時計１００は、文字板２上に電圧レベル表示部７０を備えている。電圧レベル表示部７０は、後述の二次電池２６の電圧レベルを表示する。

本実施形態では、電子時計１００として、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信される衛星信号を受信し、その衛星信号に含まれる日付や時刻に関する情報に基づいて内部時刻を修正する機能を有する電波腕時計を用いて説明をする。ただし、腕時計に限られるものではなく、時計機能を有する他のウェアラブル端末であってもよい。なお、内部時刻とは、電子時計１００内部の制御回路４７が保持する時刻情報（時刻及び日付を含む）である。本実施形態の電子時計１００においては、指針により内部時刻を示し、ユーザが内部時刻を視認できる構成となっている。

図２は、図１のＡ－Ａ線による断面図である。電子時計１００の文字板２を覆うように風防９が胴１に取り付けられ、また、風防９の反対側では、裏蓋１０が胴１に取り付けられる。風防９の材質は、ガラス等の透明な材料であり、非磁性かつ非導電性である。また、胴１及び裏蓋１０の材質は、特に限定はされないが、本実施形態では金属である。本実施形態では、以降、電子時計１００の風防９が配置される方向（図２における上方向）を風防側、裏蓋１０が配置される方向（図２における下方向）を裏蓋側と呼ぶ。

文字板２の裏蓋側には、発電デバイスとしての太陽電池（光起電パネル）１１が配置され、風防側から入光した光により発電がなされる。そのため、文字板２はある程度光線を透過する材質で形成されるとよい。本実施形態では、文字板２は、太陽電池１１を挟むようにして、ベース部材１２に固定される。なお、本実施形態においては、発電デバイスとして太陽電池１１を例に挙げて説明するが、これに限られるものではなく、物理的な動力を電力に変換することにより発電を行うものを用いてもよい。

ベース部材１２は、合成樹脂等の非磁性かつ非導電性の材質からなり、パッチアンテナ１４や指針を駆動するための歯車機構２５等、各種部材を支持する。パッチアンテナ１４には、その厚み方向を貫くように給電ピン１４ｂが設けられ、風防側の面が衛星からの電波を受信する受信面１４ａとなっている。

ベース部材１２の裏蓋側には、回路基板２４が配置され、さらにその裏蓋側には二次電池２６が配置される。回路基板２４には歯車機構２５の駆動源であるモータ２３が取り付けられている。モータ２３は、二次電池２６に蓄えられた電力により動作する負荷である。

二次電池２６は、太陽電池１１により生じる電力を蓄えるものである。本実施形態においては、二次電池２６としてボタン型のリチウムイオン二次電池を用いた。ただし、これに限られるものではなく、二次電池として、例えば、リチウムイオンキャパシタやニッケル水素畜電池を用いてもよい。

ここで、図２に示されるようにパッチアンテナ１４の受信面１４ａは太陽電池１１の受光面と平行に設けられており、いずれも風防側を向いている。また、図１に示されるように太陽電池１１は概略円形をなし、その外周の一部が矩形状に切りかかれている。そして、この部分にパッチアンテナ１４が配置されている。

図３は、本実施形態に係る電子時計のシステム構成の概要を示すブロック図である。電子時計１は、上述した太陽電池１１、二次電池２６等に加えて、図３に示すように、受信回路３１、制御回路４７、発電量積算部４８、電圧検出回路８０を含む。なお、図３に示す回路要素は、主に回路基板２４上に配置される。

制御回路４７は、メモリ等を内蔵するマイクロコンピュータであって、メモリに記憶されるプログラムに従って、電子時計１に含まれる各種回路等の動作を制御するものである。また、制御回路４７は、消費電力制御部４７ａを含むものであるが、その詳細については後述する。

受信回路３１は、制御回路４７からの指令を受けて、時刻に関する情報等を受信するための受信動作を行う回路であって、二次電池２６に蓄えられた電力により動作する負荷である。受信回路３１は、高周波回路４６及びデコーダ回路５３を含む。パッチアンテナ１４により受信された衛星信号は、高周波回路４６によりベースバンド信号に変換され、デコーダ回路５３により時刻に関する情報、具体的には時刻や日付を示す情報が抽出され、制御回路４７へと受け渡される。なお、受信回路３１による受信動作は、所定期間毎、または内部時刻が所定の時刻になった際に、自動で開始されるものであってもよいし、ユーザが操作部６を操作することにより開始されるものであってもよい。

また、図３に示すように、太陽電池１１はスイッチ２９を介して二次電池２６に接続可能に構成されており、制御回路４７からの指令によりスイッチ２９が太陽電池１１と二次電池２６とを導通させている状態において、太陽電池１１により発電された電力は、二次電池２６に蓄積される。そして、受信回路３１及び制御回路４７は、二次電池２６から供給される電力により動作を行う。

また、太陽電池１１はスイッチ２９を介して発電量積算部４８にも接続可能に構成されており、制御回路４７からの指示によりスイッチ２９が太陽電池１１と発電量積算部４８を導通させている状態では、太陽電池１１により生じる電流は発電量積算部４８に流れる。発電量積算部４８は、この電流をデジタル値であるポイントに変換して積算し、制御回路４７に供給する。なお、ポイントの変換についての詳細は後述する。

スイッチ５６は、受信回路３１、すなわち高周波回路４６及びデコーダ回路５３への電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチであり、制御回路４７により制御される。高周波数で動作する高周波回路４６とデコーダ回路５３はその消費電力が大きいため、制御回路４７は、衛星信号を受信する時のみスイッチ５６をオンとして受信回路３１、すなわち高周波回路４６及びデコーダ回路５３を動作させ、それ以外の時はスイッチ５６をオフとして、消費電力を低減するとよい。

ここで、電子時計１００における各種動作は、電圧検出回路８０により検出された二次電池２６の検出電圧値に応じて、消費電力制御部４７ａにより制御される。例えば、消費電力制御部４７ａは、検出電圧値が所定の閾値以上の場合は動作クロックが高速である高速モードに切り替え、所定の閾値未満の場合は動作クロックが低速である低速モードに切り替える。なお、電圧検出回路８０による電圧の検出は、例えば、２秒に１回程度行われるとよい。

図４は、従来例における電圧レベルに応じて行われる動作について示す図である。図４においては、電圧レベルに応じて許容又は禁止される動作を示している。図４に示すように、従来例においては、電圧検出回路により検出された二次電池の検出電圧値に応じてＬ０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３の４つにレベル分けし、その電圧レベルに応じて、動作するときに発生する負荷の消費電力を制御するため、動作の種類や動作レベルを切り替えている。すなわち、電圧レベルが大きいほど、消費電力の大きな動作を実行し、電圧レベルが小さいほど、消費電力の小さい動作を実行する又は動作を禁止することとしている。

例えば、検出電圧値による電圧レベルがＬ３の場合、受信回路３１による自動受信を１日に１回行うことを許容し、電圧レベルがＬ２の場合、受信回路３１による自動受信を３日に１回行うことを許容し、電圧レベルがＬ１の場合、受信回路３１による自動受信を禁止し、ユーザが操作部６を操作することによる強制受信のみを許容する。

また、例えば、検出電圧による電圧レベルがＬ２以上の場合、針位置検出（図中の針検）において、時針３、分針４、秒針５のそれぞれの針位置検出（図中の全針）を行い、電圧レベルがＬ１の場合、秒針５のみの針位置検出行い、電圧レベルがＬ０の場合、針位置検出を禁止する。なお、針位置検出を行うための機構についての詳細な説明については省略するが、当該機構は、二次電池２６に蓄えられた電力により動作する負荷である。

また、例えば、検出電圧による電圧レベルがＬ１以上の場合、発振器の近傍に配置された温度センサで検出された温度を用いて、発振器の周波数補正（図中の温度補正）を行い、電圧レベルがＬ０の場合、発振器の周波数補正を禁止する。

その他、運針、モータ駆動、指針の同時運針等については図４に示す通りであり、その詳細な説明については省略する。なお、図４で示した動作は一例であり、これら以外の動作についても、電圧レベルに応じて動作の種類や動作レベルを切り替えることとしてもよい。

腕時計のような小型の電子時計においては、検出電圧値は上述のように電圧レベルのいずれかとして検出され、実際の電圧値と検出電圧値との間には不可避的に差異が生じうる。また、例えば、太陽電池１１が接続された状態で、二次電池２６の電圧値が検出される場合には、検出電圧値は太陽電池１１の起電力の影響を受け、実際の電圧値と検出電圧値との間には差異を生じうる。そのため、例えば、検出電圧値による電圧レベルがＬ３の場合であっても、実際の電圧値はＬ２相当である場合がある。その場合であっても、電圧レベルに応じて動作の内容や動作レベルが切り替えられるため、図４に示すように、受信回路３１による自動受信が１日に１回行われることとなる。このように実際の電圧値よりも検出電圧値が小さいにも関わらず、消費電力の大きい動作が実行されることにより、電池電圧が急激に低下してしまう可能性がある。その結果、現在時刻を保持する等の枢要な動作を担う内蔵プロセッサが動作不能となる、システムダウンを生じるおそれがある。一方、検出電圧値よりも実際の電圧値の方が大きいにも関わらず、消費電力の小さい動作しか実行されないという状況にもなり得る。

そこで、本実施形態においては、より緻密な電圧制御を可能にすべく、太陽電池１１の発電量の積算値に基づいて電圧レベルを従来よりも細分化し、細分化した電圧レベルに応じて消費電力の制御を行うこととした。具体的には、太陽電池１１の発電状態に応じた値を積算することにより太陽電池１１の発電積算値を算出し、発電積算値に基づいて、動作するときに発生する負荷の消費電力を制御する構成を採用した。なお、本実施形態においては、負荷の例として、モータ２３、受信回路３１、針位置検出を行うための機構等を挙げたが、これに限られるものではなく、負荷は二次電池２６に蓄えられた電力により動作するものであればよい。以下、さらに詳細について説明する。

図５は、本実施形態における電圧レベル表示部を示す図である。図６は、本実施形態における電圧レベルに応じて行われる動作について示す図である。

図５に示すように、本実施形態においては、電圧レベル表示部７０に表示される電圧レベルを、Ｌ３、Ｌ２＋＋、Ｌ２＋、Ｌ２、Ｌ１＋＋、Ｌ１＋、Ｌ１、Ｌ０の８つにレベル分けした。例えば、電圧レベルがＬ２＋＋の場合、指針７１がＬ２＋＋を指し示す。これにより、ユーザは、電子時計１００がどのような動作を実行できる状態にあるのかを把握することができる。例えば、指針７１がＬ３を指し示す場合、図６に示すように、ユーザは、自動測位受信が１日に１回行われることが許容される状態にあることを把握することができる。また、指針７１がＬ２＋＋を指し示す場合、図６に示すように、ユーザは、自動測時受信が１日に１回行われることが許容される状態にあることを把握することができる。なお、測時受信とは、時刻情報のみを受信する動作である。測位受信とは、時刻情報に加えて位置情報も受信する受信動作であって、測時受信よりも消費電力の大きい動作である。

なお、本実施形態においては、電圧レベル表示部７０により電圧レベルが文字板２上に表示される例について説明するが、現在の電圧レベルがいずれのレベルに設定されているかに関する情報を制御回路４７が内部に保持するのみであり、必ずしもユーザが視認できるように文字板２上に表示される構成でなくてもよい。

本実施形態においては、５分に１回、太陽電池１１と発電量積算部４８とをスイッチ２９を介して導通させ、発電量積算部４８が、太陽電池１１における発電量をデジタル値に変換したポイントを積算し、その積算値を制御回路４７へと供給する。

ここで、発電量のポイントへの変換について説明する。透過率が面内で略均一な文字板２であって、所定の照度が所定時間得られた場合、太陽電池１１の発電による二次電池２６の充電量は、太陽電池１１の発電特性、太陽電池１１の発電領域の面積、文字板２の透過率、所定照度が与えられた時間、充電に係る回路の効率、二次電池２６の充電特性を乗算して求めることができる。本実施形態においては、例えば０．５７２［μＡｈ］を１ポイントとして正規化し、発電量をポイントに変換した例について説明する。なお、本実施形態においては、照度に応じた発電量をポイントに変換して、そのポイントを積算する例について説明するが、これに限られるものではなく、例えば、太陽電池１１により生じた電流値を電圧値に変換し、変換された電圧値［Ｖ］を積算することとしてもよい。ただし、ポイントに変換した場合の方がソフトウエア上の処理が簡易になる。

図７は、二次電池の電圧値［Ｖ］と、二次電池の充電可能量［ｍＡｈ］との関係を示す図である。図８は、図７に示す関係をグラフで示した図である。なお、本実施形態においては、二次電池２６の電池電圧と、二次電池２６の充電可能量が線形的な関係にあるとの前提で説明を行う。ただし、実際には電池電圧と充電可能量の関係が非線形である場合もあり、その場合においては、後述の各閾値が非線形の形状に対応するようにそれぞれ設定されるとよい。

図７、図８に示すように、２．５５０ＶをＬ３閾値とし、２．５５０Ｖ以上の場合、電圧レベルをＬ３に設定する。電圧値がＬ３閾値の場合における二次電池２６の充電可能量は０［ｍＡｈ］である。また、２．４５０ＶをＬ２閾値とし、２．４５０Ｖ以上の場合、電圧レベルをＬ２に設定する。電圧値がＬ２閾値の場合における二次電池２６の充電可能量は、３．００３００３［ｍＡｈ］である。また、２．３２５ＶをＬ１閾値とし、２．３２５Ｖ以上の場合、電圧レベルをＬ１に設定する。電圧値がＬ１閾値の場合における二次電池２６の充電可能量は６．７５６７５６８［ｍＡｈ］である。

図８においては、Ｌ３閾値、Ｌ２閾値、Ｌ１閾値とそれに対応する充電可能量を黒丸でプロットして示す。そして、それら黒丸を直線で繋ぎ、Ｌ１閾値からＬ２閾値の間、Ｌ２閾値からＬ３閾値の間に細分化した電圧レベルを設定した。細分化した電圧レベルをＬ２＋＋、Ｌ２＋、Ｌ１＋＋、Ｌ１＋として、Ｌ３とＬ２の間、及びＬ２とＬ１の間にそれぞれ設定した。また、それら電圧レベルとなる電圧値の閾値をそれぞれ、Ｌ２＋＋閾値、Ｌ２＋閾値、Ｌ１＋＋閾値、Ｌ１＋閾値と称する。また、電圧値が、Ｌ２＋＋閾値、Ｌ２＋閾値、Ｌ１＋＋閾値、Ｌ１＋閾値の場合における二次電池２６の充電可能量は、図７に示す通りである。

なお、図８に示すように、本実施形態においては、Ｌ２＋閾値とＬ２＋＋閾値の間隔、及びＬ２＋＋閾値とＬ３閾値の間隔を比較的狭く設定した。これは、過充電などの管理するために消費電力の制御を緻密に行うためである。また、Ｌ０閾値とＬ１閾値の間隔、及びＬ１閾値とＬ１＋閾値の間隔も比較的狭く設定した。これは、システムダウンを抑制するために消費電力の制御を緻密に行うためである。一方で、Ｌ１+閾値とＬ１＋＋閾値の間隔、Ｌ１＋＋閾値とＬ２閾値の間隔、Ｌ２閾値とＬ２＋閾値の間隔を比較的広く設定した。これは、安定した動作が行われる電圧範囲においては消費電力の制御を必要以上に緻密に行う必要がないためである。

ここで、図７に示すように、電圧値がＬ１閾値（２．３２５Ｖ）の場合、二次電池２６の充電可能量は６．７５６７５６８［ｍＡｈ］であり、電圧値がＬ１＋閾値（２．３５０Ｖ）の場合、二次電池２６の充電可能量は６．００６００６［ｍＡｈ］である。すなわち、電圧値がＬ１閾値の場合とＬ１+閾値の場合とでは、充電可能量は０．７５０８［ｍＡｈ］≒７５０．７５［μＡｈ］の差がある。この差をポイントに変換すると、７５０．７５［μＡｈ］÷０．５７２［μＡｈ］≒１３１２ポイントとなる。すなわち、Ｌ１からＬ１＋に電圧レベルを更新するために必要なポイントの積算値は、１３１２ポイントとなる。

同様の考え方により、図９の上段に示すように、Ｌ１＋からＬ１＋＋に電圧レベルを更新するために必要なポイントの積算値は２６２５ポイントとなり、Ｌ２からＬ２＋に電圧レベルを更新するために必要なポイントの積算値は２６２５ポイントとなり、Ｌ２＋からＬ２＋＋に電圧レベルを更新するために必要なポイントの積算値は１３１２ポイントとなる。

これらより、図９の下段に示すように、電圧レベルを２段階分上げるためには、すなわち、Ｌ１からＬ１＋＋に電圧レベルを更新するためには３９３７ポイントの積算値が必要であり、Ｌ２からＬ２＋＋に電圧レベルを更新するためには３９３７ポイントの積算値が必要であるといえる。

本実施形態においては、例えば、電圧検出回路８０により検出した検出電圧値が電圧レベルＬ２に対応する電圧であった場合であって、発電量積算部４８が算出したポイントの積算値が２６２５ポイント以上であった場合、電圧レベルをＬ２＋に更新し、電圧レベル表示部７０によりＬ２＋を表示するとよい。そして、消費電力制御部４７ａが、図６に示す表に基づいて、電圧レベルがＬ２＋の場合における動作を実行するとよい。同様に、電圧検出回路８０により検出した検出電圧値が電圧レベルＬ２に対応する電圧であった場合であって、発電量積算部４８が算出したポイントの積算値が３９３７ポイント以上であった場合、電圧レベルをＬ２＋＋に更新し、電圧レベル表示部７０によりＬ２＋＋を表示するとよい。そして、消費電力制御部４７ａが、図６に示す表に基づいて、電圧レベルがＬ２＋＋の場合における動作を実行するとよい。

また、例えば、前回の検出時の検出電圧値の電圧レベルがＬ１であって、今回検出した検出電圧値の電圧レベルがＬ２であった場合において、所定時間継続して電圧レベルがＬ２で維持された場合、電圧レベルをＬ２に更新するとよい。一方、所定時間が経過する前は、すぐに表示をＬ２に更新するのではなく、一旦、表示をＬ１＋＋とするとよい。検出電圧値がＬ２の電圧レベルに相当する値であった場合であっても、実際の電圧値がそれより低い可能性があるため、所定時間継続してＬ２が維持された場合のみＬ２に更新することにより、より精度の高い消費電力の制御が可能となるためである。なお、ここでの所定時間は、例えば、１時間とするとよい。

また、前回の検出時の検出電圧の電圧レベルがＬ３であって、今回検出した検出電圧の電圧レベルがＬ２であった場合においては、電圧レベルを一旦Ｌ２＋＋に更新するとよい。前回の検出時の検出電圧の電圧レベルがＬ３であった場合、実際の電圧値はＬ２相当の電圧値よりも高い可能性が高いためである。

また、検出電圧値の電圧レベルがＬ２であって、そのレベルが２４時間継続して維持された場合は、発電量積算部４８がポイントの積算値から所定の固定値分減算し、減算後のポイントの積算値に基づいて、電圧レベルを更新するとよい。

また、所定の動作が行われた際に、積算値の減算を行ってもよい。積算値の減算値は、モータ２３や受信回路３１による動作の種類や動作レベルに応じて変えてもよい。例えば、受信回路３１による受信動作のうち、測時に関する受信動作を行った場合よりも、測位に関する受信動作を行った場合の方が減算するポイントを大きくするとよい。測位に関する受信動作の方が、測時に関する受信動作よりも消費電力が大きいためである。また、受信回路３１による受信動作の動作クロックに応じて積算値を減算してもよい。すなわち、動作クロックが高速である場合、消費電力が大きいため、減算するポイントを大きくするとよい。

同様に、モータ２３の動作速度に応じて積算値を減算してもよい。すなわち、モータ２３の動作速度が速い場合、消費電力が大きいため、減算するポイントを大きくするとよい。また、モータ２３により駆動される指針の数に応じて積算値を減算してもよい。すなわち、モータ２３により駆動される指針の数が多い場合、消費電力が大きいため、減算するポイントを大きくするとよい。

また、ユーザが竜頭６１やボタン６２等の操作部６を操作することにより、所定の動作が行われた場合において、操作が行われたタイミングで積算値を減算してもよい。所定の動作としては、例えば、時刻の修正、受信動作、又は指針の基準位置修正等が挙げられる。

積算値の減算のタイミングは、例えば、動作の開始タイミング、動作の終了タイミング、ユーザによる操作部６の操作が行われたタイミングであるとよい。又は、積算値の減算は、動作のログや操作部６の操作のログを記憶しておき、所定の間隔のタイミング毎（例えば５分毎）に行ってもよい。この場合、積算値の減算を、発電量に基づく積算値の加算と同時に行ってもよい。

また、所定照度以下の照度を検出した場合や、所定照度を瞬間的にしか検出できず、発電量が基準値を満たさなかった場合は、発電量のポイントをゼロに設定するとよい。ただし、実際には微量ではあるが充電をしているため、二次電池２６の電池電圧も合わせて検出を行うことが必要である。さらに電池電圧の変化に追従性をよくするため、発電量検出の間隔よりも電池電圧の検出の間隔を短くする方が望ましい。

以上のように、本実施形態においては、太陽電池１１の発電状態に応じた値を積算しつつ、経過時間や負荷の動作内容に応じて積算値を減算して算出される積算値に基づいて、電圧レベルを更新する。

なお、上記では主に電圧検出回路８０により検出された検出値の電圧レベルがＬ２の場合について説明したが、電圧検出回路８０により検出された検出値の電圧レベルがＬ１の場合についても同様の制御を行うことにより、電圧レベルを更新するとよい。

以上説明した電圧レベルの更新を、図１０、図１１に示すフローチャートを参照して、さらに詳細に説明する。図１０及び図１１は、本実施形態における電圧レベルの更新について説明するフローチャートである。

まず、制御回路４７は、発電量積算部４８が算出した積算値を取得する（ステップＳ１）。本実施形態においては、発電量積算部４８は５分に１回、積算値を算出することとする。また、制御回路４７は、電圧検出回路８０により検出された検出電圧値を取得する（ステップＳ２）。本実施形態においては、電圧検出回路８０は２秒に１回、検出電圧値を検出することとする。

そして、制御回路４７は、検出電圧値の電圧レベルがＬ３以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。検出電圧値の電圧レベルがＬ３以上の場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、制御回路４７は過充電機能をセットする（ステップＳ４）。なお、ここで、過充電機能とは、二次電池２６の充電量が過度に大きくなることを抑制する機能である。その後、積算値をクリアして（ステップＳ５）、電圧レベル表示部７０における表示をＬ３に更新する（ステップＳ６）。

検出電圧値の電圧レベルがＬ３未満の場合（ステップＳ３のＮＯ）、制御回路４７は検出電圧値の電圧レベルがＬ２以上か否かを判定する（ステップＳ７）。検出電圧値の電圧レベルがＬ２以上の場合（ステップＳ７のＹＥＳ）、制御回路４７は、検出電圧値がＬ１からＬ２に変化したか否か（ステップＳ８）、Ｌ３からＬ２に変化したか否か（ステップＳ９）、前回変化から２４時間経過したか否か（ステップＳ１０）を判定する。

検出電圧値がＬ１からＬ２に変化した場合であって（ステップ８のＹＥＳ）、Ｌ１からＬ２に変化した後、１時間が経過しない場合（ステップＳ１１のＮＯ）、すぐにＬ２に更新するのではなく、一旦、電圧レベル表示部７０における表示をＬ１＋＋に更新する（ステップＳ１２）。

一方、Ｌ１からＬ２に変化した後、その後１時間経過してもＬ２であった場合、すなわち、Ｌ１からＬ２に変化してから１時間以内に変化がなかった場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、積算値をクリアする（ステップＳ１３）。その後、積算値が、Ｌ２からＬ２＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上であるか否か（ステップＳ１４）、Ｌ２からＬ２＋に更新するために必要な積算値である２６２５ポイント以上であるか否か（ステップＳ１５）を判定する。ステップＳ１３において、積算値はクリアされて０となっているため、Ｌ２からＬ２＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント未満であり（ステップＳ１４のＮＯ）、Ｌ２からＬ２＋に更新するために必要な積算値である２６２５ポイント未満である（ステップＳ１５のＮＯ）したがって、検出電圧値がＬ１からＬ２に変化した場合であって（ステップＳ８のＹＥＳ）、１時間以内に変化がない場合（ステップＳ１１のＹＥＳ）、電圧レベル表示部７０における表示をＬ２に更新する（ステップＳ１６）。

検出電圧値がＬ３からＬ２に変化した場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、過充電機能を解除し（ステップＳ１７）、積算値を、電圧レベルをＬ２からＬ２＋＋に更新するために必要な３９３７ポイントにセットする。（ステップＳ１８）。このため、積算値は、Ｌ２からＬ２＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上となる（ステップＳ１４のＹＥＳ）。したがって、検出電圧値がＬ３からＬ２に変化した場合（ステップＳ９のＹＥＳ）、電圧レベル表示部７０における表示をＬ２＋＋に更新する（ステップＳ１９）。

このように、電圧レベルが大（Ｌ３）から小（Ｌ２）に変化した場合に積算値は３９３７ポイントに更新され、電圧レベルが小（Ｌ１）から大（Ｌ２）に変化した場合に積算値はクリアされて０ポイントに更新されるため、同じ電圧レベルでも大から小に変化した場合と、小から大に変化した場合とで、積算発電量（ポイント）は異なる値に更新されることになる。なお、後述のように、電圧レベルが大（Ｌ２）から小（Ｌ１）に変化した場合と、小（Ｌ０）から大（Ｌ１）に変化した場合も同様に、同じ電圧レベルであっても積算発電量は異なる値に更新されることになる。

検出電圧値がＬ１からＬ２に変化した場合でなく（ステップＳ８のＮＯ）、Ｌ３からＬ２に変化した場合でもない場合であって（ステップ９のＮＯ）、前回の変化から２４時間が経過した場合（ステップＳ１０のＹＥＳ）、すなわち２４時間、検出電圧値がＬ２であった場合、積算値から１日分の固定値を減算する（ステップＳ２０）。そして、減算後の積算値が、Ｌ２からＬ２＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上であるか否か（ステップＳ１４）、Ｌ２からＬ２＋に更新するために必要な積算値である２６２５ポイント以上であるか否か（ステップＳ１５）を判定し、電圧レベル表示部７０における表示を更新する。一方、前回の変化から２４時間が経過していない場合（ステップＳ１０のＮＯ）、固定値を減算することなく、積算値が、Ｌ２からＬ２＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上であるか否か（ステップＳ１４）、Ｌ２からＬ２＋に更新するために必要な積算値である２６２５ポイント以上であるか否か（ステップＳ１５）を判定し、電圧レベル表示部７０における表示を更新する。積算値が３９３７ポイント以上である場合、電圧レベル表示部７０における表示をＬ２＋＋に更新し（ステップＳ１９）、積算値が３９３７ポイント未満であり２６２５ポイント閾値以上である場合、電圧レベル表示部７０における表示をＬ２＋に更新する（ステップＳ２１）。

また、ステップＳ７において、検出電圧値の電圧レベルがＬ２未満であると判定された場合（図１０中のＡ）、図１１のフローチャートへ進む。そして、検出電圧値の電圧レベルがＬ１であるか否かを判定する（ステップＳ２２）。検出電圧値の電圧レベルがＬ１以上であった場合（ステップＳ２２のＹＥＳ）、検出電圧値がＬ０からＬ１へ変化したか否か（ステップＳ２３）、Ｌ２からＬ１へ変化したか否か（ステップＳ２４）、前回変化から２４時間経過したか否か（ステップＳ２５）を判定する。

検出電圧値がＬ０からＬ１に変化した場合であって（ステップ２３のＹＥＳ）、Ｌ０からＬ１に変化した後、１時間が経過しない場合（ステップＳ２６のＮＯ）、電圧レベル表示部７０における表示をＬ０に更新する（ステップＳ２７）。

一方、Ｌ０からＬ１に変化した後、その後１時間経過してもＬ１であった場合、すなわち、Ｌ０からＬ１に変化してから１時間以内に変化がなかった場合（ステップＳ２６のＹＥＳ）、充電警告機能を解除し（ステップＳ２８）、積算値をクリアする（ステップＳ２９）。なお、充電警告機能とは、秒針５を２秒毎に運針させるなど、二次電池２６の消費電力を抑制する機能である。

その後、Ｌ１からＬ１＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上であるか否か（ステップＳ３０）、Ｌ１からＬ１＋に更新するために必要な積算値である１３１２ポイント以上であるか否か（ステップＳ３１）を判定する。ステップＳ２９において、積算値はクリアされて０となっているため、積算値は３９３７ポイント未満であり（ステップＳ３０のＮＯ）、１３１２ポイント未満である（ステップＳ３１のＮＯ）。したがって、検出電圧値がＬ０からＬ１に変化した場合であって（ステップＳ２３のＹＥＳ）、１時間以内に変化がない場合（ステップＳ２６のＹＥＳ）、電圧レベル表示部７０における表示をＬ１に更新する（ステップＳ３２）。

検出電圧値がＬ２からＬ１に変化した場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）、積算値を、Ｌ１からＬ１＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイントにセットする。このため、積算値は、Ｌ１からＬ１＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上となる（ステップＳ３０のＹＥＳ）。したがって、検出電圧値がＬ２からＬ１に変化した場合（ステップＳ２４のＹＥＳ）、電圧レベル表示部７０における表示をＬ１＋＋に更新する（ステップＳ３４）。

検出電圧値がＬ０からＬ１に変化した場合でなく（ステップＳ２３のＮＯ）、Ｌ２からＬ１に変化した場合でもない場合であって（ステップ２４のＮＯ）、前回の変化から２４時間が経過した場合（ステップＳ２５のＹＥＳ）、すなわち２４時間、検出電圧値がＬ１であった場合、積算値から１日分の固定値を減算する（ステップＳ３５）。そして、減算後の積算値が、Ｌ１からＬ１＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上であるか否か（ステップＳ３０）、Ｌ１からＬ２＋に更新するために必要な積算値である１３１２ポイント以上であるか否か（ステップＳ３１）を判定し、電圧レベル表示部７０における表示を更新する。一方、前回の変化から２４時間が経過していない場合（ステップＳ２５のＮＯ）、固定値を減算することなく、Ｌ１からＬ１＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上であるか否か（ステップＳ３０）、Ｌ１からＬ１＋に更新するために必要な積算値である１３１２ポイント以上であるか否か（ステップＳ３１）を判定し、電圧レベル表示部７０における表示を更新する。積算値が、Ｌ１からＬ１＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント以上である場合、電圧レベル表示部７０における表示をＬ１＋＋に更新し（ステップＳ３４）、積算値が、Ｌ１からＬ１＋＋に更新するために必要な積算値である３９３７ポイント未満であり、Ｌ１からＬ１＋に更新するために必要な積算値である１３１２ポイント以上である場合、電圧レベル表示部７０における表示をＬ１＋に更新する（ステップＳ３６）。

また、ステップＳ２２において、検出電圧値がＬ１未満であると判定された場合、充電警告機能をセットし（ステップＳ３７）、積算値をクリアした上で（ステップＳ３８）、電圧レベル表示部７０における表示をＬ０に更新する。

以上説明したように、本実施形態においては、従来例と同様に、まず、電圧検出回路８０により二次電池２６の電圧を検出し、検出電圧値の電圧レベルがＬ３、Ｌ２、Ｌ１、Ｌ０のいずれであるかを判定する。さらに、本実施形態においては、発電量積算部４８が、太陽電池１１における発電量をデジタル値に変換したポイントを積算する。そして、消費電力制御部４７ａが、ポイントの積算値（積算発電量）に基づいて、電圧レベルをＬ３、Ｌ２＋＋、Ｌ２＋、Ｌ２、Ｌ１＋＋、Ｌ１＋、Ｌ１、Ｌ０のいずれかに更新し、更新された電圧レベルに応じてモータ２３や受信回路３１等の負荷における消費電力を制御する。これにより、より緻密な消費電力の管理を行うことが可能となる。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、この実施形態に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

１胴、２文字板、３時針、４分針、５秒針、６操作部、６１竜頭、６２ボタン、８バンド固定部、９風防、１０裏蓋、１１太陽電池、１２ベース部材、１４パッチアンテナ、１４ａ受信面、１４ｂ給電ピン、２４回路基板、２５歯車機構、２６二次電池、２９スイッチ、３１受信回路、４７制御回路、４７ａ消費電力制御部、４６高周波回路、４８発電量積算部、５３デコーダ回路、７０電圧レベル表示部、７１指針、８０電圧検出回路、１００電子時計。

Claims

発電デバイスと、
前記発電デバイスにより生じる電力を蓄える二次電池と、
前記二次電池に蓄えられた電力により動作する負荷と、
前記発電デバイスの発電状態に応じた値を積算することにより前記発電デバイスの積算発電量を算出する発電量積算部と、
前記負荷の消費電力を制御する消費電力制御部と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
を含み、
前記消費電力制御部は、検出電圧値及び前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御し、
前記発電量積算部は、前記検出電圧値に対応する電圧レベルの検出に応じて前記積算発電量を更新する、
電子時計。
前記電圧レベルが大から小に変化した場合と、前記電圧レベルが小から大に変化した場合とで、前記積算発電量を異なる値に更新する、
請求項１に記載の電子時計。
発電デバイスと、
前記発電デバイスにより生じる電力を蓄える二次電池と、
前記二次電池に蓄えられた電力により動作する負荷と、
前記発電デバイスの発電状態に応じた値を積算することにより前記発電デバイスの積算発電量を算出する発電量積算部と、
前記負荷の消費電力を制御する消費電力制御部と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
を含み、
前記消費電力制御部は、検出電圧値及び前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御し、
前記発電量積算部は、一定時間経過毎に前記積算発電量を減算する、
電子時計。
発電デバイスと、
前記発電デバイスにより生じる電力を蓄える二次電池と、
前記二次電池に蓄えられた電力により動作する負荷と、
前記発電デバイスの発電状態に応じた値を積算することにより前記発電デバイスの積算発電量を算出する発電量積算部と、
前記負荷の消費電力を制御する消費電力制御部と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
を含み、
前記消費電力制御部は、検出電圧値及び前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御し、
前記発電量積算部は、前記負荷の動作の種類に応じて前記積算発電量を減算する、
電子時計。
発電デバイスと、
前記発電デバイスにより生じる電力を蓄える二次電池と、
前記二次電池に蓄えられた電力により動作する負荷と、
前記発電デバイスの発電状態に応じた値を積算することにより前記発電デバイスの積算発電量を算出する発電量積算部と、
前記負荷の消費電力を制御する消費電力制御部と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
を含み、
前記消費電力制御部は、検出電圧値及び前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御し、
前記負荷は、信号を受信する受信回路であり、
前記発電量積算部は、前記受信回路の動作クロックに応じて前記積算発電量を減算する、
電子時計。
発電デバイスと、
前記発電デバイスにより生じる電力を蓄える二次電池と、
前記二次電池に蓄えられた電力により動作する負荷と、
前記発電デバイスの発電状態に応じた値を積算することにより前記発電デバイスの積算発電量を算出する発電量積算部と、
前記負荷の消費電力を制御する消費電力制御部と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
を含み、
前記消費電力制御部は、検出電圧値及び前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御し、
前記負荷は、指針を駆動するモータであり、
前記発電量積算部は、前記モータの動作速度に応じて前記積算発電量を減算する、
電子時計。
発電デバイスと、
前記発電デバイスにより生じる電力を蓄える二次電池と、
前記二次電池に蓄えられた電力により動作する負荷と、
前記発電デバイスの発電状態に応じた値を積算することにより前記発電デバイスの積算発電量を算出する発電量積算部と、
前記負荷の消費電力を制御する消費電力制御部と、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出回路と、
を含み、
前記消費電力制御部は、検出電圧値及び前記積算発電量に基づいて、前記負荷の消費電力を制御し、
前記負荷は、複数の指針を駆動するモータであり、
前記発電量積算部は、前記モータにより同時に駆動される指針の数に応じて前記積算発電量を減算する、
電子時計。
前記発電量積算部は、照度に応じた値を積算することにより前記積算発電量を算出する、
請求項１～７のいずれか１項に記載の電子時計。