(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計において、
一対の出力端子を有し第１のエネルギーを変換することによって得られる電気エネルギーを前記蓄電装置へ蓄電するための発電装置と、
前記発電装置による発電を検出する発電検出回路と、
前記モータの駆動制御を行う制御部と、
を備え、
前記発電検出回路は、
前記発電装置の出力端子の電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、比較結果信号を出力する比較手段と、
前記比較結果信号に基づいて前記出力端子の電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する発電検出手段と、を有し、
前記制御部は、
前記発電検出信号が前記発電検出回路から入力された場合に、
前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止する第１の処理と、
前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスの出力を停止する第２の処理と、
前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動する第３の処理と、
前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力する第４の処理と、
デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開する第５の処理と、
を順次行う
ことを特徴とする電子時計。
【請求項２】
蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計において、
第１出力端子及び第２出力端子を有する交流発電装置であって、第１のエネルギーを変換することによって得られる電気エネルギーを前記蓄電装置へ蓄電するための発電装置と、
前記発電装置による発電を検出する発電検出回路と、
前記モータの駆動制御を行う制御部と、
を備え、
前記発電検出回路は、
前記第１出力端子の端子電圧である第１出力端子電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、第１比較結果信号を出力する第１の比較手段と、
前記第２出力端子の端子電圧である第２出力端子電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、第２比較結果信号を出力する第２の比較手段と、
前記第１比較結果信号および前記第２比較結果信号に基づいて、前記第１出力端子電圧あるいは前記第２出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する発電検出手段と、を有し、
前記制御部は、
前記発電検出信号が前記発電検出回路から入力された場合に、
前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止する第１の処理と、
前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止する第２の処理と、
前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動する第３の処理と、
前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力する第４の処理と、
デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開する第５の処理と、
を順次行う
ことを特徴とする電子時計。
【請求項３】
蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計において、
一対の出力端子を有し第１のエネルギーを変換することによって得られる電気エネルギーを前記蓄電装置へ蓄電するための発電装置であって、一方の出力端子に昇圧用蓄電装置が接続されている発電装置と、
前記発電装置による発電を検出する発電検出回路と、
前記モータの駆動制御を行う制御部と、を備え、
前記発電検出回路は、
前記昇圧用蓄電装置の蓄電電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、比較結果信号を出力する比較手段と、
前記比較結果信号に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧を上回る場合に、前記蓄電装置を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する発電検出手段と、を有し、
前記制御部は、
前記発電検出信号が前記発電検出回路から入力された場合に、
前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止する第１の処理と、
前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止する第２の処理と、
前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動する第３の処理と、
前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力する第４の処理と、
デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開する第５の処理と、
を順次行う
ことを特徴とする電子時計。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電子時計において、
前記比較手段は、二つの入力電圧のうち、いずれか一方の電圧を予め定めた所定量だけオフセットさせた電圧と、他方の電圧とを比較することを特徴とする電子時計。
【請求項５】
請求項４に記載の電子時計において、
前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧は、前記蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定のオフセット電圧を加えた電圧であることを特徴とする電子時計。
【請求項６】
請求項２に記載の電子時計において、
前記発電検出手段は、
前記第１比較結果信号と前記第２比較結果信号の論理積をとって原発電検出信号として出力するＡＮＤ手段と、
前記原発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号として出力する平滑化手段と、
を備えたことを特徴とする電子時計。
【請求項７】
請求項２に記載の電子時計において、
前記発電検出手段は、
前記第１比較結果信号と前記第２比較結果信号の論理和をとって原発電検出信号として出力するＯＲ手段と、
前記原発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号として出力する平滑化手段と、
を備えたことを特徴とする電子時計。
【請求項８】
請求項１、２または６〜７のいずれかに記載の電子時計において、
前記蓄電装置の充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、
前記充電電圧検出手段により検出された充電電圧が予め定めた所定の電圧を上回る場合には、一方の前記出力端子から流れ込む充電電流を前記蓄電装置への充電経路を迂回する迂回経路を介して、他方の前記出力端子に供給することによって一対の前記出力端子を介して閉ループを形成する閉ループ形成手段と、を備え、
前記充電電流は、前記迂回路を流れる迂回電流であり、
前記発電検出手段は、
前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に前記迂回電流が流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する
ことを特徴とする電子時計。
【請求項９】
一対の出力端子を有する発電装置にて第１のエネルギーを変換することによって得られた電気エネルギーを蓄電装置へ蓄電するとともに、前記蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計の駆動制御方法において、
前記発電装置の出力端子の電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較する比較工程と、
前記比較工程における比較の結果に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出工程と、
を含み、
前記充電電流が流れ得る状態に相当する旨が前記発電検出工程にて検出された場合に、
前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止するステップと、
前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止するステップと、
前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動するステップと、
前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力するステップと、
デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開するステップと、
を前記電子時計に順次実行させる
ことを特徴とする駆動制御方法。
【請求項１０】
第１出力端子及び第２出力端子を有する交流発電装置である発電装置にて第１のエネルギーを変換することによって得られた電気エネルギーを蓄電装置へ蓄電するとともに、前記蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計の駆動制御方法において、
前記第１出力端子の端子電圧である第１出力端子電圧と、前記発電装置において第１のエネルギーを変換することにより得られる電気エネルギーを蓄電する蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較する第１の比較工程と、
前記第２出力端子の端子電圧である第２出力端子電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較する第２の比較工程と、
前記第１の比較工程および前記第２の比較工程における比較の結果に基づいて前記第１出力端子電圧あるいは前記第２出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出工程と、
を含み、
前記充電電流が流れ得る状態に相当する旨が前記発電検出工程にて検出された場合に、
前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止するステップと、
前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止するステップと、
前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動するステップと、
前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力するステップと、
デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開するステップと、
を前記電子時計に順次実行させる
ことを特徴とする駆動制御方法。
【請求項１１】
一対の出力端子を有する発電装置にて第１のエネルギーを変換することによって得られた電気エネルギーをその一方の出力端子に接続されている昇圧用蓄電装置を介して蓄電装置へ蓄電するとともに、前記蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計の駆動制御方法において、
前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧と前記昇圧用蓄電装置の蓄電電圧とを比較する比較工程と、
前記比較の結果に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出工程と、
を含み、
前記充電電流が流れ得る状態に相当する旨が前記発電検出工程にて検出された場合に、
前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止するステップと、
前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止するステップと、
前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動するステップと、
前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力するステップと、
デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開するステップと、
を前記電子時計に順次実行させる
ことを特徴とする駆動制御方法。
【請求項１２】
請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の駆動制御方法において、
前記比較工程においては、二つの入力電圧のうち、いずれか一方の電圧を予め定めた所定量だけオフセットさせた電圧と、他方の電圧とを比較することを特徴とする駆動制御方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の駆動制御方法において、
前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧は、前記蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定のオフセット電圧を加えた電圧に設定することを特徴とする駆動制御方法。
【請求項１４】
請求項９または１０のいずれかに記載の駆動制御方法において、
前記蓄電装置の充電電圧を検出する充電電圧検出工程と、
前記充電電圧検出工程において、検出された充電電圧が予め定めた所定の電圧を上回る場合には、一方の前記出力端子から流れ込む充電電流を前記蓄電装置への充電経路を迂回する迂回経路を介して、他方の前記入力端子に供給することによって一対の前記出力端子を介して閉ループを形成する閉ループ形成工程と、を備え、
前記充電電流は、前記迂回路を流れる迂回電流であり、前記発電検出工程においては、前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に前記迂回電流が流れ得る状態である旨を検出する
ことを特徴とする駆動制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子時計およびその駆動制御方法に関し、特に、発電装置にて第１のエネルギーを変換することによって得られた電気エネルギーを蓄電装置へ蓄電するとともに、その蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計およびその駆動制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、腕時計タイプなどの小型の電子時計に太陽電池などの発電装置を内蔵し、電池交換なしに動作するものが実現されている。これらの電子時計においては、発電装置で発生した電力をいったん大容量コンデンサなどに充電する機能を備えており、発電が行われないときはコンデンサから放電される電力で時刻表示が行われるようになっている。このため、電池なしでも長時間安定した動作が可能であり、電池の交換の手間あるいは電池の廃棄上の問題などを考慮すると、今後、多くの電子時計に発電装置が内蔵されるものと期待されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
一方、充電時は発電機から発生する電磁ノイズレベルによって、モータに悪影響を与える場合がある。
また、充電時には、二次電池の内部抵抗により充電電流による電源電圧変動も発生する。
従って、このような問題を回避すべく、上記発電装置を内蔵した電子時計においては、発電装置で発電しているか否かを発電検出回路を設けて検出し、発電がなされている場合には、充電がなされているものとして処理を行っている。
【０００４】
しかしながら、発電を検出したからといって、必ずしもその発電電力が充電に寄与するものとは限らなく、二次電池の端子電圧以上の発電電圧が発生して初めて二次電池への充電が可能となり、充電電流が流れるのである。よって、発電電圧の絶対値の検出では充電に寄与しない発電を検出してしまい、必要以上に処理を施すこととなり、ひいては、消費電力を増大することとなっていた。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、発電装置により蓄電装置の充電を行うとともに、その蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによってモータを駆動させて時刻表示を行う電子時計に、発電状態を確実に検出させ、発電に伴うモータへの悪影響を回避するための各種処理を適切に行わせ、消費電力を低減させることにある。
また、本発明の他の目的は、発電電流を蓄電装置への充電回路を迂回する迂回路に流すようなリミッタ回路が動作している場合においても、迂回路に迂回電流が流れる状態を確実に検出し、発電に伴うモータへの悪影響を回避するための各種処理を適切に行わせることにある。
【０００６】
【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記載の構成は、蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計において、一対の出力端子を有し第１のエネルギーを変換することによって得られる電気エネルギーを前記蓄電装置へ蓄電するための発電装置と、前記発電装置による発電を検出する発電検出回路と、前記モータの駆動制御を行う制御部と、を備え、前記発電検出回路は、前記発電装置の出力端子の電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、比較結果信号を出力する比較手段と、前記比較結果信号に基づいて前記出力端子の電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する発電検出手段と、を有し、前記制御部は、前記発電検出信号が前記発電検出回路から入力された場合に、前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止する第１の処理と、前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスの出力を停止する第２の処理と、前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動する第３の処理と、前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力する第４の処理と、デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開する第５の処理と、を順次行うことを特徴としている。
【０００７】
請求項２記載の構成は、蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計において、第１出力端子及び第２出力端子を有する交流発電装置であって、第１のエネルギーを変換することによって得られる電気エネルギーを前記蓄電装置へ蓄電するための発電装置と、前記発電装置による発電を検出する発電検出回路と、前記モータの駆動制御を行う制御部と、を備え、前記発電検出回路は、前記第１出力端子の端子電圧である第１出力端子電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、第１比較結果信号を出力する第１の比較手段と、前記第２出力端子の端子電圧である第２出力端子電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、第２比較結果信号を出力する第２の比較手段と、前記第１比較結果信号および前記第２比較結果信号に基づいて、前記第１出力端子電圧あるいは前記第２出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する発電検出手段と、を有し、前記制御部は、前記発電検出信号が前記発電検出回路から入力された場合に、前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止する第１の処理と、前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止する第２の処理と、前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動する第３の処理と、前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力する第４の処理と、デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開する第５の処理と、を順次行うことを特徴としている。
【０００８】
請求項３記載の構成は、蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計において、一対の出力端子を有し第１のエネルギーを変換することによって得られる電気エネルギーを前記蓄電装置へ蓄電するための発電装置であって、一方の出力端子に昇圧用蓄電装置が接続されている発電装置と、前記発電装置による発電を検出する発電検出回路と、前記モータの駆動制御を行う制御部と、を備え、前記発電検出回路は、前記昇圧用蓄電装置の蓄電電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較し、比較結果信号を出力する比較手段と、前記比較結果信号に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧を上回る場合に、前記蓄電装置を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力する発電検出手段と、を有し、前記制御部は、前記発電検出信号が前記発電検出回路から入力された場合に、前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止する第１の処理と、前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止する第２の処理と、前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動する第３の処理と、前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力する第４の処理と、デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開する第５の処理と、を順次行うことを特徴としている。
【０００９】
請求項４記載の構成は、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の構成において、前記比較手段は、二つの入力電圧のうち、いずれか一方の電圧を予め定めた所定量だけオフセットさせた電圧と、他方の電圧とを比較することを特徴としている。
【００１０】
請求項５記載の構成は、請求項４記載の構成において、前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧は、前記蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定のオフセット電圧を加えた電圧であることを特徴としている。
【００１１】
請求項６記載の構成は、請求項２記載の構成において、前記発電検出手段は、前記第１比較結果信号と前記第２比較結果信号の論理積をとって原発電検出信号として出力するＡＮＤ手段と、前記原発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号として出力する平滑化手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１２】
請求項７記載の構成は、請求項２記載の構成において、前記発電検出手段は、前記第１比較結果信号と前記第２比較結果信号の論理和をとって原発電検出信号として出力するＯＲ手段と、前記原発電検出信号を平滑化して、前記発電検出信号として出力する平滑化手段と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項８記載の構成は、請求項１、２または６〜７のいずれかに記載の構成において、前記蓄電装置の充電電圧を検出する充電電圧検出手段と、前記充電電圧検出手段により検出された充電電圧が予め定めた所定の電圧を上回る場合には、一方の前記出力端子から流れ込む充電電流を前記蓄電装置への充電経路を迂回する迂回経路を介して、他方の前記出力端子に供給することによって一対の前記出力端子を介して閉ループを形成する閉ループ形成手段と、を備え、前記充電電流は、前記迂回路を流れる迂回電流であり、前記発電検出手段は、前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に前記迂回電流が流れ得る状態に相当する発電検出信号を出力することを特徴としている。
【００１７】
請求項９記載の構成は、一対の出力端子を有する発電装置にて第１のエネルギーを変換することによって得られた電気エネルギーを蓄電装置へ蓄電するとともに、前記蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計の駆動制御方法において、前記発電装置の出力端子の電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較する比較工程と、前記比較工程における比較の結果に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出工程と、を含み、前記充電電流が流れ得る状態に相当する旨が前記発電検出工程にて検出された場合に、前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止するステップと、前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止するステップと、前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動するステップと、前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力するステップと、デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開するステップと、を前記電子時計に順次実行させることを特徴としている。
【００１８】
請求項１０記載の構成は、第１出力端子及び第２出力端子を有する交流発電装置である発電装置にて第１のエネルギーを変換することによって得られた電気エネルギーを蓄電装置へ蓄電するとともに、前記蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計の駆動制御方法において、前記第１出力端子の端子電圧である第１出力端子電圧と、前記発電装置において第１のエネルギーを変換することにより得られる電気エネルギーを蓄電する蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較する第１の比較工程と、前記第２出力端子の端子電圧である第２出力端子電圧と前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧とを比較する第２の比較工程と、前記第１の比較工程および前記第２の比較工程における比較の結果に基づいて前記第１出力端子電圧あるいは前記第２出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出工程と、を含み、前記充電電流が流れ得る状態に相当する旨が前記発電検出工程にて検出された場合に、前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止するステップと、前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止するステップと、前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動するステップと、前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力するステップと、デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開するステップと、を前記電子時計に順次実行させることを特徴としている。
【００１９】
請求項１１記載の構成は、一対の出力端子を有する発電装置にて第１のエネルギーを変換することによって得られた電気エネルギーをその一方の出力端子に接続されている昇圧用蓄電装置を介して蓄電装置へ蓄電するとともに、前記蓄電装置に蓄電された電気エネルギーによりモータを駆動して時刻表示を行う電子時計の駆動制御方法において、前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧と前記昇圧用蓄電装置の蓄電電圧とを比較する比較工程と、前記比較の結果に基づいて前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧を上回る場合に、前記蓄電手段を充電するための充電電流が前記発電装置から前記蓄電装置へ流れ得る状態に相当する旨を検出する発電検出工程と、を含み、前記充電電流が流れ得る状態に相当する旨が前記発電検出工程にて検出された場合に、前記モータを通常駆動させるための通常駆動パルスのデューティダウンを制御するためのデューティダウンカウンタをリセットまたはそのカウントダウンを停止するステップと、前記モータの回転を検出するための回転検出用パルスに出力を停止するステップと、前記通常駆動パルスよりも実効電力が大きい補正駆動パルスで前記モータを駆動するステップと、前記補正駆動パルスとは逆極性の消磁パルスを出力するステップと、デューティダウンカウンタのカウントダウンを再開するステップと、を前記電子時計に順次実行させることを特徴としている。
【００２０】
請求項１２記載の構成は、請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の構成において、前記比較工程においては、二つの入力電圧のうち、いずれか一方の電圧を予め定めた所定量だけオフセットさせた電圧と、他方の電圧とを比較することを特徴としている。
【００２１】
請求項１３記載の構成は、請求項１２記載の構成において、前記蓄電装置の端子電圧に対応する所定の電圧は、前記蓄電装置の端子電圧に予め定めた所定のオフセット電圧を加えた電圧に設定することを特徴としている。
【００２３】
請求項１４記載の構成は、請求項９または１０のいずれかに記載の構成において、前記蓄電装置の充電電圧を検出する充電電圧検出工程と、前記充電電圧検出工程において、検出された充電電圧が予め定めた所定の電圧を上回る場合には、一方の前記出力端子から流れ込む充電電流を前記蓄電装置への充電経路を迂回する迂回経路を介して、他方の前記入力端子に供給することによって一対の前記出力端子を介して閉ループを形成する閉ループ形成工程と、を備え、前記充電電流は、前記迂回路を流れる迂回電流であり、前記発電検出工程においては、前記出力端子電圧が前記蓄電装置の端子電圧を上回る場合に前記迂回電流が流れ得る状態である旨を検出することを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の好適な実施形態について説明する。
[１］  第１実施形態
[１．１］  全体構成
図１に、第１実施形態の電子機器である計時装置１の概略構成を示す。
計時装置１は、腕時計であって、使用者は装置本体に連結されたベルトを手首に巻き付けて使用するようになっている。
計時装置１は、大別すると、交流電力を発電する発電部Ａと、発電部Ａからの交流電圧を整流するとともに昇圧した電圧を蓄電し、各構成部分へ電力を給電する電源部Ｂと、発電部Ａの発電状態を検出し、検出結果に基づいて装置全体を制御する制御部Ｃと、指針を駆動する運針機構Ｄと、制御部Ｃからの制御信号に基づいて運針機構Ｄを駆動する駆動部Ｅと、を備えて構成されている。
【００２５】
この場合において、制御部Ｃは、発電部Ａの発電状態に応じて、運針機構Ｄを駆動して時刻表示を行う表示モードと、運針機構Ｄへの給電を停止して電力を節電する節電モードとを切り換えるようになっている。また、節電モードから表示モードへの移行は、ユーザが計時装置１を手に持ってこれを振ることによって、強制的に移行されるようになっている。以下、各構成部分について説明する。なお、制御部Ｃについては機能ブロックを用いて後述する。
まず、発電部Ａは、大別すると、発電装置４０と、ユーザの腕の動きなどを捉えて装置内で旋回し、運動エネルギーを回転エネルギーに変換する回転錘４５と、回転錘の回転を発電に必要な回転数に変換（増速）して発電装置４０側に伝達する増速用ギア４６と、を備えている。
【００２６】
発電装置４０は、回転錘４５の回転が増速用ギア４６を介して発電用ロータ４３に伝達され、発電用ロータ４３が発電用ステータ４２の内部で回転することにより、発電用ステータ４２に接続された発電コイル４４に誘起された電力を外部に出力する電磁誘導型の交流発電装置として機能している。
したがって、発電部Ａは、使用者の生活に関連したエネルギーを利用して発電を行い、その電力を用いて計時装置１を駆動できるようになっている。
次に、電源部Ｂは、整流回路部４７と、大容量コンデンサ４８と、昇降圧回路１１３と、を備えて構成されている。
昇降圧回路１１３は、複数のコンデンサ１１３ａ、１１３ｂおよび１１３ｃを用いて多段階の昇圧および降圧ができるようになっており、制御部Ｃからの制御信号φ１１によって駆動部Ｅに供給する電圧を調整することができる。また、昇降圧回路１１３の出力電圧はモニタ信号φ１２によって制御部Ｃにも供給されており、これによって出力電圧をモニタできる。ここで、電源部Ｂは、Ｖｄｄ（高電位側）を基準電位（ＧＮＤ）に取り、ＶTKN（低電位側）を電源電圧として生成している。
【００２７】
次に運針機構Ｄについて説明する。運針機構Ｄに用いられているステッピングモータ１０は、パルスモータ、ステッピングモータ、階動モータあるいはデジタルモータなどとも称され、デジタル制御装置のアクチュエータとして多用されている、パルス信号によって駆動されるモータである。近年、携帯に適した小型の電子装置あるいは情報機器用のアクチュエータとして小型、軽量化されたステッピングモータが多く採用されている。このような電子装置の代表的なものが電子時計、時間スイッチ、クロノグラフといった計時装置である。
本例のステッピングモータ１０は、駆動部Ｅから供給される駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル１１と、この駆動コイル１１によって励磁されるステータ１２と、さらに、ステータ１２の内部において励磁される磁界により回転するロータ１３を備えている。また、ステッピングモータ１０は、ロータ１３がディスク状の２極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）で構成されている。ステータ１２には、駆動コイル１１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ１３の回りのそれぞれの相（極）１５および１６に発生するように磁気飽和部１７が設けられている。また、ロータ１３の回転方向を規定するために、ステータ１２の内周の適当な位置には内ノッチ１８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ１３が適当な位置に停止するようにしている。
【００２８】
ステッピングモータ１０のロータ１３の回転は、かなを介してロータ１３に噛合された五番車５１、四番車５２、三番車５３、二番車５４、日の裏車５５および筒車５６からなる輪列５０によって各針に伝達される。四番車５２の軸には秒針６１が接続され、二番車５４には分針６２が接続され、さらに、筒車５６には時針６３が接続されている。ロータ１３の回転に連動してこれらの各針によって時刻が表示される。輪列５０には、さらに、年月日などの表示を行うための伝達系など（不図示）を接続することももちろん可能である。
次に、駆動部Ｅは制御部Ｃの制御の基にステッピングモータ１０に様々な駆動パルスを供給する。より詳細には、制御部Ｃからそれぞれのタイミングで極性およびパルス幅の異なる制御パルスを印加することにより、駆動コイル１１に極性の異なる駆動パルスを供給したり、あるいは、ロータ１３の回転検出用および磁界検出用の誘起電圧を励起する検出用のパルスを供給することができるようになっている。
【００２９】
[１．２］  制御系の機能構成
次に図２を参照して第１実施形態の制御系の機能構成について説明する。
計時装置１は、交流発電を行う発電部１０１と、発電部１０１の発電電圧ＳＫに基づいて発電検出を行い発電検出結果信号ＳＡを出力する発電検出回路１０２と、発電部１０１から出力される交流電流を整流して直流電流に変換する整流回路１０３と、整流回路１０３から出力される直流電流により蓄電する蓄電装置１０４と、蓄電装置１０４に蓄えられた電気エネルギーにより動作し、計時制御を行うべく通常モータ駆動パルスＳＩを出力するとともに、発電機交流磁界検出の検出タイミングを指示するための発電機交流磁界検出タイミング信号ＳＢを出力する計時制御回路１０５と、発電検出結果信号ＳＡ及び発電交流磁界検出タイミング信号ＳＢに基づいて発電機交流磁界検出を行い、発電機交流磁界検出結果信号ＳＣを出力する発電機交流磁界検出回路１０６と、を備えて構成されている。
【００３０】
また、計時装置１は、発電機交流磁界検出結果信号ＳＣに基づいて通常モータ駆動パルスのデューティダウンを制御するための通常モータ駆動パルスデューティダウン信号ＳＨを出力するデューティダウン用カウンタ１０７と、発電機交流磁界検出結果信号ＳＣに基づいて補正駆動パルスＳＪを出力するか否かを判別し、必要に応じて補正駆動パルスＳＪを出力する補正駆動パルス出力回路１０８と、通常モータ駆動パルスＳＩあるいは補正駆動パルスＳＪに基づいてパルスモータ１０を駆動するためのモータ駆動パルスＳＬを出力するモータ駆動回路１０９と、発電機交流磁界検出結果信号ＳＣ及びモータ駆動回路１０９から出力される誘起電圧信号ＳＤに基づいて高周波磁界を検出して高周波磁界検出結果信号ＳＥを出力する高周波磁界検出回路１１０と、発電機交流磁界検出結果信号ＳＣ及びモータ駆動回路１０９から出力される誘起電圧信号ＳＤに基づいて交流磁界を検出し交流磁界検出結果信号ＳＦを出力する交流磁界検出回路１１１と、発電機交流磁界検出結果信号ＳＣ及びモータ駆動回路１０９から出力される誘起電圧信号ＳＤに基づいてモータ１０が回転したか否かを検出し、回転検出結果信号ＳＧを出力する回転検出回路１１２と、を備えて構成されている。
【００３１】
［１．３］  発電検出回路
［１．３．１］  発電検出回路の構成
図３は、全波整流を行うばあいの発電検出回路の周辺の回路構成例である。
図３においては、発電検出回路１０２と、発電検出回路１０２の周辺回路として、交流発電を行う発電部１０１と、発電部１０１から出力される交流電流を整流して直流電流に変換する整流回路１０３と、整流回路１０３から出力される直流電流により蓄電する蓄電装置１０４と、を図示している。
発電検出回路１０２は、発電部１０１の第１出力端子ＡＧ１の電圧Ｖ1と蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDとを比較して、第１比較結果データＤC1を出力する第１コンパレータCOMP1と、発電部１０１の第２出力端子ＡＧ２の電圧Ｖ2と蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDとを比較して、第２比較結果データＤC2を出力する第２コンパレータCOMP2と、第１比較結果データＤC1と第２比較結果データＤC2の論理和をとって、発電検出データＤDETとして出力するＯＲ回路ＯＲ１と、を備えて構成されている。
【００３２】
ここで、コンパレータCOMP1,COMP2について説明する。
上述したように本実施形態は、全波整流を行う場合のものであるが、半波整流の場合であっても本発明の適用は可能である。
すなわち、図１６に示すような構成を採ることも可能である。
しかしながら、図１６に示すように、半波整流回路１０３’により半波整流を行う場合であって充電に寄与しない発電位相の場合には、発電機１０１による最大で数十［Ｖ］もの発電電電圧がコンパレータCOMP’の非反転入力端子（＋）に印加されるため、コンパレータCOMP’として高耐圧のデバイスが要求されることとなる。この場合において、コンパレータCOMP’は蓄電装置１０４からの供給電源により動作している。
【００３３】
これに対し、本実施形態のように全波整流を行う場合には、発電機１０１の出力端子ＡＧ１、ＡＧ２には、最大で蓄電装置１０４の電圧＋０．６［Ｖ］程度の電圧しか発生しないため、コンパレータCOMP1,COMP2として、低耐圧のデバイスを用いることが可能となる。
この結果、コンパレータCOMP1,COMP2は時計用に一般的に使用されているＩＣプロセスで製造可能となり、回路の小型化および低コスト化が可能となっている。
従って、低耐圧のデバイスを用いる必要がなく、回路構成を単純化したいような場合には、図１６の半波整流の構成を採用することができる。
【００３４】
次に高電位側電圧Ｖｄｄに接続されるコンパレータCOMP1,COMP2の一例について図１３を参照して説明する。
図１３に示されるように、コンパレータCOMP1,COMP2は、一対の負荷トランジスタ２１１、２１２と、一対の入力トランジスタ２１３、２１４と、出力トランジスタ２１５と、定電流源２１６、２１７とから構成される。このうち、負荷トランジスタ２１１、２１２および出力トランジスタ２１５はＰチャネル電界効果型であるが、入力トランジスタ２１３、２１４はＮチャネル電界効果型である。そして、入力トランジスタ２１３、２１４の各ゲートが、それぞれコンパレータＣＯＭＰ１（ＣＯＭＰ２）の負入力端（−）、正入力端（＋）となる一方、出力トランジスタ２１５のドレインが出力端ＯＵＴとなっている。
このような構成において、負荷トランジスタ２１１、２１２は、カレントミラー回路となるので、その負荷トランジスタ２１１、２１２に流入する各電流値は互いに等しい。したがって、入力トランジスタ２１３、２１４のゲートに流入する電流（電圧）差が増幅されて、その差が端子Ａに現れるが、これを途中で受けるトランジスタ２１１、２１２は同じ電流値しか受容しないので、その差電流（電圧）は、次第に大きく増幅されてトランジスタ２１５のゲートに流入することとなる。
【００３５】
この結果、コンパレータ２０１の出力端ＯＵＴたるトランジスタ２１５のドレイン電圧は、正入力端（＋）たるトランジスタ２１４のゲート電流（電圧）が負入力端（−）たるトランジスタ２１３のゲート電流（電圧）を少しでも越えると、高電位側電圧Ｖｄｄに大きく振られる一方、そうでなければ、反対に低位側電圧Ｖｓｓに大きく振られることとなる。
このようなコンパレータCOMP1（COMP2）によれば、トランジスタ２１１、２１２を能動負荷として用いているので、定電流源２１６、２１７以外に抵抗を１個も用いないで済む。このため、集積化する場合に極めて有利となる。
一般にＭＯＳトランジスタで構成されるコンパレータの応答遅延時間は、Ｃｇを出力トランジスタのゲート容量、Ｉopをコンパレータの動作電流としたとき、「Ｃｇ／Ｉop」に比例する。すなわち、応答遅延時間と消費電流はほぼ反比例の関係にある。内蔵された発電機からの電力で駆動される電子時計においては、発電機の大きさが電子時計というスペースで制限されて大きな発電力を得ることができないため、電力のエネルギー収支を確保するために回路の低消費電流化が図られる。コンパレータCOMP1、COMP2においても、低消費電流化が図られ動作電流Ｉopは最小限に抑える必要があり、コンパレータCOMP1、COMP2の応答遅延時間は特に大きくなる傾向にある。
【００３６】
整流回路１０３は、発電部１０１の一方の出力端子ＡＧ１の電圧Ｖ１が蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDよりも高くなると導通状態となる第１整流素子ＲＥ１および第４整流素子ＲＥ４と、発電部１０１の他方の出力端子ＡＧ２の電圧Ｖ２が蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDよりも高くなると導通状態となる第２整流素子ＲＥ２および第３整流素子ＲＥ３とを備えて構成されている。
この場合において、整流素子ＲＥ１〜ＲＥ４は、ダイオード等の受動整流素子や、トランジスタとコンパレータを組み合わせた能動整流素子などが考えられる。
次に発電検出回路の動作について説明する。
発電部１０１が発電を開始すると、発電電圧が両出力端子ＡＧ１、ＡＧ２に給電される。この場合、出力端子ＡＧ１端子電圧Ｖ１と出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ2は、位相が反転している。
【００３７】
そして、出力端子ＡＧ１の端子電圧Ｖ１が、出力端子ＡＧ２の電圧Ｖ２よりも所定電圧以上高くなり、さらに出力端子ＡＧ１の電圧が蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDよりも高くなると、第１整流素子ＲＥ１および第４整流素子ＲＥ４が導通状態となる。これにより、「端子ＡＧ１→第１整流素子ＲＥ１→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第４整流素子ＲＥ４」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電される。
そして、第１コンパレータCOMP1の出力する第１比較結果データＤC1は“Ｈ”レベルとなる。
この結果、ＯＲ回路ＯＲ１の出力する発電検出データＤDETは“Ｈ”レベルとなり、発電が検出されることとなる。
【００３８】
同様にして、出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ２が、蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDよりも高くなると、第２整流素子ＲＥ２および第３整流素子ＲＥ３が導通状態となる。これにより、「端子ＡＧ２→第２整流素子ＲＥ２→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第３整流素子ＲＥ３」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電される。
そして、第２コンパレータCOMP2の出力する第２比較結果データＤC2は“Ｈ”レベルとなる。
この結果、ＯＲ回路ＯＲ１の出力する発電検出データＤDETは“Ｈ”レベルとなり、発電が検出されることとなる。
以上により、蓄電装置１０４の端子電圧以上の電圧を有する発電を検出することができ、確実な発電検出が可能となる。
【００３９】
［１．４］
次に図４の処理フローチャートを参照して計時装置１の動作を説明する。
まず、計時装置１のリセットタイミングあるいは前回の駆動パルス出力から１秒経過したか否かを判別する（ステップＳ１）。
ステップＳ１の判別において、１秒が経過していない場合には、駆動パルスを出力すべきタイミングではないので、待機状態となる。
ステップＳ１の判別において、１秒が経過した場合には、高周波磁界検出用パルス信号ＳＰ0の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置の充電状態が検出されたか否かを判別する（ステップＳ２）。
【００４０】
［１．４．１］  高周波磁界検出用パルスＳＰ0の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合の処理
ステップＳ２の判別において、高周波磁界検出用パルス信号ＳＰ0の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する（ステップＳ７）。
この場合において、デューティダウンカウンタがカウントされるということは、次のパルスモータ駆動タイミングにおいて、より低いデューティ比の通常モータ駆動パルスＫ11で駆動を行うことを意味するが、充電による発電部からの交流磁界により、当該通常モータ駆動パルスＫ11によればパルスモータを駆動することができず、補正駆動パルスが出力されやすくなる。
そこで、デューティダウンカウンタをリセットし、あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止して、次のパルスモータ駆動タイミングにおける、通常モータ駆動パルスＫ11のデューティ比が低くなるのを防止するのである。
【００４１】
次に高周波磁界検出用パルスＳＰ0の出力を停止する（ステップＳ８）。
続いて、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処理を行うが（ステップＳ９）、この処理は後述するステップＳ３の判別がＹｅｓである場合のために設けられている処理であり、ステップＳ７において、既に処理が行われているので、実際には何も処理はなされない。
次に交流磁界検出用パルスＳＰ11及び交流磁界検出用パルスＳＰ12の出力を停止する（ステップＳ１０）。
続いて、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処理を行うが（ステップＳ１１）、この処理は後述するステップＳ４の判別がＹｅｓである場合のために設けられている処理であり、ステップＳ７において、既に処理が行われているので、実際には何も処理はなされない。
【００４２】
次に通常駆動モータパルスＫ11の出力を停止（あるいは中断）する（ステップＳ１２）。
続いて、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処理を行うが（ステップＳ１３）、この処理は後述するステップＳ５の判別がＹｅｓである場合のために設けられている処理であり、ステップＳ７において、既に処理が行われているので、実際には何も処理はなされない。
次に回転検出用パルスＳＰ２の出力を停止する（ステップＳ１４）。
そして補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒを出力する（ステップＳ１５）。この場合において、実体的にパルスモータ１０を駆動するのは補正駆動パルスＰ２であり、補正駆動パルスＰｒは、駆動後のロータの回転後の振動を抑制して安定状態に素早く移行させるためのものである。
次に補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの印加に伴う残留磁束をうち消すため、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの極性とは逆極性の消磁パルスＰＥを出力する（ステップＳ１６）。
【００４３】
ここで、消磁パルスＰＥの役割について説明する。
本来は、発電機の漏れ磁束によりモータ駆動コイルに誘起電圧が発生するはずである。
しかしながら、交流磁界検出パルスに基づく交流磁界検出電圧が閾値を越えた場合には、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒが印加されると、この補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒは実効電力が大きく、残留磁束によりモータ駆動コイルに誘起電圧が発生しなくなってしまう。
また、パルスモータの非回転時の回転検出パルスＳＰ２による検出電圧は閾値を越えないのが正常な状態であるが、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒが印加された後の残留磁束による影響で、発電機の漏れ磁束が検出電圧に重畳されて閾値を越えて、誤って回転時の検出電圧とされてしまう場合がある。
そこで、これらの影響をなくすべく、残留磁束を補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒと逆極性を有する消磁パルスＰＥを印加することにより消去するのである。
この場合において、消磁パルスＰＥを出力するタイミングは、外部磁界検出タイミング直前とするのがより効果的である。
【００４４】
また、消磁パルスＰＥのパルス幅はロータが回転しない程度の狭（短）パルスであり、さらなる消磁効果を上げるためには複数の間欠パルスとするのが望ましい。
消磁パルスＰＥの出力終了後には、デューティダウンカウンタのカウントを再開し（ステップＳ１７）、通常駆動パルスＫ11のデューティ比を最も消費電力が少なく、かつ、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒが出力されないように設定する。
そして再び処理をステップＳ１に移行し、同様の処理を繰り返すこととなる。
【００４５】
［１．４．２］  交流磁界検出用パルスＳＰ11または交流磁界検出用パルスＳＰ12の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合の処理
ステップＳ２の判別において、高周波磁界検出用パルス信号ＳＰ0の出力中には発電検出回路１０２による蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出されなかった場合には（ステップＳ２；Ｎｏ）、交流磁界検出用パルスＳＰ11または交流磁界検出用パルスＳＰ12の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置の充電状態が検出されたか否かを判別する（ステップＳ３）。
ステップＳ３の判別において、交流磁界検出用パルスＳＰ11または交流磁界検出用パルスＳＰ12の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合には（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する（ステップＳ９）。
【００４６】
次に交流磁界検出用パルスＳＰ11及び交流磁界検出用パルスＳＰ12の出力を停止する（ステップＳ１０）。
続いて、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処理を行うが（ステップＳ１１）、この処理は後述するステップＳ４の判別がＹｅｓである場合のために設けられている処理であり、ステップＳ９において、既に処理が行われているので、実際には何も処理はなされない。
次に通常駆動モータパルスＫ11の出力を停止（あるいは中断）する（ステップＳ１２）。
【００４７】
続いて、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処理を行うが（ステップＳ１３）、この処理は後述するステップＳ５の判別がＹｅｓである場合のために設けられている処理であり、ステップＳ９において、既に処理が行われているので、実際には何も処理はなされない。
次に回転検出用パルスＳＰ２の出力を停止する（ステップＳ１４）。
そして補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒを出力する（ステップＳ１５）。この場合において、実体的にパルスモータ１０を駆動するのは補正駆動パルスＰ２であり、補正駆動パルスＰｒは、駆動後のロータの回転後の振動を抑制して安定状態に素早く移行させるためのものである。
次に補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの印加に伴う残留磁束をうち消すため、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの極性とは逆極性の消磁パルスＰＥを出力する（ステップＳ１６）。
【００４８】
消磁パルスＰＥの出力終了後には、デューティダウンカウンタのカウントを再開し（ステップＳ１７）、通常駆動パルスＫ11のデューティ比を最も消費電力が少なく、かつ、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒが出力されないように設定する。
そして再び処理をステップＳ１に移行し、同様の処理を繰り返すこととなる。
【００４９】
［１．４．３］  通常駆動パルスＫ11の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合の処理
ステップＳ３の判別において、交流磁界検出用パルスＳＰ11または交流磁界検出用パルスＳＰ12の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出されなかった場合には（ステップＳ３；Ｎｏ）、通常駆動パルスＫ11の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置の充電状態が検出されたか否かを判別する（ステップＳ４）。
ステップＳ４の判別において、通常駆動パルスＫ11の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合には（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する（ステップＳ１１）。
【００５０】
次に通常駆動パルスＫ11の出力を停止（あるいは中断）する（ステップＳ１２）。
続いて、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する処理を行うが（ステップＳ１３）、この処理は後述するステップＳ５の判別がＹｅｓである場合のために設けられている処理であり、ステップＳ１１において、既に処理が行われているので、実際には何も処理はなされない。
次に回転検出用パルスＳＰ２の出力を停止する（ステップＳ１４）。
そして補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒを出力する（ステップＳ１５）。
【００５１】
次に補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの印加に伴う残留磁束をうち消すため、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの極性とは逆極性の消磁パルスＰＥを出力する（ステップＳ１６）。
消磁パルスＰＥの出力終了後には、デューティダウンカウンタのカウントを再開し（ステップＳ１７）、通常駆動パルスＫ11のデューティ比を最も消費電力が少なく、かつ、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒが出力されないように設定する。
そして再び処理をステップＳ１に移行し、同様の処理を繰り返すこととなる。
【００５２】
［１．４．４］  回転検出パルスＳＰ２の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合の処理
ステップＳ４の判別において、通常駆動パルスＫ11の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出されなかった場合には（ステップＳ４；Ｎｏ）、回転検出パルスＳＰ２の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出されたか否かを判別する（ステップＳ５）。
ステップＳ５の判別において、回転検出パルスＳＰ２の出力中に発電検出回路１０２により蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出された場合には（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、通常モータ駆動パルスＫ11の実効電力を低下させるべくデューティ比を低下させるためのデューティダウンカウンタをリセット（あらかじめ定めた初期デューティダウンカウンタ値に設定）あるいは、デューティダウンカウンタのカウントダウンを停止する（ステップＳ１３）。
【００５３】
次に回転検出パルスＳＰ２の出力を停止（あるいは中断）する（ステップＳ１４）。
そして補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒを出力する（ステップＳ１５）。
次に補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの印加に伴う残留磁束をうち消すため、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒの極性とは逆極性の消磁パルスＰＥを出力する（ステップＳ１６）。
消磁パルスＰＥの出力終了後には、デューティダウンカウンタのカウントを再開し（ステップＳ１７）、通常駆動パルスＫ11のデューティ比を最も消費電力が少なく、かつ、補正駆動パルスＰ２＋Ｐｒが出力されないように設定する。
そして再び処理をステップＳ１に移行し、同様の処理を繰り返すこととなる。
【００５４】
［１．４．５］  蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出されなかった場合の処理
高周波磁界検出用パルス信号ＳＰ0の出力中は充電状態が検出されず（ステップＳ２；Ｎｏ）、交流磁界検出用パルスＳＰ11または交流磁界検出用パルスＳＰ12の出力中にも蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出されず（ステップＳ３；Ｎｏ）、通常駆動パルスＫ11の出力中にも蓄電装置１０４を充電可能な発電状態が検出されず（ステップＳ４；Ｎｏ）、回転検出パルスＳＰ２の出力中にも充電状態が検出されなかった場合（ステップＳ５；Ｎｏ）には、次回の通常駆動パルスＫ11のデューティを低減することが可能な条件を満たしている場合は今回の通常駆動パルスＫ11のデューティよりも低減し、あるいはこれ以上デューティを低減することができない、すなわち、予め設定した最低デューティである場合はデューティ比を現状のまま維持するパルス幅制御を行う（ステップＳ６）。
【００５５】
［１．５］  第１実施形態の効果
以上の説明のように本第１実施形態によれば、確実に蓄電装置を充電可能な発電状態を検出し、発電状態における悪影響を防止するための対策を確実にすることが可能となるとともに、不必要に対策を施すことがなくなり、消費電力を低減することが可能となる。
また、第１実施形態の構成は、発電電圧を検出するための構成であり、発電電流、ひいては、充電性能に影響を与えることなく検出することが可能であり、充電経路に抵抗を挿入するなどの構成を有する発電検出方法と異なり、発電検出動作が充電性能の低下を招くことがないので、常時検出を行うことが可能となる。
【００５６】
［２］  第２実施形態
上記第１実施形態においては、発電検出回路１０２は、発電部１０１の発電電圧と、蓄電装置１０４の高電位側端子電圧をそのまま比較していたが、本第２実施形態は、蓄電装置１０４の高電位側端子電圧に代えて、蓄電装置１０４の高電位側端子電圧＋所定のオフセット電圧とすることにより、より確実に充電状態を検出する実施形態である。
【００５７】
［２．１］  発電検出回路
［２．１．１］  発電検出回路の構成
図５に発電検出回路の周辺の回路構成例を示す。図５において、図３と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
図５においては、発電検出回路１０２Ａと、発電検出回路１０２Ａの周辺回路として、交流発電を行う発電部１０１と、発電部１０１から出力される交流電流を整流して直流電流に変換する整流回路１０３と、整流回路１０３から出力される直流電流により蓄電する蓄電装置１０４と、を図示している。
発電検出回路１０２は、蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDに所定のオフセット電圧を加算して第１オフセット端子電圧ＶOS1を出力する第１オフセット電圧加算回路ＯＳ１と、蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDに所定のオフセット電圧を加算して第２オフセット端子電圧ＶOS2を出力する第２オフセット電圧加算回路ＯＳ２と、発電部１０１の第１出力端子ＡＧ１の電圧Ｖ1と第１オフセット端子電圧ＶOS1とを比較して、第１比較結果データＤC11を出力する第１コンパレータCOMP1と、発電部１０１の第２出力端子ＡＧ２の電圧Ｖ2と第２オフセット端子電圧ＶOS2とを比較して、第２比較結果データＤC12を出力する第２コンパレータCOMP2と、第１比較結果データＤC1と第２比較結果データＤC2の論理和をとって、発電検出データＤDET1として出力するＯＲ回路ＯＲ１と、を備えて構成されている。
【００５８】
ここで、コンパレータCOMP1、COMP2について説明する。
コンパレータCOMP1、COMP2は、オフセット電圧加算回路ＯＳ１、ＯＳ２によってレベルシフトされた電圧を入力する構成となっているが、このような構成は、図１３における入力トランジスタ２１３、２１４のしきい値電圧Ｖｔｈを異ならせることでも可能である。
詳細には、負入力端（−）側のトランジスタ２１３のしきい値電圧Ｖｔｈを、正入力端（＋）側のトランジスタ２１４のそれよりも大きくすれば、図５におけるオフセット電圧加算回路ＯＳ１、ＯＳ２と同等の作用効果を実現できる。
この場合において、入力トランジスタ２１３、２１４のしきい値電圧Ｖｔｈを異ならせるには、トランジスタサイズを変えることによって可能である。具体的には、入力トランジスタ２１３のゲート幅を入力トランジスタ２１４のゲート幅より狭くすることで、入力トランジスタ２１３のしきい値電圧Ｖｔｈを上げることができる。さらに、不純物の打ち込みなどのプロセス的な方法などによっても入力トランジスタ２１３、２１４のしきい値電圧Ｖｔｈを異ならせることが可能である。
【００５９】
また、図１４に示すように、同一サイズ、同一能力のトランジスタを並列に接続することによりトランジスタ２１３あるいはトランジスタ２１４と等価な回路を実現することができる。すなわち、トランジスタ２１３に代えて、同一サイズ、同一能力の二つのトランジスタ２１３Ａ、２１３Ｂを並列接続し、トランジスタ２１４に代えて同一サイズ、同一能力のトランジスタ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃを並列接続する。
このような構成とすることにより、正入力端（＋）側の方が差動対トランジスタの能力が高くなり、負入力端（−）側の端子電圧を正入力端（＋）側の電圧よりも高くしないとトランジスタ２１４Ａ、２１４Ｂ、２１４Ｃはオン状態とならず、コンパレータ出力が反転することはない。
【００６０】
コンパレータにおける検出動作としては、例えば、正入力端（＋）側を基準として、正入力端（＋）側に高電位側電圧Ｖｄｄを印加した場合、負入力端（−）側に電圧Ｖｄｄよりも電圧αだけ高位の電圧Ｖｄｄ＋α以上の電圧を印加した場合にのみ、コンパレータは反転して"Ｌ"レベルを出力することとなる。
次に発電検出回路の動作について説明する。
発電部１０１が発電を開始すると、発電電圧が両出力端子ＡＧ１、ＡＧ２に給電される。この場合、出力端子ＡＧ１端子電圧Ｖ１と出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ2は、位相が反転している。また、オフセット電圧ＶOS1、ＶOS2は、整流素子ＲＥ１、ＲＥ２の順方向電圧ＶＦに基づいて設定される。すなわち、順方向電圧ＶＦが比較的大きいダイオードで整流を行う場合では、オフセット電圧は数１００［ｍＶ］程度に設定され、順方向電圧ＶＦが比較的小さいトランジスタで能動整流を行う場合は、オフセット電圧は数１０［ｍＶ］程度に設定される。
【００６１】
そして、出力端子ＡＧ１の端子電圧Ｖ１が、出力端子ＡＧ２の電圧Ｖ２よりも所定電圧以上高くなり、さらに出力端子ＡＧ１の電圧が第１オフセット電圧ＶOS1（＝蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDD＋オフセット電圧）よりも高くなると、第１整流素子ＲＥ１および第４整流素子ＲＥ４が導通状態となる。
このとき、出力端子ＡＧ１の電圧は蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDよりも高くなっているので、「端子ＡＧ１→第１整流素子ＲＥ１→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第４整流素子ＲＥ４」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電される。
そして、第１コンパレータCOMP1の出力する第１比較結果データＤC11は“Ｈ”レベルとなる。
この結果、ＯＲ回路ＯＲ１の出力する発電検出データＤDET1は“Ｈ”レベルとなり、充電が検出されることとなる。
【００６２】
同様にして、出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ２が、蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDよりも高くなると、第２整流素子ＲＥ２および第３整流素子ＲＥ３が導通状態となる。
このとき、出力端子ＡＧ２の電圧が蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDDよりも高くなり、さらに第２オフセット電圧ＶOS2（＝蓄電装置１０４の高電位側端子電圧ＶDD＋オフセット電圧）よりも高くなると、「端子ＡＧ２→第２整流素子ＲＥ２→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第３整流素子ＲＥ３」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電される。
そして、第２コンパレータCOMP2の出力する第２比較結果データＤC2は“Ｈ”レベルとなる。
この結果、ＯＲ回路ＯＲ１の出力する発電検出データＤDET1は“Ｈ”レベルとなり、充電が検出されることとなる。
また、上記と同様の効果を得るためのオフセット電圧を設ける方法としては、発電部１０１の出力端子側の電圧からオフセット電圧分の電圧を減算してからコンパレータに入力し、蓄電装置の高電位側電源ＶDDの電圧と比較するように構成したり、コンパレータにおいて、入力された二つの電圧のいずれか一方をオフセット電圧に相当するだけオフセットするように構成しても良いし、二つの入力端子の比較レベルをオフセット電圧に相当するだけオフセットするように構成することも可能である。
【００６３】
［２．２］  第２実施形態の効果
以上の説明のように本第２実施形態によれば、あるレベル以上の発電電流が流れた場合を検出するため、より確実に発電状態を検出し、充電状態における悪影響を防止するための対策を確実にすることが可能となるとともに、不必要に対策を施すことがなくなり、消費電力を低減することが可能となる。
また、第２実施形態の構成は、発電電圧を検出するための構成であり、発電電流、ひいては、充電性能に影響を与えることなく検出することが可能であり、充電経路に抵抗を挿入するなどの構成を有する発電検出方法と異なり、発電検出動作が充電性能の低下を招くことがないので、常時検出を行うことが可能となる。
【００６４】
［３］  第３実施形態
次に発電検出回路のより具体的な第３実施形態について図６ないし図８を参照して説明する。
［３．１］  発電検出回路周辺の構成
図６に第３実施形態の発電検出回路の周辺の回路構成例を示す。
図６においては、発電検出回路１０２Ｂと、発電検出回路１０２Ｂの周辺回路として、交流発電を行う発電部１０１と、発電部１０１から出力される交流電流を整流して直流電流に変換する整流回路１０３Ｂと、整流回路１０３Ｂから出力される直流電流により蓄電する蓄電装置１０４と、を図示している。
発電検出回路１０２Ｂは、後述の第１コンパレータCOMP11及び第２コンパレータCOMP12の出力の論理積の否定をとって原発電検出データＤDET10として出力するＮＡＮＤ回路２０１と、原発電検出データＤDET10の出力をＲ−Ｃ積分回路を用いて平滑化して発電検出データＤDET11として出力する平滑化回路２０２と、を備えて構成されている。
【００６５】
平滑化回路２０２は、図７に示すように、抵抗Ｒ1と、抵抗Ｒ1の出力側端子と低電位側電源ＶTKNとの間に接続されたコンデンサＣ1と、を備えて構成されている。
整流回路１０３Ｂは、発電部１０１の一方の出力端子ＡＧ１の電圧を基準電圧Ｖddと比較することにより第１トランジスタＱ１のオン／オフ制御を行って能動整流を行わせるための第１コンパレータCOMP11と、発電部１０１の他方の出力端子ＡＧ２の電圧を基準電圧Ｖddと比較することにより第２トランジスタＱ２を第１トランジスタと交互にオン／オフすることにより能動整流を行わせるための第２コンパレータCOMP12と、発電部１０１の端子AG2の端子電圧Ｖ2が予め定めた閾値電圧を越えるとオン状態となる第３トランジスタＱ3と、発電部１０１の端子AG1の端子電圧Ｖ1が予め定めた閾値電圧を越えるとオン状態となる第４トランジスタＱ4と、を備えて構成されている。
整流用に用いられるこれらの第１〜第４トランジスタＱ1〜Ｑ4と並列に接続されているダイオードｄは、整流用のトランジスタＱ1〜Ｑ4のオン／オフを制御するのに十分な電源電圧がないときに整流を行うためのものであり、ショットキーダイオードを外付けで接続してもよいし、寄生ダイオードを使えば、すべての回路の集積化が可能である。
【００６６】
［３．２］  充電時の動作
まず、充電動作について説明する。
発電部１０１が発電を開始すると、発電電圧が両出力端子ＡＧ１、ＡＧ２に給電される。この場合、出力端子ＡＧ１端子電圧Ｖ1と出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ2は、位相が反転している。
出力端子ＡＧ１の端子電圧Ｖ1が閾値電圧を越えると、第４トランジスタＱ4がオン状態となる。この後、端子電圧Ｖ1が上昇し、電源ＶDDの電圧を越えると、第１コンパレータCOMP11の出力は“Ｌ”レベルとなり、第１トランジスタＱ1がオンすることとなる。
一方、出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ2は閾値電圧を下回っているので、第３トランジスタＱ3はオフ状態であり、端子電圧Ｖ2は電源ＶDDの電圧未満であり、第２コンパレータCOMP12の出力は“Ｈ”レベルであり、第２トランジスタＱ2はオフ状態である。
【００６７】
したがって、第１トランジスタＱ1がオン状態となる期間において、「端子ＡＧ１→第１トランジスタ→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第４トランジスタＱ4」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電される。
この後、端子電圧Ｖ1が下降すると、出力端子ＡＧ１の端子電圧Ｖ1は電源ＶDDの電圧未満となり、第１コンパレータCOMP11の出力が“Ｈ”レベルとなって、第１トランジスタＱ1はオフ状態となり、出力端子ＡＧ１の端子電圧Ｖ1は第４トランジスタＱ4の閾値電圧を下まわることとなり、トランジスタＱ4もオフ状態となる。
一方、出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ２が閾値電圧を越えると、第３トランジスタＱ3がオン状態となる。この後、端子電圧Ｖ2がさらに上昇し、電源ＶDDの電圧を越えると、第２コンパレータCOMP2の出力は“Ｌ”レベルとなり、第２トランジスタＱ2がオンすることとなる。
したがって、第２トランジスタＱ2がオン状態となる期間において、「端子ＡＧ２→第２トランジスタＱ2→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第３トランジスタＱ3」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電されることとなる。
【００６８】
上述したように、発電電流が流れる際には、第１コンパレータCOMP11あるいは第２コンパレータCOMP12の出力はいずれかが“Ｌ”レベルとなっている。
そこで、発電検出回路１０２ＡのＮＡＮＤ回路２０１は、第１コンパレータCOMP1及び第２コンパレータCOMP12の出力の論理積の否定をとることにより、発電電流が流れている状態で“Ｈ”レベルの原発電検出データＤDET10を平滑化回路２０２に出力することとなる。
この場合において、ＮＡＮＤ回路２０１の出力はスイッチングノイズを含むこととなるので、平滑回路２０２は、ＮＡＮＤ回路２０１の出力をＲ−Ｃ積分回路を用いて平滑化して発電検出データＤDET11として出力するのである。
【００６９】
［３．３］  発電検出回路の具体的動作例
次に第３実施形態の発電検出回路の動作を図８のタイミングチャートを参照して説明する。
発電部１０１が時刻ｔ0から発電を開始し、時刻ｔ1において、出力端子ＡＧ２の電圧が高電位側電源ＶDDの電圧を超過すると、第２コンパレータCOMP12の出力は“Ｌ”となり、第２トランジスタＱ2はオン状態となる。
これにより、上述したように、「端子ＡＧ２→第２トランジスタＱ2→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第３トランジスタＱ3」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電されることとなる。
一方、時刻ｔ1においては、出力端子ＡＧ１の電圧は低電位側電源ＶTKNの電圧未満となっているので、第１コンパレータCOMP11の出力は相変わらず“Ｈ”のままである。
これらの結果、ＮＡＮＤ回路２０１の一方の入力端子は“Ｌ”、他方の入力端子は“Ｈ”となり、原発電検出データＤDET10は“Ｈ”レベルとなる。
平滑回路２０２に入力された“Ｈ”レベルの原発電検出データＤDET10は、平滑化され、時刻ｔ2において、発電検出データＤDET11を“Ｈ”レベルとし、充電状態にある旨が通知されることとなる。
【００７０】
その後、時刻ｔ3において、出力端子ＡＧ２の電圧が高電位側電源ＶDDの電圧未満となり、第２コンパレータCOMP12の出力は再び、“Ｈ”レベルとなり、ＮＡＮＤ回路２０１の双方の入力端子は“Ｈ”レベルとなる。
この結果、原発電検出データＤDET10は“Ｌ”レベルとなるが、平滑回路２０２の作用により相変わらず、発電検出データＤDET11は“Ｈ”レベルのまま維持される。
時刻ｔ4において、今度は出力端子ＡＧ１の電圧が高電位側電源ＶDDの電圧を超過すると、第１コンパレータCOMP11の出力は“Ｌ”となり、第１トランジスタＱ1はオン状態となる。
これにより、上述したように、「端子ＡＧ１→第１トランジスタＱ1→電源ＶDD→蓄電装置１０４→電源ＶTKN→第４トランジスタＱ4」の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４に電荷が充電されることとなる。
一方、時刻ｔ4においては、出力端子ＡＧ２の電圧は低電位側電源ＶTKNの電圧未満となっているので、第２コンパレータCOMP12の出力は相変わらず“Ｈ”のままである。
これらの結果、ＮＡＮＤ回路２０１の一方の入力端子は“Ｌ”、他方の入力端子は“Ｈ”となり、原発電検出データＤDET10は“Ｈ”レベルとなる。
平滑回路２０２に入力された“Ｈ”レベルの原発電検出データＤDET10は、平滑化され、発電検出データＤDET11を“Ｈ”レベルのまま保持する。
【００７１】
その後、時刻ｔ5において、出力端子ＡＧ１の電圧が高電位側電源ＶDDの電圧未満となり、第１コンパレータCOMP11の出力は再び、“Ｈ”レベルとなり、ＮＡＮＤ回路２０１の双方の入力端子は“Ｈ”レベルとなる。
この結果、原発電検出データＤDET10は“Ｌ”レベルとなるが、平滑回路２０２の作用により相変わらず、発電検出データＤDET11は“Ｈ”レベルのまま維持される。
次に、時刻ｔ6〜時刻ｔ9においては、時刻ｔ1〜時刻ｔ5までの動作と同様の動作が行われる。
この場合において、平滑回路２０２の作用により相変わらず、発電検出データＤDET11は“Ｈ”レベルのまま維持される。
しかしながら、その後、発電部１０１は発電を中断することとなり、時刻ｔ10において、発電検出データＤDET11は“Ｌ”レベルとなり、充電が中断された旨が通知されることとなる。
【００７２】
［３．４］  第３実施形態の効果
以上の説明のように本第３実施形態によれば、発電された交流電流を能動整流する場合においても、確実に充電状態を検出することが可能となる。
また、能動整流に用いるコンパレータを発電検出回路と共用することができ、回路の効率化を図ることができる。
【００７３】
［４］  第４実施形態
第４実施形態は、本発明の発電検出回路を倍昇圧整流回路に適用した場合の具体的実施形態である。
［４．１］  発電検出回路周辺の構成
図９に第４実施形態の発電検出回路の周辺の回路構成例を示す。
図９においては、発電検出回路１０２Ｃと、発電検出回路１０２Ｃの周辺回路として、交流発電を行う発電部１０１と、発電部１０１から出力される交流電流を蓄電する昇圧用コンデンサＣUPと、昇圧用コンデンサＣUPを充電する際にオン状態となる第１トランジスタＱ10と、昇圧用コンデンサＣUPの出力端子ＡＧの電圧が蓄電装置１０４の高電位側電源ＶDDの電圧を超過した場合にトランジスタＱ10をオンすべく“Ｌ”レベルの出力信号を出力するコンパレータCOMP13と、蓄電装置１０４を充電する際にオン状態となる整流トランジスタＱ11と、昇圧用コンデンサＣUPの出力端子ＡＧの電圧が蓄電装置１０４の低電位側電源ＶTKNの電圧よりも低くなった場合に整流トランジスタＱ11をONすべく“Ｈ”レベルの原発電検出信号ＤDET20を出力するコンパレータCOMP14と、を図示している。
発電検出回路１０２Ｃは、第３実施形態における平滑化回路２０２と同様の構成であり、時定数が異なるだけである。
【００７４】
ここで、図１５を参照してるコンパレータCOMP14の構成について説明する。
図１５に示されるように、コンパレータCOMP14は、一対の負荷トランジスタ２３１、２３２と、一対の入力トランジスタ２３３、２３４と、出力トランジスタ２３５と、定電流源２３６、２３７とから構成される。このうち、負荷トランジスタ２３１、２３２および出力トランジスタ２３５はＮチャネル電界効果型であるが、入力トランジスタ２３３、２３４はＰチャネル電界効果型である。そして、入力トランジスタ２３３、２３４の各ゲートが、それぞれコンパレータＣＯＭ３（ＣＯＭ４）の負入力端（−）、正入力端（＋）となる一方、出力トランジスタ２３５のドレインが出力端ＯＵＴとなっている。
このようにコンパレータCOMP14は、高電位側電圧Ｖｄｄに接続されるコンパレータCOMP1（COMP2）（図１３参照）とは、全く逆極性で構成される。このコンパレータCOMP14においても、コンパレータCOMP1（COMP2）と同様に、入力トランジスタ２３３、２３４のしきい値電圧Ｖｔｈを異ならせ、これによりオフセット電圧加算回路をそれらの内部に取り込むことが可能である。
【００７５】
詳細には、負入力端（−）側のトランジスタ２３３のしきい値電圧Ｖｔｈを、正入力端（＋）側のトランジスタ２３４のそれよりも絶対値で大きくすれば、図５におけるオフセット電圧加算回路ＯＳ１、ＯＳ２と同等の作用効果を実現できる。なお、入力トランジスタ２３３、２３４のしきい値電圧Ｖｔｈを異ならせる方法は、図１４に示したコンパレータCOMP1（COMP2）の場合と同様である。
また、本実施形態の場合も、図３の場合と同様に、全波整流を行う場合には、発電機１０１の出力端子ＡＧ１、ＡＧ２には、最大で蓄電装置１０４の電圧＋０．６［Ｖ］程度の電圧しか発生しないため、コンパレータCOMP14として、低耐圧のデバイスを用いることが可能となる。よって、コンパレータCOMP14は時計用に一般的に使用されているＩＣプロセスで製造可能となり、回路の小型化および低コスト化が可能となっている。
【００７６】
［４．２］  充電時の動作
まず、充電動作について図１０の動作タイミングチャートを参照して説明する。
賠償圧整流回路の充電動作は、大別すると、昇圧用コンデンサＣUPの蓄電動作と、蓄電装置１０４の蓄電動作と、により構成されるが、以下、順次説明する。初期状態において、昇圧用コンデンサＣUPの出力端子ＡＧの電圧は、蓄電装置１０４の高電位側電源ＶDDの電圧未満であり、かつ、蓄電装置１０４の低電位側電源ＶTKNの電圧以上であるものとする。
時刻ｔ0において、発電部１０１は発電を開始するが、初期状態において、昇圧用コンデンサＣUPの出力端子ＡＧの電圧は、蓄電装置１０４の高電位側電源ＶDDの電圧未満であり、かつ、蓄電装置１０４の低電位側電源ＶTKNの電圧以上であるので、コンパレータCOMP13は“Ｈ”レベルの出力信号を出力し、コンパレータCOMP14は“Ｌ”レベルの原発電検出データＤDET20を出力する。
【００７７】
従って、この時点では、トランジスタＱ10はオフ、整流トランジスタＱ11はオフとなっている。
時刻ｔ1において、出力端子ＡＧの電圧が蓄電装置１０４の高電位側電源ＶDDの電圧を超過すると、コンパレータCOMP13は“Ｌ”レベルの出力信号を出力し、トランジスタＱ10はオンとなる。
この結果、昇圧用コンデンサＣUPは蓄電されることとなる。
そして、時刻ｔ2において、出力端子ＡＧの電圧が再び蓄電装置１０４の高電位側電源ＶDDの電圧未満となると、コンパレータCOMP13は“Ｈ”レベルの出力信号を出力し、トランジスタＱ10はオフとなって、昇圧用コンデンサＣUPの蓄電動作は中断される。
時刻ｔ3において、今度は、出力端子ＡＧの電圧が蓄電装置１０４の低電位側電源ＶTKNの電圧未満となると、コンパレータCOMP14は“Ｈ”レベルの原発電検出データＤDET20を出力する。
この結果、整流トランジスタＱ11はオンとなり、発電部１０１→蓄電装置１０４→整流トランジスタＱ11→昇圧用コンデンサＣUP→発電部１０１の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４は、発電部１０１の発電電圧の２倍の電圧で充電がなされることとなる。
【００７８】
一方、コンパレータCOMP14が“Ｈ”レベルの出力信号を出力したことにより、時刻ｔ4において、発電検出データＤDET21を“Ｈ”レベルとする。
その後、時刻ｔ5において、出力端子ＡＧの電圧が蓄電装置１０４の低電位側電源ＶTKNの電圧を超過すると、コンパレータCOMP14の原発電検出データＤDET20は“Ｌ”レベルとなる。
しかしながら、発電検出回路１０２Ｃの平滑作用により相変わらず、発電検出データＤDET21は“Ｈ”レベルのまま維持される。
の原発電検出データＤDET20を出力する。
次に、時刻ｔ6〜時刻ｔ9においては、時刻ｔ1〜時刻ｔ5までの動作と同様の動作が行われる。
この場合において、発電検出回路１０２Ｃの平滑作用により相変わらず、発電検出データＤDET21は“Ｈ”レベルのまま維持される。
時刻ｔ10において、出力端子ＡＧの電圧が再び蓄電装置１０４の高電位側電源ＶDDの電圧を超過すると、コンパレータCOMP13は“Ｌ”レベルの出力信号を出力し、トランジスタＱ10はオンとなり、昇圧用コンデンサＣUPは蓄電されることとなる。
【００７９】
そして、時刻ｔ11において、出力端子ＡＧの電圧が再び蓄電装置１０４の高電位側電源ＶDDの電圧未満となると、コンパレータCOMP13は“Ｈ”レベルの出力信号を出力し、トランジスタＱ10はオフとなって、昇圧用コンデンサＣUPの蓄電動作は中断される。
時刻ｔ12において、今度は、出力端子ＡＧの電圧が蓄電装置１０４の低電位側電源ＶTKNの電圧未満となると、コンパレータCOMP14は“Ｈ”レベルの原発電検出データＤDET20を出力する。
この結果、整流トランジスタＱ11はオンとなり、発電部１０１→蓄電装置１０４→整流トランジスタＱ11→昇圧用コンデンサＣUP→発電部１０１の経路で発電電流が流れ、蓄電装置１０４は、発電部１０１の発電電圧の２倍の電圧で充電がなされることとなる。
その後、時刻ｔ13において、出力端子ＡＧの電圧が蓄電装置１０４の低電位側電源ＶTKNの電圧を超過すると、コンパレータCOMP14の原発電検出データＤDET20は“Ｌ”レベルとなる。
しかしながら、その後、発電部１０１は発電を中断することとなり、時刻ｔ14において、発電検出データＤDET11は“Ｌ”レベルとなり、充電が中断された旨が通知されることとなる。
【００８０】
［４．３］  第４実施形態の効果
以上の説明のように本第４実施形態によれば、発電された交流電流を２倍昇圧整流する場合においても、確実に充電状態を検出することが可能となる。
【００８１】
［５］  第５実施形態
本第５実施形態が上記各実施形態と異なるのは、発電に伴う発電電流に代えてリミッタ回路動作時の発電に伴うリミッタ電流を検出することにより発電を検出する点である。
図１１に第５実施形態の発電検出回路およびリミッタ回路を含む充電回路の構成を示す図である。
図１１において、充電回路は、大容量コンデンサ１０４の充電電圧Ｖａを検出し、充電電圧Ｖａを基準電圧と比較し、充電電圧Ｖａが基準電圧以上となると、過充電を防止するためのリミッタ信号ＳＬＩＭ出力する検出回路１５１と、リミッタ信号ＳＬＩＭに基づいてリミッタ信号ＳＬＩＭの立ち上がりタイミングを遅延させた制御信号ＣＳ１と、立ち下がりタイミングを遅延させた制御信号ＣＳ２とを出力する制御回路１５２と、高電位側電源ＶDDの電圧と発電部１０１の出力端子ＡＧ１の端子電圧Ｖ1を比較し比較結果信号ｄを出力するコンパレータＣＭＰ１Ａと、高電位側電源ＶDDの電圧と発電部１０１の出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ2を比較し比較結果信号ｆを出力するコンパレータＣＭＰ１Ｂと、低電位側電源ＶTKNの電圧と発電部１０１の出力端子ＡＧ１の端子電圧Ｖ1を比較し比較結果信号ｈを出力するコンパレータＣＭＰ２Ａと、低電位側電源ＶTKNの電圧と発電部１０１の出力端子ＡＧ２の端子電圧Ｖ2を比較し比較結果信号ｊを出力するコンパレータＣＭＰ２Ｂと、反転入力端子に供給される制御信号ＣＳ１および他方の入力端子に供給される比較結果信号ｄの論理積をとって駆動信号ｅを出力するＡＮＤ回路１５３と、反転入力端子に供給される制御信号ＣＳ１および他方の入力端子に供給される比較結果信号ｆの論理積をとって駆動信号ｇを出力するＡＮＤ回路１５４と、反転入力端子に供給される制御信号ＣＳ２および他方の入力端子に供給される比較結果信号ｈの論理積をとって駆動信号ｉを出力するＡＮＤ回路１５５と、反転入力端子に供給される制御信号ＣＳ２および他方の入力端子に供給される比較結果信号ｊの論理積をとって駆動信号ｋを出力するＡＮＤ回路１５６と、ソースが高電位側電源ＶDDに接続され、ドレインが出力端子ＡＧ１に接続され、駆動信号ｅによりオン／オフ制御されるＰチャネルＦＥＴＭＰ１と、ソースが高電位側電源ＶDDに接続され、ドレインが出力端子ＡＧ２に接続され、駆動信号ｇによりオン／オフ制御されるＰチャネルＦＥＴＭＰ２と、ソースが低電位側電源ＶSSに接続され、ドレインが出力端子ＡＧ１に接続され、駆動信号ｉによりオン／オフ制御されるＮチャネルＦＥＴＭＮ１と、ソースが低電位側電源ＶSSに接続され、ドレインが出力端子ＡＧ２に接続され、駆動信号ｋによりオン／オフ制御されるＮチャネルＦＥＴＭＮ２と、比較結果信号dおよび比較結果信号ｆに基づいて発電検出を行う発電検出回路１５８と、を備えて構成されている。
【００８２】
次に発電検出時の動作を説明する。
リミッタ信号ＳＬＩＭに対して、立ち上がりタイミングが遅延された制御信号ＣＳ１を、ＡＮＤ回路１５３，ＡＮＤ回路１５４の反転入力端に供給するとともに、立ち下がりタイミングを遅延した制御信号ＣＳ２を、ＡＮＤ回路１５５，ＡＮＤ回路１５６の反転入力端に供給することにより、ＮチャンネルＦＥＴＭＮ１およびＭＮ２のオフ時間を、ＰチャンネルＦＥＴＭＰ１およびＭＰ２のオン時間よりも長くなるように制御している。
より具体的には、リミッタ信号ＳＬＩＭが“Ｈ”レベルになると、まず、ＮチャンネルＦＥＴＭＮ１およびＭＮ２をオフ状態とした後、ＰチャンネルＦＥＴＭＰ１およびＭＰ２をオン状態とする。
従って、リミッタオンの状態では、図１１中、破線で示すように、リミッタ電流ＩＬＩＭが流れる。
このとき、発電装置ＡＧの出力端子ＡＧ１、ＡＧ２の端子電圧範囲ＶRNGは、ＰチャネルＦＥＴＭＰ１、ＭＰ２のオン抵抗をＲMPONとすると、
ＶRNG＝ＶDD±（ＩＬＩＭ×ＲMPON）
となる。
【００８３】
従って、発電電力の交流周期で、コンパレータＣＭＰ１ＡおよびコンパレータＣＭＰ１Ｂの出力は“Ｌ”レベルとなるので、発電を検出することができる。
［６］  第６実施形態
本第６実施形態は、発電検出回路を用いて、充電量を表示するための蓄電量インジケータ機能を実現する実施形態である。
図１２に第６実施形態の概要構成ブロック図を示す。図１２において、図２と同様の部分には同一の符号を付す。
第６実施形態の計時装置１Ａは、交流電力を発電する発電部１０１と、発電部１０１で発電された交流電力による過大電圧が後段の回路に印加されるのを防止するためのリミッタ回路１３０と、交流電流を直流電流に変換する整流回路１３１と、整流された電力を蓄電する蓄電装置１０４と、発電部１０１の発電状態およびリミッタ回路１３０の動作状態に基づいて発電部１０１において蓄電装置１０４を充電可能な発電がなされているか否かを検出して、発電検出データＤDTを出力する発電検出回路１０２と、蓄電装置１０４の蓄電電圧を検出する電圧検出回路１３２と、水晶振動子などの基準発振源１３３を用いて安定した周波数の基準パルスを発振する発振回路１３４と、基準パルスを分周して得た分周パルスと基準パルスとを合成してパルス幅やタイミングの異なるパルス信号、例えば、基準クロック信号ＳCKを発生する分周回路１３５と、蓄電装置１０４に蓄えられた電気エネルギーにより動作し、計時制御を行うべくモータ駆動パルスを出力する計時制御回路１０５と、モータ駆動パルスに基づいて実際にパルスモータ１０を駆動する駆動信号を出力するモータ駆動回路１０９と、ユーザが各種指示等を行うための外部入力装置１３６と、発電検出データＤDTおよび基準クロック信号ＳCKに基づいて蓄電装置１０４の蓄電量をユーザに告知するための蓄電量のカウントを行うアップダウンカウンタとして実現される蓄電量カウンタ１３７と、を備えて構成されている。
【００８４】
この場合において、発電検出データＤDTは、例えば、図６に示した原発電検出データＤDET10に相当するものとなっている。
以下、蓄電量インジケータ機能を実現するための動作を説明する。
発電部１０１により発電がなされると、発電検出回路１０２は発電部１０１の発電状態およびリミッタ１３０回路の動作状態に基づいて蓄電装置１０４を充電可能な発電がなされているか否かを判別し、発電周期に応じた周波数を有する発電検出データＤDTを蓄電量カウンタ１３７に出力する。
一方、発振回路１３４は、基準発振源１３３を用いて安定した周波数の基準パルスを発振すると、分周回路１３５は、基準パルスを分周して得た分周パルスと基準パルスとに基づいて基準クロック信号ＳCKを発生して、蓄電量カウンタ１３７に出力する。
これにより蓄電量カウンタ１３７は、発電検出データＤDTによりアップカウントし、基準クロック信号ＳCKによりダウンカウントし、そのカウント値は、蓄電量に比例することとなる。
【００８５】
すなわち、蓄電装置に対する充電量が多ければ、カウント値は増加し、充電量が放電量（＝計時装置の駆動時間に比例）が多ければ、カウント値は減少する。これらの結果、外部入力装置１３６の操作により、蓄電量を秒針の早送り運針量、あるいは、秒針を所定時間の間、蓄電量表示位置に保持すること等によりユーザに蓄電量を告知することが可能となる。
なお、上記のような蓄電量告知方法に限らず、蓄電量カウンタ１３７のカウント値に対応する蓄電量を常時表示する蓄電量インジケータを設けるような構成とすることも可能である。
【００８６】
［７］  実施形態の効果
上記各実施形態によれば、実際の充電状態にあわせて充電状態を確実に検出することができる。
従って、充電時における発電部（発電機）から発生する電磁ノイズレベルによるモータ駆動への悪影響や、二次電池の内部抵抗により発電電流に伴う電源電圧変動もあり回路動作への悪影響に対する対策を、当該悪影響が出る可能性が高い大電流時、すなわち、充電が可能な電流が流れる発電時のみ行うことができ、過度の対策による消費電流の増加を抑制して、電子機器の駆動時間を長くすることができる。
また、上記各実施形態の構成は、発電電圧を検出するための構成であり、発電電流、ひいては、充電性能に影響を与えることなく検出することが可能であり、充電経路に抵抗を挿入するなどの構成を有する発電検出方法と異なり、発電検出動作が充電性能の低下を招くことがないので、常時検出を行うことが可能となる。
【００８７】
［８］実施形態の変形例
［８．１］  第１変形例
上記実施形態においては、アナログ指針を駆動して時刻表示を行う計時装置を例に説明しているが、ＬＣＤなどで時刻表示を行うディジタル計時装置に対しても適用できることはもちろんである。
【００８８】
［８．２］  第２変形例
上記実施形態では、腕時計型の計時装置１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、腕時計以外にも、携帯型の懐中時計、非携帯型の置き時計あるいは壁掛け時計などであっても適用が可能である。
【００８９】
［８．３］  第３変形例
上記実施形態では、発電装置４０として、回転錘４５の回転運動をロータ４３に伝達し、該ロータ４３の回転により出力用コイル４４に起電力Ｖｇｅｎを発生させる電磁発電装置を採用しているが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、ゼンマイの復元力（第１のエネルギーに相当）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（第１のエネルギーに相当）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（第１のエネルギーに相当）を利用した光電変換により電力を発生させる発電装置であっても良い。
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；第１のエネルギーに相当）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（第１のエネルギーに相当）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。
【００９０】
［８．４］  第４変形例
上記実施形態においては、基準電位（ＧＮＤ）をＶｄｄ（高電位側）に設定したが、基準電位（ＧＮＤ）をＶTKN（低電位側）に設定してもよいことは勿論である。
【００９１】
［８．５］  第５変形例
上記各実施形態においては、発電検出を行って、発電に伴う電子機器への悪影響を防止するための実施形態であったが、発電検出に伴って動作モードの制御を行うように構成することも可能である。
例えば、動作モードとして通常動作モードと節電動作モードとを有する電子機器においては、上記各実施形態の発電検出装置により発電が検出された場合には、動作モードを通常動作モードに移行し、発電検出装置により発電が検出されない場合には動作モードを節電動作モードに移行するように構成することも可能である。
【００９２】
【発明の効果】
本発明によれば、発電部（発電機）から発生する電磁ノイズレベルによるモータ駆動への悪影響や、二次電池の内部抵抗に起因して発生する電源電圧変動による回路動作への悪影響を発生させる可能性がある発電電流が流れる発電状態を確実に検出することができ、充電に伴う悪影響への対策を充電が可能な電流が流れる実際の充電時のみ行うことができ、過度の対策による消費電流の増加を抑制して、電子時計の駆動時間を長くすることができる。
【００９３】
また、発電電流を蓄電装置への充電経路を迂回する迂回路に流すようなリミッタ回路等が動作している場合においても、迂回路に迂回電流が流れる状態を確実に検出し、発電に伴う電子時計への悪影響を回避するための処理を適切に行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態に係る計時装置の概略構成を示す図である。
【図２】  同実施形態に係る制御部とその周辺構成の機能ブロック図である。
【図３】  第１実施形態の発電検出回路の構成図である。
【図４】  実施形態の動作フローチャートである。
【図５】  第２実施形態の発電検出回路の構成図である。
【図６】  第３実施形態の発電検出回路の構成図である。
【図７】  平滑回路の一例を示す図である。
【図８】  第３実施形態の動作タイミングチャートである。
【図９】  第４実施液体の発電検出回路の構成図である。
【図１０】  第４実施形態の動作タイミングチャートである。
【図１１】  第５実施形態の概要構成ブロック図である。
【図１２】  第６実施形態の概要構成ブロック図である。
【図１３】  第１実施形態におけるコンパレータの詳細構成図である。
【図１４】  第２実施形態におけるコンパレータの詳細構成図である。
【図１５】  第４実施形態におけるコンパレータの詳細構成図である。
【図１６】  半波整流を行う場合の実施形態の説明図である。
【符号の説明】
１…計時装置
２３…制御回路
２４…駆動制御回路
３０S…秒針駆動部
３０HM…時分針駆動部
４０…発電装置
４５…回転錘
１０４…蓄電装置（大容量コンデンサ）
１１３…昇降圧回路
９０…モード設定部
９１…発電状態検出部
９３…中央制御回路
９４…モード記憶部
９５…設定値切換器
９７…発電検出回路
９８…第２の検出回路
１０１…発電部
１０２、１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃ…発電検出回路
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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