JPH0836070A

JPH0836070A - 太陽電池時計

Info

Publication number: JPH0836070A
Application number: JP6169105A
Authority: JP
Inventors: Seiki Igarashi; 五十嵐　　清貴
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1994-07-21
Filing date: 1994-07-21
Publication date: 1996-02-06
Anticipated expiration: 2019-11-24
Also published as: JP3592371B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、低照度化においてもクイックスタ
ート時、最初の運針タイミングでモータが回る可能性を
向上させた太陽電池時計を提供する。【構成】大容量コンデンサと小容量コンデンサとを備
えた太陽電池時計において、クイックスタート時、はじ
めてのモータ駆動信号が出力されるまでは、時分割信号
作成回路より出力される時分割信号によって小容量コン
デンサと太陽電池が接続されるようにした。【効果】低照度化においてもクイックスタート時、最
初の運針タイミングでモータが回る可能性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、太陽電池と蓄電器とし
ての大容量コンデンサ及びクイックスタート用の小容量
コンデンサによって駆動されるモータ負荷を備えた電子
時計に於ける、クイックスタート時の起動性の改良に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、太陽電池と電気二重層型の大容量
コンデンサとを組み合わせることにより電池交換を不要
とした長寿命の電子時計が製品化されている。しかし前
記大容量コンデンサは容量が大きいため電子時計を暗い
場所に放置するなどして一度完全に放電してしまうと、
次に明かるい場所に出して光を当てても時計回路の動作
開始電圧まで充電するのに長時間を必要とし、時計の動
作開始に時間がかかり過ぎるという問題があった。しか
るに、この問題を解決するための提案が特公平４−８０
３５５号公報にて行なわれている。

【０００３】この方式は太陽電池の発生電圧が所定値を
越えるまでは大容量コンデンサに充電を行なわず小容量
コンデンサのみによって時計回路を動作させクイックス
タートを実現している。しかし、この方式は一度放電し
た状態から光を当てた場合の照射条件によっては、いつ
までたっても大容量コンデンサへの充電がおこなわれな
いという問題が発生する。すなわち太陽電池時計に光照
射を再開したとき太陽電池の発生電圧が最低動作開始電
圧を維持する程度の照度しか得られない場合には、時計
回路は小容量コンデンサによって動作を開始するが、大
容量コンデンサへの充電がいつまでたっても行なわれな
い可能性がある。

【０００４】従って太陽電池に光が当たっている間は小
容量コンデンサによって時計回路が動作しているが、ち
ょっとでも光が当たらなくなると大容量コンデンサから
の電圧供給は行なわれないため時計回路の動作は停止し
てしまうことになる。すなわち、少し暗い照明下にある
オフィスや、店内においては大容量コンデンサが二次電
池の機能をはたさない構成となっている。

【０００５】上記の問題を解決する方式が実公平５−３
４１９６号公報により提案されている。この方式は大容
量コンデンサと小容量コンデンサとを時分割で充電する
と共にクイックスタート時は太陽電池にて充電状態にあ
る小容量コンデンサで、モータ負荷の駆動を行なう事に
より前述の様な条件の悪い照明下においても大容量コン
デンサへの充電を確実に行う事が出来るものである。以
下図面により説明する。

【０００６】図５は従来の太陽電池時計のブロック図で
あり、１０は電気二重層型の大容量コンデンサ、１１は
小容量コンデンサ、４は小容量コンデンサ１１充電用の
Ｎ型トランジスタ、７は大容量コンデンサ１０充電用の
Ｐ型トランジスタ、８は太陽電池への逆流防止用のダイ
オード、９は太陽電池、１２はコンパレータ、４０は時
計回路であり、モータコイル５０を駆動する機能を有す
る。太陽電池９は光照射により起電力を発生し、一次電
源として機能する。この太陽電池９に、逆流防止用ダイ
オード８およびＰ型トランジスタ７を介して接続する大
容量コンデンサ１０は、太陽電池９により充電され二次
電源として機能する。また太陽電池９に逆流防止用ダイ
オード８およびＮ型トランジスタ４を介して接続する小
容量コンデンサ１１は、太陽電池９により、極く短時間
に時計回路４０を駆動できる程度の電圧にまで充電さ
れ、前記大容量コンデンサ１０の電圧が、前記時計回路
４０を駆動出来ない程度に低下しているときに、これに
代わって前記時計回路４０に電源を供給する。コンパレ
ータ１２は、前記大容量コンデンサ１０の電位と小容量
コンデンサ１１の電位とを比較し、大容量コンデンサ１
０が十分充電されているときはＬレベルの出力を送出
し、十分充電されていないときはＨレベルの出力を送出
する。時計回路４０は、コンパレータ１２よりＨレベル
の信号を入力するとＮ型トランジスタ４、Ｐ型トランジ
スタ７のゲート入力を時分割に制御し、Ｌレベル信号を
入力するとＮ型トランジスタ４とＰ型トランジスタ７を
ＯＮ状態に制御する。大容量コンデンサ１０はＮ型トラ
ンジスタ４とＰ型トランジスタ７を介して、また小容量
コンデンサ１１は直接、時計回路４０およびモータ５０
より構成される負荷回路に接続し、これらに電源を供給
している。

【０００７】次に、図５に基づいて従来例の動作につい
て説明する。先ず、クイックスタート動作について説明
する。クイックスタートとは太陽電池９に光が長時間照
射されず、大容量コンデンサ１０と小容量コンデンサ１
１が放電しきって、全く動作が停止した状態から、太陽
電池９に光を照射すると、即動作（運針）を再開する機
能である。太陽電池９に光が照射されると、この太陽電
池９に所定の起電力が発生し、太陽電池９、小容量コン
デンサ１１、Ｎ型トランジスタ４、逆流防止用ダイオー
ド８、太陽電池９という小容量コンデンサ１１の充電回
路が構成され、小容量コンデンサ１１の充電が開始され
る。小容量コンデンサ１１は、容量が小さいため、短時
間で、時計回路４０を駆動できる程度に充電される。

【０００８】時計回路４０が動作を開始するとコンパレ
ータ１２も働きだす。この時、大容量コンデンサ１０
は、未だ充電が開始されておらず、他方、小容量コンデ
ンサ１１は十分に充電されており、コンパレータ１２の
出力はＨレベルとなる。時計回路４０は、コンパレータ
１２からのＨレベルの制御信号を受け、Ｎ型トランジス
タ４とＰ型トランジスタ７のゲートを時分割制御する。
該制御信号は、図６（ニ）（ホ）に示す様、１秒周期で
１／４秒間Ｈレベル、３／４秒間Ｌレベルというもので
ある。Ｎ型トランジスタ４およびＰ型トランジスタ７
は、交互にＯＮ状態となり、１秒のうちの１／４秒はＮ
型トランジスタ４がＯＮ状態となり、３／４秒はＰ型ト
ランジスタ７がＯＮ状態となる。これにより、Ｎ型トラ
ンジスタ４がＯＮ状態となる１／４秒間は、太陽電池
９、小容量コンデンサ１１、Ｎ型トランジスタ４、逆流
防止ダイオード８、太陽電池９という小容量コンデンサ
１１の充電回路が形成され、小容量コンデンサ１１が充
電される。Ｐ型トランジスタ７がＯＮ状態となる３／４
秒間は、太陽電池９、大容量コンデンサ１０、Ｐ型トラ
ンジスタ７、逆流防止ダイオード８、太陽電池９という
大容量コンデンサ１０の充電回路が形成され、大容量コ
ンデンサ１０が充電される。モータ５０は時計回路４０
からの制御信号により、１秒に１回運針信号を出力す
る。運針タイミング（図６（ト））は１Ｈｚ信号（図６
（イ））の立ち下がりに同期しているので、運針タイミ
ングは小容量コンデンサ１１の充電タイミング（図６
（ヘ））期間となっている。つまり、クイックスタート
後、１秒周期で１／４秒間小容量コンデンサ１１に充電
を行ない、続いて３／４秒間大容量コンデンサ１０に充
電を行なうことを繰り返している（時分割充電動作）。

【０００９】上記時分割充電動作が継続され、所定の時
間が経過すると、大容量コンデンサ１０は十分に充電さ
れ、その電圧が時計回路４０を駆動するのに十分なもの
となり、小容量コンデンサ１１の電圧より高くなると、
コンパレータ１２の出力はＬレベルとなる。これを入力
した時計回路４０はＮ型トランジスタ４のゲートにＨレ
ベル、Ｐ型トランジスタ７のゲートにＬレベルの制御信
号を出力する。（図６（ロ）（ハ））この為、Ｎ型トラ
ンジスタ４とＰ型トランジスタ７は、ともに常時ＯＮ状
態となり、小容量コンデンサ１１と大容量コンデンサ１
０を並列接続する。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実公平
５−３４１９６号公報の方式においては、クイックスタ
ート時、太陽電池から小容量コンデンサに充電される充
電時間が１／４秒と短いため、照度が低い所では、１秒
後の最初の運針タイミングでモータが回る可能性が低い
という問題がある。本発明の目的は上記問題を解決し、
クイックスタート時、最初の運針タイミングでモータが
回る可能性を向上させた太陽電池時計を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明における構成は下記の通りである。太陽電池と
該太陽電池によって充電される比較的容量の小さい小容
量コンデンサと、前記太陽電池よりスイッチ手段を介し
て充電される大容量コンデンサと前記小容量コンデンサ
及び大容量コンデンサを時分割駆動する為の時分割信号
を発生する時分割信号作成回路と、モータ駆動信号を出
力する駆動信号作成回路を有する時計回路とを備え、前
記太陽電池の充電開始時は前記小容量コンデンサによっ
てクイックスタートする電子時計に於いて、前記クイッ
クスタート時、はじめてのモータ駆動信号が出力される
までは、前記時分割信号作成回路より出力される時分割
信号によって前記小容量コンデンサと太陽電池が接続さ
れることを特徴とする。

【００１２】更に、太陽電池と該太陽電池によって充電
される比較的容量の小さい小容量コンデンサと、前記太
陽電池よりスイッチ手段を介して充電される大容量コン
デンサと前記小容量コンデンサ及び大容量コンデンサを
時分割駆動する為の時分割信号を発生する時分割信号作
成回路と、モータ駆動信号を出力する駆動信号作成回路
を有する時計回路とを備え、前記太陽電池の充電開始時
は前記小容量コンデンサによってクイックスタートする
電子時計に於いて、前記クイックスタート時、はじめて
のモータ駆動信号が出力されるまでは、前記時分割信号
作成回路より出力される時分割信号によって前記スイッ
チ手段がＯＦＦ状態に保持されることを特徴とする。

【００１３】

【実施例】以下図面により本発明の実施例を詳述する。
図１は本発明の太陽電池時計のブロック図であり、９は
太陽電池、１０は電気二重層型の大容量コンデンサ、４
０は時計回路で、モータコイル５０を駆動する機能を有
する。１は時分割手段、８と１３は太陽電池９への逆流
防止用のダイオード、１１は小容量コンデンサ、２は大
容量コンデンサ１０への逆流防止用ダイオード、１２は
電圧検出回路である。尚、上記構成において図５と同一
番号は同一要素を示し、同じ動作を行うものである。

【００１４】図２は図１における時計回路４０の詳細を
示すブロック図である。また図３は本発明における一実
施例の波形図である。４１は水晶発振回路、４２は分周
回路、４３はモータ駆動信号作成回路、４４はモータ駆
動回路、４６はパワーオン等により回路起動を検出する
起動検出回路、４８はパルス化回路である。４５は時分
割信号作成回路で、前記分周回路４２よりの信号を入力
し、制御端子Ｃ１に電圧検出回路１２からＨレベルの電
圧検出信号Ｐｋが入力されると、Ｑ出力より１秒周期で
１／４秒間Ｌレベル、３／４秒間Ｈレベルの時分割信号
Ｐｃ（図３（ホ））を出力し、Ｌレベルの電圧検出信号
Ｐｋが入力されるとＨレベルの時分割信号Ｐｃｈが出力
する。尚、制御端子Ｃ２に後述する時分割禁止制御回路
４７からの時分割禁止信号Ｐｐが入力されると、制御端
子Ｃ１のＨ、Ｌに関係なく、Ｑ出力よりＬレベルの時分
割信号Ｐｃｌが出力される。４７は時分割禁止制御回路
で、セット優先のセット・リセット付フリップフロップ
（以降ＳＲ−ＦＦと略記する。）で構成されており、Ｓ
端子に起動検出回路４６からの起動信号Ｐｓが入力され
るとＱ出力より時分割禁止信号Ｐｐが出力され、Ｒ端子
に分周回路４２からの１Ｈｚ信号（図３（イ））がパル
ス化回路４８を介して入力されると時分割禁止信号Ｐｐ
が解除される。

【００１５】次に、動作の説明をする。先ず、クイック
スタート動作について説明する。太陽電池９に光が照射
されると、この太陽電池９に所定の起電力が発生し、太
陽電池９、小容量コンデンサ１１、逆流防止用ダイオー
ド８、太陽電池９という小容量コンデンサ１１の充電回
路が構成され、小容量コンデンサ１１の充電が開始され
る。尚、この状態では、時計回路４０は動作を開始して
おらず、時分割手段１はＯＮ状態になっていないので大
容量コンデンサ１０への充電は行われない。

【００１６】小容量コンデンサ１１の充電電圧が時計回
路４０の動作開始電圧に達すると時計回路４０は動作を
開始する。先ず、図２に示す起動回路４６より起動信号
Ｐｓ（図３（ロ））が出力され、時分割禁止制御回路４
７のＱ出力より時分割禁止信号Ｐｐ（図３（ニ））が出
力される。次に、水晶発振回路４１、分周回路４２も動
作を開始する。時分割信号作成回路４５は分周回路４２
からの信号群を入力し時分割信号Ｐｃを作成している
が、制御端子Ｃ２に時分割禁止信号Ｐｐを入力している
為、Ｌレベルの時分割信号Ｐｃｌが出力される。時分割
手段１は、Ｌレベル信号をゲート入力とするとＯＦＦと
なるため、改めて太陽電池９、小容量コンデンサ１１、
逆流防止用ダイオード８、太陽電池９という小容量コン
デンサ１１の充電回路が構成される。

【００１７】クイックスタートから１秒経過後、時分割
禁止制御回路４７のＲ端子に分周回路４２からの１Ｈｚ
信号（図３（イ））がパルス化回路４８を介して入力さ
れると、時分割禁止信号Ｐｐは解除される。時分割信号
作成回路４５は、制御端子Ｃ２に時分割禁止信号Ｐｐが
入力されなくなった為、Ｑ出力からのＬレベルの時分割
信号Ｐｃｌの出力をやめる。つまり、クイックスタート
後、最初の１秒間は小容量コンデンサ１１のみが充電さ
れることになる。同時に、図３（イ）に示す１Ｈｚ信号
の立ち下がりに同期して、駆動信号作成回路４３はモー
タ駆動信号Ｐｍ（図３（ハ））を出力し、コイル端子Ｏ
１を介して駆動信号Ｐｏ１がモータコイル５０に供給さ
れる。

【００１８】時分割信号作成回路４５は制御端子Ｃ１に
Ｈレベルの電圧検出信号Ｐｋが入力されていることによ
り、Ｑ出力から１秒周期で１／４秒間Ｌレベル、３／４
秒間Ｈレベルの時分割信号Ｐｃを出力する。時分割信号
Ｐｃをゲート信号とする時分割手段１は時分割信号Ｐｃ
がＬの時にはＯＦＦとなっているため太陽電池９の発生
電圧はダイオード８を介して小容量コンデンサ１１のみ
を充電し、小容量コンデンサ１１の充電電圧によって時
計回路４０を動作させるが、時分割信号ＰｃがＨになる
と時分割手段４がＯＮとなることによって太陽電池９の
発生電圧はダイオード１３及び時分割手段１を介して大
容量コンデンサ１０の充電も行なう。尚、この時ダイオ
ード８を介して小容量コンデンサ１１が並列接続される
が、クイックスタート時は大容量コンデンサ１０の充電
電圧が低く、小容量コンデンサ１１の充電電圧が高い
為、太陽電池９の発生電圧は電圧の低い大容量コンデン
サ１０に充電され、この結果ダイオード８が逆バイアス
される事により小容量コンデンサ１１には充電が行なわ
れず、実質的に太陽電池９から切り離される。つまり、
１秒周期で１／４秒間小容量コンデンサ１１に充電を行
ない、続いて３／４秒間大容量コンデンサ１０に充電を
行なうことを繰り返している（時分割充電動作）。

【００１９】照度が低くて電圧検出信号ＰｋはＨの状態
にある時は、時分割信号ＰｃがＬの間に小容量コンデン
サ１１に充電された電圧によって時計回路４０をクイッ
クスタート状態にて動作させ、又時分割信号ＰｃがＨの
間は大容量コンデンサ３の充電を行なう事により徐々に
大容量コンデンサ３の電圧を上昇させていくものであ
る。

【００２０】そして大容量コンデンサ１０が十分に充電
される事によって充電電圧が上昇すると電圧検出回路１
２からの電圧検出信号ＰｋがＬに反転される。この結
果、時分割信号作成回路４５はＨレベルの時分割信号Ｐ
ｃｈを出力するため、時分割手段１がＯＮ状態に保持さ
れ、逆流防止ダイオード２を介して小容量コンデンサ１
１と大容量コンデンサ１０とが並列接続される。

【００２１】図４は本発明の別の実施例を示す波形図で
ある。尚、図３の波形図と同一の番号のものは同様の動
作を行うものである。（イ）は１Ｈｚ信号で、（ロ）は
起動信号Ｐｓで、（ニ）は起動信号Ｐｓによりセットさ
れ１Ｈｚ信号のパルス信号によりリセットされる時分割
禁止信号Ｐｐでクイックスタート後１秒間だけ出力され
る。（ホ）は１秒周期で３／４秒間Ｈレベル、１／４秒
間Ｌレベルの時分割信号Ｐｃで、時分割禁止信号Ｐｐ出
力時のみ、Ｌレベルの時分割信号Ｐｃｌが出力される。
又、運針タイミング（ハ）は大容量コンデンサ１０の充
電タイミングとなっている。

【００２２】図４（ホ）に示す時分割信号Ｐｃでは１秒
周期の前半３／４秒がＨレベルで、大容量コンデンサ１
０の充電タイミングとなっている。従って、本発明のよ
うにクイックスタート後１秒間だけはＬレベルの時分割
信号Ｐｃｌが出力され小容量コンデンサ１１を充電する
構成は、特に有効である。

【００２３】上記の如く本発明では、クイックスタート
時にはじめてのモータ駆動信号Ｐｍが出力されるまで
は、時分割信号作成回路４５より出力されるＬレベルの
時分割信号Ｐｃｌによって小容量コンデンサ１１のみに
充電を行ない、以降は時分割信号ＰｃがＨレベルの間は
大容量コンデンサ１０を充電し、Ｌレベルの間は小容量
コンデンサ１１を充電し、大容量コンデンサ１０が十分
に充電されると、Ｈレベルの時分割信号Ｐｃｈにより、
大容量コンデンサ１０と小容量コンデンサ１１とを並列
接続していくものである。

【００２４】

【発明の効果】上記の如く本発明によれば、照度が低い
状態においてもはじめてのモータ駆動信号が出力される
までは、時分割信号によって小容量コンデンサに充電す
る方式であるため、室内等の使用場所で、太陽電池の発
生電圧が最低動作開始電圧を維持する程度の照度しか得
られない場合であっても、クイックスタート時、最初の
運針タイミングでモータが回る可能性向上に大なる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の太陽電池時計を示すブロック図であ
る。

【図２】本発明の時計回路の詳細を示すブロック図であ
る。

【図３】本発明の波形図である。

【図４】本発明の別の実施例を示す波形図である。

【図５】従来の太陽電池時計を示すブロック図である。

【図６】従来の波形図である。

【符号の説明】

１時分割手段２逆流防止ダイオード８、１３逆流防止ダイオード９ソーラセル１０大容量コンデンサ１１小容量コンデンサ１２電圧検出手段４０時計回路４２分周回路４３駆動信号作成回路４５時分割信号作成回路４６起動検出回路４７時分割禁止制御回路４８パルス化回路５０モータコイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】太陽電池と該太陽電池によって充電され
る比較的容量の小さい小容量コンデンサと、前記太陽電
池よりスイッチ手段を介して充電される大容量コンデン
サと前記小容量コンデンサ及び大容量コンデンサを時分
割駆動する為の時分割信号を発生する時分割信号作成回
路と、モータ駆動信号を出力する駆動信号作成回路を有
する時計回路とを備え、前記太陽電池の充電開始時は前
記小容量コンデンサによってクイックスタートする電子
時計に於いて、前記クイックスタート時、はじめてのモータ駆動信号が
出力されるまでは、前記時分割信号作成回路より出力さ
れる時分割信号によって前記小容量コンデンサと太陽電
池が接続されることを特徴とする太陽電池時計。
【請求項２】太陽電池と該太陽電池によって充電され
る比較的容量の小さい小容量コンデンサと、前記太陽電
池よりスイッチ手段を介して充電される大容量コンデン
サと前記小容量コンデンサ及び大容量コンデンサを時分
割駆動する為の時分割信号を発生する時分割信号作成回
路と、モータ駆動信号を出力する駆動信号作成回路を有
する時計回路とを備え、前記太陽電池の充電開始時は前
記小容量コンデンサによってクイックスタートする電子
時計に於いて、前記クイックスタート時、はじめてのモータ駆動信号が
出力されるまでは、前記時分割信号作成回路より出力さ
れる時分割信号によって前記スイッチ手段がＯＦＦ状態
に保持されることを特徴とする太陽電池時計。