JPS61176878A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は太陽電池等によって蓄電器に充電されたエネル
ギーにより駆動される電子時計に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より電池交換を出来るだけ行わなくてすむように太
陽電池と、ニッケルカドミウム電池等の二次電池を組合
わせた、いわゆる充電方式による電子腕時計が商品化さ
れているが、このような、電子時計では二次電池として
のニッケルカドミウム電池が、５年程度の寿命しかない
ため、実際には、リチェーム電池等の高容量電池を使用
した場合と同程度の電池寿命でしかなく、その目的を充
分に果たすことが出来なかった。

しかるに近年になって前記ニッケルカドミウム電池等の
二次電池に代る新しい蓄電器として電気二重層構造を有
する高容量コンデンサが開発されるにいたった。この高
容量コンデンサは本質的に長寿命であるとともに腕時計
に装着可能なボタン電池の大きさで３００ＣｍＦ３程度
の容量な有するため、完全充電状態にすれば、連続５０
時間に渡って時計を動作させることが出来るので、これ
を太陽電池と組合わせて通常の携帯条件下で使用した場
合、はとんど停止することなく使用することが出来、し
かも電池交換の不用な時計として使用することが出来る
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし上記の高容量コンデンサを電源とする時計は１回
の充電による動作時間が５０時間と比較的短いため、冬
期のごとく常時軸の長い衣服を着用している場合や、休
日等に於いて時計を机の引出しに放置した場合には光量
不足により充電が行われないため時計が停止することが
ある。そして、このようにして停止した時計は、机の引
出しから取り出して光を当てると再び動き始めるが、こ
こに一つ困った問題が発生する。すなわち、いったん停
止した時計を取り出して携帯した場合、時計は光が当る
とすぐに動き始めるので、携帯者が時計がいったん停止
したことに気がつかないことである。この停止によりて
遅れた時間が２〜３時間以上であれば、その大きな時間
誤差によって携帯者は時計が停止していたことに気がつ
き、ただちに遅れ時間を修正することが出来るが、この
停止によって遅れた時間が１０〜３０分の場合には、携
帯者は時計が停止したことに気がつかず、この時間誤差
のために電車に乗り遅れたり、人との約束の時間に遅れ
るというトラブルがある。

本発明は上記問題点を解決しようとするものであり、い
ったん停止した場合には、その停止時間がいくら短かく
ても携帯者が、必ず気付いて修正することが出来る電子
時計を提供することを目的としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に於ける電子時計の構成は、太陽電池等の発電手
段と、該発電手段からの起電力を蓄える蓄電器と該蓄電
器によって駆動される計時回路と該計時回路により駆動
される時刻表示装置と、時刻修正用の外部操作部材を備
えた電子時計に於いて、前記蓄電器の電圧低下を検出す
る電圧検出回路、不揮発性メモリ回路、前記時刻表示装
置の動作を制御する表示禁止回路を設け、前記不揮発性
メモリ回路は電圧検出回路の出力信号によって書込状態
となることにより表示禁止回路を動作状態となし、かつ
前記外部操作部材の操作信号によって消去状態となるこ
とにより表示禁止回路を非動作状態に復帰せしめること
を特徴とする。

〔実施例〕

以下図面により本発明の一実施例を説明する。

まず本発明の説明に先立ち本発明に使用する電気的に書
替可能な不揮発性メモリの一般的特性について説明する
。

第２図は電気的に書込と消去を行うＰチャネル型不揮発
性メモリの特性を示す特性図であって、不揮発性メモリ
のゲート電極に高い正電圧を印加すると、該不揮発性メ
モリはそれ以降、スレッショルド電圧（以下Ｖｔと略記
する）はデプレション方向となり、逆にゲート電極に高
い負電圧を印加すると、それ以降Ｖｔはエンハンスメン
ト方向となって動作する特性を示している。従って適当
な参照電位ｖ８に対してＶｔが高いか低いかを判定する
事により前記不揮発性メモリの状態を２値上記の如き不
揮発性メモリ（以下単にメモリと略記する）にデータを
記憶させるためには選択的に書込を行うか、又は選択的
に消去を行うかの２　　・つの方法が考えられる。

ここで書込とはＶｔをデプレション方向に移動させる事
、又消去とはＶｔをエンノ・ンスメント方向に移動させ
る事と定義すると、通常は選択的に書込む方法が一般的
である。この場合消去は一斉に行われる。即ち複数個の
メモリに対し、消去を無条件に一斉に行い、その後、書
込時に必要なメモリに対してだけ選択的に書込む。

第３図は、不揮発性メモリ回路の一例を示すものであり
、不揮発性メモリ４ａ、４ｂ・・・の各ソース電極及び
基板電極はそれぞれ電位Ｖｄｄに接続され、ドレイン電
極はそれぞれ負荷抵抗３ａ。

３ｂ・・・・・・を介して電位ｖ１．に接続され、ゲー
ト電極はそれぞれ抵抗体１ａ、１ｂ・・・・・・を介し
て書込・消去用電圧印加端子■ヨに接続されるとともに
制御用トランジスタ２ａ、２ｂ・・・・・・の各ドレイ
ン電極に接続される。該トランジスタ２ａ、２ｂ・・・
・・・のソース電極及び基板電極はそれぞれダイオード
５ａ、５ｂを介して電位ＶＳＳに接続され、各ゲート電
極はデータ入力線り、、Ｄ、・・・・・・どなる。この
回路の消去・書込み手順は次の様になる。

先ず、端子Ｖ、を負の高電圧に引いた場合、前記トラン
ジスタ２ａ、２ｂ・・・・・・がどの様な状態にあって
も前記ダイオード５ａ、５ｂ・・・・・・に阻止されて
、前記抵抗体１ａ、１ｂ・・・・・・等にはそれぞれ電
流が流れる事がない。従って前記メモ＋Ｊ　４　ａ、４
ｂ・・・・・・の各ゲート電極には負の高電圧が印加さ
れるため、該メモリ４ａ、４ｂ・・・・・・は全てエン
ハンスメント状態となる。

次に前記端子■ヨに正の高電圧を印加した場合には、も
し前記データ入力線り、の電位がＶｄｄレベルであれば
、前記トランジスタ２ａはオン状態であるから、該トラ
ンジスタ２ａと前記ダイオード５ａを介して電流が流れ
、前記メモリ４ａのゲート電極には高電圧が印加されず
、従って該メモリ４ａはエンハンスメント状態のままで
ある。

又前記端子■ヨに正の高電圧を印加した時に、例えば前
記データ入力線Ｄ２の電位がＶＳＳであると、前記トラ
ンジスタ２ｂはオフ状態であるから前記メモリ４ｂのゲ
ート電極には正の高電圧が印加され、該メモリ４ｂはデ
プレション状態に変化する。

上記一連の動作によって選択書込みが行われた第３図の
不揮発性メモリ回路について実際の電圧値を当てはめて
見るとｖ８．を基準としてｖＤＤが１．５ｖ、書込・消
去用電圧印加端子ｖＭへの供給電圧を±２５ｖ（書込電
圧＋２５Ｖ　　消去電圧−２５Ｖ）としてメモリ４ａｆ
ｔ畜込、メモリ４ｂを消去状態にしたとすると、メモリ
４ａのＶｔは＋４ｖ、又メモリ４ｂのＶｔは一４ｖとな
る。したがってメモリ４ａ及び４ｂのゲート電極をＯｖ
の参照電位にすることによってメモリ４ａはＯＮ。

メモリ４ｂはＯＦＦ状態となるためメモリ４ａの出力端
子０．にだげＶＤＤレベルの１信号が出力される。

以上が不揮発性メモリ回路の一般的動作であり、以下本
発明による電子時計のブロック図である第１図により本
発明の蓄電器と不揮発性メモリを備えた電子時計の構成
を説明する。

第１図に於いて、１０は計時回路、１１は基準発振回路
、１２は分周回路であり、前記基準発振回路１１よりの
発振信号を分周してＩ　Ｈｚの分局信号を出力し波形成
形回路１３によって１秒周期の計時信号Ｐｔを作成する
。

１４はモータ駆動回路、１５はパルスモータ、１６は時
刻表示装置としての運針表示装置であり、前記計時信号
Ｐｔによって運針表示装置１６を駆動し、時刻表示を行
っている。

１７は発電手段としての太陽電池、２１は太陽電池１７
からの起電力を蓄える蓄電器であり、本実施例に於ては
、電気二重層構造を有する高容量コンデンサを使用して
いる。１８は起動用の補助蓄電器であり本実施例に於い
ては１０（μＦ〕程度の容量を有するタンタルコンデン
サを使用しており、５０．５１．５２．５３は蓄電器２
１及び補助蓄電器１８に対して充放電回路を構成するダ
イオードである。

そして前記太陽電池１７、蓄電器２１、補助蓄電器１８
及びダイオード５０，５１．５２．５３とにより半永久
的に使用可能な電源回路５４を構成している。

２２は前記電源回路５４の電圧低下を検出する電圧検出
回路であり、電源回路５４の端子電圧Ｖ、が予め定めら
れた値以下に低下したのを検出した時、ＢＤｆｉ子に論
理１の警告信号Ｅ。を発生する。２６は不揮発性メモリ
回路であり、不揮発性メモリ２４と、該不揮発性メモリ
２４の書込み及び消去を行うための高電圧を発生する駆
動回路２５により構成されている。

５５は時刻修正用の外部操作部材によって制御されるリ
セットスイッチ、５６は、リセットスイッチ５５の操作
信号をパルス信号Ｐｒに変換するパルス化回路、５７は
前記パルス信号Ｐｒをセット入力、不揮発性メモリ２４
の出力信号Ｖ、なりセット入力とするセットリセット型
フリップフロップ（以下Ｒ８−ＦＦと略記する）、５８
はＡＮＤゲートであり、このＲ８−ＦＦ５７とＡＮＤゲ
ート５８とにより表示禁止回路５９を構成している。

次に上記構成を有する電子時計の動作について説明する
。

まず電源回路５４の出力電圧Ｖｓが充分高℃・通常状態
に於いては、前記表示禁止回路５９を構成するＲ８−Ｆ
Ｆ５７の出力Ｑが論理１となっているためＡＮＤゲート
５８がＯＮ状態となっている。

したがって前記計時回路１０は基準発振器１１、分周回
路１２及び波形成形回路１６によって１秒周期の計時信
号ｐｔを発生し、この計時信号ＰｔはＯＮ状態にあるＡ
ＮＤゲートを通過してモータ駆動回路１４に供給され、
パルスモータ１５によって運針表示装置１６を駆動する
ことにより時刻表示を行っている。

そして、この通常状態は前記電源回路５４の出力電圧ｖ
ｓが電圧検出回路２２の動作電圧に達しない間は維持さ
れ続ける。

そして、この通常状態に於ける不揮発性メモリ２６の動
作は、前記電圧検出回路２２の出力端子ＢＤは論理Ｏに
保持されているため不揮発性メモリ回路２３を構成する
駆動回路２５は非動作状態となっており、又不揮発性メ
モリ２４は消去状態となっているため状態設定信号Ｖ、
は出力されず、したがって表示禁止回路５９に対する状
態設定は行われない。

次に上記電子時計の停止時及び再発進時の動作について
説明する。

前述のごとく電源回路５４は、太陽電池１７に入射光が
なくなっても蓄電器２１に蓄えられたエネルギーによっ
て出力電圧ｖ８を時計回路１０の動作レベルに維持する
ことが可能であるが、前記太陽電池１７に対する入射光
のない状態が５０時間程度に渡ると蓄電器２１のエネル
ギーが不足することにより出力電圧Ｖ、が低下し、やが
て計時回路１０の動作が停止するとともに前記電圧検出
回路２２が予め定められた検出レベルに於いて動作し、
出力端子ＢＤに警告信号ＩＥ４Ｄを出力する。

そしてこの警告信号ＥＩＤを書込信号として書込み端子
Ｗに供給された駆動回路２５は書込・消去用電圧印加端
子■つに＋２５Ｖの書込電圧を発生し、不揮発性メモリ
２４を書込状態とする。この結果不揮発性メモリ２４よ
り表示禁止回路５９に対してルベルの状態設定信号Ｖ、
が供給され、この信号■ｒをＲ端子に供給されたＲ８−
ＦＦ５７は強制的にリセットされる。そして上記一連の
停止動作により電子時計は、その動作を停止するが、前
記不揮発性メモリ２４は書込状態を記憶しつづける。

次に前記太陽電池１７に入射光が再開することによる電
子時計の再発進動作を説明する。

太陽電池１７に光が入射されると蓄電器２１及び補助蓄
電器１８は充電を再開するが、蓄−電器２１は容量が比
較的太きいため、その端子電圧は徐々に上昇し始め、計
時回路１０の動作レベル迄上昇するのに数分間の充電時
間を必要とする。これに対して補助蓄電器１８は容量が
比較的小さいため、その端子電圧は瞬間的に計時回路１
０の動作レベルに上昇することが出来るため、前記計時
回路１０の動作は、光再入射時の一定時間は補助蓄電器
１８のエネルギーによって行われ、この間に充電される
蓄電器２１のエネルギーによって５０時間の維持動作が
行われるものである。

しかし上記する光の再入射によって電源回路５４の出力
電圧Ｖ、が上昇することにより計時回路１０も動作を再
開し、計時信号Ｐｔを発生するが、前記表示禁止回路５
９のＲ８，ＦＦ５７が不揮発性メモリ２４からの状態設
定信号Ｖ、によってリセットされているためＡＮＤゲー
ト５８によって計時信号Ｐｔが阻止され、運針表示装置
１６による時刻表示動作は行われない。

すなわち、一度停止した電子時計が光の再入射によって
エネルギーを回復しても不揮発性メモリ２４によって運
針表示が禁止され続けることにより、携帯者に警告を行
うものである。

そして携帯者が外部操作部材を操作して前記運針表示装
置１６の指針修正を行うと、この外部操作部材によって
リセットスイッチ５５がＯＮとなりパルス化回路５６よ
りパルス信号Ｐｒが発生し、Ｒ３−ＦＦ５７のＳ端子と
駆動回路２５のＥ端子に供給される。この結果、駆動回
路２５の動作によって不揮発性メモリ２４の状態設定信
号ｖ２が消滅するとともにＲ８−ＦＦ５７がセットされ
、ＡＮＤゲート５８が、ＯＮ状態に復帰する。

すなわち外部操作部材によって運針表示装置°１６の指
針が正しい時刻に修正されるとともにＡＮＤゲート５８
を通過する計時信号Ｐｔ＆ＣＪ：って正常な時刻表示動
作が再開される。

次に第４図に示すブロック図により第１図に示す不揮発
性メモリ回路２３の具体的構成の一例を説明する。

前記駆動回路２５は２５Ｖの高電圧ＶＤＤＩＩを発生す
る昇圧回路３０、高電圧ＶＤ□を蓄えるためのコンデン
サ６１、該コンデンサ６１に蓄えられた高電圧ＶＤ□を
書込・消去用電圧印加（子ｖＭに書込電圧、又は消去電
圧として切換出力するための６個のスイッチ５２８〜３
２ｆ、前記昇圧回路６０の動作時間を制御するタイマー
３３、前記スイッチ３２ａ〜３２ｆを制御するタイマー
３４．２個のセットリセット型フリップフロップ（以後
Ｒ３，ＦＦと略記）６５．６６．２個のＡＮＤゲート６
７．６８、ＯＲゲート６９、インバータ４０、パルス化
回路４１により構成されており、又不揮発性メモリ２４
は第３図と同様Ｐチャネル型不揮発性メモリ２４ａと、
そのドレイン電極に接続された負荷抵抗２４ｂ及びゲー
ト電極に接続されたバイアス抵抗２４Ｃにより構成され
ている。

次に上記構成を有する不揮発性メモリ回路２６の書込及
び消去動作を説明する。

まず消去状態にある不揮発性メモリ２４の書込動作につ
いて説明すると第１図にて説明したように電圧検出回路
２２から書込端子Ｗに書込信号ＥＩＤが供給されるとＲ
８−ＦＦ３５がセットされＡＮＤゲート３７をＯＮ、Ａ
ＮＤゲート６８をＯＦＦにする。

又Ｒ８＠ＦＦ３５の立上り信号はＯＲゲート３９を通過
したのちパルス化回路４１によってパルスとなりＲ８，
ＦＦ３６をセットする。この結気〃 果Ｒ８−ＦＦ３６の出力Ｑが１となることによって昇圧
回路３０が動作を開始し、発生した高電圧Ｖ　ＤＤＲを
ＯＮ状態にあるスイッチ３２ａ、３２ｂを介してコンデ
ンサ３１に充電を行うとともに、１（Ｓ−ＦＦ３６の出
力端子ＱがＯになることによってタイマー３３はリセッ
トが解除されクロック５ｉｊｃの計数動作を開始する。

そしてタイマー３６の定められた動作時間が経過すると
その出力端子Ｑより出力信号１を馨発生してＲ８，ＦＦ
３６をリセットすることにより昇圧回路６０とタイマー
３３の動作を停止させると同時にタイマー６４をスター
トさせる。

前記タイマー６４はスタートから一定時間その出力端子
Ｑにルベルの信号ｙＪａを発生し、この信号ダ、はイン
バータ４０を介してスイッチ３２ａ、３２ｂをＯＦＦす
るとともに、Ｒ８−ＦＦ６５の出力端子ＱによってＯＮ
されているＡＮＤゲート６７を通過し、スイッチ５２Ｃ
，３２ｅをＯＮ状態にする。この結果コンデンサ６１に
充電された高電圧ＶＤＤＲがスイッチ３２Ｃ，３２ｅを
介１−て書込−消去用雷王印加端子Ｖ、、に＋２５ｖの
書込電圧として供給されることにより不揮発性メモリ２
４を書込状態とする。そして前記駆動回路２５はタイマ
ー３４の動作が終了して信号ダ。

が消えることによりスイッチ３２Ｃ１３２ｅがＯＦＦ、
スイッチ３２ａ、３２ｂｆＪＺＯＮに復帰し、書込・消
去動作の準備状態となる。

尚上記書込動作によって書込状態となった不揮発性メモ
リ２４のＰチャネル型不揮発性メモリ２４ａはそのゲー
トを抵抗２４Ｃを介してＱＶの参照電位に保持すること
によってＯＮ状態となり、出力端子にルベルの状態設定
信号Ｖ、を出力する。

次に書込状態にある不揮発性メモリ２４の消去動作につ
いて説明する。

第１図にて説明したようにパルス化回路５６よりのパル
ス信号Ｐｒが消去信号として駆動回路２５の消去端子Ｅ
に供給されるとＲ８−ＦＦ３５がリセットされることに
より出力Ｑが０、出力Ｑが１となりＡＮＤゲート３７が
ＯＦＦ、ＡＮＤゲート３８をＯＮにする。

又前述の書込動作と同様にＲ８−ＦＦ３５の立上り信号
によってＲ５−ＦＦ３６がセットされることにより一連
の昇圧動作が行なわれたのちタイマー６４からの信号ｙ
３ａが出力されるが、この信号戸２はＲ３−ＦＦ３５の
出力可によってＯＮ状態にあるＡＮＤゲート６８を通過
し、スイッチ３２ｄ、３２ｆをＯＮ状態にする。この結
果コンデンサ６１に充電された高電圧ＶＤＤＩＩはスイ
ッチ３２ｄ、３２ｆを介して端子Ｖ、に逆向に供給され
ることにより一２５Ｖの消去電圧となって不揮発性メモ
リ２４を消去する。

尚前記タイマー３３の動作時間は昇圧回路３０が動作す
ることによって発生された高電圧Ｖ　００１１がコンデ
ンサ６１に対して十分に充電させるのに必要な時間であ
り、又タイマー６４の動作時間は高電圧ＶＤＤ１１によ
って前記不揮発性メモリ２４の書込及び消去を行うのに
適した時間となっている。

〔発明の効果〕

上記のごとく本発明によれば、光量不足によって時計が
停止した場合は、不揮発性メモリにょってこれを記憶し
ておき、光の再入射時にも前記不揮発性メモリの制御に
よって時刻表示装置の動作を停止することによって携帯
者に警告し、且つ携帯者が、外部操作部材によって時刻
表示装置の修正を行うことによりて前記時刻表示装置の
動作を再開させているため、携帯者は、どんなに短時間
の時刻停止に対しても正確に気付いて修正することが可
能となり、充電方式を採用した電子時計の信頼性を著し
く高めることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第２図は一般的なＰチャネル型不揮発性メモリの特性図
、第３図は不揮発性メモリ回路の回路図、第１図は本発
明に於ける電子時計のブロック図、第４図は第１図に示
す不揮発性メモリ回路の具体例を示すブロック図である
。 １０・・・・・・計時回路、 ２３・・・・・・不揮発性メモリ回路、１６・・・・・
・運針表示装置、 ５４・・・・・・電源回路、 ５８・・・・・・表示禁止回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽電池等の発電手段と、該発電手段からの起電力を蓄
   える蓄電器と該蓄電器によって駆動される計時回路と該
   計時回路により駆動される時刻表示装置と、時刻修正用
   の外部操作部材を備えた電子時計に於いて、前記蓄電器
   の電圧低下を検出する電圧検出回路、不揮発性メモリ回
   路、前記時刻表示装置の動作を制御する表示禁止回路を
   設け、前記不揮発性メモリ回路は電圧検出回路の出力信
   号によって書込状態となることにより表示禁止回路を動
   作状態となし、かつ前記外部材作部材の操作信号によっ
   て消去状態となることにより表示禁止回路を非動作状態
   に復帰せしめることを特徴とする電子時計。