JP2006284444A - 電子時計、電子時計の指示部材位置検出方法、電子時計の指示部材位置検出プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 指示部材位置検出装置の検出性能のばらつきに影響されずに指針の位置を確実に検出できる電子時計、この電子時計の指示部材位置検出方法、電子時計の指示部材位置検出プログラム、および記録媒体を提供すること。
【解決手段】指針位置検出手段を発光素子と受光素子とを有する光検出手段で構成する。指針を１ステップ駆動する毎に指針位置検出手段で指針位置を検出し、２回連続で指針が検出された場合には、検出レベル変更部がコンパレータの基準電圧を上げることで検出感度を下げ検出レベルを変更する。また、指針が１周しても指針が検出されない場合には、検出レベル変更部がコンパレータの基準電圧を下げることで検出感度を上げて検出レベルを変更する。指針の位置検出結果に応じて検出レベルを変更するので、検出性能にばらつきがあっても適切な検出レベルを確保でき、指針を確実に検出できる。
【選択図】 図１１

Description

本発明は、アナログ時計などの指示部材を有する電子時計、この電子時計の指示部材位置検出方法、電子時計の指示部材位置検出プログラム、および記録媒体に関する。

指針を駆動するアナログ式の電波修正時計においては、振動や外部磁界等の影響により、指針の送りにミスが生じると、内部の針位置カウンタと実際の指針の位置とに狂いが生じ、時刻コードを受信してもこれを正しく表示できないことがある。そこで、指針の位置と針位置カウンタの値とが一致しているかどうかを確認するため、指針の位置検出を行う必要がある。

この種の電波修正時計における指針位置検出手段としては、例えば発光素子と受光素子とを備える光センサを利用したものが知られている（例えば特許文献１）。
この指針位置検出手段は、位置センサの発光素子と受光素子との間に、指針の回転に連動して動く歯車などの部材が配置されており、これらの部材には、特定の位置に検出光が通るための孔が設けられている。この孔を発光素子から出力される検出光が通り、受光素子が受光すると、前記指針が特定の位置にあることが検出できる。

特開平５−２０９９７０号公報

ところで、このような指針位置検出手段を時計に組み込む際には、発光素子および受光素子をそれぞれ時計内に配置し固定する必要があるが、製造工程において発光素子や受光素子の取付誤差が生じる場合がある。このような場合には、発光素子の発光指向性の最大方向と孔の軸とがずれるため、検出光が弱くなって検出がしづらくなることが考えられる。
また、歯車の組立時の位相のずれが生じて検出光が通る孔の位置にずれが生じる場合などでは、特定の位置で検出光が孔を通らなかったり、複数の位置で検出光が検出されたりするなどの検出不良が発生し、指針の位置を確実に検出できない場合がある。
さらに、電波修正時計の電池容量が減って電源電圧が低下した場合などにおいても、発光素子に流れる電流が減少して発光量が低下することにより、検出がしづらくなることが考えられる。このように、指針位置検出手段の検出性能のばらつきにより、確実な検出が行えない場合があるという問題がある。

本発明の目的は、指示部材位置検出装置の検出性能のばらつきに影響されずに指針の位置を確実に検出できる電子時計、この電子時計の指示部材位置検出方法、電子時計の指示部材位置検出プログラム、および記録媒体を提供することである。

本発明の電子時計は、時刻を表示する指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、指示部材駆動手段および指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段とを備え、指示部材検出装置は、指示部材の位置検出のための検出レベルを可変可能に構成され、制御手段は、指示部材の位置検出結果に応じて検出レベルを変更することを特徴とする。
この発明によれば、制御手段が指示部材の位置検出結果に応じて検出レベルを変更するので、電子時計の製造工程において、指示部材位置検出装置の組立誤差が生じた場合などでも、個々の電子時計の検出性能に応じて適切な検出レベルが設定されるので、検出性能のばらつきに影響されることなく指示部材の位置が確実に検出される。
また、例えば電子時計の電源電圧が低下するなどの理由により、使用時に検出性能が変化した場合でも、制御手段が位置検出結果に応じて検出レベルを変更するので、確実に指示部材の位置が検出される。

本発明では、指示部材位置検出装置は、発光素子と、発光素子からの光を受光する受光素子とを備えた光検出手段であって、発光素子からの光が、指示部材が連結された歯車に設けられた孔を貫通して受光素子で受光されることにより、指示部材の位置を検出することが望ましい。
この発明によれば、指示部材位置検出装置が光検出手段であり、歯車の孔を貫通した光を受光素子で受光することによって指示部材の位置を検出するので、非接触での指示部材の位置検出が行われる。したがって、指示部材位置検出装置が歯車の動作を阻害することがなく、指示部材の動作がスムーズとなる。また、指示部材位置検出装置が光検出手段であるので、応答性が良好となり指示部材の位置検出が迅速となる。

本発明では、指示部材位置検出装置は、発光素子と、発光素子からの光を受光する受光素子とを備えた光検出手段であって、発光素子からの光が、指示部材が連結された歯車で反射して受光素子で受光されることにより、指示部材の位置を検出することが望ましい。
この発明によれば、指示部材位置検出装置が光検出手段であり、歯車で反射した光を受光素子で受光することによって指示部材の位置を検出するので、非接触での指示部材の位置検出が行われる。したがって、指示部材位置検出装置が歯車の動作を阻害することがなく、指示部材の動作がスムーズとなる。また、指示部材位置検出装置が光検出手段であるので、応答性が良好となり指示部材の位置検出が迅速となる。

本発明では、指示部材駆動手段は、歯車を回転駆動するステッピングモータを備え、指示部材位置検出装置は、ステッピングモータで歯車を所定ステップ駆動する毎に発光素子および受光素子を動作させることが望ましい。
この発明によれば、ステッピングモータにより歯車を駆動するので、ステップ駆動する毎に歯車が所定角度間欠回転される。したがって、歯車が停止した位置で発光素子および受光素子が動作するので、指示部材位置検出装置による指示部材の位置検出がより確実となる。
また、歯車を所定ステップ駆動することに発光素子および受光素子を動作させるので、指示部材を所定角度回動させる毎に指示部材の位置検出動作を行うから、検出ミスなどが防止され、これによっても確実な位置検出が可能となる。

本発明では、制御手段は、指示部材位置検出装置による指示部材の位置検出ができなかった場合には検出感度を上げる方向に検出レベルを変更し、指示部材の位置検出が複数回検出された場合には、検出感度を下げる方向に検出レベルを変更することが望ましい。
この発明によれば、指示部材位置検出装置の検出感度を変更することにより検出レベルを変更するので、検出レベルの変更が容易となる。また、指示部材の位置検出ができない場合には、例えば受光素子で受光される検出光が弱い場合などが考えられるので、検出感度を上げることにより確実な検出を図る。また、例えば指示部材を複数回検出してしまう場合には、例えば歯車の位相がずれて複数回にわたって検出光が孔を貫通してしまう場合が考えられるので、検出感度を下げることによってより弱い検出光を排除して一箇所で位置検出がされるように図る。このように、位置検出結果に応じた適切な検出レベルの変更が行われるので、指示部材の位置がより確実に検出される。

本発明では、指示部材位置検出装置は、受光素子で検出された検出電圧と基準電圧とを比較することで指示部材の位置を検出するコンパレータを備え、制御手段は、コンパレータの基準電圧を変更することで検出レベルを変更する検出レベル変更部を有することが望ましい。
この発明によれば、コンパレータにより検出電圧と基準電圧とを比較することで指示部材の位置検出を行うので、指示部材の位置検出制御が容易となる。また、検出レベル変更部が、コンパレータの基準電圧を変更することにより検出レベルを変更するので、予め複数の基準電圧を設定しておくことにより、検出レベルの変更が容易となる。

本発明の電子時計の指示部材位置検出方法は、時刻を表示させる指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、指示部材駆動手段および指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段とを備えた電子時計の指示部材位置検出方法であって、指示部材の位置検出結果に応じて、指示部材の位置検出のための指示部材検出装置の検出レベルを変更する検出レベル変更工程を備えたことを特徴とする。

本発明の電子時計の指示部材位置検出プログラムは、時刻を表示させる指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、指示部材駆動手段および指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段とを備えた電子時計の指示部材位置検出プログラムであって、電子時計に組み込まれたコンピュータに、指示部材の位置検出結果に応じて、指示部材の位置検出のための指示部材検出装置の検出レベルを変更する検出レベル変更工程を実行させることを特徴とする。

本発明の記録媒体は、前述の指示部材位置検出プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体であることを特徴とする。

これらの各発明においても、指示部材の位置検出結果に応じて検出レベルを変更するので、指示部材位置検出装置の製造上の誤差などによる検出性能のばらつきに影響されることなく、指示部材の位置検出が確実となる。

本発明の電子時計、電子時計の指示部材位置検出方法、電子時計の指示部材位置検出プログラム、および記録媒体では、指示部材位置検出装置の製造誤差などによる検出性能のばらつきに影響されず適切な検出レベルを確保でき、指示部材の位置を確実に検出できる。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１には、本発明の一実施形態にかかる電子機器としての時計１の平面図が示されている。また、図２には、時計１の側断面図が示されている。これらの図１および図２において、時計１は、時刻情報が重畳された外部信号としての標準電波を受信して表示時刻を修正する針位置検出機能付きの電波修正時計であり、１２時間表示用である。時計１は、時刻を表示する指針２（図２）と、指針２を駆動する指針用駆動手段２０と、日付（暦）を表示する暦表示機構としての日車３０（図２）と、日車３０を駆動する暦用駆動手段３１と、電池４０を収納する電源収納部４１と、標準電波を受信するアンテナ５０と、外部から使用者が操作可能な外部操作手段５と、指針用駆動手段２０、日車３０、暦用駆動手段３１、電源収納部４１、およびアンテナ５０を支持固定して収納するケースとしての地板１０とを備える。地板１０は、平面形状略円形に形成されており、この地板１０上に時計１の各構成部品が配置されている。
なお、図１は、時計１の時刻表示側とは反対側（裏蓋側）から見た図であり、この図において、上方向が時計１の３時方向、下方向が９時方向、右方向が１２時方向、左方向が６時方向となっている。

指針２としては、秒針２Ａ、分針２Ｂ、および時針２Ｃがあり、地板１０の略中央を中心に同軸上に回動可能に設けられている。これらの秒針２Ａ、分針２Ｂ、および時針２Ｃは、時刻表示側に設けられ、文字板３上の文字などを指し示すことにより、時刻を表示する。
指針用駆動手段２０は、秒針２Ａを駆動するための秒針モータ２１と、時針２Ｃおよび分針２Ｂを駆動するための時分針モータ２６とを備える。また、秒針２Ａと秒針モータ２１との間には、秒針モータ２１からの駆動力を秒針２Ａに伝達する秒針用減速輪列２２が設けられ、時針２Ｃおよび分針２Ｂと時分針モータ２６との間には、時分針モータ２６からの駆動力を時針２Ｃおよび分針２Ｂに伝達する時分針用減速輪列２７が設けられている。

図３には、指針用駆動手段２０を抜き出して拡大した図が示されている。この図３および前述の図１に示されるように、秒針モータ２１は、ステッピングモータで構成され、ロータ磁石２１１Ｂを有するロータ２１１と、ロータ２１１を回転可能に保持するステータ２１２と、ステータ２１２に接するコイル２１３とを備える。秒針モータ２１は、時計１の略９時方向に配設され、ロータ２１１が地板１０の中央側に、コイル２１３が地板１０の外周側になる位置に配置されている。
秒針用減速輪列２２は、ロータ２１１に一体的に形成されたロータかな２１１Ａに噛合する秒中間車２２１と、秒中間車２２１に噛合する秒車２２２とを備えている。秒車２２２には、秒針２Ａが固定されている。コイル２１３にモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ２１２に磁路が形成され、ロータ２１１が１パルスで半回転する。この回転運動は、ロータかな２１１Ａ、秒中間車２２１、および秒車２２２の順に適切な減速比（増速比）で減速されながら伝達され、秒針２Ａが１パルス１秒の所定速度で回動する。

秒中間車２２１には、秒針２Ａの１２時位置を検出するための秒検出車２２３が噛合されている。秒中間車２２１および秒検出車２２３には、互いに重なりあう領域に、それぞれ検出孔２２１Ａ，２２３Ａが形成されており、秒中間車２２１および秒検出車２２３の位相は、秒針２Ａが１２時の位置に配置されたときにこれらの検出孔２２１Ａ，２２３Ａの位置が一致するように設定されている。つまり、１２時位置が秒針２Ａの基準位置である。ここで、秒検出車２２３は、秒車２２２と同じ径寸法に形成されているため、検出孔２２１Ａ，２２３Ａは１分間に一度、位置が一致するようになっている。
検出孔２２１Ａ，２２３Ａが一致する位置には、図示しないフォトセンサが設けられている。フォトセンサは、発光素子と受光素子とを備え、これらの発光素子および受光素子は、秒中間車２２１および秒検出車２２３の厚み方向両側に設けられ、これらを挟んで互いに対向して配置されている。秒中間車２２１と秒検出車２２３が回動して検出孔２２１Ａ，２２３Ａが一致すると、フォトセンサの発光素子からの光が検出孔２２１Ａ，２２３Ａを貫通して受光素子で受光されるため、秒針２Ａが１２時（０秒）の位置であることが検出される。また、本実施形態では、秒車２２２や秒検出車２２３の材質が金属であるのに対し、秒中間車２２１の材質はよりコスト面で優位な合成樹脂を採用している。また、合成樹脂としては、検出孔２２１Ａ以外の部分での検出光に対する遮光性を考慮し、黒系の色のものが良好に用いられる。

時分針モータ２６は、秒針モータ２１と同様にステッピングモータで構成され、ロータ磁石２６１Ｂを有するロータ２６１と、ロータ２６１を回転可能に保持するステータ２６２と、ステータ２６２に接するコイル２６３とを備える。時分針モータ２６は、時計１の略３時方向に配設され、ロータ２６１が地板１０の中央側に、コイル２６３が地板１０の外周側になる位置に配置されている。
時分針用減速輪列２７は、ロータ２６１に一体的に形成されたロータかな２６１Ａに噛合する第１の車としての五番車２７１と、五番車２７１に噛合する第２の車としての三番車２７２と、三番車２７２に噛合する第２の車としての二番車２７３と、二番車２７３に噛合する日の裏車２７４と、日の裏車２７４に噛合する筒車２７５とを備える。二番車２７３および筒車２７５は、秒車２２２と同軸上に配置され、二番車２７３には分針２Ｂが、筒車２７５には時針２Ｃが固定されている。コイル２６３に５秒周期でモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ２６２に磁路が形成され、ロータ２６１が１パルスで半回転する。この回転運動は、ロータかな２６１Ａ、五番車２７１、三番車２７２、二番車２７３の順に適切な減速比（増速比）で減速されながら伝達され、二番車２７３および分針２Ｂが１時間で一周する速度で回動する。また、二番車２７３の回転運動は、日の裏車２７４、筒車２７５の順に適切な減速比（増速比）で減速されながら伝達されて、筒車２７５および時針２Ｃが１２時間で１周する速度で回動する。

また、本実施形態において、ロータかな２６１Ａの歯数は、通常のクォーツ時計の場合の７枚よりも多く、１０枚となっている。ロータ２６１は、ロータ磁石２６１Ｂおよびロータかな２６１Ａの二部品で構成されており、後述するように、指針２の針位置検出を確実に行わせるためには、通常であれば、ロータ磁石２６１ＢのＮ極またはＳ極と、ロータかな２６１Ａの歯形との回転方向の位相を合わせることが要求されるが、本実施形態では、ロータかな２６１Ａの歯数を１０枚にし、ロータ磁石２６１Ｂとロータかな２６１Ａの位相が最大にずれても、ロータかな２６１Ａに噛合する五番車２７１の検出孔２７１Ａ（図４）への影響が実質的に生じないようにしてある。なお、秒針モータ２１を構成するロータかな２１１Ａも同様である。

図４には、分針２Ｂおよび時針２Ｃの位置を検出するフォトセンサが示されている。
五番車２７１、三番車２７２、二番車２７３、秒車２２２、および筒車２７５には、図４にも示されるように、互いに重なり合う領域にそれぞれ検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａが形成されている。時針２Ｃ、分針２Ｂ、および秒針２Ａが１２時の位置に配置された時に、これらの検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａの位置が一致するように設定されている。つまり、秒針２Ａの他、時針２Ｃおよび分針２Ｂの基準位置も１２時位置である。
検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａが一致する位置には、秒針モータ２１に設けられたのと同様の透過型のフォトセンサが設けられており、検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａの位置が一致すると、発光素子６から射出された光を受光素子７が受光して検知し、これにより時針２Ｃ、分針２Ｂ、および秒針２Ａが全て１２時位置、つまり、基準位置の状態であることが検出される。したがって、本実施形態では、発光素子６が地板１０とソーラパネル４との間に配置された回路ブロック６Ａに実装され、また、受光素子７が輪列受８を覆う回路ブロック７Ａに実装されているが、これらの素子６，７間に５つの車２７１，２７２，２７３，２２２，２７５が配置されていることになる。この際、地板１０にも、透光を阻害しないように、透光孔１０Ａが設けられていることは勿論である。さらに、時分針用減速輪列２７においては、五番車２７１および三番車２７２が前述の秒中間車２２１と同様に合成樹脂製である。
そして、１２時間表示の本実施形態の時計１では、指針２の基準位置は１２時間周期で廻ってくるため、同じく１２時間周期で回転する筒車２７５に検出孔２７５Ａを設けることで、時針２Ｃを含めた指針２の基準位置を、３６０度ある表示領域のうち１２時位置の一箇所に特定できる。なお、このような指針２が基準位置にあることを検出するための指針位置検出手段は、秒針位置検出手段と同様に、任意の検出方式を採用できる。また、各素子６，７の位置関係は反対であってもよい。

ここで、検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａのうち、実際の針位置検出に重要とされるのは、ロータかな２６１Ａに噛合する五番車２７１の検出孔２７１Ａと、これに噛合する三番車２７２の検出孔２７２Ａである。これらの車２７１，２７２は回転速度が他の車２７３，２２２，２７５よりも速く、検出孔２７１Ａ，２７２Ａ同士が重なり合っている期間は、モータパルスにして１パルス分である。したがって、検出孔２７１Ａ，２７２Ａを用いて針位置検出を行うことは、モータパルス数パルス分の間重なり続ける可能性のある検出孔２７３Ａ，２７５Ａだけを用いて基準位置を検出する場合に比し、指針２を基準位置に正確に合わせることができる。このことからすれば、検出孔２７１Ａ，２７２Ａの孔径は、加工可能な範囲で小さければよく、他の車２７３，２２２，２７５の検出孔２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａの孔径は、検出孔２７１Ａ，２７２Ａでの光透過を阻害しない程度に十分に大きくてよい。
ただし、本実施形態では、五番車２７１の検出孔２７１Ａは、これと噛み合う三番車２７２の検出孔２７２Ａよりも大きく、二番車２７３の検出孔２７２Ａと同じに設定されている。具体的には、二番車２７３および筒車２７５の検出孔２７３Ａ，２７５Ａの孔径は０．５ｍｍ、三番車２７２および秒車２２２の検出孔２７２Ａ，２２２Ａの孔径は０．４ｍｍであるが、五番車２７１の検出孔２７１Ａの孔径も０．５ｍｍと大きい。
これは、五番車２７１と噛み合っているロータかな２６１Ａの歯数を、前述したように１０枚にし、互いの位相合わせをなくしたためである。すなわち、位相がずれている場合でも、五番車２７１の検出孔２７１Ａを大きめに設けておくだけで、そのずれ量を吸収でき、位相合わせが不要になるのである。秒中間車２２１側でも同様である。

さらに、本実施形態のように、時分針２Ｃ，２Ｂを有する時分針用減速輪列２７と、秒針２Ａを有する秒針用減速輪列２２が別々のモータ２１，２６で駆動されるうえ、時分針２Ｃ，２Ｂが取り付けられた二番車２７３や筒車２７５とは平面的に重ならない位置に秒検出車２２３が設けられ、この位置にあるフォトセンサで秒針２Ａの基準位置が独自に検出されるため、秒針２Ａと時分針２Ｃ，２Ｂとを個別に効率よく回転させて基準位置に合わせることができる。また、時分針２Ｃ，２Ｂが単独の時分針モータ２６で駆動されるので、例えば時差修正を行うのに好都合である。
なお、時分針位置検出部に秒車２２２の検出孔２２２Ａが重なっているため、実際に針位置検出を行う時には２つの輪列の検出を行う順番がある。まず、秒針用減速輪列２２の位置を検出してやることで秒車２２２の検出孔２２２Ａを正規の位相に合わせてから、時分針用減速輪列２７の位置を検出するのである。

図１に示されるように、日車３０は、地板１０において指針用駆動手段２０が設けられた側とは反対側の面に対向して設けられている。図２に示されるように、日車３０の上方（図２の下側）には、円盤状の文字板３が設けられており、この文字板３の外周部の一部には、日付を表示するための窓部（図示せず）が設けられ、窓部から日車３０の一部が日付として視認可能となっている。文字板３は、ガラスなどの光透過性を有する材料で構成されており、文字板３と地板１０との間には、入射した光によって発電する発電手段としてのソーラパネル４が配置されている。
日車３０は、リング状に形成され、ソーラパネル４と地板１０との間に配置されており、日車３０の内周面には内歯車が形成されている。日車３０の文字板３側の面には、日付を表す「１」から「３１」の文字が印刷などによって表示されている。

図１に示されるように、暦用駆動手段３１は、秒針モータ２１および時分針モータ２６と同様に、ステッピングモータで構成され、ロータ３１１、ステータ３１２、およびコイル３１３を備える。暦用駆動手段３１は、時計１の略５時方向に配設され、ロータ３１１が地板１０の中央側に、コイル３１３が地板１０の外周側に配置されている。
日車３０と暦用駆動手段３１との間には、暦用駆動手段３１からの駆動力を日車３０に伝達する暦用輪列３３が設けられている。暦用輪列３３は、ロータ３１１に一体的に形成されるロータかな３１１Ａに噛合する日回し第一中間車３３１と、日回し第一中間車３３１に噛合する日回し第二中間車３３２と、日回し第二中間車３３２に噛合する日回し車３３３とを備える。日回し車３３３は、地板１０を貫通して文字板３側に歯車（図示せず）を有し、この歯車が日車３０の内歯車に噛合される。なお、日車３０の平面方向の位置は、歯車と内歯車との噛合によって規制され、従来日車の位置決めに用いられるようなジャンパは設けられていない。

コイル３１３にモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ３１２に磁路が形成され、ロータ３１１が回転する。この回転は、ロータかな３１１Ａ、日回し第一中間車３３１、日回し第二中間車３３２、日回し車３３３の順に伝達され、日回し車３３３の回転によって日車３０が回転し、表示される日付が変更される。
ここで、暦用駆動手段３１は、指針用駆動手段２０よりも地板１０の外周側（外側）に配置されている。したがって、暦用駆動手段３１のロータ３１１の回転中心から指針２の回動中心までの距離は、指針用駆動手段２０（秒針モータ２１および時分針モータ２６）のロータ２１１，２６１の回転中心から指針２の回動中心までのそれぞれの距離よりも大きくなっている。

電源収納部４１には、電池４０が収納されている。電池４０は、二次電池であり、ソーラパネル４で発生した起電力は、この電池４０に充電される。電源収納部４１は、時計１の略１時方向に配設され、地板１０の外周側に配置されている。
ここで、電源収納部４１は、指針用駆動手段２０よりも地板１０の外周側（外側）に配置されている。したがって、電源収納部４１の略中心（円形の電池４０の中心）から指針２の回動中心までの距離は、指針用駆動手段２０（秒針モータ２１および時分針モータ２６）のロータ２１１，２６１の回転中心から指針２の回動中心までのそれぞれ距離よりも大きくなっている。

アンテナ５０は、アンテナコア５１と、アンテナコア５１を収納するコア収納部５２と、コア収納部５２の一部に巻き回されるコイル５３とを備える。
アンテナコア５１は、アモルファスの薄板を複数枚積層して構成され、略中央に形成される略矩形状の直線部５１１と、直線部５１１の両端側に地板１０の外縁に沿って略円弧状に湾曲して形成される湾曲部５１２とを備える。
コア収納部５２は絶縁材料で構成され、アンテナコア５１と同様に略中央に形成される棒状の直線部５２１と直線部５２１の両端側に地板１０の外縁に沿って略円弧状に湾曲して形成される湾曲部５２２とを備える。コア収納部５２において地板１０に対向する面には、凹状部が形成され、この凹状部にアンテナコア５１が収納されている。コア収納部５２が地板１０にねじ止めされることにより、アンテナ５０は、地板１０に固定されている。
コイル５３は、コア収納部５２の直線部５２１に巻き回されている。コア収納部５２の直線部５２１の両端にはフランジ部５２３が形成されており、このフランジ部５２３によってコイル５３の巻きほどけが防止され、所定巻き数のコイル５３が均一に形成される。

コア収納部５２の一方の湾曲部５２２には、コイル５３の端部が接続された回路基板５４が固定されている。回路基板５４は、絶縁材料で構成されるフレキシブル基板で構成され、この回路基板５４上には、アンテナ５０の同調周波数調整用の電気素子としてのコンデンサ５４１が複数個実装されている。この回路基板５４は、コア収納部５２の端部において裏蓋側の回路ブロック７Ａ（図４）に導通している。
この回路ブロック７Ａは、前述の受光素子７の他、図示を省略するが、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子や、ＣＰＵ、標準電波の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ用水晶振動子、アンテナ５０で受信した標準電波を処理する受信用ＩＣ（受信用回路）等とを備えて構成されている。ＣＰＵは、計時用の水晶振動子からの周波数を分周して基準クロックを生成する分周回路や、基準クロックをカウントして時刻を計時する計時回路や、計時回路からの信号に基づいて指針用駆動手段２０や暦用駆動手段３１を制御する制御回路などを備えて構成されている。また、受信用ＩＣは、アンテナ５０で受信した標準電波を復調する復調回路や、受信信号を増幅する増幅回路などを備えて構成されている。

外部操作手段５は、時計１の略３時方向に配設された巻真５Ａと、時計の略２時方向および略４時方向にそれぞれ配設された図示しないボタンとを備える。巻真５Ａは、引き出し量によって複数のモードに切換可能なスイッチング機能を有し、例えば巻真５Ａを一段引き出すと日車３０の手動修正モードとなり、ボタンを押すことによって日車３０を回動させることが可能となる。また、例えば巻真５Ａを二段引き出すと、時刻修正モードとなり、ボタンを押すことによって指針２を回動させることが可能となる。
また、ボタンは、押すことによって情報を表示可能となっており、例えば巻真５Ａを引き出さない状態でボタンを押すと、前回の標準電波の受信結果（受信の成否）が表示されるようになっている。この受信結果の表示は、例えば受信成功の場合には秒針２Ａが１０秒のところを示し、受信失敗の場合には、秒針２Ａが２０秒のところを示すように設定される。この受信結果の表示は、所定時間（例えば５秒）行われ、所定時間経過後には秒針２Ａは元の位置に戻り、現在時刻を表示する。なお、ボタンの操作によって標準電波を強制的に受信させる場合には、ボタンの操作とともに、秒針２Ａの位置によって標準電波を受信可能な環境か否かを表示させてもよい。

［制御手段の構成］
次に、時計１の動作を制御する制御手段の構成に関し、図５を参照して説明する。
制御手段４００は、例えばＩＣ（Integrated Circuit）や各種電気部品などが搭載された回路構成で、時計１の計時および時刻修正を実施するものである。
具体的には、制御手段４００は、分周回路４０１、駆動信号発生回路４０２、時刻表示駆動回路４０３、内部時刻計数手段４０４、指針位置検出手段４０５、指針位置計数手段４０６、指針位置内部時刻比較手段４０７、制御部４０９を備えている。

ここで、制御部４０９は、分周回路４０１、駆動信号発生回路４０２、受信手段４３０、内部時刻計数手段４０４、指針位置内部時刻比較手段４０７、指針位置検出手段４０５を制御するものであり、具体的な制御方法は後述する。

分周回路４０１は、制御部４０９で制御され、発振回路４１０から出力される発振信号を分周し、所定の周波数の信号を出力する。例えば、分周回路４０１は、分周した１Ｈｚのパルス信号等を、駆動信号発生回路４０２、内部時刻計数手段４０４、制御部４０９に出力する。
なお、発振回路４１０は、水晶振動子などの基準信号源を高周波発振させ、この高周波発振により発生する発振信号を出力する公知のものであるため、説明を略す。

駆動信号発生回路４０２は、時刻表示駆動回路４０３を駆動する信号を発生する回路である。
時刻表示駆動回路４０３は、時刻表示手段４２０を駆動する回路である。本実施形態の時刻表示手段４２０は、モータ２１，２６、暦用駆動手段（カレンダ用モータ）３１および指針２、日車３０を有するアナログ表示式の時刻表示手段である。また、指針２および日車３０により、時刻情報を指示する指示部材が構成され、秒針モータ２１、時分針モータ２６、暦用駆動手段（カレンダ用モータ）３１で指示部材を駆動する指示部材駆動手段が構成されている。そして、時刻表示駆動回路４０３は、秒針モータ２１、時分針モータ２６、暦用駆動手段（カレンダ用モータ）３１を駆動制御している。

内部時刻計数手段４０４は、各種カウンタ、例えばタイムコードを記憶するプリセットカウンタ等で構成されている。そして、内部時刻計数手段４０４には、受信手段４３０により受信された時刻データが記憶され、この記憶された時刻データは分周回路４０１からの信号に基づいて更新される。このため、内部時刻計数手段４０４には、常時、現時刻を示す現時刻情報が記憶・計数されていることになる。

受信手段４３０は、時刻データを有する標準電波を受信するものである。すなわち、受信手段４３０は、アンテナ５０と、同調コンデンサなどで構成された同調回路とを備えている。そして、受信手段４３０は、制御部４０９にて制御され、同調回路で設定された周波数の長波標準電波をアンテナ５０で受信させるように構成されている。この受信する長波標準電波としては、例えば日本国内においては、送信周波数４０ｋＨｚの「おおたかどや山（東日本）」の標準電波出力局と、送信周波数６０ｋＨｚの「はがね山（西日本）」の標準電波出力局との２種類の周波数である。
また、受信手段４３０は、図示しない、増幅回路、バンドパスフィルタ、復調回路、デコード回路などを備え、受信した長波標準電波からデジタルデータである時刻情報すなわちタイムコードを取り出す。この取り出したタイムコードは、内部時刻計数手段４０４に出力される。

指示部材位置検出装置である指針位置検出手段４０５は、図６に示すように、秒針２Ａの位置を検出して秒針位置検出信号を出力する秒針位置検出手段４０５Ａと、分針２Ｂおよび時針２Ｃの位置を検出して時分針位置検出信号を出力する時分針位置検出手段４０５Ｂとを備えている。
秒針位置検出手段４０５Ａ、時分針位置検出手段４０５Ｂは、発光素子６である発光ダイオード（ＬＥＤ）４５１と、受光素子７であるフォトトランジスタ４５２とを備えた光検出手段である。
そして、制御部４０９は、秒針用および時分針用の輪列を１ステップ動作させ、輪列の挙動がおさまってからフォトトランジスタ４５２のエミッタをＶＤＤからＶＳＳにして受光可能な状態とし、定電流源４５３のスイッチであるトランジスタ４５４をオンさせてＬＥＤ４５１に定電流を流してＬＥＤ４５１を発光させる。
輪列の位相により、検出孔が重なるとＬＥＤ４５１の光がフォトトランジスタ４５２に照射され、フォトトランジスタ４５２に電流が流れる。すると、秒針位置検出手段４０５Ａ、時分針位置検出手段４０５Ｂから検出信号が出力され、指針位置が検出される。

本実施形態では、秒針位置検出手段４０５Ａは、秒針２Ａが０秒位置にあるときに秒針位置検出信号を出力し、時分針位置検出手段４０５Ｂは、分針２Ｂおよび時針２Ｃが午前０時０分または午後０時０分の位置にあるときに時分針位置検出信号を出力する。
なお、フォトトランジスタ４５２に接続される抵抗４５５の抵抗値は、秒針位置検出手段４０５Ａ、時分針位置検出手段４０５Ｂで各々最適化すればよい。また、抵抗値の設定があえば、各検出手段４０５Ａ，４０５Ｂで抵抗値を共通にすることもできる。

制御部４０９は、フォトトランジスタ４５２からの検出電圧により指針を検出したか否かの判断を行う検出部６１と、検出部６１での検出レベルを変更する検出レベル変更部６２と、変更した検出レベルの情報を記憶する記憶部６３とを備えている。検出部６１および検出レベル変更部６２としては、秒針検出用と時分針検出用とがそれぞれ設けられており、これらの構造は互いに同様となっている。
検出部６１は、図７に示されるように、フォトトランジスタ４５２からの検出信号（検出電圧）と基準電圧とを比較するコンパレータ６１１で構成されており、検出電圧が基準電圧に達していると検出信号が出力される構成となっている。また、コンパレータ６１１にはスイッチ６１２が設けられ、指針位置検出手段４０５の非動作時にはＳＰ信号をＬにすることでスイッチ６１２がＯＦＦとされ、動作時にはＳＰ信号をＨにすることでスイッチ６１２がＯＮとされる。これにより、コンパレータ６１１を必要な時のみ作動させることができるので、時計１の消費電力を低減できる。
検出レベル変更部６２は、定電圧Ｖrefを分圧するためのラダー抵抗６２１のタップをアナログスイッチ６２２で切り換えることにより、コンパレータ６１１の基準電圧を変化させる。つまり、Ｓ１からＳ３の信号のいずれかを選択することにより、アナログスイッチ６２２のいずれかをＯＮにし、タップ位置を切り換える。したがって、検出レベル変更部６２は、複数の基準電圧を有してこれらを切換可能に構成され、これにより検出部６１（コンパレータ６１１）は、複数（本実施形態では３つ）の検出レベルを有する。

本実施形態においては、指針位置検出手段４０５を駆動して位置検出を行うためのパルス信号は、図８に示すように、ステッピングモータの各駆動パルス間に出力され、その出力タイミングがステッピングモータの駆動パルスの出力タイミングに重ならないようにされている。
また、フォトトランジスタ４５２をアクティブにするタイミングは、モータパルスの出力後所定時間t1経過してから行われる。これは、モータパルスが出力されるとロータ２１１，２６１が回転して歯車を駆動した後、ロータ２１１，２６１の振動が安定するのを待つためである。また、フォトトランジスタ４５２はアクティブとなってから動作が安定するまでに所定時間を要するので、ＬＥＤ４５１に電流を流して発光させるタイミングは、フォトトランジスタ４５２をアクティブにしてから所定時間t2経過後に設定されている。
なお、コンパレータ６１１をアクティブにするために、ＳＰ信号をＨにするタイミングは、フォトトランジスタ４５２をアクティブにするタイミングと同時でよい。

図９および図１０には、検出レベル変更部６２で検出レベルを変更する必要がある場合の例が示されている。図９に示されるように、例えば発光素子６が回路ブロック６Ａに対して傾いた状態で取り付けられた場合、発光素子６からの光が検出孔２２２Ａ，２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２７５Ａに対して傾くため、発光素子６の発光指向性の最大方向と検出孔２２２Ａ，２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２７５Ａの軸とがずれる。これにより、発光素子６からの光の一部は、これらの検出孔２２２Ａ，２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２７５Ａを貫通する際に遮蔽され、受光素子７で受光できる光が弱くなってしまう。このため、フォトトランジスタ４５２で検出される検出電圧が低くなり、検出孔２２２Ａ，２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２７５Ａの検出がしにくくなる。このような場合には、検出感度を上げる方向、つまりコンパレータ６１１の基準電圧を下げる方向に検出レベルを変更する必要がある。

また、図１０に示されるように、例えば歯車２２１，２２３の検出孔２２１Ａ，２２３Ａの位相がずれて取り付けられた場合、検出孔２２１Ａ，２２３Ａの一部のみが重なり、発光素子６からの検出光の一部が貫通する。検出孔２２１Ａが検出孔２２３Ａに対してＡ位置にある場合には、検出孔２２１Ａ，２２３Ａの一部同士が重なり、検出光が貫通する領域Ａ１が形成される。ステッピングモータの１ステップ分の駆動により検出孔２２１Ａの位置が位置Ｂまで移動すると、検出孔２２１Ａ，２２３Ａの一部同士が重なって領域Ｂ１が形成される。したがって、受光素子７は、領域Ａ１を貫通した検出光を受光する上に、歯車が１ステップ駆動された後も領域Ｂ１を貫通した検出光を受光するため、検出波形は、前述の図８に示されるように、２ステップ分連続して検出されることとなる。このとき、その検出電圧は、検出孔２２１Ａ，２２３Ａが重なる領域Ａ１，Ｂ１の面積に比例するため、Ａ位置における検出波形（検出電圧）は、Ｂ位置における検出波形（検出電圧）より小さくなる。したがって、コンパレータ６１１の基準電圧（検出レベル）が低い（検出レベル１）場合には、Ａ位置およびＢ位置の両方で検出信号が出力される。そこで、検出レベル変更部６２は、検出感度を下げる方向、つまりコンパレータ６１１の基準電圧を上げる方向（図８では検出レベル２）に検出レベルを変更する必要がある。検出レベルを検出レベル２に変更すれば、Ａ位置では検出電圧が検出レベル２に達しないため、検出信号が出力されないが、Ｂ位置では検出電圧が検出レベル２に達し、検出信号が出力されるため、検出信号が１ステップ分のみ検出されることとなる。

指針位置計数手段４０６は、指針位置検出手段４０５から指針位置検出信号を受けた際にリセットされるとともに、駆動信号発生回路４０２からの駆動信号をカウントとする。これにより、指針位置計数手段４０６の計数値が、指針２の位置に対応するように制御している。従って、指針位置計数手段４０６により、本発明の指示部材位置カウンタが構成されている。

指針位置内部時刻比較手段４０７は、内部時刻計数手段４０４で計数されている内部時刻データ（現時刻データ）と、指針位置計数手段４０６で計数されている指針位置データとを比較し、不一致の場合には内部時刻計数手段４０４の修正または指針２および指針位置計数手段４０６の修正を行う。

発電部（ソーラパネル）４は、太陽光などの外部エネルギーを取り込み、それらの電気エネルギーに変化するソーラ発電機（太陽電池）である。但し、発電部４としては、ソーラパネルに限定されるものではなく、回転錘の動力を電力に変換する電磁発電機、熱発電機、ピエゾ発電機等の各種の発電機構で構成できる。発電部４で発電された電気エネルギーは、電池４０に蓄電される。

［指針位置検出動作］
このような構成の時計１における指針位置の検出動作を説明する。
時計１の制御部４０９は、時計１の起動時またはシステムリセット時であることを検出すると、起動・システムリセット時の指針位置検出処理を実行する。
また、制御部４０９は、内部時刻計数手段４０４で計数されている内部時刻（現時刻）が０時０分０秒、または、１２時０分０秒であるかを判定し、その時刻であれば、０時ｏｒ１２時の指針位置検出処理を実行する。
さらに、制御部４０９は、内部時刻計数手段４０４で計数されている内部時刻（現時刻）が毎正分、つまり０秒であるかを判定し、その時刻であれば、毎正分の指針位置検出処理を実行する。

すなわち、時計１の起動時あるいはシステムリセット時は、指針位置計数手段４０６に指針位置情報を有していないため、指針位置検出を行う必要がある。このため、制御部４０９は、時計１が起動やシステムリセットされると、指針位置検出処理を実行する。この起動・システムリセット時の指針位置検出処理では、まず秒針２Ａの位置検出処理を行い、秒針２Ａが検出されると、時針２Ｃおよび分針２Ｂの位置検出処理を行う。
また、制御部４０９は、通常運針中は、１２時間毎に時針２Ｃおよび分針２Ｂの位置を検出し、１分毎に秒針２Ａの位置を検出している。
０時or１２時の指針位置検出処理では、時分針位置検出手段４０５Ｂを作動させ、時針２Ｃおよび分針２Ｂの位置検出処理を行う。
毎正分の指針位置検出処理では、秒針位置検出手段４０５Ａを作動させ、秒針２Ａの位置検出処理を行う。

指針位置検出処理（秒針位置検出処理、時分針位置検出処理）に関し、図１１に基づいて説明する。
まず、制御部４０９は、指針位置検出装置４０５の検出レベルの読み出し、設定を行う（ステップＳ０）。なお、通常運針中の指針位置検出処理においては、前回の指針位置検出処理における検出レベルが記憶されているので、その検出レベルを読み出すこととなる。また、起動・システムリセット時の指針位置検出処理においては、前回の検出レベルの設定が記憶されていないので、制御部４０９は、検出レベル変更部６２が有する複数の検出レベルのうち中間の検出レベルを設定する。初期状態では、検出レベル変更工程で検出レベルを上げる方向または下げる方向にいずれに変更されるか不明であるからである。このように、初期状態において検出レベル変更部６２の検出レベルを中間の検出レベルに設定することにより、検出レベルを上げる方向および下げる方向のどちらの方向にも変更が可能となるため、柔軟な対応が可能となる。
次に、制御部４０９は、駆動信号発生回路４０２を介して駆動信号（モータパルス）を１発（１パルス）出力し、秒針モータ２１または時分針モータ２６を１ステップ分駆動する（ステップＳ１）。
制御部４０９は、秒針位置検出手段４０５Ａまたは時分針位置検出手段４０５Ｂによって指針位置の検出を行う（ステップＳ２）。具体的には、制御部４０９は、モータパルスの出力後、所定時間t1経過後に、秒針位置検出手段４０５Ａまたは時分針位置検出手段４０５Ｂのフォトトランジスタ４５２をアクティブにする。そしてフォトトランジスタ４５２をアクティブにした後、所定時間t2経過後に、制御部４０９はトランジスタ４５４を制御してＬＥＤ４５１を発光させる。この際、秒針２Ａを検出する場合には、秒針用減速輪列２２の検出孔２２１Ａ，２２３ＡがＬＥＤ４５１およびフォトトランジスタ４５２間に位置している場合のみ、その光がフォトトランジスタ４５２で検出され、秒針位置検出手段４０５Ａは秒針位置検出信号を出力する。また、時針２Ｃおよび分針２Ｂを検出する場合には、時分針用減速輪列２７の検出孔２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５ＡがＬＥＤ４５１およびフォトトランジスタ４５２間に位置している場合のみ、その光がフォトトランジスタ４５２で検出され、時分針位置検出手段４０５Ｂは時分針位置検出信号を出力する。

制御部４０９は、指針位置検出処理（ステップＳ２）において、秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが０秒位置にあることを検出したか否かを、前記秒針位置検出信号または前記時分針位置検出信号が出力されたか否かで判断する（Ｓ３）。
秒針位置検出信号または時分針位置検出信号が出力された場合（ステップＳ３においてＹ）には、所定時間Ｔ１経過したことを確認した後（ステップＳ４）、制御部４０９は、再び駆動信号（モータパルス）を１発（１パルス）出力し、秒針モータ２１または時分針モータ２６を１ステップ分駆動する（ステップＳ５）。ここで、所定時間Ｔ１は、通常運針時の運針間隔で、例えば秒針２Ａの秒針位置検出処理においては、所定時間Ｔ１は１秒であり、時分針２Ｂ，２Ｃの時分針位置検出処理においては、所定時間Ｔ１は１分である。

ステップＳ５において秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが移動したら、制御部４０９は再度秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃの位置検出処理を実施し（ステップＳ６）、秒針２Ａまたは時針２Ｃおよび分針２Ｂを検出できたか判断する（ステップＳ７）。秒針位置検出信号または時分針位置検出信号が検出されない場合（ステップＳ７においてＮ）には、指針位置の検出が正しく行われたと判断し、指針位置検出処理を終了する。
一方、ステップＳ７において、再び秒針位置検出信号または時分針位置検出信号が検出された場合（ステップＳ７においてＹ）には、２ステップ分にわたって連続して指針位置検出信号が検出されたこととなる。この場合には、例えば前述の図１０のように、検出孔の位置がずれている可能性が考えられるため、制御部４０９は、検出レベル変更部６２を介して検出感度を１段下げる、つまり検出部６１（コンパレータ６１１）の基準電圧を上げ（ステップＳ８、検出レベル変更工程）、指針位置検出処理を終了する。

ステップＳ３において、秒針２Ａまたは時針２Ｃおよび分針２Ｂを検出できなかった場合（ステップＳ３においてＮ）には、制御部４０９は、所定時間Ｔ２経過したことを確認した後（ステップＳ９）、駆動信号（モータパルス）を１発（１パルス）出力し、秒針モータ２１または時分針モータ２６を１ステップ分駆動する（ステップＳ１０）。ここで、所定時間Ｔ２は、早送り運針時の運針間隔で、例えば１６Ｈｚまたは３２Ｈｚに相当する時間に設定されている。

制御部４０９は、秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが移動したら、再度指針位置検出処理を実施し（ステップＳ１１）、秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが検出されたか否かを判断する（ステップＳ１２）。このように、制御部４０９は、秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃを１ステップずつ早送り駆動し、１ステップ毎に発光素子６および受光素子７を作動させて位置検出を行う。
秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが検出された場合（ステップＳ１２においてＹ）には、前述のステップＳ４に進み、前述と同様に、秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃを１ステップ分駆動した（ステップＳ５）後にも指針位置検出信号が出力されるか否かを判断し（ステップＳ６，Ｓ７）、再び秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが検出された場合には、検出レベル変更部６２が検出感度を１段下げることにより検出レベルを変更する（ステップＳ８、検出レベル変更工程）。

ステップＳ１２において、指針位置検出信号が検出されない場合（ステップＳ１２においてＮ）には、秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが１周したか否かを確認し（ステップＳ１３）、１周するまでは、ステップＳ９に戻って秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃを１ステップずつ早送りで駆動して、指針位置検出動作を行う。
秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃが１周しても指針位置検出信号が検出されない場合（ステップＳ１３においてＮ）には、制御部４０９は、現在の検出感度が最高レベルか否かを判断し、より高い検出感度に設定できる場合（ステップＳ１４においてＮ）には検出レベル変更部６２において検出感度を１段上げる、つまり検出部６１（コンパレータ６１１）の基準電圧を下げる（ステップＳ１５、検出レベル変更工程）。そして、再び秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃの早送り駆動を行いながら指針位置検出を行う。
ステップＳ１４において、現在の検出感度が既に最高レベルに達している場合（ステップＳ１４においてＹ）には、それ以上検出感度を上げることができないので、指針位置検出処理を終了する。

制御部４０９は、指針位置検出処理を終了すると、通常運針に戻す。なお、通常運針に戻す場合には、制御部４０９は、指針位置内部時刻比較手段４０７で内部時刻計数手段４０４の計数値に指針位置計数手段４０６の計数値が一致するまで、駆動信号発生回路４０２から駆動信号を時刻表示駆動回路４０３、指針位置計数手段４０６に出力して指針２を早送りして現時刻に移動する。その後は、分周回路４０１からの基準信号に入力に応じた通常運針を実施する。

秒針２Ａを検出する秒針位置検出処理において、秒針位置検出手段４０５Ａから秒針位置検出信号が出力された場合には、秒針２Ａが０秒位置に停止していることになる。このため、秒針位置検出信号を受けた指針位置計数手段４０６は、その内部に設けられた秒針位置カウンタをリセットして０に戻し、秒針位置カウンタの計数値と秒針２Ａの位置が同期するようにしている。
同様に、時分針２Ｂ，２Ｃを検出する時分針検出処理において、時分針位置検出手段４０５Ｂから時分針位置検出信号が出力された場合には、時分針２Ｂ，２Ｃが０時０分位置に停止していることになるため、指針位置計数手段４０６は、その内部に設けられた時分針位置カウンタをリセットし、時分針位置カウンタの計数値と時分針２Ｂ，２Ｃの位置が同期するようにしている。
また、指針位置検出処理において変更された検出感度は、記憶部６３に記憶され、次回の指針位置検出処理では記憶部６３に記憶された検出感度の設定で指針位置検出処理を行う。

このような実施形態によれば、次のような効果が得られる。
(１)検出レベル変更部６２が複数の検出レベル（検出感度）を切換可能に構成されているので、指針位置の検出結果に応じて検出レベルを変更できる。つまり、連続して指針位置検出信号を検出した場合には、検出感度が高いと判断して、検出レベル変更部６２は、検出感度を下げる方向に検出レベルを変更する。また、指針２を１周させても指針位置検出信号を検出できない場合には、検出感度が低いと判断して、検出レベル変更部６２は、検出感度を上げる方向に検出レベルを変更する。
このように、指針位置の検出結果に応じて検出感度を変更できるので、時計１の製造時における発光素子６や受光素子７の取付誤差や、歯車の位相のずれなどによって検出性能が変化した場合でも、指針位置の検出不良を防止でき、指針２を確実に検出できる。検出レベルを変更することにより指針２の位置を確実に検出できるので、製造上の取付誤差の管理が容易になるため、歩留まりを向上させることができる。
また、例えば電池４０の電源電圧が低下した場合などには、発光素子６からの光が弱くなり、検出がしにくくなるが、このような場合においても検出レベル変更部６２が検出感度を変更するので、確実に指針２の位置を検出できる。

（２）検出部６１がコンパレータ６１１で構成され、検出レベル変更部６２がコンパレータ６１１の基準電圧を変更することにより検出レベルを変更するので、検出レベル変更部６２は信号Ｓ１〜Ｓ３のいずれかを選択すればよいから、簡単に検出レベルを変更できる。

（３）秒針位置検出手段および時分針位置検出手段による指針位置検出手段が、発光素子６と受光素子７とを備えた光検出手段で構成されているので、非接触で指針２の位置を検出できる。したがって、指針２をスムーズに駆動できるとともに、指針用駆動手段２０の必要駆動力を増加させることがないので指針２の駆動のための消費電力を増加させることがない。さらに、指針位置検出手段が光検出手段で構成されているので、ＬＥＤ４５１やフォトトランジスタ４５２の動作などが比較的迅速であるから、指針位置検出手段の応答性を向上させることができる。

（４）秒針用減速輪列２２および時分針用減速輪列２７にそれぞれ検出孔２２１Ａ，２２３Ａ，２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａが形成され、指針位置検出手段はこれらの検出孔２２１Ａ，２２３Ａ，２７１Ａ，２７２Ａ，２７３Ａ，２２２Ａ，２７５Ａに発光素子からの光が貫通したか否かで指針２の位置を検出するので、指針２に指針用検出手段を設ける必要がなく、時計１の良好な外観を確保でき、指針２のデザインの自由度を制約することがない。

（５）指針用駆動手段２０がステッピングモータを備えて構成され、指針２を１ステップ駆動する毎に発光素子６および受光素子７を作動させて検出動作を行うので、秒針用減速輪列２２および時分針用減速輪列２７が１ステップ分回転する毎に検出でき、検出ミスを防止できる。

（６）各指針位置検出処理により、秒針２Ａは毎正分つまり１分間隔でその位置を確認しており、時分針２Ｂ，２Ｃは１２時間毎に位置を確認しており、その位置がずれていて検出できない場合には、各指針２の位置を検出しているので、指針２の位置ずれが生じても、即座にそのずれを検出して修正することができる。このため、もともと時刻指示精度の高い電波修正機能を有する時計１において、指針２による指示精度をより一層高めることができる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

また、指示部材の位置検出対象としては、秒針２Ａ、分針２Ｂ、時針２Ｃに限定されず、日車３０等のカレンダ用の指示部材を含めてもよい。さらに、クロノグラフ針、アラーム時刻を設定するアラーム針、２４時針等が設けられている時計においては、これらの指針を位置検出対象としてもよい。

前記実施形態では、秒針２Ａを秒針用減速輪列２２で駆動し、時分針２Ｂ，２Ｃを時分針用減速輪列２７で駆動していたが、秒針２Ａおよび分針２Ｂを秒分輪列によって１つのモータで駆動し、時針２Ｃと日車３０等のカレンダー表示部材を時カレンダー輪列によって１つのモータで駆動してもよい。

また、指針位置検出処理おいては、秒針２Ａまたは時分針２Ｂ，２Ｃを正転させて移動させていたが、逆転させながら指針位置検出処理を行ってもよい。但し、逆転させた場合には、バックラッシュ分のずれが生じて安定した検出ができないおそれがあるため、前記実施形態のように指針を正転させながら検出することが好ましい。

指示部材位置検出装置は、歯車に形成された検出孔を検出する構成に限らず、例えば直接指針を検出する構成であってもよい。
また、指示部材位置検出装置は、透過型の光検出手段を用いるものに限らず、例えば図１２に示されるように、反射型の光検出手段を用いてもよい。この場合には、例えば回路ブロック６Ａ上に、発光素子および受光素子を備えた光検出手段６４を実装し、また歯車（図１２では五番車）の裏面側の特定位置に反射板６５を配置し、発光素子からの光が反射板６５で反射され、受光素子で受光されることにより指針の位置が検出されるように構成すればよい。このような構成であっても、発光素子および受光素子が製造工程で図１２のように傾いて取り付けられることが考えられ、この場合には反射光が弱くなるため、検出がしづらくなる。したがって、本発明を適用することにより確実に指針を検出できる。
また、指示部材位置検出装置は、歯車に形成された検出孔が一致することを検出するものに限らず、例えば歯車の周上に磁気パターンを形成し、この磁気パターンをホール素子などで読み取ることによって指針の位置を検出してもよい。
指示部材位置検出装置の検出レベルは、段階的な複数の検出レベルが設定されているものに限らず、連続的に可変可能に構成されていてもよい。

前記実施形態では、内部時刻計数手段４０４が毎正分、０時、１２時になった場合に指針位置検出処理を行っていたが、指針位置計数手段４０６が毎正分、０時、１２時になった場合に指針位置検出処理を行うように設定してもよい。

時分針の位置検出は、内部時刻計数手段４０４や指針位置計数手段４０６が０時や１２時の場合だけ行うものに限定されず、通常運針中に時分針を動かすごとに指針位置検出を行ってもよい。なお、前記実施形態のように、秒針が０秒の場合のみ時分針の位置検出を行えるように設定されている場合には、秒針が０秒のタイミングで指針位置検出を行えばよい。例えば、１分毎に１パルス出力される駆動信号で時分針が動かされている場合には、そのパルス出力タイミングに合わせて時分針の位置検出処理を行えばよいし、複数のパルスで分針を１分ぶん動かす場合には、秒針が０秒となるパルス間隔で時分針の位置検出処理を行えばよい。また、輪列構造上、時分針の位置検出を、秒針と独立して行える場合には、時分針を動かすごとに指針位置検出を行えばよい。
このように通常運針をしながら指針位置検出を行うようにすれば、指針を早送りして位置検出処理を行う必要がないため、早送りによる電源電圧降下を防止することができる。

また、前記実施形態では、毎正分、０時、１２時になった際に指針位置検出を行い、検出できなかった場合、つまり内部時刻計数手段４０４や指針位置計数手段４０６のデータと、実際の指針２の位置にずれが生じている場合には、各指針２を早送りして指針位置検出を行っていたが、早送りをせずに、通常運針を継続し、各指針２を動かす毎に指針位置検出を行って指針位置を探してもよい。なお、秒針２Ａの位置は最大１分以内に検出でき、時分針２Ｂ，２Ｃの位置は最大１２時間以内に検出できる。但し、多くの場合、指針２の位置ずれはそれほど大きくないため、より短い時間で検出できることも多い。
このように通常運針をしながら指針位置検出を行うようにすれば、指針２を早送りして位置検出処理を行う必要がないため、早送りによる電源電圧降下を防止することができる。

さらに、内部時刻計数手段４０４や指針位置計数手段４０６が０時±５分、１２時±５分等になった場合、つまり指針位置検出の可能性の高い範囲の位置検出を毎回行ってもよい。通常は、指針２の位置ずれはそれほど大きくないため、所定の範囲で位置検出を毎回行えば、指針２の位置を毎回検出できる可能性が高く、指針を早送りして位置検出する必要は殆ど無く、電源電圧降下も抑えることができる。その上、例えば、指針位置計数手段４０６等が１２時の際に、時分針２Ｂ，２Ｃが１１時５７分を指示している場合、前記実施形態では、時分針を１２時間近く早送りしたり、１２時５分まで移動したあとで逆回転させて１１時５５分に移動して正回転させなければ時分針の位置を検出できないが、予め所定の範囲で指針の位置検出を毎回行うようにすれば、位置検出のための指針の移動量も少なくでき、指針位置検出処理時の電源電圧降下を抑えることができる。

また、秒針位置検出を所定回数だけ連続して失敗した場合、時計１は指針位置検出の動作保証外の温度にいる可能性が高いため、毎正分の秒位置検出を止め、次回の毎正時等の予め設定された時期まで秒針２Ａの位置検出処理を禁止してもよい。このように、秒針２Ａの位置検出が成功するまでは毎正時等の設定されたタイミングでのみ秒針位置検出を行うようにすれば、無駄なエネルギー消費を無くすことができる。

前記実施形態では、電波修正機能を備えた時計１について説明したが、本発明の電子時計はこれに限定されず、電波修正機能を備えていない電子時計であってもよい。また、本発明は電子時計に限らず、例えばストップウォッチや、タイマ等でもよく、更に、電気特性計測用指針式テスター、指針式メータ等の指針付き計測器でもよく、要するに指示部材およびこの指示部材の位置検出機能を有する各種電子機器にも適用できる。

また、電子機器の電力源としては、ソーラ発電で得られる電力の他、回転錘を用いた自動巻上げ機構とこれによって駆動される発電機や、ぜんまいに貯蓄された機械的エネルギで駆動される発電機を備えている場合には、それらの発電機で発電される電力であってもよく、勿論一次電池であってもよい。

さらに、本発明では、制御手段４００内の各手段等は、各種論理素子等のハードウェアで構成されたものや、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ（記憶装置）等を備えたコンピュータを時計や携帯機器内に設け、このコンピュータに所定のプログラムやデータ（各記憶部に記憶されたデータ）を組み込んで各手段を実現させるように構成したものでもよい。
ここで、前記プログラムやデータは、電子時計内に組み込まれたＲＡＭやＲＯＭ等のメモリに予め記憶しておけばよい。また、例えば、電子時計内のメモリに所定の制御プログラムやデータをインターネット等の通信手段や、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体を介してインストールしてもよい。そして、メモリに記憶されたプログラムでＣＰＵ等を動作させて、各手段を実現させればよい。なお、カメラなどに所定のプログラム等をインストールするには、その電子時計にメモリカードやＣＤ−ＲＯＭ等を直接差し込んで行ってもよいし、これらの記憶媒体を読み取る機器を外付けで電子時計に接続してもよい。さらには、ＬＡＮケーブル、電話線等をカメラなどに接続して通信によってプログラム等を供給しインストールしてもよいし、無線によってプログラムを供給してインストールしてもよい。

このような記録媒体やインターネット等の通信手段で提供される制御プログラム等を電子時計に組み込めば、プログラムの変更のみで前記各発明の機能を実現できるため、工場出荷時あるいは利用者が希望する制御プログラムを選択して組み込むこともできる。この場合、プログラムの変更のみで制御形式の異なる各種の電子時計を製造できるため、部品の共通化等が図れ、バリエーション展開時の製造コストを大幅に低減できる。

本発明を実施するための最良の構成、方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の一実施形態にかかる時計を示す平面図。 前記時計を示す側断面図。 前記時計の要部を示す平面拡大図。 前記時計の要部を示す側断面図。 前記時計の制御手段の構成を示すブロック図。 前記時計の指針位置検出手段を示す回路図。 前記時計の検出レベル変更部を示す回路図。 モータ駆動および指針位置検出による電源電圧の変動を示すグラフ。 前記時計の発光素子の取付位置のずれを示す図。 前記時計の検出孔の位置のずれを示す図。 前記時計の指針位置検出処理を示すフローチャート。 本発明の変形例を示す図。

符号の説明

１…時計、２…指針、２Ａ…秒針、２Ｂ…分針、２Ｃ…時針、６…発光素子、７…受光素子、２１…秒針モータ、２２…秒針用減速輪列、２６…時分針モータ、２７…時分針用減速輪列、６１…検出部、６２…検出レベル変更部、４００…制御手段、４０１…分周回路、４０２…駆動信号発生回路、４０３…時刻表示駆動回路、４０４…内部時刻計数手段、４０５…指針位置検出手段、４０６…指針位置計数手段、４０７…指針位置内部時刻比較手段、４０８…電圧検出手段、４０９…制御部。

Claims (9)

1. 時刻を表示する指示部材と、
   この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、
   前記指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、
   前記指示部材駆動手段および前記指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段とを備え、
   前記指示部材検出装置は、前記指示部材の位置検出のための検出レベルを可変可能に構成され、
   前記制御手段は、前記指示部材の位置検出結果に応じて前記検出レベルを変更する
   ことを特徴とする電子時計。
2. 請求項１に記載の電子時計において、
   前記指示部材位置検出装置は、発光素子と、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを備えた光検出手段であって、前記発光素子からの光が、前記指示部材が連結された歯車に設けられた孔を貫通して前記受光素子で受光されることにより、前記指示部材の位置を検出する
   ことを特徴とする電子時計。
3. 請求項１に記載の電子時計において、
   前記指示部材位置検出装置は、発光素子と、前記発光素子からの光を受光する受光素子とを備えた光検出手段であって、前記発光素子からの光が、前記指示部材が連結された歯車で反射して前記受光素子で受光されることにより、前記指示部材の位置を検出する
   ことを特徴とする電子時計。
4. 請求項２または請求項３に記載の電子時計において、
   前記指示部材駆動手段は、前記歯車を回転駆動するステッピングモータを備え、
   前記指示部材位置検出装置は、前記ステッピングモータで前記歯車を所定ステップ駆動する毎に前記発光素子および前記受光素子を動作させる
   ことを特徴とする電子時計。
5. 請求項２から請求項４のいずれかに記載の電子時計において、
   前記制御手段は、前記指示部材位置検出装置による前記指示部材の位置検出ができなかった場合には検出感度を上げる方向に前記検出レベルを変更し、
   前記指示部材の位置検出が複数回検出された場合には、検出感度を下げる方向に前記検出レベルを変更する
   ことを特徴とする電子時計。
6. 請求項５に記載の電子時計において、
   前記指示部材位置検出装置は、前記受光素子で検出された検出電圧と基準電圧とを比較することで前記指示部材の位置を検出するコンパレータを備え、
   前記制御手段は、前記コンパレータの前記基準電圧を変更することで前記検出レベルを変更する検出レベル変更部を有する
   ことを特徴とする電子時計。
7. 時刻を表示させる指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、前記指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、前記指示部材駆動手段および前記指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段とを備えた電子時計の指示部材位置検出方法であって、
   前記指示部材の位置検出結果に応じて、前記指示部材の位置検出のための前記指示部材検出装置の検出レベルを変更する検出レベル変更工程を備えた
   ことを特徴とする電子時計の指示部材位置検出方法。
8. 時刻を表示させる指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、前記指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、前記指示部材駆動手段および前記指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段とを備えた電子時計の指示部材位置検出プログラムであって、
   前記電子時計に組み込まれたコンピュータに、
   前記指示部材の位置検出結果に応じて、前記指示部材の位置検出のための前記指示部材検出装置の検出レベルを変更する検出レベル変更工程を実行させる
   ことを特徴とする電子時計の指示部材位置検出プログラム。
9. 請求項８に記載の指示部材位置検出プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

Images