(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルに誘起された電力を整流する整流手段と、
電力を蓄電して得た電圧を電源電圧として機器の各部分に給電する第１蓄電部材と、
データを記憶するとともに、データ書換時には前記電源電圧より高い書換電圧を必要とする記憶手段と、
電力を蓄電して得た電圧を前記書換電圧として前記記憶手段に給電するとともに、前記第１蓄電部材よりも静電容量が小さい第２蓄電部材と、
通常時には、前記整流手段によって整流された電力を少なくとも前記第１蓄電部材に供給する一方、データ書換時には前記整流手段によって整流された電力を前記第２蓄電部材にのみ供給する充電制御手段と
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項２】
前記第２蓄電部材は前記整流手段と接続されており、
前記充電制御手段は、前記第１蓄電部材と前記第２蓄電部材との間に設けられたスイッチ部と、通常時には前記スイッチ部をオンする一方、データ書換時には前記スイッチ部をオフするように制御する制御部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
【請求項３】
前記コイルは、被対象物を駆動する駆動モータのモータコイルであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項４】
外部から与えられた交流磁界によって前記コイルに電圧が誘起されることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項５】
前記コイルは、外部から与えられた運動エネルギーによってロータを回転させて発電する発電機の発電コイルであることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。
【請求項６】
通常時には、外部から与えられた運動エネルギーによってロータが回転して前記発電コイルに電圧が誘起される一方、データ書換時には外部から与えられた交流磁界によって前記発電コイルに電圧が誘起されることを特徴とする請求項５に記載の電子機器。
【請求項７】
前記整流手段は、複数のスイッチ素子を備えており、当該スイッチ素子のオン・オフを制御してチョッパ昇圧しつつ、前記コイルの電圧を整流することを特徴とする請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項８】
請求項３に記載の電子機器であって、
前記整流手段は、前記駆動モータを駆動する駆動回路と兼用したことを特徴とする電子機器。
【請求項９】
前記整流手段は、ＩＣチップ化され集積した電界効果トランジスタからなり、前記モータを駆動するドライバにおいて、前記モータコイルとブリッジ接続される電界効果トランジスタに寄生して形成された寄生ダイオードであることを特徴とする請求項７に記載の電子機器。
【請求項１０】
前記記憶手段は、不揮発性であることを特徴とする請求項１〜９のうちいずれか１項に記載した電子機器。
【請求項１１】
時刻を計測する計時手段と、
前記計時手段によって計測された時刻を表示する表示手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜１０のうちいずれか１項に記載の電子機器。
【請求項１２】
データ書換が可能な記憶手段と、コイルに誘起された電力を蓄電可能な第１蓄電部材およびこれよりも静電容量が小さい第２蓄電部材とを備えた電子機器の制御方法であって、
通常時には、
前記第１蓄電部材と前記第２蓄電部材とを接続し、
前記コイルに誘起された電圧を整流して、前記第１蓄電部材および前記第２蓄電部材に電力を蓄電し、
蓄電された電圧を電源電圧として機器の各部分に給電し、
データ書換時には、
前記第１蓄電部材と前記第２蓄電部材とを分離し、
前記コイルに誘起された電圧を整流して、前記第２蓄電部材に電力を蓄電し、
蓄電された電圧を書換電圧として前記記憶手段に給電し、
前記書換電圧を用いて前記記憶手段に記憶されたデータを書き換える
ことを特徴とする電子機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データの書換可能な記憶部を有する電子機器に係り、特にアナログ時計やディジタル時計において、データ書換に必要とされる書換電圧を発生させるのに好適な電子機器およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のアナログ電子時計において、歩度（時計の時間が標準時間と異なっている量；秒／日）の調整は、回路ブロックまたはムーブメント状態において、歩度の計測を行い、検査結果に応じて不揮発性メモリに歩度を調整するための調整データを書き込むことにより行われていた。
このようなアナログ電子時計では、端子間電圧が１．５Ｖ程度の電池を備えており、電池電圧を電源電圧として、指針を駆動する駆動モータの駆動回路や時間を計測する計時回路に給電している。
ところで、不揮発性メモリのデータを書き換える際に必要とされる書換電圧は、その製造プロセスによるが、通常、１８Ｖ程度である。このため、書換電圧を生成するために電源電圧を昇圧する必要がある。
図６は、電源電圧の昇圧に用いらるチャージポンプ回路の回路図である。このチャージポンプ回路は、２０個のＮチャンネル型トランジスタＭ１〜Ｍ２０と２０個のコンデンサから構成されいる。また、奇数番目のコンデンサＣ１、Ｃ３、…には第１クロックＣＬＫ１が供給され、偶数番目のコンデンサＣ２、Ｃ４、…には第２クロックＣＬＫ２が供給されるようになっている。ここで、第１クロックＣＬＫ１と第２クロックＣＬＫ２は互いにオーバーラップしない信号である。以上の構成によれば、１段あたり（ＶＤＤ−Ｖｔｈ）だけ電圧を昇圧させることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、昇圧段数が多くなると、Ｎチャンネル型トランジスタの閾値電圧Ｖｔｈがバックゲート効果によって次第に大きくなるので、段数が増加すればするほど昇圧効率が低下してまう。この結果、１．５Ｖの電池電圧を昇圧して１８Ｖの書換電圧を発生させるためには、２０段以上の昇圧段数を必要とする。このようなチャージポンプ回路をＩＣに内蔵するには、２０個以上のコンデンサをＩＣチップ上に形成する必要があるので、チップサイズが極めて大きくなり、製造コストが大幅に上昇してしまうといった問題があった。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、簡単な回路構成で書換電圧を生成することが可能な電子機器およびその制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため請求項１に記載の発明にあっては、コイルに誘起された電力を整流する整流手段と、電力を蓄電して得た電圧を電源電圧として機器の各部分に給電する第１蓄電部材と、データを記憶するとともに、データ書換時には前記電源電圧より高い書換電圧を必要とする記憶手段と、電力を蓄電して得た電圧を前記書換電圧として前記記憶手段に給電するとともに、前記第１蓄電部材よりも静電容量が小さい第２蓄電部材と、通常時には、前記整流手段によって整流された電力を少なくとも前記第１蓄電部材に供給する一方、データ書換時には前記整流手段によって整流された電力を前記第２蓄電部材にのみ供給する充電制御手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
この場合、前記第２蓄電部材は前記整流手段と接続されており、前記充電制御手段は、前記第１蓄電部材と前記第２蓄電部材との間に設けられたスイッチ部と、通常時には前記スイッチ部をオンする一方、データ書換時には前記スイッチ部をオフするように制御する制御部とを備えることが好ましい。
また、前記コイルは、被対象物を駆動する駆動モータのモータコイルであることが好ましい。
また、外部から与えられた交流磁界によって前記コイルに電圧が誘起されるものであってもよい。
また、前記コイルは、外部から与えられた運動エネルギーによってロータを回転させて発電する発電機の発電コイルであってもよい。この場合、通常時には、外部から与えられた運動エネルギーによってロータが回転して前記発電コイルに電圧が誘起される一方、データ書換時には外部から与えられた交流磁界によって前記発電コイルに電圧が誘起されることが好ましい。
【０００７】
また、前記整流手段は、複数のスイッチ素子を備えており、当該スイッチ素子のオン・オフを制御してチョッパ昇圧しつつ、前記コイルの電圧を整流することが好ましい。
また、前記整流手段は、前記駆動モータを駆動する駆動回路と兼用したものであってもよい。この場合、前記整流手段は、前記モータコイルとブリッジ接続されるトランジスタに寄生して形成される寄生ダイオードであることが好ましい。
【０００８】
また、前記記憶手段は、不揮発性であってもよい。
また、電子機器は、時刻を計測する計時手段と、前記計時手段によって計測された時刻を表示する表示手段とを備えるものであってもよい。
【０００９】
また、請求項１１に記載の発明にあっては、データ書換が可能な記憶手段と、コイルに誘起された電力を蓄電可能な第１蓄電部材およびこれよりも静電容量が小さい第２蓄電部材とを備えた電子機器の制御方法であって、通常時には、前記第１蓄電部材と前記第２蓄電部材とを接続し、前記コイルに誘起された電圧を整流して、前記第１蓄電部材および前記第２蓄電部材に電力を蓄電し、蓄電された電圧を電源電圧として機器の各部分に給電し、データ書換時には、前記第１蓄電部材と前記第２蓄電部材とを分離し、前記コイルに誘起された電圧を整流して、前記第２蓄電部材に電力を蓄電し、蓄電された電圧を書換電圧として前記記憶手段に給電し、前記書換電圧を用いて前記記憶手段に記憶されたデータを書き換えることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の好適な実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態にあっては、電子機器としての腕時計タイプのアナログ電子時計を一例として説明するが、本発明をこれに限定する趣旨ではなく、何らかのコイル（アナログ電子時計における発電用モータまたは運針用駆動モータのモータコイルに相当）を有する電子機器あれば、本発明の適用が可能である。
【００１１】
［１．第１実施形態］
［１−１．アナログ電子時計の構成］
まず、アナログ電子時計の構成について説明する。
図１にアナログ電子時計のブロック図を示す。アナログ電子時計１０は、電源部として、発電機１００、整流回路１１、小容量コンデンサ１２、スイッチ１３および大容量コンデンサ１４を備えている。なお、この例では、基準電位ＧＮＤをＶＳＳ（低電圧側）に設定しているが、基準電位ＧＮＤをＶＤＤ（高電圧側）に設定してもよいことは勿論である。
【００１２】
この図に示されるように、発電機１００は、コイル１１０が巻回されたステータ１１２と、２極磁化されたディスク状のロータ１１４とを備えており、通常モードにおいてアナログ電子時計１０を装着したユーザが手を振ると、回転錘１１６が旋回運動し、当該運動が輪列機構１１８によってロータ１１４を回転させる構成となっている。したがって、このような発電機１００によれば、回転錘１１６の旋回によってコイル１１０の両端に位置する端子ＡＧ１、ＡＧ２の間に交流電力が発生することとなる。また、後述するように不揮発性メモリ１５の調整データを書え換る際には、外部調整装置から大振幅の電磁波が送信されることになるが、この場合には回転錘１１６が旋回しなくても電磁誘導によってコイル１１０に交流電力が励起される。
【００１３】
次に、整流回路１１は、コイル１１０に励起される交流電圧を整流するのであれば、どのような回路を用いてもよいが、例えば、ダイオードブリッジで構成することができる。
【００１４】
次に、スイッチ１３は、小容量コンデンサ１２と大容量コンデンサ１４との間に設けられており、Ｐチャンネル電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）で構成された場合、Ｌレベルの制御信号ＣＴＬが供給されるとオン状態となる一方、Ｈレベルの制御信号ＣＴＬが供給されるとオフ状態となるように制御される。したがって、制御信号ＣＴＬの論理レベルによって、小容量コンデンサ１２を大容量コンデンサ１４と並列に接続したり、あるいは、小容量コンデンサ１２を大容量コンデンサ１４から切り離すことが可能である。なお、この例では、スイッチ１３をＰチャンネル電界効果トランジスタで構成するものとするが、これをＮチャンネル電界効果トランジスタで構成しても良いことは勿論であり、この場合には、制御信号ＣＴＬの極性を反転させればよい。
また、以下の説明においては、接続状態におけるＶＳＳを基準とした小容量コンデンサ１２および大容量コンデンサ１４の電圧を電源電圧ＶＤＤ１と、分離状態におけるＶＳＳを基準とした小容量コンデンサ１２の電圧を電源電圧ＶＤＤ２と称する。
【００１５】
本実施形態にあっては、ユーザがアナログ時計１０を使用する通常モードでは、スイッチ１３をオン状態にする。これにより、整流回路１１で得られた充電電流が、小容量コンデンサ１２および大容量コンデンサ１４に充電されることになる。一方、不揮発性メモリ１５においてデータ書換を実行する書換モードにあっては、スイッチ１３をオフ状態にする。これにより、充電電流は小容量コンデンサ１２のみに流れ込むことになる。
【００１６】
ところで、小容量コンデンサ１２の容量値は、大容量コンデンサ１４の容量値と比較して小さな値に設定してある。このため、書換モードにおいては、短時間で高電圧が小容量コンデンサ１２に蓄電されることになる。このときの電源電圧ＶＤＤ２はプログラム用電圧Ｖｐとして不揮発性メモリ１５に給電される。一方、通常モードにおいては、小容量コンデンサ１２と大容量コンデンサ１４に充電電流が流れ込むので、大容量コンデンサ１４の電圧は緩やかに上昇することとなるが、そられに蓄積される電荷量は大きいので、継続動作時間を延ばすことができる。
【００１７】
さらに、アナログ電子時計１０は、不揮発性メモリ１５、制御回路１６、駆動回路１７および表示機構１８を備えている。
まず、不揮発性メモリ１５は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等で構成され調整データを記憶する。この不揮発性メモリ１５は、調整データを読み出す際には１．５Ｖ程度の電源電圧ＶＤＤのみで動作するが、調整データを消去するとき、あるいは調整データを書き込む際には１８Ｖ程度のプログラム用電圧Ｖｐを必要とする。なお、調整データは、アナログ電子時計１０の歩度を外部調整装置を用いて予め測定し、この測定結果に基づいて生成されたデータであって、歩度を調整するために用いられる。
【００１８】
次に、制御回路１６は、アナログ電子時計１０全体を制御するとともに、計時機能を備えている。より具体的には、水晶振動子Ｘを用いて基準発振信号を発振させるとともに基準発振信号を分周して得た分周発振信号を出力する発振分周回路を内蔵している。また、調整データに基づいて、発振分周回路の発振定数や分周比が調整されるようになっている。
【００１９】
次に、駆動回路１７は、分周発振信号に基づいて駆動パルス信号を生成するように構成されている。また、時刻表示に用いられる表示機構１８は、駆動パルス信号によって駆動されるステップモータ、ステップモータと連結する輪列機構、および輪列の軸に設けられた指針等を備えている。
次に、外部操作手段１９はユーザの操作指示を入力するものであって、例えば、スイッチやリューズ等によって構成される。この外部操作手段１９をユーザが操作することによって、モードの変更指示等が入力される。
【００２０】
［１−２．アナログ電子時計の動作］
次に、本実施形態の動作について説明する。
［１−２−１．通常モード］
通常モードにおいては、調整データの書換は行われないので、プログラム用電圧Ｖｐを生成する必要はない。そこで、制御回路１６は制御信号ＣＴＬの論理レベルをＬレベルに設定する。この場合、小容量コンデンサ１２と大容量コンデンサ１４は接続されることになる。
【００２１】
この状態で、ユーザがアナログ電子時計１０を手首に装着して腕を振ると、コイル１１０の交流電圧が整流回路１１によって整流され、充電電流が小容量コンデンサ１２および大容量コンデンサ１４に流れ込む。これにより、電源電圧ＶＤＤ１が上昇し、アナログ電子時計１０が動作可能となる。
この後、ユーザがアナログ電子時計１０を手首からはずして、机の上に置いても、小容量コンデンサ１２および大容量コンデンサ１４に蓄電された電力によって、アナログ電子時計１０は動作を継続する。大容量コンデンサ１４の蓄電された電荷量は、小容量コンデンサ１２の電荷量と比較してはるかに大きいので、継続動作時間を十分長くすることができる。
【００２２】
［１−２−１．書換モード］
次に、書換モードの動作について説明する。なお、スイッチやリューズ等の外部入力手段の特定の操作によって、通常動作モードから書換モードへの移行が行われる。書換モードにおいては、アナログ電子時計１０を外部調整装置と近接して配置し、コイル１１０と外部調整装置のコイルを電磁結合させる。図２は書換モードにおけるアナログ電子時計の動作を説明するためのフローチャートである。
【００２３】
まず、制御回路１６が制御信号ＣＴＬの論理レベルをＨレベルに設定する。すると、スイッチ１３がオフ状態となり、小容量コンデンサ１２が大容量コンデンサ１４から切り離される（ステップＳ１）。これにより、整流回路１１は小容量コンデンサ１２のみに接続される。
【００２４】
次に、外部調整装置が、大振幅の外部交流磁界を所定時間だけ印加すると（ステップＳ２）、交流磁界によって、コイル１１０に誘導電圧が励起される。整流回路１１は、この誘導電圧を整流して小容量コンデンサ１２に充電電流を流し込む。ここで、外部交流磁界の大きさとその継続時間は、当該期間において小容量コンデンサ１２にプログラム用電圧Ｖｐを蓄電できるように設定されている。なお、小容量コンデンサ１２の容量値は小さいので、短時間のうちに高電圧を蓄電することが可能である。
【００２５】
次に、制御回路１６は小容量コンデンサ１２に蓄電されたプログラム用電圧Ｖｐを用いて不揮発性メモリ１５に記憶している調整データを消去する（ステップＳ３）。上述したよう不揮発性メモリ１５はＥＥＰＲＯＭで構成されているから、トンネル電流によってデータの消去および書込が可能である。したがって、データの書換時に大電流を必要としないので、容量値の小さい小容量コンデンサ１２に蓄電されたプログラム用電圧Ｖｐによってデータの消去・書込が可能である。
次に、制御回路１６は、新たな調整データを不揮発性メモリ１５に供給し、プログラム用電圧Ｖｐを用いて調整データを不揮発性メモリ１５に書き込む（ステップＳ４）。
【００２６】
この後、自動的に通常動作モードへ復帰しても良いし、外部入力手段の操作によって復帰しても良い。すると、制御回路１６は、制御信号ＣＴＬの論理レベルをＬレベルに設定し、小容量コンデンサ１２と大容量コンデンサ１４とをスイッチ１３を介して接続し、書込モードを終了する（ステップＳ５）。
【００２７】
［１−３．第１実施形態の効果］
（１）以上説明したように第１実施形態においては、書換モードにおいて、小容量コンデンサ１２を大容量コンデンサ１４から切り離すようにスイッチ１３を制御したので、コイル１１０に交流電圧が誘起されると、小容量コンデンサ１２のみに充電電流を流すことができる。このため、小容量コンデンサ１２の蓄電電圧を短時間で高電圧にすることができ、チャージポンプ等で構成される昇圧回路を用いることなく、プログラム用電圧Ｖｐを容易に生成することが可能となる。
【００２８】
（２）また、コイル１１０に外部磁界を印加してプログラム用電圧Ｖｐを生成するから、アナログ電子時計１０にプログラム用電圧Ｖｐを入力するための入力端子を設けて、その入力端子と給電端子とを接触させてプログラム用電圧Ｖｐを給電するといった手間がなくなり、非接触状態でアナログ電子時計１０の内部にプログラム用電圧Ｖｐを発生させることが可能となる。
【００２９】
［２．第２実施形態］
第２実施形態のアナログ電子時計は整流回路１１としてチョッパ式昇圧整流回路１１’を用いた点を除いて、第１実施形態のアナログ電子時計１０と同様に構成されている。
【００３０】
図３は、チョッパ式昇圧整流回路１１’の回路図である。この図に示すようにチョッパ式昇圧整流回路１１’は、ブリッジ型の全波整流回路として構成されており、入力端子ＡＧ１，ＡＧ２が発電機１００のコイル１１０に接続されている。したがって、入力端子ＡＧ１，ＡＧ２には発電電圧が給電される。入力端子ＡＧ１，ＡＧ２は、カソードに高電位側電源電圧ＶＤＤ２（ＶＤＤ１）が供給されるダイオードＤ１，Ｄ２のアノードと各々接続されている。また、入力端子ＡＧ１，ＡＧ２にはＮチャンネルトランジスタＮ１Ａ，Ｎ１Ｂ，Ｎ２Ａ，Ｎ２Ｂが接続されており、それらのドレインには低電位側電源電圧ＶＳＳが供給されている。くわえて、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ａ，Ｎ２Ａのゲートには、制御回路１６からクロック信号ＣＬＫが供給される一方、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ｂのゲートは入力端子ＡＧ２に、ＮチャンネルトランジスタＮ２Ｂのゲートは入力端子ＡＧ１に接続されるようになっている。
【００３１】
以上の構成において、入力端子ＡＧ１，ＡＧ２の間に起電圧が発生しない場合には、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ｂ，Ｎ２Ｂはオフしており、Ｎ１Ａ，Ｎ２Ａはクロック信号ＣＬＫに従って同相でオン・オフを繰り返す。ここで、入力端子ＡＧ１，ＡＧ２の間に起電圧が発生し、入力端子ＡＧ１の電圧が正、すなわち、入力端子ＡＧ１の電圧＞入力端子ＡＧ２の場合を想定する。この場合には、入力端子ＡＧ１の電位がＮチャンネルトランジスタＮ２Ｂの閾値電圧Ｖｔｈより大きくなると、ＮチャンネルトランジスタＮ２Ｂがオンする。この状態にあっては、ＮチャンネルトランジスタＮ２Ａのオン・オフと無関係に入力端子ＡＧ２の電圧は低電位側電源電圧ＶＳＳに固定されることになる。したがって、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ｂのゲート電圧は低電位側電源電圧ＶＳＳに固定されるので、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ｂはオフ状態となる。一方、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ａはクロック信号ＣＬＫに従ってオン・オフを繰り返す。また、逆に、入力端子ＡＧ２の電圧が入力端子ＡＧ１の電圧を上回る場合には、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ｂが常にオン状態となる一方、ＮチャンネルトランジスタＮ２Ａがクロック信号ＣＬＫに従ってオン・オフを繰り返すことになる。
【００３２】
次に、図４を参照しつつ、チョッパ式昇圧整流回路１１’の動作を具体的に説明する。図４は、入力端子ＡＧ１、ＡＧ２に誘起される電圧波形（ＶＳＳを基準とする）とクロック信号ＣＬＫの関係を示したものである。この例では、入力端子ＡＧ１の電圧が入力端子ＡＧ２の電圧を上回っているものとする。
この状態にあって、入力端子ＡＧ１の電圧がＮチャンネルトランジスタＮ２Ｂの閾値電圧Ｖｔｈを上回ると、上述したようにＮチャンネルトランジスタＮ２Ｂは常時オン状態となる一方、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ａがクロック信号ＣＬＫに従ってオン・オフを繰り返すことになる。
【００３３】
すなわち、クロック信号ＣＬＫがＨレベルの期間にあっては、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ａ，Ｎ２Ａが同時にオンとなるので、入力端子ＡＧ１→ＮチャンネルトランジスタＮ１Ａ→ＮチャンネルトランジスタＮ２Ａ→入力端子ＡＧ１の経路で電流が流れ、コイル１１０に電力が蓄積されることになる。
【００３４】
この後、クロック信号ＣＬＫがＨレベルからＬレベルに切り替わると、ＮチャンネルトランジスタＮ１Ａがオフ状態となるので、コイル１１０に蓄電された電力が瞬時に放電される。この結果、図４に示すようにクロック信号ＣＬＫの立ち下がりエッジに同期して、電圧波形が急峻に立ち上がりチョッパ昇圧されることになる。ここで、入力端子ＡＧ１の電圧が高電位側電源電圧ＶＤＤ２にダイオードＤ１の降下電圧を加えた電圧を上回ると、入力端子ＡＧ１→ダイオードＤ１→小容量コンデンサ１２→ＮチャンネルトランジスタＮ２Ｂ→入力端子ＡＧ２の経路で電流が流れ、小容量コンデンサ１２に充電電流が流れ込む。
【００３５】
図４に点線で図示した波形は、チョッパ動作を行わない場合の電圧波形である。この電圧波形とチョッパ昇圧された電圧波形とを比較すると、チョッパ昇圧された電圧波形の方が高電圧を得られることがわかる。したがって、チョッパ式昇圧整流回路１１’を用いることにより、小容量コンデンサ１２の電圧をより高くすることができる。この結果、より高いプログラム用電圧Ｖｐを必要とする不揮発性メモリ１５を使用することができる。また、逆に、外部調整装置から送信する交流磁界の振幅を小さくすることが可能となる。
【００３６】
［３．第３実施形態］
［３−１．第３実施形態の構成］
上述した第１および第２実施形態では、通常モードにおいて発電機１００を用いて発生した交流電力を小容量コンデンサ１２および大容量コンデンサ１４に充電する一方、書換モードにおいては小容量コンデンサ１２を分離し、発電機１００のコイル１１０に誘起される交流電力を用いて小容量コンデンサ１２に充電を行っていた。これに対して、第３実施形態は、ステップモータのモータコイルに誘起される電圧を用いて、プログラム用電圧Ｖｐを生成するものである。
【００３７】
図５は第３実施形態に係るアナログ電子時計のブロック図である。このアナログ電子時計１０’が第１実施形態のアナログ電子時計１０（図１参照）と相違するのは、整流回路１１を省略した点、駆動回路１７をより具体的にしたドライバ制御回路２０およびドライバ３０を用いる点、ドライバ３０の高電位電源に小容量コンデンサ１２を接続した点である。なお、図５では表示機構１８が省略されているが、コイル４０は表示機構１８の構成部分であるステップモータのモータコイルである。
【００３８】
まず、ドライバ制御回路２０は、制御回路１６から供給される分周発振信号に基づいて、ドライバ３０を制御するためのドライバ制御信号φ１〜φ４を生成するように構成されている。
次に、ドライバ３０は、Ｐチャンネルトランジスタ３１、３３とＮチャンネルトランジスタ３２、３４を備えており、それらのゲートに供給されるドライバ制御信号φ１〜φ４に基づいて、オン・オフ動作を繰り返し、コイル４０に駆動パルス信号を印加するように構成されている。また、これらのトランジスタはＩＣチップに集積化されており、集積化される際に寄生ダイオード３５〜３８が形成される。このような構成において、モータを駆動する場合には、ドライバ制御信号φ１がＬレベルでＰチャンネルトランジスタ３１がオンし、ドライバ制御信号φ４がＨレベルでＮチャンネルトランジスタ３４がオンし、さらにＮチャンネルトランジスタ３２またはＰチャンネルトランジスタ３３のいずれか一方がオフすることによって、高電位側電源電圧ＶＤＤ２→Ｐチャンネルトランジスタ３１→コイル４０→Ｎチャンネルトランジスタ３４→低電位側電源電圧ＶＳＳといった経路で電流が流れ、モータが回転する。さらに、次の駆動タイミングでは、ドライバ制御信号φ２がＨレベルでＮチャンネルトランジスタ３２がオンし、ドライバ制御信号φ３がＬレベルでＰチャンネルトランジスタ３３がオンし、さらにＰチャンネルトランジスタ３１またはＮチャンネルトランジスタ３４のいずれか一方がオフすることによって、高電位側電源電圧ＶＤＤ２→Ｐチャンネルトランジスタ３３→コイル４０→Ｎチャンネルトランジスタ３２→低電位側電源電圧ＶＳＳといった経路で電流が流れ、モータが回転する。
【００３９】
［３−２．第３実施形態の動作］
次に、第３実施形態に係るアナログ電子時計１０’の動作について説明する。このアナログ電子時計１０’の動作モードには、データを書き換える書換モード、電力を充電する充電モードおよびユーザがアナログ電子時計１０’を使用する通常モードがある。
【００４０】
［３−２−１．書換モード］
まず、書換モードにおいては、アナログ電子時計１０’を外部調整装置と近接して配置し、ステップモータのコイル４０と外部調整装置のコイルを電磁結合させる。また、書換モードでは、制御回路１６は分周発振信号であるモータ駆動信号をドライバ制御回路２０に出力しない。このため、ドライバ制御回路２０は、トランジスタ３１〜３４が常にオフ状態となるようにドライバ制御信号φ１〜φ４を生成する。したがって、書換モードにおいて、ドライバ３０は、寄生ダイオード３５〜３８で構成されるダイオードブリッジと等価である。
次に、制御回路１６は、制御信号ＣＴＬの論理レベルをＨレベルに設定する。すると、スイッチ１３がオフ状態となり、小容量コンデンサ１２が大容量コンデンサ１４から切り離される。
【００４１】
次に、外部調整装置が、大振幅の外部交流磁界を所定時間だけ印加すると、交流磁界によって、コイル４０に誘導電圧が励起される。この誘導電圧は、ダイオード３５〜３８で構成されるダイオードブリッジによって整流され、小容量コンデンサ１２に充電電流が流れ込む。小容量コンデンサ１２の容量値は小さいので、短時間のうちにその電源電圧ＶＤＤ２はプログラム用電圧Ｖｐに達する。
【００４２】
次に、制御回路１６は小容量コンデンサ１２に蓄電されたプログラム用電圧Ｖｐを用いて不揮発性メモリ１５に記憶している調整データの消去・書込を実行する。この後、制御回路１６は、制御信号ＣＴＬの論理レベルをＬレベルに設定し、小容量コンデンサ１２と大容量コンデンサ１４とをスイッチ１３を介して接続し、書込モードを終了する。
【００４３】
［３−２−２．充電モード］
次に、充電モードでは、書換モードと同様にアナログ電子時計１０’を外部調整装置と近接して配置し、ステップモータのコイル４０と外部調整装置のコイルを電磁結合させる。また、制御回路１６が分周発振信号をドライバ制御回路２０に出力せず、ドライバ３０が寄生ダイオード３５〜３８で構成されるダイオードブリッジと等価となる点も書換モードと同様である。ただし、制御回路１６が制御信号ＣＴＬの論理レベルをＬレベルに設定する点が書換モードと相違する。すなわち、充電モードにおいては、小容量コンデンサ１２と大容量コンデンサ１４とがスイッチ１３を介して接続される。
【００４４】
この状態において、外部調整装置から外部交流磁界を印加すると、交流磁界によって、コイル４０に誘導電圧が励起される。この誘導電圧は、ダイオード３５〜３８で構成されるダイオードブリッジによって整流され、小容量コンデンサ１２および大容量コンデンサ１４に充電電流が流れ込む。これにより、アナログ電子時計１０’を継続して動作させるのに十分な電力が蓄電されることになる。
より具体的には、充電モードにおいて使用される外部調整装置は、家庭で使用される充電アダプターであって、アナログ電子時計１０’の置台と兼用されている。この場合、充電は非接触で行われるので、充電ジャックを差し込むといった手間がなく、ユーザは置台の上にアナログ電子時計１０’を置いて、充電開始ボタンを操作するだけでよい。
【００４５】
［３−２−３．通常モード］
次に、通常モードにおいては、制御信号ＣＴＬはＬレベルであってスイッチ１３はオン状態であり、ドライバ３０には、大容量コンデンサ１４が接続される。したがって、ドライバ３０は電源電圧ＶＤＤの給電を受ける。また、制御回路１６は分周発振信号をドライバ制御回路２０に出力し、ドライバ３０はドライバ制御信号φ１〜φ４に基づいてトランジスタ３１〜３４のオン・オフを繰り返し、これにより、ステップモータが駆動される。
【００４６】
［３−３．第３実施形態の効果］
以上説明したように第３実施形態によれば、ステップモータのモータコイルを用いて、プログラム用電圧Ｖｐを生成することができる。また、ドライバ３０を構成するトランジスタ３１〜３４に付随する寄生ダイオード３５〜３８を用いて整流したので、ドライバ３０を充電のための整流回路と兼用することができる。
【００４７】
［４．変形例］
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に述べる各種の変形が可能である。
（１）上述した実施形態では、スイッチ１３を制御することによって、小容量コンデンサ１２と大容量コンデンサ１４を接続・分離したが、本発明はこれに限定されるものではなく、通常時には、整流回路１１によって整流された電力を少なくとも大容量コンデンサ１４に供給する一方、データ書換時には整流回路１１によって整流された電力を小容量コンデンサ１２にのみ供給するのであれば、どように構成してもよい。
【００４８】
（２）上述した実施形態においては、書換モードにおいて小容量コンデンサ１２に蓄電された電圧をプログラム用電圧Ｖｐとして使用することによって、不揮発性メモリ１５の調整データを書き換えたが、本発明はこれに限定されるものではなく、小容量コンデンサ１２の電圧をさらに昇圧回路によって昇圧して得た昇圧電圧を用いてデータ書換を行うようにしてもよい。この場合には、さらに高い電圧を発生させることができる。
【００４９】
（３）上述した実施形態において、制御回路１６は電源電圧ＶＤＤ２を検出し、検出電圧が予め定められた電圧を上回ると、過電圧による回路素子の破壊を防止するためにリミッタ回路を設けてもよい。具体的には、小容量コンデンサ１２への充電動作を停止するように整流回路１１，１１’やドライバ３０を制御してもよい。整流回路１１’を制御する場合には、クロック信号ＣＬＫを常時Ｈレベルとすればよく、また、ドライバ３０を制御する場合には、Ｎチャンネルトランジスタ３２および３４をオフさせるとともにＰチャンネルトランジスタ３１および３３をオンさせればよい。
【００５０】
（４）上述した実施形態では、発電機構の一例として発電機１００を取り上げ説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく外部エネルギーを電気エネルギーに変換して発電する発電部であれば、いかなるものであっても適用することができる。例えば、ゼンマイの復元力（外部エネルギーに相当）により回転運動を生じさせ、該回転運動で起電力を発生させる発電装置や、外部あるいは自励による振動または変位を圧電体に加えることにより、圧電効果によって電力を発生させる発電装置であってもよい。
さらに太陽光等の光エネルギーを利用した光電変換により電力を発生させる発電装置（太陽電池）であっても良い。
さらにまた、ある部位と他の部位との温度差（熱エネルギー；外部エネルギーに相当）による熱発電により電力を発生させる発電装置であっても良い。
また、放送、通信電波などの浮遊電磁波を受信し、そのエネルギー（外部エネルギーに相当）を利用した電磁誘導型発電装置を用いるように構成することも可能である。
また、異なる発電装置を複数用いた構成を採ることも可能である。
【００５１】
（５）上述した実施形態では、アナログ電子時計１０、１０’を一例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、デジタル時計や懐中時計などであってもよい。また、電動歯ブラシ、電動ひげ剃り、電卓、携帯電話、携帯用パーソナルコンピュータ、電子手帳、携帯ラジオ、携帯型ＶＴＲなどの各種電子機器に適応することもできる。
【００５２】
（６）上述した実施形態では、不揮発性メモリ１５に調整データを記憶させるようにしたが、ＩＤ番号、センサや検出回路の各種調整データを記憶させるようにしてもよい。また、データの書込は、工場における調整過程でのデータ書込ばかりでなく、販売店の店頭やアフターサービス時のデータ書込も可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、通常時において第１および第２蓄電部材に電力を蓄電する一方、データ書換時において第２蓄電部材に電力を蓄電するから、高い書換電圧を容易に生成することができる。また、外部から交流磁界をコイルに電圧を誘起させることにより、非接触で書換電圧を生成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアナログ電子時計の構成を示すブロック図である。
【図２】同実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】第２実施形態に係るアナログ電子時計の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態の動作を説明するための波形図である。
【図５】第３実施形態に係るアナログ電子時計の構成を示すブロック図である。
【図６】電源電圧の昇圧に用いらるチャージポンプ回路の回路図である。
【符号の説明】
１０、１０’……アナログ電子時計
１１、１１’……整流回路
１２……小容量コンデンサ（第２蓄電部材）
１３……スイッチ（スイッチ部、充電制御手段）
１４……大容量コンデンサ（第１蓄電部材）
１５……不揮発性メモリ（記憶手段）
１６……制御回路（充電制御手段）
３１、３３……Ｐチャンネルトランジスタ（トランジスタ）
３２、３４……Ｎチャンネルトランジスタ（トランジスタ）
３５〜３８……寄生ダイオード
４０、１１０……コイル
Ｖｐ……プログラム用電圧
【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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