KR100282947B1 - 태양전지를 구비한 전자기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 태양전지를 구비한 전자기기에 관한 것으로서,

태양전지와, 이 태양전지의 출력에 의해 충전되는 전기저장수단과, 상기 태양전지의 출력에 의거하여 주위의 밝기를 검출하는 조도검출수단과, 표시수단과, 이 표시수단을 조명하는 조명수단과, 기기의 자세를 검출하는 자세검출수단과, 이 자세검출수단에서 검출된 기기의 자세와, 상기 조도검출수단의 검출결과에 의거하여 상기 조명수단을 구동하는 구동제어수단을 갖고, 조도검출수단에서 주위가 어두워진 것이 검출되고, 또한 자세검출수단에서 기기가 특정의 자세가 된 것이 검출되었을 때만 조명수단이 점등되고, 그 이외에는 조명수단이 점등하지 않으므로, 불필요한 전력소비를 억제하여 전지수명을 연장시키는 것이 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.

Description

태양전지를 구비한 전자기기

본 발명은 태양전지를 구비한 전자기기에 관한 것이다.

전자손목시계에 있어서 야간에 시각표시부의 시각을 시인할 수 있도록 전기루미네선스(EL)소자를 구비하는 동시에 손목시계를 특정한 방향으로 기울이면 ON하는 경사스위치를 구비하고, 시각을 보고 싶을 때에 손목시계를 특정한 방향으로 기울여서 경사스위치를 ON하여 전기루미네선스소자를 점등구동해서 시각표시부를 조명하는 것이 있다.

이와 같은 구성이면 스위치를 조작하지 않고 손목시계를 특정한 방향으로 기울이는 것만으로 EL소자가 점등하지만 조명을 필요로 하지 않는데도 불구하고 손목을 약간 기울이는 것만으로 EL소자가 자동적으로 점등하여 버리고 쓸데없는 소비전류가 많다.

그래서 USP 5,612,931에 나타내어지는 바와 같이 경사스위치가 ON했을 때에 EL소자가 점등하는 EL-ON모드와, 경사스위치가 ON해도 EL소자가 점등하지 않는 EL-OFF모드의 2개의 모드를 설치하고, 사용자가 스위치를 조작해서 어느 쪽인가의 모드를 선택하는 것을 생각할 수 있다.

그러나 스위치조작으로 선택하는 것은 스위치조작이 번거롭고, 스위치조작을 잊어서 조명을 필요로 하지 않을 때에도 EL소자가 점등하여 버려서 쓸데없는 전력을 소비하는 일이 있다.

태양전지를 구비하고, 태양전지의 출력전압에 의해 콘덴서 또는 2차전지를 충전하여 콘덴서 또는 2차전지의 전압으로 구동되는 태양전지를 구비한 전자기기가 제품화되고 있다.

이와 같은 전자기기에 있어서 기기가 소형이고 작은 태양전지, 콘덴서 또는 2차전지밖에 구비할 수 없는 경우에 콘덴서 또는 2차전지의 전압으로 EL소자를 구동시키고자 하면 콘덴서 또는 2차전지의 충전용량이 적기 때문에 이미 전지부족이 되어 버리므로 쓸데없는 소비전력을 극력 없애는 것이 요구된다.

본 발명은 조명이 필요한 때에만 조명수단을 점등할 수 있고, 그 이외에는 점등하지 않도록 한 태양전지를 구비한 전자기기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 태양전지를 구비한 전자기기는

「태양전지와, 이 태양전지의 출력에 의해 충전되는 전기저장수단과, 상기 태양전지의 출력에 의거하여 주위의 밝기를 검출하는 조도검출수단과, 표시수단과, 이 표시수단을 조명하는 조명수단과, 기기의 자세를 검출하는 자세검출수단과, 이 자세검출수단에서 검출된 기기의 자세와, 상기 조도검출수단의 검출결과에 의거하여 상기 조명수단을 구동하는 구동제어수단과,」로 구성되는 것이다.

상기 구성에 의하면 주위가 어두워서 조명을 필요로 하고, 또한 기기가 특정한 자세로 되었을 때만 조명수단이 점등되며, 그 이외에는 조명수단이 점등하지 않으므로 소비전력의 낭비를 없앨 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 태양전지부착전자손목시계의 전자회로의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 도 1의 경사스위치의 내부구조를 나타내는 도면.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 태양전지를 구비한 전자손목시계의 전자회로의 구성을 나타내는 블록도.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예의 태양전지부착전자손목시계의 전자회로의 구성을 나타내는 블록도.

도 5는 도 4의 2차전지의 방전특성과 그 검출전압레벨의 설정범위를 나타내는 도면.

도 6은 2차전지의 검출전압레벨 1∼4에 따른 잔량표시마크 및 각 레벨마다의 동작기능을 나타내는 도면.

도 7은 도 4의 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 전원상태관리의 전체 처리를 나타내는 흐름도.

도 8은 도 7의 스위치처리를 나타내는 흐름도.

도 9는 도 7의 알람처리를 나타내는 흐름도.

도 10은 도 7의 데모모드처리를 나타내는 흐름도.

도 11은 본 발명의 제 3 실시예의 태양전지부착전자손목시계의 전자회로의 구성을 나타내는 블록도.

도 12는 도 11의 블록도의 AC회로부의 구성을 나타내는 블록도.

도 13은 도 12의 AC회로부에 있어서의 전압저하AC회로의 구성을 나타내는 회로도.

도 14는 도 12의 AC회로부에 있어서의 발진정지검출회로의 구성을 나타내는 회로도.

도 15는 전원전압의 변동에 동반하는 올클리어(all-clear)(초기설정)신호(AC)의 출력동작을 나타내는 타이밍챠트.

도 16은 전원전압의 저하시에 있어서의 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력동작을 나타내는 타이밍챠트.

도 17은 전원전압의 상승시에 있어서의 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력동작을 나타내는 타이밍챠트이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 51: 태양전지 2: 시계부

3, 52: 2차전지 4: 리크방지용 다이오드

5: 트랜지스터 6: 과충전방지회로

7, 20a, 31, 42: 콤퍼레이터 8, 43: 기준전압발생회로

10, 11, 19: 분압회로 14: 역류방지다이오드

20b, 20c: 기준전압설정부 21, 65, 78: 경사스위치

22: 전극핀 23: 접촉자

24: 케이스 25: 키판별회로

26, 64: EL드라이버

27, 63, 80: 전기루미네선스소자(EL)

32: 충방전판별회로 40, 53, 73: 조도검출회로

41: MOS트랜지스터 50: 시계회로부

54: 전압검출회로 55: CPU

56: 스위치부 57, 74: 발진회로

58: 시계회로 59: ROM

60: RAM 61: 버퍼

62: 표시부 70: 시계LSI

71: 태양발전장치 72: 2차전지전원

75: 스위치 76: 표시장치

77: 통보음장치 79: 구동회로

81: AC회로부 90: 전압저하AC회로

91: 발진정지검출회로 92: 지연용 카운터

[제 1 실시예]

이하 본 발명의 제 1 실시예를 도면을 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 태양전지부착전자손목시계의 회로블록도이다.

1은 태양전지이고, 태양전지(1)의 출력전압은 시계부(2)에 공급되는 동시에 2차전지(3)에 공급된다.

2차전지(3)로부터 태양전지(1)의 사이에 리크방지용 다이오드(4)가 설치되어 있다.

태양전지(1)와 시계부(2)의 사이에는 자세한 내용을 후술하는 과충전방지회로(6) 및 충방전판별회로(32)가 설치되어 있다.

21은 경사스위치이며, 경사스위치(21)는 도 2에 나타내는 바와 같이 근원 부분이 굵게 되어 있는 2개의 전극핀(22)과, 금속제의 구형의 접촉자(23)가 케이스(24)에 수납되어 있다. 이 경사스위치(21)를 특정한 방향으로 기울이면 접촉자가 이동하여 굵게 되어 있는 전극핀(22)의 근원 부분에 접촉하여 2개의 전극핀(22)이 도통하여 스위치ON한다.

이 경사스위치(21)는 문자반의 6시방향을 연직방향 아래방향으로 했을 때 2개의 전극핀(22)이 접촉하는 것과 같은 위치에 배치되어 있으며, 손목시계를 하고 있는 사람이 시각을 확인하는 동작을 했을 때에 경사스위치가 ON하도록 되어 있다.

경사스위치(21)의 출력은 시계부(2)의 키판별회로(25)에 공급되고 있다. 또한 시계부(2)에는 EL드라이버(26)를 통해서 전기루미네선스소자(27)가 접속되어 있으며, 시계부(2)의 ELD단자로부터 EL드라이버(26)에 구동신호가 출력되면 EL드라이버(26)는 전기루미네선스소자(27)를 일정 시간 점등하고 그 후 자동적으로 소등하도록 되어 있다.

과충전방지회로(6)는 콤퍼레이터(7)의 반전입력단자에 2차전지(3)의 출력전압을 분압하는 분압회로(19)의 출력전압이 인가되고, 비반전입력단자에는 태양전지(1)의 출력전압을 분압하여 기준전압을 출력하는 기준전압발생회로(8)의 기준전압이 인가되어 있다. 그리고 콤퍼레이터(7)는 2차전지(3)를 분압한 전압이 기준전압보다 높아졌다면 트랜지스터(5)를 ON시켜서 태양전지(1)의 출력을 단결하도록 되어 있다.

콤퍼레이터(COM2)(31)는 리크방지용 다이오드(4)의 양단의 전압을 비교하는 것이고, 반전입력단자에는 2차전지(3)의 출력전압(VBT)을 분압하는 분압회로(10)의 출력전압을, 또한 저항(R1, R2, R3)으로 분압한 전압이 아날로그스위치(AS1, AS2)를 통해서 인가되고, 비반전입력단자에는 태양전지(1)의 출력전압(VSC)을 분압하는 분압회로(11)의 출력전압이 인가되어 있다. 이들 저항(R1, R2, R3), 아날로그스위치(AS1, AS2) 및 콤퍼레이터(31)에 의해 2차전지(축전지·니켈카드뮴, 리튬 등)(3)가 충전상태에 있는 것인지 방전상태에 있는 것인지를 판별하는 충방전판별회로(32)를 구성하고 있다.

콤퍼레이터(31)의 출력은 시계부(2)의 VCO단자에 입력되어 있으며, 시계부(2)의 CPU가 아날로그스위치(AS1 및 AS2)의 상태와 콤퍼레이터(31)의 출력전압의 변화에 의해 2차전지(3)의 충방전상태를 판별하고 있다.

예를 들면 아날로그스위치(AS1)가 ON이고 아날로그스위치(AS2)가 OFF인 경우에는 저항(R1)과 저항(R2＋R3)의 분압비로 결정되는 전압이 콤퍼레이터(31)의 반전입력단자에 인가된다. 그 때 태양전지(1)의 출력전압(VSC)(정확하게는 VCS를 분압한 전압)과 2차전지(3)의 출력전압(VBAT)(2차전지(3)의 전압(VBAT)을 분압한 전압)의 관계가

｜VSC｜－｜VBAT｜＜0. 1V

일 때 콤퍼레이터(31)의 출력전압은 하이레벨(그랜드레벨)로 된다(이 상태를 분류 1이라 부른다). 아날로그스위치(AS1, AS2)를 ON, OFF시키는 신호는 시계부(2)의 출력단자(V01, V02)로부터 공급되고 있으므로 출력단자(VO1, VO2)의 출력신호에 의해 아날로그스위치(AS1, AS2)의 상태를 알 수 있다.

태양전지(1)의 전압(VCS)의 절대값이 2차전지(3)의 전압(VBAT)의 절대값에 0. 1V를 첨가한 값보다 작게 되는 것은 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 작은 경우, 즉 주위가 어두워서 태양전지(1)에 의해 2차전지(3)의 충전을 실시할 수 없는 경우이다.

따라서 아날로그스위치(AS1, AS2)가 특정한 상태(이 경우 AS1이 ON이고 AS2가 OFF)에 있을 때의 콤퍼레이터(31)의 출력을 조사하는 것으로, 현재 태양전지(1)에 의해 충전이 실시되고 있는 것인지 그렇지 않으면 2차전지(3)가 방전되고 있는지를 판별할 수 있다.

다음으로 아날로그스위치(AS1)가 ON, 아날로그스위치(AS2)가 OFF로,

(ⅰ) ｜VSC｜－｜VBAT｜＞0. 1V

일 때 콤퍼레이터(31)의 출력은 로우레벨(VSC레벨)로 된다.

또한 아날로그스위치(AS1)가 OFF, 아날로그스위치(AS2)가 ON으로,

(ⅱ) ｜VSC｜－｜VBAT｜＜0. 25V

일 때 콤퍼레이터(31)의 출력은 하이레벨로 된다((ⅰ) 및 (ⅱ)의 상태를 분류 2라 부른다). 이것은 태양전지(1)의 전압(VCS)의 절대값이 ｜VBAT｜＋0. 1V보다 크고, ｜VBAT｜＋0. 25V보다 작은 경우, 즉 태양전지(1)의 출력전압이 그다지 높지 않으므로 2차전지(3)의 충전은 할 수 없지만 구동전압의 일부를 공급하고 있는 경우이다.

따라서 아날로그스위치(AS1)가 ON, AS2 OFF 및 아날로그스위치(AS1)가 OFF, 아날로그스위치(AS2)가 ON일 때의 콤퍼레이터(31)의 출력을 조사하는 것으로, 주위가 밝아서 태양전지(1)에 의해 2차전지(3)가 충전되어 있는 상태인지 또는 주위가 좀 어두워서 구동전압의 일부를 태양전지(1)로부터 공급되고 있는 상태인지를 판별할 수 있다.

다음으로 아날로그스위치(AS1)가 OFF, 아날로그스위치(AS2)가 ON으로,

｜VSC｜－｜VBAT｜＞0. 25V

일 때 콤퍼레이터(31)의 출력은 로우레벨로 된다(이 상태를 분류 3이라 부른다).

이것은 태양전지(1)의 전압(VSC)의 절대값이 ｜VBAT｜＋0. 25V보다 큰 경우, 즉 주위가 밝아서 태양전지(1)의 출력전압이 높은 경우이다.

따라서 아날로그스위치(AS1)가 OFF, AS2가 ON일 때에 콤퍼레이터(31)의 출력을 조사하는 것으로, 태양전지(1)보다 2차전지(3)가 충전되어 있는 상태인지 그렇지 않은지를 판별할 수 잇다.

상기한 바와 같이 콤퍼레이터(31)의 입력전압레벨을 결정하는 아날로그스위치(AS1, AS2)를 ON, OFF시켜서 입력전압레벨을 변화시키고 콤퍼레이터(31)의 출력을 판정함으로써, 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 작아서 2차전지(3)를 충전할 수 없는 상태와(분류 1), 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 그다지 크지 않아서 태양전지(1)로부터 구동전압의 일부의 전압이 공급되고 있는 상태와(분류 2), 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 커서 2차전지(3)를 충분히 충전할 수 있는 상태(분류 3)의 3개의 상태로 분류할 수 있다.

이 3개의 상태는 태양전지(1)의 전압에 대해서 보면 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 크다는 것은 태양전지(1)의 수광량이 크고, 즉 주위가 밝다는 것이며 태양전지(1)의 전압의 절대값이 그다지 크지 않다는 것은 주위가 그다지 밝지 않다는 것이며, 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 작다는 것은 주위가 어둡다는 것이다.

즉 아날로그스위치(AS1, AS2)의 상태와, 콤퍼레이터(31)의 출력을 판정하는 것으로, 외부환경이 밝은 것인지, 좀 어두운 것인지, 어두운 것인지의 3개의 상태의 어느 쪽인지를 판별할 수 있게 된다. 이 판별결과를 상기한 오토EL모드의 전환에 이용하고, 주위가 밝을 때에는 오토EL모드가 OFF로, 주위가 어두워졌을 때에 오토EL모드를 ON으로 할 수 있다.

도 1의 회로는, 충방전판별회로(32)에서 2차전지(3)의 충전이 실시되고 있다고 판별된 경우는 주위가 밝은 경우이므로 오토EL모드를 OFF상태로하고, 2차전지(3)가 방전하고 있다고 판별된 경우는 주위가 어두운 경우이므로 오토EL모드를 ON상태로 하고 있다.

다만 충방전판별회로(32)의 판별만으로는 EL(27)을 점등시킬 필요가 없을 때에도 주위가 어두울 때에는 EL(27)이 점등하여 버리므로, 예를 들면 설정 1로서 오토EL-OFF모드, 설정 2로서 분류 1의 조건에 해당할 때, 즉 주위가 어두울 때만 경사스위치(21)의 상태에 의해서 EL(27)이 점등 또는 소등하는 오토EL-ON모드로, 설정 3으로서 분류 1과 분류 2일 때, 즉 주위가 어두울 때 또는 좀 어두울 때에 경사스위치(21)의 상태에 의해서 EL(27)이 점등 또는 소등하는 오토EL-ON모드로 되도록 한다. 그리고 사용자가 그들의 설정을 임의로 선택하는 것으로 어느 정도의 어두움일 때에 오토EL모드가 ON으로 하여 경사스위치(21)가 ON했을 때 EL(27)을 점등시키는지를 결정할 수 있다.

또 상기한 분류 1, 2, 3의 어느 쪽인가의 상태에 있는지를 문자반의 액정표시부 등에 표시하면 태양전지부착전자기기가 태양전지(1)에 의해 2차전지를 충전중인지, 충전은 되지 않았지만 구동전압의 일부의 전압이 태양전지(1)로부터 공급되고 있는 상태인지, 2차전지(3)를 충전할 수 있는 상태의 어느 쪽인가의 상태인지를 알 수 있으므로 사용자가 충전하는 것에 충분한 밝기가 있는지 아닌지를 판단할 수 있다.

상기한 제 1 실시예에서는 아날로그스위치(AS1, AS2)에 의해 콤퍼레이터(31)의 입력전압레벨을 전환하고 있는데, 이 방법에 한하지 않고 트랜지스터, IC회로 등에 의해 전압레벨을 전환해도 좋다.

[제 2 실시예]

다음으로 본 발명의 제 2 실시예를 도 3을 참조하여 설명한다. 도 2의 회로에 있어서 상기한 도 1의 회로와 같은 블록에는 같은 부호를 붙여서 그들의 설명은 생략한다.

태양전지(1)의 출력에 저항(R1, R2) 및 MOS트랜지스터(41)가 직렬로 접속되고 저항(R1)에 병렬로 콘덴서(C1)가 접속되어 있다. 이들 저항(R1, R2), 콘덴서(C1)에 의해 로우패스필터를 구성하고 있다. 저항(R1과 R2)의 접속점(P)은 콤퍼레이터(42)의 반전입력단자에 접속되고 2차전지(3)의 출력전압을 분압하여 기준전압을 출력하는 기준전압발생회로(43)의 기준전압(Vr)이 콤퍼레이터(42)의 비반전입력단자에 입력하고 있다. 콤퍼레이터(42)는 반전입력단자에 입력하는 태양전지(1)의 출력전압을 분압한 접속점(P)의 전압(Vp)과 비반전입력단자에 입력하는 기준전압(Vr)을 비교하고, 접속점(P)의 전압(Vp)이 기준전압(Vr)보다 높을 때에는 콤퍼레이터(42)의 출력전압, 즉 시계부(2)의 VCO단자에 출력되는 전압은 로우레벨(VSC레벨)로 되고, P점의 전압이 기준전압(Vr)보다 낮을 때에는 하이레벨(그랜드레벨)로 된다. 이들 저항(R1, R2), C1, MOS트랜지스터(41) 및 콤퍼레이터(42)에 의해 태양전지(1)의 주위의 조도를 검출하는 조도검출회로(40)를 구성하고 있다. 이 조도검출회로(40)에서 저항(R1, R2)과 콘덴서(C1)로 이루어지는 로우패스필터를 설치하고 있는 것은 전등의 빛이 전원주파수의 2배의 주기로 명암을 반복하므로 태양전지(1)의 출력전압도 같은 주기로 변동하고, 그 출력전압과 기준전압(Vr)을 콤퍼레이터(42)에서 비교하면 정확한 조도를 검출할 수 없기 때문이다. 그래서 로우패스필터에 의해 접속점(P)의 전압(Vp)을 평균화하고 그 평균화된 전압(Vp)과 기준전압(Vr)을 비교하는 것으로 조도를 정확히 측정할 수 있도록 하고 있다.

다음으로 이상과 같은 구성의 제 2 실시예의 동작을 설명한다. 시계부(2)는 EN단자로부터 일정 시간마다 MOS트랜지스터(41)를 ON시키는 신호를 출력한다. MOS트랜지스터(41)가 ON하면 저항(R1, R2)에 태양전지(1)의 출력전압이 인가되고 태양전지(1)의 출력전압을 저항(R1, R2)으로 분압한 접속점(P)의 전압(Vp)이 콤퍼레이터(42)의 반전입력단자에 입력한다.

이 접속점(P)의 전압(Vp)이 기준전압(Vr)보다 높아지면 콤퍼레이터(42)로부터 시계부(2)의 VCO단자에 로우레벨의 신호가 출력된다. 또한 전압(Vp) 및 기준전압(Vr)은 마이너스전압이다. 시계부(2)는 VCO단자에 로우레벨의 신호가 입력되었을 때에는 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 작아서 태양전지(1)의 주위가 어두운 것으로 판단하여 경사스위치(21)의 ON, OFF에 의해 EL(27)을 자동적으로 점등 또는 비점등으로 하는 오토라이트모드를 ON으로 한다. 이 상태에서 사용자가 손목시계의 문자반을 보기 위한 동작을 실시하면 키판별회로(25)가 경사스위치(21)가 ON한 것을 검출하고 시계부(2)에 의해 EL(27)이 자동적으로 점등된다.

한편 접속점(P)의 전압(Vp)이 기준전압(Vr) 이하로 되면 콤퍼레이터(42)로부터 시계부(2)의 VCO단자에 하이레벨의 신호가 출력된다. 시계부(2)는 VCO단자에 하이레벨의 신호가 입력되었을 때에는 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 커서 태양전지(1)의 주위가 밝은 것으로 판단하여 오토라이트모드가 OFF로 한다. 이 상태에서는 키판단회로(25)에서 경사스위치(21)가 ON한 것을 검출해도 EL(27)은 점등되지 않는다.

즉 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 소정값보다 작을 때에는 주위가 어두운 것이라고 판단해서 오토라이트모드를 ON으로 하여 경사스위치(21)가 ON으로 되었을 때 EL(27)을 점등시킨다. 한편 태양전지(1)의 출력전압의 절대값이 소정값으로 동등하거나 클 때에는 주위가 밝은 것이라고 판단하여 오토라이트모드를 OFF로 한다. 오토라이트모드가 OFF로 되면 경사스위치(21)가 ON으로 되어도 EL(27)은 점등하지 않으므로 전력이 쓸데없이 소비되는 것을 방지할 수 있어서 태양전지(1)의 출력에너지를 회로의 구동에너지로서 유효하게 이용할 수 있다. 특히 2차전지(3)로부터 EL(27)의 구동전류의 일부가 공급되고 있을 때에는 2차전지(3)의 전력의 소비를 줄일 수 있다.

상기한 실시예는 본 발명을 태양전지를 갖는 손목시계에 적용한 경우인데, 손목시계 이외의 다른 기기에도 적용할 수 있다. 예를 들면 태양전지와 표시부와 그 표시부를 조명하는 조명장치를 갖는 전자기기에 있어서 사용자가 표시부를 보기 위해 기기본체 또는 표시부를 기울였을 때에 그 자세를 검출하고 주위의 밝기에 따라서 조명장치를 자동적으로 ON, OFF시킬 수도 있다.

[제 3 실시예]

이하 도면에 의해 본 발명의 제 3 실시예에 대해서 설명한다.

도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 관련되는 태양전지부착전자손목시계의 전자회로의 구성을 나타내는 블록도이다.

이 전자손목시계의 시계회로부(50)는 태양전지(51)의 발전작용에 의해 충전되는 2차전지(52)를 전원으로서 동작하는 것으로, 태양전지(51)에는 해당 태양전지(51)에 입사하는 빛의 조도를 그 발전출력에 의거하여 검출하기 위한 조도검출회로(53)가 접속되고, 또 2차전지(52)에는 해당 2차전지(52)에 의해 출력되는 전원전압레벨을 검출하기 위한 전압검출회로(54)가 접속된다.

한편 상기 시계회로부(50)에는 CPU(55)가 구비된다.

이 CPU(55)는 스위치부(56)로부터 입력되는 스위치조작신호 또는 발진회로(57)로부터 시계회로(58)를 통해서 입력되는 1분 캐리(carry)신호(C) 및 시각·일자계수데이터의 각각에 따라서 ROM(59)에 미리 기억되어 있는 시스템프로그램을 기동시키고 회로 각부의 동작제어를 실행하는 것으로, 이 CPU(55)에는 스위치부(56), 시계회로(58), ROM(59)의 외에 또한 RAM(60), 버저(61), 표시부(62)가 접속된다.

상기 스위치부(56)에는 본 전자손목시계의 통상모드와 데모모드의 전환을 실시하기 위한 모드전환스위치가 구비되는 동시에, 각 동작모드에 있어서 시각맞춤이나 알람설정 등, 각종의 기능을 실행시킬 때에 조작되는 복수의 스위치가 구비된다.

즉 통상모드에서는 예를 들면 시계회로(58)로부터 입력되는 시각·일자계수데이터에 따른 현재의 일자·시각데이터가 표시부(62)에 표시되고, 또 데모모드에서는 예를 들면 표시부(62)를 점등시키는 데몬스트레이션표시가 실시된다.

상기 ROM(59)에는 이 전자회로의 전체의 제어를 담당하는 시스템프로그램이 미리 기억되는 동시에, 상기 통상모드, 데모모드의 각 동작모드에 따른 제어를 담당하는 서브프로그램 및 미리 설정된 테이블데이터 등이 기억된다.

또한 상기 CPU(55)로부터 조도검출회로(53) 및 전압검출회로(54)에 대한 검출제어신호는 예를 들면 상기 시계회로(58)로부터의 1분 캐리신호(C)에 따라서 CPU (55)로부터 공급되고, 또 조도검출회로(53)에 의해 검출되는 태양전지(51)의 조사조도레벨 및 전압검출회로(54)에 의해 검출되는 2차전지(52)의 출력전압레벨은 그 어느 쪽의 검출데이터도 상기 CPU(55)에 부여된다.

그리고 이 전자손목시계에는 표시부(62)의 표시화면을 조명하기 위한 전기루미네선스소자(EL)(63)가 구비되고, 이 전기루미네선스소자(EL)(63)는 상기 CPU(55)로부터 공급되는 ON/OFF제어신호에 따라서 EL드라이버(64)에 의해 점등구동된다.

또한 이 전자손목시계에는 해당 시계 본체가 소정의 각도로 기울어진 것을 검출하기 위한 경사스위치(65)가 구비되고, 이 경사스위치(65)에 의한 기울기검출신호도 또 상기 CPU(55)에 부여된다.

또 상기 RAM(60)에는 통상모드에 있어서 시계회로(58)로부터 1분 캐리신호(C)가 출력될 때마다 전압검출회로(54)에 의해 검출된 전원전압이 미리 설정된 4단계의 전압레벨(도 5 참조)의 어느 쪽인가 판단되고 그 전압레벨데이터(1∼4)가 기억되는 전압레벨메모리, 버저(61) 및 전기루미네선스소자(EL)(63)의 어느 쪽인가의 고부하가 구동되었을 때에 30분의 타임카운트데이터가 세트되는 고부하카운터메모리, 해당 고부하카운터메모리에 있어서의 카운트데이터의 카운트 중인 전압검출정지기간에 있어서 상기 전기루미네선스소자(EL)(63)가 점등구동된 경우에는 부하포인트 “＋10”, 상기 버저(61)가 발음구동된 경우에는 부하포인트 “＋5”가 각각 세트되는 부하포인트메모리, 데모모드에 있어서 시계회로(58)로부터 1분 캐리신호(C)가 출력될 때마다 조도검출회로(53)에 의해 검출된 태양전지(51)의 조사조도레벨이 기억되는 조도레벨메모리 등, 각종의 메모리영역이 구비된다.

상기 전기루미네선스소자(EL)(63)는 상기 경사스위치(65)에 의해 본 전자손목시계의 소정 각도 이상의 기울기가 검출되었을 때에 상기 조도검출회로(53)에 의해 검출된 RAM(60)내의 조도레벨메모리에 기억된 조도레벨이 일정 조도레벨 이하인 경우에 EL드라이버(64)에 의해 2초간 점등구동된다.

도 5는 상기 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 2차전지(52)의 방전특성과 그 검출전압레벨의 설정범위를 나타내는 도면이다.

전압검출회로(54)에 의해 검출되는 2차전지(52)의 출력전압레벨(V0)이 V1 이상(V0≥V1)인 경우에는 레벨 1, V2 이상 V1 미만(V1＞V0≥V2)인 경우에는 레벨 2, V2 미만 V3 이상(V2＞V0≥V3)인 경우에는 레벨 3, V3 미만 V4 이상(V3＞V0≥V4)인 경우에는 레벨 4, V4 미만인 경우(V4＞V0)에는 레벨 5로서 각각 CPU(55)에 의해 판단되어 RAM(60)내의 전압레벨메모리에 기억된다.

도 6은 상기 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 2차전지(52)의 검출전압레벨 1∼4에 따른 잔량표시마크 및 각 레벨마다의 동작기능을 나타내는 도면이다.

CPU(55)에서 판단된 2차전지(52)의 검출전압레벨이 레벨 1 또는 레벨 2의 충분히 잔량이 있는 상태에서는 하등의 동작금지를 실시하는 일 없이 모든 기능의 부하동작이 가능하고, 또 레벨 3으로 저하한 상태에서는 버저(61) 및 전기루미네선스소자(EL)(63)의 구동이 금지되어 2차전지(52)의 소모가 제어된다. 또한 레벨 4로 저하한 상태에서는 상기 버저(61) 및 전기루미네선스소자(EL)(63)에 첨가하여 표시부(62)의 구동도 금지되고 2차전지(52)의 소모가 보다 억제된다.

또한 이 레벨 3, 레벨 4의 상태에 있어서는 알람설정ON으로의 통보음정지경고표시, 시보설정ON으로의 통보음정지경고표시가 이루어진다.

그리고 레벨 5로 저하한 상태에서는 전 시계회로가 정지하여 본 시계동작이 정지된다.

상기 2차전지(52)의 검출전압레벨은 방전에 의해 레벨 5로 저하한 상태이어도 태양전지(51)로부터의 충전이 재개되면 복귀된다.

한편 상기 버저(61) 또는 전기루미네선스소자(EL)(63)의 고부하의 구동에 의해 30분의 타임카운트데이터가 RAM(60)내의 고부하카운터메모리에 세트되어 타임카운트 중에 있는 전압검출정지기간에 있어서 또한 버저(61)나 전기루미네선스소자(EL)(63)의 구동이 반복되어 부하가 포인트메모리에 세트된 부하포인트가 “1000”에 도달한 경우에는 전압레벨메모리에 기억되는 전압레벨데이터는 레벨 3으로 강제변경되고 상기 고부하의 구동이 금지되어 2차전지(52)의 소모억제가 꾀해진다.

상기 RAM(60)내의 부하포인트메모리에 세트된 부하포인트는 전압검출정지기간이 경과했을 때, 즉 최후의 고부하구동후로부터 30분이 경과하여 고부하카운터메모리에 있어서의 타임카운트데이터가 “0”이 되었을 때에 “0”으로 클리어된다.

또한 상기 부하포인트의 “1000”은 2차전지(52)에 있어서의 레벨 3의 전압범위의 전류용량에 상당하는 값이다.

다음으로 상기 구성에 의한 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 전원상태의 관리동작에 대해서 설명한다.

도 7은 상기 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 전원상태관리의 전체 처리를 나타내는 흐름도이다.

도 8은 상기 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 전원상태관리처리에 동반하는 스위치처리를 나타내는 흐름도이다.

도 9는 상기 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 전원상태관리처리에 동반하는 알람처리를 나타내는 흐름도이다.

도 10은 상기 태양전지부착전자손목시계에 있어서의 데모모드처리를 나타내는 흐름도이다.

스위치부(56)에 있어서의 모드전환스위치의 조작에 따라서 데모모드로 전환되어 있다고 판단된 경우에는 도 10에 있어서의 데모모드처리로 이행한다(스텝A1→AD).

스위치부(56)에 있어서의 모드전환스위치의 조작에 따라서 통상모드로 전환되어 있다고 판단된 경우에는 시계회로(58)로부터 1분 캐리신호(C)가 출력될 때마다 RAM(60)내의 고부하카운터메모리에 타임카운트데이터가 세트되어 있는지 아닌지, 즉 전압검출정지기간 중인지 아닌지 판단된다(스텝A1→A2→A3).

그리고 고부하카운터메모리의 타임카운트데이터가 “0”인 전압검출정지 기간 중이 아니라고 판단된 경우에는 전압검출회로(54)에 의해 2차전지(52)의 전압레벨이 검출되고 이 검출전압레벨이 레벨 1∼레벨 4(도 5·도 6 참조)의 어느 쪽의 전압범위에 있는지 판단되어 그 전압레벨데이터가 RAM(60)내의 전압레벨메모리에 기억된다(스텝A3→A4, A5, A6).

여기에서 상기 2차전지(52)의 검출전압레벨이 예를 들면 레벨 1 또는 레벨 2의 전압범위에 있는 상태에서는 레벨 4가 아니라고 판단되는 동시에 레벨 4로부터 레벨 1 or 2 or 3으로의 변화도 아니라고 판단되고 도 8에 있어서의 스위치처리, 도 9에 있어서의 알람처리, 그리고 표시처리로 이행한다(스텝A7→A10→AB·AC·A17).

또한 상기 시계회로(58)로부터 1분 캐리신호(C)의 출력이 없는 기간에서는 직접 상기 도 8에 있어서의 스위치처리, 도 9에 있어서의 알람처리, 그리고 표시처리로 이행한다(스텝A2→AB·AC·A17).

이와 같이 시계회로(58)로부터 1분 캐리신호(C)가 출력될 때마다 2차전지(52)의 출력전압레벨이 검출되고 그 검출전압레벨이 레벨 1 또는 레벨 2에 있는 상태이며, 예를 들면 사용자가 표시부(62)에 표시되어 있는 시각을 보기 위해 본 전자손목시계를 소정 각도 이상으로 기울이면 도 8에 있어서의 스위치처리에 있어서 경사스위치(65)가 ON이 되었다고 판단되고 조도검출회로(53)에 의해 검출되는 본 손목시계에 대한 빛의 조사조도레벨이 소정 조도 이하인지 아닌지 판단된다(스텝B1→B2).

이 경우에 사용자가 있는 환경이 어두워서 본 손목시계에 대한 빛의 조사조도레벨이 소정 조도 이하이라고 판단되면 RAM(60)내의 전압레벨메모리에 기억되어 있는 검출전압레벨이 레벨 1 또는 레벨 2인지 아닌지 판단되며 레벨 1 또는 레벨 2의 어느 쪽이라고 판단된 경우에는 EL드라이버(64)에 의해 전기루미네선스소자(EL)(63)가 점등구동되어 표시부(62)에 표시되어 있는 시각이 조명된다(스텝B2→B3→B4).

이 전기루미네선스소자(EL)(63)의 점등구동에 대해서는 2차전지(52)의 부하가 높고 그 전압레벨이 일시적으로 크게 저하하므로 해당 전지전압이 회복하는 목표인 30분간은 전압검출에 의한 레벨판단을 실시하지 않기 때문에 RAM(60)내의 고부하카운터메모리에 대해서 30분의 타임카운트데이터가 세트된다(스텝B5).

또 이와 동시에 동 RAM(60)내의 부하포인트메모리에 대해서 전기루미네선스소자(EL)(63)의 2초간의 점등구동에 필요로 하는 전류상당의 부하포인트 “＋10”이 가산세트된다(스텝B6).

그리고 상기 부하포인트메모리에 세트되어 있는 부하포인트가 “1000”에 도달했는지 아닌지가 판단되고, 부하포인트 “1000”에 도달해 있지 않다고 판단되면 이 스위치처리는 종료되고 도 9에 있어서의 알람처리, 그리고 표시처리로 이행한다(스텝B7→AC·A17).

한편 도 9에 있어서의 알람처리에 있어서 시계회로(58)로부터 얻어지는 일자·시각데이터에 의거하여 미리 사용자에 의해 설정된 알람시각이 되었다고 판단되면 버저(61)가 구동되어 알람음이 발생되고 상기 전기루미네선스소자(EL)(63)를 점등구동한 경우와 똑같이 RAM(60)내의 고부하카운터메모리에 대해서 30분의 타임카운트데이터가 세트된다(스텝C1→C2, C3).

또 이와 동시에 동 RAM(60)내의 부하포인트메모리에 대해서 버저(61)의 2초간의 발음구동에 필요로 하는 전류상당의 부하포인트 “＋5”가 가산세트된다(스텝C4).

그리고 상기 부하포인트메모리에 세트되어 있는 부하포인트가 “1000”에 도달했는지 아닌지가 판단되고, 부하포인트 “1000”에 도달해 있지 않다고 판단되면 이 알람처리는 종료되고 표시처리로 이행한다(스텝C5→A17).

이렇게 해서 상기 RAM(60)의 고부하카운터메모리에 대해서 30분의 타임카운트데이터가 세트되면 시계회로(58)로부터 1분 캐리신호(C)가 출력되었다고 판단되었을 때에 고부하카운터메모리의 카운트데이터는 “0”이 아니고 전압검출정지기간 중인라고 판단되며, 해당 카운트데이터가 “0”이 되었다고 판단되기까지 30분간, －1분씩 반복하여 감산되고 전압검출정지상태인채로 도 8에 있어서의 스위치처리, 도 9에 있어서의 알람처리, 그리고 표시처리로 반복하여 이행한다(스텝A2→A3→A12, A13→AB·AC·A17).

그리고 상기 스텝A13에 있어서 고부하카운터메모리에 있어서의 카운트데이터가 “0”이 되었다고 판단되어 전압검출정지기간을 경과했다고 판단되면 부하포인트메모리에 세트되어 있는 부하포인트가 “0”으로 클리어된다(스텝A13→A14). 그러면 다음의 1분 캐리신호(C)의 출력타이밍으로부터 상기 2차전지(52)의 전압레벨의 검출, 판단, 기억처리가 재개된다(스텝A2→A3→A4, A5, A6).

한편 상기 RAM(60)내의 부하카운터메모리에 세트되어 있는 타임카운트데이터가 “0”이 되기 전, 즉 전압검출정지기간 중에 있어서 재차의 고부하의 구동, 즉 전기루미네선스소자(EL)(63)의 점등구동 또는 버저(61)의 발음구동이 실시되면 고부하카운터메모리에는 새롭게 30분의 타임카운트데이터가 세트되고(스텝B5 or 스텝C3) 이 시점으로부터 또한 30분간 전압검출정지기간이 연장된다. 또 이와 동시에 부하포인트메모리에 세트되어 있는 부하포인트가 전기루미네선스소자(EL)(63)의 구동의 경우에는 또한 “＋10”(스텝B6), 버저(61)의 구동의 경우에는 또한 “＋5”(스텝C4) 각각 가산되어간다.

그리고 상기 전기루미네선스소자(EL)(63)의 점등구동 또는 버저(61)의 발음구동이 30분 이내의 간격으로 몇회나 실시되어 상기 부하포인트메모리에서 가산된 부하포인트가 “1000”에 도달했다고 판단되면 RAM(60)내의 전압레벨메모리에 대해서 세트되어 있는 전압레벨데이터는 레벨 3으로 변경설정된다(스텝B7→B8 or 스텝C5→C6).

이렇게 해서 전압레벨메모리에 기억된 전지전압레벨데이터가 레벨 3으로 설정되면 도 8에 있어서의 스위치처리에서는 경사스위치(65)가 ON이 되고, 소정의 조도레벨 이하라고 판단되어도 레벨 1 or 레벨 2가 아니라고 판단되는 것으로, 전기루미네선스소자(EL)(63)의 점등구동은 금지되어 2차전지(52)의 소모억제가 꾀해진다(스텝B1→B2→B3→END). 또 이 스위치처리(스텝AB)에 계속되는 전압레벨의 판단처리(스텝A15)에 있어서 또한 레벨 1 or 레벨 2가 아니라고 판단되는 것으로, 알람처리에 의한 버저(61)의 구동도 금지되어 2차전지(52)의 소모억제가 꾀해진다(스텝A15→A16).

이후 또한 상기 2차전지(52)의 소모가 진행하여 전압검출회로(54)에 의해 검출되어(스텝A4) 레벨판단되고(스텝A5) 전압레벨메모리에 기억된 전압레벨데이터(스텝A6)가 레벨 4로 저하했다고 판단되면 표시부(62)가 점등구동 중인지 아닌지 판단되고, 표시점등상태에 있는 경우에는 상기 전기루미네선스소자(EL)(63)의 점등구동금지 및 버저(61)의 발음구동금지에 첨가하여 이 표시부(62)의 점등구동도 금지되어 또한 2차전지(52)의 소모억제가 꾀해진다(스텝A7→A8→A9).

이 때 스위치부(56)에 있어서 스위치조작이 이루어지면 표시부(62)가 점등구동되고 다음의 1분 캐리신호(C)가 출력되었을 때에 전압검출처리로 이행하지 않도록 RAM(60)내의 고부하카운터메모리에 1분의 타임카운트데이터가 세트된다(스텝B9→B10→B12).

그러면 다음의 1회째의 1분 캐리신호(C)가 시계회로(58)로부터 출력되었을 때에는 상기 고부하카운터메모리의 타임카운트데이터는 “0”이 아니라고 판단되므로, 전압검출처리로는 이행하지 않고 －1분의 감산처리가 실시되어 해당 카운트데이터는 “0”이 되었다고 판단되고 부하포인트의 클리어처리가 실시된다(스텝A2→A3→A12, A13→A14).

이에 의해 다음의 1분 캐리신호(C)가 시계회로(58)로부터 출력되면(스텝A2) 전압검출, 판단, 기억처리로 이행하고(스텝A4∼A6) 전압레벨 4로 판단된 후(스텝A7) 표시부(62)가 점등구동 중이라고 판단되어 해당 표시부(62)의 구동이 정지된다(스텝A8→A9).

즉 2차전지(52)의 검출전압레벨이 레벨 4인 상태에서 스위치조작이 실시된 경우에는 표시부(62)는 1분 이상 2분 미만만큼 필요최소한으로 점등구동되게 된다.

이후 태양전지(51)에 의한 2차전지(52)의 충전이 재개되고 1분 캐리신호(C)의 출력판단에 동반하는 전압검출처리를 거쳐서(스텝A3∼A6) 검출전압레벨이 레벨 4로부터 레벨 3으로 복귀했다고 판단되면 정지되어 있던 표시부(62)의 점등구동이 개시된다(스텝A7→A10→A11).

한편 이 전자손목시계의 동작모드가 데모모드로 전환되었다고 판단되었을 때에(스텝A1→AD) 도 10에 있어서의 데모모드처리에 있어서 시계회로(58)로부터 1분 캐리신호(C)가 출력되었다고 판단되면 조도검출회로(53)에 의해 검출되어 RAM(60)내의 조도데이터메모리에 기억되는 조도레벨이 일정 조도 이상인지 아닌지, 즉 예를 들면 이 전자손목시계의 점두전시상태인지 재고격납상태인지가 판단된다(스텝D1→D2, D3).

여기에서 일정 조도 이상의 밝기가 있어 점등전시상태이라고 판단되었을 때에 표시부(62)의 점등구동 중이 아니라고 판단된 경우에는 해당 표시부(62)는 점등구동되어 데몬스트레이션표시처리가 실시된다(스텝D3→D4→D6).

한편 예를 들면 이 전자손목시계의 점두전시가 종료하고 폐점하는지 또는 재고격납함으로써 조도검출회로(53)에 의해 검출되어 RAM(60)내의 조도데이터메모리에 기억되는 조도레벨이 일정 조도 이상이 아니라고 판단되었을 때에 표시부(62)가 표시구동상태에 있다고 판단된 경우에는 해당 표시부(62)의 점등구동은 정지되고 2차전지(52)의 소모억제가 꾀해진다(스텝D3→D7→D8).

그리고 상기 1분 캐리신호가 출력되지 않은 기간에서는 표시부(62)가 표시구동되어 있는 경우에는 그대로 데몬스트레이션표시처리가 계속되고(스텝D1→D9→D5), 또 표시부(62)의 점등구동이 정지되어 있는 경우에는 그대로 표시의 정지가 계속된다(스텝D1→D9→END).

따라서 상기 구성의 태양전지부착전자손목시계에 의하면 전압검출회로(54)에 의해 검출되는 2차전지(52)의 검출전압레벨데이터에 따라서 단순히 잔량표시마크(도 6 참조)에 의한 경고표시를 실시할 뿐만아니라 검출전압레벨이 레벨 3으로 저하한 경우에는 전기루미네선스소자(EL)(63) 및 버저(61)의 구동이 금지되어 고부하에 의한 2차전지(52)의 소모가 억제되고, 또한 레벨 4로 저하한 경우에는 표시부(62)의 구동도 금지되어 전지소모의 정도가 최소한으로 억제되므로, 사용자는 시계동작의 상태에 따라서 2차전지(52)의 소모상태, 즉 전지수명을 확실히 알 수 있어 예고없이 한꺼번에 전 시계회로가 정지로 되어 버리는 것을 미연에 막을 수 있다.

또 상기 구성의 태양전지부착전자손목시계에 의하면 전기루미네선스소자(EL)(63)나 버저(61)가 구동되었을 때에는 그 구동시마다 새롭게 2차전지(52)에 대한 전압검출처리가 30분간 정지되는 동시에, 이 전압검출정지기간에 있어서 또한 동 전기루미네선스소자(EL)(63)나 버저(61)가 구동된 경우에는 그 구동시마다 해당 부하구동에 요하는 전류소비량상당의 부하포인트가 가산누계되고 이 누계포인트가 전압레벨 3의 전압범위의 전류용량에 상당하는 “1000”포인트에 도달한 경우에는 RAM(60)내의 전압레벨메모리에 기억된 전압레벨데이터가 레벨 3으로 강제변경되고 전기루미네선스소자(EL)(63) 및 버저(61)의 구동이 금지되어 고부하에 의한 2차전지(52)의 소모가 억제되므로, 고부하의 구동에 의해 정확한 전압레벨검출을 실시할 수 없는 상태에 있어서도 부하구동소비전류의 누계에 의해서 레벨 3으로의 저하가 판단되어서 고부하의 구동이 금지되어 전지수명이 확실히 사용자에게 알려지게 된다.

또 상기 구성의 태양전지부착전자손목시계에 의하면 시계 본체를 소정 각도 이상으로 기울임으로써 경사스위치(65)가 ON했을 때에는 조도검출회로(53)에 의해 검출되는 조도레벨이 일정 조도 이하인 어두운 경우에만 전기루미네선스소자(EL)(63)가 EL드라이버(64)에 의해 점등구동되어 표시부(62)의 표시데이터가 조명되는 구성으로 했으므로, 사용자가 시각 등의 표시데이터를 보고 싶은 경우이고, 또한 어둡게 보이지 않는 상태에서만 자동적으로 조명할 수 있고 전기루미네선스소자(EL)(63)의 쓸데없는 점등이 방지되어 2차전지(52)의 소모를 억제할 수 있게 된다.

또 상기 구성의 태양전지부착전자손목시계에 의하면 데모모드에 있어서 조도검출회로(53)에 의해 검출되는 조도레벨이 일정 조도 이상인 경우에는 표시부(62)를 점등구동하여 데몬스트레이션표시를 실시하고, 일정 조도 미만인 경우에는 표시부(62)의 점등구동을 정지하여 데몬스트레이션표시를 종료하는 구성으로 했으므로, 본 손목시계의 점두전시상태와 폐점 또는 재고격납상태에 있어서 자동적으로 효율 좋게 데몬스테리이션의 점등표시와 표시정지를 전환할 수 있고, 출하판매까지의 2차전지(52)의 소모를 최소한으로 억제할 수 있다.

또한 상기 실시예에서는 2차전지(52)의 검출전압레벨이 레벨 3인 경우에 전기루미네선스소자(EL)(63) 및 버저(61)의 구동금지, 그리고 레벨 4인 경우에는 또한 표시부의 점등표시도 금지하는 구성으로 했는데, 상기 검출전압레벨에 따른 고부하금지의 조합형태는 한정되는 것은 아니다.

또 상기 실시예에서는 전기루미네선스소자(EL)(63)나 버저(61)의 구동에 동반하는 전류소비량을 부하포인트로서 계수하는 구성으로 했는데, 단순히 전기루미네선스소자(EL)(63)의 점등회수, 버저(61)의 발음회수를 카운트하는 구성으로 해도 좋다.

[제 4 실시예]

이하 도면에 의해 본 발명의 제 4 실시예에 대해서 설명한다.

도 11은 본 발명의 실시형태에 관련되는 태양전지부착전자손목시계의 구성을 나타내는 블록도이다.

이 전자손목시계는 시계LSI(70)를 구비하고 있다.

이 시계LSI(70)는 그 내부에 CPU, ROM, RAM을 갖고, 예를 들면 ROM에 미리 기억된 시스템프로그램에 따라서 각부의 동작을 제어하는 것으로, 이 시계LSI(70)의 전원입력단자에는 태양발전장치(71)에 의한 발전동작에 의해 충전되는 2차전지전원(VBAT)(72)가 접속된다.

그리고 상기 태양발전장치(71)와 2차전지전원(72)의 사이에는 조도검출회로(73)가 접속되어 있는 동시에, 역류방지다이오드(14)가 접속되어 있다.

한편 이 전자손목시게에는 시계LSI(70)를 동작시키기 위한 기본클록신호(CLK)로 되는, 예를 들면 32㎑의 발진신호를 출력하는 발진회로(74), 시각설정, 알람설정, 타이머설정, 모드전환 등의 조작을 실시하기 위한 스위치(75), 각 동작모드에 따른 표시를 실시하는 액정화면으로 이루어지는 표시장치(76), 시보음, 알람음 등의 버저음을 발생하는 통보음장치(77)가 구비되고 이들은 어느 것이나 시계LSI(70)에 접속된다.

또 이 전자손목시계에는 경사스위치(78)가 구비되고 경사스위치(78)의 기울기검출신호가 시계LSI(70)에 입력된다. 또 이 전자손목시계에는 표시장치(76)를 조명하기 위한 전기루미네선스소자(EL)(80) 및 EL구동회로(79)가 구비되어 있다. 그리고 상기한 실시예와 똑같이 경사스위치(78)가 ON이 되고, 또한 조도검출회로(73)에서 조도가 소정 조도 이하로 검출되어 있을 때에 EL(80)은 EL구동회로(79)에 의해 점등구동된다.

또 이 전자손목시계에는 상기 2차전지전원(VBAT)(72)에 의해 시계LSI(70)에 공급되는 전원전압(Vbat) 및 상기 발진회로(74)로부터 출력되는 기본클록신호(CLK) , 이 기본클록신호(CLK)에 의거하야 시계LSI(70)로부터 출력되는 분주펄스신호(BU) 및 동작클록신호(CK)에 따라서 시계LSI(70)에 대한 올클리어(초기설정)신호(AC)를 출력하는 AC회로부(81)가 구비된다.

이 AC회로부(81)는 상기 2차전지(72)의 전원전압이, 예를 들면 태양발전장치(71)로부터의 충전부족에 의해 상기 시계LS1(70)의 동작하한전압보다 약간 높은 소정의 전압레벨까지 저하했을 때에 해당 시계LSI(70)에 대한 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력을 개시하고, 또 상기 2차전지전원(72)의 전원전압이, 예를 들면 태양발전장치(71)로부터의 충전회복에 의해 상기 발진회로(74)에 의한 발진동작의 개시전압까지 도달한 후의 일정 시간 경과후까지 상기 시계LSI(70)에 대한 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력을 계속한다.

또한 상기 발진회로(74)의 발진개시전압은 상기 AC회로부(81)에 있어서 검출하는 소정의 전압레벨보다 높고, 또 발진정지전압은 상기 시계LSI(70)의 동작하한전압보다 낮으며 CMOS-IC의 동작전압보다 높은 히스테리시스특성을 갖고 설정된다.

도 12는 상기 태양전지부착전자속목시계에 있어서의 AC회로부(81)의 구성을 나타내는 블록도이다.

이 AC회로부(81)는 래치회로(FF), 전압저하AC회로(90), 발진정지검출회로(91), 지연용 카운터(92), 2개의 낸드게이트(NAND-A, NAND-B) 및 인버터(INV)를 조합하여 구성된다.

래치회로(FF)의 세트단자(S)에는 낸드게이트(NAND-A)의 출력신호가 공급되고 입력단자(I)에는 시계LSI(70)로부터의 출력되는 분주펄스신호(BU)가 공급되며 클록단자(CK)에는 시계LSI(70)로부터 출력되는 동작클록신호(CK)가 공급된다.

이 래치회로(FF)의 출력단자(X)로부터는 전압저하AC회로(90)에 대한 이네이블신호(EN)가 출력된다.

그리고 전압저하AC회로(90)의 출력신호(OUT)는 상기 낸드게이트(NAND-A)의 제 1 단자에 공급되는 동시에 낸드게이트(NAND-B)의 제 1 단자에도 공급된다.

한편 발진정지검출회로(91)의 입력단자(IN)에는 발진회로(74)로부터 출력된 기본클록신호(CLK)가 공급되고, 또 그 출력신호(OUT)는 상기 낸드게이트(NAND-A 및 NAND-B) 각각의 제 2 단자에 함께 공급된다.

그리고 상기 낸드게이트(NAND-B)의 출력신호는 지연용 카운터(92)의 리셋단자(R)에 공급되고 이 지연용 카운터(92)의 카운터클록단자(CK)에는 상기 발진회로(74)로부터 출력되는 기본클록신호(CLK)가 공급되며 그 카운터출력신호(OUT)는 인버터(INV)를 통해서 상기 올클리어(초기설정)신호(AC)로서 시계LSI(70)에 출력된다.

이 지연용 카운터(92)는 낸드게이트(NAND-B)의 출력신호가 “H”→“L”로 변화하여 리셋신호(R)의 공급이 정지한 시점으로부터 클록단자(CK)에 공급되는 기본클록신호(CLK)를 일정 시간 카운트하고, 카운터출력신호(OUT)를 “L”→“H”로 변화하여 올클리어(초기설정)신호(AC)를 “H”→“L”로 변화시킨다.

도 13은 상기 태양전지부착전자손목시계의 AC회로부(81)에 있어서의 전압저하AC회로(90)의 구성을 나타내는 회로도이다.

이 전압저하AC회로(90)는 콤퍼레이터(20a)와 기준전압설정부(20b, 20c)를 조합하여 구성되고, 상기 래치회로(FF)의 출력단자(X)로부터 공급되는 이네이블신호(EN)가 “L”로 콤퍼레이터회로의 OFF중에 있어서는 출력신호(OUT)는 “H”로 되고, 또 이네이블(EN)이 “H”로 콤퍼레이터회로의 ON중에 있어서는 출력신호(OUT)는 상기 2차전지전원(72)의 전원전압(Vbat)이 소정의 전압레벨보다 높은 경우에 “H”로 되고 낮은 경우에 “L”로 된다.

도 14는 상기 태양전지부착전자손목시계의 AC회로부(81)에 있어서의 발진정지검출회로(91)의 구성을 나타내는 회로도이다.

이 발진정지검출회로(91)는 입력단자(IN)와 출력단에 있는 노어게이트(NOR)의 노드(1)의 사이에 설치되고, 발진회로(74)로부터 입력단자(IN)에 공급되는 32㎑의 기본클록신호(CLK)의 신호주기에 따라서 번갈아 ON동작하는 한쌍의 스위치소자(SW1a, SW2a) 및 이 스위치소자(SW1a, SW2a)와 반전동작하도록 상기 노어게이트(NOR)의 노드(2)의 사이에 설치된 다른 한쌍의 스위치소자(SW1b, SW2b)를 구비하여 이루어지고, 각 제 1 스위치소자(SW1a, SW1b)에는 그 각각에 있어서 VDD의 사이에 고저항(R)을 직렬로 접속하고, 또 각 제 2 스위치소자(SW2a, SW2b)에 대해서는 그 각각에 있어서 콘덴서(Ca, Cb)를 병렬로 접속하여 이루어진다.

즉 이 발진정지검출회로(91)에 있어서 입력단자(IN)에 발진회로(74)로부터의 기본클록신호(CLK)가 공급되어 있는 발진중의 상태에서는 한쌍의 스위치소자(SW1a, SW2a, SW1b, SW2b)가 그 각각에 있어서 번갈아 ON동작하지만, VDD측의 각 스위치소자(SW1a, SW1b)에는 고저항(R)이 직렬로 접속되어 있으므로, 노드(1), 노드(2)는 어느 쪽이나 대략 VCH레벨 “L”로 되고, 노어게이트(NOR)를 통한 출력신호(OUT)는 “H”로 된다.

또 이 발진정지검출회로(91)에 있어서 입력단자(IN)에 발진회로(74)로부터의 기본클록신호(CLK)가 공급되어 있지 않은 발진정지의 상태에서는 입력단자(IN)가 “H”고정의 경우와 “L”고정의 경우의 2종류의 경우가 존재하는데, “H”고정의 경우 각 스위치소자(SW1a, SW1b)가 각각 ON, OFF로 되고, 각 스위치소자(SW2a, SW2b)가 각각 OFF, ON으로 되기 때문에, 노드(1)는 VDD레벨 “H”에 충전되는 동시에 노드(2)는 VCH레벨 “L”로 되고 노어게이트(NOR)를 통한 출력신호(OUT)는 “L”로 된다.

입력단자(IN)가 “L”고정의 경우, 상기 “H”고정의 경우와 전혀 반대의 작용으로, 노드(1)가 VCH레벨 “L”, 노드(2)가 VDD레벨 “H”로 되고 노어게이트(NOR)를 통한 출력신호(OUT)는 똑같이 “L”로 된다.

다음으로 상기 구성에 의한 태양전지부착전자손목시계의 전원전압의 변동에 동반하는 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력동작에 대해서 설명한다.

도 15는 상기 태양전지부착전자손목시계의 전원전압의 변동에 동반하는 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력동작을 나타내는 타이밍챠트이다.

도 16은 상기 태양전지부착전자손목시계의 전원전압의 저하시에 있어서의 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력동작을 나타내는 타이밍챠트이다.

도 17은 상기 태양전지부착전자손목시계의 전원전압의 상승시에 있어서의 올클리어(초기설정)신호(AC)의 출력동작을 나타내는 타이밍챠트이다.

우선 2차전지전원(72)에 의한 전원전압(Vbat)이 전압저하AC회로(90)에 있어서의 소정의 전압검출레벨보다도 높은 상태에서는 시계LSI(70)로부터 출력되는 분주펄스신호(BU)는 동 시계LSI(70)로부터 출력되는 동작클록신호(CK)에 따라서 AC회로부(81)의 래치회로(FF)에 래치되고, 이 래치회로(FF)의 출력단자(X)로부터는 분주펄스신호(BU)에 동기한 이네이블신호(EN)가 전압저하AC회로(90)에 공급된다.

이 때 전압저하AC회로(90)의 출력신호(OUT)는 상기 도 13에서 나타낸 바와 같이 이네이블신호(EN)가 “L”로 콤퍼레이터회로의 OFF중 및 이네이블신호(EN)가 “H”로 콤퍼레이터회로의 ON중의 어느 쪽에 있어서도 “H”인채로 유지된다(타이밍a).

이 때 발진정지검출회로(91)의 출력신호(OUT)는 발진중에 대해서 “H”로 유지되어 있으므로, 낸드게이트(NAND-A, NAND-B)의 출력신호는 어느 쪽이나 “L”로 되어 있다.

그리고 예를 들면 태양발전장치(71)에 대한 빛의 입사가 없고 2차전지전원(72)에 충전부족이 생겨서 그 전원전압(Vbat)이 차례로 저하하여 상기 전압저하AC회로(90)에 있어서의 소정의 전압검출레벨을 하회히면 래치회로(FF)로부터 출력되는 이네이블신호(EN)에 따라서 전압저하AC회로(90)의 출력신호는 “H”→“L”로 되고, NAND-A, NAND-B의 출력과 함께 “L”→“H”로 변화한다(타이밍b).

그러면 지연카운터(92)에는 상기 낸드게이트(NAND-B)로부터의 리셋신호(R) “H”가 공급되고, 해당 지연카운터(92)의 카운터출력신호(OUT)는 “H”→“L”로 또 올클리어(초기설정)신호(AC)는 “L”→“H”로 변화한다.

이 때 상기 낸드게이트(NAND-A)의 출력이 “H”로 변화한채로 되고 래치회로(FF)는 세트된채로 되므로, 전압저하AC회로(90)에 있어서의 이네이블신호(EN)는 연속적으로 “H”로 유지된채로 된다(타이밍c).

그리고 상기 2차전지전원(72)에 의한 전원전압(Vbat)이 저하하여 발진회로(74)에 있어서의 발진정지전압을 하회하면 발진정지검출회로(91)로부터의 출력신호(OUT)는 발진정지중의 “L”로 변화한다(타이밍d).

이후 상기 2차전지전원(72)에 의한 전원전압(Vbat)이 또한 저하하여 CMOS-IC의 동작전압을 하회하면 상기 전압저하AC회로(90)에 있어서의 이네이블신호(EN) 및 그 출력신호(OUT), 발진정지검출회로(91)의 출력신호(OUT)도 부정의 상태로 되는데, 예를 들면 상기 태양발전장치(71)에 의한 2차전지전원(72)의 충전이 재개되고 그 전원전압(Vbat)이 CMOS-IC의 동작전압 이상으로 복귀하면 낸드게이트(NAND-A)의 출력은 “H”, 래치회로(FF)의 출력인 이네이블신호(EN)는 “H”로 유지되므로, 전압저하AC회로(90)의 출력신호(OUT)는 “L”, 낸드게이트(NAND-B)의 출력신호는 “H”인채로 유지되고, 지연용 카운터(92)로부터 인버터(INV)를 통해서 출력되는 올클리어(초기설정)신호(AC)는 “H”인채로 유지된다(타이밍e).

그리고 상기 2차전지전원(72)에 의한 전원전압(Vbat)이 또한 상승하여 전압저하AC(90)에 있어서의 소정의 전압검출레벨까지 복귀하면 해당 전압저하AC회로(90)의 출력신호(OUT)가 “L”→“H”로 변화한다(타이밍f).

이후 또한 상기 2차전지전원(72)에 의한 전원전압(Vbat)이 상승하여 발진회로(74)에 있어서의 발진개시전압까지 복귀하면 발진정지검출회로(91)의 출력신호(OUT)가 “L”→“H”로, 각 낸드게이트(NAND-A, NAND-B)의 출력신호가 “H”→“L”로 변화하고, 래치회로(FF)로부터 전압저하AC회로(90)에 공급되는 이네이블신호(EN)의 발생타이밍이 시계LSI(70)로부터 출력되는 분주펄스신호(BU) 및 동작클록신호(CK)에 따른 타이밍으로 변화하는 동시에 지연용 카운터(92)의 리셋신호(R)가 “H”→“L”로 변화한 것으로, 기본클록신호(CLK)의 소정 수(일정 시간: T)의 카운트동작이 개시된다(타이밍g).

그리고 상기 발진회로(74)의 발진동작개시에 의한 시계LSI(70)의 정상동작가능복귀시점으로부터 상기 지연용 카운터(92)에 의한 일정 시간(T)의 카운트동작이 종료하면 그 카운터출력신호(OUT)는 “L”→“H”로 변화하고, 올클리어(초기설정)신호(AC)는 “H”→“L”로 변화한다(타이밍h).

이에 의해 시계LSI(70)에 대한 올클리어(초기설정)신호(AC)는 2차전지전원(72)에 의한 전원전압(Vbat)이 해당 시계LSI(70)의 동작전압복귀후 또한 발진회로(74)의 발진동작전압으로 복귀하고나서 일정 시간(T) 경과하기까지 유지되고나서 해제되도록 되어 확실히 정상적인 회로동작으로 되돌아갈 수 있게 된다.

따라서 상기 구성의 태양전지부착전자손목시계에 의하면 2차전지전원(72)의 전원전압(Vbat)이, 예를 들면 충전부족에 의해 시계LSI(70)의 동작전압 이하로 저하하여 회로동작이 완전 정지한 후에 태양발전장치(71)에 의한 충전이 재개된 경우에 상기 전원전압(Vbat)이 시계LSI(70)의 동작전압으로 복귀하고, 또한 이 시계LSI(70)의 동작클록을 담당하는 기본클록신호(CLK)를 발생하기 위한 발진회로(74)에 의한 발진동작의 개시전압으로 복귀한 후에 AC회로부(81)로부터 상기 시계LSI(70)에 대해서 올클리어(초기설정)신호(AC)가 공급되는 구성으로 했으므로, 자동적으로 정상적인 시계동작으로 되돌아갈 수 있게 된다.

또 상기 구성의 태양전지부착전자손목시계에 의하면 상기 전원전압(Vbat)의 복귀에 동반하는 시계LSI(70)에 공급하는 올클리어(초기설정)신호(AC)는 상기 발진회로(74)에 의한 발진동작의 개시후 그 기본클록신호(CLK)를 소정 수(일정시간: T) 카운트하고나서 해제하는 구성으로 했으므로, 해당 시계LSI(70)에 대한 올클리어처리를 확실히 실시하여 정상적인 시계동작으로 되돌아갈 수 있게 된다.

Claims (14)

1. 태양전지와,

   이 태양전지의 출력에 의해 충전되는 전기저장수단과,

   상기 태양전지의 출력에 의거하여 주위의 밝기를 검출하는 조도검출수단과,

   표시수단과,

   이 표시수단을 조명하는 조명수단과,

   기기의 자세를 검출하는 자세검출수단과,

   이 자세검출수단에서 검출된 기기의 자세와, 상기 조도검출수단의 검출결과에 의거하여 상기 조명수단을 구동하는 구동제어수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 자세검출수단은 상기 기기가 특정의 방향으로 기울어졌을 때에 ON하는 경사스위치수단인 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 구동제어수단은 상기 전압검출수단에서 검출된 상기 태양전지의 출력전압이 소정값 이하이고, 또한 상기 자세검출수단에 의해 기기가 특정의 방향으로 기울어진 것이 검출되었을 때만 상기 조명수단을 점등시키는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 조명수단은 전기루미네선스소자인 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
5. 제 1 항에 있어서,

   또한 현재 시각을 계수하는 시각계수수단을 갖고,

   상기 표시수단은 상기 시각계수수단에서 계수된 현재 시각을 표시하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
6. 제 1 항에 있어서,

   또한 현재 시각을 계수하는 시각계수수단을 갖고,

   상기 표시수단은 상기 시각계수수단에서 계수된 현재 시각을 표시하고,

   그리고 상기 태양전지, 상기 조도검출수단, 상기 전기저장수단, 상기 자세검출수단, 상기 표시수단, 상기 조명수단, 상기 구동제어수단 및 상기 시각계수수단은 손목에 장착 가능한 손목시계케이스에 수납되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 조도검출수단은 상기 전기저장수단의 충전, 방전상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
8. 제 1 항에 있어서,

   또한 상기 전기저장수단의 출력전압에 의해 구동되는 제 1, 제 2 부하수단과,

   상기 전기저장수단의 출력전압이 제 1, 제 2 전압까지 저하한 것을 검출하는 전압검출수단과,

   이 전압검출수단에 의해 상기 전기저장수단의 출력전압이 제 1 전압까지 저하한 것이 검출되었을 때에는 상기 제 1 부하수단의 구동을 금지하고, 상기 제 2 전압까지 저하한 것이 검출되었을 때에는 상기 제 1, 제 2 부하수단의 구동을 금지하는 부하구동금지수단을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 전기저장수단의 출력전압에 의해 구동되는 부하수단과,

   상기 전기저장수단의 출력전압을 소정 시간마다 검출하는 전압검출수단과,

   이 전압검출수단에서 상기 전기저장수단의 출력전압이 소정 전압까지 저하한 것이 검출되었을 때에 통지하는 제 1 통지제어수단과,

   상기 부하수단이 구동되고나서 일정 시간 상기 전압검출수단에 의한 전압검출동작을 정지시키는 전압검출동작정지수단과,

   이 전압검출동작정지수단에 의한 전압검출동작의 정지시간에 상기 부하수단이 구동되었을 때에 상기 부하수단의 구동에 의한 전류소비량에 상당하는 데이터를 누계하는 누계수단과,

   이 누계수단에 의해 미리 설정된 데이터의 누계가 이루어졌을 때에 통지하는 제 2 통지제어수단을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
10. 제 1 항에 있어서,

    또한 상기 전기저장수단의 출력전압으로 구동되는 발진회로수단과,

    상기 전기저장수단의 출력전압으로 구동되어 상기 발진회로수단에 의해 발진되는 신호에 의거하여 소정의 처리를 실시하는 전자회로수단과,

    상기 전기저장수단의 출력전압이 저하하여 발진이 정지하고 있던 상기 발진회로수단이 전압복귀에 의해 발진을 개시한 것을 검출하는 발진개시검출수단과,

    이 발진개시검출수단에 의해 발진개시가 검출되었을 때에 상기 전자회로수단을 초기상태로 리셋하는 리셋신호를 발생하는 리셋신호발생수단을 갖는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 리셋신호발생수단은 상기 발진개시검출수단에 의해 발진개시가 검출된 후 상기 전자회로를 초기상태로 리셋하는 리셋신호를 일정 시간 발생하는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 발진회로수단의 발진개시전압은 상기 전자회로수단의 동작전압에 의해 높은 전압으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
13. 제 1 항에 있어서,

    또한 상기 전기저장수단의 출력전압으로 구동되는 발진회로수단과,

    상기 전기저장수단의 출력전압으로 구동되어 상기 발진회로수단에 의해 발진되는 신호에 의거하여 소정의 처리를 실시하는 전자회로수단과,

    상기 전기저장수단의 출력전압이 상기 발진회로수단의 발진정지전압보다 높은 특정 전압으로 저하한 것을 검출하는 전압저하검출수단과,

    이 전압저하검출수단에 의해 특정 전압으로 저하한 것이 검출되었을 때에 상기 전자회로수단을 초기상태로 리셋하는 리셋신호를 발생하는 리셋신호발생수단을 구비한 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 발진회로수단의 발진정지전압은 상기 전자회로수단의 동작전압보다 낮고, 상기 특정 전압은 상기 전자회로의 동작전압보다 높은 특정 전압인 것을 특징으로 하는 태양전지를 구비한 전자기기.