JP3654018B2 - 計時装置および計時装置の制御方法 - Google Patents
計時装置および計時装置の制御方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、計時装置及び計時装置の制御方法に係り、特に動作モードとして時刻表示を行う通常動作モードと時刻表示を停止して消費電力の低減をはかる節電モードとを有する電子制御時計の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、腕時計タイプなどの小型の電子時計に太陽電池などの発電装置を内蔵し、電池交換なしに動作するものが実現されている。これらの電子時計においては、発電装置で発生した電力をいったん大容量コンデンサなどに充電する機能を備えており、発電が行われないときはコンデンサから放電される電力で時刻表示が行われるようになっている。このため、電池なしでも長時間安定した動作が可能であり、電池の交換の手間あるいは電池の廃棄上の問題などを考慮すると、今後、多くの電子時計に発電装置が内蔵されるものと期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような発電装置を内蔵した電子時計においては、安定して電源を長時間にわたって供給すべく、発電装置が所定時間以上非発電状態におかれた場合には、その状態を検出し、動作モードを時刻表示を行う通常動作モード（表示モード）から時刻表示を行わない節電モードへと移行するように構成している。
ところで、この節電モードにおいては、運針も停止してしまうため、ユーザにとっては、節電モードに移行することにより運針が停止しているのか、電源の容量不足により運針が停止しているのかを容易に把握することができないという不具合があった。
そこで、本発明の目的は、節電モードへ移行している際に節電モードに移行していることをユーザが容易に把握でき、電源容量の低下などの他の理由により運針を停止している場合と、容易に区別することが可能な計時装置および計時装置の制御方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の計時装置は、駆動用電源を供給す電源手段と、前記電源手段から供給される電気エネルギーにより駆動されて時刻表示を行うとともに、通常動作モードおよび節約可能な電気エネルギー量の異なる複数の副節電モードを備える計時手段と、予め定めた所定の条件に基づいて前記計時手段の動作モードを前記通常動作モードおよび前記各副節電モードのいずれかに相互に移行させる動作モード制御手段と、前記動作モード制御手段によって前記各副節電モードへの移行が行われた際には、前記各副節電モードごとに異なる態様で節電告知表示を行わせる節電告知表示制御手段と、前記各副節電モードの継続時間を計時し、この継続時間に基づいて前記動作モードに移行する際には前記計時手段に対して時刻復帰処理を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の構成は、駆動用電源を供給する電源ユニットと、前記電源ユニットから供給される電気エネルギーにより駆動され、時刻表示を行う計時ユニットと、を有する計時装置の制御方法において、予め定めた所定の条件に基づいて前記計時ユニットの動作モードを通常動作モードと節約可能な電気エネルギー量の異なる複数の副節電モードとの間で相互に移行させる動作モード制御工程と、前記計時ユニットの動作モードを前記各副節電モードに移行させる際し、前記計時ユニットの表示態様を前記各副節電モードごとに異なる態様にして節電告知表示を行わせる節電告知表示工程と、前記各副節電モードの継続時間を計時し、この継続時間に基づいて前記動作モードに移行する際には前記計時ユニットに対して時刻復帰処理を行う工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
［１］ 概要構成
図１に、本発明の一実施形態に係る計時装置１の概略構成を示す。
計時装置１は、腕時計であって、使用者は装置本体に連結されたベルトを手首に巻き付けて使用するようになっている。
本実施形態の計時装置１は、大別すると、交流電力を発電する発電部Ａと、発電部Ａからの交流電圧を整流するとともに昇圧した電圧を蓄電し、各構成部分へ電力を給電する電源部Ｂと、発電部Ａの発電状態を検出する発電状態検出部９１（図２参照）を備えその検出結果に基づいて装置全体を制御する制御部２３と、秒針５５をステップモータ１０を用いて駆動する秒針運針機構ＣSと、分針及び時針をステップモータを用いて駆動する時分針運針機構ＣHMと、制御部２３からの制御信号に基づいて秒針運針機構ＣSを駆動する秒針駆動部３０Sと、制御部２３からの制御信号に基づいて時分針運針機構ＣHMを駆動する時分針駆動部３０HMと、計時装置１の動作モードを時刻表示モードからカレンダ修正モード、時刻修正モードあるいは強制的に後述する節電モードに移行させるための指示操作を行う外部入力装置１００（図２参照）とを備えて構成されている。
【００１８】
ここで、制御部２３は、発電部Ａの発電状態に応じて、運指機構ＣS、ＣHMを駆動して時刻表示を行う表示モード（通常動作モード）と、秒針運針機構ＣS及び時分針運針機構ＣHMへの給電を停止して電力を節電を行う節電モードとを切り換えるようになっている。また、節電モードから表示モードへの移行は、ユーザが計時装置１を手に持ってこれを振ることによって、発電を強制的に行うことにより、所定の発電電圧が検出されたことにより強制的に移行されるようになっている。
【００１９】
［２］ 詳細構成
以下、計時装置１各構成部分について説明する。なお、制御部２３については機能ブロックを用いて後述する。
［２．１］ 発電部
まず発電部Ａについて説明する。
発電部Ａは、発電装置４０、回転錘４５および増速用ギア４６を備えて構成されている。
発電装置４０としては、発電用ロータ４３が発電用ステータ４２の内部で回転し発電用ステータ４２に接続された発電コイル４４に誘起された電力を外部に出力できる電磁誘導型の交流発電装置が採用されている。
また、回転錘４５は、発電用ロータ４３に運動エネルギーを伝達する手段として機能する。そして、この回転錘４５の動きが増速用ギア４６を介して発電用ロータ４３に伝達されるようになっている。
この回転錘４５は、腕時計型の計時装置１では、ユーザの腕の動きなどを捉えて装置内で旋回できるようになっている。したがって、使用者の生活に関連したエネルギーを利用して発電を行い、その電力を用いて計時装置１を駆動できるようになっている。
【００２０】
［２．２］ 電源部
次に、電源部Ｂについて説明する。
電源部Ｂは、過大電圧が後段の回路に印加されるのを防止するためのリミッタ回路ＬＭと、整流回路として作用するダイオード４７と、大容量コンデンサ４８と、昇降圧回路４９と、を備えて構成されている。
昇降圧回路４９は、複数のコンデンサ４９ａ、４９ｂおよび４９ｃを用いて多段階の昇圧および降圧ができるようになっており、制御部２３からの制御信号φ１１によって秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給する電圧を調整することができる。
ここで、電源部Ｂは、Ｖｄｄ（高電圧側）を基準電位（ＧＮＤ）に取り、Ｖｓｓ（低電圧側）を電源電圧として生成している。
【００２１】
ここで、図３を参照してリミッタ回路ＬＭの一実施態様について説明する。
リミッタ回路ＬＭは、図３に示すように、等価的には発電部Ａを短絡させるためのスイッチとして機能しており、発電部Ａの発電電圧ＶGENが予め定めた所定のリミット基準電圧ＶLMを越えた場合に、オン（閉）状態となる。
この結果、発電部Ａは、大容量コンデンサ４８から電気的に切り離されることとなる。
これにより、過大な発電電圧ＶGENが大容量コンデンサ４８に印加されることがなくなり、大容量コンデンサの耐圧を越えた発電電圧ＶGENが印加されることによる大容量コンデンサ４８の破損、ひいては、計時装置１の破損を防止することが可能となっている。
なお、図３中のダイオードは、逆流防止ダイオードであり、リミッタ回路ＬＭのオン時に大容量コンデンサ４８が短絡してしまうのを防止するものである。
また、リミッタ回路ＬＭの他の実施態様としては、発電部Ａと大容量コンデンサ４８の結線をスイッチで切断する構成も考えられる。
【００２２】
［２．３］ 運針機構
次に運針機構ＣS、ＣHMについて説明する。
［２．３．１］ 秒針運針機構
まず秒針運針機構ＣSについて説明する。
秒針運針機構ＣSに用いられているステッピングモータ１０は、パルスモータ、ステッピングモータ、階動モータあるいはデジタルモータなどとも称され、デジタル制御装置のアクチュエータとして多用されている、パルス信号によって駆動されるモータである。近年、携帯に適した小型の電子装置あるいは情報機器用のアクチュエータとして小型、軽量化されたステッピングモータが多く採用されている。このような電子装置の代表的なものが電子時計、時間スイッチ、クロノグラフといった計時装置である。
本実施形態のステッピングモータ１０は、秒針駆動部３０Sから供給される駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル１１と、この駆動コイル１１によって励磁されるステータ１２と、さらに、ステータ１２の内部において励磁される磁界により回転するロータ１３を備えている。
また、ステッピングモータ１０は、ロータ１３がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）で構成されている。
【００２３】
ステータ１２には、駆動コイル１１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ１３の回りのそれぞれの相（極）１５および１６に発生するように磁気飽和部１７が設けられている。
また、ロータ１３の回転方向を規定するために、ステータ１２の内周の適当な位置には内ノッチ１８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ１３が適当な位置に停止するようにしている。
ステッピングモータ１０のロータ１３の回転は、かなを介してロータ１３に噛合された秒中間車５１及び秒車（秒指示車）５２からなる輪列５０によって秒針５３に伝達され、秒表示がなされることとなる。
［２．３．２］ 時分運針機構
次に時分針運針機構ＣHMについて説明する。
時分運針機構ＣHMに用いられているステッピングモータ６０は、ステッピングモータ１０と同様の構成となっている。
本実施形態のステッピングモータ６０は、時分駆動部３０HMから供給される駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル６１と、この駆動コイル６１によって励磁されるステータ６２と、さらに、ステータ６２の内部において励磁される磁界により回転するロータ６３を備えている。
【００２４】
また、ステッピングモータ６０は、ロータ６３がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）で構成されている。ステータ６２には、駆動コイル６１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ６３の回りのそれぞれの相（極）６５および６６に発生するように磁気飽和部６７が設けられている。また、ロータ６３の回転方向を規定するために、ステータ６２の内周の適当な位置には内ノッチ６８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ６３が適当な位置に停止するようにしている。
ステッピングモータ６０のロータ６３の回転は、かなを介してロータ６３に噛合された四番車７１、三番車７２、二番車（分指示車）７３、日の裏車７４および筒車（時指示車）７５からなる輪列７０によって各針に伝達される。二番車７３には分針７６が接続され、さらに、筒車７５には時針７７が接続されている。ロータ６３の回転に連動してこれらの各針によって時分が表示される。
さらに輪列７０には、図示してはいないが、年月日（カレンダ）などの表示を行うための伝達系（例えば、日付表示を行う場合には、筒中間車、日回し中間車、日回し車、日車等）を接続することももちろん可能である。この場合においては、さらにカレンダ修正系輪列（例えば、第１カレンダ修正伝え車、第２カレンダ修正伝え車、カレンダ修正車、日車等）を設けることが可能である。
【００２５】
［２．４］ 秒針駆動部及び時分針駆動部
次に、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMについて説明する。この場合において、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMは同様の構成であるので、秒針駆動部３０Sについてのみ説明する。
秒針駆動部３０Sは、制御部２３の制御下でステッピングモータ１０に様々な駆動パルスを供給する。
秒針駆動部３０Sは、直列に接続されたｐチャンネルＭＯＳ３３ａとｎチャンネルＭＯＳ３２ａ、およびｐチャンネルＭＯＳ３３ｂとｎチャンネルＭＯＳ３２ｂによって構成されたブリッジ回路を備えている。
また、秒針駆動部３０Sは、ｐチャンネルＭＯＳ３３ａおよび３３ｂとそれぞれ並列に接続された回転検出用抵抗３５ａおよび３５ｂと、これらの抵抗３５ａおよび３５ｂにチョッパパルスを供給するためのサンプリング用のｐチャンネルＭＯＳ３４ａおよび３４ｂを備えている。したがって、これらのＭＯＳ３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａおよび３４ｂの各ゲート電極に制御部２３からそれぞれのタイミングで極性およびパルス幅の異なる制御パルスを印加することにより、駆動コイル１１に極性の異なる駆動パルスを供給したり、あるいは、ロータ１３の回転検出用および磁界検出用の誘起電圧を励起する検出用のパルスを供給することができるようになっている。
【００２６】
［２．５］ 制御部
次に、制御部２３の構成について図２を参照しつつ説明する。
図２に、制御部２３とその周辺構成の機能ブロック図を示す。
制御部２３は、大別すると、パルス合成回路２２と、モード設定部９０と、時刻情報記憶部９６と、駆動制御回路２４と、を備えている。
まず、パルス合成回路２２は、水晶振動子などの基準発振源２１を用いて安定した周波数の基準パルスを発振する発振回路と、基準パルスを分周して得た分周パルスと基準パルスとを合成してパルス幅やタイミングの異なるパルス信号を発生する合成回路と、を備えて構成されている。
次に、モード設定部９０は、発電状態検出部９１、発電状態の検出のために用いる設定値を切り換える設定値切換部９５、大容量コンデンサ４８の充電電圧Ｖcを検出する電圧検出回路９２と、発電状態に応じて時刻表示のモードを制御するとともに充電電圧に基づいて昇圧倍率を制御する中央制御回路９３と、モードを記憶するモード記憶部９４と、を備えて構成されている。
【００２７】
この発電状態検出部９１は、発電装置４０の起電圧Ｖｇｅｎを設定電圧値Ｖｏと比較して発電が検出されたか否かを判断する第１の検出回路９７と、設定電圧値Ｖｏよりもかなり小さな設定電圧値Ｖｂａｓ以上の起電圧Ｖｇｅｎが得られた発電継続時間Ｔｇｅｎを設定時間値Ｔｏと比較して発電が検出されたか否かを判断する第２の検出回路９８とを備えており、第１および第２の検出回路９７および９８にいずれか一方の条件が満足すると、発電状態であると判断するようになっている。ここで、設定電圧値ＶｏおよびＶｂａｓは、いずれもＶｄｄ（＝ＧＮＤ）を基準としたときの負電圧であり、Ｖｄｄからの電位差を示している。なお、第１および第２の検出回路９７および９８の構成については後述する。
【００２８】
ここで、設定電圧値Ｖｏおよび設定時間値Ｔｏは、設定値切換部９５によって切換制御できるになっている。設定値切換部９５は、表示モードから節電モードに切り換わると、発電検出回路９１の第１および第２の検出回路９７および９８の設定値ＶｏおよびＴｏの値を変更する。本例においては、表示モードの設定値ＶａおよびＴａとして、節電モードの設定値ＶｂおよびＴｂよりも低い値がセットされるようになっている。したがって、節電モードから表示モードへ切り換えるためには、大きな発電が必要とされる。ここで、その発電の程度は、計時装置１を通常携帯して得られる程度では足らず、ユーザが手振りによって強制的に充電する際に生じる大きなものである必要がある。換言すれば、節電モードの設定値ＶｂおよびＴｂは手振りによる強制充電を検出できるように設定されている。また、中央制御回路９３は、第１および第２の検出回路９７および９８で発電が検出されない非発電時間Ｔｎを計測する非発電時間計測回路９９を備えており、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間以上継続すると表示モードから節電モードに移行するようになっている。
【００２９】
一方、節電モードから表示モードへの移行は、発電状態検出部９１によって、発電部Ａが発電状態にあることが検出され、かつ、大容量コンデンサ４８の充電電圧ＶCが十分であるという条件が整うと実行される。
この場合において、節電モードへ移行している状態で、リミッタ回路ＬＭが動作し、オン（閉）状態となっていると、発電部Ａは短絡状態となり、発電状態検出部９１は、発電部Ａが発電状態にあってもそれを検出することができなくなってしまい、節電モードから表示モードへ移行することができなくなってしまうこととなる。
そこで、本実施形態においては、動作モードが節電モードにある場合には、発電部Ａの発電状態に拘わらず、リミッタ回路ＬＭをオフ（開）状態として、発電状態検出部９１は、発電部Ａの発電状態を確実に検出することができるようにしている。
【００３０】
また、本実施形態の電源部Ｂは昇降圧回路４９を備えているため、充電電圧ＶCがある程度低い状態でも昇降圧回路４９を用いて電源電圧を昇圧することにより、運針機構ＣS、ＣHMを駆動することが可能である。
また、逆に充電電圧ＶCがある程度高く、運針機構ＣS、ＣHMの駆動電圧よりも高い状態でも昇降圧回路４９を用いて電源電圧を降圧することにより、運針機構ＣS、ＣHMを駆動することが可能である。
そこで、中央制御回路９３は、充電電圧ＶCに基づいて昇降圧倍率を決定し、昇降圧回路４９を制御している。
【００３１】
しかし、充電電圧ＶCがあまりに低いと、昇圧しても運針機構ＣS、ＣHMを動作させることができる電源電圧を得ることができない。そのような場合に、節電モードから表示モードに移行すると、正確な時刻表示を行うことができず、また、無駄な電力を消費してしまうことになる。
そこで、本実施形態においては、充電電圧ＶCを予め定められた設定電圧値Ｖcと比較することにより、充電電圧ＶCが十分であるか否かを判断し、これを節電モードから表示モードへ移行するための一条件としている。
さらに中央制御回路９３は、ユーザにより外部入力装置１００が操作された場合に、予め定めた強制的な節電モードへの移行の指示動作が所定時間内に行われたか否かを監視するための節電モードカウンタ１０１と、常時サイクリックにカウントを継続するとともに、カウント値＝０の秒針位置が予め定めた所定の節電告知表示用位置（例えば、１時と２時の間の位置）に相当する秒針位置カウンタ１０２と、を備えて構成されている。
【００３２】
こうして設定されたモードは、モード記憶部９４に記憶され、その情報が駆動制御回路２４、時刻情報記憶部９６および設定値切換部９５に供給されている。駆動制御回路２４においては、表示モードから節電モードに切り換わると、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに対しパルス信号を供給するのを停止し、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMの動作を停止させる。これにより、モータ１０は回転しなくなり、時刻表示は停止する。
次に、時刻情報記憶部９６は、より具体的にはアップダウンカウンタで構成されており（図示せず）、表示モードから節電モードに切り換わると、パルス合成回路２２によって生成された基準信号を受けて時間計測を開始してカウント値をアップし（アップカウント）、節電モードの継続時間がカウント値として計測されることになる。
また、節電モードから表示モードに切り換わると、前記アップダウンカウンタのカウント値をダウンし（ダウンカウント）、ダウンカウント中は、駆動制御回路２４から秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給される早送りパルスを出力する。
そして、アップダウンカウンタのカウント値が零、すなわち、節電モードの継続時間および早送り運針中の経過時間に相当する早送り運針時間が経過すると、早送りパルスの送出を停止するための制御信号を生成し、これを秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給している。
この結果、時刻表示は現在時刻に復帰されることとなる。
このように時刻情報記憶部９６は、再表示された時刻表示を現在時刻に復帰させる機能も備えている。
【００３３】
次に、駆動制御回路２４は、パルス合成回路２２から出力される各種のパルスに基づいて、モードに応じた駆動パルスを生成する。まず、節電モードにあっては、駆動パルスの供給を停止する。次に、節電モードから表示モードへの切換が行われた直後には、再表示された時刻表示を現時刻に復帰させるために、パルス間隔が短い早送りパルスを駆動パルスとして秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給する。
次に、早送りパルスの供給が終了した後には、通常のパルス間隔の駆動パルスを秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給する。
【００３４】
［３］ 実施形態の動作
図４に実施形態の計時装置におけるた動作フローチャートを示す。
まず、制御回路２３は、節電動作モード中であるか否かを判別する（ステップＳ１）。
ステップＳ１の判別において節電動作モード中である場合には（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、後述するステップＳ８の処理に移行する。
ステップＳ１の判別において節電動作モード中ではない、すなわち、通常動作モードである表示モード中である場合には（ステップＳ１；Ｎｏ）、中央制御回路９３は、発電状態検出装置９１の検出信号に基づいて、起電力があるか否か、すなわち、発電装置４０が発電しているか否かを判別する（ステップＳ２）。
ステップＳ２の判別において起電力があると判別した場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１５に移行し、時刻表示を継続し（ステップＳ１０）、再びステップＳ１に処理を移行する。
ステップＳ３の判別において起電力がない、すなわち、発電をしていないと判別した場合には（ステップＳ３；Ｎｏ）、中央制御回路９３の非発電時間計測回路９９は、非発電時間Ｔｎのカウントアップを行う（ステップＳ３）。
そして中央制御回路９３は、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間を越えて継続しているか否かを判別する（ステップＳ４）。
【００３５】
ステップＳ４の判別において、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間を越えて継続していない場合には（ステップＳ４；Ｎｏ）、処理を再びステップＳ２に移行し、ステップＳ２からステップＳ４の処理を繰り返す。
ステップＳ４の判別において、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間を越えて継続している場合には（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、常時サイクリックにカウントを継続している秒針位置カウンタ１０２のカウントアップを行い（ステップＳ５）、秒針位置カウンタ１０２の値が「０」、すなわち、秒針が予め定めた所定の節電告知表示用位置（図５（ａ）における節電モードインジケータ１１１に対向する領域内である１時〜２時の間の位置）に至ったか否かを判別する（ステップＳ６）。
ステップＳ６の判別において、秒針位置カウンタ１０２の値が「０」ではない、すなわち、図５（ａ）に示すように、秒針が予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に至っていない場合には（ステップＳ６；Ｎｏ）、秒針駆動部３０Ｓのを駆動したままで秒針５５を駆動しつつ、処理を再びステップＳ５に移行し、秒針位置カウンタ１０２のカウントアップを継続する。
ステップＳ６の判別において、秒針位置カウンタ１０２の値が「０」、すなわち、図５（ｂ）に示すように、秒針が予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に至った場合には、当該位置で秒針を停止するとともに、時刻表示を停止して節電モードに移行する（ステップＳ６）。
この結果、ユーザは、秒針が節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内で停止していることを確認することにより、計時装置１が節電モードにあることを容易に把握することが出来る。
【００３６】
次に中央制御回路９３は、リミッタ回路ＬＭをオフ（開）状態として、発電状態検出部９１が、発電部Ａの発電状態を確実に検出することができるようにしている。
続いて中央制御回路９３は、昇降圧回路４９を制御し、昇圧制御を停止させる（ステップＳ９）。
ここで、節電モード時に昇圧制御を停止する理由について説明する。
一般に限られたエネルギーで計時装置の動作電圧領域を長期間確保するために、電源装置においては、昇降圧回路４９を制御して昇圧制御を行う必要がある。表示モードにおいては、電源電圧が低下して、運針を行うための駆動電圧が所定の駆動電圧を下回ると、昇圧制御を行って駆動電圧を上昇させ、運針を継続させることとなる。
一方、節電モードにおいては、後述する時刻復帰処理（ステップＳ１４）を行うために、時刻復帰可能電圧を下回る電圧レベルでは、少しでもエネルギー消費を抑えて節電モードから表示モードに移行した際に素早く時刻復帰処理を行うことが可能な電圧状態になるまで、充電を行えるようにしなければならない。
そこで、本実施形態では、節電モード時に昇圧制御を停止するように構成しているのである。
【００３７】
次に時刻情報記憶部９６は、後述する時刻復帰処理（ステップＳ１４）を行うための節電モードにおける経過時間に対応する時刻情報のカウントアップを行い（ステップＳ１０）、ユーザが当該計時装置１の動作モードを時刻修正モードに移行させるべく外部入力装置（リュウズ及び位置検出装置）の操作を行ったか否かを判別する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１の判別において、時刻修正モードに移行させるべく外部入力装置１００の操作を行っていない場合には（ステップＳ１１；Ｎｏ）、発電装置４０が表示モードへ移行するか否かを判別するための所定の起電力以上の起電力で発電を行っているか否かを判別する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２の判別において、発電装置４０が表示モードへ移行するか否かを判別するための所定の起電力以上の起電力で発電を行っていない、すなわち、節電モードを継続すべき場合には、処理を再びステップＳ１０に移行して節電モードにおける経過時間に対応する時刻情報のカウントアップを継続する。
【００３８】
ステップＳ１２の判別において、発電装置４０が表示モードへ移行するか否かを判別するための所定の起電力以上の起電力で発電を行っている、すなわち、表示モードへ移行すべき場合には（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、リミッタ回路ＬＭの制御を再開し（ステップＳ１３）、動作モードを節電モードから表示モードに移行して、時刻を時刻情報記憶部９６のカウント値に基づいて復帰する時刻復帰処理を行い、秒針５５も通常通り駆動させる（ステップＳ１４）。
そして、時刻表示を継続し（ステップＳ１５）、再び処理をステップＳ１に移行して、同様の処理を繰り返すこととなる。
ステップＳ１１の判別において、時刻修正モードに移行させるべく外部入力装置１００の操作を行っている場合には（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、時刻情報記憶部９６のカウント値をリセットする（ステップＳ１６）。
そして、ユーザの外部入力装置の操作により時刻修正モードが解除されると、処理を再び、ステップＳ１０に移行して、時刻復帰処理（ステップＳ１４）を行うための節電モードにおける経過時間に対応する時刻情報のカウントアップを行い、節電モードが解除されるまで、同様の処理を繰り返すこととなる。
【００３９】
［４］ 実施形態の効果
以上の説明のように、本実施形態の計時装置１によれば、動作モードを節電モードへ移行している際には、秒針を節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内で停止させることにより、ユーザは秒針が節電モードインジケータ１１１に対向する領域内で停止していることを確認することにより、計時装置１が節電モードにあることを電源容量不足による停止などから明確に区別して、容易に把握することが出来る。
【００４０】
［５］実施形態の変形例
［５．１］ 第１変形例
上記実施形態においては、ステップモータ１０及びステップモータ６０を用いてアナログ指針を駆動し、時刻表示を行う計時装置を例に説明しているが、ＬＣＤなどで時刻表示を行うディジタル計時装置に対しても適用できることはもちろんである。
この場合において、アナログ指針を液晶ディスプレイなどで表現するアナログ表示方式のディジタル計時装置においては、上記実施形態と同様に秒針を予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に運針（あるいは、直ちに移動）してから秒針の表示のみを行うようにすればよい。
また、特定の節電モード表示用のマーク、あるいは、記号のみを表示し続ける態様とすることも可能である。
さらに節電モードインジケータ１１１のような構成を有しなくとも、表示用指針を予め定めた所定位置に停止するように構成しても良い。例えば、秒針および時分針を正時位置（６０秒位置）で停止するようにしても良い。
【００４１】
［５．２］ 第２変形例
上記実施形態においては、節電モードに移行するに際し、２つのステップモータ１０，６０を同時に駆動停止する場合について説明したが、節電モードを複数段階（副節電モードに相当）設定するとともに、節電モードインジケータ１１１を複数の領域に色分けするなどして分割して、いずれの節電モードに移行しているのかを認識できるように構成することも可能である。
より具体的には、節電モードを２つに分け、第１段階の節電モードでは、秒針に対応するステップモータ１０のみを停止し、秒針を予め定めた所定の第１の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１の第１の領域（例えば、黄色で表示）に対向する領域内に運針してから、第１段階の節電モードに移行し、さらに第２段階の節電モードに移行するに際して、再び秒針を駆動し、秒針を予め定めた所定の第２の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１の第２の領域（例えば、赤色で表示）に対向する領域内に運針してから秒針に対応するステップモータ１０および時分針に対応するステップモータ６０を停止するように構成すればよい。
【００４２】
［５．３］ 第３変形例
上記実施形態においては、２つのモータで時分および秒を表示する計時装置を例に説明しているが、時分および秒を一つのモータを用いて時刻表示する計時装置についても本発明の適用が可能である。
逆に３個以上のモータ（秒針、分針、時針、カレンダ、クロノグラフなどを個別に制御するモータ）を有する計時装置についても本発明の適用が可能である。この場合において、秒針のみならず、クロノグラフ用の表示用指針（例えば、１／１０秒針）などを所定の節電モード表示位置に停止するようにすることも可能である。
さらに秒針と時分針などのように複数の表示用指針を所定の位置に停止させるように構成することも可能である。
この場合においては、複数の表示用指針を同一の所定位置（例えば、所定の同一方向を向かせて停止する）に停止させたり、複数の表示用指針を異なる所定位置に停止させたりすることも可能である。
【００４３】
［５．４］ 第４変形例
上記実施形態においては、表示モードから節電モードへは自動的に移行していたが、ユーザが外部入力装置を操作することにより、例えば、リュウズに対し特定の操作を行ったことを検出して、強制的に節電モードへ移行させることを可能とし、強制的な節電モードへの移行に際し、秒針を予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に運針してから、節電モードに移行するように構成することも可能である。
【００４４】
［５．５］ 第５変形例
上記実施形態では、腕時計型の計時装置１を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、腕時計以外にも、携帯型の懐中時計、非携帯型の置き時計あるいは壁掛け時計などであっても適用が可能である。
【００４５】
［５．６］ 第６変形例
上記実施形態では、発電装置４０として、回転錘４５の回転運動をロータ４３に伝達し、該ロータ４３の回転により出力用コイル４４に起電力Ｖｇｅｎを発生させる電磁発電装置を採用しているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、ゼンマイの復元力（第１のエネルギーに相当）により回転運動を生じさせ、該回転運動で起電力を発生させる発電装置や、外部あるいは自励による振動または変位（第１のエネルギーに相当）を圧電体に加えることにより、圧電効果によって電力を発生させる発電装置であってもよい。
さらに太陽光等の光エネルギー（第１のエネルギーに相当）を利用した光電変換により電力を発生させる発電装置であっても良い。
さらにまた、ある部位と他の部位との温度差（熱エネルギー；第１のエネルギーに相当）による熱発電により電力を発生させる発電装置であっても良い。
また、放送、通信電波などの浮遊電磁波を受信し、そのエネルギー（第１のエネルギーに相当）を利用した電磁誘導型発電装置を用いるように構成することも可能である。
【００４６】
［５．７］ 第７変形例
上記実施形態においては、基準電位（ＧＮＤ）をＶｄｄ（高電位側）に設定したが、基準電位（ＧＮＤ）をＶｓｓ（低電位側）に設定してもよいことは勿論である。この場合には、設定電圧値ＶｏおよびＶｂａｓは、Ｖｓｓを基準として、高電圧側に設定される検出レベルとの電位差を示すものとなる。
［５．８］ 第８変形例
上記実施形態においては、電源として、発電装置による発電電力を蓄電する二次電池、コンデンサなどの充電可能な蓄電装置を用いていたが、一次電池を用いるものでもよく、さらには、充電可能な蓄電装置と一次電池を併用したり、発電装置と一次電池を併用したりするものでも構わない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、計時手段の動作モードを節電モードに移行させるに際し、計時手段の時刻表示態様を当該計時装置が節電モードにあることをユーザに告知するための予め定めた節電告知用表示態様とすることにより、節電モードへ移行している際に節電モードに移行していることをユーザが容易に把握でき、電源容量の低下などの他の理由により運針を停止している場合と、容易に区別することが可能となる。
従って、ユーザの使い勝手を向上しつつ、消費電力の低減をはかることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る計時装置の概略構成を示す図である。
【図２】 同実施形態に係る制御部とその周辺構成の機能ブロック図である。
【図３】 リミッタ回路の原理説明図である。
【図４】 実施形態の動作フローチャートである。
【図５】 節電モード表示態様の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１…計時装置
２３…制御回路
２４…駆動制御回路
３０S…秒針駆動部
３０HM…時分針駆動部
４０…発電装置
４５…回転錘
４８…高容量２次電源（大容量コンデンサ）
４９…昇圧回路
９０…モード設定部
９１…発電状態検出部
９３…中央制御回路
９４…モード記憶部
９５…設定値切換器
９７…第１の検出回路
９８…第２の検出回路
１００…外部入力装置
１０１…節電モードカウンタ
１１１…節電モードインジケータ
Ａ…発電部
Ｂ…電源部
ＬＭ…リミッタ回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、計時装置及び計時装置の制御方法に係り、特に動作モードとして時刻表示を行う通常動作モードと時刻表示を停止して消費電力の低減をはかる節電モードとを有する電子制御時計の制御技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、腕時計タイプなどの小型の電子時計に太陽電池などの発電装置を内蔵し、電池交換なしに動作するものが実現されている。これらの電子時計においては、発電装置で発生した電力をいったん大容量コンデンサなどに充電する機能を備えており、発電が行われないときはコンデンサから放電される電力で時刻表示が行われるようになっている。このため、電池なしでも長時間安定した動作が可能であり、電池の交換の手間あるいは電池の廃棄上の問題などを考慮すると、今後、多くの電子時計に発電装置が内蔵されるものと期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような発電装置を内蔵した電子時計においては、安定して電源を長時間にわたって供給すべく、発電装置が所定時間以上非発電状態におかれた場合には、その状態を検出し、動作モードを時刻表示を行う通常動作モード（表示モード）から時刻表示を行わない節電モードへと移行するように構成している。
ところで、この節電モードにおいては、運針も停止してしまうため、ユーザにとっては、節電モードに移行することにより運針が停止しているのか、電源の容量不足により運針が停止しているのかを容易に把握することができないという不具合があった。
そこで、本発明の目的は、節電モードへ移行している際に節電モードに移行していることをユーザが容易に把握でき、電源容量の低下などの他の理由により運針を停止している場合と、容易に区別することが可能な計時装置および計時装置の制御方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の計時装置は、駆動用電源を供給す電源手段と、前記電源手段から供給される電気エネルギーにより駆動されて時刻表示を行うとともに、通常動作モードおよび節約可能な電気エネルギー量の異なる複数の副節電モードを備える計時手段と、予め定めた所定の条件に基づいて前記計時手段の動作モードを前記通常動作モードおよび前記各副節電モードのいずれかに相互に移行させる動作モード制御手段と、前記動作モード制御手段によって前記各副節電モードへの移行が行われた際には、前記各副節電モードごとに異なる態様で節電告知表示を行わせる節電告知表示制御手段と、前記各副節電モードの継続時間を計時し、この継続時間に基づいて前記動作モードに移行する際には前記計時手段に対して時刻復帰処理を行う手段とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２に記載の構成は、駆動用電源を供給する電源ユニットと、前記電源ユニットから供給される電気エネルギーにより駆動され、時刻表示を行う計時ユニットと、を有する計時装置の制御方法において、予め定めた所定の条件に基づいて前記計時ユニットの動作モードを通常動作モードと節約可能な電気エネルギー量の異なる複数の副節電モードとの間で相互に移行させる動作モード制御工程と、前記計時ユニットの動作モードを前記各副節電モードに移行させる際し、前記計時ユニットの表示態様を前記各副節電モードごとに異なる態様にして節電告知表示を行わせる節電告知表示工程と、前記各副節電モードの継続時間を計時し、この継続時間に基づいて前記動作モードに移行する際には前記計時ユニットに対して時刻復帰処理を行う工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の好適な実施形態を説明する。
［１］ 概要構成
図１に、本発明の一実施形態に係る計時装置１の概略構成を示す。
計時装置１は、腕時計であって、使用者は装置本体に連結されたベルトを手首に巻き付けて使用するようになっている。
本実施形態の計時装置１は、大別すると、交流電力を発電する発電部Ａと、発電部Ａからの交流電圧を整流するとともに昇圧した電圧を蓄電し、各構成部分へ電力を給電する電源部Ｂと、発電部Ａの発電状態を検出する発電状態検出部９１（図２参照）を備えその検出結果に基づいて装置全体を制御する制御部２３と、秒針５５をステップモータ１０を用いて駆動する秒針運針機構ＣSと、分針及び時針をステップモータを用いて駆動する時分針運針機構ＣHMと、制御部２３からの制御信号に基づいて秒針運針機構ＣSを駆動する秒針駆動部３０Sと、制御部２３からの制御信号に基づいて時分針運針機構ＣHMを駆動する時分針駆動部３０HMと、計時装置１の動作モードを時刻表示モードからカレンダ修正モード、時刻修正モードあるいは強制的に後述する節電モードに移行させるための指示操作を行う外部入力装置１００（図２参照）とを備えて構成されている。
【００１８】
ここで、制御部２３は、発電部Ａの発電状態に応じて、運指機構ＣS、ＣHMを駆動して時刻表示を行う表示モード（通常動作モード）と、秒針運針機構ＣS及び時分針運針機構ＣHMへの給電を停止して電力を節電を行う節電モードとを切り換えるようになっている。また、節電モードから表示モードへの移行は、ユーザが計時装置１を手に持ってこれを振ることによって、発電を強制的に行うことにより、所定の発電電圧が検出されたことにより強制的に移行されるようになっている。
【００１９】
［２］ 詳細構成
以下、計時装置１各構成部分について説明する。なお、制御部２３については機能ブロックを用いて後述する。
［２．１］ 発電部
まず発電部Ａについて説明する。
発電部Ａは、発電装置４０、回転錘４５および増速用ギア４６を備えて構成されている。
発電装置４０としては、発電用ロータ４３が発電用ステータ４２の内部で回転し発電用ステータ４２に接続された発電コイル４４に誘起された電力を外部に出力できる電磁誘導型の交流発電装置が採用されている。
また、回転錘４５は、発電用ロータ４３に運動エネルギーを伝達する手段として機能する。そして、この回転錘４５の動きが増速用ギア４６を介して発電用ロータ４３に伝達されるようになっている。
この回転錘４５は、腕時計型の計時装置１では、ユーザの腕の動きなどを捉えて装置内で旋回できるようになっている。したがって、使用者の生活に関連したエネルギーを利用して発電を行い、その電力を用いて計時装置１を駆動できるようになっている。
【００２０】
［２．２］ 電源部
次に、電源部Ｂについて説明する。
電源部Ｂは、過大電圧が後段の回路に印加されるのを防止するためのリミッタ回路ＬＭと、整流回路として作用するダイオード４７と、大容量コンデンサ４８と、昇降圧回路４９と、を備えて構成されている。
昇降圧回路４９は、複数のコンデンサ４９ａ、４９ｂおよび４９ｃを用いて多段階の昇圧および降圧ができるようになっており、制御部２３からの制御信号φ１１によって秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給する電圧を調整することができる。
ここで、電源部Ｂは、Ｖｄｄ（高電圧側）を基準電位（ＧＮＤ）に取り、Ｖｓｓ（低電圧側）を電源電圧として生成している。
【００２１】
ここで、図３を参照してリミッタ回路ＬＭの一実施態様について説明する。
リミッタ回路ＬＭは、図３に示すように、等価的には発電部Ａを短絡させるためのスイッチとして機能しており、発電部Ａの発電電圧ＶGENが予め定めた所定のリミット基準電圧ＶLMを越えた場合に、オン（閉）状態となる。
この結果、発電部Ａは、大容量コンデンサ４８から電気的に切り離されることとなる。
これにより、過大な発電電圧ＶGENが大容量コンデンサ４８に印加されることがなくなり、大容量コンデンサの耐圧を越えた発電電圧ＶGENが印加されることによる大容量コンデンサ４８の破損、ひいては、計時装置１の破損を防止することが可能となっている。
なお、図３中のダイオードは、逆流防止ダイオードであり、リミッタ回路ＬＭのオン時に大容量コンデンサ４８が短絡してしまうのを防止するものである。
また、リミッタ回路ＬＭの他の実施態様としては、発電部Ａと大容量コンデンサ４８の結線をスイッチで切断する構成も考えられる。
【００２２】
［２．３］ 運針機構
次に運針機構ＣS、ＣHMについて説明する。
［２．３．１］ 秒針運針機構
まず秒針運針機構ＣSについて説明する。
秒針運針機構ＣSに用いられているステッピングモータ１０は、パルスモータ、ステッピングモータ、階動モータあるいはデジタルモータなどとも称され、デジタル制御装置のアクチュエータとして多用されている、パルス信号によって駆動されるモータである。近年、携帯に適した小型の電子装置あるいは情報機器用のアクチュエータとして小型、軽量化されたステッピングモータが多く採用されている。このような電子装置の代表的なものが電子時計、時間スイッチ、クロノグラフといった計時装置である。
本実施形態のステッピングモータ１０は、秒針駆動部３０Sから供給される駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル１１と、この駆動コイル１１によって励磁されるステータ１２と、さらに、ステータ１２の内部において励磁される磁界により回転するロータ１３を備えている。
また、ステッピングモータ１０は、ロータ１３がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）で構成されている。
【００２３】
ステータ１２には、駆動コイル１１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ１３の回りのそれぞれの相（極）１５および１６に発生するように磁気飽和部１７が設けられている。
また、ロータ１３の回転方向を規定するために、ステータ１２の内周の適当な位置には内ノッチ１８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ１３が適当な位置に停止するようにしている。
ステッピングモータ１０のロータ１３の回転は、かなを介してロータ１３に噛合された秒中間車５１及び秒車（秒指示車）５２からなる輪列５０によって秒針５３に伝達され、秒表示がなされることとなる。
［２．３．２］ 時分運針機構
次に時分針運針機構ＣHMについて説明する。
時分運針機構ＣHMに用いられているステッピングモータ６０は、ステッピングモータ１０と同様の構成となっている。
本実施形態のステッピングモータ６０は、時分駆動部３０HMから供給される駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル６１と、この駆動コイル６１によって励磁されるステータ６２と、さらに、ステータ６２の内部において励磁される磁界により回転するロータ６３を備えている。
【００２４】
また、ステッピングモータ６０は、ロータ６３がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）で構成されている。ステータ６２には、駆動コイル６１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ６３の回りのそれぞれの相（極）６５および６６に発生するように磁気飽和部６７が設けられている。また、ロータ６３の回転方向を規定するために、ステータ６２の内周の適当な位置には内ノッチ６８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ６３が適当な位置に停止するようにしている。
ステッピングモータ６０のロータ６３の回転は、かなを介してロータ６３に噛合された四番車７１、三番車７２、二番車（分指示車）７３、日の裏車７４および筒車（時指示車）７５からなる輪列７０によって各針に伝達される。二番車７３には分針７６が接続され、さらに、筒車７５には時針７７が接続されている。ロータ６３の回転に連動してこれらの各針によって時分が表示される。
さらに輪列７０には、図示してはいないが、年月日（カレンダ）などの表示を行うための伝達系（例えば、日付表示を行う場合には、筒中間車、日回し中間車、日回し車、日車等）を接続することももちろん可能である。この場合においては、さらにカレンダ修正系輪列（例えば、第１カレンダ修正伝え車、第２カレンダ修正伝え車、カレンダ修正車、日車等）を設けることが可能である。
【００２５】
［２．４］ 秒針駆動部及び時分針駆動部
次に、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMについて説明する。この場合において、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMは同様の構成であるので、秒針駆動部３０Sについてのみ説明する。
秒針駆動部３０Sは、制御部２３の制御下でステッピングモータ１０に様々な駆動パルスを供給する。
秒針駆動部３０Sは、直列に接続されたｐチャンネルＭＯＳ３３ａとｎチャンネルＭＯＳ３２ａ、およびｐチャンネルＭＯＳ３３ｂとｎチャンネルＭＯＳ３２ｂによって構成されたブリッジ回路を備えている。
また、秒針駆動部３０Sは、ｐチャンネルＭＯＳ３３ａおよび３３ｂとそれぞれ並列に接続された回転検出用抵抗３５ａおよび３５ｂと、これらの抵抗３５ａおよび３５ｂにチョッパパルスを供給するためのサンプリング用のｐチャンネルＭＯＳ３４ａおよび３４ｂを備えている。したがって、これらのＭＯＳ３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂ、３４ａおよび３４ｂの各ゲート電極に制御部２３からそれぞれのタイミングで極性およびパルス幅の異なる制御パルスを印加することにより、駆動コイル１１に極性の異なる駆動パルスを供給したり、あるいは、ロータ１３の回転検出用および磁界検出用の誘起電圧を励起する検出用のパルスを供給することができるようになっている。
【００２６】
［２．５］ 制御部
次に、制御部２３の構成について図２を参照しつつ説明する。
図２に、制御部２３とその周辺構成の機能ブロック図を示す。
制御部２３は、大別すると、パルス合成回路２２と、モード設定部９０と、時刻情報記憶部９６と、駆動制御回路２４と、を備えている。
まず、パルス合成回路２２は、水晶振動子などの基準発振源２１を用いて安定した周波数の基準パルスを発振する発振回路と、基準パルスを分周して得た分周パルスと基準パルスとを合成してパルス幅やタイミングの異なるパルス信号を発生する合成回路と、を備えて構成されている。
次に、モード設定部９０は、発電状態検出部９１、発電状態の検出のために用いる設定値を切り換える設定値切換部９５、大容量コンデンサ４８の充電電圧Ｖcを検出する電圧検出回路９２と、発電状態に応じて時刻表示のモードを制御するとともに充電電圧に基づいて昇圧倍率を制御する中央制御回路９３と、モードを記憶するモード記憶部９４と、を備えて構成されている。
【００２７】
この発電状態検出部９１は、発電装置４０の起電圧Ｖｇｅｎを設定電圧値Ｖｏと比較して発電が検出されたか否かを判断する第１の検出回路９７と、設定電圧値Ｖｏよりもかなり小さな設定電圧値Ｖｂａｓ以上の起電圧Ｖｇｅｎが得られた発電継続時間Ｔｇｅｎを設定時間値Ｔｏと比較して発電が検出されたか否かを判断する第２の検出回路９８とを備えており、第１および第２の検出回路９７および９８にいずれか一方の条件が満足すると、発電状態であると判断するようになっている。ここで、設定電圧値ＶｏおよびＶｂａｓは、いずれもＶｄｄ（＝ＧＮＤ）を基準としたときの負電圧であり、Ｖｄｄからの電位差を示している。なお、第１および第２の検出回路９７および９８の構成については後述する。
【００２８】
ここで、設定電圧値Ｖｏおよび設定時間値Ｔｏは、設定値切換部９５によって切換制御できるになっている。設定値切換部９５は、表示モードから節電モードに切り換わると、発電検出回路９１の第１および第２の検出回路９７および９８の設定値ＶｏおよびＴｏの値を変更する。本例においては、表示モードの設定値ＶａおよびＴａとして、節電モードの設定値ＶｂおよびＴｂよりも低い値がセットされるようになっている。したがって、節電モードから表示モードへ切り換えるためには、大きな発電が必要とされる。ここで、その発電の程度は、計時装置１を通常携帯して得られる程度では足らず、ユーザが手振りによって強制的に充電する際に生じる大きなものである必要がある。換言すれば、節電モードの設定値ＶｂおよびＴｂは手振りによる強制充電を検出できるように設定されている。また、中央制御回路９３は、第１および第２の検出回路９７および９８で発電が検出されない非発電時間Ｔｎを計測する非発電時間計測回路９９を備えており、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間以上継続すると表示モードから節電モードに移行するようになっている。
【００２９】
一方、節電モードから表示モードへの移行は、発電状態検出部９１によって、発電部Ａが発電状態にあることが検出され、かつ、大容量コンデンサ４８の充電電圧ＶCが十分であるという条件が整うと実行される。
この場合において、節電モードへ移行している状態で、リミッタ回路ＬＭが動作し、オン（閉）状態となっていると、発電部Ａは短絡状態となり、発電状態検出部９１は、発電部Ａが発電状態にあってもそれを検出することができなくなってしまい、節電モードから表示モードへ移行することができなくなってしまうこととなる。
そこで、本実施形態においては、動作モードが節電モードにある場合には、発電部Ａの発電状態に拘わらず、リミッタ回路ＬＭをオフ（開）状態として、発電状態検出部９１は、発電部Ａの発電状態を確実に検出することができるようにしている。
【００３０】
また、本実施形態の電源部Ｂは昇降圧回路４９を備えているため、充電電圧ＶCがある程度低い状態でも昇降圧回路４９を用いて電源電圧を昇圧することにより、運針機構ＣS、ＣHMを駆動することが可能である。
また、逆に充電電圧ＶCがある程度高く、運針機構ＣS、ＣHMの駆動電圧よりも高い状態でも昇降圧回路４９を用いて電源電圧を降圧することにより、運針機構ＣS、ＣHMを駆動することが可能である。
そこで、中央制御回路９３は、充電電圧ＶCに基づいて昇降圧倍率を決定し、昇降圧回路４９を制御している。
【００３１】
しかし、充電電圧ＶCがあまりに低いと、昇圧しても運針機構ＣS、ＣHMを動作させることができる電源電圧を得ることができない。そのような場合に、節電モードから表示モードに移行すると、正確な時刻表示を行うことができず、また、無駄な電力を消費してしまうことになる。
そこで、本実施形態においては、充電電圧ＶCを予め定められた設定電圧値Ｖcと比較することにより、充電電圧ＶCが十分であるか否かを判断し、これを節電モードから表示モードへ移行するための一条件としている。
さらに中央制御回路９３は、ユーザにより外部入力装置１００が操作された場合に、予め定めた強制的な節電モードへの移行の指示動作が所定時間内に行われたか否かを監視するための節電モードカウンタ１０１と、常時サイクリックにカウントを継続するとともに、カウント値＝０の秒針位置が予め定めた所定の節電告知表示用位置（例えば、１時と２時の間の位置）に相当する秒針位置カウンタ１０２と、を備えて構成されている。
【００３２】
こうして設定されたモードは、モード記憶部９４に記憶され、その情報が駆動制御回路２４、時刻情報記憶部９６および設定値切換部９５に供給されている。駆動制御回路２４においては、表示モードから節電モードに切り換わると、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに対しパルス信号を供給するのを停止し、秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMの動作を停止させる。これにより、モータ１０は回転しなくなり、時刻表示は停止する。
次に、時刻情報記憶部９６は、より具体的にはアップダウンカウンタで構成されており（図示せず）、表示モードから節電モードに切り換わると、パルス合成回路２２によって生成された基準信号を受けて時間計測を開始してカウント値をアップし（アップカウント）、節電モードの継続時間がカウント値として計測されることになる。
また、節電モードから表示モードに切り換わると、前記アップダウンカウンタのカウント値をダウンし（ダウンカウント）、ダウンカウント中は、駆動制御回路２４から秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給される早送りパルスを出力する。
そして、アップダウンカウンタのカウント値が零、すなわち、節電モードの継続時間および早送り運針中の経過時間に相当する早送り運針時間が経過すると、早送りパルスの送出を停止するための制御信号を生成し、これを秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給している。
この結果、時刻表示は現在時刻に復帰されることとなる。
このように時刻情報記憶部９６は、再表示された時刻表示を現在時刻に復帰させる機能も備えている。
【００３３】
次に、駆動制御回路２４は、パルス合成回路２２から出力される各種のパルスに基づいて、モードに応じた駆動パルスを生成する。まず、節電モードにあっては、駆動パルスの供給を停止する。次に、節電モードから表示モードへの切換が行われた直後には、再表示された時刻表示を現時刻に復帰させるために、パルス間隔が短い早送りパルスを駆動パルスとして秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給する。
次に、早送りパルスの供給が終了した後には、通常のパルス間隔の駆動パルスを秒針駆動部３０S及び時分針駆動部３０HMに供給する。
【００３４】
［３］ 実施形態の動作
図４に実施形態の計時装置におけるた動作フローチャートを示す。
まず、制御回路２３は、節電動作モード中であるか否かを判別する（ステップＳ１）。
ステップＳ１の判別において節電動作モード中である場合には（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、後述するステップＳ８の処理に移行する。
ステップＳ１の判別において節電動作モード中ではない、すなわち、通常動作モードである表示モード中である場合には（ステップＳ１；Ｎｏ）、中央制御回路９３は、発電状態検出装置９１の検出信号に基づいて、起電力があるか否か、すなわち、発電装置４０が発電しているか否かを判別する（ステップＳ２）。
ステップＳ２の判別において起電力があると判別した場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１５に移行し、時刻表示を継続し（ステップＳ１０）、再びステップＳ１に処理を移行する。
ステップＳ３の判別において起電力がない、すなわち、発電をしていないと判別した場合には（ステップＳ３；Ｎｏ）、中央制御回路９３の非発電時間計測回路９９は、非発電時間Ｔｎのカウントアップを行う（ステップＳ３）。
そして中央制御回路９３は、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間を越えて継続しているか否かを判別する（ステップＳ４）。
【００３５】
ステップＳ４の判別において、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間を越えて継続していない場合には（ステップＳ４；Ｎｏ）、処理を再びステップＳ２に移行し、ステップＳ２からステップＳ４の処理を繰り返す。
ステップＳ４の判別において、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間を越えて継続している場合には（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、常時サイクリックにカウントを継続している秒針位置カウンタ１０２のカウントアップを行い（ステップＳ５）、秒針位置カウンタ１０２の値が「０」、すなわち、秒針が予め定めた所定の節電告知表示用位置（図５（ａ）における節電モードインジケータ１１１に対向する領域内である１時〜２時の間の位置）に至ったか否かを判別する（ステップＳ６）。
ステップＳ６の判別において、秒針位置カウンタ１０２の値が「０」ではない、すなわち、図５（ａ）に示すように、秒針が予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に至っていない場合には（ステップＳ６；Ｎｏ）、秒針駆動部３０Ｓのを駆動したままで秒針５５を駆動しつつ、処理を再びステップＳ５に移行し、秒針位置カウンタ１０２のカウントアップを継続する。
ステップＳ６の判別において、秒針位置カウンタ１０２の値が「０」、すなわち、図５（ｂ）に示すように、秒針が予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に至った場合には、当該位置で秒針を停止するとともに、時刻表示を停止して節電モードに移行する（ステップＳ６）。
この結果、ユーザは、秒針が節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内で停止していることを確認することにより、計時装置１が節電モードにあることを容易に把握することが出来る。
【００３６】
次に中央制御回路９３は、リミッタ回路ＬＭをオフ（開）状態として、発電状態検出部９１が、発電部Ａの発電状態を確実に検出することができるようにしている。
続いて中央制御回路９３は、昇降圧回路４９を制御し、昇圧制御を停止させる（ステップＳ９）。
ここで、節電モード時に昇圧制御を停止する理由について説明する。
一般に限られたエネルギーで計時装置の動作電圧領域を長期間確保するために、電源装置においては、昇降圧回路４９を制御して昇圧制御を行う必要がある。表示モードにおいては、電源電圧が低下して、運針を行うための駆動電圧が所定の駆動電圧を下回ると、昇圧制御を行って駆動電圧を上昇させ、運針を継続させることとなる。
一方、節電モードにおいては、後述する時刻復帰処理（ステップＳ１４）を行うために、時刻復帰可能電圧を下回る電圧レベルでは、少しでもエネルギー消費を抑えて節電モードから表示モードに移行した際に素早く時刻復帰処理を行うことが可能な電圧状態になるまで、充電を行えるようにしなければならない。
そこで、本実施形態では、節電モード時に昇圧制御を停止するように構成しているのである。
【００３７】
次に時刻情報記憶部９６は、後述する時刻復帰処理（ステップＳ１４）を行うための節電モードにおける経過時間に対応する時刻情報のカウントアップを行い（ステップＳ１０）、ユーザが当該計時装置１の動作モードを時刻修正モードに移行させるべく外部入力装置（リュウズ及び位置検出装置）の操作を行ったか否かを判別する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１の判別において、時刻修正モードに移行させるべく外部入力装置１００の操作を行っていない場合には（ステップＳ１１；Ｎｏ）、発電装置４０が表示モードへ移行するか否かを判別するための所定の起電力以上の起電力で発電を行っているか否かを判別する（ステップＳ１２）。
ステップＳ１２の判別において、発電装置４０が表示モードへ移行するか否かを判別するための所定の起電力以上の起電力で発電を行っていない、すなわち、節電モードを継続すべき場合には、処理を再びステップＳ１０に移行して節電モードにおける経過時間に対応する時刻情報のカウントアップを継続する。
【００３８】
ステップＳ１２の判別において、発電装置４０が表示モードへ移行するか否かを判別するための所定の起電力以上の起電力で発電を行っている、すなわち、表示モードへ移行すべき場合には（ステップＳ１２；Ｙｅｓ）、リミッタ回路ＬＭの制御を再開し（ステップＳ１３）、動作モードを節電モードから表示モードに移行して、時刻を時刻情報記憶部９６のカウント値に基づいて復帰する時刻復帰処理を行い、秒針５５も通常通り駆動させる（ステップＳ１４）。
そして、時刻表示を継続し（ステップＳ１５）、再び処理をステップＳ１に移行して、同様の処理を繰り返すこととなる。
ステップＳ１１の判別において、時刻修正モードに移行させるべく外部入力装置１００の操作を行っている場合には（ステップＳ１１；Ｙｅｓ）、時刻情報記憶部９６のカウント値をリセットする（ステップＳ１６）。
そして、ユーザの外部入力装置の操作により時刻修正モードが解除されると、処理を再び、ステップＳ１０に移行して、時刻復帰処理（ステップＳ１４）を行うための節電モードにおける経過時間に対応する時刻情報のカウントアップを行い、節電モードが解除されるまで、同様の処理を繰り返すこととなる。
【００３９】
［４］ 実施形態の効果
以上の説明のように、本実施形態の計時装置１によれば、動作モードを節電モードへ移行している際には、秒針を節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内で停止させることにより、ユーザは秒針が節電モードインジケータ１１１に対向する領域内で停止していることを確認することにより、計時装置１が節電モードにあることを電源容量不足による停止などから明確に区別して、容易に把握することが出来る。
【００４０】
［５］実施形態の変形例
［５．１］ 第１変形例
上記実施形態においては、ステップモータ１０及びステップモータ６０を用いてアナログ指針を駆動し、時刻表示を行う計時装置を例に説明しているが、ＬＣＤなどで時刻表示を行うディジタル計時装置に対しても適用できることはもちろんである。
この場合において、アナログ指針を液晶ディスプレイなどで表現するアナログ表示方式のディジタル計時装置においては、上記実施形態と同様に秒針を予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に運針（あるいは、直ちに移動）してから秒針の表示のみを行うようにすればよい。
また、特定の節電モード表示用のマーク、あるいは、記号のみを表示し続ける態様とすることも可能である。
さらに節電モードインジケータ１１１のような構成を有しなくとも、表示用指針を予め定めた所定位置に停止するように構成しても良い。例えば、秒針および時分針を正時位置（６０秒位置）で停止するようにしても良い。
【００４１】
［５．２］ 第２変形例
上記実施形態においては、節電モードに移行するに際し、２つのステップモータ１０，６０を同時に駆動停止する場合について説明したが、節電モードを複数段階（副節電モードに相当）設定するとともに、節電モードインジケータ１１１を複数の領域に色分けするなどして分割して、いずれの節電モードに移行しているのかを認識できるように構成することも可能である。
より具体的には、節電モードを２つに分け、第１段階の節電モードでは、秒針に対応するステップモータ１０のみを停止し、秒針を予め定めた所定の第１の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１の第１の領域（例えば、黄色で表示）に対向する領域内に運針してから、第１段階の節電モードに移行し、さらに第２段階の節電モードに移行するに際して、再び秒針を駆動し、秒針を予め定めた所定の第２の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１の第２の領域（例えば、赤色で表示）に対向する領域内に運針してから秒針に対応するステップモータ１０および時分針に対応するステップモータ６０を停止するように構成すればよい。
【００４２】
［５．３］ 第３変形例
上記実施形態においては、２つのモータで時分および秒を表示する計時装置を例に説明しているが、時分および秒を一つのモータを用いて時刻表示する計時装置についても本発明の適用が可能である。
逆に３個以上のモータ（秒針、分針、時針、カレンダ、クロノグラフなどを個別に制御するモータ）を有する計時装置についても本発明の適用が可能である。この場合において、秒針のみならず、クロノグラフ用の表示用指針（例えば、１／１０秒針）などを所定の節電モード表示位置に停止するようにすることも可能である。
さらに秒針と時分針などのように複数の表示用指針を所定の位置に停止させるように構成することも可能である。
この場合においては、複数の表示用指針を同一の所定位置（例えば、所定の同一方向を向かせて停止する）に停止させたり、複数の表示用指針を異なる所定位置に停止させたりすることも可能である。
【００４３】
［５．４］ 第４変形例
上記実施形態においては、表示モードから節電モードへは自動的に移行していたが、ユーザが外部入力装置を操作することにより、例えば、リュウズに対し特定の操作を行ったことを検出して、強制的に節電モードへ移行させることを可能とし、強制的な節電モードへの移行に際し、秒針を予め定めた所定の節電モード表示位置である節電モードインジケータ１１１に対向する領域内に運針してから、節電モードに移行するように構成することも可能である。
【００４４】
［５．５］ 第５変形例
上記実施形態では、腕時計型の計時装置１を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、腕時計以外にも、携帯型の懐中時計、非携帯型の置き時計あるいは壁掛け時計などであっても適用が可能である。
【００４５】
［５．６］ 第６変形例
上記実施形態では、発電装置４０として、回転錘４５の回転運動をロータ４３に伝達し、該ロータ４３の回転により出力用コイル４４に起電力Ｖｇｅｎを発生させる電磁発電装置を採用しているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、ゼンマイの復元力（第１のエネルギーに相当）により回転運動を生じさせ、該回転運動で起電力を発生させる発電装置や、外部あるいは自励による振動または変位（第１のエネルギーに相当）を圧電体に加えることにより、圧電効果によって電力を発生させる発電装置であってもよい。
さらに太陽光等の光エネルギー（第１のエネルギーに相当）を利用した光電変換により電力を発生させる発電装置であっても良い。
さらにまた、ある部位と他の部位との温度差（熱エネルギー；第１のエネルギーに相当）による熱発電により電力を発生させる発電装置であっても良い。
また、放送、通信電波などの浮遊電磁波を受信し、そのエネルギー（第１のエネルギーに相当）を利用した電磁誘導型発電装置を用いるように構成することも可能である。
【００４６】
［５．７］ 第７変形例
上記実施形態においては、基準電位（ＧＮＤ）をＶｄｄ（高電位側）に設定したが、基準電位（ＧＮＤ）をＶｓｓ（低電位側）に設定してもよいことは勿論である。この場合には、設定電圧値ＶｏおよびＶｂａｓは、Ｖｓｓを基準として、高電圧側に設定される検出レベルとの電位差を示すものとなる。
［５．８］ 第８変形例
上記実施形態においては、電源として、発電装置による発電電力を蓄電する二次電池、コンデンサなどの充電可能な蓄電装置を用いていたが、一次電池を用いるものでもよく、さらには、充電可能な蓄電装置と一次電池を併用したり、発電装置と一次電池を併用したりするものでも構わない。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば、計時手段の動作モードを節電モードに移行させるに際し、計時手段の時刻表示態様を当該計時装置が節電モードにあることをユーザに告知するための予め定めた節電告知用表示態様とすることにより、節電モードへ移行している際に節電モードに移行していることをユーザが容易に把握でき、電源容量の低下などの他の理由により運針を停止している場合と、容易に区別することが可能となる。
従って、ユーザの使い勝手を向上しつつ、消費電力の低減をはかることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る計時装置の概略構成を示す図である。
【図２】 同実施形態に係る制御部とその周辺構成の機能ブロック図である。
【図３】 リミッタ回路の原理説明図である。
【図４】 実施形態の動作フローチャートである。
【図５】 節電モード表示態様の一例を説明する図である。
【符号の説明】
１…計時装置
２３…制御回路
２４…駆動制御回路
３０S…秒針駆動部
３０HM…時分針駆動部
４０…発電装置
４５…回転錘
４８…高容量２次電源（大容量コンデンサ）
４９…昇圧回路
９０…モード設定部
９１…発電状態検出部
９３…中央制御回路
９４…モード記憶部
９５…設定値切換器
９７…第１の検出回路
９８…第２の検出回路
１００…外部入力装置
１０１…節電モードカウンタ
１１１…節電モードインジケータ
Ａ…発電部
Ｂ…電源部
ＬＭ…リミッタ回路
Claims (2)
- 駆動用電源を供給す電源手段と、
前記電源手段から供給される電気エネルギーにより駆動されて時刻表示を行うとともに、通常動作モードおよび節約可能な電気エネルギー量の異なる複数の副節電モードを備える計時手段と、
予め定めた所定の条件に基づいて前記計時手段の動作モードを前記通常動作モードおよび前記各副節電モードのいずれかに相互に移行させる動作モード制御手段と、
前記動作モード制御手段によって前記各副節電モードへの移行が行われた際には、前記各副節電モードごとに異なる態様で節電告知表示を行わせる節電告知表示制御手段と、
前記各副節電モードの継続時間を計時し、この継続時間に基づいて前記動作モードに移行する際には前記計時手段に対して時刻復帰処理を行う手段と
を備えたことを特徴とする計時装置。 - 駆動用電源を供給する電源ユニットと、前記電源ユニットから供給される電気エネルギーにより駆動され、時刻表示を行う計時ユニットと、を有する計時装置の制御方法において、
予め定めた所定の条件に基づいて前記計時ユニットの動作モードを通常動作モードと節約可能な電気エネルギー量の異なる複数の副節電モードとの間で相互に移行させる動作モード制御工程と、
前記計時ユニットの動作モードを前記各副節電モードに移行させる際し、前記計時ユニットの表示態様を前記各副節電モードごとに異なる態様にして節電告知表示を行わせる節電告知表示工程と、
前記各副節電モードの継続時間を計時し、この継続時間に基づいて前記動作モードに移行する際には前記計時ユニットに対して時刻復帰処理を行う工程と、
を備えたことを特徴とする計時装置の制御方法。
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