本発明は、表示保持性を有する表示部に時刻を表示する時刻表示装置及びその制御方法に関する。

近年、液体中に分散した帯電粒子が電界印可により泳動する現象、つまり、電気泳動現象を利用した電気泳動表示パネルを適用した時計等が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。 この種の表示パネルは、電力非供給時でも表示内容を保持する表示保持性を有するため、被駆動時であっても時刻を表示し続けることができる。

特開平１−８６１１６号公報

特開２００５−８４３４３号公報

しかし、上記時計では、電池の残量が不足して表示時刻の更新ができなくなると、表示パネルの表示保持性によりその時点の時刻を表示したままとなり、誤った時刻を表示し続けてしまうといった問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電池等の電源の残量不足による誤った時刻の表示を回避可能な時刻表示装置及びその制御方法を提供することにある。

上述課題を解決するため、本発明は、動作電力を供給する電源と、この電源からの電力で駆動されて表示内容を保持する表示保持性を有する表示部とを備え、この表示部に時刻情報を表示する時刻表示装置において、前記電源の残量を推定する残量推定手段と、前記電源の推定残量が予め設定した閾値を下回った場合に、時刻情報を非表示に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。 この発明によれば、電源の推定残量が予め設定した閾値を下回った場合に、時刻情報を非表示に制御するので、電源の残量不足により表示の書き換えができなくなる前に時刻情報を非表示に制御でき、誤った時刻の表示を回避することができる。

上記構成において、前記制御手段が、前記電源の推定残量が前記閾値を下回った状態が所定期間継続した場合に、前記時刻情報を非表示に制御するようにしてもよい。 この構成によれば、例えば、ブザーの駆動等により電源の残量が一時的に低下した場合に時刻情報を非表示に制御してしまう場合を回避でき、電源の実際の残量が閾値を下回った場合にのみ時刻情報を非表示に制御することができる。
上記各構成において、前記制御手段は、時刻情報を非表示に制御した場合、前記電源に関する情報を表示させてもよい。 この構成によれば、電源の残量が低下したタイミングで電源の情報をユーザに報知することができる。

上記各構成において、前記制御手段が、時刻情報を非表示に制御した場合には、時刻の計時動作を継続し、前記電源の残量が予め設定した閾値を上回ると、前記計時動作に基づく時刻情報を表示させてもよい。 この構成によれば、電源の残量が増えた場合に、正確な時刻情報を表示させることができる。
また、上記各構成において、前記時刻情報が、更新間隔が異なる複数の時情報を含み、前記制御手段が、前記電源の推定残量の低下に従って、表示中の時情報のうち、更新間隔が短い時情報から順に非表示に制御すると共に、前記表示部の書換間隔を、表示中の時情報のうち最も更新間隔が短い時情報の更新間隔に変更するようにしてもよい。 この構成によれば、正確な時情報を表示しつつ消費電力を低減することができる。 また、上記各構成において、表示部が電気泳動表示パネルを備えるものであってもよい。

また、本発明は、動作電力を供給する電源と、この電源からの電力で駆動されて表示内容を保持する表示保持性を有する表示部とを備え、この表示部に時刻情報を表示する時刻表示装置の制御方法において、前記電源の残量を推定し、前記電源の推定残量が予め設定した閾値を下回った場合に、時刻情報を非表示に制御することを特徴とする。 この発明によれば、電源の推定残量が予め設定した閾値を下回った場合に、時刻情報を非表示に制御するので、電源の残量不足により表示の書き換えができなくなる前に時刻情報を非表示に制御でき、誤った時刻の表示を回避することができる。

本発明は、電源の残量を推定し、この電源の推定残量が予め設定した閾値を下回った場合に、時刻情報を非表示に制御するので、電源の残量不足により表示の書き換えができなくなる前に時刻情報を非表示に制御でき、誤った時刻の表示を回避することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳述する。
図１は、本実施の形態に係る腕時計１の外観構成を示す図である。 この図に示すように、腕時計１は、時計ケース２と、この時計ケース２に取り付けられ、ユーザの手首に巻き付けられる一対の時計バンド３とを備えている。 時計ケース２は正面に時刻を表示するための時刻表示窓４が形成され、時刻を表示する表示パネル５を時刻表示窓４から視認可能に構成されている。 また、時刻表示窓４には透明樹脂や透明ガラス等から形成されたカバー体６が嵌め込まれ、このカバー体６により表示パネル５が保護されている。 さらに、時計ケース２には、ブザー７が内蔵されると共に、時刻修正などの各種操作のための操作ボタン８が設けられている。

上記表示パネル５には、時刻の時分（４桁の数字とコロン）を表示するための時刻表示用セグメント部５Ａと、月日（４桁の数字とスラッシュ）を表示するための月日表示用セグメント部５Ｂと、電池の残量が少ないことを示すインジケータを表示するためのセグメント部５Ｃとが設けられている。

上記時計ケース２内には、上記表示パネル５と一体的に構成された時刻表示ユニット１０が配置され、この時刻表示ユニット１０は、図２に断面図を示すように、回路基板１１Ａと、表示枠１１Ｂと、ディスプレイ基板１１Ｃと、透明基板１１Ｄと、これらを保持する回路押さえ１３とを備えている。
ディスプレイ基板１１Ｃは、その上面に、上記セグメント部５Ａ〜５Ｃの各セグメントに対応するセグメント電極１４と、共通電極用セグメント電極１５とが設けられている。
このディスプレイ基板１１Ｃの下面には、表示枠１１Ｂを介して回路基板１１Ａが配置され、この回路基板１１Ａには、表示駆動回路４０や制御部５０等を構成する素子１６が実装されている。 上記回路基板１１Ａの上面には、上記素子１６（表示駆動回路４０）に配線接続された接点１１Ａ１が設けられると共に、上記ディスプレイ基板１１Ｃの下面には、各電極１４、１５に配線接続された接点１１Ｃ１が設けられ、これら接点１１Ａ１及び１１Ｃ１は、表示枠１１Ｂを貫通する接続コネクタ１７を介して導通されている。

さらに、回路基板１１Ａの側面には、スイッチ用電極１８が設けられ、このスイッチ用電極１８は、回路押さえ１３に設けられた板ばね１９を介して導通可能に構成され、この板ばね１９が上記操作ボタン８の押下操作によって変形した場合に、この変形した板ばね１９を介して導通する。 この導通／非導通は、上記素子１６（本実施形態では制御部５０）によって検出される。
また、上記回路基板１１Ａの下面には、上記素子１６に駆動電力を供給する電池（電源）２０が着脱自在に設けられる。 更に、この回路基板１１Ａには、上記素子１６を覆う回路枠２１が固定され、この回路枠２１によって素子１６が保護されている。 なお、上記電池２０には、一次電池であるボタン電池が適用されている。

上記透明基板１１Ｄは、ディスプレイ基板１１Ｃ側の面に、ＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）蒸着等で形成された透明の共通電極２５が設けられ、この透明の共通電極２５とディスプレイ基板１１Ｃのセグメント電極１４との間には、電気泳動層３０が設けられ、また、透明の共通電極２５と共通電極用セグメント電極１５との間には、共通電極用導通材２６が介挿されている。 この共通電極用導通材２６は、例えば、導電性ゴムで形成され、この導電性ゴムが共通電極２５と共通電極用セグメント電極１５との間の間隙に合わせて変形することにより、これら電極２５、１５間の導通が確実に確保される。

上記電気泳動層３０は、図３に示すように、複数のマイクロカプセル３１から構成され、これらマイクロカプセル３１には、電気泳動粒子３２が混合された電気泳動分散液３３が封入されている。 この電気泳動粒子３２には、例えば、プラス極性に帯電した青粒子が適用され、電気泳動分散液３３が白色に着色されることにより、いわゆる１粒子系の電気泳動層が構成されている。
従って、表示駆動回路４０により共通電極用セグメント電極１５（図２）が０Ｖ電位（アース電位）に保持されて共通電極２５が０Ｖ電位とされると共に、所定のセグメント電極１４にプラス電圧の駆動電圧が供給されてプラス電位とされた場合、セグメント電極１４から共通電極２５に向かう電界が発生し、マイクロカプセル３１内のプラスに帯電した電気泳動粒子（青粒子）３２が共通電極２５側に移動し、これに伴って、白色の電気泳動分散液３３がセグメント電極１４側に移動する。 この結果、透明基板１１Ｄ側から視認されるマイクロカプセル３１が青色を呈するため、上記セグメントが青を表示する。

これとは逆に、表示駆動回路４０により共通電極用セグメント電極１５にプラス電圧の駆動電圧が供給されて共通電極２５がプラス電位とされると共に、所定のセグメント電極１４が０Ｖ電位に保持された場合には、プラスに帯電した電気泳動粒子（青粒子）３２がセグメント電極１４側に移動し、これに伴って、白色の電気泳動分散液３３が共通電極２５側に移動するため、結果として、透明基板１１Ｄ側から視認されるマイクロカプセル３１が白色を呈し、上記セグメントが白を表示する。 また、共通電極２５とセグメント電極１４との間に電位差を生じない場合には、電気泳動粒子（青粒子）３２の移動が生じないため、セグメントの表示色は変化せずに以前の状態が維持される。
なお、本実施の形態では、表示駆動回路４０が昇圧回路を内蔵し、電源２０から供給される電圧（例えば３Ｖ）を昇圧して＋１２Ｖの電圧を生成して、この＋１２Ｖの電圧、或いは、０Ｖの電圧を駆動電圧としてセグメント電極１４および共通電極２５に印可している。

図４は、時刻表示ユニット１０の電気的構成を示している。
制御部５０は、ディスプレイ基板１１Ｃに設けられたパターン配線を介して表示駆動回路４０や電池２０と接続され、この制御部５０は、計時回路５１と、入出力回路（Ｉ／Ｏ）５２と、電圧制御回路５３と、操作制御回路５４と、ブザー駆動回路５５と、低電圧検出回路５６と、制御回路（制御手段）５７とを備えている。
計時回路５１は、図示しない発振回路の発振パルスをカウントすることにより月日と時刻（時分）とを計時するものであり、この計時回路５１は、入出力回路５２を介して表示駆動回路４０と接続されている。
また、電圧制御回路５３は、電池２０からの供給電力を制御部５０内の各部と表示駆動回路４０とに供給するものであり、操作制御回路５４は、上記スイッチ用電極１８の導通／非導通を検出することにより、操作ボタン８の操作を検出し、この検出結果を制御回路５７に通知する。 また、ブザー駆動回路５５は、制御回路５７の制御の下、ブザー７を駆動してブザー音を放音させるものである。

低電圧検出回路（残量推定手段）５６は、電池２０の電圧を検出し、この検出電圧から電池２０の残量を推定するものであり、より具体的には、電池２０が３Ｖ電池の電池の場合、電池２０の電圧が、表示駆動回路４０による表示の書き換えが可能な電圧範囲の下限値より大きい値に設定された第１閾値Ｌ１（例えば、２．８Ｖ）以上か否か、及び、上記電圧範囲の下限値と略一致する値に設定された第２閾値Ｌ２（例えば、２．７Ｖ）以上か否かを判定し、この判定結果を制御回路５７に通知するものである。
また、制御回路５７は、この時刻表示ユニット１０全体を中枢的に制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有し、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、制御部５０の各部の動作を制御すると共に、入出力部（Ｉ／Ｏ）５２を介して表示駆動回路４０に各種指示を出力する。 この指示としては、表示対象（「月日」、「時分」、「インジケータ」）の指示、書換間隔の指示等がある。

表示駆動回路４０は、上記したように、表示パネル５を駆動する回路であり、制御回路５７の指示の下、計時回路５１により計時されている月日、時分からなる時情報を取得し、指示された書換間隔で書換処理を行い、時情報やインジケータを表示パネル５に表示させる。

ところで、上記制御回路５７は、低電圧検出回路５６の判定結果に基づき、表示を変更する表示変更処理を所定の割込周期で実行している。 以下、図５に示すフローチャートを参照しつつ、この表示変更処理を説明する。 なお、初期状態では、表示駆動回路４０が、表示パネル５に「月日」と「時分」の両方を表示し、分の更新タイミングで、表示パネル５の「月日」及び「時分」の書換処理を行っている。

この表示変更処理において、制御回路５７は、まず、低電圧検出回路５６により電池２０の電圧が継続して第１閾値Ｌ１以上か否かを判定する（ステップＳ１）。 この場合、制御回路５７は、上記判定結果が所定期間維持されているか否かを判定し、上記判定結果が所定期間維持された場合にのみ、続く処理（ステップＳ２又はＳ３の処理）に移行し、維持されない場合は、ステップＳ１の処理を所定周期で繰り返し実行する。 これによって、ブザー７等の駆動時に一時的に電池電圧が低下しても、この低下した電池電圧に基づく判定結果は無効となり、電池２０の正常電圧値に基づく正確な判定結果を取得することが可能になる。
そして、電池電圧が第１閾値Ｌ１以上の場合（ステップＳ１：YES）、制御回路５７は、表示駆動回路４０により表示パネル５に「月日」と「時分」とを表示させる（ステップＳ２）。 これによって、電池残量が十分の場合には、「月日」と「時分」の両方を表示する第１表示状態に維持される。 この表示状態では、表示駆動回路４０が、分の更新間隔で表示パネル５の書換処理を実行することにより、時刻の更新に合ったタイミングで表示時刻等が更新される。

一方、電池電圧が第１閾値Ｌ１以下の場合（ステップＳ１：NO）、制御回路５７は、低電圧検出回路５６により電池２０の電圧が継続して第２閾値Ｌ２以上か否かを判定する（ステップ３）。 この場合、制御回路５７は、上記ステップＳ１と同様に、この判定結果が所定期間維持されているか否かを判定し、この判定結果が所定期間維持された場合にのみ、続く処理に移行し、判定結果が維持されない場合は、ステップＳ３の処理を繰り返す。 なお、判定結果が維持されない場合はステップＳ１の処理に移行してもよい。 これにより、電池２０の正常電圧値と第２閾値Ｌ２との比較結果を取得することができる。
そして、電池電圧が第２閾値Ｌ２以上の場合（ステップＳ３：YES）、制御回路５７は、表示駆動回路４０により表示パネル５に「月日」と「インジケータ」とを表示させる（ステップＳ４）。 この第２の表示状態では、表示駆動回路４０が、日の更新間隔で、表示パネル５の書換処理を実行することにより、日の更新にあったタイミング（例えば０時のタイミング）で、表示される月日が更新される。 すなわち、表示中の時に関する情報（月日）のうち、最も更新間隔が短い時情報（日）の更新間隔で表示パネル５の書換処理が実行される。 これにより、時分を表示する第１表示状態に比して、所定時間当たりの表示パネル５の書換回数を大幅に低減することができ、消費電力を低減することができる。
また、電池残量低下を示すインジケータ（図１参照）を表示することにより、電池残量が少ないことをユーザに報知できると共に、月日のみの表示が時計１の故障でないことをユーザに認識させることができる。

また、第２閾値Ｌ２以下の場合（ステップＳ３：NO）、つまり、電池２０の残量がなくなりかけている場合、制御回路５７は、表示駆動回路４０により「インジケータ」だけを表示パネル５に表示させる。 この第３の表示状態の場合、表示パネル５の書換処理は一回だけ行われ、この表示パネル５の表示保持によりこのインジケータが継続表示される。 このため、書換処理が一回で済む分、上記第２表示状態の場合よりも更に消費電力を低減することができる。 この場合、電池切れの状態でもインジケータが表示されるので、ユーザに電池交換を促すことができると共に、ユーザに時計１の故障でないことを認識させることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、電池２０の残量が低下すると、時情報（月日と時分）を非表示に制御するので、表示保持性を有する表示パネル５に時情報を表示しても、電池２０の残量不足により表示の書き換えができなくなってしまう前に時情報を非表示にすることができ、誤った時刻や月日が表示されたままとなってしまう事態を確実に回避することができる。
また、本実施形態では、電池２０の残量の低下に従って、更新間隔の短い時情報から順に非表示にすると共に、表示パネル５の更新間隔を、表示中の時情報のうち最も更新間隔が短い時情報の更新間隔に変更するので、正確な時情報を表示しつつ消費電力を低減して駆動時間を長くすることができる。

上述した実施形態は、あくまで本発明の一態様に過ぎず、本発明の範囲内で任意に変形が可能である。 例えば、上述の実施形態では、電池５に一次電池を適用する場合について説明したが、この種の電源に二次電池を適用してもよい。 また、二次電池を適用する場合、ソーラー発電や熱発電を行う発電装置を設け、この発電装置の発電電力により上記二次電池を充電可能に構成してもよい。
このように充電可能に構成した場合には、充電により二次電池の残量が増える場合が生じるため、上記表示変更処理を実行することにより、二次電池の電圧の増加に応じて、上記第３表示状態→上記第２表示状態→上記第１表示状態に変化し、二次電池の残量に応じて時情報の表示／非表示を可変制御することができる。 しかも、この場合、計時回路５１による計時動作が継続されるため、時刻や月日を非表示の状態から表示に切り替える際には、計時動作に基づく正確な時刻及び月日を表示することが可能である。

また、上記実施形態では、時計１が月日と時分を表示可能な場合について例示したが、これに限らず、さらに年、秒を表示してもよく、また、年月日といった暦の表示を省略して時刻だけを表示可能に構成してもよい。 時刻だけを表示可能に構成する場合は、電源の電圧が、例えば第１閾値Ｌ１以上か否かを判定し、この第１閾値Ｌ１以上の場合は、時刻を表示し、第１閾値Ｌ１未満の場合は時刻を非表示にすると共にインジケータを表示するように制御すればよい。 また、上記インジケータは、絵柄に限らず、文字を適用してもよく、要は、電源に関する情報を示すものであればよい。
また、上記実施形態では、表示保持性を有する表示パネル５として、１粒子系の電気泳動表示パネルを適用する場合について例示したが、これに限らず、２粒子系等の電気泳動表示パネル、ツイストボール方式の表示パネル、エレクトロクロミック表示パネル、強誘電液晶パネル等の表示保持性を有する表示パネルを広く適用することが可能である。 また、表示方式もセグメント方式に限らず、ドットマトリックス方式を適用してもよい。
更に、上記実施形態では、腕時計に本発明を適用する場合について述べたが、これに限らず、置時計、壁掛時計、柱時計、懐中時計等の各種時計や時計機能を備えた電子機器（時刻表示装置）に広く適用することができる。

本発明の一実施形態に係る腕時計の外観を示す図である。

腕時計の時刻表示ユニットを模式的に示す断面図である。

表示パネルの構成を示す断面図である。

時刻表示ユニットの電気的構成を示すブロック図である。

時刻表示ユニットの動作の示すフローチャートである。

符号の説明

１…腕時計、５…表示パネル、１０…時刻表示ユニット、１１Ａ…回路基板、１１Ｂ…表示枠、１１Ｃ…ディスプレイ基板、１１Ｄ…透明基板、１２…透明基板、１４…セグメント電極、１７…接続コネクタ、２０…電池（電源）、２５…共通電極、２６…共通電極用導通材、３０…電気泳動層、３１…マイクロカプセル、４０…表示駆動回路、５０…制御部、５１…計時回路、５２…入出力回路、５３…電圧制御回路、５４…操作制御回路、５５…ブザー駆動回路、５６…低電圧検出回路、５７…制御回路（制御手段）。