专利名称：具有发电功能的电子钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有发电功能的电子钟表。
技术背景具备发电功能的钟表具有无需更换电池的优点，因此，得到广泛应用。在这种具有发电功能的电子钟表中，将利用发电单元发电的电力充 电到蓄电单元中以进行利用。该具有发电功能的电子钟表通常具备如下 功能向利用者示出钟表持续时间的推测值，为了根据需要催促发电， 检测蓄电单元的电压，显示蓄电单元的余量(参照专利文献l)。专利文献l:日本特公昭61—61077号公报但是，在上述现有技术中，在将锂离子电池这样的放电特性平稳的 电源用作蓄电单元的情况下，伴随时间经过的电池电压的变化量小，所 以即使检测该电池电压，仍有可能无法准确地显示持续时间。尤其在由 于温度特性或发电刚刚结束后的临时电压增加导致电池电压变动的情况 下，即使检测该电池电压也不能检测准确的持续时间，存在持续时间显 示的精度下降的问题。发明内容本发明的目的在于，提供一种能够准确地检测并显示持续时间的具 有发电功能的电子钟表。本发明的具有发电功能的电子钟表的特征在于，所述电子钟表具有 发电单元；蓄电单元，其蓄积由所述发电单元发电的电能；计时控制单 元，其利用所述蓄电单元中蓄积的所述电能进行驱动；时刻显示单元， 其被所述计时控制单元控制来进行时刻显示；发电量检测单元，其检测由所述发电单元发电的发电量；持续时间计算单元，其对由所述发电量 检测单元检测到的发电量进行累计，计算持续时间；以及持续时间显示 单元，其显示由所述持续时间计算单元计算出的持续时间。在此，作为发电单元，可以利用经由旋转锤、发条或表把等手动使 转子旋转、将该旋转能转换成电能的发电机；将光能转换成电能的太阳 电池；利用温度差进行发电而将热能转换成电能的热发电机等各种发电 机。并且，在本发明中，持续时间是指利用蓄电单元中蓄积的电能持续 驱动电子钟表的时间，具体地说，是指到时刻显示单元停止时刻显示为 止的动作持续时间。即，在具有发电功能的电子钟表中，若利用IC或水 晶振子等构成的计时控制单元停止，则必须充电到IC的驱动开始电压， 并且，到水晶振子进行稳定驱动需要预定的时间，所以很难再次驱动计 时控制单元的动作。因此，进行如下控制当蓄电单元的电压下降时转 移到睡眠模式，在该睡眠模式中，仅持续驱动计时控制单元的IC或水晶 振子，停止由指针以及电动机、液晶显示器等构成的时刻显示单元的驱 动。因此，具有发电功能的电子钟表的持续时间是指转移到睡眠模式为 止的动作持续时间。根据本发明，不是检测蓄电单元的电压，而是对发电量进行累计， 所以能够高精度地检测充电到蓄电单元中的电能，即使在将放电特性平 稳的二次电池用作蓄电单元的情况下，也能够准确地显示持续时间。另外，作为所述发电量检测单元，只要根据发电单元的种类等设定 即可，优选能够实时检测发电单元中的发电量。例如，作为发电单元，在使用旋转转子来使在线圈中交链的磁通发 生变化以进行发电的发电机的情况下，从发电机输出的发电电流为交流 电流，所以能够利用检测由全波整流电路等整流后的发电电流的电流检 测单元等。在此，优选所述持续时间计算单元预先求出电子钟表的每预定时间 的消耗电流，所述持续时间计算单元具有持续时间计数器，该持续时间 计数器每当由所述发电量检测单元检测到与该预定时间量的消耗电流相当的发电量时，将持续时间加上所述预定时间量，所述持续时间显示单 元根据该持续时间计数器的计数器值显示持续时间。若不进行利用其他特殊功能、例如亮灯或精密计时器(chronograph) 功能进行时间计测等，则正在进行时刻显示的电子钟表的每单位时间的 消耗电流基本恒定，所以能够预先计算出来。因此，例如在具有与1分 钟的消耗电流相当的发电量时，持续时间计算单元将持续时间计数器加 上1分钟。并且，持续时间显示单元参照持续时间计数器的计数器值显 示持续时间。根据这种结构，在具有与电子钟表的每预定时间的消耗电流对应的 发电量时，将持续时间加上预定时间，所以能够高精度地求出持续时间。 并且，在具有与预先设定的预定时间量的消耗电流相当的发电量时，能 够以将持续时间计数器加上预定时间量这样的简单算法来执行处理。在此，优选在电子钟表持续走针的状态下，每经过预定时间，所述 持续时间计算单元将所述持续时间计数器的计数器值减去所述预定时 间，当持续时间计数器的计数器值变为0时，所述计时控制单元停止所 述时刻显示单元的驱动。根据这种结构，在利用发电单元进行发电时，根据其发电量，持续 时间计数器进行加法运算，若电子钟表正在进行走针，则根据其时间经 过，持续时间计数器进行减法运算，因此，持续时间计数器的计数器值 成为考虑到向蓄电单元的充电及其电力消耗的值，能够设为与蓄电单元 中蓄积的电能对应的值，能够高精度地显示持续时间。此外，当持续时间计数器的计数器值变为0时，计时控制单元停止 时刻显示单元的驱动，转移到动作停止状态，因此，实际的持续时间(转 移到动作停止状态为止的动作持续时间)与显示的持续时间完全一致， 所以使用者能够准确地掌握停止走针为止的时间，便利性有所提高。并且，在发电量检测单元或持续时间显示单元等进行动作的状态、 即蓄电单元的电压达到预定值以上且电子钟表正常进行动作的状态下， 进行持续时间计数器的加法运算，所以即使在持续时间计数器的计数器 值变为0的情况下，蓄电单元仍能够维持可使电子钟表正常动作的电压。因此，虽然在蓄电单元完全放电的状态下很难恢复到可使IC等动作的电 压，但在本发明中，蓄电单元的电压维持在预定值以上，所以若进行发 电，则能够立即从动作停止状态恢复到稳定的动作状态，使用者能够立 即确认时刻，能够提高便利性。另外，对于停止时刻显示单元的驱动，例如在利用电动机使指针进 行走针来显示时刻的模拟式钟表或利用液晶显示器等显示时刻的数字式 钟表中，可以是在钟表内部持续进行时刻计数、仅停止指针或显示器的 驱动的部分停止方式(睡眠模式)，也可以是振荡单元等也停止、且钟表 内部进行的时刻计数也停止的完全停止方式u若为睡眠模式，则具有如下优点当具有发电时能够容易地自动恢 复到当前时刻。另一方面，在完全停止方式中，再次进行走针时需要进 行时刻校正操作，但是与睡眠模式相比能够减少电力消耗，所以具有能 够延长到蓄电单元完全放电为止的时间的优点。在此，优选所述持续时间计算单元将电子钟表中的预定时间的消耗 电流的整数倍或整数分之一设为累计单位，将由所述发电量检测单元检 测到的发电量换算成所述累计单位，根据累计单位进行累计，计算持续 时间。例如，可以将与1分钟的电力消耗相当的电荷的1/256设为累计单 位(基本单位)，每当具有所述累计单位量的发电量时逐一累积基本单位，每当累积256个单位时将持续时间加上1分钟。根据这种结构，能够以累计单位的增减来计算持续时间，因此，能 够简化处理或电路。尤其是若将累计单位设为预定时间的消耗电流的2的乘方倍(2， 4， 8，…，2n)或2的乘方分之一 (1/2， 1/4， 1/8，…，1/2 n)，则能够以2 进制数进行处理，还能够简单地进行IC中的处理，能够进一步简化处理 或电路。另外，n为1以上的整数。在此，优选所述发电量检测单元对发电电流进行采样，检测各采样 时的峰值，从表示预先求出的发电电流的峰值和平均电流值之间的关系 的表中检测与所述峰值对应的平均电流值，作为发电量；所述持续时间计算单元对所述平均电流值进行累计，计算持续时间。作为发电量检测单元，若采用检测峰值的结构，则可以无需设置电 容器等，从而硬件的结构变得简单，并且能够对与实际的充电量对应的 平均电流值进行累计，所以能够实现准确的累计。并且，优选在累计值达到上限值的情况下，即使还在发电，所述持 续时间计算单元也不再进一步进行累计。另外，所述上限值设定为可利 用显示部进行显示的最大值、或对该最大值加上预定值而得到的值即可。根据这种结构，能够将由二次电池等构成的蓄电单元的使用区域移 动到高电压侧，能够减轻完全放电的风险。即，在蓄电单元从某个初始 电压值开始发电并累计了发电量时，没有对所述累计值设置上限的情况 下，基于累计值的持续时间也没有上限，所以当该持续时间变为0时， 蓄电单元基本上返回到原来的初始电压值，蓄电单元的使用区域的下端 (低电压侧)基本恒定。因此，在初始电压值较低的状态下开始、且因 负荷变动或使用者执行了某个功能而导致消耗电流与仅进行通常的走针 控制的情况相比所有增加的情况下，存在持续时间变为0之前、蓄电单 元的电压下降到所述初始电压值以下而完全放电的可能性。相对于此，若对累计值即持续时间设置上限，则蓄电单元的使用区 域移动到高电压侧，所以即使消耗电流与仅进行通常的走针控制的情况 相比有所增加，到完全放电为止仍有冗余，因此能够降低完全放电的风 险。此外，在没有对累计值设置上限的情况下，若在所述累计值达到与 可由显示部显示的最大值对应的值之后使用者仍继续发电，则累计值即 持续时间大于显示最大值。因此，在发电停止后，通过走针而减去持续 时间的情况下，显示部的显示在达到最大显示值之前不改变，使用者有 可能误认为显示部发生故障。例如，在显示部的持续时间的最大值为10天的情况下，发电量增大而进行15天量的发电，在持续时间也累计到15 天时，在不进行发电而经过5天且持续时间减少到IO天之前，显示部将 持续时间持续显示10天。如果这样，由于持续时间的显示没有改变，使 用者有可能误认为发生故障。相对于此，在本发明中，若累计值即持续时间达到显示部的最大值 (例如10天)或对最大值(例如10天)加上预定值(例如1天)而得 到的值(例如11天)即上限值(例如10天或11天)，则停止累计，所 以只要在发电停止后伴随走针而经过1天左右，则显示部的显示也发生 改变，因此使用者能够可靠地掌握持续时间的变化，能够防止误认为故 障。另外，优选在对最大值加上预定值来设定上限值的情况下，该预定 值设定为显示部的最大值与最大值的1刻度前的值之间的持续时间(例如，若最大值为10天、最大值的1刻度前为8天，则是其差值的2天量)以内。若这样设定，则即使在l刻度量期间(上述例子中是2天期间)显 示没有改变，使用者仍能够判断为属于通常的动作，当经过2天时能够 改变显示，所以能够防止使用者误认为故障。并且，优选所述持续时间计算单元累计对由所述发电量检测单元检 测到的发电量乘以预定系数而得到的值，计算持续时间。在此，优选在蓄电单元的电压值为预定电压值以下的情况下，所述 预定的系数为小于l的系数。并且，在由二次电池等构成的蓄电单元中， 预定电压值设定为比通常的使用区域的上限电压值高的电压值即可。在这样的本发明中，对发电量(充电量)乘以预定的系数后进行累 计，所以能够调整基于累计值的持续时间与实际充电到蓄电单元的电能 之间的关系。例如，若所述系数小于l，则相对于实际的充电量，持续时 间减少所述系数的比例量。例如，若系数为0.8，则实际的充电量为持续 时间10天量，但由累计部累计的累计值为持续时间8天量。因此，即使 基于累计值的持续时间变为0，蓄电单元中仍残留有至少2天量的电能， 能够将蓄电单元的使用区域移动到高电压侧，能够防止钟表在持续时间 显示变为O之前停止动作。此外，若对发电量乘以预定的系数后进行累计，则能够考虑蓄电池 的充电效率来校正持续时间，能够在进行有效的充电的同时适当地计算 持续时间。优选所述持续时间计算单元构成为可分别累计第1累计值和第2累 计值，所述第1累计值是对所述计时控制单元起动而将持续时间复位为0 起的发电量进行累计而得到的，所述第2累计值是对预定操作时起的发电量进行累计而得到的；所述持续时间显示单元构成为可切换显示所述 第1累计值和第2累计值。若采用这种结构，则能够借助第1累计值准确地掌握持续时间，并 且，能够借助第2累计值准确地掌握基于预定操作后的发电量的持续时 间。例如，在使用者通过手动操作进行发电时，若将从开始该发电操作 时起的累计值作为第2累计值进行累计，则能够掌握通过此次的发电操 作相加的持续时间，使用者能够准确地确认实际进行了发电操作时的发 电状态。优选在由所述持续时间计算单元计算出的持续时间大于预定时间的 情况下，与小于预定时间的情况相比，所述持续时间显示单元增大持续 时间的显示单位。例如，可以这样设定在持续时间为1天以下的情况下，以l小时 单位(1， 2 24小时)显示持续时间，在大于1天且7天以下的情况下， 以1天单位显示持续时间，在大于7天的情况下，以7天间隔单位(7天、 14天、21天、…)进行显示。持续时间是钟表的工作持续时间，因此，在对于使用者来说剩余时 间变少时，若能够细密地确认持续时间，则能够准确地掌握持续时间， 便利性有所提高。另外，若上述持续时间显示单元为液晶显示器等可显示数值的显示 单元，则只要以上述的各单位对持续时间进行数值显示即可。并且，在像持续时间显示单元由利用步进电动机等进行驱动的指针 和该指针所指示的刻度构成的情况、或采用在液晶显示器等上显示指针 和刻度的方式构成的情况那样，模拟地显示持续时间的情况下，根据上 述的各单位进行指示所述各刻度的设定即可。在此，模拟式指示部通常采用由电动机进行驱动的指针，但也可以采用例如在显示器上进行指针显示的方式或代替指针显示而利用长度变化的条显示的指示器(indicator)等。因此，所述驱动控制部通常由驱动 指针的电动机和电动机驱动单元构成，但在显示器上显示指针或条的类 型中，由其画面显示控制单元构成。优选在由所述持续时间计算单元计算出的持续时间变为0以下的情 况下，所述持续时间显示单元进行与通常的持续时间显示不同的显示。例如，若是显示部使用指针的模拟显示方式，则持续时间指示用的 刻度可以设定成指示其他位置。并且，若是显示部显示数字等的数字显 示方式，则可以设定为显示数字以外的标记等。显示持续时间的显示部优选这样设定为了在持续时间变短时催促使用者进行发电，例如在持续时间处于0以上且最小显示单位(例如3 小时)之间的情况下，指示刻度0，或显示数字0。在该情况下，例如在 显示部指示刻度0时，难以判断持续时间是处于0 3小时之间还是实际 上持续时间已变为0。相对于此，在本发明中，若持续时间处于0 3小时之间，则能够在 通常的持续时间显示中指示O，当持续时间实际达到O以下时，例如利用 指针指示设置在独立于刻度0的位置上的刻度，或显示不同于数字0的 标记，从而使用者能够容易地判断持续时间达到0以下、电子钟表处于 停止状态。优选在持续时间变为0以下的情况下，所述计时控制单元停止时刻 显示单元，且继续对时刻进行计数，若进行发电而使持续时间大于O，则 所述计时控制单元驱动时刻显示单元，使之恢复到当前时刻显示。根据这种结构，即使在持续时间达到0以下的情况下，计时控制单 元仍继续进行时刻计数，所以当进行发电而再次开始动作时，使用者无 需校正时刻，便利性有所提高。并且，虽然仅有水晶振子或IC的驱动即 可的计时控制单元持续进行驱动，但由于电动机驱动或显示器驱动等而 电力消耗较大的时刻显示单元停止，所以能够实现节电化。因此，与持 续驱动时刻显示单元的情况相比，还能够延长到蓄电单元完全放电为止 的时间，能够通过发电恢复到正常动作的可能性也有所提高。优选所述时刻显示单元具有电动机驱动单元、由该电动机驱动单元 驱动的电动机、以及借助电动机进行移动的指针；所述电动机驱动单元 构成为在向电动机输入驱动脉冲之后检测电动机的旋转状态，在检测到 非旋转的情况下可执行校正驱动处理，该校正驱动处理是输入校正驱动脉冲使电动机旋转的处理；所述持续时间计算单元根据进行了所述校正驱动处理的次数来校正持续时间。若电动机驱动单元设定成能够进行校正驱动处理，则通常利用脉冲 宽度窄的驱动脉冲来实现低电力消耗化，仅在因负荷的变动等而导致不 能利用所述脉冲宽度窄的驱动脉冲旋转电动机的情况下，输入脉冲宽度 更大的校正驱动脉沖，从而能够可靠地使电动机旋转。在采用这种驱动 控制方式的情况下，若进行校正驱动处理，则消耗电流相应地增大。因此，在仅利用通常的驱动脉冲来进行电动机驱动的状态下设定电力消耗来计算持续时间时，在持续时间显示变为0之前，由于校正驱动处理量的电流消耗而导致蓄电单元的电压下降，钟表动作有可能停止。相对于此，在本发明中，在累计部中进行与校正驱动处理次数对应 的校正，所以能够考虑校正驱动处理中消耗的电流量来校正持续时间，能够可靠地防止在持续时间变为o之前停止动作。优选所述持续时间计算单元构成为可对所述发电量的累计值进行校正。根据这种结构，在每个产品的每单位时间的消耗电流具有偏差的情 况下，根据各产品的实际的消耗电流来校正累计值，从而能够减少每个 产品的固体偏差引起的计测误差、即持续时间的误差。例如，当存在消耗电流为基准产品的每预定时间(例如1天)的消耗电流的1.2倍的产品时，若直接用所述基准产品的消耗电流对计算持续时间的基准消耗电流进行计算，则计算出的持续时间比该产品的实际持续时间长。例如，即使用基准产品的消耗电流计算出持续时间10天，若 实际消耗电流为1.2倍，则实际持续时间为10天/1.2倍=8.3天，计算出 的持续时间较长。在该情况下，若将所述发电量的累计值设为例如1/1.2倍=0.833倍，则能够使根据发电量计算出的持续时间与该产品的实际持续时间一致， 能够计算并显示准确的持续时间。优选所述持续时间计算单元检测所述蓄电单元的电压，在判断为根 据该电压推测的持续时间比基于由所述持续时间计算单元累计的累计值 的持续时间短的情况下，将所述累计值校正为与基于所述电压的持续时 间对应的值。根据这种结构，能够利用根据蓄电单元的实际电压值求出的持续时 间来验证累计发电量而求出的持续时间，参照基于电压值的持续时间对 累计得到的持续时间进行校正，所以能够进一步提高持续时间的精度。优选所述持续时间计算单元检测所述蓄电单元的电压，在该电压值 为预定电压值以上的情况下，对根据发电量进行累计时的加法值进行校 正。例如，将所述预定电压值设定为在蓄电单元中比放电特性基本平稳 的使用区域靠近高电压侧的电压值VI ，在蓄电单元的电压达到所述电压 值V1以上的情况下，在持续时间计算单元中对将发电量(电荷)放大2 倍而得到的值进行累计即可。在自动上链发电、手动上链发电、太阳能发电等中，若二次电池等 蓄电单元的电压变高，则发电效率下降。因此，即使发电，持续时间显 示也难以提高。相对于此，在本发明中，若蓄电单元的电压提高到预定电压值VI 以上，则对持续时间计算单元加上将发电量放大2倍等来进行校正而得 到的值，所以即使发电量的增加比例下降，持续时间看起来仍有所增加， 因此能够维持持续时间显示的变化。此外，在蓄电单元的高电压区域中，与电压增加相比，能够增大持 续时间增加的比例，所以能够抑制实际的电池的使用区域进一步向高电 压侧移动。优选所述发电量检测单元根据所述发电单元的发电模式设定检测电平。例如，即使在并用发电量(发电电流)大不相同的发电方式的情况下，也能够通过检测发电模式，设定与当前的发电方式对应的检测电平， 能够设计成简单的系统并能够准确地累计电荷。优选在检测到预定的发电量的情况下，所述发电量检测单元切换检 测电平。根据这种结构，能够在发电量(发电电流)达到预定值的阶段切换 检测电平，所以能够通过该检测电平的切换迅速执行显示切换。尤其是 在仅设置有1种发电单元的情况下，发电量达到预定值意味着该发电单 元的发电状态改变，所以根据该发电状态切换检测电平，从而能够提高 发电检测精度。优选当一定时间内具有预定发电量的发电的状态持续了预定时间以 上时，所述发电量检测单元切换所述检测电平。根据这种结构，在某种程度上持续以预定发电量进行发电的情况下， 切换检测电平，因此，作为发电单元，像太阳能发电机、利用外部交流 磁场的发电机那样长时间持续恒定发电的情况下，能够切换到与该发电 量适应的检测电平，更准确地检测该发电量。优选当一次发电具有预定发电量的情况在预定时间以内存在预定次 数时，所述发电量检测单元切换所述检测电平。根据这种结构，在具有多次预定发电量的情况下首次切换检测电平， 因此，例如在并用通过旋转锤使发电机的转子旋转的自动上链发电、以 及操作表把等使所述发电机的转子旋转的手动上链发电时，在通常携带 钟表而离散地进行发电的情况下发电量不太大，所以维持在较低的检测 电平。另一方面，在使用者有意识地挥动佩戴电子钟表的手以增加通过 自动上链发电产生的发电量，或进行了手动上链发电操作的情况下，满 足所述条件的可能性变大，所以能够自动切换检测电平，能够高精度地 检观拨电量。优选当一次发电具有预定发电量、之后在预定时间以内检测到预定 量的发电时，所述发电量检测单元切换所述检测电平。根据这种结构，在具有预定的发电量、之后在预定时间以内检测到 预定量的发电时，首次切换检测电平，因此，例如在并用通过旋转锤使发电机的转子旋转的自动上链发电、以及操作表把等使所述发电机的转 子旋转的手动上链发电时，在仅携带电子钟表的情况下，难以切换检测 电平，能够在使用者有意识地进行发电的情况下切换检测电平，能够高 精度地检测发电量。优选所述电子钟表具有外部操作部件，在利用该外部操作部件进行 预定的操作时，将所述持续时间计算单元的累计值初始化为大于0的预 定持续时间的值。例如，将累计值初始化为持续时间达到io分钟的值即可。根据这种结构，在售后服务或系统出错时将系统初始化的情况下，若累计值初始 化为0、即持续时间初始化为0，则钟表成为走针停止状态，不会恢复到 可使用的状态。相对于此，若初始化为大于0的预定的持续时间、例如 持续时间10分钟，则能够立即恢复到走针状态，能够恢复到通常可使用 的状态，能够提高便利性。优选所述电子钟表具有外部操作部件，在利用该外部操作部件进行 预定的操作时，检测所述蓄电单元的电压，将所述持续时间计算单元的 累计值初始化为基于所述检测电压的值。若采用这种结构，则在确保蓄电单元的电压为预定值以上的情况下， 能够立即恢复到走针状态，能够恢复到通常可使用的状态，能够提高便 利性。并且，若在预定操作时初始化为预先设定的值，则存在即使在蓄电 单元的电压不充分的情况下仍初始化为预定值的问题，但在本发明中， 与电压值对应地累计值也变为0以下，所以能够显示与电压值对应的正 确的持续时间。根据本发明的具有发电功能的电子钟表，具有能够准确地检测并显 示持续时间的效果。
图1是示出第1实施方式中的具有发电功能的电子钟表的结构的框图。图2是所述实施方式中的电子钟表的电路框图。 图3是示出所述实施方式中的电子钟表的表盘部分的图。 图4是示出所述实施方式中的发电单元以及持续时间显示单元的结 构的图。图5是示出所述实施方式中的整流单元以及电流检测单元的结构的 电路图。图6是示出所述实施方式中的发电状态、 一次发电的累计值、充电量累计值的时序图。图7是示出所述实施方式中的针位置和显示值之间的关系的图。 图8是示出所述实施方式中的持续时间显示处理的流程图。 图9是示出图8的接下来的处理的流程图。 图IO是示出二次电池的放电特性的曲线图。 图11是示出第2实施方式中的处理的流程图。 图12是示出图11的接下来的处理的流程图。图13是示出第2实施方式中的发电状态、 一次发电的累计值、检测 电平切换定时的时序图。图14是示出变形例中的整流单元以及电流检测单元的结构的电路图。符号说明1具有发电功能的电子钟表；2旋转锤；3表把；4发电单元；5整 流单元；6电流检测单元；7 二次电池；8积分单元；9持续时间显示 控制单元；10持续时间显示用电动机驱动单元；11持续时间显示用电 动机；14时刻显示控制单元；15时刻显示用电动机驱动单元；16时刻 显示用电动机；17输入电路；20时刻显示用指针；31显示针；32持 续时间显示用刻度板；40发电装置；62波峰检测电路；63比较电路； 64电容器。
具体实施方式
[第1实施方式]下面，根据
本发明的第l实施方式。 [电子钟表的整体结构]如图1所示，电子钟表1具备旋转锤2、表把3、发电单元4、整流单元5、电流检测单元6、作为蓄电单元的二次电池7、积分单元8、持 续时间显示控制单元9、持续时间显示用电动机驱动单元10、持续时间 显示用电动机11、振荡单元12、分频单元13、时刻显示控制单元14、 时刻显示用电动机驱动单元15、时刻显示用电动机16。在此，如图2的硬件结构图所示，电流检测单元(电流检测电路)6、 分频单元(分频电路)13、各电动机驱动单元(电动机控制电路)10、 15经由总线100以可输入输出数据的方式与CPU(central processing unit: 中央处理单元)101、 ROM (read only memory:只读存储器)102、 RAM (random access memory:随机存取存储器)103连接。因此，在本实施方式中，积分单元8、持续时间显示控制单元9、时 刻显示控制单元14通过使用CPU 101、 ROM 102、 RAM 103执行预定软 件来实现。另外，如图2所示，总线100上还连接有输入电路17。该输入电路 17上连接有开关SW1 SW3。开关SW1、 SW2设置在电路基板上，该 电路基板上安装有具有CPU101、 ROM 102、 RAM103等的IC，在电子 钟表1的工厂等中检查各电子钟表1的特性的基础上，选择性进行输入。 即，可以设定成仅使开关SW1接通、仅使开关SW2接通这两种。另一方面，开关SW3是通过自动复位按钮(pushbutton)等使用者 可进行外部操作的外部操作部件进行输入的开关。输入电路17这样构成:检测各开关SW1 SW3的接通/断开的状态， 将各开关SW1 SW3的状态存储到RAM103中。如图3所示，电子钟表1具备由时针21、分针22、秒针23构成的 时刻显示用指针20，该时刻显示用指针20利用所述时刻显示用电动机 16驱动。并且，在电子钟表1的表盘24的9点位置上，与时刻显示用指针 20独立地设置有作为持续时间显示用指针的显示针(副显示针)31和持续时间显示用刻度板32。显示针31利用所述持续时间显示用电动机11驱动。另外，在表盘24的3点位置上形成有窗241，可以通过配置于表盘 24背面的日期齿轮显示日期。该日期齿轮利用省略图示的日期齿轮用电 动机旋转驱动。在这样构成的电子钟表1中，本发明的计时控制单元构成为具备所 述振荡单元12、分频单元13、时刻显示控制单元14，时刻显示单元构成 为具备时刻显示用电动机驱动单元15、时刻显示用电动机16、时刻显示 用指针20。并且，本发明的发电量检测单元构成为具备电流检测单元6，持续 时间计算单元构成为具备积分单元8，持续时间显示单元构成为具备持续 时间显示控制单元9、持续时间显示用电动机驱动单元10、持续时间显 示用电动机ll、显示针31、持续时间显示用刻度板32。另外，持续时间 显示单元的指针利用显示针31构成，其致动器利用持续时间显示用电动 机驱动单元IO、持续时间显示用电动机11构成。[发电单元]如图4所示，发电单元4这样构成可以使用配置于钟表l壳体内 部的旋转锤2进行自动上链发电，以及使用表把3进行手动上链发电。艮口，发电单元4具备发电装置40;自动上链发电用传递单元46， 其向发电装置40传递来自旋转锤2的机械能；以及手动上链发电用传递 单元47，其向发电装置40传递来自表把3的机械能。发电装置40是具备定子42和线圈块44的普通的交流发电机，该定 子42上以可旋转方式配置有转子41，该线圈块44上缠绕有线圈43。自动上链发电用传递单元46具备旋转锤齿轮461，其与旋转锤2 一体旋转；以及一对切换齿轮462、 463，旋转锤齿轮461的旋转被传递 给该一对切换齿轮462、 463。并且， 一个切换齿轮463与转子41的龆轮 啮合，当旋转锤2旋转时，其旋转力经由旋转锤齿轮461、切换齿轮462、 463传递到转子41，在发电装置40中进行发电。另外， 一对切换齿轮462、 463构成为具备未图示的棘轮，并构成为不管旋转锤齿轮461向哪个方向旋转都可使转子41向一个方向旋转。手动上链发电用传递单元47具备柄轴471、立轮472、圆孔齿轮 473、摇动齿轮474、第1手动上链传递齿轮475、第2手动上链传递齿 轮476、第3手动上链传递齿轮477、所述切换齿轮463。并且，柄轴471的前端安装有表把3，当使用者旋转表把3时，柄 轴471旋转。柄轴471的旋转经由立轮472、圆孔齿轮473传递到摇动齿 轮474，摇动齿轮474的旋转传递到第1手动上链传递齿轮475，第1手 动上链传递齿轮475的旋转经由第2手动上链传递齿轮476和第3手动 上链传递齿轮477传递到切换齿轮463。此时，摇动齿轮474仅在柄轴471向一个方向旋转时与第1手动上 链传递齿轮475的龆轮475A啮合。具体地说，安装有摇动齿轮474的载 架478上设置有狭缝478A，在该狭缝478A内可自由滑动地嵌入有摇动 齿轮474的支承轴474A。因此，以图4的情况进行说明，当圆孔齿轮473 通过柄轴操作向顺时针方向旋转时，摇动齿轮474向逆时针方向旋转的 同时向第1手动上链传递齿轮475的中心侧移动，与龆轮475A啮合。另 一方面，当第1手动上链传递齿轮475借助来自切换齿轮463侧的驱动 而向逆时针方向旋转时，摇动齿轮474向顺时针方向旋转的同时从龆轮 475A分离，从而与第l手动上链传递齿轮475之间的啮合脱幵。通过这 种结构，使得旋转锤2的旋转不会传递到柄轴471 。[整流单元]整流单元5用于对从发电装置40输出的交流电流进行整流，可以利 用全波整流电路、半波整流电路等公知的整流电路。如图5所示，在本实施方式中，利用桥式整流电路(全波整流电路) 构成整流单元5，该桥式整流电路使用了4个二极管51。[电流检测单元]电流检测单元6构成为可检测利用整流单元5整流后的电流的大小。 具体地说，如图5所示，电流检测单元6具备电阻61，其配置于 整流单元5和二次电池7之间；波峰检测电路62，其测定流过该电阻61 的电流以检测发电电流的峰值；以及比较电路63，其对波峰检测电路62检测到的值和阈值进行比较。电流检测单元6利用来自CPU 101的信号以预定的采样率(釆样周 期)驱动，对充电到二次电池7的充电电流进行采样。如图6所示，在波峰检测电路62中，对从整流单元5输出的发电电流进行釆样，检测各采样中的峰值。比较电路63这样构成对波峰检测电路62检测到的峰值和预定的阈值、例如图6中的阈值I1 I4进行比较， 可将该检测结果信号输出到积分单元8和持续时间显示控制单元9。另外，在图6中，整流电路输出的1组波形(各山形的波形)相当 于表把3手动上链一次量的充电电流波形。并且，本实施方式的比较电路63这样构成能够根据积分单元8的 累计值等，利用来自CPU 101的信号切换所述阈值的大小、即检测电平。[蓄电单元]蓄电单元利用二次电池7构成，二次电池7可以将发电电流充电。 并且，发电装置40的输出利用整流单元5进行整流，经由电流检测单元 6充电给二次电池7。另外，作为蓄电单元，不限于二次电池7，还可以 利用电容器。[积分单元]积分单元8根据从电流检测单元6输出的检测结果信号计算出平均 电流值，对该平均电流值进行累计。艮口，积分单元8通过实验等预先检查出各采样中的发电电流的峰值 的值与该峰值时的平均电流值之间的关系，将该关系表保存到ROM 102 中。而且，从所述表求出与从电流检测单元6输出的检测结果信号(峰 值)对应的平均电流值，对该平均电流值进行累计。本实施方式的积分单元8具备发电量计数器、第1持续时间计数器、 第2持续时间计数器。各计数器构成RAM 103的一部分。如图6的"一次发电的累计值"所示，发电量计数器是在每次发电 时对所述平均电流值进行累计、存储一次发电的累计值(发电量)的计 数器。本实施方式中，如第2实施方式中所述，作为发电量检测电平的 切换条件之一，包括利用该发电量计数器累计的每次发电的发电量是否在Ql以上的条件，所以设置该计数器。第1持续时间计数器对第1累计值进行计数，该第1累计值是对所 述计时控制单元起动而使持续时间复位到O起的发电量进行累计而得的。 具体地说，如图6的"充电量累计值"所示，第1持续时间计数器对电 子钟表1的工作持续时间进行计数，每当所述发电电流的累计值(发电 量)达到预先设定的1天量的发电量时，将通常时显示的持续时间步升(stepup) l天量。并且，当电子钟表l的消耗电流达到l天量时，减去持续时间计数器的累计值，每当持续时间縮短1天量时，将持续时间的显示步降(step down) 1天量。另外，对于所述1天量的发电量或消耗电流，可以测定电子钟表1 的消耗电流以计算每天的消耗量，根据该测定到的消耗量设定1天量的 发电量，但是，在该情况下，必须安装测定消耗电流的电路等，在手表 这样的小型电子钟表1中难以实现。因此，在本实施方式中，预先在工厂测定并计算出电子钟表1的标 准的1天的消耗电流，预先设定与该消耗量对应的1天的发电量，存储 到ROM 102等中。并且，当累计的发电量达到所述ROM 102中存储的1 天量的发电量时，将持续时间计数器加上1天量。另一方面，每当电子 钟表1通常走针而经过1天时，看作消耗了 1天量的消耗电流，将持续 时间计数器减去l天量。另外，在使用电子钟表1的情况下，当除了通常的走针控制以外执 行了消耗电流较大的功能时，可以对各功能设定每单位时间的消耗电流 值，乘以该功能的执行时间来校正消耗电流。例如，在电子钟表1中安 装有接收电波以进行时刻校正的电波校正钟表功能时，预先设定电波接 收处理时或时刻校正处理时的消耗电流并根据该消耗量校正持续时间即 可。另一方面，第2持续时间计数器对第2累计值进行计数，该第2累 计值是对进行了预定操作之后、例如进行了旋转表把3来发电的手动上 链发电操作之后的发电量进行累计而得的。具体地说，计数值的增加或 减少的处理与第1持续时间计数器相同，所以省略说明。[持续时间显示控制单元] 持续时间显示控制单元9根据积分单元8的输出对持续时间显示用 电动机驱动单元10进行控制。即，持续时间显示控制单元9参照积分单 元8的持续时间计数器来控制持续时间显示用电动机驱动单元10，以便利用显示针31指示计数器值即持续时间。另外，通常利用显示针31指示第1持续时间计数器的持续时间，但在进行了外部操作部件的预定操作时，利用显示针31显示由第2持续时间计数器累计的预定操作后的持 续时间。[持续时间显示用电动机驱动单元]持续时间显示用电动机驱动单元10根据从持续时间显示控制单元9 输出的驱动控制信号，向持续时间显示用电动机11的电动机线圈111输 出驱动脉冲，控制持续时间显示用电动机ll的驱动。[持续时间显示用电动机以及显示针31的驱动齿轮组]如图4所示，持续时间显示用电动机11具备缠绕有电动机线圈111 的线圈块112、以及以可自由旋转的方式配置有转子114的定子113。所述转子114的转子龆轮上啮合有中间齿轮34，该中间齿轮34的龆 轮上啮合有显示齿轮33。并且，该显示齿轮33上安装有所述显示针31。 并且，利用该显示针(副显示针)31显示对发电量进行累计的持续时间。另外，显示齿轮33仅在其外周的一部分上形成有齿，并被设置成可 利用所述电动机11仅在一定角度范围内转动，安装在显示齿轮33上的 显示针31也被设置成可在一定角度范围内转动。因此，刻度板32形成为平面扇形，沿着所述显示针31前端的移动 轨迹以圆弧状形成刻度321。刻度321被10分割成从表示针位置0的第0刻度321A到表示针位 置10的第10刻度321B。即，亥彼321的刻度线设置有从针位置0到针 位置10的11条，可以显示ll个状态。并且，如图7所示，这样设定在由持续时间计数器计数得到的持 续时间为7天以下的情况下，每1刻度表示相当于1天的持续时间，当 持续时间超过7天时，每1刻度表示相当于7天的持续时间，构成为可以持续显示最多IO天量。艮口，若持续时间计数器的计数器值为0、走针动作停止，则显示针31指向第0刻度321A、即针位置O (显示值"动作停止")。另一方面，若显示值为"0天"、即持续时间在0 1天之间，则显 示针31指向针位置1。并且，若显示值为"1天"、即持续时间在1天 2天之间，则显示针31指向针位置2。之后，持续时间每增加1天，显 示针31指示针位置3到针位置7。并且，若显示值为"7天"、即持续时间在7天 14天之间，则显示 针31指示针位置8，若显示值为"14天"、即持续时间在14天 21天之 间，则显示针31指示针位置9。而且，在显示值为"21天"、即持续时间大于21天的情况下，显示 针31指示针位置10。另外，本实施方式中，持续时间计数器这样构成当持续时间达到 比可利用显示针31显示的最大值的持续时间即21天大预定值、具体地 说大1天的22天时，即使还在发电，也不再进一步进行累计。即，这样 构成第1持续时间计数器的最大值为22天，在持续时间为21天或22 天时显示针31指示针位置10。而且，若采用上述方式进行发电而持续时间计数器步升1格，则电 动机驱动单元10使显示针31向逆时针旋转方向移动1个刻度量。另一 方面，若电力消耗而持续时间计数器步降1格，则电动机驱动单元10使 显示针31向顺时针旋转方向移动1个刻度量。[计时控制单元以及时刻显示单元]另一方面，用于显示通常时刻的计时控制单元以及时刻显示单元采 用以往既有的普通的模拟式石英表的结构，所以省略详细说明。艮P，振荡单元12由水晶振子等构成，输出预定频率的信号。分频单 元13对来自振荡单元12的信号进行分频，输出例如1Hz的基准信号。时刻显示控制单元14根据分频单元13的基准信号向时刻显示用电 动机驱动单元15输出驱动信号。通常，每当从振荡单元12输入lHz的 基准信号时，输出驱动信号。时刻显示用电动机驱动单元15根据所述驱动信号向时刻显示用电动机16的电动机线圈进行输入，时刻显示用电动机16使时刻显示用指针20进行步进走针。另外，时刻显示用电动机驱动单元15这样构成通过来自持续时间显示控制单元9的控制信号，在持续时间变为0时，转移到停止时刻显 示用指针20走针的睡眠模式。[电子钟表的动作说明]接着，参照图8、 9的流程图说明这种结构的电子钟表1的动作。 此外，基于这些流程图的控制在图6所示的每个采样定时反复实施。 若电子钟表1开始动作，则持续时间显示控制单元9确认持续时间 计数器中存储的持续时间是否为上限值、具体地说比作为显示的最大值 的21天大1天的22天以上(步骤S1)。并且，在持续时间为22天以上 的情况下，不再进一步进行累计，如后所述，进入步骤S10的处理。另一方面，若在步骤Sl中判断为"否"，则持续时间显示控制单元 9对电流检测单元6进行采样驱动，进行电流检测结果的取得处理(步骤 S2)。因此，若通过旋转锤2或表把3使发电单元4进行发电，则发电电 流(充电电流)经由整流单元5流入二次电池7，该电流由电流检测单元 6进行检测。这样，从电流检测单元6输出与每次采样的电流峰值对应的 检测结果信号，具体地说输出图6所示的表示与阈值电平11 14之间的 比较结果的信号。而且，积分单元8判断二次电池7的电压(电池电压)是否在预定 电压VI以上(步骤S3)。在步骤S3中，若电池电压小于V1，则积分单元8对电流检测单元 6的检测结果信号进行累计(步骤S4)。累计是以与1分钟的消耗电流相 当的电荷的1/256为基本单位来进行的，积分单元8每当进行256个单位 的累计时将持续时间加上1分钟。例如，在1秒钟的消耗电流为lliA的情况下，1分钟的消耗电荷为 l(iAX60 = 60^iC。因此，电荷累计的基本单位为60^C/256 = 0.234pC。而且，在基于检测结果信号的检测电流为0.5mA、采样间隔为1/32 秒的情况下，在各采样时检测到所述检测电流时的累计值为1000 X 0.5mAX 1/32秒X 1/0.234^C二约67。并且，在本实施方式中，积分单元8在步骤S4中进行加法时，累计 对实际的发电电荷乘以小于1的预定校正系数而得到的电荷，使得不会 因误差导致显示上的持续时间小于实际的持续时间。例如，在充电电流的检测精度为士5%、 二次电池7的充电效率为最 小90%的情况下，所述校正系数可以求得(l一 I ±0.05 I ) X0.9二约 0.86。另一方面，在步骤S3中，若电池电压为V1以上，则积分单元8将 电流检测单元6的检测结果信号放大到2倍之后进行累计(步骤S5)。另外，所述电压VI设定成比二次电池7的使用区域的电压高的电压 值。例如，如图10所示，在将放电特性平稳的锂离子电池等用作二次电 池7的情况下，将比其电压基本恒定的平稳的使用区域高的电压设定为 VI。持续时间显示控制单元9在累计电流检测结果后，确认是否具有持 续时间的日期进位(步骤S6)。即，当发电了l分钟的电荷时，积分单元 8将持续时间加上1分钟，当该加法达到24小时、即1天量时，持续时 间加上1天量，进行日期进位。并且，若在步骤S6中判断为"是"，则持续时间显示控制单元9确 认持续时间是否在7天以内(步骤S7)。若在步骤S7中判断为"否"，则持续时间显示控制单元9确认持续 时间是否为14天或21天(步骤S8)。而且，在步骤S7中判断为"是"的情况下，即在步骤S6中具有日 期进位、且持续时间在7天以下时，持续时间显示控制单元9将显示针 31正转驱动1格(1个刻度量)，将显示前进1个台阶(步骤S9)。并且，当在步骤S7中持续时间超过7天时，在步骤S8中，仅在通 过日期进位使持续时间达到14天或21天的情况下，将显示前进1个台 阶(步骤S9)。另外，在步骤S6中判断为"否"、没有日期进位的情况下，或者， 在步骤S8中判断为"否"、持续时间没有达到14天或21天的情况下，显示不前进1个台阶。接着，持续时间显示控制单元9确认时刻显示控制单元14中是否有分钟进位(步骤SIO)。 S卩，伴随时间经过以1分钟间隔发生该分钟进位， 所以在以比1分钟短的采样率进行处理的图8、 9的持续时间显示控制流 程中，多次检测到以1次比例进行分钟进位的情况。在步骤S10中有分钟进位时，发生了走针1分钟的电流消耗，因此， 持续时间显示控制单元9从累计值减去与1分钟的持续时间相当的256 个单位(步骤Sll)。即，如图6所示，第1持续时间计数器的累计值在 具有分钟进位的时刻，减去256个单位。积分单元8在进行减法后，确认累计值(持续时间)是否变为0 (步 骤S12)。并且，在累计值变为0的情况下，积分单元8经由持续时间显示控 制单元9逆转驱动显示针31 ，使显示针31指示针位置0(第0刻度321 A)， 以表示动作停止状态(步骤S13)。此外，积分单元8停止走针、即停止钟表动作(步骤S14)，结束一 次采样中的控制处理。另外，在本实施方式中，钟表动作停止时，时刻 显示用电动机驱动单元15停止，指针20停止走针，然而，利用振荡单 元12、分频单元13、时刻显示控制单元14进行的时刻的计数处理(计 时处理)继续进行，当具有发电时，能够快速地自动恢复到当前时刻的显不。另外，在步骤S14中，也可以使振荡单元12、分频单元13、时刻显 示控制单元14停止，进一步减少电力消耗。另一方面，在累计值没有变为0的情况下，持续时间显示控制单元 9在所述步骤S11的减法后，确认是否有持续时间的日期退位(步骤S15 )。 例如，在停止发电的情况下，每经过1分钟，持续时间减去1分钟量， 若该减法达到24小时量、即1天量，则持续时间减去1天量，进行曰期 退位。在进行了发电的情况下，计算通过该发电加上的持续时间和伴随 走针减去的持续时间，从而只要减法达到l天量，就进行日期退位。并且，若在步骤S15中判断为"是"，则持续时间显示控制单元9确认是否由于日期退位导致持续时间变为7天以内(步骤S16)。若在步骤S16中判断为"否"，则持续时间显示控制单元9确认是否 由于日期退位导致持续时间变为14天或21天(步骤S17)。而且，在步骤S16中判断为"是"的情况下，即有日期退位、且持 续时间在7天以下的情况下，持续时间显示控制单元9将显示针31逆转 驱动l格(l个刻度量)，使显示后退l个台阶(步骤S18)。此外，当在步骤S16中持续时间超过7天时，在步骤S17中，仅在 由于日期退位导致持续时间变为14天或21天的情况下，使显示后退1 个台阶(步骤S18)，结束一次采样中的控制处理。另一方面，在步骤SIO、 S15、 S17中分别判断为"否"的情况下， 不进行显示针31的后退控制，结束一次采样中的控制处理。因此，作为二次电池7使用容量大于22天量的消耗电荷的电池，从 而能够在用尽二次电池7之前，使持续时间变为"0"而停止动作。并且，在步骤S4的累计时，通过对充电电荷乘以小于l的系数，从 而如图IO所示，二次电池7的使用区域能够从使用区域1到使用区域2、 直至使用区域3，慢慢地向高电压侧移动。例如，在通过发电使充电电荷具有1天量的情况下乘以小于1的系 数(例如0.8)，从而持续时间变为0.8天量，在具有1.25天量的充电电 荷的情况下，持续时间变为l天。因此，例如假设如下情况从二次电池7的电压处于图IO所示的使 用区域1的下限的时刻起进行发电，持续时间加上1天量(充电电荷为 1.25天量)，电压上升到使用区域l的上限。在该状态下，即使不进行发 电，走针进行1天量而持续时间减去1天量，此时使用的二次电池7的 区域为使用区域1A，其下限为高于使用区域l的下限的电位。而且，若 再次进行发电而持续时间加上1天量，则此时的电压高于所述使用区域1 的上限的电压。因此，之后在走针中使用的区域1B整体移动到比所述使 用区域1A高的高压侧。这样，若在累计时乘以较小的系数，则二次电池 7的使用区域向高压侧移动。并且，所述系数越接近l移动量越小，所述 系数越接近0移动量越大，因此，能够借助所述系数设定移动量。另一方面，若电池电压超过V1，则在步骤S5中将累计值校正为2 倍，因此，停止向高电压侧移动。即，若使累计时的系数大于l，则持续 时间的上升量大于实际的电压上升量。即，在实际充电了走针1天量的电荷的情况下，所累计的持续时间为2倍即2天。因此，在通过走针减 去持续时间时，若持续时间减去1天量，则实际的电压返回到所述发电 前的电压，但还剩有1天量的持续时间，因此，不会停止走针而继续走 针。因此，使用区域移动到低压侧，停止向所述高压侧移动。 根据这样的本实施方式，具有如下效果。(1) 由于具有电流检测单元6，其检测向二次电池7的充电电流即 发电量；以及积分单元8，其对该检测结果输出进行累计，计算持续时间， 所以与检测二次电池7的电压而求出持续时间的情况相比，能够准确地 检测并显示持续时间。(2) 本实施方式中，在第l持续时间计数器中，若具有预定持续时 间量的发电量，则将持续时间加上该时间量，若因走针等而存在预定持 续时间量的电力消耗，则将持续时间减去该时间量，因此，能够使持续 时间始终准确，并且能够利用简单的算法执行处理，所以还能够减轻处 理的负荷。(3) 本实施方式中，若持续时间变为"0"，则停止时刻显示用电动 机驱动单元15等的驱动，转移到走针停止状态，因此，能够使实际的持 续时间(转移到走针停止状态为止的动作持续时间)与显示的持续时间 完全一致，使用者能够准确地掌握到走针停止为止的时间，便利性有所 提高。(4) 并且，在持续时间变为"0"的情况下，二次电池7能够设定 成可维持使电子钟表1正常动作的电压，所以若进行发电，则能够立即 从动作停止状态恢复到稳定的动作状态，使用者能够立即确认时刻，能 够提高便利性。(5) 在积分单元8中，将与1分钟的电力消耗相当的电荷的1/256 设为累计单位(基本单位)，每当具有所述累计单位量的发电量时，逐一 累计基本单位，每当累计256个单位时，将持续时间加上1分钟，所以能够简化处理或电路。尤其是将2的8次方分之一设为基本单位，能够以2进制数进行处理，所以能够更简单地进行IC中的处理。(6) 电流检测单元6具有波峰检测电路62，因此，可以无需电容 器，能够使硬件结构变得简单，且能够进行没有延迟的检测。(7) 积分单元8在步骤Sl中控制成不将持续时间累计到22天以上， 所以能够将二次电池7的使用区域移动到高电压侧，相应地能够减少完 全放电的风险。并且，能够防止长时间停止持续时间显示，能够防止使 用者误认为发生故障。(8) 积分单元8对发电量乘以小于1的系数后进行累计，所以能够 将蓄电单元的使用区域移动到高电压侧，能够防止钟表的动作在持续时 间显示变为0之前停止。此外，当二次电池7的电压在预定电压值VI以上时，积分单元8 对发电量乘以大于1的系数(所述实施方式中为2倍)进行校正后相加， 因此，即使二次电池7的电压变高而发电量的增加比例下降，持续时间 看起来仍在增加，所以能够维持持续时间显示的变化，并且在二次电池7 的高电压区域中，与电压增加相比，可增大持续时间增加的比例，因此， 能够防止实际的电池的使用区域进一步移动到高电压侧。(9) 若持续时间为7天以下，则持续时间显示控制单元9将1个刻 度指示为1天，若持续时间为7天以上，则以每7天、即14天和21天 分别指示为l个刻度，因此，能够显示21天这样的较长的持续时间，并 且能够在持续时间縮短时以较短的间隔(1天间隔)显示持续时间，能够 向使用者进行适当的显示，能够提高便利性。(10) 如图7所示，分别在不同于针位置l、 0的位置显示持续时间 为"0天"的情况和动作停止状态，所以使用者能够容易地判断持续时间 为"0天"即0天到1天之间，还是持续时间达到0以下、电子钟表1处 于停止状态。[第2实施方式] 接着，参照图11 13说明本发明的第2实施方式。 在第2实施方式中，针对所述第1实施方式追加了如下几点在电流检测单元6中，在通过自动上链以通常携带的方式进行充电的情况和 利用手动上链发电等进行快速充电的情况之间自动切换检测电平；考虑 各设备的个体差，可使用所述开关SW1、 SW2对累计量进行微调；通过手动操作，可使所述开关SW3接通而进行初始化。但是，其他结构与所述第l实施方式相同，所以省略说明。如图13所示，电流检测单元6初始设定为将11 14设为检测用阈值 的检测电平1，通过该检测电平1检测从发电单元4充电到二次电池7的 电流的大小。并且，积分单元8取得来自电流检测单元6的电流检测结果(步骤 S21)。接着，积分单元8确认SW1是否接通(步骤S22)，在SW1没有 接通的情况下，确认SW2是否接通(步骤S23)。而且，在SW1接通的情况下，积分单元8累计电流检测结果的1.2 倍(步骤S24)，在SW2接通的情况下，积分单元8累计电流检测结果的 0.8倍(步骤S25)。另一方面，在SW1和SW2均没有接通的情况下，积分单元8直接 对电流检测结果进行累计(步骤S26)。另外，所述开关SW1、 SW2根据各电子钟表1的个体差设定输入， 所以被设置在钟表内部的电路基板等上，在工厂测定各电子钟表1的个 体差之后，设定其输入(接通/断开)。接着，作为电流检测单元6中的检测电平，确认当前是否选择了检 测电平2 (步骤S27)。在步骤S27中判断为没有选择检测电平2的情况下，确认充电电流 是否超过了检测电平1的13 (步骤S28)。若在步骤S28中判断为"是"， 则确认从上次的发电结束起是否在预定时间tl以内(步骤S29)。此外， 若在步骤S29中判断为"是"，则确认上次的发电累计值是否在预定的发 电量Q1以上(步骤S30)。若在步骤S30中判断为"是"，则电流检测单元6选择检测电平2(步 骤S31)。艮P，如图13所示，通常时选择检测电平l (阈值I1 14)，但若满足以下条件，则选择检测电平2 (阈值I11 114)。即，当充电电流为I3以 上、上次一圈的发电(电流检测结果变为Il以上起到变为II以下为止的 发电量)在预定值Q1以上、上次发电的结束(电流检测结果变为Il以下之后)在预定时间tl以内时，切换到检测电平2 (步骤S31)。因此，若使用者以一定以上的速度旋转表把3，则在第2次旋转中 改变显示。在选择检测电平2时，如图13所示，电流检测单元6将电流电平111、 112、 113、 114设定为阈值。从而，将电流检测的电平切换到11 14 (检测电平1)禾B 111 114 (检测电平2)，该I1 I4是在通常携带时适用于检测自动上链发电时的 发电电流的检测电平，该111 114是适用于通过自动上链发电进行的快 速充电或手动上链发电的检测电平。另一方面，在步骤S28 S30中判断为"否"的情况下，不进行步骤 S31的检测电平切换处理，维持检测电平1。并且，在步骤S27中判断为"是"的情况下，确认充电电流小于Ill 的状态是否持续了预定时间t2以上(步骤S32)。而且，在步骤S32中判断为"是"的情况下，判断为不是利用自动 上链发电进行的快速充电或手动上链发电状态那样发电电流电平高的状 态，将检测电平返回到检测电平l (步骤S33)。另一方面，在步骤S32中判断为"否"的情况下，不进行步骤S33 的检测电平切换处理，维持检测电平2。接着，持续时间显示控制单元9确认开关SW3是否接通(步骤S34)。若开关SW3接通，则确认电池电压是否在V1以上(步骤S35)。并 且，在步骤S35中判断为"是"的情况下，如图IO所示，二次电池7的 电压充分高，具有充分的持续时间，所以将持续时间初始化为21天(最 大值)(步骤S36)。另一方面，在步骤S35中判断为"否"的情况下，将 持续时间初始化为最小限的时间、例如10分钟(步骤S37)。另外，若持续时间为IO分钟，则立即停止走针，但开关SW3通过 使用者操作外部操作部件而接通，所以使用者能够立即确认持续时间为IO分钟的情况。其结果，使用者进行操作表把3等的发电操作，能够确 保充分的发电量，所以持续时间也被相加，能够防止走针立即停止。然后，作为其他处理，执行与所述第1实施方式相同的持续时间的显示处理(步骤S38)。在这样的第2实施方式中，在能够发挥与所述实施方式相同的作用效果的基础上，还具有如下的作用效果。(11) 在步骤S22 S25中，根据开关SW1、 SW2的输入来校正发 电量的累计值，所以能够校正为考虑到电子钟表l的个体偏差的累计值， 能够使持续时间与该产品的实际的持续时间一致，能够计算并显示准确 的持续时间。(12) 构成为可切换电流检测单元6中的检测电平，所以即使在并 用发电量(发电电流)大不相同的发电方式的情况下，也能够设定与当 前的发电方式对应的检测电平，能够设计成简单的系统，能够准确地累 计电荷。尤其是在全部满足所述步骤S28 S30的条件的情况下切换到检测 电平2，所以在可进行自动上链发电和手动上链发电的电子钟表l中，在 发电频率具有偏差的通常携带时的自动上链发电中能够维持检测电平1， 在使用者挥动钟表1进行发电的自动上链发电的快速发电时或操作表把3 的手动上链发电时，能够切换到适用于该发电状态的检测电平2，能够更 加准确地检测发电量。加之，在充电电流为Ill以下的状态持续了t2时间以上的情况下、 即没有进行上述手动上链发电或快速自动上链发电的情况下，自动恢复 到检测电平l，所以使用者无需进行检测电平的切换操作，能够提高便利 性。(13) 利用外部操作部件接通了开关SW3时，若二次电池7的电压 在V1以上，则将持续时间初始化为21天，所以能够立即恢复到走针状 态，且在二次电池7已处于高电压区域的状态下不会催促使用者进行发 电，因此能够防止进行不必要的发电操作。此外，在二次电池7的电压为V1以下的情况下，将持续时间初始化为最小限的10分钟，所以能够立即恢复到走针状态，并且能够催促使用 者进行发电操作。另外，本发明不限于上述的实施方式，在能够达到本发明目的的范 围内进行的变形、改进等也都包括在本发明中。例如，如图14所示，作为电流检测单元6，可以利用具备与电阻61并联连接的电容器64、检测充电电流的平均值的电流检测单元。在该情 况下，利用电容器64对充电电流进行积分并取平均，所以能够以简单的 处理来实际检测在单位时间内充电到二次电池7中的充电量。并且，作为电流检测单元6中的检测电平的变更条件，不限于所述 第2实施方式，只要考虑发电装置40的特性等适当设定即可。例如，可以在持续时间显示状态下检测到预定的充电电流(例如I4) 的情况下，立即转移到检测电平2。在该情况下，与所述第2实施方式相 比，能够快速执行检测电平的切换。在所述第2实施方式中，发电装置 40可以利用自动上链和手动上链这两种方式进行发电，为了检测手动上 链发电或快速自动上链发电，根据它们的发电特性来设定条件，但是， 在仅设置有自动上链发电装置的情况下，无需设定考虑到手动上链发电 的转移条件，所以单纯地仅在充电电流达到预定的阈值(例如14)以上 时变更检测电平即可。并且，还可以在一定时间内具有预定发电的状态持续预定时间以上 时，变更检测电平。例如，在1秒钟内检测到3次以上达到12以上的充 电电流、且该检测状态持续了 5秒钟以上等情况下转移到检测电平2即 可。这样的转移条件在太阳能发电或利用外部交流磁场进行的发电等、 使用一定的发电量长时间持续的发电装置的情况下很有效。此外，可以在一次发电具有预定发电量(例如Q1)的情况在预定时 间以内(例如l秒以内)存在预定次数(例如2次)时，变更检测电平。根据这样的转移条件，像手动上链发电那样在预定时间内进行了一 定次数的发电时，容易转移到检测电平2，像通常携带时的自动上链发电 那样，在不定期地进行发电时不会转移到检测电平2，能够维持在检测电平l。在所述实施方式中，仅显示系统起动到停止为止的持续时间(第1 持续时间计数器的累计值)，然而，也可以构成为可切换显示从具有特定 操作起相加的持续时间(第2持续时间计数器的累计值)。并且，作为利用显示针31显示持续时间的方法，当持续时间变短时，可以通过折返显示等以小时单位或分钟单位等更加详细地显示持续时 间。例如，可以在持续时间变为1天的时刻，将所述针位置0 10分别 切换到O、 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 14、 19、 24小时的指示等进行显示； 此外，还可以在持续时间变为1小时的时刻，将所述针位置0 10分别 切换到O、 3、 6、 12、 15、 20、 25、 30、 45、 60分钟的指示等进行显示。 在本发明中，在持续时间变为0的时刻停止走针，所以持续时间准 确地显示走针动作继续的剩余时间。因此，若以小时单位或分钟单位显 示持续时间，则使用者能够准确地掌握动作继续的剩余时间，能够在走 针停止前进行发电操作。此外，在所述实施方式中，当持续时间变为O时，停止时刻显示用 电动机驱动单元15以及时刻显示用电动机16，仅停止利用指针20进行 的时刻显示，继续驱动振荡单元12、分频单元13、时刻显示控制单元14， 在内部对时刻进行计数，当具有预定量的发电时使时刻显示恢复到当前 时刻；然而，也可以停止驱动振荡单元12、分频单元13、时刻显示控制 单元14，完全停止钟表动作。并且，可以如下设定使用者能够从所述实施方式的睡眠模式和完 全停止钟表动作的模式中选择持续时间变为0时的停止模式。而且，在像以校正驱动方式输出校正驱动脉冲的情况那样、消耗电 流增加的情况下，可以从持续时间减去相应量来进行校正。艮卩，时刻显示用电动机驱动单元15这样构成向电动机16输入驱 动脉冲之后检测电动机16的旋转状态，在检测到非旋转的情况下，可执 行输入校正驱动脉冲使电动机16旋转的校正驱动处理；积分单元8根据 进行了所述校正驱动处理的次数校正持续时间，具体地说，由于消耗电流增加，所以可以对持续时间进行减法。根据这样的结构，进行与校正驱动处理次数对应的校正，所以能够 考虑在校正驱动处理中消耗的电流量来校正持续时间，能够可靠地防止 在持续时间变为0之前停止动作。此外，为了完全防止在持续时间显示变为0之前电池电压达到动作 停止电压以下，可以在电池电压达到预定值以下时，校正持续时间。艮P，在图10中，二次电池7的电压变为每使用区域1的低电压值的 情况下，縮短持续时间，防止在持续时间显示变为"0"之前电池电压达 到动作停止电压以下即可。作为持续时间显示单元，不限于显示针31可仅在一定角度范围内移 动的方式，也可以使用显示针31设定成可旋转1圈(360度)的持续时 间显示单元。但是，在像所述实施方式的显示针31那样在一定角度范围内移动的 部分作为副针安装到钟表1的表盘部分上时，能够增大指针的尺寸，能 够提高可视性。并且，作为持续时间显示单元，不限于使用显示针31的方式，在液 晶显示器等显示单元中，可以使用数字或指示器等进行显示。尤其是在 本发明中，持续时间准确地显示动作继续时间，所以通过数字显示该持 续时间，能够向使用者显示准确的持续时间。作为发电装置40，除了所述实施方式的手动上链发电装置或自动上 链发电装置之外，还可以利用基于外部交流磁场的发电装置、太阳能发 电装置、温差发电装置等各种发电装置。并且，电子钟表1中可以安装1 种所述各种发电装置，也可以像所述实施方式那样，组合多种发电装置。并且，本发明不限于手表，只要具备发电功能即可，可以应用于怀 表、座钟、挂钟等其他钟表。综上所述，本发明可以广泛应用于具有发电功能且具有显示持续时 间的持续时间显示单元的电子钟表。
权利要求
1.一种具有发电功能的电子钟表，其特征在于，所述电子钟表具有发电单元；蓄电单元，其蓄积由所述发电单元发电的电能；计时控制单元，其利用所述蓄电单元中蓄积的所述电能进行驱动；时刻显示单元，其被所述计时控制单元控制来进行时刻显示；发电量检测单元，其检测由所述发电单元发电的发电量；持续时间计算单元，其对由所述发电量检测单元检测到的发电量进行累计，计算持续时间；以及持续时间显示单元，其显示由所述持续时间计算单元计算出的持续时间。
2. 根据权利要求1所述的具有发电功能的电子钟表，其特征在于， 所述持续时间计算单元预先求出电子钟表的每预定时间的消耗电流，所述持续时间计算单元具有持续时间计数器，该持续时间计数器每 当由所述发电量检测单元检测到与该预定时间量的消耗电流相当的发电 量时，将持续时间加上所述预定时间量，所述持续时间显示单元根据该持续时间计数器的计数器值显示持续 时间。
3. 根据权利要求2所述的具有发电功能的电子钟表，其特征在于， 在电子钟表持续走针的状态下，每经过预定时间，所述持续时间计算单元将所述持续时间计数器的计数器值减去所述预定时间，当持续时间计数器的计数器值变为0时，所述计时控制单元停止所 述时刻显示单元的驱动。
4. 根据权利要求1 3的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表， 其特征在于，所述持续时间计算单元将电子钟表中的预定时间的消耗电流的整数 倍或整数分之一设为累计单位，将由所述发电量检测单元检测到的发电 量换算成所述累计单位，根据累计单位进行累计，计算持续时间。
5. 根据权利要求1 4的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表，其特征在于，所述发电量检测单元对发电电流进行采样，检测各采样时的峰值， 从表示预先求出的发电电流的峰值和平均电流值之间的关系的表中检测 与所述峰值对应的平均电流值，作为发电量，所述持续时间计算单元对所述平均电流值进行累计，计算持续时间。
6. 根据权利要求1 5的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表， 其特征在于，在累计值达到上限值的情况下，即使还在发电，所述持续时间计算 单元也不再进一步进行累计。
7. 根据权利要求1 6的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表， 其特征在于，所述持续时间计算单元累计对由所述发电量检测单元检测到的发电 量乘以预定系数而得到的值，计算持续时间。
8. 根据权利要求1 7的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表， 其特征在于，所述持续时间计算单元构成为可分别累计第1累计值和第2累计值， 所述第1累计值是对所述计时控制单元起动而将持续时间复位为0起的 发电量进行累计而得到的，所述第2累计值是对预定操作时起的发电量 进行累计而得到的，所述持续时间显示单元构成为可切换显示所述第1累计i直和第2累 计值。
9. 根据权利要求1 8的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表， 其特征在于，在由所述持续时间计算单元计算出的持续时间大于预定时间的情况 下，与小于预定时间的情况相比，所述持续时间显示单元增大持续时间 的显示单位。
10. 根据权利要求1 9的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表， 其特征在于，在由所述持续时间计算单元计算出的持续时间变为0以下的情况 下，所述持续时间显示单元进行与通常的持续时间显示不同的显示。
11. 根据权利要求1 10的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，在持续时间变为0以下的情况下，所述计时控制单元停止时刻显示 单元，且继续对时刻进行计数，若进行发电而使持续时间大于O，则所述 计时控制单元驱动时刻显示单元，使之恢复到当前时刻显示。
12. 根据权利要求1 11的任意一项所述的具有发电功能的电子钟表，其特征在于，所述时刻显示单元具有电动机驱动单元、由该电动机驱动单元驱动 的电动机、以及借助电动机进行移动的指针，所述电动机驱动单元构成为在向电动机输入驱动脉冲之后检测电动 机的旋转状态，在检测到非旋转的情况下可执行校正驱动处理，该校正 驱动处理是输入校正驱动脉冲使电动机旋转的处理，所述持续时间计算单元根据进行了所述校正驱动处理的次数来校正 持续时间。
13. 根据权利要求1 12的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于， 所述持续时间计算单元构成为可对所述发电量的累计值进行校正。
14. 根据权利要求1 13的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，所述持续时间计算单元检测所述蓄电单元的电压，在判断为根据该 电压推定的持续时间短于基于由所述持续时间计算单元累计的累计值的 持续时间的情况下，将所述累计值校正为与基于所述电压的持续时间对 应的值。
15. 根据权利要求1 14的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，所述持续时间计算单元检测所述蓄电单元的电压，在该电压值为预 定电压值以上的情况下，对根据发电量进行累计时的加法值进行校正。
16. 根据权利要求1 15的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，所述发电量检测单元根据所述发电单元的发电模式设定检测电平。
17. 根据权利要求1 15的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，在检测到预定的发电量的情况下，所述发电量检测单元切换检测电平。
18. 根据权利要求1 15的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，当一定时间内具有预定发电量的发电的状态持续了预定时间以上 时，所述发电量检测单元切换所述检测电平。
19. 根据权利要求1 15的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，当一次发电具有预定发电量的情况在预定时间以内存在预定次数 时，所述发电量检测单元切换所述检测电平。
20. 根据权利要求1 15的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，当一次发电具有预定发电量、之后在预定时间以内检测到预定量的 发电时，所述发电量检测单元切换所述检测电平。
21. 根据权利要求1 20的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，所述电子钟表具有外部操作部件，在利用该外部操作部件进行预定 的操作时，将所述持续时间计算单元的累计值初始化为大于0的预定持 续时间的值。
22. 根据权利要求1 21的任意一项所述的具有发电功能的电子钟 表，其特征在于，所述电子钟表具有外部操作部件，在利用该外部操作部件进行预定 的操作时，检测所述蓄电单元的电压，将所述持续时间计算单元的累计 值初始化为基于所述检测电压的值。
全文摘要
本发明提供一种能够准确地检测并显示持续时间的具有发电功能的电子钟表。具有发电功能的电子钟表(1)具有；发电单元(4)；二次电池(7)，其将发电电流充电；时刻显示控制单元(14)；时刻显示单元，其被时刻显示控制单元(14)控制来进行时刻显示；电流检测单元(6)，其检测发电单元(4)的发电量；积分单元(8)，其根据从电流检测单元(6)输出的检测结果信号累计发电量，计算持续时间；以及持续时间显示单元，其显示由积分单元(8)计算出的持续时间。持续时间显示单元具有持续时间显示控制单元(9)、电动机驱动单元(10)、持续时间显示用电动机(11)、以及显示针。
文档编号G04C10/00GK101266456SQ20081008364
公开日2008年9月17日 申请日期2008年3月12日 优先权日2007年3月14日
发明者川口孝 申请人:精工爱普生株式会社