特許 7229823 電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-17

(45)【発行日】2023-02-28

(54)【発明の名称】電子機器

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20230220BHJP

   G04C 10/00 20060101ALI20230220BHJP

   G04G 19/00 20060101ALI20230220BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 302D

H02J7/00 B

G04C10/00 Z

G04C10/00 C

G04G19/00 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019049680

(22)【出願日】2019-03-18

(65)【公開番号】P2020156138

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-11-16

(73)【特許権者】

【識別番号】000001960

【氏名又は名称】シチズン時計株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000154

【氏名又は名称】弁理士法人はるか国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 顕斉

(72)【発明者】

【氏名】木村 将吾

【審査官】田中 慎太郎

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第００／０５９０９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－１７４６６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１６９２１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ７／００

Ｇ０４Ｃ １０／００

Ｇ０４Ｇ １９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

発電手段と、
前記発電手段の出力電圧により充電される電池と、
前記出力電圧が入力され、前記発電手段による発電時間を計測する発電時間計測タイマと、
節電モードにおいて、動作開始後に前記電池の充電状態を演算し、該充電状態に基づいて自らの動作を停止する、又は前記節電モードを解除する処理を行う制御回路と、
所定時間より大きい発電時間が前記発電時間計測タイマにより計測されているか否かに応じて、前記制御回路の前記処理を開始させる開始信号を出力する開始信号出力回路と、
前記電池の電力を消費する負荷と、
前記負荷による消費時間を計測する消費時間計測タイマと、
前記電池の電池電圧を検出する検出回路と、
を有し、
前記制御回路は、前記発電時間に応じた発電値、前記消費時間に応じた消費値、及び前記電池電圧に基づいて前記充電状態を演算する、
電子機器。

【請求項2】

前記開始信号出力回路は、所定時間より大きい発電時間が、所与のタイミングにて前記発電時間計測タイマにより計測されているか否かに応じて、前記開始信号を出力する、
請求項１に記載の電子機器。

【請求項3】

前記開始信号出力回路は、所与のタイミングにて前記開始信号を出力し、
所定時間ごとのタイミングを前記所与のタイミングとして生成する時間計測タイマをさらに有する、
請求項１に記載の電子機器。

【請求項4】

前記開始信号出力回路は、所与のタイミングにて前記開始信号を出力し、
前記発電時間計測タイマが所定の時間よりも大きい発電時間を計測したタイミングを、前記所与のタイミングとする、
請求項１に記載の電子機器。

【請求項5】

発電手段と、
前記発電手段の出力電圧により充電される電池と、
前記出力電圧が入力され、前記発電手段による発電時間を計測する発電時間計測タイマと、
節電モードにおいて、動作開始後に前記電池の充電状態を演算し、該充電状態に基づいて自らの動作を停止する、又は前記節電モードを解除する処理を行う制御回路と、
所定時間より大きい発電時間が前記発電時間計測タイマにより計測されているか否かに応じて、前記制御回路の前記処理を開始させる開始信号を出力する開始信号出力回路と、
操作部と、
を有し、
前記開始信号出力回路は、所与のタイミングにて前記開始信号を出力し、
ユーザによる前記操作部の操作があったタイミングを、前記所与のタイミングとする、
電子機器。

【請求項6】

発電手段と、
前記発電手段の出力電圧により充電される電池と、
前記出力電圧が入力され、前記発電手段による発電時間を計測する発電時間計測タイマと、
節電モードにおいて、動作開始後に前記電池の充電状態を演算し、該充電状態に基づいて自らの動作を停止する、又は前記節電モードを解除する処理を行う制御回路と、
所定時間より大きい発電時間が前記発電時間計測タイマにより計測されているか否かに応じて、前記制御回路の前記処理を開始させる開始信号を出力する開始信号出力回路と、
を有し、
前記開始信号出力回路は、所与のタイミングにて前記開始信号を出力し、
前記節電モードにおいて、前記制御回路によって所定の機能が動作するタイミングを、前記所与のタイミングとする、
電子機器。

【請求項7】

発電手段と、
前記発電手段の出力電圧により充電される電池と、
前記出力電圧が入力され、前記発電手段による発電時間を計測する発電時間計測タイマと、
節電モードにおいて、動作開始後に前記電池の充電状態を演算し、該充電状態に基づいて自らの動作を停止する、又は前記節電モードを解除する処理を行う制御回路と、
所定時間より大きい発電時間が前記発電時間計測タイマにより計測されているか否かに応じて、前記制御回路の前記処理を開始させる開始信号を出力する開始信号出力回路と、
前記電子機器の情報表示を行う表示手段と、
を有し、
前記開始信号出力回路は、所与のタイミングにて前記開始信号を出力し、
前記表示手段による表示が更新されるタイミングを、前記所与のタイミングとする、
電子機器。

【請求項8】

前記発電手段は、電荷を帯びたエレクトレット膜が設けられるエレクトレット基板と、前記エレクトレット膜に対向して配置される電極が設けられる対向基板と、前記エレクトレット基板と前記対向基板とを相対的に回転させる回転軸と、を含む静電誘導型の発電装置である、
請求項１～７のいずれか１項に記載の電子機器。

【請求項9】

前記電子機器の姿勢に応じて回転し、該回転を前記回転軸へ伝達する回転錘を有する、
請求項８に記載の電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池の充電状態に基づいて節電モードを解除する機能を有する電子機器に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、発電装置と、発電装置の出力電圧により充電される二次電池を有する電子機器である電子時計が開示され、入出力エネルギー量を検出し、エネルギー収支を表示することが記載されている。また、その他にも、電子時計が備える制御回路によって二次電池の充電状態を把握し、二次電池の充電が十分でない場合、消費電力を抑制する節電モードに移行する技術が知られている。また、節電モードにおいて、制御回路が、定期的に二次電池の充電状態を確認し、二次電池が十分に充電された状態になった場合、節電モードを解除する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平１１－５２０３５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、上記のように、定期的に二次電池の充電状態を確認する構成においては、前回充電状態を確認した後、発電装置による発電が行われたか否かに関わらず、制御回路が充電状態を確認することとなる。すなわち、二次電池の充電値が増加しておらず、節電モードが解除される見込みがないにも関わらず、制御回路を起動させることとなる。その結果、電力を不要に消費することとなってしまう。

【0005】

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電池の充電状態に基づいて節電モードを解除する機能を有する電子機器において、消費電力を低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下の通りである。

【0007】

（１）発電手段と、前記発電手段の出力電圧により充電される電池と、前記出力電圧が入力され、前記発電手段による発電時間を計測する発電時間計測タイマと、節電モードにおいて、動作開始後に前記電池の充電状態を演算し、該充電状態に基づいて自らの動作を停止する、又は前記節電モードを解除する処理を行う制御回路と、所定時間より大きい発電時間が前記発電時間計測タイマにより計測されているか否かに応じて、前記制御回路の前記処理を開始させる開始信号を出力する開始信号出力回路と、を有する電子機器。

【0008】

（２）（１）において、前記制御回路は、少なくとも、前記発電時間に応じた発電値に基づいて前記充電状態を演算する、電子機器。

【0009】

（３）（２）において、前記電池の電力を消費する負荷と、前記負荷による消費時間を計測する消費時間計測タイマと、をさらに有し、前記制御回路は、前記発電値と前記消費時間に応じた消費値とに基づいて前記充電状態を演算する、電子機器。

【0010】

（４）（１）～（３）のいずれかにおいて、前記電池の電池電圧を検出する検出回路をさらに有し、前記制御回路は、前記発電値、前記消費値、及び前記電池電圧に基づいて前記充電状態を演算する、電子機器。

【0011】

（５）（１）～（４）のいずれかにおいて、前記開始信号出力回路は、所与のタイミングにて前記開始信号を出力する、電子機器。

【0012】

（６）（１）～（４）のいずれかにおいて、前記開始信号出力回路は、所定時間より大きい発電時間が、所与のタイミングにて前記発電時間計測タイマにより計測されているか否かに応じて、前記開始信号を出力する、電子機器。

【0013】

（７）（５）又は（６）において、所定時間ごとのタイミングを前記所与のタイミングとして生成する時間計測タイマをさらに有する、電子機器。

【0014】

（８）（５）～（７）のいずれかにおいて、前記発電時間計測タイマが所定の時間よりも大きい発電時間を計測したタイミングを、前記所与のタイミングとする、電子機器。

【0015】

（９）（５）～（８）のいずれかにおいて、操作部を有し、ユーザによる前記操作部の操作があったタイミングを、前記所与のタイミングとする、電子機器。

【0016】

（１０）（５）～（９）のいずれかにおいて、前記節電モードにおいて、前記制御回路によって所定の機能が動作するタイミングを、前記所与のタイミングとする、電子機器。

【0017】

（１１）（５）～（１０）のいずれかにおいて、 前記電子機器の情報表示を行う表示手段を有し、前記表示手段による表示が更新されるタイミングを、前記所与のタイミングとする、電子機器。

【0018】

（１２）（１）～（１１）のいずれかにおいて、前記発電手段は、電荷を帯びたエレクトレット膜が設けられるエレクトレット基板と、前記エレクトレット膜に対向して配置される電極が設けられる対向基板と、前記エレクトレット基板と前記対向基板とを相対的に回転させる回転軸と、を含む静電誘導型の発電装置である、電子機器。

【0019】

（１３）（１２）において、前記電子機器の姿勢に応じて回転し、該回転を前記回転軸へ伝達する回転錘を有する、電子機器。

【発明の効果】

【0020】

上記本発明の（１）～（１３）の側面によれば、消費電力を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本実施形態に係る電子時計の全体構成を示す平面図である。

【図2】本実施形態の発電手段を模式的に示す模式図である。

【図3】本実施形態のエレクトレット基板を示す平面図である。

【図4】本実施形態の対向基板を示す平面図である。

【図5】静電誘導型の発電手段の作動原理の一例を説明する概略回路図である。

【図6】本実施形態に係る電子時計のシステム構成を示すブロック図である。

【図7】各種負荷による消費値と、それら負荷による消費が行われた時間の一例を示す図である。

【図8】実施形態に係る電子時計に含まれる回路構成を示す図である。

【図9】開始信号が入力された後の制御回路の動作を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0023】

図１は、本実施形態に係る電子時計の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、電子時計１は、主な構成として、文字板１０と、秒針２０ａ、分針２０ｂ、時針２０ｃと、操作部３０と、電池５０と、制御回路６０と、発電手段１００とを有している。なお、図１においては、文字板１０の裏側に配置される電池５０、制御回路６０、発電手段１００を破線で示している。

【0024】

文字板１０は、電子時計１の外観を構成する外装ケース内に配置されている。時刻針である秒針２０ａ、分針２０ｂ、時針２０ｃは、文字板１０上の時字等を示すことにより時刻を表示する。

【0025】

操作部３０は、ユーザからの操作を受け付ける。ユーザが操作部３０を操作することにより、時刻修正や、電子時計１が備える種々の機能を発揮させることができる。

【0026】

電池５０は、発電手段１００の出力電圧により充電される二次電池であるとよい。具体的には、電池５０は、例えば、リチウムイオン電池等であるとよい。電池５０は電池電圧検出回路５１（図６参照）に接続されており、電池電圧検出回路５１で検出された電池電圧は制御回路６０において管理されている。制御回路６０は、電池５０から供給される電力により駆動する。

【0027】

なお、図１に示した電子時計１のデザインは一例である。ここで示したもの以外にも、例えば、外装ケースを丸型でなく角型にしてもよいし、操作部３０であるボタン及び竜頭の配置や数は任意であってもよい。また、図１においては、指針を秒針２０ａ、分針２０ｂ、時針２０ｃの３本としているが、これに限定されず、曜日、タイムゾーンやサマータイムの有無、電波の受信状態や電池の残量、各種の表示を行う表示針等を追加したりしてもよい。

【0028】

ここで、図２～図５を参照して発電手段１００の一例について具体的に説明する。図２は、本実施形態の発電手段を模式的に示す模式図である。図３は、本実施形態のエレクトレット基板を示す平面図である。図４は、本実施形態の対向基板を示す平面図である。図５は、静電誘導型の発電手段の作動原理の一例を説明する概略回路図である。

【0029】

本実施形態においては、静電誘導型の発電手段１００を採用した。詳細については後述するが、発電手段１００は、機械的な回転運動を電気エネルギーに変換して取り出すものである。

【0030】

図２に示すように、発電手段１００は、エレクトレット基板１１０と、対向基板１２０と、対向基板１３０と、回転軸１５０とを有している。エレクトレット基板１１０及び回転軸１５０は金属からなるとよい。

【0031】

エレクトレット基板１１０は、円板形状であって、一方の面にエレクトレット膜１１１が設けられており、他方の面にエレクトレット膜１１２が設けられている。以下、エレクトレット基板１１０のうちエレクトレット膜１１１、１１２が設けられる面を、エレクトレット面１１１ａ、１１２ａと呼ぶ。なお、ここで、円板形状とは、その部材が全体としておおむね平坦な円板形状をしていることを指しており、その面内に、適宜の貫通孔が設けられたり、外周部に切り欠きや凸部その他の加工が施されたりすることは差し支えない。

【0032】

図３に示すように、エレクトレット膜１１１は、周方向に互いに間隔を空けて並ぶように複数設けられている。なお、図示は省略するが、エレクトレット膜１１２も同様に、周方向に互いに間隔を空けて並ぶように複数設けられている。

【0033】

ここで、エレクトレット膜の材料には、帯電しやすい材料を用い、例えば負電荷に帯電する材料としては酸化珪素や、フッ素樹脂等がある。かかる材料の具体的な一例として、旭硝子株式会社製のフッ素樹脂であるＣＹＴＯＰ（登録商標）が挙げられる。さらに、その他にもエレクトレット膜の材料としては、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリビニルクロライド、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルデンジフルオライド、ポリビニルフルオライド等の高分子材料や、前述の酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素等の無機材料も使用することができる。

【0034】

発電手段１００においては、エレクトレット基板１１０は回転軸１５０の回転に伴い回転する。

【0035】

対向基板１２０は、円板形状であって、エレクトレット基板１１０のエレクトレット面１１１ａに対向する面に対向電極１２１が設けられている。以下、対向基板１２０のうち対向電極１２１が設けられると共にエレクトレット面１１１ａに対向して配置される面を、電極面１２１ａと呼ぶ。図４に示すように、対向電極１２１は、周方向に互いに間隔を空けて並ぶように複数設けられている。また、対向基板１２０は、その中心に軸孔１２３を有する。軸孔１２３には、回転軸１５０が挿通される。回転軸１５０は、対向基板１２０に対して固定されておらず、対向基板１２０に対して空転する。

【0036】

なお、図示は省略するが、対向基板１３０も対向基板１２０と同様の構成である。すなわち、対向基板１３０は、円板形状であって、エレクトレット基板１１０のエレクトレット面１１２ａに対向する面に対向電極１３１が設けられている。以下、対向基板１３０のうち対向電極１３１が設けられると共にエレクトレット面１１２ａに対向して配置される面を、電極面１３１ａと呼ぶ。また、対向基板１３０は、回転軸１５０が挿通される軸孔１３３を有している。回転軸１５０は、対向基板１３０に対しても固定されておらず、対向基板１３０に対して空転する。

【0037】

なお、対向基板１２０は、例えば、対向電極１２１が一体的に形成された成形回路部品（ＭＩＤ：Ｍｏｌｄｅｄ Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ Ｄｅｖｉｃｅ）であるとよい。ただし、これに限られるものではなく、対向基板１２０は、例えば、円板形状の基板上に、対向電極がパターニングされたフレキシブル回路基板（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）が貼り付けられてなるものであっても構わない。対向基板１３０についても同様である。

【0038】

対向基板１２０と対向基板１３０とは、図２に示すように、回転軸１５０が延伸する方向において、エレクトレット基板１１０に対して所定の間隔Ｇを空けて、エレクトレット基板１１０を挟むように配置されている。

【0039】

なお、エレクトレット膜や対向電極の平面形状は、図３、図４に示したものに限られるものではない。また、例えば、エレクトレット基板１１０や対向基板１２０、１３０に周方向に所定の間隔を空けて並ぶ複数の貫通孔を形成し、それら貫通孔が形成されない領域に、エレクトレット膜や対向電極を配置する構成であってもよい。

【0040】

図５を参照して、静電誘導型の発電手段の作動原理の一例について説明する。なお、図５においては、対向基板１２０、１３０の図示は省略している。

【0041】

また、上述のように、対向基板１２０及び対向基板１３０は、電極が存在する領域と存在しない領域とが周方向に交互に配置される構成であり、エレクトレット基板１１０は、エレクトレット膜が設けられる領域と設けられない領域とが周方向に交互に配置される構成である。

【0042】

回転軸１５０の回転に伴いエレクトレット基板１１０が回転し、エレクトレット膜１１１と対向電極１２１とが正対する状態とそうでない状態が入れ替わり、かつ、エレクトレット膜１１２と対向電極１３１とが正対する状態とそうでない状態が入れ替わる。

【0043】

回転軸１５０は、例えば、図２に示す回転錘１５の回転に伴い回転するとよい。なお、回転錘１５の回転は、不図示の輪列を介して回転軸１５０に伝達されるものであってもよい。回転錘１５は、電子時計１の姿勢に応じて回転するように設けられているとよい。例えば、電子時計１を腕に装着したユーザが歩行等する際のユーザの腕の動きに伴って回転するように設けられているとよい。

【0044】

また、エレクトレット膜１１１、１１２は、所定の帯電状態となるように形成されている。本実施形態においては、エレクトレット膜１１１、１１２は、共に負電荷を持つように帯電している。

【0045】

対向基板１２０の対向電極１２１がエレクトレット膜１１１に正対している状態では、エレクトレット膜１１１の表面電荷に誘導されて対向電極１２１に反対極性の電荷が蓄積される（本実施形態においては、正電荷が対向電極１２１に蓄積される）。その後、エレクトレット基板１１０が回転し、エレクトレット膜１１１が対向電極１２１に正対しない状態となると、対向電極１２１に誘導され蓄積された電荷が掃き出され、整流回路１６１により整流されて電気エネルギーとして取り出される。

【0046】

同様に、対向基板１３０の対向電極１３１がエレクトレット膜１１２に正対している状態では、エレクトレット膜１１２の表面電荷に誘導されて対向電極１３１に反対極性の電荷が蓄積される（本実施形態においては、正電荷が対向電極１３１に蓄積される）。その後、エレクトレット基板１１０が回転し、エレクトレット膜１１２が対向電極１３１に正対しない状態となると、対向電極１３１に誘導され蓄積された電荷が掃き出され、整流回路１６２により整流されて電気エネルギーとして取り出される。

【0047】

なお、図５においては、対向電極１２１と対向電極１３１とが周方向についての位相が異なるように、対向基板１２０及び対向基板１３０に配置されている例について示している。ただし、これに限られるものではなく、対向電極１２１と対向電極１３１は、周方向についての位相が同じになるように配置されていてもよい。

【0048】

さらに、図６を参照して、本実施形態に係る電子時計１のシステム構成の概要について説明する。図６は、本実施形態に係る電子時計のシステム構成を示すブロック図である。

【0049】

図６に示すように、電子時計１は、発振回路７１と、分周回路７２と、計時手段７３と、表示手段７４とを有している。

【0050】

発振回路７１は、所定の周波数で振動する水晶振動子と電気的に接続されており、計時の基準となる発振信号を分周回路７２に出力する。分周回路７２は、発振回路７１から入力された発振信号を分周して周期の異なる複数の信号に変換する。計時手段７３は、分周回路７２から入力される分周信号に基づいて内部時刻を計時する。表示手段７４は、計時手段７３により計時された時刻を表示する手段であり、例えば、図１で示した秒針２０ａ、分針２０ｂ、時針２０ｃや、日にちを表す数字が表示される日付表示板（不図示）等であるとよい。

【0051】

制御回路６０は、プログラムに従って各種の情報処理を行う回路であり、マイクロコントローラを含んで構成される。制御回路６０は、アラーム機能、クロノグラフ機能、電波受信機能、外部機器との通信機能などの電子時計１が備える各機能を制御するように動作してもよい。また、上記表示手段７４は、制御回路６０により制御される各機能に関する情報を表示する手段として機能してもよい。例えば、電波受信中であることや、電波の受信に成功又は失敗したことを表示手段７４としての秒針２０ａ、分針２０ｂ、時針２０ｃ等が文字板１０上の所定の位置を指し示すことにより、ユーザに知らせる構成としてもよい。

【0052】

また、制御回路６０は、マイクロコントローラが実行する機能として、充電状態演算手段６１を含んでいる。また、制御回路６０は、後述の充電収支値を記憶する充電収支値メモリ６２を含んでいる。

【0053】

制御回路６０は、電池５０の充電状態に基づいて、電子時計１を、通常モードと、節電モード（充電警告モード、パワーセーブモードなどとも呼ばれる）とで切り替える。すなわち、電池５０の電池電圧が低い状態において、消費電力を抑制する節電モードに切り替える。例えば、秒針２０ａの駆動機構が分針２０ｂや時針２０ｃの駆動機構とは異なり別々に動作可能な構成の場合、通常モードにおいては秒針２０ａを１秒毎に運針させて、節電モードにおいては秒針２０ａを２秒毎に運針させる。または、節電モードにおいては秒針２０ａを所定位置で停止させてもよい。また、制御回路６０は、アラーム機能の制御など、消費電力の小さい動作については、節電モードにおいても行うこととしてもよい。

【0054】

節電モードにおいて、制御回路６０は、その動作の停止と開始を繰り返している。それにより、消費電力を抑制している。そして、発電手段１００の発電により、電池５０の電池電圧が十分に回復した場合、節電モードを解除し、再び通常モードにおける動作を開始することとなる。具体的には、制御回路６０が、充電状態演算手段６１により、電池５０の充電状態を演算し、充電収支値が所定の閾値以上であった場合に、節電モードを解除する。

【0055】

電池５０の充電状態は、電池電圧検出回路５１により検出された電池電圧に基づいて算出される。なお、発電手段１００による出力電圧が高い場合、電池電圧検出回路５１において実際の電池電圧よりも高い数値が検出されることがある。図２～図５を参照して示した静電誘導型の発電手段１００においては、比較的高い電圧が出力される。また、使用する電池によっても電池電圧検出回路５１において実際の電池残容量に対する電池電圧よりも高い電圧が一時的に検出されることがある。そこで、本実施形態においては、電池電圧検出回路５１により検出した電池電圧に加えて、充電収支値を用いて、電池５０の電池電圧をより精度良く取得することとした。

【0056】

本実施形態において、充電収支値とは、発電手段１００による発電値の積算値と、電子時計１が備える負荷による消費値の積算値とに基づいて算出される値である。発電値の積算値の方が消費値の積算値よりも大きい場合、充電収支値はプラスの値となり、電池電圧は増加することとなる。一方、発電値の積算値の方が消費値の積算値よりも小さい場合、充電収支値はマイナスの値となり、電池電圧は減少することとなる。以下、充電収支値の算出について説明する。

【0057】

図６に示すように、本実施形態に係る電子時計１は、発電時間計測タイマ８１と、消費時間計測タイマ８４とを有する。発電時間計測タイマ８１は、発電手段１００による発電が行われた時間を計測する。発電時間計測タイマ８１は、発電手段１００による発電が行われている間、カウントアップを行う。

【0058】

なお、本実施形態においては、単位時間における発電手段１００による発電値（電流値）は一定であると仮定する。例えば、発電手段１００により発電が行われた時間が２０分であり、発電値が１００μＡであると仮定した場合、発電値の積算値は２０００μＡ・minuteとなる。

【0059】

また、消費時間計測タイマ８４は、負荷による消費が行われた時間を計測する。消費時間計測タイマ８４は、負荷による消費が行われている間、カウントアップを行う。

【0060】

ここで、図７において、各種負荷による消費値（電流値）と、それら負荷による消費が行われた時間の一例を示す。図７において、消費値が１μＡである通常運針が３０分行われ、消費値が１０μＡである機能Ａが１０分行われ、消費値が２０μＡである機能Ｂが０分行われた場合の例について示している。図７に示す例においては、消費値の積算値は、１３０（＝（１μＡ×３０）＋（１０μＡ×１０）＋（２０μＡ×０））μＡ・minuteとなる。

【0061】

なお、消費時間計測タイマ８４は、負荷の種類に応じてカウントアップするとよい。例えば、図７の例においては、運針が行われた場合、単位時間当たりにカウントを１アップし、機能Ａが行われた場合、単位時間当たりにカウントを１０アップするとよい。

【0062】

発電値の積算値が２０００μＡ・minuteであり、消費値の積算値が１３０μＡ・minuteである上記の例においては、充電収支値は、＋１８７０μＡ・minuteとなる。すなわち、充電収支値はプラスの値であり、電池５０の電池電圧は増加する。

【0063】

上記の例において、例えば、節電モードを解除する閾値が５０００μＡ・minuteと設定されている場合、１８７０μＡ・minuteでは閾値に満たないため、節電モードは解除されない。なお、節電モードを解除する閾値は、電池電圧検出回路５１が検出した電池電圧に基づいて決定されるとよい。すなわち、電池電圧検出回路５１により検出された電池電圧が高い場合、節電モードを解除する閾値は低く設定し、電池電圧検出回路５１により検出された電池電圧が低い場合、節電モードを解除する閾値は高く設定するとよい。

【0064】

例えば、電池電圧検出回路５１により検出された電池電圧が高い場合、節電モードを解除する閾値を１５００μＡ・minuteと設定するとよい。この場合において、上記のように充電収支値が１８７０μＡ・minuteであった場合、節電モードが解除されることとなる。

【0065】

ここで、上述したように、制御回路６０は、節電モードにおいては、その動作を停止する。節電モードを解除するためには、制御回路６０を起動させる必要がある。制御回路６０は起動した状態において、充電状態の演算を行うためである。

【0066】

従来、節電モードにおいて、所定のタイミング毎に定期的に制御回路６０を起動させ、充電状態の演算を行っていた。しかしながら、前回充電状態の演算を行った後、発電手段１００による発電が行われていない場合、発電値は増加しない。そのため、充電収支値が節電モードを解除する閾値を超えていることはなく、節電モードが解除される見込みはない。そのような状態において、停止状態にある制御回路６０を起動させ、充電状態の演算を行っても、不要に電力を消費するだけである。

【0067】

そこで、本実施形態においては、節電モードを解除できる見込みがある場合にのみ、制御回路６０を起動させて、電池５０の充電状態を演算し、節電モードを解除するか否かを判断することとした。以下、図８を参照して、節電モードにおける制御回路６０の動作開始について具体的に説明する。

【0068】

図８は、本実施形態に係る電子時計に含まれる回路構成を示す図である。電子時計１は、図６でも示したように、発電時間計測タイマ８１と、時間計測タイマ８２と、消費時間計測タイマ８４とを有する。さらに、電子時計１は、図８に示すように、比較器９１と、ＡＮＤ回路９２と、比較器９３と、比較器８３とを有する。なお、図８に示す比較器８３は、図６に示す開始信号出力回路８３に対応する構成である。

【0069】

本実施形態においては、発電時間計測タイマ８１、時間計測タイマ８２、比較器９１、ＡＮＤ回路９２、比較器９３、比較器８３を、制御回路６０とは別の回路として構成した。また、消費時間計測タイマ８４も制御回路６０とは別の回路として構成した。ただし、消費時間計測タイマ８４は必須の構成ではなく、消費時間計測タイマ８４が有する機能を制御回路６０に持たせても構わない。すなわち、制御回路６０が、その内部にカウンタを備え、負荷による消費が行われた消費時間を計測してもよい。

【0070】

発電手段１００による出力電圧は、比較器９１に入力される。比較器９１は、所定の閾値以上の出力電圧が入力されたことに伴って信号を出力する。また、ＡＮＤ回路９２は、比較器９１から信号が入力されて、かつ単位時間が経過した際に、発電時間計測タイマ８１のカウントをアップさせる信号を出力する。

【0071】

また、時間計測タイマ８２は、分周回路７２から入力される信号に基づいて、時間を計測している。比較器９３は、所与のタイミングにて、比較器８３に対して信号を出力する。所与のタイミングは、例えば、時間計測タイマ８２が時間の計測を開始してから数十分程度毎とするとよい。

【0072】

比較器８３は、所与のタイミングにて、所定時間よりも大きい発電時間が発電時間計測タイマ８１により計測されているか否かに応じて、制御回路６０が電池５０の充電状態を演算し、節電モードを解除するか否かを判断するための一連の処理動作を開始させる開始信号を出力する。すなわち、比較器８３は、時間計測タイマ８２が予め定められた数十分程度の時間をカウントした際に、発電時間計測タイマ８１のカウントが所定の閾値よりも大きい場合に、開始信号を出力する。ここで、所定の閾値としては、例えば、０μＡとするとよい。すなわち、前回充電状態演算手段６１が充電状態を演算した後、発電手段１００が少しでも発電を行った場合、制御回路６０が動作を開始することとするとよい。ただし、所定の閾値は０μＡに限られるものではなく、０よりも大きな値に設定しても構わない。

【0073】

以上のように、電子時計１においては、図８に示した構成を有することにより、発電手段１００による発電が行われており、節電モードが解除される見込みがある場合にのみ、充電状態演算手段６１による演算を行う。

【0074】

具体的には、制御回路６０は、開始信号が入力されることにより、充電状態演算手段６１により電池５０の充電状態の演算を開始する。具体的には、まず、発電時間計測タイマ８１により計測されている発電時間（カウント）を読み込む。また、消費時間計測タイマ８４により計測されている消費時間（カウント）を読み込む。

【0075】

そして、制御回路６０は、読み込んだ充電値と消費値に基づいて、充電状態演算手段６１により充電収支値を算出する。充電収支値が所定の閾値以上であった場合、節電モードを解除して、通常モードへ移行する。なお、制御回路６０は、警告充電フラグに基づいて、通常モードと節電モードとの切り替え制御を行うとよい。

【0076】

一方、充電収支値が所定の閾値未満であった場合、制御回路６０は、自らの動作を再度停止する。そして、制御回路６０は、次の開始信号が入力されるのを待つ。なお、制御回路６０は、充電状態の演算後、発電時間計測タイマ８１のカウントと、消費時間計測タイマ８４のカウントをリセットするとよい。それらカウントがリセットされて、カウントが０となった状態において、再び、上記で説明したように発電時間及び消費時間の計測を行うとよい。また、制御回路６０は、充電収支値メモリ６２に、前回演算した充電収支値を記憶するとよい。充電収支値は、過去に演算した充電収支値の累積加算した値を記憶してもよい。累積加算した値は、通常モードへ移行した際、または、通常モードへ移行してから再度節電モードへと移行した際に値をリセットしてもよい。

【0077】

さらに、図９を参照して、開始信号が入力された後の制御回路６０の動作について説明する。図９は、開始信号が入力された後の制御回路６０の動作を示すフローチャートである。

【0078】

制御回路６０は、開始信号出力回路８３から出力された開始信号を入力することにより、（ステップＳ１）、処理動作を開始する（ステップＳ２）。

【0079】

制御回路６０は、発電時間計測タイマ８１のカウントに基づいて発電値を読み込む（ステップＳ３、図８参照）。さらに、制御回路６０は、消費時間計測タイマ８４のカウントに基づいて消費値を読み込む（ステップＳ４、図８参照）。そして、充電状態演算手段６１により、発電値と消費値とに基づいて、充電収支値を演算する（ステップＳ５）。

【0080】

さらに、制御回路６０は、充電収支値が所定の閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ６）。充電収支値が所定の閾値未満であった場合（ステップＳ６のＮＯ）、制御回路６０は、発電時間計測タイマ８１及び消費時間計測タイマ８４のカウンタをリセットする信号を出力すると共に（ステップＳ７、図８参照）、自らの動作を再度停止する（ステップＳ８）。

【0081】

一方、充電収支値が所定の閾値以上であった場合（ステップＳ６のＹＥＳ）、制御回路６０は、警告状態フラグを変更し（ステップＳ９）、通常モードへ移行する（ステップＳ１０）。

【0082】

なお、本実施形態においては、時間計測タイマ８２が時間を計測し、所与のタイミングにて、発電時間計測タイマ８１によるカウント（発電時間）に基づいて制御回路６０の動作を開始させる開始信号を出力することとしたが、開始信号の出力のタイミングはこれに限られるものではない。

【0083】

例えば、時間計測タイマ８２のカウントに関わらず、発電時間計測タイマ８１が所定の時間よりも大きい発電時間を計測した場合を所与のタイミングとして、開始信号出力回路８３が制御回路６０の動作を開始させる開始信号を出力してもよい。

【0084】

または、ユーザによる操作部３０の操作により、電子時計１が何らかの所定の機能の動作を行うこととなった場合、発電時間計測タイマ８１によるカウント（発電時間）に基づいて開始信号を出力し、制御回路６０の動作を開始することとしてもよい。すなわち、ユーザによる操作部３０の操作があった場合を所与のタイミングとして、それにより制御回路６０の動作が開始するついでに、充電状態演算手段６１による充電状態の演算を行ってもよい。また、ユーザによる操作部３０の操作により、予め決められた時間経過後に行われる所定の機能の動作を行うこととなった場合、その動作が開始する際に、発電時間計測タイマ８１によるカウント（発電時間）に基づいて開始信号を出力し、制御回路６０の動作を開始することとしてもよい。

【0085】

または、電子時計１が有する所定の機能のうち、節電モードにおいても動作可能な機能が動作を行うこととなった場合を所与のタイミングとして、発電時間計測タイマ８１によるカウント（発電時間）に基づいて開始信号を出力し、制御回路６０の動作を開始することとしてもよい。

【0086】

または、所定のタイミング毎に行われる動作、例えば、指針（秒針２０ａ、分針２０ｂ、時針２０ｃ、表示針等）や日付表示板や曜日表示板を動作させる際に、言い換えると、表示手段７４が情報表示の更新を行う場合を所与のタイミングとして、発電時間計測タイマ８１によるカウント（発電時間）に基づいて開始信号を出力し、制御回路６０の動作を開始することとしてもよい。

【0087】

なお、上述のユーザによる操作部３０の操作により、電子時計１が何らかの所定の機能の動作を行うこととなった場合や、電子時計１が有する所定の機能のうち、節電モードにおいても動作可能な機能が動作を行うこととなった場合や、表示手段７４が情報表示の更新を行う場合など、充電状態の演算以外の動作が行われて制御回路６０が起動することになった場合に、開始信号を出力して制御回路６０の充電状態の演算動作を開始させることとしてもよい。これにより、充電状態の演算動作のためだけに制御回路６０が起動することが回避できるため、消費電力を低減することができる。

【0088】

なお、制御回路６０が停止した状態が長時間に亘って維持され、時間計測タイマ８２がオーバーフローすることにより電子時計１に不具合が生じることを回避するために、発電時間計測タイマ８１によるカウントに関わらず、時間計測タイマ８２が所定の時間を計測した場合、開始信号を出力することとしてもよい。例えば、時間計測タイマ８２が計測を開始してから２４時間、開始信号出力回路８３が開始信号を出力していない場合、強制的に開始信号出力させて、制御回路６０の動作を開始させることとしてもよい。

【0089】

なお、本実施形態においては、発電手段１００における発電値が所定の閾値より大きい場合に、制御回路６０に対して開始信号を出力する例について説明したが、開始信号を出力するトリガとして、消費値を含めてもよい。すなわち、所定時間における発電値と消費値の合計値が、所定の閾値よりも大きい場合に、制御回路６０に対して開始信号を出力することとしてもよい。例えば、所定の閾値を０とした場合、発電値と消費値との合計値が、０よりも大きい場合に、制御回路６０に対して開始信号を出力することしてもよい。発電値が０よりも大きい場合であっても、その発電値よりも消費値が大きい場合、電池５０の充電量は減少することとなる。そのような状態において、制御回路６０の動作を開始し、電池５０の充電状態を演算しても、節電モードが解除される見込みはない。発電値に加えて、消費値を考慮した値に基づいて、開始信号の出力を制御することにより、不要に電力を消費することをより抑制することが可能となる。

【0090】

なお、本実施形態においては、発電手段１００として静電誘導型の発電装置を示したが、これに限られるものではない。例えば、発電手段１００として、太陽電池を用いてもよい。太陽電池は、文字板１０の裏側に配置されており、文字板１０を透過した光が入射されることにより発電する。このような太陽電池は、例えば、シリコン等からなる半導体層と、その半導体層の上面又は下面の少なくとも一方に配置される電極層とを含み、光が入射されることにより半導体層で発生した電荷を、電極層で回収し、電極層から電池５０へ電力を供給する。なお、太陽電池を用いた場合、照度に応じて、発電時間計測タイマ８１のカウントを設定するとよい。例えば、照度が低い場合、単位時間当たりにカウントを１アップし、照度が高い場合、単位時間当たりにカウントを２アップするよう設定するとよい。その他にも、発電手段１００として熱発電を行う発電装置等を用いても構わない。

【0091】

なお、上記実施形態においては、電子時計１を例に挙げて説明したが、これに限られるものではなく、少なくとも、電池５０と発電手段１００とを含む電子機器であればよい。例えば、小型の照明機器などであっても構わない。

【0092】

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、この実施形態に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

【符号の説明】

【0093】

１ 電子時計、１０ 文字板、１５ 回転錘、２０ａ 秒針、２０ｂ 分針、２０ｃ 時針、３０ 操作部、５０ 電池、５１ 電池電圧検出回路、６０ 制御回路、６１ 充電状態演算手段、６２ 充電収支値メモリ、７１ 発振回路、７２ 分周回路、７３ 計時手段、７４ 表示手段、８１ 発電時間計測タイマ、８２ 時間計測タイマ、８３ 開始信号出力回路、８４ 消費時間計測タイマ、９１ 比較器、９２ ＡＮＤ回路、９３ 比較器、１００ 発電手段、１１０ エレクトレット基板、１１１，１１２ エレクトレット膜、１２０，１３０ 対向基板、１２１，１３１ 対向電極、１５０ 回転軸、１６１，１６２ 整流回路。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】