JPS5926089A - 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】 本発明は時計用の電源としてコンデンサー？使用した電
子時計に関するものである。

第１図は従来の２次電池？使用した太陽電池句電子時計
の回路ブロック図である。

１は太陽！池である。２は２次電池であり時計用Ｉ０３
を駆動する。また太陽電池１に光が当っているときはそ
の発生ｖＬ流ケ光電する働らきもしている。４は時刻表
示部であり、デジタル時計では液晶パネル、アナログ時
計ではモーター駆動による鉗表示である。５は過充電防
止回路であり２仄電池２が光■され丁ぎ爆発や性能の急
激な劣化が生じないよう、２次電池２の電圧を時計用工
Ｃ６で検出し、ある電圧以上になると過光電防止回に５
にスイッチングして太陽電池１との間でショート回路を
構成する。６は逆流防止用タイオードであジ太陽１４Ｌ
池１に元が当らないとき２次電池２からの電流が流れる
ことケ防止する。

以上の例のような充電手段ケもつことにより電池寿命の
長期化？計っている電子時計では従来からサイズ、信頼
性等の点から銀？作用物質とした２次電池？便用して来
たが化学反応作用であるため充放ｔ’に繰返していると
２仄電池の容量が低下して結局は電池交換しなければな
らないし、２？：に電゛池力・らの漏液により時計が腐
蝕され破壊されてしまう。まｆｃ２次電池保護のため過
充電防止回路が不可欠であり回路構成かり雑であゐとい
う欠点があった。

本発明はこれらの欠点を除去したもので、その目的は電
池交換の心安のない、高い信頼性を有する電子時計を構
成することにある。

本発明に上記の目的を達成する几めに電源としてコンデ
ンサーを用い７’（電子時計？実用に供しようとするも
のである。

第２図は本発明？応用した一例である太陽電池付電子時
計の回路ブロック図である。

１１は太陽電池、１２はコンテンサーであり時計用工Ｃ
！１３）ｉ駆動する。また太陽電池１１に光が当ってい
るときばその発生電流を光電する働らきもしている。１
４は時刻表示部であり、デジタル時計では液晶パネル、
アナログ時計ではモーター駆動による針表示である。、
１５は過充電防止回路であり太陽電池１１の光′亀によ
りコンデンサー１２の端子′電圧がコンデンサーの耐電
圧Ｊ、り高くなったことケ時計用工Ｃ１３で検出し、過
充電防止回路１５をスイッチングして太陽ｔＭ１１との
間でショート回路を構成する。１６は逆流防止用ダイオ
ードであり太陽電池１１に元が当らないときコンテンサ
ーから電流が流れることず防止する。

この第２図の例では、コンデンサーの充電電源に太陽電
池を用いているが、太陽電池１１のかわりに時計ケース
に外部光電端子ケ設けて外部〃）らコン−２−：ｙサ−
１２を充電することもできる。□サラに太陽電池１１の
かわ９に体温による温度差を利用した発を機や腕の運動
ケ利用し７ｃ磁石発電愼を使用丁ゐこともできる。

以上述ベアｃように時計用電源として物理的作用で動作
するコンデンサーを用いたことで、光放電によるコンデ
ンサーの劣化が１つたくないため、上記のような充電手
段と組合せることにより電池交換の１つたく不必要な電
子時計が可能となり、コンデンサーの物理ｒ「用のため
信頼性も非常に高い電子時計？供給できる。

第３図に本発明ケ使用した太陽′ｗＬ池句デジタル時計
の一実施例の外観図である。

２１は太陽′電池で横方向に電極分割されている。

２２は時表示、２３は分表示、２４は秒表示、２δは日
付表示、２６は曜日表示であり以上で時刻表示をしてい
る。２７〜３３は電池寿命表示であり２７だけ点灯して
いる時は太陽電池２１に光を全く当てないと半日間だけ
時計が動くことを示している。２７９２８が点灯してい
る時は１日間だけ時計が動くことを示す。以下同様に１
つのセグメントの点灯が追加されるごとに半日の電池寿
命が延びることを示している。２７〜５！Ｉの全部が点
灯している時は太陽電池２１に元が全く当らなくても３
日以上の電池寿命があることを示す。上呂己の例の電池
寿命表示はバーグラフによるアナログ的表示で残シの電
池寿命を表現することも可能である、コンデンサーは、
電圧と容量がリニアーに表現できるため、従来の化学￥
！Ｌ池でほむず〃・し力・つたが、簡単に構成できる。

太陽電池はｆｆｉ足の出力電圧を得るために太陽電池ユ
ニットヲ直列に数段つなげて構成されている。

このため、１つのユニットに光が当らないだけで太陽電
池の出力がＯＶｃなってしまう。腕時計の場合腕につけ
た状態でも効率よく発電させるためには上着の袖から時
計が少し出ただけでも発電できるよう太陽電ａｋ横力回
に分割して配置することが有効である。

またコンデンサーは電池に比較して単位体積当りの取り
出し電力が少さいため、電池では数年の　−電池寿命に
対しコンデンサーでは数日の電池寿命である。このため
不例のように残存ＩＩ電池寿命表示すれば時計使用者が
光電の心太性がわかるため非常に便利である。゛またど
のくらい長い時間光電丁れはよいかも知ることができる
。

第４図は時計が動き出すために光電している時の一実篩
例の外観図である。

４１は充電状態表示セグメントであり、止った時計駆動
かすために太陽電池２１に元？当ててコンデンサーに光
電しはじめるとコンデンサー電圧に応じて薄い表示から
濃い表示となる。ｔｆｃコンデンサー電圧が時計の発振
開始電圧以上になると時刻表示が表われ充電状態表示セ
グメント４１に消える。この表示によりあとどのくらい
太陽電池２１に光を当てていればよい力）知ることがで
きる。

第５図は第３図のデジタル時計の時計用ＩＣの一実施例
の回路ブロック図である。

５１は基準信号を発生する発振回路であり、この基準信
号は分周回路５２により分周され計時計数回路５３に送
られる。計時計数回路５３は分間回路５２からの入力信
号ケ計数して時間情報ケ得る周知のカウンター７０）ら
成っている。上記計時計数回路５３から出力される時刻
情＠は表示バッファ５４に送られ且つその情報は表示デ
コータ５５を介してドライバー５６に送られ液晶パネル
よ構成る表示装置５７ケ駆＝−ｒる。５８は充電状態表
示回路であり発振回路５１が動Ｐ「シ計時計６回路５３
が動作開始する壕ではコンデンサー′市圧が直接表示装
置５７に印加され第４図の光電８態表示セグメントを点
灯させる。コンデンサーの電圧が発徹回路５１を動作開
始する電圧になると計時計数回路５３７）＞らの伯刀に
より充電状態表示回路５８ｆｔ動ｒ「させコンデンサー
の電圧が表示ｇ置５７に送られないようにする。５９は
周知の定電圧発生回路であり発振回路５１の発振停止′
由：圧近くの足電圧ケ発生し不ψｊ″′Ｃは１■ゲ発生
するへ　　　′６０は昇圧回路であり定電圧発生回路５
９７））らの電圧を昇圧しコンデンサー電圧が変動して
も一足電圧をドライバー５６に供給して表示装置５７の
表示コントラスト全一定に保ったダイナミック駆ｓｂ＊
可能にしている。６２はコンデンサー電圧変換回路であ
り第３図の２７〜３３の電池寿命表示金利（ホ）するた
めに電池寿命が半日、１日・・・・・・３日以上に対応
したコンデンサ一端子電圧を定電圧発生回路５９の出力
と同一水準の電圧に変換丁ゐ回路である。分周回路５２
からの出力侶刀により動作する制御回路６１からの出力
伯勺によりコンデンサー電圧変換回路６２７＞ら変換電
圧が次々に出力され、周知のコンパレーター６３により
足′厄圧発生回路５９からの定電圧と比較されその結果
がコンパレーター６３の出力としてＨ，Ｌの信−弓が発
生する、この比較結果の侶月は電圧水準記憶回路６４に
メモリコされ、さらにドライバー５６ｉ介して表示装置
５７を駆動し第３図の２７〜３６のセグメントの点灯、
非点灯を制御する。６６にブザー６７を駆動するブザー
沈動回路であり、第６図のセグメント２９〜３３が点灯
していない時即ち電池寿命が１日以下の場合は電圧水準
記憶回路６４からの出力佃号によりアンド回路６５のゲ
ートを閉じて計時計数回路５３力）らのブザー駆動信号
全禁止してブザーが鳴ることによる電力舎費を防止する
。、また６９はランプ８０を駆動するランプ駆動回路で
あり、アンド回路６５？禁止する同じ＠号でアンド回路
６８を制御することにより電池寿命が１日以下の場合は
ランプスイッチ８１ケ押してもランプが点灯しないよう
にしている。

捷たコンデンサー電圧変換回路６２は電池寿命用電圧と
同時にコンデンサーの耐電圧’に５１１Ｕ電圧に変換し
ておりその結果は電圧水準記憶回路６４に記憶されてい
る。コンデンサーの電圧が耐電圧以上になると電圧水準
記憶回路６４からの出力により過充電防止回路８２がス
イッチングされる。

以上述べたように残存電池寿命によりブザーやランプの
点灯を禁止することにより知らないあいだに時計が停止
してしまうことを防止できる。

第６図は第５図のコンデンサー電圧変換回路６２及び制
御回路６１の一実施例の回路図である。

９１〜９Ａは工Ｃ上に作り込１れた種々の値の抵抗であ
る。９５〜９８は各抵抗のスイッチング素子である。周
知のカウンター回路で構成された制御回路９９０４つの
端子の出力により９５〜９８のスイッチング素子のＯＮ
、ＯＦＦが制御される。

その結果抵抗の組合せにより出力が決まる。１００はク
ロックφによりスイッチング丁ゐトランジスターであり
コンデンサー電圧変換動作による消費電力を低減丁ゐ働
きをしている。

本例では抵抗を並列の組合せで使用しているが直列の組
合せで使用しても原理は同じである。

第７図は受光下での太陽電池のＶ、−１％性表である。

１１１は時計携帯時の最高発電を示す直射口元下のＶ−
１特性であ、９，１１２は低照度におけるＶ−１特性で
あり必ず高照度Ｖ−１曲線１１１よシは内側に存在する
。１１３，１４４は各曲線のオーブン回路電圧Ｖｏｃ　
ｆ示す、太陽ＫＭにコンテンサーをつないで充電する場
合コンデンサーが充電されて′屯田が高くなるに従いコ
ンデンサーに流れ込む電流ばＶ−を曲線に沿ってしだい
に減少する、そしてコンデンサー′屯圧がオーブン回路
電圧ＶＯＣとなればそれ以上電流は流れない。その結果
直射日光下の太陽電池のオーブン回路電圧よりもコンデ
ンサーの耐電圧値が篩ければ第２図の過充電防止回路１
５は不必賛となる、また容量の大きいコンデンサーとし
て電気２重層原理全利用したコンデンサー１１個便用す
る場合は耐電圧値が１．８■である刀）らシリコン単結
晶の太陽電池は４段、アモルファス太陽電池では３段に
するとよい。

またコンデンサーケ２個直列にして１更用する場合はシ
リコン単結晶の太陽電池は７段以下、アモルファス太陽
′亀池では５段以下が最適である。

以上より過充電防止回路が不心太となり回路構成が簡単
になるとともに回路の故障により過充電状態になり時計
がこわれてし寸うＩし配は１つたくなくなる。

第８図は液晶パネルの電池寿命表示部の一実施例の断面
図である。

１２１・１２２は透明なガラスでありその間に液晶１２
３が封入されている。１２４〜１２６はガラス１２１上
に形成された透明な電池寿命表示セグメントである。１
２７°はガラス１２２上に形成された共通電極である。

１２８に電池寿命表示セグメント１２４．１２５’ｉコ
ーテイングした絶縁材料であり材料の一例としてポリイ
ミド等が使用される。１２９は共通電極１２７上で且つ
電池寿命表示セグメント１２４に対応した部分全コーテ
ィングした絶縁材料である、この結果共通電極１２７と
電池寿命表示セグメント１２４〜１２６との間に同じ駆
動電ＥＥを即加しても実際に液晶１２３に加わる電圧は
電池寿命表示セグメント１２４が１番小さく、セグメン
ト１２６が一番大きい。よって各電池寿命表示セグメン
ト１２４〜１２６間にコントラストの差が生じて残存電
池寿命表示が可能となる、よって第５図の例のような１
！電池命検出回路が不必璧となり工Ｃの回路構成が簡単
となる。

また不例の絶縁剤の厚さケ釜電池寿命表示セグメントご
とに変えても上記効果を得々ことができる。

壕だ本例では液晶パネルのセグメントに絶縁剤全コーテ
ィングすることにょシ駆動電圧？制御しているが各電池
寿命表示セグメントの駆動天動電圧を変えるための駆動
波形を作ることによって上記と同じ効果を生じさせるこ
とができる、以上説明したように時計用の電源に物理変
化による働らき全利用したコンテンサーケ便用すること
により′亀池父換の必要のない信頼外の高い電子時計が
可能となる。

不発明はデジタル表示による電子時計で説明したが、ア
ナログ表示の電子時計及びクロック等にも同様に応用で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図に従来の１次電池を使用し几太陽電池付電子時計
の回路ブロック図。 １・・・太陽電池　２・・・２次を池　３・・・時計用
工Ｃ４・・・時刻表示部 第２図は本発明？応用した一例である太陽ｔａ句電電子
時計Ｕ！ｌ！ｌ路ブロック図、１１・・・太陽［６１２
・・・コンデンサー　１３・・・時計用工０　１４・・
・時刻表示部　１５・・・過充電防止回路 第３図に不発明を便用した太陽電池刊デジタル時計の一
実施例の外観図。 ２１・・・太陽電池　２７〜５３・・・電池寿命表示第
４図は時計が動き圧子ために光電している時の−実施例
の外観図、 ４１・・・光電状態表示セグメント 第５図は第５図のデジタル時計の時計用ＩＣの一実施例
の回路ブロック図。 ５８・・・充電状態表示回路　５９・・・足電圧発生回
路　６１・・・制御回路　６２・・・コンデンサー電圧
変換口Ｅ　　６ｓ・・・コンパレーター　６ル・・・ｔ
　ＥＥ　水準記憶回路　６６・・・ブザー駆動回路　６
９・・・ランプ駆動回路 第６図は第５図のコンデンサー電圧変換回路６２及び制
御回路６１の一実施例の回路図８９１〜９４・・・抵抗
　９５〜９８・・・スイッチング素子 第７図に受光下での太陽！池のＶ−１％性表１１１・・
・直射日光下のＶ−１曲線 １１３．１１４・・・オーブン回路電圧第８図は液晶パ
ネルの電池寿命表示部の一実施例の断面図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋ｘ＋　　を源としてのコンテンサー、＠６己コンデン
   サーの光電手段、を気門に時刻１百報？処理するＩＣ１
   及び時刻表示手段よ構成る電子時計。 （２ン　　前記時刻表示手段に＠記コンデンサーの残存
   容量に対応した１つ又は複数の残存電池寿命表示手段を
   有する特許請求の範囲第１項記載の電子時計。 （３）前記時刻表示手段は＠記工Ｃの動作開始前の前記
   コンデンサーの充亀憤表示手段を杢する特許請求の範囲
   第１項記載の電子時計、 （４）　　前記コンデンサーの充′亀手段に太陽電池で
   構成され、前記太陽１１Ｌ池の高照度におけるオーブン
   回路電圧が前記コンデンサーの１制電圧よりも小さい特
   許請求の範囲第１項記載の電子時計２（５）　　前記コ
   ンデンサーの電圧によりブザー又はランプの！１ｉｌ］
   作？禁止する側倒手段？有する特許請求の範囲第１項記
   載の電子時計。