説明

時計回路および電子時計

【課題】低消費電力の1/1000秒桁を計時することができるクロノ機能を実現すること。
【解決手段】発振回路11と、発振回路11から出力される基準信号を分周し、各種クロック信号を出力する分周回路12と、分周回路12から出力される第1のクロックをカウントし、時刻計時をおこなうとともに、各種クロック信号を出力する時刻カウンタ21と、第1のクロックまたは時刻カウンタから出力されるクロック信号をカウントし、任意の時間を計測可能な任意時間計測カウンタであるクロノカウンタ22と、を有し、クロノカウンタ22と同期し、発振回路11から出力される、第1のクロックより高周波の第2のクロックをカウントする補助カウンタ24を有するので、従来の時計回路に、補助カウンタ24を追加するだけの簡単な改良で、1/1000秒桁までカウントすることが可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、時計回路およびその時計回路を備えた電子時計に関し、特に、発振回路と、分周回路と、時刻カウンタと、任意時間計測カウンタと、を有する時計回路およびその時計回路を備えた電子時計に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、デジタル表示の機能時計では、LCDドライバ付きの1チップマイコンがよく使用されるが、そのほかにLCD駆動ICとマイコンICの2チップ構成もよく使用される。また、LCDドライバに計時機能を持たせて、通常おこなわれる計時処理などのルーチン作業はLCDドライバで実行させ、複雑な処理が必要な場合(たとえば、日の更新タイミングなど)のみマイコンを駆動することで、低消費電力化を実現するシステムが提案されている(たとえば下記特許文献1参照)。
【0003】
図3は、従来技術にかかる電子時計の構成を示す説明図である。図3において、従来技術にかかる電子時計は、マイコン1とLCD駆動IC2とLCD3とから構成される。マイコン1において、発振回路(OSC)11から出力される32768Hzの基準信号を、分周回路(Div)12で分周し、256Hzのクロック信号とする。
【0004】
また符号13は論理周波数調整(Df調)回路であり、分周回路(Div)12の分周比を変更する、具体的には適切な周期(10秒など)で分周回路(Div)12を構成するフリップフロップをセット/リセットすることで、時計の1Hzの精度(歩度)を調整する。論理周波数調整(Df調)回路13は、公知の構成であるので(たとえば、特許文献2参照)、説明は省略する。なお、論理周波数調整を以降「Df調」と称する。このように、論理周波数調整(Df調)回路13によって、256HZのクロック信号は、完全なDf調データを含んで、マイコン1からLCD駆動IC2へ出力される。
【0005】
LCD駆動IC2は、時刻カウンタ21と、クロノカウンタ22と、LCDドライバ23とを備えている。時刻カウンタ21は、マイコン1の分周回路12から出力されたDfデータ込みの256Hzを入力し、入力された256Hzのクロック信号を、時刻カウンタ21内の分周回路(Div)31によって1Hzに分周し、分周された1Hzに基づいて回路(TK)32によって時刻データを生成して、生成された時刻データを出力する。また時刻カウンタ21内の分周回路(Div)31によって、入力された256Hzを100Hzのクロック信号として出力する。
【0006】
クロノカウンタ22は、クロノ許可信号を受け取ることによって、時刻カウンタ21から出力された100Hzのクロック信号を入力し、クロノカウンタ(CC)33において1/100秒桁をカウントするとともに、上記100Hzのクロック信号を10Hzに分周してもう一つのクロノカウンタ(CC)34に出力し、クロノカウンタ(CC)34において、1/10秒桁を計測する。そして2つのクロノカウンタ33および34をあわせて1/100秒桁以上のクロノデータを生成して、生成されたクロノデータを出力する。
Dfデータ込みの256Hzから作成された100Hzを使用することにより、クロノカウンタ(CC)33で作成される1Hz信号(図示を省略)も、時刻カウンタ21の1Hzと同じ精度を有することができる。
【0007】
時刻カウンタ21から出力された時刻データおよびクロノカウンタ22から出力されたクロノデータは、LCDドライバ23に入力される。LCDドライバ23は、クロノデータをデコードするデコーダを含み、デコーダによってデコードされた数値をLCDドライバ23によってLCD3を制御することで、LCD3にクロノデータにかかる数値を表示するものであった。
【0008】
【特許文献1】特開昭55−142272号公報
【特許文献2】特開昭57−132243号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
近年は、クロノ表示において、従来の1/100秒桁表示のみならず、1/1000秒桁表示をおこなうニーズが高まっている。しかしながら、従来の時計回路およびその時計回路を備えた電子時計では、上述のように、256Hzを基準クロックに使用しているので、1/1000秒桁に対応することができないという問題点があった。
【0010】
そして、1/1000秒桁をカウントするには、1024Hz以上の高周波数のクロックを基準とする必要がある。その手法としては、たとえば、分周回路12によって、32768Hzを1024Hzに分周するとともに、Df調回路13によってDf調整を分周した1024Hz以下で完結させることが考えられる。しかしながら、この手法では、周波数調整幅が狭くなり、発振回路11に用いられている水晶振動子などの制約が大きくなるという問題点があった。
【0011】
また別の手法として、一般的な機器で実施されているコンデンサによる周波数調整によりおこなうことが考えられる。しかしながら、この手法では、自動化が難しく、発振回路における消費電流が増大してしまうという問題点があった。また、いずれの手法にしても、基準クロックが、256Hzから1024Hzになることにより、LCD駆動IC2の消費電流が大きくなってしまうという問題点があった。
【0012】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、低消費電力でより計時精度が高いクロノ機能を実現することができる時計回路およびその時計回路を備えた電子時計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】
【0013】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる時計回路は、発振回路と、前記発振回路から出力される基準信号を分周し、各種クロック信号を出力する分周回路と、前記分周回路から出力される第1のクロックをカウントし、時刻計時をおこなうとともに、各種クロック信号を出力する時刻カウンタと、前記第1のクロックまたは前記時刻カウンタから出力されるクロック信号をカウントし、任意の時間を計測可能な任意時間計測カウンタと、を有する時計回路において、前記任意時間計測カウンタと同期し、前記分周回路から出力される、前記第1のクロックより高周波の第2のクロックをカウントする補助カウンタを有することを特徴とする。
【0014】
また、この発明にかかる時計回路は、上記の発明において、前記分周回路の分周比を調節することによって時計の歩度を調節する論理周波数調整回路を備え、前記第1のクロックが前記論理周波数調整回路によって歩度調整されたクロックであることを特徴とする。
【0015】
また、この発明にかかる時計回路は、上記の発明において、前記補助カウンタが、前記任意時間計測カウンタの入力信号の変化点で0リセットされることを特徴とする。
【0016】
また、この発明にかかる時計回路は、上記の発明において、前記補助カウンタが、前記任意時間計測カウンタの入力信号の変化点前に最上位数値に達した場合は、当該変化点になるまで、当該最上位数値をカウンタ値とすることを特徴とする。
【0017】
また、この発明にかかる時計回路は、上記の発明において、前記補助カウンタの停止時は、前記第2のクロックの前記補助カウンタへの入力を禁止する制御部を備えたことを特徴とする。
【0018】
また、この発明にかかる時計回路は、上記の発明において、前記任意時間計測カウンタが、1/100秒桁までを計時するクロノカウンタであり、前記補助カウンタが1/1000秒桁を計時するカウンタであることを特徴とする。
【0019】
また、この発明にかかる電子時計は、上記のいずれか一つの時計回路と、表示手段と、前記時刻カウンタ、前記任意時間計測カウンタ、前記補助カウンタのカウント値を入力し、前記表示手段を制御して表示をおこなう表示駆動回路と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0020】
本発明によれば、低消費電力の1/1000秒桁を計時することができるクロノ機能を実現することが可能な時計回路およびその時計回路を備えた電子時計が得られるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0021】
以下に添付図面を参照して、この発明による時計回路およびその時計回路を備えた電子時計の実施の形態を詳細に説明する。
【0022】
(電子時計の構成)
図1は、この発明の実施の形態にかかる電子時計の構成を示す説明図である。なお、図3に示す従来技術にかかる電子時計の構成と同一部分については同一の符号を付してその説明を省略する。
【0023】
図1において、この発明の実施の形態にかかる電子時計は、図3に示す従来技術の電子時計に対して、1/1000秒桁を専用にカウントする専用カウンタ(補助カウンタ24)を追加する。そして、1/1000秒桁専用カウンタである補助カウンタ24には、1024Hzを入力し、1/1000秒桁のみをカウントし、カウント値データを、LCDドライバ23へ出力する。
【0024】
ただし、1/100秒桁以上をカウントするクロノカウンタ22に対しては、1/1000秒桁のカウント値は出力しない。これは、Dfデータが完全である、256Hzから分周した100Hzと、Dfデータが不完全である1024Hzとでは同期が取れないからである。すなわち、1024Hzは、1/1000秒桁をカウントする場合にのみ使用する。
【0025】
マイコン1において、分周回路(Div)12は、発振回路(OSC)11から出力される32768Hzの基準信号を256Hzのクロック信号に分周し、論理周波数調整(Df調)回路13によって、完全なDf調データを含んで、LCD駆動IC2へ出力するとともに、32768Hzの基準信号を1024Hzのクロック信号に分周し、論理周波数調整(Df調)回路13によるDf調データを含まない、いわゆるDfデータ不完全の状態でLCD駆動IC2へ出力する。
【0026】
補助カウンタ(CC100)24は、1/1000秒計時許可信号を受け取ることによって、マイコン1から出力された1024Hzのクロック信号を入力し、1/1000秒桁をカウントする。その際、時刻カウンタ21から出力された100Hzのクロック信号の変化点を0リセット信号として入力する。このように、100Hzのクロック信号の立ち上がり/立ち下がり(1/1000秒の本来の0秒タイミング)で0リセットすることにより、100Hz信号と1024Hz信号との同期合わせをすることができる。なお、補助カウンタ(CC100)の詳細については後述する。
【0027】
そしてクロノカウンタ22の2つのクロノカウンタ33および34をあわせて1/100秒桁以上のクロノデータを生成して、生成されたクロノデータを出力するとともに、補助カウンタ24から1/1000秒桁のクロノデータを出力する。出力された1/100秒桁以上のクロノデータと、1/1000秒桁のクロノデータをあわせて1/1000秒桁までのクロノデータとして出力する。
【0028】
時刻カウンタ21から出力された時刻データおよびクロノカウンタ22から出力されたクロノデータは、デコーダ機能を含むLCDドライバ23によって入力され、LCD3によってその数値が表示されることになる。
【0029】
ここで256Hzのクロック信号から100Hzのクロック信号を作成する方法について説明する。256Hzの周期は約4mSであるので256Hzのクロック2.5発分は約10mSとなり、100Hzのクロック信号のほとんどは256Hzの2.5発(1024Hzのクロックが10発分)で作成されている。しかしながら、256Hzの2.5発で作成した100Hz信号を100回カウントした場合、100Hzという観点では1秒にならなくてはならないが、256Hzのクロックは250発分であり、1秒になるには256Hzのクロックが6発分不足している。
【0030】
このため、100Hzのクロック信号は256Hzのクロック2.5発分のクロックを94発と256Hzのクロック3.5発分のクロックを6発、1秒間の中で混在したクロックとなっている。このため、100Hzのクロック信号で256Hzのクロック3.5発分のクロックが発生したときは1024Hzのクロックが14発カウントすることになる。
【0031】
また、256Hzの信号にDf調が発生した場合、256Hzの周期(約4mS)が±約2mS(1024Hz2発分)伸び縮みするため、前述の内容とあわせると100Hz信号のクロック信号は約8mS〜16mS(1024Hzでは8発〜16発分)変動する場合がある。このため、補助カウンタ値が最上位数値(具体的には、たとえば「9」)にならない内に100Hzの桁が変化したり、補助カウンタ値が最上位数値(具体的には、たとえば「9」)になっても100Hzの桁が変化しなかったりする場合がある。
【0032】
(補助カウンタの動作の内容)
つぎに、補助カウンタ(CC100)24の動作の内容について説明する。図2は、補助カウンタ(CC100)24の動作の内容を示すフローチャートである。図2のフローチャートにおいて、まず、1/1000秒桁の許可信号が入力されたか否かを判断する(ステップS201)。ここで、許可信号が入力されるのを待って、入力された場合(ステップS201:Yes)は、補助カウンタ値を「0」にリセットし(ステップS202)、そのカウンタ値すなわち「0」を1/10000秒桁のクロノデータとして出力する(ステップS203)。
【0033】
つぎに、任意時間計測カウンタの入力信号、すなわち時刻カウンタ21から出力されクロノカウンタ22へ入力される100Hzのクロック信号の変化点であるか否かを判断する(ステップS204)。100Hzのクロック信号なので、1/100秒ごとに変化点が発生しており、その変化点であるか否かを判断する。
【0034】
ここで、未だ変化点がない場合(ステップS204:No)は、マイコン1の分周回路12からの1024Hzのクロック信号を入力する(ステップS205)。そして、補助カウンタ値がすでに最上位数値(具体的には、たとえば「9」)になっているか否かを判断する(ステップS206)。
【0035】
ここで、補助カウンタ値が未だ最上位数値ではない場合(ステップS206:No)は、補助カウンタ値を1アップし(ステップS207)、ステップS203へ戻って、1アップした補助カウンタ値をクロノデータとして出力する。補助カウンタ値が最上位数値である場合(ステップS206:Yes)は、補助カウンタ値は最上位数値「9」のまま、ステップS203へ戻る。ステップS203では、補助カウンタ値「9」をクロノデータとして出力する。
【0036】
このように、ステップS203〜S207を繰り返しおこなう。そして、ステップS204において、入力信号の変化点があった場合(ステップS204:Yes)は、ステップS202へ戻って、補助カウンタを「0」にリセットし(ステップS202)、ふたたび、ステップS203〜S207を繰り返し実行する。
【0037】
これによって、1/1000秒間の10カウントがずれて、上記100Hz信号のクロック信号よりも遅い場合であっても、無条件で「0」にリセットして、最初から10カウントをやり直し、常に1/100桁が桁上がりを起こした直後は1/1000桁は「0」を表示できる。
【0038】
また、上記100Hz信号の変化点がくる前に、すでに最上位数値(一般的には「9」)に達してしまった場合、すなわち1/1000秒間の10カウントがずれて、上記100Hz信号のクロック信号よりも早い場合、カウンタ値を最上位数値(具体的には、たとえば「9」)からさらにカウントアップして「0」にならないように、たとえばデッドロック状態にすることで、補助カウンタ値「9」を保持する。したがって、ステップS203へ戻っても、補助カウンタ値として最上位数値「9」をクロノデータとして出力し、ステップS204において、上記100Hzの信号の変化点を待つ。
【0039】
このことにより100Hzの信号の変化点(桁上がり)が発生しない状態で1/1000桁が「0」にならないので表示カウントが戻ることはない。
【0040】
そして、ステップS204において、上記100Hzの信号の変化点があった場合(ステップS204:Yes)には、ステップS202へ戻って、カウンタ値「9」を「0」にリセットして(ステップS202)、以後ステップS203〜S207の処理を1/1000秒ごとに繰り返し実行する。
【0041】
以上説明したように、本実施の形態では、発振回路11と、発振回路11から出力される基準信号(32768Hz)を分周し、各種クロック信号を出力する分周回路12と、分周回路12から出力される第1のクロック(256Hz)をカウントし、時刻計時をおこなうとともに、各種クロック信号を出力する時刻カウンタ21と、第1のクロックまたは時刻カウンタから出力されるクロック信号(100Hz)をカウントし、任意の時間を計測可能な任意時間計測カウンタであるクロノカウンタ22と、を有し、クロノカウンタ22と同期し、発振回路11から出力される、第1のクロックより高周波の第2のクロック(1024Hz)をカウントする補助カウンタ24を有するので、従来の時計回路に、補助カウンタ24を追加するだけの簡単な改良で、1/1000秒桁までカウントすることが可能となる。
【0042】
また、本実施の形態では、分周回路12の分周比を調節することによって時計の歩度を調節する論理周波数調整回路(Df調回路)13を備え、第1のクロックがDf調回路13によって歩度調整されたクロックであるので、低速のクロックである第1のクロックは、計時で使用するDf調整込みのクロックが使用できるので、時計の精度に悪影響を与えることもなく、クロノの計測精度も歩度調整されたクロックを用いているので時計の精度と等しくできる。
【0043】
また、本実施の形態では、補助カウンタ24が、クロノカウンタ22の入力信号の変化点で0リセットされるので、従来のクロノカウンタ22のカウント用100Hzの立ち上がり・立ち下がり(1/1000秒の本来の0秒タイミング)で0リセットすることで、1/100秒桁以上と1/1000秒桁の同期合わせをすることができる。
【0044】
また、本実施の形態では、補助カウンタ24が、クロノカウンタ22の入力信号の変化点前に最上位数値「9」に達した場合は、当該変化点になるまで、当該最上位数値「9」をカウンタ値とするので、1/100秒桁以上と1/1000秒桁の同期合わせをすることができ、表示がおかしくならないようにすることができる。
【0045】
また、本実施の形態では、補助カウンタ24の停止時は、第2のクロックの補助カウンタ24への入力を禁止する制御部(たとえばAND回路)を備えるため、クロノ機能で、1/1000秒桁の計時が必要なときのみ第2のクロックである1024Hzを用いて、それ以外では低速の第1のクロックである256Hzクロックのみを用いるので、低消費電力を実現することができる。
【0046】
このように、本実施の形態によれば、低消費電力の1/1000秒桁を計時することができるクロノ機能を実現することができる。その際、1/10000秒桁専用カウンタを追加するだけなので、設計の自由度が上がり、従来の電子時計に対して少ない改良のみで実現することが可能となる。
【0047】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。たとえば、以下のような変形例も可能である。
【0048】
(1)本実施の形態では、マイコン1とLCD駆動IC2の2チップ構成で説明してきたが、マイコン1の内部にLCD駆動IC2の機能を盛り込んだ1チップ構成であっても良い。
【0049】
(2)本実施の形態では、クロノカウンタ22は1/10秒カウンタ34までしか記載していないが、もちろん、1/10秒カウンタ34の1Hz出力を計時する、クロノの1秒以上をカウントするカウンタを設け、その内容を表示してもよい。
【0050】
(3)図2では、許可信号の出力時に必ず0リセットを実施していたが、クロノのストップ状態からの再スタート時は、補助カウンタ24の値を保持(0リセットしない)するようにしてもよい。
【0051】
(4)本実施の形態では、周波数調整をDf調でおこなう場合で説明してきたが、コンデンサ調整の場合に適用してもよい。本実施の形態は、Df調を実施するような場合に、より一層効果的ではあるが、コンデンサ調整の場合でもその効果を発揮することができる。
【0052】
(5)実施例では、クロノカウンタ22と補助カウンタ24の切り分けを100Hzと1024Hzで行っているが、周波数の設定は実施の形態にあわせ、適宜変更することが可能である。
【0053】
また、上記実施の形態においては、腕時計について説明したが、この時計回路および電子時計は、腕時計、懐中時計、掛け時計、置き時計などのすべての種類の時計を含む電子時計およびその電子時計に備えられた時計回路であってもよい。また、時計回路または電子時計を備えている、カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ゲーム機器、携帯電話機、PDA(Personal Digital Assistant)、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯可能な情報端末装置、さらには、家庭電化製品や自動車を含む電子機器であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【0054】
以上のように、本発明は、時計回路およびその時計回路を備えた電子時計に有用であり、特に、1/1000秒桁をカウントするクロノ機能を有する時計回路およびその時計回路を備えた電子時計に適している。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】この発明の実施の形態にかかる時計回路の構成を示す説明図である。
【図2】補助カウンタの動作の内容を示すフローチャートである。
【図3】従来技術にかかる時計回路の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【0056】
1 マイコン
2 LCD駆動IC
3 LCD
11 発振回路(OSC)
12 分周回路(Div)
13 Df調回路
21 時刻カウンタ
22 クロノカウンタ
23 LCDドライバ
24 補助カウンタ

【特許請求の範囲】
【請求項1】
発振回路と、
前記発振回路から出力される基準信号を分周し、各種クロック信号を出力する分周回路と、
前記分周回路から出力される第1のクロックをカウントし、時刻計時をおこなうとともに、各種クロック信号を出力する時刻カウンタと、
前記第1のクロックまたは前記時刻カウンタから出力されるクロック信号をカウントし、任意の時間を計測可能な任意時間計測カウンタと、
を有する時計回路において、
前記任意時間計測カウンタと同期し、前記分周回路から出力される、前記第1のクロックより高周波の第2のクロックをカウントする補助カウンタを有することを特徴とする時計回路。
【請求項2】
前記分周回路の分周比を調節することによって時計の歩度を調節する論理周波数調整回路を備え、前記第1のクロックが前記論理周波数調整回路によって歩度調整されたクロックであることを特徴とする請求項1に記載の時計回路。
【請求項3】
前記補助カウンタは、前記任意時間計測カウンタの入力信号の変化点で0リセットされることを特徴とする請求項1または2に記載の時計回路。
【請求項4】
前記補助カウンタは、前記任意時間計測カウンタの入力信号の変化点前に最上位数値に達した場合は、当該変化点になるまで、当該最上位数値をカウンタ値とすることを特徴とする請求項3に記載の時計回路。
【請求項5】
前記補助カウンタの停止時は、前記第2のクロックの前記補助カウンタへの入力を禁止する制御部を備えたことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の時計回路。
【請求項6】
前記任意時間計測カウンタが、1/100秒桁までを計時するクロノカウンタであり、前記補助カウンタが1/1000秒桁を計時するカウンタであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の時計回路。
【請求項7】
前記請求項1〜6のいずれか一つの時計回路と、
表示手段と、
前記時刻カウンタ、前記任意時間計測カウンタ、前記補助カウンタのカウント値を入力し、前記表示手段を制御して表示をおこなう表示駆動回路と、
を備えたことを特徴とする電子時計。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2009−210267(P2009−210267A)
【公開日】平成21年9月17日(2009.9.17)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−50347(P2008−50347)
【出願日】平成20年2月29日(2008.2.29)
【出願人】(307023373)シチズン時計株式会社 (227)
【Fターム(参考)】