JPH0480689A - 指針式電子時計 - 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〕 本発明は１発電機能を備えた指針式電子時計に於ける充
電電圧低下警告回路の改良に関し、特に、ＩＣチップの
小型化と製造上のバラツキによる充電電圧検出の誤差を
少なくするための改良に関するものである。

〔従来の技術〕

太陽電池等の発電手段からの起電力を蓄電器に蓄え、こ
れを電源として動作する方式の指針式電子時計が商品化
されている。このような指針式電子時計は電源電圧の変
動等によりモーターの負荷が変化するのでモーターの回
転検出によりモーターの重負荷時、あるいは電源電圧低
下時にモーターの非回転を検出すると、補正パルスによ
ってモーターの駆動を補正すると共に、検出されたモー
ター負荷あるいは電源電圧に応じてモーターが回転でき
る適切なパルス幅あるいはチョッパー比の駆動パルスを
選択して駆動することにより、消費電流の節約を行なっ
ている。

また特に、太陽電池等を使用した電子時計は通常、蓄電
部の容量が少ないため定期的に充電作業を行なわないと
短時間で電源電圧低下を生じ、場合によっては運針を停
止してしま５゜そのため電圧低下状況に応じて指針を変
則駆動を行なうことで時計携帯者に電圧低下を警告し、
且つ積極的に充電作業を行なうことを促している。

以下このよう蓄電部を電源として動作する方式における
従来の指針式電子時計を第２図を参照しながら説明する
。

従来例としてチョッパー比を制御すると共にその時々の
最適の駆動パルスで駆動され、又通常１秒駆動であるが
蓄電部の電圧状況に応じた第１変則駆動運針（２秒ステ
ップ駆動）、第２変則駆動運針（５秒ステップ駆動）、
第３変則駆動運針（１０秒ステップ駆動）を有する指針
式電子時計を説明する。

１は発電手段としての太陽電池であり光エネルギーを電
気的エネルギーに変換する。太陽電池１より供給される
電荷はダイオード等による逆流防止手段２を介して蓄電
器である高容量タイプのコンデンサ６に充電される。４
はツェナーダイオード等により構成される過充電防止手
段であり、前記コンデンサ乙の電圧が耐圧を超えないよ
うに制御している。５は計時回路であり前記コンデンサ
３と並列接続することにより、コンデンサ６は電源とな
っている。

次に計時回路５の構成内容について説明する。

６は計時基準源であり時間基準信号Ｐ６（３２７６８ｔ
ｌｚ）を発生する。７は計時基準信号発生回路であり、
分周回路８とタイミング設定回路９によって構成されて
いる。分周回路８は前記基準信号源６からの時間基準信
号Ｐ６を入力として複数の分周期により所定の低い周波
数の分周信号群を出力する。タイミング設定回路９は前
記分周回路８の任意分周段から取り出された分周信号群
に基づき通常駆動信号の位相を反転するための通常駆動
用位相反転信号ｐＨ１％２秒ステップの駆動位相を反転
するための第１変則パルス用位相反転信号Ｐ、、、５秒
ステップの駆動位相を反転するための第２変則パルス用
位相反転信号Ｔ’ｏｙ、１０秒ステップの駆動位相を反
転するための第３変則パルス用位相反転信号ＰＱ＆、通
常タイミングを発生する通常駆動用タイミング信号ｐ９
ｓ、補正タイミングを発生する補正駆動用タイミング信
号Ｐ、４．２秒ステップ駆動のタイミングを設定する第
１変則パルス用タイミング信号Ｐ、５％　５秒ステップ
駆動のタイミングを設定する第２変則パルス用タイミン
グ信号Ｐ　９　Ａ、１０秒ステップ駆動のタイミングを
設定する第３変則パルス用タイミング信号ＰＱ９、モー
ターの止りを検出するためのモーター化り検出用タイミ
ング信号Ｐ９６を出力する。７０は止り検出制御回路で
あり、前記タイミング設定回路９からのモーター化り、
検出用タイミング信号Ｐ　ｉ＋　６のタイミングに従い
分周信号群からストローブパルスＰ８を作成するストロ
ーブ作成回路７１と、前記ストローブパルスＰ、と、後
述するモーター駆動回路８０からの誘起電圧パルスＰマ
と後述する駆動パルス発生回路５０かもの駆動パルスＰ
ｍとを入力信号としてモーター回転の成否を判定して判
定信号Ｐｋを出力する誘起電圧判定回路７６と、該誘起
電圧判定回路７６からの判定信号Ｐｋによりチョッパー
比を制御するためのアップ制御信号ｐｕとダウン制御信
号Ｐｄおよび補正駆動するか否かを制御する補正制御信
号Ｐｈを出力する制御信号作成回路７４より構成されて
いる。５０は駆動パルス発生回路であり、前記タイミン
グ設定回路９からの通常駆動用タイミング信号Ｐ９．の
タイミンクに従い、分周信号群からパルス幅信号を作成
するパルス幅設定回路５１と、前記制御信号作成回路７
４からのアップ制御信号ｐｕとダウン制御信号ｐｄの制
御信号によりアップおよびダウンカウント動作し、３ピ
ツトにより８ランクのチョッパー比情報を発生する３段
のアップダウンカウンタ５４と、該アップダウンカウン
タ５４からのチョッパー比情報に基づき分周信号群から
チョッパー比信号を作成するチョッパー比設定回路５２
と、前記パルス幅設定回路５１の出力信号と前記チョッ
パー比設定回路５２との論理積を取り駆動パルスｐｍを
出力するアンドゲート５６とにより構成されており、前
記チョッパー比設定回路５２は、アップダウンカウンタ
５４からのチョッパー比情報の３ピツトが全てＬレベル
の時には、チョッパー比が最小となり、また全てＨレベ
ルの時にはチョッパー比が最大のチョッパー信号を出力
する。６０は補正パルス発生回路であり、分周信号群を
入力し前記誘起電圧判定回路７３にて非回転が検出され
た時に前記制御信号作成回路７４からの補正制御信号ｐ
ｈの制御により前記タイミング設定回路９からの補正駆
動用タイミング信号Ｐ　Ｑ　４のタイミングで補正パル
スｐｌを出力する。９０は第１変則パルス発生回路であ
り、前記タイミング設定回路９かもの第１変則パルス用
タイミング信号ＰＱ５のタイミングで分周信号群により
作成される２秒ステップパルスである第１変則パルスＰ
、を出力する。１００は第２変則パルス発生回路であり
、前記タイミング設定回路９からの第２変則パルス用タ
イミング信号Ｐ９．のタイミングで分周信号群により作
成される５秒ステップパルスである第２変則パルスＰ０
を出力する。１１０は第３変則パルス発生回路であり、
前記タイミング設定回路９からの第３変則パルス用タイ
ミング信号Ｐ９Ｇのタイミングで分局信号群により作成
される１０秒ステップパルスである第３変則パルスＰ、
を出力する。８０はモーター駆動回路であり、セレクタ
８７ａ、セレクタ８７ｂとフリップフロップ（以降、Ｆ
Ｆという。）８１とアンドゲート８２ａ　〜８２ｆと３
人カオアーゲート８３ａ。

８３ｂと、プリドライバー８４ａ〜８４ｄとドライバー
用トランジスタ８５３〜８５ｄと２人力オアーゲート８
６とを有しており、前記セレクタ８７ａ、８７ｂのコン
トロール端子ＣＴＩには電圧検出回路４０の電圧検出信
号ＰＣ７が入力し、コントロール端子ＣＴ２には電圧検
出回路４０の電圧検出信号ＰＣ２が入力する。セレクタ
８７ａ、８７ｂは、前記電圧検出信号ＰＣ，がＬレベル
、電圧検出信号ＰＣ８がＬレベルの時へ入力が選択され
る。又、電圧検出信号ＰＣ，がＬレベノペ電圧検出信号
ＰＣ１がＨレベルの時Ｂ入力が選択出力される。又、電
圧検出信号ＰＣ１がＨレベル、電圧検出信号ＰＣ，がＬ
レベルの時Ｃ入力が選択出力される。そして電圧検出信
号ＰＣ２がＨレベル、電圧検出信号ＰＣ，がＨレベルの
時り入力が選択出力される。

前記セレクタ８７ａの入力端子Ａには前記タイミング設
定回路９からの通常駆動用位相反転信号Ｐ９１が入力さ
れ、入力端子Ｂには第１変則パルス用位相反転信号ｐＨ
２が入力され、入力端子Ｃには第２変則パルス用位相反
転信号Ｐｌ＋７が入力され、入力端子りには第３変則パ
ルス用位相反転信号Ｐ、８が入力されている。

又前記セレクタ８７ｂの入力端子Ａには前記駆動パルス
発生回路５０からの駆動パルスｐｍが入力され、入力端
子Ｂには前記第１変則パルス発生回路９０からの第１変
則パルスＰ１１が入力され、入力端子Ｃには前記第２変
則パルス発生回路１００からの第２変則パルスＰ。が入
力され、入力端子りには前記第３変則パルス発生回路１
１０からの第３変則パルスＰｐが入力される。

ＦＦ８１は前記セレクタ８７ａからの選択出力信号を入
力とする位相反転用ＦＦである。

ＦＦ８１のＱ出力は前記アントゲ−）８２ａ。

アントゲ−）８２ｃ及びアンドゲート８２ｅの一方の入
力端子に印加され、Ｑ出力は前記アンドゲート８２ｂ、
アンドゲート８２ｄ及びアンドゲート８２ｆの一方の入
力端子に印加している。前記アントゲ−）８２ａ、８２
ｂのもう一方の入力は前記セレクタ８７ｂの選択出力信
号が印加されている。前記アンドゲート８２Ｃ，８２ｄ
のもう一方の入力は前記補正パルス発生回路６０の補正
パルスＰ１が印加されている。前記アンドゲート８２ｅ
、８２ｆのもう一方の入力は負荷検出回路７０における
ストローブパルスｐｓが印加されている。

前記オアーゲート８３ａには前記アンドゲート８２ａ、
８２Ｃ及び８２ｅの出力信号が入力されている。そして
オアーゲー）８５ｂには前記アンドゲート８２ｂ、８２
ｄ及び８２ｆの出力信号が入力されている。更に、前記
プリドライバー８４８には前記アントゲ−）８２ａの出
力信号が、前記プリドライバー８４５には前記オアーゲ
ート８３ａの出力信号が、前記プリドライバー８４Ｃに
は前記アンドゲート８２ｂの出力信号が、前記プリドラ
イバー８４には前記オアーゲート８３ｂの出力信号がそ
れぞれ入力されている。ドライバーの一方はゲートに前
記プリドライバー８４３の出力信号が印加されたＰチャ
ンネル・トランジスタ８５ａと、ゲートに前記プリドラ
イバー８４ｂの出力信号が印加されたＮチャンネル・ト
ランジスタ８５ｂとで構成され、前記両トランジスタの
ドレイン同士を接続してこのモーター駆動回路８０の一
方の出力端子ＯＵＴ　１としている。前記ドライバーの
他方はゲートに前記プリドライバー８４Ｃの出力信号が
印加されたＰチャンネル・トランジスタ８５Ｃと、ゲー
トに前記プリドライバー８４ｄの出力信号が印加された
Ｎチャンネル・トランジスタ８５ｄとで構成され、前記
両トランジスタのドレイン同士を接続してこのモーター
駆動回路８０のもう一方の出力端子０ＵＴ２としている
。

そして、前記出力端子ＯＵＴ　１．０ＵＴ２は前記２人
力オアーゲート８６０入力端子に接続され、該オアーゲ
ート８６の出力信号が誘起電圧パルスＰｖとして止り検
出回路７０に送られる。１０は運針表示装置であり、モ
ーター１１と針表示装置１２により構成されている。モ
ーター１１は前記モーター駆動回路８０の出力端子ＯＵ
Ｔ　１゜０ＵＴ２からの出力信号に基づいて指針表示装
置１２を運針する。

次に上記構成を有する指針式電子時計の動作を第２図、
第３図、及び表２を用いて説明する。

まず第３図と表２について説明する。

第３図は時計携帯者が充電作業を怠り前記太陽電池１か
らの電力供給がないために計時回路５による電力消費に
より前記コンデンサ乙の電圧が低下して行く過程を示し
たものである。表２は、該表　　　２ コンデンサ乙の電圧と前記電圧検出回路４ｏの電圧検出
信号ＰＣ＋　　　Ｐｃｔとの相関表である。Ａ。

Ｂ、Ｃ及びＤ領域とは第３図に示すコンデンサ乙の電圧
範囲の事である。

電源電圧がＡ領域にある場合は通常駆動状態にあり、前
記モーター駆動回路８０は２つの圧力端子０ＵＴＩ、０
ＵＴ２から交互に前記駆動パルスＰｍを出力すると共に
、前記ストローブパルスＰｓにより前記駆動パルスＰｍ
を出力した側の出力端子を高インピーダンス状態にする
ことによって前記モーター１１のコイルに発生する誘起
電圧を誘起電圧パルスｐｖとして取り出している。そし
て、誘起電圧パルスｐｖは前記駆動パルスＰｍによって
毎秒上り検出前にリセットされることにより止り検出動
作の準備が整った止り検出制御回路７０に送られる。

そして、前記検出動作によりモーター１１の非回転が検
出されると、前記補正パルスＰ１を出力し、モーター駆
動回路８０を介して運針表示装置１０を補正駆動する。

上記動作に関しては既に特開昭５９−１３５３８７号公
報に記載されている技術と同じである。

又電源電圧の変動に伴い駆動パルスｐｍの駆動電力が変
化するので、その時々の電圧変動に応じてチョッパ比を
制御する動作について説明する。

コンデンサ乙の電圧が低下すると、出力端子ＯＵＴ　ｌ
、０ＵＴ２に出力される駆動パルスＰｍの電力も低下す
る。そのためその時の駆動パルスｐｍでモーター１１を
回転することができなくなり、モーター１１の非回転が
検出される。すると前記制御信号作成回路７４から即座
にアップ制御信号ｐｕが出力され、前記アップダウンカ
ウンタ５４はアップカウントされて次の駆動パルスＰｍ
のチョッパ比が１ランク大きくなるように設定される。

即ち、この時の駆動パルスｐｍの状態を第５図に基づい
て説明する。第５図はいずれも出力端子ＯＵＴ　１．０
ＵＴ２に出力される駆動パルスｐｍを示し、波形Ａはコ
ンデンサ乙の電圧が充分高い電圧ｖ！Ｉの時の駆動パル
スｐｍを示し、波形Ｂはコンデンサ乙の電圧が低下して
電圧■、になり、モーターが止った時の駆動パルスＰｍ
を示し、波形Ｃはコンデンサ乙の電圧が電圧が低下して
電圧■ｔになった時にチョッパ比を１ランク大きく設定
した駆動パルスＰｍを示す。コンデンサ乙の電圧がＶＨ
の時は波形Ａの如き駆動パルスＰｍによってモーター１
１を回転できるが、コンデンサ乙の電圧が■、に低下す
ると、波形Ｂの如く、電力（波形の面積）が低下するの
でモーター１１は止ってしまう。そのため、モーター１
１の非回転が検出されると、チョッパ比を波形Ｃの如く
大きくすることにより、電流を多く流し、電力低下を防
ぎ、モーター１１を回転駆動するようにしている。そし
て、この波形Ｃの駆動ノくルスｐｍによってモーター１
１が連続１００回（１００秒間）回転したことを制御信
号作成回路７４が計数すると、ダウン制御信号ｐｄが出
力され、これによって前記アップダウンカウンタ５４は
ダウンカウントされて駆動パルスＰｍのチョッパ比を１
ランク小さい波形Ａの状態に復帰させるという動作を繰
り返している。これにより電源電圧であるコンデンサ乙
の電圧に応じた最小の消費電流にてモーター１１を駆動
する。即ち電源電圧の変動によって生じるモーター１１
の止りを検出することにより、電源の電圧に適応する最
適なチョツノ（比の駆動）くルスＰｍが選択されるよう
に常に制御されている。

又第３図に示すように時間ＴＩが経過し前記コンデンサ
３の電圧がＢ領域に至り、前記電圧検出回路４０の電圧
検出信号ＰＣ２がＬ電圧検出信号ＰＣ８がＨとなった場
合モーター駆動回路８０を介し運針表示装置１０は２秒
ステップ駆動である第１変則運針動作を行う。次に時間
Ｔ２が経過し前記コンデンサ乙の電圧がＣ領域に至り前
記電圧検出回路４０の電圧検出信号ＰＣ７がＨ電圧検出
信号ＰＣ７がＬとなった場合５秒ステップ駆動である第
２変則運針動作を行う。更に時間Ｔ３が経過し前記コン
デンサ乙の電圧がＤ領域に至り前記電圧検出回路４０の
電圧検出信号ＰＣ７がＨ電圧検出信号ＰＣ１がＨとなっ
た場合１０秒ステップ駆動である第３変則運針動作を行
うことで、前記コンデンサ乙の電圧レベル及び前記太陽
電池１による充電が必要であることを同時に携帯者に知
らせている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の電圧検出回路では抵抗分割方式に
よる回路を用いてコンデンサの電圧低下を検出していた
ので、一般に回路規模も大きくなり、またＩＣ製造上の
バラツキが大きく何等かのトリミングを行う必要があり
、生産上のコストも大きくなってしまう問題があった。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明は以下の構成を有する
。

太陽電池等の発電手段と、該発電手段からの起電力を蓄
える蓄電器と、該蓄電器によって駆動される時計回路と
、モーターを有する運針表示装置とより成り、かつ前記
時計回路は、モーター駆動回路、前記蓄電器の電圧が低
下した時に前記モーターが止ったことを検出する止り検
出回路、核上り検出回路からの止り検出信号に基づき、
前記蓄電器の電圧変動に適応する駆動パルスを選択して
出力する駆動パルス発生回路、前記蓄電器の電圧が所定
状態よりも低下したことを検出する電圧検出回路、前記
蓄電器の電圧が前記所定状態よりも低下したことを警告
するために、前記運針表示装置を変則駆動するための変
則パルスを発生する変則パルス発生回路、前記電圧検出
回路からの電圧検出信号に基づき前記駆動パルスと前記
変則駆動パルスを前記モーター駆動回路へ切換えて出力
する切換回路を有する電子時計において、前記電圧検出
回路は、前記駆動パルス発生回路から出力される駆動パ
ルスの選択情報に基づいて、前記電圧検出信号を出力す
るマルチプレクサ回路により構成されていることを特徴
としている。又、駆動パルス発生回路は、止り検出回路
からの止り検出信号に基づき、チョッパー比の異なる駆
動パルスを選択して出力することを特徴としている。

〔実施例〕

以下図面に基づいて本発明の実施例を詳述する。

第１図は本発明の指針式電子時計の位置実施例を示すブ
ロック線図であり、第２図と同一要素には同一番号を付
し説明を省略する。

第１図において第２図と異なる部分は電圧検出回路をマ
ルチプレクサ回路１６０で構成したことである。前記マ
ルチプレクサ回路１６０は前記アップダウンカウンタ５
４から供給される３ｂｉｔのチョッパー比情報信号ｐａ
＋・Ｐ５２・Ｐ５３のｂｉｔパターンに基づき２ｂｉｔ
のセレクト信号Ｐ　ＣＩ　ｓ　Ｐ　Ｃ２を前記セレクタ
８７ａ及びセレクタ８７ｂにもセレクト信号ｐｃ、　　
　ｐｃ、を供給する。

次に上記構成を有する指針式電子時計の動作を説明する
。第２図と同一の動作は説明を省略する。

今、モーターの負荷が一定であり、モーター駆動電圧（
コンデンサ電圧）とモータ駆動に要する電流との間には
図４に示す関係がある。

即ち、コンデンサ電圧が低いほどモーター電流を多く流
す必要があり、コンデンサ電圧が高いほどモーター駆動
電流は少なくて済む。従って、コンデンサ電圧が低いほ
どチョッパー比を高く、コンデンサ電圧が高いほどチョ
ッパー比を低くすればよい。これは前述の第５図で説明
したことと同様である。

この様に前記アップダウンカウンタ５４は充電状態に対
応したカウント内容となっているので。

間接的に充電状態を表わす情報として利用できるっ即ち
前記電圧検出回路と同様の働きが可能であそこで、表１
に示すようにチョッパー比情報信号Ｐａｌ、ｐｓｚ、　
Ｐ５３のビットパターンに、ｌｔ’）ＰＣ８及びＰＣｌ
を出力する前記マルチプレクサ回路１３０を設定すれば
、前記電圧検出回路４０のかわりとして利用することが
可能となる。前記マルチプレクサ１３０は簡単なデコー
ダにより実現でき、回路規模も前述の電圧検出回路４０
よりも小さく、電圧検出感度もＩＣ製造上のバラツキの
影響を受けない。

これにより、前記セレクト信号Ｐ　ＣＩ　、Ｐ　ＣＩ＋
を供給されるセレクタ８７ａは充電状態に対応し、通常
駆動用位相反転信号Ｐ９い第１変則パルス用位相反転信
号Ｐ　９２、第２変則パルス用位相反転信号Ｐ９？、第
３変則パルス用位相反転信号Ｔ’ｏ８の何れかを選択し
前記ＦＦ８１に供給する。又前記セレクト信号ＰＣ８、
ＰＣｔを供給されるセレクタ８７ｂも同様に充電状態に
対応し、駆動パルスＰｍ、２秒ステップパルスである第
１変則パルスＰｎ、５秒ステップパルスである第２変則
パルスＰｏ、１０秒ステップパルスである第３変則パル
スＰｐの何れかの出力を選択する。

この様に、コンデンサの充電電圧に応じて最適のチョッ
パー比を設定する機能を利用したコンデンサ電圧低下警
告が可能となった。

〔発明の効果〕

以上の説明で明らかなように本発明によれば、マルチプ
レクサ回路により充電状態に応じた変則運針を行えるこ
とにより、電圧検出感度のＩＣ製造上のバラツキが大き
く、トリミングを必要とし、回路規模も大きくなってし
まう電圧検出回路を省略できることを可能とする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による指針式電子時計の回路図、第２図
は従来技術による指針式電子時計の回路図、第３図は電
力供給されない状態でのコンデンサ電圧の低下の経過を
表わすグラフ、第４図はモータ駆動電圧とモータ駆動に
必要とする電流の関係を表わすグラフ、第５図は駆動パ
ルスを示す波形図である。 １・・・・・・太陽電池、 ３・・・・・・コンデンサ、 ５・・・・・・計時回路、 １０・・・・・・運針表示装置、 ４０・・・・・・電圧検出回路、 ５０・・・・・・駆動パルス発生回路、６０・・・・・
・補正パルス発生回路、７０・・・・・・止り検出制御
回路、 ０・・・・・・モーター駆動回路、 ０・・・・・・第１変則パルス発生回路、００・・・・
・・第２変則パルス発生回路、１０・・・・・・第３変
則パルス発生回路、３０・・・・・・マルチプレクサ回
路。 ｔ−）、！ｊカ、１圧（二ソデＪプ電圧）第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）太陽電池等の発電手段と、該発電手段からの起電
   力を蓄える蓄電器と、該蓄電器によって駆動される時計
   回路と、モーターを有する運針表示装置とより成り、か
   つ前記時計回路は、モーター駆動回路、前記蓄電器の電
   圧が低下した時に前記モーターが止ったことを検出する
   止り検出回路、該止り検出回路からの止り検出信号に基
   づき、前記蓄電器の電圧変動に適応する駆動パルスを選
   択して出力する駆動パルス発生回路、前記蓄電器の電圧
   が所定状態よりも低下したことを検出する電圧検出回路
   、前記蓄電器の電圧が前記所定状態よりも低下したこと
   を警告するために、前記運針表示装置を変則駆動するた
   めの変則パルスを発生する変則パルス発生回路、前記電
   圧検出回路からの電圧検出信号に基づき前記駆動パルス
   と前記変則駆動パルスを前記モーター駆動回路へ切換え
   て出力する切換回路を有する電子時計において、前記電
   圧検出回路は、前記駆動パルス発生回路から出力される
   駆動パルスの選択情報に基づいて、前記電圧検出信号を
   出力するマルチプレクサ回路により構成されていること
   を特徴とする指針式電子時計。
2. （２）駆動パルス発生回路は、止り検出回路からの止り
   検出信号に基づき、チョッパー比の異なる駆動パルスを
   選択して出力することを特徴とする請求項１記載の指針
   式電子時計。