JP2010203828A - 指針式時計 - Google Patents

Abstract

【課題】指針を直接的に検出する構成を有した指針式時計において複数の指針を効率的に検出できるようにする。
【解決手段】発光部と受光部とを有し、指針（６〜８）が文字板（１７）上の検出位置（２７，２８）に差し掛かった際に文字板（１７）側と指針（６〜８）との間で光をやり取りすることで指針（６〜８）が検出位置（２７，２８）にあることを検出する光検出手段と、光検出手段を駆動して指針の位置を判別する制御手段とを備え、光検出手段の検出位置（２７，２８）が、時針（８）と分針（７）とが重ならない６時の角度位置に設けられている。
【選択図】図１

Description

この発明は、指針を回転させて時刻を表示する指針式時計の針位置検出技術に関する。

従来、時計の指針の位置を検出する構成として、特許文献１に開示の針位置検出装置が知られている。この構成は、指針を回転させる輪列機構の歯車に光透過孔を設け、この歯車を挟んで一面側に発光素子を、他面側に受光素子を配置し、歯車の光透過孔が発光位置にきたときに発光素子の光が受光素子で検出されることにより、歯車の回転位置を検出して歯車と連動する指針の位置を検出するものである。

特開２００６−４６９２４号公報

しかしながら、上記の針位置検出の方法は、指針と連動する歯車に設けられた光透過孔の有無を検知する仕組みであるため、歯車の光透過孔と指針の位置とを合わせるために、一旦、歯車の光透過孔を基準位置まで回転移動させた後に、指針を所定の向きにして取り付けるという工程が必要となり、指針を取り付ける工程時間が増加するという課題があった。

また、上記の針位置検出の方法は、複数の指針の位置を検出するのに複数の指針にそれぞれ連動する複数の歯車の光透過孔を検出しなければならないため、１組の発光素子と受光素子によりこれら複数の光透過孔を検出するには、複数の歯車の光透過孔が所定時刻に一箇所で重なるように設定し、この複数の光透過孔の重なった状態を１組の発光素子と受光素子とで検出するように構成する必要がある。そのため、輪列機構の組立工程において、複数の歯車の光透過孔が所定位置で重なるように歯車の歯を合わせて組み立てなければならず、組立作業の難易度が増すという課題があった。

さらに、このように複数の歯車の光透過孔を検出する構成では、複数の光透過孔が重なって検出可能となる頻度が、回転の遅い時分針の歯車に制限されて、例えば、１時間の１回など低い頻度となってしまう。そのため、例えば、１回の光透過孔の検出タイミングが過ぎた後、すぐに秒針がずれた場合、次の検出タイミングとなるまで、長い時間（例えば１時間弱など）、秒針の位置ズレを発見できないという課題があった。

そこで、本発明者らは、近年、文字板の一部に光透過孔を設けるとともに、指針の裏側に導光部材を設け、文字板の光透過孔を介して指針に光を照射して、その戻り光を文字板の光透過孔を介して受光素子で検出することにより、指針の位置を検出する構成について提案している。詳細には、文字板の１２時位置に縦方向に並んだ２個の光透過孔を設け、指針が１２時位置にあるときに時計内部から１個の光透過孔を介して文字板上に光を照射することで、この光が指針の導光部材ともう１個の光透過孔を通って時計内部に戻される。そして、この戻り光を受光素子で検出することで、指針が１２時の箇所に位置していることを検出することができる。

しかしながら、この指針を直接的に検出する構成についてもさらに改善できる要素があると考えられた。

この発明の目的は、指針を直接的に検出する構成を有した指針式時計において、複数の指針を効率的に検出できるようにすることにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
時針、分針、秒針からなる複数の指針が文字板上を回転して時刻を表示する指針式時計において、
発光部と受光部とを有し、指針が文字板上の検出位置に差し掛かった際に指針との間で光をやり取りすることで指針が前記検出位置にあることを検出する光検出手段と、
前記光検出手段を駆動して前記指針の位置を判別する制御手段と、
を備え、
前記光検出手段の前記検出位置が、前記時針と前記分針とが重ならない前記文字板上の角度位置に設定されていることを特徴としている。

請求項２記載の発明は、
時針、分針、秒針からなる複数の指針が文字板上を回転して時刻を表示する指針式時計において、
発光部と受光部とを有し、指針が文字板上の検出位置に差し掛かった際に指針との間で光をやり取りすることで指針が前記検出位置にあることを検出する光検出手段と、
前記光検出手段を駆動して前記指針の位置を判別する制御手段と、
を備え、
前記光検出手段の前記検出位置は、前記分針が３０分００秒、３５分３０秒、４０分５０秒、４６分２０秒、５１分５０秒、５７分２０秒、０２分４０秒、０８分１０秒、１３分４０秒、１９分１０秒、或いは、２４分３０秒に指し示す前記文字板上の角度±３°の範囲に設定されてい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又は２に記載の指針式時計において、
前記文字板上の前記検出位置には第１光透過孔と第２光透過孔とが形成され、
前記発光部は前記第１光透過孔を介して前記文字板の裏側から表面側へ光を出射する構成であり、
前記受光部は前記第２光透過孔を介して前記文字板の表面側から裏側へ進入した光を受光する構成であり、
前記各指針の裏側には、当該指針が前記検出位置にあるときに前記第１光透過孔から光を受けて前記第２光透過孔へ導く導光部材が設けられてい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又は２に記載の指針式時計において、
前記制御手段は、
１本の指針が所定の角度範囲を移動する複数ステップにわたって前記光検出手段を駆動させる駆動制御手段と、
前記複数ステップにわたる前記光検出手段の駆動によって前記１本の指針が検出されるステップの回数を計数するステップ数計数手段と、
このステップ数計数手段の計数値に基づいて前記１本の指針の幅方向の中心位置を求めてこの中心位置を指針位置として認識する針位置認識手段と、
を備えてい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又は２に記載の指針式時計において、
前記制御手段は、前記分針が前記検出位置を通過する予定の時間帯に、前記光検出手段を駆動させて１時間に１回の割合で前記分針の位置検出を行うことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１又は２に記載の指針式時計において、
前記制御手段は、前記秒針が前記検出位置を通過する予定の時間帯のうち、前記時針と前記分針とが前記検出位置に近接する時間帯を除く期間において、前記光検出手段を駆動させて１分間に１回の割合で前記秒針の位置検出を行うことを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１又は２に記載の指針式時計において、
前記受光部により前記発光部の発光期間と非発光期間とに光の検出を行わせる受光タイミング制御手段を備え、
前記制御手段は、前記発光期間における前記受光部の光の検出量と前記非発光期間における前記受光部の光の検出量との差異に基づいて前記指針が前記検出位置にあるか否かを判別することを特徴としている。

請求項８記載の発明は、請求項１又は２に記載の指針式時計において、
前記発光部から出射される光の強度を変調させる変調手段を備え、
前記制御手段は、前記受光部により前記変調された光が受光されたか否かに基づいて前記指針が前記検出位置にあるか否かを判別することを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項１又は２に記載の指針式時計において、
前記発光部を異なる光量レベルで発光させるレベル変更手段を備え、
前記制御手段は、
前記指針が停止している期間に、前記レベル変更手段により前記発光部に異なる光量レベルの発光を行わせるとともに、前記異なる光量レベルの発光のうち前記受光部により受光が検出されたときの光量レベルに応じて、前記複数の指針のうち何れの指針が検出位置にあるか否かを識別することを特徴としている。

本発明に従うと、指針を直接的に検出して針位置検出を行うので、歯車の光透過孔を検出して針位置検出を行う構成と比較して、歯車や指針の組立作業が簡易になりその作業時間も短くできる。また、指針に応じて各指針の位置検出の頻度も適宜なものにできるという効果がある。

さらに、時針と分針とが検出位置で重なることがないので、時針と分針との重なりを考慮する必要がなくなり効率の良い針位置検出を行うことができる。

本発明の実施の形態の指針式時計の外観を示す平面図である。 図１の指針式時計の内部構造を示す縦断面図である。 図１の指針式時計の電気的な構成を示すブロック図である。 針位置検査の実行時間と検査内容とを示した図表である。 秒針検査に関する状況を説明する図である。 分針検査の状況を説明する図である。 時針検査の状況を説明する図である。 針位置修正処理の第１段階で行われる分針補正処理の内容を説明する図である。 分針補正処理における例外処理を説明する図である。 針位置修正処理の第２段階で行われる時針補正処理の内容を説明する図である。 針位置修正処理の第３段階で行われる秒針補正処理の内容を説明する図である。 ＣＰＵにより実行される針位置検査修正処理の制御手順を示すフローチャートの第一の部分である。 同、針位置検査修正処理のフローチャートの第二の部分である。 同、針位置検査修正処理のフローチャートの第三の部分である。 外光の影響により指針の検出が困難となる針検出処理の状態を表わしたタイムチャートであり、（ａ）〜（ｃ）は針無しのときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）は針有りのときのタイムチャートである。 実施形態の針検出処理の第１動作例を表わしたタイムチャートであり、（ａ）〜（ｃ）は針無しのときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）は針有りのときのタイムチャートである。 実施形態の針検出処理の第２動作例を表わしたタイムチャートであり、（ａ）〜（ｃ）は針無しのときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）は針有りのときのタイムチャートである。 針識別処理の動作原理を説明するためのタイムチャートであり、（ａ）〜（ｃ）は検出位置に指針がないときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）は秒針６があるときのタイムチャート、（ｇ）〜（ｉ）は分針７があるときのタイムチャート、（ｊ）〜（ｌ）は時針８があるときのタイムチャートである。 針検出処理の第１動作例の制御手順を示すフローチャートである。 針検出処理の第２動作例の制御手順を示すフローチャートである。 針識別処理の制御手順を示すフローチャートである。 針位置検出を行う位置検出装置の変形例を示す説明図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明の実施形態の指針式時計の外観を示す平面図、図２は、指針式時計の内部構造を示す縦断面図である。図１において図面上方が１２時方向であり図面下方が６時方向である。

この実施形態の指針式時計１００は、図１に示すように、秒針６、分針７、時針８からなる複数の指針が文字板１７上で回転して時刻を表示するものである。これら複数の指針６〜８は、文字板１７中央の同一軸を中心に回転する構成であり、秒針６は６０秒で一周、分針７は６０分で一周、時針８は１２時間で一周する一般的な構成である。これら複数の指針６〜８は、２個のステッピングモータと２系統の輪列機構によってそれぞれ駆動される構成になっている。秒針６は、第１のステッピングモータと第１系統の輪列機構によって独立的に駆動され、第１のステッピングモータが６０ステップ回転することで一周する。分針７と時針８とは、第２のステッピングモータと第２系統の輪列機構によって連動して駆動され、分針７は第２のステッピングモータが３６０ステップ回転することで一周し、時針８は第２のステッピングモータが３６０ステップ回転することで３０°回転するようになっている。

文字板１７上には、図１に示すように、６時の角度位置（分針７により指し示される角度位置の表現では３０分の角度位置）に第１と第２の光透過孔２７，２８が形成されている。２個の光透過孔２７，２８は、指針６〜８の回転中心から半径方向に沿って２個並んだ配置で形成されている。また、２個の光透過孔２７，２８は共に各指針６〜８が届く範囲に形成されている。そして、これらの光透過孔２７，２８を介して時計内部から指針６〜８に光を照射したり、指針６〜８から戻される光を時計内部で受光したりして、指針６〜８が光透過孔２７，２８の上方位置にあることが検出可能になっている。これら光透過孔２７，２８の形成された６時位置が指針の検出位置である。

指針式時計１００は、図２に示すように、時計ケース１の外周にベゼル２が設けられ、時計ケース１の上面側の開口部には時計ガラス３がパッキン３ａを介して取り付けられている。また、時計ケース１の裏面側には裏蓋４が取り付けられている。時計ケース１内には、時計ムーブメント５が配置されている。この時計ムーブメント５は、上述したステッピングモータ（図示略）や輪列機構１０を備えている。輪列機構１０は、例えば、秒針６を運針する秒針車１１、分針を運針する分針車１２、時針８を運針する時針車１３、および、分針車１２と時針車１３とを連動させる中間車１４などの各種の歯車を備えている。

輪列機構１０の上側には、支持板１５が配置され、支持板１５の上面には外部光を受光して発電するソーラーパネル１６が配置されており、このソーラーパネル１６の上面に透明または半透明の文字板１７が配置されている。これら支持板１５、ソーラーパネル１６、および文字板１７のほぼ中心部には貫通孔１８が設けられ、この貫通軸に時針車１３の筒軸１３ａが挿通されている。また、この筒軸１３ａには筒状の分針軸１２ａが回転自在に挿通され、さらに、この分針軸１２ａの中央には棒状の秒針軸１１ａが回転自在に挿通されている。そして、これら秒針軸１１ａ、分針軸１２ａ、筒軸１３ａの上方の突出した部位に秒針６、分針７、時針８がそれぞれ取り付けられ、秒針車１１、分針車１２、時針車１３の回転に連動して秒針６、分針７、時針８が回転するようになっている。

指針式時計１００には、上記の光透過孔２７，２８を介して光を出射および受光して指針６〜８の位置を検出する構成である光検出手段としての位置検出装置２０が搭載されている。位置検出装置２０は、図２に示すように、上述した第１および第２の光透過孔２７，２８と、第１光透過孔２７を介して文字板１７上に光を出射する発光部としての発光素子２５と、第２光透過孔２８を介して文字板１７上から透過した光を受光する受光部としての受光素子２６と、各指針６〜８の裏面にそれぞれ設けられた第１〜第３の導光部材２２〜２４等から構成される。時計ケース１の内部には、輪列機構１０の下側に回路基板２１が設けられ、この回路基板２１の上記第１と第２の光透過孔２７，２８に対向する位置に発光素子２５と受光素子２６とが設けられている。

導光部材２２〜２４は、例えば、透明樹脂や光ファイバー等により構成され、一端部２２ａ〜２４ａから他端部２２ｂ〜２４ｂへ光を導くものである。一端部２２ａ〜２４ａは第１光透過孔２７に対応する半径位置に配置され、他端部２２ｂ〜２４ｂは第２光透過孔２８に対応する半径位置に配置されている。そして、例えば、時針８が光透過孔２７，２８と重なる検出位置にある状態で、発光素子２５から光が出射されると、この光が第１光透過孔２７を通過して導光部材２４の一端部２４ａから他端部２４ｂに導かれた後、第２光透過孔２８へ向けて放出され、この光が第２光透過孔２８を通過して受光素子２６で受光されることとなる。秒針６や分針７が検出位置に重なったときも同様である。

図３には、この実施形態の指針式時計１００の電気構成を表わしたブロック図を示す。

この実施形態の指針式時計１００には、さらに電気的な構成として、次のような構成が備わっている。すなわち、時計の全体的な制御を行う制御手段としてのＣＰＵ（中央演算処理装置）４１と、ＣＰＵ４１が実行する制御プログラムや制御データが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＣＰＵ４１に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、ソーラーパネル１６によって発電された電力を蓄えたり蓄えられた電力を各部に供給したりする電源回路４４と、タイムコードを含んだ標準電波を受信するアンテナＡＮ１および検波ＩＣ（集積回路）４５と、時刻を計時するために一定周期の信号を生成する発振回路４６および分周回路４７と、文字板１７を照らすための照明駆動回路４８および照明４９と、アラーム音を出力するためのブザー回路５０およびスピーカ５１と、２系統のステッピングモータを有し上述の輪列機構１０を駆動するアナログブロック３０と、位置検出装置２０を構成する上述した発光素子２５および受光素子２６等が設けられている。

ＲＯＭ４２には、制御プログラムとして、指針６〜８を駆動して時刻を表示する時刻表示プログラムや、指針６〜８に位置ズレが生じていないか確認したり位置ズレが見つかった場合に各指針の位置補正を行う針位置検査修正処理のプログラムなどが格納されている。

ＣＰＵ４１は、通常時、ＲＯＭ４２中の時刻表示プログラムを実行することで、分周回路４７からの信号に基づいて時刻を計数したり、この計数と同期させてアナログブロック３０のステッピングモータにパルス出力を行って指針６〜８を適宜なタイミングで駆動する。それにより、時間の経過に従って指針６〜８が駆動されて文字板１７上に時刻が表示される。また、ＣＰＵ４１は、適宜な期間ごとにＲＯＭ４２中の針位置検査修正処理プログラムを実行して、指針６〜８の位置ズレの確認や位置ズレの修正等を行うようになっている。

ＲＡＭ４３には、ＣＰＵ４１により１秒ごとにカウントアップされて時刻データが格納される内部時計カウンタや、アナログブロック３０のステッピングモータを駆動するごとにＣＰＵ４１によりカウントアップされて各指針６〜８の現在位置を表わすデータがカウントされる針位置カウンタなどが構築される。ＣＰＵ４１は指針を運針するステッピングモータを駆動するごとに針位置カウンタをカウントアップしていくので、通常では針位置カウンタの値と各指針の現在位置とが一致した状態となる。しかし、ＣＰＵ４１が指針を駆動するパルス出力を行ったのにステッピングモータのロータが回転しなかったり、衝撃や強磁界にさらされてパルス出力がないのにステッピングモータのロータが回転してしまったりすると、針位置カウンタの値と各指針の現実位置とにズレが発生してしまうことがある。ＣＰＵ４１は、針位置カウンタに基づいて指針６〜８が現在時刻に合うように駆動制御を行うので、針位置カウンタの値がずれると指針６〜８による表示時刻もずれてしまう。

次に、上記の針位置検査修正処理プログラムに基づいてＣＰＵ４１により実行される指針６〜８に位置ズレが生じていないか確認する針位置検査処理と、位置ズレがあった場合にそれを修正する針位置修正処理について説明する。

［針位置検査処理］
図４には、針位置検査処理の実行時間と検査内容とを表わした図表を、図５には、秒針検査に関する状況を表わした説明図を示す。図４の図表では１２時間分しか記されていないが午前と午後で内容は共通である。図５において（ａ）は秒針検査を行うタイミングの一例を表わした説明図、図５（ｂ）と（ｃ）は秒針検査を省略する時間帯の一例を表わした説明図である。

針位置検査処理では、秒針６、分針７、時針８についてそれぞれ異なるタイミングに位置ズレがないか確認処理が行われる。検査処理を実行する時刻は内部時計の時刻データにより示される時刻である。

先ず、秒針６については、図５（ａ）に示すように、秒針６が単独で検出位置（６時位置）に重なる予定のタイミングに発光素子２５と受光素子２６とを作動させて、指針が検出位置にあるか否かを検査する。そして、受光素子２６で発光素子２５からの光が検出されれば秒針６は正常な位置にあると判断し、受光素子２６で発光素子２５の光が検出されなければ秒針６に位置ズレが発生していると判断する。

秒針６については、図５（ｂ），（ｃ）に示すように、検出位置において分針７や時針８と重なることもある。また、分針７に少量の位置ズレが生じている可能性を考慮すると、分針７と検出位置で重なるタイミングが少し前後することもある。また、デザインの異なる複数種類の指針式時計に同一の制御プログラムを適用させることを考慮すると、分針７や時針８の幅長が変更されることもあるので、秒針６が分針７や時針８と検出位置で重なるタイミングの時間幅が変化することもある。

したがって、秒針６の位置検査は、図４の図表に示すように、分針７が検出位置の近傍に位置する毎時２５分〜３５分の時間帯と、時針８が検出位置の近傍に位置する５時３６分〜６時２４分の時間帯を除いて、その他の時間帯の毎時毎分３０秒に実行する。秒針６の位置検査を行わない時間帯としては、秒針６が時針８や分針７と検出位置で重なる時間帯だけでなく、上述したように分針７が少し位置ずれしている可能性や、分針７や時針８の幅長が変更される可能性を考慮して、前後に少し余裕を持たせている。

なお、秒針６の位置検査は、上記時間帯において１分に１回の割合で実行することに制限されない。秒針６に位置ズレが生じた場合にこの位置ズレが発見可能となるまでの時間が少し延びることになるが、例えば、上記時間帯において２分に１回の割合で秒針６の位置検査を行ったり、５分に１回の割合で秒針６の位置検査を行ったりしても良い。この場合でも、従来の１時間に１回の割合で秒針６の位置検査を行う構成と比較すれば、秒針６の位置ズレが短時間で発見されることとなる。

図６には、分針検査の状況を表わした説明図を示す。図６（ａ）は分針の検出開始タイミング、図６（ｂ）は分針の検出終了タイミングを示している。また、図６（ａ）と（ｃ）は、分針と時針が検出位置で近づいたときの状態を示している。

分針７の位置検査では、分針７が検出位置に差し掛かるより少し前から（例えば毎時２５分から）発光素子２５と受光素子２６とを駆動させて針検出処理を開始する。そして、分針７が１ステップ移動するごとの各タイミング（例えば毎分の５秒、１５秒、２５秒、３５秒、４５秒、５５秒）に、発光素子２５と受光素子２６とを複数回駆動させて複数回の針検出処理を実行する。

このような処理により、図６（ａ）に示すように、分針７が検出位置に差しかかったステップから、図６（ｂ）に示すように、分針７が検出位置を通り抜けるステップまでの各ステップを位置検出装置２０の検出結果からＣＰＵ４１が認識することができる。そして、図６（ａ）の分針７が検出位置に差しかかったステップと、図６（ｂ）の分針７が検出位置を通り抜けたステップの一つ手前のステップとの中間のステップが、分針７の中心位置が３０分位置にあるステップであるので、ＣＰＵ４１は上記の検出ステップ数から分針７の中心位置を算出し、この中心位置に位置ズレが発生していないか確認する。このような分針７の位置検査の方法によれば、分針７の幅長が変更された場合でも、同一のアルゴリズムを用いて分針７の中心位置を正確に算出することが可能となる。

文字板１７上の検出位置は６時位置（分針７が指し示す３０分位置）に設定されているため、図６（ａ），（ｃ）に示すように、検出位置の近傍で分針７と時針８が近接する５時台と６時台であっても、分針７が検出位置に重なる時間帯には時針８は１５°程度離れた状態となる。そのため、分針７の位置検査で時針８が邪魔になることがなく、分針７の位置検査は、図４の図表に示すように、毎時の２５分〜３５分に実行することが可能となる。

図７には、時針検査の状況を表わした説明図を示す。

時針８の位置検査は、図４の図表に示すように、６時００分００秒と１８時００分００秒に実行する。この時間に発光素子２５と受光素子２６とを１回駆動して指針があると判別されれば、時針８に位置ズレは生じていないと判断し、指針がないと判別されれば時針８に位置ズレが発生していると判断する。

図７に示すように、時針８は分針７と連動して回転するため、分針７に位置ズレがない状態であれば、時針８は位置ズレのない実線で表わす位置にあるか、或いは、一点鎖線で示すように１時間分の位置ズレやそれ以上の位置ズレが生じた状態に何れかとなる。つまり、分針７に位置ズレがなければ、時針８に３０°未満の小量の位置ズレは生じることがない。従って、時針８については、６時００分と１８時００分に一回だけ針検出処理を実行するだけで、時針８に位置ズレが生じているか否かを判断することができる。

［針位置修正処理］
次に、指針６〜８に位置ズレがあった場合に実行される針位置修正処理について説明する。

図８には、針位置修正処理の第１段階で行われる分針基準位置検出処理の手順を説明する図を、図９には、分針基準位置検出処理における例外処理を説明する図を示す。また、図１０には、針位置修正処理の第２段階で行われる時針基準位置検出処理の手順を説明する図を、図１１には、針位置修正処理の第３段階で行われる秒針基準位置検出処理の手順を説明する図を、それぞれ示す。

各指針６〜８の位置検査で時針８に位置ズレが確認された場合、針位置修正処理を実行するため、ＣＰＵ４１は時刻表示処理を中断して各指針６〜８の通常運針を停止させる。そして、先ず、分針７の基準位置検出処理を開始する。分針７の基準位置とは、図８（ｃ）に示すように、分針７の中心が検出位置と重なるステップ位置である。

分針７の基準位置検出処理では、分針７を１ステップ移動させるごとに針検出処理を実行し、この動作を最大で分針７が１周するステップ（３６０ステップ）、分針７を早送りさせながら繰り返し実行する。

すると、図８（ａ），（ｂ）に示すように、分針７が検出位置に差しかかったステップと、分針７が検出位置を通り抜けたステップを検出できるので、これらの検出ステップから図８（ｃ）に示すように分針７の中心位置が３０分を指し示したステップを求める。なお、実際の分針基準位置検出処理の中では、図８（ｃ）のように分針７の中心位置を検出位置まで戻すことはせず、図８（ａ），（ｂ）の検出ステップからその時点における分針７の中心位置を求めたら、次の処理に移行する。

ところで、図９（ａ），（ｂ）に示すように、分針７の基準位置検出処理の際、秒針６が検出位置にあると、分針７を一周分ステップ移動させながら各ステップで針検出処理を実行しても、常に、指針が検出された状態となって、分針７の位置を特定することができない。従って、このような場合が検出されたら、秒針６が検出位置にあると判断して、図９（ｂ）→（ｃ）に示すように、秒針６を例えば３０秒分送って検出位置から外す。そして、その後、再び、分針基準位置検出処理を行うことで、分針の中心位置を認識することができる。

次に、時針８の基準位置検出処理では、分針７の位置が既知であるので、先ず、図１０（ａ）に示すように、分針７を００分の位置に移動する。それにより、時針８は各正時位置の何れかにあることになる。そして、この状態で針検出処理を実行する。その結果、指針６〜８が検出されなければ、図１０（ａ）→（ｂ）に示すように、分針７を一周分早送りして、この状態で再び針検出処理を実行する。このような処理を繰り返すことで、図１０（ｃ）に示すように、時針８が検出位置に来て、それを検出することができる。時針８は微小なズレが生じることはないので、この検出により時針８が基準位置（６時位置）にあると判断する。

時針８の基準位置が検出されたら、図１０（ｄ）に示すように、続く秒針６の基準位置検出処理のために、分針７をさらに１時間分早送りして時針８を検出位置から外す。

秒針６の基準位置検出処理では、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、秒針６が常に偶数秒位置を指し示すように、２ステップずつ移動させる。秒針６を移動させるステッピングモータは２極のモータであるため、ステッピングモータへ出力するパルス信号の極性を制御することで、秒針６が常に偶数秒位置を指し示すように２ステップずつ移動させることができる。そして、２ステップずつ移動させるごとに針検出処理を実行して、秒針６が検出位置にあるか否かを判別する。

そして、図１１（ｃ）に示すように、秒針６が３０秒の位置にきたステップで針検出処理によりそれが検出されるので、これにより秒針６が基準位置（６時位置）にあると判断する。

上記の分針７と時針８と秒針６の基準位置検出処理が完了したら、各指針６〜８の位置がずれなく認識された状態となるので、各指針６〜８を内部時計の時間に合うように移動させて針位置修正処理を終了する。これにより針の位置ズレが修正されて正確に内部時計の時刻が指針６〜８により表示された状態となる。

なお、上述した針位置修正処理は、時針８の位置ズレや分針７の大きな位置ズレが検出された場合に実行されるものである。秒針６の針位置検査で位置ズレと判別された場合には、上記の針位置修正処理のうち図１１に示した秒針６の基準位置検出処理と秒針６の位置修正処理のみを行って、針位置修正処理を完了する。また、分針７の針位置検査で小さな位置ズレがあった場合には、分針７の針位置検査処理の段階で分針７の中心位置が検出された状態となるので、この検出結果を利用して、そのまま分針７を位置ズレのない位置まで早送り或いは早戻しさせることで、針位置修正処理が完了となる。

［針位置検査修正処理の制御手順］
続いて、フローチャートに基づいて上記の針位置検査処理および針位置修正処理の制御手順について詳細に説明する。図１２〜図１４は、ＣＰＵ４１により実行される針位置検査修正処理のフローチャートである。

この針位置検査修正処理は、大部分の時間帯においては、分周回路４７から１秒間隔で発生される１秒信号の入力に基づいて開始され、１秒以内に終了するものである。そのため、ＣＰＵ４１は、この針位置検査修正処理を、時刻表示処理により指針６〜８を運針させながら、並列的に実行することができる。ただし、分針７の針位置検査の期間中と、針位置修正処理に移行した場合には、この針位置検査修正処理は１秒以内に終了せず、比較的長い時間実行されるようになっている。

この針位置検査修正処理が開始されると、先ず、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ１５（図１２参照）において、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３中の内部時計カウンタの計時データを確認して内部時刻に応じた分岐処理を行う。すなわち、ステップＳ１では、秒針６や分針７の針位置検査を行わない時間帯「５時３５分〜６時２５分」または「１７時３５分〜１８時２５分」であるか否かを判別し、ステップＳ２では時針８の針位置検査のタイミングである「６時００分００秒」または「１８時００分００秒」であるか否かを判別する。

また、ステップＳ１の判別処理でＮＯ側に分岐したら、ステップＳ４において分針７の針位置検査の開始タイミングである分桁値が「２５分」のタイミングか否かを判別する。また、ステップＳ１，Ｓ４の判別処理で共にＮＯ側に分岐したら、ステップＳ１５において秒針６の針位置検査のタイミングである秒桁値が「３０秒」のタイミングか否かを判別する。

これらの分岐処理により、時針８の針位置検査のタイミングであればステップＳ３の時針８の針検出処理に移行し、分針検査の開始タイミングであればステップＳ５からの分針７の針位置検査の処理に移行し、秒針６の針位置検査のタイミングであればステップＳ１６の秒針６の針検出処理に移行する。また、何れのタイミングでもなければ、ステップＳ１５でＮＯ側に分岐してこのまま針位置検査修正処理を終了する。

上記の内部時刻に応じた分岐処理の結果、ステップＳ３の時針８の針検出処理に移行したら、ＣＰＵ４１は位置検出装置２の発光素子２５と受光素子２６とを駆動して針検出処理を実行し、その検出結果を判別する（ステップＳ３）。具体的には、受光素子２６で光の検出を行いながら発光素子２５から光を出射する。ここで、図７の実線に示したように、時針８が検出位置にあれば、発光素子２５からの光が第１光透過孔２７と、時針８の導光部材２４と、第２光透過孔２８とを通って受光素子２６で検出されるので、ステップＳ３で検出と判別される。そして、位置ズレが確認されないことから、このまま針位置検査修正処理を終了する。

一方、時針８が検出位置からずれていて発光素子２５からの光が受光素子２６で検出されなければ、ステップＳ３で非検出と判別される。そして、針位置のズレが発生していると判断して、ステップＳ２１（図１３）からの針位置修正処理に移行する。

内部時刻が秒針６の針位置検査のタイミングでありステップＳ１６に移行したら、ＣＰＵ４１は上記と同様に針検出処理を実行して、その検出結果を判別する（ステップＳ１６）。そして、図５（ａ）に示したように、秒針６が検出位置にあれば検出と判別されて、位置ズレが確認されないことから、このまま針位置検査修正処理を終了する。一方、秒針６が検出位置からずれていて非検出と判別されれば、秒針６の位置ズレが発生していると判断して、ステップＳ４１（図１４）からの針位置修正処理に移行する。

また、内部時刻が分針７の針位置検査の開始タイミングでありステップ５に移行した場合には、上述した図６（ａ），（ｂ）の分針検査処理を実行する。先ず、ＣＰＵ４１は、ＲＡＭ４３中の検出カウンタと未検出カウンタの値を「０」に初期化する（ステップＳ５）。これらのカウンタは、分針７が連続して検出となるステップ回数と連続して未検出となるステップ回数とをそれぞれ計数するものである。

続いて、分針７が１ステップ運針される時間間隔分の通常運針処理を実行する（ステップＳ６）。すなわち、秒針６を運針するステッピングモータを１秒毎に１ステップ駆動させ、分針７を運針するステッピングモータを１０秒で１ステップ駆動する。そして、１０秒毎の分針７の運針を行ったら次のステップに移行する。すなわち、針検出処理を実行してその検出結果を判別する（ステップＳ７）

ステップＳ７の検出処理の結果、指針６〜８の検出がなければ、未検出カウンタをカウントアップし（ステップＳ８）、続いて未検出カウンタの値が分針７の大きなズレを表わす閾値（例えば６０）より大きいか否か確認する（ステップＳ９）。この確認の結果、閾値を超えていなければステップＳ６に戻り、閾値を超えていれば分針７が大きくずれていると判断して、ステップＳ２１（図１３）からの針位置修正処理に移行する。

つまり、２５分になって分針検査に移行したのち、分針７が検出位置に差し掛かる図６（ａ）の１ステップ手前の状態までは、ステップＳ６〜Ｓ９のループ処理が繰り返されて、未検出のステップ数がカウントされる。そして、このカウント数が閾値を超えたら、分針７が大きくずれていると判断して、ステップＳ２１からの針位置修正処理に移行する。

一方、未検出のステップ総数が小さいうちに、図６（ａ）に示したように分針７が検出位置に指しかかって、ステップＳ７の判別処理で指針検出と判別されたら、図６（ａ）→（ｂ）の分針７の検出ステップ数をカウントするためのループ処理（ステップＳ１０〜Ｓ１２）に移行する。すなわち、検出カウンタをカウントアップし（ステップＳ１０）、秒針６や分針７の通常運針処理を行い（ステップＳ１１）、針検出処理を実行して検出結果を判別する（ステップＳ１２）。その結果、指針が検出されればステップＳ１０に戻って、分針７の検出ステップ数をカウントするループ処理（ステップＳ１０〜Ｓ１２）を継続する。

このループ処理の中で、分針７が検出位置を通過して（図６（ｂ）の次のステップ）、ステップＳ１２の針位置検出で指針が検出されないと判別されたら、検出カウンタには分針７が検出位置に差しかかってから検出位置を通過するまでのステップ数がカウントされたことになるので、ステップＳ１２の非検出の判別によりこのループ処理（ステップＳ１０〜Ｓ１２）を抜ける。

上記のステップＳ６〜Ｓ９のループ処理およびステップＳ１０〜Ｓ１２のループ処理により、分針７が所定角度を移動する複数ステップにかけて位置検出装置２０を駆動させる駆動制御手段が構成される。また、検出カウンタとステップＳ１０のカウントアップの処理により、分針７が検出位置にあるステップ数をカウントするステップ数計数手段が構成される。

ステップＳ１０〜Ｓ１２のループ処理を抜けたら、続いて、分針７の現在位置を求めてＲＡＭ４３中の針位置カウンタの分針値（図１２中「分針ＲＡＭ」と記す）を補正する（ステップＳ１３）。ここで、分針７が検出され始めてから検出されなくなった箇所のちょうど中間が、分針７の中心位置が検出位置と重なった状態となり、さらに、分針７は３６０ステップで一周する構成なので、分針７の現在の中心位置は「１８０＋（検出カウンタの値＋１）／２」のステップ位置となる。なので、この値を算出して、針位置カウンタの分針値をこの算出値に補正する。この算出処理により分針７の中心位置を認識する針位置認識手段が構成される。

ここで、分針７に位置ズレがなければ、元の値から変更は生じないが、分針７に小さな位置ズレがあれば、このステップＳ１３の段階で針位置カウンタの分針値が修正される。

針位置カウンタの分針値を補正したら、次いで、分針７を内部時計の分桁の値に合わせて早送りまたは早戻しする（ステップＳ１４）。このとき、分の値のズレ量やズレ方向を条件に分針７の送り方向を順方向とするか逆方向とするか選択するようにしても良い。ここで、分針７にもともとの位置ズレが無ければ、このステップＳ１４の処理で分針７は移動しないが、分針７に小さな位置ズレがあった場合には、このステップＳ１４の処理でその針位置が修正される。ステップＳ１４の処理を行ったら、このまま針位置検査修正処理を終了する。

次に、ステップＳ２１（図１３）からの針位置修正処理について説明する。

時針８が位置ズレしていてステップＳ３の針検出処理で非検出と判別されたり、分針７が大きく位置ズレしていてステップＳ９で未検出カウンタの値が閾値を超えたと判別されたりして、このステップＳ２１に移行すると、先ず、針位置修正を行うために時刻表示処理による運針をストップさせる（ステップＳ２１）。

次いで、ステップＳ２２に移行して、図８と図９で説明したように、分針７の基準位置検出処理を行う。先ず、ＣＰＵ４１はＲＡＭ４３中の検出カウンタと未検出カウンタを「０」に初期化し（ステップＳ２２）、ステッピングモータに駆動パルスを出力して分針７を１ステップ運針し（ステップＳ２３）、針検出処理を実行してその検出結果を判別する（ステップＳ２４）。

その結果、分針７が検出位置まで到達せずに非検出の判別結果であれば、未検出カウンタをカウントアップし（ステップＳ２５）、未検出カウンタの値が一周分の値「３６０」を超えたか確認する（ステップＳ２６）。そして、この値を超えていなければステップＳ２３に戻って、ステップＳ２３〜Ｓ２６のループ処理を繰り返す。

このループ処理（ステップＳ２３〜Ｓ２６）を繰り返すことによって、分針７が１ステップずつ早送りされて、図８（ａ）に示したように、分針７が検出位置に差し掛かった状態を検出することができる。分針７を一周分ステップ駆動させても指針の検出がなければなんらかの異常であるので、ステップＳ２６の判別処理でそれを判別して、エラー処理を行って（ステップＳ２７）、この針位置検査修正処理を終了する。

上記のループ処理（ステップＳ２３〜Ｓ２６）により分針７が検出位置に差し掛かってステップＳ２４の検出処理でそれが検出されたら、図８（ａ）〜（ｂ）の分針７の検出ステップ数をカウントするためのループ処理（ステップＳ２８〜Ｓ３１）に移行する。すなわち、検出カウンタをカウントアップし（ステップＳ２８）、分針７を１ステップ運針し（ステップＳ２９）、針検出処理を実行してその検出結果を判別する（ステップＳ３０）。そして、指針が検出されていれば検出カウンタが異常な値（例えば６０）を超えていないか確認して、超えていなければステップＳ２８に戻る。

このループ処理（ステップＳ２８〜Ｓ３１）を繰り返すことによって、分針７が検出位置上を移動する間の検出ステップが計数され、図８（ｂ）の次のステップで分針７が検出位置を通過したらステップＳ３０の針検出処理で指針が非検出と判別され、それにより、このループ処理を抜けるようになっている。

このステップＳ２８〜Ｓ３１のループ処理においては、図９（ａ），（ｂ）に示すように、秒針６が検出位置に重なっていて、上記のループ処理（ステップＳ２８〜Ｓ３１）で分針７が検出位置になくても秒針６により検出の判別が続けられてしまうことが考えられる。なので、この状態を識別するために、ステップＳ３１で検出カウンタの値が異常な値（例えば６０）を超えたか否か判別している。

そして、検出カウンタで異常な値を超えていれば、ステップＳ３１でＹＥＳ側に分岐して、図９（ｂ）→（ｃ）に示すように秒針６を３０ステップ送る（ステップＳ３２）。そして、再び、ステップＳ２２に戻って、始めから分針７の基準位置検出の処理を実行する。２回目の分針７の基準位置検出の処理では、秒針６は検出位置から外れた位置にあるので、ステップＳ２３〜Ｓ２６のループ処理と、ステップＳ２８〜Ｓ３１のループ処理によって、分針７が検出位置に差しかかってから通り抜けるまでのステップ数をカウントすることができる。

分針７の検出ステップ数がカウントされた状態でステップＳ３３に移行すると、当該ステップで、ＣＰＵ４１は検出カウンタの値を用いて分針７の現在位置を求め、ＲＡＭ４３中の針位置カウンタの分針値を補正する。分針７が検出され始めてから検出されなくなった箇所のちょうど中間の位置が分針７の中心位置であるので、分針７の現在の中心位置は「１８０＋（検出カウンタの値＋１）／２」ステップである。したがって、ＣＰＵ４１は、ステップＳ３３において、この値を算出して針位置カウンタの分針値を更新する。これにより、針位置カウンタの分針値が実際の分針７の位置と合致したものに修正される。

針位置カウンタの分針値の補正が完了したら、次に、時針８の基準位置検出処理に移行する。すなわち、先ず、分針７を００分の位置まで早送りさせ（ステップＳ３４）、この状態で針検出処理を実行して検出結果を判別する（ステップＳ３５）。そして、指針が検出されなければステップＳ３４に戻って、このステップＳ３４，Ｓ３５のループ処理を繰り返す。このループ処理により、図１０（ａ）〜（ｃ）に示したように、分針７が００分の位置から１周分ずつ早送りされて、時針８が検出位置にあるか否かの検出が行われる。

そして、このループ処理（ステップＳ３４，Ｓ３５）の中で時針８が検出位置に到達してそれが検出されれば、ステップＳ３５の分岐処理でＹＥＳ側に進んで、針位置カウンタの時針値（図１３中「時針ＲＡＭ」と記す）の補正を行う（ステップＳ３６）。すなわち、この時点での時針８の位置は６時位置なので、針位置カウンタの時針値を「６」に更新する。これにより、針位置カウンタの時針値が実際の時針８の位置と合致したものに修正される。時針８の補正処理が完了したら、図１０（ｄ）に示すように、分針７を早送りにより一周させて、時針８を検出位置から外す（ステップＳ３７）。そして、ステップＳ４２（図１４）からの秒針６の修正処理に移行する。

秒針６の修正処理（図１４）は、上述したように、ステップＳ１６の秒針６の検査処理で秒針６に位置ズレが検出された場合にはステップＳ４１から開始され、他方、全指針６〜８の針位置修正処理で時分針７，８の修正が完了されてステップＳ３７から移行した場合には、ステップＳ４２から開始される。ステップＳ４１では、秒針６のみの針位置修正処理を行うために時刻表示処理の運針を停止させてからステップＳ４２に移行する。

秒針６の針位置修正処理のためにステップＳ４２に移行すると、先ず、ＣＰＵ４１はＲＡＭ４３中の未検出カウンタを「０」にクリアする（ステップＳ４２）。続いて、秒針６が偶数秒位置で停止するように秒針６を２ステップ運針し（ステップＳ４３）、その後、針検出処理を実行してその検出結果を判別する（ステップＳ４４）。ここで、指針が非検出と判別されたら、未検出カウンタをカウントアップし（ステップＳ４５）、そのカウント値が１周分の値（例えば６０）を超えていないか確認する（ステップＳ４６）。そして、１周分の値を超えていなければ、ステップＳ４３に戻る。このステップＳ４３〜Ｓ４６のループ処理によって、秒針６が偶数秒位置で２ステップずつ送られるごとに、秒針６が検出位置にあるか否か判別される。

そして、このループ処理（ステップＳ４３〜Ｓ４６）の中で、未検出カウンタの値が一周分の値を超えたら、何らかの異常であるとしてエラー処理を行って（ステップＳ４７）、この針位置検査修正処理を終了する。一方、このループ処理の中で、秒針６が検出されてステップＳ４４の判別処理でＹＥＳ側に移行したら、針位置カウンタの秒針値（図１４中「秒針ＲＡＭ」と記す）の補正を行う（ステップＳ４８）。すなわち、この時点での秒針６の位置は３０秒位置なので、針位置カウンタの秒針値を「３０」に更新する。これにより、針位置カウンタの秒針値が実際の秒針６の位置と合致したものに修正される。

針位置カウンタの値を修正したら、次いで、秒針６を内部時計の秒桁の値を指し示す位置まで早送りさせて針位置を修正する。同様に、分針７や時針８についても内部時計の時分桁の値と異なった位置にある場合には、分針７と時針８も早送りさせて針位置を修正する（ステップＳ４９）。これにより、指針６〜８の位置ズレが解消されて内部時計の時刻が指針６〜８により表示された状態となる。針位置を修正したら、この針位置検査修正処理を終了する。

以上のような針位置検査修正処理によって、各指針６〜８について位置ズレが生じていないか適宜な割合で検査が行われ、指針６〜８の位置ズレか検出された場合には、すばやく位置ズレが修正されるようになっている。

［針検出処理］
次に、上記針位置検査修正処理の中で実行される針検出処理（ステップＳ３，Ｓ７，Ｓ１２，Ｓ１６，Ｓ２４，Ｓ３０，Ｓ３５，Ｓ４４など）について詳細に説明する。

図１５には、外光の影響により指針の検出が困難となる針検出処理の状態を表わしたタイムチャートを示す。同図（ａ）〜（ｃ）が針無しのときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）が針有りのときのタイムチャートである。（ａ），（ｄ）は光透過孔２８から侵入する外光量を、（ｂ），（ｅ）は発光素子２５の発光量を、（ｃ），（ｆ）は受光素子２６の受光量を、それぞれ表わしている。

図１５に示すように、受光素子２６の作動期間と発光素子２５の作動期間とを同時かつ同じ長さにすると、指針式時計１００に外光が照射している場合に、受光素子２６の検出信号から検出位置に指針６〜８が有るか無いかの判別を行うことが困難となる。

例えば、指針６〜８が検出位置から外れた状態で外光が照射していると、図１５（ａ）〜（ｃ）に示すように、透過孔２８から外光が浸入するため、発光素子２５から照射した光が受光素子２６に届かなくても、受光素子２６の動作開始から動作終了まで、受光素子２６に外光が入射して一定以上の検出信号が出力される。

一方、指針６〜８が検出位置に重なった状態では、図１５（ｄ）に示すように、指針６〜８が外光を遮るので光透過孔２８から侵入する外光は少なくなり、また、発光素子２５から照射した光は指針６〜８の導光部材２２〜２４を介して受光素子２６に伝播するので、受光素子２６の動作開始から動作終了まで、受光素子２６で一定以上の光が検出される。すなわち、指針６〜８が検出位置に有っても無くても、受光素子２６で同等の光が検出されることになる。

図１６には、本実施形態の針検出処理の第１動作例のタイムチャートを示す。同図（ａ）〜（ｃ）が針無しのときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）が針有りのときのタイムチャートである。また、図１９には、針検出処理の第１動作例を実現するフローチャートを示す。

本実施形態では上述のような外光の影響による指針の誤検出が生じないように、図１６に示すように、受光素子２６の作動期間を発光素子２５の作動期間より長めにして、発光素子２５の作動時と非作動時の受光量の差異から指針６〜８が検出位置にあるか否かの判別を行うようになっている。

すなわち、図１９のフローチャートにも示すように、針検出処理が開始されたら、先に、受光素子２６を作動させて受光を開始させる（ステップＳ５１）。すなわち、受光素子２６にバイアス電圧を供給して受光量に応じた検出信号が出力される状態にする。

続いて、受光開始から検出信号を取得可能な短い時間（αミリ秒）待機する（ステップＳ５２）。この間に受光素子２６の検出信号がＡＤ変換されるなどしてＣＰＵ４１により取得される。

次いで、発光素子２５を一定時間作動させる（ステップＳ５３）。すなわち、発光素子２５に一定の駆動電流を一定時間供給して所定光量の光を出射させる。この間に、受光素子２６の検出信号がＡＤ変換されるなどしてＣＰＵ４１により取得される。一定時間の作動が終了したら、駆動電流の供給を停止して、発光素子２５からの光の出射も停止される。

発光素子２５の駆動が停止したら、さらに、検出信号を取得可能な短い時間（βミリ秒）を待機する（ステップＳ５４）。この間にも受光素子２６の検出信号がＣＰＵ４１により取得される。そして、受光素子２６の駆動を停止して受光処理を終える（ステップＳ５５）。上記ステップＳ５１，Ｓ５５により、発光期間と非発光期間とに光の検出を行わせる受光タイミング制御手段が構成される。

次に、ＣＰＵ４１は、ステップＳ５２，Ｓ５４で取得した非発光時の検出信号の値と、ステップＳ５３で取得した発光時の検出信号の値との差分量を、所定の閾値と比較する（ステップＳ５６）。その結果、閾値より大きければ指針６〜８の検出と判断し（ステップＳ５７）、閾値より小さければ指針６〜８が非検出と判断する（ステップＳ５８）。そして、針検出処理を終了する。

図１６の（ａ）〜（ｃ）に示すように、検出位置に指針６〜８の何れかが無ければ光透過孔２８から侵入する外光量が大きくなって、受光素子２６により検出される受光量は受光開始から受光終了までほぼ一律の値となる。すなわち、発光素子２５の発光期間と非発光期間とで受光量の変化はほとんど生じない。

一方、図１６の（ｄ）〜（ｆ）に示すように、検出位置に指針６〜８の何れかが有れば光透過孔２８から侵入する外光量は小さくなり、さらに、受光素子２６の受光量は、受光開始から発光素子２５の発光開始までの期間は小さく、発光素子２５の発光期間中は指針６〜８を介して光が入るので大きく、発光素子２５の発光終了から受光終了までの期間は小さくなる。したがって、発光素子２５の発光期間中の受光量と非発光期間中の受光量との差異を所定の閾値と比較することで、検出位置に指針６〜８がない図１６（ｃ）の場合と、指針６〜８の何れかがある図１６（ｆ）の場合とを判別して、指針６〜８の有無を判別することができる。

図１７には、本実施形態の針検出処理の第２動作例のタイムチャートを示す。同図（ａ）〜（ｃ）が針無しのときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）が針有りのときのタイムチャートである。また、図２０には、針検出処理の第２動作例を実現するフローチャートを示す。

本実施形態では、さらに、外光の影響を排除するため、図１７に示すように、発光素子２５の発光パターンを強度変調させたパターンにして、受光素子２６でこの変調パターンの光が受光されたか否かを判別して指針６〜８の有無を判別する構成を採用することもできる。

すなわち、図２０のフローチャートにも示すように、針検出処理が開始されたら、受光素子２６を作動させ（ステップＳ６１）、発光素子２５を図１７（ｂ），（ｅ）に示すように変調駆動させ（ステップＳ６２：変調手段）、その後、受光素子２６の受光動作を停止させる（ステップＳ６３）。ステップＳ６１〜Ｓ６３の受光期間中において、ＣＰＵ４１は、受光素子２６のハイレベルの検出信号を確認したら、続いて、ハイレベルとローレベルの変化を識別可能な方式で検出信号を監視する。

そして、受光処理を停止したら、ＣＰＵ４１は、発光素子２５の発光期間中にハイレベルとローレベルに複数回変化する検出があったか判別し（ステップＳ６４）、あれば指針６〜８の何れかが検出されたと判断し（ステップＳ６５）、なければ非検出と判断する（ステップＳ６６）。そして、この針検出処理を終了する。

上記の第１動作例や第２動作例の針検出処理により、外光の影響を排除して、発光素子２５から出射した光を受光素子２６で受光して、指針６〜８の何れかかが検出位置にあるか否かを判別することができる。

なお、秒針６、分針７、時針８は、それぞれ文字板１７からの距離に違いがある。そのため、一定量の外光が照射している状態でも、文字板１７に一番近い時針８が検出位置にあるときには光透過孔２８から侵入する外光の減少量は大となり、次に近い分針７が検出位置にあるときには光透過孔２８から侵入する外光の減少量は中程度となり、一番遠い秒針６が検出位置にあるときには光透過孔２８から侵入する外光の減少量は比較的小さくなる。

したがって、上記の針検出処理の際には、検出対象となっている指針の種類に応じて発光素子２５の発光量を複数レベルに変化させて、外光を遮る量の違いに対応するようにしても良い。具体的には、秒針６の検出処理の際には発光素子２５の発光量を一番大きな第１レベルとし、分針７の検出処理の際には発光素子２５の発光量を二番目に大きな第２レベルとし、時針８の検出処理の際には発光素子２５の発光量を三番目に大きな第３レベルとする。このように検出対象の指針６〜８の種類に応じて発光素子２５の発光レベルを変化させることで、各指針６〜８が検出位置にある状態において、適宜外光の影響を除去して、対象の指針６〜８の有無の検出をより確実に行うことが可能となる。

［針識別処理］
図１８には、針識別処理の動作原理を説明するためのタイムチャートを示す。同図（ａ）〜（ｃ）は検出位置に指針がないときのタイムチャート、（ｄ）〜（ｆ）は秒針６があるときのタイムチャート、（ｇ）〜（ｉ）は分針７があるときのタイムチャート、（ｊ）〜（ｌ）は時針８があるときのタイムチャートである。（ａ），（ｄ），（ｇ），（ｊ）は光透過孔２８から侵入する外光の光量、（ｂ），（ｅ），（ｈ），（ｋ）は発光素子２５の発光量、（ｃ），（ｆ），（ｉ），（ｌ）は受光素子２６の受光量を、それぞれ示している。

次に説明する針識別処理は、上述の針位置検査修正処理（図１２〜図１４のフローチャート）の中で実行されるものではないが、検出位置にある指針６〜８の種類を識別可能とする処理であり、針位置検査処理や針位置修正処理の際にも適用可能なものである。

針識別処理は次のような動作原理に基づくものである。すなわち、図１８（ａ），（ｄ），（ｇ），（ｊ）の外光量に示すように、一定量の外光が文字板１７上に照射している状態でも、文字板１７から一番遠い秒針６が検出位置にあるとき（ｄ）と、次に遠い分針７が検出位置にあるとき（ｇ）と、一番近い時針８が検出位置にあるとき（ｊ）とで、光透過孔２８に侵入する外光量は異なってくる。

そのため、図１８（ｊ）〜（ｌ）に示すように、時針８が検出位置にあるときは、侵入する外光量が少ないため、発光素子２５の発光量を一番小さな第３レベルとしても受光素子２６の検出信号から時針８の有無を判別することが可能である。一方、秒針６が検出位置にあるときは、侵入する外来光がやや多くなるため、発光素子２５の発光量を一番小さな第３レベルとすると、外光と発光素子２５の光とが混同されて受光素子２６の検出信号から秒針６の有無を判別することができなくなる。

そこで、図１８（ｄ）〜（ｆ）に示すように、秒針６が検出位置にあるときは、発光素子２５の発光量を大きな第１レベルとすることで、光透過孔２８に侵入した外光よりも発光素子２５の光の光量の方が上回って、発光素子２５の出力が受光素子２６の検出信号に表われることとなる。そして、受光素子２６の検出信号から秒針６の有無を判別することが可能となる。

分針７が検出位置にあるときにも、同様に、発光素子２５の発光量が一番小さな第３レベルの場合には、受光素子２６の検出信号から分針７の有無を判別するこができなくなるが、図１８（ｇ）〜（ｉ）に示すように、発光素子２５の発光量を一段大きな第２レベルとすることで、受光素子２６の検出信号から分針７の有無を判別することが可能となる。

このような性質を利用することで、次のようにして、検出位置にある指針６〜８の種類を識別することが可能となる。すなわち、図２１のフローチャートに示すように、先ず、発光素子２５の発光レベルを一番低い第３レベルに設定する（ステップＳ７１）。そして、上述の図２０に示した針検出処理を実行し（ステップＳ７２）、その検出結果を判別する（ステップＳ７３）。そして、指針検出の結果であれば、指針が検出位置にあり、その指針は時針８であると識別する（ステップＳ７４）。

一方、ステップＳ７３の判別で指針非検出の結果であれば、次に、発光素子２５の発光レベルを一段高くして第２レベルに設定する（ステップＳ７５）。そして、上述の針検出処理を実行し（ステップＳ７６）、その検出結果を判別する（ステップＳ７７）。そして、指針検出の結果であれば、分針７が検出位置にあると識別する（ステップＳ７８）。

さらに、ステップＳ７７の判別で指針非検出の結果であれば、発光素子２５の発光レベルを一段高くして第１レベルに設定し（ステップＳ７９）、上述の針検出処理を実行し（ステップＳ８０）、その検出結果を判別する（ステップＳ８１）。そして、指針検出の結果であれば、秒針６が検出位置にあると識別する（ステップＳ８２）。一方、指針非検出の結果であれば、検出位置に指針６〜８の何れもないと識別する（ステップＳ８３）そして、針識別処理を終了とする。

上記のステップＳ７１，Ｓ７５，Ｓ７９の処理により、異なる光量レベルの発光を行わせるレベル変更手段が構成される。

このような針識別処理によれば、例えば、時針８の針位置検査の際（図１２のステップＳ３）や、秒針６の針位置検査の際（図１２のステップＳ１６）などに、上記の針識別処理を実行して指針６〜８の識別を行うようにすることで、検出対象と異なる指針がたまたま検出位置にあって誤った判断をしてしまうことを回避することができる。

以上のように、この実施形態の指針式時計１００によれば、指針６〜８に光を照射してその戻り光を検出することで指針６〜８が検出位置にあるか否かを判別する構成なので、指針６〜８と連動する歯車に透過孔を設けてその透過孔の検出により間接的に指針６〜８の位置を判別する構成と比較して、輪列機構１０や指針６〜８の組立工程を簡易なものにできる。さらに、指針６〜８を直接的に検出する構成なので、一組の発光素子２５と受光素子２６により３本の指針６〜８の位置検出ができるとともに、例えば、秒針６を１分間に１回の割合で位置検出できるなど、回転の遅い指針によって回転の速い指針の検出頻度が制限されてしまうといった不都合もない。

さらに、この実施形態の指針式時計１００によれば、文字板１７上の検出位置が、６時の角度位置（分針７の指す方向として３０分の角度位置）に設定されているので、検出位置において時針８と分針７とが重なり合うことがない。したがって、指針６〜８の針位置検査処理や、針位置修正処理における各指針６〜８の基準位置を検出する際などに、時針８と分針７の重なりを考慮する必要がなくなり、時針８と分針７が検出位置で重なる構成と比較して、処理タイミングの設定や総合的な処理ステップを簡略化することができる。

なお、文字板１７上において時針８と分針７が重なることのない角度位置は、分針７の指す方向で３０分位置だけではない。その他、０２分４０秒、０８分１０秒、１３分４０秒、１９分１０秒、２４分３０秒、３５分３０秒、４０分５０秒、４６分２０秒、５１分５０秒、或いは、５７分２０秒に分針７が指し示す角度位置においても、同様に時針８と分針７が重なることはない。したがって、これらの角度位置に検出位置を設定して、この角度位置に光透過孔２７，２８や発光素子２５および受光素子２６を設けるようにしても良い。この場合、図４に示した各指針６〜８の検査タイミングを検出位置に合わせて変更することで、同様に各指針６〜８の針位置検査や針位置修正の処理を実現することができる。さらに、検出位置で時針８と分針７の重なりが生じない効果は、文字板１７上の検出位置を上記の角度位置±３°程度ずらしても同様に得られるものである。

さらに、この実施形態の指針式時計１００によれば、文字板１７の検出位置に２個の光透過孔２７，２８を設け、これら光透過孔２７，２８の下側に発光素子２５と受光素子２６とを設け、さらに、指針６〜８の裏側に導光部材２２〜２４を設け、これらの作用によって指針６〜８の何れかが検出位置にあるか否かを検出するように構成されているので、文字板１７上に発光素子２５や受光素子２６を設ける場合と比較して、文字板１７のデザインを阻害することがなく、また、発光素子２５と受光素子２６を近接した位置に設けて指針６〜８の裏側で光を反射させてそれを検出する構成と比較して、指針６〜８の検出精度が向上する。

また、この実施形態の指針式時計１００によれば、幅長を有する分針７の針位置を検査するのに、分針７が２５分位置から移動する複数ステップにかけて針検出処理を行い、分針７が検出位置に差しかかってから通り過ぎるまでのステップ数をカウントし、このカウント数に基づき分針７の中心位置を認識するようにしているので、例えば、分針７の幅長が異なる複数種類の指針式時計で対して、同一の針位置検査修正処理プログラムを用いて、分針７の中心位置を正確に検出して微小な位置ズレも発生していないか高精度な検査を行うことができる。

また、この実施形態の指針式時計１００によれば、一組の発光素子２５と受光素子２６とにより、分針７については１時間に１回の割合で位置検査を行い、秒針６については大部分の時間帯で１分間に１回の割合で位置検査を行うように構成されているので、秒針６や分針７について高い頻度で位置検査を行って、位置ズレが発生した場合に修正されるまでの時間間隔を短くすることができる。

また、この実施形態の指針式時計１００によれば、針検出処理の第１動作例（図１６や図１９）に示したように、発光素子２５の非発光期間の受光量と発光期間の受光量との差異により指針６〜８の有無を判別しているので、外光の影響を排除して、正確な指針６〜８の検出が可能になっている。

さらに、針検出処理の第２動作例（図１７や図２０）によれば、発光素子２５から強度変調された光を出射し、受光素子２６でこの変調パターンの光が検出されたときに指針６〜８が検出位置にあると判別されるので、さらに外光の影響を排除して正確な指針６〜８の検出が可能となる。

また、図１８や図２１に示した針識別処理を用いることで、１組の発光素子２５と受光素子２６により、検出位置に指針６〜８が有るか無いかの検出に加えて、複数の指針６〜８のうち何れの指針が検出位置に有るのか識別できるという効果も得られる。

なお、本発明は、上記実施の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、上記実施形態では、文字板１７に２つの光透過孔２７，２８を設け、その下側の時計内部に発光素子２５と受光素子２６を設けた構成を示したが、例えば、文字板１７上に発光素子と受光素子とを設けるようにしても良い。また、指針６〜８の裏に導光部材を設けずに、発光素子から出射した光を指針６〜８の裏側で反射させて受光素子により受光させる構成を適用しても良い。

また、上記実施形態では、指針６〜８に光を照射する構成と、指針６〜８から戻される光を受光する構成とを、文字板１７上の検出位置に設けた例を示したが、その他の構成例を表わした図２２（ａ）の説明図に示すように、検出位置には受光素子２６のみを配置し、発光素子２５は指針の回転軸１１ａの位置に配置して、発光素子２５の光を回転軸１１ａと指針６に沿って導いて受光素子２６の箇所へ放出させるように構成しても良い。また、その他の構成例を表わした図２２（ｂ）の説明図に示すように、上記構成において受光素子２６と発光素子２５の配置を逆転させるように構成しても良い。

また、上記実施形態では、秒針６の針位置検査処理（図１２のステップＳ１５，Ｓ１６等）において、３０秒のタイミングで針検出処理を実行して秒針６の位置ズレの有無を判断していたが、例えば、２９秒、３０秒、３１秒の各タイミングに３回の針検出処理を行って、非検出→検出→非検出の結果が得られれば秒針６の位置ズレはないと判断するようにしても良い。このような方式を採用することで、より正確な秒針６の針位置検査を行うことができる。

また、上記実施形態では、秒針６の駆動系と時分針７，８の駆動系と２系統の駆動構成を有する指針式時計１００を例示したが、秒針６と時分針７，８とを連動させた１系統の駆動構成を有する指針式時計に適用することもできる。また、上記実施形態では、ＣＰＵ４１によりカウントされる針位置カウンタの値と各指針６〜８の実際の位置とにズレが生じていないか確認するために針位置検出を行う例を示したが、例えば、針位置検出により各指針６〜８の位置と内部時刻とにズレが生じていないかを確認するようにしても良い。

その他、実施の形態で具体的に示した細部構造および方法は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

６ 秒針
７ 分針
８ 時針
１７ 文字板
２０ 位置検出装置
２２〜２４ 第１〜第３導光部材
２５ 発光素子
２６ 受光素子
２７ 第１光透過孔
２８ 第２光透過孔
３０ アナログブロック
４１ ＣＰＵ
４２ ＲＯＭ
４３ ＲＡＭ

Claims (9)

1. 時針、分針、秒針からなる複数の指針が文字板上を回転して時刻を表示する指針式時計において、
   発光部と受光部とを有し、指針が文字板上の検出位置に差し掛かった際に指針との間で光をやり取りすることで指針が前記検出位置にあることを検出する光検出手段と、
   前記光検出手段を駆動して前記指針の位置を判別する制御手段と、
   を備え、
   前記光検出手段の前記検出位置が、前記時針と前記分針とが重ならない前記文字板上の角度位置に設定されていることを特徴とする指針式時計。
2. 時針、分針、秒針からなる複数の指針が文字板上を回転して時刻を表示する指針式時計において、
   発光部と受光部とを有し、指針が文字板上の検出位置に差し掛かった際に指針との間で光をやり取りすることで指針が前記検出位置にあることを検出する光検出手段と、
   前記光検出手段を駆動して前記指針の位置を判別する制御手段と、
   を備え、
   前記光検出手段の前記検出位置は、前記分針が３０分００秒、３５分３０秒、４０分５０秒、４６分２０秒、５１分５０秒、５７分２０秒、０２分４０秒、０８分１０秒、１３分４０秒、１９分１０秒、或いは、２４分３０秒に指し示す前記文字板上の角度±３°の範囲に設定されていることを特徴とする指針式時計。
3. 前記文字板上の前記検出位置には第１光透過孔と第２光透過孔とが形成され、
   前記発光部は前記第１光透過孔を介して前記文字板の裏側から表面側へ光を出射する構成であり、
   前記受光部は前記第２光透過孔を介して前記文字板の表面側から裏側へ進入した光を受光する構成であり、
   前記各指針の裏側には、当該指針が前記検出位置にあるときに前記第１光透過孔から光を受けて前記第２光透過孔へ導く導光部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式時計。
4. 前記制御手段は、
   １本の指針が所定の角度範囲を移動する複数ステップにわたって前記光検出手段を駆動させる駆動制御手段と、
   前記複数ステップにわたる前記光検出手段の駆動によって前記１本の指針が検出されるステップの回数を計数するステップ数計数手段と、
   このステップ数計数手段の計数値に基づいて前記１本の指針の幅方向の中心位置を求めてこの中心位置を指針位置として認識する針位置認識手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式時計。
5. 前記制御手段は、前記分針が前記検出位置を通過する予定の時間帯に、前記光検出手段を駆動させて１時間に１回の割合で前記分針の位置検出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式時計。
6. 前記制御手段は、前記秒針が前記検出位置を通過する予定の時間帯のうち、前記時針と前記分針とが前記検出位置に近接する時間帯を除く期間において、前記光検出手段を駆動させて１分間に１回の割合で前記秒針の位置検出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式時計。
7. 前記受光部により前記発光部の発光期間と非発光期間とに光の検出を行わせる受光タイミング制御手段を備え、
   前記制御手段は、前記発光期間における前記受光部の光の検出量と前記非発光期間における前記受光部の光の検出量との差異に基づいて前記指針が前記検出位置にあるか否かを判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式時計。
8. 前記発光部から出射される光の強度を変調させる変調手段を備え、
   前記制御手段は、前記受光部により前記変調された光が受光されたか否かに基づいて前記指針が前記検出位置にあるか否かを判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式時計。
9. 前記発光部を異なる光量レベルで発光させるレベル変更手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記指針が停止している期間に、前記レベル変更手段により前記発光部に異なる光量レベルの発光を行わせるとともに、前記異なる光量レベルの発光のうち前記受光部により受光が検出されたときの光量レベルに応じて、前記複数の指針のうち何れの指針が検出位置にあるか否かを識別することを特徴とする請求項１又は２に記載の指針式時計。

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