CN1311619C - 计时装置和计时装置的控制方法 - Google Patents
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Abstract
脉冲电机的驱动装置利用转动检测单元检测脉冲电机是否转动,控制单元在由转动检测单元检测到脉冲电机不转动时进行使驱动电力有效值增加的处理,每隔一定期间降低上述驱动电力有效值,同时在由磁场检测单元检测到磁场时,就中断使驱动电力有效值降低的处理。
Description
本申请是下述申请的分案申请:
发明名称:计时装置和计时装置的控制方法
申请日:1999年9月10日
申请号:99802091.5(国际申请号为PCT/JP99/04947)
技术领域
本发明涉及脉冲电机的驱动装置、脉冲电机的驱动方法、计时装置和计时装置的控制方法,特别是具有电磁发电装置的模拟时钟等使用的脉冲电机的驱动装置和脉冲电机的驱动方法以及模拟时钟等的计时装置和计时装置的控制方法。
背景技术
近年来,像手表那样的计时装置(电子表)的技术革新获得了惊人的进步,电力消耗现在也已抑制到约0.5μW。这里,考虑一下电力消耗的内容,电路系统消耗的电力是全体的2成,其余的8成是进行指针运行等的脉冲电机消耗的,所以,为了进而实现电力低消耗化,考虑认为抑制脉冲电机消耗的电力是关键。
因此,对于先有的计时装置(电子表),在向脉冲电机供给驱动电流后,检测脉冲电机是否由于该驱动电流而实际转动,如果不转动,就强制地使之转动,同时,增加下次供给的驱动电流,如果经过了一定期间,就降低驱动电流。这样,从宏观看,供给脉冲电机的驱动电流的有效值在电力消耗增加的方向与降低的方向均衡的地点即在脉冲电机能够转动的下限值附近平衡,所以,可以抑制多余的电力消耗,从而可以实现脉冲电机的电力低消耗化。
但是,近年来,人们已经发现在时钟外部发生的磁场对脉冲电机的转动有不良影响。即,如上所述,供给脉冲电机的驱动电流的有效值在可以转动的下限值附近平衡,如果外部的磁场加到其上,将减弱驱动电流发生分磁场,从而将可能发生不能转动的情况。
另外,最近,内藏进行发电的发电机构的电子表也已面世。这样的发电机构,简单地说来,就是将手的摆动等引起的往复运动变换为转动运动,并将该转动传递给已磁化的转子,从而使在线圈中发生电动势,所以,在时钟内部发生的磁场也对脉冲电机的转动产生不良影响。
此外,磁场的深刻影响并不是仅限于不转动这样的问题。如上所述,对于电子表,在向脉冲电机供给驱动电流后,就检测脉冲电机是否由于该驱动电流而实际进行转动。这样的检测机构,可以考虑机械的机构,但是,在空间的制约严格的时钟体内,根据在脉冲电机的线圈中是否感应出了伴随膀转动后的衰减振动的电流进行判断的电气结构更为合适。
但是,在这样的对脉冲电机的转动进行电气检测的结构中,如果发生了磁场,则除了衰减振动引起的感应电流外,磁场引起的感应电流也叠加在线圈中,所以,实际上,有时尽管不转动也误检测为转动了。
如上所述,对于试图实现电力低消耗化的电子表,在经过一定期间时,就使驱动电流的有效值降低,使有效值降低时,当然就容易成为非转动的状态。
这里,上述误检测的发生概率分母是检测为转动时的集合,分子实际上是非转动时的集合。因此,所谓容易成为为非转动的状态,就意味着分子大,所以,就是表示上述误检测的发生概率高。并且,在实际发生误检测时,就不强制地使其转动,所以,对时间显示的精度有重大的影响。即,在先有的实现电力低消耗化的电子表中发生磁场时,精度将显著降低。
在解决这一问题的作为第1个先有例的计时装置的具有PCT国际公开WO 98/41906号公报记载的发电装置的模拟电子表中,在指针运行的动作期间,检测到发电装置的发电时,就输出有效电力大的修正驱动脉冲信号,以使可以可靠地进行指针运行。并且,在输出修正驱动脉冲信号时,确实减少由有效电力大的修正驱动脉冲信号发生的磁场,输出消磁脉冲信号。
另外,在作为第2个先有例的具有EP-0704774-A1号公报记载的发电装置的模拟电子表中,为了实现低电力消耗化,定期地降低通常驱动脉冲信号的占空比,输出有效电力小的通常驱动脉冲信号。
此外,为了实现低电力消耗化和小功率化,在判定蓄电装置的电压相对于预先决定的电压是高电压时,就输出减少构成通常驱动脉冲信号的输出期间中的通常驱动脉冲信号的脉冲数(以下,称为齿数)的有效电力小的通常驱动脉冲信号。另外,在判定蓄电装置的电压相相对于预先决定的电压是低电压时,就输出增多齿数的有效电力大的通常驱动脉冲信号。并且,在切换通常驱动脉冲信号的齿数时,不变更前次指针运行时的占空比而进行切换。
在上述第1先有例中,由于修正驱动脉冲信号的有效电力大,所以,消耗电力也大,特别是在具有发电装置的模拟电子表的情况,如果修正驱动脉冲信号的输出次数多,将缩短指针继续运行的时间。
此外,由于修正驱动脉冲信号的有效电力大,所以,有时即使输出消磁脉冲信号也不能消除剩磁的影响。并且,这时,由于剩磁的影响,下次指针运行时的通常驱动脉冲信号的损耗将增大,从而实际的有效电力将降低,所以,增加指针驱动马达成为非转动的比例。这时,在发电装置等中发生噪音时,在指针驱动电机的转动检测中,尽管实际上指针驱动电机并未转动,却判定为转动,即增加所谓的指针运行不良的问题。
另外,在上述第2先有例中,占空比在前次的变更时刻,即使设定为作为可以驱动指针驱动电机的通常驱动脉冲信号的占空比的下限值的下限占空比时,由于在本次的变更时刻将降低占空比,所以,指针驱动电机在下次的驱动时刻有时不能转动。
这时,由于输出应确保可靠的指针运行的有效电力大的修正驱动脉冲信号,所以,电力消耗增大,进而将增加发生上述指针运行不良的现象。
此外,在上述第2先有例中,在切换通常驱动脉冲信号的齿数时,由于是不变更前次指针运行时的占空比进行切换的,所以,存在以下说明的影响。
即,考虑各通常驱动脉冲信号的齿数所示的指针驱动电机的动作区域与电源电压和占空比的关系时,设想在通常驱动脉冲信号的齿数是第1端数时在各占空比中表示指针驱动电机动作的电源电压的下限值的第1曲线和通常驱动脉冲信号的齿数是第2端数(<第1端数)时在各占空比中表示指针驱动电机动作的电源电压的下限值的第2曲线时,即使根据第1曲线是属于动作区域的占空比,有时根据第2曲线就变成属于非动作区域的占空比了。
因此,进行通常驱动脉冲信号的齿数的切换时,将发生指针驱动电机不动作从而成为非转动的情况。这时,在发电装置中发生噪音时,在指针驱动电机的转动检测中,尽管实际上指针驱动电机不转动,但却判定为转动,即增加发生所谓的指针运行不良的现象。
发明内容
因此,本发明的目的旨在提供可以降低电力消耗并且可以提高计时精度的计时装置和计时装置的控制方法。
本发明的实施例1是具有检测脉冲电机附近的磁场的磁场检测单元、控制脉冲电机的驱动电力有效值的控制单元和检测脉冲电机是否转动的转动检测单元的脉冲电机的驱动装置,其特征在于:控制单元在由转动检测单元检测到脉冲电机不转动时,进行增加驱动电力有效值的处理,每隔一定期间使驱动电力有效值降低,同时,在由磁场检测单元检测到磁场时,就中断使驱动电力有效值降低的处理。
此外,本发明实施例1的控制单元的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动电流的有效值。
另外,本发明实施例1的控制单元的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动电压的有效值。
另外,本发明实施例1的控制单元的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动脉冲电机的驱动脉冲的占空比。
另外,本发明实施例1的控制单元的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动脉冲电机的驱动,重的每单位时间的脉冲数。
另外,本发明实施例1的控制单元的特征在于:在由磁场检测单元检测到磁场时,就强制地使脉冲电机转动。
另外,本发明实施例1的控制单元的特征在于:在由磁场检测单元检测到磁场时,就停止向脉冲电机供给控制有效值的驱动电流。
另外,本发明实施例1的控制单元的特征在于:在由转动检测单元检测到脉冲电机不转动时,就强制地使脉冲电机转动。
另外,本发明实施例1的特征在于:具有按一定周期进行计数的计数单元,在由磁场检测单元检测到磁场时,计数单元就使该计数值返回到初始值,或中断计数,控制单元就进行降低驱动电力的有效值的处理直至该计数值达到指定的值。
另外,本发明实施例1的转动检测单元的特征在于:根据在脉冲电机的线圈中感应的电流检测是否转动。
另外,本发明实施例的磁场检测单元的特征在于:根据在脉冲电机的线圈中感应的电流检测磁场。
另外,本发明实施例1的磁场检测单元的特征在于:在向脉冲电机供给驱动电流之前,检测脉冲电机附近的磁场,转动检测单元在向脉冲电机供给驱动电流之后检测该脉冲电机是否转动。
另外,本发明实施例1的特征在于:具有发生用于向脉冲电机供给驱动电力的发电单元,磁场检测单元通过直接或间接地检测伴随发电的电流的电流状态来检测脉冲电机附近的磁场。
另外,本发明实施例1的特征在于:具有发生用于向脉冲电机供给驱动电力的发电单元和储蓄由发电单元发生的电力的蓄电单元,磁场检测单元通过直接或间接地检测伴随蓄电单元的蓄电的蓄电电流的电流状态来检测脉冲电机附近的磁场。
另外,本发明实施例1的磁场检测单元的特征在于:具有检测脉冲电机附近的磁场的磁传感器。
本发明实施例2是具有检测脉冲电机附近的磁场的磁场检测电路、控制向脉冲电机供给的驱动电力有效值的控制电路和检测脉冲电机是否转动的转动检测电路的脉冲电机的驱动装置,其特征在于:在由转动检测电路检测到脉冲电机不转动时,控制电路进行增加驱动电力的有效值的处理,每隔一定期间使驱动电力有效值降低,同时在由磁场检测电路检测到磁场时就中断使驱动电力的有效值降低的处理。
此外,本发明实施例2的转动检测电路的特征在于:根据通过脉冲电机的转动而感应的电流检测脉冲电机是否转动。
另外,本发明实施例2的控制单元进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动电流的有效值。
本发明实施例3的特征在于:检测脉冲电机附近的磁场,控制脉冲电机的驱动电力有效值,检测脉冲电机是否转动,在检测到脉冲电机不转动时,就增加驱动电力有效值,每隔一定期间降低驱动电力有效值,同时,在检测到磁场时,就中断使驱动电力有效值降低的处理。
另外,本发明实施例3的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动电流的有效值。
另外,本发明实施例3的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动电压的有效值。
另外,本发明实施例3的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动脉冲电机的驱动脉冲的占空比。
另外,本发明实施例3的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动脉冲电机的驱动脉冲的每单位时间的脉冲数。
另外,本发明实施例3的特征在于:在检测到磁场时,就强制地使脉冲电机转动。
另外,本发明实施例3的特征在于:在检测到磁场时,就停止向脉冲电机供给控制有效值的驱动电流。
另外,本发明实施例3的特征在于:在检测到脉冲电机不转动时,就强制地使脉冲电机转动。
另外,本发明实施例3的特征在于:按一定周期进行计数,在检测到磁场时,使该计数值返回到初始值,或中断计数,并进行使驱动电力的有效值降低的处理,直至该计数值达到指定的值。
另外,本发明实施例3的特征在于:根据在脉冲电机的线圈中感应的电流检测是否转动。
另外,本发明实施例3的特征在于:根据在脉冲电机的线圈中感应的电流检测磁场。
另外,本发明实施例3的特征在于:在向脉冲电机供给驱动电流之前,检测脉冲电机附近的磁场,在向脉冲电机供给驱动电流之后,检测该脉冲电机是否转动。
另外,本发明实施例3的特征在于:发生用于向脉冲电机供给驱动电力的电力,通过检测伴随发电的电流量来检测脉冲电机附近的磁场。
另外,本发明实施例3的特征在于:发生用于向脉冲电机供给驱动电力的电力,储蓄所发生的电力,通过检测伴随蓄电的蓄电电流量来检测脉冲电机附近的磁场。
本发明实施例4是具有进行指针运行的脉冲电机、检测脉冲电机附近的磁场的磁场检测单元、控制向脉冲电机供给的驱动电力的有效值的控制单元和检测脉冲电机是否转动的转动检测单元的计时装置,其特征在于:在由转动检测单元检测到脉冲电机不转动时,控制单元进行使驱动电力有效值增加、同时强制地使脉冲电机转动、每隔一定期间使驱动电力有效值降低的处理,在由磁场检测单元检测到磁场时,就中断使驱动电力有效值降低的处理,同时强制地使脉冲电机转动。
此外,本发明实施例4的控制单元的特征在于:在进行驱动电力有效值的增减时,增减驱动电流的有效值。
另外,本发明实施例4的转动检测单元的特征在于:根据通过脉冲电机的旋转而感应的电流检测脉冲电机是否转动。
另外,本发明实施例4的特征在于:具有发生电力的发电单元,将其电动势作为脉冲电机的驱动源。
另外,本发明实施例4的发电单元的特征在于:具有进行旋转运动的旋转锤和利用旋转锤的旋转运动发生交流电动势的发电元件。
本发明实施例5是具有根据从电磁发电装置供给的电力进行驱动的电机的计时装置,其特征在于:具有检测在电磁发电装置的周边发生的交流磁场的交流磁场检测单元和根据交流磁场检测单元的检测结果控制用于驱动电机的通常驱动脉冲信号的占空比的占空比控制单元,占空比控制单元具有在由交流磁场检测单元检测到交流磁场时将通常驱动脉冲信号的占空比维持为在当前时刻设定的占空比或设定为比在当前时刻设定的占空比高的数值的占空比设定单元。
另外,本发明实施例5的特征在于:具有储蓄从电磁发电装置供给的电力的蓄电单元和检测当初蓄电单元的充电的充电检测单元,在预先决定的检测对象期间充电检测单元检测到充电时,交流磁场检测单元就检测在电磁发电装置的周边发生的交流磁场。
另外,本发明实施例5的特征在于:具有检测电机是否转动的转动检测单元和由转动检测单元检测到电机是非转动状态时向电机输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出单元。
此外,本发明实施例5的特征在于:具有输出作为对由修正驱动脉冲输出单元输出的修正驱动脉冲信号的剩磁进行消磁的脉冲信号的消磁脉冲信号的消磁脉冲输出单元。
此外,本发明实施例5的特征在于:预先决定的检测对象期间的开始时刻是在前次的指针运行处理期间输出消磁脉冲信号的时刻或包含在从应输出消磁脉冲信号的时刻之后到在本次的指针运行处理期间输出的通常驱动脉冲信号的输出之前的期间中的某一时刻,预先决定的检测对象期间的结束时刻,是包含在从在本次的指针运行处理期间输出的通常驱动脉冲信号的输出之前到该通常驱动脉冲信号输出之后的期间中的某一时刻。
此外,本发明实施例5的占空比设定单元的特征在于:在预先决定的检测对象期间并且是通常驱动脉冲信号的输出期间,检测到交流磁场时,将构成输出中的该通常驱动脉冲信号的多个脉冲中的在检测到交流磁场的时刻未输出的脉冲的占空比维持为在当前时刻设定的占空比,或者设定为比在当前时刻设定的占空比高的数值。
另外,本发明实施例5的特征在于:具有检测蓄电单元的电压的电压检测单元和通过比较由电压检测单元检测的检测电压与预先决定的基准电压而选择切换构成在通常驱动脉冲信号的输出期间的该通常驱动脉冲信号的脉冲的脉冲数的齿数选择单元。
此外,本发明实施例5的齿数选择单元的特征在于:在检测电压低于基准电压时,选择以基准电压为界切换的2个脉冲数中多的一方,在检测电压高于基准电压时,选择脉冲数少的一方。
此外,本发明实施例5的特征在于:在以基准电压为界切换的2个脉冲数中,设定与脉冲数多的一方对应的通常驱动脉冲信号具有比与脉冲数少的一方对应的通常驱动脉冲信号大的有效电力。
本发明实施例6是具有根据从电磁发电装置供给的电力而驱动的电机的计时装置的控制方法,其特征在于:包括检测在电磁发电装置的周边发生的交流磁场的交流磁场检测步骤和根据交流磁场检测步骤的检测结果控制用于驱动电机的通常驱动脉冲信号的占空比的占空比控制步骤,占空比控制步骤包括在由交流磁场检测单元检测到交流磁场时将通常驱动脉冲信号的占空比维持为在当前时刻设定的占空比或者设定为比在当前时刻设定的占空比高的数值的占空比设定步骤。
此外,本发明实施例6的计时装置的特征在于:具有储蓄从电磁发电装置供给的电力的蓄电装置,计时装置的控制方法进而包括检测当初蓄电装置的充电的充电检测步骤,交流磁场检测步骤在预先决定的检测对象期间充电检测步骤检测到充电时就检测在电磁发电装置的周边发生的交流磁场。
另外,本发明实施例6的特征在于:包括检测电机是否转动的转动检测步骤和在由转动检测步骤检测到电机是非转动状态时就向电机输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤。
此外,本发明实施例6的特征在于:包括输出早对由修正驱动脉冲输出步骤输出的修正驱动脉冲信号的剩磁进行消磁的脉冲信号的消磁脉冲信号的消磁脉冲输出步骤。
此外,本发明实施例6中预先决定的检测对象期间的开始时刻的特征在于:是预先决定的检测对象期间的开始时刻是在前次的指针运行处理期间输出消磁脉冲信号的时刻或包含在从应输出消磁脉冲信号的时刻之后到在本次的指针运行处理期间输出的通常驱动脉冲信号的输出之前的期间中的某一时刻,预先决定的检测对象期间的结束时刻,是包含在从在本次的指针运行处理期间输出的通常驱动脉冲信号的输出之前到该通常驱动脉冲信号输出之后的期间中的某一时刻。
此外,本发明实施例6的占空比设定步骤的特征在于:在预先决定的检测对象期间并且是通常驱动脉冲信号的输出期间,检测到交流磁场时,将构成输出中的该通常驱动脉冲信号的多个脉冲中的在检测到交流磁场的时刻未输出的脉冲的占空比维持为在当前时刻设定的占空比,或者设定为比在当前时刻设定的占空比高的数值。
另外,本发明实施例6的特征在于:包括检测蓄电装置的电压的电压检测步骤和通过比较由电压检测步骤检测的检测电压与预先决定的基准电压而选择切换构成通常驱动脉冲信号的输出期间的该通常驱动脉冲信号的脉冲的脉冲数的齿数选择步骤。
此外,本发明实施例6的特征在于:在检测电压低于基准电压时,齿数选择步骤选择以基准电压为界切换的2个脉冲数中的脉冲数多的一方,在检测电压高于基准电压时选择脉冲数少的一方。
此外,本发明实施例6的特征在于:设定为在以基准电压为界切换的2个脉冲数中,设定与脉冲数多的一方对应的通常驱动脉冲信号具有比与脉冲数少的一方对应的通常驱动脉冲信号大的有效电力。
本发明实施例7是具有根据从电磁发电装置供给的电力而驱动的电机的计时装置,其特征在于:具有储蓄从电磁发电装置供给的电力的蓄电单元、检测对蓄电单元的充电的充电检测单元和设定对电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比并在由充电检测单元检测到充电时将占空比设定为比作为用于驱动电机的下限值的最小限度占空比高的占空比即大于预先设定的下限占空比的值的占空比设定单元。
此外,本发明实施例7的特征在于:在由检测电机是否转动的电机转动检测单元检测到电机的转动时就进行降低通常驱动脉冲信号的有效电力的处理,在由电机转动检测单元检测到电机的非转动状态时就进行提高通常驱动脉冲信号的有效电力的处理。
另外,本发明实施例7的转动检测单元的特征在于:根据由脉冲电机的转动而感应的电流检测脉冲电机是否转动。
本发明实施例8是具有根据从电磁发电装置供给的电力而驱动的电机的计时装置,其特征在于:具有储蓄从电磁发电装置供给的电力的蓄电单元和在设定对电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比时将占空比设定为比作为用于驱动电机的下限值的最小限度占空比高的占空比即大于预先决定的设定下限占空比的值的占空比设定单元。
此外,本发明势8的特征在于:具有根据充电检测单元的检测结果计数非充电时间并在计数的非充电时间大于预先决定的时间时就停止非充电时间的计数的非充电时间计数单元。
此外,本发明实施例8的非充电时间计数单元的特征在于:在计数的非充电时间小于预先决定的时间时就输出将计时装置视为携带状态的携带模式设定信号,占空比设定单元在输入携带模式设定信号时将占空比设定为大于设定下限占空比的值。
另外,本发明实施例8的非充电时间计数单元的特征在于:在计数的非充电时间大于预先决定的时间时将输出将计时装置视为非携带状态的非携带模式设定信号,占空比设定单元在输入非携带模式设定信号时将占空比设定为大于最小限度占空比的值。
另外,本发明实施例8的占空比设定单元的特征在于:在非充电时间计数单元计数的非充电时间大于预先决定的时间时,就将设定下限占空比变更为比设定下限占空比低的占空比并且作为大于最小限度占空比的占空比的第2设定下限占空比。
另外,本发明实施例8的特征在于:具有检测电机是否转动的转动检测单元和在由转动检测单元判定电机是非状态状态时就向电机输出作为有效电力比通常驱动脉冲信号大的驱动脉冲信号的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出单元。
本发明实施例9是根据从电磁发电装置供给的电力驱动电机同时旧储蓄从电磁发电装置供给的电力的蓄电装置的计时装置的控制方法,其特征在于:包括检测对蓄电装置的充电的充电检测步骤、和设定对电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比并在由充电检测步骤检测到充电时将占空比设定为比作为用于驱动电机的占空比的下限值的最小限度占空比高的占空比即大于预先决定的设定下限占空比的值的占空比设定步骤。
此外,本发明实施例9的特征在于:进而包括根据充电检测步骤的检测结果计数非充电时间并在计数的非充电时间大于预先决定的时间时就停止非充电时间的计数的非充电时间计数步骤。
此外,本发明实施例9的非充电时间计数步骤的特征在于:在计数的非充电时间小于预先决定的时间时就输出将计时装置视为携带状态的携带模式设定信号,占空比设定步骤在输入携带模式设定信号时就将占空比设定为大于设定下限占空比的值。
另外,本发明实施例9的非充电时间计数步骤的特征在于:在计数的非充电时间大于预先决定的时间时就输出将计时装置视为非携带状态的非携带模式设定信号,占空比设定步骤在输入非携带模式设定信号时将占空比设定为大于最小限度占空比的值。
另外,本发明实施例9的占空比设定步骤的特征在于:在非充电时间计数步骤计数的非充电时间大于预先决定的时间时,就将设定下限占空比变更为比设定下限占空比低的占空比并且作为大于最小限度占空比的占空比的第2设定下限占空比。
另外,本发明实施例9的特征在于:进而包括检测电机是否转动的转动检测步骤和在由转动检测步骤判定电机是非状态状态时就向电机输出作为有效电力比通常驱动脉冲信号大的驱动脉冲信号的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤。
附图的简单说明
图1是表示本发明实施例1的应用脉冲电机驱动电流的计时装置(电子表)的电气结构的框图。
图2是表示实施例1的计时装置(电子表)的发电机构的透视图。
图3是表示实施例1的计时装置的处理电路的结构的图。
图4是表示实施例1的处理电路的驱动器的结构的图。
图5是用于说明实施例1的处理电路中的控制电路的动作的时序图。
图6是用于说明实施例1的处理电路中的控制电路等的动作的流程图。
图7是用于说明实施例1的处理电路中的分频器的复位解除后的动作的时序图。
图8是本发明实施例2的模拟电子表的总体结构图。
图9是表示实施例2的模拟电子表的概要结构的框图。
图10是表示实施例2的充电检测电路周边的电路结构的图。
图11是表示实施例2的模拟电子表的控制系统的详细结构的框图。
图12是实施例2的动作处理流程图。
图13是实施例2的动作时序图。
图14是表示实施例2的模拟电子表的概要结构的框图。
图15是表示实施例3的模拟电子表的控制系统的详细结构的框图。
图16是说明通常驱动脉冲信号的齿数的图。
图17是实施例3的动作处理流程图。
图18是利用电源电压与占空比的关系表示实施例3的指针驱动电机动作区域的图(之一)。
图19是利用电源电压与占空比的关系表示实施例3的指针驱动电机动作区域的图(之二)。
图20是表示本发明实施例4的模拟电子表的概要结构的框图。
图21是表示实施例4的模拟电子表的控制系统的详细结构的框图。
图22是利用电源电压与占空比的关系表示实施例4的指针驱动电机动作区域的图(之一)。
图23是利用电源电压与占空比的关系表示实施例4的指针驱动电机动作区域的图(之二)。
图24是实施例4的动作处理流程图。
图25是实施例4的动作时序图。
发明的具体实施形式
下面,参照附图说明实施发明的最佳的形式。
[1]实施例1
首先,说明本发明的实施例1。
[1.1]电子表(计时装置)的总体结构
图1表示本发明实施例1的应用驱动电流的电子表的电气结构的框图。
概要说明该电子表,先将在线圈110的两端子AG1、AG2发生的交流电动势整流,并向二次电源130充电。
接着,由升压电路140根据需要将二次电源130的电压升压,并向辅助电容器150充电。
并且,将从辅助电容器150供给的电压作为电源电压Vss,规定为处理电路200等电路各部分的电源。
这里,处理电路200如后面所述,是由用于时刻显示功能而进行指针运行的脉冲电机和用于驱动该脉冲电机的驱动电流等构成的电路。
[1.2]电子表的各部分的结构
下面,说明电子表的各部分。
首先,说明包含线圈110的发电机构。
如图2所示,发电机构100具有卷绕线圈110的定子112和2极磁化的盘状的转子114。
带着电子表的用户摆动手时,旋转锤116发生旋转运动,该运动通过齿轮系机构118使转子114转动。
因此,按照这样的发电机构100,通过旋转锤116的旋转,就在线圈110的端子AG1、AG2之间发生交流电动势。
将说明返回到图1,线圈110的一边的端子AG1通过二极管D1与基准电平Vdd接地,同时,与n沟道型场效应晶体管121的漏极和同型晶体管122的栅极连接。
另一方面,线圈110的另一端子AG2通过二极管D2接地,同时与晶体管122的漏极和晶体管121的栅极连接。
另外,二次电源130和升压电路140的高电压侧接地,而低电压侧作为电压Vtk与晶体管121、122的各源极连接。
这样,在本实施例1中,就是采用负电源,但是,当然也可以是正电源。
这里,在线圈110的端子AG1的电位由于发电机构100的发电而远远高于端子AG2的电位时,晶体管121截止,晶体管122导通,所以,电流在AG1→二极管D1→二次电源130→晶体管122→AG2→AG1这样的闭环中流动,向二次电源130充电。
另外,在线圈110的端子AG2的电位远远高于端子AG1的电位时,晶体管121导通,晶体管122截止,所以,电流在AG2→二极管D2→二次电源130→晶体管121→AG1→AG2这样闭环中流动,向二次电源130充电。
这样在线圈110的两端子AG1、AG2发生的交流电力是全波整流的,所以,可以有效地向二次电源130充电。
限幅电路160是防止二次电源130过充电的电路,详细而言,在通过充电而上升的二次电源130的电压大于额定值时,就成为通电状态,并将充电电流旁路。
[1.3]处理电路的结构
下面,参照图3说明处理电路200的结构。
如图3所示,处理电路200由脉冲电机210和该电机的驱动电路220构成。其中,脉冲电机210的主磁极212、213对向设置,将由2极磁化的永久磁铁构成的转子211夹在中间,这两个主磁极212、213分别与卷绕了线圈214的磁轭215连接,构成1组定子。
这里,主磁极212、213的圆弧部212a、213a相对于转子211的转动中心是偏心的,所以,在转子211静止时的磁极位置相对于主磁极212、213是偏位的。
并且,对于脉冲电机210,由于后面所述的驱动脉冲的作用,电流交替地每秒从端子T1向端子T2和从端子T2向端子T1流动,所以,在主磁极212、213上交替地发生N极和S极。因此,转子211的磁极与主磁极212、213发生相互排斥和吸引作用,所以,转子211每1秒转动180度。并且,该转动通过齿轮系机构(图示省略)传递给秒针、分针、时针等,进行时刻显示等。
另一方面,驱动电路220由多个要素构成,其中,控制电路230控制脉冲电机210的驱动。因此,控制电路230具有驱动器232。这里,参照图4说明驱动器232的结构,线圈214的一边的端子T1通过电阻R1和晶体管STr1与基准电平Vdd接地,同时,通过晶体管Ptr1接地,而通过晶体管Ntr1与电源电压Vss连接。同样,线圈214的另一边的端子T2通过电阻R2和晶体管Str2接地,同时通过晶体管Ptr2接地,而通过晶体管Ntr2与电源电压Vss连接。
这里,为了便于说明,设晶体管Str1、Str2、Ptr1、Ptr2、Ntr1、Ntr2的栅极信号分别为SG1、SG2、PG1、PG2、NG1、NG2。这些栅极信号由控制电路230控制,如后面所述,用于脉冲电机210的驱动脉冲及磁场检测和转动检测等。
下面,将说明返回到图3,线圈214的一边的端子T1通过反相器241输入“或”门243的一边的端子。另外,线圈214的另一边的端子T2通过反相器242输入“或”门243的另一边的端子。控制电路230的信号CSP1供给“或”门244的一边的端子,“或”门243的输出信号供给另一边的端子。并且,锁存电路245将“或”门244的输出信号置位,将其保持信号供给控制电路230,同时用控制电路230的信号FEGL将该保持信号复位。
这里,“或”门244的输出信号成为高电平是信号CSP1成为有源时的情况,是线圈214的端子T1、T2中至少一方的电压低于反相器241、242的阈值电压时的情况。如后面所述,这种情况就意味着由在脉冲电机210的附近发生的磁场在线圈214中感应出了电流。
因此,锁存电路245将“或”门244的输出信号置位,如果该信号即使是在很短的时间内成为高电平,也保持该信号,并通知控制电路230发生了磁场。按照该结构,控制电路230在使信号CSP1成为有源信号时可以识别在脉冲电机210附近是否发生了磁场。
另一方面,比较器251将线圈214的端子T1或端子T2的电压电平与检测电平Vcom进行比较,并输出该比较结果。控制电路230的信号CSP2供给“或”门254的一边的端子,比较器251的输出信号供给另一边的端子。并且,锁存电路255将“或”门254的输出信号置位,并将其保持信号供给控制电路230,同时用控制电路230的信号FEGL将该保持信号复位。
这里,“或”门254的输出信号成为高电平是信号CSP2成为有源时的情况,是线圈214的端子T1或端子T2的电压电平低于检测电平Vcom的情况。下面,简单说明这种情况,由驱动脉冲驱动转子211转动时,就流过与该驱动脉冲引起的电流方向相反的感应电流。在将该感应电流进行电压(斩波器)放大后的负电平低于检测电平Vcom时,由于检测到转子211是实际转动的,所以,锁存电路255将“或”门254的输出信号置位,如果该信号即使是在很短时间内成为高电平,也保持该信号,并通知控制电路230转子211在转动。按照该结构,控制电路230在使信号CSP2成为有源信号时可以识别转子211是否实际在转动。
信号FEGL是脉冲电机230转动1秒的180度后供给的脉冲信号。这样,锁存电路245、255在复位后,就准备进行下一次的磁场检测和转动检测。
另一方面,如图7所示,分频器270输入10秒周期的时钟信号CK后,用其反相信号的后沿进行1/8分频。因此,分频器270的输出信号Q,通常每隔80秒而上升。但是,由于分频器270根据“或”门260的输出信号而复位,所以,在信号RS成为高电平时或检测到磁场后锁存电路245的输出信号成为高电平时,其计数即复位。
其次,升降计数器280在分频器270的输出信号Q的上升沿进行降低计数,而在控制电路230的信号US的上升沿进行上升计数,并将该计数结果例如按4位供给控制电路230。控制电路230根据该计数结果设定驱动脉冲的宽度,控制脉冲电机210的电流有效值。
信号RS是在时刻修正等复位期间成为有源的信号,如果不将分频器270的计数动作复位,即使在时刻修正时升降计数器280也在进行降低计数,按最佳值平衡的电流有效值也将降低1级,所以,信号RS的目的就是为了防止发生这种情况。
[1.4]控制电路等的动作
下面,参照图5的时间图和图6的流程图说明控制电路230等的动作。在图5中,为了说明方便,将输出的脉冲全部表示出了,并不是总是输出图示的脉冲。
如图5所示,控制电路230每隔1秒交替驱动脉冲电机210的线圈214的端子T1和端子T2侧。因此,为了便于说明,先说明驱动端子T1侧的情况。
首先,在到达指针运行时刻t12之前的时刻t11时,步骤Sa1的判断结果为「是」。
这样,控制电路230为了判断在脉冲电机210附近是否发生了高频磁场即商用电源引起的磁场,使栅极信号Pg1成为高电平,开始输出取样脉冲SP0(Sa2),同时,使信号CSP1(参见图3)成为高电平,从而成为有源信号。
所谓这里所说的高频磁场,就是在家电产品的开关进行开/关时或电热毯的温度控制器动作时发生的电磁噪音(开关噪音)那样的尖脉冲状的电磁噪音,是不定期发生的(以下,相同)。
因此,图4中的晶体管Ptr1成为截止状态,但是,在该状态下,在脉冲电机210附近发生高频磁场时,该发生磁场将在线圈214中感应起电流,所以,端子T1的电压电平与该感应电流相应地被吸引到负侧,如果不发生高频磁场,端子T1的电压电平就不会吸引到负侧。
这里,在被吸引到负侧的电压电平Vrs0低于反相器241(参见图3)的阈值电压时,“或”门243的输出信号就成为高电平,该输出信号通过由信号CSP1打开的“和”门244由锁存电路245保持。
因此,如果锁存电路245的保持信号成为高电平,控制电路230就判定在该时刻发生了高频磁场,如果在经过了与取样脉冲SP0的脉冲宽度相当的期间依然是低电平,就判定未发生高频磁场(Sa3)。
该判断的目的是检测商用电源引起的高频磁场,所以,取样脉冲SP0的脉冲宽度最好设定为覆盖商用电源(50~60Hz)的1周期的20msec以上。
在Sa3的判断中,在判定发生了高频磁场时,该目的就达到了,所以,就应防止伴随以后高频磁场检测用的取样脉冲SP0的输出所不必要的电力消耗,于是,控制电路230使栅极信号PG1成为低电平,停止取样脉冲SP0的输出(Sa4)。
并且,使信号CSP1(参见图3)成为低电平。
另外,利用锁存电路245的输出信号将分频器270的计数动作复位(Sa8)。
另一方面,在判定未发生高频磁场时,控制电路230应判断在脉冲电机210附近是否发生了一般的交流磁场例如其他机器的开关噪音或发电机构100等,并开始输出相对于栅极信号PG2断续的取样脉冲SP1(Sa5)。
所谓这里所说的交流磁场,就是从用商用电源而动作的家电产品等发生的50[Hz]或60[Hz]的磁场或伴随电动剃须刀等的电机的转动而发生的数百[Hz]~数千[Hz]的磁场(以下,相同)。
因此,图4这的晶体管Ptr1是导通的,但是,晶体管Ptr2则断续地反复通断。这里,在发生交流磁场的情况下,晶体管Ptr2导通时,该磁场引起的感应电流在接地→晶体管Ptr1→线圈214→晶体管Ptr2→接地这样的闭环中和与该方向相反的闭环中交替地流动,在晶体管Ptr2截止的瞬间,流过大于该感应电流的电流,所以,结果,磁场引起的感应电流就作为经过斩波放大后的电压电平Vrs1出现在端子T2上。
这里,在电压电平Vrs1小于反相器242(参见图3)的阈值时,“或”门243的输出信号成为高电平,该输出信号通过由信号CSP1打开的“与”门244由锁存电路245保持。
因此,如果锁存电路245的保持信号成为高电平,控制电路230就判定在该时刻发生了交流磁场,如果经过了取样脉冲SP1的断续期间依然是低电平,就判定未发生交流磁场(Sa6)。
在步骤Sa6的判断中,在判定发生了交流磁场时,其目的就已达到了,所以,应防止膀以后交流磁场检测用的取样脉冲SP1的输出的不必要的电力消耗,于是控制电路230就停止取样脉冲SP1的输出(Sa7)。
并且,使信号CSP1(参见图3)成为低电平。另外,利用锁存电路245的输出信号使1/8分频器270的计数动作复位(Sa8)。
另一方面,在判定未发生交流磁场时,控制电路230就应结束本次的高频磁场和交流磁场的检测,并在使信号CSP1成为低电平后待机,直至到达指针运行时刻t12为止。(Sa9)。
并且,在到达指针运行时刻t12时,控制电路230对于实际上信号PG1、NG1输出与当前时刻升降计数器280的计数经过相应的脉冲宽度的驱动脉冲K1(Sa10)。
这样,端子T1的电压电平被吸引为负的电源电压Vss,结果,与驱动脉冲K1的T2向端子T1方向流动,所以,原则上说,脉冲电机210的转子211应转动180度。但是,由于当前时刻升降计数器280的计数结果及转子211的负载的变化等原因,与驱动脉冲K1的脉冲宽度相当的电流有效值是并充分的,所以,也是得到转子211不转动的情况。
因此,控制电路230检测转子211是否根据驱动脉冲K1而实际进行转动,所以,对于栅极信号PG1,开始输出断续的取样脉冲SP2,对于栅极信号SG1开始输出取样脉冲SP2的反相脉冲的(Sa11),同时使信号CSP2(参见图3)成为高电平,从而成为有源信号。因此,图4中的晶体管Ptr2导通,但是,晶体管Ptr1、Str2相互排他地反复发生通/断。
这里,在转子211根据驱动脉冲K1而转动了180度的情况下,在晶体管Ptr1导通、而晶体管Str2截止时,由于该转动和衰减振动,在线圈214中将流过与驱动脉冲K1引起的电流方向相反的电流。即,电流在接地→晶体管Ptr1→线圈214→晶体管Ptr2→接地这样的闭环中流动。但是,在下一个瞬间晶体管Ptr1截止、而晶体管Str2导通时,在线圈214中将流过大于上述电流的电流,所以,结果,与驱动脉冲K1引起的电流方向相反的经过电压放大的电压电平Vrs2就出现在端子T1上。
另一方面,在转子211未由于驱动脉冲K1而振动180度时,就不会感应起上述那样的方向相反的电流,所以,电压电平Vrs2不会出现在端子T1上。
这里,在电压电平Vrs2小于图3中的比较器251的检测电压Vcom时,则该输出“或”门243的输出信号成为高电平,并且该输出信号通过由信号CSP2打开的“或”门254由锁存电路255保持。
因此,如果锁存电路255的保持信号成为高电平,控制电路230就判定在该时刻转子211发生转动,如果即使经过了取样脉冲SP2的断续‘期间而保持信号依然是低电平,就判定转子211来发生转动(Sa12)。
在该判断中,判定转子211转动时,在该时刻目的就已达到了,所以,应防止以后的不必要的电力消耗,于是,控制电路230就停止取样脉冲SP2的输出(Sa13),同时,使信号CSP2(参见图3)成为低电平。
另一方面,在判定转子211未转动时,即使在下次的指针运行时刻,想用相同宽度的驱动脉冲K1使转子211转动,同样成为非转动状态的概率也还是非常高的。因此,控制电路230应使电流有效值上升,输出1个信号US,使升降计数器280进行上升计数(Sa14),同时强制地驱动转子211应保证该非转动状态。
具体而言,控制电路230在待机到时刻t13后(Sa15),对栅极信号PG1、NG1,分别输出具有转子211可靠地转动的程度的脉冲宽度的强制驱动脉冲P2和修正脉冲Pr(Sa16)。修正脉冲Pr是为了防止仅由强制驱动脉冲P2引起的过转动而加的。
这样,实质上就是端子T1的电压电平被吸引到负的电源电压Vss上,而端子T2早维持接地电平,所以,为了转子211转动而足够大的有效值的电流从端子T2向端子T1的方向流动的结果,就是转子211可靠地转动了180度。利用这种强制的转动,即使转子211在驱动脉冲K1的作用下也不转动时,也可以利用强制驱动脉冲P2和修正脉冲Pr而保证该转动。
并且,在转子211这样被强制地转动时,由于强制驱动脉冲P2将残留剩磁,所以,应消除该剩磁,于是控制电路230对栅极信号PG2、NG2输出消磁脉冲PE。
在脉冲电机210附近发生了高频磁场或交流磁场时,即使想用驱动脉冲K1使转子发生转动,由主磁极212、213中发生的磁场也会由于高频磁场或交流磁场而被减弱从而转子不转动的可能性很高。
此外,利用取样脉冲SP2检测转子211的转动时,在线圈211中将叠加上由高频磁场或交流磁场引起的感应电流,所以,尽管实际上转子211不转动,也有可能会误检测为转动。在发生这种误检测时,当然由于强制驱动脉冲P引起的电流不供给线圈214,所以,指针不运行,从而将显著地降低时刻显示的精度。
特别是像本实施例1的电子表那样,脉冲电机210是利用磁极的排斥和吸引而转动的类型,对于交替地驱动端子T1、T2的结构,一旦发生误检测,在下次的驱动时刻转子211的磁极位置相对于主磁极212、213的磁极方向都将成为吸引状态,从而成为稳定的状态,所以,在下次的指针运行时刻,转子211也将不转动。
因此,一旦发生误检测,对于1秒的指针运行情况,将发生2秒的指针运行错误。
为了防止发生这种误检测,在判定在脉冲电机210附近发生了高频磁场或交流磁场时,控制电路230就和判定转子211是非转动状态时一样,在时刻t12就对实际上信号PG1、NG1分别输出强制驱动脉冲P2和修正脉冲Pr(Sa15、16),然后,向实际上信号PG2、NG2输出消磁脉冲PE。即,转子211不是由于驱动脉冲K1引起的电流而是由于强制驱动脉冲P2引起的电流而转动。
和非转动状态的情况不同,升降计数器280不执行上升计数。其理由在于,在非转动状态的情况下,如果不扩大驱动脉冲K1的脉冲宽度,即如果不增加驱动脉冲K1的有效电力,以后将继续非转动状态,所以,必须使升降计数器280进行上升计数。
与此相反,磁场的发生是一次性的,所以,没有必要执行与电力消耗增加直接相联系的上升计数。
在判定转子211由于驱动脉冲K1而转动时,在停止取样脉冲SP2的输出后或者利用强制的驱动脉冲P2强制地使转子211转动后,控制电路230输出用于下次的指针运行的脉冲信号FEGL,并使锁存电路245、255的保持内容复位(Sa17)。
并且,在驱动这样的端子T1侧的动作结束时,就进行输出极性的反相设定,用以在下次驱动端子T2侧(Sa18)。因此,下次驱动端子T2侧的动作以时刻t21、t22、t23为基准同样进行的结果,就是每隔1秒交替地执行驱动端子T1侧的动作和驱动端子T2侧的动作。
这样,控制电路230如果判定在脉冲电机210附近未发生磁场,在指针运行的时刻t12(t22),将与升降计数器280的计数结果相应的脉冲宽度的驱动脉冲K1供给线圈214后,判断转子211是否转动。并且,如果判定转子211不转动,就输出强制驱动脉冲P2和修正脉冲Pr,强制地使转子211转动。另一方面,控制电路230如果判定在脉冲电机210附近发生了磁场,就使分频器270的计数动作复位,同时输出强制驱动脉冲P2和修正脉冲Pr,强制地使转子211转动。
这里,分频器270的计数动作在复位而被解除之后(输出信号FEGL之后),如图7所示,该输出信号的上升沿则是在31~40秒之后出现。即,在一旦检测到磁场之后,驱动脉冲K1引起的驱动电流的有效值到降低1级为止的时间,以再次检测不到磁场为条件,就是在31~40秒之后。
对这种电子表考察电力消耗的问题时,如果即使输出驱动脉冲K1转子211也不转动,升降计数器280就进行上升计数,所以,向电力消耗增加的方向动作,通常在经过作为分频器270的输出周期的80秒时,升降计数器270就进行降低计数,所以,就向电力消耗降低的方向动作。因此,由与升降计数器280的计数结果对应的驱动脉冲K1的脉冲宽度规定的电流有效值在电力消耗增加的方向和降低的方向平衡的地点即在转子211可以转动的下限值附近平衡。因此,可以抑制多余的电力消耗,从而可以实现低电力消耗。
另外,在本实施例1中,在判定发生了高频磁场或交流磁场时,分频器270的计数将复位(Sa8)。与此相反,在采用不论有无磁场每隔80秒就使升降计数器280进行降低计数的结构时,就存在以下问题。
如上所述,由于由驱动脉冲K1的脉冲宽度规定的电流有效值在转子211可以转动的下限值附近平衡,所以,在经过80秒后,电流有效值降低时,转子211就容易成为非转动状态。
这样,在容易成为非转动状态的状态下,进而在脉冲电机210附近发生磁场时,当然尽管转子211不转动而由发生仓所感应的电流也将叠加到线圈214上。
结果,误检测为转动的可能性也就提高了。
另一方面,在本实施例1中,如果发生了磁场,分频器270的计数就被复位,所以,只要发生了磁场,升降计数器280就不进行降低计数。
因此,将电流有效值维持现状的结果,就不会向误检测的可能性高的区域迁移,所以,可以防止对脉冲电机的转动的误检测。
作为只要发生了磁场升降计数器280就不进行降低计数的结构,还可以考虑
①在发生磁场的期间,禁止输入时钟信号CK等后停止分频器270的计数动作的结构,
②将分频器270置换为计数器后,通常在其计数值达到指定的值时就使升降计数器280进行降低计数,而在发生磁场时就使该计数器复位同时设定初始值的结构。
此外,在本实施例1中,如果判定发生了磁场,如上所述,就利用强制驱动脉冲P2和修正脉冲Pr强制地使转子211转动,所以,可以确保指针运行的可靠性。
另外,在本实施例1的电子表中,内藏了发电机构100。因此,在检测脉冲电机210的转子211是否转动时,对于施加不良影响的磁场,不仅是电子表外部的磁场,而且也包括在电子表内部发生的磁场。
这里,如果将发电机构100的线圈110与脉冲电机210的线圈214相互正交地配置,则线圈110的磁通就不会影响线圈214,所以,至少可以排除在电子表内部发生的磁场的影响。但是,对于实际问题,像手表那样将两个线圈装配到限制大的空间中时,难于将两者正交地配置,另外,由于实际使用的线圈不是理想的,所以,也会发生磁通泄漏。
与此相反,按照本实施例1,不论电子表的内部外部,都可以防止由于磁场的影响引起的对转动的误检测。
[1.5]实施例1的变形例
[1.5.1]变形例1
在本实施例中,采用了用驱动脉冲K1的脉冲宽度来控制向脉冲电机210供给的驱动电流的有效值的结构,但是,也可以采用在一定期间增减并输出一定宽度脉冲数而取代控制脉冲宽度的驱动脉冲K1的结构。利用该结构也可以根据升降计数器280的计数结果规定占空比,所以,可以控制供给脉冲电机210的驱动电流的有效值。
[1.5.2]变形例2
另外,在本实施例1中,采用了利用在脉冲电机210的线圈214中感应的电流进行磁场的检测的结构,但是,也可以使用霍耳元件等磁传感器进行检测的结构。但是,由于结构的共同性差,所以,像手表那样对空间的限制严格的机器不适用。
[1.5.3]变形例3
此外,在本实施例3中,采用了利用在脉冲电机210的线圈214中感应的电流进行转子211的转动检测的结构,但是,也可以使用根据转子211的转动感应的电流进行检测的结构,例如可以使用与转子211连接的编码器。但是,和磁的检测一样,由于结构的共同差,所以,像手表那样对空间的限制严格的加不适用。
[1.5.4]变形例4
在本实施例1中,是将把由发电机构发生的电力进行充电的主体作为二次电源130的,但是,只要可以储蓄电力,也可以是大容量的电容器。另外,作为发电机构,除了图2所示的机构外,也可以应用太阳能电池、热发电元件、压电发电元件等所有形式的发电元件。
[1.5.5]变形例5
另外,在本实施例1中,脉冲电机210从转子211角度看,是主磁极212、213设置间隙的形式,但是,也可以采用设置决定转子211的静止位置的切口的一体型的结构。
[1.5.6]变形例6
在以上的说明中,栅极信号SG1、SG2、PG1、PG2、NG1、NG2由控制电路230控制,用于包括磁场检测的各种检测,但是,也可以采用通过检测伴随发电机构的发电的电流状态(电流量或电压)来检测脉冲电机附近的磁场的结构。
例如,作为伴随发电的电流状态,也包括限幅电路160动作、通过充电而上升的二次电源130的电压大于额定值而将充电电流旁路时的电流量等用于发电而流过某种电流时的电流量。因此,也包括通过检测伴随二次电源(=蓄电电源)的蓄电的蓄电电流量来检测脉冲电机附近的磁场的情况。
另外,作为伴随发电的电流状态,使用电压时,例如如图3中的虚线所示的那样,也可以设置充电检测电路13(详细情况参见后面所述的实施例2和图10的关联说明),检测发电电流作为充电电流流动时发生的电压。这样,充电检测电路13在进行伴随发电的电压检测时将高电平的充电检测结果信号SA向采用3输入结构的或门电路260输出,便可将1/8分频器复位,从而使用电压便可检测脉冲电机附近的磁场。
[2]实施例2
下面,参照附图说明本发明的实施例2。
[2.1]实施例2的总体结构
图8表示本发明实施例2的模拟电子表1的总体结构。
模拟电子表1是手表,用户是将与装置本体连接的表带带到手腕上来使用的。
模拟电子表1大致包括发生交流电力的发电部A、将发电部A的交流电压整流并蓄电以及将蓄电电压升压并向各结构部分供给电力的电源部B、检测发电部A的发电状态并根据检测结果控制装置全体的控制部C、驱动指针的指针运行机构D和根据控制部C的控制信号驱动指针运行机构D的驱动部E。
在这种结构中,控制部C切换根据发电部A的发电状态驱动指针运行机构D、进行时刻显示的显示模式和停止向指针运行机构D馈电而节约电力的节电模式。另外,从节电模式向显示模式的转移,是通过用户手持模拟电子表1进行摆动而强制地进行的。
下面,说明各结构部分。对于控制部C,后面使用功能决进行说明。
首先,发电部A大致包括发电装置40、捕捉用户的手腕的活动等而在装置内旋转并将电能变换为转动动能的旋转锤45和将旋转锤的旋转变换(增速)为发电所需要的转数并向发电装置40侧传递的增速齿轮46。
发电装置40起电磁感应型的交流发电装置的功能,该发电装置40内的旋转锤45的转动通过增速齿轮46传递给发电用转子43,发电用转子43通过在发电用定子42的内部转动,将在与发电用定子42连接的发电线圈44中感应的电力向外部输出。
因此,发电部A是利用与用户的生活相关联的能量进行发电的,可以使用该电力驱动模拟电子表1。其次,电源部B包括整流电路47、大容量电容器48和升压电路49。
升压电路49使用多个电容器49a、49b和49c可以进行多级升压和降压,可以利用控制部C的控制信号φ11调整供给驱动部E的电压。
另外,升压电路49的输出电压根据监视信号φ12也供给控制部C,这样,便可监视输出电压,同时,可以由控制部C根据输出电压的微小的增减来判断发电部A是否在进行发电。
这里,电源部B将Vdd(高电位侧)取为基准电位(GND),作为电源电压而生成Vss(低电位侧)。
在上述说明中,是通过监视信号φ12监视升压电路49的输出电压进行发电检测的,但是,在不设置升压电路的电路结构中,也可以通过直接监视大容量电容器48的低电位侧电源电压VTKN而进行发电检测。
下面,说明指针运行机构D。指针运行机构D使用的步进电机70也称为脉冲电机、步进电机、阶动电机或数字电机等,多用作数字控制装置的调节器,是利用脉冲信号进行驱动的电机。
近年来,作为适合于携带的小型的电子装置或信息机器用的调节器,大多采用小型、轻量化的步进电机。这种电子装置的代表性的装置就是电子表、时间开关、计时器这样的计时装置。
本例的步进电机70包括利用从驱动部E供给的驱动脉冲发生磁力的驱动线圈71、由该驱动线圈71励磁的定子72和在定子72的内部利用励磁的磁场而转动的转子73。
另外,步进电机70的转子73由盘状的2极的永久磁铁构成的PM型(永久磁铁转动型)构成。在定子72上设置磁饱和部77,用以在转子73的周围的各相(极)75和76发生随驱动线圈71发生的磁力而不同的磁极。
另外,为了规定转子的转动方向,在定子72的内周的适当的位置设置内切口78,发生开齿转矩,使转子73停止在适当的位置。
步进电机70的转子73的转动通过小齿轮,由与转子73啮合的5号齿轮51、4号齿轮52、3号齿轮53、2号齿轮54、背面齿轮55和筒形出来56构成的齿轮系50传递给各指针。秒针61与4号齿轮52的轴连接,分针62与2号齿轮54连接,此外,时针63与筒形齿轮56连接。与转子73的转动连动地由这些指针指示时刻。此外,当然也可以将用于进行年月日等的显示的传递系统等(图中未示出)与齿轮系50连接。
其次,驱动部E根据控制部C的控制将各种驱动脉冲供给步进电机70。
更详细而言,就是通过从控制部C在各个时刻加上极性和脉冲宽度不同的控制脉冲,便可向驱动线圈71供给极性不同的驱动脉冲或供给激励转子73的转动检测用和磁场检测用的感应电压的检测用脉冲。
[2.2]实施例2的控制系统的功能结构
下面,参照图9说明实施例2的控制系统的功能结构。在图9中,符号A~E分别与图8所示的发电部A、电源部B、控制部C、指针运行机构D和驱动部E对应。
模拟电子表1包括发生交流电力的发电单元10、将从发电单元10输出的交流电压进行整流的整流电路11、储蓄整流过的电压的蓄电单元12、将进行蓄电单元12的输出电压的升降压而得到的电压供给控制部C和指针运行机构D的升降压电路25、检测对蓄电单元12的充电并输出充电检测结果信号SA的充电检测电路13、检测发电单元10通过发电而发生的交流磁场并输出发电机交流磁场检测结果信号SC的发电机交流磁场检测电路14和根据作为发电机交流磁场检测电路14的检测结果的发电机交流磁场检测结果信号SC输出用于升降通常驱动脉冲信号的占空比的占空比升降信号SM的占空比升降控制电路23。
此外,模拟电子表1还具有输出应设定通常驱动脉冲信号SI的占空比的通常驱动脉冲占空比升降信号SH的占空比设定计数器24、控制模拟电子表1全体的控制电路15、驱动指针的电机17和根据从控制电路15输出的通常驱动脉冲信号SI驱动电机17的电机驱动电路16。
另外,模拟电子表1还包括为了使电机17可靠地转动而输出有效电力比通常驱动脉冲信号大的修正驱动脉冲信号SJ的修正驱动脉冲输出电路18、检测对电机17的转动还转动检测有影响的磁场并输出高频磁场检测结果信号SE的高频磁场检测电路19还输出交流磁场检测结果信号SF的交流磁场检测电路20以及根据电机17感应的电压的电平检测电机17是否转动并输出转动检测结果信号SG的转动检测电路21。
这时,也还实施例1一样,所谓高频磁场就是在例如家电产品的开关所通/断时或电热毯的温度控制器动作时发生的电磁噪音那样的尖脉冲状的电磁噪音,是不定期发生的。另外,所谓交流磁场,就是指从用商用单元等而动作的家电产品等发生的50[Hz]或60[Hz]的磁场或伴随电动剃须刀等的电机的转动而发生的数百~数千[Hz]的磁场等。
另外,占空比设定计数器24在由发电机交流磁场检测电路14检测到发电单元10通过发电而发生的交流磁场时等,将通常驱动脉冲信号的占空比维持为在当前时刻设定的占空比或者设定应设定为比在当前时刻设定的占空比高的占空比的计数值。
之所以进行这样的处理,是因为有可能小于作为可以驱动电机的占空比的最小限度占空比。即,在进行发电检测时,如果占空比降低,将离开可以驱动电机的动作区域而进入不能驱动的区域。
[2.3]充电检测电路13周边的结构
图10表示充电检测电路13的周边的电路结构例。
在图10中,表示出了充电检测电路13、作为充电检测电路13的周边电路进行交流发电的发电单元10、将从发电单元10输出的交流电流整流并变换为直流电流的整流电路11和利用从整流电路11输出的直流电流进行蓄电的蓄电单元12。
充电检测电路13由取后面所述的第1比较器COMP1和第2比较器COMP2的输出的逻辑积的否定输出的与非门电路201和使用RC积分电路将与非门电路201的输出平滑后作为充电检测结果信号SA而输出的平滑化电路202构成。
整流电路11由通过将发电单元10的一边的输出端子AG1的电压与基准电压Vdd进行比较而进行第1晶体管Q1的导通/截止控制从而进行能动整流的第1比较器COMP1、通过将发电单元10的另一边的输出端子AG2的电压与基准电压Vdd进行比较从而通过使第2晶体管Q2与第1晶体管交替地进行导通/截止而进行能动整流的第2比较器COMP2、在发电单元10的端子AG2的端电压V2超过预先决定的阈值电压时就成为导通状态的第3晶体管Q3和在发电单元10的端子AG1的端电压V1超过预先决定的阈值电压时就成为导通状态的第4晶体管Q4构成。
首先,说明充电动作。
发电单元10开始进行发电时,发电电压就向两输出端子AG1、AG2馈电。这时,输出端子AG1的端电压V1与输出端子AG2的端电压V2相位相反。
输出端子AG1的端电压V1超过阈值电压时,第4晶体管Q4就成为导通状态。此后,端电压V1上升,在超过电源VDD的电压时,第1比较器COMP1的输出成为低电平,第1晶体管Q1成为导通状态。
另一方面,由于输出端子AG2的端电压V2小于阈值电压,所以,第3晶体管Q3是截止状态,端电压V2小于电源VDD的电压,第2比较器COMP2的输出是高电平,第2晶体管Q2是截止状态。
因此,在第1晶体管Q1成为导通状态的期间,发电电流在端子AG1→第1晶体管Q1→电源VDD→蓄电单元12→电源VTKN→第4晶体管Q4的路径中流动,电荷向蓄电单元12充电。
此后,端电压V1下降时,输出端子AG1的端电压V1成为小于电源VDD的电压,第1比较器COMP1的输出成为高电平,第1晶体管Q1成为截止状态,输出端子AG1的电压V1小于第4晶体管Q4的阈值电压,第4晶体管Q4也成为截止状态。
另一方面,在输出端子AG2的端电压V2超过阈值电压时,第3晶体管Q3成为导通状态。此后,在端电压V2进一步上升,超过电源VDD的电压时,第2比较器COMP2的输出成为低电平,第2晶体管Q2成为导通状态。
因此,在第2晶体管Q2成为导通状态的期间,发电电流在端子AG2→第2晶体管Q2→电源VDD→蓄电单元12→电源VTKN→第3晶体管Q3的路径中流动,电荷向蓄电单元12充电。
如上所述,发电电流流动时,第1比较器COMP1或第2比较器COMP2的输出成为低电平。
因此,充电检测电路13的与非门电路201通过取第1比较器COMP1和第2比较器COMP2的输出的逻辑积的否定,在发电电流流动的状态下,向平滑化电路202输出高电平的信号。
这时,由于与非门电路201的输出包含开关噪音,所以,平滑化电路202使用RC积分电路将与非门电路201的输出平滑化后作为发电检测结果信号SA而输出。
这样的充电检测电路13在结构上检测信号包含检测延迟,所以,如果不考虑该检测延迟,则伴随检测遗漏,电机将不能正常转动。
因此,在本实施例中,考虑检测延迟,使电机正常地转动。
[2.4]发电机交流磁场检测电路的结构
图11表示实施例2的控制系统的详细结构框图。
如图11所示,发电机交流磁场检测电路14包括充电检测结果信号SA输入一边的输入端子而发电机交流磁场检测定时信号SB输入另一边的输入端子取充电检测结果信号SA和发电机交流磁场检测定时信号SB的逻辑积并输出的与门电路14A和与门电路14A的输出端子与置位端子S连接、电机脉冲输出结束信号FEGL输入复位端子R并从输出端子Q输出发电机交流磁场检测结果信号SC的锁存电路14B。
这种结构的结果,是发电机交流磁场检测电路14在从控制电路15输入高电平的发电机交流磁场检测定时信号SB的发电机交流磁场间时刻,在充电检测电路13中检测充电并输出高电平的充电检测结果信号SA时,就从锁存电路14B的输出端子Q输出高电平的发电机交流磁场检测结果信号SC。
然后,在电机脉冲输出结束时,通过输入高电平的电机脉冲输出结束信号FEGL,发电机交流磁场检测结果信号SC成为低电平。
[2.5]高频磁场检测电路和交流磁场检测电路的结构
高频磁场检测电路19和交流磁场检测电路20的结构基本上相同,所以,以高频磁场检测电路19为例进行说明。
如图11所示,高频磁场检测电路19包括根据电机17的感应电压信号SD在感应电压信号SD的电压电平超过预先决定的指定的基准电压时就输出高电平的第1磁场检测信号的2个磁场检测用反相器19A及19B、一边的输入端子与磁场检测用反相器19A的输出端子连接而另一边的输入端子与磁场检测用反相器19B连接并在磁场检测用反相器19A和19B中的某一方的输出成为高电平时就输出高电平的第2磁场检测信号的或门电路19C、控制电路15的检测定时信号输入一边的输入端子而作为或门电路19C的输出信号的第2磁场检测信号输入另一边的输入端子的与门电路19D和与门电路19D的输出端子与置位端子S连接而电机脉冲输出结束信号FEGL输入复位端子R并从输出端子Q输出高频磁场检测结果信号SE的锁存电路19E。
采用这种结构的结果,高频磁场检测电路19在从控制电路15输入高电平的检测定时信号的高频磁场检测时刻,磁场检测用反相器19A和19B中的某一个的输出成为高电平时,就从锁存电路19E的输出端子Q输出高电平的高频磁场检测结果信号SE。
然后,在电机脉冲输出结束时,通过输入高电平的电机脉冲输出结束信号FEGL,高频磁场检测结果信号SE成为低电平。
[2.6]转动检测电路的结构
如图11所示,转动检测电路21包括电机17的感应电压信号SD输入反相输入端子而预先决定的转动判断用的基准电压Vcom输入非反相输入端子并在感应电压信号SD的电压超过基准电压Vcom时输出高电平的原转动检测信号的转动检测比较器21A、控制电路15的检测定时信号输入一边的输入端子而转动检测比较器的原转动检测信号输入另一边的输入端子的与门电路21B和与门电路21B的输出端子与置位端子S连接而电机脉冲输出结束信号FEGL输入复位端子R并从输出端子Q输出转动检测结果信号SG的锁存电路21C。
采用这种结构的结果,转动检测电路21在从控制电路15输入高电平的检测定时信号的转动检测时刻,在作为转动检测比较器21A的输出的原转动检测信号成为高电平时,就从锁存电路21C的输出端子Q输出高电平的转动检测结果信号SG。
然后,在电机脉冲输出结束时,通过输入高电平的电机脉冲输出结束信号FEGL,转动检测结果信号SG成为低电平。
[2.7]占空比升降控制电路和占空比设定计数器的结构
如图11所示,占空比升降控制电路23包括外部的复位信号RS输入一边的输入端子而发电机交流磁场检测结果信号SC输入另一边的输入端子的或门电路23A、外部的时钟信号CK输入时钟端子CLK而或门电路23A的输出端子与复位端子RST连接并在将时钟信号CK进行1/n分频的时刻从输出端子Q输出构成占空比升降信号SM的占空比降低信号的1/n计数器23B和发电机交流磁场检测结果信号SC输入一边的输入端子而控制电路15的占空比上升控制信号SP输入另一边的输入端子并从输出端子输出构成占空比升降信号SM的占空比上升信号的或门电路23C。
占空比设定计数器24由或门电路23C的占空比上升信号输入上升端子UP而1/n计数器23B的占空比降低信号输入降低端子DOWN并从输出端子Q1~Q4输出4位的通常驱动脉冲占空比升降信号SH的4位计数器构成。
[2.8]实施例2的动作
下面,参照图12和图13说明实施例2的动作。
图12表示动作处理的流程图,图13表示动作的时序图。
首先,模拟电子表1的控制电路15判断从前次的指针运行时开始是否经过了作为指针运行的基准时间的1秒(S1)。
在S1的判断中,在判定尚未经过作为指针运行的基准时间的1秒时(S1:否),就再次反复进行判断。
另一方面,在S1的判断中,在判定已经过了作为指针运行的基准时间的1秒时(S1:是),充电检测电路13就向发电机交流磁场检测电路14发送充电检测结果信号SA(S2)。
在S2,从充电检测电路13发送的信号即充电检测结果信号SA表示在蓄电单元12进行充电时(S2:是),发电机交流磁场检测电路14就向占空比升降控制电路23发送表示在发电单元10的周边检测到交流磁场的发电机交流磁场检测结果信号SC。
并且,接收到表示在发电单元10的周边检测到交流磁场的发电机交流磁场检测结果信号SC的占空比升降控制电路23向占空比设定计数器24发送用于将占空比变更为例如高1级的值的占空比升降信号SM。
接收到用于将占空比变更为高1级的值的占空比升降信号SM的占空比设定计数器24就向控制电路15发送将通常驱动脉冲信号I的占空比变更为高1级的值的通常驱动脉冲占空比升降信号SH(S9)。然后,将处理转移到S3的处理。
具体而言,在图13(b)所示的充电检测结果信号SA为高电平时(从时刻t2到时刻t4之间),表示在蓄电单元12进行充电。
并且,在图13(c)所示的发电机交流磁场检测定时信号SB表示是进行检测的定时的高电平的期间中(从时刻t1到时刻t3之间),发电机交流磁场检测电路14就继续检测发电单元10周边的交流磁场,在时刻t2检测到交流磁场时,就使图13(d)所示的发电机交流磁场检测结果信号SC从低电平变为高电平。
并且,在发电机交流磁场检测结果信号SC切换高电平时,接收到该信号的占空比升降控制电路23就向占空比设定计数器24发送用于将占空比变更为高1级的值的占空比升降信号SM。
另一方面,在S2,从充电检测电路13发送来的充电检测结果信号SA表示在蓄电单元12未进行充电时(S2:否),控制电路15就向电机驱动电路16输出通常驱动脉冲信号I(S3)。另一方面,发电机交流磁场检测电路14则结束发电单元10周边的交流磁场的检测(S4)。具体而言,就是控制电路15在时刻t3将图13(c)所示的发电机交流磁场检测定时信号B从高电平切换为低电平。
其次,转动检测电路21进行电机17的转动检测,并判断电机17是否正常地转动(S5)。
在S5的判断中,在判定电机17正常转动时(S5:是),如后面所述,控制电路15就调整在下次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号SI的占空比(S10)。
并且,发电机交流磁场检测电路14开始进行发电单元10周边的交流磁场的检测(S8)。
然后,将处理转移到S1的处理,继续进行模拟电子表1的指针运行。
另一方面,在S5的判断中,在判定电机17不是正常转动时(S5:否),修正驱动脉冲输出电路18为了可靠地进行指针运行输出有效电力比通常驱动脉冲信号SI大的修正驱动脉冲信号SJ(S6)。
其次,控制电路15为了减少通过输出修正驱动脉冲信号SJ而发生的磁场输出消磁脉冲信号(S7)。
并且,发电机交流磁场检测电路14开始进行发电单元10周边的交流磁场的检测(S8)。
然后,将处理转移到S1的处理,继续进行模拟电子表1的指针运行。
[2.9]占空比的调整
下面,说明在下次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号SI的占空比的调整。
在上述S10,发电机交流磁场检测电路14检测发电单元10周边的交流磁场,同时将检测结果向占空比升降控制电路23发送。
并且,占空比升降控制电路23根据该检测结果向占空比设定计数器24发送用于变更为比在当前时刻设定的占空比高的占空比的占空比升降信号SM或用于变更为比在当前时刻设定的占空比低的占空比的占空比升降信号SM。并且,接收到占空比升降信号SM的占空比设定计数器24通过将占空比设定为比在当前时刻设定的占空比的值例如高1级的值或低1级的值来调整在下次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号SI的占空比。
[2.10]实施例2的效果
在本实施例2中,在发电单元10的周边检测到交流磁场时,将占空比设定为比在当前时刻设定的占空比高的值,所以,即使多少受到交流磁场等的影响,也可以防止电机成为非转动状态。
[2.11]实施例2的变形例
在上述实施例2中,在提高占空比时,是设定为比在当前时刻设定的占空比高1级的占空比,但,不限于高1级的占空比,也可以维持为在当前时刻设定的占空比,或者设定为比在当前时刻设定的占空比高数级的占空比。总之,对于现状的电源电压,通过设定为大于可以使电机动作的最低限度的占空比,可以防止电机成为非转动状态。
[3]实施例3
[3.1]实施例3的控制系统的功能结构
下面,参照图14说明实施例3的控制系统的功能结构。在图14中,符号A~E分别与图8所示的发电部A、电源部B、控制部C、指针运行机构D和驱动部E对应。
另外,在图14中,对于和图9的实施例2的结构相同的要素标以相同的符号,并省略详细的说明。
本实施例3的结构与实施例1的结构的不同点是,本实施例3的模拟电子表1除了实施例1的结构要素外,还包括检测升降压电路25的输出电压的电压检测电路85和根据由电压检测电路85检测的电压值输出用于选择并切换构成在通常驱动脉冲信号的输出期间中的通常驱动脉冲信号的脉冲数(以下,称为齿数)的齿数选择信号SO的齿数选择电路86。
[3.2]实施例3的控制系统的详细结构
图15表示实施例3的控制系统的详细结构框图。在图15中,对于和图11的实施例2的控制系统相同的部分标以相同的符号,并省略其详细的说明。
[3.2.1]电压检测电路的结构
电压检测电路85由将作为升降压电路25的输出电压的电压Vss与预先决定的基准电压Vkcom进行比较不在电压Vss超过基准电压Vkcom时就输出高电平的电压检测信号SN的比较器85A构成。
[3.2.2]齿数选择电路的结构
齿数选择电路86由电压检测信号SN输入数据端子D而外部的时钟信号CK2输入时钟端子CLK、控制电路15的控制信号输入置位端子S和复位端子R并从输出端子Q输出齿数选择信号SO的锁存电路86A构成。根据该结构,齿数选择电路86在从控制电路15向置位端子S或复位端子R输入控制信号之后,在时钟信号CK2的输入时刻电压Vss超过基准电压Vkcom时,就输出与齿数少的一侧相当的齿数选择信号SO,在电压Vss小于基准电压Vkcom时,就输出与齿数多的一侧相当的齿数选择信号SO。
下面,参照图16说明通常驱动脉冲信号的齿数。
首先,图16(a)表示齿数为6个的通常驱动脉冲信号,图16(b)表示齿数为8个的通常驱动脉冲信号。
齿数选择电路86在升降压电路25的升降压倍率降低时,使可靠地进行驱动,所以,在齿数为8个、升降压倍率增加时,应降低电力消耗,取齿数为6。
并且,t1表示构成通常驱动脉冲信号的脉冲的周期,t2表示通常驱动脉冲信号的脉冲为高电平的时间。
这里,将通常驱动脉冲信号的脉冲为高电平的时间t2占构成通常驱动脉冲信号的脉冲的周期t1的比例(t2/t1)称为通常驱动脉冲信号的占空比,在图16(a)、(b)中表示的是占空比相同的情况。
另外,K1a表示在1次的指针运行时输出的齿数为6的通常驱动脉冲信号的输出时间,K1b表示在1次的指针运行时输出的齿数为8的通常驱动脉冲信号的输出时间。
例如,构成通常驱动脉冲信号的脉冲的周期t1为0.488[msec]时,齿数为6的通常脉冲信号的输出时间K1a为0.488[msec]×6=2.928[msec]。另一方面,齿数为8的通常驱动脉冲信号的输出时间K1b为0.488[msec]×8=3.904[msec]。
如图16所示,在占空比相同时,齿数为6的通常驱动脉冲信号的有效电力与齿数为8的通常驱动脉冲信号的有效电力相比,减小了与齿数所少的部分相应的大小。
另外,齿数选择电路86将由电压检测电路85检测的电压与预先决定的通常驱动脉冲信号的齿数切换电压(=Vkcom)进行比较,与该比较结果对应地选择通常驱动脉冲信号的齿数,同时进行请所选择的齿数的处理。
通过由齿数选择电路86切换通常驱动脉冲信号的齿数,在升降压电路25输出的电压Vss相对于齿数切换电压为低电压时,可以输出增多在1次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号的齿数的有效电力大的通常驱动脉冲信号,在升降压电路25输出的电压Vss相对于齿数切换电压为高电压时,可以输出减少在1次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号的齿数的有效电力小的通常驱动脉冲信号,从而可以实现低电力消耗化。
另外,占空比升降控制电路23在由发电机交流磁场检测电路14检测到发电单元10通过发电而发生的交流磁场时就向占空比设定计数器24输出用于将通常驱动脉冲信号的占空比维持为在当前时刻设定的占空比或者用于将通常驱动脉冲信号的占空比变更为比在当前时刻设定的占空比高的占空比的占空比升降消耗SM。
另外,占空比升降控制电路23在通过切换通常驱动脉冲信号的齿数而属于上述电机17不可能动作的区域时,就向占空比设定计数器24输出用于变更为电机17可以动作的占空比的占空比升降消耗SM。
[3.3]实施例3的动作
下面,参照图17的动作处理流程图说明本实施例3的动作。在图17中,对于和图12的实施例2的动作相同的步骤标以相同的符号。
本实施例3的动作与实施例2的动作不同的地方是,在S11和S12中,齿数选择电路86根据由电压检测电路85检测的电压值选择并切换通常驱动脉冲信号的齿数。
下面,说明实施例3的动作的详细情况。
首先,模拟电子表1的控制电路15判断从前次的指针运行时开始是否经过了作为指针运行的基准时间的1秒(S1)。
在S1的判断中,在判定尚未经过作为指针运行的基准时间的1秒时(S1:否),就再次反复进行判断。
另一方面,在S1的判断中,在判定已经过了作为指针运行的基准时间的1秒时(S1:是),电压检测电路85就检测向蓄电单元12充电的电压(S11)。
并且,齿数选择单元26将由电压检测电路85检测的电压与预先决定的通常驱动脉冲信号的齿数切换电压进行比较,并根据该比较结果选择并切换通常驱动脉冲信号的齿数(S12)。
具体而言,在向蓄电单元12充电的电压相对于齿数切换电压为低电压时,就输出增多在1次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号的齿数的有效电力大的通常驱动脉冲信号SI,在向蓄电单元12充电的电压相对于齿数切换电压为高电压时,就输出减少在1次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号的齿数的有效电力小的通常驱动脉冲信号SI。
其次,充电检测电路13向发电机交流磁场检测电路14发送充电检测结果信号SA(S2)。
在S2,在作为从充电检测电路13发送来的信号的充电检测结果信号SA表示在蓄电单元12进行充电时(S2:是),发电机交流磁场检测电路14就向占空比升降控制电路23发送表示在发电单元10的周边检测到交流磁场的转动检测结果信号SC。
并且,接收到表示在发电单元10的周边检测到交流磁场的转动检测结果信号SC的占空比升降控制电路23就向占空比设定计数器24发送用于将占空比变更为例如电机17可以动作的值的占空比升降信号SM。
这里,占空比升降控制电路23通过在S12切换通常驱动脉冲信号的齿数而成为属于上述电机17不可能动作的区域时,就向占空比设定计数器24发送用于变更为电机17可以动作的占空比的占空比升降信号SM。
具体而言,如图18所示,在通常驱动脉冲信号的齿数为8并且在占空比为例如“20/32”时进行指针运行时,在通过发电而电源电压上升并略微超过作为齿数切换电压的1.45[V]时,占空比仍然保持“20/32”而不变更,仅将通常驱动脉冲信号的齿数从8变更为6。这时,在通常驱动脉冲信号的齿数为6时,由于不属于指针驱动电机动作的区域b,所以,指针驱动电机不动作。因此,如图19所示,占空比升降控制电路23就发送用于将占空比变更为电机17可以动作的“22/32”的占空比升降信号SM。
并且,接收到占空比升降信号SM的占空比设定计数器24向控制电路15发送变更通常驱动脉冲信号SI的占空比的通常驱动脉冲占空比升降信号SH(S9)。
然后,将处理转移到S3的处理。
另一方面,在S2,在从充电检测电路13发送来的充电检测结果信号SA表示在蓄电单元12未进行充电时(S2:否),控制电路15就向电机驱动电路16输出通常驱动脉冲信号SI(S3)。另一方面,发电机交流磁场检测电路14结束发电单元10周边的交流磁场的检测(S4)。
其次,转动检测电路21进行电机17的转动检测,并判断电机17是否正常转动(S5)。
在S5的判断中,判定电机17正常转动时(S5:是),控制电路15就如后面所述的那样调整在下次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号SI的占空比(S10)。
并且,发电机交流磁场检测电路14开始进行发电单元10周边的交流磁场的检测(S8)。
然后,将处理转移到S1的处理,继续进行模拟电子表1的指针运行。
另一方面,在S5的判断中,在判定电机17未正常转动时(S5:否),修正驱动脉冲输出电路18为了可靠地进行指针运行而输出有效电力比通常驱动脉冲信号SI大的修正驱动脉冲信号SJ(S6)。
其次,控制电路15为了减小通过输出修正驱动脉冲信号SJ发生的磁场而输出消磁脉冲信号(S7)。
并且,发电机交流磁场检测电路14开始进行发电单元10周边的交流磁场的检测(S8)。
然后,将处理转移到S1的处理,继续进行模拟电子表1的指针运行。
[3.4]实施例3的效果
在本实施例3中,在由于发电单元10的发电等蓄电单元12的电压发生变化而切换通常驱动脉冲信号的齿数时,由于将占空比设定为电机17可以动作的占空比,所以,也可以防止电机成为非转动状态。
[4]实施例2和实施例3的变形例
[4.1]变形例1
在上述实施例2和实施例3中,对于检测发电单元的交流磁场的检测对象期间,是设定为从前次的指针运行处理期间的消磁脉冲信号输出之后到本次的指针运行处理期间的通常驱动脉冲信号输出之后的期间,但是,检测期间的开始时刻可以是包含在从在前次的指针运行处理期间输出消磁脉冲信号的时刻或应输出的时刻之后到在本次的指针运行处理期间输出的通常驱动脉冲信号输出之前的期间中的某一时刻,检测对象期间的结束时刻可以是包含在从在本次的指针运行处理期间输出的通常驱动脉冲信号输出之前到该通常驱动脉冲信号输出之后的期间中的某一时刻。通过进一步缩短交流磁场的检测期间,可以首先电力消耗的节约。
[4.2]变形例2
另外,上述实施例2和实施例3的占空比设定计数器在检测发电单元的交流磁场的检测对象期间并且在通常驱动脉冲信号的输出期间检测到交流磁场时,在检测到上述交流磁场的时刻,可以将构成输出中的该通常驱动脉冲信号的多个脉冲中未输出的脉冲的占空比维持为在当前时刻设定的占空比或者设定为比在当前时刻设定的占空比高的值。
[4.3]变形例3
另外,在上述实施例2和实施例3中,在进行提高通常驱动脉冲信号的占空比的设定的判断时,是根据发电单元的发电电压检测结果来判断伴随蓄电单元12的蓄电的蓄电电流的状态的,但是,也可以直接检测蓄电电流,根据蓄电电流检测结果进行判断,或根据发电单元的发电电流检测结果来判断伴随蓄电单元12的蓄电的蓄电电流的状态。
此外,在具有限幅电路的模拟电子表的情况时,除了发电电压、蓄电电流或发电电流外,也可以在限幅电路动作时根据限幅电流检测到发电时进行提高通常驱动脉冲信号的占空比的设定的判断。
[4.4]变形例4
另外,作为上述实施例2和实施例3的发电装置的例子,也可以时电磁感应型发电装置和具有压电元件的发电装置、或电磁发电机(利用旋转锤的情况和使用凸轮等驱动发电机的情况)和杂散电磁波受信(利用广播、通信电波的电磁感应型发电)等。此外,也可以是这些发电装置2种以上并存的计时装置。发电装置2种以上并存时,除了上述发电装置外,也可以并存具有太阳能电池或热电元件的发电装置。
[4.5]变形例5
另外,在上述实施例2和实施例3中,以模拟电子表的计时装置为例进行了说明,但是,也可以是手表或座钟等计时装置。总之,只要是在发电时发生磁场并且是具有电机的钟表,表是什么样的钟表,都可以应用本发明。
[4.6]变形例6
另外,在上述实施例2和实施例3中,以模拟电子表的计时装置为例进行了说明,但是,在具有根据从电磁发电装置供给的电力而驱动的电机的电子仪器中,也可以具有检测在上述电磁发电装置的周边发生的交流磁场的交流磁场检测装置(交流磁场检测单元)和根据上述交流磁场检测装置的检测结果控制用于驱动上述电机的通常驱动脉冲信号的占空比的占空比控制装置(占空比控制单元),上述占空比控制装置也可以具有在由上述交流磁场检测装置检测到上述交流磁场时将上述通常驱动脉冲信号的占空比维持为在当前时刻设定的占空比或者设定为比在当前时刻设定的占空比高的值的占空比设定装置(占空比设定单元)。
另外,在具有根据从电磁发电装置供给的电力而驱动的电机的电子仪器的控制方法中,也可以包括检测在上述电磁发电装置的周边发生的交流磁场的交流磁场检测步骤和根据上述交流磁场检测装置的检测结果控制用于驱动上述电机的通常驱动脉冲信号的占空比的占空比控制步骤,上述占空比控制步骤也可以包括在由上述交流磁场检测步骤检测到上述交流磁场时将上述通常驱动脉冲信号的占空比维持为在当前时刻设定的占空比或者设定为比在当前时刻设定的占空比高的值的占空比设定步骤。
作为这样的电子仪器,可以是具有上述电磁发电装置和电机的便携式电子仪器,例如声频播放机(CD、MD等播放机)、手机、电脑、以及其他信息终端等。
[5]实施例4
下面,参照附图说明本发明的实施例4。
[5.1]控制系统的功能结构
本发明实施例4的模拟电子表1的总体结构和实施例2相同,所以,省略其说明,下面,仅参照图20说明本实施例4的控制系统的功能结构。
在图20中,符号A~E分别与图8所示的实施例2的发电部A、电源部B、控制部C、指针运行机构D和驱动部E对应。另外,在图20中,对于和图9的实施例2相同的部分标以相同的符号。
在图20中,和图9的实施例2不同的地方是,具有根据充电检测电路13的检测结果计数非充电时间的非充电时间计数器31、根据发电机交流磁场检测电路14的检测结果使通常驱动脉冲信号的占空比上升/下降的占空比升降计数器32、设定通常驱动脉冲信号的占空比的占空比设定电路33和担当占空比升降计数器32的控制的一部分的1/n计数器34。
这里,非充电时间计数器31根据表示由充电检测电路13输出的蓄电单元12的充电状态的充电检测结果信号SA连续地计数非充电的时间。
并且,非充电时间计数器31在计数的非充电时间大于预先决定的时间时就停止非充电时间的计数,同时向占空比设定电路33输出从“携带模式”切换为“非携带模式”的非携带模式判断信号SN。
进行这样的处理,是因为在未检测到预先决定的一定的时间(例如3小时)充电时就要判定模拟电子表1是从用户的手腕上摘下来放置的状态(非携带状态)。
另外,占空比设定电路33在从非充电时间计数器31输入切换为“非携带模式”的非携带模式判断信号SN时就将设定下限占空比从作为“携带模式”的设定下限占空比的第1设定下限占空比变更为作为“非携带模式”的设定下限占空比的第2设定下限占空比。
这里,第2设定下限占空比是比第1设定下限占空比低的占空比,并且设定为大于最小限度占空比的占空比。
进行这样的处理,是因为在“非携带模式”的期间没有通过从发电单元10发电而发生的交流磁场的影响,所以,以最小限度占空比可以使电机17进行指针运行,从而可以实现节能化。
[5.2]控制系统的详细结构
图21表示实施例4的模拟电子表的控制系统的详细结构框图。
[5.2.1]非充电时间计数器的结构
如图21所示,非充电时间计数器31由将从充电检测电路13输出的充电检测结果信号SA的信号逻辑反相的反相器31A和反相器31A的输出端子与低电平的有源的复位定子RST连接而外部的时钟信号CK2输入时钟定子CLK并在非充电期间中从输出端子Q输出高电平的非携带模式判断信号SN的非充电时间计数器31B构成。
[5.2.2]1/n计数器的结构
如图21所示,外部的时钟信号CK1输入1/n计数器34的时钟端子CLK,外部的复位信号RS输入复位端子RST,在将时钟信号CK1进行1/n分频的时刻从输出端子Q输出用于降低通常驱动脉冲的占空比的占空比降低信号SQ。
[5.2.3]占空比升降计数器的结构
如图21所示,占空比升降计数器32由占空比降低信号SQ输入一边的输入端子而通常驱动脉冲下限占空比选择信号SM输入另一边的端子的与门电路32A、与门电路32A的输出端子与一边的输入端子连接而通常驱动脉冲下限占空比选择信号SM输入另一边的端子的与门电路32B和控制电路15的占空比上升信号SO输入上升端子UP而与门电路32B的输出端子与降低端子连接并从输出端子Q1~Q4输出4位的通常驱动脉冲占空比升降信号SH的4位计数器32C构成。
[5.2.4]占空比设定电路的结构
如图21所示,占空比设定电路33由4位计数器32C的输出端子Q1~Q4分别与低电平的有源输入端子连接的4输入的与门电路33A、4位计数器32C的输出端子Q1、Q2、Q4分别与低电平的有源输入端子连接而输出端子Q3与高电平的有源输入端子连接的4输入的与门电路33B、一边的输入端子与与门电路33A的输出端子连接而非携带模式判断信号SN输入另一边的端子的与门电路33C和发电机交流磁场检测结果信号SC输入一边的输入端子而与门电路33B的输出端子与另一边的输入端子连接的与非门电路33D构成。
[5.3]占空比设定电路周边的动作
下面,说明占空比设定电路周边的动作。在以下的说明中,假定可能设定的最小限度的占空比为16/32、进行发电机交流磁场检测时可能设定的最小限度的占空比为20/32。另外,假定可能设定的最高限度的占空比为31/32、在初始状态下,对该状态设定Q1=“H”(高电平)、Q2=“H”(高电平)、Q3=“H”(高电平)、Q4=“H”(高电平)。Q4相当于最高位的位,Q1相当于最低位的位。
[5.3.1]设定占空比31/32~21/32的情况
结果,在初始状态下,与门电路33A的输出为低电平,与门电路33B的输出为低电平。
因此,与非门电路33C的输出不论非携带模式判断信号SN的状态如何都是高电平,与非门电路33D的输出不论发电机交流磁场检测结果信号的状态如何都是高电平。
在该状态下,从1/n计数器的输出端子输出高电平的占空比降低信号SQ时,占空比升降计数器32的与门电路32A的输出就成为高电平,与门电路32B的输出也成为高电平。
结果,4位计数器32C的降低端子DOWN成为高电平,进行降低计数,而Q1成为低电平、Q2成为高电平、Q3成为高电平、Q4成为高电平,设定的占空比成为31/32。
同样,从1/n计数器的输出端子Q输出高电平的占空比降低信号SQ时,4位计数器32C在设定的占空比成为20/32之前,只要未从控制电路15输入占空比上升信号SO,就进行降低计数。
[5.3.2]设定占空比达到20/32的情况
4位计数器32C进行降低计数,在占空比达到20/32时,4位计数器32C的输出端子就成为Q1=低电平、Q2=低电平、Q3=高电平、Q4=低电平。
结果,与门电路32B的输出成为高电平。
这时,由发电机交流磁场检测电路14检测到交流磁场时,发电机交流磁场检测结果信号SC成为高电平,与非门电路32D的输出成为低电平。
这样,占空比升降计数器32的与门电路32B的输出成为低电平,4位计数器32C的降低计数停止。
即,设定占空比保持为20/32。
这是因为,在检测到交流磁场时,如果使占空比降低到小于20/32,就不能保证可靠的电机的转动,并且不能可靠地检测电机的转动。
与此相反,即使与门电路33B的输出成为高电平,在发电机交流磁场检测电路14未检测到交流磁场、发电机交流磁场检测结果信号SC仍然是低电平的状态下,与非门电路33D的输出成为高电平,只要未从控制电路15输入占空比上升信号SO,就继续进行降低计数。
[5.3.3]设定占空比达到16/32的情况
此外,4位计数器32C进行降低计数,设定占空比成为16/32时,4位计数器32C的输出端子成为Q1=低电平、Q2=低电平、Q3=低电平、Q4=低电平。
结果,与门电路33A的输出成为高电平、作为非充电计数器31的输出的非携带模式判断信号SN成为高电平时,即成为非携带模式时,与非门电路33C的输出就成为低电平。
因此,不论从1/n计数器的输出端子Q输出的占空比降低信号SQ的状态如何,设定占空比都保持为16/32。
[5.3.4]动作区域与设定占空比的关系
下面,参照图22和图23说明电机17的动作区域与上述设定占空比的关系。
如图22所示,在通常驱动脉冲信号的占空比小于16/32时,表示电机17在适用上的电压区域不动作(最小限度占空比)。
另外,图23所示的虚线L2表示第1设定下限占空比,下限L3表示第2设定下限占空比。
在图23中,将作为“携带模式”的设定下限占空比的第1设定下限占空比L2设定为比作为最小限度占空比的“16/32”高的“20/32”。
这样,由于不会使占空比降低到最小限度占空比,所以,电机17可以减少指针运行不良,从而可以进行稳定的指针运行。
这里,第1设定下限占空比L2不限于上述“20/32”的1个占空比,可以根据切换为“携带模式”时的蓄电单元12的电压或对蓄电单元12的充电的检测电平设定为多个占空比。
例如,在判定蓄电单元12的电压相对于预先决定的电压是高电压时,就将第1设定下限占空比L2设定为“18/32”。另一方面,在判定蓄电单元12的电压相对于预先决定的电压是低电压时,就将第1设定下限占空比L2设定为“20/32”。
另外,将作为“非携带模式”的设定下限占空比的第2设定下限占空比L3设定为作为最小限度占空比的“16/32”。
这样,由于可以使占空比降低到最小限度占空比,所以,电机17可以实现节能化。
图中所示的占空比的值,是举例的数值。
[5.4]实施例4的动作
下面,参照图24和图25说明实施例4的动作。
图24表示动作处理流程图,图25表示动作时序图。
首先,模拟电子表1的控制电路15判断从前次的指针运行时开始是否经过了作为指针运行的基准时间的1秒(S1)。
在S1的判断中,在判定尚未经过作为指针运行的基准时间的1秒时(S1:否),就再次反复进行判断。
另一方面,在S1的判断中,在判定已经过了作为指针运行的基准时间的1秒时(S1:是),非充电时间计数器31就根据从充电检测电路13输出的充电检测结果信号SA进行非充电时间的计数处理(S2)。
在S2,在从充电检测电路13输出的充电检测结果信号SA是表示在蓄电单元12进行充电的信号时(S2:是),就将处理转移到S15的处理。
具体而言,在图25(b)所示的充电检测结果信号SA为高电平时(从时刻t1到t2之间和从时刻t4到t5之间),就表示在蓄电单元12进行充电。
另一方面,在S2,在从充电检测电路13输出的充电检测结果信号SA是表示在蓄电单元12未进行充电的信号时(S2:否),非充电时间计数器31就根据模拟电子表1是否为“非携带模式”而进行非充电时间的计数处理(S3)。
具体而言,在图25(c)所示的非携带模式判断信号SN为高电平时(从时刻t3到t4之间),就表示模拟电子表1为“非携带模式”,在非携带模式判断信号SN为低电平时(时刻t3之前和时刻t4之后),就表示模拟电子表1为“携带模式”。
在S3,模拟电子表1为“非携带模式”时(S3:是),就将处理转移到S5的处理。
具体而言,在图25(d)所示的非充电时间计数器动作为“计数停止”时(从时刻t3到t4之间),非充电时间计数器31就停止计数非充电时间的计数器的计数结束。
另一方面,在S3,在模拟电子表1为“携带模式”时(S3:否),非充电时间计数器31就使计数非充电时间的计数器结束计数(S4)。
具体而言,在图25(d)所示的非充电时间计数器动作为“计数”时(时刻t1之前、从时刻t2到t3之间和时刻t5之后),非充电时间计数器31就使计数非充电时间的计数器结束计数。然后,非充电时间计数器31根据非充电时间的计数值是否大于预先决定的值T来进行规定的处理(S5)。
具体而言,就是非充电时间计数器31根据图25(b)所示的充电检测结果信号SA从高电平到成为低电平的时刻t2开始的经过时间是否大于设定值T来进行规定的处理。
在S5,在非充电时间的计数值小于设定值T时(S5:否),就将处理转移到S8的处理。
另一方面,S5的判断中,在非充电时间的计数值大于设定值T时(S5:是),非充电时间计数器31就停止非充电时间的计数(S6)。
具体而言,就是在图25(b)所示的充电检测结果信号SA从高电平成为低电平的时刻t2开始的经过时间在时刻t3大于设定值T时,非充电时间计数器31就将图25(c)所示的非携带模式判断信号SN从与“携带模式”对应的低电平切换为与“非携带模式”对应的高电平,使图25(d)所示的非充电时间计数器动作成为“计数停止”。
这样,在“非携带模式”时,通过停止非充电时间计数器的动作,便可减少无谓的电力消耗。
其次,占空比设定电路33从非充电时间计数器31接收到表示“非携带模式”的信号后,就将设定下限占空比从第1设定下限占空比变更为第2设定下限占空比(S7)。
具体而言,就是在图25(c)所示的非携带模式判断信号SN与“非携带模式”对应的高电平期间(从时刻t3到t4之间),将设定下限占空比从第1设定下限占空比变更为第2设定下限占空比。
例如,在将第1设定下限占空比设定为“20/32”时,从“携带模式”切换为“非携带模式”时,就将第2设定下限占空比变更为作为最小限度占空比的“16/32”。
之所以这样设定,是因为在“非携带模式”期间,发电单元10没有进行发电,所以,也就没有由于发电而发生的交流磁场的影响,以最小限度占空比就可以使电机17进行指针运行,从而可以实现节能。
其次,控制电路15向电机驱动电路16输出通常驱动脉冲信号SI(S8)。
并且,转动检测电路21进行电机17的转动检测,并判断电机17是否正常转动(S10)。
在S10的判断中,在判定电机17正常地转动时(S10:是),就将处理转移到S13的处理。
另一方面,在S10的判断中,在判定电机17未正常地转动时(S10:否),修正驱动18SI大的修正驱动脉冲信号SJ(S11)。
其次,控制电路15为了减小通过输出修正驱动脉冲信号SJ而发生的磁场而输出消磁脉冲信号(S12)。
并且,控制电路15如后面所述的那样调整在下次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号SI的占空比(S14),并将处理转移到S1,继续进行模拟电子表1的指针运行。
这里,上述占空比的调整,是按以下所述的方式进行的。
首先,在S10的判断中,在判定电机17是非转动状态时,转动检测电路21就向占空比升降计数器32发送占空比上升信号SO。
并且,接收到占空比上升信号SO的占空比升降计数器32就通过将占空比设定为比当前的占空比的值高1级的值,来调整在下次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号的占空比。
另外,在S14,发电机交流磁场检测电路14进行发电单元10周边的交流磁场检测,并向占空比设定电路33发送检测结果信号SC。
并且,占空比设定电路33根据检测结果信号SC向占空比升降计数器32发送下限占空比选择信号SM。
并且,接收下限占空比选择信号SM的占空比升降计数器32在不变更与下限占空比选择信号SM对应的下限占空比时,通过将占空比设定为在当前设定的下限占空比的范围内比当前的占空比的值高1级的值,来调整在下次的指针运行时输出的通常驱动脉冲信号的占空比。
另外,在S2,在从充电检测电路13输出的充电检测结果信号SA是表示在蓄电单元12进行充电的信号时(S2:是),非充电时间计数器31就将非充电时间的计数值复位(S15)。
并且,占空比升降计数器32与下限占空比选择信号Sm对应地将设定下限占空比从第2设定下限占空比变更为第1设定下限占空比(S16)。
具体而言,在时刻t4通过图25(b)所示的充电检测结果信号SA从低电平切换为高电平,图25(c)所示的非携带模式判断信号SN就从与“非携带模式”对应的高电平成为与“携带模式”对应的低电平。
并且,占空比升降计数器32将设定下限占空比从第2设定下限占空比变更为第1设定下限占空比。
例如,将作为第2设定下限占空比的“16/32”设定为作为第1设定下限占空比的“20/32”。
然后,将处理转移到S8的处理,继续进行以后的处理。
[5.5]实施例4的效果
在本实施例4中,由于将设定下限占空比设定为比最小限度占空比的值高的值,所以,即使多少受到剩余磁场或由发电机发生的磁场等的影响,电机也可以转动。
此外,在模拟电子表为“非携带模式”时,在S7,是比第1设定下限占空比还要小的占空比,并且通过设定作为大于最小限度占空比的值的第2设定下限占空比,可以实现节能化。
[5.6]实施例4的变形例
[5.6.1]变形例1
在本实施例4中,在“非携带模式”时,将设定下限占空比从第1设定下限占空比切换为第2设定下限占空比,但是,也可以仅是第1设定下限占空比的设定。总之,只要能够极力防止由于剩余磁场等的影响而电机成为非转动状态就行。
另外,作为第1设定下限占空比,通过预先设定占空比以使之属于不受发电的影响并能驱动电机的区域,则不论动作模式如何,都可以减少由于受到发电的影响而发生电机的非转动状态的比率。
[5.6.2]变形例2
另外,在本实施例4中,在切换第1设定下限占空比和第2设定下限占空比时,是根据充电电流的检测结果来进行判断的,但是,对于具有限幅电路的模拟电子表的情况,也可以根据限幅电流的检测结果进行判断。
[5.6.3]变形例3
另外,作为本实施例4的发电装置的例子,可以是电磁感应型发电装置和具有压电元件的发电装置或电磁发电机(利用旋转锤的情况、使用凸轮等驱动发电机的情况)和杂散电磁波受信(利用广播和通信电波的电磁感应型发电)等。此外,也可以是这些发电装置2种以上并存的计时装置。在2种以上的发电装置并存时,除了上述示例的发电装置外,也可以并存太阳能电池或具有热电元件的发电装置。
[5.6.4]变形例4
另外,在本实施例4中,是以模拟电子表的计时装置为例进行说明的,但是,也可以是手表或座钟等计时装置。总之,只要是在发电时发生磁场并且是具有电机的钟表就行,不论是什么样的钟表,都可以应用本发明。
[5.6.5]变形例5
另外,在本实施例4中,是以密闭电子表的计时装置为例进行说明的,但是,在具有根据从电磁发电装置供给的电力而驱动的电机的电子仪器中,也可以具有储蓄从上述电磁发电装置供给的电力的蓄电装置(蓄电单元)、检测对上述蓄电装置的充电的充电检测装置(充电检测单元)和设定向上述电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比并在由上述充电检测装置检测到充电时就将上述占空比设定为高于作为用于驱动上述电机的占空比的下限值的最小限度占空比的占空比即大于预先决定的设定下限占空比的值的占空比设定装置(占空比设定单元)。
另外,在根据从电磁发电装置供给的电力驱动电机同时具有储蓄从上述电磁发电装置供给的电力的蓄电装置的电子仪器的控制方法中,可以包括检测对上述蓄电装置的充电的充电检测步骤和设定向上述电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比并在由上述充电检测步骤检测到充电时就将上述占空比设定为高于作为用于驱动上述电机的占空比的下限值的最小限度占空比的占空比即大于预先决定的设定下限占空比的值的占空比设定步骤。
作为这样的电子仪器,可以是具有上述电磁发电装置和电机的便携式电子仪器例如音乐播放机(CD、MD等播放机)、手机、电脑和其他信息终端等。
如上所述,按照本发明,在发生了磁场时,中断使驱动电流的有效值降低的处理,结果,电流有效值就维持现状,从而不会向出现误检测的可能性高的区域迁移,所以,可以防止发生脉冲电机的转动误检测。因此,即使发生磁场,低电力消耗和动作的高精度化可以同时成立。
另外,按照本发明,在预先决定的期间由发电机交流磁场检测电路检测到发电单元周边的交流磁场时,通过将占空比设定为在当前时刻设定的占空比或设定为比在当前时刻设定的占空比高的值,也可以防止多少受到通过发电而发生的交流磁场等的影响而电机成为非转动状态。
此外,在切换通常驱动脉冲信号的齿数时,通过将占空比设定为电机可以动作的占空比,便可防止电机成为非转动状态。
这样,便可进而使电机可靠地转动,所以,可以降低有效电力大的修正驱动脉冲信号的输出。这样,便可实现模拟电子表节约电力消耗,同时也可以减少由于修正驱动脉冲信号的输出引起的属于磁场的影响而发生的指针运行不良。
此外,按照本发明,在由充电检测电路检测到充电时,由于将设定下限占空比设定为比最小限度占空比的占空比高的占空比,所以,即使多少受到通过发电而发生的交流磁场等的影响,电机也转动。结果,便可减少电机不动作而成为非转动状态的比率。
并且,通过减少电机成为非转动状态的比率,也可以减少有效电力大的修正驱动脉冲信号的输出。这样,便可实现模拟电子表的节约电力消耗,同时也可以减少由于修正驱动脉冲信号的输出引起的属于磁场的影响而发生的指针运行不良。
另外,在非充电时间达到预先决定的值时,通过使设定下限占空比降低到最小限度占空比,便可实现节能化。
Claims (14)
1.一种具有根据从电磁发电装置供给的电力而进行驱动的电机的计时装置,其特征在于:具有储蓄从上述电磁发电装置供给的电力的蓄电单元、检测对上述蓄电单元的充电并通过检测在所述蓄电单元是否流有充电电流来检测发电机交流磁场的发生的充电检测单元、检测外部交流磁场的高频磁场检测单元和交流磁场检测单元、控制所述电机的驱动电力有效值的电机驱动控制单元、用于同时进行所述充电检测单元的检测和所述电机驱动控制单元的控制并设定对上述电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比,并在由上述充电检测单元检测到充电时,将上述占空比设定为比用于驱动上述电机的占空比的下限值即最小限度占空比高的占空比即预先决定的设定下限占空比以上的值的占空比设定单元。
2.按权利要求1所述的计时装置,其特征在于:具有检测上述电机是否转动的电机转动检测单元,在由上述电机转动检测单元检测到上述电机转动时,就进行使上述通常驱动脉冲信号的有效电力降低的处理,在由上述电机转动检测单元检测到上述电机不转动时,就进行使上述通常驱动脉冲信号的有效电力增加的处理。
3.按权利要求2所述的计时装置,其特征在于:上述转动检测单元根据由上述脉冲电机的转动感应的电流来检测上述脉冲电机是否转动。
4.一种具有根据从电磁发电装置供给的电力进行驱动的电机的计时装置,其特征在于:具有储蓄从上述电磁发电装置供给的电力的蓄电单元和检测对上述蓄电单元的充电并通过检测在所述蓄电单元是否流有充电电流来检测发电机交流磁场的发生的充电检测单元、检测外部交流磁场的高频磁场检测单元和交流磁场检测单元、控制所述电机的驱动电力有效值的电机驱动控制单元、用于同时进行所述充电检测单元的检测和所述电机驱动控制单元的控制并在设定对上述电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比时将上述占空比设定为比用于驱动上述电机的占空比的下限值即最小限度占空比高的占空比即预先决定的设定下限占空比以上的值的占空比设定单元;以及根据上述充电检测单元的检测结果计数非充电时间并在上述计数的非充电时间大于预先决定的时间时就停止非充电时间的计数的非充电时间计数单元。
5.按权利要求4所述的计时装置,其特征在于:上述非充电时间计数单元在未达到上述预先决定的时间时就输出将计时装置视为是携带状态的携带模式设定信号,上述占空比设定单元在输入上述携带模式设定信号时就将上述占空比设定为大于上述设定下限占空比的值。
6.按权利要求4所述的计时装置,其特征在于:上述非充电时间计数单元在大于上述预先决定的时间时就输出将计时装置视为是非携带状态的非携带模式设定信号,上述占空比设定单元在输入上述非携带模式设定信号时就将上述占空比设定为大于上述最小限度占空比的值。
7.按权利要求4所述的计时装置,其特征在于:上述占空比设定单元在上述非充电时间计数单元成为大于预先决定的时间时就将上述设定下限占空比变更为比上述设定下限占空比低的占空比,并且作为上述最小限度占空比以上的占空比的第2设定下限占空比。
8.按权利要求6所述的计时装置,其特征在于:具有检测上述电机是否转动的转动检测单元和在由上述转动检测单元判定上述电机不转动时就向上述电机输出作为有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的驱动脉冲信号的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出单元。
9.一种根据从电磁发电装置供给的电力驱动电机同时具有储蓄从上述电磁发电装置供给的电力的蓄电装置的计时装置的控制方法,其特征在于:包括检测对上述蓄电装置的充电的充电检测步骤,和设定对上述电机输出的通常驱动脉冲信号的占空比、并在由上述充电检测步骤检测到充电时,将上述占空比设定为比用于驱动上述电机的占空比的下限值即最小限度占空比高的占空比即预先决定的设定下限占空比以上的值的占空比设定步骤。
10.按权利要求9所述的计时装置的控制方法,其特征在于:包括根据上述充电检测步骤的检测结果计数非充电时间并在上述计数的非充电时间大于预先决定的时间时就停止非充电时间的计数的非充电时间计数步骤。
11.按权利要求10所述的计时装置的控制方法,其特征在于:上述非充电时间计数步骤在未达到上述预先决定的时间时就输出将计时装置视为是携带状态的携带模式设定信号,上述占空比设定步骤在输入上述携带模式设定信号时就将上述占空比设定为大于上述设定下限占空比的值。
12.按权利要求10所述的计时装置的控制方法,其特征在于:上述非充电时间计数步骤在大于上述预先决定的时间时就输出将计时装置视为是非携带状态的非携带模式设定信号,上述占空比设定步骤在输入上述非携带模式设定信号时就将上述占空比设定为大于上述最小限度占空比的值。
13.按权利要求9所述的计时装置的控制方法,其特征在于:上述占空比设定步骤在上述非充电时间计数步骤成为大于预先决定的时间时就将上述设定下限占空比变更为比上述设定下限占空比低的占空比,并且作为上述最小限度占空比以上的占空比的第2设定下限占空比。
14.按权利要求9所述的计时装置的控制方法,其特征在于:包括检测上述电机是否转动的转动检测步骤和在由上述转动检测步骤判定上述电机不转动时就向上述电机输出作为有效电力比上述通常驱动脉冲信号大的驱动脉冲信号的修正驱动脉冲信号的修正驱动脉冲输出步骤。
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