(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２次電源と、
前記２次電源を充電する太陽電池と、
操作子と、
モーターを駆動するためのコイルと、
前記２次電源の正極と前記コイルの第１端及び第２端との間に各々介挿された第１及び第２のスイッチング素子と、前記２次電源の負極と前記コイルの第１端及び第２端との間に各々介挿された第３及び第４のスイッチング素子と、前記第１〜第４のスイッチング素子に各々逆並列接続された第１〜第４の還流ダイオードを有し、前記第１〜第４のスイッチング素子により、前記２次電源から前記コイルに駆動電流を供給するモータードライバーと、
前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止ダイオードと、
前記操作子の操作に応じて、前記モータードライバーの第１〜第４のスイッチング素子を全てＯＦＦとし、外部交流磁界により前記コイルに誘導される交流電流を前記第１〜第４の還流ダイオードに整流させ、前記２次電源の充電を行わせる充電制御手段と
を具備し、
前記第１〜第４のスイッチング素子がＭＯＳＦＥＴであり、前記第１〜第４の還流ダイオードが前記第１〜第４のスイッチング素子の寄生ダイオードであり、前記第1及び第２のスイッチング素子の閾値電圧または前記第３及び第４のスイッチング素子の閾値電圧の少なくとも一方を低下させることにより前記寄生ダイオードの順方向電圧を低下させたことを特徴とするアナログ電子時計。
【請求項２】
２次電源と、
前記２次電源を充電する太陽電池と、
モーターを駆動するためのコイルと、
前記２次電源の正極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＰチャネルトランジスターである第１及び第２のスイッチング素子と、前記２次電源の負極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＮチャネルトランジスターである第３及び第４のスイッチング素子とを含み、前記第１〜第４のスイッチング素子により、前記２次電源から前記コイルに駆動電流を供給するモータードライバーと、
前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止ダイオードと、
前記第１及び第３のスイッチング素子の各ドレインと前記第２及び第４のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続するともに、前記第２及び第４のスイッチング素子の各ドレインと前記第１及び第３のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続し、外部交流磁界により前記コイルに誘導される電流を前記第１及び第４のスイッチング素子の組または前記第２及び第３のスイッチング素子の組を介して前記２次電源に供給させる充電制御手段と
を具備することを特徴とするアナログ電子時計。
【請求項３】
２次電源と、
前記２次電源を充電する太陽電池と、
モーターを駆動するためのコイルと、
前記２次電源の正極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＰチャネルトランジスターである第１及び第２のスイッチング素子と、前記２次電源の負極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＮチャネルトランジスターである第３及び第４のスイッチング素子と、前記第１〜第４のスイッチング素子に各々逆並列接続された第１〜第４の還流ダイオードとを含み、前記第１〜第４のスイッチング素子により、前記２次電源から前記コイルに駆動電流を供給するモータードライバーと、
前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止ダイオードと、
前記第１のスイッチング素子のドレインと前記第２のスイッチング素子のゲートとを接続するともに、前記第２のスイッチング素子のドレインと前記第１のスイッチング素子のゲートとを接続し、さらに前記第３及び第４のスイッチング素子をＯＦＦとし、外部交流磁界により前記コイルに誘導される電流を前記第１のスイッチング素子及び前記第４の還流ダイオードの組または前記第２のスイッチング素子及び前記第３の還流ダイオードの組を介して前記２次電源に供給させる充電制御手段と
を具備することを特徴とするアナログ電子時計。
【請求項４】
２次電源と、
前記２次電源を充電する太陽電池と、
モーターを駆動するためのコイルと、
前記２次電源の正極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＰチャネルトランジスターである第１及び第２のスイッチング素子と、前記２次電源の負極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＮチャネルトランジスターである第３及び第４のスイッチング素子と、前記第１〜第４のスイッチング素子に各々逆並列接続された第１〜第４の還流ダイオードとを含み、前記第１〜第４のスイッチング素子により、前記２次電源から前記コイルに駆動電流を供給するモータードライバーと、
前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止ダイオードと、
前記第３のスイッチング素子のドレインと前記第４のスイッチング素子のゲートとを接続するともに、前記第４のスイッチング素子のドレインと前記第３のスイッチング素子のゲートとを接続し、さらに前記第１及び第２のスイッチング素子をＯＦＦとし、外部交流磁界により前記コイルに誘導される電流を前記第３のスイッチング素子及び前記第２の還流ダイオードの組または前記第４のスイッチング素子及び前記第１の還流ダイオードの組を介して前記２次電源に供給させる充電制御手段と
を具備することを特徴とするアナログ電子時計。
【請求項５】
前記２次電源の充電電圧が所定の電圧を越えた場合に前記第１及び第２のスイッチング素子の組または前記第３及び第４のスイッチング素子の組のいずれか一方をＯＮにして前記コイルの両端を短絡するとともに他のスイッチング素子をＯＦＦにする過充電防止手段を具備することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１の請求項に記載のアナログ電子時計。
【請求項６】
複数の前記コイルと複数の前記モータードライバーを有し、複数の前記モータードライバーが複数の前記コイルに誘導される交流電流を整流して前記２次電源の充電を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１の請求項に記載のアナログ電子時計。
【請求項７】
前記コイルに誘導される交流信号から前記外部交流磁界の変調に用いられた信号を復調する復調手段を具備することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１の請求項に記載のアナログ電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、太陽電池及び２次電源を備えたアナログ電子時計及びその充電方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池以外の電源を備えたアナログ電子時計が各種提供されている。例えば、太陽電池を備えたアナログ電子時計は、文字盤の裏に太陽電池が取り付けられており、太陽電池により発電された電力により２次電池を充電し、この２次電池を電源として動作する。他にも、例えば特許文献１に開示のアナログ電子時計は、外部交流磁界を利用してアナログ電子時計の運針駆動用のステップモーターのコイルに交流電圧を誘導し、この交流電圧を整流して２次電池の充電を行い、この２次電池を電源として動作する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−７８１８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、太陽電池を備えたアナログ電子時計では、文字盤の裏に配置された太陽電池まで透過する光が弱いため、充電に必要な時間が非常に長くなる。従って、アナログ電子時計を充電した状態で販売する場合に、販売前に長時間に亙ってアナログ電子時計に光を照射することが必要となり、コスト増を招くこととなる。販売前にアナログ電子時計に長時間に亙って光を照射することができない場合には、販売時に充電が不十分なアナログ電子時計を提供することとなる。この場合、光の照射が弱い季節や環境では、アナログ電子時計を使用してもすぐに充電不足で停止する問題が発生する。また、特許文献１に開示されたアナログ電子時計は、外部交流磁界による急速充電が可能であるものの、太陽電池を有していないので、充電を行うことなく長期に亙って動作させることができない。
【０００５】
本発明は以上に説明した課題に鑑みてなされたものであり、２次電源を充電する太陽電池を備えたアナログ電子時計において、２次電源の急速充電を可能とする技術的手段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】
【０００６】
この発明は、２次電源と、前記２次電源を充電する太陽電池と、モーターを駆動するためのコイルと、前記２次電源からの電力供給に基づき、前記コイルに流す駆動電流を発生するモータードライバーと、前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止部とを有するアナログ電子時計の前記２次電源の充電方法において、前記アナログ電子時計に対して外部交流磁界を与えるステップと、前記外部交流磁界により前記コイルに誘導される交流電流を、前記モータードライバーが整流して、前記２次電源を充電するとともに、前記逆流防止ダイオードが前記モータードライバー側または前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止するステップとを含むことを特徴とするアナログ電子時計の充電方法を提供する。
【０００７】
かかる方法によれば、外部交流磁界をアナログ電子時計に与えることにより、コイルに交流電流を誘導し、その交流電流をモータードライバーに整流させ、２次電源の充電を行わせることができる。従って、外部交流磁界による２次電池の急速充電と、太陽電池が行う発電による２次電池の充電の両方を実現することができる。逆流防止部は、２次電源側から太陽電池への電流の流入を阻止できるのであれば、どのような構成であってもよい。例えば、逆流防止ダイオードなどの一方向へのみ電流を流す素子であってもよいし、あるいは、逆流を防止する回路であってもよい。そのような回路としては、トランジスターとそのドレイン電圧とソース電圧とを比較するコンパレータとを備え、コンパレータの出力信号で当該トランジスターのゲートを制御するようにしてもよい。
【０００８】
好ましい態様では、前記アナログ電子時計を保管する保管手段に前記外部交流磁界を発生する交流磁界発生装置が設けられる。
【０００９】
この態様によれば、例えば夜間にアナログ電子時計を保管手段に保管し、保管手段内の交流磁界発生装置により外部交流磁界をアナログ電子時計に与えて、アナログ電子時計の２次電源の充電を行うことができる。従って、保管手段からアナログ電子時計を取り出すときに、アナログ電子時計は２次電池の充電が完了した状態となっており、アナログ電子時計の使い勝手がよくなる利点がある。
【００１０】
また、この発明は、２次電源と、前記２次電源を充電する太陽電池と、モーターを駆動するためのコイルと、前記２次電源の正極と前記コイルの第１端及び第２端との間に各々介挿された第１及び第２のスイッチング素子と、前記２次電源の負極と前記コイルの第１端及び第２端との間に各々介挿された第３及び第４のスイッチング素子と、前記第１〜第４のスイッチング素子に各々逆並列接続された第１〜第４の還流ダイオードを有し、前記第１〜第４のスイッチング素子により、前記２次電源から前記コイルに駆動電流を供給するモータードライバーと、前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止ダイオードと、前記モータードライバーの第１〜第４のスイッチング素子を全てＯＦＦとし、外部交流磁界により前記コイルに誘導される交流電流を前記第１〜第４の還流ダイオードに整流させ、前記２次電源の充電を行わせる充電制御手段とを具備することを特徴とするアナログ電子時計を提供する。
【００１１】
かかるアナログ電子時計によれば、充電制御手段がモータードライバーの第１〜第４のスイッチング素子を全てＯＦＦとするので、外部交流磁界によりコイルに誘導される交流電流は、第１〜第４のスイッチング素子を流れず、第１〜第４の還流ダイオードのみを流れる。従って、コイルに誘導される交流電流を第１〜第４の還流ダイオードが整流する際の損失を減らし、２次電源の充電効率を高めることができる。
【００１２】
好ましい態様では、前記第１〜第４のスイッチング素子がＭＯＳＦＥＴであり、前記第１〜第４の還流ダイオードが前記第１〜第４のスイッチング素子の寄生ダイオードであり、前記第１及び第２のスイッチング素子の閾値電圧または前記第３及び第４のスイッチング素子の閾値電圧の少なくとも一方を低下させることにより前記寄生ダイオードの順方向電圧を低下させる。
【００１３】
この態様によれば、第１〜第４の還流ダイオードの順方向電圧を低下させることにより、コイルに誘導させる交流電流を整流する際の第１〜第４の還流ダイオードの損失を減らし、２次電源の充電効率を高めることができる。
【００１４】
また、この発明は、２次電源と、前記２次電源を充電する太陽電池と、モーターを駆動するためのコイルと、前記２次電源の正極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＰチャネルトランジスターである第１及び第２のスイッチング素子と、前記２次電源の負極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＮチャネルトランジスターである第３及び第４のスイッチング素子とを含み、前記第１〜第４のスイッチング素子により、前記２次電源から前記コイルに駆動電流を供給するモータードライバーと、前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止ダイオードと、前記第１及び第３のスイッチング素子の各ドレインと前記第２及び第４のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続するともに、前記第２及び第４のスイッチング素子の各ドレインと前記第１及び第３のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続し、外部交流磁界により前記コイルに誘導される電流を前記第１及び第４のスイッチング素子の組または前記第２及び第３のスイッチング素子の組を介して前記２次電源に供給させる充電制御手段とを具備することを特徴とするアナログ電子時計を提供する。
【００１５】
かかるアナログ電子時計によれば、充電制御手段は、第１及び第３のスイッチング素子の各ドレインと第２及び第４のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続するともに、第２及び第４のスイッチング素子の各ドレインと第１及び第３のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続する。この状態において、外部交流磁界によってコイルに誘導される電圧により、第１及び第３のスイッチング素子の各ドレインが高電位、第２及び第４のスイッチング素子の各ドレインが低電位となると、第１及び第４のスイッチング素子がＯＮ、第２及び第３のスイッチング素子がＯＦＦとなる。従って、ＯＮである第１及び第４のスイッチング素子の組を介してコイルに誘導される電流が流れ、２次電源の充電が行われる。一方、外部交流磁界によってコイルに誘導される電圧により、第１及び第３のスイッチング素子の各ドレインが低電位、第２及び第４のスイッチング素子の各ドレインが高電位となると、第１及び第４のスイッチング素子がＯＦＦ、第２及び第３のスイッチング素子がＯＮとなる。従って、ＯＮである第２及び第３のスイッチング素子の組を介してコイルに誘導される電流が流れ、２次電源の充電が行われる。このようにコイルに誘導される電流がＯＮであるスイッチング素子を介して２次電源に流されるので、充電の際の損失を減らし、充電効率を高めることができる。
【００１６】
また、この発明は、２次電源と、前記２次電源を充電する太陽電池と、モーターを駆動するためのコイルと、前記２次電源の正極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＰチャネルトランジスターである第１及び第２のスイッチング素子と、前記２次電源の負極に各々のソースが接続され、前記コイルの第１端及び第２端に各々のドレインが接続されたＮチャネルトランジスターである第３及び第４のスイッチング素子と、前記第１〜第４のスイッチング素子に各々逆並列接続された第１〜第４の還流ダイオードとを含み、前記第１〜第４のスイッチング素子により、前記２次電源から前記コイルに駆動電流を供給するモータードライバーと、前記太陽電池と前記モータードライバーとの間に介挿され、前記２次電源側から前記太陽電池への電流の流入を阻止する逆流防止ダイオードと、前記第１のスイッチング素子のドレインと前記第２のスイッチング素子のゲートとを接続するともに、前記第２のスイッチング素子のドレインと前記第１のスイッチング素子のゲートとを接続し、さらに前記第３及び第４のスイッチング素子をＯＦＦとし、外部交流磁界により前記コイルに誘導される電流を前記第１のスイッチング素子及び前記第４の還流ダイオードの組または前記第２のスイッチング素子及び前記第３の還流ダイオードの組を介して前記２次電源に供給させる充電制御手段とを具備することを特徴とするアナログ電子時計を提供する。
【００１７】
かかるアナログ電子時計によれば、充電制御手段は、第１のスイッチング素子のドレインと第２のスイッチング素子のゲートとを接続するともに、第２のスイッチング素子のドレインと第１のスイッチング素子のゲートとを接続し、さらに第３及び第４のスイッチング素子をＯＦＦとする。この状態において、外部交流磁界によってコイルに誘導される電圧により、第１のスイッチング素子のドレインが高電位、第２のスイッチング素子のドレインが低電位となると、第１のスイッチング素子がＯＮ、第２のスイッチング素子がＯＦＦとなる。従って、ＯＮである第１のスイッチング素子と第４の還流ダイオードの組を介してコイルに誘導される電流が流れ、２次電源の充電が行われる。一方、外部交流磁界によってコイルに誘導される電圧により、第１のスイッチング素子のドレインが低電位、第２のスイッチング素子のドレインが高電位となると、第１のスイッチング素子がＯＦＦ、第２のスイッチング素子がＯＮとなる。従って、ＯＮである第２のスイッチング素子および第３の還流ダイオードの組を介してコイルに誘導される電流が流れ、２次電源の充電が行われる。このようにコイルに誘導される電流がＯＮである１個のスイッチング素子と１個の還流ダイオードを介して２次電源に流されるので、充電の際の損失を減らし、充電効率を高めることができる。
【００１８】
他の好ましい態様において、充電制御手段は、前記第３のスイッチング素子のドレインと前記第４のスイッチング素子のゲートとを接続するともに、前記第４のスイッチング素子のドレインと前記第３のスイッチング素子のゲートとを接続し、さらに前記第１及び第２のスイッチング素子をＯＦＦとし、外部交流磁界により前記コイルに誘導される電流を前記第３のスイッチング素子及び前記第２の還流ダイオードの組または前記第４のスイッチング素子及び前記第１の還流ダイオードの組を介して前記２次電源に供給させてもよい。
【００１９】
好ましい態様において、アナログ電子時計は、前記２次電源の充電電圧が所定の電圧を越えた場合に前記第１及び第２のスイッチング素子の組または前記第３及び第４のスイッチング素子の組のいずれか一方をＯＮにして前記コイルの両端を短絡するとともに他のスイッチング素子をＯＦＦにする過充電防止手段を具備する。
【００２０】
この態様によれば、２次電源の充電電圧が所定の電圧を越えるのを防止することができる。
【００２１】
好ましい態様において、アナログ電子時計は、複数の前記コイルと複数の前記モータードライバーを有し、複数の前記モータードライバーが複数の前記コイルに誘導される交流電流を整流して前記２次電源の充電を行う。
【００２２】
この態様によれば、複数のコイルに誘導される交流電流を整流して２次電源の充電が行われるので、２次電源の充電効率を高めることができる。
【００２３】
好ましい態様において、アナログ電子時計は、前記コイルに誘導される交流信号から前記外部交流磁界の変調に用いられた信号を復調する復調手段を具備する。
【００２４】
この態様によれば、信号により変調された外部交流磁界をアナログ電子時計に与えると、コイルに誘導される交流信号が復調手段に与えられ、外部交流磁界の変調に用いられた信号が復調される。従って、アナログ電子時計に対して各種の制御信号を与えることが可能になり、アナログ電子時計の利便性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の第１実施形態であるアナログ電子時計１０Ａの電気的構成を示す回路図である。
【図２】同実施形態の動作を例示する回路図である。
【図３】この発明の第２実施形態であるアナログ電子時計１０Ｂの電気的構成を示す回路図である。
【図４】同実施形態の動作を例示する回路図である。
【図５】この発明の第３実施形態であるアナログ電子時計１０Ｃの電気的構成を示す回路図である。
【図６】同実施形態の動作を例示する回路図である。
【図７】この発明の第４実施形態であるアナログ電子時計１０Ｄの外観を示す斜視図である。
【図８】同アナログ電子時計１０Ｄの構成を示す断面図である。
【図９】同アナログ電子時計１０Ｄの電気的構成を示す回路図である。
【図１０】この発明の第５実施形態であるアナログ電子時計１０Ｅの電気的構成を示す回路図である。
【図１１】同実施形態の動作例を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２７】
＜第１実施形態＞
図１は、この発明の第１実施形態であるアナログ電子時計１０Ａの回路構成を示す回路図である。図１において、モータードライバー２７０は、運針駆動用のステップモーターのモーターコイル２８０に交流電流を流す回路である。このモータードライバー２７０は、第１及び第２のスイッチング素子であるＰチャネルトランジスター２７１及び２７２と、第３及び第４のスイッチング素子であるＮチャネルトランジスター２７３及び２７４とを有する。好ましい態様において、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２とＮチャネルトランジスター２７３及び２７４は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ；金属−酸化膜−半導体構造の電界効果トランジスター）である。
【００２８】
また、モータードライバー２７０は、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２とＮチャネルトランジスター２７３及び２７４に各々逆並列接続された第１〜第４の還流ダイオードである還流ダイオード２７５〜２７８を有する。好ましい態様において、還流ダイオード２７５及び２７６は、Ｐチャネルトランジスター２７１または２７２のドレインをアノードとし、各ドレインの形成されたサブストレート（あるいはＮウェル）をカソードとする寄生ダイオードであり、還流ダイオード２７７及び２７８は、Ｎチャネルトランジスター２７３または２７４のドレインをカソードとし、各ドレインの形成されたサブストレート（あるいはＰウェル）をアノードとする寄生ダイオードである。
【００２９】
このモータードライバー２７０において、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２の各ソースは高電位電源線Ｐに接続され、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の各ソースは低電位電源線Ｎに接続されている。そして、Ｐチャネルトランジスター２７１とＮチャネルトランジスター２７３のドレイン同士の共通接続点Ｏ１にはモーターコイル２８０の一端が接続され、Ｐチャネルトランジスター２７２とＮチャネルトランジスター２７４のドレイン同士の共通接続点Ｏ２にはモーターコイル２８０の他端が接続されている。
【００３０】
２次電池１３０は、本実施形態によるアナログ電子時計１０Ａの２次電源として機能する。この２次電池１３０の正極は高電位電源線Ｐに接続され、負極は低電位電源線Ｎに接続されている。なお、２次電源として、スーパーキャパシタ等、２次電池以外の２次電源を使用してもよい。
【００３１】
太陽電池１３５は、光電変換により発電した電力を２次電池１３０に供給する素子である。図１に示す例では、太陽電池１３５の正極は高電位電源線Ｐを介して２次電池１３０の正極に接続され、太陽電池１３５の負極は低電位電源線Ｎ及びその途中に挿入された逆流防止ダイオード２６０を介して２次電池１３０の負極に接続されている。ここで、逆流防止ダイオード２６０は、アノードが２次電池１３０の負極側に、カソードが太陽電池１３５の負極側に位置している。この逆流防止ダイオード２６０は、モータードライバー２７０側あるいは２次電池１３０側から太陽電池１３５への充電電流（太陽電池１３５の正極に流入し、太陽電池１３５の負極から流出する電流）が発生するのを阻止する役割を果たすものである。太陽電池１３５には、過充電防止回路３５０が並列接続されている。この過充電防止回路３５０は、太陽電池１３５の出力電圧が所定の上限電圧を越えた場合にＯＮとなって太陽電池１３５の出力電圧の上昇を制限する回路である。
【００３２】
図１には、アナログ電子時計１０Ａを構成する回路とともに、アナログ電子時計１０Ａの２次電池１３０の急速充電に用いられる交流磁界発生装置２９０が図示されている。本実施形態では、２次電池１３０の急速充電を行う場合に、この交流磁界発生装置２９０が発生する交流磁界中にアナログ電子時計１０Ａを配置する。この結果、この交流磁界によりモーターコイル２８０に交流電圧が誘導され、モータードライバー２７０がこの交流電圧を整流し、２次電池１３０を充電する。
【００３３】
この２次電池１３０の急速充電が過剰に行われると、２次電池１３０の充電電圧が２次電池１３０の耐圧を越える可能性がある。そこで、本実施形態では、２次電池１３０の充電電圧を監視し、充電電圧が２次電池１３０の耐圧以下である所定電圧を越えた場合に電圧検出信号を“０”から“１”に切り換える電圧検出回路１１０が設けられている。なお、この電圧検出信号に基づく２次電池１３０の過充電防止の制御については後述する。
【００３４】
制御部１５０は、水晶振動子１５３から得られる基準クロック信号に基づいて、モータードライバー２７０を制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。また、制御部１５０には、アナログ電子時計１０の使用者がリューズ５０等の操作子を操作することで生成される操作信号が入力される。制御部１５０は、この操作信号に対応した各種の制御を実行する。
【００３５】
信号切換回路１５４１は、電圧検出回路１１０が出力する電圧検出信号が“０”である場合、制御部１５０が出力するスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４をゲート信号Ｇ１〜Ｇ４としてモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の各ゲートに各々供給する。
【００３６】
また、信号切換回路１５４１は、電圧検出信号が“１”である場合は、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４の内容に拘わらず、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２を強制的にＯＮとし、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４を強制的にＯＦＦとするゲート信号Ｇ１〜Ｇ４をモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の各ゲートに各々供給する。
【００３７】
このような制御を可能にするため、信号切換回路１５４１は、インバーター３０１、３０２及び３０７と、ローアクティブ入力のＯＲゲート３０３及び３０４と、ＡＮＤゲート３０５及び３０６とを有する。ここで、インバーター３０７は、電圧検出信号を反転して出力する。インバーター３０１及び３０２は、スイッチング制御信号Ｓ１及びＳ２を各々反転して出力する。ＯＲゲート３０３は、インバーター３０１及び３０７の各出力信号の反転値の論理和をゲート信号Ｇ１として出力する。ＯＲゲート３０４は、インバーター３０２及び３０７の各出力信号の反転値の論理和をゲート信号Ｇ２として出力する。ＡＮＤゲート３０５は、スイッチング制御信号Ｓ３及びインバーター３０７の各出力信号の論理積をゲート信号Ｇ３として出力する。ＡＮＤゲート３０６は、スイッチング制御信号Ｓ４及びインバーター３０７の各出力信号の論理積をゲート信号Ｇ４として出力する。
以上が本実施形態によるアナログ電子時計１０Ａの構成である。
【００３８】
次に本実施形態の動作について説明する。
通常の運針動作において、制御部１５０は、Ｐチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７４の組と、Ｐチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７３の組を交互にＯＮさせるスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。このスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４がそのままゲート信号Ｇ１〜Ｇ４として出力される。
【００３９】
Ｐチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７４の組がＯＮ、Ｐチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７３の組がＯＦＦになると、接続点Ｏ１から接続点Ｏ２に向かう電流がモーターコイル２８０に流れ、この電流により所定の向きを持った磁界が発生される。
【００４０】
次にＰチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７４の組がＯＦＦになると、低電位電源線Ｎ→還流ダイオード２７７→モーターコイル２８０→還流ダイオード２７６→高電位電源線Ｐ→２次電池１３０という経路を電流が流れることにより、それまでにモーターコイル２８０に流れていた電流が維持される。
【００４１】
次にＰチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７４の組がＯＦＦ、Ｐチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７３の組がＯＮになると、接続点Ｏ２から接続点Ｏ１に向かう電流がモーターコイル２８０に流れ、モーターコイル２８０の発生する磁界の向きが反転する。
【００４２】
次にＰチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７３の組がＯＦＦになると、低電位電源線Ｎ→還流ダイオード２７８→モーターコイル２８０→還流ダイオード２７５→高電位電源線Ｐ→２次電池１３０という経路を電流が流れることにより、それまでにモーターコイル２８０に流れていた電流が維持される。
【００４３】
以下同様の動作が周期的に行われることにより、モーターコイル２８０の発生する磁界の向きが周期的に反転され、運針用のローター（図示略）の回転駆動が行われる。
【００４４】
２次電池１３０の急速充電を行う場合は、アナログ電子時計１０Ａの所定の操作子の操作、例えばリューズ５０の操作を行い、アナログ電子時計１０Ａに交流磁界発生装置２９０が発生する交流磁界を与える。
【００４５】
この所定の操作子の操作が行われると、制御部１５０は、スイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４をＨレベルに固定する。これによりモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２に対するゲート信号Ｇ１及びＧ２はＨレベル、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４に対するゲート信号Ｇ３及びＧ４はＬレベルとなる。この結果、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２と、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４は、全てＯＦＦとなる。
【００４６】
この状態において、外部交流磁界により２次電池１３０の充電電圧Ｖ１３０に対して還流ダイオード２個分の順方向電圧２ＶＦを加えた電圧Ｖ１３０＋２ＶＦを越える大きさの交流電圧Ｖ２８０がモーターコイル２８０に誘導されると、２次電池１３０の充電が行われる。図２（ａ）はこの場合の充電経路を示すものである。
【００４７】
まず、接続点Ｏ２側が正、接続点Ｏ１側が負となる極性の電圧Ｖ２８０がモーターコイル２８０に誘導されると、モーターコイル２８０→還流ダイオード２７６→２次電池１３０→還流ダイオード２７７という経路を充電電流が流れる。一方、接続点Ｏ１側が正、接続点Ｏ２側が負となる極性の電圧Ｖ２８０がモーターコイル２８０に誘導されると、モーターコイル２８０→還流ダイオード２７５→２次電池１３０→還流ダイオード２７８という経路を充電電流が流れる。
【００４８】
このように、本実施形態における制御部１５０は、操作子の操作に応じて、モータードライバー２７０の第１〜第４のスイッチング素子を全てＯＦＦとし、外部交流磁界によりモーターコイル２８０に誘導される交流電流を第１〜第４の還流ダイオードに整流させ、２次電池１３０の充電を行わせる急速充電制御手段として機能とする。
【００４９】
この充電の結果、２次電池１３０の充電電圧Ｖ１３０が太陽電池１３５の出力電圧よりも大きくなる場合があるが、そのような場合であっても、逆流防止ダイオード２６０があるため、モータードライバー２７０側あるいは２次電池１３０側から太陽電池１３５への充電電流の供給は阻止される。
【００５０】
図２（ｂ）は、外部交流磁界によりモーターコイル２８０に誘導される電圧Ｖ２８０が２次電池１３０の充電電圧Ｖ１３０に対して還流ダイオード２個分の順方向電圧２ＶＦを加えた電圧Ｖ１３０＋２ＶＦ以下であり、さらに太陽電池１３５の出力電圧が２次電池１３０の充電電圧Ｖ１３０を越えている場合のアナログ電子時計１０Ａ内の回路の状態を示している。
【００５１】
この場合、モーターコイル２８０に交流電圧Ｖ２８０が誘導されても、還流ダイオード２７５〜２７８がＯＮしないので、モーターコイル２８０による２次電池１３０の充電は行われない。しかしながら、太陽電池１３５の出力電圧が２次電池１３０の充電電圧Ｖ１３０を越えている場合には、太陽電池１３５により２次電池１３０の充電が行われる。
【００５２】
モーターコイル２８０による２次電池１３０の充電が進むと、２次電池１３０の充電電圧が２次電池１３０の耐圧以下の所定電圧を越える場合がある。この場合、電圧検出回路１１０は電圧検出信号を“０”から“１”に切り換える。電圧検出信号が“１”になると、信号切換回路１５４１は、モータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２に対するゲート信号Ｇ１及びＧ２と、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４に対するゲート信号Ｇ３及びＧ４を強制的にＨレベルとする。これによりＰチャネルトランジスター２７１及び２７２がＯＮ、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４がＯＦＦとなり、モーターコイル２８０の両端がＰチャネルトランジスター２７１及び２７２により短絡される。この場合、外部交流磁界によりモーターコイル２８０に誘導される交流電流は、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２からなる経路を流れ、充電電流となって２次電池１３０に供給されることはない。従って、２次電池１３０の過充電が防止される。
【００５３】
このように本実施形態における電圧検出回路１１０及び信号切換回路１５４１は、２次電池１３０の充電電圧が所定の電圧を越えた場合に第１及び第２のスイッチング素子の組または第３及び第４のスイッチング素子の組のいずれか一方をＯＮにしてモーターコイル２８０の両端を短絡するとともに他のスイッチング素子をＯＦＦにする過充電防止手段として機能する。
【００５４】
以上のように、本実施形態によるアナログ電子時計１０Ａは、外部交流磁界を与えることによりモーターコイル２８０に交流電圧を誘導させ、この交流電圧をモータードライバー２７０により整流して、電源としての２次電池１３０を急速充電することができる。従って、２次電池１３０が十分に充電された状態でユーザーにアナログ電子時計１０Ａの使用を開始させることができる。また、本実施形態によるアナログ電子時計１０Ａは、太陽電池１３５を備えている。従って、この太陽電池１３５による発電及び２次電池１３０への充電を行わせつつ、長期に亙ってアナログ電子時計１０Ａを動作させることができる。
【００５５】
＜第２実施形態＞
図３はこの発明の第２実施形態であるアナログ電子時計１０Ｂの構成を示す回路図である。図３において、上記第１実施形態（図１）におけるものと共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態によるアナログ電子時計１０Ｂは、上記第１実施形態によるアナログ電子時計１０Ａに対して信号切換回路１５４２を追加した構成となっている。
【００５６】
この信号切換回路１５４２は、制御部１５０と信号切換回路１５４１との間に介挿されている。制御部１５０は、通常運針時には運針制御信号Ｍとして“１”を、急速充電を指示する所定の操作子の操作が行われた場合には運針制御信号Ｍとして“０”を信号切換回路１５４２に供給する。
【００５７】
信号切換回路１５４２は、ＡＮＤ−ＯＲゲート３１１〜３１４とインバーター３１０とからなる周知のセレクターである。この信号切換回路１５４２は、運針制御信号Ｍが“１”である場合には、制御部１５０が出力するスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４をスイッチング制御信号Ｓ１’〜Ｓ４’として信号切換回路１５４１に出力する。また、信号切換回路１５４２は、運針制御信号Ｍが“０”である場合には、モータードライバー２７０の接続点Ｏ１の信号をスイッチング制御信号Ｓ２’及びＳ４’として信号切換回路１５４１に出力し、モータードライバー２７０の接続点Ｏ２の信号をスイッチング制御信号Ｓ１’及びＳ３’として信号切換回路１５４１に出力する。
【００５８】
信号切換回路１５４１の機能は上記第１実施形態と同様である。電圧検出回路１１０が出力する電圧検出信号が“０”である場合、信号切換回路１５４１は、スイッチング制御信号Ｓ１’〜Ｓ４’をゲート信号Ｇ１〜Ｇ４としてモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の各ゲートに各々供給する。また、電圧検出信号が“１”である場合、信号切換回路１５４１は、スイッチング制御信号Ｓ１’〜Ｓ４’の内容に拘わらず、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２を強制的にＯＮとし、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４を強制的にＯＦＦとするゲート信号Ｇ１〜Ｇ４をモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の各ゲートに各々供給する。
以上が本実施形態によるアナログ電子時計１０Ｂの構成である。
【００５９】
次に本実施形態の動作について説明する。
急速充電を指示する所定の操作子の操作が行われると、制御部１５０は、運針制御信号Ｍを“０”とする。この結果、信号切換回路１５４２は、モータードライバー２７０の接続点Ｏ１の信号をスイッチング制御信号Ｓ２’及びＳ４’として信号切換回路１５４１に出力し、モータードライバー２７０の接続点Ｏ２の信号をスイッチング制御信号Ｓ１’及びＳ３’として信号切換回路１５４１に出力する。そして、信号切換回路１５４１は、スイッチング制御信号Ｓ１’〜Ｓ４’をゲート信号Ｇ１〜Ｇ４としてモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の各ゲートに各々供給する。
【００６０】
この結果、モータードライバー２７０は、図４（ａ）に示すように、Ｐチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７３により第１のインバーターが構成され、Ｐチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７４により第２のインバーターが構成され、第１のインバーターの出力端子Ｏ１が第２のインバーターの入力端子に接続され、第２のインバーターの出力端子Ｏ２が第１のインバーターの入力端子に接続された状態となる。
【００６１】
そして、外部交流磁界により出力端子Ｏ１側が高電位、出力端子Ｏ２側が低電位となる電圧がモーターコイル２８０に誘導されると、図４（ｂ）に示すように、第１のインバーターでは、出力端子Ｏ２の低電位がＰチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７３の各ゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７１がＯＮ、Ｎチャネルトランジスター２７３がＯＦＦとなる。また、第２のインバーターでは、出力端子Ｏ１の高電位がＰチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７４の各ゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７２がＯＦＦ、Ｎチャネルトランジスター２７４がＯＮとなる。この結果、外部交流磁界による電流が、モーターコイル２８０→ＯＮであるＰチャネルトランジスター２７１→２次電池１３０→ＯＮであるＮチャネルトランジスター２７４という経路を介して流れ、２次電池１３０を充電する。
【００６２】
一方、外部交流磁界により出力端子Ｏ１側が低電位、出力端子Ｏ２側が高電位となる電圧がモーターコイル２８０に誘導されると、図４（ｃ）に示すように、第１のインバーターでは、出力端子Ｏ２の高電位がＰチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７３の各ゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７１がＯＦＦ、Ｎチャネルトランジスター２７３がＯＮとなる。また、第２のインバーターでは、出力端子Ｏ１の低電位がＰチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７４の各ゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７２がＯＮ、Ｎチャネルトランジスター２７４がＯＦＦとなる。この結果、外部交流磁界による電流が、モーターコイル２８０→ＯＮであるＰチャネルトランジスター２７２→２次電池１３０→ＯＮであるＮチャネルトランジスター２７３という経路を介して流れ、２次電池１３０を充電する。
【００６３】
このように本実施形態において制御部１５０及び信号切換回路１５４２は、操作子の操作に応じて、第１及び第３のスイッチング素子の各ドレインと第２及び第４のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続するともに、第２及び第４のスイッチング素子の各ドレインと第１及び第３のスイッチング素子の各ゲートとを共通接続し、外部交流磁界によりモーターコイル２８０に誘導される電流を第１及び第４のスイッチング素子の組または第２及び第３のスイッチング素子の組を介して２次電池１３０に供給させる急速充電制御手段として機能する。
【００６４】
急速充電により２次電池１３０の充電電圧が耐圧を越えた場合に行われる過充電防止の制御は上記第１実施形態と同様である。また、太陽電池１３５の出力電圧が上限電圧を越えた場合に行われる過充電防止回路３５０の動作も上記第１実施形態と同様である。
【００６５】
本実施形態においても、上記第１実施形態と同様、外部交流磁界の印加によりモーターコイル２８０に交流電圧を誘導し、この交流電圧をモータードライバー２７０により整流して２次電池１３０の急速充電を行うことができる。
【００６６】
また、本実施形態では、図４（ａ）のように、モーターコイル２８０の両端のＰチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７４の組またはＰチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７３の組をＯＮさせ、モーターコイル２８０に発生する外部交流磁界による充電電流をこれらのＯＮになったトランジスターを介して２次電池１３０に流すので、第１実施形態に比べて低損失で２次電池１３０の充電を行うことができる。
【００６７】
さらに詳述すると、上記第１実施形態では、モーターコイル２８０の両端の還流ダイオード２７５及び２７８の組または還流ダイオード２７６及び２７７の組を介して、モーターコイル２８０に発生する外部交流磁界による充電電流を２次電池１３０に流すので、還流ダイオード２個分の順方向電圧に充電電流を乗算した電力が損失として発生する。これに対し、本実施形態では、十分にＯＮ抵抗の低いＰチャネルトランジスター２７１及びＮチャネルトランジスター２７４の組またはＰチャネルトランジスター２７２及びＮチャネルトランジスター２７３の組を介してモーターコイル２８０に発生する外部交流磁界による充電電流を２次電池１３０に流す。従って、本実施形態によれば、第１実施形態に比べて、低い損失で２次電池１３０の充電を行うことができ、第１実施形態に比べて、急速充電の効率を高め、２次電池１３０を満充電状態にするまでの所要時間を短くすることができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
図５は、この発明の第３実施形態によるアナログ電子時計１０Ｃの構成を示す回路図である。図５において、上記第２実施形態（図３）におけるものと共通する構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態によるアナログ電子時計１０Ｃは、上記第２実施形態によるアナログ電子時計１０Ｂの信号切換回路１５４２を信号切換回路１５４３に置き換えた構成となっている。そして、本実施形態における信号切換回路１５４３は、上記第２実施形態における信号切換回路１５４２のＡＮＤ−ＯＲゲート３１３及び３１４をＡＮＤゲート３１５及び３１６に置き換えた構成となっている。
【００６９】
上記第２実施形態と同様、制御部１５０は、通常運針時には運針制御信号Ｍとして“１”を、急速充電を指示する所定の操作子の操作が行われた場合には運針制御信号Ｍとして“０”を信号切換回路１５４３に供給する。
【００７０】
信号切換回路１５４３は、運針制御信号Ｍが“１”である場合には、制御部１５０が出力するスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４をスイッチング制御信号Ｓ１’〜Ｓ４’として信号切換回路１５４１に出力する。また、信号切換回路１５４３は、運針制御信号Ｍが“０”である場合には、モータードライバー２７０の接続点Ｏ１の信号をスイッチング制御信号Ｓ２’として信号切換回路１５４１に出力し、モータードライバー２７０の接続点Ｏ２の信号をスイッチング制御信号Ｓ１’として信号切換回路１５４１に出力するとともに、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４をＯＦＦさせるスイッチング制御信号Ｓ３’及びＳ４’を信号切換回路１５４１に出力する。信号切換回路１５４１の機能は上記第１及び第２実施形態と同様である。
以上が本実施形態によるアナログ電子時計１０Ｃの構成である。
【００７１】
次に本実施形態の動作について説明する。
急速充電を指示する所定の操作子の操作が行われると、制御部１５０は、運針制御信号Ｍを“０”とする。この結果、信号切換回路１５４３は、モータードライバー２７０の接続点Ｏ１の信号をスイッチング制御信号Ｓ２’として信号切換回路１５４１に出力し、モータードライバー２７０の接続点Ｏ２の信号をスイッチング制御信号Ｓ１’として信号切換回路１５４１に出力し、さらにＬレベルのスイッチング制御信号Ｓ３’及びＳ４’を信号切換回路１５４１に出力する。そして、信号切換回路１５４１は、スイッチング制御信号Ｓ１’〜Ｓ４’をゲート信号Ｇ１〜Ｇ４としてモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の各ゲートに各々供給する。
【００７２】
この結果、モータードライバー２７０は、図６（ａ）に示すように、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４がＯＦＦとされ、Ｐチャネルトランジスター２７１のドレインが接続された出力端子Ｏ１がＰチャネルトランジスター２７２のゲートに接続され、Ｐチャネルトランジスター２７２のドレインが接続された出力端子Ｏ２がＰチャネルトランジスター２７１のゲートに接続された状態となる。
【００７３】
そして、外部交流磁界により出力端子Ｏ１側が高電位、出力端子Ｏ２側が低電位となる電圧がモーターコイル２８０に誘導されると、図６（ｂ）に示すように、出力端子Ｏ２の低電位がＰチャネルトランジスター２７１のゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７１がＯＮとなり、出力端子Ｏ１の高電位がＰチャネルトランジスター２７２のゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７２がＯＦＦとなる。この結果、外部交流磁界による電流が、モーターコイル２８０→ＯＮであるＰチャネルトランジスター２７１→２次電池１３０→還流ダイオード２７８という経路を介して流れ、２次電池１３０を充電する。
【００７４】
一方、外部交流磁界により出力端子Ｏ１側が低電位、出力端子Ｏ２側が高電位となる電圧がモーターコイル２８０に誘導されると、図６（ｃ）に示すように、出力端子Ｏ２の高電位がＰチャネルトランジスター２７１のゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７１がＯＦＦとなり、出力端子Ｏ１の低電位がＰチャネルトランジスター２７２のゲートに与えられることにより、Ｐチャネルトランジスター２７２がＯＮとなる。この結果、外部交流磁界による電流が、モーターコイル２８０→Ｐチャネルトランジスター２７２→２次電池１３０→還流ダイオード２７７という経路を介して流れ、２次電池１３０を充電する。
【００７５】
このように本実施形態において制御部１５０及び信号切換回路１５４３は、操作子の操作に応じて、第１のスイッチング素子のドレインと第２のスイッチング素子のゲートとを接続するともに、第２のスイッチング素子のドレインと第１のスイッチング素子のゲートとを接続し、さらに第３及び第４のスイッチング素子をＯＦＦとし、外部交流磁界によりモーターコイル２８０に誘導される電流を第１のスイッチング素子及び第４の還流ダイオードの組または第２のスイッチング素子及び第３の還流ダイオードの組を介して２次電池１３０に供給させる急速充電制御手段として機能する。
【００７６】
急速充電により２次電池１３０の充電電圧が耐圧を越えた場合に行われる過充電防止の制御は上記第１実施形態と同様である。また、太陽電池１３５の出力電圧が上限電圧を越えた場合に行われる過充電防止回路３５０の動作も上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
本実施形態においても、上記第１実施形態と同様、外部交流磁界の印加によりモーターコイル２８０に交流電圧を誘導し、この交流電圧をモータードライバー２７０により整流して２次電池１３０の急速充電を行うことができる。
【００７８】
また、本実施形態では、図４（ａ）のように、モーターコイル２８０の両端のＰチャネルトランジスター２７１及び還流ダイオード２７８の組またはＰチャネルトランジスター２７２及び還流ダイオード２７７の組をＯＮさせ、モーターコイル２８０に発生する外部交流磁界による充電電流を２次電池１３０に流す。従って、還流ダイオードの損失として、還流ダイオード１個分の順方向電圧に充電電流を乗算した電力に相当する損失しか発生しない。従って、本実施形態によれば、上記第２実施形態と同様、第１実施形態に比べて、低い損失で２次電池１３０の充電を行うことができ、第１実施形態に比べて、急速充電の効率を高め、２次電池１３０を満充電状態にするまでの所要時間を短くすることができる。また、本実施形態では、急速充電時、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４をＯＦＦとし、Ｐチャネルトランジスター２７１または２７２しかＯＮさせないので、ＰチャネルトランジスターとＮチャネルトランジスターの組が同時にＯＮとなって貫通電流が流れるのを防止し、低損失での充電を実現することができる。
【００７９】
＜第４実施形態＞
図７はこの発明の第４実施形態であるアナログ電子時計１０Ｄの外観を示す斜視図である。また、図８は同アナログ電子時計１４の構成を示す断面図である。本実施形態は、運針駆動用のモーターを複数有するアナログ電子時計にこの発明を適用したものである。
【００８０】
図７及び図８に示すように、アナログ電子時計１０Ｄは、外装ケース３０と、カバーガラス３３と、裏蓋３４とを備えている。外装ケース３０は、金属で形成されていた円筒状のケース３１に、セラミックで形成されたベゼル３２が嵌合されて構成されている。このベゼル３２の内周側に、プラスチックで形成されたリング状のダイヤルリング４０を介して、円盤状の文字板１１が時刻表示部分として配置されている。
【００８１】
文字板１１には、指針２１，２２，２３が備えられている。また、文字板１１には、中心より、２時方向に円形の第１小窓７０と指針７１とが、１０時方向に円形の第２小窓８０と指針８１とが、６時方向に円形の第３小窓９０と指針９１とが、４時方向に矩形のカレンダー小窓１５とが、設けられている。文字板１１、指針２１，２２，２３、第１小窓７０、第２小窓８０、第３小窓９０及びカレンダー小窓１５などは、カバーガラス３３を透かして、視認可能となっている。
【００８２】
外装ケース３０の側面には、文字板１１の中心により、８時方向の位置にＡボタン６１と、１０時方向の位置にＢボタン（図示略）と、２時方向の位置にＣボタン６３と、４時方向の位置にＤボタン６４と、３時方向の位置にリュウズ５０とが、設けられている。これらのＡボタン６１、Ｂボタン、Ｃボタン６３、Ｄボタン６４及びリュウズ５０が操作されることにより、操作に応じた操作信号が出力される。
【００８３】
図８に示すように、アナログ電子時計１０Ｄは、金属製の外装ケース３０の２つの開口のうち、表面側の開口は、ベゼル３２を介してカバーガラス３３で塞がれており、裏面側の開口は金属で形成された裏蓋３４で塞がれている。
【００８４】
外装ケース３０の内側には、ベゼル３２の内周に取り付けられているダイヤルリング４０と、光透過性の文字板１１と、文字板１１を貫通した指針軸２５と、指針軸２５を中心に周回する指針２１，２２，２３と、指針２１，２２，２３を駆動する駆動機構１４０などとが備えられている。指針軸２５は、外装ケース３０の平面視中心を通り、表裏方向に延在する中心軸に沿って設けられている。
【００８５】
ダイヤルリング４０は、外周端が、ベゼル３２の内周面に接触しているとともに、一面がカバーガラス３３と平行な平板部分と、内周端が文字板１１に接触するように、文字板１１側へ傾斜した傾斜部分を備えている。ダイヤルリング４０は、平面視においてはリング形状となっており、断面視においてはすり鉢形状となっている。
【００８６】
文字板１１は、外装ケース３０の内側で時刻を表示する円形の板材であり、プラスチックなどの光透過性の材料で形成され、カバーガラス３３との間に指針２１，２２，２３などを備え、ダイヤルリング４０の内側に配置されている。
【００８７】
文字板１１と、駆動機構１４０が取り付けられている地板１２５との間には、光発電を行うパネル状の太陽電池１３５が備えられている。太陽電池１３５は、光エネルギーを電気エネルギー（電力）に変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続した円形の平板である。また、太陽電池１３５は、太陽光の検出機能も有している。文字板１１、太陽電池１３５及び地板１２５には、指針軸２５と、第１小窓７０の指針７１、第２小窓８０の指針８１及び第３小窓９０の指針９１の指針軸（図示せず）とが貫通する孔が形成されているとともに、カレンダー小窓１５の開口部が形成されている。
【００８８】
駆動機構１４０は、地板１２５に取り付けられ、回路基板１２０で裏面側から覆われている。駆動機構１４０は、ステップモーターと歯車などの輪列とを有し、当該ステップモーターが当該輪列を介して指針軸２５を回転させることにより、指針２１，２２，２３が旋回する。また、図７に示す第１小窓７０の指針７１、第２小窓８０の指針８１及び第３小窓９０の指針９１も同様の駆動機構（図示せず）を有する。
【００８９】
回路基板１２０は、水晶振動子１５３（図７及び図８では図示略）、駆動制御回路１２２、制御部１５０Ｄ及びリチウムイオン電池などの２次電池１３０を備えている。２次電池１３０は、太陽電池１３５が発電した電力で充電される。駆動制御回路１２２は、指針２１，２２，２３の駆動機構、第１小窓７０の指針７１の駆動機構、第２小窓８０の指針８１の駆動機構及び第３小窓９０の指針９１の駆動機構の制御を行う回路である。なお、回路基板１２０の下方には、回路押え１２３が設けられている。
【００９０】
図９は本実施形態によるアナログ電子時計１０Ｄの電気的構成を示す回路図である。図９において、駆動制御回路１２２は、４個の駆動回路部１５５を含む。これらの４個の駆動回路部１５５は、図７及び図８における指針２１，２２，２３の駆動機構、第１小窓７０の指針７１の駆動機構、第２小窓８０の指針８１の駆動機構及び第３小窓９０の指針９１の駆動機構を各々制御する。
【００９１】
図９に示すように、各駆動回路部１５５は、上記第１実施形態におけるモーターコイル２８０と、モータードライバー２７０と、信号切換回路１５４１とを含む。ここで、４個の駆動回路部１５５の高電位電源線Ｐは互いに接続され、２次電池１３０の正極及び太陽電池１３５の正極に接続されている。また、４個の駆動回路部１５５の低電位電源線Ｎは互いに接続され、２次電池１３０の負極に接続されるとともに、逆流防止ダイオード２６０を介して太陽電池１３５の負極に接続されている。上記第１実施形態と同様、電圧検出回路１１０は、２次電池１３０の充電電圧が耐圧を越えるか否かを監視し、監視結果を示す電圧検出信号を４個の駆動回路部１５５の信号切換回路１５４１に供給する。過充電防止回路３５０は、上記第１実施形態と同様、太陽電池１３５の出力電圧が所定の上限電圧を越えるのを制限する。
【００９２】
制御部１５０Ｄは、通常運針時、水晶振動子１５３から得られる基準クロック信号に基づいて、指針２１，２２，２３の駆動機構を制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４、第１小窓７０の指針７１の駆動機構を制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４、第２小窓８０の指針８１の駆動機構を制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４、第３小窓９０の指針９１の駆動機構を制御するためのスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を各々発生し、４個の４個の駆動回路部１５５の信号切換回路１５４１に各々供給する。
【００９３】
また、急速充電を指示する所定の操作子の操作が行われた場合、制御部１５０Ｄは、４個の駆動回路部１５５のモータードライバー２７０のＰチャネルトランジスター２７１及び２７２、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４の全てをＯＦＦにするスイッチング制御信号Ｓ１〜Ｓ４を４個の駆動回路部１５５の信号切換回路１５４１に各々供給する。４個の駆動回路部１５５の信号切換回路１５４１の機能は上記第１実施形態のものと同様である。
【００９４】
本実施形態においても上記第１実施形態と同様な効果が得られる。また、本実施形態によれば、急速充電時、外部交流磁界によって４個の駆動回路部１５５の各モーターコイル２８０に交流電流が誘導され、これらの交流電流を整流した充電電流により２次電池１３０の充電が行われる。従って、本実施形態によれば、上記第１実施形態よりも高い充電効率が得られ、上記第１実施形態よりも短い所要時間で２次電池１３０を満充電状態にすることができる。
【００９５】
＜第５実施形態＞
図９はこの発明の第５実施形態であるアナログ電子時計１０Ｅの電気的構成を示す回路図である。本実施形態によるアナログ電子時計１０Ｅは、上記第３実施形態（図５参照）によるアナログ電子時計１０Ｃの制御部１５０を復調部１５２を備えた制御部１５０Ｅに置き換えた構成となっている。
【００９６】
本実施形態において、交流磁界発生装置２９０は、急速充電のための外部交流磁界の他、各種のデジタル信号により変調された外部交流磁界を発生し、この変調された外部交流磁界により変調信号をモーターコイル２８０に誘導することができる。ここで、変調に用いるデジタル信号は、一般的なアナログ電子時計において、各種の操作子の操作により発生することができる制御信号である。復調部１５２は、モータードライバー２７０の出力端子Ｏ１を介してこの変調信号を受信し、受信した変調信号からデジタル信号を復調する回路である。制御部１５０Ｅは、この復調部１５２により復調されたデジタル信号に従ってアナログ電子時計１０Ｅ内の各部の制御を行う。
【００９７】
図１１は、本実施形態において交流磁界発生装置２９０がデジタル信号により変調された外部交流磁界を発生している間にモーターコイル２８０に誘導される交流電圧とモータードライバー２７０の出力端子Ｏ１に現れる信号波形を例示した波形図である。
【００９８】
この例において、交流磁界発生装置２９０は、所定周期長４Ｔを有する正弦波状の外部交流磁界を所定周期分だけプリアンブル信号として発生し、それに続けて、プリアンブル信号と同一周期長であって、送信対象デジタル信号に応じてデューティ比（正期間と負期間との比率）が変調された正弦波状の外部交流磁界を発生している。そして、モーターコイル２８０には、この外部交流磁界に近似した波形の交流信号が現れる。出力端子Ｏ１にはこの交流信号を２値化した信号が現れる。復調部１５２は、この出力端子Ｏ１に現れるパルス列から送信対象のデジタル信号を復調する。
【００９９】
図示の例では、プリアンブル信号であるデューティ比５０％のパルス波形が所定個数だけ受信された後、Ｈレベル期間３Ｔ及びＬレベル期間Ｔからなるパルス波形と、Ｈレベル期間Ｔ及びＬレベル期間３Ｔからなるパルス波形が復調部１５２により受信される。そこで、復調部１５２は、プリアンブル信号であるデューティ比５０％のパルス波形が所定個数だけ受信された後、Ｈレベル期間３Ｔ及びＬレベル期間Ｔからなるパルス波形の復調結果としてデジタル信号“１”を発生し、Ｈレベル期間Ｔ及びＬレベル期間３Ｔからなるパルス波形の復調結果としてデジタル信号“０”を発生する。
【０１００】
このように本実施形態によれば、上記第３実施形態と同様な効果が得られる他、操作子の操作により発生していた各種の制御信号を外部交流磁界としてアナログ電子時計１０Ｅに与え、アナログ電子時計１０Ｅの制御を行うことができる。従って、本実施形態によれば、アナログ電子時計１０Ｅの操作性を高めることができる。
【０１０１】
＜他の実施形態＞
以上、この発明の第１〜第５実施形態について説明したが、この発明には他にも実施形態が考えられる。例えば次の通りである。
【０１０２】
（１）上記第１実施形態において、サブストレートの不純物濃度の調整等によりＰチャネルトランジスター２７１及び２７２の閾値電圧またはＮチャネルトランジスター２７３及び２７４の閾値電圧を低下させ、還流ダイオード２７５〜２７８の順方向電圧を低下させてもよい。この場合、整流時における還流ダイオード２７５〜２７８の損失を減らすことができるので、充電効率を高めることができる。
【０１０３】
（２）上記第１実施形態では、２次電源１３０の充電電圧が耐圧以下の所定電圧を越えたことを電圧検出回路１１０が検出した場合に、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２をＯＮとしてモーターコイル２８０の両端を短絡し、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４をＯＦＦにした。しかし、そのようにする代わりに、２次電源１１０の充電電圧が所定電圧を越えたことを電圧検出回路１１０が検出した場合に、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４をＯＮとしてモーターコイル２８０の両端を短絡し、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２をＯＦＦにしてもよい。他の実施形態についても同様である。
【０１０４】
（３）上記第３実施形態では、急速充電時に、Ｐチャネルトランジスター２７１のドレインをＰチャネルトランジスター２７２のゲートに接続し、Ｐチャネルトランジスター２７２のドレインをＰチャネルトランジスター２７１のゲートに接続するとともに、Ｎチャネルトランジスター２７３及び２７４をＯＦＦとした。しかし、そのようにする代わりに、急速充電時に、Ｎチャネルトランジスター２７３のドレインをＮチャネルトランジスター２７４のゲートに接続し、Ｎチャネルトランジスター２７４のドレインをＮチャネルトランジスター２７３のゲートに接続すするとともに、Ｐチャネルトランジスター２７１及び２７２をＯＦＦとしてもよい。この場合、モーターコイル２８０に誘導される電流は、Ｎチャネルトランジスター２７３及び還流ダイオード２７６の組またはＮチャネルトランジスター２７４及び還流ダイオード２７５の組を介して２次電源１３０に供給される。従って、上記第３実施形態と同様な効果が得られる。
【０１０５】
（４）保管収納箱等、アナログ電子時計を保管する保管手段に交流磁界発生装置２９０を内蔵させてもよい。この場合、例えば夜間にアナログ電子時計を保管手段に保管し、同保管手段に内蔵された交流磁界発生装置２９０によりアナログ電子時計に外部交流磁界を与える。これにより例えば朝になって使用者がアナログ電子時計を使用するときには、アナログ電子時計の２次電源１３０が充電された状態となっている。従って、アナログ電子時計の利便性を向上させることができる。
【０１０６】
（５）上記第４実施形態では、上記第１実施形態におけるモータードライバー２７０及び信号切換回路１５４１を複数並列化し、各モータードライバー２７０のモーターコイル２８０に誘導される交流電流を整流して２次電池１３０の充電を行った。しかし、そのようにする代わりに、上記第２実施形態におけるモータードライバー２７０、信号切換回路１５４２及び１５４１を複数並列化し、各モータードライバー２７０のモーターコイル２８０に誘導される交流電流を整流して２次電池１３０の充電を行ってもよい。あるいは、上記第３実施形態におけるモータードライバー２７０、信号切換回路１５４３及び１５４１を複数並列化し、各モータードライバー２７０のモーターコイル２８０に誘導される交流電流を整流して２次電池１３０の充電を行ってもよい。
【０１０７】
（６）上述した各実施形態では、２次電池１３０から太陽電池１３５への電流の流入を阻止する構成として逆流防止ダイオード２６０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、２次電池側から太陽電池１３５への電流の流入を阻止する逆流防止部であればよい。例えば、一方向へのみ電流を流す素子であってもよいし、あるいは、逆流を防止する回路であってもよい。そのような回路としては、トランジスターと、当該トランジスターのドレイン電圧とソース電圧とを比較するコンパレータとを備え、コンパレータの出力信号で当該トランジスターのゲートを制御するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ……アナログ電子時計、１１……文字板、１５……カレンダー小窓、２１，２２，２３……指針、２５……指針軸、３０……外装ケース、３１……ケース、３２……ベゼル、３３……カバーガラス、３４……裏蓋、４０……ダイヤルリング、５０……リューズ、６１……Ａボタン、６３……Ｃボタン、６４……Ｄボタン、７０……第１小窓、７１，８１，９１……指針、８０……第２小窓、９０……第３小窓、１１０……電圧検出回路、１２０……回路基板、１２２……駆動制御回路、１２３……回路押え、１２５……地板、１３０……２次電池、１３５……太陽電池、１４０……駆動機構、１５０，１５０Ｄ，１５０Ｅ……制御部、１５２……復調部、１５３……水晶振動子、１５５……駆動回路部、２６０……逆流防止ダイオード、２７０……モータードライバー、２７１，２７２……Ｐチャネルトランジスター、２７３，２７４……Ｎチャネルトランジスター、２７５，２７６，２７７，２７８……還流ダイオード、２８０……モーターコイル、２９０……交流磁界発生装置、３５０……過充電防止回路、１５４１，１５４２，１５４３……信号切換回路。
【図１】
0006561540.tif 000002
【図２】
0006561540.tif 000003
【図３】
0006561540.tif 000004
【図４】
0006561540.tif 000005
【図５】
0006561540.tif 000006
【図６】
0006561540.tif 000007
【図７】
0006561540.tif 000008
【図８】
0006561540.tif 000009
【図９】
0006561540.tif 000010
【図１０】
0006561540.tif 000011
【図１１】
0006561540.tif 000012