JPS5814998B2 - 電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来からの伝統的な時針、分針形式の表示装置（アナロ
グ表示形式）は、機械的に駆動される時計に適用し易く
、また一般の使用者にとって読取りが容易で認識し易い
等の理由で長く使用されている。

最近ではディジタル形式の表示（７個のセグメントから
なる数字表示器を使用したようなもの）がソリッド・ス
テート・エレクトロニクスの驚異的な発達によって業界
で盛んに取入れられ、また一般に周知なものとなってき
た。

しかしながらそれにも拘らずまだアナログ表示力司続い
て一般的なものであると信じている。

これは、このような表示によると、ディジタル的に表示
される場合よりも使用者にとって迅速に判読され且つ記
憶されるデータを提供することができるからであると考
えられていることに帰因する。

上述のような機械的なアナログ表示を電子的に行なうた
めの方法が数多く示唆されているけれども、今日の電子
時計の市場ではまだ見当らない。

むしろ今日の電気−光学的表示は、発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）、液晶（ＬＣ）あるいは他の電気−光学的な材料
を使用して、知られている限りではすべてディジタル表
示である。

電気−光学的なアナログ表示を実現するための技術的な
問題の１つは、もし普通に実現しようとすると、完全に
時間と分を表わすためには６０個あるいはそれ以上の数
の表示素子を必要とするためである。

このように多数の素子を使用すると、極めて多くのリー
ド線を接続する必要があり、信頼性の問題がある。

比較的高価なＬＥＤの場合には、アナログ表示装置を普
通に作ると表示素子用の全半導体チップの面積が大きく
なり、非常に高価な時計となる。

時計分野では、アナログおよび他の表示形式の多数の表
示器を少なくするための方法が数多く提案されている。

例えば、ジエー・ジエー・クローン（Ｊ、Ｊ、Ｋｒｏｏ
ｎ）氏に与えられた米国特許第３１４５５２６号では、
発光ダイオードを２種の環状に配夕１だものを使用して
、内側の環で時間を表示させ、外側の環で５分きざみで
分を表示させている。

表示器の全個数は２４個で、前述の６０個の場合に比し
て著しく改善されている。

ジニー・ダブリュ・クーバス（Ｊ、Ｗ、Ｃｕｅｖａｓ）
ｆに与えられた米国特許第３８４１０８２号では、時間
表示用として４個の２進符号表示器を使用し５分きざみ
の分の表示用として同じく４個の２進符号化表示器を使
用し、１分毎の表示用として４個の表示器を使用してい
る。

これによると、表示器の数は１２個に減少したが、直の
アナログ表示ではない。

ＱＬろ、使用者は２進符号を時間および５分きざみの分
に翻訳する必要があり、これは最後に述べたように非常
に煩しくまた認識し難いという問題がある。

ＬＥＤ表示器に戻って考えると、ＬＥＤを特にディジタ
ル形式の表示器に使用すると、電力消費の問題が出てく
る。

多くの使用者にとっては、このような表示は好ましいも
のであるが、例えば腕時計のように限られた電力しか得
られない場合は殆んどの時間表示器を消しておく必要が
ある。

使用者が時間を見たいときには、表示器を動作させるた
めにスイッチを入れなければならない。

ＬＥＤの電力引出しに関する問題の大部分は、ディジタ
ル表示の読取効率の悪さにある。

４テイジツトで、各ティジット表示器り７個のセグメン
トからなるものであれば、表示器を連続的に動作させる
と仮定すれば、１日の２４時間の間を通じて任意の時間
に点燈されるセグメントの平均個数は１４個を僅かに上
まわる程度である。

数字を読取ることができるように、各セグメントは少な
くともある程度の寸法と形状を持っていなければならな
いので、電力消費の問題は更に悪くなる。

この発明による時計表示器の実施例では、時間情報で強
度変調された光学的に観察可能な出力を発生させるため
に、電気−光学的表示器を選択的に付勢するための手段
が設けられている。

以下、図を参照しつつこの発明の詳細な説明する。

第１図の表示装置において、発光ダイオード、液晶、ラ
ンプ、あるいは電気的に駆動され光学的に動作するよう
な１２個の表示部がある。

これらは腕時計あるいは掛は時計上の時間表示と同じよ
うに円形に且つ互いに等間隔に配列されている。

説明上表示部は円形であると示されているが、他の２．
３０例として半径方向に伸びる短かい線、４角形、楕円
形等の他の形を使用することもできる。

時間を示すために表示器の１個は連続的に駆動される。

分を表示するために、表示器の１個は強度変調され、点
滅する”明り”を発生させる。

ここで使用されているように、”明り“あるいは“光学
的出力”という用語は、例えばＬＥＤ、エレクトロルミ
ネッセント、ランプあるいは他の発光器のような自己発
光、およびある場合には（電界効果型）検光器あるいは
偏光器の助けを借りて、また他の場合には直接的に液晶
によって作り出された反射光あるいは伝送光を総称する
ものとする。

分を表示するように選択された表示器は、分を粗に表示
する。

つまり５分きざみで表示する。従って、第１図の表示器
は１２時を少なくとも５分過ぎた時間を示している。

１２時何分過ぎかを正確に表示するには、第２図の波形
によって示されるように、変調によって表示される。

例えば、もし１２時を正確に５分過ぎたときから、１２
時を殆んど６分過ぎたときまでは、ＩＨｚの周波数で強
度変調を行なえばよい。

これは第２図のａで示されており、数字０は５分のマー
クの後１分よりも少ない時間を示している。

１２時６分過ぎを表示したいときには、５分表示器は第
２図のｂで示すように変調される。

換言すれば、１／４Ｈｚの周波数でくり返す単一のパル
ス列は５分表示器に供給される。

１２時７分過ぎを表わすためには、パルスは２個を１群
となるように集められる。

従って、２個のパルス、２個の間隔、２個のパルス、・
・・・・・・・・・・・となる。

これが第２図のＣに示されており、数字２は５分表示の
後２分を表示する。

１２時８分過ぎ、９分過ぎは第２図のｄ、ｅで示すよう
な変調によって表示される。

これら２つの形式の変調は単なる例であって、他の多（
の周波数、パルスの群形成が可能であり変更は容易であ
る。

第２図に示す変調と同様な形式が各５分間の期間に対し
て採用される。

各時間に１回、通常のアナログ表示で分針と時針とが重
なる時に起る現象に類似した現象で時間表示と分表示と
が一致する。

この問題を解決するために、この発明では定常時な表示
を消している。

従って、もし表示が２時に相当する位置で点滅表示のみ
によって行なわれていると、見る人は表示されている時
間は２時１０分過ぎと１５分過ぎとの間にあると認識す
ることができる。

もし時間が２時１０分過ぎ（すなわち１１分過ぎ以下で
少なくとも１０分過ぎ）であれば、変調は第２図のａに
示されているようになる。

もし時間が２時１１分過ぎであれば、変調は第２図のｂ
で示すようになる。

２時１５分過ぎでは勿論２時の位置の表示は連続的に定
常的に行なわれ、３時の位置で点滅表示が開始される。

表示器を駆動する回路が第３図に示されている。

同回路はクリスタルで制御され、３２ＫＨｚのような標
準クロック周波数で動作する発振器２０を含んでいる。

この発振器２０はＩＨｚの周波数の出力パルスを作り出
す分周器２２を駆動する。

これらの信号は論理回路１４と分計数・復号器１６に供
給される。

後者、つまり分計数・復号器１６は時間計数・復号器１
８を駆動する。

回路１６と１８は第３図にブロックで示されているよう
な表示素子を駆動するための相互接続された複数個の論
理ゲートを動作させる。

第３図の動作について説明すると、分計数・復号器１６
は”０”出力端子に各時間のＯから５分の間で高出力（
２進数ｌを表わす）を発生する。

この間、残りの出力端子Ｉ５Ｉ、ｌＯｌ、・・・・・・
・・・・”５０”、”５５″はすべて低レベルにあ本。

回路１６は”５“出力端子に各時間の５分から１０分の
間隔出力を発生し、残りの出力は再び低レベルになる。

以下同じように動作する。回路１６はまた出力１Ｍ乃至
４Ｍを発生する。

これらの出力は１間にある分”と記されている。

時間が正確に５分の増加とこの５分の増加後の１分の間
はいずれのＭ出力も低レベルである。

例えば、何時５分過ぎと６分過ぎとの間、何時１００分
過と１１１分過との間、何時１５５分過と１６６分過と
の間、以下同様に２０分と２１分との間、・・・・・・
・・・・・はいずれのＭ出力も低レベルである。

１Ｍ出力は、５分の増加後１分から２分の間隔レベルに
ある。

例えば、何時６分過ぎと７分過ぎとの間、何時１１１分
過と１２２分過との間は高レベルにある。

同様に、２Ｍ出力は、５分の増加後２分と３分との間隔
レベルにあり、３Ｍ出力は５分の増加後３分と４分との
間隔レベルにあり、４Ｍ出力は５分の増加後４分と５分
との間隔レベルにある。

上述のすべての場合について、あるＭ出力の後縁は次の
Ｍ出力の前縁よりも僅かに前にあって、２つの異った時
間を短時間でも重畳して表示されるのを防止するのが望
ましい。

計数・復号器１８は計数・復号器１６から１分毎にパル
スを受ける。

回路１８はそのｎ１２ｎ出力に１２時から１時の間隔出
力を発生し、′１″出力に１時から２時の間隔出力を発
生し、以下同様な関係の出力を発生する。

ある時間においては１つの出力のみが高レベルで、残り
の１１の出力は低レベルにある。

論理回路１４（後程第４図で詳細に説明する）はその出
力線２４に第２図に示すような形のパルスを発生する。

換言すれば、４個の出力１Ｍ乃至４Ｍが高レベルでなけ
れば、ａのパルスを発生する。

もしＩＭが高レベルで残りの出力が低レベルであれば、
ｂのパルスを発生する。

もし２Ｍが高レベルで残りの３個の１間にある分１の出
力Ｍが低レベルであれば、Ｃのパルスを発生する。

以下同じような関係のパルスを発生する。

計数・復号器１６からの５分増加出力線の各々に対する
論理ゲートは同じであるので、このようなゲートの１群
とそのゲートの第２の群に対する関係のみについて説明
する。

この１群のゲートは、アンド・ゲート３０とそれに続く
オア・ゲート３２とを有している。

その群はまたインバータ３４とそれに続（アンド・ゲー
ト３６とを有している。

時刻は正確に１時であると仮定する。復号器１６０″０
″出力は高レベルで、これはアンド・ゲート３０を動作
可能状態とする。

各群の上記３０に相当する残りのアンド・ゲートは１５
′、”１ｏ“、”１５”、・・・・・・・・・・・”５
５“の出力が低レベルであることによって動作不能状態
にされている。

上記の高レベル出力はまたインバータ３４に供給され、
このインバータはアンド・ゲート３６に低レベル信号を
与えて、このアンド・ゲートを同じように動作不能状態
とする。

線路２４上の信号形式は第２図のａに示されているよう
になる。

この形の信号は付勢された状態にあるアンド・ゲート３
０とオア・ゲート３２とを経て、時計の電気−光学的表
示器の１２時の位置にある発光ダイオードのような表示
器に供給される。

従って、この表示器は第２図のａで示すような形態でＩ
Ｈｚの割合でオン、オフと点滅する。

これと同時に復号器１６の”５“出力は低レベルで、ア
ンド・ゲー）３０ａは動作不能状態にされる。

しかしながらインバータ３４ａはアンド・ゲー）３６ａ
を付勢する。

このとき時間計数・復号回路１８の１出力は高レベルで
、他のすべての出力２乃至１２は低レベルである。

従って、アンド・ゲー）３６ａとオア・ゲー）３２ａは
付勢され、■の位置にある表示器は定常的に動作する。

従って、表示器は、定常状態にある１表示器とＩＨｚの
率で点滅する１２表示器とによって正確に１時であるこ
とを示す。

時間が１時１分過ぎになると、線路２４に現われる信号
が第２図のａの形から同図のｂの形に変るということを
除けば、すべての状態は全（同じである。

０分表示器の新しい変調表示によって１時１分過ぎを表
わす。

次に時間は正確に１２時であると仮定する。

これは通常の機械的な時計で分針が時針上に重なり合っ
たときの状態に相当する。

時間計数・復号器１８は高レベルにあり、他のすべての
出力１乃至１１は低レベルにある。

復号器１６のＯ出力は高レベルで、アンド・ゲート３０
は材製される。

線路２４上の信号波形は第２図のａに示されているもの
で、この信号はゲート３０の出力線路に現われる信号と
同じである。

インバータ３４はアンドゲート３６を動作不能状態とす
る。

従って、オアゲート３２はゲート３０によって発生され
たＩＨｚ信号を１２時表示示上供給する。

他の表示器は定常的にも点滅的にも動作しない。

論理回路１４の詳細が第４図に示されている。

これは復号器４２を駆動する３段計数器４０を含んでい
る。

復号器の出力信号はオア・ゲート４３４５．４７，４９
からなる各種の通路を経てアンド・ゲート４４，４６，
４８，５０に供給される１”間にある分”を表示する信
号は図示の通路を通ってこれらと同じアンド・ゲートと
ノア・ゲート５２に供給される。

ノア・ゲート５２はその出力をアンド・ゲート５４に供
給する。

５個のアンドゲートはオア・ゲート５６を駆動し、線路
２４（第３図の論理回路１４の出力線路）はこのオアゲ
ート５６の出力線路である。

動作について説明する。

”間にある分”のすべての信号Ｍが低レベルであると仮
定する。

これによってアンド・ゲー）４４，４６，４８および５
０は動作不能状態になり、ノア・ゲート５２は付勢され
る。

ノア・ゲート５２はアンド・ゲート５４を付勢する高レ
ベル出力を発生する。

このアンド・ゲート５４に対する第２の入力はＩＨｚ信
号である。

従って、アンド・ゲート５４はＩＨｚ出力信号ａを発生
し、これをオア・ゲート５６を経て出力線路２４に供給
する。

次に出力１Ｍは高レベルで、残りの信号２Ｍ乃至４Ｍは
低レベルであると仮定する。

ノア・ゲート５２の出力は低レベルになり、アンド・ゲ
ート５４を動作不能状態にする。

低レベルの信号２Ｍ。３Ｍおよび４Ｍはアンド・ゲート
４６，４８゜５０をそれぞれ動作不能状態とする。

高レベル信号１Ｍはアンド・ゲート４４を付勢する。

アンド・ゲート４４は復号器４２がそのｌ出力端子と５
出力端子に出力を発生する毎にアンド・ゲート４４は付
勢される。

これらの信号は、３段計数器が計数１から８へ（り返し
計数するとすれば、■と５の計数値で発生する。

従って、第３の入力線路にＩＨｚ信号を受けるアンド・
ゲート４４は、第２図のｂに示すように、それが受信す
る４個目のＩＨｚパルス毎にそれに応動して出力パルス
を発生する。

これらの出力パルスはオア・ゲート５６を経て出力線路
２４に供給される。

残りのアンド・ゲート４６，４Ｂ、５０は上述の形式と
全く同じような形式で動作し、第２図のｃ、ｄ、ｅに示
す形の信号を発生する。

例えば、計数値１．２．５．６でオア・ゲート４５は付
勢され、アンド・ゲート４６が動作可能状態とされる。

従って、２Ｍが高レベルになるとアンド・ゲート４６は
第２図のＣに示す形の信号を発生する。

上に述べたこの発明の実施例では、表示器の１個は定常
的に発光し、他の１個は点滅するものであった。

時間と分の両方の表示を点滅させると電源を更に節約す
ることができる。

時間表示と分表示とを区別するために、点滅の周期を異
ならす必要がある。

例えば、時間を４Ｈｚの周波数で点滅させ、分を上に述
べた周波数で表示させる。

勿論、これ以外に多くの変形が可能である。

この発明の他の形式として発光の強さを分と時間とを区
別するために異ならせることも出来る。

例えば、時間表示を弱くしかし定常的に発光させること
によって行ない、分表示をより強くしかし点滅的に発光
させて行なうことも出来る。

勿論、各種の光強度とパルス符号との順列、組合せを採
用することもできる。

時間と分とをより一層明確に区別するために、また更に
別の形式の表示の可能性を与えるために色をパラメータ
として使用することもできる。

特別の専用表示素子を設けることなく色表示を導スする
ための特に優れた方法は、酸素がドープされたガリウム
・リン（ＧａＰ）表示素子を使用することである。

これらの表示素子は低電流で励起されると赤色を発し、
大電流で励起されると緑色を４する。

従って、電流密度とデユーティ・サイクルとを適当に選
択することによって、第６図に示すように例えば時間を
赤で表示させ、分を緑で表扉させることができる。

また、”ブラケテイング１と称される更に別の方法で分
を表示させることも出来る。

ここでは２個の５分表示器が使用される。

例えば、何時５分過ぎを表示するためには、５分表示器
が点滅し、１０分表示器がオフ状態にされる。

何時６分過ぎを表示するためには、５分表示器はｂのよ
うに点滅し、１０分表示器がｅのように点滅する。

何時７分過ぎを表示するためには、５分表示器がＣのよ
うに点滅し、ｉｏ分表示器がｄのように点滅する。

以下、同じようにして表示される。また別の方法として
、５分と１０分との間の時間経過に対しては、５分表示
器は弱く発光し、１０分表示器はより明るく発光するよ
うにしてもよい。

例えば何時６分過ぎでは、ｉｏ分表示器は薄暗く発光し
続け、５分表示器は明るさが僅かに低下する。

以下、同じように表示される。

本発明によれば、また第５図および第７図に示されるよ
うな形態でカレンダーを表示させることもできる。

その全装置が第７図に示されている。この回路は、第３
図および第４図に示されるような”分および時間”回路
７０と、“１２“時信号のような時間信号の１つで駆動
される”日および月”回路７２とを具備している。

回路７２は、ただ処理される時間の単位がより長いとい
う点を除けば”分および時間”回路と全く相似であり、
また電子時計の技術で知られている他のいわゆる１”カ
レンダー”回路と全く相似である。

スイッチ７４は一般には”分および時間７回路から表示
器を切離し、これを代りに”日および月”回路に接続す
るために動作させられる。

図を簡単にするため九、スイッチへのおよびスイッチか
らの多数の導線を１本の線で示しである。

表示器は第１図で示したものと同じものでよい図示の表
示器を使用すると、１２月（１２番目の月）を示し、ま
た変調によって５日から９日までの日を示す。

もし変調がａであるとすると、日は１２月５日を示す。

もし変調がｂであるとすると、１２月６日を示し、以下
同じように示す。

換言すれば、定常的な表示が月を示し、点滅表示がその
月の日を示す。

第５図は月日を表示することのできる他の方法を示す。

ここで定常的な表示は月（図では１月）を示す。

日を表わすように順次ターンオンできる２個の表示器が
使用される。

これら２個の表示器はＩＨｚのような同じ周波数で点滅
できる。

２と８の表示器が点滅すると、田まその月の２８日を示
す。

月と日とが同じ位置に表示されるときには、時間表示に
ついて説明したものと同じ技法を使用してもよいし、あ
るいは月を表示させ、次いで日を表示させるようにして
もよ・。

再び時間の表示に戻ると、分表示器のみを点滅させ、時
間を必要なときにのみ表示させるようにすると、電力は
更に節約される。

これは、大部分の時間、１個の表示器のみがオン状態に
あって、しかもそれが変調されていると、必要とする電
力は表示器が定常的に動作している場合に比して著しく
少なくてすむということを意味する。

例えば、列車を待つときや、コンサートあるいはテレビ
ジョンのプログラムのような行事を開始させる時間を決
定するときのように、分の表示のみを必要とする場合が
多々ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例による時計用の電気−光学表
示装置を示す概略図である。 第２図は選択された表示器の強度変調を与えるために第
１図の時計で使用される波形を示す図である。 第３図は第１図の表示装置を駆動するための回路の一部
のブロック図である。 第４図は第３図の“論理”ブロックを更に詳細に示すブ
ロック図である。 第５図および第６図はこの発明による電気−光学的表示
装置の他の実施例を示す概略図である。 第７図はこの発明によるカレンダー表示装置の実施例の
ブロック図である。 第１図・・・・・・時間表示装置、１６・・・・・・分
計数・復号器（表示器の１個を選択する手段）、１４・
・・・論理回路（選択された表示器を変調する手段）。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個の電気−光学的表示器を具えた時間表示装置
   と、上記表示器の１個を選択するための手段と、Ｎ種（
   ここでＮは２よりも大きな整数）の異った方法のいずれ
   か１つで選択された表示器を変調するための手段とを有
   し、上記Ｎ種の異った方法の各々は１０秒を越えない期
   間でくり返される時間的な一連の信号の個々の群形成か
   らなり、それによって上記選択された表示器から時間情
   報を持ったＮ種の異った強度変調を受けた光学的出力の
   いずれか１個を発生させることを特徴とする電子時計。