(57)【要約】【課題】  電池と、その電池から電力を供給する制御用ＣＰＵと、その制御用ＣＰＵにより稼動する被制御部とよりなるような電気回路において、電池寿命をのばす。【解決手段】  二次電池３０と、その二次電池から電力を供給する制御用ＣＰＵ６０と、電池から電力供給してその制御用ＣＰＵにより稼動する被制御部６１とよりなる、ＬＥＤ駆動回路３３等の電気回路において、被制御部にチャージャポンプ６３を設け、制御用ＣＰＵにより被制御部を稼動するときそのチャージャポンプの出力を制御用ＣＰＵの電源端子に帰還する。このとき、二次電池からの流れと、チャージャポンプからの流れとの混合を防ぐため、電流の流れを決定する手段として、例えばダイオード６５を備えるとよい。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、その電池から電力を供給する制御用ＣＰＵと、前記電池から電力を供給して前記制御用ＣＰＵにより稼動する被制御部とよりなる電気回路において、
前記被制御部にチャージャポンプを設け、前記制御用ＣＰＵにより前記被制御部を稼動するときそのチャージャポンプの出力を前記制御用ＣＰＵの電源端子に帰還することを特徴とする電気回路。
【請求項２】
前記電池からの流れと、前記チャージャポンプからの流れとの混合を防ぐ、電流の流れを決定する手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の電気回路。
【請求項３】
前記被制御部に、デジタル表示用ＬＥＤを設けることを特徴とする、請求項１または２に記載の電気回路。
【請求項４】
請求項３に記載の電気回路を備えることを特徴とする、デジタル時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池と、その電池から電力を供給する制御用ＣＰＵと、同じく電池から電力を供給して制御用ＣＰＵにより稼動する被制御部とよりなり、被制御部に、ＬＥＤ等の光源を点灯する発光機能、音声を発する音声機能、振動モータ等を駆動するモータ駆動機能、センサを働かせる検知機能、無線により送受信を行う無線送受信機能などを設ける電気回路に関する。および、そのような電気回路を備え、時刻をデジタル表示するデジタル時計、特に腕時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、デジタル腕時計では、電池電源で駆動する。電池電源は、重負荷に電流を流し続けると、時間の経過とともに、図７に示すような放電カーブを描いて電圧値が低下する。そして、電圧値が低下して各素子を動作するに必要な電圧値が得られなくなったとき、電池寿命となる。
【０００３】
ところで、図７に示すとおり、制御用ＣＰＵの動作に必要な動作限界電圧値Ｖ１は、一部の受動素子などその他の素子を動作するに必要な動作限界電圧値Ｖ２に比べ、一般的に高い。つまり、他の部分はまだ十分に動作する電圧値を有しているにもかかわらず、制御用ＣＰＵを動作することができず、電池寿命となっていた。
【０００４】
このため、これまでは、負荷に電流を流す時間を短くしたり、製品寿命を短く割り切ったりしていた。
【０００５】
【特許文献１】特開平８-１２２４６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、種々不都合であり、また別途、ＬＥＤ等の動作により電源電圧が変動し、電池の容量がまだ残っているのに、時計回路や付加機能回路の動作電圧を下回り、動作できない場合などもあった。
【０００７】
そこで、この発明の目的は、電池と、その電池から電力を供給する制御用ＣＰＵと、その制御用ＣＰＵにより稼動する被制御部とよりなるような電気回路において、電池寿命をのばすことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的を達成すべく、この発明の第１の態様は、電池と、その電池から電力を供給する制御用ＣＰＵと、前記電池から電力供給してその制御用ＣＰＵにより稼動する被制御部とよりなる電気回路において、
前記被制御部にチャージャポンプを設け、前記制御用ＣＰＵにより前記被制御部を稼動するときそのチャージャポンプの出力を前記制御用ＣＰＵの電源端子に帰還する、ことを特徴とする。
【０００９】
そして、制御用ＣＰＵにより被制御部を稼動するとき、チャージャポンプによって昇圧してその出力を制御用ＣＰＵの電源端子に帰還する。
【００１０】
このとき、前記電池からの流れと、前記チャージャポンプからの流れとの混合を防ぐ、電流の流れを決定する手段、例えばダイオードなどを備えるとよい。被制御部には、例えばデジタル表示用ＬＥＤの他、その他の発光機能、音声を発する音声機能、振動モータ等を駆動するモータ駆動機能、センサを働かせる検知機能、無線により送受信を行う無線送受信機能などを設ける。
【００１１】
また、この発明の第２の態様は、被制御部にデジタル表示用ＬＥＤを設ける上述した電気回路を備えるデジタル時計である。
【発明の効果】
【００１２】
この発明の第１の態様によれば、電池と、その電池から電力を供給する制御用ＣＰＵと、その制御用ＣＰＵにより稼動する被制御部とよりなるような電気回路において、制御用ＣＰＵにより被制御部を稼動するとき、チャージャポンプによって昇圧してその出力を制御用ＣＰＵの電源端子に帰還するので、従来使わずに終わっていた電池容量を前倒しして使用し、電池の残容量がより少なくなるまで使うことを可能として電池寿命をのばすことができる。
【００１３】
また、制御用ＣＰＵに対する電池からの流れと、チャージャポンプからの流れとの混合を防ぐ、電流の流れを決定する手段を備えると、電流の向きを定めて電池への逆流を防止し、チャージャポンプによって昇圧された電圧が制御用ＣＰＵに対してのみ有効に働くようにすることができる。
【００１４】
この発明の第２の態様によれば、電池寿命を長くしたデジタル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】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、アナログ主導で、必要に応じて光源を点灯して時刻をデジタル表示することができるアナログ主導のデジタル腕時計を示す。
【００１６】
図示腕時計は、腕時計ケース１０の表側に風防ガラス１１を固着し、裏側に裏ブタ１２をねじ付けて取り付ける。裏ブタ１２は、非磁性材である、プラスチックや、強磁性体でない金属などを用いてつくる。
【００１７】
腕時計ケース１０内には、アナログムーブメント１３を樹脂製の中枠１４で固定して収納する。ムーブメント１３には、中心に時針、分針、秒針用の運針軸１５を同心にて立てて設ける。そして、ムーブメント１３には、円盤状の回路基板１６を重ね合わせる。回路基板１６には、例えば縦が1.6mm、横が0.8mmで、厚さ0.5mm以下の薄型チップＬＥＤ（デジタル表示用ＬＥＤ）１７を複数取り付ける。
【００１８】
そして、図２に示すように、７つのＬＥＤ１７を用いて１つの数表示ＤＩＧ１１、ＤＩＧ１２、ＤＩＧ１３、ＤＩＧ１４を構成し、数字の８の字を形成するその数表示ＤＩＧ１１、ＤＩＧ１２、ＤＩＧ１３、ＤＩＧ１４を平面的に４つ並べる。回路基板１６には、中心に中心孔ａをあけ、その中心孔ａを挟んで上下に１つずつ設けたＬＥＤ１７を用いてコロン１９を構成する。そして、そのコロン１９を挟んで左右に数表示ＤＩＧ１１、ＤＩＧ１２、ＤＩＧ１３、ＤＩＧ１４を２つずつ振り分けて配置する。
【００１９】
図１に示すように、回路基板１６は、それより多少厚い遮光板２２に重ねて取り付け、その遮光板２２で支持する。遮光板２２には、図３に示すように、表裏を貫通して複数の光透過孔２３を開ける。光透過孔２３は、回路基板１６の各薄型チップＬＥＤ１７に対向して開け、各光透過孔２３ごとにそれぞれ前記ＬＥＤ１７を各１つずつ対応して設け、遮光板２２の裏側に回路基板１６を取り付けたとき薄型チップＬＥＤ１７を挿入する。そして、遮光板２２に回路基板１６を重ね合わせても、厚さ1.5mm以下となるように構成する。
【００２０】
図１に示すように、遮光板２２には、表面に、時刻数字や時字等の時刻表示を有する文字板２４を重ね合わせる。文字板２４は、例えば、プラスチックやガラス等よりなる透明材料の表面に印刷等によりインクを付着して形成したり、プラスチックやガラス等よりなる色付きの半透明材料を用いて形成したりし、デジタル表示用ＬＥＤ１７を点灯したときのみＬＥＤ１７のデジタル表示を文字板２４を透して視認し得る光透過率で形成する。好ましくは、その光透過率を３０〜７０％とする。そして、文字板２４の周縁を腕時計ケース１０の見切り部に当てて、全体を腕時計ケース１０内に収納する。
【００２１】
このようにして、文字板２４の裏側に遮光板２２を備え、その遮光板２２の裏側に回路基板１６を配置し、回路基板１６の裏側にムーブメント１３を設ける。これにより、文字板２４の裏側に、回路基板１６上のデジタル表示用ＬＥＤ１７を配置する。
【００２２】
なお、運針軸１５は、回路基板１６の中心孔ａから遮光板２２の中心孔（図３において符号ｂで示す）を通して文字板２４の中心孔（図１において符号ｃで示す）まで貫通して先端を文字板２４の表側に露出する。そして、先端に、時針２５、分針２６、秒針２７を取り付ける。
【００２３】
そのようなムーブメント１３の裏ブタ１２側には、充電回路を設け、コイン型の二次電池３０をムーブメント１３と重ねて配置するとともに、その二次電池３０の周囲を囲むようにコイルボビン３１に環状に巻き付けて二次コイル３２を取り付ける。つまり、図示例では、二次電池３０と二次コイル３２とを、腕時計ケース１０内において同一平面に配置する。
【００２４】
また、腕時計ケース１０内において、回路基板１６の裏側には、ムーブメント１３と同一平面に、ＬＥＤ１７を駆動するＬＥＤ駆動回路３３を取り付ける。
【００２５】
他方、図示腕時計は、外端にリューズ３５を取り付ける巻真３６を、腕時計ケース１０を貫通して挿入してムーブメント１３内に入れる。また、図示省略するが、外端にスイッチを取り付ける操作軸を、同様に腕時計ケース１０を貫通して挿入してムーブメント１３内に入れる。
【００２６】
そして、図示デジタル腕時計では、通常時は、デジタル表示用ＬＥＤ１７を点灯せず、二次電池３０でムーブメント１３を駆動して針２５〜２７を回転し、文字板２４の時刻表示を指して時刻をアナログ表示する。例えば暗い場所など、必要に応じ、適宜外部操作により、ＬＥＤ１７を点灯してそのＬＥＤ１７の光を遮光板２２の光透過孔２３で導光して文字板２４を透し、時刻、月日、曜日等をデジタル表示する。
【００２７】
図４には、上述した腕時計のＬＥＤ駆動回路３３のブロック図を示す。
図中符号３０は、上述した二次電池である。符号６０は、その二次電池３０から電力を供給する制御用ＣＰＵである。また、符号６１は、二次電池３０から電力を供給して、制御用ＣＰＵ６０によりＯＮ／ＯＦＦして稼動する被制御部である。被制御部６１には、デジタル表示部６２とチャージャポンプ６３を有する。デジタル表示部６２は、上述した薄型チップＬＥＤ（デジタル表示用ＬＥＤ）１７よりなる数表示ＤＩＧ１１、ＤＩＧ１２、ＤＩＧ１３、ＤＩＧ１４およびコロン１９で構成する。
【００２８】
チャージャポンプ６３は、例えば１Ｖ、３Ａの入力を、３Ｖ、１Ａの出力に変える能力を持った素子で、二次電池３０から供給された電流を、決められた電圧に変換して出力する。何Ｖの出力を持つかは、素子に固有の値で、設計者は用途に応じて適宜のものを選択する。そして、制御用ＣＰＵ６０により被制御部６１をＯＮしたとき、チャージャポンプ６３も同時にＯＮする。被制御部６１をＯＮすると、チャージャポンプ６３によって昇圧してその出力を制御用ＣＰＵ６０の電源端子に帰還する。
【００２９】
図４中符号６４は、ＬＥＤ駆動回路３３を起動する入力部であり、具体的には、デジタル表示部６２を点灯するときに操作して上述した操作軸を作動するスイッチで構成する。スイッチ操作を解除すると、すなわち入力部６４をＯＦＦすると、制御用ＣＰＵ６０によりＯＦＦして被制御部６１の動作を終了し、消灯して待機状態に戻す。
【００３０】
図４中符号６５は、電流の流れを決定する手段であるダイオードである。ダイオード６５は、電流の向きを定めて、制御用ＣＰＵ６０の電源端子に二次電池３０から電力を供給する流れと、チャージャポンプ６３の出力を制御用ＣＰＵ６０の電源端子に帰還する流れとの混合を防ぐ。これにより、ダイオード６５によって二次電池３０への逆流を防止して、チャージャポンプ６３によって昇圧された電圧が制御用ＣＰＵ６０に対してのみ有効に働くようにする。また、デジタル表示部６２が動作するとき、制御用ＣＰＵ６０の降圧を防ぎ、時計回路や付加機能回路が不作動となることを防止する。
【００３１】
このようにすることにより、図４に示すように、二次電池３０と、その二次電池３０から電力を供給する制御用ＣＰＵ６０と、その制御用ＣＰＵ６０により稼動する被制御部６１とよりなるようなＬＥＤ駆動回路３３において、制御用ＣＰＵ６０により被制御部６１を稼動するとき、チャージャポンプ６３によって昇圧してその出力を制御用ＣＰＵ６０の電源端子に帰還するので、図５中斜線部分ｓで示す従来使わずに終わっていた電池容量を前倒しして使用し、図６に示すように二次電池３０の放電カーブをｐからｑに変更して二次電池３０の残容量がより少なくなるまで使うことを可能として電池寿命をｆからｇへとのばすことができる。
【００３２】
さて、上述した例では、この発明をデジタル腕時計のＬＥＤ駆動回路３３に適用した場合について説明したが、ＬＥＤ駆動回路３３に限らず、動作時と停止時の電圧差が大きい、電池駆動の電気回路およびそれを備える製品に適用することができる。例えば、スイッチ入力の他、アンテナを介しての無線入力、マイクを使用しての音声入力、タイマを用いてのタイマ信号入力などに基づき作動する、他の光源を点灯する発光機能、音声を発する音声機能、振動モータ等を駆動するモータ駆動機能、センサを働かせる検知機能、無線により送受信を行う無線送受信機能などを設ける電気回路およびそれを備える製品に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】デジタル表示を行うことができるこの発明に係るアナログ主導のデジタル腕時計の概略縦断面図である。
【図２】その腕時計で用いる回路基板の平面図である。
【図３】その腕時計で用いる遮光板の平面図である。
【図４】その腕時計のＬＥＤ駆動回路のブロック図である。
【図５】電池容量の前倒し使用を説明する電池放電カーブを示すグラフである。
【図６】上記腕時計の電池放電カーブを示すグラフである。
【図７】従来の腕時計の電池放電カーブを示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
１７    デジタル表示用ＬＥＤ
３０    二次電池
３３    ＬＥＤ駆動回路（電気回路）
６０    制御用ＣＰＵ
６１    被制御部
６２    デジタル表示部
６３    チャージャポンプ
６４    入力部
６５    ダイオード（電流の流れを決定する手段）
【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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