JPS6236552B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は水深測定機能を付加した電子時計に関
する。

電子時計、特にデジタル時計の高機能化は著し
いが、従来の水深計は大型であり、時計への付加
が困難であり、現在水深計の機能を有する商品化
した時計はない。そのためダイバーはダイバー時
計と共に水深計を別に持つ必要があり大変不便で
ある。

特開昭54−158275号公報には基準用の水晶振動
子と測定用の水晶振動子の２個の水晶振動子を使
いその周波数差を用いて圧力を測定する圧力計付
電子時計と、予めキーボードから入力した基準値
と測定用水晶振動子の周波数との差にもとづいて
圧力をデジタル表示する圧力計付電子時計が開示
されている。前者においては２個の水晶振動子の
周波数差を精度良く作り込まなければなせずコス
トアツプの問題を有すると共に測定圧力の大きな
水深測定に適した構成でない。後者においては水
晶振動子のバラツキに応じて時計毎にキーボード
から基準値を入力しなくてはならないといつた操
作上の問題を持つ。又これを水深計に利用し、入
水直後つまり水深ほぼゼロ水位から水深を計りた
い場合、使用者は入水時に常にスイツチ部材を操
作しなければならず面倒である。又、前述の両者
とも専用の測定用水晶振動子を備えるものであり
装置が大型化するといつた問題があつた。

本発明の目的は、かかる上述の問題を解決し、
高い製造上の精度を要求されず、且つ操作が簡単
であつて小型な水深計付電子時計を提供するもの
である。

以下本発明を詳細に説明する。

第１―ａ図は本発明の水深測定機能を有する電
子時計の外装構造を示したものである。裏蓋１に
は圧電素子２が直接貼付され、裏蓋を振動板とし
ている。圧電素子２の表面電極は第１―ｂ図の様
に２つの分割され、時計回路３からの出力端子が
各々の電極に結線されている。圧電素子２と時計
回路３とは第２図に示すように電気結線されてい
る。４及び５は抵抗、６はトランジスターで圧電
素子２の裏表にある合計３個の電極は各々トラン
ジスター５のベースＢ、コレクタＣ、エミツタＥ
に結線されている。７は電池で電子時計では銀電
池が多く使われている。第２図は電気振動学から
周知である自励発振回路を構成し、圧電素子２を
自励発振する。このとき、第１図の様に圧電素子
２を裏蓋１に貼付することによつて、自励発振の
周波数は裏蓋１の固有周波数にほぼ一致させるこ
とができる。ところで裏蓋は勿論、外周が支持ま
たは固定された振動板は、一般にそのスチフネス
Ｋに非線形性を有し、たわみの増加とともにＫの
値が大きくなる。この結果、裏蓋の固有振動数ｆ
は、振動学で周知の公式ｆ＝１／２π√（ｍは裏
蓋 の等価質量）で与えられ、Ｋの値の増加に固つて
個有振動数が増加する。時計体を水中に沈めてい
くと、水深に応じた圧力が時計体加わる。従つて
裏蓋も水深によつて圧力を受け、固有振動数が変
化する。このとき圧電素子の自励振動の振動数も
変化するため、自励振動数をカウントすることに
よつて水深を測定できる。

次に本発明における水深測定の回路構成をブロ
ツク図を用いて説明する。第３図は水深測定回路
の一例である。自励発振のための３つの電極を有
する圧電素子１０を自励発振駆動回路１１で駆動
する。圧電素子の表面電極に発生する自励振動の
波形を波形成形回路としてのクリツパ回路１２で
パルス波に波形成形し、カウンタ回路１３に入力
する。カウンタ回路は１秒とか５秒とかある決め
られた間隔でクリツパ回路１２から出力されるパ
ルス波をカウントしている。カウンタ回路１３の
内容を一時レジストするレジスタ回路２０と、こ
のレジスタ回路２０とカウンタ回路１３の計数値
の大小を比較する比較回路２１及び、レジスタ回
路の計数値が最小になつたとき比較回路から指令
Ａが出て、レジスタ回路２０の内容をメモリー回
路１４に移す構成となつている。レジスタ回路の
最小値つまり裏蓋の固有振動数の最小値が水深ゼ
ロを与えることは後述するが、第３図の回路構成
によつて時計入水時に水深ゼロの計数値が自動的
にメモリー回路１４に設定される。そして、メモ
リー回路１４と、カウンタ回路の計数値を和差カ
ウンタ１５でカウントし、カウント数に応じた水
深が予め設定されたデコータ１６によつて、和差
カウンタ１５のカウント数を水深値に変更してド
ライバー回路１７に入力し、表示部材１８によつ
て水深値を表示する。上記の如く、カウンタ回路
１３とメモリー回路１４とを備えることにより、
使用者が測定したい水深の基準水深を容易に変更
できるため実用上便利である。

裏蓋の固有振動数の最小値がゼロを与える理由
を第４図によつて説明する。第４図は裏蓋の固有
振動数の変化の様子を示すもので、横軸は固有振
動数、縦軸のａ部は大気中ｂ部は水中で目盛に付
した数値は水深である。図より大気中から水中に
没した水深ゼロの状態での裏蓋の固有振動数は最
も低くなる。大気中から水中に裏蓋が移ると、裏
蓋の放音板としての放射インピーダンスが空気か
ら水に変化することによつて急増し、これに起因
する付加質量が裏蓋の質量として等価的に増加す
るため固有振動数が急減する。そして一旦水中に
入ると今度は水深に応じた圧力が裏蓋に加わり、
前述した様に裏蓋のスチフネスの非線形性により
固有振動数は上昇する。したがつて裏蓋の固有振
動数が最小値を示す時水深ゼロとなる。

本発明では水深の検出用として裏蓋に自励発振
する圧電素子を貼付したものを例示したが、特に
裏蓋に限るものでなく、外装ケースの一部を薄く
して振動板としたり、風防ガラスを振動板として
これに圧電素子を貼付したものでも同様の効果を
有することは言うまでもない。

以上本発明によれば、圧電ブザー用の圧電素子
を自励発振させ、水圧による圧電ブザー自身の周
波数の変動を検出して水深計となしたものなの
で、水深計のために格別なセンサーが不要となり
装置の小型化、コストダウンが達成でき、更に水
深ゼロ位置を自動的に検出して基準値をメモリす
る構成のため使い易い水深計付電子時計を提供で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１―ａ図は本発明の電子時計外装構造の一例
を示す断面図、第１―ｂ図は圧電素子の電極分割
の様子を示した説明図である。第２図は自励発振
の圧電ブザー結線図である。第３図は本発明の水
深測定回路の一例を示すブロツク図で、第４図は
第３図の補足説明のための説明図である。 １…裏蓋、２…圧電素子、３…時計回路、４…
抵抗、５…抵抗、６…トランジスタ、７…電池、
１０…圧電素子、１１…自励発振駆動回路、１２
…クリツパ回路、１３…カウンタ回路、１４…メ
モリー回路、１５…和差カウンタ、１６…デコー
ダ回路、１７…ドライバー回路、１８…表示部
材、２０…レジスタ回路、２１…比較回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 圧電ブザーを備えた電子時計において、外部
   に露出する振動板１に固定される圧電ブザー用圧
   電素子１０、該圧電素子に接続される自励発振駆
   動回路１１、該自励発振駆動回路からの出力信号
   を波形成形しパルス波を出力する波形成形回路１
   ２、該波形成形回路からの出力パルスを所定時間
   計数するカウンタ回路１３、該カウンタ回路から
   の計数値を一時保持するレジスタ回路２０、該レ
   ジスタ回路から受け入れ保持された前回の計数値
   と前記カウンタ回路の今回の計数値とを比較して
   前記振動板の周波数の最小値を検出し検出信号を
   出力する比較回路２１、該比較回路からの前記検
   出信号に応答して前記レジスタ回路から保持され
   た計数値を受けとり記憶するメモリー回路１４、
   測定する水深位置での前記カウンタ回路からの計
   数値と前記メモリー回路からの記憶計数値との和
   差をカウントする和差カウンタ１５、該和差カウ
   ンタに接続されその和差カウンタのカウント値を
   水深値に変換して出力するデコーター１６、該デ
   コーター１６からの出力信号に対応して水深値表
   示をなす表示部１８とからなることを特徴とする
   水深計付電子時計。