JPS6055032B2 - 電圧判定機能付電子時計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は内蔵電源の状態を検出しその情報に基づいて
諸種の制御を行う電子時計に関する。

電子時計の電源には通常乾電池が用いられるので、ユ
ーザーに電池更新時期が近いことの知らせるため、電池
の端子電圧を常時又は定期的に測定し、その値が一定値
を下まわると警告表示を励起するようにした製品が従来
市販されている。更に、警告状態になると、例えばステ
ップモーターの駆動パルスの巾を波形整形回路を操作し
て増してやり、電圧低下によるトルク不足を補おうとい
う提案や、前記測定をある程度の重負荷、即ち低抵抗値
の負荷状態で行つて、電池の消耗と共にその内部抵抗が
上昇し、従つて端子電圧がより降下する現象を利用し、
寿命の判定をよりシャープに行おうという提案がなされ
ている。しカル詳細に検討すると、これ等の技術はまだ
未熟なものであり、より理想に近づけることができる。
本発明においては、現状の量産上、採用可能な技術のみ
を用いて、より高度な電源の寿命警告と機能制御を果す
手段を提供することを目的とするもので、その要旨は、
電源電圧の判定回路と、該判定回路を、間歇的に動作状
態となすサンプリング手段を有する電子時計に於いて前
記サンプリング手段は電磁変換機の駆動状態と、非駆動
状態とに於いてサンプリングを行い、非駆動状態に於け
る判定出力によつて電池の寿命警告表示機能を制御し、
駆動状態に於ける判定出力によつて駆動力制御機能を制
御することを特徴とする電圧判定機能付電子時計である
。 以下図面により説明する。

第１図は、腕時計に用いられている酸化鉄電池を例に
とつて、放電量と端子電圧の関係を、負荷及び環境温度
の効果も加えて曲線Ａ）ＢＮＣで示したものである。

今軽負荷（例えば時計の変換器を除外した回路負荷程度
）に対して、電源の端子電圧判定回路のスレシヨルド電
圧を図のＶ、に設定すると、環境温度の影響が少なく、
かつ全放電直前にのみ曲線Ａとクロスするので、寿命警
告の目的には最もよく沿つている。しカル警告後、駆動
パルスを広げるよう構成しても、もはや電池は数日しか
もたないし、警告以前でも、変換器コイル相当の重負荷
では、曲線Ｂ．．Ｃの如く特に低温時に、かなり端子電
圧が降下するが、この期間に対処することができないの
で、極度に低温の場合、トルク不足での止りを覚悟する
か、平常時のパルス巾を大きく設定して消費電流が大な
ることを我慢することになる。次に重負荷時（電磁変換
機の駆動中）にスレシヨルド電圧■１にて判定する場合
を考えると、電池寿命の後半又は低温時での変換器入力
の制御は効果的に行える利点であるが、一方ではまだ電
池余命が十分あるのに警告表示が励起されたり、低温時
に生じた警告状態が高温時に消失したりし、ユーザーを
惑わせるので感心しない。

本発明においては、好ましくは１個の電圧判定回路を用
い、これを好ましくは周期的かつ時分割的に軽負荷又は
重負荷に接続し、各場合の判定出力により、警告表示制
御とその他の駆動力制御等を独立に行うことにより、上
記欠点を解消しようとするものである。

第２図は、本発明の一実施例のアナログ電子時計のシス
テム構成を示す。

第３図は要部の波形のタイミングチャートである。１、
２は通常の水晶発振回路および分周回路、３は分周器の
各段出力を合成して、通常は一定巾の２相の秒パルスを
作成する駆動波形整形回路で、後述するようにパルス巾
拡大信号あるいは警告表示信号を受けると、分周の各段
出力の組合せ方を変えて、異なる駆動波形とするための
論理ゲートを内蔵している。

４は変換機駆動回路であり、前記駆動波形整形回路３の
信号によつて電磁変換機７を駆動し、運針表示装置８に
より時刻表示を行う。

尚９、１０、１１はそれのぜ、時針、分針及び秒針であ
る。１２は電源用の電池、１３は前記電池１２の電圧低
下を検出する電池電圧判定回路であり、２個のデータタ
イプのフリツプロツプ（以後ＤＦＦと略記する）１４、
１５とＰチャンネルＭＯＳトランジスタ１６とにより構
成され、該ＭＯＳトランジスタ１６のドレイソ端子は前
記ＤＦＦｌ４及びＤＦＦｌ５のデータ端子Ｄに接続され
るとともに、レベル調整低抗１７を介して電池１２のＶ
ｄｄ端子に接続され、ＭＯＳトランジスタ１６のソース
端子は電池１２のＶｓｓ端子に接続されている。

１８はサンプリングパルス整形回路であり、前記分周回
路２と、駆動波形整形回路３の各信号より電磁変換機７
の駆動状態での重負荷サンプリング信号φ１と、非駆動
状態での軽負荷サンプリング信号φ２を発生する。

そして各サンプリング信号は、φ１がＤＦＦｌ４のサン
プリング端子φに、又φ２はＤＦＦｌ５のサンプリング
端子φにそれぞれ接続されるととａもに０Ｒゲート１９
を介して前記ＭＯＳトランジスタ１６のゲート端子に接
続されている。

２０はパルス巾制御回路であり、前記ＤＦＦｌ４の出力
端子Ｑ１より駆動力制御信号を受けると、駆動波形整形
回路３にパルス巾拡大信号を供給して駆動パルス巾を大
きくし、電磁変換機７の駆動力を増強する。

２１は、警告制御回路であり前記ＤＦＦｌ５の出力端子
Ｑ２より警告制御信号を受けると、駆動波形整形回路３
に表示変調信号を供給して運針表示装置８の動作を変調
し、電池寿命警告を行う。

２２は、発振動作制御回路てあり、前記ＤＦＦｌ４の出
力端子Ｑ１よりの駆動力制御信号を受けると発振回路１
への供給電圧を高くして発振動作を増強する。

次に前記電池電圧判定回路１３の動作を説明する。

前記サンプリングパルス整形回路１８より重負荷である
変換機７が駆動されないタイミングで発生された軽負荷
サンプリングパルスφ２が、０Ｒゲート１９を介してＭ
ＯＳトランジスタ１６のゲート端子に印加されると同時
にＤＦＦｌ５のサンプリング端子φに印加される。

こ時電池１２の電圧が高い場合は、ＭＯＳトランジスタ
１６が、サンプリングパルスφ２によつて十分ＯＮ状態
となるため、ＭＯＳトランジスタ１６と、レベル調整低
抗１７との分割点に接続されたＤＦＦｌ５のデータ端子
Ｄのレベルは論理゜゜０゛となり、したがつて出力端子
Ｑ２は論理“０゛レベルに保たれる。そして、電池１２
の寿命が近くなり、電圧が低下してくると、サンプリン
グパルスφ２がＭＯＳトランジスタ１６を十分ＯＮ状態
にすることが出来なくなつてＤＦＦｌ５のデータ端子Ｄ
のレベルが論理゜゜１゛となるため、出力端子Ｑ２に論
理“゜１゛レベルが電池寿命警告制御信号として書込ま
れる。

同様にして、変換機７を駆動するタイミングで発生され
る重負荷サンプリングパルスφ２による電圧判定の結果
は、ＤＦＦｌ４の出力端ＦＱｌに駆動力制御信号として
書込まれる。

尚電池電圧判定回路１３が動作する電圧レベルは、レベ
ル調整低抗１７を調整することにより任意の値に設定す
ることが出来る。

したがつて前記電池電圧判定回路１３では、１本のレベ
ル調整低抗１７によつて１つの動作レベルしか設定され
ていないので、電池１２の寿命が近づいて、その内部抵
抗が増加すると、重負荷による電圧降下が生ずるため、
まず重負荷サンプリングパルスφ１によつてＤＦＦｌ４
の出力端子Ｑ１に駆動制御信号が書込まれ、さらに電池
電圧が低下したときに、ＤＦＦｌ５の出力端子Ｑ２にも
電池寿命警告制御信号が書込まれる２重検出構造となつ
ている。

次に第３図に示す波形図により第２図に於る電子時計の
動作を説明する。

第２図ａに示すごとく発振回路１によつて発振された３
２７６８Ｈｚの基準信号は、分周回路２によつて分周さ
れ、第３図Ｂ，ｃ，ｄ，ｅに示すごとくＦ９端子に６４
Ｈｚ．．Ｆ１５端子に１Ｈｚ．．Ｆ１６端子に０．５Ｈ
ｚ等の信号を発生している。

そして駆動波形整形回路３は、前記分周回路２の信号を
受け、後述する条件に従つて異る波形の駆動信号を発生
し、駆動回路４を介して変換機７を駆動することにより
運針表示装置８に時刻表示を行う。

又サンプリングパルス整形回路１８は第３図Ｆ．．ｇに
示すごとく変換機駆動用交互パルスの一方に同期した重
負荷サンプリングパルスφ１と、前記交互パルスのいず
れにも同期しない軽負荷サンプリングパルスφ２を発生
している。

次に前記電池電圧判定回路１３の判定動作に伴う一連の
制御動作を説明する。

まず電池１２の電圧が高い通常動作時に於ては、電池電
圧判定回路１３を構成するＤＦＦｌ４及びＤＦＦｌ５に
駆動力制御信号及び電池寿命警告制御信号が書込まれて
いないので、パルス巾制御回路２０、警告制御回路２１
、発振動作制御回路２２は、いずれも非動作状態にあり
、この状態においては、発振回路１は低電圧レベルで動
作しており、又波形成形回路３からの駆動信号は第３図
ｈに示すごとく１Ｈｚ（Ｆｌ５）の周期で６４Ｈｚ（Ｆ
９）のパルス巾を有する交互パルスを発生し、時刻表示
装置８の秒針１１を１秒周期で等速運針している。

次に電池１２の寿命が近ずいて重負荷サンプリングによ
りＤＦＦｌ４の出力端子Ｑ１に駆動力制御信号が書込ま
れると、パルス巾制御回路２０と、発振動作制御回路２
２等の補償機能回路が動作状態となり、発振回路１は高
電圧レベル動作に切替るとともに、波形成形回路３から
の駆動信号は第３図１に示すごとく周期は変化せずパル
ス巾のみが増加（例えば３２Ｈｚ）し変換機７の駆動力
が増強される。

次に電池１２がさらに寿命に近ずいてＤＦＦｌ４の出力
端子Ｑ２に電池寿命警告制御信号が書込まれると、警告
制御回路２１も動作状態となり、波形成形回路３からの
駆動信号は、第３図ｊに示すごとく２秒周期ごとに２個
の交互パルスとなる。

この結果運針表示装置８の秒針１１が２秒周期で２ステ
ップの変速運針となることにより電池寿命警告表示を行
う。上記のごとく本発明によれば、電池電圧判定回路の
機能を使い分けることにより、最低必要な機能動作の安
全保証、附加機能動作チェック、平常時の節電設計、適
確な警告、回路構成や組立調整作業の過度の複雑化防止
等の諸要求を同時に満足しうるという顕著な利点を持つ
ものであり、又本ノ発明は、電池電圧の段階的検出をサ
ンプリング時の負荷電流を変化させる方式で行つている
ため本質的に１個の判定回路しか必要とせず、レベル調
整用の外付け低抗も１個ですむため、従来の電池電圧判
定方式に比べて外付け部品点数及び組立工門数の増加を
伴うことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は時計用電池の放電特性図、第２図は本発明に於
ける電子時計のブロック線図、第３図は第２図に於ける
各部の波形図である。 １・・・・・・発振回路、２・・・・・・分周回路、３
・・・・・・波形成形回路、７・・・・・・電磁変換機
、８・・・・・・運針表示装置、１２・・・・・・電池
、１３・・・・・・電池電圧判定回路、１８・・・・・
・サンプリングパルス整形回路、２０・・・・・・パル
ス巾制御回路、２１・・・・・・警告制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準発振器、電子回路、時刻表示手段、該時刻表示
   手段を駆動する電磁変換機、該電磁変換機を駆動する駆
   動回路、該駆動回路に電池寿命警告表示用の変調信号を
   供給する警告制御回路、電池、該電池の電圧低下を検出
   する電圧判定回路、及び電圧判定回路を間歇的に動作状
   態となすサンプリング手段を有する電子時計に於いて、
   前記基準発振回路や駆動回路等の駆動力を増強するため
   の補償機能回路を設けるとともに前記サンプリング手段
   には電磁変換機の駆動状態と、非駆動状態とにおいてサ
   ンプリングを行うサンプリング選択手段を設け、前記電
   圧判定回路の非駆動状態に於ける判定出力によつて前記
   警告制御回路を制御して電池の寿命警告表示を行い、駆
   動状態に於ける判定出力によつて前記補償機能回路を制
   御して駆動力の増強を行うことを特徴とする電圧判定機
   能付電子時計。