(57)【要約】【課題】接続端子を有する外部充電装置を必要とする電子時計では、接続端子に腐食や汚れが発生したり、電子時計そのものの防水性に課題があった。また、電磁誘導結合を用いた外部充電装置を必要とする電子時計では、充電される側の物体が電子時計か他の金属体かを認識することができないという課題があった。【解決手段】電子時計２を上部勘合部１０と下部勘合部１１とで挟み込むように固定することで、充電装置１と電子時計本体２との位置決めもできる。この状態において、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５とが対向し電力などを送受可能な状態にするとともに充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５とが通信可能となる。その後予備通信を行い、その結果から充電装置１の所定の位置に電子時計２が設置されたことを充電装置１は認識し、充電装置１は電子時計２に対して充電や通信を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インターフェース手段と、外部機器または電源と接続する接続手段とを備え、充電機能を有する電子時計の充電装置であって、
前記インターフェース手段は、電力の供給手段と情報の送受を行う手段との少なくとも一方を有し、
前記電子時計の一方面と接する第１のブロックと、前記電子時計の他方面と接する第２のブロックと、該第１のブロックと該第２のブロックとを連結するとともに所定の方向に付勢する付勢手段を有する連結ブロックとを有し、
前記第１のブロックと前記第２のブロックとの少なくとも一方には、前記インターフェース手段を設け、
前記第１のブロックと前記第２のブロックとで前記電子時計を押圧して固定することを特徴とする充電装置。
【請求項２】
前記インターフェース手段は、コイルを用いて電磁誘導結合により電力と情報との少なくとも一方を伝達することを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記インターフェース手段は、光を用いて情報の送受を行うことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項４】
前記第１のブロックまたは前記第２のブロックには、発光手段を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の充電装置。
【請求項５】
前記第１のブロックに設ける前記インターフェース手段と、前記第２のブロックに設ける前記インターフェース手段とは、電力の伝達または情報の送受の手段が互いに異なることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の充電装置。
【請求項６】
前記接続手段を用いて、前記電子時計と前記外部機器との間で電力の伝達または情報の送受を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の充電装置。
【請求項７】
前記第１のブロックと前記第２のブロックとの少なくとも一方には、前記電子時計を所定の位置に案内または位置決めするガイド手段を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１つに記載の充電装置。
【請求項８】
前記第１のブロックと前記第２のブロックとで前記電子時計を押圧して固定したのち、前記インターフェース手段は、前記電子時計が所定の位置に固定されたことを確認する予備通信を行い、該予備通信の結果に基づいて位置決め完了信号を出力するとともに電力の伝達または情報の送受を開始することを特徴とする請求項１から７のいずれか１つに記載の充電装置。
【請求項９】
前記第１のブロックは、前記電子時計の表面を押圧し、前記第２のブロックは、前記電子時計の裏面を押圧することを特徴とする請求項１から８のいずれか１つに記載の充電装置。
【請求項１０】
前記第１のブロックと前記電子時計とが重なる部分の面積は、前記電子時計の時刻表示領域の半分を超えないことを特徴とする請求項９に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子時計との間で電力または情報の送受を行う充電装置、または、充電装置を介して電子時計と外部電子機器との間で電力または情報の送受を行う電子装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子時計の高性能化や多機能化が進んでいる。それに伴い、電子時計の消費電力が増加する傾向にあり、電子時計の電源手段として搭載している内蔵電池では、構造的に大きさに制限があるため、十分な電力の供給ができなくなってきた。特にその傾向は、電子腕時計のように筐体が小型化するほど顕著である。このため、電子時計の電源手段として、外部から得られる物理量（運動や光や磁気など）を電力に変換する手段を搭載し、発生した電力を充電可能な二次電池あるいはキャパシタに蓄電する構成が用いられるようになってきた。また、これらと従来知られている内蔵電池とを併用する場合もある。そして、これらの電源手段の高性能化や大容量化も進んでいる。
【０００３】
充電可能な電源手段を有する電子時計の充電装置は、その電源手段を用いて安全で確実に充電する必要があり、多くの提案を見るところであるが、電子時計を位置決めして固定し、充電を確実にする手段を設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に示した従来技術は、外部から直接配線を電子時計に接続して電子時計に内蔵した電源手段を充電するものである。
【０００４】
ところで、電子時計の多機能化により、他の電子機器との通信を可能にするシステムも求められている。例えば、電子時計とＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）の外部制御手段とがデータ通信を行う場合である。このような構成とすることによって、双方でデータの共有化ができるなどの利便性が向上する。これらの技術もいくつかの提案をみるものであるが、充電に用いる発電用コイルを使ってデータ通信を行うものが知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
しかしながら、内蔵電池を有する電子時計と異なり、充電可能な電源手段を有する電子時計は、通信機能の有無に関わらず、安全で確実に電子時計を充電することが必要であって、そのような電子時計用充電システムが最も強く求められている。
【０００６】
特許文献１に示した従来技術の電子時計用充電装置構造を用いて説明する。特許文献１に示した従来技術は、腕時計型の電子時計を想定している。電子時計の時計ケースを位置決めした状態で充電器に設置し、時計ケース自体を押圧することにより、充電器に設けた接続バネと、それに対応するように時計ケースに設けた電源端子（裏ブタおよび外部端子）とが、接続バネによって接する充電システムである。
【０００７】
図を用いて詳しく説明する。図６は特許文献１に示した従来技術を説明する図であって、その発明の主旨を逸脱しない範囲において書き直した断面図である。図６において、１００は充電器、１０１は腕時計型の電子時計の時計ケース、１０３は時計ケース１０１の裏ブタ、１０４は裏ブタ１０３の所定位置に設ける外部端子、１１４は位置決め部材、１１４ａは位置決め穴、１１５は支持部材、１１５ａは位置決めピン、１１６はカバー部材、１１７は基台、１１９は戻しバネ、１２１は乾電池、１２２は接続バネである。
【０００８】
図６は、位置決め部材１１４にて電子時計を固定し、これらを充電器１００のカバー部材１１６と支持部材１１５との間に挟んだ状態を示している。時計ケース１０１は、その
側面を位置決め部材１１４で固定されている。位置決め部材１１４には位置決め穴１１４ａが設けてあり、この位置決め穴１１４ａに位置決めピン１１５ａが嵌合することにより、時計ケース１０１と位置決め部材１１４とは平面方向の位置が規制され、電子時計は基台１１７上の支持部材１１５の所定位置に設置される。
【０００９】
裏ブタ１０３は、時計ケース１０１内に設けた図示しない電気回路の負極と導通している。外部端子１０４は、時計ケース１０１内に設けた図示しない電気回路の正極と導通している。外部端子１０４の周囲には図示しない絶縁材にて裏ブタ１０３と絶縁されている。
【００１０】
時計ケース１０１が支持部材１１５に位置決めされて設置されると、乾電池１２１の正極と外部端子１０４とは、接続バネ１２２を介して接続され、乾電池１２１の負極と裏ブタ１０３とは図示しない接続バネを介して接続される。
この状態でカバー部材１１６を閉じて時計ケース１０１を挟み込むと、戻しバネ１１９のバネ力により、裏ブタ１０３と外部端子１０４とは、それぞれ接続バネ１２２に押圧され、乾電池１２１と確実に接続できるようになる。
このようにして、乾電池１２１の正極、負極と時計ケース１０１内に設けた電気回路に接続する二次電池の正極、負極とが導通し充電が行なわれる。
【００１１】
特許文献２に示した従来技術は、発電用コイルを有する電子時計などの電子機器と充電装置などのデータ送受信装置との間で、この発電用コイルを介して通信を行うものである。電磁誘導結合を用いて通信または電力の伝達を行う場合は、通信用と発電用とのコイルをそれぞれ別に設けていたが、特許文献２に示した従来技術は、通信に必要な専用のコイルを必要とせず、発電用コイルだけを使ってデータ通信を行うのである。発電用コイルを使って電子機器を充電していないときにデータの送受を行うものであって、充電時に発電用コイルに発生する磁界とデータ送受時に発生する磁界とが区別できるために、正確にデータ送受が行えるという特徴がある。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−１１０７２号公報（第６頁、第５ｂ図）
【特許文献２】特開２０００−３４６９６６号公報（第３−６頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
特許文献１に示した従来技術では、時計ケース１０１が位置決め部材１１４により固定され、これらが位置決めピン１１５ａにより位置決めされ、カバー部材１１６により挟み込まれるとともに支持部材１１５に押圧されるため、裏ブタ１０３に設けた外部端子１０４が、接続バネを介して確実に乾電池１２１と接続することができるという利点がある。これにより、充電器１００に設けた乾電池１２１の電力は、時計ケース１０１内に設けた二次電池に伝達され、充電することができる。この二次電池の電力により時計ケース１０１内の電気回路は駆動する。
【００１４】
しかしながら、特許文献１に示した従来技術は、電子時計の時計ケース１０１に充電用の外部端子１０４を設けなければならない。このような構成では、外部端子１０４の端子面は、常時外気や人体に触れているため、腐食や汚れが発生し、充電器１００との接続に通電不良などの問題を生じる場合があった。また、外部端子１０４と時計ケース１０１との機械的防水性が低下するという不安もあり、耐環境性に優れた電子時計を提供することが難しいという問題もあった。
【００１５】
電子時計は、先に説明した通り、その多機能化により、他の電子機器との通信を行う場合がある。特許文献１に示した従来技術には、他の電子機器との通信に関しては何も示唆
されていないが、仮にこの構成を用いて他の電子機器と通信をしようとすれば、充電に必要な外部端子１０４を通信に必要な端子として置き換えて考えればよく、時計ケース１０１に通信に必要な端子を備えることになる。しかし、その場合においても、端子面の腐食や汚れの問題は避けられないのである。
【００１６】
このような端子の腐食や汚れの問題は、特許文献２に示した従来技術のように、電子時計と充電器とが電磁誘導結合による非接触通信が可能な構成であれば発生しない。非接触であるがゆえに電子時計と充電器との相対的な位置関係を管理することはことさら重要であって、充電器に電子時計を位置決めして設置するなどの工夫が必要である。しかしながら、特許文献２に示した従来技術には、このように電子時計を位置決めする方法などは記載がない。
【００１７】
また、特許文献１と特許文献２とに示した従来技術には、充電器のように１次コイルを有する装置と電子時計のように２次コイルとを有する装置とが互いに正しく設置されない場合に関する対策は、一切記載がない。すなわち、電子時計ではない物体が充電器に接触する場合の対策がなされていないのである。
特許文献１に示した従来技術を例にすると、支持部材１１５上に、例えば、金属製クリップなどが接触した場合、乾電池１２１の正極と負極とに接続しているそれぞれの接続バネが金属製クリップなどにより導通してしまい、過度の通電による配線の溶断や電子部品の破壊など、充電器として致命的な不具合が生じてしまうのである。
特許文献２に示した従来技術を例にすると、充電器側の１次コイルと電子時計側の２次コイルとの間に金属製クリップなどが挟まった場合、電子時計への充電効率が低下するばかりか、この金属製クリップ自体が発熱して、発火などの重大な問題を起こす可能性がある。
【００１８】
さらにまた、特許文献１に示した従来技術では、電子時計を充電器１００にて充電している最中の時刻の確認ができないという問題があった。すなわち、電子時計と充電器との相対的な位置関係が厳しく管理されなければならないために、時計ケース１０１は、充電器１００のカバー部材１１６に覆われてしまうのである。このため、充電中は電子時計の時刻を確認することができないのである。充電に必要な時間は比較的長く、数時間を必要とする場合もある。その間、時刻を確認できないということは利用者にとって大変不便であった。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明の充電装置は下記に示す構造を採用する。
【００２０】
インターフェース手段と、外部機器または電源と接続する接続手段とを備え、充電機能を有する電子時計の充電装置であって、
インターフェース手段は、電力の供給手段と情報の送受を行う手段との少なくとも一方を有し、電子時計の一方面と接する第１のブロックと、電子時計の他方面と接する第２のブロックと、第１のブロックと第２のブロックとを連結するとともに所定の方向に付勢する付勢手段を有する連結ブロックとを有し、第１のブロックと前記第２のブロックとの少なくとも一方には、インターフェース手段を設け、第１のブロックと第２のブロックとで電子時計を押圧して固定する充電装置であることを特徴とする。
【００２１】
インターフェース手段は、コイルを用いて電磁誘導結合により電力と情報との少なくとも一方を伝達する充電装置であることを特徴とする。
【００２２】
インターフェース手段は、光を用いて情報の送受を行う充電装置であることを特徴とする。
【００２３】
第１のブロックまたは第２のブロックには、発光手段を有する充電装置であることを特徴とする。
【００２４】
第１のブロックに設けるインターフェース手段と、第２のブロックに設けるインターフェース手段とは、電力の伝達または情報の送受の手段が互いに異なる充電装置であることを特徴とする。
【００２５】
接続手段を用いて、電子時計と外部機器との間で電力の伝達または情報の送受を行う充電装置であることを特徴とする。
【００２６】
第１のブロックと第２のブロックとの少なくとも一方には、電子時計を所定の位置に案内または位置決めするガイド手段を有する充電装置であることを特徴とする。
【００２７】
第１のブロックと第２のブロックとで電子時計を押圧して固定したのち、インターフェース手段は、電子時計が所定の位置に固定されたことを確認する予備通信を行い、予備通信の結果に基づいて位置決め完了信号を出力するとともに電力の伝達または情報の送受を開始することを特徴とする。
【００２８】
第１のブロックは、電子時計の表面を押圧し、第２のブロックは、電子時計の裏面を押圧する充電装置であることを特徴とする。
【００２９】
第１のブロックと電子時計とが重なる部分の面積は、電子時計の時刻表示領域の半分を超えない充電装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の充電装置は、第１のブロックと第２のブロックと、電子時計を充電装置の所定の方向に付勢する連結ブロックとを有しており、これらを用いて電子時計を所望の状態に固定する。充電装置が電子時計を固定した状態にて、充電装置と電子時計に設けたインターフェース手段とによる電力の伝達および情報の伝達が可能になる。さらにこの状態にて、充電装置が外部機器と接続手段を用いて接続することにより、電子時計と外部機器との間で電力の伝達または情報の送受を行うことが可能である。
【００３１】
本発明の充電装置は、インターフェース手段として、コイルを用いる電磁誘導結合や受発光素子を用いる光通信等を用いて電力や情報の伝達を行うことにより、充電装置と電子時計とが非接触通信を構成することができる。このことにより、充電装置および電子時計は、端子等の外部接続端子を省くことが可能となり、特に防水性や耐湿性が向上することから、耐環境性に優れた電子時計を提供することができる。
【００３２】
また、充電装置の第１のブロックと第２のブロックとのそれぞれにインターフェース手段を設けることもできる。このような構成とすることにより、どちらか一方のインターフェース手段によって電力の伝達が行われている際に、他方のインターフェース手段にて情報の伝達が可能である。これは、充電と情報の送受とを同時に行うことにより、作業時間を短縮することができるという効果がある。
【００３３】
さらに、電子時計が充電装置に正しく設置されたか否かは、予備通信を行って判断する。この予備通信の結果、正しく設置されていると判断すると、電力の伝達や情報の伝達を開始するとともに位置決め完了信号を出力することができる。この位置決め完了信号を用いることで、電子時計が確実に充電装置に装着され、電力の伝達または情報の送受が可能な状態にあることを知ることができる。
つまり、予備通信を実施することで、想定している電子時計とは異なる他の物体、例えば、硬貨や金属製クリップ等の異物が充電装置に混入してしまった場合でも、誤って充電を開始してしまうことはなく、発熱や発火等の事故を防ぐことができる。
【００３４】
充電装置の第１のブロックか第２のブロックにインターフェース手段を設けることで、インターフェース手段を設けない方のブロックのサイズを小さくすることができる。例えば、第２のブロックにインターフェース手段を設けると、第１ブロックの大きさを小さくすることができる。このような構成にすることによって、電子時計を押圧して固定する際に第１のブロックが電子時計の上部にある場合でも、電子時計の時刻表示領域を覆い隠すことはなく、充電中または情報の送受中であっても、時刻の確認を行うことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
本発明の充電装置を図を用いて説明する。本発明の実施の形態では、電子時計は電子腕時計を例にして説明する。また、情報伝達用の受発光素子を設けた第１のブロックと、電磁誘導結合による電力供給用のコイルを設けた第２のブロックと、連結ブロックとによって構成する充電装置が、所定の位置に電子時計を位置決めと固定とをした状態にて、電子時計と充電装置とが電力および情報の伝達を行う構成を説明する。
【００３６】
[本発明の充電装置と電子時計とのセット時の構成説明：図１、図２]
本発明の充電装置の構成を図を用いて説明する。図１は、本発明の充電装置と電子時計との位置決めと固定とを行う部分を模式的に示す断面図、図２は充電装置に電子時計を置いた状態を模式的に示す断面図である。
図において、１は充電装置、２は電子時計、１０は充電装置１の第１のブロックである上部勘合部、１１は充電装置１の第２のブロックである下部勘合部、１２は上部勘合部１０と下部勘合部１１とを連結する連結ブロックとなる連結部である。
【００３７】
１３と１４とは、電子時計２を所定の位置に案内または位置決めするために設けるガイド手段である。１３は上部勘合部１０に設ける上部位置決め突出部であり、１４は下部勘合部１１に設ける下部位置決め突出部である。
【００３８】
２０は電子時計２内部に設ける電子時計モジュール、２１は電子時計２に設ける表面ガラス、２２は電子時計２を構成する時計ケース、２３は電子時計モジュール２０に設ける表示体であり、本実施の形態では、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ；液晶表示装置）等の表示方式を示しているが、それに限定するものではなく、アナログ表示電子時計のような針表示にて構成することも可能である。
【００３９】
２４は電子時計モジュール２０内の電気回路部品を実装および組み立てるためのモジュール回路基板、２５は電子時計モジュール２０内に組み込まれる電子時計側受発光素子、２６は電子時計モジュール２０内に組み込まれる電子時計側コイル、２７は電子時計本体を構成する裏ブタである。
【００４０】
２８は上部位置決め突出部１３と係合するために時計ケース２２に設ける上部位置決め部であり、２９は下部位置決め突出部１４と係合するために時計ケース２２に設ける下部位置決め部である。
【００４１】
３１は上部勘合部１０内にて電気回路部品を実装するための上部勘合部回路基板、３２は充電装置１内に組み込まれる充電装置側受発光素子、３２ａは充電装置側受発光素子３２の通信時の直進性をガイドする受発光素子通信ガイド用内壁である。
受発光素子通信ガイド用内壁３２ａは、充電装置側受発光素子３２の周囲に設けている
ため、充電装置側受発光素子３２に入出力する光のうち、横方向の光は制限される。
３３は表面ガラス２１方向に発光する発光手段、３４は下部勘合部１１内にて電気回路部品を実装するための下部勘合部回路基板、３５は充電装置１内に組み込まれる充電装置側コイル、３６は外部機器と電力や情報を伝達する接続手段としての外部接続端子である。４０は電力の供給手段である電源手段である。
発光手段３３は、特に限定しないが、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ
Ｄｉｏｄｅ；発光ダイオード）などを用いることが好ましい。外部接続端子３６は、特に限定しないが、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）ポートなどである。
【００４２】
発光手段３３と充電装置側コイル３５とでインターフェース手段を構成する。このインターフェース手段は、電磁誘導結合や発光を用いて、充電装置１と電子時計２との間で電力の供給または情報の送受を行う手段である。
電源手段４０は、充電装置１で使用する電力をまかなうとともにインターフェース手段を動作させるため電力を供給する。
【００４３】
充電装置１は、上部勘合部１０と下部勘合部１１とが連結部１２を介して一定の範囲で回動自在な構成としており、まるで上部勘合部１０と下部勘合部１１とがクリップのように開閉できる構造である。連結部１２は、図示しないが所定の方向に付勢する付勢手段を有している。所定の方向とは、上部勘合部１０と下部勘合部１１とが密着する方向であり、板バネなどの知られている付勢手段を用いて付勢力を生成している。
図１は、上部勘合部１０が閉じた状態であって、電子時計２を下部勘合部１１との間で挟んでいる状態を示している。電子時計２を下部勘合部１１上に設置する際は、連結部１２が生み出す付勢力に抗って上部勘合部１０を持ち上げ、電子時計２を所定の位置に置き、連結部１２に対して抗う力を開放すると、連結部１２の付勢力によって上部勘合部１０が下部勘合部１１方向に付勢され、電子時計２を固定するのである。
【００４４】
次に、電子時計２を充電装置１に乗せる場合を図２を用いて説明する。図２に示すように、上部勘合部１０が開いた状態にて、電子時計２を下部勘合部１１上に乗せる。このとき、電子時計２を位置決めと固定とをするために、下部位置決め突出部１４は位置決め穴２９と係合する。本発明の実施の形態では、位置決め穴２９を時計ケース２２に設ける例を示しているが、それ以外の場所に設けてもよい。例えば、裏ブタ２７などである。
【００４５】
電子時計本体２が下部勘合部１１上に乗った状態にて、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５とが対向する。つまり、それぞれのコイルの中心軸がほぼ同一になる。このような位置関係にあるときが電力や電磁波の伝達効率が最も向上するのであるが、多少互いの中心軸がずれていても電磁誘導自体は可能である。このように二つのコイルによる電磁誘導結合による発電は、既に知られているものであるのでその説明を省略する。
【００４６】
電子時計２は、電子時計側コイル２６で発生した誘導起電力を蓄積する図示しない蓄電手段を有している。この蓄電手段は、例えば、二次電池やコンデンサである。
【００４７】
図２に示すように、連結部１２には、上部勘合部１０を所定の位置まで持ち上げると、状態を固定する機構が備えられている。上部勘合部１０は、連結部１２によって下部勘合部１１方向に常に付勢力が与えられているが、電子時計２を充電装置１に設置する際に、上部勘合部１０が固定されている方が電子時計２を設置しやすいからである。この上部勘合部１０を固定する機構は、図示しないがロックピンや偏心カムなどを利用する知られている機構を用いることができるため、その説明は省略する。
【００４８】
[電力の伝達を行う場合の説明]
電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５とによって電力の伝達を行う場合、基となる電力は電源手段４０を用いる。電源手段４０は、図示しない電源回路や配線を有している。例えば、家庭用の交流電源と接続し、充電装置１に必要な直流電力を生成する。この直流電力によって充電装置側コイル３５と接続する図示しない充電回路手段を駆動する。
また、電源手段４０の電力を用いない場合もある。外部接続端子３６を介して外部電源やＰＣのＵＳＢポート等の外部機器から必要な電力を得るのである。
さらに、充電装置１にソーラーパネルを設け、光による発電手段を設けてもよい。このような構成にすることによって、充電装置１自体で発電し、必要な電力を生成しても良いのである。この構成の詳しい説明は、後述する。
【００４９】
以上説明したどのような場合であっても、電源手段４０と協同してもよい。例えば、電源手段４０の図示しない電源回路などを使って外部接続端子３６や光による発電手段から得た電力を変換したり加工してもよい。つまり、電圧値変換や電力波形の補正（ノイズカットなど）を行うのである。このように、電源手段４０を補助的な手段として利用して充電装置側コイル３５と接続する図示しない充電回路手段を駆動してもかまわないのである。
【００５０】
[情報の伝達を行う場合の説明]
一方、情報を伝達する場合にはＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；周波数変調）やＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ  Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ；位相変調）等の知られている変調手段を用いることができる。充電装置１側と電子時計２側とには、それぞれ変復調手段に対応した図示しない駆動回路を有する。
【００５１】
電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５との間では電磁波のやり取りが行われるため、磁束が貫く方向の裏ブタ２７や下部勘合部１１には鉄等の金属の使用はできない。しかし、電子時計では一般的に運針用にステップモータを使用している。電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５との間で電力や情報の伝達を行っている最中にこのステップモータへの影響を軽減する目的で、それぞれを遮蔽する位置にフェライト材を配することが広く知られている。もちろん、本発明の実施の形態においても、このようなフェライトを用いて所定の構成要素に対して磁束の遮蔽を行ってもよいことは言うまでもない。
【００５２】
電子時計２が下部勘合部１１の所定の位置に係合した状態で上部勘合部１０を挟み込むと、上部勘合部１０の内側に設けた上部位置決め突出部１３が、上部位置決め部２８と係合し、充電装置１と電子時計２との位置決めと固定とが完了する。
上部勘合部１０と電子時計２との位置決め用として、本発明の実施の形態では時計ケース２２に上部位置決め部２８を設けたが、これに限定するものではない。このような位置決め部分を表面ガラス２１の所定の部分に設けてもよい。
もちろん、図１と図２とに示すように、上部勘合部１０の内壁を時計ケース２２の外壁に接するようにしてもよい。すなわち、上部勘合部１０や下部勘合部１１や連結部１２の外形形状と、時計ケース２２の外形形状とをほぼ同じようにすることで、電子時計２を充電装置１に置いただけで位置決めと固定とができるようにしてもかまわない。
いずれの場合においても、本発明の充電装置で重要なことは、下部勘合部１１上に電子時計２を置き、その上部からクリップで挟むかのごとく上部勘合部１０を用いて位置決めと固定とを行うという点である。
【００５３】
[発光手段の説明]
上部勘合部１０の端部に設ける発光手段３３は、表面ガラス２１の中心方向に向かって配置している。この発光手段３３は、本発明の充電装置１を暗いところで動作する場合、周囲を照らす照明として用いることができる。もちろん、図示はしないが、この発光手段
３３の発光を制御することができる手段も備えているので、任意で光の強弱やオン／オフを照射することができる。
また、その他の用途としては、電子時計２がソーラーバッテリーシステムを有する場合に、光による発電の光源とすることができる。このような構成とすることにより、電磁誘導結合による電力伝達の他に光照射による充電も合わせて行うことができるため、電子時計２の充電に要する時間を短縮することができる。
発光手段３３は、上部勘合部１０の端部に下向きに設けているように図示しているが、もちろんこれに限定するものではない。上部勘合部１０の垂直端面に設けてもよく、このような構成にすることで、同じ消費電力で周囲を明るく照らすことができる。
発光手段３３は既に説明したとおり、ＬＥＤを用いることが好ましい。これはＬＥＤが通常知られている電熱線ランプなどに比べて消費電力が少ないことがその理由であるが、もちろん、ＬＥＤに限定するものではない。知られている発光手段、たとえば、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いることもできる。
【００５４】
[位置決め完了信号を用いた制御の説明]
本発明の充電装置１は、充電装置１に電子時計２が正しく位置決めと固定とができたときのみ電力の伝達または情報の送受を開始することができる。
電子時計２が充電装置１に位置決めと固定とをされた状態では、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５とは対向するようになっている。この状態で充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５とで光による通信が可能となる。
電子時計２が充電装置１の所定の位置に位置決めと固定とをされていない状態では、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５とは対向せず、光による通信ができない。さらに、充電装置側受発光素子３２の周囲には受発光素子通信ガイド用内壁３２ａがあるため、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５とが正しく対向しない場合のみ充電装置側受発光素子３２への光の進入（射出）を遮蔽するのである。そして、通信が行われないので、電力の伝達または情報の送受が開始されることはない。
【００５５】
充電装置１に電子時計２が正しく位置決めと固定とができたときは、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５との間で予備通信を行い、信号波形の形状や信号の出力値などを用いて、正しく双方が対向しているか否かを判断する。電子時計２が正しく設置されていると判断した場合、充電装置１は、位置決め完了信号を出力するとともに電力の伝達または情報の送受を開始するのである。
【００５６】
もちろん、この予備通信は、光による信号の送受に限定するものではない。図示していないが、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５とのそれぞれの位置にコイルを配し、光通信ではなく電磁誘導結合にて通信することもできる。さらに、この部分にて電力の伝達を行うこともできる。
このような構成にする場合は、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５との間で行われる通信と混信しないように、それぞれのコイルに印加する周波数を変えたり、時分割にてオンタイムが重ならないようにすればよい。
【００５７】
また、本発明の充電装置１は、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５との間で電力や情報を伝達する手段と、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５との間で情報を伝達する手段とをそれぞれ独立に制御することができるので、電子時計２の位置決めが正しくなされているか否かは、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５とを用いた予備通信でも判断することができる。
まず、電子時計２が下部勘合部１１の所定の位置に置かれ、位置決めと固定とが行われた後に、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５との間で予備通信を行う。この予備通信は、短時間か、もしくは通常の通信に用いる電力より小さい電力にて行う。電子時計側コイル２６に発生した電力の値などから、電子時計２が充電装置１に正しく設置され
ているか否かを判断することができる。電子時計２が正しく設置されていると判断した場合、充電装置１は、位置決め完了信号を出力するとともに電力の伝達または情報の送受を開始するのである。
【００５８】
もちろん、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５と、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５との予備通信を同時に行い、得られた複数の情報から電子時計２の位置決めが正しくなされているか否かを判断しても構わないのである。
【００５９】
すでに説明した従来の技術では、電子時計とそれに対応する充電装置とが正確に位置決めや固定が行われているかを判断することができなかったため、例えば、充電装置に金属製の異物が接してしまった場合に、電子時計と誤認してしまい、発熱や発火などを引き起こしかねなかったが、本発明の充電装置１では、下部勘合部１１上、特に充電装置側コイル３５部に硬貨等の金属体が誤って乗ってしまっても、充電を開始してしまうことはないのである。これは、本発明の特徴の１つである。なお、本発明の充電装置１の充電開始の具体的動作については、後述する。
【００６０】
図示はしないが、これらのインターフェース手段を用いて、電力の伝達または情報の送受を開始した際に通信開始信号を出力することもできる。その通信開始信号を用いて充電装置１に設けるＬＥＤなどの発光手段を発光させることで、使用者に電子時計２と充電装置１との間で電力の伝達または情報の送受が行われ始めたことを認識させることもできるのである。
【００６１】
[本発明充電装置の外部接続端子の構成説明：図３]
本発明の充電装置１は、充電装置１に接続した他の電子機器などに位置決め完了信号や通信開始信号を出力することができる。また、電子時計側コイル２６と充電装置側コイル３５と、充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５との２つの通信手段を使用して、ＰＣ等の外部機器と電子時計２との情報伝達を充電装置１を介して行うこともできる。これら他の電子機器との通信には、外部接続端子３６を用いて行う。
【００６２】
図３は、本発明の充電装置１に設ける外部接続端子３６の構成を示す斜視図であり、外部接続端子３６を具体的に説明するものである。３６ａは外部電源装置から電力の供給を受けるための電源接続端子である。３６ｂはＵＳＢポートであり、３６ｃはシリアルポートである。ＵＳＢポート３６ｂに関してはＰＣ接続時には情報伝達の他に電力の供給も可能であることは広く知られるところである。
本発明の実施の形態では、外部接続端子３６を介して外部電源やＰＣのＵＳＢポート等の外部機器との接続を説明しているが、もちろん、外部接続端子３６の個数は１つである必要はなく、複数の外部接続端子、例えば、複数のシリアルポートやＵＳＢポートを備えることもできる。このような構成にすることにより、電力の伝達（充電）と情報伝達とを同時に行うなどの制御ができるため、通信に要する時間を短縮することができる。
【００６３】
外部接続端子３６を介しての他の電子機器との信号の送受は、それを利用したさまざまな制御を個別に行うことができる。例えば、他の電子機器をＰＣとすれば、ＰＣ上に電子時計２が電力の伝達または情報の送受を行っている旨の表示を行ったり、一日の最後に電子時計２を充電することを予め設定しておけば、自動的に任意の時刻に充電を行うことが可能となり、また、翌日のスケジュール表を表示したりすることもできるのである。このように、ある信号を利用して他の動作を行わせる方法や構成については、すでに知られているものであるから説明は省略する。
【００６４】
[本発明の充電装置と電子時計とのセット時の構成説明：図４]
図４は、電子時計２を充電装置１に設置した状態を説明する平面図である。上部勘合部
１０は、時計ケース２２と位置決めするための上部位置決め突出部１３と、充電装置１と電子時計２とが光による通信を行うために設ける充電装置側受発光素子３２と、発光手段３３とを有している。
上部勘合部１０は、表示体２３とはあまり大きく重なることはない。上部勘合部１０は、連結部１２によってがたつきを起こすことなく下部勘合部１１に連結されている。上部勘合部１０は、アルミ等の金属によって構成することができる。このような材質にすることよって、充分な剛性と高い加工精度を確保できるため、電子時計２の一部を押さえることでも十分な付勢力を有するのである。
【００６５】
図４は、電子時計２と上部勘合部１０との重なりを示す一例だが、表示体２３をほとんど覆っていない。この重なりは、少なければ少ないほど表示体２３を閲覧しやすいため、互いが重なる部分の面積は、表示体２３の領域の半分を超えないように構成することが好ましい。このような構成とすることによって、電子時計２が充電装置１に設置した状態でも、常に使用者は表示体２３に表示する時刻情報などを見ることができるのである。
また、電子時計２がソーラーバッテリーシステムを有する場合は、この表示体２３の表面か裏面、あるいは横部にソーラーパネルを設けることが多い。そのような構成においても、上部勘合部１０がソーラーパネルを覆い隠す面積は非常に小さく、ソーラーパネルに照射する光を遮ることはなく、充電効率を低下させることはない。
さらに、すでに説明した通り、発光手段３３を発光させ、電子時計２のソーラーバッテリーシステムを利用して充電することができるが、もちろん、充電装置１を設置する場所が室内灯などで照られている場合や太陽光が照射する場合であっても、発光手段３３も発光させることができる。このような構成とする場合は、電子時計２のソーラーパネルに照射する光の量が多くなるため、充電に要する時間をさらに短縮することができる。
【００６６】
図４には、連結部１２の一部にソーラーパネル３７を設ける例も示している。このソーラーパネル３７は、図示しない電源回路や制御回路によって、発電した電力を発光手段３３を発光させる電力に転用することができる。もちろん、充電装置側コイル３５を駆動する電力の一部に用いることもできる。
【００６７】
[本発明の充電開始の具体的動作の説明：図５]
次に、本発明の充電装置１の動作をタイミングチャートを用いて説明する。図５は、充電（通信）開始時の動作を説明するタイミングチャートである。７０は充電器側コイル出力電力、７１は充電器側受発光素子出力、７２は電子時計側受発光素子出力、Ｔ０は電子時計２が充電装置１に設置された時刻、Ｔａは周期、Ｔｂは電子時計２内部に設けた蓄電手段への電力を充電するための充電回路手段の動作準備が完了した時刻を示す。Ｌ１は初期微弱レベル、Ｌ２は通常出力レベルである。図５は、横軸に時間を縦軸に出力レベルを示している。
【００６８】
下部勘合部１１上の所定の位置に電子時計２が時刻Ｔ０に設置されると、充電装置１に内蔵の充電回路が動作を開始し、充電装置側コイル３５を駆動する。同時に充電器側受発光素子３２も出力（発光）信号である充電器側受発光素子出力７１を出力する。
この状態では、充電装置１に内蔵の充電回路から充電装置側コイル３５に印加する電力である充電器側コイル出力電力７０は、初期微弱レベルＬ１であり、通常の通信に必要な出力レベルである通常出力レベルＬ２に比して小さい。これは、想定の被充電装置（この場合は、電子時計２）以外の物体が下部勘合部１１上に乗った場合の誤動作による不具合を防ぐためのものであって、予備通信の一部である。
充電装置側受発光素子３２は、周期Ｔａ毎に予め決められた出力（発光）信号である充電器側受発光素子出力７１を出力し、電子時計側受発光素子２５からの応答信号である電子時計側受発光素子出力７２を待機する。充電装置１に電子時計２の設置が完了すると、電子時計側受発光素子２５からの電子時計側受発光素子出力７２を充電器側受発光素子３
２が受信する。
これら、充電装置側コイル３５と電子時計側コイル２６との間の初期微弱レベルＬ１での通信や充電装置側受発光素子３２と電子時計側受発光素子２５との間の通信は、予備通信であって、本発明の充電装置１の特徴でもある。
【００６９】
このような予備通信を行って、充電回路手段の動作準備が完了した時刻Ｔｂに電子時計２の設置完了を充電装置１が認識して、位置決め完了信号を発信する。
その後、充電装置１に内蔵する充電回路の出力は、通常出力レベルＬ２に変更して通常の通信を行うのである。
なお、充電器側受発光素子３２からの充電器側受発光素子出力７１に対して電子時計側受発光素子２５からの電子時計側受発光素子出力７２が所定の時間内に確認できなければ、下部勘合部１１上にある物体は想定する電子時計２ではないと認識し、充電器側コイル出力電力７０を停止する。
【００７０】
本発明の充電装置１は、電子時計２との間で予備通信を行うことで、充電装置１に電子時計２が正しく設置されているかを認識することができる。このような構成にすることによって、想定外の物体が充電装置１に設置されることを防止することができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明の充電装置は、電子時計に光や磁気を用いて非接触により電力や情報の伝達を行うものである。非接触であることから、接続端子の劣化や汚れなどがなく、より安全で確実な充電手段を必要とする電子時計に適用することができる。また、大きな消費電力を伴う高機能で多機能な電子腕時計に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の充電装置に電子時計を設置した部分を説明する断面図である。
【図２】本発明の充電装置の上部勘合部を持ち上げた状態を説明する断面図である。
【図３】本発明の充電装置に設ける外部接続端子の構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の充電装置に電子時計を設置した様子を説明する平面図である。
【図５】本発明の充電装置が動作を開始したとき状態を説明するタイミングチャートである。
【図６】従来技術を示した図である。
【符号の説明】
【００７３】
１  充電装置
２  電子時計
１０  上部勘合部
１１  下部勘合部
１２  連結部
１３  上部位置決め突出部
１４  下部位置決め突出部
２０  電子時計モジュール
２１  表面ガラス
２２  時計ケース
２３  表示体
２４  モジュール回路基板
２５  電子時計側受発光素子
２６  電子時計側コイル
２７  裏ブタ
２８  上部位置決め部
２９  下部位置決め部
３１  上部勘合部回路基板
３２  充電装置側受発光素子
３２ａ  受発光素子通信ガイド用内壁
３３  発光手段
３４  下部勘合部回路基板
３５  充電装置側コイル
３６  外部接続端子
３６ａ  電源接続端子
３６ｂ  ＵＳＢポート
３６ｃ  シリアルポート
３７  ソーラーパネル
【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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