JPH0317593A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野１ 本発明は太陽電池により駆動される電子時計レこ関する
。

［発明の概要１ 本発明は太陽電池駆動の電子時計に於いて太陽電池を２
分割し、一方を計時動作用，他方を蓄電部の充電用に用
い，しがち計時動作測の電圧が十分である時は２つの太
陽電池出力を並列接続して充電用に切換えることによっ
て短時間に効率よく蓄電できるようにし、太陽電池出力
が停止した場合で６蓄電された電荷によって計時動作を
長時間持続するようにしたちのである． ［従来の技術］ 太陽電池と電子時計体とを組合せた技術は従来よりあっ
た．しかしその大半が一次電池らしくはＮ　ｉ−ｅｄｉ
ｔ池のような二次電池と太陽電池との組合せ技術であっ
て、応用上の欠点を有している。

［発明が解決しようとする課題］ すなわち従来の技術では、例えば銀電池では過充電によ
る漏液、破裂を生じるし、二次電池のＮｉ−Ｃｄｉｉ池
の場合には省スペース化、軽量化が好まれる今日では、
デザイン上の制約が大きい等のデメリットを生じる．ま
た１次電池を含む時計の場合には電池寿命を一時的に延
ばすだけであって，電池交換のメンテナンス作業を無く
すことができない． 本発明は従来技術に於ける上記欠点を解消し、高信頼性
、メンテナンス・フリー化が可能となる電子時計を提供
するちのである． 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、太Ｉｌｉ１ｔ池、電子時計体から成る電子時
計に於いて、 （ａ）前記電子時計体には、２値の電圧検出手段と、前
記電圧検出手段からの出力を受け、信号生成する制御部
とが内蔵され、 （ｂ）前記電子時計体と並列接続される第１の電荷蓄積
手段 （ｃ）前記太陽電池を２分割配置し、第１の太陽電池と
第２の太陽電池とを並列接続する第１のスイッチ （ｄ）前記第２の太陽電池に対し，第２のスイッチを介
して接続される第２の電荷蓄積手段（ｅ）前記電子時計
体と前記第１の電荷蓄積手段との並列接続点と、前記第
２の電荷蓄積手段とを接続する第３のスイッチ （ｆ）及び前記第３のスイッチと前記時計体との接続点
と、前記第１の太陽電池が第１のスイッチと接続される
点との間にグイ才一ドを備え（ｇ）前記第１、第２、第
３の各スイッチは前記電子時計体に於ける制御部出力に
よって駆動されることを特徴とする． 〔実　雁　例ｊ 以下に本発明の実施例を詳細に説明する．第１図は本発
明の基本構成図である。図中１は第１の太陽電池，２は
第２の太陽電池，３は第２の電荷Ｍ積手段、４は電子時
計体、５は第１の電荷ＭｆｊＩ手段、６は第１のスイッ
チ、７は第２のスイッチ、８は第３のスイッチ、９はダ
イオードである。

（１）初期状態 電荷蓄積手段３、５に全＜１ＦＭがない状態では電子時
計体４が停止している．ここで太陽１ｔ７ｆｔ！１及び
２に光が照射されると，１！池出力が得られ、スイッチ
６、７、８を開放状態にすることにより電荷経路は電子
時計体４及び時計体と並列接続された電荷蓄積手段５、
ダイオード９で形成される．電荷蓄積手段５へ充電が開
始され、時計体４の発振開始電圧以上になると時計体４
が動作を開始する．この状態に於いて６スイッチ６．７
．８は開放状態であるため電荷蓄積手段３には充電はさ
れない． （２）時計体動作開始後の電荷蓄積動作第２図に本発明
の具体的構成例を示す．図中４が時計体であり，時計体
内部はスイッチ６〜８を制御する制御信号発生部１２、
太陽電池１の電圧を監視する電圧検出回路１３，時計体
側の電圧を監視する電圧検出回路１４．時計回路ｌ５か
ら或る。制御信号発生部ｌ２は．電圧検出回路ｌ３及び
１４の出力信号を受け．スイッチ６．７．８の才ン才フ
制御を行う役割を持つ， 時計体が動作を開始し，内部の電圧検出回路１２、１３
が機能を始めると，電荷蓄積動作を始める。まず電圧検
出回路１３により太陽電池１の出力を検出すると、制御
信号発生部１２からは，スイッチ７を閉じる信号が出力
される．ここで第２の太陽電池２が電荷蓄積部３と接続
されて充電を開始する．本実施例では電荷蓄積部３とし
て，電気二重層コンデンサ１０を用いている．（電気二
重層コンデンサの場合、ボタン電池サイズで０，３ファ
ラド以上の容量を持つため，時計体４の動作電流がｌｔ
Ａ以下であれば８時間以上の動作維持が可能である．）
一方電圧検出回路ｌ４は時計体４の電源電圧即ち電荷蓄
積部５の電圧が設定された電圧以上あるかないかを判定
し、制御信号発生部１２へ出力を出す。電荷蓄積部５は
、゛本実施例の場合、電解コンデンサ１Ｎを用いている
。

ここで電解コンデンサ１１の電圧が設定電圧以上の場合
、電圧検出回路１４の出力が変化し、制御信号発生部ｌ
２から、スイッチ６を閉じる信号を出力する． スイッチ６がオンとなると太陽電池ｌ及び２は電気二重
層コ，ンデンサ１０へ接続され，充電々流が倍加される
．この動作に入っている間は，太陽電池ｌの出力電圧が
低下するため、ダイオード９が非導通となり、電解コン
デンサ１ｌの電荷逆流を阻止する． スイッチ６がオンを維持する間は時計体４の電圧供給が
停止し、電解コンデンサ１ｌの電荷のみで計時動作を維
持しているため，徐々に時計体４の電源電圧が低下して
ゆく．電源電圧が設定電圧以下になると電圧検出回路ｌ
４の出力が反転するため、制御信号発生部ｌ２から出さ
れていた、スイッチ６のオン信号はオフとなり、太陽電
池ｌを電気二重層コンデンサ１０から切離す．従って太
陽電池ｌの電圧は急速に回復しダイオード９が導通状態
になって電解コンデンサ１１の充電を行う。以後このよ
うな動作の繰返しによって電気二重層コンデンサｌ○の
充電と計時動作を続行する。

（３）太陽電池出力が停止してしまった場合，光照射が
完全にしゃ断されると、太陽電池ｌ、２の出力は停止し
てしまう． 電圧検出回路ｌ３が太陽電池１の出力電圧停止を検出す
ると、制御信号発生部ｌ２はスイッチ６，７をオフ状態
にし、かつスイッチ８をオン状態にする．従って時計体
４及び電解コンデンサ１１への電荷供給はスイッチ８を
介して電気二Ｍ層コンデンサ１０から行われるようにな
る６以上説明した動作により、時計体は半永久的に動作
を維持できる． 第３図（ａ）は制御信号発生部の１実施例である。図中
１００は入力端子で、前記記載の検出回路１３からの出
力信号を接続する。１０１は入力端子で，同じく前記々
截の検出回路ｌ４からの出力信号が接続される。入力さ
れた２つの検出信号をインバータｌ６、１７及びＮＯＲ
ゲート１８、ｌ９によってデコードし、出力２００、２
０１２０２を得ている。

ここで出力２００，２０１．２０２は前記々載のスイッ
チ８、７、６の各制御信号になる．第３図（ｂ）は本実
施例で示す制御信号発生部の真理値表である．表の中の
記号は第３図（ａ）の入力、出力とそれぞれ対応してい
る。

第４図（ａ）、（ｂ）は本発明に於ける電圧検出回路の
具体的実施例にあたる． 第４図（ａ）に示す構成要素は２０〜２３が双方向アナ
ログスイッチ，２４がコンデンサ、２５及び２６がクロ
ツクトインバー夕、２７〜２つがインバータ，５１及び
５２は入力端子、５０は出力端子である．φｌ〜φ４は
本実廁例に於いて比較検出動作を行うためのサンプリン
グ４相クロツク信号である． 第４図（ａ）を用いる場合、入力端子５１へ基準電位を
与え、入力端子５２へ被検出電圧を与える。まずφ１ク
ロツクによりアナログスイッチ２０をオンし、コンデン
サ２４の片！ＩＩＩ　電極を基準電位に持ち上げる．次
にφ２クロックでクロツクトインバータ２５を能動状態
とし，同時にアナログスイッチ２２をオンさせる．φ２
クロックとわずかに時間がずれたφ３クロック信号が入
ると、アナログスイッチ２３がオン状態となり、クロツ
クトインバータ２５の入出力が短絡されるため、クロツ
クトインパーク２５は中間電位になり、その出力はロジ
ック的には゛Ｌ”、”　Ｈ　”の識別ができない値にな
る． このクロックトインバータ２５の出力を受けるクロツク
トインバーク２６は，φ３クロックが有効である期間、
オフ状態を続けているためインバーク２８、２９で構成
する双安定ラッチまで中間電位を出力することはない． φ３クロツク入力が有効である期間に、コンデンサ２４
の電極の一端はクロノクトインバータ２５の中間電位ま
で持ち上げられ，比較判定動作の準備が完了する．（ブ
リチャージ動作）φ１，φ３クロツクを無効状態にし、
基準電圧入力端子５ｌをアナログスイッチ２０でコンデ
ンサ２４から切り離すと同時に，クロツクトインバーク
２５の入出力端子短絡用のアナログスイッチ２３をオフ
状態にする．ここでクロツクトインバータ２５は，コン
デンサ２４でカップリングされるわずかな電位変動で゛
゜Ｌ゛又は“Ｈ゜゛を出力できる状態になる． 次にφ４クロツクを入力し、アナログスイッチ２１をオ
ンさせると、被測定端子電位がコンデンサ２４の電極へ
接続される． この時 （被測定電位）〉（基準電位）となれば、コンデンサ２
４の一端の電位はロジック的に゛＝　｝｛　”　１１１
＋１に片寄り，その結果クロツクトインバータ２５の出
力を“Ｌ”側に倒す． 逆に（？ＴＬ測定電位）＜（基準電位）の時は，クロツ
クトインバータ２５の出力は゛Ｈ′側に倒れる． 以上の比較動作が完了すると，クロックトインバーク２
６が能動である故、比較結果がインバータ２８、２９で
構成されるラッチに書き込まれる． 書き込み完了後、φ１，φ４クロツクが無効となり，回
路動作が停止する。

比較結果はインバータ２８、２９でラッチしているため
出力端子５０へは安定した出力が得られる． 第４図（ｂ）は極めて一般的な演算増幅器で溝成する時
の実施例である． 図中３０、３ｌは電圧分割用の抵抗、３２は基準電圧発
生器、３３は演算増幅器、６０は出力端子である． この実施例では検出電圧を抵抗３０．３１の抵抗比設定
で自由に変えられ、便利である。

〔発明の効果〕

本発明によれば太陽電池出力をフルに活用できる。また
電荷蓄積部、ダイオード、太陽電池を除く部分について
はｌチップ化することら可能であり、太陽電池腕時計、
壁掛時計への応用が可能となる。さらに一時乾電池が不
要となるゆえ、煩わしい電池交換や漏液による機器損害
等から開放され、高信頼性、半永久的使用を６可能とす
ることができる． 電子時計にはデジタル式、アナログ式があるがどちらで
も本発明を応用することができる．そればかりでなく、
低消費電力化が進んでいる電卓、屋外での使用頻度が高
い電子磯器等々，様々な電子機器への応用も考えられる
．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成図、第２図は具体的実施例を
示す図、第３図（ａ）は制御信号発生部の１実施例を示
す図、第３図（ｂ）は実施例での真理値表を示す図、第
４図（ａ）、（ｂ）は電圧険出回路の実施例を示す図で
ある． ｌ　、 ３、 ４　・ ６、 ９　・ ｌ　Ｏ　・ １１　　・ ｌ　２　・ １　３， ｌ　５　・ ２　・　・ ５　・　・ ７、　８ ｌ　４　・ 太陽電池 電荷蓄積手段 時計体 スイッチ ダイ才一ド 電気二重層コンデンサ 電解コンデンサ 制御信号発生部 電圧検出回路 計時回路 以上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　太陽電池、電子時計体から成る電子時計に於いて、 （ａ）前記電子時計体には、２値の電圧検出手段と、前
   記電圧検出手段からの出力を受け、信号生成する制御部
   とが内蔵され、 （ｂ）前記電子時計体と並列接続される第１の電荷蓄積
   手段 （ｃ）前記太陽電池を２分割配置し、第１の太陽電池と
   第２の太陽電池とを並列接続する第１のスイッチ （ｄ）前記第２の太陽電池に対し、第２のスイッチを介
   して接続される第２の電荷蓄積手段 （ｅ）前記電子時計体と前記第１の電荷蓄積手段との並
   列接続点と、前記第２の電荷蓄積手段とを接続する第３
   のスイッチ （ｆ）及び前記第３のスイッチと前記時計体との接続点
   と、前記第１の太陽電池が第１のスイッチと接続される
   点との間にダイオードを備え （ｇ）前記第１、第２、第３の各スイッチは前記電子時
   計体に於ける制御部出力によって駆動されることを特徴
   とする電子時計。