JPS6177787A - 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〕 本発明は電池交換を必要としない電子時計に関する。

〔従来の技術〕

近年電子技術の発達により電子時計、特に水晶腕時計が
普及するに至ったが、これらの電子時計は、エネルギー
源として小型のボタン電池を使用しているため２〜３年
ごとの電池交換が必要であり、これが使用者にとってわ
ずられしく、長期間電池交換を必要としない電子時計が
望まれており、特に電池を入手しにくい地域はどこの要
求が強いものとなっていた。

しかるに上記要求に答えるものとして、前記電子時計の
一部に太陽電池等の光発電手段を配設するとともに、前
記太陽電池の起電力をニッケル・カドミウム電池等の二
次電池に充電したり、又は銀電池等の一次電源に充電々
圧を制御でるだめの充電制御回路を介して充電し、この
充電々圧をエネルギー源とする所謂太陽電池時計が実用
化されるに至ったが、上記太陽電池時計に於ける充電用
電池はいずれも電解液を使用した湿式電池であるため、
漏液等による劣化を伴い、特に時計用電池のごとく小型
化したものでは、５年程度の寿命しかなく、前記のごと
き長期間電池の交換不用という要求に十分答えることが
出来なかった。

しかるに上記電池の交換不用という要求に答えるものと
して本出願人はすでに特願昭５７−５９０９１号により
、固体電解質電池や大容量コンデンサー等の容量は小さ
いが劣化を伴わない蓄電器と太陽電池等の発電装置を組
合わせることによって事実上電池交換を不用にするとと
もに短時間のエネルギー不足に対す時刻の自動修正機能
を備えた電子時計を提案している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに上記提案に於いても蓄電器の容量が小さいのを
カバーするため、太陽電池への入射光が低下した場合前
記蓄電器の充電々圧の低下を検出して時刻表示動作を停
止するとともに電子回路による計時動作のみを行い、前
記太陽電池に対する光入射が再開されたとき、蓄電池の
充電レベルの復帰を検出して時刻表示動作を再開する方
式を示したが、これでも十分なものとはし・えず、前記
のごとき小容量の蓄電器を用いた電子時計の部品化のた
めには、さらに充電々力を節約するための技術開発が必
要とされていた。不発明の目的は、上記要望に答えよう
とするものであり、充電々力を極力節約することにより
電池交換が不用で、且つ通常使用状態に於いて、はとん
ど止まることのない電子時計を提供することにある。

〔問題点を解するための手段〕

本発明に於ける電子時計の構成は、発振回路、分周回路
、表示駆動回路及び時刻表示装置な頁するとともに、太
陽電池によって充電された充電装置をエネルギー源とし
て動作する電子時計に於いて、前記電子時計の周辺の照
度を検出する照度検出手段と、前記充電装置の電位レベ
ルを検出する電圧検出回路と、前記時刻表示装置に於け
る時刻表示動作を制御するための表示制御回路を設けた
ことを特徴とする。

〔作用〕

本発明に於ける電子時計の動作は、前記表示制御回路が
、照度検出手段の照度低下を検出する検出信号によって
時刻表示動作を停止するとともに、前記充電装置の充電
レベルが予め定められた電位レベルより高い時、前記電
圧検出回路より出力される検出信号によって時刻表示動
作を復帰させることによって、暗所に於ける時刻表示エ
ネルギーを節約するとともに、光入射再開時に於ける時
刻復帰動作を確実にするものである。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例を詳記する。

第２図は不発明に使用する充電装置の一例である固体電
解質電池１の断面図であり、２は固体電解質、６はアノ
ード金属、４はカソード金属、５はモールド樹脂、６は
外部リード電極であり、本実施例に於ける固体電解質電
池１は、固体電解質２として［Ｒｂ、　Ａｇい■ｓ　ｌ
）を、アノード金属３として（Ａｇ）カソード金属４と
して（Ｒｂ、　Ｉ３：ｃ〕を使用し、これを樹脂モール
ドしたものであり、外径１０龍ダ、固体電解質２の厚さ
０．５龍の形状を有する電池に於（・て、開路電圧０．
６５１：Ｖｌ、容量０．８［ｍＡ−Ｈ）が得られた。し
かるに′電子腕時計に於ける動作電圧及び消費電流の現
状を考えると、電子回路が０７〔Ｖ〕、パルスモータが
ｌ〔Ｖ〕以上の電圧によって動作可能であり、又消費電
流は発振回路を含む電子回路が０．３〜０．５〔μＡ〕
、又パルスモータが、１秒運針の３針時２　計の場合、
０．５〔μＡ〕、５〜２０秒運針の２針時計の場合、０
．１〜０．２〔μＡ〕程度であり、総合電流値としては
３針時計で１〔μＡ］２針時計で０．７〔μＡ〕となる
。

本実施例に於いては上記条件を考慮し電池２個を直列接
続して１．３　（Ｖ　：］の電子回路用電源としている
。

前記固体電解質電池１の容量０．８　Ｃｍ　Ａ−’Ｈ：
１は現状の電子時計を、充電が行われない状態でも５〜
１０日間は、動作させることが出来るものであり、これ
は、従来の自動巻式ゼンマイ時計の維続時間よりも長く
、携帯者の通常の日常生活では停止することなく動作を
継続スることが可能である。

又、不発明に於ける充電装置の他の例としては、最近に
なって開発された充電可能なリチェーム電池や、ボタン
型電池と同じ形状で、０．３Ｆの容量を有ｊる湿式電気
二重層キャパシター等がある。

第１図は不発明に於ける運針表示装置を備えた電子時計
のブロック線図であり、１０は充電装置であり、前記固
体電解質電池１が２個直列接続されている。１１は前記
充電装置１０を充電するための発電手段である太陽電池
、１２及び１６は、充電回路を構成するダイオード及び
抵抗である。

１４は発振回路、１５は分周回路であり、この分周回路
１５からは通常運針用周波数ｆ１、早送り用周波数ｆ２
、パルス巾成形用周波数ｆ３が出力されている。１６は
運針パルス発生回路、１７は早送りパルス発生回路であ
り、それぞれ分周回路１５からの出力ｆ、、ｆ３、及び
ｆ２、ｆ３を入力し、２０秒周期の運針パルス９６ｔと
、８［（ｚの早送りパルスＯＣを発生する。１８はパル
スモータ駆動回路、１９はパルスモータ、２０は時針２
０８分針２０ｂよりなる２針式の運針表示装置である。

２１は前記充電装置１０の電圧低下を検出する電圧検出
回路であり、予め定められた電圧値（不実施例ではパル
スモータの動作可能電圧であるｌ（：Ｖ））以上の場合
、論理１、以下の場合論理０の出力信号ｓｂを出力する
。６０は、電子時計の周辺の照度を検出する照度検出回
路であり、前記太陽電池１１の起電圧を直接検出するこ
とによって照度を判断するものであり、予め定められた
明るさ以上では論理１、それより暗い場合に論理Ｏの出
力信号Ｓｌを出力する。

６１はタイマーであり、前記照度検出回路６０の出力信
号Ｓｌが論理Ｏ，′ｆなわち入射光がなくなるとりセッ
トが解除されることによって動作を開始し、ＣＬ端子に
供給される運針パルスｇｔを計数し予め定められた一定
時間（不実施例では３０分間）経過すると終了信号Ｐｅ
を出力するが、一定時間が経過する前に入射光が増加し
て照度検出回路６０の出力端子Ｓｌが論理１になるとり
セットされるため、暗い状態が３０分以上継続したとき
のみ終了信号Ｐｅが発生する。

２２は時刻表示動作を制御する表示制御回路としての信
号切換回路であり、前記タイマー６１の出力信号によっ
て制御され、入力端子Ｉに供給される運針パルスｇｔを
２個の出力端子０□、０２に切換出力する。２６は運針
パルス記憶回路であるアップダウンカウンタ（以後ＬＩ
Ｄカウンタと略記する）であり、アンプ端子ＵＫは運針
バルスダｔが、又ダウン端子Ｄ□には、早送りパルスダ
Ｃがそれぞれ供給されている。２４は前記ＵＤカウンタ
２６の零を検出する零検出回路、２５．６２ｈｔ　ＲＳ
フリップフロップ（以後Ｒ５−Ｆ’Ｆ’と略記する）、
２６．２７．２９は、ＡＮＤゲート、２８はＯＲゲート
、３６はパルス化回路である。

次に上記構成を有する電子時計の動作を説明する。まず
太陽電池１１によって充電装置１０が十分に充電されて
おり、かつ明るい場所に於ける通常動作状態を説明する
。

この状態では充電装置１０の電圧が１．３［：Ｖ］に保
持されているため電圧検出回路２１の出力端子ＱＫは論
理１の信号ｓｂが出力されており、又、周囲が充分間る
いため照度検出回路６０の出力端子Ｑにも論理１の信号
Ｓｌが出力されている。

したがって信号ｓｂとＳｌを入力とするＡＮＤゲート２
９を介してＫＳ−ＦＦ３２はリセットされ、その出力Ｑ
は１に保持されている。

又ＵＤ力ウつタ２３とＩ（Ｓ−１２１２２５は信号切換
回路２２より出力される運針パルスＯ１によって強制的
にリセットされているためＲ３−ＦＦト２６がＯＦＦ、
ＡＮＤゲート２７がＯＮの状態となっている。

この結果信号切換回路２２は、制御端子Ｃが１に保持さ
れることによって入力端子■への運針パルスｇｔを出力
端子０１に選択出力し、又早送りパルスｐｃはＡＮＤゲ
ート２６によって阻止されている。

したがってこの状態に於いては信号選択回路２２によっ
て選択された２０秒周期の運針パルスｐ　ｔカハルスモ
ータ駆動回路１８によってパルスモータ１９を駆動する
ことにより通常の時計動作を行っている。この状態より
電子時計の携帯者がその携帯姿勢の変化や、暗い場所へ
の出入り等によって前記太陽電池１１への入射光を遮っ
た場合について考えると、太陽電池１１への入射光が遮
られた瞬間に照度検出回路６０の出力信号Ｓｇが０に反
転することによつ″ｃタイマー６１はりセントが解除さ
れて動作を開始する。しかし前記のような遮光条件の場
合には・、３０分も継続することなくすぐに光入射が再
開されるので、この入射光によって照度検出回路６０の
出力信号Ｓｌが再び１に反転し、タイマー６１をリセッ
トしてしまう。

したがって３０分以内での光遮蔽に対してはタイマー３
１の断続動作が繰返されるだけで、通常の時計動作が行
われる。

次に携帯者が電子時計を腕からはずして机の引出しに入
れたまま、充電が行われない状態にてしばらくの間装置
した場合について考えると、放置されて入射光がなくな
ると充電装置１０への充電が行われなくなると同時に照
度検出回路６０の出力信号ｓ　ｌｂ：　ｏに反転してＡ
ＮＤゲート２９がＯＦＦになるとともにタイマー６１が
動作を開始する。そして放置してから３０分が経過する
とタイマー６１から終了信号Ｐｅが発生し、）（，５−
ＦＦ３２をセラトスることにより、その出力端子ＱがＯ
に反転し、ＡＮＤゲート２７をＯＦＦにする。

この結果信号切換回路２２０制御端子Ｃが０になること
によって切換動作が行われ、運針パルスｇｔを出力端子
０２　Ｋ選択出力してＬＩＤカウンタ２６のアップ端子
Ｕに供給し、計数を開始する。

すなわち太陽電池１１に対する光入射がなくなってから
３０分経過した後は、パルスモータ１９の駆動を中止し
、この間に発生する運針パルスｇｔをＵＤカウンタ２６
に計数記憶させることによって充電されなくなった充電
装置１０よりの電力消費を極力低減させるとともに時刻
情報を維持させている。

しかしこの状態が続くと充電装置１０の電圧が除々に低
下してきて、ついに１〔Ｖ〕以下に低下することによっ
て電圧検出回路２１の出力端子Ｑの出力信号ｓｂがＯに
反転し、ＡＮＤゲート２９を（ＪＦＦＶＣする。

そして、このままの状、標がさらに持続されると、やが
て充電装置１０の電圧が回路の動作維持電圧より低下す
ることによって電子時計は完全に停止することになるが
、この完全に停止する以前に電子時計を机の引出しから
再び取出して光入射を再開した場合の動作について説明
する。

まず充電装＃１０の電圧が１〔Ｖ〕以下に低下する前に
電子時計を取出した場合について説明する。

光入射が再開されると同時に照度検出回路６０の出力信
号Ｓｌが１に復帰するが、この時、充電装置１０の電圧
が１〔７３以上に維持されていることによって電圧検出
回路２１の出力信号ｓｂも１となっているためＡＮＤゲ
ート２９を介して、）ｔｓ−Ｆ’Ｆ３２がリセットされ
、その出力端子Ｑが１に反転する。そして、この端子Ｑ
の反転信号はＡＮＤゲート２７をＯＮ条件にするととも
にパルス化回路６６によって復帰パルスＰｆとなりＡＮ
Ｄゲート２７は、前記Ｒ５−ＦＦ３２の出力端子Ｑは１
になるが、同時にＲ８−ＦＦ’２５の出力端子ＱがＯに
なるためＯＦＦ状態を維持し、又ＡＮＤゲート２６は１
（Ｓ−ＦＦ２５の出力端子ＱによってＯＮ状態となり、
早送りパルスｐｃを通過させる。そしてこのＡＮＤゲー
ト２６を通過した早送りパルスＯＣは、ＯＲゲート２８
を介してパルスモータ駆動回路１８に供給されることに
よって運針表示装置２０を早送り修正するとともにＵＤ
カウンタ２６の減算端子りに供給され、［ＪＤカウンタ
２６の減算を開始する。

そしてＵＤカウンタ２３に於ける上記減算動作によって
計数記憶された運針パルスｇｔの数に対応する減算が終
了すると零検出回路２４より零検出パルスＰｒが出力さ
れ、Ｒ８−Ｆ’Ｆ２５をリセットする。この結果出力端
子Ｑに接続されたＡＮＤゲート２６をＯＦＦに反転させ
ることにより早送り１じ正動作を終了すると同時に出力
端子Ｑに接続されたＡＮＤゲート２７を（ＪＮに反転さ
せて、信号切換回路２２０制御端子Ｃを１に復帰させ、
運針パルス９６ｔによる通常時計動作を再開する。

上記一連の早送り（ｌｉ正動作により、入射光の遮断後
運針の中止によって遅れた時間を完全に補正することが
出来る。

次に前記電子時計の放置中に充電装置１０の電圧が１〔
Ｖ〕以下に低下し、かつ電子回路の動作可能電圧０．７
　ＣＶ　）以上にある間に取出した場合について説明す
る。光入射が再開されると同時に照度検出回路３０の出
力信号が１に復帰するが、この時充電装置１０の電圧が
１〔■〕以下で、電圧検出回路２１の出力信号ｓｂが０
となっているためＡＮＤゲート２９がＯＦＦとなってＲ
５−ＦＦのリセットが行わされず、早修正動作はスター
トしない。

そして太陽電池１１に対する光入射によって充電装置１
０の電圧が上昇していき、やがてパルスモータが動作可
能な１［Ｖ：］以上になった瞬間に電圧検出回路２１の
出力信号Ｓｂが１に反転する。

この結果電圧検出回路２１の出力信号ｓｂと照度検出回
路３０の出力信号Ｓｌとが共に１になることによりＡＮ
ｌ）ゲート２９を介して）ｉｓ−ＦＦ６２がリセットさ
れ、前述のごとく早送り修正が行われる。

そして上記構成を有する電子時計は、寝る時に机の引出
しに入れずに、机上に置いとけば、睡眠中の暗い時間帯
は時刻表示動作を停止してエネルギーを節約し、夜明け
て明るくなっ１こ時に自動的に時刻修正動作が行われて
しまうため、携帯者が朝使用するときには、すでに正常
な時刻表示が行われていることになる。

尚本実施例では運針表示装置を備えたアナログ電子時計
について述べたが、これに限定されるものではすく、液
晶及びエレクトロクロミズム等の電気光学表示装置を備
えたデジタル電子時計に於いても同様な効果を有するも
のであり、この場合には、時刻カウンタによって時間情
報が常に記憶されているため、早送り修正回路を必要と
せず、表示制御回路によって直接表示駆動回路を制御し
て表示消去を行うことが出来、又電圧検出回路２１の設
定レベルは、電子回路の動作可能電圧より高く、かつ表
示装置の動作限界電圧にセットすればよい。

〔発明の効果〕

上記のごとく本発明によれば、比較的容量は小さいが、
事実上電池交換を必要としない電源システムを採用する
とともに、この電源システムに照度検出回路と、表示装
置の動作可能電圧を検出レベルとする充電電圧検出回路
を設け、時刻表示を必要としない暗所に於いては、照度
検出回路の検出信号によって時刻表示動作を停止するこ
とによって充電々圧の消費を極力節約するとともに、光
入射の再開時には、電圧検出回路によって表示装置の動
作可能状態であるか否かを判断し、可能状態でなければ
、充電によって動作可能になるのを待って、時刻表示動
作を再開させることにより、電圧低下状態での無理な時
刻表示動作再開にともな５時刻情報の破壊を防止でるこ
とが可能となつ、事実上電池交換が不用で、かつ時刻情
報の破壊がなく、完全に停止する迄の期間を飛躍的に改
善した電子時計の提供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の電子時計のブロック線図、第２図は不
発明に使用した固体電解質電池の断面図である。 １０・・・・・・充電装置、 １５・・・・・・分周回路、 １９・・・・・・パルスモータ、 ２１・・・・・・電圧検出回路、 ２２・・・・・・信号切換回路、 ２３・・・・・・アップダウンカウンタ、６０・・・・
・・照度検出回路、 ３１・・・・・タイマー。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発振回路、分周回路、表示駆動回路及び時刻表示装置を
   有するとともに、太陽電池によって充電された充電装置
   をエネルギー源として動作する電子時計に於いて、前記
   電子時計の周辺の照度を検出する照度検出手段と、前記
   充電装置の電位レベルを検出する電圧検出回路と、前記
   時刻表示装置に於ける時刻表示動作を制御するための表
   示制御回路を設け、前記表示制御回路は、照度検出手段
   の照度低下を検出する検出信号によって時刻表示動作を
   停止するとともに、前記充電装置の充電レベルが予め定
   められた電位レベルより高い時前記電圧検出回路より出
   力される検出信号によって時刻表示動作を復帰させるこ
   とを特徴とする電子時計。