JP2004163248A - 回転位置検出装置及びこれを用いた針位置検出装置並びに該針位置検出装置を用いた電子時計 - Google Patents

回転位置検出装置及びこれを用いた針位置検出装置並びに該針位置検出装置を用いた電子時計 Download PDF

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Abstract

【課題】厚さが最小限に抑えられ得、誤動作の虞れが少ない回転位置検出装置及びこれを用いた針位置検出装置並びに該針位置検出装置を用いた電子時計を提供すること
【解決手段】電子時計の針の回転位置を検出する針位置検出装置は、回転位置が検出されるべき被検出部14,24,34を間に挟むように、発光素子81及び受光素子91と反射面Rとを配置し、発光素子81からの光Biを反射面Rに斜めに入射させて斜めに反射された反射光Brを受光素子91で検出する。発光素子81及び受光素子91は、一方の主面72で反射面Rに対面する回路基板71上に実装され、発光素子81から受光素子91への迷光の侵入を妨げる遮光壁85,95が発光素子81及び受光素子91のまわりにおいて回路基板71上に形成されている。この遮光壁85,95は、発光素子81や受光素子91の封止用樹脂の封止枠としても働く。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転位置検出装置及びこれを用いた針位置検出装置並びに該針位置検出装置を用いた電子時計に係る。
【0002】
【従来の技術】
時刻情報を含む標準電波を受信して時刻修正を行う電波修正機能などを備えた時計において指針の位置を一旦初期位置(例えば正12時の位置)に戻したことを検出する針位置検出装置は知られており、この針位置検出装置として、回転位置が検出されるべき被検出部を間に挟むように、発光素子及び受光素子と反射面とを配置し、発光素子からの光を反射面に入射させて反射された反射光を受光素子で検出することは、知られている(例えば、特許文献1や特許文献2)。
【0003】
【特許文献1】
特許第2941576号公報(特許掲載公報)
【特許文献2】
特開2000−35489号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの針位置検出装置では、発光素子及び受光素子が実質的に一体化されて(例えば、センサ部として)形成されており、小型化のために発光及び受光素子を近接させると、発光素子から出た光が直接的に又は所定(本来)の反射面以外の部分で反射されて間接的に受光素子に入って誤動作するおそれがある。また、配設の仕方によっては、厚さが増加してしまう。0.1mm程度又はそれ以下の位置精度が要求されたり、全体の厚さが数mmであることが要求されることの多い電子時計等では、これらの問題は無視し難いことが多い。
【0005】
本発明は、前記した点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、厚さを最小限に抑えられ、誤動作のおそれが少ない回転位置検出装置及びこれを用いた針位置検出装置並びに該針位置検出装置を用いた電子時計を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転検出装置は、前記目的を達成すべく、回転位置が検出されるべき被検出部を間に挟むように、発光素子及び受光素子と反射面とを配置し、発光素子からの光を反射面に斜めに入射させて斜めに反射された反射光を受光素子で検出する回転位置検出装置であって、発光素子及び受光素子が回路基板のうち反射面に対面する一方の主面の発光素子装着領域及び受光素子装着領域に実装され、発光素子から受光素子への迷光の侵入を妨げる遮光壁が、発光素子及び受光素子のうちの少なくとも一方の素子よりも該一方の素子の装着領域から突出するように形成されている。
【0007】
本発明の回転位置検出装置では、「発光素子及び受光素子が回路基板のうち反射面に対面する一方の主面の発光素子装着領域及び受光素子装着領域に実装され、発光素子から受光素子への迷光の侵入を妨げる遮光壁が、発光素子及び受光素子のうちの、少なくとも一方の素子よりも該一方の素子の装着領域から突出するように形成されている」ので、発光素子から受光素子への迷光の侵入が、遮光壁によって、最小限に抑えられる。なお、ここで、迷光とは、発光素子から出た光のうち所定の反射面で反射されて受光素子に入る光(本来の所定の光路を通って受光素子に入る光)以外で所定の光路を通らないで受光素子に入る光をいう。
【0008】
また、ここで遮光壁は、典型的には、ほぼ平らな基板表面上に突設された囲繞壁部からなるが、所望ならば、基板の表面の一部に凹部を形成し、該凹部の底部を発光素子や受光素子の装着領域にしてもよく、その場合、凹部の周壁が遮光壁として働く。また、遮光壁は、典型的には、発光素子や受光素子の装着領域の全周に設けられるけれども、場合によっては、平面形状が「コ」の字状や「C」の字状になるように一部が開いていてもよい。更に、発光素子や受光素子の装着領域は、典型的には、基板の延在方向と平行な面をなすけれども、場合によっては、傾斜していてもよい。
【0009】
本発明の回転位置検出装置において、好ましくは、発光素子及び受光素子の両方が夫々遮光壁で囲まれる。すなわち、本発明の回転位置検出装置では、典型的には、回路基板の前記一方の主面上に実装された発光素子及び受光素子の夫々の実質的に全周に、前記遮光壁が形成されている。
【0010】
この場合、発光素子のまわりの遮光壁が発光素子から出た光の一部が大きく広がって反射面への入射光路からずれて直接的にに受光素子の方に向かう迷光になったり又は所定(本来)の反射面以外の部分で反射されて受光素子の方に向かう迷光になったりするおそれを最小限に抑制する。また、受光素子のまわりの遮光壁が、たとえば、発光素子から出た光の一部が大きく広がって反射面への入射光路からずれて直接的に受光素子の方に向かう迷光になったり所定(本来)の反射面以外の部分で反射されて受光素子の方に向かう迷光になっても、そのような迷光が受光素子の受光面に入るおそれを最小限に抑制する。
【0011】
本発明の回転位置検出装置では、「遮光壁が、発光素子及び受光素子のうちの、少なくとも一方の素子よりも該一方の素子の装着領域から突出するように形成されている」ので、遮光壁が、対応する素子の樹脂による封止に際して、封止樹脂を堰き止める封止枠として働く。従って、本発明の回転位置検出装置において、遮光壁は、典型的には、ポッティングの際に対応する素子を封止する封止樹脂の流動を堰き止める封止枠からなる。
【0012】
この場合、遮光壁が、封止用壁部としても働くので、発光ダイオード(LED)チップ又はLEDが発光制御回路と共に組込まれたチップの如き発光素子チップやフォトトランジスタチップ又はフォトトランジスタが受光制御回路と共に組込まれたチップの如き受光素子チップが、基板に実装される際、該チップを基板とを接続するリードワイヤ等と共にそのまま封止される。特に、遮光壁が対応する素子よりも高く突出しているので、封止用樹脂のポッティングの際の粘度は、高くても低くてもよい。封止用樹脂の粘度が低い場合、封止用樹脂が遮光壁の高さと同程度以下の高さで素子などを封止し、発光素子を含む発光部や受光素子を含む受光部の高さないし突出長を最小限に抑えられる。なお、封止用樹脂は、典型的には、流動性のある状態では封止枠の表面に対し多少凹面上になるが、例えば、封止枠の内周面に段差部を形成し、封止用樹脂の外周縁が段差部を越えない範囲とし、更に封止用樹脂の表面を封止枠の頂部を越えない範囲内の凸面にすることにより、発光素子から出る光が広がるのを最小限に抑えたり受光素子の受光面に光を集光するようにしてもよい。
【0013】
封止枠すなわち堰き止め用の封止壁は、貼着けなどで配設されるものでもよいけれども、好ましくは、印刷等により基板上に形成される樹脂からなる。
【0014】
本発明の回転位置検出装置では、発光素子からの光が反射面に斜めに入射されて該反射面で斜めに反射されて受光素子に入るので、全体としてV字型の光路になり、発光素子及び受光素子が実装される回路基板と反射面との間の間隔ないし厚さが比較的小さくても、発光素子と受光素子との間隔を比較的大きくし得るから、受光素子が迷光を受光するおそれが低い。なお、反射面での入射角や反射角は、典型的には、例えば、30度程度である。但し、受光素子により十分な強度で受光し得る限り、例えば45度程度でも場合によっては60度程度でも、又はそれ以上に大きくてもよい。また、発光部から出た光のうちの一部が所定(本来)の反射面以外のところで反射されて迷光として誤って受光部に入るおそれがない限り、入射角や反射角はより小さくてもよく、例えば、15度程度またはそれ以下でもよい。
【0015】
本発明の回転位置検出装置では、典型的には、発光素子からの光が反射面に斜めに入射するのを許容する入射光路形成用開口部と、該入射光路形成用開口部から間隔をおいて形成され反射面で斜めに反射された反射光が受光素子に達するのを許容する反射光路形成用開口部とを、回転位置被検出部が有する。この場合、入射光路形成用開口部を通っていた入射光が誤って反射光路形成用開口部に達するおそれが少ないので、受光素子が迷光を受光するおそれが最低限に抑えられる。
但し、例えば、被検出部を構成する一部の部品又は全部品において、入射光路形成用開口部を形成する開口部分と反射光路形成用開口部を形成する開口部分とが、繋がった細長い開口になっていてもよい。なお、反射面に近接するところに位置する部品が繋がった細長い開口を有する場合でも、反射面から遠いところに位置する部品は、典型的には、二つの相互に分離された開口を有する。
【0016】
本発明の回転位置検出装置において、該装置のサイズが大きくなるのを避けるためには、発光素子と受光素子との離間方向を、回転位置が検出されるべき被検出部の半径方向に対して交差する向き、典型的には、該半径方向に直角な向きにする。その場合、歯車などの回転部品の径の割には該回転部品の入射光路形成用開口部と反射光路形成用開口部との間隔を大きく取ることができるので、発光素子と受光素子との間隔を比較的大きくとることが可能になり、受光素子が迷光を受光するおそれを小さくすることが可能になる。発光素子と受光素子との離間方向を、回転位置が検出されるべき被検出部の半径方向に対して交差する向き、典型的には、該半径方向に直角な向きにすることは、例えば、相互に平行な回転中心軸を備えた二つの歯車の回転位置を同時に検出する場合、発光素子と受光素子とを結ぶ向きが、二つの歯車の回転中心軸を結ぶ向きに対して斜め(典型的には直角)になり、二つの回転中心軸の間に発光素子や受光素子を配置する必要がないので、回転位置検出装置の軸方向に垂直な面内でのサイズを最小限に抑え得ることになる。
【0017】
本発明の回転位置検出装置が針の回転位置検出装置すなわち針位置検出装置として構成される場合、典型的には、被検出物が、秒針車、分針車及び時針車のうちの少なくとも一つを含む。
【0018】
なお、この明細書において、「回転位置が検出されるべき指針車を間に挟むように」発光素子及び受光素子と組合せて配置される反射面は、回転位置が検出されるべき指針車が複数ある場合には、該複数の指針車のうち発光素子や受光素子から最も離れて位置する指針車よりも発光素子や受光素子から遠くにあっても、該最も離れた指針車の表面上にあってもよい。
本発明の針位置検出装置では、典型的には、反射面が、秒車,分車,時車及びこれらを動かす輪列並びに文字板,地板及び輪列受からなる群から選択された一つの部品の表面で且つ回路基板の前記一方の主面に対向する表面に形成される。この針位置検出装置は、厚さが最小限に抑えられるので、電子時計に用いられるのに適する。ここで、反射面は、部品の表面の少なくとも一部を研磨したり加工することによって形成されても、部品の表面上に反射性の膜ないし薄層を付着ないし堆積させることにより形成されても、別体の反射鏡を接着等により固定することにより形成されてもよい。また、ここで、地板は、電子時計の各種可動部品の支持体を代表するものであって、中枠などが用いられる場合には、名称にかかわらず、該中枠などを含む趣旨である。
【0019】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の好ましい一実施の形態を添付図面に示した好ましい一実施例に基づいて説明する。
【0020】
【実施例】
図1から図3には、本発明による好ましい一実施例の回転位置検出装置としての針位置検出装置1を備えた電子時計2が示されている。
【0021】
電子時計2は、秒車10と分車20と時車30とを回転中心軸について同心に有し、図1の(a)に示したように、秒車10の回転中心軸11の先端12には秒針13が取付けられ、分車20の回転中心軸21の先端22には分針23が取付けられ、時車30の回転中心軸31の先端32には時針33が取付けられている。
【0022】
秒車10の歯車ないし四番歯車14は五番歯車40の如き輪(歯車)ないし輪列(歯車列)を介してモータ50のロータ51に結合され(図2参照)、分車20の歯車ないし二番歯車24は三番歯車60(図2参照)を介して秒車10に結合され、時車ないし筒車30の時歯車34は日の裏車55(図2参照)を介して分車20に結合されている。
【0023】
フランジ状部3で地板4に支持された案内パイプ5が秒車10の回転中心軸11と分車20の円筒状回転中心軸21との間に配設されて両者を回転自在に支持し、輪列受6が秒車10を軸支している。7は文字板である。
【0024】
回路ブロック70の回路基板としての制御基板71は、輪列受6の主面6nに対向する一方の主面72に、素子実装用の細長い凹部73を有する。凹部73の底面74には、発光素子装着領域としての発光素子実装用配線パターン領域75と受光素子装着領域としての受光素子実装用配線パターン領域76とが形成されている。ここで、制御基板71の厚さは例えば0.3〜1mm程度、凹部73は、大きさが1〜2mm程度×3〜5mmで深さが0.2〜0.5mm程度である。但し、いずれのサイズも、より大きくてもより小さくてもよい。
【0025】
発光素子実装用配線パターン領域75には、LEDなどからなる発光素子チップ81が配設され、リードワイヤ82が発光素子81の発光面84の、周囲の端子領域83と配線パターン領域75の端子部との間にボンディングされている。発光素子81の周囲には発光素子81及び発光素子配線パターン領域75を取囲むように、不透明材料からなる遮光壁85が形成されている。発光素子チップ81は、例えば、その大きさが0.3〜0.5mm角程度で厚さが0.2mm程度であり、遮光壁85により囲まれる領域は、例えば、1mm程度×1mm程度であり、遮光壁85の高さは、例えば、0.5mm程度である。但し、遮光壁85の高さがリードワイヤ82の湾曲頂部よりも高い(図1の(a)や(b)で上方に位置する)限り、いずれのサイズもより大きくてもより小さくてもよい。遮光壁85は、凹部73の底面74から立ちあがり、その頂部87において微小間隙G1を介して輪列受6の対向面6nに対面している。発光素子チップ81及びリードワイヤ82は、遮光壁85の内側の領域を実質的に満たした透明な封止樹脂86中に封入されている。ここで、遮光壁85は、典型的には、印刷などにより樹脂がプリントされてなり、封止用樹脂86の封止壁ないし封止枠として働き、凹部73の底面74上において遮光壁85の内周面88によって取囲まれた領域に充填される封止樹脂86を堰き止める。ここで、発光部80は、発光素子81及びワイヤ82と、遮光壁85とを含み、実質的には、更に、封止樹脂86を含む。
【0026】
同様に、図1の(b)に示したように、受光素子実装用配線パターン領域76には、フォトトランジスタなどからなる受光素子チップ91が配設され、リードワイヤ92が受光素子91の受光面94の、周囲の端子領域93と配線パターン領域76との間にボンディングされている。受光素子91の周囲には受光素子91及び受光素子配線パターン領域76を取囲むように、不透明材料からなる遮光壁95が形成されている。受光素子91やその遮光壁95は、例えば、発光素子81やその遮光壁85とほぼ同程度の大きさである。但し、遮光壁95の高さがリードワイヤ92の湾曲頂部よりも高い(図1の(b)で上方に位置する)限り、いずれのサイズもより大きくてもより小さくてもよい。遮光壁95も、凹部73の底面74から立ちあがり、その頂部97において微小間隙G2を介して輪列受6の対向面6nに対面している。受光素子チップ91及びリードワイヤ92は、遮光壁95の内側を満たした透明な封止樹脂96中に封入されている。ここで、遮光壁95は、典型的には、印刷等により樹脂がプリントされてなり、封止用樹脂96の封止壁ないし封止枠として働き、凹部73の底面74上において遮光壁95の内周面98によって取囲まれた領域に充填される封止樹脂96を塞き止める。ここで、受光部90は、受光素子91及びワイヤ92と、遮光壁95とを含み、実質的には、更に、封止樹脂96を含む。
【0027】
以上において、遮光壁85,95は、発光素子81や受光素子91に近接してその周りを取囲むことにより、発光部80からの光の一部が迷光となって受光部90によって受光されるのを妨げる役割を果たすだけでなく、発光部80及び受光部90を形成する際に、流動性のある状態の封止樹脂を所定範囲に止める封止枠(封止壁)として働く。なお、典型的には、封止壁85,95は、発光素子81や受光素子91のリードワイヤ82,92を基板71の所定領域75,76にボンディングした後にプリントにより形成されるけれども、所望ならば、ワイヤ82,92のボンディングの前に封止壁85,95を形成しておいてもよい。
【0028】
遮光壁85及び95は、間隙G1,G2が共に小さくなるように、実質的に同程度の高さを有することが好ましく、典型的には、間隙G1及びG2の大きさは実質的に同じである。また、電子時計2の厚さを薄くし得るように、例えば、基板表面72と文字板7の対向面との間隔Dをできるだけ小さくするためには、間隙G1,G2を最小限に抑えつつ且つ発光素子チップ81及び受光素子チップ91の遮光を行い得る限り、遮光壁85,95の高さは低い方が好ましい。また、遮光壁85,95は、封止壁として封止用樹脂86,96を所望領域内に閉じ込め得る限り、遮光を効率的に行い得るためには、関連素子81,91及び基板71上でのリードワイヤ82,92のボンディング箇所の周囲において関連素子81,91及びワイヤ82,92にできるだけ近接して形成されることが好ましい。
【0029】
各遮光壁85,95の平面形状は、対応する素子81,91の平面形状及び対応する配線パターン領域75,76の平面形状に応じて、それらを含むように、且つ高さを所定に制御し易いように、所望に応じて選択される。
【0030】
以上においては、発光素子81及び受光素子91が制御基板71の凹部73に配設・実装されるとして説明したが、発光素子81及び受光素子91の高さが比較的低く且つ遮光壁85,95を発光素子81や受光素子91よりも十分高くしても針位置検出装置1や電子時計2の厚さが所定以下に保たれ得るような場合には、発光素子81や受光素子91が制御基板71の主面72に直接実装されてもよく、また、所望ならば、発光素子81又は受光素子91のいずれか一方のためにのみ凹部73を形成して該凹部73の底面74に発光素子81又は受光素子91の一方を実装し、他方を主面72に実装するようにしてもよい。また、この例では、発光素子81及び受光素子91の配設用の凹部73が繋がった細長い凹部からなっているが、発光素子81の配設用の凹部と受光素子91の配設用の凹部とを分離して形成してもよい。また、基板71が厚い場合には、発光素子81用の凹部及び受光素子91用の凹部夫々の周壁自体を発光素子81及び受光素子91のための遮光壁としてもよい。更に、遮光壁85,95は、その全体が凹部に形成される代わりに、その一部が主面72上に形成されてもよく、特に、発光素子81用の凹部と受光素子91用の凹部とが別々に形成される場合には、遮光壁85,95の全体が主面72上に形成されてもよい。
【0031】
発光素子81用の遮光壁85と受光素子91用の遮光壁95間隔ないし距離は、遮光壁85,95と輪列受6の対向面6nとの間の間隙G1,G2の大きさを考慮して、発光素子81から出た光の迷光が誤って受光素子91に受光されるおそれのない長さに設定される。
【0032】
なお、図1に示した例では、発光素子81の発光面84や受光素子91の受光面94が制御基板71の主面72に平行であるが、所望ならば、光の受光効率を高めるべく、発光素子81から出た入射光Biの入射光路Piに実質的に垂直な向きに発光面84が向いたり、反射光Brの反射光路Prに実質的に垂直な向きに受光面94が向くように、発光素子81や受光素子91を夫々の配設領域において主面に対して傾斜させて配設しても、発光素子81の発光面84に光を入射光路Piに向ける転向用光学系やビームBiを平行なビームBiに近付ける整形用光学系を設けてもよい。受光素子91についても同様である。場合によっては、封止用樹脂86,96の表面を凸面にするなど形状等の調整をしてビームのコリメート機能等をもたせてもよい。
【0033】
なお、図1の(a)や(b)のII−II線断面で示した図2からわかるように、発光部80及び受光部90は、発光素子81と受光素子91とをつなぐ仮想線Vが、ウオッチ2の回転中心軸線Cすなわち秒車10や分車20や時車30の回転中心軸線Cの半径方向Hに対して直交する向き(仮想線Vの中点Qと中心Cとを結ぶ半径方向線Hとが直交するような向き)に配置されている。これにより、秒車10や分車20や時車30の小歯車ないしカナ部等を避けつつ、発光素子81と受光素子91とを離して配置することが可能になる。なお、所望ならば、仮想線Vと半径方向線Hとが直交する(90度である)代わりに、斜交するようになっていてもよいけれども、その角度は、少なくとも30度程度以上であることが好ましく、より好ましくは45度程度以上、更に好ましくは60度程度以上である。
【0034】
筒車30の筒歯車部34は、時針33が初期位置Si3にある際に発光部80の発光素子81の発光面84からの光が入射ビームないし入射光Biとして入射光路Piを介して斜めに入射されたとき、該入射光Biを斜めに反射して該反射光Brを反射光路Prを介して受光部90の受光素子91の受光面94に到達させるべき位置に、反射面Rを有する。より詳しくは、この反射面Rは、筒歯車部34のうちの制御基板71に向合った側の表面35のうち、図2に示したような平面図(平面断面図)で見て、筒歯車部34が初期位置Si3にある際に、発光部80と受光部90とをつなぐ仮想線Vに回転中心Cから下ろした垂線Hの足Qに重なる位置Q1に、形成される。なお、所望ならば、筒歯車部34にも入射及び反射光線Bi,Brの透過用開口を形成し、反射面Rを文字板7に形成してもよい。その場合、筒歯車部34の入射及び反射光線Bi,Brの透過用開口は、細長い一つの開口でもよい。
【0035】
一方、制御基板71と筒車30の筒歯車部34との間に位置する輪列受6や四番歯車部14や地板4や二番歯車部24には、発光部80と筒車30の反射面Rとの間の入射光路Pi及び反射面Rと受光部90との間の反射光路Prを開くための開口6i,6r,14i,14r,4i,4r,24i,24rが形成されている。従って、秒車10,分車20及び時車30が図1の(b)や図2に示したように夫々の初期位置Si1,Si2,Si3にある場合、発光部80の発光面84から出た入射光Biは、入射光路Piに沿って、入射光路形成用開口部としての入射光透過用開口部6i,14i,4i,24iを通って反射面Rに達し、該反射面Rで反射光Brとして反射されて反射光路Prに沿って反射光路形成用開口部としての反射光透過用開口部24r,4r,14r,6rを通って受光部90の受光面94に達する。なお、この電子時計2では、迷光が受光部90に入るのを避けるべく、部品6,14,4,24等は、過度に重量が大ききならない限り、典型的には、入射光透過用開口部及び反射光透過用開口部以外の部分には、開口を有しない。但し、迷光が受光部に入るおそれが少ない部分ないし領域には、開口などが形成されていてもよい。また、電子時計1では、当然ながら、外装ケース(図示せず)等によって外光の侵入のおそれ等も最小限に抑えられる。
【0036】
各開口6i,6r,14i,14r,4i,4r,24i,24rは、典型的には、透孔すなわち貫通孔からなるが、所望ならば、透明な(光透過性)材料からなる窓でもよい。また、各開口6i,6r,14i,14r,4i,4r,24i,24rは、製造の容易性のために、典型的には、夫々の板状部に垂直に形成されるけれども、所望ならば、例えば、各開口を通る光Bi,Brの向きに沿うように傾斜していてもよい。なお、開口が垂直な向きの貫通孔である場合、例えば、図1等に示したように、比較的厚さが厚くて機械的強度が高く且つ静置される輪列受6や地板4では、開口6i,6r,4i,4rの径を大きくし、比較的薄くて回転にかかわる力を受ける四番歯車14や二番歯車24等では、14i,14r,24i,24rの径を小さくしてもよい。また、入射光路Piを形成する入射光路形成用開口と反射光路Prを形成する反射光路形成用開口とで大きさが異なっていてもよい。更に、各開口が入射ビームBiや反射ビームBrの周縁部を同様に透過可能にする代わりに、開口によってはビームの一部分をカットするようになっていてもよい。
【0037】
以上の如く構成された針位置検出装置1では、発光部80の発光素子81の発光面84が遮光壁85の頂部87よりも内側(図1の(b)でみて下側)にあるので、発光部80の発光面84から出た光の一部がビーム部分Be1の如く拡がっても、遮光壁85に当って遮られるから、ビーム部分Be1が迷光となって受光部90の受光面94に入るおそれが少ない。また、針位置検出装置1では、遮光壁85,95の頂部87,97が隣接する輪列受6の対向面6nに微小間隙G1,G2を介して極めて近接して位置し得るから、発光素子81から出た光のうち周縁部分Be2が間隙G1を介する迷光となって受光部90の受光面94に入るおそれが少ない。
【0038】
更に、この針位置検出装置1では、発光部80の発光素子81及び遮光壁85並びに受光部90の受光素子91及び遮光壁95が制御基板71の凹部73の底面74に形成され、遮光壁85,95の頂部87,97が隣接する輪列受6の対向面6nに極めて近接して位置することにより、制御基板71の主面72が隣接する輪列受6の対向面6nに近接して配置され得るので、回路ブロック70の制御基板71と文字板7との間隔Dが最小限に低減され、電子時計2の薄型化が図られ得る。
【0039】
また、この針位置検出装置1では、遮光壁85,95が封止壁部を兼ねるので、遮光壁とは別に封止壁部を設けなくてもよいだけでなく、封止壁部とは別に遮光壁を設けなくてもよい。また、遮光壁85,95が封止壁部を兼ねるので、発光部80を構成する発光素子81やリードワイヤ82や受光部90を構成する受光素子91やリードワイヤ92が夫々安定化されるべく容易に封止され得るだけでなく、発光部80や受光部90の横方向のサイズが最小限に形成され得るので、発光部80と受光部90とを受発光に適する最適位置に配置することが可能になる。
【0040】
更に、この針位置検出装置1では、入射光路Piと反射光路Prとの間に、関連部品6,14,4,24の壁部6w,14w,4w,24w(すなわち、夫々の開口6i,14i,4i,24i及び6r,14r,4r,24r間の壁部)が位置するので、入射光Biの一部が、本来の入射光路Pi及び反射光路Prから外れた光路を通って迷光として受光部90の受光面94に達する虞れが少ないので、位置検出に際して誤動作が生じるおそれが少ない。
【0041】
なお、この電子時計2の針位置検出装置1は、図2及び図3に示したように、更に、五番車40及び三番車60の回転位置を検出する同様な回転位置検出系を備える。
【0042】
即ち、図2及び図3の(a)に示したように、制御基板71には、更に、凹部73aが形成され、該凹部73aには、発光部80aの発光素子81a及び受光部90aの受光素子91aが挿設されている。発光素子81aや受光素子91aは、リードワイヤ82aや92aを介して、制御基板71の配線パターン領域75aや76aに電気接続されている。発光素子81a及びその配線パターン領域75a並びに受光素子91a及びその配線パターン領域76aの周囲には、封止枠を兼ねる遮光壁85a及び95aが形成され、該遮光壁85a,95aの内側の領域には、封止樹脂86a,96aが充填されて、関連する素子81a,91aやワイヤ82a,92aを該樹脂86a,96a中に封じ込んでいる。また、五番車40の五番歯車41には、発光部80aの発光面84aからの入射光Biaの入射光路Piaのための開口41iと、受光部90aの受光面94aへの反射光Braの反射光路Praのための開口41rとが形成されている。この例では、反射面Raは、地板4に形成される。
【0043】
同様に、図2及び図3の(b)に示したように、制御基板71には、更に、凹部73bが形成され、該凹部73bには、発光部80bの発光素子81b及び受光部90bの受光素子91bが挿設されている。発光素子81bや受光素子91bは、リードワイヤ82bや92bを介して、制御基板71の配線パターン領域75bや76bに電気接続されている。発光素子81b及びその配線パターン領域75b並びに受光素子91b及びその配線パターン領域76bの周囲には、封止枠を兼ねる遮光壁85b及び95bが形成され、該遮光壁85b,95bの内側の領域には、封止樹脂86b,96bが充填されて、関連する素子81b,91bやワイヤ82b,92bを該樹脂86b,96b中に封じ込んでいる。また、三番車60の三番歯車61には、発光部80bの発光面84bからの入射光Bibの入射光路Pibのための開口61iと、受光部90bの受光面94bへの反射光Brbの反射光路Prbのための開口61rとが形成されている。この例では、反射面Raは、例えば、地板4又は地板4に対して静置された中枠等に形成される。
【0044】
従って、この針位置検出装置1では、五番車40や三番車60が夫々の初期位置Si4やSi5に位置することが、検出系80a,Ra,90aや80b,Rb,90bによって検出される。その結果、この針位置検出装置1では、電子時計1の厚さを実質的に増大させることなく、且つ受光部80aや80bが迷光を誤って検出するおそれを最小限に抑えて、五番車40や三番車60の回転位置を検出し得ることは同様であり、五番車40や三番車60の回転位置を同時に検出することにより、秒針13や分針23の位置検出に関する角度分解能を高め得る。
【0045】
以上においては、各車10,20,30,40,60の回転位置を検出したが、少なくとも一つの車の回転位置や針位置を検出し得る限り、どの車の回転位置を検出するようになっていてもよい。反射面R,Ra,Rbは、装置1のケース(図示せず)に対して静置されていても動いていてもよい。反射面が静置されている場合、発光部及び受光部が一体的に動いていていもよい。
【0046】
また、以上においては、入射光路Piや反射光路Prが各発光及び受光素子並びに反射面からなる検出系について一つづつ設けられ、該光路形成用開口が一つづつ被検出部14,24等に形成されるとして説明したけれども、所望ならば、一つの発光部や一つの受光部に対して二つ以上の入射光路Piが反射光路Prが形成されるように、複数の入射光路形成用開口や複数の反射光路形成用開口が形成されていても、一つの歯車や各歯車に複数の入射光路形成用開口や複数の反射光路形成用開口が形成されていてもよい。
【0047】
更に、以上において、制御基板とは、発光素子や受光素子が実装されるべき配線パターンを備えた基板をいい、何等かの目的で見て結果的に電子時計の厚さの低減に寄与し得る限り、電子時計の本来の制御基板その他の回路基板が別個に設けられていてもよい。
【0048】
加えて、以上においては、回転に関して一つのモータに直接的又は間接的に結合される例について説明したので、時車や分車や秒車が初期位置に達したこと即ち時車や分車や秒車の回転位置の一致のみを検出するようにしているけれども、時車や分車や秒車が、二つ以上のモータにより独立に回転し得るような回転系の場合には、更に、時車や分車や秒車のうち、一部の車が初期位置に達したことや、時車や分車や秒車のうちの少なくとも一部の車が初期位置に近接する位置に達したこと等を適宜ないし順次検出し得るようにしておけばよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による好ましい一実施例の回転位置検出装置としての針位置検出装置を備えた電子時計を示したもので、(a)は(b)のIA−IA線断面説明図、(b)は図2のIB−IB線断面説明図。
【図2】図1の(a)や(b)のII−II線断面説明図(但し、回路基板は省いて示してある)。
【図3】図2のでの一部の詳細を示したもので、(a)は図2のIIIA−IIIA線断面説明図、(b)は図2のIIIB−IIIB線断面説明図。
【符号の説明】
1 針位置検出装置
2 電子時計
4 地板
4i,6i,14i,24i 入射光路形成用開口
4r,6r,14r,24r 反射光路形成用開口
4w,6w,14w,24w 壁
5 案内パイプ
6 輪列受
7 文字板
10 秒車(四番車)
11,21,31 中心軸
13 秒針
14 秒歯車(四番歯車)
20 分車(二番車)
23 分針
24 分歯車(二番歯車)
30 時車(筒車)
33 時針
34 時歯車
40 五番車
50 モータ
60 三番車
70 回路ブロック
71 回路基板
72 主面
73,73a,73b 凹部
74 底面
75,75a,75b 発光素子装着領域(発光素子用配線パターン領域)
76,76a,76b 受光素子装着領域(受光素子用配線パターン領域)
80,80a,80b 発光部
81,81a,81b 発光素子
82,82a,82b ワイヤ
84,84a,84b 発光面
85,85a,85b 遮光壁(封止壁)
86,86a,86b 封止樹脂
90,90a,90b 受光部
91,91a,91b 受光素子
92,92a,92b ワイヤ
94,94a,94b 受光面
95,95a,95b 遮光壁(封止壁)
96,96a,96b 封止樹脂
Bi,Bia,Bib 入射光
Be1,Be2 迷光
Br,Bra,Brb 反射光
D 間隔
G1,G2 小間隙
Pi,Pia,Pib 入射光路
Pr,Pra,Prb 反射光路
Si1,Si2,Si3,Si4,Si5 初期位置

Claims (7)

  1. 回転位置が検出されるべき被検出部を間に挟むように、発光素子及び受光素子と反射面とを配置し、前記発光素子からの光を反射面に斜めに入射させて斜めに反射された反射光を前記受光素子で検出する回転位置検出装置であって、
    前記発光素子及び前記受光素子が回路基板のうち前記反射面に対面する一方の主面の発光素子装着領域及び受光素子装着領域に実装され、前記発光素子から受光素子への迷光の侵入を妨げる遮光壁が、前記発光素子及び前記受光素子のうちの、少なくとも一方の素子よりも該一方の素子の装着領域から突出するように形成されている回転位置検出装置。
  2. 前記回路基板の前記一方の主面上に実装された前記発光素子及び前記受光素子の夫々の全周に、前記遮光壁が形成されている請求項1に記載の回転位置検出装置。
  3. 前記遮光壁が、ポッティングの際に対応する素子を封止する封止樹脂の流動を堰き止める封止枠からなる請求項1又は2に記載の回転位置検出装置。
  4. 被検出部は、前記発光素子からの光が反射面に斜めに入射するのを許容する入射光路形成用開口部と、該入射光路形成用開口部から間隔をおいて形成され前記反射面で斜めに反射された反射光が前記受光素子に達するのを許容する反射光路形成用開口部とを有する請求項1から3までのいずれか一つの項に記載の回転位置検出装置。
  5. 請求項1から4までのいずれか一つの項に記載の回転位置検出装置を備えた針位置検出装置であって、被検出部が秒車,分車及び時車のうちの少なくとも一つを含む針位置検出装置。
  6. 反射面が、秒車,分車,時車及びこれらを動かす輪列並びに文字板,地板及び輪列受からなる群から選択された一つの部品のうち、回路基板の前記一方の主面に対向する表面に形成されている請求項5に記載の針位置検出装置。
  7. 請求項5又は6に記載の針位置検出装置を備えた電子時計。
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