(57)【要約】   太陽電池の出力電圧や出力電流の値を直接計測せずとも、互いに異なる複数の判断基準で太陽電池に照射される光の照度が高いか否か判定することのできる電波腕時計を提供する。  太陽電池と、所定の条件下で動作を停止する制御回路と、太陽電池に照射される光の照度が所与の閾値を超えるか否かを示す信号を出力する照度検出回路と、を備え、当該所与の閾値を第１の照度閾値、及び、当該第１の照度閾値より大きな第２の照度閾値の間で切り替え、照度が第１の照度閾値を超えることを示す信号が出力される場合に、停止中の制御回路を起動させ、照度が第２の照度閾値を超えることを示す信号が出力される場合に、時刻情報を含む衛星信号を衛星から受信して、受信した衛星信号に含まれる時刻情報に応じた時刻を表示する電波腕時計である。
2012132874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽電池と、
所定の条件下で動作を停止する制御回路と、
前記太陽電池に照射される光の照度が、所与の閾値を超えるか否かを示す信号を出力する照度検出回路と、
前記所与の閾値を、第１の照度閾値、及び、当該第１の照度閾値より大きな第２の照度閾値の間で切り替える閾値切替手段と、
前記照度が前記第１の照度閾値を超えることを示す信号を前記照度検出回路が出力する場合に、停止中の前記制御回路を起動させる制御回路起動手段と、
前記照度が前記第２の照度閾値を超えることを示す信号を前記照度検出回路が出力する場合に、時刻情報を含む衛星信号を衛星から受信する衛星信号受信手段と、
前記受信した衛星信号に含まれる時刻情報に応じた時刻を表示する時刻表示手段と、
を含むことを特徴とする電波腕時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電波腕時計において、
前記照度検出回路は、
前記太陽電池と並列接続可能であって、第１の抵抗値を持つ第１の回路要素と、
前記太陽電池と並列接続可能であって、前記第１の抵抗値より小さな抵抗値を持つ第２の回路要素と、
前記太陽電池の出力電圧が所定の閾値電圧を超えるか否かを示す信号を出力する比較回路と、
を備え、
前記閾値切替手段は、前記太陽電池と並列接続される回路要素を、前記第１の回路要素、及び前記第２の回路要素の間で切り替えることにより、前記第１の照度閾値と前記第２の照度閾値とを切り替える
ことを特徴とする電波腕時計。
【請求項３】
請求項２に記載の電波腕時計において、
前記第１の回路要素は、前記太陽電池と常に並列接続される第１の抵抗器であって、
前記第２の回路要素は、前記第１の抵抗器と、スイッチを介して前記太陽電池及び前記第１の抵抗器に並列接続される第２の抵抗器と、を含んで構成され、
前記閾値切替手段は、前記スイッチのオンとオフを切り替えることにより、前記太陽電池と並列接続される回路要素を、前記第１の回路要素及び前記第２の回路要素の間で切り替える
ことを特徴とする電波腕時計。
【請求項４】
請求項２に記載の電波腕時計において、
前記第１の回路要素は、第１のスイッチを介して前記太陽電池と接続され、
前記第２の回路要素は、第２のスイッチを介して前記太陽電池と接続され、
前記第１のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオンになるノーマルクローズのスイッチであって、
前記第２のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオフになるノーマルオープンのスイッチである
ことを特徴とする電波腕時計。
【請求項５】
請求項１に記載の電波腕時計において、
前記照度検出回路は、
前記太陽電池の出力電圧が所与の閾値電圧を超えるか否かを示す信号を出力する比較回路を備え、
前記閾値切替手段は、前記比較回路に入力される閾値電圧を、第１の閾値電圧、及び前記第１の閾値電圧より大きな第２の閾値電圧の間で切り替えることにより、前記第１の照度閾値と前記第２の照度閾値とを切り替える
ことを特徴とする電波腕時計。
【請求項６】
請求項５に記載の電波腕時計において、
前記照度検出回路は、
前記比較回路に対して、前記所与の閾値電圧として、前記第１の閾値電圧を入力可能な第１の定電圧出力回路と、
前記比較回路に対して、前記所与の閾値電圧として、前記第２の閾値電圧を入力可能な第２の定電圧出力回路と、
を備え、
前記閾値切替手段は、前記比較回路に前記所与の閾値電圧を入力する定電圧出力回路を、前記第１の定電圧出力回路、及び前記第２の定電圧出力回路の間で切り替えることにより、前記第１の照度閾値と前記第２の照度閾値とを切り替える
ことを特徴とする電波腕時計。
【請求項７】
請求項６に記載の電波腕時計において、
前記第１の定電圧出力回路は、第３のスイッチを介して前記比較回路と接続され、
前記第２の定電圧出力回路は、第４のスイッチを介して前記比較回路と接続され、
前記第３のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオンになるノーマルクローズのスイッチであって、
前記第４のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオフになるノーマルオープンのスイッチである
ことを特徴とする電波腕時計。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の電波腕時計において、
前記閾値切替手段は、前記第１の照度閾値、前記第２の照度閾値、及び、当該第１の照度閾値より大きく、当該第２の照度閾値よりも小さな第３の照度閾値の間で前記所与の閾値を切り替え、
前記電波腕時計は、
所定の条件下において省電力状態で動作する手段と、
前記照度が前記第３の照度閾値を超えることを示す信号を前記照度検出回路が出力する場合に、前記省電力状態での動作を終了する手段と、
を含むことを特徴とする電波腕時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池が発電する電力によって動作し、衛星から受信した信号に基づいて時刻の修正を行う電波腕時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池を備え、この太陽電池が発電する電力によって動作する腕時計がある。太陽電池は、外部から照射される光の照度が大きくなるほど大きな発電量で発電する。腕時計は、太陽電池によって発電される電力を二次電池に蓄積し、この二次電池から供給される電力によって動作する（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−２４１６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
時刻情報を含んだ電波をＧＰＳ衛星等の衛星から受信して時刻の修正を行う電波腕時計が検討されている。このような電波腕時計は、屋内では十分な強度で衛星からの信号を受信することが困難な場合があるため、屋外にあるときに衛星からの信号を受信することが望ましい。そこで、太陽電池に照射される光の照度が一定値を超えたときに、電波腕時計が屋外にあると判定し、衛星信号の受信処理を行うことが考えられる。【０００５】
また、上述したような太陽電池及び二次電池を備える腕時計の中には、二次電池の電池電圧が低下した際に、電池電圧の不足によって内蔵さていれる制御回路が異常停止してしまうことを避けるために、一時的に制御回路の動作を停止させる制御を行うものがある。このような腕時計は、制御回路の動作を一時的に停止した後は、太陽電池に一定値を超える照度の光が照射されているときに、太陽電池が発電した電力で二次電池の充電を行う。そして、二次電池に蓄積される電力がある程度回復した時点で、制御回路の再起動を行う。このような制御を行う場合、腕時計は、太陽電池に所定値を超える照度の光が照射されているか否かを判定する必要がある。このときの判断基準は、前述したように腕時計が屋外にあるか否か判定する際の基準よりは低く、屋内の照明による光が照射されている程度でもよい。【０００６】
このように、太陽電池を備える電波腕時計は、互いに異なる複数の判断基準で、太陽電池に照射される光の照度が高いか否か判断することを求められる場合がある。本発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、その目的の一つは、太陽電池の出力電圧や出力電流の値を直接計測せずとも、互いに異なる複数の判断基準で太陽電池に照射される光の照度が高いか否か判定することのできる電波腕時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電波腕時計は、太陽電池と、所定の条件下で動作を停止する制御回路と、前記太陽電池に照射される光の照度が、所与の閾値を超えるか否かを示す信号を出力する照度検出回路と、前記所与の閾値を、第１の照度閾値、及び、当該第１の照度閾値より大きな第２の照度閾値の間で切り替える閾値切替手段と、前記照度が前記第１の照度閾値を超えることを示す信号を前記照度検出回路が出力する場合に、停止中の前記制御回路を起動させる制御回路起動手段と、前記照度が前記第２の照度閾値を超えることを示す信号を前記照度検出回路が出力する場合に、時刻情報を含む衛星信号を衛星から受信する衛星信号受信手段と、前記受信した衛星信号に含まれる時刻情報に応じた時刻を表示する時刻表示手段と、を含むことを特徴とする。【０００８】
前記電波腕時計において、前記照度検出回路は、前記太陽電池と並列接続可能であって、第１の抵抗値を持つ第１の回路要素と、前記太陽電池と並列接続可能であって、前記第１の抵抗値より小さな抵抗値を持つ第２の回路要素と、前記太陽電池の出力電圧が所定の閾値電圧を超えるか否かを示す信号を出力する比較回路と、を備え、前記閾値切替手段は、前記太陽電池と並列接続される回路要素を、前記第１の回路要素、及び前記第２の回路要素の間で切り替えることにより、前記第１の照度閾値と前記第２の照度閾値とを切り替えることとしてもよい。【０００９】
さらに前記電波腕時計において、前記第１の回路要素は、前記太陽電池と常に並列接続される第１の抵抗器であって、前記第２の回路要素は、前記第１の抵抗器と、スイッチを介して前記太陽電池及び前記第１の抵抗器に並列接続される第２の抵抗器と、を含んで構成され、前記閾値切替手段は、前記スイッチのオンとオフを切り替えることにより、前記太陽電池と並列接続される回路要素を、前記第１の回路要素及び前記第２の回路要素の間で切り替えることとしてもよい。【００１０】
また、前記電波腕時計において、前記第１の回路要素は、第１のスイッチを介して前記太陽電池と接続され、前記第２の回路要素は、第２のスイッチを介して前記太陽電池と接続され、前記第１のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオンになるノーマルクローズのスイッチであって、前記第２のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオフになるノーマルオープンのスイッチであることとしてもよい。【００１１】
また、前記電波腕時計において、前記照度検出回路は、前記太陽電池の出力電圧が所与の閾値電圧を超えるか否かを示す信号を出力する比較回路を備え、前記閾値切替手段は、前記比較回路に入力される閾値電圧を、第１の閾値電圧、及び前記第１の閾値電圧より大きな第２の閾値電圧の間で切り替えることにより、前記第１の照度閾値と前記第２の照度閾値とを切り替えることとしてもよい。【００１２】
さらに、前記電波腕時計において、前記照度検出回路は、前記比較回路に対して、前記所与の閾値電圧として、前記第１の閾値電圧を入力可能な第１の定電圧出力回路と、前記比較回路に対して、前記所与の閾値電圧として、前記第２の閾値電圧を入力可能な第２の定電圧出力回路と、を備え、前記閾値切替手段は、前記比較回路に前記所与の閾値電圧を入力する定電圧出力回路を、前記第１の定電圧出力回路、及び前記第２の定電圧出力回路の間で切り替えることにより、前記第１の照度閾値と前記第２の照度閾値とを切り替えることとしてもよい。【００１３】
さらに前記電波腕時計において、前記第１の定電圧出力回路は、第３のスイッチを介して前記比較回路と接続され、前記第２の定電圧出力回路は、第４のスイッチを介して前記比較回路と接続され、前記第３のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオンになるノーマルクローズのスイッチであって、前記第４のスイッチは、前記制御回路の動作停止時にオフになるノーマルオープンのスイッチであることとしてもよい。【００１４】
また、前記電波腕時計において、前記閾値切替手段は、前記第１の照度閾値、前記第２の照度閾値、及び、当該第１の照度閾値より大きく、当該第２の照度閾値よりも小さな第３の照度閾値の間で前記所与の閾値を切り替え、前記電波腕時計は、所定の条件下において省電力状態で動作する手段と、前記照度が前記第３の照度閾値を超えることを示す信号を前記照度検出回路が出力する場合に、前記省電力状態での動作を終了する手段と、を含むこととしてもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る電波腕時計によれば、太陽電池の出力電圧や出力電流の値を直接計測せずに、互いに異なる複数の閾値を用いて、太陽電池に照射される光の照度がそれぞれの閾値を超えるか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電波腕時計の外観の一例を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る電波腕時計の内部構成を示す構成ブロック図である。
【図３】第１の実施形態における電力供給部の回路構成を示す図である。
【図４】太陽電池の電圧−電流特性を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る電波腕時計が実現する機能を示す機能ブロック図である。
【図６】第１の実施形態に係る電波腕時計が実行する処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図７】第１の実施形態における太陽電池の出力電圧の時間変化の一例を示す図である。
【図８】照度検出回路の変形例を示す図である。
【図９】照度検出回路の別の変形例を示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態における電力供給部の回路構成を示す図である。
【図１１】第２の実施形態に係る電波腕時計が実現する機能を示す機能ブロック図である。
【図１２Ａ】第２の実施形態に係る電波腕時計が実行する処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１２Ｂ】第２の実施形態に係る電波腕時計が実行する処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１３】第２の実施形態における太陽電池の出力電圧の時間変化の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態における電力供給部の回路構成を示す図である。
【図１５Ａ】第３の実施形態に係る電波腕時計が実行する処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１５Ｂ】第３の実施形態に係る電波腕時計が実行する処理の流れの一例を示すフロー図である。
【図１６】第３の実施形態における太陽電池の出力電圧の時間変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
まず、本発明の第１実施形態に係る電波腕時計１について、説明する。本実施形態に係る電波腕時計１は、時刻情報を含んだ電波を受信し、当該受信した電波に含まれる時刻情報を用いて自身が計時している時刻の修正を行う。図１は、本実施形態に係る電波腕時計１の外観の一例を示す平面図であり、図２は、電波腕時計１の内部構成を示す構成ブロック図である。これらの図に示されるように、電波腕時計１は、アンテナ１０と、受信回路２０と、制御回路３０と、起動回路３６と、電力供給部４０と、駆動機構５０と、時刻表示部５１と、操作部６０と、を含んで構成される。
【００１９】
アンテナ１０は、時刻情報を含んだ電波として、衛星から送信される衛星信号を受信する。特に本実施形態では、アンテナ１０は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信される周波数約１．６ＧＨｚの電波を受信するパッチアンテナである。ＧＰＳは、衛星測位システムの一種であって、地球の周囲を周回する複数のＧＰＳ衛星によって実現されている。これらのＧＰＳ衛星は、それぞれ高精度の原子時計を搭載しており、原子時計によって計時された時刻情報を含んだ衛星信号を周期的に送信している。
【００２０】
受信回路２０は、アンテナ１０によって受信された衛星信号を復号して、復号の結果得られる衛星信号の内容を示すビット列（受信データ）を出力する。具体的に、受信回路２０は、高周波回路（ＲＦ回路）２１及びデコード回路２２を含んで構成されている。
【００２１】
高周波回路２１は、高周波数で動作する集積回路であって、アンテナ１０が受信したアナログ信号に対して増幅、検波を行って、ベースバンド信号に変換する。デコード回路２２は、ベースバンド処理を行う集積回路であって、高周波回路２１が出力するベースバンド信号を復号してＧＰＳ衛星から受信したデータの内容を示すビット列を生成し、制御回路３０に対して出力する。
【００２２】
制御回路３０は、マイクロコンピュータ等であって、演算部３１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）３２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）３３と、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）３４と、モータ駆動回路３５と、を含んで構成される。
【００２３】
演算部３１は、ＲＯＭ３２に格納されたプログラムに従って各種の情報処理を行う。本実施形態において演算部３１が実行する処理の詳細については、後述する。ＲＡＭ３３は、演算部３１のワークメモリとして機能し、演算部３１の処理対象となるデータが書き込まれる。特に本実施形態では、受信回路２０によって受信された衛星信号の内容を表すビット列（受信データ）が、ＲＡＭ３３内のバッファ領域に順次書き込まれる。ＲＴＣ３４は、電波腕時計１内部での計時に使用されるクロック信号を供給する。本実施形態に係る電波腕時計１では、演算部３１が、ＲＴＣ３４から供給される信号によって計時された内部時刻を、受信回路２０によって受信された衛星信号に基づいて修正する。このようにして、時刻表示部５１に表示すべき時刻（表示時刻）が決定される。さらに、モータ駆動回路３５が、この決定された表示時刻に応じて、後述する駆動機構５０に含まれるモータを駆動する駆動信号を出力する。これにより、制御回路３０によって生成された表示時刻が時刻表示部５１に表示される。
【００２４】
本実施形態において、制御回路３０は、後述する二次電池４２の電池電圧が低下した場合に、不測の動作停止を避けるために、ＲＡＭ３３内のデータを不揮発性メモリ（不図示）に待避させるなどの必要な処理を実行したうえで、一時的に動作を停止する。以下では、このように制御回路３０が自身の動作を停止させる制御をパワーブレイク制御といい、パワーブレイク制御によって制御回路３０が動作を停止した電波腕時計１の状態をパワーブレイク状態という。起動回路３６は、パワーブレイク状態において二次電池４２の電池電圧が所定値以上に回復した場合に、制御回路３０の再起動を指示する制御信号を制御回路３０に入力する。この起動回路３６からの制御信号の入力を契機として制御回路３０は再起動し、電波腕時計１はパワーブレイク状態から通常動作状態に復帰する。
【００２５】
電力供給部４０は、受信回路２０や制御回路３０、起動回路３６など、電波腕時計１内の各部に対して、その動作に必要な電力を供給する。電力供給部４０の具体的な構成については、後述する。
【００２６】
駆動機構５０は、前述したモータ駆動回路３５から出力される駆動信号に応じて動作するステップモータと、輪列と、を含んで構成され、ステップモータの回転を輪列が伝達することによって、指針５２を回転させる。時刻表示部５１は、指針５２及び文字板５３によって構成される。指針５２は、時針５２ａ、分針５２ｂ、及び秒針５２ｃからなり、これらの指針５２が文字板５３上を回転することによって、現在時刻が表示される。なお、文字板５３上には、時刻表示のための目盛だけでなく、時刻情報受信の成否をユーザに示すためのマーカーなどが表示されてもよい。
【００２７】
操作部６０は、例えば竜頭や操作ボタン等であって、電波腕時計１の使用者による操作を受け付けて、その操作内容を制御回路３０に対して出力する。制御回路３０は、操作部６０が受け付けた操作入力の内容に応じて各種の処理を実行する。
【００２８】
次に、電力供給部４０の回路構成について、図３の回路図を用いて説明する。同図に示されるように、電力供給部４０は、太陽電池４１と、二次電池４２と、照度検出回路４３と、スイッチＳｗ１と、を含んで構成される。
【００２９】
太陽電池４１は、文字板５３の下に配置されており、電波腕時計１に対して照射される太陽光などの外光によって発電し、発電した電力を二次電池４２に供給する。太陽電池４１の発電量は、電波腕時計１に照射される光の照度Ｌに応じて変化する。
【００３０】
二次電池４２は、リチウムイオン電池等の充電可能な電池であって、太陽電池４１によって発電された電力を蓄積する。そして、蓄積された電力を、受信回路２０や制御回路３０、起動回路３６など、電力を必要とする各部に対して供給する。なお、図３では二次電池４２から各部への電力供給線は図示を省略している。二次電池４２は、直列接続されたスイッチＳｗ１を介して太陽電池４１と並列接続されている。太陽電池４１は、スイッチＳｗ１がオンになっている間だけ二次電池４２へ電力供給を行う。
【００３１】
照度検出回路４３は、太陽電池４１に照射されている光の照度Ｌを検出する。より具体的に、照度検出回路４３は、照度Ｌが所与の閾値を超えているか否かを示す信号を出力する。この閾値は、場面によって第１照度閾値Ｌｔｈ１及び第２照度閾値Ｌｔｈ２のいずれかに切り替えられる。なお、これら２つの閾値の大小関係は、Ｌｔｈ１＜Ｌｔｈ２となっている。図３に示すように、照度検出回路４３は、第１抵抗器４４と、第２抵抗器４５と、レギュレータ４６と、コンパレータ４７と、スイッチＳｗ２及びＳｗ３と、を含んで構成される。
【００３２】
第１抵抗器４４及び第２抵抗器４５は、太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄを制御するプルダウン抵抗であって、互いに異なる抵抗値を持つ。また、第１抵抗器４４は直列接続されたスイッチＳｗ２を介して、第２抵抗器４５は直列接続されたスイッチＳｗ３を介して、それぞれ太陽電池４１と並列接続される。以下では、第１抵抗器４４の抵抗値をＲ１、第２抵抗器４５の抵抗値をＲ２とする。なお、両者の大小関係は、Ｒ１＞Ｒ２となっている。本実施形態では、第１抵抗器４４が第１の回路要素として、第２抵抗器４５が第２の回路要素として、それぞれ機能する。また、以下では、ある時点で太陽電池４１と並列接続されている抵抗器を、太陽電池４１の接続抵抗器という。スイッチＳｗ２がオン、スイッチＳｗ３がオフとなっているときは、第１抵抗器４４が接続抵抗器となる。逆にスイッチＳｗ２がオフ、スイッチＳｗ３がオンとなっているときは、第２抵抗器４５が接続抵抗器となる。
【００３３】
レギュレータ４６は、一定電圧を出力する定電圧出力回路である。以下では、レギュレータ４６が出力する電圧を閾値電圧Ｖｔｈと表記する。
【００３４】
コンパレータ４７は、２つの入力端子Ｔ１及びＴ２を備え、その両者に入力される電圧の大小を比較した結果を示す信号を出力する比較回路である。入力端子Ｔ１は、太陽電池４１の出力と接続されており、出力電圧Ｖｈｄが入力端子Ｔ１に入力される。出力電圧Ｖｈｄの値は、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌ、及び太陽電池４１の接続抵抗器（第１抵抗器４４又は第２抵抗器４５）の抵抗値に応じて決まる。また、入力端子Ｔ２はレギュレータ４６の出力と接続されており、閾値電圧Ｖｔｈが入力端子Ｔ２に入力される。その結果、コンパレータ４７は、出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超えているか否かを示す信号を出力する。なお、コンパレータ４７の出力は、制御回路３０及び起動回路３６の双方に接続されている。以下では、コンパレータ４７は、出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超えている場合にＨレベルの信号を、そうでない場合にＬレベルの信号を出力するものとする。
【００３５】
スイッチＳｗ１、Ｓｗ２、及びＳｗ３は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）スイッチ等であって、いずれも制御回路３０からの制御信号によってそのオン／オフが切り替えられる。また、スイッチＳｗ１については、起動回路３６からの制御信号によってもそのオン／オフが切り替えられる。スイッチＳｗ２は、制御回路３０の動作停止時にはオンとなるノーマルクローズ（常時閉）のスイッチであるものとする。また、スイッチＳｗ３は、制御回路３０の動作停止時にはオフとなるノーマルオープン（常時開）のスイッチであるものとする。
【００３６】
以下、照度検出回路４３の出力を用いて、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１及び第２照度閾値Ｌｔｈ２のそれぞれを超えたか否か判定する方法について説明する。図４は、太陽電池４１の電圧−電流特性を示す図である。同図においては、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１に等しい場合、及び第２照度閾値Ｌｔｈ２に等しい場合のそれぞれにおける太陽電池４１の電圧−電流特性が実線で示されている。なお、Ｖｏｃ１及びＶｏｃ２は、それぞれの場合における開放電圧を示している。また、Ｉｓｃ１及びＩｓｃ２は、それぞれの場合における短絡電流を示している。図４からも分かるように、照度Ｌが大きくなるほど、開放電圧、短絡電流のいずれも大きくなる。
【００３７】
さらに図４には、第１抵抗器４４（抵抗値Ｒ１）及び第２抵抗器４５（抵抗値Ｒ２）それぞれの電圧−電流特性が破線により示されている。太陽電池４１の実際の出力電圧Ｖｈｄは、そのときの照度Ｌに応じた太陽電池４１の電圧−電流特性を示す曲線と、接続抵抗器の電圧−電流特性を示す直線と、の交点に対応する値となる。図から分かるように、接続抵抗器が第１抵抗器４４の場合、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１に等しくなったときに出力電圧Ｖｈｄは閾値電圧Ｖｔｈに一致し、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えると出力電圧Ｖｈｄは閾値電圧Ｖｔｈより大きくなる。また、接続抵抗器が第２抵抗器４５の場合、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２に等しくなったときに出力電圧Ｖｈｄは閾値電圧Ｖｔｈに一致し、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えると出力電圧Ｖｈｄは閾値電圧Ｖｔｈより大きくなる。
【００３８】
以上より、スイッチＳｗ１及びＳｗ３がオフ、スイッチＳｗ２がオンとなって太陽電池４１と第１抵抗器４４が並列接続されている場合には、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えたタイミングで、出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超え、コンパレータ４７の出力がＬレベルからＨレベルに切り替わる。また、スイッチＳｗ１及びＳｗ２がオフ、スイッチＳｗ３がオンとなって太陽電池４１と第２抵抗器４５が並列接続されている場合には、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えたタイミングで、出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超え、コンパレータ４７の出力がＨレベルに切り替わる。そのため制御回路３０は、スイッチＳｗ１、Ｓｗ２、及びＳｗ３を制御して太陽電池４１の接続抵抗器を第２抵抗器４５に切り替えることによって、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えたか否か判定することができる。また、前述したようにスイッチＳｗ２はノーマルクローズ、スイッチＳｗ３はノーマルオープンなので、制御回路３０によるスイッチ制御が行われていないときには、第１抵抗器４４が太陽電池４１の接続抵抗器となる。そのため起動回路３６は、スイッチＳｗ１をオフに切り替えて、その間のコンパレータ４７の出力をモニタすることによって、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えたか否か判定することができる。
【００３９】
以下、本実施形態において制御回路３０の演算部３１が実現する機能について、説明する。演算部３１は、ＲＯＭ３２に格納されたプログラムを実行することにより、機能的に、図５に示すように、衛星信号受信部３１ａと、時刻修正部３１ｂと、パワーブレイク制御部３１ｃと、再起動処理部３１ｄと、を実現する。
【００４０】
衛星信号受信部３１ａは、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信することにより、その中に含まれる時刻情報のデータを取得する。なお、衛星信号受信部３１ａは、定期的にこのような時刻情報の取得処理を実行してもよいし、使用者の操作部６０に対する指示操作に応じてこれらの処理を実行してもよい。
【００４１】
特に本実施形態では、衛星信号受信部３１ａは、照度検出回路４３の出力に応じて決まるタイミングでも、衛星信号の受信処理を実行する。なお、以下では照度検出回路４３の出力に応じて決まるタイミングでの衛星信号の受信処理を、環境受信という。本実施形態において、第２照度閾値Ｌｔｈ２は、電波腕時計１が屋外にあるときの照度と屋内にあるときの照度の中間の値になっている。なお、たとえ天候が悪い場合であっても、一般に、日中の屋外は照明をつけた屋内よりも明るくなるため、屋内外を識別できるような照度の閾値を設定することができる。衛星信号受信部３１ａは、太陽電池４１の接続抵抗器を第２抵抗器４５に切り替え、コンパレータ４７の出力信号レベルをモニタすることによって、太陽電池４１に照射されている光の照度Ｌがこの第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えているか否か判定できる。照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えていれば、電波腕時計１は屋外にあると推定されるので、電波腕時計１が屋内にあるときよりも良好な受信環境で衛星信号を受信できると期待される。そこで衛星信号受信部３１ａは、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えていると判定されたタイミングで、環境受信を実行することとする。なお、衛星信号受信部３１ａは、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えているという条件だけでなく、その他の条件を組み合わせて、環境受信の実行タイミングを決定してもよい。例えば衛星信号受信部３１ａは、前回の受信処理実行後、所定時間が経過し、かつ照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えた場合に、環境受信を実行してもよい。また、現在時刻が所定の時間範囲に含まれ、かつ照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えた場合に、環境受信を実行してもよい。
【００４２】
時刻修正部３１ｂは、衛星信号受信部３１ａがＧＰＳ衛星から受信した情報を用いて、電波腕時計１の内部で計時されている内部時刻の修正を行う。
【００４３】
パワーブレイク制御部３１ｃは、二次電池４２の電池電圧が所定値以下となった場合に、制御回路３０の動作を一時的に停止させるパワーブレイク制御を行う。これにより電波腕時計１はパワーブレイク状態に移行する。なお、本実施形態では、パワーブレイク状態においても起動回路３６やレギュレータ４６、コンパレータ４７を動作させるために必要な電池電圧は残っているものとする。起動回路３６は、パワーブレイク状態において、太陽電池４１の発電状態、及び二次電池４２の充電状態を監視して、所定の条件が満たされた場合に制御回路３０の再起動を指示する。また、図示されていないが、パワーブレイク制御の実行タイミングを決定するために、電波腕時計１には二次電池４２の電池電圧の計測に用いられる電圧検出回路が設けられている。時刻修正部３１ｂは、この電圧検出回路を用いて定期的に二次電池４２の電池電圧を計測し、電池電圧が所定値以下となったことを検知した場合に、パワーブレイク制御を行う。
【００４４】
再起動処理部３１ｄは、パワーブレイク状態において起動回路３６から起動指示を受け付けた場合に、制御回路３０の再起動処理を実行する。この再起動処理によって、制御回路３０は再起動し、電波腕時計１はパワーブレイク状態から通常動作状態に復帰する。起動回路３６は、前述した方法により定期的に太陽電池４１に照射されている光の照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えているか否か判定する。そして、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えていることを検知した場合には、スイッチＳｗ１をオンにして太陽電池４１と二次電池４２とを接続し、太陽電池４１が発電する電力による二次電池４２の充電を行う。さらに起動回路３６は、二次電池４２の電池電圧が所定値を超えたか否か判定し、所定値を超えた場合に制御回路３０に対して再起動を指示する制御信号を入力する。
【００４５】
ここで、二次電池４２の電池電圧を確認する前にまず照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えているか確認する理由は、以下の通りである。すなわち、一定量の光が照射されないと、太陽電池４１が十分な発電を行わない。このような状態では、太陽電池４１を二次電池４２と接続したとしても二次電池４２の充電が行われず、二次電池４２の電池電圧が所定値まで回復する見込みがない。一方で、二次電池４２の電池電圧を確認するだけでも、二次電池４２に蓄積された電力を消費してしまう。そこで起動回路３６は、まず照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えているか否か判定し、超えている場合だけ二次電池４２の充電を行って、その後に二次電池４２の電池電圧が所定値を超えたか否か判定する。これにより、電池電圧が回復している見込みがない状態で二次電池４２の電池電圧を確認することを避けることができる。なお、第１照度閾値Ｌｔｈ１は、太陽電池４１の発電が可能な程度の光の照度Ｌがあることを判定するための閾値なので、第２照度閾値Ｌｔｈ２よりは小さな値となっている。
【００４６】
次に、本実施形態に係る電波腕時計１が実行する処理の流れの具体例について、図６のフロー図を用いて説明する。なお、この図の例では、処理の開始時には、電波腕時計１はパワーブレイク状態にあるものとする。
【００４７】
パワーブレイク状態において、起動回路３６は所定の時間間隔で太陽電池４１に照射されている光の照度Ｌのサンプリングを行う。具体的に、起動回路３６は、所定のサンプリングタイミングが到来するのを待って（Ｓ１）、スイッチＳｗ１をオフに切り替える（Ｓ２）。前述したように、パワーブレイク状態ではスイッチＳｗ２はオン、スイッチＳｗ３はオフになっているので、この状態で太陽電池４１の接続抵抗器は第１抵抗器４４になっている。次に起動回路３６は、コンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ３）、スイッチＳｗ１を再びオンに戻す（Ｓ４）。
【００４８】
Ｓ３で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ５：「Ｎ」の場合）、その時点での照度Ｌは第１照度閾値Ｌｔｈ１以下であり、太陽電池４１の発電はほとんど行われていないことになるので、起動回路３６はＳ１に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ５：「Ｙ」の場合）、起動回路３６は制御回路３０の起動制御処理を実行する（Ｓ６）。具体的には、その時点での二次電池４２の電池電圧が所定値を超えているか否か判定し、超えていれば制御回路３０の再起動処理部３１ｄに対して、再起動を指示する。なお、電池電圧が所定値以下の場合、起動回路３６はＳ１に戻って次のサンプリングタイミングを待つこととする。
【００４９】
Ｓ６の処理によって制御回路３０が再起動すると、それ以降は、制御回路３０の衛星信号受信部３１ａが所定の時間間隔で照度Ｌのサンプリングを行う。すなわち、衛星信号受信部３１ａは、所定のサンプリングタイミングが到来するのを待って（Ｓ７）、スイッチＳｗ１及びＳｗ２をオフ、スイッチＳｗ３をオンに切り替えて、太陽電池４１の接続抵抗器を第２抵抗器４５に変更する（Ｓ８）。この状態において、衛星信号受信部３１ａはコンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ９）、その後にスイッチＳｗ１及びＳｗ２をオン、スイッチＳｗ３をオフに戻して、太陽電池４１の接続抵抗器を第１抵抗器４４に変更する（Ｓ１０）。
【００５０】
Ｓ９で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ１１：「Ｎ」の場合）、その時点での照度Ｌは第２照度閾値Ｌｔｈ２以下であり、電波腕時計１は屋内にある可能性が高い。そのため衛星信号受信部３１ａは、Ｓ７に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ１１：「Ｙ」の場合）、電波腕時計１は屋外にあると推定される。そこで衛星信号受信部３１ａは、環境受信を行う（Ｓ１２）。受信処理が終わると、衛星信号受信部３１ａは処理を終了する。
【００５１】
図７は、上述した図６のフローの処理が実行される場合における、太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄの時間変化の一例を示す図である。また、この図７は、電波腕時計１の受光環境、スイッチＳｗ１、Ｓｗ２及びＳｗ３それぞれのオン／オフ状態、並びにコンパレータ４７の出力レベルの時間変化、並びに太陽電池４１の出力のサンプリングが行われるサンプリングタイミングも併せて示している。なお、出力電圧Ｖｈｄは、実際にはスイッチＳｗ１がオンになっている間は二次電池４２の充電状態に応じて変化するが、ここではスイッチＳｗ１がオフになっていると仮定した場合の値（すなわち、二次電池４２の影響を受けずに照度Ｌ及び接続抵抗器の抵抗値のみによって決まる値）が示されている。コンパレータ４７の出力についても同様である。この図においては、開始時点（図の原点位置における時点）では電波腕時計１はパワーブレイク状態で暗所に保管されているが、起動回路３６による１回目のサンプリングより前に屋内に移動されたものとしている。そのため、１回目のサンプリングの際には照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えて出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを上回り、制御回路３０の再起動処理が行われる。その後、開始時点から数えて２回目のサンプリングの時点では電波腕時計１は屋内に留まっており、照度Ｌは第２照度閾値Ｌｔｈ２以下となっている。そのため、出力電圧Ｖｈｄは閾値電圧Ｖｔｈを超えず、環境受信の条件は満たされない。さらにその後、３回目のサンプリングの前に電波腕時計１は屋外に持ち出され、その結果３回目のサンプリング時には照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超え、出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超えたものとしている。
【００５２】
なお、以上の説明においては、コンパレータ４７の出力のサンプリングが行われていない間は、スイッチＳｗ２をオン、スイッチＳｗ３をオフにして、第１抵抗器４４を太陽電池４１に並列接続させている。これは、太陽電池４１の発電が行われないときに太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄが不安定になることを防止するためである。比較的抵抗値の大きな第１抵抗器４４を太陽電池４１と接続することで、太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄを安定させることができる。
【００５３】
また、以上の説明においては、コンパレータ４７の出力のサンプリングが行われていない間は、常にスイッチＳｗ１をオンにして太陽電池４１と二次電池４２とを接続することとしている。しかしながら、起動回路３６は、パワーブレイク状態への移行時にはスイッチＳｗ１をオフにし、その後、太陽電池４１の出力をサンプリングして照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えると判定したときだけ、スイッチＳｗ１をオンにして、太陽電池４１から二次電池４２への電力供給を行うこととしてもよい。この場合には、図６のフローにおけるＳ４の処理は省略され、代わりに起動回路３６はＳ５の判定結果が「Ｙ」の場合にスイッチＳｗ１をオンにして、二次電池４２の充電を行う。そして、この充電によって二次電池４２の電池電圧が所定値を超えた場合に、パワーブレイク状態からの復帰処理を行う。
【００５４】
また、以上の説明においては、起動回路３６は、所定の時間間隔で照度Ｌのサンプリングを行うこととしたが、これに代えて、起動回路３６は連続して照度Ｌのサンプリングを繰り返してもよい。この場合、前述した図６のフローにおけるＳ１の処理は省略され、起動回路３６はサンプリングタイミングの到来を待たずに照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えているか否かの判定を連続的に繰り返す。同様に、衛星信号受信部３１ａも、Ｓ７の処理を実行せずに、連続的に照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えているか否かの判定を繰り返してもよい。
【００５５】
また、以上の説明において、衛星信号受信部３１ａは、照度Ｌのサンプリングを行うときだけ太陽電池４１の接続抵抗器を第２抵抗器４５に変更することとしている。具体的に、図６のフローにおいては、Ｓ８〜Ｓ１０までの処理が実行される間だけ接続抵抗器が第２抵抗器４５に切り替えられ、それ以外の時間は第１抵抗器４４が太陽電池４１の接続抵抗器となっている。このＳ８〜Ｓ１０までの処理に要する時間は、通常、長くても１００ｍｓ以下である。このように、第１抵抗器４４の抵抗値Ｒ１と比較して小さな抵抗値Ｒ２を持つ第２抵抗器４５が太陽電池４１と接続される時間を短く抑えることで、本実施形態に係る電波腕時計１は、第２抵抗器４５経由で大きな電流が流れることによる電力消費を最小限に抑えている。ただし、第２抵抗器４５を流れる電流による電力消費が問題とならない大きさである場合には、制御回路３０は、パワーブレイク状態からの再起動時にスイッチＳｗ２をオフ、スイッチＳｗ３をオンに切り替えて、それ以降は接続抵抗器の切り替えを行わずに照度Ｌのサンプリングを行ってもよい。この場合、衛星信号受信部３１ａは、スイッチＳｗ２及びＳｗ３の切り替えを行うことなく、単にスイッチＳｗ１をオフにして二次電池４２を切り離せば、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えているか否か判定できる。
【００５６】
また、以上の説明では、第１抵抗器４４に対してスイッチＳｗ２が直列接続されていることとしたが、このスイッチＳｗ２はなくともよい。図８は、この場合の照度検出回路４３の回路構成を示している。この場合、スイッチＳｗ３がオフになって、第２抵抗器４５が切り離されれば、これまでの説明と同様に第１抵抗器４４が接続抵抗器となる。つまり、この例では、第１抵抗器４４が単独で第１の回路要素として機能する。一方、スイッチＳｗ３がオンになった場合、これまでの説明と異なり第１抵抗器４４は太陽電池４１と切り離されない。そのため、互いに並列接続された第１抵抗器４４及び第２抵抗器４５の合成抵抗値Ｒｃが、太陽電池４１に対して並列接続された抵抗器の抵抗値とみなされる。すなわち、この例では、互いに並列接続された第１抵抗器４４及び第２抵抗器４５が、全体として第２の回路要素として機能することになる。この場合、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２に等しいときに、照度Ｌと合成抵抗値Ｒｃとに応じて決まる出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈに等しくなるように第２抵抗器４５の抵抗値Ｒ２を決定する。これにより、照度検出回路４３は、照度Ｌを第２照度閾値Ｌｔｈ２と比較した結果を示す信号を出力することができる。このような構成によれば、起動回路３６や制御回路３０によるスイッチ制御の有無によらず、太陽電池４１に対して少なくとも第１抵抗器４４は常に並列接続されていることになるので、太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄを安定化させることができる。特にパワーブレイク状態においては、制御回路３０によるスイッチ制御が行われないため、図８の構成によれば、図３のようにスイッチＳｗ２を介して第１抵抗器４４が接続される場合と比較して、確実に太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超えたか否かを判定できる。また、図３の構成と比較して、部品点数が少ないので、実装面積を小さくすることができる。この図８の例では、衛星信号受信部３１ａは、前述した図６のフローにおけるＳ８において、スイッチＳｗ１をオフにし、スイッチＳｗ３をオンにする制御を行う。これにより太陽電池４１の接続抵抗器の抵抗値は合成抵抗値Ｒｃとなる。同様に図６のフローにおけるＳ１０では、スイッチＳｗ１をオンにし、スイッチＳｗ３をオフにする制御を行う。これにより太陽電池４１の接続抵抗器は第１抵抗器４４となる。
【００５７】
また、照度検出回路４３は、第２抵抗器４５を備えないこととしてもよい。図９は、スイッチＳｗ２及び第２抵抗器４５の双方を備えない場合の照度検出回路４３の回路構成を示している。ＣＭＯＳトランジスタ等のスイッチ素子は、それ自体インピーダンスを持っているので、スイッチＳｗ２自体が、第２抵抗器４５の機能を代替することができる。この例では、第１抵抗器４４が第１の回路要素として機能し、互いに並列接続された第１抵抗器４４とスイッチＳｗ３とが第２の回路要素として機能することになる。この場合、スイッチＳｗ２の抵抗値を考慮して、スイッチＳｗ２がオンになり、かつ、第２照度閾値Ｌｔｈ２に等しい照度Ｌの光が照射されている場合に、出力電圧Ｖｈｄと閾値電圧Ｖｔｈとが一致するように、閾値電圧Ｖｔｈが決定される。
【００５８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る電波腕時計について、説明する。なお、本実施形態に係る電波腕時計は、照度検出回路４３の回路構成、及び制御回路３０によって実現される機能が第１実施形態に係る電波腕時計とは相違するが、概略のハードウェア構成は図１及び図２で示した第１実施形態のものと同様である。そのため、以下では第１実施形態と同一の構成要素については同一の参照符号を用いて参照し、その詳細な説明については省略する。
【００５９】
図１０は、本実施形態における電力供給部４０の回路構成を示す図である。同図に示されるように、本実施形態において、電力供給部４０は、第１実施形態と同様に、太陽電池４１と、二次電池４２と、照度検出回路４３と、スイッチＳｗ１と、を含んで構成されている。また、照度検出回路４３は、第１実施形態と同様の第１抵抗器４４、第２抵抗器４５、レギュレータ４６、コンパレータ４７、スイッチＳｗ２、及びスイッチＳｗ３に加えて、さらに第３抵抗器４８及びスイッチＳｗ４を含んでいる。第３抵抗器４８とスイッチＳｗ４とは互いに直列接続されており、かつ、太陽電池４１や第１抵抗器４４、第２抵抗器４５などと並列接続されている。スイッチＳｗ４は、他のスイッチと同様、制御回路３０からの制御信号に応じてそのオン／オフが切り替えられるＣＭＯＳスイッチ等のスイッチ素子である。また、スイッチＳｗ４は、スイッチＳｗ３と同様に制御回路３０の動作停止時にはオフとなるノーマルオープン（常時開）のスイッチであるものとする。
【００６０】
スイッチＳｗ１、Ｓｗ２、及びＳｗ３をオフにするとともに、スイッチＳｗ４をオンにして太陽電池４１の接続抵抗器を第３抵抗器４８とした場合、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３を超えたタイミングで、コンパレータ４７の出力がＨレベルになる。ここで、第３抵抗器４８の抵抗値をＲ３とすると、各抵抗器の抵抗値の大小関係は、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ２となっている。そのため、第３照度閾値Ｌｔｈ３は、第１照度閾値Ｌｔｈ１より大きく、第２照度閾値Ｌｔｈ２よりは小さな値となる。本実施形態に係る電波腕時計１は、各スイッチのオン／オフを制御して太陽電池４１の接続抵抗器を第１抵抗器４４、第２抵抗器４５、及び第３抵抗器４８の間で切り替えることにより、照度Ｌを、互いに大きさの異なる第１照度閾値Ｌｔｈ１、第２照度閾値Ｌｔｈ２、及び第３照度閾値Ｌｔｈ３のそれぞれと比較した結果を得ることができる。
【００６１】
本実施形態では、この第３照度閾値Ｌｔｈ３を、パワーセーブ制御（省電力制御）を解除するか否かの判定に用いることとする。本実施形態において、制御回路３０の演算部３１は、ＲＯＭ３２に格納されたプログラムを実行することにより、機能的に、図１１に示すように、衛星信号受信部３１ａと、時刻修正部３１ｂと、パワーブレイク制御部３１ｃと、再起動処理部３１ｄと、パワーセーブ制御部３１ｅと、を実現する。なお、これらの機能のうち、衛星信号受信部３１ａ、時刻修正部３１ｂ、パワーブレイク制御部３１ｃ、及び再起動処理部３１ｄは、第１実施形態と同様である。そのため、その詳細な説明は省略する。
【００６２】
パワーセーブ制御部３１ｅは、太陽電池４１に対して第３照度閾値Ｌｔｈ３以下の照度Ｌの光しか照射されていない場合に、指針５２などの動作を停止させて、省電力での動作状態（以下、パワーセーブ状態という）へと移行する。照度Ｌが低いと、二次電池４２の充電がなかなか行われず、二次電池４２の電池電圧の低下を招くおそれがある。そこで本実施形態では、照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３以下の場合にパワーセーブ状態へと移行することで、二次電池４２の消耗を抑えることができる。なお、パワーセーブ制御部３１ｅは、照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３以下になったときに、直ちにパワーセーブ状態に移行してもよいし、照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３以下の状態が一定時間以上続いた場合にパワーセーブ状態へと移行してもよい。また、パワーセーブ制御部３１ｅは、パワーセーブ状態において第３照度閾値Ｌｔｈ３を超える照度Ｌの光が太陽電池４１に照射された場合に、パワーセーブ状態を終了し、通常動作状態へと移行する。なお、パワーセーブ状態へと移行する場合と同様に、パワーセーブ制御部３１ｅは、照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３を超える状態が一定時間以上続いた場合にパワーセーブ状態を終了することとしてもよい。
【００６３】
次に、本実施形態に係る電波腕時計１が実行する処理の流れの具体例について、図１２Ａ及び図１２Ｂのフロー図を用いて説明する。なお、この図の例では、図６と同様に、処理の開始時には、電波腕時計１はパワーブレイク状態にあるものとする。
【００６４】
まず起動回路３６は、図６のＳ１からＳ６までの処理と同様の処理を実行する。すなわち、起動回路３６は所定のサンプリングタイミングが到来するのを待って（Ｓ２１）、スイッチＳｗ１をオフに切り替える（Ｓ２２）。ここで、パワーブレイク状態ではスイッチＳｗ２はオン、スイッチＳｗ３及びＳｗ４はオフになっているので、この状態で太陽電池４１の接続抵抗器は第１抵抗器４４になる。次に起動回路３６は、コンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ２３）、スイッチＳｗ１を再びオンに戻す（Ｓ２４）。
【００６５】
Ｓ２３で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ２５：「Ｎ」の場合）、起動回路３６はＳ２１に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ２５：「Ｙ」の場合）、起動回路３６は制御回路３０の起動制御処理を実行する（Ｓ２６）。ここでは、Ｓ２６の処理により制御回路３０の再起動が実行されたものとする。
【００６６】
本実施形態では、Ｓ２６の処理によって制御回路３０が再起動した時点では、電波腕時計１はパワーセーブ状態にあるものとする。この状態で、パワーセーブ制御部３１ｅは、所定の時間間隔で照度Ｌのサンプリングを行う。すなわち、パワーセーブ制御部３１ｅは、所定のサンプリングタイミングが到来するのを待って（Ｓ２７）、スイッチＳｗ１及びＳｗ２をオフに、スイッチＳｗ４をオンに、それぞれ切り替える。これにより、太陽電池４１の接続抵抗器は第３抵抗器４８に変更される（Ｓ２８）。この状態でパワーセーブ制御部３１ｅはコンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ２９）、その後、スイッチＳｗ１及びＳｗ２をオンに、スイッチＳｗ４をオフに、それぞれ切り替える。これにより、太陽電池４１の接続抵抗器は第１抵抗器４４に戻る（Ｓ３０）。
【００６７】
Ｓ２９で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ３１：「Ｎ」の場合）、その時点での照度Ｌは第３照度閾値Ｌｔｈ３以下であることになる。そこでパワーセーブ制御部３１ｅは、Ｓ２７に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ３１：「Ｙ」の場合）、パワーセーブ制御部３１ｅはパワーセーブ状態から通常動作状態への復帰処理を行う（Ｓ３２）。
【００６８】
パワーセーブ状態が解除されると、今度は衛星信号受信部３１ａが照度Ｌのサンプリングを行い、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超える場合に環境受信を行う。すなわち、衛星信号受信部３１ａは、図６のＳ７からＳ１２までの処理と同様の処理を実行する。具体的に、衛星信号受信部３１ａは、所定のサンプリングタイミング到来を待って（Ｓ３３）、スイッチＳｗ１及びＳｗ２をオフ、スイッチＳｗ３をオンに切り替えて、太陽電池４１の接続抵抗器を第２抵抗器４５に変更する（Ｓ３４）。この状態において、衛星信号受信部３１ａはコンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ３５）、その後にスイッチＳｗ１、及びＳｗ２をオンに、スイッチＳｗ３をオフに切り替えて、太陽電池４１の接続抵抗器を第１抵抗器４４に変更する（Ｓ３６）。
【００６９】
Ｓ３５で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ３７：「Ｎ」の場合）、その時点での照度Ｌは第２照度閾値Ｌｔｈ２以下なので、衛星信号受信部３１ａは、Ｓ３３に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ３７：「Ｙ」の場合）、衛星信号受信部３１ａは環境受信を行う（Ｓ３８）。受信処理が終わると、衛星信号受信部３１ａは処理を終了する。
【００７０】
図１３は、上述した図１２Ａ及び図１２Ｂのフローの処理が実行される場合における、太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄの時間変化の一例を示す図である。また、図１３は、図７と同様に、電波腕時計１の受光環境、スイッチＳｗ１、Ｓｗ２、Ｓｗ３及びＳｗ４それぞれのオン／オフ状態、並びにコンパレータ４７の出力レベルの時間変化、並びに太陽電池４１の出力のサンプリングタイミングも併せて示している。さらに、この図１３においても、図７と同様に、出力電圧Ｖｈｄ及びコンパレータ４７の出力についてはスイッチＳｗ１がオフになっていると仮定した場合のものを示している。この図においては、起動回路３６による１回目のサンプリングの際には照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えて出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超え、制御回路３０の再起動処理が行われるものとする。また、パワーセーブ制御部３１ｅが実行する初期の時点から数えて２回目のサンプリングの際には、出力電圧Ｖｈｄは閾値電圧Ｖｔｈ以下（すなわち、照度Ｌは第３照度閾値Ｌｔｈ３以下）であって、その次のサンプリングの際に照度Ｌは第３照度閾値Ｌｔｈ３を上回り、出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超えたものとする。さらに、衛星信号受信部３１ａが実行する初期の時点から数えて４回目のサンプリング時に、照度Ｌは第２照度閾値Ｌｔｈ２を超え、出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈを超えたものとしている。
【００７１】
以上説明した本実施形態に係る電波腕時計１によれば、第１照度閾値Ｌｔｈ１、及び第２照度閾値Ｌｔｈ２に加えて、照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３を上回ったか否かも判定することができる。
【００７２】
なお、本実施形態では、パワーセーブ制御部３１ｅは、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３以下となった場合にパワーセーブ状態への移行を行い、同じ第３照度閾値Ｌｔｈ３を超えた場合にはパワーセーブ状態からの復帰を行うこととした。しかしながら、パワーセーブ状態へ移行するか否かの判定の際に用いられる照度Ｌの閾値（ここでは第４照度閾値Ｌｔｈ４という）は、パワーセーブ状態から復帰するか否かの判定の際に用いられる照度Ｌの閾値（第３照度閾値Ｌｔｈ３）と異なる値であってもよい。特に第３照度閾値Ｌｔｈ３を第４照度閾値Ｌｔｈ４よりも大きな値にすることによって、パワーセーブ状態と通常動作状態との間の遷移にヒステリシスを持たせることができる。この場合には、照度Ｌを第３照度閾値Ｌｔｈ３だけでなく、第４照度閾値Ｌｔｈ４とも比較するために、照度検出回路４３は、さらに太陽電池４１などと並列接続され、かつ互いに直列接続される第４抵抗器（抵抗値Ｒ４）及びスイッチを含むこととする。この第４抵抗器の抵抗値Ｒ４は、抵抗値Ｒ３よりも大きくする。これによって、この第４抵抗器を太陽電池４１の接続抵抗器とした場合に、照度Ｌが第４照度閾値Ｌｔｈ４（Ｌｔｈ４＜Ｌｔｈ３）以下になったタイミングで出力電圧Ｖｈｄが閾値電圧Ｖｔｈ以下となり、コンパレータ４７の出力がＨレベルからＬレベルに変化するようにできる。そのため、パワーセーブ制御部３１ｅは、通常動作状態において太陽電池４１の接続抵抗器をこの第４抵抗器に切り替え、コンパレータ４７の出力をモニタすることによって、照度Ｌが第４照度閾値Ｌｔｈ４以下になったか否かを判定できる。そして、照度Ｌが第４照度閾値Ｌｔｈ４以下になったことを検知した場合、パワーセーブ制御部３１ｅは、パワーセーブ状態への移行処理を行う。
【００７３】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る電波腕時計について、説明する。本実施形態に係る電波腕時計は、第２実施形態と同様に、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１、第２照度閾値Ｌｔｈ２、及び第３照度閾値Ｌｔｈ３のそれぞれを超えたか否か判定することができ、第２実施形態と同様の機能を実現する。しかしながら、本実施形態における照度検出回路４３の回路構成は第１実施形態や第２実施形態と相違しており、これらの実施形態に係る電波腕時計とは異なる方式により照度Ｌと比較する対象となる複数の照度閾値を切り替える。
【００７４】
図１４は、本実施形態における電力供給部４０の回路構成を示す図である。同図に示されるように、本実施形態において、電力供給部４０は、第１実施形態や第２実施形態と同様に、太陽電池４１と、二次電池４２と、照度検出回路４３と、スイッチＳｗ１と、を含んで構成されている。一方、照度検出回路４３は、第１実施形態や第２実施形態と異なり、コンパレータ４７のほかに、１つの固定抵抗器７１と、第１レギュレータ７２、第２レギュレータ７３、及び第３レギュレータ７４の３つのレギュレータと、スイッチＳｗ５、Ｓｗ６、及びＳｗ７の３つのスイッチ素子と、を備えている。
【００７５】
固定抵抗器７１は、スイッチ素子を介さずに太陽電池４１と並列接続されている。そのため本実施形態では、この固定抵抗器７１が常に太陽電池４１の接続抵抗器となる。なお、第１実施形態や第２実施形態と同様に、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌと、固定抵抗器７１の抵抗値Ｒと、に応じて決まる太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄは、コンパレータ４７の入力端子Ｔ１に入力される。
【００７６】
一方、３つのレギュレータは、いずれも予め定められた電圧を出力する定電圧出力回路であって、それぞれ対応するスイッチと直列接続されている。以下では、第１レギュレータ７２の出力電圧を第１閾値電圧Ｖｔｈ１、第２レギュレータ７３の出力電圧を第２閾値電圧Ｖｔｈ２、また第３レギュレータ７４の出力電圧を第３閾値電圧Ｖｔｈ３とする。これらのレギュレータの出力は、いずれもコンパレータ４７の入力端子Ｔ２に接続されている。そのため、スイッチＳｗ５、Ｓｗ６、及びＳｗ７のうちのいずれか１つがオン、他の２つがオフに切り替えられることによって、いずれか１つのレギュレータの出力だけがコンパレータ４７の入力端子Ｔ２に入力されることになる。なお、第１閾値電圧Ｖｔｈ１、第２閾値電圧Ｖｔｈ２、及び第３閾値電圧Ｖｔｈ３の間の大小関係は、Ｖｔｈ１＜Ｖｔｈ３＜Ｖｔｈ２とする。
【００７７】
太陽電池４１の接続抵抗器が常に固定抵抗器７１なので、太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄは、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌが大きくなればなるほど大きくなる。そのため、この出力電圧Ｖｈｄを互いに異なる大きさの３つの閾値電圧のそれぞれと比較することによって、本実施形態に係る電波腕時計１は、第２実施形態と同様に、太陽電池４１に照射される光の照度Ｌが互いに異なる３つの照度閾値のそれぞれを超えたか否か判定することができる。具体的に、本実施形態では、第１閾値電圧Ｖｔｈ１が入力端子Ｔ２に入力されているときには、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えるとコンパレータ４７の出力信号がＨレベルになる。同様に、第２閾値電圧Ｖｔｈ２が入力端子Ｔ２に入力されているときは、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超えた場合に、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルに切り替わる。また、第３閾値電圧Ｖｔｈ３が入力端子Ｔ２に入力されているときは、照度Ｌが第３照度閾値Ｌｔｈ３を超えた場合に、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルに切り替わる。
【００７８】
なお、第１実施形態や第２実施形態と同様に、制御回路３０が停止している間、起動回路３６は、照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えているか否か判定する必要がある。そのため、制御回路３０の停止中は、第１閾値電圧Ｖｔｈ１が入力端子Ｔ２に入力されるように、スイッチＳｗ５はノーマルクローズ、スイッチＳｗ６及び７はノーマルオープンのスイッチであるものとする。
【００７９】
次に、本実施形態に係る電波腕時計１が実行する処理の流れの具体例について、図１５Ａ及び図１５Ｂのフロー図を用いて説明する。なお、この図の例では、図６や図１２Ａ及び図１２Ｂの例と同様に、処理の開始時には、電波腕時計１はパワーブレイク状態にあるものとする。
【００８０】
まず起動回路３６は、図６のＳ１からＳ６までの処理と同様の処理を実行する。すなわち、起動回路３６は所定のサンプリングタイミングが到来するのを待って（Ｓ４１）、スイッチＳｗ１をオフに切り替える（Ｓ４２）。ここで、パワーブレイク状態ではスイッチＳｗ５はオン、スイッチＳｗ６及びＳｗ７はオフになっているので、この状態で入力端子Ｔ２には第１閾値電圧Ｖｔｈ１が入力される。次に起動回路３６は、コンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ４３）、スイッチＳｗ１を再びオンに戻す（Ｓ４４）。
【００８１】
Ｓ４３で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ４５：「Ｎ」の場合）、起動回路３６はＳ４１に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ４５：「Ｙ」の場合）、照度Ｌは第１照度閾値Ｌｔｈ１を超えていることになるので、起動回路３６は制御回路３０の起動制御処理を実行する（Ｓ４６）。ここでは、Ｓ４６の処理により制御回路３０の再起動が実行されたものとする。
【００８２】
本実施形態では、第２実施形態と同様に、Ｓ４６の処理によって制御回路３０が再起動した時点では、電波腕時計１はパワーセーブ状態にあるものとする。この状態で、パワーセーブ制御部３１ｅは、所定の時間間隔で照度Ｌのサンプリングを行う。すなわち、まずパワーセーブ制御部３１ｅは、スイッチＳｗ５をオフ、スイッチＳｗ７をオンに切り替えて、入力端子Ｔ２に入力される閾値電圧を第３閾値電圧Ｖｔｈ３に変更する（Ｓ４７）。次にパワーセーブ制御部３１ｅは、所定のサンプリングタイミングが到来するのを待って（Ｓ４８）、スイッチＳｗ１をオフに切り替える（Ｓ４９）。この状態でパワーセーブ制御部３１ｅはコンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ５０）、その後、スイッチＳｗ１をオンに切り替える（Ｓ５１）。
【００８３】
Ｓ５０で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ５２：「Ｎ」の場合）、その時点での照度Ｌは第３照度閾値Ｌｔｈ３以下であることになる。そこでパワーセーブ制御部３１ｅは、Ｓ４８に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ５２：「Ｙ」の場合）、パワーセーブ制御部３１ｅはパワーセーブ状態から通常動作状態への復帰処理を行う（Ｓ５３）。
【００８４】
パワーセーブ状態が解除されると、今度は衛星信号受信部３１ａが照度Ｌのサンプリングを行い、照度Ｌが第２照度閾値Ｌｔｈ２を超える場合に環境受信を行う。具体的に、まず衛星信号受信部３１ａは、スイッチＳｗ７をオフ、スイッチＳｗ６をオンに切り替えて、入力端子Ｔ２に入力される閾値電圧を第２閾値電圧Ｖｔｈ２に変更する（Ｓ５４）。次に衛星信号受信部３１ａは、所定のサンプリングタイミング到来を待って（Ｓ５５）、スイッチＳｗ１をオフに切り替える（Ｓ５６）。この状態において、衛星信号受信部３１ａはコンパレータ４７の出力信号レベルを確認し（Ｓ５７）、その後にスイッチＳｗ１をオンに切り替える（Ｓ５８）。
【００８５】
Ｓ５７で確認された出力信号がＬレベルの場合（Ｓ５９：「Ｎ」の場合）、その時点での照度Ｌは第２照度閾値Ｌｔｈ２以下なので、衛星信号受信部３１ａは、Ｓ５５に戻って次のサンプリングタイミングを待つ。一方、コンパレータ４７の出力信号がＨレベルの場合（Ｓ５９：「Ｙ」の場合）、衛星信号受信部３１ａは環境受信を行う（Ｓ６０）。受信処理が終わると、衛星信号受信部３１ａは処理を終了する。
【００８６】
図１６は、上述した図１５Ａ及び図１５Ｂのフローの処理が実行される場合における、太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄの時間変化の一例を示す図である。また、図１６は、電波腕時計１の受光環境、スイッチＳｗ１、Ｓｗ５、Ｓｗ６及びＳｗ７それぞれのオン／オフ状態、並びにコンパレータ４７の出力レベルの時間変化、並びに太陽電池４１の出力のサンプリングタイミングも併せて示している。さらに、この図１６においても、図７や図１３と同様に、出力電圧Ｖｈｄ及びコンパレータ４７の出力についてはスイッチＳｗ１がオフになっていると仮定した場合のものを示している。この図においては、図１３と同様に、起動回路３６による初期の時点から数えて１回目のサンプリングの際には照度Ｌが第１照度閾値Ｌｔｈ１を超え、これに伴って出力電圧Ｖｈｄが第１閾値電圧Ｖｔｈ１を上回るものとしている。これにより、制御回路３０の再起動処理が行われる。また、初期の時点から数えて２回目のサンプリングの際には照度Ｌは第３照度閾値Ｌｔｈ３以下であって、それゆえ出力電圧Ｖｈｄは第３閾値電圧Ｖｔｈ３以下になっている。しかし、その次の３回目のサンプリングの際に照度Ｌは第３照度閾値Ｌｔｈ３を上回り、出力電圧Ｖｈｄは第３閾値電圧Ｖｔｈ３を超えたものとする。さらに、初期の時点から数えて４回目のサンプリング時に照度Ｌは第２照度閾値Ｌｔｈ２を超え、これにより出力電圧Ｖｈｄが第２閾値電圧Ｖｔｈ２を超えたものとしている。
【００８７】
以上説明した本実施形態に係る電波腕時計１によれば、第２実施形態と同様に、第１照度閾値Ｌｔｈ１、第２照度閾値Ｌｔｈ２及び第３照度閾値Ｌｔｈ３のそれぞれを照度Ｌが上回ったか否か判定することができる。
【００８８】
なお、以上の説明においては、コンパレータ４７の入力端子Ｔ２に接続されるレギュレータを、互いに異なる電圧を出力する複数のレギュレータのうちの１つに切り替えることによって、入力端子Ｔ２に入力される閾値電圧を複数の電圧のうちの１つに切り替えることとしている。しかしながら、入力端子Ｔ２に入力される閾値電圧を複数の電圧の中から切り替えることができれば、その手法はどのようなものであってもよい。例えばコンパレータ４７の入力端子Ｔ２には１つの定電圧出力回路のみが接続され、この定電圧出力回路は、自身が出力する基準電圧を複数の閾値電圧のうちの１つに切り替えることとしてもよい。この場合、定電圧出力回路は、制御回路３０からの指示に応じて、第１閾値電圧Ｖｔｈ１、第２閾値電圧Ｖｔｈ２、及び第３閾値電圧Ｖｔｈ３のうちのいずれか１つをコンパレータ４７に対して出力することとする。なお、この例では、パワーブレイク制御部３１ｃは、パワーブレイク状態への移行の際に、この定電圧出力回路に対して、出力電圧を第１閾値電圧Ｖｔｈ１に変更する指示を行うものとする。こうすれば、制御回路３０の動作停止中には、コンパレータ４７は太陽電池４１の出力電圧Ｖｈｄを第１閾値電圧Ｖｔｈ１と比較した結果を出力することができる。
【００８９】
また、１つの定電圧出力回路が出力する基準電圧を分圧回路によって分圧して得られる電圧を、閾値電圧としてコンパレータ４７の入力端子Ｔ２に入力してもよい。この場合の分圧回路は、互いに直列接続された２個の抵抗器によって容易に実現できる。さらに、この分圧回路の分圧比は、例えば抵抗器の１つを可変抵抗器としてその抵抗値を変化させるなどの方法により、変化させることができるものとする。これによって、コンパレータ４７の入力端子Ｔ２に対して、場面に応じて互いに異なる第１閾値電圧Ｖｔｈ１、第２閾値電圧Ｖｔｈ２、及び第３閾値電圧Ｖｔｈ３のいずれかを入力することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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