(57)【要約】【課題】二次電池を電磁誘導により充電する充電機能を備えた電子時計を提供する。【解決手段】リーダ・ライタ装置１００への載置により、リーダ・ライタ装置１００に配置された送受信コイル１０１と結合する送受信コイル１１と、送受信コイル１１に誘起される信号を検波してリーダ・ライタ装置１００より送信されたデータを受信し、或いは送受信コイル１１を駆動し、データをリーダ・ライタ装置１００に送信する信号処理回路（集積回路Ｕ１）と、を有する電子時計であって、二次電池１３と、送受信コイル１１に誘起される電力により二次電池１３を充電する充電回路１２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リーダ・ライタ装置への載置により、当該リーダ・ライタ装置に配置された第１の送受信コイルと結合する第２の送受信コイルと、前記第２の送受信コイルに誘起される信号を検波して前記リーダ・ライタ装置より送信されたデータを受信し、或いは前記第２の送受信コイルを駆動し、データを前記リーダ・ライタ装置に送信する信号処理回路と、を有する電子時計であって、
二次電池と、
前記第２の送受信コイルに誘起される電力により前記二次電池を充電する充電回路と、
を備えることを特徴とする電子時計。
【請求項２】
前記電力の送信、及び前記データの送受信は、同一の周波数帯の搬送波を利用した通信である、
ことを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
【請求項３】
前記周波数帯は１３．５６ＭＨｚの周波数帯である、
ことを特徴とする請求項２に記載の電子時計。
【請求項４】
前記充電回路は、前記二次電池に並列に接続される太陽電池を備える、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子時計。
【請求項５】
前記二次電池が最大定格を超えると、前記太陽電池の端子間を短絡するシャントレギュレータを備える、
ことを特徴とする請求項４に記載の電子時計。
【請求項６】
前記シャントレギュレータは、前記二次電池の充電電圧に応じて前記太陽電池の端子間を短絡する、
ことを特徴とする請求項５に記載の電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁誘導によりデータを送受信する通信機能、及び電磁誘導により供給された電力を用いて内部回路を動作させる機能を備えた電子時計が、例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００３／０２３５２５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の電子時計は、通信期間中においては当該電子時計とともに通信システムを構成する外部送受信装置から電力を供給されて動作する。しかしながら、特許文献１の電子時計は、充電機能を有さないため、外部送受信装置から電力を供給されない通信期間以外の期間においては、例えば電子時計に内蔵された一次電池が供給する電力により、時計としての各種動作（時刻表示動作等）を行う必要があった（特許文献１の第７ページ第２３行〜第２６行参照）。従って、従来において、電子時計が内蔵する一次電池が供給する電力供給能力が低下すると、通信期間以外の期間において、時計としての各種動作を行うことができなくなるという問題があった。
【０００５】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、二次電池を電磁誘導により充電する充電機能を備えた電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の電子時計は、リーダ・ライタ装置への載置により、当該リーダ・ライタ装置に配置された第１の送受信コイルと結合する第２の送受信コイルと、前記第２の送受信コイルに誘起される信号を検波して前記リーダ・ライタ装置より送信されたデータを受信し、或いは前記第２の送受信コイルを駆動し、データを前記リーダ・ライタ装置に送信する信号処理回路と、を有する電子時計であって、二次電池と、前記第２の送受信コイルに誘起される電力により前記二次電池を充電する充電回路と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の電子時計は、上記電子時計において、前記電力の送信、及び前記データの送受信は、同一の周波数帯の搬送波を利用した通信である、ことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の電子時計は、上記電子時計において、前記周波数帯は１３．５６ＭＨｚの周波数帯である、ことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の電子時計は、上記電子時計において、前記充電回路は、前記二次電池に並列に接続される太陽電池を備える、ことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の電子時計は、上記電子時計において、前記二次電池が最大定格を超えると、前記太陽電池の端子間を短絡するシャントレギュレータを備える、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の電子時計は、上記電子時計において、前記シャントレギュレータは、前記二次電池の充電電圧に応じて前記太陽電池の端子間を短絡する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子時計とともに通信システムを構成するリーダ・ライタ装置に載置すれば、電磁誘導により二次電池へ充電を行なうことができる。この二次電池への充電機能により、本発明の電子時計は、リーダ・ライタ装置との通信期間以外であっても、二次電池からの電力により時計としての各種動作を支障なく行うことができる。
また、電子時計が太陽電池を備える場合、夜間などの太陽電池による発電を行うことができない、或いは照度の低い場所において太陽電池による発電を行いにくいことがあっても、リーダ・ライタ装置へ載置すれば、電磁誘導により二次電池へ充電を行なうことができる。例えば、二次電池の電圧が低下している場合に先に太陽電池を光源に当てて二次電池を充電する必要もなくなり、通信を開始するまでに要する時間を短くすることもできる。また、例えば冬場など電子時計が上着の長袖に隠れて、太陽電池が光源に当てられる時間が短く、太陽電池が発電する時間が短くなった場合であっても、二次電池への充電を充分に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】電子時計１０を含む非接触充電及びデータ伝送システムの構成を示す図である。
【図２】太陽電池を備えない場合の充電回路１２の回路構成の一例を示す図である。
【図３】太陽電池を備える場合の充電回路１２の回路構成の一例を示す図である。
【図４】太陽電池を備える場合の充電回路１２の回路構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、電子時計１０を含む非接触充電及びデータ伝送システムの構成を示す図である。
図１に示すように、このシステムでは、電子時計１０を、例えばコンピュータ２００に接続されたリーダ・ライタ装置１００に載置することにより、電子時計１０を充電し、また電子時計１０とコンピュータ２００との間で種々のデータを入出力できるように構成されている。
そのため、リーダ・ライタ装置１００は、非接触により電子時計１０を充電し、また電子時計１０との間でデータを入出力するループアンテナ（以下、送受信コイル１０１）を備える。一方、電子時計１０においては、このリーダ・ライタ装置１００側の送受信コイル１０１に結合するループアンテナ（以下、送受信コイル１１）を備える。
【００１５】
このように、非接触充電及びデータ伝送システムにおいて、電子時計１０及びリーダ・ライタ装置１００の双方にループアンテナを設ける。リーダ・ライタ装置１００から電力あるいは電力と情報（データ、コマンド）を電子時計１０へ伝送するときは、例えば小電力ＩＣ通信技術（RFID；Radio Frequency Identification）に関する国際規格ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４４３において規定された周波数１３．５６ＭＨｚの交流信号を、リーダ・ライタ装置１００の送受信コイル１０１（第１の送受信コイル）に流して電磁波を励起する。この電磁波は、リーダ・ライタ装置１００に近接して置かれた電子時計１０の送受信コイル１１（第２の送受信コイル）により検波される。すなわち、電子時計１０及びリーダ・ライタ装置１００のループアンテナは、電力及び情報のエネルギーを伝送するためのアンテナとして機能する。
【００１６】
リーダ・ライタ装置１００は、ＵＳＢ１０２を介してコンピュータ２００に接続され、電源をコンピュータ２００から供給されるとともに、データ（例えば、電子時計１０のユーザについての認証用データ、電子マネー等の個人情報）のやり取りをコンピュータ２００及び電子時計１０との間で実行する。
リーダ・ライタ装置１００は、電子時計１０との間で上記データのやり取りを行なうため、例えば、発信器、変調器、電力増幅器、マッチング回路、復調器（以上、図１において不図示）、及び送受信コイル１０１を含んで構成される。発振器の発振周波数帯は上記の１３．５６ＭＨｚである。データ伝送の場合、発振器からの搬送波を変調器へ入力し、変調器は、コンピュータ２００からＵＳＢ１０２を介して入力されるデータにより搬送波を変調する。そして変調後の搬送波を電力増幅器で増幅し、マッチング回路を介して送受信コイル１０１から送信する。また、電力伝送のみの場合、発振器からの搬送波を無変調のままで送信する。
このリーダ・ライタ装置１００から電子時計１０の送受信コイル１１への電力送信、及びデータ送信は、送受信コイル１０１が生成する磁束が電子時計１０の送受信コイル１１と鎖交し、誘起電圧を励起することにより行われる。
【００１７】
一方、電子時計１０は、送受信コイル１１、通信用ＩＣ（以下集積回路Ｕ１）、充電回路１２、二次電池１３、中央処理演算ユニット１４（ＣＰＵ）、リードオンリーメモリ１５（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ１６（ＲＡＭ）、及び表示パネル１７を含んで構成される。
集積回路Ｕ１は、復調回路、変調回路（以上、図１において不図示）、及び整流回路（以下、ダイオードブリッジ１８）を含んで構成される。
集積回路Ｕ１が内蔵するダイオードブリッジ１８は、充電回路１２を構成し、送受信コイル１１に誘起された誘起電圧を整流して、接続点Ａに接続された平滑コンデンサＣ１を充電する。充電回路１２は、この接続点Ａの電圧を取り出し、二次電池１３を充電する回路である。なお、充電回路１２は、ダイオードブリッジ１８と充電電圧制御回路（図１においては、充電電圧制御回路１２ｅ）を含んで構成される。なお、充電電圧制御回路として本実施形態においては、充電電圧制御回路１２ａ〜充電電圧制御回路１２ｇがあるが、これらの詳細については後述する。
また、集積回路Ｕ１は、送受信コイル１１に誘起された誘起電圧を、内蔵する復調回路へ導き、リーダ・ライタ装置１００からのデータを復調し、復調後のデータを中央処理演算ユニット１４に対して出力する。ここで、同調コンデンサ１１ａは、送受信コイル１１と同調コンデンサ１１ａからなる並列共振回路を構成し、この並列共振回路の共振によって、リーダ・ライタ装置１００からの搬送波もしくは変調波（変調後の搬送波）の伝送効率向上を図るために設けられている。
【００１８】
電子時計１０からリーダ・ライタ装置１００へのデータ伝送時には、リーダ・ライタ装置１００は無変調の搬送波を送信して、電子時計１０へ電力供給のみを行っている。電子時計１０の集積回路Ｕ１では、ランダムアクセスメモリ１６から中央処理演算ユニット１４を介して読み出されたデータに応じて、例えば送受信コイル１１に接続された負荷抵抗（図示せず）とスイッチ（図示せず）とからなる変調回路（図示せず）において、データの“１”、“０”ビットに応じて、このスイッチをオン（導通）、オフ（非導通）する。このようにスイッチがオン、オフすると、送受信コイル１１に対する変調回路のインピーダンスが変動し、このインピーダンス変動がリーダ・ライタ装置１００の送受信コイル１０１へ電磁誘導により伝わり、送受信コイル１０１のインピーダンスが変動する。これにより、リーダ・ライタ装置１００の復調回路の入力部における電圧または電流、すなわちインピーダンスが、電子時計１０からの送信データに応じて変化する。リーダ・ライタ装置１００の復調回路では、上記の電圧また電流の変化を復調して、電子時計１０からのデータを取り出し、ＵＳＢ１０２を介してコンピュータ２００へ出力する。
【００１９】
ランダムアクセスメモリ１６は、電子時計１０に係る各種のデータ、例えば電子時計１０を携帯するユーザの各種個人情報を記憶する。なお、個人情報とは、上述の通り、例えば各種の認証用データ、電子マネーのデータ等である。これにより、電子時計１０はＩＣカード等の機能を担うことができるように構成されている。ランダムアクセスメモリ１６は、また中央処理演算ユニット１４のワークエリアとしても使用される。
リードオンリーメモリ１５には、中央処理演算ユニット１４がランダムアクセスメモリ１６をワークエリアとして使用しつつ、電子時計１０内の各部を制御する際、必要なプログラムが格納されている。
表示パネル１７は、中央処理演算ユニット１４から供給される所定周波数のクロック信号に基づき、現在時刻を表示する。
二次電池１３は、電子時計１０の動作用電力を供給する充放電可能な電池である。電子時計１０が非接触によりリーダ・ライタ装置１００から電力の供給を受け、充電回路１２がこの供給された電力の一部を用いて、二次電池１３を充電する。二次電池１３は、電子時計１０の各回路（集積回路Ｕ１、中央処理演算ユニット１４、リードオンリーメモリ１５、ランダムアクセスメモリ１６、及び表示パネル１７）に動作用電力を供給する。
【００２０】
中央処理演算ユニット１４は、電子時計１０の動作を制御するコントローラであり、電子時計１０がリーダ・ライタ装置１００に載置され、集積回路Ｕ１（信号処理回路）を介してリーダ・ライタ装置１００が送信したデータを受信すると、このデータを解析し、対応する処理を実行する。この処理は、ランダムアクセスメモリ１６に記録した個人情報を更新し、さらにはこの個人情報を追加記録し、或いはランダムアクセスメモリ１６に記録した個人情報を、集積回路Ｕ１を介してリーダ・ライタ装置１００に送信する処理である。なお、この処理に、コンピュータ２００の出力データにより表示パネル１７の動作を制御し、これによりコンピュータ２００が有する精度の高い時間情報により、電子時計１０で表示される時刻を時刻合わせする処理を含めてもよい。
【００２１】
以上の構成において、電子時計１０は、二次電池１３からの電力によって中央処理演算ユニット１４により表示パネル１７を駆動し、表示パネル１７はユーザに時刻を表示する。この電子時計１０は、例えばユーザが夜間に帰宅後、電子時計１０を腕より取り外してリーダ・ライタ装置１００に載置すると、リーダ・ライタ装置１００に配置された送受信コイル１０１が、電子時計１０の送受信コイル１１と結合する。これにより、リーダ・ライタ装置１００により送受信コイル１０１が駆動され、電磁誘導により送受信コイル１１に電力が誘起される。さらにこの電力が、ダイオードブリッジ１８を含んで構成される充電回路１２により整流、安定化され、二次電池１３が充電される。すなわち、電子時計１０は、非接触によりリーダ・ライタ装置１００から動作用の電力が供給され、この電力により二次電池１３が充電される。
【００２２】
また、ユーザによりコンピュータ２００が操作され、電子時計１０の個人情報の更新、記録が指示されると、ＵＳＢ１０２を介してリーダ・ライタ装置１００に対応するコマンドが送信される。リーダ・ライタ装置１００は、このコマンドを解析し、コマンドに続いてコンピュータ２００により得られる個人情報に応じて送受信コイル１０１を駆動する。電子時計１０においては、この送受信コイル１０１と結合する送受信コイル１１に誘起される高周波信号が集積回路Ｕ１により処理され、送受信コイル１１の駆動に供したコンピュータ２００からのデータが復号される。これにより、電子時計１０において、非接触による電力の供給系統を介して、電力と同様に非接触により、コンピュータ２００のデータが集積回路Ｕ１により受信される。中央処理演算ユニット１４は、このデータによりランダムアクセスメモリ１６の内容を更新し、ランダムアクセスメモリ１６に個人情報を記憶させる。
【００２３】
また、ユーザによりコンピュータ２００が操作され、電子時計１０に記録された個人情報の読み出しが指示されると、リーダ・ライタ装置１００においてコンピュータ２００からのコマンドが解析され、個人情報の読み出しを指示するデータにより送受信コイル１０１が駆動される。これにより、電子時計１０側においては、この読み出しを指示するコマンドが送受信コイル１１により受信されて、受信されたコマンドは集積回路Ｕ１を介して中央処理演算ユニット１４において解析される。そして、中央処理演算ユニット１４による解析結果により、ランダムアクセスメモリ１６に記憶された個人情報が集積回路Ｕ１に読み出される。集積回路Ｕ１は、この個人情報により送受信コイル１１を駆動する。一方、リーダ・ライタ装置１００側においては、送受信コイル１０１に誘起される高周波信号が処理され、これにより電子時計１０から送信された個人情報がリーダ・ライタ装置１００で受信される。また、リーダ・ライタ装置１００は、この個人情報をＵＳＢ１０２を介してコンピュータ２００に出力する。すなわち、電子時計１０は、ホスト装置であるコンピュータ２００に対して送出するデータについても、非接触による電力の供給系統を介して、非接触によりコンピュータ２００に提供することができる。
【００２４】
以上の構成により、電子時計１０を含む通信システムは、ループアンテナの結合により電力を非接触で供給し、充電回路１２により二次電池１３に蓄電すると共に、この電力の供給経路をデータの送受経路に使用することにより、ホスト装置との間でデータ交換することができる。特に、電磁誘導により送受信コイル１１に誘起される電力を、充電回路１２を用いて二次電池１３へ充電する構成をとることにより、長期間の使用においても十分な電子時計１０の動作保障を行うことができる。
以下では、充電回路１２の構成について、充電回路１２が太陽電池を備えない場合、太陽電池を備える場合に分け、それぞれの場合について説明する。
図２は、充電回路１２が太陽電池を備えない場合の充電回路１２の回路構成の一例を示す図である。図２（ａ）〜図２（ｃ）において、それぞれ充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ａ〜充電電圧制御回路１２ｃの回路構成を示す。図２（ａ）〜図２（ｃ）において、充電電圧制御回路１２ａ〜充電電圧制御回路１２ｃの入力側の接続点Ａは、ダイオードブリッジ１８の出力に接続され、出力側は二次電池１３の正極端子に接続される。
ここで、二次電池１３は、例えば、ＣＴＬ系電池と呼ばれる高電圧高容量の電池であり、負極にリチウムチタン酸化物、正極にリチウムコバルト酸化物も用いた二次電池である。
なお、電子時計１０の動作電圧が例えば２Ｖ〜２．７Ｖとすると、二次電池１３の電圧は最大２．７Ｖである。接続点Ａの電位は、電子時計１０の設計時に設計シミュレーション、或いは試作時の評価において、送受信コイル１１及び同調コンデンサ１１ａのサイズを決定することにより、例えば最大５Ｖとなるように設定される。
【００２５】
図２（ａ）は、充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ａの回路構成を示す。図２（ａ）に示すように、充電電圧制御回路１２ａは、ダイオードＤ１、シリーズレギュレータＵ２、抵抗Ｒ１を含んで構成される。
ダイオードＤ１は、アノード端子が接続点Ａに接続され、カソード端子がシリーズレギュレータＵ２の入力端子Ｉに接続される。ダイオードＤ１は、二次電池１３側から接続点Ａ側への電流が逆流することを防止するための逆流防止ダイオードである。
シリーズレギュレータＵ２において、入力端子ＩはダイオードＤ１のカソード端子に接続され、出力端子Ｏは抵抗Ｒ１の一端に接続され、グラウンド端子Ｇは接地される。
シリーズレギュレータＵ２は、負荷である二次電池１３、及び抵抗Ｒ１に対して直列に電圧制御素子が接続された、降圧のみ可能な連続電流の定電圧直流電源回路である。シリーズレギュレータＵ２は、例えばトランジスタ等の素子を負荷と直列に配置し、二次電池１３の最大定格電圧を超える電圧の分だけ電力を当該素子において消費し、ダイオードＤ１のカソード端子の電圧に電圧降下を発生させ、負荷である二次電池１３に一定の電圧が加わるように調整する。
抵抗Ｒ１は、一端がシリーズレギュレータの出力端子Ｏに接続され、他端が二次電池１３の正極端子に接続される。抵抗Ｒ１は、シリーズレギュレータＵ２から二次電池１３に対して過大な電流（ピーク電流）が突入することを防止するとともに、送受信コイル１１からの充電電流を制限して集積回路Ｕ１のデータ復調機能に影響を及ぼさないための電流制限抵抗である。
【００２６】
このように、充電電圧制御回路１２ａは、ダイオードブリッジ１８の出力により接続点Ａの電圧が例えば５Ｖまで大きくなった場合であっても、二次電池１３の電圧が、その最大定格電圧（例えば２．７Ｖ）を超えないように制御する回路である。また、充電電圧制御回路１２ａは、電子時計１０が通信を行っている場合、すなわち集積回路Ｕ１が動作中の場合であっても、ダイオードブリッジ１８から電流の供給を受け、二次電池１３を充電する。
【００２７】
図２（ｂ）は、充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ｂの回路構成を示す。なお、図２（ｂ）において、図２（ａ）と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。充電電圧制御回路１２ｂは、図２（ａ）に示す充電電圧制御回路１２ａにおいて、シリーズレギュレータＵ２とダイオードＤ１との位置を入れ替えた構成を備えている。すなわち、シリーズレギュレータＵ２の入力端子Ｉは接続点Ａに接続され、シリーズレギュレータＵ２の出力端子ＯはダイオードＤ１のアノード端子に接続される。ダイオードＤ１のカソード端子は抵抗Ｒ１の一端に接続される。充電電圧制御回路１２ｂは、上述した充電電圧制御回路１２ａと同様の働きをするが、充電電圧制御回路１２ａと相違して以下に説明する効果がある。すなわち、充電電圧制御回路１２ａでは、シリーズレギュレータＵ２の出力端子Ｏが抵抗Ｒ１を介して二次電池１３の正極端子に接続されているため、シリーズレギュレータＵ２は二次電池１３の充電電圧を消費する。一方、充電電圧制御回路１２ｂでは、シリーズレギュレータＵ２と二次電池１３との間にダイオードＤ１が介在するため、二次電池１３の充電電圧を消費することがない。ただし、ダイオードＤ１の順方向電圧分、シリーズレギュレータＵ２の出力電圧が降下するため、シリーズレギュレータＵ２の出力電圧値である定電圧の値は、この順方向電圧分だけ充電電圧制御回路１２ａに比べて高めに設定する必要がある。
【００２８】
図２（ｃ）は、充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ｃの回路構成を示す。なお、図２（ｃ）において、図２（ａ）、及び図２（ｂ）と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。充電電圧制御回路１２ｃは、図２（ａ）または図２（ｂ）に示す充電電圧制御回路において、シリーズレギュレータＵ２を除き、替わりにツェナーダイオードＤ３を二次電池１３と並列に配置した構成を備えている。すなわち、ツェナーダイオードＤ３のカソード端子を、二次電池１３の正極端子と接続された抵抗Ｒ１の他端に対して接続し、アノード端子を接地する構成としている。このツェナーダイオードＤ３は、定電圧を得る目的で、その降伏電圧が二次電池１３の最大定格電圧となるように、通常のダイオードの降伏電圧に比べて低くなるように設定されている。
【００２９】
このように、ツェナーダイオードＤ３は、二次電池１３に並列に挿入された素子であり、二次電池１３の正極端子と負極端子とを短絡（Ｓｈｕｎｔ）するように働き、二次電池１３の充電電圧が最大定格を超えないように二次電池１３の出力電圧を安定化する働きをするシャントレギュレータの一種である。すなわち、充電電圧制御回路１２ｃは、充電電圧制御回路１２ａ、及び充電電圧制御回路１２ｂと同様に、ダイオードブリッジ１８の出力により接続点Ａの電圧が例えば５Ｖまで大きくなった場合であっても、二次電池１３の電圧が、その最大定格電圧を超えないように制御する回路である。また、充電電圧制御回路１２ｃは、電子時計１０が通信を行っている場合、すなわち集積回路Ｕ１が動作中の場合であっても、ダイオードブリッジ１８から電流の供給を受け、二次電池１３を充電する。なお、シャントレギュレータの替わりに、同様の定電圧レギュレータとして機能を有する集積回路を用いてもよい。
【００３０】
続いて、充電回路１２の構成について、充電回路１２が太陽電池を備える場合について説明する。図３は、充電回路１２が太陽電池を備える場合の充電回路１２の回路構成の一例を示す図である。図３（ａ）は、太陽電池１９を備える場合の充電電圧制御回路の構成の一部を等価回路により示し、図３（ｂ）、及び図３（ｃ）は、それぞれ充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ｄ、充電電圧制御回路１２ｅの回路構成を示す。
まず、図３（ａ）を参照して、太陽電池１９を備える場合の充電電圧制御回路の構成の一部について説明する。
【００３１】
図３（ａ）の等価回路に示すように、充電電圧制御回路では、太陽電池１９と二次電池１３とが、電源電圧ＶＣＣと接地との間において並列に配置され、太陽電池１９のアノード端子と二次電池１３の正極端子との間には、ダイオードＤ２が設けられる。ダイオードＤ２は、アノード端子が太陽電池１９のアノード電極に接続され、カソード端子が二次電池１３の正極側に接続される。ダイオードＤ２は、二次電池１３側から太陽電池１９側に電流が逆流することを防止する働きをする。
シャントレギュレータＤ４は、トランジスタＴ１、コンパレータ２１、及び基準電圧発生回路２２を含んで構成される。コンパレータ２１は、その一方の端子（正転入力端子）が二次電池１３の正極端子に接続され、他方の端子（反転入力端子）が基準電圧発生回路２２の出力に接続される。トランジスタＴ１（Field effect transistor；FET）において、ドレイン端子は太陽電池１９のアノード端子、及びダイオードＤ２のアノード端子に共通に接続され、ゲートはコンパレータ２１の出力に接続され、ソースは接地される。
基準電圧発生回路２２は、コンパレータ２１が行う判定の際の基準電圧を生成する。ここで、基準電圧は二次電池１３の最大定格電圧よりやや低い、例えば２．６Ｖに設定される。
コンパレータ２１は、正転入力端子の電圧が基準電圧発生回路２２の出力電圧（基準電圧）より高い場合、Ｈレベルの判定結果信号を出力し、トランジスタＴ１をオンさせる。また、コンパレータ２１は、正転入力端子の電圧が基準電圧より低い場合、Ｌレベルの判定結果信号を出力し、トランジスタＴ１をオフする。
【００３２】
以上の構成により、シャントレギュレータＤ４は、二次電池１３の充電電圧を監視し、二次電池１３の充電電圧が基準電圧を超えると太陽電池１９のアノード端子及びカソード端子の間を短絡し、二次電池１３が最大定格電圧以上に充電されるのを防ぐ働きをする。
例えば、太陽電池１９は、遮光されていない場合、５Ｖ程度まで蓄電し、ダイオードＤ２を介して二次電池１３を最大定格電圧以上に充電してしまうが、シャントレギュレータＤ４により二次電池１３が最大定格電圧以上に充電されるのを防ぐことができる。
【００３３】
続いて、充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ｄ、充電電圧制御回路１２ｅの構成について図３（ｂ）及び図３（ｃ）を用いて説明する。なお、図３（ｂ）及び図３（ｃ）においては、図３（ａ）を用いて上述したシャントレギュレータＤ４を、ツェナーダイオードにリファレンス端子を設けた記号で示す。
図３（ｂ）は、充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ｄの回路構成を示す。なお、図３（ｂ）において、図２（ｂ）、及び図３（ａ）と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。充電電圧制御回路１２ｄは、図２（ｂ）に示す充電電圧制御回路１２ｂに対して、図３（ａ）に示すシャントレギュレータＤ４と、二次電池１３とシャントレギュレータＤ４のカソード電極との間に設けられる逆流防止ダイオードＤ２と、を加えた構成を備えている。また、シャントレギュレータＤ４に並列に太陽電池１９が配置される。すなわち、接続点Ａに対して、シリーズレギュレータＵ２、ダイオードＤ１、及び抵抗Ｒ１が直列に接続され、抵抗Ｒ１の他端に、逆流防止ダイオードＤ２のカソード電極が接続される。また、ダイオードＤ２のアノード電極にシャントレギュレータＤ４のカソード電極、及び太陽電池１９のアノード電極が並列に接続される。シャントレギュレータＤ４のリファレンス端子（図３（ａ）に示すコンパレータ２１の正転入力端子）は、二次電池１３の正極端子に接続される。
【００３４】
充電電圧制御回路１２ｄは、上述した充電電圧制御回路１２ａ〜充電電圧制御回路１２ｃと同様に、二次電池１３の充電電圧が最大定格電圧を超えないように働くが、この判定を二次電池１３の充電電圧に応じて行うことができる。
【００３５】
図３（ｃ）は、充電回路１２を構成する充電電圧制御回路１２ｅの回路構成を示す。なお、図３（ｃ）において、図２（ｃ）、及び図３（ａ）と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。充電電圧制御回路１２ｅは、図２（ｃ）に示す充電電圧制御回路１２ａに対して、ツェナーダイオードＤ３をシャントレギュレータＤ４に入れ替え、シャントレギュレータＤ４のカソード電極と二次電池１３との間に逆流防止ダイオードＤ２を設けた構成を備えている。また、シャントレギュレータＤ４に並列に太陽電池１９が配置される。すなわち、接続点Ａに対して、ダイオードＤ１、及び抵抗Ｒ１が直列に接続され、抵抗Ｒ１の他端に、逆流防止ダイオードＤ２のアノード電極、シャントレギュレータＤ４のカソード電極、及び太陽電池１９のアノード電極が並列に接続される。シャントレギュレータＤ４のリファレンス端子は、充電電圧制御回路１２ｄと同様に、二次電池１３の正極端子に接続される。
【００３６】
充電電圧制御回路１２ｅは、上述した充電電圧制御回路１２ｄと同様に、二次電池１３の充電電圧が最大定格電圧を超えないように働き、かつ、この判定を二次電池１３の充電電圧に応じて行うことができる。さらに、充電電圧制御回路１２ｅでは、充電電圧制御回路１２ｄに比べて、２つの定電圧レギュレータをシャントレギュレータＤ４の１つにできる構成であるので、充電電圧制御回路の回路構成を簡易化することができる。
【００３７】
なお、充電電圧制御回路１２ｄ、及び充電電圧制御回路１２ｅにおいて、シャントレギュレータを用いて二次電池１３の充電電圧を監視し、二次電池１３が最大定格以上に充電されないようにする構成を示した。しかしながら、図２（ｃ）を用いて説明した充電電圧制御回路１２ｃと同様にツェナーダイオードＤ３を用いてもよい。
図４は、ツェナーダイオードＤ３を用いた場合の充電電圧制御回路１２ｆ、及び充電電圧制御回路１２ｇの回路構成の一例を示す。なお、図４において、図３と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図４（ａ）に示す充電電圧制御回路１２ｆは、図３（ｂ）に示す充電電圧制御回路１２ｄにおいて、シャントレギュレータＤ４の替わりにツェナーダイオードＤ３を太陽電池１９と並列に配置した構成を備えている。また、図４（ｂ）に示す充電電圧制御回路１２ｇは、図３（ｃ）に示す充電電圧制御回路１２ｅにおいて、シャントレギュレータＤ４の替わりにツェナーダイオードＤ３を太陽電池１９と並列に配置した構成を備えている。
充電電圧制御回路１２ｆ、及び充電電圧制御回路１２ｇは、ダイオードブリッジ１８の出力により接続点Ａの電圧が例えば５Ｖまで大きくなった場合であっても、二次電池１３の電圧が、その最大定格電圧を超えないように制御する回路である。また、これら充電電圧制御回路は、電子時計１０が通信を行っている場合、すなわち集積回路Ｕ１が動作中の場合であっても、ダイオードブリッジ１８から電流の供給を受け、二次電池１３を充電する。
【００３８】
図１に戻って、電子時計１０は、リーダ・ライタ装置１００への載置により、リーダ・ライタ装置１００に配置された送受信コイル１０１（第１の送受信コイル）と結合する送受信コイル１１（第２の送受信コイル）と、送受信コイル１１に誘起される信号を検波してリーダ・ライタ装置１００より送信されたデータを受信し、或いは送受信コイル１１を駆動し、データをリーダ・ライタ装置１００に送信する集積回路Ｕ１（信号処理回路）と、を有する。
また、電子時計１０は、二次電池１３と、送受信コイル１１に誘起される電力により二次電池１３を充電する充電回路１２（集積回路Ｕ１におけるダイオードブリッジ１８と充電電圧制御回路１２ａ〜充電電圧制御回路１２ｇのいずれか１つの充電電圧制御回路）と、を備える。
【００３９】
本発明によれば、電子時計１０とともに通信システムを構成するリーダ・ライタ装置１００に載置すれば、電磁誘導により二次電池１３へ充電を行なうことができる。この二次電池１３への充電機能により、本発明の電子時計１０は、リーダ・ライタ装置１００との通信期間以外であっても、二次電池１３からの電力により時計としての各種動作を支障なく行うことができる。
また、電子時計１０が太陽電池１９を備える場合、夜間などの太陽電池１９による発電を行うことができない、或いは照度の低い場所において太陽電池１９による発電を行いにくいことがあっても、リーダ・ライタ装置１００へ載置すれば、電磁誘導により二次電池１３へ充電を行なうことができる。例えば、二次電池１３の電圧が低下している場合に先に太陽電池１９を光源に当てて二次電池１３を充電する必要もなくなり、通信を開始するまでに要する時間を短くすることもできる。また、例えば冬場など電子時計１０が上着の長袖に隠れて、太陽電池１９が光源に当てられる時間が短く、太陽電池１９が発電する時間が短くなった場合であっても、二次電池１３への充電を充分に行うことができる。
【００４０】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…電子時計、１１，１０１…送受信コイル、１１ａ…同調コンデンサ、１００…リーダ・ライタ装置、２００…コンピュータ、１２…充電回路、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，１２ｅ，１２ｆ，１２ｇ…充電電圧制御回路、１３…二次電池、１４…中央処理演算ユニット、１５…リードオンリーメモリ、１６…ランダムアクセスメモリ、１７…表示パネル、１８…ダイオードブリッジ、１９…太陽電池、Ｕ１…集積回路、Ｕ２…シリーズレギュレータ、Ａ…接続点、Ｃ１…平滑コンデンサ、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、Ｒ１…抵抗、Ｄ３…ツェナーダイオード、Ｄ４…シャントレギュレータ、２１…コンパレータ、２２…基準電圧発生回路、Ｔ１…トランジスタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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