(57)【要約】【課題】  明暗を検出する間隔が短い場合でも、精度の高い明暗検出ができ、且つ、低消費電力の明暗センサ付き時計を提供する。【解決手段】  フォトダイオード２１ａは、周囲の明るさに対応する電流を出力している。ＮＰＮ型トランジスタ２１ｄは、フォトダイオード２１ａの出力電流に基づき変化し、出力ノードＮ１から電流を流す。スイッチ２１ｆがオンすると、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｅが電流源となり、出力ノードＮ１に電流を流す。トランジスタ２１ｅとトランジスタｄとにより、出力ノードＮ１の電圧が、周囲の明るさに応じて変化する。【選択図】  図１
2006287658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力ノードに間欠的に基準電流を流す基準電流源と、
前記基準電源が前記基準電流を流すより前から、周囲の明るさを検出して当該明るさに対応する電流を出力する光センサと、
前記出力ノードから、前記光センサの出力電流に対応して変化する電流を流すセンサ側電流源とを備え、
前記出力ノードから、周囲の明るさに対応する電圧信号を出力することを特徴とする明暗センサ。
【請求項２】
複数の前記基準電流源を持ち、当該複数の基準電流源のうちの選択した基準電流源から前記出力ノードに間欠的に前記基準電流を流す構成にしたことを特徴とする請求項１に記載の明暗センサ。
【請求項３】
出力ノードと駆動源との間に間欠的に接続された負荷と、
前記負荷が前記出力ノードと前記駆動源との間に接続される前から、周囲の明るさを検出して当該明るさに対応する電流を出力する光センサと、
前記出力ノードから、前記光センサの出力電流に対応して変化する電流を流すセンサ側電流源とを備え、
前記出力ノードから、周囲の明るさに対応する電圧信号を出力することを特徴とする明暗センサ。
【請求項４】
複数の前記負荷を持ち、当該複数の負荷のうち選択した負荷を前記出力ノードと前記駆動源との間に接続する構成にしたことを特徴する請求項３に記載の明暗センサ。
【請求項５】
前記出力ノードの電圧信号に基づき、前記周囲の明るさが明るいか、暗いかを判定する明暗判定手段を設けたことを特徴する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の明暗センサ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の明暗センサと、
時計と、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、前記時計の動作を設定する時計制御部とを、備えたことを特徴とする明暗センサ付き時計。
【請求項７】
前記時計には報時を鳴動する手段が設けられ、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、周囲が暗いと判断した場合に、前記時計制御部が前記時計の報時を停止することを特徴とする請求項６に記載の明暗センサ付き時計。
【請求項８】
前記時計には、運針を行う手段が設けられ、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、周囲が暗いと判断した場合に、前記時計制御部が前記時計の運針を停止することを特徴とする請求項６に記載の明暗センサ付き時計。
【請求項９】
前記時計には、ランプが設けられ、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、周囲が暗いと判断した場合に、前記時計制御部が前記時計のランプを点灯することを特徴とする請求項６に記載の明暗センサ付き時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周囲の明るさを検出する明暗センサ及び明暗判定機能付き時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記、特許文献１には、夜間に報時を止める夜間鳴り止め機能付き時計が示されている。
【特許文献１】特開平８−２９７１８１号公報
【０００３】
この夜間鳴り止め機能付き時計は、夜間等で周囲が暗くなったときに報時を停止するために、周囲の明暗を判定するための明暗センサーを搭載している。
図６は、従来の明暗センサを示す回路図であり、特許文献１に記載された明暗センサの要部を示している。
【０００４】
この明暗センサでは、電源ＶＤＤに一端が接続されたスイッチ１１と、スイッチ１１の他端に直列に接続された光センサ１２とを備えている。光センサ１２には、ＣｄＳが用いられている。
スイッチ１１は、短い期間にオンするものであり、通常はオフ状態になっている。スイッチ１１がオフの状態では、光センサ１２の両端が抵抗１３，１４を介してグランドＧＮＤに接続され、ＮＡＮＤゲート１５の２つの入力端子にはグランドＧＮＤの電圧が入力される。この状態では、ＮＡＮＤゲート１５が“Ｈ”を出力し、ＮＡＮＤゲート１６，１７で構成されるフリップフロップの出力が“Ｌ”である。
【０００５】
スイッチ１１がオンすると、抵抗１３に電流が流れ、抵抗１３のスイッチ１１側の端子の電圧が電源電圧ＶＤＤの電圧になり、この電圧が抵抗１３に接続されたＮＡＮＤゲート１５の一方の入力端子に入力される。ここで、光センサ１２の周囲が明るい場合には、光センサ１２の抵抗値が低くなり、ＮＡＮＤゲート１５の他方の入力端子のレベルが電源電圧ＶＤＤに近くなる。よって、ＮＡＮＤゲート１５の出力は“Ｌ”になり、フリップフロップの出力が“Ｈ”となる。
【０００６】
スイッチ１１がオンしても、光センサ１２の周囲が暗い場合には、光スイッチ１２の抵抗値が高いので、ＮＡＮＤゲート１５の他方の入力端子の電圧が閾値よりも低い。よって、ＮＡＮＤゲート１５の出力が“Ｈ”であり、フリップフロップが“Ｌ”を出力する。
図６の明暗センサを搭載した夜間鳴り止め機能付き時計時計は、フリップフロップの出力信号に基づき、時計の周囲が暗い場合に報時を停止する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６の明暗センサを搭載することにより、スイッチ１１がオンした状態で、周囲が明るいときにのみ“Ｈ”の信号が明暗センサから出力されるので、時計の周囲の明暗が判定できる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１の夜間鳴り止め機能付き時計は、報時の停止を目的としている。また、図６の明暗センサに用いられている光センサ１２は、カドミウムを含むＣｄＳで構成されている。
【０００９】
報時の停止を目的とした場合、毎正時に１回、つまり、１時間に１回スイッチ１１をオンさせればい良く、そのオン期間の長さも、１時間内であればよい。これに対し、報時の停止以外の目的に明暗センサを使用したい場合がある。例えば運針停止や夜間でのライト点灯を目的とする場合等には、例えば毎秒に１回、明暗を判定する必要があり、そのままオン期間も１秒以内の極短い時間となる。
【００１０】
また、光センサ１２として用いられるＣｄＳは、カドミウムによる環境汚染の問題があるので、製品への組み込みは避けたい。ＣｄＳの代わりとして考えられるのは、フォトダイオード、フォトトランジスタや、これらと増幅器を組み合わせたフォトＩＣである。フォトダイオード、フォトトランジスタやフォトＩＣは、周囲の明るさに応じた電流を発生させたり、電圧が印加された状態で対応する電流を流す機能を持っている。
【００１１】
フォトダイオード、フォトトランジスタやフォトＩＣを用いて明暗センサを構成し、その明暗センサの出力により、運針停止や夜間でのライト点灯をする場合には、次のような問題がある。
【００１２】
周囲が暗いときに運針を停止する場合やライト点灯をする場合には、明暗を判定するための閾値が、近くの時計の時刻がなんとか判読できるような明るさであり、具体的には１ルックス程度になる。ところが、フォトダイオード、フォトトランジスタやフォトＩＣは、周囲の明るさが１ルックスでは、１μＡ程度の微弱電流しか流さない。そのため、スイッチ１１をオンして光センサ１２に電圧を印加しても、光センサ１２の増幅器も含めて、出力が安定するまでに時間がかかり、例えば１秒間隔でスイッチ１１を短い期間にオンさせると、精度の高い明暗検出ができないという問題があった。
【００１３】
本発明は、このような現状に鑑みてなされた発明であり、明暗を検出する間隔が短い場合でも、精度の高い明暗検出ができ、且つ、低消費電力の明暗センサ及び明暗センサ付き時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る明暗センサは、
出力ノードに間欠的に基準電流を流す基準電流源と、
前記基準電源が前記基準電流を流すより前から、周囲の明るさを検出して当該明るさに対応する電流を出力する光センサと、
前記出力ノードから、前記光センサの出力電流に対応して変化する電流を流すセンサ側電流源とを備え、
前記出力ノードから、周囲の明るさに対応する電圧信号を出力することを特徴とする。
【００１５】
尚、複数の前記基準電流源を持ち、当該複数の基準電流源のうちの選択した基準電流源から前記出力ノードに間欠的に前記基準電流を流す構成にしてもよい。
【００１６】
上記目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る明暗センサは、
出力ノードと駆動源との間に間欠的に接続された負荷と、
前記負荷が前記出力ノードと前記駆動源との間に接続される前から、周囲の明るさを検出して当該明るさに対応する電流を出力する光センサと、
前記出力ノードから、前記光センサの出力電流に対応して変化する電流を流すセンサ側電流源とを備え、
前記出力ノードから、周囲の明るさに対応する電圧信号を出力することを特徴とする。
【００１７】
尚、複数の前記負荷を持ち、当該複数の負荷のうち選択した負荷を前記出力ノードと前記駆動源との間に接続する構成にしてもよい。
【００１８】
また、本発明の第１及び第２の観点に係る明暗センサにおいて、前記出力ノードの電圧信号に基づき、前記周囲の明るさが明るいか、暗いかを判定する明暗判定手段を設けてもよい。
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明の第３の観点に係る明暗センサ付き時計は、
本発明の第１又は第２の観点に係る明暗センサのいずれかと、
時計と、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、前記時計の動作を設定する時計制御部とを、備えたことを特徴とする。
【００２０】
尚、前記時計には報時を鳴動する手段が設けられ、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、周囲が暗いと判断した場合に、前記時計制御部が前記時計の報時を停止してもよい。
【００２１】
また、前記時計には運針を行う手段が設けられ、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、周囲が暗いと判断した場合に、前記時計制御部が前記時計の運針を停止してもよい。
また、前記時計にはランプが設けられ、
前記出力ノードの電圧信号に基づき、周囲が暗いと判断した場合に、前記時計制御部が前記時計のランプを点灯してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の構成を採用することにより、明暗を検出する間隔が短い場合でも、精度の高い明暗検出ができ、且つ、低消費電力の明暗センサ及び明暗センサ付き時計を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づき、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の実施形態に係る明暗センサ付き時計の要部を示す構成図ある。
【００２４】
この明暗センサ付き時計は、時計の周囲の明るさに対応する信号を出力する明暗センサ２１と、明暗判定部２２と、ＣＰＵ等で構成された時計制御部２３とを備えている。明暗センサ２１の出力信号から時計の周囲が明るいか暗いかを判定し、暗い場合に図示しない運針を停止したり、或いは図示しないライトを点灯する機能を持っている。
【００２５】
明暗センサ２１は、例えばフォトダイオード２１ａを備えている。
フォトダイオード２１ａのカソードは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。フォトダイオード２１ａのアノードには、制限抵抗２１ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ２１ｃのベース及びコレクタと、センサ側電流源になるＮＰＮ型トランジスタ２１ｄのベースとが接続されている。
【００２６】
トランジスタ２１ｃ及びトランジスタ２１ｄのエミッタは、グランドＧＮＤに接続されている。トランジスタ２１ｄのコレクタが、明暗センサ２１の出力ノードＮ１に接続され、その出力ノードＮ１が、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｅのコレクタに接続されている。トランジスタ２１ｅのエミッタは、スイッチ２１ｆの一端に接続されている。
【００２７】
スイッチ２１ｆの一端には、さらに、ＰＮＰ型トランジスタ２１ｇのエミッタが接続されている。トランジスタ２１ｇのコレクタは、抵抗２１ｈを介してグランドＧＮＤに接続されている。トランジスタ２１ｇのコレクタ及びベースは、トランジスタ２１ｅのベースに接続されている。
【００２８】
明暗判定部２２は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ２２ａと、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ２２ｂとで構成されている。トランジスタ２２ａのソースが電源電圧ＶＤＤに接続され、トランジスタ２２ａのドレインが、明暗判定部２２の出力ノードＮ２に接続されている。
【００２９】
トランジスタ２２ｂのソースは、グランドＧＮＤに接続され、トランジスタ２２ｂのドレインが、出力ノードＮ２に接続されている。
トランジスタ２２ａのゲート及びトランジスタ２２ｂのゲートが、明暗センサ２１の出力ノードＮ１に接続されている。明暗判定部２２の出力ノードＮ２が、時計制御部２３に接続されている。
【００３０】
次に、この明暗センサ付き時計の動作を説明する。
逆方向電圧が印加されているフォトダイオード２１ａに、周囲から光が入射されると、フォトダイオード２１ａがオンし、これにより、トランジスタ２１ｃ及びトランジスタ２１ｄがオンする。
【００３１】
オン状態のフォトダイオード２１ａは、入射された光の強さに応じた電流をが出力する。周囲が明るく、入射された光の強さが強ければ、フォトダイオード２１ａが出力する電流の電流値も大きくなる。周囲が暗く、入射された光の強さが弱ければ、フォトダイオード２１ａが出力する電流の電流値も小さくなる。
【００３２】
フォトダイオード２１ａが出力した電流は抵抗２１ｂを流れ、その後、トランジスタ２１ｃのコレクタとトランジスタ２１ｃのベースとトランジスタ２１ｄのベースとに流れる。トランジスタ２１ｃのベース電圧とトランジスタ２１ｄのベース電圧は等しい。そのため、トランジスタ２１ｃのベースに流れるベース電流とトランジスタ２１ｄのベースに流れるベース電流とは等しく、トランジスタ２１ｃのコレクタ電流とトランジスタ２１ｄのコレクタ電流とは、等しい。
【００３３】
フォトダイオード２１ａの周囲の明るさが増すと、それに伴い、フォトダイオード２１ａのオン抵抗は減少し、各トランジスタ２１ｃ，２１ｄのベース電圧は上昇する。フォトダイオード２１ａの周囲が暗くなると、それに伴い、フォトダイオード２１ａのオン抵抗は増加し、各トランジスタ２１ｃ，２１ｄのベース電圧は降下する。したがって、トランジスタ２１ｃとトランジスタ２１ｄとは、フォトダイオード２１ａの周囲の明るさに応じたコレクタ電流を流す。
【００３４】
一方、スイッチ２１ｆは、例えば１秒間隔で、０．１秒の期間オンする。
スイッチ２１ｆがオフしている間は、トランジスタ２１ｅ及びトランジスタ２１ｇのベース電圧に対してエミッタ電圧が高くならず、トランジスタ２１ｅ及びトランジスタ２１ｇがオフ状態である。
【００３５】
トランジスタ２１ｅがオフ状態のときには、オンしているトランジスタ２１ｄのために、出力ノードＮ１の電圧は、グランドＧＮＤのレベルになっている。この出力ノードＮ１の電圧を入力した明暗判定部２２では、トランジスタ２１ａがオン状態となり、トランジスタ２１ｂがオフ常態となる。これにより、出力ノートＮ２の電圧が電源電圧ＶＤＤのレベルとなり、時計制御部２３に入力される。
【００３６】
スイッチ２１ｆがオンすると、トランジスタ２１ｅ及びトランジスタ２１ｇのエミッタが電源電圧ＶＤＤに共通に接続される。エミッタが電源電圧ＶＤＤに接続されることで、トランジスタ２１ｅ及びトランジスタ２１ｇはオンし、これらのトランジスタ２１ｅ及びトランジスタ２１ｇはコレクタ電流を流す。
【００３７】
抵抗２１ｈには、トランジスタ２１ｇのコレクタ電流に比例した電圧効果が発生し、この電圧効果がトランジスタ２１ｇ及びトランジスタ２１ｅのベース電圧を設定する。トランジスタ２１ｇ及びトランジスタ２１ｅのベース電圧は等しく、トランジスタ２１ｅ及びトランジスタ２１ｇのコレクタ電流は等しい。
【００３８】
フォトダイオード２１ａの周囲が明るく、トランジスタ２１ｄのコレクタ電流が多い場合には、出力ノードＮ１の電圧が低くなる。出力ノードＮ１の電圧が明暗判定部２２の閾値よりも低いと、明暗判定部２２のトランジスタ２２ａがオンし、トランジスタ２２ｂがオフする。この状態では、明暗判定部２２の出力ノードＮ２の電圧が電源電圧ＶＤＤのレベルに上昇する。
【００３９】
フォトダイオード２１ａの周囲が暗く、トランジスタ２１ｄのコレクタ電流が少ない場合には、出力ノードＮ１の電圧が高くなる。出力ノードＮ１の電圧が明暗判定部２２の閾値よりも高いと、明暗判定部２２のトランジスタ２２ｂがオンし、トランジスタ２２ａがオフする。この状態では、明暗判定部２２の出力ノードＮ２の電圧がグランドＧＮＤに維持される。
【００４０】
時計制御部２３は、出力ノードＮ２の電圧を監視し、出力ノードＮ２の電圧が、所定時間以上継続してグランドＧＮＤのレベルに維持されている場合に、周囲が暗いと判断し、例えば運針を停止する。或いは、ライトを点灯して時刻表示を見やすくする。
【００４１】
以上のように、本実施形態の明暗センサ付き時計は、次のような利点を有する。
（１）  フォトダイオード２１ａには、スイッチ２１ｆのオン・オフに係わらず、常に電流が流れている状態で明暗を検出することになるので、フォトダイオード２１ａに流れる電流が微弱であるがために明暗判定の精度が不安定になることがない。
【００４２】
（２）  スイッチ２１ｆがオフしている期間における明暗センサ２１及び明暗判定部２２の消費電流は、フォトダイオード２１ａが出力する電流のみであり、低消費電流である。また、非常に明るい環境でフォトダイオード２１ａの出力電流が高いことが想定される場合には、抵抗２１ｂの抵抗値を大きくして、フォトダイオード２１ａに印加される電圧を減じることで、フォトダイオード２１ａの出力電流を抑制できる。
【００４３】
（３）  非常に明るい状態でスイッチ２１ｆがオンしても、明暗センサ２１で消費電流は、抵抗２１ｈに流れる電流の２倍とフォトダイオード２１ａに流れる電流との和を超えないので、実用範囲内に抑えることが可能である。
【００４４】
（４）  周囲の明るさが中間で、出力ノードＮ１の電圧が明暗判定部２２の閾値と一致すると、トランジスタ２２ａとトランジスタ２２ｂとに貫通電流が流れるが、周囲の明るさがわずかでもずれれば、出力ノードＮ１の電圧が閾値から大きくずれるので、貫通電流が流れない。
【００４５】
［第２の実施形態］
図２は、本発明の第２の実施形態に係る明暗センサ３１を示す構成構成図である。
この明暗センサ３１は、第１の実施形態に示した明暗センサ２１と置換が可能なセンサであり、時計の周囲の明るさに対応する信号を出力する。
【００４６】
明暗センサ３１は、例えばフォトダイオード３１ａを備えている。
フォトダイオード３１ａのカソードは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。フォトダイオード３１ａのアノードには、制限抵抗３１ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ３１ｃのベース及びコレクタとＮＰＮ型トランジスタ３１ｄのベースとが接続されている。
【００４７】
トランジスタ３１ｃ及びトランジスタ３１ｄのエミッタは、グランドＧＮＤに接続されている。トランジスタ３１ｄのコレクタが、明暗センサ３１の出力ノードＮ１に接続され、その出力ノードＮ１と電源電圧ＶＤＤとの間に抵抗３１ｅが接続されている。出力ノードＮ１の電圧が、第１の実施形態に示したような明暗判定部２２に入力される。
【００４８】
この明暗センサ３１では、フォトダイオード３１ａ、制限抵抗３１ｂ、トランジスタ３１ｃ及びトランジスタ３１ｄが第１の実施形態の明暗センサ２１と同様に動作する。
【００４９】
ここで、第１の実施形態の明暗センサ２１のトランジスタ２１ｅの代わりに、抵抗３１ｅが用いられている。第１の実施形態の明暗センサ２１では、フォトダイオード２１ａの周囲の明るさの変化に伴ってトランジスタ２１ｄのコレクタ電流が変化したときに、トランジスタ２１ｅのコレクタ電圧が変化してトランジスタ２１ｅのコレクタ電流が急激に変化する。よって、出力ノードＮ１の電圧も急減に変化する。
【００５０】
これに対し、抵抗３１ｅを用いた本実施形態の明暗センサ３１は、トランジスタ３１ｄのコレクタ電流が変化しても、抵抗３１ｅがトランジスタ３１ｄの線形負荷になるので、出力ノードＮ１の電圧が急減に変化しない。よって、出力ノードＮ１の電圧が、周囲が明の時の電圧と暗の時の電圧の中間的な電圧となる範囲が広がるが、回路の素子数を少なくできるという利点を有する。
【００５１】
［第３の実施形態］
図３は、本発明の第３の実施形態に係る明暗センサ４１を示す構成図である。
この明暗センサ４１は、第１の実施形態に示した明暗センサ２１と置換が可能なセンサであり、時計の周囲の明るさに対応する信号を出力する。
【００５２】
明暗センサ４１は、例えばフォトダイオード４１ａを備えている。
フォトダイオード４１ａのカソードは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。フォトダイオード４１ａのアノードには、制限抵抗４１ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ４１ｃのベース及びコレクタとＮＰＮ型トランジスタ４１ｄのベースとが接続されている。
【００５３】
トランジスタ４１ｃ及びトランジスタ４１ｄのエミッタは、グランドＧＮＤに接続されている。
【００５４】
トランジスタ４１ｄのコレクタが、明暗センサ４１の出力ノードＮ１に接続され、その出力ノードＮ１が、ＰＮＰ型トランジスタ４１ｅのコレクタに接続されている。トランジスタ４１ｅのベースは、トランジスタ４１ｇのベースとコレクタとに接続されている。トランジスタ４１ｅ及びトランジスタ４１ｇのエミッタは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。
【００５５】
トランジスタ４１ｇのコレクタには、抵抗４１ｈの一端が接続され、抵抗４１ｈの他端とグランドＧＮＤとの間にスイッチ４１ｆが接続されている。
出力ノードＮ１の電圧が、第１の実施形態に示したような明暗判定部２２に入力される。
【００５６】
前記第１の実施形態では、周囲の明暗を検出するためにオンするスイッチ２１ｆが、電源電圧ＶＤＤに接続され、トランジスタ２１ｅ及びトランジスタ２１ｇのエミッタと電源電圧ＶＤＤとの間をオン・オフする構成であったが、本実施形態では、それと異なり、周囲の明暗を検出するためにオンするスイッチ４１ｆは、グランドＧＮＤと抵抗４１ｈとの間に接続され、グランドＧＮＤと抵抗４１ｈとの間をオン・オフする。
【００５７】
スイッチ４１ｆがオンの時の明暗センサ４１の動作は、明暗センサ２１と同様である。スイッチｆがオフの時にトランジスタ４１ｅ及びトランジスタ４１ｇのベースから抵抗４１ｈを介してグランドＧＮＤに流れる電流の経路が断たれるたため、トランジスタ４１ｅ及びトランジスタ４１ｇのコレクタ電流は、流れない。そのため、第１の実施形態と同様に、出力ノードＮ１の電圧は、グランドＧＮＤのレベルに固定される。
【００５８】
以上のように、本実施形態の明暗センサ４１では、周囲の明るさに応じた出力ノードＮ１の電圧が、第１の実施形態の明暗センサ２１と同様に変化するので、第１の実施形態と同様の利点を奏する明暗センサ付き時計を実現できる。
【００５９】
［第４の実施形態］
図４は、本発明の第４の実施形態に係る明暗センサ付き時計を示す構成図である。
【００６０】
この明暗センサ付き時計は、時計の周囲の明るさに対応する信号を出力する明暗センサ５１と、明暗判定部５２と、時計制御部５３とを備えている。
明暗センサ５１は、第１の実施形態の明暗センサ２１とは異なり、スイッチ２１ｆに相当するものはない。明暗判定部５２は、第１の実施形態の明暗判定部２２と同様の構成である。時計制御部５３は、第１の実施形態の時計制御部２３とは異なり、駆動端子Ｔ１を備えている。
【００６１】
明暗センサ５１は、例えばフォトダイオード５１ａを備えている。
フォトダイオード５１ａのカソードは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。フォトダイオード５１ａのアノードには、制限抵抗５１ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ５１ｃのベース及びコレクタとＮＰＮ型トランジスタ５１ｄのベースとが接続されている。
【００６２】
トランジスタ５１ｃ及びトランジスタ５１ｄのエミッタは、グランドＧＮＤに接続されている。トランジスタ５１ｄのコレクタが、明暗センサ５１の出力ノードＮ１に接続され、その出力ノードＮ１が、ＰＮＰ型トランジスタ５１ｅのコレクタに接続されている。トランジスタ５１ｅのエミッタは、時計制御部５３の駆動端子Ｔ１に接続されている。
【００６３】
駆動端子Ｔ１には、さらに、ＰＮＰ型トランジスタ５１ｇのエミッタが接続されている。トランジスタ５１ｇのコレクタは、抵抗５１ｈを介してグランドＧＮＤに接続されている。トランジスタ５１ｇのコレクタ及びベースは、トランジスタ５１ｅのベースに接続されている。
【００６４】
明暗判定部５２は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ５２ａと、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ５２ｂとで構成されている。トランジスタ５２ａのソースが電源電圧ＶＤＤに接続され、トランジスタ５２ａのドレインが、明暗判定部５２の出力ノードＮ２に接続されている。
【００６５】
トランジスタ５２ｂのソースは、グランドＧＮＤに接続され、トランジスタ５２ｂのドレインが、出力ノードＮ２に接続されている。
トランジスタ５２ａのゲート及びトランジスタ５２ｂのゲートが、明暗センサ５１の出力ノードＮ１に接続されている。明暗判定部５２の出力ノードＮ２が、時計制御部５３に接続されている。
【００６６】
時計制御部５３は、第１の実施形態の時計制御部２３と同様に、出力ノードＮ２から与えられた信号に基づき、周囲が明るい時に運針を停止するか或いはライトを点灯する機能を持つと共に、明暗センサ５１に対して駆動端子Ｔ１から、間欠的に駆動エネルギーを供給する機能を持つ。
【００６７】
この明暗センサ付き時計では、時計制御部５３が駆動端子Ｔ１から、例えば１秒間隔に０．１秒間、駆動エネルギーを出力することにより、トランジスタ５１ｅ及びトランジスタ５１ｇが活性化する。駆動エネルギーの駆動能力をトランジスタ５１ｇ及び抵抗５１ｈに流れる電流の２倍以上の電流を供給できる能力にしておくことにより、第１の実施形態の明暗センサ２１でスイッチ２１ｆをオンさせたのと実質的に同等になり、第１の実施形態の明暗センサ付き時計の動作と同じ動作が行われる。
【００６８】
駆動エネルギーの供給を停止している期間についても、トランジスタ５１ｅ，５１ｇがオンしないので、第１の実施形態と同じ動作が行われる。
【００６９】
以上のように、本実施形態の明暗センサ付き時計は、第１の実施形態と同様の動作が行われるので、第１の実施形態と同様の利点を有すると共に、スイッチ２１ｆの省略と、スイッチ２１ｆのオン・オフを制御するための配線の省略とが可能になる。また、人為的な操作なしで明暗センサを動作させることが可能になる。
【００７０】
［第５の実施形態］
図５は、本発明の第５の実施形態に係る明暗センサ付き時計を示す構成図である。
この明暗センサ付き時計は、時計の周囲の明るさに対応する信号を出力する明暗センサ６１と、明暗判定部６２と、時計制御部６３とを備えている。
【００７１】
明暗センサ６１は、第１の実施形態の明暗センサ２１とは異なり、スイッチ２１ｆに相当するものはなく、第２の実施形態の明暗センサ３１の抵抗３１ｅに対応する抵抗を２個備えている。明暗判定部６２は、第１の実施形態の明暗判定部２２と同様の構成である。時計制御部６３は、第１の実施形態の時計制御部２３とは異なり、２個の駆動端子Ｔ１，Ｔ２を備えている。
【００７２】
明暗センサ６１は、例えばフォトダイオード６１ａを備えている。
フォトダイオード６１ａのカソードは、電源電圧ＶＤＤに接続されている。フォトダイオード６１ａのアノードには、制限抵抗６１ｂを介してＮＰＮ型トランジスタ６１ｃのベース及びコレクタとＮＰＮ型トランジスタ６１ｄのベースとが接続されている。
【００７３】
トランジスタ６１ｃ及びトランジスタ６１ｄのエミッタは、グランドＧＮＤに接続されている。トランジスタ６１ｄのコレクタが、明暗センサ６１の出力ノードＮ１に接続され、その出力ノードＮ１が抵抗６１ｅを介して時計制御部６３の駆動端子Ｔ１に接続されると共に、６１ｆを介して駆動端子Ｔ２に接続されている。抵抗６１ｅの抵抗値は、抵抗６１ｆの抵抗値よりも高い。
【００７４】
明暗判定部６２は、Ｐチャネル型ＭＯＳトランジスタ６２ａと、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタ６２ｂとで構成されている。トランジスタ６２ａのソースが電源電圧ＶＤＤに接続され、トランジスタ６２ａのドレインが、明暗判定部６２の出力ノードＮ２に接続されている。
【００７５】
トランジスタ６２ｂのソースは、グランドＧＮＤに接続され、トランジスタ６２ｂのドレインが、出力ノードＮ２に接続されている。
トランジスタ６２ａのゲート及びトランジスタ６２ｂのゲートが、明暗センサ６１の出力ノードＮ１に接続されている。明暗判定部６２の出力ノードＮ２が、時計制御部６３に接続されている。
【００７６】
時計制御部６３は、第１の実施形態の時計制御部２３と同様に、出力ノードＮ２から与えられた信号に基づき、周囲が明るい時に運針を停止するか或いはライトを点灯する機能を持つと共に、明暗センサ６１に対して駆動端子Ｔ１，Ｔ２を選択し、選択した駆動端子Ｔ１，Ｔ２から、間欠的に駆動エネルギーを供給する機能を持つ。
【００７７】
この明暗センサ付き時計では、時計制御部６３が、駆動端子Ｔ１又は駆動端子Ｔ２を選択し、駆動エネルギーを間欠的に出力する。駆動端子Ｔ１が選択されたときには、間欠的に電流が抵抗６１ｅを流れ、第２の実施形態の明暗センサ３１と同様の動作が行われる。駆動端子Ｔ２が選択されたときには、間欠的に電流が抵抗６１ｆを流れ、第２の実施形態の明暗センサ３１と同様の動作が行われる。
【００７８】
そこで、時計の周囲が明るい状態のときに、時計制御部６３は駆動端子Ｔ１を選択して駆動エネルギーを出力すると、トランジスタ６１ｄのコレクタ電流が多いので、出力ノードＮ１の電圧がグランドＧＮＤのレベルになる。この状態では、明暗判定部６２の出力ノードＮ２が電源電圧ＶＤＤのレベルであり、周囲が明るいことが、時計制御部６３に認識される。その後、周囲が暗くなって、出力ノードＮ１の電圧が電源電圧ＶＤＤとグランドＧＮＤの中間値よりも高くなれば、周囲が暗くなったと時計制御部６３に認識される。
【００７９】
以降、時計制御部６３は、駆動端子Ｔ１からの駆動エネルギーの間欠的な出力を停止し、駆動端子Ｔ２から駆動エネルギーの間欠的な出力を行う。
【００８０】
駆動端子Ｔ２から駆動エネルギーを出力することにより、電流が抵抗６１ｅの代わりに抵抗６１ｆを流れる。駆動端子Ｔ２を選択して駆動エネルギーを出力する場合には、トランジスタ６１ｄのコレクタ電流が同じでも、抵抗６１ｆの抵抗値が抵抗６１ｅの抵抗値よりも小さいので、駆動端子Ｔ１を選択した場合よりも、出力ノードＮ１の電圧が高くなる。そのため、周囲が明るくなったときに、出力ノードＮ１の電圧が低下して明暗判定部６２の閾値を下回るまでの時間が長くなる。即ち、時計制御部６３が周囲が明るくなったことを認識するまでの時間が遅くなる。時計制御部６３が周囲が明るくなったことを認識した後、時計制御部６３は、駆動端子Ｔ２からの駆動エネルギーの間欠的な出力を停止し、駆動端子Ｔ１から駆動エネルギーの間欠的な出力を行う。
【００８１】
以上のように、本実施形態の明暗センサ付き時計では、２つの抵抗６１ｅ，６１ｆを明暗センサ６１に備え、それらに選択的に駆動エネルギーを与えるので、明暗を判定するための閾値を実質的に２つ持つことになり、明暗の判定にヒステリシスが発生し、明暗の判定が必要以上に切り替わることを防止できる。また、第２の実施形態に示した明暗センサ３１と同様に、抵抗６１ｅ，６１ｆがトラ
になるので、出力ノードＮ１の電圧が急減に変化しないという利点も得られる。
【００８２】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されず、種々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次のようなものがある。
【００８３】
（ａ）  光センサとしてのフォトダイオード２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａは、ＣＣＤやフォトトランジスタ等の種々のセンサに変更することが可能である。
【００８４】
（ｂ）  第１〜第５の実施形態では、明暗センサ付き時計の周囲が暗くなったときに、運針を停止したり、ランプを点灯する場合を説明したが、報時を鳴動する手段を設け、周囲が暗くなったときに、報時を停止する構成にしてもよい。この場合、間欠的に明暗を検出する動作を、１秒間隔でなく、１時間に１度行うようにすればよい。
【００８５】
（ｃ）  第１の実施形態、第４の実施形態、第５の実施形態の明暗センサ付き時計では、明暗判定部２２，５２，６２を設け、周囲が明か暗かを２段階に判定する構成としたが、明暗判定部２２，５２，６２を省略しても良い。そして、時計制御部２３，５３，６３が周囲の明るさを認識し、その認識した明るさに応じて時計の制御を行っても良い。例えば、周囲の明るさに応じて、点灯するランプの明るさを調整してもよい。
【００８６】
（ｄ）  フォトダイオード２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａは、必ずしも、常時駆動する必要はなく、間欠的に駆動してもよい。周囲の明るさを検出するタイミングよりも十分速く駆動しておけば、フォトダイオード２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａの出力電流も安定する。
【００８７】
（ｅ）  第５の実施形態では２つの抵抗６１ｅ，６１ｆを備え、これを選択して電流を流す構成であるが、抵抗６１ｅ，６１ｆの数を３以上に増加させても良い。このようにすると、明暗の判定の閾値を３つ以上持つことになり、例えば明るさが徐々に変化することを検出し、それに応じて報時の音量を調整することが可能になる。
【００８８】
（ｆ）  第５の実施形態では２つの抵抗６１ｅ，６１ｆを備え、いずれかを選択してトランジスタ６１ｄの負荷にする構成であるが、最初は抵抗６１ｅ，６１ｆの一方を選択してトランジスタ６１ｄの負荷とし、次に抵抗６１ｅ，６１ｆの両方を選択してトランジスタ６１ｄの負荷にする構成にしてもよい。
【００８９】
（ｇ）  第１〜第５の実施形態において、グランドＧＮＤと電源電圧ＶＤＤとを逆にし、ＰＮＰ型トランジスタとＮＰＮ型トランジスタとを入れ替えてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る明暗センサ付き時計を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る明暗センサを示す構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態に係る明暗センサを示す構成図である。
【図４】本発明の第４の実施形態に係る明暗センサ付き時計を示す構成図である。
【図５】本発明の第５の実施形態に係る明暗センサを示す構成図である。
【図６】従来の明暗センサを示す構成図である。
【符号の説明】
【００９１】
２１，３１，４１，５１，６１      明暗センサ
２２，５２，６２                  明暗判定部
２３，５３，６３                  時計制御部
２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，６１ａ      フォトダイオード
２１ｄ，３１ｄ，４１ｄ，５１ｄ，６１ｄ      ＮＰＮ型トランジスタ
２１ｅ，４１ｅ，５１ｅ                      ＰＮＰ型トランジスタ
３１ｅ，６１ｅ，６１ｅ                      抵抗
【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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