JP2009156787A

JP2009156787A - 貫通状態判別装置および電子時計

Info

Publication number: JP2009156787A
Application number: JP2007337553A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Murata; 嘉行村田; Tatsuya Dejima; 達也出嶌
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】モータを駆動開始した時点から透過孔の検出動作を行うまでのタイミングを最適化し、それにより針位置探索処理にかかるトータルの処理時間を短縮したり消費電力を低減したりできる貫通状態判別装置を提供する。
【解決手段】設定された検出タイミングに検出動作を実行して透過孔の検出を行う貫通状態判別装置において、検出タイミング設定処理により、透過孔の検出に先立って、移動部材の移動開始のタイミングから移動中における受光量を順次測定し（Ｓ１１，Ｓ１２）、この測定データに基づき透過光の位置を検出するのに適したタイミングを探索して検出タイミングとして設定する（Ｓ１３）。それにより、最適なタイミングで透過孔の検出処理を行う。
【選択図】図１５

Description

この発明は、移動部材に設けられた透過孔が検出位置に来ているか否かを検出する貫通状態判別装置、並びに、歯車に設けられた透過孔を検出することで針位置を検出する電子時計に関する。

以前より、指針を電気制御により回転させて自動的に時刻修正を行うアナログ表示時計や、指針をユーザ操作によって回転させてそれにより種々の設定入力を行わせるようにした電子時計がある。このように指針を電気制御によって回転させて得られる機能は、電子時計の制御部が針位置を認識した状態でモータを回転駆動することで実現されている。しかしながら、例えば、時計が強磁界に触れたり、時計に強い衝撃が加えられた場合、モータに駆動信号が出力されたにも拘らずモータが回転しなかったり、モータに駆動信号が出力されていないのに歯車が回転してしまったりして、実際の針位置と制御部が認識している針位置との間にズレが生じてしまうことがある。

このような現象があることから、従来、所定時刻ごとに針位置の検出を行って針位置がずれていないか確認する機能を備えた電子時計が開発されている。針位置検出は、例えば、指針と連動して回転する複数の歯車に透過孔を設け、この透過孔が検出位置で重なった状態をフォトインタラプタ等によって検出することで実現されている（例えば特許文献１）。

また、針位置のずれが確認された場合には、指針を高速に回転させつつ、指針の１ステップの回転ごとに上記の針位置検出処理を繰り返し行って、実際の針位置を探索する針位置探索処理が行われるようになっている。
特開２０００−１６２３３６号公報

しかしながら、従来の針位置検出においては、モータを駆動開始した時点から透過孔の検出動作を行うまでのタイミングの最適化が行われておらず、モータをステップ駆動させた後、指針や歯車が完全に停止するタイミングまで待機して透過孔の検出動作を行うようになっていた。

そのため、例えば、指針を高速に回転させつつ針位置検出を繰り返し行って実際の針位置を探索する針位置探索処理の際に、針位置が見つかるまでのトータルの処理時間が長くなるという課題があった。また、トータルの処理時間が長くなることからその処理にかかる消費電力も大きくなるという課題があった。

このような課題は、針位置を検出する電子時計に限られるものでなく、移動部材に設けられた透過孔を検出し、それにより移動部材の位置等を検出する種々の装置において同様に生じるものである。

この発明の目的は、モータを駆動開始した時点から透過孔の検出動作を行うまでのタイミングを最適化し、それにより、針位置探索処理にかかるトータルの処理時間を短縮したり消費電力を低減したりできる電子時計を提供することにある。また、同様に移動部材の位置等を検出する処理にかかるトータルの処理時間を短縮したり消費電力を低減したりできる貫通状態判別装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
透過孔を備え所定経路上を移動する移動部材と、
発光部からの光を前記移動部材に向けて発光させ、この発光させた光を受光部で受光しこの受光した光に基づいて透過孔の位置を検出する検出手段と、
前記透過孔の位置の検出に先立って、前記移動部材の移動開始のタイミングから移動中における前記受光部による受光量を順次測定し、その測定された受光量の変化の中で、前記透過光の位置を検出するのに適したタイミングを検出タイミングとして設定する検出タイミング設定手段と、
この検出タイミング設定手段により検出タイミングが設定された後に、前記移動部材を移動し、前記設定されている検出タイミングと同じタイミングまたはそのタイミングと対応したタイミングで前記発光部から光を発光させ、前記受光部でその発光した光を受光して前記透過孔の位置の検出を行う透過孔検出制御手段と、
を備えた貫通状態判別装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記検出タイミング設定手段は、
移動部材を移動させる移動制御手段と、
この移動制御手段の制御により前記移動部材が移動を開始してから前記発光部を発光状態にして順次前記受光部からの受光信号をサンプリングするサンプリング手段と、
このサンプリング手段により取得されたサンプリングデータの中で前記透過孔を検出するのに適したタイミングを探索し、予め定められた条件を満たしたサンプリングデータとなった際のタイミングを検出タイミングとして設定するタイミング設定手段と、
を有することを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記検出タイミングとは、受光量の大きさが所定のしきい値以上で且つ受光量の変動量が所定量以内となる期間中の一タイミングであることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記検出タイミングとは、受光量の大きさが所定のしきい値以上で且つ受光量の変動量が所定量以内となる期間のうち、早い方の期間中の一タイミングであることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記検出タイミング最適化手段により探索された前記第１タイミングの設定値を記憶する設定値記憶手段を備えていることを特徴としている。

請求項６記載の発明は、
請求項１〜５の何れか１項に記載の貫通状態判別装置と、
前記貫通状態判別装置の判別結果に基づいて移動部材の透過光の位置を検出する針位置検出制御手段と、
を備えていることを特徴とする電子時計である。

本発明に従うと、移動部材が移動してから透過孔の検出を行うまでのタイミングが最適化され、それにより例えば移動部材の移動と透過孔の検出とを連続的に繰り返し行う処理の際に、トータルの処理時間の短縮ならびに消費電力の低減を図ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の実施の形態の時計モジュールを示す正面図、図２は、その矢印Ａ−Ａ線断面図、図３は針を回転させる歯車を裏蓋側からみた背面図である。

この実施の形態の時計モジュール１は、例えば電子制御によって針を回転させる電子アナログ腕時計の本体となるものである。時計モジュール１の正面側には風防ガラスの下側に文字板５およびソーラーパネル９が設けられ、この文字板５とソーラーパネル９に正面側が覆われかつ周囲がケーシングＴＫに囲まれて内部機構が遮光されている。文字板５やソーラーパネル９の中央には、秒針軸２０ａ、分針軸２５ａ、時針軸２７ａを内部機構から前面側に通過させる貫通孔５ａ，９ａが設けられ、これら軸２０ａ，２５ａ，２７ａの突出した部位に秒針２と分針３と時針４とがそれぞれ固定されている。そして、各軸２０ａ，２５ａ，２７ａが回転することで、文字板５上で秒針２と分針３と時針４とが回転し、時刻が表示されるようになっている。

図２に示すように、時針４が固定される時針軸２７ａと分針３が固定される分針軸２５ａとは、中空管状の軸であり、時針軸２７ａの中に分針軸２５ａが通され、分針軸２５ａの中に秒針軸２０ａが通されて、これら秒針軸２０ａ、分針軸２５ａおよび時針軸２７ａが同一の回転軸を中心に回転可能な状態にされている。

これら秒針軸２０ａ、分針軸２５ａおよび時針軸２７ａは、文字板５の背面側で互いに重なるように配置された３つの歯車、すなわち、秒針車２０、分針車２５および時針車２７の回転中心位置にそれぞれ固着されている。これら秒針車２０、分針車２５および時針車２７は、互いに同一の回転軸を中心に回転可能な状態にされている。図３において、分針車２５と時針車２７とは、秒針車２０と同心の位置に重なった状態に配置されている。

また、図３に示すように、この時計モジュール１の駆動系は、秒針２を回転駆動する第１駆動系１１と、時針４と分針３を連動させて回転駆動する第２駆動系１２とに別れ、これら２系統の駆動系１１，１２がそれぞれ独立的に駆動可能にされている。第１駆動系１１は、第１ステッピングモータ１７と、五番車１８と、秒針車２０とからなり、第１ステッピングモータ１７のロータ１７ｃの運動がロータカナ１７ｄ、五番車１８、五番車カナ１８ａ、秒針車２０と伝達されて、秒針車２０および秒針２を回転するように構成されている。

第２駆動系１２は、第２ステッピングモータ２２、中間車２３、三番車２４、分針車２５、図示略の日の裏車、時針車２７等から構成され、第２ステッピングモータ２２のロータ２２ｃの運動がロータカナ２２ｄ、三番車２４、三番車カナ２４ａ、中間車２３、中間車カナ２３ａ、分針車２５と伝達され、さらに、分針車２５のカナ２５ｂから日の裏車、日の裏車のカナ２６ａ（図２参照）、時針車２７と伝達されて、分針車２５および分針３と時針車２７および時針４とが連動して回転するようになっている。

なお、図２中、６は上部ハウジング、７は下部ハウジング、１０は回路基板、１４〜１６は各歯車の軸を保持する軸受板、１７ａは第１ステッピングモータ１７のコイルブロック、１７ｂは第１ステッピングモータ１７のステータ、２２ａは第２ステッピングモータ２２のコイルブロック、２２ｂは第２ステッピングモータ２２のステータである。

また、この時計モジュール１の内部機構には、複数の歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２３）に設けられた透過孔の重なり状態を検出する検出部１３が設けられている。検出部１３は、電気的な駆動により光を発光する発光部３１と、光を受光して検出信号を出力する受光部３２とを備えている。詳細は後述するが、発光部３１は例えば発光ダイオードなど有し、受光部３２は例えばフォトトランジスタなどを有する構成である。この実施形態では、発光部３１と受光部３２とは、上記の複数の歯車を挟んで対向するように文字板５側と裏蓋側とに配置されている。そして、上記複数の歯車に形成された透過孔が検出位置Ｐで重なると、発光部３１の光が透過孔を通過して受光部３２に届いてそれが検出されるようになっている。また、歯車に形成された透過孔が検出位置Ｐで重なっていなければ、発光部３１の光は歯車に遮られて受光部３２へあまり届かず、それが検出されるようになっている。

図４〜図６には、秒針車２０、分針車２５および中間車２３、時針車２７に形成された透過孔を表わした正面図を示す。

図４に示すように、秒針車２０には、例えば秒針２と重なる位置に円形の第１透過孔２１ａが形成され、この透過孔２１ａと同一半径上、周方向に沿って長い２つの第２長孔２１ｂと第３長孔２１ｃとが形成されている。第１透過孔２１ａと第２長孔２１ｂとの間は第１遮光部２１ｄ、第１透過孔２１ａと第３長孔２１ｅとの間は第２遮光部２１ｅとなっており、これら第１遮光部２１ｄと第２遮光部２１ｅとは異なる長さに設定されている。また、第２長孔２１ｂと第３長孔２１ｃとの間の第３遮光部２１ｆは、第１透過孔２１ａの位置から１８０度の位置に設定されている。

分針車２５には、図５に示すように、例えば分針３と重なる位置に円形状の１個の第２透過孔２８が形成されている。この第２透過孔２８は、秒針車２０の第１透過孔２１ａと同一半径上に形成されている。また、中間車２３には円形状の１個の第４透過孔３０が形成されている。この第４透過孔３０は、分針車２５の第２透過孔２８の半径位置と重なる中間車２３の半径位置に形成されている。

時針車２７には、図６に示すように、例えば、時針４と重なる位置、および、これと同一半径上で３０度ごとに分割された位置に１１個の第３透過孔２９が設けられている。第３透過孔２９はそれぞれ円形孔である。時針４が１１時を指し示すときに０時の位置に来る部位には、円形孔が設けられず、第４遮光部２９ａとなっている。これら第３透過孔２９も、秒針車２０の第１透過孔２１ａ、分針車２５の第２透過孔２８と同一半径位置に形成されている。

上記のような第１〜第４透過孔２１ａ，２８，２９，３０の構成により、各時間の所定分のうち１時間分を除く所定分（例えば０時００分、１時００分、〜、１０時００分）となったときに分針車２５の第２透過孔２８と、時針車２７の第３透過孔２９と、中間車２３の第４透過孔３０とが、検出位置Ｐにおいて重なるようになっている。また、残りの１時間の所定分（例えば１１時００分）になったときには、時針車２７の第４遮光部２９ａが検出位置Ｐに来て、透過孔が閉じた状態にされるようになっている。

上記のような各歯車（２０，２３，２５，２７）とその透過孔の構成により、秒針車２０の長孔２１ｂ，２１ｃを検出位置Ｐに配置した状態で、分針３と時針４とを１２時間分回転させつつその回転量をカウントしながら検出部１３で透過孔の開閉状態を判別していくことで、一時間の回転ごとに第２〜第４透過孔２８，２９，３０の重なりが検出されて、それにより分針３の位置を検出できるようになっている。それとともに、そのうち一時間分だけ第２〜第４透過孔２８，２９，３０の重なりが検出されず、それにより時針４の位置が検出できるようになっている。

また、第２〜第４透過孔２８〜３０を検出位置Ｐに重ねた状態にして、秒針２を６０秒分回転させ、その回転量をカウントしながら検出部１３で透過孔の開閉状態を判別していくことで、秒針車２０の第１透過孔２１ａ、第１遮光部２１ｄ、第２長孔２１ｂ、第３遮光部２１ｆ、第３長孔２１ｃ、第２遮光部２１ｅの検出パターンを得ることができ、それにより秒針２の位置が検出できるようになっている。

図７は、時計モジュールの回路構成を示すブロック図である。

時計モジュール１には、次のような回路構成が備わっている。すなわち、上記の第１ステッピングモータ１７と第２ステッピングモータ２２とを含みアナログ表示部の針２〜４の駆動を行う時計ムーブメント８、歯車（秒針車２０、分針車２５、中間車２３、時針車２７）の透過孔の重なり状態を検出する上述した検出部１３、受光部３２の検出信号をデジタル化して取り込むＡＤコンバータ３４、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を内蔵し装置の全体的な制御を行うマイクロコンピュータ３５、制御プログラムや制御データが格納される不揮発性メモリ３６、ＣＰＵに作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）３７、時刻を計時するためのクロックを形成する発振回路３８と分周回路３９、電池電圧から各部の電源を生成し供給する電源部４０、時刻コードの含まれる標準電波を受信して取り込むアンテナ４１と検波回路４２、時計表示部を照らす照明部４３と照明駆動回路４４、アラーム出力を行うスピーカ４５とブザー回路４６、複数の操作ボタンからなる操作部４７等が設けられている。

マイクロコンピュータ３５には、日付や時刻を計時する時刻カウンタが設けられ、この時刻カウンタが分周回路３９からのクロックによりカウントアップされて現在日時の計時が行われていく。検波回路４２により標準電波を受信した場合には、ＣＰＵが時刻カウンタの値を時刻コードにより表わされる値に修正することで、内部時刻が現在時刻に同期するようになっている。また、マイクロコンピュータ３５には、時刻カウンタとは別に、秒針２、分針３、時針４の位置を計数する針位置カウンタが設けられ、時計ムーブメント８の第１ステッピングモータ１７や第２ステッピングモータ２２を作動させるごとに、この針位置カウンタの値がカウントアップされて、３つの針位置とその値とが同期するようになっている。また、時刻カウンタと針位置カウンタの値とが同期されるように時計ムーブメント８が制御されることで、現在時刻がアナログ表示部の針２〜４により表わされるようになっている。

時計モジュール１においては、時計モジュール１が強磁界に触れたときや強い衝撃が加わった場合に、駆動パルスが出力されているのにも拘らず、ステッピングモータ１７，２２のロータ１７ｃ，２２ｃが回転しなかったり、駆動パルスの出力以上にロータ１７ｃ，２２ｃが回転してしまったりして、実際の針位置と針位置カウンタの値とがずれてしまう場合がある。そこで、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵは、検出部１３によって所定時刻ごとに歯車（秒針車２０、中間車２３、分針車２５、時針車２７）の透過孔の重なり状態を検出して、針位置カウンタの値が間違ったものになっていないか確認する。そして、針位置カウンタの値が間違ったものになっていると判断した場合には、秒針２、分針３、時針４を高速回転させつつ検出部１３によって連続的に第１〜第４透過孔２１ａ，２８〜３０の重なり状態の検出を行うことで実際の針位置を検出し、それと針位置カウンタの値が等しくなるように修正処理を行うようになっている。

図８には、図７の検出部１３とその周辺部分を詳細に表わした回路構成図を示す。

検出部１３の発光部３１は、駆動電流を受けて光を出力する発光ダイオードＤ１と、発光ダイオードＤ１に所定の電流を出力する定電流回路３１１と、電流制御用の検出抵抗Ｒ１等から構成される。そして、マイクロコンピュータ３５から出力される電流スタート信号ＩＳが有効値となった場合に、定電流回路３１１から電流が出力されて発光ダイオードＤ１が発光するようになっている。

受光部３２は、光を受けてその強度に応じた電流を流すフォトトランジスタＴｒ１と、この電流を電圧信号に変換する抵抗Ｒ２と、フォトトランジスタＴｒ１に定電圧ＶＣＣを供給する定電圧回路３２１等から構成される。そして、マイクロコンピュータ３５から出力される電圧スタート信号ＶＳが有効値となったら、定電圧回路３２１から電圧出力がなされてフォトトランジスタＴｒ１が駆動されるようになっている。

ＡＤコンバータ３４は、逐次比較タイプのもので、例えば、マイクロコンピュータ３５に外付けされる形態で、アナログコンパレータ３４１と、例えば４ビットのＤＡコンバータ３４２とを有するものである。また、ＡＤ変換する際に、コンパレータ３４１の出力の記憶を行う逐次比較レジスタや、ＤＡコンバータ３４２の出力制御を行う論理回路等は、図示は省略するが、マイクロコンピュータ３５の内部に設けられているものである。ＤＡコンバータ３４２は、定電圧ＶＣＣを例えば４ビット諧調で分割し、そのうち論理回路の出力データＤＯに応じた電圧を比較参照電圧としてコンパレータ３４１の反転入力端子へ出力する。コンパレータ３４１はこの比較参照電圧と入力電圧とを比較して、その比較結果を示す出力結果ＤＩを逐次比較レジスタに出力するようになっている。そして、このような比較を４回繰り返すことで、４ビット諧調のＡＤ変換値が逐次比較レジスタに書き込まれるようになっている。

このＡＤコンバータ３４においては、上述の通常のＡＤ変換処理に加えて、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵの制御により論理回路や逐次比較レジスタの動作が切り換えられることで、ＤＡコンバータ３４２に任意のデジタルデータＤＯを出力して、ＣＰＵがコンパレータ３４１の比較参照電圧（反転入力端子の電圧）を制御することが可能になっている。また、その際のコンパレータ３４１の出力結果ＤＩを１ビットデータの状態でＣＰＵが読み込むことが可能に構成されている。つまり、このＡＤコンバータ３４は、受光部３２の出力電圧をＡＤ変換する処理だけでなく、受光部３２の出力電圧とＣＰＵにより制御された比較参照電圧（しきい値電圧）との比較処理（コンパレート）を行うことも可能にされている。

図９には、ＲＡＭ中に構成される光量変化データ格納部を示すデータチャートを示す。

上記のＲＡＭ３７には、後述する検出タイミング設定処理において光量変化データテーブル３７ａが構成されるようになっている。この光量変化データテーブル３７ａは、歯車２３，２５，２７の透過孔２８，２９，３０が検出位置Ｐで重なる１ステップ前の状態から検出位置Ｐで重なるように移動する遷移期間における受光部３２の受光量を高速な周期（例えば３２ｋＨｚ）でサンプリングしたデータが格納されるものである。

また、図７に示したように、不揮発性メモリ３６には、後述する検出タイミング設定処理において設定される最適化された検出タイミングＴ１の値が格納される設定データ格納部３６ａが構成されている。

次に、複数の歯車の透過孔の重なり状態について詳細に説明する。

図１０と図１１には、孔有無検出処理で孔開状態と孔閉状態と判別されるときの透過孔の重なり状態の一例をそれぞれ表わした説明図を示す。また、図１２には、孔有無検出処理で孔開状態や孔閉状態と判別すべき透過孔の重なり状態のばらつきを表わした説明図を示す。なお、図１０〜図１２においては、秒針車２０、分針車２５、時針車２７の第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９についてのみ示し、中間車２３の第４透過孔３０を省略しているが、中間車２３を含めた場合でも同様の状態が生じるものである。

一般に、歯車の噛み合わせ部分にはバックラッシュが生じるため、ステッピングモータ１７，２２の駆動により歯車が所定ステップで回転した場合でも、歯車の回転量はバックラッシュ分の揺らぎが生じる。したがって、図１０に示すように、本来、第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９が完全に重なるステップであっても、秒針車２０、分針車２５、時針車２７が回転方向に僅かにずれて第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９の重なる面積が狭められることがある。

また、図１１に示すように、第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９が重ならないはずのステップであっても、第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９が近い回転角度に配置されたときに、秒針車２０、分針車２５、時針車２７がそれぞれ近づく回転方向に僅かにずれて第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９に重なり部分が僅かに生じてしまうことがある。

すなわち、図１２（ａ），（ｂ）に示すように、透過孔が閉状態と判別すべき歯車のステップにおいても、第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９の重なり部分が完全に閉じた状態（ａ）から、バックラッシュが互い違いに最大限生じて第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９の重なり部分が僅かに生じる状態（ｂ）まで発生し、図１２（ｃ），（ｄ）に示すように、透過孔が開状態と判別すべき歯車のステップにあっても、バックラッシュが最大限生じて第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９が完全に重ならない状態（ｃ）から、第１〜第３透過孔２１ａ，２８，２９が完全に重なる状態（ｄ）まで発生しえる。

図１３には、透過孔が重なる遷移期間における光量変化と透過孔の重なり状態を表わした図を示す。なお、同図においても、簡略化のために歯車や透過孔の数を減らして例示しているが、透過孔が３個や４個重なる場合でも同様の状態が生じるものである。

歯車のバックラッシュによる影響は、ステッピングモータ１７，２２が駆動開始したタイミングｔ１から歯車が完全に停止するタイミングｔ１３までの遷移期間Ｔ（例えば０．１秒間など）中で振動として現れる。すなわち、図１３（ｂ）に示すように、ステッピングモータ１７，２２の駆動開始のタイミングｔ１から、透過孔２１ａ，２８の重なり部分の開口面積は徐々に大きくなり、タイミングｔ４のところで完全に重なった後、さらにバックラッシュによりオーバーランしたり戻ったりして振動する。それにより、透過孔２１ａ，２８の重なり部分の開口面積も小さくなったり大きくなったり振動して、完全に重なった状態から少しずれたところで停止する。

そして、このような振動により、上記遷移期間Ｔにおいて検出部１３の受光部３２からは、図１３（ａ）に示すような光量信号ｈが出力される。すなわち、透過孔２１ａ，２８の重なり状態に対応してゼロ（タイミングｔ１の位置）からタイミングｔ４の最大値まで光量信号ｈが上昇した後、タイミングｔ５からタイミングｔ１０まで透過孔２１ａ，２８の重なり部分が大小に変化するのに対応して光量信号ｈが低下したり上昇したり振動し、その後、最大値より少し低いところで光量信号ｈが安定する。

マイクロコンピュータ３５は、光量信号ｈとしきい値Ｖｔｈ（図１３（ａ）参照）とを比較することで、透過孔２１ａ，２８が検出位置Ｐで重なった状態にあるか否かの判別を行うことが可能となる。ここで、しきい値Ｖｔｈは、歯車のバックラッシュにより複数の透過孔がずれて停止した場合でも、そのときの光量信号ｈよりもしきい値Ｖｔｈの方が低くなるように、その値が設定される。また、図１１に示したように、歯車のバックラッシュによって、透過孔が重なるタイミングでないのに少し重なってしまうような場合があり、その他、外部からの外来光の影響や、発光部３１や受光部３２の素子バラツキによって、透過孔が重なっていないタイミングであっても受光部３２に光が入射する場合があるため、このような場合の受光信号の値よりもしきい値Ｖｔｈの方が低くならないように、その値が設定される。

また、歯車のバックラッシュによるずれ量は、停止時よりも動作中の方が大きくなるため、図１３（ａ）に示すように、上記の遷移期間Ｔには光量信号ｈがしきい値Ｖｔｈを上回ったり下回ったり変化する。つまり、一旦、光量信号ｈがしきい値Ｖｔｈを上回った後でも、光量信号ｈとしきい値Ｖｔｈとを比較するタイミングを間違うと、光量信号ｈがしきい値Ｖｔｈを下回ったタイミングに比較して透過孔２１ａ，２８の重なりが判別できないと云うような場合も生じえる。

また、上記遷移期間Ｔにおけるバックラッシュの影響による振動パターンは、時計モジュール１の個体差によってばらつきが生じるものである。従って、従来では、歯車が十分停止した後に光量信号ｈとしきい値Ｖｔｈとの比較を行うように構成されていた。

一方、１つの時計モジュール１においては、上記遷移期間Ｔにおけるバックラッシュの影響による振動パターンは、歯車の慣性モーメントやバックラッシュ量そのものが変化しないため、毎回同様のものになると推量できる。例えば、電池の消耗が大きいとか、経年数が非常に長いとか、時計モジュール１に極端に大きな振動が加えられた後であるとか、時計モジュール１の状態が大きく変化した場合には別であるが、このような場合を除けば、同一の透過孔２１ａ，２８が重なるときには、毎回、バックラッシュの影響による振動パターンも同様のものとなり、そのため、光量信号ｈの振動パターンも同様のものとなると考えられる。

次に、上記光量信号ｈの特性を利用して受光量の検出タイミングの最適化を図る、本実施形態の時計モジュール１の動作について説明する。

図１４は、時計モジュールのＣＰＵにより実行されるメイン制御処理のフローチャートである。

この実施形態の時計モジュール１においては、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵにより電源投入時から図１４のメイン制御処理が開始され、その後、このメイン制御処理のステップＳ１〜Ｓ５のループ処理が繰り返し実行されるようになっている。

すなわち、操作部４７からスイッチ信号を入力してこの入力に応じて各種処理を行うＳＷ処理（ステップＳ１）、操作部４７のうちエコスイッチがオン操作されたか否かを判別する処理（ステップＳ２）、計時カウンタを更新する計時処理（ステップＳ３）、針位置が狂っていないか検出を行う針位置検出処理（ステップＳ４）、電波受信処理や各種エラー処理等を行うその他の機能処理（ステップＳ５）、これらの処理からなるループ処理を繰り返し実行する。

そして、上記ループ処理の際、エコスイッチがオン操作されたと判別されると、ステップＳ２からステップＳ２ａに移行して、透過孔の重なり状態を検出するのに最適となる検出タイミングの自動設定を行う検出タイミング設定処理（検出タイミング最適化手段）が実行される。そして、設定処理が終了したら、再び、ステップＳ１〜Ｓ５のループ処理に戻る。

エコスイッチのオン操作とは、例えば、操作部４７を用いた特殊な操作パターンなどであり、工場出荷前の設定処理の際に設定者により操作されるものである。なお、ユーザにより操作可能なものとして、使用開始から一定以上の年数が経過したら、ユーザにより検出タイミングの再設定が可能なように構成しても良い。

図１５には、図１４のステップＳ２ａで実行される検出タイミング設定処理のフローチャートを示す。

検出タイミング設定処理に移行したら、先ず、ステッピングモータ１７，２２の駆動により指針２〜４を回転させて透過孔が検出位置Ｐで重なるステップより１ステップ前まで移動させる（ステップＳ１１）。次いで、ステッピングモータ１７，２２を１ステップ駆動させて透過孔を検出位置Ｐで重なった状態に遷移させるとともに、この遷移期間中を通して受光量データを取得する光量変化取得処理（ステップＳ１２）と、取得した受光量データから透過孔の最適な検出タイミングを求める検出タイミング最適化処理（ステップＳ１３）とを行って、この検出タイミング設定処理を終了する。

図１６には、図１５のステップＳ１２で実行される光量変化取得処理の詳細なフローチャートを、図１７には、光量変化取得処理中に実行されるタイマー割込処理のフローチャートを、それぞれ示す。

光量変化取得処理に移行すると、先ず、各種変数の初期化、割込処理用タイマーのリセット、ＲＡＭ３７中の光量変化データテーブル３７ａのデータクリア、検出部１３の発光部３１を発光状態とするなどのイニシャライズ処理（ステップＳ２１）を行う。次に、ステッピングモータ１７，２２への駆動パルスの出力、ＡＤコンバータ３４による受光部３２の出力の高速なデータサンプリング、割込処理用のタイマーの計時処理を、それぞれほぼ同時に開始させる（ステップＳ２２）。

その後、タイマー値と受光量のサンプリングデータとをＲＡＭ３７の光量変化データテーブル３７ａに格納し（ステップＳ２３）、タイマー値が１秒になったか否か判別して（ステップＳ２４）、１秒に達してなければ再びステップＳ２３に戻る。このステップＳ２３，Ｓ２４のループ処理中、図１７のタイマー割込処理により、微小時間Δｔが経過するごとにタイマー値をΔｔ加算する処理が行われる。これらによって、ステッピングモータ１７，２２が１ステップ分駆動する間に、駆動開始からのタイミングデータと、そのときの受光量のサンプリングデータとが光量変化データテーブル３７ａに格納されていく。そして、タイマー値が１秒になったら、ステップＳ２４の判別処理によってループ処理から抜けてこの光量変化取得処理を終了する。

この光量変化取得処理により、ステッピングモータ１７，２２の駆動開始タイミングｔ１から、歯車が１ステップ移動して完全に停止するタイミングｔ１３までの間の遷移期間Ｔ、および、次のステップ駆動が開始されるタイミングｔ１まで、すなわち、タイミングｔ１からタイミングｔｎまでの１秒分の受光量のサンプリングデータが光量変化データテーブル３７ａに格納される。

図１８には、図１５のステップＳ１３で実行される検出タイミング最適化処理の詳細なフローチャートを示す。

次いで、検出タイミング最適化処理に移行すると、先ず、上記光量変化取得処理で取得した光量データを光量変化データテーブル３７ａから参照する（ステップＳ３１）。先ず、タイマー値がゼロのとき、すなわちタイミングｔ１のときの光量データから参照していく。次に、参照した光量データの値が所定値（所定のしきい値Ｖｔｈ）以上か否かを判別し（ステップＳ３２）、しきい値Ｖｔｈより小さければステップＳ３５に移行する。そして、光量変化データテーブル３７ａの最後の光量データの値まで参照したかを確認し（ステップＳ３５）、最後まで参照していなければ、次のタイマー値の光量データを参照して（ステップＳ３７）、再びステップＳ３２に戻る。

一方、ステップＳ３２の処理で、光量データの値が所定のしきい値Ｖｔｈ以上と判別されたら、ステップＳ３３に移行して、タイマー値が一つ前の光量データと比較する。そして、これら光量の変化量が所定値以内か否かを判別する。すなわち、受光量の変動量が所定量以内か否かを判別する。そして、所定値以内でなければステップＳ３５にジャンプし、所定値以内であればステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４では、ステップＳ３３の判別処理で連続して変化量が所定値以内と判別される回数をカウントし、それにより、光量の変化量が所定値以内に収まっている期間が所定時間Ｄ（図１３参照）だけ連続したか否か判別する。そして、所定時間Ｄだけ連続していなければステップＳ３５にジャンプする一方、所定時間Ｄより連続していればステップＳ３８に移行する。ここで、所定時間Ｄとは、実際の針位置検出処理において透過孔の重なり状態を検出するのにＡＤコンバータ３４で光量信号のＡＤ変換（或いは光量信号としきい値電圧との比較処理）を行うのに掛かる時間に関連して、予め設定される時間長である。例えば、ＡＤ変換により針位置検出を行うのであればＡＤ変換にかかる処理時間６５０μｓｅｃ＋マージン分、比較処理で針位置検出を行うのであればコンパレート処理にかかる処理時間１２０μｓｅｃ＋マージン分等に設定すると良い。

そして、光量データがしきい値Ｖｔｈ以上で光量データの変化量の小さい期間が所定時間Ｄ続いていてステップＳ３８に移行したら、該ステップＳ３８で、その期間の先頭タイミングｔｘを最適な検出タイミングＴ１として不揮発性メモリ３６の設定データ格納部３６ａに書き込む。そして、この検出タイミング最適化処理を終了する。

このような検出タイミング最適化処理により、例えば、図１３（ａ）に示すような遷移期間Ｔの光量データが取得された場合、その時間ゼロのタイミングｔ１から順次光量データが参照されて、光量値がしきい値Ｖｔｈ以上で前後の光量の変化量が所定量以下となる期間が探索される。例えば、期間Ａの光量データでは、光量値がしきい値Ｖｔｈ以上であると判別されるが、光量の変化量が所定量を超えると判別されて最適な検出タイミングの候補から外される。また、その次の期間Ｂの光量データでは、光量値がしきい値Ｖｔｈ以上であり、且つ、前後の光量の変動量が所定量以内に収まっていると判別されるが、この変動量の小さい期間が所定時間Ｄより短いとして、最適な検出タイミングの候補から外される。そして、その次の期間Ｃが、光量値がしきい値Ｖｔｈ以上で、且つ、光量の変動量が小さい期間が所定時間Ｄを超えると判別されて、この期間Ｃが最適な検出タイミングの候補とされる。そして、この期間Ｃの先頭タイミングが、最適な検出タイミングＴ１として設定されるようになっている。

次に、この最適な検出タイミングＴ１を用いた針位置検出の処理について説明する。

図１９には、図１４のステップＳ４で実行される針位置検出処理のフローチャートを示す。

針位置検出処理は、通常の時計使用中に繰り返し実行される処理であり、複数の歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２３）に形成された第１〜第４の透過孔２１ａ，２８，２９，３０が所定時刻に正しく重なっているか確認する処理である。また、正しく重なっていないと検出された場合には、針位置がずれていると判断して針位置を正しい位置に修正する針位置自動修正処理を行うものである。

図１４のメイン制御処理において、ステップＳ４の針位置検出処理に移行すると、図１９に示すように、先ず、予め設定された孔検出時刻か否かを判別する（ステップＳ４１）。そして、検出時刻でなければそのままこの針位置検出処理を終了してメイン制御処理に戻るが、孔検出時刻（例えば、０時００分，１時００分〜１０時００分など、第１〜第４透過孔２１ａ，２８〜３０が検出位置Ｐで重なる時刻）であれば、検出部１３を動作させて孔の有無を検出する孔有無検出処理（透過孔検出制御手段）を行う（ステップＳ４２）。そして、この検出処理の結果を判別し（ステップＳ４３）、孔有りと判別されれば、針位置に異常はないとしてこのまま針位置検出処理を終了するが、孔無しと判別されれば、針位置を修正する針位置自動修正処理（ステップＳ４４）を実行してから、この針位置検出処理を終了する。

針位置自動修正処理は、詳細は省略するが、指針２〜４を高速に回転させながら１ステップの回転ごとに連続的に孔有無検出処理（ステップＳ４２と同様の処理）を行って、指針２〜４の実際の位置を検出するものである。そして、指針２〜４の位置が確認されたら、指針２〜４の位置と内部の針位置カウンタの値とを同期させて、指針２〜４のズレを修正する。

図２０には、図１９のステップＳ４２で実行される孔有無検出処理の詳細なフローチャートを示す。

孔有無検出処理に移行すると、先ず、発光部３１を非発光状態として受光部３２からの受光信号をＡＤコンバータ３４によりＡＤ変換し、その値を外来光の光量値として計測する（ステップＳ５１）。次いで、この外来光の計測値により孔有り又は孔無しと判定する際のしきい値を補正する（ステップＳ５２）。すなわち、発光部３１を発光させたときの受光部３２の受光量がしきい値を超えているか否かによって透過孔の有無を判定することになるが、発光部３１を発光させたときでも、外来光が多ければその分受光部３２の受光量は大きくなり、外来光が少なければその分受光部３２の受光量は少なくなる。従って、外来光の影響を排して一定の判定を行うために、外来光の光量分だけしきい値を高低させる補正処理を行う。

次いで、ステッピングモータ１７，２２に駆動パルスを出力し（ステップＳ５３）、それに続いて、検出部１３やＡＤコンバータ３４を作動させて受光量としきい値との比較処理を行う（ステップＳ５４）。ここで、ＡＤコンバータ３４を動作させるタイミングは、上述した検出タイミング設定処理（図１５）で設定された検出タイミングＴ１となるようにタイミング制御を行う。なお、受光量としきい値との比較処理は、ＤＡコンバータ３４２によりしきい値電圧を出力し、コンパレータ３４１によりこれと受光信号とを直接比較するようにしても良いし、ＡＤコンバータ３４により受光信号をＡＤ変換し、マイクロコンピュータ３５によりこのＡＤ変換値としきい値とを比較するようにしても良い。

そして、このＡＤコンバータ３４による処理の結果を判別して（ステップＳ５５）、受光量がしきい値より大きい場合には、ステップＳ５６に移行して孔有りの判別処理を行い、受光量がしきい値より小さい場合には、ステップＳ５７に移行して孔無しの判別処理を行う。その後、発光部３１、受光部３２の動作を停止させ、且つ、ＡＤコンバータ３４への電源供給を停止させて（ステップＳ５８）、この孔有無検出処理を終了する。

図２１には、孔有無検出処理における検出部１３の動作の第１例を説明するタイムチャートを示す。また、図２２には、従来の孔有無検出処理における検出部１３の動作の一例を説明するタイムチャートを示す。これらの図中、（ａ）は受光部３２のオン・オフタイミング、（ｂ）は発光部３１のオン・オフタイミング、（ｃ）はＡＤコンバータ３４の動作状態、（ｄ）はステッピングモータ１７，２２の駆動パルス、（ｅ）は透過孔が重なったときの開口率を示している。図２３，２４，２６，２７についても同様である。

図２２の従来例に示されるように、従来の孔有無検出処理においては、ＡＤコンバータ３４を動作させるタイミングＲ１は、歯車が停止するタイミングからさらに後に設定され、最適化されていない。一方、図２１の第１例のタイムチャートに示すように、この実施形態の孔有無検出処理では、個々の時計ユニット１ごとに光量が安定する最速のタイミングＴ１でＡＤコンバータ３４が動作するように最適化されている。従って、この第１例のタイムチャートに示される孔有無検出処理によれば、従来の場合と比較して、ステッピングモータ１７，２２を駆動開始させたタイミングから透過孔の有無を判別するまでの期間が短くなり、１回の孔有無検出処理にかかる時間を短縮することが可能になっている。例えば、図２１のタイムチャートの第１例では、図２２の従来例と比較して期間Ｑ１分の短縮化が可能になっている。

なお、図２１で説明した孔有無検出処理は、通常の運針中に例えば１秒間隔で行われる処理なので、上記の期間Ｑ１を削減しても処理全体の短縮にはつながらない。しかしながら、指針２〜４を高速に回転させながら１ステップの駆動ごとに１回の孔有無検出処理を行う針位置自動修正処理（図１９のステップＳ４４）においては、透過孔の有無を判別した後にすぐ次のモータの駆動パルスを出力させることが可能なので、１回の孔有無検出処理から図２１の期間Ｑ１を削減して、針位置自動修正処理にかかるトータルの処理時間を大幅に短縮することが可能となる。また、トータルの処理時間が大幅に削減されることから、針位置自動修正処理を通して消費される電力も削減できるという効果が得られる。

図２３には、孔有無検出処理における検出部１３の動作の第２例を説明するタイムチャートを示す。

第２例のタイムチャートは、歯車がまだ振動している期間に検出タイミングＴ１が設定された場合のものである。すなわち、検出タイミング設定処理（図１５）において光量がしきい値以上で且つその変動量が所定量以内に収まる一定時間以上の期間が、図２３のように、歯車が振動している期間ｌ_２にあった場合のものである。期間ｌ_１のように、短い安定期間では、ＡＤコンバータ３４の動作期間Ｌ０の全期間で安定した光量を得ることは出来ないが、一定長以上の安定期間ｌ_２があれば、歯車が停止していない期間であっても、ＡＤコンバータ３４の動作期間Ｌ０の全期間で安定した光量を得ることが出来る。したがって、このような安定期間ｌ_２があれば、歯車が振動している期間中であっても、検出タイミングＴ１を設定して透過孔の有無の判別が可能となる。

この第２例の場合には、ＡＤコンバータ３４の動作タイミングがさらに早くなるので、より長い期間Ｑ２の処理時間の短縮化を図ることが可能となる。

図２４には、孔有無検出処理における検出部１３の動作の第３例を説明するタイムチャートを示す。

第３例のタイムチャートは、ＡＤコンバータ３４を動作させて光量のＡＤ変換（或いはコンパレート処理）が完了したら、すぐに電圧スタート信号ＶＳと電流スタート信号ＩＳを無効値として受光部３２や発光部３１の動作を停止させるようにしたものである。このような動作制御によれば、ＡＤコンバータ３４による検出タイミングＴ１が最適化された分、図２２の従来例と比較して、発光部３１と受光部３２のオン期間を期間Ｑ１分だけ短くして消費電力を低減することが可能になっている。

［第２実施形態］
図２５には、本発明の第２実施形態の孔有無検出処理のフローチャートを示す。

第２実施形態は、第１実施形態の孔有無検出処理の一部を変更したものであり、その他の構成は第１実施形態とほぼ同様である。同様の部分については説明を省略する。

第２実施形態の孔有無検出処理は、ステップＳ５４Ｂの検出部１３（発光部３１、受光部３２）とＡＤコンバータ３４を作動させる処理（ステップＳ５４Ｂ）が異なるのみで、その他のステップＳ５１〜Ｓ５３，Ｓ５５〜Ｓ５８は第１実施形態と同様の処理である。

この実施形態の孔有無検出処理では、ステップＳ５３でステッピングモータ１７，２２に駆動パルスを出力したら、次いで、設定された検出タイミングＴ１で検出部１３（発光部３１、受光部３２）が安定状態となるように、不安定期間を逆算したタイミングで電圧スタート信号ＶＳや電流スタート信号ＩＳを有効値とする。さらに、同様にＡＤコンバータ３４の電源供給を行うとともに、設定された検出タイミングＴ１で、ＡＤコンバータ３４が動作して、受光信号のＡＤ変換処理（或いはしきい値とのコンパレート処理）が実行されるようにタイミング制御を行う（ステップＳ５４Ｂ）。

図２６と図２７には、第２実施形態の孔有無検出処理の動作の第１例と第２例を説明するタイムチャートを示す。

発光部３１は電圧スタート信号ＶＳを有効値としたらすぐに安定するものでなく、一定の不安定期間Ｕ１だけ発光量が揺らいだ後に所定の光量で安定する。また、受光部３２は電流スタート信号ＩＳを有効値とした後にすぐに安定動作するものでなく、一定の不安定期間Ｕ２だけ受光量に比例した安定的な出力が得られず、不安定期間Ｕ２を経過した後に、受光量に比例した安定的な出力が得られるような特性を有している。従って、検出タイミングＴ１でＡＤコンバータ３４を動作させて受光量の正確な検出を行うためには、検出タイミングＴ１より早いタイミングで発光部３１や受光部３２を作動させておかなければならない。そのため、図２１や図２３のタイムチャートに示したように、第１実施形態では発光部３１や受光部３２の作動タイミングを十分に早めに設定してある。

この第２実施形態では、図２６，図２７に示すように、上記の発光部３１や受光部３２の作動タイミングを、設定された検出タイミングＴ１に応じて最適化したものである。すなわち、不安定期間Ｕ１，Ｕ２は、素子の特性等に基づいて決定する既知の期間であるので、設定された検出タイミングＴ１からこの不安定期間Ｕ１，Ｕ２だけ逆算したタイミングで、電圧スタート信号ＶＳや電流スタート信号ＩＳを有効値にして、発光部３１や受光部３２を作動させるようにしている。

このような処理により、図２６に示すように、検出タイミングＴ１が早いタイミングに設定されている場合には、それに応じて発光部３１や受光部３２が早めに作動され、図２７に示すように、検出タイミングＴ１が遅いタイミングに設定されている場合には、それに応じて発光部３１や受光部３２も遅めに作動される。これにより、発光部３１や受光部３２の作動開始点のタイミングが最適化されて、発光部３１や受光部３２で消費される電力の低減が図られる。

以上のように、本発明の第１実施形態および第２実施形態の時計モジュール１によれば、検出部１３やＡＤコンバータ３４およびマイクロコンピュータ３５の処理によって、複数の歯車２０，２８，２９，３０に設けられた透過孔２１ａ，２８，２９，３０の重なり状態を検出して、マイクロコンピュータ３５が認識している針位置と実際の針位置とにズレが生じていないか確認したり、ズレがあると判別された場合にこのズレを自動的に解消する処理を行うことが可能になっている。

さらに、上記実施形態の時計モジュール１においては、図１５の検出タイミング設定処理により、ステッピングモータ１７，２２の駆動開始の時点から透過孔２１ａ，２８，２９，３０の検出を行うまでのタイミングを最適化することができるので、それにより、所定時刻ごとに針位置にズレがないか確認する孔有無検出処理において、発光部３１や受光部３２の駆動オフのタイミングを早めることができ（図２４参照）、消費電力の削減を図ることができる。このような効果は、特に、小型電池で駆動する腕時計用の時計モジュール１において特に有効なものである。

また、上記のように透過孔２１ａ，２８，２９，３０の検出タイミングが最適化されるので、指針２〜４を高速に回転させながら孔有無検出処理を繰り返し行って実際の針位置を探索する針位置自動修正処理の際に、各々の孔有無検出処理から図２１，図２３の短縮可能期間Ｑ１，Ｑ２を削減することで、針位置自動修正処理のトータルの処理時間を大幅に短縮することが出来る。

また、上記実施形態の検出タイミング設定処理（図１５）によれば、歯車２３，２５，２７を透過孔が重なる１ステップ手前の状態まで回転させた後、歯車２３，２５，２７を１ステップ回転させて透過孔が重なるまでの遷移期間Ｔにおける受光信号を高速にサンプリングし、このサンプリングデータを用いて最適な検出タイミングＴ１を探索するので、検出タイミングＴ１の条件として複雑な条件を採用した場合でも、そのような検出タイミングＴ１を間違いなく見つけだすことができる。

また、最適な検出タイミングＴ１の条件として、受光量が所定のしきい値を超え、且つ、受光量の変動量が小さいまま一定時間続く期間の先頭タイミングという条件を課しているので、孔有無検出処理においてこの検出タイミングＴ１でＡＤコンバータ３４を動作させることで、透過孔が重なるタイミングにしきい値以上の受光信号が安定的に検出でき、それにより、間違いのない針位置検出を行うことが可能となる。また、このように受光量が安定する期間が複数ある場合には、早いほうの期間の先頭タイミングが検出タイミングＴ１として選定されるので、孔有無検出処理における処理の短縮時間や電力削減量をより多くできるという効果がある。

また、不揮発性メモリ３６に、最適化された検出タイミングＴ１の設定データが格納されるので、例えば、工場出荷前の設定工程などにおいて検出タイミングＴ１の最適化を行っておき、ユーザが製品出荷後等に設定処理を行わなくても良いようにできるという効果がある。

なお、本発明は、上記第１および第２の実施形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記実施形態の検出タイミング最適化処理では、受光量が所定のしきい値を超え、且つ、受光量の変動量が小さいまま一定時間続く期間の先頭タイミングを、最適化された検出タイミングＴ１として設定するようにしているが、この期間の先頭から所定のマージン分だけ遅れたタイミングを最適化された検出タイミングＴ１として設定するようにしても良い。

また、検出タイミング最適化処理で最適とされる検出タイミングＴ１の条件も、上記実施形態に示したものに限られず、例えば、受光量のしきい値を上下に変動したり、受光量の変動量が小さくなる期間長を拡大或いは縮小するなど、検出タイミングＴ１の条件は透過孔の検出条件等により種々に変更可能である。

また、上記実施形態では、検出タイミング最適化処理を１回のみ行う例を示したが、例えば、透過孔の重なるパターンが複数ある場合には、各パターンごとに検出タイミング最適化処理を行って、各パターンごとに検出タイミングの最適化を図り、最適化された検出タイミングを設定しておくようにしても良い。例えば、上記実施形態では、三つの歯車２３，２５，２７の透過孔２８，２９，３０が重なるときと、秒針車２０の透過孔２１ａが重なるときとで、受光信号の信号パターンが異なることが考えられるため、これらの場合ごとに検出タイミングの最適化を行うようにしても良い。

その他、歯車や透過孔の構成、受光部や発光部の構成、透過孔を検出する方式など、実施の形態で示した細部等は、発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

また、上記実施形態では、電子時計の針位置検出に本発明の貫通状態判別装置を適用した例を示したが、その他、移動部材に設けられた透過孔が検出位置に来たか否かを検出する種々の装置において本発明を同様に適用することができる。

本発明の実施の形態の時計モジュールを示す正面図である。図１の時計モジュールの矢印Ａ−Ａ線断面図である。針を回転させる歯車の構成を裏蓋側からみた背面図である。秒針車に形成された孔部を表わした正面図である。分針車と中間車に形成された孔部を表わした正面図である。時針車に形成された孔部を表わした正面図である。時計モジュールの回路構成を示すブロック図である。貫通状態判別装置として機能する検出部とその周辺部分を詳細に示した回路構成図である。ＲＡＭ中に構成される光量変化データ格納部を示すデータチャートである。孔有無検出処理で穴開と判別される状態の一例を示す説明図である。孔有無検出処理で穴閉と判別される状態の一例を示す説明図である。歯車のバックラッシュによって穴開と判別すべき状態や穴閉と判別すべき状態のばらつきを示す説明図である。透過孔が重なる遷移期間の光量変化と透過孔の重なり状態を示した図である。時計モジュールのＣＰＵにより実行されるメイン制御処理の処理手順を示すフローチャートである。図１４のステップＳ２ａで実行される検出タイミング設定処理の処理手順を示すフローチャートである。図１５のステップＳ１２で実行される光量変化取得処理の処理手順を示すフローチャートである。図１６の光量変化取得処理中に実行されるタイマー割込み処理のフローチャートである。図１５のステップＳ１３で実行される検出タイミング最適化処理の処理手順を示すフローチャートである。図１４のステップＳ４で実行される針位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。図１９のステップＳ４２で実行される孔有無検出処理の処理手順を示すフローチャートである。孔有無検出処理の動作の第１例を示すタイムチャートである。従来の孔有無検出処理の動作の一例を示すタイムチャートである。孔有無検出処理の動作の第２例を示すタイムチャートである。孔有無検出処理の動作の第３例を示すタイムチャートである。本発明の第２実施形態の孔有無検出処理の処理手順を示すフローチャートである。第２実施形態の孔有無検出処理の動作の第１例を示すタイムチャートである。第２実施形態の孔有無検出処理の動作の第２例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１時計モジュール（電子時計）
２秒針
３分針
４時針
１３検出部
２０秒針車（移動部材）
２１ａ第１透過孔
２５分針車（移動部材）
２８第２透過孔
２７時針車（移動部材）
２９第３透過孔
３１発光部
３２受光部
３４ＡＤコンバータ
３５マイクロコンピュータ
３６不揮発性メモリ
３６ａ設定データ格納部
３７ＲＡＭ
３７ａ光量変化データテーブル
３１１定電流回路
３２１定電圧回路
Ｄ１発光ダイオード
Ｔｒ１フォトトランジスタ
３４１コンパレータ
３４２ＤＡコンバータ

Claims

透過孔を備え所定経路上を移動する移動部材と、
発光部からの光を前記移動部材に向けて発光させ、この発光させた光を受光部で受光しこの受光した光に基づいて透過孔の位置を検出する検出手段と、
前記透過孔の位置の検出に先立って、前記移動部材の移動開始のタイミングから移動中における前記受光部による受光量を順次測定し、その測定された受光量の変化の中で、前記透過光の位置を検出するのに適したタイミングを検出タイミングとして設定する検出タイミング設定手段と、
この検出タイミング設定手段により検出タイミングが設定された後に、前記移動部材を移動し、前記設定されている検出タイミングと同じタイミングまたはそのタイミングと対応したタイミングで前記発光部から光を発光させ、前記受光部でその発光した光を受光して前記透過孔の位置の検出を行う透過孔検出制御手段と、
を備えたことを特徴とする貫通状態判別装置。
前記検出タイミング設定手段は、
移動部材を移動させる移動制御手段と、
この移動制御手段の制御により前記移動部材が移動を開始してから前記発光部を発光状態にして順次前記受光部からの受光信号をサンプリングするサンプリング手段と、
このサンプリング手段により取得されたサンプリングデータの中で前記透過孔を検出するのに適したタイミングを探索し、予め定められた条件を満たしたサンプリングデータとなった際のタイミングを検出タイミングとして設定するタイミング設定手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
前記検出タイミングとは、受光量の大きさが所定のしきい値以上で且つ受光量の変動量が所定量以内となる期間中の一タイミングであることを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
前記検出タイミングとは、受光量の大きさが所定のしきい値以上で且つ受光量の変動量が所定量以内となる期間のうち、早い方の期間中の一タイミングであることを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
前記検出タイミング最適化手段により探索された前記第１タイミングの設定値を記憶する設定値記憶手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
請求項１〜５の何れか１項に記載の貫通状態判別装置と、
前記貫通状態判別装置の判別結果に基づいて移動部材の透過光の位置を検出する針位置検出制御手段と、
を備えていることを特徴とする電子時計。