JP2000236636A - 電子機器および電子機器の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 補助コンデンサに発生したリーク電流成分に
よって、大容量コンデンサのエネルギー消費に影響を及
ぼすことがなく、電圧の低下した補助コンデンサを大容
量コンデンサに接続しても、電源電圧の急激な変動を防
ぐことができる。 【解決手段】 節電モード中に、発電レベルが十分であ
ると判断された場合、発電検出回路９１により、供給電
流量が少なくて駆動能力の小さなトランジスタＴｒＳ７
１をオンし、補助コンデンサ４１を昇降圧回路４９を介
して大容量コンデンサ４８に再接続し、発電継続時間Ｔ
ｍが所定の発電継続時間Ｔ２を経過したときには、発電
継続時間計測回路８５により、トランジスタＴｒＳ７１
よりもサイズが大きくて駆動能力の大きなトランジスタ
ＴｒＬ７０をオンし、補助コンデンサ４１を昇降圧回路
４９を介して大容量コンデンサ４８に段階的に接続す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、節電モードと表示
モードの切替を行う電子機器および電子機器の制御方法
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。

【０００３】ただし、大容量コンデンサは、蓄電容量が
大きく、充電するのに時間がかかってしまうため、電源
電圧として使用する場合、充電時間中は、時刻表示動作
ができなくなることもある。そこで、大容量コンデンサ
に昇降圧回路を介して、蓄電容量が小さく、充電時間も
短かい補助コンデンサを接続することにより、補助コン
デンサを電源として用いることにより、迅速に時刻表示
に移行することができるようになる。このように、発電
装置によって、大容量コンデンサおよび補助コンデンサ
を充電することにより、電池なしでも長時間安定した動
作が可能となる。これにより、電池交換の手間あるいは
使用済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。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、腕時計など
に内蔵される発電装置としては、照射された光を電気エ
ネルギーに変換する太陽電池、あるいは、ユーザの腕の
動きなどを捉えて運動エネルギーを電気エネルギーに変
換する発電システムなどがある。これらの発電装置はユ
ーザの周囲のエネルギーを電気エネルギーに変換して使
用するという面では非常にすぐれているが、利用可能な
エネルギー密度が低く、さらに、継続に安定してエネル
ギーが得られないという問題がある。従って、継続した
発電が得られないため、発電中に大容量コンデンサおよ
び補助コンデンサに電力を蓄積しておいて、発電装置の
非発電期間中は、大容量コンデンサおよび補助コンデン
サに蓄積された電力のみで電子時計を動作させる。この
ため、大容量コンデンサおよび補助コンデンサはできる
だけ大きな容量のものが望ましいが、容量の増加に伴っ
て大容量コンデンサおよび補助コンデンサのサイズが大
きくなりすぎると、腕時計装置に収納できなくなり、さ
らに、充電に時間がかかってしまうので適当な電圧が得
にくいなどの問題が生じる。

【０００５】一方、容量が小さいときには、発電できな
い期間が長くなると、蓄積された電力がすべて放電され
てしまうので、電子時計が止まってしまい、再び光を当
てるなどして、充電してから、電子時計の動作を開始し
たとしても、止まっていた時間が全く考慮されないため
正確な現時刻が表示されない。従って、時計としての機
能を果たさなくなってしまうという問題が生じる。これ
らを解決するために、例えば、太陽電池を用いた腕時計
装置では、太陽電池を用いて周辺の照度を検出し、照度
が設定値より低下すると時刻表示を自動的に停止し、消
費電力を低減する。そして、内部カウンタにより停止し
ている時間に対応するカウントを行い、照度が高くなる
と時刻表示を再開し、内部カウンタのカウント値に基づ
いて現時刻に復帰させるようなシステムが考えられてい
る。しかし、時刻表示を停止している最中、特に補助コ
ンデンサにおいては、温度や電圧に依存する大きさのリ
ーク電流が発生してしまい、補助コンデンサの電圧の低
下を生じてしまう。

【０００６】一般に、発電装置が内蔵されている電子時
計においては、大容量コンデンサと補助コンデンサが電
気的に接続された状態となっているため、時刻表示を停
止している最中に、補助コンデンサに発生したリーク電
流成分によって、昇降圧回路を介して補助コンデンサに
電力を供給している大容量コンデンサのエネルギー消費
が大きくなってしまう。このため、時刻表示を停止する
ことによる節電の効果が、低減してしまうという問題が
生じてしまう。具体的には、節電モードにおける電子時
計の動作電流は数十ｎＡ程度に抑えられているのに対
し、補助コンデンサのリーク電流は条件次第では十ｎＡ
程度にもなるため、節電の効果を低減してしまう影響は
大きい。本発明は上述した事情に鑑みてなされたもので
あり、時刻表示を停止している最中、エネルギー消費を
低減することができる電子機器および電子機器の制御方
法を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ため、請求項１に記載の発明は、電力を蓄電する蓄電部
と、前記蓄電部から供給される電力を用いて動作する電
力消費部および前記蓄電部の双方に並列に接続される補
助蓄電部と、前記電力消費部に通常動作を行わせる動作
モードである通常動作モードでは、前記蓄電部と前記補
助蓄電部とを電気的に接続状態にし、あらかじめ定めた
所定の条件下で前記電力消費部の消費電力を低減する動
作モードである節電モードでは、前記蓄電部と前記補助
蓄電部とを電気的に切断状態にするスイッチ部とを具備
することを特徴とする。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
記載の電子機器において、前記電子機器は、前記蓄電部
の電圧を昇降圧する昇降圧部を備え、前記昇降圧部を介
して電圧が昇降圧された後の電力を前記補助蓄電部に蓄
電することを特徴とする。

【０００９】また、請求項３に記載の発明は、請求項１
または請求項２記載の電子機器において、前記電子機器
は、外部エネルギーを電気エネルギーに変換し発電する
発電部を備え、前記発電部により発電された電力を前記
蓄電部に蓄電することを特徴とする。

【００１０】また。請求項４に記載の発明は、請求項３
記載の電子機器において、前記発電部による発電状態を
検出する発電検出部を備え、前記発電状態に対応する前
記動作モードが節電モードである場合に、前記スイッチ
部は、前記蓄電部と前記補助蓄電部とを電気的に切断状
態とすることを特徴とする。

【００１１】また、請求項５に記載の発明は、請求項１
から請求項３のいずれかに記載の電子機器において、前
記電子機器は、前記電子機器が携帯されているか否かを
検出する携帯検出部を備え、前記所定の条件は、前記携
帯検出部において、非携帯状態を検出した場合であるこ
とを特徴とする。

【００１２】また、請求項６に記載の発明は、請求項１
から請求項５のいずれかに記載の電子機器において、前
記電子機器は、外部操作入力部を備え、前記所定の条件
は、前記外部操作入力部からの信号によることを特徴と
する

【００１３】また、請求項７に記載の発明は、請求項１
から請求項６のいずれかに記載の電子機器において、前
記通常動作モードに移行し、前記スイッチ部が、前記蓄
電部と前記補助蓄電部とを接続する際に、除々に前記補
助蓄電部へ供給する電流量を増加させる電流量制御手段
を備えたことを特徴とする。

【００１４】また、請求項８に記載の発明は、請求項７
記載の電子機器において、前記スイッチ部は、第１〜第
ｎ電流供給手段（ｎは２以上の整数）であるｎ個の電流
供給手段を有し、前記電流供給手段の供給電流量Ｉｓ１
〜Ｉｓｎは、Ｉｓ１＜Ｉｓ２＜……＜Ｉｓｎ−１＜Ｉｓ
ｎの関係にあり、前記電流量制御手段は、前記第１電流
供給手段から順に第ｎ電流供給手段を前記蓄電部と前記
補助蓄電部との間に接続することを特徴とする。

【００１５】また、請求項９に記載の発明は、請求項７
記載の電子機器において、前記スイッチ部は、供給電流
量の等しいｎ個の電流供給手段を有し、前記電流量制御
手段は、ｎ個の前記電流供給手段から順にいずれかの前
記電流供給手段を前記蓄電部と前記補助蓄電部との間に
接続することを特徴とする。

【００１６】また、請求項１０に記載の発明は、請求項
１から請求項８のいずれかに記載の電子機器において、
前記電力消費部は、前記蓄電部から供給される電力を用
いて時刻を表示可能な時刻表示装置を有することを特徴
とする。

【００１７】また、請求項１１に記載の発明は、請求項
１０記載の電子機器において、前記節電モードにおいて
は、前記時刻表示装置における時刻表示動作を停止する
ことを特徴とする。

【００１８】また、請求項１２に記載の発明は、電力を
蓄電する蓄電装置と、前記蓄電装置から供給される電力
を用いて動作する電力消費装置および前記蓄電装置の双
方に並列に接続される補助蓄電装置とを有する電子機器
の制御方法であって、前記電力消費装置に通常動作を行
わせる動作モードである通常動作モードでは、前記蓄電
装置と前記補助蓄電装置とを電気的に接続状態にし、あ
らかじめ定めた所定の条件下で前記電力消費装置の消費
電力を低減する動作モードである節電モードでは、前記
蓄電装置と前記補助蓄電装置とを電気的に切断状態にす
るスイッチ工程を備えたことを特徴とする。

【００１９】また、請求項１３に記載の発明は、請求項
１２記載の電子機器の制御方法であって、前記電子機器
は、前記蓄電装置の電圧を昇降圧する昇降圧装置を備
え、前記昇降圧装置を介して電圧が昇降圧された後の電
力を前記補助蓄電装置に蓄電する工程を備えたことを特
徴とする。

【００２０】また、請求項１４に記載の発明は、請求項
１２または請求項１３記載の電子機器の制御方法であっ
て、前記電子機器は、外部エネルギーを電気エネルギー
に変換し発電する発電装置を備え、前記発電装置により
発電された電力を前記蓄電装置に蓄電する工程を備えた
ことを特徴とする。

【００２１】また、請求項１５に記載の発明は、請求項
１４記載の電子機器の制御方法であって、前記所定の条
件は、前記発電状態検出装置において、非発電状態を検
出した場合、あるいは、前記発電装置における発電量が
あらかじめ定めた所定発電量以下であることを検出した
場合であることを特徴とする。

【００２２】また、請求項１６に記載の発明は、請求項
１２から請求項１４のいずれかに記載の電子機器の制御
方法であって、前記電子機器は、前記電子機器が携帯さ
れているか否かを検出する携帯検出装置を備え、前記所
定の条件は、前記携帯検出装置において、非携帯状態を
検出した場合であることを特徴とする。

【００２３】また、請求項１７に記載の発明は、請求項
１２から１６のいずれかに記載の電子機器の制御方法で
あって、前記電子機器は、外部操作入力装置を備え、前
記所定の条件は、前記外部操作入力装置からの信号によ
ることを特徴とする。

【００２４】また、請求項１８に記載の発明は、請求項
１２から請求項１７のいずれかに記載の電子機器の制御
方法であって、前記通常動作モードに移行し、前記スイ
ッチ工程が、前記蓄電装置と前記補助蓄電装置とを接続
する際に、除々に前記補助蓄電装置へ供給する電流量を
増加させる電流量制御工程を備えたことを特徴とする。

【００２５】また、請求項１９に記載の発明は、請求項
１２から請求項１８のいずれかに記載の電子機器の制御
方法であって、前記電力消費装置は、前記蓄電装置から
供給される電力を用いて時刻を表示可能な時刻表示装置
を備え、前記節電モードにおいては、前記時刻表示装置
における時刻表示動作を停止する工程を備えたことを特
徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】［１．第一実施形態］ ［１−１．第一実施形態の全体構成］以下に図面を参照
しながら本発明に係る第一実施形態を説明する。図１
は、本発明の一実施形態に係る計時装置の概略構成を示
すものである。この計時装置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。本例の計時装置１は、大別
すると、交流電力を発電する発電部Ａ、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、発電部Ａの発電状
態を検出し、その検出結果に基づいて装置全体を制御す
る制御部Ｃ、運用針を時分モータ１０ｍおよび秒モータ
１０ｓを用いて駆動する運針機構Ｅ、制御部Ｃからの制
御信号に基づいて運針機構Ｅを駆動する駆動部Ｄを備え
ている。以下、各構成部分について説明する。

【００２７】［１−１−１．発電部Ａの構成］まず、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。

【００２８】［１−１−２．電源部Ｂの構成］次に、電
源部Ｂは、整流回路として作用するダイオード４７、大
容量コンデンサ４８、補助コンデンサ４１、補助コンデ
ンサ４１の接続を制御するトランジスタ７２および昇降
圧回路４９を備えている。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Ｃか
らの制御信号φ１１によって駆動部Ｄに供給する電圧を
調整することができる。また、昇降圧回路４９の出力電
圧はモニタ信号φ１２によって制御部Ｃにも供給されて
おり、これによって出力電圧をモニタしている。ここ
で、昇圧回路の昇圧制御について、昇圧回路の詳細構成
例を示す図７および昇圧回路の昇圧倍率に対するスイッ
チ状態例を示す図８を参照して説明する。図７に示すよ
うに、昇圧回路は、スイッチＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３，
ＳＷ４，ＳＷ１１，ＳＷ１２，ＳＷ１３，ＳＷ１４およ
び昇圧コンデンサＣ１，Ｃ２を有している。

【００２９】図８に示す昇圧倍率が３倍の場合を例とし
て、以下に説明する。ｐａｒａｌｌｅｌ接続の場合は、
ＳＷ１，ＳＷ３，ＳＷ１１，ＳＷ１３をＯＮにすること
により、図９の状態図に示すように大容量コンデンサ４
８、昇圧コンデンサＣ１および昇圧コンデンサＣ２が並
列に結合される。一方、ｓｅｒｉａｌ接続の場合は、Ｓ
Ｗ２，ＳＷ２１，ＳＷ１４をＯＮにすることにより、図
１０の状態図に示すように大容量コンデンサ４８、昇圧
コンデンサＣ１、昇圧コンデンサＣ２および補助コンデ
ンサ４１が直列に結合される。ｐａｒａｌｌｅｌ接続と
ｓｅｒｉａｌ接続を所定の周波数で、切り替えることに
より、補助コンデンサ４１の両端子間の電圧を昇圧しな
いときの電圧に比べて３倍の電圧に昇圧することができ
る。また、図８に示す昇圧倍率が２倍、１．５倍、昇圧
なしの場合にも、上述した３倍の場合と同様の方法によ
り昇圧することができる。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。

【００３０】［１−１−３．運針機構Ｅの構成］次に、
運針機構Ｅについて説明する。運針機構Ｅは、秒針６１
を駆動するための秒モータ１０ｓと、分針６２および時
針６３を駆動するための時分モータ１０ｍを備えてい
る。運針機構Ｅに用いられている時分モータ１０ｍおよ
び秒モータ１０ｓ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、パルス信号により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。

【００３１】本例の時分モータ１０ｍおよび秒モータ１
０ｓは、駆動部Ｄ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１１ｍおよび１１ｓと、この駆
動コイル１１ｍおよび１１ｓによって励磁されるステー
タ１２ｍおよび１２ｓと、さらに、ステータ１２ｍおよ
び１２ｓの内部において励磁される磁界により回転する
ロータ１３ｍおよび１３ｓを備えている。時分モータ１
０ｍのロータ１３ｍの回転は、かなを介してロータ１３
ｍに噛合された四番車５１、三番車５３、二番車５４、
日の裏車５５および筒車５６からなる時分輪列５０ｍに
よって時針および分針に伝達される。二番車５４には分
針６２が接続され、筒車５６には時針６３が接続されて
いる。秒モータ１０ｓのロータ１３ｓの回転は、かなを
介してロータ１３ｓに噛合された秒中間車５１、秒車５
２からなる秒輪列５０ｓによって秒針に伝達される。秒
車５２の軸には秒針６１が接続されている。ロータ１３
ｍおよび１３ｓの回転に連動して、これらの針により時
刻が表示される。

【００３２】［１−１−４．駆動部Ｄの構成］次に、駆
動部Ｄは制御部Ｃの制御の基に時分モータ１０ｍおよび
秒モータ１０ｓに様々な駆動パルスを供給する。駆動部
Ｄは、秒駆動回路３０ｓおよび時分駆動回路３０ｍを備
えている。

【００３３】［１−１−５．制御部Ｃの構成］以下に図
２を参照しながら制御部Ｃの構成を説明する。図２は、
本発明の一実施形態に係る計時装置１の制御部Ｃとその
周辺構成の機能ブロック図である。制御部Ｃは、パルス
合成回路２２、モード設定部９０、時刻情報記憶部９６
および駆動制御回路２４を備えている。 ［１−１−５−１．パルス合成回路２２の構成］まず、
パルス合成回路２２について説明する。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、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
成回路を備えている。

【００３４】［１−１−５−２．モード設定部９０の構
成］次に、モード設定部９０について説明する。モード
設定部９０は、大別すると、発電検出回路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、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およびモードを記憶するモード
記憶部９４を備えている。 ［１−１−５−２−１．発電検出回路９１］この発電検
出回路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の検出回路９７および第２の検出回
路９８にいずれか一方の条件が満足すると、発電状態で
あると判断し、発電検出信号ＶＧＥＮを“Ｈ”レベルと
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。

【００３５】ここで、第１の検出回路９７および第２の
検出回路９８の構成について図１３を参照して説明す
る。図１３において、まず、第１の検出回路９７は、コ
ンパレータ９７１、定電圧Ｖａを発生する基準電圧源９
７２、定電圧Ｖｂを発生する基準電圧源９７３、スイッ
チＳＷ１、リトリガブルモノマルチ９７４から大略構成
されている。基準電圧源９７２の発生電圧値は、表示モ
ードにおける設定電圧値Ｖａとなっており、一方、基準
電圧源９７３の発生電圧値は、節電モードの設定電圧値
Ｖｂとなっている。基準電圧源９７２,９７３は、スイ
ッチＳＷ１を介してコンパレータ９７１の正入力端子に
接続されている。このスイッチＳＷ１は、設定値切換部
９５によって制御され、表示モードにおいて基準電圧源
９７２を、節電モードにおいて基準電圧源９７３をコン
パレータ９７１の正入力端子に接続する。また、コンパ
レータ９７１の負入力端子には、発電部Ａの起電圧Ｖｇ
ｅｎが供給されている。したがって、コンパレータ９７
１は、起電圧Ｖｇｅｎを設定電圧値Ｖａまたは設定電圧
値Ｖｂと比較し、起電圧Ｖｇｅｎがこれらを下回る場合
（大振幅の場合）には“Ｈ”レベルとなり、起電圧Ｖｇ
ｅｎがこれらを上回る場合（小振幅の場合）には“Ｌ”
レベルとなる比較結果信号を生成する。

【００３６】次に、リトリガブルモノマルチ９７４は、
比較結果信号が“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上
がる際に発生する立上エッジでトリガされ、“Ｌ”レベ
ルから“Ｈ”レベルに立ち上がり、所定時間が経過した
後に“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がる信号を
生成する。また、リトリガブルモノマルチ９７４は、所
定時間が経過する前に再度トリガされると、計測時間を
リセットして新たに時間計測を開始するように構成され
ている。次に、第１の検出回路９７の動作を説明する。
現在のモードが表示モードであるとすれば、スイッチＳ
Ｗ１は基準電圧源９７２を選択し、設定電圧値Ｖａをコ
ンパレータ９７１に供給する。すると、コンパレータ９
７１は設定電圧値Ｖａと起電圧Ｖｇｅｎとを比較して、
比較結果信号を生成する。この場合、リトリガブルモノ
マルチ９７４は、比較結果信号の立ち上がりエッジに同
期して、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに立ち上がる。

【００３７】一方、現在のモードが節電モードであると
すれば、スイッチＳＷ１は基準電圧源９７３を選択し、
設定電圧値Ｖｂをコンパレータ９７１に供給する。この
例では、起電圧Ｖｇｅｎは設定電圧値Ｖｂを越えないの
で、リトリガブルモノマルチ９７４にトリガが入力され
ない。したがって、電圧検出信号Ｓｖはローレベルを維
持することになる。このように第１の検出回路９７で
は、モードに応じた設定電圧値ＶａまたはＶｂと起電圧
Ｖｇｅｎとを比較することによって、電圧検出信号Ｓｖ
を生成している。

【００３８】図１３において、第２の検出回路９８は、
積分回路９８１、ゲート９８２、カウンタ９８３、デジ
タルコンパレータ９８４およびスイッチＳＷ２から構成
されている。まず、積分回路９８１はＭＯＳトランジス
タ２、コンデンサ３、プルアップ抵抗４、インバータ回
路５及びインバータ回路５’から構成されている。起電
圧ＶｇｅｎがＭＯＳトランジスタ２のゲートに接続され
ており、起電圧ＶｇｅｎによってＭＯＳトランジスタ２
はオン、オフ動作を繰り返し、コンデンサ３の充電を制
御する。スイッチング手段を、ＭＯＳトランジスタで構
成すればインバータ回路５も含めて、積分回路９８１は
安価なＣＭＯＳ−ＩＣで構成できるが、これらのスイッ
チング素子、電圧検出手段はバイポーラトランジスタで
構成しても構わない。プルアップ抵抗４は、コンデンサ
３の電圧値Ｖ３を非発電時にＶｓｓ電位に固定するとと
もに、非発電時のリーク電流を発生させる役割がある。
これは数十から数百ＭΩ程度の高抵抗値であり、オン抵
抗が大きなＭＯＳトランジスタでも構成可能である。コ
ンデンサ３に接続されたインバータ回路５によりコンデ
ンサ３の電圧値Ｖ３を判定し、さらにインバータ回路５
の出力を反転することにより検出信号Ｖｏｕｔを出力す
る。ここで、インバータ回路５の閾値は、第１の検出回
路９７で用いられる設定電圧値Ｖｏよりもかなり小さな
設定電圧値Ｖｂａｓとなるように設定されている。

【００３９】ゲート９８２には、パルス合成回路２２か
ら供給される基準信号ＳREFと検出信号Ｖｏｕｔが供給
されている。したがって、カウンタ９８３は検出信号Ｖ
ｏｕｔがハイレベルの期間、基準信号ＳREFをカウント
する。このカウント値はデジタルコンパレータ９８３の
一方の入力に供給される。また、デジタルコンパレータ
９８３の他方の入力には、設定時間に対応する設定時間
値Ｔｏが供給されるようになっている。ここで、現在の
モードが表示モードである場合にはスイッチＳＷ２を介
して設定時間値Ｔａが供給され、現在のモードが節電モ
ードである場合にはスイッチＳＷ２を介して設定時間値
Ｔｂが供給されるようになっている。なお、スイッチＳ
Ｗ２は、設定値切換部９５によって制御される。デジタ
ルコンパレータ９８４は、検出信号Ｖｏｕｔの立ち下が
りエッジに同期して、その比較結果を発電継続時間検出
信号Ｓｔとして出力する。発電継続時間検出信号Ｓｔ
は、設定時間を越えた場合に“Ｈ”レベルとなり、一
方、設定時間を下回った場合に“Ｌ”レベルとなる。次
に、第２の検出回路９８の動作を説明する。発電部Ａに
よって交流電力の発電が始まると、発電装置４０は、ダ
イオード４７を介して起電圧Ｖｇｅｎを生成する。

【００４０】発電が始まり起電圧Ｖｇｅｎの電圧値がＶ
ｄｄからＶｓｓへ立ち下がるとＭＯＳトランジスタ２が
オンして、コンデンサ３の充電が始まる。Ｖ３の電位
は、非発電時はプルアップ抵抗４によってＶｓｓ側に固
定されているが、発電が起こり、コンデンサ３の充電が
始まるとＶｄｄ側に上がり始める。次に起電圧Ｖｇｅｎ
の電圧がＶｓｓへ増加に転じ、ＭＯＳトランジスタ２が
オフすると、コンデンサ３への充電は止まるが、Ｖ３の
電位はコンデンサ３によってそのまま保持される。 以
上の動作は、発電が持続されている間、繰り返され、Ｖ
３の電位はＶｄｄまで上がっていき安定する。Ｖ３の電
位がインバータ回路５の閾値より上がると、インバータ
回路５’の出力である検出信号Ｖｏｕｔが“Ｌ”レベル
から“Ｈ”レベルに切り替わり、発電の検出ができる。
発電検出までの応答時間は、電流制限抵抗を接続した
り、ＭＯＳトランジスタの能力を変えてコンデンサ３へ
の充電電流の値を調整したり、またコンデンサ３の容量
値を変えることによって任意に設定できる。

【００４１】発電が停止すると起電圧ＶｇｅｎはＶｄｄ
レベルで安定するため、ＭＯＳトランジスタ２はオフし
た状態のままとなる。Ｖ３の電圧はコンデンサ３によっ
てしばらくは保持され続けるが、プルアップ抵抗４によ
るわずかなリーク電流によってコンデンサ３の電荷が抜
けるため、Ｖ３はＶｄｄからＶｓｓへ徐々に下がり始め
る。そしてＶ３がインバータ回路５の閾値を越えるとイ
ンバータ回路５’の出力である検出信号Ｖｏｕｔは
“Ｈ”レベルから“Ｌ”レベルに切り替わり、発電がさ
れていないことの検出ができる。この応答時間はプルア
ップ抵抗４の抵抗値を変え、コンデンサ３のリーク電流
を調整することで任意に設定可能である。この検出信号
Ｖｏｕｔがゲート９８２によって基準信号ＳREFでゲー
トされると、これをカウンタ９８３がカウントする。こ
のカウント値は、デジタルコンパレータ９８４によっ
て、設定時間に対応する値とタイミングＴ１で比較され
る。ここで、検出信号Ｖｏｕｔの“Ｈ”レベル期間Ｔx
が設定時間値Ｔｏよりも長いならば、発電継続時間検出
信号Ｓｔは、“Ｌ”レベルから“Ｈ”レベルに変化す
る。これらの結果、発電検出回路９１は、電圧検出信号
Ｓｖあるいは発電継続時間検出信号Ｓｔのうち少なくと
も一方が“Ｈ”レベルであることをＯＲ回路９７５によ
り判別し、電圧検出信号Ｓｖあるいは発電継続時間検出
信号Ｓｔのうち少なくとも一方が“Ｈ”レベルである場
合に、発電検出信号ＶＧＥＮを“Ｈ”レベルとして出力
する。

【００４２】［１−１−５−２−２．設定値切換部９
５］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ようになって
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の検出回路９
７の設定値Ｖｏおよび第２の検出回路９８の設定値Ｔｏ
の値を変更する。ここで、動作モードには、表示モード
（動作モード）および節電モードがある。表示モード
は、その機械本来の機能を動作するものであり、例えば
計時装置の場合には、時刻表示を継続している動作であ
る。節電モードは、節電モードに切り替わる前の状態を
記憶し、あるいは、節電モードの経過情報を記憶するも
ので、表示モードに切り替わった際には、節電モードの
ときの記憶情報を反映するものであり、例えば計時装置
の場合には、時刻表示等を停止させ、復帰に必要な経過
時間等をカウントしている動作である。

【００４３】［１−１−５−２−３．中央制御回路９
３］また、中央制御回路９３は、第１の検出回路９７お
よび第２の検出回路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、６０秒でル
ープする秒針位置カウンタ８２を備えている。非発電時
間計測回路９９は、非発電時間Ｔｎが所定の設定時間を
越え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。一方、節電モードから表示モードへの移行
は、発電検出回路９１によって、発電装置４０が発電状
態にあることが検出され、かつ、電圧検出回路９２によ
って、大容量コンデンサ４８の充電電圧ＶCが十分であ
ることが検出されることにより実行される。秒針位置カ
ウンタ８２は、６０秒でループするカウンタであり、例
えばアナログ時計の場合、表示モードから節電モードに
移行する際には、秒針位置カウンタ８２が０になる（例
えば、１２時の位置に相当）までは運針を継続し、秒針
位置カウンタ８２が０になった時点で時刻表示動作を停
止して節電モードに移行する。これは、針の位置が現在
どこにあるのかは時計内部では判断ができないためであ
り、秒針位置カウンタ８２が０の時の針の位置を基準に
して表示モード復帰時の針の位置を相対的に判断するも
のである。

【００４４】［１−１−５−２−４．モード記憶部９
４］また、モード記憶部９４は、設定されたモードを記
憶し、その情報を駆動制御回路２４、時刻情報記憶部９
６および設定値切換部９５に供給している。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、駆動回路３０ｍおよび３０ｓに対しパルス信号
を供給するのを停止し、駆動回路３０ｍおよび３０ｓの
動作を停止させる。これにより、時分モータ１０ｍおよ
び秒モータ１０ｓは駆動を停止し、時分針および秒針は
非駆動状態となり、時刻表示は停止する。ここで、図１
４を参照して、動作モード制御手段として機能する場合
のモード設定部９０の詳細構成について説明する。モー
ド設定部９０は、アップダウンカウンタにより構成さ
れ、節電モード時に経過時間をカウントアップすること
により記憶し、現時刻復帰動作時にはカウントダウン
し、カウント値が０以外の場合にはカウント信号ＳCTが
“Ｌ”レベルとなる時刻情報記憶部９６と、発電装置４
０の起電圧Ｖgenに基づいて計時装置が携帯状態にある
場合に、“Ｈ”レベルの携帯検出信号ＳPTを出力する携
帯検出部２０１と、一方の入力端子に携帯検出信号ＳPT
が入力され、他方の入力端子に節電モード時に“Ｈ”レ
ベルとなる節電モード制御信号ＳPSが入力されるＡＮＤ
回路２０２と、発電装置４０の起電圧Ｖgenに基づいて
発電装置の非発電時間の経過時間を計測し、所定の非発
電時間が経過すると“Ｈ”レベルの非発電時間経過信号
ＳNGを出力する非発電時間計測回路９９と、カウント信
号ＳCT、ＡＮＤ回路２０２の出力信号、初期化信号ＳIN
T、強制パワーセーブ（節電）モード信号ＰＳが入力さ
れ、計時装置の動作モードに対応する現時刻復帰制御信
号ＳRET、節電モード制御信号ＳPS、通常動作モード制
御信号ＳNRを出力するモード記憶部９４と、を備えて構
成される。

【００４５】モード記憶部９４は、ＡＮＤ回路２０２の
出力信号の立ち上がりタイミングでカウント信号ＳCTを
ラッチし、現時刻復帰制御信号ＳRETとして出力する第
１ラッチ回路２０３と、カウント信号ＳCTの立ち上がり
タイミングで非発電時間経過信号ＳNGをラッチし、通常
動作モード制御信号ＳNRとして出力する第２ラッチ回路
２０４と、現時刻復帰制御信号ＳRETと通常動作モード
制御信号ＳNRとの論理和の否定をとって節電モード制御
信号ＳPSとして出力するＮＯＲ回路２０５と、を備えて
構成されている。次に概要動作を説明する。この場合に
おいて、初期状態においては通常動作モードであるもの
とする。すなわち、現時刻復帰制御信号ＳRET＝
“Ｌ”、節電モード制御信号ＳPS＝“Ｌ”、通常動作モ
ード制御信号ＳNR＝“Ｈ”である。そして、発電装置４
０の起電圧Ｖgenが所定電圧を下回ると、非発電時間計
測回路９９は、非発電時間の経過時間を計測する。そし
て非発電時間計測回路９９は経過時間が経過すると、非
発電時間経過信号ＳNGを“Ｈ”レベルとする。

【００４６】この結果、第２ラッチ回路２０４から出力
される通常動作モード制御信号は“Ｌ”レベルとなり、
ＮＯＲ回路２０５から出力される節電モード制御信号Ｓ
PSは“Ｈ”レベルとなって、計時装置は節電モードに移
行することとなる。これに伴い、時刻情報記憶部９６
は、動作状態（アクティブ）となり、経過時間をカウン
トアップすることにより節電時における時刻情報を記憶
し、その出力であるカウント信号ＳCTは、カウント値が
０以外の値となるため、“Ｌ”レベルとなる。その後、
携帯検出部２０１により携帯状態が検出され、携帯検出
信号ＳPTが“Ｈ”レベルとなると、ＡＮＤ回路２０２の
出力は“Ｈ”レベルとなり、第１ラッチ回路２０３は、
現時刻復帰制御信号ＳRETを“Ｈ”レベルとする。

【００４７】その後、時刻情報記憶部９６のカウント値
が０になるまで、計時装置は時刻復帰を行い、時刻情報
記憶部９６はカウント値が０になると時刻復帰が完了し
たとして、カウント信号ＳCTを再び“Ｈ”レベルとす
る。この結果、第２ラッチ回路２０４の出力である通常
動作モード制御信号ＳNRは“Ｈ”レベルとなり、通常動
作モードに復帰することとなる。また、強制パワーセー
ブ信号ＰＳが“Ｈ”レベルになった場合には、非発電時
間計測回路９９において経過時間が経過した場合と同様
に、節電モードに移行することとなる。

【００４８】［１−１−５−３．時刻情報記憶部９６の
構成］次に、時刻情報記憶部９６について説明する。時
刻情報記憶部９６は、節電モードカウンタ８４を備えて
いる。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経
過時間に相当する値のカウントを開始し、また、節電モ
ードから表示モードに切り換わると、経過時間に相当す
る値のカウントを終了するようになっている。これによ
り、節電モードの継続時間に相当する値がカウントされ
ることになる。ここで、節電モードの継続時間に相当す
る値は節電モードカウンタ８４により記憶されるように
なっている。また、節電モードから表示モードに切り換
わると、節電モードカウンタ８４を用いて駆動制御回路
２４から駆動回路３０ｍおよび３０ｓに供給される早送
りパルスをカウントし、そのカウント値が節電モードカ
ウンタ８４に対応する値になると、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、これを駆動回路３
０ｍおよび３０ｓに供給する。したがって、時刻情報記
憶部９６は、再表示された時刻表示を現時刻に復帰させ
る機能も備えている。なお、節電モードカウンタ８４の
内容は、表示モードから節電モードに切り換わる時、ま
たは、外部入力装置８３を時刻修正モード（操作子（例
えば、リューズ）の操作により時刻合わせをマニュアル
で行うことができる操作子の位置）にした時、あるいは
時刻修正モードを解除した時にリセットされる。

【００４９】［１−１−５−４．駆動制御回路２４の構
成］次に、駆動制御回路２４について説明する。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
のパルス信号に基づいて、モードに応じた駆動パルス信
号を生成する。まず、節電モードにあっては、駆動パル
ス信号の供給を停止する。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信号として駆動回路３０ｍおよび
３０ｓ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信号を駆動回
路３０ｍおよび３０ｓに供給する。

【００５０】［１−２．第一実施形態の動作］次に、表
示モードと節電モードとの切り替えにより、補助コンデ
ンサ４１の切断または接続を制御する動作例を図３のフ
ローチャートを参照して説明する。まず、中央制御回路
９３は、モード記憶部９４を検出して現在設定されてい
るモードが節電モードであるか否かを判断する（ステッ
プ１０）。ステップ１０の判断において、現在設定され
ているモードが節電モードであるときは（ステップ１
０；Ｙｅｓ）、処理をステップ１６に移行する。また、
ステップ１０の判断において、現在設定されているモー
ドが表示モードのときは（ステップ１０；Ｎｏ）、発電
検出回路９１は、第一の検出回路９７で起電圧Ｖｇｅｎ
と設定値Ｖｏとを比較して、発電レベル（起電圧）が十
分であるか否かを判断する（ステップ１１）。

【００５１】ステップ１１の判断において、起電圧が十
分であるときは（ステップ１１；Ｙｅｓ）、中央制御回
路９３により非発電時間Ｔｎがリセットされ（ステップ
２２）、処理をステップ２１に移行する。また、ステッ
プ１１の判断において、起電圧が十分ではないときは
（ステップ１１；Ｎｏ）、中央制御回路９３により非発
電時間Ｔｎがカウントアップされる（ステップ１２）。
次に、発電検出回路９１は、第二の検出回路９８で非発
電時間Ｔｎと所定の非発電時間Ｔ１とを比較して所定の
非発電時間Ｔ１を経過しているか否かを判断する（ステ
ップ１３）。ステップ１３の判断において、非発電時間
Ｔｎが所定の非発電時間Ｔ１を経過していないときは
（ステップ１３；Ｎｏ）、処理をステップ１１に移行す
る。また、ステップ１３の判断において、非発電時間Ｔ
ｎが所定の非発電時間Ｔ１を経過しているときは（ステ
ップ１３；Ｙｅｓ）、補助コンデンサ４１を昇降圧回路
４９を介した大容量コンデンサ４８から切り離すため
に、制御部Ｃによりトランジスタ７２をオフにする（ス
テップ１４）。

【００５２】そして、中央制御回路９３により、モード
記憶部９４の設定を表示モードから節電モードに変更し
て、節電を開始する（ステップ１５）。さらに、時刻情
報記憶部９６により、現時刻復帰の際に必要となる節電
していた時間に対応する値をカウントするための節電モ
ードカウンタ８４が、カウントアップされる（ステップ
１６）。次に、発電検出回路９１は、第一の検出回路９
７で起電圧Ｖｇｅｎと設定値Ｖｏとを比較して発電レベ
ル（起電圧）が十分であるか否かを判断する（ステップ
１７）。ステップ１７の判断において、起電圧が十分で
はないときは（ステップ１７；Ｎｏ）、処理をステップ
１６に移行する。また、ステップ１７の判断において、
起電圧が十分であるときは（ステップ１７；Ｙｅｓ）、
補助コンデンサ４１を昇降圧回路４９を介して大容量コ
ンデンサ４８に接続するために、制御部Ｃによりトラン
ジスタ７２をオンにする（ステップ１８）。

【００５３】そして、節電モードを解除するために、中
央制御回路９３によりモード記憶部９４の設定が、節電
モードから表示モードに変更される（ステップ１９）。
次に、節電していた時間に対応する値をカウントしてい
た節電モードカウンタ８４に基づいて、時刻情報記憶部
９６により、時刻表示が早送りされて現時刻に復帰する
と（ステップ２０）、運針機構Ｅは、１秒毎の通常運針
を開始して（ステップ２１）、処理をステップ１０に移
行する。 ［１−３．第一実施形態の効果］以上の説明のように本
第一実施形態によれば、表示モードから節電モードに切
り替わるときに、ステップ１４で、補助コンデンサ４１
をトランジスタ７２の制御に基づいて昇降圧回路４９を
介した大容量コンデンサ４８から切り離すことによっ
て、節電モード中に、補助コンデンサ４１に発生するリ
ーク電流成分によって、大容量コンデンサ４８のエネル
ギーが消費されてしまうことを防ぐことができる。

【００５４】［１−４．第一実施形態の変形例］ ［１−４−１．第一変形例］第一実施形態においては、
通常動作モードから節電モードへの移行および節電モー
ドから通常モードへの移行は、非発電時間Ｔ１の計測お
よび発電検出の値によって行っているが、外部入力装置
８３の操作で強制的に行ってもよい。例えば図３のフロ
ーチャートでは、ステップ１２から外部入力装置８３を
操作することでステップ１４へ移行する。非発電時間Ｔ
１のカウント経過を待たずしてユーザーの意志ですぐに
節電モードへ移行でき、節電効果を大きくすることがで
きる。

【００５５】［１−４−２．第二変形例］第一実施形態
においては、発電検出回路９１を備えているが、図１１
に示すように、発電検出回路９１の代わりに携帯検出回
路３４を備えてもよい。電子機器の携帯状態を検出する
ことで節電モードや通常動作モードのモード切替えを行
う。例えば、図３のフローチャートでは、ステップ１１
で、携帯検出回路３４で検出された信号により携帯され
ているか否かの判断を行う。携帯検出回路３４を使え
ば、太陽電池３３による発電との組み合わせにおいて、
暗闇の中にいても携帯中には節電モードに移行すること
がなくなり、携帯を止めれば時刻表示を停止する等の節
電モードに移行するというユーザーにとって自然なモー
ド移行が実現できる。なお、携帯検出手段は、電子機器
の携帯時に発生する加速度を検出する加速度センサ、電
子機器の携帯時における電極間抵抗値または電極間静電
容量の変化を検出する検出装置、圧電素子などでもよ
い。

【００５６】［１−４−３．第三変形例］第一実施形態
においては、昇降圧回路４９を備えているが、昇降圧回
路４９は、省いてもよい。図１２に昇降圧回路４９がな
い電源部の構成図を示す。大容量コンデンサ４８に電圧
がない場合は、充電用トランジスタ３１をオフ、放電用
トランジスタ３２をオフにしておき、補助コンデンサ４
１に太陽電池３３からの発電電力を蓄えて、短い時間で
電源電圧を上昇させることで、短時間での回路の始動を
可能にしている。このような回路においても、節電モー
ド時には補助コンデンサ４１を切り離すことで、補助コ
ンデンサ４１から発生するリーク電流成分によるエネル
ギー消費を防ぐことができる。

【００５７】［１−４−４．第四変形例］第一実施形態
においては、補助コンデンサ４１と昇降圧回路４９を介
した大容量コンデンサ４８との切断または接続をするス
イッチとして、トランジスタ７２を用いているが、この
トランジスタ７２としては、バイポーラトランジスタ、
ＭＯＳトランジスタなどを用いることができる。要する
に、補助コンデンサ４１を昇降圧回路４９を介した大容
量コンデンサ４８から電気的に切断または接続すること
ができるものであればよい。

【００５８】［２．第二実施形態］ ［２−１．第二実施形態の構成］次に、第二実施形態の
構成について、図４を参照して説明する。第二実施形態
と上記第一実施形態との違いは、第一実施形態におい
て、昇降圧回路４９を介した大容量コンデンサ４８と補
助コンデンサ４１との切断または接続を制御していたト
ランジスタ７２に代えて、サイズの異なる、すなわち、
供給電流量の異なる２個のトランジスタＴｒＳ７１およ
びトランジスタＴｒＬ７０によって制御することとした
点である。第１実施形態で、電源部Ｂは、節電モードか
ら表示モードに切り替わるとき、節電モード中に、昇降
圧回路４９を介した大容量コンデンサ４８から切り離し
ていた補助コンデンサ４１を、昇降圧回路４９を介して
大容量コンデンサ４８に再接続している。

【００５９】ところが、補助コンデンサ４１は、節電モ
ードを長期間継続すると、リーク電流の発生により、大
容量コンデンサ４８との電位差が大きい状態が生じる可
能性がある。したがって、そのような電圧が低下した補
助コンデンサ４１と、大容量コンデンサ４８とを接続し
てしまうと、補助コンデンサ４１と大容量コンデンサ４
８との電位差が大きいため、電源部Ｂに、大電流が一度
に流れてしまうことになり、それによって電源電圧が急
激に変動してしまい、ひいては、システム動作に異常を
来たしてしまう等の影響が生じる。そこで、補助コンデ
ンサ４１を、昇降圧回路４９を介して大容量コンデンサ
４８に接続するスイッチとして、供給電流量の異なる２
個のトランジスタＴｒＳ７１およびトランジスタＴｒＬ
７０を用い、供給電流量が少なくて駆動能力の小さなト
ランジスタＴｒＳ７１から順番に接続していくことによ
り、接続時の電流を段階的に制御して、電源電圧の急激
な変動を防ぐこととした。

【００６０】［２−２．第二実施形態の動作］ ［２−２−１．フローチャートによる動作例］次に、第
二実施形態の動作について説明する。第一実施形態（図
３のフローチャート）との違いを、補助コンデンサ４１
を、２個のトランジスタＴｒＳ７１およびＴｒＬ７０に
より昇降圧回路４９を介した大容量コンデンサ４８に接
続する場合の動作例を示した図５のフローチャートを参
照して説明する。まず、第二実施形態では、表示モード
中に、ステップ１３の判断において、発電検出回路９１
により、第二の検出回路９８で非発電時間Ｔｎと所定の
非発電時間Ｔ１とを比較して所定の非発電時間Ｔ１を経
過していると判断されたときは（ステップ１３；Ｙｅ
ｓ）、発電検出回路９１によりトランジスタＴｒＳ７１
を、発電継続時間計測回路８５によりトランジスタＴｒ
Ｌ７０をそれぞれオフし、補助コンデンサ４１を、昇降
圧回路４９を介した大容量コンデンサ４８から切り離し
た状態にする（ステップ２３）。そして、節電を開始す
る（ステップ１５）。これにより、節電モード中に、補
助コンデンサ４１に発生するリーク電流成分により、大
容量コンデンサのエネルギーが消費されてしまうことを
防ぐことができる。

【００６１】次に、第二実施形態では、節電モード中
に、ステップ１７の判断において、発電検出回路９１に
より、第一の検出回路９７で起電圧Ｖｇｅｎと設定値Ｖ
ｏとを比較して発電レベル（起電圧）が十分であると判
断されたときは（ステップ１７；Ｙｅｓ）、まず、発電
検出回路９１により、供給電流量が少なくて駆動能力の
小さなトランジスタＴｒＳ７１をオンにして、補助コン
デンサ４１を、昇降圧回路４９を介して大容量コンデン
サ４８に再接続する（ステップ２４）。そして、補助コ
ンデンサ４１と昇降圧回路４９を介した大容量コンデン
サ４８を所定の期間、トランジスタＴｒＳ７１のみで接
続させるために、発電継続時間計測回路８５により、発
電継続時間Ｔｍをカウントアップする（ステップ２
５）。次に、発電検出回路９１は、発電継続時間Ｔｍと
所定の発電継続時間Ｔ２とを比較して所定の発電継続時
間Ｔ２を経過しているか否かを判断する（ステップ２
６）。

【００６２】ステップ２６の判断において、発電継続時
間Ｔｍが所定の発電継続時間Ｔ２を経過していないとき
は（ステップ２６；Ｎｏ）、処理をステップ１６に移行
する。また、ステップ２６の判断において、発電継続時
間Ｔｍが所定の発電継続時間Ｔ２を経過しているときは
（ステップ２６；Ｙｅｓ）、発電継続時間計測回路８５
により、トランジスタＴｒＳ７１よりも供給電流量が多
くて駆動能力も大きなトランジスタＴｒＬ７０をオンす
ることにより、補助コンデンサ４１と昇降圧回路４９を
介した大容量コンデンサ４８とを段階的に接続する（ス
テップ２７）。 ［２−２−２．補助コンデンサの接続制御の動作例］次
に、補助コンデンサと昇降圧回路４９を介した大容量コ
ンデンサ４８との接続制御を図６のタイミングチャート
を参照して説明する。時刻ｔ１において、図６（ａ）に
示すように、動作モード信号である動作ＭＯＤＥが節電
モードへ移行すると、発電検出回路９１は、トランジス
タＴｒＳを、発電継続時間計測回路８５は、トランジス
タＴｒＬをそれぞれオフとし、補助コンデンサ４１を、
昇降圧回路４９を介した大容量コンデンサ４８から電気
的に切り離す。

【００６３】これにより、補助コンデンサ４１が昇降圧
回路４９を介して大容量コンデンサ４８に接続され続け
ることにより補助コンデンサ４１に発生するリーク電流
成分によって、大容量コンデンサ４８のエネルギーが消
費されてしまうことを防ぐことができる。時刻ｔ２にお
いて、図６（ｂ）に示すように、発電装置４０の発電検
出信号ＶＧＥＮが”Ｈ”レベルとなると、すなわち、発
電が検出されると、発電検出回路９１は、トランジスタ
ＴｒＳをオンし、補助コンデンサ４１を、昇降圧回路４
９を介して大容量コンデンサ４８に電気的に接続し、補
助コンデンサ４１の充電を開始する。そして、時刻ｔ２
からあらかじめ定めた所定の発電継続時間Ｔ２が経過し
た時刻ｔ３において、図６（ｃ）に示すように、発電継
続時間計測回路８５が制御信号ＣＴｒを”Ｈ”レベルと
すると、トランジスタＴｒＬはオンする。ここで、発電
継続時間Ｔ２は、補助コンデンサ４１と昇降圧回路４９
を介した大容量コンデンサ４８とを供給電流量の少ない
コンデンサから段階的に接続するために設けられた時間
であって、これにより、電源電圧の急激な変動を防ぐこ
とができる。

【００６４】さらに、図６（ａ）に示すように、動作モ
ード信号である動作ＭＯＤＥが表示モードへ移行され
る。また、時刻ｔ４において、図６（ｂ）に示すよう
に、発電装置４０の発電検出信号ＶＧＥＮが”Ｌ”レベ
ルとなると、制御信号ＣＴｒも”Ｌ”レベルとされる。
そして、時刻ｔ４から所定の非発電時間Ｔ１が経過した
時刻ｔ５において、図６（ａ）に示すように、動作モー
ド信号である動作ＭＯＤＥが節電モードへ移行すると、
発電検出回路９１は、トランジスタＴｒＳを、発電継続
時間計測回路８５は、トランジスタＴｒＬをそれぞれオ
フとし、補助コンデンサ４１を、昇降圧回路４９を介し
た大容量コンデンサ４８から電気的に切り離す。 [２−３．第二実施形態の効果]以上の説明のように本第
二実施形態によれば、節電モード中に、補助コンデンサ
４１と大容量コンデンサ４８との電位差が大きくなって
いても、表示モード移行時に、補助コンデンサ４１と大
容量コンデンサ４８を、供給電流量が少なくて駆動能力
の小さなトランジスタＴｒＳ７１から順番に接続してい
くことにより、トランジスタの供給電流量に応じた電流
を段階的に流すことができるので、電源電圧の急激な変
動を防ぐことができる。

【００６５】［３．第三実施形態］ ［３−１．第三実施形態の構成］次に、第三実施形態の
構成について、図１５を参照して説明する。第三実施形
態と上記第二実施形態との違いは、第二実施形態におい
ては供給電流量の異なる２個のトランジスタＴｒＬ７
０、ＴｒＳ７１のうちトランジスタＴｒＬ７０を発電継
続時間計測回路８５により制御し、トランジスタＴｒＳ
７１を発電検出回路により制御していたが、本第三実施
形態においては、節電モード制御信号ＳPS、通常動作モ
ード制御信号ＳNR、発電検出信号ＶＧＥＮおよび制御信
号Ｃtrに基づいて２個のトランジスタＴｒＬ７０、Ｔｒ
Ｓ７１の制御を行うトランジスタ制御回路を設けた点で
ある。本第３実施形態の制御部Ｃは、図１５に示すよう
に、モード設定部９０から節電モード制御信号ＳPSおよ
び通常動作モード制御信号ＳNRが入力され、発電検出回
路９１から発電検出信号ＶＧＥＮが入力され、発電継続
時間計測回路から制御信号Ｃtrが入力され、トランジス
タＴｒＬ７０、ＴｒＳ７１のオンオフ制御を行うための
制御信号ＳTL、ＳTSを出力するトランジスタ制御回路を
備えて構成されている。

【００６６】図１６にトランジスタ制御回路の概要構成
ブロック図を示す。トランジスタ制御回路３００は、一
方の入力端子に発電検出信号ＶＧＥＮが入力され、他方
の入力端子に節電モード制御信号ＳPSが入力され、両入
力信号の論理積をとって出力するＡＮＤ回路３０１と、
一方の入力端子にＡＮＤ回路の出力端子が接続され、他
方の入力端子に通常動作モード制御信号ＳNRが入力さ
れ、両入力信号の論理和の否定をとってトランジスタＴ
ｒＳ７１のオン／オフ制御を行うための制御信号ＳTSを
トランジスタＴｒＳ７１に出力する第１ＮＯＲ回路３０
２と、一方の入力端子に通常動作モード制御信号ＳNRが
入力され、他方の入力端子に制御信号Ｃtrが入力され、
両入力信号の論理和の否定をとってトランジスタＴｒＬ
７０のオン／オフ制御を行うための制御信号ＳTLをトラ
ンジスタＴｒＬ７０に出力する第２ＮＯＲ回路３０３
と、を備えて構成されている。

【００６７】［３−２．トランジスタ制御回路の動作］
次にトランジスタ制御回路３００の動作について説明す
る。この場合において、トランジスタＴｒＬ７０、Ｔｒ
Ｓ７１はＰチャネルＭＯＳトランジスタで構成されてい
るものとする。通常動作モードにおいては、モード設定
部９０から出力される通常動作モード制御信号ＳNRは
“Ｈ”レベルとなっている。この結果、第１ＮＯＲ回路
３０２から出力される制御信号ＳTSは“Ｌ”レベルとな
り、トランジスタＴｒＳ７１はオン状態となる。また、
第２ＮＯＲ回路３０３から出力される制御信号ＳTLも
“Ｌ”レベルとなり、トランジスタＴｒＬ７０もオン状
態となる。この結果、補助コンデンサ４１は、接続状態
となる。発電検出回路９１が発電を検出しなくなり、所
定時間が経過すると、計時装置の動作モードは通常動作
モードから節電モードに移行する。これにより、節電モ
ード制御信号ＳPSは“Ｈ”レベルに遷移し、通常動作モ
ード制御信号ＳNRは“Ｌ”レベルに遷移する。この場合
においては、発電が検出されていないのであるから、発
電検出信号ＶＧＥＮ＝“Ｌ”レベルであり、制御信号Ｃ
tr＝“Ｌ”レベルである。

【００６８】従って、ＡＮＤ回路３０１の出力は“Ｌ”
レベルとなり、第１ＮＯＲ回路の入力は双方とも“Ｌ”
レベルとなるので、第１ＮＯＲ回路３０２の出力は
“Ｈ”レベルとなり、トランジスタＴｒＳ７１は、オフ
状態となる。一方、第２ＮＯＲ回路３０３の入力も双方
とも“Ｌ”レベルとなるので、第２ＮＯＲ回路３０３の
出力は“Ｈ”レベルとなり、トランジスタＴｒＬ７０も
オフ状態となる。これらの結果、節電モードにおいて
は、補助コンデンサ４１は切り離し状態となっている。
節電モードにおいて、発電検出回路９１により発電が検
出されると、発電検出信号ＶＧＥＮは“Ｈ”レベルとな
る。これによりＡＮＤ回路３０１の入力は双方とも
“Ｈ”レベルとなり、第１ＮＯＲ回路から出力される制
御信号ＳTSは“Ｌ”レベルとなって、トランジスタＴｒ
Ｓ７１がオン状態となり、補助コンデンサ４１にトラン
ジスタＴｒＳ７１の供給電流量に応じた電流が流れる。

【００６９】これと並行して、発電継続時間計測回路８
５は、発電検出信号ＶＧＥＮが“Ｈ”レベルとなってい
る時間をカウントし、発電検出信号ＶＧＥＮが“Ｈ”レ
ベルとなっている時間が所定の発電継続時間を超過する
と、制御信号Ｃtrを“Ｈ”レベルとする。この結果、第
２ＮＯＲ回路３０３の出力は“Ｌ”レベルとなり、トラ
ンジスタＴｒＳ７１よりも供給電流量が多くて駆動能力
も大きなトランジスタＴｒＬ７０がオン状態となり、第
２実施形態と同様に補助コンデンサ４１と昇降圧回路４
９を介した大容量コンデンサ４８とを段階的に接続され
ることとなる。なお、他の動作については、第二実施形
態と同様であるので詳細な説明を省略する。

【００７０】[３−３．第三実施形態の効果]以上の説明
のように本第三実施形態によれば、第二実施形態と同様
に、節電モード中に、補助コンデンサ４１と大容量コン
デンサ４８との電位差が大きくなっていても、表示モー
ド移行時に、補助コンデンサ４１と大容量コンデンサ４
８を、供給電流量が少なくて駆動能力の小さなトランジ
スタＴｒＳ７１から順番に接続していくことにより、ト
ランジスタの供給電流量に応じた電流を段階的に流すこ
とができるので、電源電圧の急激な変動を防ぐことがで
きる。

【００７１】［４．第二および第三実施形態の変形例］
上記第二および第三実施形態においては、補助コンデン
サ４１と昇降圧回路４９を介した大容量コンデンサ４８
との切断または接続をするスイッチとして、２個のトラ
ンジスタを用いているが、電子ボリュームのように３個
以上のトランジスタで構成してもよいし、また、１個の
トランジスタで供給電流を制御してもよい。例えば、バ
イポーラトランジスタのベース電圧を徐々に上げて電流
量を制御すればよい。要するに、補助コンデンサ４１と
昇降圧回路４９を介した大容量コンデンサ４８とを接続
したときに、電源部Ｂに電流が急激に流れないように制
御できるものであればよい。

【００７２】［５．実施形態の変形例］ ［５−１．第一変形例］上述した実施形態においては、
発電装置２０の例として電磁誘導型発電機を挙げている
が、太陽電池、または、熱電素子およびピエゾ素子を有
する発電装置、または、浮遊電磁波受信（放送・通信電
波を利用した電磁誘導型発電）等であってもよい。さら
に、これらの発電装置が２種類以上併存する計時装置で
もよい。

【００７３】［５−２．第二変形例］各実施形態および
変形例に係る電子機器としては、上記計時装置の他、液
晶テレビ、ビデオテープレコーダー、ノート型パーソナ
ルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ
Ｄｅｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｎｔ：個人情報端
末）、電卓等が例として挙げられる。要するに、電力を
消費する電子機器であれば、いかなるものに対しても適
応可能である。そして、このような電子機器において
は、一次電池が無くとも電子回路系を駆動させることが
できるので、いつでもどこでも使用することができると
ともに、煩わしい電池の交換を不要にでき、更に、電池
の破棄に伴う問題も生じることがない。ここで、動作モ
ードは、その機器の本来の機能を動作するものであり、
節電モードは、節電モードに切り替わる前の状態を記憶
し、あるいは、節電モードの経過情報を記憶するもの
で、動作モードに切り替わった際には、節電モードのと
きの記憶情報を反映するようになっている。

【００７４】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、時刻表
示を停止している等の電力消費部が節電状態にあるとき
に、補助コンデンサに発生したリーク電流成分によっ
て、大容量コンデンサのエネルギー消費に影響を及ぼす
ことのない電子機器および電子機器の制御方法を提供す
るとともに、電圧の低下した補助コンデンサを大容量コ
ンデンサに接続しても、電源電圧の急激な変動を防ぐこ
とが可能な電子機器および電子機器の制御方法を提供す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１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】第１実施形態に係る計時装置１の制御部Ｃとそ
の周辺構成の機能ブロック図である。

【図３】 第１実施形態に係る補助コンデンサの切り離
し制御を示すフローチャートである。

【図４】 第２実施形態に係る計時装置の補助コンデン
サの制御機能を示すブロック図である。

【図５】 第２同実施形態に係る複数トランジスタでの
補助コンデンサ制御を示すフローチャートである。

【図６】 第２実施形態に係る補助コンデンサの接続制
御を行う複数トランジスタのタイミングチャートであ
る。

【図７】 実施形態に係る昇降圧回路の詳細構成を示す
図である。

【図８】 実施形態に係る昇降圧回路の昇圧倍率に対す
るスイッチ状態を示す図である。

【図９】 実施形態に係る昇降圧回路の昇圧倍率を３倍
にしたときのｐａｒａｌｌｅｌ接続の状態を示す図であ
る。

【図１０】 実施形態に係る昇降圧回路の昇圧倍率を３
倍にしたときのｓｅｒｉａｌ接続の状態を示す図であ
る。

【図１１】 第１実施形態の第２変形例の計時装置の構
成図である。

【図１２】 第１実施形態の第３変形例の電源部の構成
図である。

【図１３】 発電検出回路の詳細構成ブロック図であ
る。

【図１４】 モード設定部の詳細構成ブロック図であ
る。

【図１５】 第３実施形態に係る計時装置の補助コンデ
ンサの制御機能を示すブロック図である。

【図１６】 トランジスタ制御回路の概要構成ブロック
図である。

【符号の説明】

１……計時装置 Ａ……発電部 Ｂ……電源部（蓄電部） Ｃ……制御部 Ｄ……駆動部（電力消費部） Ｅ……運針機構（時刻表示装置） ３４……携帯検出回路（携帯検出部） ４１……補助コンデンサ（補助蓄電部） ４８……大容量コンデンサ（蓄電部） ４９……昇降圧回路（昇降圧部） ７０，７１，７２……トランジスタ（スイッチ部、電流
量制御手段、電流供給手段） ９１……発電検出回路（発電状態検出部）

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電力を蓄電する蓄電部と、 前記蓄電部から供給される電力を用いて動作する電力消
   費部および前記蓄電部の双方に並列に接続される補助蓄
   電部と、 前記電力消費部に通常動作を行わせる動作モードである
   通常動作モードでは、前記蓄電部と前記補助蓄電部とを
   電気的に接続状態にし、あらかじめ定めた所定の条件下
   で前記電力消費部の消費電力を低減する動作モードであ
   る節電モードでは、前記蓄電部と前記補助蓄電部とを電
   気的に切断状態にするスイッチ部とを具備することを特
   徴とする電子機器。
2. 【請求項２】 前記電子機器は、前記蓄電部の電圧を昇
   降圧する昇降圧部を備え、 前記昇降圧部を介して電圧が昇降圧された後の電力を前
   記補助蓄電部に蓄電することを特徴とする請求項１記載
   の電子機器。
3. 【請求項３】 前記電子機器は、外部エネルギーを電気
   エネルギーに変換し発電する発電部を備え、 前記発電部により発電された電力を前記蓄電部に蓄電す
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電子
   機器。
4. 【請求項４】 前記電子機器は、前記発電部による発電
   状態を検出する発電状態検出部を備え、 前記所定の条件は、前記発電状態検出部において、非発
   電状態を検出した場合、あるいは、前記発電部における
   発電量があらかじめ定めた所定発電量以下であることを
   検出した場合であることを特徴とする請求項３記載の電
   子機器。
5. 【請求項５】 前記電子機器は、前記電子機器が携帯さ
   れているか否かを検出する携帯検出部を備え、 前記所定の条件は、前記携帯検出部において、非携帯状
   態を検出した場合であることを特徴とする請求項１から
   請求項３のいずれかに記載の電子機器。
6. 【請求項６】 前記電子機器は、外部操作入力部を備
   え、 前記所定の条件は、前記外部操作入力部からの信号によ
   ることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに
   記載の電子機器。
7. 【請求項７】 前記通常動作モードに移行し、前記スイ
   ッチ部が、前記蓄電部と前記補助蓄電部とを接続する際
   に、除々に前記補助蓄電部へ供給する電流量を増加させ
   る電流量制御手段を備えたことを特徴とする請求項１か
   ら請求項６のいずれかに記載の電子機器。
8. 【請求項８】 前記スイッチ部は、第１〜第ｎ電流供給
   手段（ｎは２以上の整数）であるｎ個の電流供給手段を
   有し、前記電流供給手段の供給電流量Ｉｓ１〜Ｉｓｎ
   は、Ｉｓ１＜Ｉｓ２＜……＜Ｉｓｎ−１＜Ｉｓｎの関係
   にあり、前記電流量制御手段は、前記第１電流供給手段
   から順に第ｎ電流供給手段を前記蓄電部と前記補助蓄電
   部との間に接続することを特徴とする請求項７記載の電
   子機器。
9. 【請求項９】 前記スイッチ部は、供給電流量の等しい
   ｎ個の電流供給手段を有し、前記電流量制御手段は、ｎ
   個の前記電流供給手段から順にいずれかの前記電流供給
   手段を前記蓄電部と前記補助蓄電部との間に接続するこ
   とを特徴とする請求項７記載の電子機器。
10. 【請求項１０】 前記電力消費部は、前記蓄電部から供
    給される電力を用いて時刻を表示可能な時刻表示装置を
    有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれ
    かに記載の電子機器。
11. 【請求項１１】 請求項１０記載の電子機器において、 前記節電モードにおいては、前記時刻表示装置における
    時刻表示動作を停止することを特徴とする電子機器。
12. 【請求項１２】 電力を蓄電する蓄電装置と、前記蓄電
    装置から供給される電力を用いて動作する電力消費装置
    および前記蓄電装置の双方に並列に接続される補助蓄電
    装置とを有する電子機器の制御方法であって、 前記電力消費装置に通常動作を行わせる動作モードであ
    る通常動作モードでは、前記蓄電装置と前記補助蓄電装
    置とを電気的に接続状態にし、あらかじめ定めた所定の
    条件下で前記電力消費装置の消費電力を低減する動作モ
    ードである節電モードでは、前記蓄電装置と前記補助蓄
    電装置とを電気的に切断状態にするスイッチ工程を備え
    たことを特徴とする電子機器の制御方法。
13. 【請求項１３】 前記電子機器は、前記蓄電装置の電圧
    を昇降圧する昇降圧装置を備え、 前記昇降圧装置を介して電圧が昇降圧された後の電力を
    前記補助蓄電装置に蓄電する工程を備えたことを特徴と
    する請求項１２記載の電子機器の制御方法。
14. 【請求項１４】 前記電子機器は、外部エネルギーを電
    気エネルギーに変換し発電する発電装置を備え、 前記発電装置により発電された電力を前記蓄電装置に蓄
    電する工程を備えたことを特徴とする請求項１２または
    請求項１３記載の電子機器の制御方法。
15. 【請求項１５】 前記電子機器は、前記発電装置による
    発電状態を検出する発電状態検出装置を備え、 前記所定の条件は、前記発電状態検出装置において、非
    発電状態を検出した場合、あるいは、前記発電装置にお
    ける発電量があらかじめ定めた所定発電量以下であるこ
    とを検出した場合であることを特徴とする請求項１４記
    載の電子機器の制御方法。
16. 【請求項１６】 前記電子機器は、前記電子機器が携帯
    されているか否かを検出する携帯検出装置を備え、 前記所定の条件は、前記携帯検出装置において、非携帯
    状態を検出した場合であることを特徴とする請求項１２
    から請求項１４のいずれかに記載の電子機器の制御方
    法。
17. 【請求項１７】 前記電子機器は、外部操作入力装置を
    備え、 前記所定の条件は、前記外部操作入力装置からの信号に
    よることを特徴とする請求項１２から１６のいずれかに
    記載の電子機器の制御方法。
18. 【請求項１８】 前記通常動作モードに移行し、前記ス
    イッチ工程が、前記蓄電装置と前記補助蓄電装置とを接
    続する際に、除々に前記補助蓄電装置へ供給する電流量
    を増加させる電流量制御工程を備えたことを特徴とする
    請求項１２から請求項１７のいずれかに記載の電子機器
    の制御方法。
19. 【請求項１９】 前記電力消費装置は、前記蓄電装置か
    ら供給される電力を用いて時刻を表示可能な時刻表示装
    置を備え、 前記節電モードにおいては、前記時刻表示装置における
    時刻表示動作を停止する工程を備えたことを特徴とする
    請求項１２から請求項１８のいずれかに記載の電子機器
    の制御方法。