発電機能付き電子時計
【課題】持続時間を正確に検出して表示することができる発電機能付き電子時計の提供。
【解決手段】発電機能付き電子時計１は、発電手段４と、発電電流を充電する二次電池７と、時刻表示制御手段１４と、時刻表示制御手段１４で制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、発電手段４の発電量を検出する電流検出手段６と、電流検出手段６から出力される検出結果信号に基づいて発電量を積算して持続時間を算出する積分手段８と、積分手段８で算出された持続時間を表示する持続時間表示手段とを備える。持続時間表示手段は、持続時間表示制御手段９と、モータ駆動手段１０と、持続時間表示用モータ１１と、表示針を備える。
【解決手段】発電機能付き電子時計１は、発電手段４と、発電電流を充電する二次電池７と、時刻表示制御手段１４と、時刻表示制御手段１４で制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、発電手段４の発電量を検出する電流検出手段６と、電流検出手段６から出力される検出結果信号に基づいて発電量を積算して持続時間を算出する積分手段８と、積分手段８で算出された持続時間を表示する持続時間表示手段とを備える。持続時間表示手段は、持続時間表示制御手段９と、モータ駆動手段１０と、持続時間表示用モータ１１と、表示針を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機能付き電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機能を備えた時計は、電池交換が不要な利点を備えるため、広く利用されるようになった。
このような発電機能付き電子時計においては、発電手段で発電された電力を蓄電手段に充電して利用している。この発電機能付き電子時計では、通常、利用者に対し、時計の持続時間の目安を示し、必要に応じて発電を促すために、蓄電手段の電圧を検出し、その残量を表示させる機能を備えているものもある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−６１０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、蓄電手段としてリチウムイオン電池のように放電特性がフラットな電源を用いた場合には、時間経過に伴う電池電圧の変化量が小さいため、その電池電圧を検出しても持続時間を正確に表示できないおそれがあった。特に、温度特性や発電直後の一時的な電圧増加により電池電圧が変動した場合には、その電池電圧を検出しても正しい持続時間を検出することができず、持続時間表示の精度が低下するという問題もあった。
【０００５】
本発明の目的は、持続時間を正確に検出して表示することができる発電機能付き電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発電機能付き電子時計は、発電手段と、前記発電手段で発電された電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段に蓄積された前記電気エネルギで駆動される計時制御手段と、前記計時制御手段によって制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、前記発電手段で発電された発電量を検出する発電量検出手段と、前記発電量検出手段で検出された発電量を積算して持続時間を算出する持続時間算出手段と、前記持続時間算出手段で算出された持続時間を表示する持続時間表示手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、発電手段としては、回転錘やゼンマイ、あるいはりゅうず等を介して手動でロータを回転させ、その回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池、温度差で発電して熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電機等の各種発電機が利用できる。
また、本発明において、持続時間とは、蓄電手段に蓄積された電気エネルギで電子時計を駆動し続ける時間を意味し、具体的には時刻表示手段が時刻表示を停止するまでの動作継続時間を意味する。すなわち、発電機能付きの電子時計においては、ＩＣや水晶振動子等で構成される計時制御手段が停止してしまうと、ＩＣの駆動開始電圧まで充電しなければならず、かつ、水晶振動子が安定駆動するまで所定の時間が必要となるため、計時制御手段の動作を再駆動させるのが大変である。このため、蓄電手段の電圧が低下すると、計時制御手段のＩＣや水晶振動子のみを駆動し続け、指針およびモータや液晶ディスプレイ等からなる時刻表示手段の駆動を停止するスリープモードに移行する制御が行われる。従って、発電機能付き電子時計における持続時間とは、スリープモードに移行するまでの動作継続時間を意味する。
【０００８】
本発明によれば、蓄電手段の電圧を検出するのではなく、発電量を積算しているので、蓄電手段に充電された電気エネルギを精度良く検出でき、蓄電手段として放電特性がフラットな二次電池を用いた場合でも、持続時間を正確に表示できる。
【０００９】
なお、前記発電量検出手段としては、発電手段の種類などに応じて設定すればよく、発電手段における発電量をリアルタイムに検出できるものが好ましい。
例えば、発電手段として、ロータを回転させてコイルを鎖交する磁束を変化させることで発電する発電機を用いた場合には、発電機から出力される発電電流は交流電流であるため、全波整流回路等で整流された発電電流を検出する電流検出手段などが利用できる。
【００１０】
ここで、前記持続時間算出手段は、電子時計の所定時間あたりの消費電流を予め求めておき、この所定時間分の消費電流に相当する発電量が前記発電量検出手段で検出される毎に前記所定時間分だけ持続時間を加算する持続時間カウンタを備え、前記持続時間表示手段は、この持続時間カウンタのカウンタ値に基づいて持続時間を表示することが好ましい。
【００１１】
時刻表示を行っている電子時計の単位時間あたりの消費電流は、他の特殊な機能、例えばライト点灯やクロノグラフ機能による時間計測等を行っていなければ、ほぼ一定となるため、予め算出しておくことができる。従って、持続時間算出手段は、例えば、１分間の消費電流に相当する発電量があった場合に、持続時間カウンタを１分加算する。そして、持続時間表示手段は、持続時間カウンタのカウンタ値を参照し、持続時間を表示する。
【００１２】
このような構成によれば、電子時計の所定時間あたりの消費電流に対応する発電量があった際に持続時間を所定時間加算しているので、持続時間を高精度に求めることができる。また、予め設定された所定時間分の消費電流に相当する発電量があった場合に、持続時間カウンタを所定時間分加算するという簡単なアルゴリズムで処理を実行できる。
【００１３】
ここで、前記持続時間算出手段は、電子時計の運針が継続している状態では、所定時間経過する毎に、前記持続時間カウンタのカウンタ値を前記所定時間だけ減算し、前記計時制御手段は、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった際に、前記時刻表示手段の駆動を停止することが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、発電手段で発電が行われると、その発電量に応じて持続時間カウンタが加算され、電子時計の運針が行われていれば、その時間経過に応じて持続時間カウンタが減算されるため、持続時間カウンタのカウンタ値は、蓄電手段への充電およびその電力消費を考慮した値になり、蓄電手段に蓄積されている電気エネルギに対応した値にでき、持続時間を精度良く表示できる。
さらに、計時制御手段は、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった際に、時刻表示手段の駆動を停止して動作停止状態に移行するため、実際の持続時間（動作停止状態に移行するまでの動作継続時間）が表示された持続時間と完全に一致するため、使用者は運針が停止するまでの時間を正確に把握でき、利便性が向上する。
また、持続時間カウンタの加算は、発電量検出手段や、持続時間表示手段などが動作している状態、つまり蓄電手段の電圧が所定値以上となって電子時計が正常に動作している状態で行われるのであるから、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった場合も、蓄電手段は電子時計を正常に動作可能な電圧が維持されていることになる。従って、蓄電手段が完全に放電した状態ではＩＣ等が動作可能な電圧に復帰させるのが困難であるが、本発明では蓄電手段の電圧が所定値以上に維持されるため、発電が行われれば、動作停止状態からすぐに安定した動作状態に復帰でき、使用者はすぐに時刻を確認でき、利便性を向上できる。
【００１５】
なお、時刻表示手段の駆動を停止するとは、例えば、モータで指針を運針して時刻を表示するアナログ式時計や、液晶ディスプレイ等で時刻を表示するデジタル式時計において、時計内部での時刻のカウントは続行し、指針やディスプレイの駆動のみを停止する一部停止方式（スリープモード）でもよいし、発振手段等も停止して時計内部での時刻のカウンタも停止する完全停止方式でもよい。
スリープモードであれば、発電があった際に、現時刻に自動的にかつ容易に復帰できる利点がある。一方、完全停止方式では、再度運針する際に時刻修正操作を行う必要があるが、スリープモードに比べても消費電力を低減できるので、蓄電手段が完全に放電するまでの期間を延長できる利点がある。
【００１６】
ここで、前記持続時間算出手段は、電子時計における所定時間の消費電流の整数倍または整数分の１を積算単位とし、前記発電量検出手段で検出された発電量を前記積算単位に換算し、積算単位に基づいて積算して持続時間を算出することが好ましい。
例えば、１分間の消費電力相当の電荷の１／２５６を積算単位（基本単位）とし、前記積算単位分の発電量がある毎に基本単位を１ずつ積算し、２５６単位の積算がある毎に持続時間を１分加算すればよい。
【００１７】
このような構成によれば、積算単位の増減で持続時間を算出できるので、処理や回路を簡略化できる。
特に、積算単位を、所定時間の消費電流の２の累乗倍（２，４，８，…，２ｎ）、または、２の累乗分の１（１／２，１／４，１／８，…，１／２ｎ）とすれば、２進数で処理できてＩＣにおける処理も簡単に行え、処理や回路をより一層簡略化できる。なお、ｎは１以上の整数である。
【００１８】
ここで、前記発電量検出手段は、発電電流をサンプリングし、各サンプリング時のピーク値を検出し、予め求めておいた発電電流のピーク値と平均電流値との関係を示すテーブルから、前記ピーク値に対応する平均電流値を発電量として検出し、前記持続時間算出手段は、前記平均電流値を積算して持続時間を算出することが好ましい。
発電量検出手段として、ピーク値を検出する構成とすれば、コンデンサなどを不要にできてハードウェアの構成が簡易になり、かつ、実際の充電量に対応する平均電流値を積算することができるので正確な積算を実現することができる。
【００１９】
また、前記持続時間算出手段は、積算値が上限値に達した場合には、発電があってもそれ以上積算しないことが好ましい。なお、前記上限値は、表示部で表示可能な最大値、または、この最大値に所定値を加算した値に設定すればよい。
【００２０】
このような構成によれば、二次電池等からなる蓄電手段の使用領域を高電圧側にシフトでき、完全放電のリスクを軽減できる。すなわち、蓄電手段がある初期電圧値から発電を開始して発電量を積算した際に、前記積算値に上限を設けなかった場合、積算値に基づく持続時間も上限がないため、その持続時間が０になると、蓄電手段はほぼ元の初期電圧値に戻り、蓄電手段の使用領域の下端（低電圧側）はほぼ一定である。このため、初期電圧値が比較的低い状態で開始し、かつ、負荷の変動や、使用者が何らかの機能を実行したことで消費電流が通常の運針制御のみを行っていた場合に比べて増加した場合には、持続時間が０になるまでに、蓄電手段の電圧が前記初期電圧値以下に低下して完全放電になってしまう可能性がある。
これに対し、積算値つまり持続時間に上限を設けておけば、蓄電手段の使用領域が高電圧側にシフトされるため、消費電流が通常の運針制御のみを行っていた場合に比べて増加しても、完全放電までマージンがあるため、完全放電のリスクを低減できる。
【００２１】
さらに、積算値に上限を設けなかった場合には、前記積算値が、表示部で表示可能な最大値に対応する値になった以降も使用者が発電を継続してしまうと、積算値つまり持続時間が表示最大値よりも大きくなる。このため、発電停止後に、運針によって持続時間が減算された場合でも、最大表示値になるまでは表示部の表示は変化せず、使用者は表示部が故障したと誤認する可能性もある。例えば、表示部における持続時間の最大値が１０日になっている場合に、発電量が大きくなって１５日分の発電が行われ、持続時間も１５日に積算されてしまうと、発電を行わずに５日間経過して持続時間が１０日に減少するまで、表示部は持続時間を１０日で表示し続けてしまう。すると、使用者は、持続時間の表示が変化しないために故障したと誤認してしまう可能性がある。
これに対し、本発明では、積算値つまり持続時間が、表示部の最大値（例えば１０日）や、最大値（例えば１０日）に所定値（例えば１日）を加算した値（例えば１１日）である上限値（例えば１０日または１１日）になると、積算を停止しているので、発電停止後に運針に伴い１日程度経過すれば、表示部の表示も変化するため、使用者は持続時間の変化を確実に把握でき、故障と誤認することも防止できる。
【００２２】
なお、最大値に所定値を加算して上限値を設定する場合、その所定値は、表示部の最大値とその１目盛前の値間の持続時間（例えば、最大値が１０日で、その１目盛前が８日であれば、その差の２日分）以内に設定することが好ましい。
このように設定しておけば、使用者は、１目盛分（上記例では２日間）は表示が変化しなくても通常の動作であると判断でき、２日間経過すれば表示を変化させることができるため、使用者が故障と誤認することを防止できる。
【００２３】
また、前記持続時間算出手段は、前記発電量検出手段で検出された発電量に所定の係数を掛けたものを積算して持続時間を算出することが好ましい。
ここで、前記所定の係数は、蓄電手段の電圧値が所定電圧値以下の場合には、１未満の係数であることが好ましい。また、所定電圧値は、二次電池等からなる蓄電手段において通常の使用領域の上限電圧値よりも高い電圧値に設定すればよい。
【００２４】
このような本発明では、発電量（充電量）に所定の係数を掛けて積算しているので、積算値に基づく持続時間に対し、実際に蓄電手段に充電された電気エネルギの関係を調整することができる。例えば、前記係数が１未満であれば、実際の充電量に対し、持続時間は前記係数の割合分少なくなる。例えば、係数が０．８であれば、実際の充電量が持続時間１０日分であったとしても、積算部で積算される積算値は持続時間８日分になる。このため、積算値に基づく持続時間が０になったとしても、蓄電手段には少なくとも２日分の電気エネルギが残されており、蓄電手段の使用領域を高電圧側にシフトでき、持続時間表示が０になる前に時計の動作が停止してしまうことも防止できる。
さらに、発電量に所定の係数を掛けて積算すれば、蓄電池の充電効率を考慮して持続時間を補正することもでき、効率的な充電を行いつつ、持続時間を適切に算出することができる。
【００２５】
前記持続時間算出手段は、前記計時制御手段が起動して持続時間が０にリセットされてからの発電量を積算した第１積算値と、所定操作時からの発電量を積算した第２積算値とをそれぞれ積算可能に構成され、前記持続時間表示手段は、前記第１積算値と第２積算値を切り替えて表示可能に構成されていることが好ましい。
【００２６】
このような構成であれば、第１積算値によって、持続時間を正確に把握できるとともに、第２積算値によって、所定操作後の発電量に基づく持続時間を正確に把握できる。
例えば、使用者が手動操作によって発電を行う場合に、その発電操作の開始時からの積算値を第２積算値として積算しておけば、今回の発電操作によって加算できた持続時間を把握でき、使用者は実際に発電操作した際の発電状態を正確に確認できる。
【００２７】
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が、所定時間よりも大きい場合には、所定時間未満の場合に比べて、持続時間の表示単位を大きくすることが好ましい。
例えば、持続時間が１日以下の場合には、持続時間を１時間単位（１，２〜２４時間）で表示し、１日より大きく７日以下の場合には、持続時間を１日単位で表示し、７日よりも大きい場合には、７日間隔単位（７日、１４日、２１日、…）で表示するように設定すればよい。
【００２８】
持続時間は、時計の作動継続時間であるから、使用者にとっては残り時間が少なくなった際に、細かく持続時間を確認できれば、持続時間を正確に把握でき、利便性が向上する。
なお、上記持続時間表示手段が液晶ディスプレイ等の数値を表示可能な表示手段であれば、上記の各単位で持続時間を数値表示すればよい。
また、持続時間表示手段が、ステッピングモータなどで駆動される指針と、その指針が指示する目盛とで構成されている場合や、液晶ディスプレイ等に指針および目盛を表示することで構成されている場合のように、持続時間をアナログ的に表示する場合には、前記各目盛を指示する設定を、上記の各単位に基づいて設定すればよい。
ここで、アナログ式指示部は、モータで駆動される指針が一般的であるが、例えば、ディスプレイ上に指針表示を行うものや、指針表示の代わりに長さが変化するバー表示によるインジケータなどを用いてもよい。従って、前記駆動制御部は、通常、指針を駆動するモータおよびモータ駆動手段で構成されるが、ディスプレイ上に指針やバーを表示するタイプでは、その画面表示制御手段で構成される。
【００２９】
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が０以下になった場合には、通常の持続時間表示とは異なる表示を行うことが好ましい。
例えば、表示部が指針を用いたアナログ表示方式であれば、持続時間指示用の目盛とは別の位置を指示するように設定すればよい。また、表示部が数字などを表示するデジタル表示方式であれば、数字以外のマークなどを表示するように設定すればよい。
【００３０】
持続時間を表示する表示部は、使用者に対して持続時間が短くなった際に発電を促すため、例えば、持続時間が０以上でかつ最小表示単位（例えば３時間）の間である場合に、目盛０を指示したり、数字０を表示するように設定されていることが好ましい。この場合、例えば、表示部が目盛０を指示していると、持続時間が０〜３時間の間であるのか、実際に持続時間が０になっているのかが判断し難い。
これに対し、本発明では、持続時間が０〜３時間の間であれば、通常の持続時間表示において０を指示するようにでき、実際に持続時間が０以下になった場合には、例えば、目盛０とは別の位置に設けられた目盛を指針で指示したり、数字０とは異なるマークを表示するようにすることで、使用者は持続時間が０以下になって電子時計は停止状態にあることを容易に判断できる。
【００３１】
前記計時制御手段は、持続時間が０以下になった場合には、時刻表示手段を停止し、かつ時刻のカウントは継続し、発電が行われて持続時間が０よりも大きくなったら、時刻表示手段を駆動して現時刻表示に復帰させることが好ましい。
【００３２】
このような構成によれば、持続時間が０以下になった場合でも、計時制御手段は時刻カウントを継続しているので、発電が行われて動作が再開された際に、使用者が時刻合わせをする必要が無く、利便性が向上する。また、水晶振動子やＩＣの駆動のみで済む計時制御手段は駆動を続行しているが、モータ駆動やディスプレイ駆動などのために消費電力が大きな時刻表示手段は停止しているので、省電力化を図れる。このため、時刻表示手段を駆動し続ける場合に比べて、蓄電手段が完全に放電するまでの時間も延長でき、発電によって正常動作に復帰できる可能性も高まる。
【００３３】
前記時刻表示手段は、モータ駆動手段と、このモータ駆動手段で駆動されるモータと、モータによって移動される指針とを備え、前記モータ駆動手段は、モータに対して駆動パルスを入力後、モータの回転状態を検出し、非回転を検出した場合には、補正駆動パルスを入力してモータを回転させる補正駆動処理を実行可能に構成され、前記持続時間算出手段は、前記補正駆動処理が行われた回数に基づいて持続時間を補正することが好ましい。
【００３４】
モータ駆動手段が補正駆動処理を行えるように設定されていれば、通常は、パルス幅の短い駆動パルスを利用することで低消費電力化を図り、負荷の変動などによって前記パルス幅の短い駆動パルスではモータを回転できなかった場合のみ、よりパルス幅の大きな補正駆動パルスを入力することで確実にモータを回転させることができる。このような駆動制御方式を採用している場合、補正駆動処理を行うと、その分、消費電流が増大する。
従って、通常の駆動パルスのみでモータ駆動を行っている状態で消費電力を設定して持続時間を算出していると、持続時間表示が０になる前に、補正駆動処理分の電流消費で蓄電手段の電圧が低下し、時計動作が停止してしまう可能性がある。
これに対し、本発明では、積算部において、補正駆動処理回数に応じた補正を行っているので、補正駆動処理で消費された電流分を考慮して持続時間を補正でき、持続時間が０になる前に動作が停止することを確実に防止できる。
【００３５】
前記持続時間算出手段は、前記発電量の積算値を補正可能に構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、製品毎に単位時間あたりの消費電流にばらつきがあった場合に、各製品の実際の消費電流に応じて積算値を補正することで、各製品毎の固体ばらつきによる計測誤差、つまりは持続時間の誤差を低減することができる。
例えば、基準となる製品の所定時間（例えば１日）あたりの消費電流に比べて、１．２倍の消費電流の製品があった場合、持続時間を算出する基準の消費電流を前記基準製品の消費電流のままで算出すると、算出される持続時間は、その製品における実際の持続時間よりも長くなってしまう。例えば、基準製品の消費電流で持続時間１０日と算出されても、実際の消費電流が１．２倍であれば、実際の持続時間は１０日／１．２倍＝８．３日であり、算出した持続時間のほうが長くなってしまう。
この場合、前記発電量の積算値を例えば、１／１．２倍＝０．８３３倍にしておけば、発電量に基づいて算出される持続時間をその製品における実際の持続時間に一致させることができ、正確な持続時間を算出・表示することができる。
【００３６】
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧に基づいて推定される持続時間が、前記持続時間算出手段で積算された積算値に基づく持続時間よりも短いと判断した場合には、前記積算値を前記電圧に基づく持続時間に対応する値に補正することが好ましい。
【００３７】
このような構成によれば、発電量を積算して求められた持続時間を、蓄電手段の実際の電圧値に基づいて求めた持続時間で検証でき、積算による持続時間を電圧値に基づく持続時間を参照して補正しているので、持続時間の精度をより一層向上することができる。
【００３８】
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧値が所定電圧値以上の場合には、発電量に基づいて積算する際の加算値を補正することが好ましい。
例えば、前記所定電圧値を、蓄電手段において放電特性がほぼフラットな使用領域よりも高電圧側の電圧値Ｖ１に設定し、蓄電手段の電圧が前記電圧値Ｖ１以上になった場合には、持続時間算出手段において発電量（電荷）を２倍にしたものを積算すればよい。
【００３９】
自動巻き発電、手巻き発電、ソーラー発電などでは、二次電池等の蓄電手段の電圧が高くなると、発電効率が低下する。このため、発電があっても持続時間表示がアップし難くなる。
これに対し、本発明では、蓄電手段の電圧が所定電圧値Ｖ１以上と高くなると、発電量を２倍などにして補正したものを持続時間算出手段に加算しているので、発電量の増加割合が低くなっても持続時間は見かけ上、増加するので、持続時間表示の変化を維持できる。
さらに、蓄電手段の高電圧領域では、電圧増加に比べて持続時間増加の割合を大きくできるので、実際の電池の使用領域がそれ以上高電圧側にシフトすることを押さえることができる。
【００４０】
前記発電量検出手段は、前記発電手段の発電パターンに応じて検出レベルを設定することが好ましい。
例えば、発電量（発電電流）が大きく異なる発電方式を併用している場合でも、発電パターンを検出することで、現在の発電方式に応じた検出レベルを設定することができ、簡単なシステムにできかつ正確に電荷を積算することができる。
【００４１】
前記発電量検出手段は、所定の発電量を検出した場合に、検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、発電量（発電電流）が所定値になった段階で検出レベルを切り替えることができるので、その検出レベルの切替によって表示の切替もすばやく実行できる。特に、１種類の発電手段のみが設けられている場合には、発電量が所定値になったことは、その発電手段での発電状態が変化したことであるから、その発電状態に応じて検出レベルも切り替えることで、発電検出精度を向上できる。
【００４２】
前記発電量検出手段は、一定時間内に所定の発電量の発電がある状態が所定時間以上継続した場合に、前記検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、ある程度継続して所定発電量で発電している場合に、検出レベルを切り替えるようにしているので、発電手段として、ソーラー発電機や、外部交流磁界を利用した発電機のように、一定の発電が長時間継続する場合に、その発電量に適した検出レベルに切り替えて、その発電量をより正確に検出することができる。
【００４３】
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があることが所定時間以内に所定回数あった場合に、前記検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、所定の発電量が複数回あった場合に初めて検出レベルを切り替えているため、例えば、発電機のロータを回転錘によって回転させる自動巻き発電と、前記発電機のロータをりゅうず等を操作して回転させる手巻き発電を併用する場合において、時計を通常に携帯していて、散発的に発電されるような場合には、発電量もそれほど大きくないため、低い検出レベルのまま維持される。一方、使用者が意識して電子時計を装着している手を振って自動巻き発電による発電量を増加させたり、手巻き発電操作を行った場合には、前記条件に該当する可能性が高くなり、そのため、検出レベルも自動的に切り替えることができ、発電量を精度良く検出できる。
【００４４】
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があり、その後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に、前記検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、所定の発電量があった後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に初めて検出レベルを切り替えているため、例えば、発電機のロータを回転錘によって回転させる自動巻き発電と、前記発電機のロータをりゅうず等を操作して回転させる手巻き発電を併用する場合、電子時計を単に携帯している場合には、検出レベルは切り替えられにくく、使用者が意識して発電している場合に検出レベルを切り替えることができ、発電量を精度良く検出できる。
【００４５】
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記持続時間算出手段の積算値を、０よりも大きい所定の持続時間となる値に初期化することが好ましい。
例えば、積算値を持続時間が１０分となる値に初期化すればよい。このような構成によれば、アフターサービスや、システムエラー時にシステムを初期化したときに、積算値が０つまり持続時間が０に初期化されると、時計は運針停止状態になってしまい、使用可能な状態に復帰しない。これに対し、０よりも大きい所定の持続時間、例えば持続時間１０分に初期化すれば、直ちに運針状態に復帰でき、通常使用可能な状態に復帰でき、利便性を向上できる。
【００４６】
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記蓄電手段の電圧を検出し、前記持続時間算出手段の積算値を、前記検出電圧に基づく値に初期化することが好ましい。
このような構成であれば、蓄電手段の電圧が所定値以上確保されている場合には、直ちに運針状態に復帰でき、通常使用可能な状態に復帰でき、利便性を向上できる。
また、所定操作時に予め設定された値に初期化してしまうと、蓄電手段の電圧が不十分である場合でも所定値に初期化してしまい、問題となるが、本発明では、電圧値に応じて積算値も０以下になるため、電圧値に応じた正しい持続時間を表示できる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の発電機能付き電子時計によれば、持続時間を正確に検出して表示することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
［電子時計の全体構成］
電子時計１は、図１に示すように、回転錘２、りゅうず３、発電手段４、整流手段５、電流検出手段６、蓄電手段である二次電池７、積分手段８、持続時間表示制御手段９、持続時間表示用モータ駆動手段１０、持続時間表示用モータ１１、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４、時刻表示用モータ駆動手段１５、時刻表示用モータ１６を備えている。
【００４９】
ここで、図２のハードウェア構成図にも示すように、電流検出手段（電流検出回路）６、分周手段（分周回路）１３、各モータ駆動手段（モータ制御回路）１０，１５は、バス１００を介してＣＰＵ（central processing unit）１０１、ＲＯＭ（read only memory）１０２、ＲＡＭ（random access memory）１０３に対してデータを入出力可能に接続されている。
従って、本実施形態では、積分手段８、持続時間表示制御手段９、時刻表示制御手段１４は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３を用い、所定のソフトウェアを実行させることによって実現されている。
【００５０】
なお、図２に示すように、バス１００には入力回路１７も接続されている。この入力回路１７には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が接続されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３等を有するＩＣが取り付けられた回路基板上に設けられ、電子時計１の工場等において各電子時計１の特性を検査した上で選択的に入力される。すなわち、スイッチＳＷ１のみがオン、スイッチＳＷ２のみがオンの２通りに設定可能とされている。
一方、スイッチＳＷ３は、プッシュボタンなどの使用者が外部操作可能な外部操作部材によって入力されるスイッチである。
入力回路１７は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオン・オフの状態を検出し、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の状態をＲＡＭ１０３に記憶可能に構成されている。
【００５１】
電子時計１は、図３に示すように、時針２１、分針２２、秒針２３からなる時刻表示用指針２０を備えており、この時刻表示用指針２０は前記時刻表示用モータ１６によって駆動される。
また、電子時計１の文字板２４の９時位置には、時刻表示用指針２０とは別に設けられる持続時間表示用指針である表示針（副表示針）３１および持続時間表示用目盛板３２が設けられている。表示針３１は、前記持続時間表示用モータ１１によって駆動される。
なお、文字板２４の３時位置には窓２４１が形成され、文字板２４の裏面に配置された日車によって日付が表示可能とされている。この日車は、図示略の日車用モータで回転駆動される。
【００５２】
このように構成される電子時計１においては、本発明の計時制御手段は、前記発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４を備えて構成され、時刻表示手段は、時刻表示用モータ駆動手段１５、時刻表示用モータ１６、時刻表示用指針２０を備えて構成されている。
また、本発明の発電量検出手段は、電流検出手段６を備えて構成され、持続時間算出手段は積分手段８を備えて構成され、持続時間表示手段は、持続時間表示制御手段９、持続時間表示用モータ駆動手段１０、持続時間表示用モータ１１、表示針３１、持続時間表示用目盛板３２を備えて構成されている。なお、持続時間表示手段の指針は、表示針３１で構成され、そのアクチュエータは、持続時間表示用モータ駆動手段１０、持続時間表示用モータ１１で構成されている。
【００５３】
［発電手段］
発電手段４は、図４にも示すように、時計１のケース内部に配置された回転錘２を用いた自動巻き発電と、りゅうず３を用いた手巻き発電とを行えるように構成されている。
すなわち、発電手段４は、発電装置４０と、発電装置４０に回転錘２からの機械的エネルギを伝達する自動巻き発電用伝達手段４６と、発電装置４０にりゅうず３からの機械的エネルギを伝達する手巻き発電用伝達手段４７とを備えている。
【００５４】
発電装置４０は、ロータ４１が回転可能に配置されたステータ４２と、コイル４３が巻回されたコイルブロック４４とを備えた一般的な交流発電機である。
【００５５】
自動巻き発電用伝達手段４６は、回転錘２と一体で回転する回転錘車４６１と、回転錘車４６１の回転が伝達される一対の切換車４６２，４６３とを備えている。そして、一方の切換車４６３はロータ４１のかなに噛み合い、回転錘２が回転すると、その回転力は回転錘車４６１、切換車４６２，４６３を介してロータ４１に伝達され、発電装置４０において発電が行われる。
なお、一対の切換車４６２，４６３は、図示しないラチェット車を備えた構成であり、回転錘車４６１がいずれの方向に回転した場合でも、ロータ４１を一方向に回転させることが可能に構成されている。
【００５６】
手巻き発電用伝達手段４７は、巻真４７１、きち車４７２、丸穴車４７３、揺動車４７４、第一手巻伝え車４７５、第二手巻伝え車４７６、第三手巻伝え車４７７、前記切換車４６３を備えている。
そして、巻真４７１の先端にはりゅうず３が取り付けられているため、使用者がりゅうず３を回すと、巻真４７１が回転する。巻真４７１の回転は、きち車４７２、丸穴車４７３を介して揺動車４７４に伝達され、揺動車４７４の回転が第一手巻伝え車４７５に伝達され、第一手巻伝え車４７５の回転は、第二手巻伝え車４７６および第三手巻伝え車４７７を介して切換車４６３に伝達される。
【００５７】
この際、揺動車４７４は、巻真４７１の一方向への回転時にのみ第一手巻伝え車４７５のかな４７５Ａと噛み合うようになっている。具体的には、揺動車４７４が取り付けられた受け４７８にはスリット４７８Ａが設けられており、このスリット４７８Ａ内に揺動車４７４の支持軸４７４Ａが摺動自在に嵌め込まれている。従って、図４の場合でいえば、巻真操作により丸穴車４７３が時計方向に回転した場合には、揺動車４７４が反時計方向に回転しながら第一手巻伝え車４７５の中心側に移動し、かな４７５Ａと噛み合う。一方、第一手巻伝え車４７５が切換車４６３側からの駆動により反時計方向に回転すると、揺動車４７４が時計方向に回転しながらかな４７５Ａから離間し、第一手巻伝え車４７５との噛み合いが外れる。このような構成により、回転錘２の回転が巻真４７１に伝達されないようになっている。
【００５８】
［整流手段］
整流手段５は、発電装置４０から出力される交流電流を整流するものであり、全波整流回路、半波整流回路などの公知の整流回路が利用できる。
本実施形態では、図５に示すように、４つのダイオード５１を用いたブリッジ整流回路（全波整流回路）によって整流手段５が構成されている。
【００５９】
［電流検出手段］
電流検出手段６は、整流手段５で整流された電流の大きさを検出可能に構成されたものである。
具体的には、電流検出手段６は、図５に示すように、整流手段５および二次電池７間に配置された抵抗６１と、この抵抗６１を流れる電流を測定して発電電流のピーク値を検出するピーク検出回路６２と、ピーク検出回路６２で検出された値を閾値と比較する比較回路６３とを備えている。
【００６０】
電流検出手段６は、ＣＰＵ１０１からの信号により、所定のサンプリングレート（サンプリング周期）で駆動され、二次電池７に充電される充電電流のサンプリングを行う。
ピーク検出回路６２では、図６に示すように、整流手段５から出力された発電電流をサンプリングし、各サンプリングにおけるピーク値を検出する。比較回路６３では、ピーク検出回路６２で検出されたピーク値を、所定の閾値、例えば図６においては、閾値Ｉ１〜Ｉ４と比較し、その検出結果信号を積分手段８および持続時間表示制御手段９に出力可能に構成されている。
なお、図６において、整流回路出力の１群の波形（各山形の波形）が、りゅうず３の手巻き１回分の充電電流波形に相当する。
また、本実施形態の比較回路６３は、積分手段８の積算値などに基づいて、ＣＰＵ１０１からの信号によって前記閾値の大きさ、つまり検出レベルを切り替えることができるように構成されている。
【００６１】
［蓄電手段］
蓄電手段は、発電電流を充電可能な二次電池７で構成されている。そして、発電装置４０の出力は、整流手段５で整流され、電流検出手段６を介して二次電池７に充電されている。なお、蓄電手段としては、二次電池７に限らず、キャパシタを利用してもよい。
【００６２】
［積分手段］
積分手段８は、電流検出手段６から出力される検出結果信号に基づいて平均電流値を算出し、その平均電流値を積算する。
すなわち、積分手段８は、予め各サンプリングにおける発電電流のピーク値の値と、そのピーク値の場合の平均電流値との関係を実験などで調べておき、その関係テーブルをＲＯＭ１０２に保存している。そして、電流検出手段６から出力される検出結果信号（ピーク値）に対応する平均電流値を前記テーブルから求め、その平均電流値を積算している。
【００６３】
本実施形態の積分手段８は、発電量カウンタ、第１持続時間カウンタ、第２持続時間カウンタを備えている。各カウンタは、ＲＡＭ１０３の一部に構成されている。
発電量カウンタは、図６の「１回の発電の積算値」に示すように、１回の発電時毎に前記平均電流値を積算し、１回の発電の積算値（発電量）を記憶するカウンタである。本実施形態では、第２実施形態で説明するように、発電量検出レベルの切替条件の１つに、この発電量カウンタで積算している１回の発電毎の発電量がＱ１以上になったか否かの条件があるため、このカウンタを設けている。
【００６４】
第1持続時間カウンタは、前記計時制御手段が起動して持続時間が０にリセットされてからの発電量を積算した第１積算値をカウントしている。具体的には、図６の「充電量積算値」に示すように、第１持続カウンタは、電子時計１の作動継続時間をカウントしており、前記発電電流の積算値（発電量）が、予め設定された１日分の発電量に達する毎に、通常時に表示する持続時間を１日分、ステップアップしている。また、電子時計１の消費電流が１日分になると、持続時間カウンタの積算値を減算し、持続時間が１日分短くなる毎に持続時間の表示を１日分、ステップダウンしている。
なお、前記１日分の発電量や消費電流は、電子時計１の消費電流を測定して毎日の消費量を算出し、その測定した消費量に基づいて１日分の発電量を設定してもよいが、この場合、消費電流を測定する回路などを組み込まなければならず、腕時計のような小型の電子時計１においては実現が難しい。
このため、本実施形態では、電子時計１の標準的な１日の消費電流を予め工場において測定、算出しておき、その消費量に対応する１日の発電量を予め設定してＲＯＭ１０２等に記憶している。そして、積算した発電量が前記ＲＯＭ１０２に記憶された１日分の発電量になれば持続時間カウンタを１日分加算している。一方、電子時計１が通常運針で１日経過する毎に、１日分の消費電流が消費されたものとみなして、持続時間カウンタを１日分減算している。
なお、電子時計１を使用している場合に、通常の運針制御以外で消費電流が大きな機能を実行した場合には、各機能毎に単位時間あたりの消費電流値を設定しておき、その機能の実行時間を掛けて消費電流を補正してもよい。例えば、電子時計１に、電波を受信して時刻修正を行う電波修正時計機能が組み込まれている場合には、電波受信処理時や、時刻修正処理時の消費電流を設定しておき、その消費量に基づいて持続時間を補正すればよい。
【００６５】
一方、第２持続時間カウンタは、所定の操作が行われた後、例えば、りゅうず３を回して発電する手巻き発電操作が行われた後の発電量を積算した第２積算値をカウントしている。具体的な、カウント値のアップやダウンの処理は第１持続カウンタと同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
［持続時間表示制御手段］
持続時間表示制御手段９は、積分手段８の出力に基づいて持続時間表示用モータ駆動手段１０を制御している。すなわち、持続時間表示制御手段９は、積分手段８の持続時間カウンタを参照し、カウンタ値つまり持続時間を表示針３１で指示するように持続時間表示用モータ駆動手段１０を制御する。なお、通常は、第１持続時間カウンタの持続時間を表示針３１で指示するが、外部操作部材の所定操作が行われた際には、第２持続時間カウンタで積算されている所定操作後の持続時間を表示針３１で表示してもよい。
【００６７】
［持続時間表示用モータ駆動手段］
持続時間表示用モータ駆動手段１０は、持続時間表示制御手段９から出力される駆動制御信号に基づいて、持続時間表示用モータ１１のモータコイル１１１に駆動パルスを入力して持続時間表示用モータ１１の駆動を制御している。
【００６８】
［持続時間表示用モータおよび表示針３１の駆動輪列］
持続時間表示用モータ１１は、図４に示すように、モータコイル１１１が巻かれたコイルブロック１１２と、ロータ１１４が回転自在に配置されたステータ１１３とを備えている。
前記ロータ１１４のロータかなには、中間車３４が噛み合い、この中間車３４のかなには表示車３３が噛み合っている。そして、この表示車３３に前記表示針３１が取り付けられている。そして、この表示針（副表示針）３１により、発電量を積算した持続時間を表示している。
【００６９】
なお、表示車３３は、その外周の一部のみに歯が形成されており、前記モータ１１によって一定角度範囲内のみで回動可能に設けられ、表示車３３に取り付けられた表示針３１も一体角度範囲で回動可能に設けられている。
このため、目盛板３２は平面扇形に形成されており、前記表示針３１の先端の移動軌跡に沿って円弧状に目盛３２１が形成されている。
【００７０】
目盛３２１は、針位置０を示す第０目盛３２１Ａから針位置１０を示す第１０目盛３２１Ｂまで１０分割されている。すなわち、目盛３２１の目盛線は針位置０から針位置１０まで１１本設けられ、１１の状態を表示可能にされている。
そして、図７にも示すように、持続時間カウンタでカウントされた持続時間が７日以下の場合には、１目盛りあたり１日相当の持続時間を示し、７日を超えるときには１目盛りあたり７日相当の持続時間を示すように設定され、最大２１日分の持続を表示可能に構成されている。
すなわち、持続時間カウンタのカウンタ値が０になり、運針動作が停止すると、表示針３１は第０目盛３２１Ａつまり針位置０（表示値「動作停止」）を指す。
一方、表示値が「０日」つまり持続時間が０から１日の間であれば、表示針３１は針位置1を指す。また、表示値が「１日」つまり持続時間が１日から２日の間であれば表示針３１は針位置２を指す。以下、持続時間が１日増える毎に、表示針３１は針位置３から針位置７を指示する。
また、表示値が「７日」つまり持続時間が７日から１４日の間であれば表示針３１は針位置８を指示し、表示値が「１４日」つまり持続時間が１４日から２１日の間であれば表示針３１は針位置９を指示する。
また、表示値が「２１日」つまり持続時間が２１日よりも大きい場合には、表示針３１は針位置１０を指示する。
【００７１】
なお、本実施形態では、持続時間カウンタは、表示針３１で表示可能な最大値の持続時間である２１日に、所定値、具体的には1日大きい２２日に持続時間がなった場合には、発電があっても、それ以上の積算を行わないように構成されている。すなわち、第１持続時間カウンタの最大値は２２日であり、持続時間が２１日または２２日の時には、表示針３１は針位置１０を指示するように構成されている。
【００７２】
そして、前述のように発電が行われて持続時間カウンタが１ステップアップすると、モータ駆動手段１０は、表示針３１を反時計回り方向に１目盛り分移動する。一方、電力が消費されて持続時間カウンタが１ステップダウンすると、モータ駆動手段１０は、表示針３１を時計回り方向に１目盛り分移動する。
【００７３】
［計時制御手段および時刻表示手段］
一方、通常の時刻を表示するための計時制御手段および時刻表示手段は、従来からある一般的なアナログ式クオーツ時計の構成であるため、詳細な説明は省略する。
すなわち、発振手段１２は、水晶振動子などで構成され、所定周波数の信号を出力する。分周手段１３は、発振手段１２からの信号を分周し、例えば１Ｈｚの基準信号を出力する。
時刻表示制御手段１４は、分周手段１３の基準信号に基づいて時刻表示用モータ駆動手段１５に駆動信号を出力する。通常、発振手段１２から１Ｈｚの基準信号が入力される毎に、駆動信号を出力する。時刻表示用モータ駆動手段１５は、前記駆動信号に基づいて時刻表示用モータ１６のモータコイルに入力し、時刻表示用モータ１６は時刻表示用指針２０をステップ運針する。
なお、時刻表示用モータ駆動手段１５は、持続時間表示制御手段９からの制御信号により、持続時間が０になった際には、時刻表示用指針２０の運針を停止するスリープモードに移行するように構成されている。
【００７４】
［電子時計の動作説明］
次に、このような構成の電子時計１における動作に関し、図８，９のフローチャートも参照して説明する。
なお、これらのフローチャートによる制御は、図６に示すサンプリングタイミング毎に繰り返し実施される。
電子時計１の動作が開始すると、持続時間表示制御手段９は、持続時間カウンタに記憶されている持続時間が上限値、具体的には表示の最大値である２１日よりも１日大きな２２日以上であるかを確認する（ステップＳ１）。そして、持続時間が２２日以上の場合には、それ以上の積算は行わず、後述するようにステップＳ１０の処理に進む。
【００７５】
一方、ステップＳ１で「Ｎｏ」と判定されれば、持続時間表示制御手段９は、電流検出手段６をサンプリング駆動して電流検出結果の取り込み処理を行う（ステップＳ２）。このため、回転錘２やりゅうず３によって発電手段４で発電が行われていると、整流手段５を介して二次電池７に発電電流（充電電流）が流れ、その電流が電流検出手段６で検出される。すると、電流検出手段６からは、各サンプリング毎の電流ピーク値に対応する検出結果信号、具体的には図６に示すように、閾値レベルＩ１〜Ｉ４との比較結果を示す信号が出力される。
【００７６】
そして、積分手段８は、二次電池７の電圧（電池電圧）が所定電圧Ｖ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
ステップＳ３において、電池電圧がＶ１未満であれば、積分手段８は、電流検出手段６の検出結果信号を積算する（ステップＳ４）。積算は、１分間の消費電流相当の電荷の1/256を基本単位として行い、積分手段８は、256単位の積算がある毎に持続時間を1分加算する。
例えば、１秒間の消費電流が１μＡの場合、１分間の消費電荷は、１μＡ×６０＝６０μＣである。従って、電荷積算の基本単位は、６０μＣ／２５６＝０．２３４μＣとなる。
そして、検出結果信号に基づく検出電流が０．５ｍＡであり、サンプリング間隔が１／３２秒の場合、各サンプリング時に前記検出電流を検出した際の積算値は、１０００×０．５ｍＡ×１／３２秒×１／０．２３４μＣ＝約６７である。
【００７７】
また、本実施形態において、積分手段８は、ステップＳ４で加算する際は、誤差により表示上の持続時間が実際の持続時間を下回らないように、実際の発電電荷に対して１より小さい所定の補正係数をかけた電荷を積算する。
例えば、充電電流の検出精度が±５％、二次電池７の充電効率がmin90％であった場合、前記補正係数は、（１−｜±０．０５｜）×０．９＝約０．８６として求めればよい。
【００７８】
一方、ステップＳ３において、電池電圧がＶ１以上であれば、積分手段８は、電流検出手段６の検出結果信号を２倍したものを積算する（ステップＳ５）。
なお、前記電圧Ｖ１は、二次電池７の使用領域の電圧よりも高い電圧値が設定されている。例えば、図１０に示すように、二次電池７として放電特性がフラットなリチウムイオン電池等を用いた場合には、その電圧がほぼ一定となっているフラットな使用領域よりも高い電圧をＶ１に設定している。
【００７９】
持続時間表示制御手段９は、電流検出結果の積算の結果、持続時間の日桁上げがあったか否かを確認する（ステップＳ６）。すなわち、積分手段８は、１分間の電荷が発電されると、持続時間を１分加算しており、この加算が２４時間分つまり１日分になると、持続時間は１日分加算されて日桁上がりが行われる。
そして、ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、持続時間が7日以内であるかを確認する（ステップＳ７）。
【００８０】
ステップＳ７で「Ｎｏ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、持続時間が１４日または２１日であるかを確認する（ステップＳ８）。
そして、ステップＳ７で「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまりステップＳ６で日桁上げがあり、かつ、持続時間が７日以下の場合は、持続時間表示制御手段９は、表示針３１を１ステップ（１目盛分）正転駆動して表示を１段階アップする（ステップＳ９）。
また、ステップＳ７で持続時間が7日を越えているときは、ステップＳ８において、日桁上げにより持続時間が１４日または２１日になった場合のみ表示を1段階アップする（ステップＳ９）。
【００８１】
なお、ステップＳ６で「Ｎｏ」と判定され、日桁上げが無かった場合や、ステップＳ８で「Ｎｏ」と判定され、持続時間が１４日または２１日になっていない場合には、表示の１段階アップは行われない。
【００８２】
次に、持続時間表示制御手段９は、時刻表示制御手段１４において分桁上げがあったか否かを確認する（ステップＳ１０）。すなわち、この分桁上げは、時間経過に伴い１分間隔で発生するため、１分より短いサンプリングレートで処理されている図８，９の持続時間表示制御フローでは、複数回に１回の割合で分桁上げがあったことが検出される。
ステップＳ１０で分桁上げがあったときは、運針１分間の電流消費があったことになるため、持続時間表示制御手段９は１分間の持続時間に相当する２５６単位を積算値から減算する（ステップＳ１１）。すなわち、図６に示すように、第１持続時間カウンタの積算値は、分桁上げがあった時点で、２５６単位が減算される。
【００８３】
積分手段８は、減算の結果、積算値（持続時間）が０になったかを確認する（ステップＳ１２）。
そして、積算値が０になった場合には、積分手段８は、持続時間表示制御手段９を介して表示針３１を逆転駆動し、針位置０（第０目盛３２１Ａ）を指示させて動作停止状態であることを示す（ステップＳ１３）。
【００８４】
さらに、積分手段８は、運針つまり時計動作を停止し（ステップＳ１４）、１回のサンプリングでの制御処理を終了する。なお、本実施形態では、時計動作の停止は、時刻表示用モータ駆動手段１５は停止して指針２０の運針を停止するが、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４による時刻のカウント処理（計時処理）は続行し、発電があった際に、速やかにかつ自動的に現時刻の表示に復帰できるようにしている。
なお、ステップＳ１４において、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４も停止し、さらに電力消費を軽減させてもよい。
【００８５】
一方、積算値が０にならなかった場合には、持続時間表示制御手段９は、前記ステップＳ１１の減算の結果、持続時間の日桁下げがあったか否かを確認する（ステップＳ１５）。例えば、発電が停止している場合には、１分経過する毎に持続時間が１分ぶん減算され、その減算が２４時間分つまり１日分になると、持続時間は１日分減算されて日桁下げが行われる。発電が行われた場合も、その発電によって加算される持続時間と、運針に伴い減算される持続時間とを計算することで減算が１日分になれば、日桁下げが行われる。
そして、ステップＳ１５で「Ｙｅｓ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、日桁下げにより持続時間が7日以内になったかを確認する（ステップＳ１６）。
【００８６】
ステップＳ１６で「Ｎｏ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、日桁下げにより持続時間が１４日または２１日になったかを確認する（ステップＳ１７）。
そして、ステップＳ１６で「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまり日桁下げがあり、かつ、持続時間が７日以下の場合は、持続時間表示制御手段９は、表示針３１を１ステップ（１目盛分）逆転駆動して表示を１段階ダウンする（ステップＳ１８）。
また、ステップＳ１６で持続時間が7日を越えているときは、ステップＳ１７において、日桁下げにより持続時間が１４日または２１日になった場合のみ表示を1段階ダウンし（ステップＳ１８）、１回のサンプリングでの制御処理を終了する。
一方、ステップＳ１０，Ｓ１５，Ｓ１７でそれぞれ「Ｎｏ」と判定された場合は、表示針３１のダウン制御は行わず、１回のサンプリングでの制御処理を終了する。
【００８７】
従って、二次電池７として２２日分の消費電荷より容量が大きいものを使用することにより、二次電池７を使い切る前に、持続時間が「０」になり、動作を停止することができる。
また、ステップＳ４の積算時に、充電電荷に対して１より小さい係数をかけることにより、図１０に示すように、二次電池７の使用領域が、使用領域１から使用領域２、さらには使用領域３に徐々に高電圧側にシフトさせることができる。
【００８８】
例えば、発電によって充電電荷が１日分あった場合でも、１より小さい係数（例えば、０．８）を掛けることで、持続時間は０．８日分となり、１．２５日分の充電電荷があった場合に、持続時間は１日となる。
そのため、例えば、二次電池７の電圧が、図１０に示す使用領域１の下限にあった時点から発電が行われ、持続時間が１日分（充電電荷としては１．２５日分）加算されて使用領域１の上限まで電圧が上昇したとする。この状態で発電が無く、運針が１日分行われて持続時間が１日分減算されたとしても、その際に使用される二次電池７の領域は使用領域１Ａとなり、その下限は使用領域１の下限よりも高い電位となる。そして、再度発電が行われて持続時間が１日分加算されると、その時の電圧は前記使用領域１の上限の電圧よりも高くなる。従って、その後に運針で使用される領域１Ｂは前記使用領域１Ａよりも全体として高圧側にシフトする。このように、積算時に小さい係数を掛けると二次電池７の使用領域が高圧側にシフトする。そして、前記係数が１に近いほどシフト量は小さくなり、０に近いほど大きくなるため、前記係数によってシフト量を設定することができる。
【００８９】
一方、電池電圧がＶ１を超えると、ステップＳ５で積算値を２倍に補正するため、高電圧側へのシフトは停止する。すなわち、積算時の係数を１よりも大きくすると、実際の電圧上昇分よりも持続時間の上昇分が大きくなる。すなわち、実際には１日運針分の電荷が充電された場合でも、積算された持続時間は２倍の２日となる。このため、運針によって持続時間が減算される際に、持続時間１日分減算されると、実際の電圧は前記発電前の電圧に戻るが、さらに１日分の持続時間が残っているため、運針が停止することなく、そのまま継続される。従って、使用領域が低圧側にシフトし、前記高圧側へのシフトは停止する。
【００９０】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）二次電池７への充電電流つまり発電量を検出する電流検出手段６と、その検出結果出力を積算して持続時間を算出する積分手段８とを備えているので、二次電池７の電圧を検出して持続時間を求める場合に比べて、持続時間を正確に検出して表示できる。
【００９１】
（２）本実施形態では、第１持続時間カウンタにおいて、所定の持続時間分の発電量があればその時間分だけ持続時間を加算し、運針などによって所定の持続時間分の電力消費があればその時間分だけ持続時間を減算しているので、持続時間を常に正確にできるとともに、簡単なアルゴリズムで処理を実行できるため、処理の負荷も軽減できる。
【００９２】
（３）本実施形態では、持続時間が「０」になると、時刻表示用モータ駆動手段１５等の駆動を停止して運針停止状態に移行するため、実際の持続時間（運針停止状態に移行するまでの動作継続時間）を、表示された持続時間と完全に一致することができ、使用者は運針が停止するまでの時間を正確に把握でき、利便性が向上する。
【００９３】
（４）また、持続時間が「０」になった場合も、二次電池７は電子時計１を正常に動作可能な電圧を維持できるように設定しておくことができるため、発電が行われれば、動作停止状態からすぐに安定した動作状態に復帰でき、使用者はすぐに時刻を確認でき、利便性を向上できる。
【００９４】
（５）積分手段８では、１分間の消費電力相当の電荷の１／２５６を積算単位（基本単位）とし、前記積算単位分の発電量がある毎に基本単位を１ずつ積算し、２５６単位の積算がある毎に持続時間を１分加算しているので、処理や回路を簡略化できる。特に、２の８乗分の１を基本単位に設定し、２進数で処理できるので、ＩＣにおける処理もより一層簡単に行うことができる。
【００９５】
（６）電流検出手段６は、ピーク検出回路６２を備えているので、コンデンサを不要にできてハードウェアの構成を簡単にでき、かつ、遅れがない検出を行うことができる。
【００９６】
（７）積分手段８は、ステップＳ１において持続時間が２２日以上には積算しないように制御しているので、二次電池７の使用領域を高電圧側にシフトでき、その分、完全放電のリスクを軽減できる。また、持続時間表示が長期間停止することを防止でき、使用者が故障と誤認することも防ぐことができる。
【００９７】
（８）積分手段８は、発電量に１未満の係数を掛けて積算しているので、蓄電手段の使用領域を高電圧側にシフトでき、持続時間表示が０になる前に時計の動作が停止してしまうことも防止できる。
さらに、積分手段８は、二次電池７の電圧が所定電圧値Ｖ１以上の場合には、発電量に１より大きい係数（前記実施形態では２倍）を掛けて補正したものを加算しているので、二次電池７の電圧が高くなって発電量の増加割合が低くなっても持続時間は見かけ上、増加するので、持続時間表示の変化を維持できるとともに、二次電池７の高電圧領域では、電圧増加に比べて持続時間増加の割合を大きくできるので、実際の電池の使用領域がそれ以上高電圧側にシフトすることを防止することができる。
【００９８】
（９）持続時間表示制御手段９は、持続時間が７日以下であれば１目盛を１日として指示し、７日以上であれば７日毎、つまり１４日と２１日でそれぞれ１目盛として指示しているので、２１日という比較的長い持続時間を表示できるとともに、持続時間が短くなってきたときには短い間隔（１日間隔）で持続時間を表示でき、使用者に対して適切な表示を行えて利便性を向上できる。
【００９９】
（１０）図７に示すように、持続時間が「０日」の場合と、動作停止状態とをそれぞれ針位置１，０と異なる位置で表示しているので、使用者は、持続時間が「０日」つまり０日から１日の間であるのか、持続時間が０以下になって電子時計１は停止状態にあるのかを容易に判断できる。
【０１００】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１１〜１３を参照して説明する。
第２実施形態では、電流検出手段６において、自動巻きにより通常携帯で充電される場合と、手巻き発電等で急速充電する場合とで検出レベルを自動的に切換えている点と、各機器の個体差を考慮し、前記スイッチＳＷ１、ＳＷ２を用いて積算量を微調整可能にしている点と、手動操作により前記スイッチＳＷ３をオンにして初期化可能にしている点が前記第１実施形態に対して追加されている。但し、その他の構成は前記第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０１０１】
電流検出手段６は、初期設定は、図１３に示すように、Ｉ１〜Ｉ４を検出用の閾値とした検出レベル１に設定され、この検出レベル１によって発電手段４から二次電池７に充電される電流の大きさを検出している。
そして、積分手段８は、電流検出手段６からの電流検出結果を取り込む（ステップＳ２１）。次に、積分手段８は、ＳＷ１がオンされているかを確認し（ステップＳ２２）、ＳＷ１がオンされていなかった場合にはＳＷ２がオンされているかを確認する（ステップＳ２３）。
【０１０２】
そして、積分手段８は、ＳＷ１がオンされている場合には、電流検出結果の１．２倍を積算し（ステップＳ２４）、ＳＷ２がオンされている場合には、電流検出結果の０．８倍を積算する（ステップＳ２５）。
一方、ＳＷ１およびＳＷ２のいずれもがオンされていない場合には、積分手段８は、電流検出結果をそのまま積算する（ステップＳ２６）。
なお、前記スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、各電子時計１の個体差に基づいて入力が設定されるものであるため、時計内部の回路基板上などに設けられ、工場において各電子時計１の個体差を測定後、その入力（オン・オフ）が設定される。
【０１０３】
次に、電流検出手段６における検出レベルとして、現在、検出レベル２を選択しているか否かを確認する（ステップＳ２７）。
ステップＳ２７において、検出レベル２を選択中ではないと判定された場合には、充電電流が検出レベル１のＩ３を超えたか否かを確認する（ステップＳ２８）。ステップＳ２８において「Ｙｅｓ」と判定されると、前回の発電終了から所定時間ｔ１以内であるかを確認する（ステップＳ２９）。さらに、ステップＳ２９において「Ｙｅｓ」と判定されると、前回の発電積算値が所定の発電量Ｑ１以上であるかを確認する（ステップＳ３０）。
【０１０４】
ステップＳ３０において「Ｙｅｓ」と判定されると、電流検出手段６は、検出レベル２を選択する（ステップＳ３１）。
すなわち、図１３に示すように、通常時は検出レベル1（閾値Ｉ１〜Ｉ４）が選択されているが、次の条件を満たすと検出レベル２（閾値Ｉ１１〜Ｉ１４）が選択される。つまり、充電電流がＩ３以上で、前回の１巻きの発電(電流検出結果がＩ１以上になってからＩ１以下になるまでの発電量）が所定値Ｑ１以上で、前回の発電の終了(電流検出結果がＩ１以下になってから)所定時間ｔ１以内であると、検出レベル２に切り替えている（ステップＳ３１）。
このため、使用者がりゅうず３を一定以上の速さで回転させると、２回転目に表示が変化することになる。
【０１０５】
検出レベル２が選択されると、電流検出手段６は、図１３に示すように、電流レベルＩ１１，Ｉ１２，Ｉ１３，Ｉ１４を閾値として設定する。
これにより、電流検出のレベルを、通常携帯時に自動巻き発電での発電電流の検出に適した検出レベルであるＩ１〜Ｉ４（検出レベル１）と、自動巻き発電による急速充電や手巻き発電に適した検出レベルであるＩ１１〜Ｉ１４（検出レベル２）に切換える。
一方、ステップＳ２８〜Ｓ３０で「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ３１の検出レベル切替処理は行わず、検出レベル１のままに維持される。
【０１０６】
また、ステップＳ２７で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、充電電流がＩ１１未満の状態が所定時間ｔ２以上継続したかを確認する（ステップＳ３２）。
そして、ステップＳ３２で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、自動巻き発電による急速充電や手巻き発電状態のように発電電流レベルが高い状態ではないと判断して、検出レベルを検出レベル１に戻す（ステップＳ３３）。
一方、ステップＳ３２で「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ３３の検出レベル切替処理は行わず、検出レベル２のままに維持される。
【０１０７】
次に、持続時間表示制御手段９は、スイッチＳＷ３がオンされたか否かを確認する（ステップＳ３４）。
スイッチＳＷ３がオンされると、電池電圧がＶ１以上であるかを確認する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３５で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、図１０に示すように、二次電池７の電圧が十分に高く、十分な持続時間があるために持続時間を２１日（最大値）に初期化する（ステップＳ３６）。一方、ステップＳ３５で「Ｎｏ」と判定された場合には、持続時間を最小限の時間、例えば１０分に初期化する（ステップＳ３７）。
なお、持続時間が１０分であると、すぐに運針停止になってしまうが、スイッチＳＷ３は使用者が外部操作部材を操作してオンされるため、持続時間が１０分であることは使用者もすぐに確認する。その結果、使用者はりゅうず３を操作するなどの発電操作を行い、十分な発電量が確保されるため、持続時間も加算され、すぐに運針停止になることを防止できる。
【０１０８】
その後は、その他の処理として、前記第１実施形態と同様の持続時間の表示処理を実行する（ステップＳ３８）。
【０１０９】
このような第２実施形態においては、前記実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次のような作用効果がある。
（１１）ステップＳ２２〜Ｓ２５において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の入力に応じて発電量の積算値を補正しているので、電子時計１の固体ばらつきを考慮した積算値に補正することができ、持続時間をその製品における実際の持続時間に一致させることができ、正確な持続時間を算出・表示することができる。
【０１１０】
（１２）電流検出手段６における検出レベルを切替可能に構成したので、発電量（発電電流）が大きく異なる発電方式を併用している場合でも、現在の発電方式に応じた検出レベルを設定することができ、簡単なシステムにできて電荷を正確に積算できる。
特に、前記ステップＳ２８〜Ｓ３０の条件をすべて満たした場合に、検出レベル２に切り替えるため、自動巻き発電と手巻き発電とが可能な電子時計１において、発電頻度にばらつきがある通常携帯時の自動巻き発電では検出レベル１を維持でき、使用者が時計１を振って発電する自動巻き発電の急速発電時や、りゅうず３を操作する手巻き発電時には、その発電状態に適した検出レベル２に切り替えることができ、発電量をより正確に検出することができる。
そのうえ、充電電流がＩ１１以下の状態がｔ２時間以上継続した場合、つまり上記手巻き発電や急速自動巻き発電が行われていない場合に、自動的に検出レベル１に復帰しているので、使用者が検出レベルの切替操作を行う必要が無く、利便性を向上できる。
【０１１１】
（１３）外部操作部材でスイッチＳＷ３をオンした際に、二次電池７の電圧がＶ１以上であれば持続時間を２１日に初期化するので、直ちに運針状態に復帰でき、かつ、二次電池７が既に高電圧領域にある状態で使用者に対して発電を促すことがないため、無駄な発電操作を行うことを防止できる。
さらに、二次電池７の電圧がＶ１以下の場合には、持続時間を最小限の１０分に初期化しているので、直ちに運針状態に復帰できるとともに、使用者に対して発電操作を促すことができる。
【０１１２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、電流検出手段６としては、図１４に示すように、抵抗６１に並列に接続されたコンデンサ６４を備え、充電電流の平均値を検出するものを利用してもよい。この場合、充電電流はコンデンサ６４で積分されて平均化されるため、簡単な処理で、実際に単位時間に二次電池７に充電される充電量を検出することができる。
【０１１３】
また、電流検出手段６における検出レベルの変更条件としては、前記第２実施形態のものに限らず、発電装置４０の特性などを考慮して適宜設定すればよい。
例えば、持続時間表示状態において、所定の充電電流（例えばＩ４）を検出した場合に、即座に検出レベル２に移行してもよい。この場合、前記第２実施形態に比べて、検出レベルの切替をすばやく実行できる。前記第２実施形態では、発電装置４０が自動巻きおよび手巻きの両方で発電可能になっており、手巻き発電や急速自動巻き発電を検出するために、それらの発電の特性に基づいて条件を設定していたが、自動巻き発電装置のみが設けられている場合には、手巻き発電を考慮した移行条件を設定する必要がないため、単純に充電電流が所定の閾値（例えばＩ４）以上になったかのみで検出レベルを変更すればよい。
【０１１４】
また、一定時間内に所定の発電がある状態が所定時間以上継続したら、検出レベルを変更してもよい。例えば、Ｉ２以上の充電電流を１秒間に３回以上検出し、この検出状態が５秒以上継続した場合などに検出レベル２に移行すればよい。
このような移行条件は、ソーラー発電や外部交流磁界による発電等、一定の発電量が長時間継続する発電装置を用いている場合に有効である。
【０１１５】
さらに、１回の発電で所定の発電量（例えばＱ１）があることが所定時間以内（例えば１秒以内）に所定回数（例えば２回）あったら場合に、検出レベルを変更してもよい。
このような移行条件であれば、手巻き発電のように、所定時間内に一定回数の発電が行われる場合に検出レベル２に移行しやすく、通常携帯時の自動巻き発電のように、不定期に発電が行われる場合には検出レベル２に移行せず、検出レベル１に維持できる。
【０１１６】
前記実施形態では、システムが起動してから停止するまでの持続時間（第１持続時間カウンタの積算値）のみを表示していたが、特定の操作があってから加算された持続時間（第２持続時間カウンタの積算値）を切り替えて表示可能に構成してもよい。
【０１１７】
また、表示針３１による持続時間の表示方法としては、持続時間が短くなったときに、折り返し表示などにより、持続時間を時間単位や分単位等でより細かく表示してもよい。
例えば、持続時間が１日になった時点で、前記針位置０〜１０をそれぞれ、０，１，２，３，４，５，６，７，１４，１９，２４時間の指示等に切り替えて表示してもよいし、さらには、持続時間が１時間になった時点で、前記針位置０〜１０をそれぞれ、０，３，６，１２，１５，２０，２５，３０，４５，６０分の指示等に切り替えて表示してもよい。
本発明では、持続時間が０になった時点で運針を停止するため、持続時間は、運針動作が継続する残り時間を正確に表示することになる。従って、持続時間を時間単位や分単位で表示すれば、使用者は動作が継続する残り時間を正確に把握でき、運針停止前に発電操作を行うことができる。
【０１１８】
さらに、前記実施形態では、持続時間が０になったら、時刻表示用モータ駆動手段１５および時刻表示用モータ１６を停止して指針２０による時刻表示のみ停止し、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４の駆動は継続し、内部的には時刻をカウントして、所定量の発電があった場合に時刻表示を現在時刻に復帰させるようにしていたが、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４の駆動も停止して時計動作を完全に停止してもよい。
また、持続時間が０になった時点での停止モードを、使用者が、前記実施形態のスリープモードと、時計動作を完全に停止するモードとから選択できるように設定してもよい。
【０１１９】
また、補正駆動方式で補正駆動パルスが出力された場合のように、消費電流が増加した場合には、その分持続時間から減算を行って補正しても良い。
すなわち、時刻表示用モータ駆動手段１５は、モータ１６に対して駆動パルスを入力後、モータ１６の回転状態を検出し、非回転を検出した場合には、補正駆動パルスを入力してモータ１６を回転させる補正駆動処理を実行可能に構成され、積分手段８は、前記補正駆動処理が行われた回数に基づいて持続時間を補正、具体的には消費電流が増加するために持続時間を減算してもよい。
このように構成すれば、補正駆動処理回数に応じた補正を行っているので、補正駆動処理で消費された電流分を考慮して持続時間を補正でき、持続時間が０になる前に動作が停止することを確実に防止できる。
【０１２０】
さらに、持続時間表示が０になる前に電池電圧が動作停止電圧以下になることを完全に防止するために、電池電圧が所定値以下になったら、持続時間を補正しても良い。
すなわち、二次電池７の電圧が、図１０において使用領域１あたりの低い電圧値になった場合には、持続時間を短くして持続時間表示が「０」になるまでに電池電圧が動作停止電圧以下になることを防止すればよい。
【０１２１】
持続時間表示手段としては、表示針３１が一定角度範囲のみで移動可能なものに限らず、表示針３１が１回転（３６０度）回転可能に設けられたものを用いてもよい。
但し、前記実施形態の表示針３１のように、一定角度範囲で移動するほうが、時計１の文字板部分に副針として組み込んだ際に、指針のサイズを大きくでき、視認性を向上できる。
【０１２２】
また、持続時間表示手段としては、表示針３１を用いたものに限らず、液晶ディスプレイ等の表示手段において、数字や、インジケータなどを用いて表示してもよい。特に、本発明では、持続時間は、動作継続時間を正確に表示することになるため、その持続時間をデジタル表示することで、正確な持続時間を使用者に対して表示することができる。
【０１２３】
発電装置４０としては、前記実施形態のような手巻き発電装置や自動巻き発電装置の他に、外部交流磁界による発電装置、ソーラー発電装置、温度差発電装置等の各種の発電装置が利用できる。また、電子時計１には、前記各種の発電装置を１種類組み込んでもよいし、前記実施形態のように、複数種類の発電装置を組み合わせてもよい。
また、本発明は、腕時計に限らず、発電機能を備えていれば、懐中時計、置時計、掛け時計などの他の時計にも適用できる。
要するに、本発明は、発電機能を有し、かつ、持続時間を表示する持続時間表示手段を有する電子時計に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】第１実施形態における発電機能付き電子時計の構成を示すブロック図。
【図２】前記実施形態における電子時計の回路ブロック図。
【図３】前記実施形態における電子時計の文字板部分を示す図。
【図４】前記実施形態における発電手段および持続時間表示手段の構成を示す図。
【図５】前記実施形態における整流手段および電流検出手段の構成を示す回路図。
【図６】前記実施形態における発電状態、１回の発電の積算値、充電量積算値を示すタイミングチャート。
【図７】前記実施形態における針位置と表示値との関係を示す図。
【図８】前記実施形態における持続時間表示処理を示すフローチャート。
【図９】図８の続きの処理を示すフローチャート。
【図１０】二次電池の放電特性を示すグラフ。
【図１１】第２実施形態における処理を示すフローチャート。
【図１２】図１１の続きの処理を示すフローチャート。
【図１３】第２実施形態における発電状態、１回の発電の積算値、検出レベル切替タイミングを示すタイミングチャート。
【図１４】変形例における整流手段および電流検出手段の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【０１２５】
１…発電機能付き電子時計、２…回転錘、３…りゅうず、４…発電手段、５…整流手段、６…電流検出手段、７…二次電池、８…積分手段、９…持続時間表示制御手段、１０…持続時間表示用モータ駆動手段、１１…持続時間表示用モータ、１４…時刻表示制御手段、１５…時刻表示用モータ駆動手段、１６…時刻表示用モータ、１７…入力回路、２０…時刻表示用指針、３１…表示針、３２…持続時間表示用目盛板、４０…発電装置、６２…ピーク検出回路、６３…比較回路、６４…コンデンサ。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電機能付き電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電機能を備えた時計は、電池交換が不要な利点を備えるため、広く利用されるようになった。
このような発電機能付き電子時計においては、発電手段で発電された電力を蓄電手段に充電して利用している。この発電機能付き電子時計では、通常、利用者に対し、時計の持続時間の目安を示し、必要に応じて発電を促すために、蓄電手段の電圧を検出し、その残量を表示させる機能を備えているものもある（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−６１０７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では、蓄電手段としてリチウムイオン電池のように放電特性がフラットな電源を用いた場合には、時間経過に伴う電池電圧の変化量が小さいため、その電池電圧を検出しても持続時間を正確に表示できないおそれがあった。特に、温度特性や発電直後の一時的な電圧増加により電池電圧が変動した場合には、その電池電圧を検出しても正しい持続時間を検出することができず、持続時間表示の精度が低下するという問題もあった。
【０００５】
本発明の目的は、持続時間を正確に検出して表示することができる発電機能付き電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の発電機能付き電子時計は、発電手段と、前記発電手段で発電された電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、前記蓄電手段に蓄積された前記電気エネルギで駆動される計時制御手段と、前記計時制御手段によって制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、前記発電手段で発電された発電量を検出する発電量検出手段と、前記発電量検出手段で検出された発電量を積算して持続時間を算出する持続時間算出手段と、前記持続時間算出手段で算出された持続時間を表示する持続時間表示手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
ここで、発電手段としては、回転錘やゼンマイ、あるいはりゅうず等を介して手動でロータを回転させ、その回転エネルギを電気エネルギに変換する発電機、光エネルギを電気エネルギに変換する太陽電池、温度差で発電して熱エネルギを電気エネルギに変換する熱発電機等の各種発電機が利用できる。
また、本発明において、持続時間とは、蓄電手段に蓄積された電気エネルギで電子時計を駆動し続ける時間を意味し、具体的には時刻表示手段が時刻表示を停止するまでの動作継続時間を意味する。すなわち、発電機能付きの電子時計においては、ＩＣや水晶振動子等で構成される計時制御手段が停止してしまうと、ＩＣの駆動開始電圧まで充電しなければならず、かつ、水晶振動子が安定駆動するまで所定の時間が必要となるため、計時制御手段の動作を再駆動させるのが大変である。このため、蓄電手段の電圧が低下すると、計時制御手段のＩＣや水晶振動子のみを駆動し続け、指針およびモータや液晶ディスプレイ等からなる時刻表示手段の駆動を停止するスリープモードに移行する制御が行われる。従って、発電機能付き電子時計における持続時間とは、スリープモードに移行するまでの動作継続時間を意味する。
【０００８】
本発明によれば、蓄電手段の電圧を検出するのではなく、発電量を積算しているので、蓄電手段に充電された電気エネルギを精度良く検出でき、蓄電手段として放電特性がフラットな二次電池を用いた場合でも、持続時間を正確に表示できる。
【０００９】
なお、前記発電量検出手段としては、発電手段の種類などに応じて設定すればよく、発電手段における発電量をリアルタイムに検出できるものが好ましい。
例えば、発電手段として、ロータを回転させてコイルを鎖交する磁束を変化させることで発電する発電機を用いた場合には、発電機から出力される発電電流は交流電流であるため、全波整流回路等で整流された発電電流を検出する電流検出手段などが利用できる。
【００１０】
ここで、前記持続時間算出手段は、電子時計の所定時間あたりの消費電流を予め求めておき、この所定時間分の消費電流に相当する発電量が前記発電量検出手段で検出される毎に前記所定時間分だけ持続時間を加算する持続時間カウンタを備え、前記持続時間表示手段は、この持続時間カウンタのカウンタ値に基づいて持続時間を表示することが好ましい。
【００１１】
時刻表示を行っている電子時計の単位時間あたりの消費電流は、他の特殊な機能、例えばライト点灯やクロノグラフ機能による時間計測等を行っていなければ、ほぼ一定となるため、予め算出しておくことができる。従って、持続時間算出手段は、例えば、１分間の消費電流に相当する発電量があった場合に、持続時間カウンタを１分加算する。そして、持続時間表示手段は、持続時間カウンタのカウンタ値を参照し、持続時間を表示する。
【００１２】
このような構成によれば、電子時計の所定時間あたりの消費電流に対応する発電量があった際に持続時間を所定時間加算しているので、持続時間を高精度に求めることができる。また、予め設定された所定時間分の消費電流に相当する発電量があった場合に、持続時間カウンタを所定時間分加算するという簡単なアルゴリズムで処理を実行できる。
【００１３】
ここで、前記持続時間算出手段は、電子時計の運針が継続している状態では、所定時間経過する毎に、前記持続時間カウンタのカウンタ値を前記所定時間だけ減算し、前記計時制御手段は、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった際に、前記時刻表示手段の駆動を停止することが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、発電手段で発電が行われると、その発電量に応じて持続時間カウンタが加算され、電子時計の運針が行われていれば、その時間経過に応じて持続時間カウンタが減算されるため、持続時間カウンタのカウンタ値は、蓄電手段への充電およびその電力消費を考慮した値になり、蓄電手段に蓄積されている電気エネルギに対応した値にでき、持続時間を精度良く表示できる。
さらに、計時制御手段は、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった際に、時刻表示手段の駆動を停止して動作停止状態に移行するため、実際の持続時間（動作停止状態に移行するまでの動作継続時間）が表示された持続時間と完全に一致するため、使用者は運針が停止するまでの時間を正確に把握でき、利便性が向上する。
また、持続時間カウンタの加算は、発電量検出手段や、持続時間表示手段などが動作している状態、つまり蓄電手段の電圧が所定値以上となって電子時計が正常に動作している状態で行われるのであるから、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった場合も、蓄電手段は電子時計を正常に動作可能な電圧が維持されていることになる。従って、蓄電手段が完全に放電した状態ではＩＣ等が動作可能な電圧に復帰させるのが困難であるが、本発明では蓄電手段の電圧が所定値以上に維持されるため、発電が行われれば、動作停止状態からすぐに安定した動作状態に復帰でき、使用者はすぐに時刻を確認でき、利便性を向上できる。
【００１５】
なお、時刻表示手段の駆動を停止するとは、例えば、モータで指針を運針して時刻を表示するアナログ式時計や、液晶ディスプレイ等で時刻を表示するデジタル式時計において、時計内部での時刻のカウントは続行し、指針やディスプレイの駆動のみを停止する一部停止方式（スリープモード）でもよいし、発振手段等も停止して時計内部での時刻のカウンタも停止する完全停止方式でもよい。
スリープモードであれば、発電があった際に、現時刻に自動的にかつ容易に復帰できる利点がある。一方、完全停止方式では、再度運針する際に時刻修正操作を行う必要があるが、スリープモードに比べても消費電力を低減できるので、蓄電手段が完全に放電するまでの期間を延長できる利点がある。
【００１６】
ここで、前記持続時間算出手段は、電子時計における所定時間の消費電流の整数倍または整数分の１を積算単位とし、前記発電量検出手段で検出された発電量を前記積算単位に換算し、積算単位に基づいて積算して持続時間を算出することが好ましい。
例えば、１分間の消費電力相当の電荷の１／２５６を積算単位（基本単位）とし、前記積算単位分の発電量がある毎に基本単位を１ずつ積算し、２５６単位の積算がある毎に持続時間を１分加算すればよい。
【００１７】
このような構成によれば、積算単位の増減で持続時間を算出できるので、処理や回路を簡略化できる。
特に、積算単位を、所定時間の消費電流の２の累乗倍（２，４，８，…，２ｎ）、または、２の累乗分の１（１／２，１／４，１／８，…，１／２ｎ）とすれば、２進数で処理できてＩＣにおける処理も簡単に行え、処理や回路をより一層簡略化できる。なお、ｎは１以上の整数である。
【００１８】
ここで、前記発電量検出手段は、発電電流をサンプリングし、各サンプリング時のピーク値を検出し、予め求めておいた発電電流のピーク値と平均電流値との関係を示すテーブルから、前記ピーク値に対応する平均電流値を発電量として検出し、前記持続時間算出手段は、前記平均電流値を積算して持続時間を算出することが好ましい。
発電量検出手段として、ピーク値を検出する構成とすれば、コンデンサなどを不要にできてハードウェアの構成が簡易になり、かつ、実際の充電量に対応する平均電流値を積算することができるので正確な積算を実現することができる。
【００１９】
また、前記持続時間算出手段は、積算値が上限値に達した場合には、発電があってもそれ以上積算しないことが好ましい。なお、前記上限値は、表示部で表示可能な最大値、または、この最大値に所定値を加算した値に設定すればよい。
【００２０】
このような構成によれば、二次電池等からなる蓄電手段の使用領域を高電圧側にシフトでき、完全放電のリスクを軽減できる。すなわち、蓄電手段がある初期電圧値から発電を開始して発電量を積算した際に、前記積算値に上限を設けなかった場合、積算値に基づく持続時間も上限がないため、その持続時間が０になると、蓄電手段はほぼ元の初期電圧値に戻り、蓄電手段の使用領域の下端（低電圧側）はほぼ一定である。このため、初期電圧値が比較的低い状態で開始し、かつ、負荷の変動や、使用者が何らかの機能を実行したことで消費電流が通常の運針制御のみを行っていた場合に比べて増加した場合には、持続時間が０になるまでに、蓄電手段の電圧が前記初期電圧値以下に低下して完全放電になってしまう可能性がある。
これに対し、積算値つまり持続時間に上限を設けておけば、蓄電手段の使用領域が高電圧側にシフトされるため、消費電流が通常の運針制御のみを行っていた場合に比べて増加しても、完全放電までマージンがあるため、完全放電のリスクを低減できる。
【００２１】
さらに、積算値に上限を設けなかった場合には、前記積算値が、表示部で表示可能な最大値に対応する値になった以降も使用者が発電を継続してしまうと、積算値つまり持続時間が表示最大値よりも大きくなる。このため、発電停止後に、運針によって持続時間が減算された場合でも、最大表示値になるまでは表示部の表示は変化せず、使用者は表示部が故障したと誤認する可能性もある。例えば、表示部における持続時間の最大値が１０日になっている場合に、発電量が大きくなって１５日分の発電が行われ、持続時間も１５日に積算されてしまうと、発電を行わずに５日間経過して持続時間が１０日に減少するまで、表示部は持続時間を１０日で表示し続けてしまう。すると、使用者は、持続時間の表示が変化しないために故障したと誤認してしまう可能性がある。
これに対し、本発明では、積算値つまり持続時間が、表示部の最大値（例えば１０日）や、最大値（例えば１０日）に所定値（例えば１日）を加算した値（例えば１１日）である上限値（例えば１０日または１１日）になると、積算を停止しているので、発電停止後に運針に伴い１日程度経過すれば、表示部の表示も変化するため、使用者は持続時間の変化を確実に把握でき、故障と誤認することも防止できる。
【００２２】
なお、最大値に所定値を加算して上限値を設定する場合、その所定値は、表示部の最大値とその１目盛前の値間の持続時間（例えば、最大値が１０日で、その１目盛前が８日であれば、その差の２日分）以内に設定することが好ましい。
このように設定しておけば、使用者は、１目盛分（上記例では２日間）は表示が変化しなくても通常の動作であると判断でき、２日間経過すれば表示を変化させることができるため、使用者が故障と誤認することを防止できる。
【００２３】
また、前記持続時間算出手段は、前記発電量検出手段で検出された発電量に所定の係数を掛けたものを積算して持続時間を算出することが好ましい。
ここで、前記所定の係数は、蓄電手段の電圧値が所定電圧値以下の場合には、１未満の係数であることが好ましい。また、所定電圧値は、二次電池等からなる蓄電手段において通常の使用領域の上限電圧値よりも高い電圧値に設定すればよい。
【００２４】
このような本発明では、発電量（充電量）に所定の係数を掛けて積算しているので、積算値に基づく持続時間に対し、実際に蓄電手段に充電された電気エネルギの関係を調整することができる。例えば、前記係数が１未満であれば、実際の充電量に対し、持続時間は前記係数の割合分少なくなる。例えば、係数が０．８であれば、実際の充電量が持続時間１０日分であったとしても、積算部で積算される積算値は持続時間８日分になる。このため、積算値に基づく持続時間が０になったとしても、蓄電手段には少なくとも２日分の電気エネルギが残されており、蓄電手段の使用領域を高電圧側にシフトでき、持続時間表示が０になる前に時計の動作が停止してしまうことも防止できる。
さらに、発電量に所定の係数を掛けて積算すれば、蓄電池の充電効率を考慮して持続時間を補正することもでき、効率的な充電を行いつつ、持続時間を適切に算出することができる。
【００２５】
前記持続時間算出手段は、前記計時制御手段が起動して持続時間が０にリセットされてからの発電量を積算した第１積算値と、所定操作時からの発電量を積算した第２積算値とをそれぞれ積算可能に構成され、前記持続時間表示手段は、前記第１積算値と第２積算値を切り替えて表示可能に構成されていることが好ましい。
【００２６】
このような構成であれば、第１積算値によって、持続時間を正確に把握できるとともに、第２積算値によって、所定操作後の発電量に基づく持続時間を正確に把握できる。
例えば、使用者が手動操作によって発電を行う場合に、その発電操作の開始時からの積算値を第２積算値として積算しておけば、今回の発電操作によって加算できた持続時間を把握でき、使用者は実際に発電操作した際の発電状態を正確に確認できる。
【００２７】
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が、所定時間よりも大きい場合には、所定時間未満の場合に比べて、持続時間の表示単位を大きくすることが好ましい。
例えば、持続時間が１日以下の場合には、持続時間を１時間単位（１，２〜２４時間）で表示し、１日より大きく７日以下の場合には、持続時間を１日単位で表示し、７日よりも大きい場合には、７日間隔単位（７日、１４日、２１日、…）で表示するように設定すればよい。
【００２８】
持続時間は、時計の作動継続時間であるから、使用者にとっては残り時間が少なくなった際に、細かく持続時間を確認できれば、持続時間を正確に把握でき、利便性が向上する。
なお、上記持続時間表示手段が液晶ディスプレイ等の数値を表示可能な表示手段であれば、上記の各単位で持続時間を数値表示すればよい。
また、持続時間表示手段が、ステッピングモータなどで駆動される指針と、その指針が指示する目盛とで構成されている場合や、液晶ディスプレイ等に指針および目盛を表示することで構成されている場合のように、持続時間をアナログ的に表示する場合には、前記各目盛を指示する設定を、上記の各単位に基づいて設定すればよい。
ここで、アナログ式指示部は、モータで駆動される指針が一般的であるが、例えば、ディスプレイ上に指針表示を行うものや、指針表示の代わりに長さが変化するバー表示によるインジケータなどを用いてもよい。従って、前記駆動制御部は、通常、指針を駆動するモータおよびモータ駆動手段で構成されるが、ディスプレイ上に指針やバーを表示するタイプでは、その画面表示制御手段で構成される。
【００２９】
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が０以下になった場合には、通常の持続時間表示とは異なる表示を行うことが好ましい。
例えば、表示部が指針を用いたアナログ表示方式であれば、持続時間指示用の目盛とは別の位置を指示するように設定すればよい。また、表示部が数字などを表示するデジタル表示方式であれば、数字以外のマークなどを表示するように設定すればよい。
【００３０】
持続時間を表示する表示部は、使用者に対して持続時間が短くなった際に発電を促すため、例えば、持続時間が０以上でかつ最小表示単位（例えば３時間）の間である場合に、目盛０を指示したり、数字０を表示するように設定されていることが好ましい。この場合、例えば、表示部が目盛０を指示していると、持続時間が０〜３時間の間であるのか、実際に持続時間が０になっているのかが判断し難い。
これに対し、本発明では、持続時間が０〜３時間の間であれば、通常の持続時間表示において０を指示するようにでき、実際に持続時間が０以下になった場合には、例えば、目盛０とは別の位置に設けられた目盛を指針で指示したり、数字０とは異なるマークを表示するようにすることで、使用者は持続時間が０以下になって電子時計は停止状態にあることを容易に判断できる。
【００３１】
前記計時制御手段は、持続時間が０以下になった場合には、時刻表示手段を停止し、かつ時刻のカウントは継続し、発電が行われて持続時間が０よりも大きくなったら、時刻表示手段を駆動して現時刻表示に復帰させることが好ましい。
【００３２】
このような構成によれば、持続時間が０以下になった場合でも、計時制御手段は時刻カウントを継続しているので、発電が行われて動作が再開された際に、使用者が時刻合わせをする必要が無く、利便性が向上する。また、水晶振動子やＩＣの駆動のみで済む計時制御手段は駆動を続行しているが、モータ駆動やディスプレイ駆動などのために消費電力が大きな時刻表示手段は停止しているので、省電力化を図れる。このため、時刻表示手段を駆動し続ける場合に比べて、蓄電手段が完全に放電するまでの時間も延長でき、発電によって正常動作に復帰できる可能性も高まる。
【００３３】
前記時刻表示手段は、モータ駆動手段と、このモータ駆動手段で駆動されるモータと、モータによって移動される指針とを備え、前記モータ駆動手段は、モータに対して駆動パルスを入力後、モータの回転状態を検出し、非回転を検出した場合には、補正駆動パルスを入力してモータを回転させる補正駆動処理を実行可能に構成され、前記持続時間算出手段は、前記補正駆動処理が行われた回数に基づいて持続時間を補正することが好ましい。
【００３４】
モータ駆動手段が補正駆動処理を行えるように設定されていれば、通常は、パルス幅の短い駆動パルスを利用することで低消費電力化を図り、負荷の変動などによって前記パルス幅の短い駆動パルスではモータを回転できなかった場合のみ、よりパルス幅の大きな補正駆動パルスを入力することで確実にモータを回転させることができる。このような駆動制御方式を採用している場合、補正駆動処理を行うと、その分、消費電流が増大する。
従って、通常の駆動パルスのみでモータ駆動を行っている状態で消費電力を設定して持続時間を算出していると、持続時間表示が０になる前に、補正駆動処理分の電流消費で蓄電手段の電圧が低下し、時計動作が停止してしまう可能性がある。
これに対し、本発明では、積算部において、補正駆動処理回数に応じた補正を行っているので、補正駆動処理で消費された電流分を考慮して持続時間を補正でき、持続時間が０になる前に動作が停止することを確実に防止できる。
【００３５】
前記持続時間算出手段は、前記発電量の積算値を補正可能に構成されていることが好ましい。
このような構成によれば、製品毎に単位時間あたりの消費電流にばらつきがあった場合に、各製品の実際の消費電流に応じて積算値を補正することで、各製品毎の固体ばらつきによる計測誤差、つまりは持続時間の誤差を低減することができる。
例えば、基準となる製品の所定時間（例えば１日）あたりの消費電流に比べて、１．２倍の消費電流の製品があった場合、持続時間を算出する基準の消費電流を前記基準製品の消費電流のままで算出すると、算出される持続時間は、その製品における実際の持続時間よりも長くなってしまう。例えば、基準製品の消費電流で持続時間１０日と算出されても、実際の消費電流が１．２倍であれば、実際の持続時間は１０日／１．２倍＝８．３日であり、算出した持続時間のほうが長くなってしまう。
この場合、前記発電量の積算値を例えば、１／１．２倍＝０．８３３倍にしておけば、発電量に基づいて算出される持続時間をその製品における実際の持続時間に一致させることができ、正確な持続時間を算出・表示することができる。
【００３６】
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧に基づいて推定される持続時間が、前記持続時間算出手段で積算された積算値に基づく持続時間よりも短いと判断した場合には、前記積算値を前記電圧に基づく持続時間に対応する値に補正することが好ましい。
【００３７】
このような構成によれば、発電量を積算して求められた持続時間を、蓄電手段の実際の電圧値に基づいて求めた持続時間で検証でき、積算による持続時間を電圧値に基づく持続時間を参照して補正しているので、持続時間の精度をより一層向上することができる。
【００３８】
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧値が所定電圧値以上の場合には、発電量に基づいて積算する際の加算値を補正することが好ましい。
例えば、前記所定電圧値を、蓄電手段において放電特性がほぼフラットな使用領域よりも高電圧側の電圧値Ｖ１に設定し、蓄電手段の電圧が前記電圧値Ｖ１以上になった場合には、持続時間算出手段において発電量（電荷）を２倍にしたものを積算すればよい。
【００３９】
自動巻き発電、手巻き発電、ソーラー発電などでは、二次電池等の蓄電手段の電圧が高くなると、発電効率が低下する。このため、発電があっても持続時間表示がアップし難くなる。
これに対し、本発明では、蓄電手段の電圧が所定電圧値Ｖ１以上と高くなると、発電量を２倍などにして補正したものを持続時間算出手段に加算しているので、発電量の増加割合が低くなっても持続時間は見かけ上、増加するので、持続時間表示の変化を維持できる。
さらに、蓄電手段の高電圧領域では、電圧増加に比べて持続時間増加の割合を大きくできるので、実際の電池の使用領域がそれ以上高電圧側にシフトすることを押さえることができる。
【００４０】
前記発電量検出手段は、前記発電手段の発電パターンに応じて検出レベルを設定することが好ましい。
例えば、発電量（発電電流）が大きく異なる発電方式を併用している場合でも、発電パターンを検出することで、現在の発電方式に応じた検出レベルを設定することができ、簡単なシステムにできかつ正確に電荷を積算することができる。
【００４１】
前記発電量検出手段は、所定の発電量を検出した場合に、検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、発電量（発電電流）が所定値になった段階で検出レベルを切り替えることができるので、その検出レベルの切替によって表示の切替もすばやく実行できる。特に、１種類の発電手段のみが設けられている場合には、発電量が所定値になったことは、その発電手段での発電状態が変化したことであるから、その発電状態に応じて検出レベルも切り替えることで、発電検出精度を向上できる。
【００４２】
前記発電量検出手段は、一定時間内に所定の発電量の発電がある状態が所定時間以上継続した場合に、前記検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、ある程度継続して所定発電量で発電している場合に、検出レベルを切り替えるようにしているので、発電手段として、ソーラー発電機や、外部交流磁界を利用した発電機のように、一定の発電が長時間継続する場合に、その発電量に適した検出レベルに切り替えて、その発電量をより正確に検出することができる。
【００４３】
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があることが所定時間以内に所定回数あった場合に、前記検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、所定の発電量が複数回あった場合に初めて検出レベルを切り替えているため、例えば、発電機のロータを回転錘によって回転させる自動巻き発電と、前記発電機のロータをりゅうず等を操作して回転させる手巻き発電を併用する場合において、時計を通常に携帯していて、散発的に発電されるような場合には、発電量もそれほど大きくないため、低い検出レベルのまま維持される。一方、使用者が意識して電子時計を装着している手を振って自動巻き発電による発電量を増加させたり、手巻き発電操作を行った場合には、前記条件に該当する可能性が高くなり、そのため、検出レベルも自動的に切り替えることができ、発電量を精度良く検出できる。
【００４４】
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があり、その後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に、前記検出レベルを切り替えることが好ましい。
このような構成によれば、所定の発電量があった後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に初めて検出レベルを切り替えているため、例えば、発電機のロータを回転錘によって回転させる自動巻き発電と、前記発電機のロータをりゅうず等を操作して回転させる手巻き発電を併用する場合、電子時計を単に携帯している場合には、検出レベルは切り替えられにくく、使用者が意識して発電している場合に検出レベルを切り替えることができ、発電量を精度良く検出できる。
【００４５】
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記持続時間算出手段の積算値を、０よりも大きい所定の持続時間となる値に初期化することが好ましい。
例えば、積算値を持続時間が１０分となる値に初期化すればよい。このような構成によれば、アフターサービスや、システムエラー時にシステムを初期化したときに、積算値が０つまり持続時間が０に初期化されると、時計は運針停止状態になってしまい、使用可能な状態に復帰しない。これに対し、０よりも大きい所定の持続時間、例えば持続時間１０分に初期化すれば、直ちに運針状態に復帰でき、通常使用可能な状態に復帰でき、利便性を向上できる。
【００４６】
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記蓄電手段の電圧を検出し、前記持続時間算出手段の積算値を、前記検出電圧に基づく値に初期化することが好ましい。
このような構成であれば、蓄電手段の電圧が所定値以上確保されている場合には、直ちに運針状態に復帰でき、通常使用可能な状態に復帰でき、利便性を向上できる。
また、所定操作時に予め設定された値に初期化してしまうと、蓄電手段の電圧が不十分である場合でも所定値に初期化してしまい、問題となるが、本発明では、電圧値に応じて積算値も０以下になるため、電圧値に応じた正しい持続時間を表示できる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明の発電機能付き電子時計によれば、持続時間を正確に検出して表示することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
［電子時計の全体構成］
電子時計１は、図１に示すように、回転錘２、りゅうず３、発電手段４、整流手段５、電流検出手段６、蓄電手段である二次電池７、積分手段８、持続時間表示制御手段９、持続時間表示用モータ駆動手段１０、持続時間表示用モータ１１、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４、時刻表示用モータ駆動手段１５、時刻表示用モータ１６を備えている。
【００４９】
ここで、図２のハードウェア構成図にも示すように、電流検出手段（電流検出回路）６、分周手段（分周回路）１３、各モータ駆動手段（モータ制御回路）１０，１５は、バス１００を介してＣＰＵ（central processing unit）１０１、ＲＯＭ（read only memory）１０２、ＲＡＭ（random access memory）１０３に対してデータを入出力可能に接続されている。
従って、本実施形態では、積分手段８、持続時間表示制御手段９、時刻表示制御手段１４は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３を用い、所定のソフトウェアを実行させることによって実現されている。
【００５０】
なお、図２に示すように、バス１００には入力回路１７も接続されている。この入力回路１７には、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３が接続されている。スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３等を有するＩＣが取り付けられた回路基板上に設けられ、電子時計１の工場等において各電子時計１の特性を検査した上で選択的に入力される。すなわち、スイッチＳＷ１のみがオン、スイッチＳＷ２のみがオンの２通りに設定可能とされている。
一方、スイッチＳＷ３は、プッシュボタンなどの使用者が外部操作可能な外部操作部材によって入力されるスイッチである。
入力回路１７は、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオン・オフの状態を検出し、各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の状態をＲＡＭ１０３に記憶可能に構成されている。
【００５１】
電子時計１は、図３に示すように、時針２１、分針２２、秒針２３からなる時刻表示用指針２０を備えており、この時刻表示用指針２０は前記時刻表示用モータ１６によって駆動される。
また、電子時計１の文字板２４の９時位置には、時刻表示用指針２０とは別に設けられる持続時間表示用指針である表示針（副表示針）３１および持続時間表示用目盛板３２が設けられている。表示針３１は、前記持続時間表示用モータ１１によって駆動される。
なお、文字板２４の３時位置には窓２４１が形成され、文字板２４の裏面に配置された日車によって日付が表示可能とされている。この日車は、図示略の日車用モータで回転駆動される。
【００５２】
このように構成される電子時計１においては、本発明の計時制御手段は、前記発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４を備えて構成され、時刻表示手段は、時刻表示用モータ駆動手段１５、時刻表示用モータ１６、時刻表示用指針２０を備えて構成されている。
また、本発明の発電量検出手段は、電流検出手段６を備えて構成され、持続時間算出手段は積分手段８を備えて構成され、持続時間表示手段は、持続時間表示制御手段９、持続時間表示用モータ駆動手段１０、持続時間表示用モータ１１、表示針３１、持続時間表示用目盛板３２を備えて構成されている。なお、持続時間表示手段の指針は、表示針３１で構成され、そのアクチュエータは、持続時間表示用モータ駆動手段１０、持続時間表示用モータ１１で構成されている。
【００５３】
［発電手段］
発電手段４は、図４にも示すように、時計１のケース内部に配置された回転錘２を用いた自動巻き発電と、りゅうず３を用いた手巻き発電とを行えるように構成されている。
すなわち、発電手段４は、発電装置４０と、発電装置４０に回転錘２からの機械的エネルギを伝達する自動巻き発電用伝達手段４６と、発電装置４０にりゅうず３からの機械的エネルギを伝達する手巻き発電用伝達手段４７とを備えている。
【００５４】
発電装置４０は、ロータ４１が回転可能に配置されたステータ４２と、コイル４３が巻回されたコイルブロック４４とを備えた一般的な交流発電機である。
【００５５】
自動巻き発電用伝達手段４６は、回転錘２と一体で回転する回転錘車４６１と、回転錘車４６１の回転が伝達される一対の切換車４６２，４６３とを備えている。そして、一方の切換車４６３はロータ４１のかなに噛み合い、回転錘２が回転すると、その回転力は回転錘車４６１、切換車４６２，４６３を介してロータ４１に伝達され、発電装置４０において発電が行われる。
なお、一対の切換車４６２，４６３は、図示しないラチェット車を備えた構成であり、回転錘車４６１がいずれの方向に回転した場合でも、ロータ４１を一方向に回転させることが可能に構成されている。
【００５６】
手巻き発電用伝達手段４７は、巻真４７１、きち車４７２、丸穴車４７３、揺動車４７４、第一手巻伝え車４７５、第二手巻伝え車４７６、第三手巻伝え車４７７、前記切換車４６３を備えている。
そして、巻真４７１の先端にはりゅうず３が取り付けられているため、使用者がりゅうず３を回すと、巻真４７１が回転する。巻真４７１の回転は、きち車４７２、丸穴車４７３を介して揺動車４７４に伝達され、揺動車４７４の回転が第一手巻伝え車４７５に伝達され、第一手巻伝え車４７５の回転は、第二手巻伝え車４７６および第三手巻伝え車４７７を介して切換車４６３に伝達される。
【００５７】
この際、揺動車４７４は、巻真４７１の一方向への回転時にのみ第一手巻伝え車４７５のかな４７５Ａと噛み合うようになっている。具体的には、揺動車４７４が取り付けられた受け４７８にはスリット４７８Ａが設けられており、このスリット４７８Ａ内に揺動車４７４の支持軸４７４Ａが摺動自在に嵌め込まれている。従って、図４の場合でいえば、巻真操作により丸穴車４７３が時計方向に回転した場合には、揺動車４７４が反時計方向に回転しながら第一手巻伝え車４７５の中心側に移動し、かな４７５Ａと噛み合う。一方、第一手巻伝え車４７５が切換車４６３側からの駆動により反時計方向に回転すると、揺動車４７４が時計方向に回転しながらかな４７５Ａから離間し、第一手巻伝え車４７５との噛み合いが外れる。このような構成により、回転錘２の回転が巻真４７１に伝達されないようになっている。
【００５８】
［整流手段］
整流手段５は、発電装置４０から出力される交流電流を整流するものであり、全波整流回路、半波整流回路などの公知の整流回路が利用できる。
本実施形態では、図５に示すように、４つのダイオード５１を用いたブリッジ整流回路（全波整流回路）によって整流手段５が構成されている。
【００５９】
［電流検出手段］
電流検出手段６は、整流手段５で整流された電流の大きさを検出可能に構成されたものである。
具体的には、電流検出手段６は、図５に示すように、整流手段５および二次電池７間に配置された抵抗６１と、この抵抗６１を流れる電流を測定して発電電流のピーク値を検出するピーク検出回路６２と、ピーク検出回路６２で検出された値を閾値と比較する比較回路６３とを備えている。
【００６０】
電流検出手段６は、ＣＰＵ１０１からの信号により、所定のサンプリングレート（サンプリング周期）で駆動され、二次電池７に充電される充電電流のサンプリングを行う。
ピーク検出回路６２では、図６に示すように、整流手段５から出力された発電電流をサンプリングし、各サンプリングにおけるピーク値を検出する。比較回路６３では、ピーク検出回路６２で検出されたピーク値を、所定の閾値、例えば図６においては、閾値Ｉ１〜Ｉ４と比較し、その検出結果信号を積分手段８および持続時間表示制御手段９に出力可能に構成されている。
なお、図６において、整流回路出力の１群の波形（各山形の波形）が、りゅうず３の手巻き１回分の充電電流波形に相当する。
また、本実施形態の比較回路６３は、積分手段８の積算値などに基づいて、ＣＰＵ１０１からの信号によって前記閾値の大きさ、つまり検出レベルを切り替えることができるように構成されている。
【００６１】
［蓄電手段］
蓄電手段は、発電電流を充電可能な二次電池７で構成されている。そして、発電装置４０の出力は、整流手段５で整流され、電流検出手段６を介して二次電池７に充電されている。なお、蓄電手段としては、二次電池７に限らず、キャパシタを利用してもよい。
【００６２】
［積分手段］
積分手段８は、電流検出手段６から出力される検出結果信号に基づいて平均電流値を算出し、その平均電流値を積算する。
すなわち、積分手段８は、予め各サンプリングにおける発電電流のピーク値の値と、そのピーク値の場合の平均電流値との関係を実験などで調べておき、その関係テーブルをＲＯＭ１０２に保存している。そして、電流検出手段６から出力される検出結果信号（ピーク値）に対応する平均電流値を前記テーブルから求め、その平均電流値を積算している。
【００６３】
本実施形態の積分手段８は、発電量カウンタ、第１持続時間カウンタ、第２持続時間カウンタを備えている。各カウンタは、ＲＡＭ１０３の一部に構成されている。
発電量カウンタは、図６の「１回の発電の積算値」に示すように、１回の発電時毎に前記平均電流値を積算し、１回の発電の積算値（発電量）を記憶するカウンタである。本実施形態では、第２実施形態で説明するように、発電量検出レベルの切替条件の１つに、この発電量カウンタで積算している１回の発電毎の発電量がＱ１以上になったか否かの条件があるため、このカウンタを設けている。
【００６４】
第1持続時間カウンタは、前記計時制御手段が起動して持続時間が０にリセットされてからの発電量を積算した第１積算値をカウントしている。具体的には、図６の「充電量積算値」に示すように、第１持続カウンタは、電子時計１の作動継続時間をカウントしており、前記発電電流の積算値（発電量）が、予め設定された１日分の発電量に達する毎に、通常時に表示する持続時間を１日分、ステップアップしている。また、電子時計１の消費電流が１日分になると、持続時間カウンタの積算値を減算し、持続時間が１日分短くなる毎に持続時間の表示を１日分、ステップダウンしている。
なお、前記１日分の発電量や消費電流は、電子時計１の消費電流を測定して毎日の消費量を算出し、その測定した消費量に基づいて１日分の発電量を設定してもよいが、この場合、消費電流を測定する回路などを組み込まなければならず、腕時計のような小型の電子時計１においては実現が難しい。
このため、本実施形態では、電子時計１の標準的な１日の消費電流を予め工場において測定、算出しておき、その消費量に対応する１日の発電量を予め設定してＲＯＭ１０２等に記憶している。そして、積算した発電量が前記ＲＯＭ１０２に記憶された１日分の発電量になれば持続時間カウンタを１日分加算している。一方、電子時計１が通常運針で１日経過する毎に、１日分の消費電流が消費されたものとみなして、持続時間カウンタを１日分減算している。
なお、電子時計１を使用している場合に、通常の運針制御以外で消費電流が大きな機能を実行した場合には、各機能毎に単位時間あたりの消費電流値を設定しておき、その機能の実行時間を掛けて消費電流を補正してもよい。例えば、電子時計１に、電波を受信して時刻修正を行う電波修正時計機能が組み込まれている場合には、電波受信処理時や、時刻修正処理時の消費電流を設定しておき、その消費量に基づいて持続時間を補正すればよい。
【００６５】
一方、第２持続時間カウンタは、所定の操作が行われた後、例えば、りゅうず３を回して発電する手巻き発電操作が行われた後の発電量を積算した第２積算値をカウントしている。具体的な、カウント値のアップやダウンの処理は第１持続カウンタと同様であるため、説明を省略する。
【００６６】
［持続時間表示制御手段］
持続時間表示制御手段９は、積分手段８の出力に基づいて持続時間表示用モータ駆動手段１０を制御している。すなわち、持続時間表示制御手段９は、積分手段８の持続時間カウンタを参照し、カウンタ値つまり持続時間を表示針３１で指示するように持続時間表示用モータ駆動手段１０を制御する。なお、通常は、第１持続時間カウンタの持続時間を表示針３１で指示するが、外部操作部材の所定操作が行われた際には、第２持続時間カウンタで積算されている所定操作後の持続時間を表示針３１で表示してもよい。
【００６７】
［持続時間表示用モータ駆動手段］
持続時間表示用モータ駆動手段１０は、持続時間表示制御手段９から出力される駆動制御信号に基づいて、持続時間表示用モータ１１のモータコイル１１１に駆動パルスを入力して持続時間表示用モータ１１の駆動を制御している。
【００６８】
［持続時間表示用モータおよび表示針３１の駆動輪列］
持続時間表示用モータ１１は、図４に示すように、モータコイル１１１が巻かれたコイルブロック１１２と、ロータ１１４が回転自在に配置されたステータ１１３とを備えている。
前記ロータ１１４のロータかなには、中間車３４が噛み合い、この中間車３４のかなには表示車３３が噛み合っている。そして、この表示車３３に前記表示針３１が取り付けられている。そして、この表示針（副表示針）３１により、発電量を積算した持続時間を表示している。
【００６９】
なお、表示車３３は、その外周の一部のみに歯が形成されており、前記モータ１１によって一定角度範囲内のみで回動可能に設けられ、表示車３３に取り付けられた表示針３１も一体角度範囲で回動可能に設けられている。
このため、目盛板３２は平面扇形に形成されており、前記表示針３１の先端の移動軌跡に沿って円弧状に目盛３２１が形成されている。
【００７０】
目盛３２１は、針位置０を示す第０目盛３２１Ａから針位置１０を示す第１０目盛３２１Ｂまで１０分割されている。すなわち、目盛３２１の目盛線は針位置０から針位置１０まで１１本設けられ、１１の状態を表示可能にされている。
そして、図７にも示すように、持続時間カウンタでカウントされた持続時間が７日以下の場合には、１目盛りあたり１日相当の持続時間を示し、７日を超えるときには１目盛りあたり７日相当の持続時間を示すように設定され、最大２１日分の持続を表示可能に構成されている。
すなわち、持続時間カウンタのカウンタ値が０になり、運針動作が停止すると、表示針３１は第０目盛３２１Ａつまり針位置０（表示値「動作停止」）を指す。
一方、表示値が「０日」つまり持続時間が０から１日の間であれば、表示針３１は針位置1を指す。また、表示値が「１日」つまり持続時間が１日から２日の間であれば表示針３１は針位置２を指す。以下、持続時間が１日増える毎に、表示針３１は針位置３から針位置７を指示する。
また、表示値が「７日」つまり持続時間が７日から１４日の間であれば表示針３１は針位置８を指示し、表示値が「１４日」つまり持続時間が１４日から２１日の間であれば表示針３１は針位置９を指示する。
また、表示値が「２１日」つまり持続時間が２１日よりも大きい場合には、表示針３１は針位置１０を指示する。
【００７１】
なお、本実施形態では、持続時間カウンタは、表示針３１で表示可能な最大値の持続時間である２１日に、所定値、具体的には1日大きい２２日に持続時間がなった場合には、発電があっても、それ以上の積算を行わないように構成されている。すなわち、第１持続時間カウンタの最大値は２２日であり、持続時間が２１日または２２日の時には、表示針３１は針位置１０を指示するように構成されている。
【００７２】
そして、前述のように発電が行われて持続時間カウンタが１ステップアップすると、モータ駆動手段１０は、表示針３１を反時計回り方向に１目盛り分移動する。一方、電力が消費されて持続時間カウンタが１ステップダウンすると、モータ駆動手段１０は、表示針３１を時計回り方向に１目盛り分移動する。
【００７３】
［計時制御手段および時刻表示手段］
一方、通常の時刻を表示するための計時制御手段および時刻表示手段は、従来からある一般的なアナログ式クオーツ時計の構成であるため、詳細な説明は省略する。
すなわち、発振手段１２は、水晶振動子などで構成され、所定周波数の信号を出力する。分周手段１３は、発振手段１２からの信号を分周し、例えば１Ｈｚの基準信号を出力する。
時刻表示制御手段１４は、分周手段１３の基準信号に基づいて時刻表示用モータ駆動手段１５に駆動信号を出力する。通常、発振手段１２から１Ｈｚの基準信号が入力される毎に、駆動信号を出力する。時刻表示用モータ駆動手段１５は、前記駆動信号に基づいて時刻表示用モータ１６のモータコイルに入力し、時刻表示用モータ１６は時刻表示用指針２０をステップ運針する。
なお、時刻表示用モータ駆動手段１５は、持続時間表示制御手段９からの制御信号により、持続時間が０になった際には、時刻表示用指針２０の運針を停止するスリープモードに移行するように構成されている。
【００７４】
［電子時計の動作説明］
次に、このような構成の電子時計１における動作に関し、図８，９のフローチャートも参照して説明する。
なお、これらのフローチャートによる制御は、図６に示すサンプリングタイミング毎に繰り返し実施される。
電子時計１の動作が開始すると、持続時間表示制御手段９は、持続時間カウンタに記憶されている持続時間が上限値、具体的には表示の最大値である２１日よりも１日大きな２２日以上であるかを確認する（ステップＳ１）。そして、持続時間が２２日以上の場合には、それ以上の積算は行わず、後述するようにステップＳ１０の処理に進む。
【００７５】
一方、ステップＳ１で「Ｎｏ」と判定されれば、持続時間表示制御手段９は、電流検出手段６をサンプリング駆動して電流検出結果の取り込み処理を行う（ステップＳ２）。このため、回転錘２やりゅうず３によって発電手段４で発電が行われていると、整流手段５を介して二次電池７に発電電流（充電電流）が流れ、その電流が電流検出手段６で検出される。すると、電流検出手段６からは、各サンプリング毎の電流ピーク値に対応する検出結果信号、具体的には図６に示すように、閾値レベルＩ１〜Ｉ４との比較結果を示す信号が出力される。
【００７６】
そして、積分手段８は、二次電池７の電圧（電池電圧）が所定電圧Ｖ１以上であるか否かを判断する（ステップＳ３）。
ステップＳ３において、電池電圧がＶ１未満であれば、積分手段８は、電流検出手段６の検出結果信号を積算する（ステップＳ４）。積算は、１分間の消費電流相当の電荷の1/256を基本単位として行い、積分手段８は、256単位の積算がある毎に持続時間を1分加算する。
例えば、１秒間の消費電流が１μＡの場合、１分間の消費電荷は、１μＡ×６０＝６０μＣである。従って、電荷積算の基本単位は、６０μＣ／２５６＝０．２３４μＣとなる。
そして、検出結果信号に基づく検出電流が０．５ｍＡであり、サンプリング間隔が１／３２秒の場合、各サンプリング時に前記検出電流を検出した際の積算値は、１０００×０．５ｍＡ×１／３２秒×１／０．２３４μＣ＝約６７である。
【００７７】
また、本実施形態において、積分手段８は、ステップＳ４で加算する際は、誤差により表示上の持続時間が実際の持続時間を下回らないように、実際の発電電荷に対して１より小さい所定の補正係数をかけた電荷を積算する。
例えば、充電電流の検出精度が±５％、二次電池７の充電効率がmin90％であった場合、前記補正係数は、（１−｜±０．０５｜）×０．９＝約０．８６として求めればよい。
【００７８】
一方、ステップＳ３において、電池電圧がＶ１以上であれば、積分手段８は、電流検出手段６の検出結果信号を２倍したものを積算する（ステップＳ５）。
なお、前記電圧Ｖ１は、二次電池７の使用領域の電圧よりも高い電圧値が設定されている。例えば、図１０に示すように、二次電池７として放電特性がフラットなリチウムイオン電池等を用いた場合には、その電圧がほぼ一定となっているフラットな使用領域よりも高い電圧をＶ１に設定している。
【００７９】
持続時間表示制御手段９は、電流検出結果の積算の結果、持続時間の日桁上げがあったか否かを確認する（ステップＳ６）。すなわち、積分手段８は、１分間の電荷が発電されると、持続時間を１分加算しており、この加算が２４時間分つまり１日分になると、持続時間は１日分加算されて日桁上がりが行われる。
そして、ステップＳ６で「Ｙｅｓ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、持続時間が7日以内であるかを確認する（ステップＳ７）。
【００８０】
ステップＳ７で「Ｎｏ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、持続時間が１４日または２１日であるかを確認する（ステップＳ８）。
そして、ステップＳ７で「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまりステップＳ６で日桁上げがあり、かつ、持続時間が７日以下の場合は、持続時間表示制御手段９は、表示針３１を１ステップ（１目盛分）正転駆動して表示を１段階アップする（ステップＳ９）。
また、ステップＳ７で持続時間が7日を越えているときは、ステップＳ８において、日桁上げにより持続時間が１４日または２１日になった場合のみ表示を1段階アップする（ステップＳ９）。
【００８１】
なお、ステップＳ６で「Ｎｏ」と判定され、日桁上げが無かった場合や、ステップＳ８で「Ｎｏ」と判定され、持続時間が１４日または２１日になっていない場合には、表示の１段階アップは行われない。
【００８２】
次に、持続時間表示制御手段９は、時刻表示制御手段１４において分桁上げがあったか否かを確認する（ステップＳ１０）。すなわち、この分桁上げは、時間経過に伴い１分間隔で発生するため、１分より短いサンプリングレートで処理されている図８，９の持続時間表示制御フローでは、複数回に１回の割合で分桁上げがあったことが検出される。
ステップＳ１０で分桁上げがあったときは、運針１分間の電流消費があったことになるため、持続時間表示制御手段９は１分間の持続時間に相当する２５６単位を積算値から減算する（ステップＳ１１）。すなわち、図６に示すように、第１持続時間カウンタの積算値は、分桁上げがあった時点で、２５６単位が減算される。
【００８３】
積分手段８は、減算の結果、積算値（持続時間）が０になったかを確認する（ステップＳ１２）。
そして、積算値が０になった場合には、積分手段８は、持続時間表示制御手段９を介して表示針３１を逆転駆動し、針位置０（第０目盛３２１Ａ）を指示させて動作停止状態であることを示す（ステップＳ１３）。
【００８４】
さらに、積分手段８は、運針つまり時計動作を停止し（ステップＳ１４）、１回のサンプリングでの制御処理を終了する。なお、本実施形態では、時計動作の停止は、時刻表示用モータ駆動手段１５は停止して指針２０の運針を停止するが、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４による時刻のカウント処理（計時処理）は続行し、発電があった際に、速やかにかつ自動的に現時刻の表示に復帰できるようにしている。
なお、ステップＳ１４において、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４も停止し、さらに電力消費を軽減させてもよい。
【００８５】
一方、積算値が０にならなかった場合には、持続時間表示制御手段９は、前記ステップＳ１１の減算の結果、持続時間の日桁下げがあったか否かを確認する（ステップＳ１５）。例えば、発電が停止している場合には、１分経過する毎に持続時間が１分ぶん減算され、その減算が２４時間分つまり１日分になると、持続時間は１日分減算されて日桁下げが行われる。発電が行われた場合も、その発電によって加算される持続時間と、運針に伴い減算される持続時間とを計算することで減算が１日分になれば、日桁下げが行われる。
そして、ステップＳ１５で「Ｙｅｓ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、日桁下げにより持続時間が7日以内になったかを確認する（ステップＳ１６）。
【００８６】
ステップＳ１６で「Ｎｏ」と判定されると、持続時間表示制御手段９は、日桁下げにより持続時間が１４日または２１日になったかを確認する（ステップＳ１７）。
そして、ステップＳ１６で「Ｙｅｓ」と判定された場合、つまり日桁下げがあり、かつ、持続時間が７日以下の場合は、持続時間表示制御手段９は、表示針３１を１ステップ（１目盛分）逆転駆動して表示を１段階ダウンする（ステップＳ１８）。
また、ステップＳ１６で持続時間が7日を越えているときは、ステップＳ１７において、日桁下げにより持続時間が１４日または２１日になった場合のみ表示を1段階ダウンし（ステップＳ１８）、１回のサンプリングでの制御処理を終了する。
一方、ステップＳ１０，Ｓ１５，Ｓ１７でそれぞれ「Ｎｏ」と判定された場合は、表示針３１のダウン制御は行わず、１回のサンプリングでの制御処理を終了する。
【００８７】
従って、二次電池７として２２日分の消費電荷より容量が大きいものを使用することにより、二次電池７を使い切る前に、持続時間が「０」になり、動作を停止することができる。
また、ステップＳ４の積算時に、充電電荷に対して１より小さい係数をかけることにより、図１０に示すように、二次電池７の使用領域が、使用領域１から使用領域２、さらには使用領域３に徐々に高電圧側にシフトさせることができる。
【００８８】
例えば、発電によって充電電荷が１日分あった場合でも、１より小さい係数（例えば、０．８）を掛けることで、持続時間は０．８日分となり、１．２５日分の充電電荷があった場合に、持続時間は１日となる。
そのため、例えば、二次電池７の電圧が、図１０に示す使用領域１の下限にあった時点から発電が行われ、持続時間が１日分（充電電荷としては１．２５日分）加算されて使用領域１の上限まで電圧が上昇したとする。この状態で発電が無く、運針が１日分行われて持続時間が１日分減算されたとしても、その際に使用される二次電池７の領域は使用領域１Ａとなり、その下限は使用領域１の下限よりも高い電位となる。そして、再度発電が行われて持続時間が１日分加算されると、その時の電圧は前記使用領域１の上限の電圧よりも高くなる。従って、その後に運針で使用される領域１Ｂは前記使用領域１Ａよりも全体として高圧側にシフトする。このように、積算時に小さい係数を掛けると二次電池７の使用領域が高圧側にシフトする。そして、前記係数が１に近いほどシフト量は小さくなり、０に近いほど大きくなるため、前記係数によってシフト量を設定することができる。
【００８９】
一方、電池電圧がＶ１を超えると、ステップＳ５で積算値を２倍に補正するため、高電圧側へのシフトは停止する。すなわち、積算時の係数を１よりも大きくすると、実際の電圧上昇分よりも持続時間の上昇分が大きくなる。すなわち、実際には１日運針分の電荷が充電された場合でも、積算された持続時間は２倍の２日となる。このため、運針によって持続時間が減算される際に、持続時間１日分減算されると、実際の電圧は前記発電前の電圧に戻るが、さらに１日分の持続時間が残っているため、運針が停止することなく、そのまま継続される。従って、使用領域が低圧側にシフトし、前記高圧側へのシフトは停止する。
【００９０】
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
（１）二次電池７への充電電流つまり発電量を検出する電流検出手段６と、その検出結果出力を積算して持続時間を算出する積分手段８とを備えているので、二次電池７の電圧を検出して持続時間を求める場合に比べて、持続時間を正確に検出して表示できる。
【００９１】
（２）本実施形態では、第１持続時間カウンタにおいて、所定の持続時間分の発電量があればその時間分だけ持続時間を加算し、運針などによって所定の持続時間分の電力消費があればその時間分だけ持続時間を減算しているので、持続時間を常に正確にできるとともに、簡単なアルゴリズムで処理を実行できるため、処理の負荷も軽減できる。
【００９２】
（３）本実施形態では、持続時間が「０」になると、時刻表示用モータ駆動手段１５等の駆動を停止して運針停止状態に移行するため、実際の持続時間（運針停止状態に移行するまでの動作継続時間）を、表示された持続時間と完全に一致することができ、使用者は運針が停止するまでの時間を正確に把握でき、利便性が向上する。
【００９３】
（４）また、持続時間が「０」になった場合も、二次電池７は電子時計１を正常に動作可能な電圧を維持できるように設定しておくことができるため、発電が行われれば、動作停止状態からすぐに安定した動作状態に復帰でき、使用者はすぐに時刻を確認でき、利便性を向上できる。
【００９４】
（５）積分手段８では、１分間の消費電力相当の電荷の１／２５６を積算単位（基本単位）とし、前記積算単位分の発電量がある毎に基本単位を１ずつ積算し、２５６単位の積算がある毎に持続時間を１分加算しているので、処理や回路を簡略化できる。特に、２の８乗分の１を基本単位に設定し、２進数で処理できるので、ＩＣにおける処理もより一層簡単に行うことができる。
【００９５】
（６）電流検出手段６は、ピーク検出回路６２を備えているので、コンデンサを不要にできてハードウェアの構成を簡単にでき、かつ、遅れがない検出を行うことができる。
【００９６】
（７）積分手段８は、ステップＳ１において持続時間が２２日以上には積算しないように制御しているので、二次電池７の使用領域を高電圧側にシフトでき、その分、完全放電のリスクを軽減できる。また、持続時間表示が長期間停止することを防止でき、使用者が故障と誤認することも防ぐことができる。
【００９７】
（８）積分手段８は、発電量に１未満の係数を掛けて積算しているので、蓄電手段の使用領域を高電圧側にシフトでき、持続時間表示が０になる前に時計の動作が停止してしまうことも防止できる。
さらに、積分手段８は、二次電池７の電圧が所定電圧値Ｖ１以上の場合には、発電量に１より大きい係数（前記実施形態では２倍）を掛けて補正したものを加算しているので、二次電池７の電圧が高くなって発電量の増加割合が低くなっても持続時間は見かけ上、増加するので、持続時間表示の変化を維持できるとともに、二次電池７の高電圧領域では、電圧増加に比べて持続時間増加の割合を大きくできるので、実際の電池の使用領域がそれ以上高電圧側にシフトすることを防止することができる。
【００９８】
（９）持続時間表示制御手段９は、持続時間が７日以下であれば１目盛を１日として指示し、７日以上であれば７日毎、つまり１４日と２１日でそれぞれ１目盛として指示しているので、２１日という比較的長い持続時間を表示できるとともに、持続時間が短くなってきたときには短い間隔（１日間隔）で持続時間を表示でき、使用者に対して適切な表示を行えて利便性を向上できる。
【００９９】
（１０）図７に示すように、持続時間が「０日」の場合と、動作停止状態とをそれぞれ針位置１，０と異なる位置で表示しているので、使用者は、持続時間が「０日」つまり０日から１日の間であるのか、持続時間が０以下になって電子時計１は停止状態にあるのかを容易に判断できる。
【０１００】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図１１〜１３を参照して説明する。
第２実施形態では、電流検出手段６において、自動巻きにより通常携帯で充電される場合と、手巻き発電等で急速充電する場合とで検出レベルを自動的に切換えている点と、各機器の個体差を考慮し、前記スイッチＳＷ１、ＳＷ２を用いて積算量を微調整可能にしている点と、手動操作により前記スイッチＳＷ３をオンにして初期化可能にしている点が前記第１実施形態に対して追加されている。但し、その他の構成は前記第１実施形態と同一であるため、説明を省略する。
【０１０１】
電流検出手段６は、初期設定は、図１３に示すように、Ｉ１〜Ｉ４を検出用の閾値とした検出レベル１に設定され、この検出レベル１によって発電手段４から二次電池７に充電される電流の大きさを検出している。
そして、積分手段８は、電流検出手段６からの電流検出結果を取り込む（ステップＳ２１）。次に、積分手段８は、ＳＷ１がオンされているかを確認し（ステップＳ２２）、ＳＷ１がオンされていなかった場合にはＳＷ２がオンされているかを確認する（ステップＳ２３）。
【０１０２】
そして、積分手段８は、ＳＷ１がオンされている場合には、電流検出結果の１．２倍を積算し（ステップＳ２４）、ＳＷ２がオンされている場合には、電流検出結果の０．８倍を積算する（ステップＳ２５）。
一方、ＳＷ１およびＳＷ２のいずれもがオンされていない場合には、積分手段８は、電流検出結果をそのまま積算する（ステップＳ２６）。
なお、前記スイッチＳＷ１、ＳＷ２は、各電子時計１の個体差に基づいて入力が設定されるものであるため、時計内部の回路基板上などに設けられ、工場において各電子時計１の個体差を測定後、その入力（オン・オフ）が設定される。
【０１０３】
次に、電流検出手段６における検出レベルとして、現在、検出レベル２を選択しているか否かを確認する（ステップＳ２７）。
ステップＳ２７において、検出レベル２を選択中ではないと判定された場合には、充電電流が検出レベル１のＩ３を超えたか否かを確認する（ステップＳ２８）。ステップＳ２８において「Ｙｅｓ」と判定されると、前回の発電終了から所定時間ｔ１以内であるかを確認する（ステップＳ２９）。さらに、ステップＳ２９において「Ｙｅｓ」と判定されると、前回の発電積算値が所定の発電量Ｑ１以上であるかを確認する（ステップＳ３０）。
【０１０４】
ステップＳ３０において「Ｙｅｓ」と判定されると、電流検出手段６は、検出レベル２を選択する（ステップＳ３１）。
すなわち、図１３に示すように、通常時は検出レベル1（閾値Ｉ１〜Ｉ４）が選択されているが、次の条件を満たすと検出レベル２（閾値Ｉ１１〜Ｉ１４）が選択される。つまり、充電電流がＩ３以上で、前回の１巻きの発電(電流検出結果がＩ１以上になってからＩ１以下になるまでの発電量）が所定値Ｑ１以上で、前回の発電の終了(電流検出結果がＩ１以下になってから)所定時間ｔ１以内であると、検出レベル２に切り替えている（ステップＳ３１）。
このため、使用者がりゅうず３を一定以上の速さで回転させると、２回転目に表示が変化することになる。
【０１０５】
検出レベル２が選択されると、電流検出手段６は、図１３に示すように、電流レベルＩ１１，Ｉ１２，Ｉ１３，Ｉ１４を閾値として設定する。
これにより、電流検出のレベルを、通常携帯時に自動巻き発電での発電電流の検出に適した検出レベルであるＩ１〜Ｉ４（検出レベル１）と、自動巻き発電による急速充電や手巻き発電に適した検出レベルであるＩ１１〜Ｉ１４（検出レベル２）に切換える。
一方、ステップＳ２８〜Ｓ３０で「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ３１の検出レベル切替処理は行わず、検出レベル１のままに維持される。
【０１０６】
また、ステップＳ２７で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、充電電流がＩ１１未満の状態が所定時間ｔ２以上継続したかを確認する（ステップＳ３２）。
そして、ステップＳ３２で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、自動巻き発電による急速充電や手巻き発電状態のように発電電流レベルが高い状態ではないと判断して、検出レベルを検出レベル１に戻す（ステップＳ３３）。
一方、ステップＳ３２で「Ｎｏ」と判定された場合には、ステップＳ３３の検出レベル切替処理は行わず、検出レベル２のままに維持される。
【０１０７】
次に、持続時間表示制御手段９は、スイッチＳＷ３がオンされたか否かを確認する（ステップＳ３４）。
スイッチＳＷ３がオンされると、電池電圧がＶ１以上であるかを確認する（ステップＳ３５）。そして、ステップＳ３５で「Ｙｅｓ」と判定された場合には、図１０に示すように、二次電池７の電圧が十分に高く、十分な持続時間があるために持続時間を２１日（最大値）に初期化する（ステップＳ３６）。一方、ステップＳ３５で「Ｎｏ」と判定された場合には、持続時間を最小限の時間、例えば１０分に初期化する（ステップＳ３７）。
なお、持続時間が１０分であると、すぐに運針停止になってしまうが、スイッチＳＷ３は使用者が外部操作部材を操作してオンされるため、持続時間が１０分であることは使用者もすぐに確認する。その結果、使用者はりゅうず３を操作するなどの発電操作を行い、十分な発電量が確保されるため、持続時間も加算され、すぐに運針停止になることを防止できる。
【０１０８】
その後は、その他の処理として、前記第１実施形態と同様の持続時間の表示処理を実行する（ステップＳ３８）。
【０１０９】
このような第２実施形態においては、前記実施形態と同じ作用効果を奏することができる上、次のような作用効果がある。
（１１）ステップＳ２２〜Ｓ２５において、スイッチＳＷ１，ＳＷ２の入力に応じて発電量の積算値を補正しているので、電子時計１の固体ばらつきを考慮した積算値に補正することができ、持続時間をその製品における実際の持続時間に一致させることができ、正確な持続時間を算出・表示することができる。
【０１１０】
（１２）電流検出手段６における検出レベルを切替可能に構成したので、発電量（発電電流）が大きく異なる発電方式を併用している場合でも、現在の発電方式に応じた検出レベルを設定することができ、簡単なシステムにできて電荷を正確に積算できる。
特に、前記ステップＳ２８〜Ｓ３０の条件をすべて満たした場合に、検出レベル２に切り替えるため、自動巻き発電と手巻き発電とが可能な電子時計１において、発電頻度にばらつきがある通常携帯時の自動巻き発電では検出レベル１を維持でき、使用者が時計１を振って発電する自動巻き発電の急速発電時や、りゅうず３を操作する手巻き発電時には、その発電状態に適した検出レベル２に切り替えることができ、発電量をより正確に検出することができる。
そのうえ、充電電流がＩ１１以下の状態がｔ２時間以上継続した場合、つまり上記手巻き発電や急速自動巻き発電が行われていない場合に、自動的に検出レベル１に復帰しているので、使用者が検出レベルの切替操作を行う必要が無く、利便性を向上できる。
【０１１１】
（１３）外部操作部材でスイッチＳＷ３をオンした際に、二次電池７の電圧がＶ１以上であれば持続時間を２１日に初期化するので、直ちに運針状態に復帰でき、かつ、二次電池７が既に高電圧領域にある状態で使用者に対して発電を促すことがないため、無駄な発電操作を行うことを防止できる。
さらに、二次電池７の電圧がＶ１以下の場合には、持続時間を最小限の１０分に初期化しているので、直ちに運針状態に復帰できるとともに、使用者に対して発電操作を促すことができる。
【０１１２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、電流検出手段６としては、図１４に示すように、抵抗６１に並列に接続されたコンデンサ６４を備え、充電電流の平均値を検出するものを利用してもよい。この場合、充電電流はコンデンサ６４で積分されて平均化されるため、簡単な処理で、実際に単位時間に二次電池７に充電される充電量を検出することができる。
【０１１３】
また、電流検出手段６における検出レベルの変更条件としては、前記第２実施形態のものに限らず、発電装置４０の特性などを考慮して適宜設定すればよい。
例えば、持続時間表示状態において、所定の充電電流（例えばＩ４）を検出した場合に、即座に検出レベル２に移行してもよい。この場合、前記第２実施形態に比べて、検出レベルの切替をすばやく実行できる。前記第２実施形態では、発電装置４０が自動巻きおよび手巻きの両方で発電可能になっており、手巻き発電や急速自動巻き発電を検出するために、それらの発電の特性に基づいて条件を設定していたが、自動巻き発電装置のみが設けられている場合には、手巻き発電を考慮した移行条件を設定する必要がないため、単純に充電電流が所定の閾値（例えばＩ４）以上になったかのみで検出レベルを変更すればよい。
【０１１４】
また、一定時間内に所定の発電がある状態が所定時間以上継続したら、検出レベルを変更してもよい。例えば、Ｉ２以上の充電電流を１秒間に３回以上検出し、この検出状態が５秒以上継続した場合などに検出レベル２に移行すればよい。
このような移行条件は、ソーラー発電や外部交流磁界による発電等、一定の発電量が長時間継続する発電装置を用いている場合に有効である。
【０１１５】
さらに、１回の発電で所定の発電量（例えばＱ１）があることが所定時間以内（例えば１秒以内）に所定回数（例えば２回）あったら場合に、検出レベルを変更してもよい。
このような移行条件であれば、手巻き発電のように、所定時間内に一定回数の発電が行われる場合に検出レベル２に移行しやすく、通常携帯時の自動巻き発電のように、不定期に発電が行われる場合には検出レベル２に移行せず、検出レベル１に維持できる。
【０１１６】
前記実施形態では、システムが起動してから停止するまでの持続時間（第１持続時間カウンタの積算値）のみを表示していたが、特定の操作があってから加算された持続時間（第２持続時間カウンタの積算値）を切り替えて表示可能に構成してもよい。
【０１１７】
また、表示針３１による持続時間の表示方法としては、持続時間が短くなったときに、折り返し表示などにより、持続時間を時間単位や分単位等でより細かく表示してもよい。
例えば、持続時間が１日になった時点で、前記針位置０〜１０をそれぞれ、０，１，２，３，４，５，６，７，１４，１９，２４時間の指示等に切り替えて表示してもよいし、さらには、持続時間が１時間になった時点で、前記針位置０〜１０をそれぞれ、０，３，６，１２，１５，２０，２５，３０，４５，６０分の指示等に切り替えて表示してもよい。
本発明では、持続時間が０になった時点で運針を停止するため、持続時間は、運針動作が継続する残り時間を正確に表示することになる。従って、持続時間を時間単位や分単位で表示すれば、使用者は動作が継続する残り時間を正確に把握でき、運針停止前に発電操作を行うことができる。
【０１１８】
さらに、前記実施形態では、持続時間が０になったら、時刻表示用モータ駆動手段１５および時刻表示用モータ１６を停止して指針２０による時刻表示のみ停止し、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４の駆動は継続し、内部的には時刻をカウントして、所定量の発電があった場合に時刻表示を現在時刻に復帰させるようにしていたが、発振手段１２、分周手段１３、時刻表示制御手段１４の駆動も停止して時計動作を完全に停止してもよい。
また、持続時間が０になった時点での停止モードを、使用者が、前記実施形態のスリープモードと、時計動作を完全に停止するモードとから選択できるように設定してもよい。
【０１１９】
また、補正駆動方式で補正駆動パルスが出力された場合のように、消費電流が増加した場合には、その分持続時間から減算を行って補正しても良い。
すなわち、時刻表示用モータ駆動手段１５は、モータ１６に対して駆動パルスを入力後、モータ１６の回転状態を検出し、非回転を検出した場合には、補正駆動パルスを入力してモータ１６を回転させる補正駆動処理を実行可能に構成され、積分手段８は、前記補正駆動処理が行われた回数に基づいて持続時間を補正、具体的には消費電流が増加するために持続時間を減算してもよい。
このように構成すれば、補正駆動処理回数に応じた補正を行っているので、補正駆動処理で消費された電流分を考慮して持続時間を補正でき、持続時間が０になる前に動作が停止することを確実に防止できる。
【０１２０】
さらに、持続時間表示が０になる前に電池電圧が動作停止電圧以下になることを完全に防止するために、電池電圧が所定値以下になったら、持続時間を補正しても良い。
すなわち、二次電池７の電圧が、図１０において使用領域１あたりの低い電圧値になった場合には、持続時間を短くして持続時間表示が「０」になるまでに電池電圧が動作停止電圧以下になることを防止すればよい。
【０１２１】
持続時間表示手段としては、表示針３１が一定角度範囲のみで移動可能なものに限らず、表示針３１が１回転（３６０度）回転可能に設けられたものを用いてもよい。
但し、前記実施形態の表示針３１のように、一定角度範囲で移動するほうが、時計１の文字板部分に副針として組み込んだ際に、指針のサイズを大きくでき、視認性を向上できる。
【０１２２】
また、持続時間表示手段としては、表示針３１を用いたものに限らず、液晶ディスプレイ等の表示手段において、数字や、インジケータなどを用いて表示してもよい。特に、本発明では、持続時間は、動作継続時間を正確に表示することになるため、その持続時間をデジタル表示することで、正確な持続時間を使用者に対して表示することができる。
【０１２３】
発電装置４０としては、前記実施形態のような手巻き発電装置や自動巻き発電装置の他に、外部交流磁界による発電装置、ソーラー発電装置、温度差発電装置等の各種の発電装置が利用できる。また、電子時計１には、前記各種の発電装置を１種類組み込んでもよいし、前記実施形態のように、複数種類の発電装置を組み合わせてもよい。
また、本発明は、腕時計に限らず、発電機能を備えていれば、懐中時計、置時計、掛け時計などの他の時計にも適用できる。
要するに、本発明は、発電機能を有し、かつ、持続時間を表示する持続時間表示手段を有する電子時計に広く利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】第１実施形態における発電機能付き電子時計の構成を示すブロック図。
【図２】前記実施形態における電子時計の回路ブロック図。
【図３】前記実施形態における電子時計の文字板部分を示す図。
【図４】前記実施形態における発電手段および持続時間表示手段の構成を示す図。
【図５】前記実施形態における整流手段および電流検出手段の構成を示す回路図。
【図６】前記実施形態における発電状態、１回の発電の積算値、充電量積算値を示すタイミングチャート。
【図７】前記実施形態における針位置と表示値との関係を示す図。
【図８】前記実施形態における持続時間表示処理を示すフローチャート。
【図９】図８の続きの処理を示すフローチャート。
【図１０】二次電池の放電特性を示すグラフ。
【図１１】第２実施形態における処理を示すフローチャート。
【図１２】図１１の続きの処理を示すフローチャート。
【図１３】第２実施形態における発電状態、１回の発電の積算値、検出レベル切替タイミングを示すタイミングチャート。
【図１４】変形例における整流手段および電流検出手段の構成を示す回路図。
【符号の説明】
【０１２５】
１…発電機能付き電子時計、２…回転錘、３…りゅうず、４…発電手段、５…整流手段、６…電流検出手段、７…二次電池、８…積分手段、９…持続時間表示制御手段、１０…持続時間表示用モータ駆動手段、１１…持続時間表示用モータ、１４…時刻表示制御手段、１５…時刻表示用モータ駆動手段、１６…時刻表示用モータ、１７…入力回路、２０…時刻表示用指針、３１…表示針、３２…持続時間表示用目盛板、４０…発電装置、６２…ピーク検出回路、６３…比較回路、６４…コンデンサ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電手段と、
前記発電手段で発電された電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段に蓄積された前記電気エネルギで駆動される計時制御手段と、
前記計時制御手段によって制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、
前記発電手段で発電された発電量を検出する発電量検出手段と、
前記発電量検出手段で検出された発電量を積算して持続時間を算出する持続時間算出手段と、
前記持続時間算出手段で算出された持続時間を表示する持続時間表示手段と、
を備えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、電子時計の所定時間あたりの消費電流を予め求めておき、この所定時間分の消費電流に相当する発電量が前記発電量検出手段で検出される毎に前記所定時間分だけ持続時間を加算する持続時間カウンタを備え、
前記持続時間表示手段は、この持続時間カウンタのカウンタ値に基づいて持続時間を表示することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項３】
請求項２に記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、電子時計の運針が継続している状態では、所定時間経過する毎に、前記持続時間カウンタのカウンタ値を前記所定時間だけ減算し、
前記計時制御手段は、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった際に、前記時刻表示手段の駆動を停止することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、電子時計における所定時間の消費電流の整数倍または整数分の１を積算単位とし、前記発電量検出手段で検出された発電量を前記積算単位に換算し、積算単位に基づいて積算して持続時間を算出することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、発電電流をサンプリングし、各サンプリング時のピーク値を検出し、予め求めておいた発電電流のピーク値と平均電流値との関係を示すテーブルから、前記ピーク値に対応する平均電流値を発電量として検出し、
前記持続時間算出手段は、前記平均電流値を積算して持続時間を算出することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、積算値が上限値に達した場合には、発電があってもそれ以上積算しないことを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記発電量検出手段で検出された発電量に所定の係数を掛けたものを積算して持続時間を算出することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記計時制御手段が起動して持続時間が０にリセットされてからの発電量を積算した第１積算値と、所定操作時からの発電量を積算した第２積算値とをそれぞれ積算可能に構成され、
前記持続時間表示手段は、前記第１積算値と第２積算値を切り替えて表示可能に構成されていることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が、所定時間よりも大きい場合には、所定時間未満の場合に比べて、持続時間の表示単位を大きくすることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が０以下になった場合には、通常の持続時間表示とは異なる表示を行うことを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記計時制御手段は、持続時間が０以下になった場合には、時刻表示手段を停止し、かつ時刻のカウントは継続し、発電が行われて持続時間が０よりも大きくなったら、時刻表示手段を駆動して現時刻表示に復帰させることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記時刻表示手段は、モータ駆動手段と、このモータ駆動手段で駆動されるモータと、モータによって移動される指針とを備え、
前記モータ駆動手段は、モータに対して駆動パルスを入力後、モータの回転状態を検出し、非回転を検出した場合には、補正駆動パルスを入力してモータを回転させる補正駆動処理を実行可能に構成され、
前記持続時間算出手段は、前記補正駆動処理が行われた回数に基づいて持続時間を補正することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記発電量の積算値を補正可能に構成されていることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧に基づいて推定される持続時間が、前記持続時間算出手段で積算された積算値に基づく持続時間よりも短いと判断した場合には、前記積算値を前記電圧に基づく持続時間に対応する値に補正することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧値が所定電圧値以上の場合には、発電量に基づいて積算する際の加算値を補正することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、前記発電手段の発電パターンに応じて検出レベルを設定することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１７】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、所定の発電量を検出した場合に、検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１８】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、一定時間内に所定の発電量の発電がある状態が所定時間以上継続した場合に、前記検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１９】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があることが所定時間以内に所定回数あった場合に、前記検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２０】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があり、その後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に、前記検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記持続時間算出手段の積算値を、０よりも大きい所定の持続時間となる値に初期化することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記蓄電手段の電圧を検出し、前記持続時間算出手段の積算値を、前記検出電圧に基づく値に初期化することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１】
発電手段と、
前記発電手段で発電された電気エネルギを蓄積する蓄電手段と、
前記蓄電手段に蓄積された前記電気エネルギで駆動される計時制御手段と、
前記計時制御手段によって制御されて時刻表示を行う時刻表示手段と、
前記発電手段で発電された発電量を検出する発電量検出手段と、
前記発電量検出手段で検出された発電量を積算して持続時間を算出する持続時間算出手段と、
前記持続時間算出手段で算出された持続時間を表示する持続時間表示手段と、
を備えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、電子時計の所定時間あたりの消費電流を予め求めておき、この所定時間分の消費電流に相当する発電量が前記発電量検出手段で検出される毎に前記所定時間分だけ持続時間を加算する持続時間カウンタを備え、
前記持続時間表示手段は、この持続時間カウンタのカウンタ値に基づいて持続時間を表示することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項３】
請求項２に記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、電子時計の運針が継続している状態では、所定時間経過する毎に、前記持続時間カウンタのカウンタ値を前記所定時間だけ減算し、
前記計時制御手段は、持続時間カウンタのカウンタ値が０になった際に、前記時刻表示手段の駆動を停止することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、電子時計における所定時間の消費電流の整数倍または整数分の１を積算単位とし、前記発電量検出手段で検出された発電量を前記積算単位に換算し、積算単位に基づいて積算して持続時間を算出することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、発電電流をサンプリングし、各サンプリング時のピーク値を検出し、予め求めておいた発電電流のピーク値と平均電流値との関係を示すテーブルから、前記ピーク値に対応する平均電流値を発電量として検出し、
前記持続時間算出手段は、前記平均電流値を積算して持続時間を算出することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、積算値が上限値に達した場合には、発電があってもそれ以上積算しないことを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記発電量検出手段で検出された発電量に所定の係数を掛けたものを積算して持続時間を算出することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記計時制御手段が起動して持続時間が０にリセットされてからの発電量を積算した第１積算値と、所定操作時からの発電量を積算した第２積算値とをそれぞれ積算可能に構成され、
前記持続時間表示手段は、前記第１積算値と第２積算値を切り替えて表示可能に構成されていることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が、所定時間よりも大きい場合には、所定時間未満の場合に比べて、持続時間の表示単位を大きくすることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間表示手段は、前記持続時間算出手段で算出された持続時間が０以下になった場合には、通常の持続時間表示とは異なる表示を行うことを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記計時制御手段は、持続時間が０以下になった場合には、時刻表示手段を停止し、かつ時刻のカウントは継続し、発電が行われて持続時間が０よりも大きくなったら、時刻表示手段を駆動して現時刻表示に復帰させることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１２】
請求項１から請求項１１のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記時刻表示手段は、モータ駆動手段と、このモータ駆動手段で駆動されるモータと、モータによって移動される指針とを備え、
前記モータ駆動手段は、モータに対して駆動パルスを入力後、モータの回転状態を検出し、非回転を検出した場合には、補正駆動パルスを入力してモータを回転させる補正駆動処理を実行可能に構成され、
前記持続時間算出手段は、前記補正駆動処理が行われた回数に基づいて持続時間を補正することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記発電量の積算値を補正可能に構成されていることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１４】
請求項１から請求項１３のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧に基づいて推定される持続時間が、前記持続時間算出手段で積算された積算値に基づく持続時間よりも短いと判断した場合には、前記積算値を前記電圧に基づく持続時間に対応する値に補正することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１５】
請求項１から請求項１４のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記持続時間算出手段は、前記蓄電手段の電圧を検出し、その電圧値が所定電圧値以上の場合には、発電量に基づいて積算する際の加算値を補正することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１６】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、前記発電手段の発電パターンに応じて検出レベルを設定することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１７】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、所定の発電量を検出した場合に、検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１８】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、一定時間内に所定の発電量の発電がある状態が所定時間以上継続した場合に、前記検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項１９】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があることが所定時間以内に所定回数あった場合に、前記検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２０】
請求項１から請求項１５のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記発電量検出手段は、１回の発電で所定の発電量があり、その後、所定時間以内に所定量の発電を検出した場合に、前記検出レベルを切り替えることを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２１】
請求項１から請求項２０のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記持続時間算出手段の積算値を、０よりも大きい所定の持続時間となる値に初期化することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【請求項２２】
請求項１から請求項２１のいずれかに記載の発電機能付き電子時計において、
前記電子時計は外部操作部材を備え、この外部操作部材によって所定の操作を行うと、前記蓄電手段の電圧を検出し、前記持続時間算出手段の積算値を、前記検出電圧に基づく値に初期化することを特徴とする発電機能付き電子時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００８−２２４５４５（Ｐ２００８−２２４５４５Ａ）
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−６５６４７（Ｐ２００７−６５６４７）
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月１４日（２００７．３．１４）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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