JP2010210454A - 針位置補正装置およびアナログ電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】アナログ電子時計における針位置の検出と針位置の補正とを的確に行うことができる針位置補正装置を提供する。
【解決手段】周方向に沿って等分割した複数のソーラーセル９上を運針する時針４と分針３とが重なる所定時刻（例：０時００分）に内部時刻がなった否かを判別し（S31）、内部時刻になったと判別されたならば、次に複数のソーラーセル９の各発電量を検出し（S32）、更に、該時刻に対応する分割ソーラーセルS0〜S59の発電量が他のセルS0〜S59の発電量よりも低いか否か判別し（S33）、もしも低くなっていないと判定した場合は時針４・分針３が示す現在の針時刻位置と内部計時されている現在時刻との時刻がずれていると判断して、それを契機に、複数の歯車の回転位置を光検出し、その結果、各歯車の回転位置が予め定められている位置にないと判別された際に、内部の現在時刻の位置に時刻表示用針の針位置が合うように針位置補正処理を行う（S37）。
【選択図】図７

Description

本発明は、アナログ表示部を有する電子時計におけるソーラーパネルを利用した針位置補正装置およびアナログ電子時計に関するものである。

従来、標準電波を受信して、該標準電波に含まれる時刻情報に合わせて内部時刻を自動的に修正するアナログ表示電波時計が知られている。かかるアナログ表示電波時計においては、内部時刻に合わせて時針や分針などの針をモータ駆動により回転させて、針が示す時刻を内部時刻に一致させるようにしている。このような針の回転駆動機能は、時計の制御部が針位置を認識した状態で、歯車を介して針を回転駆動することで実現されている。

ところで、アナログ表示部を有する電子時計においては、時計が強磁界に触れたときや、時計に強い衝撃が加わったときに、運針中に針位置がずれて制御部が認識している内部時刻と運針中の針位置が示す時刻とが食い違ってしまうことがある。このような場合、実際の針位置を制御部が認識している時刻位置へ修正しないと、針により示される時刻が正しい時刻からずれたままとなってしまう。

そこで、近年のアナログ電子時計では、針位置検出装置を内部に設け、所定時刻、たとえば、０時０分０秒、１時０分０秒、２時０分０秒といった正時ごとに針位置がずれていないか否か、自動的に光検出して、その結果、針位置のずれが検出された場合には、内部時刻に対してずれている針位置を正しい針位置まで自動補正する針位置自動補正機能を備えた針位置補正装置が考えられている。
なお、針位置補正装置としては、例えば、複数の針と連動する各歯車にそれぞれ貫通孔等の透過孔を設け、この複数の孔をフォト・インタラプタの発光素子から出る光を受光素子により検出することで、現在運針中の針位置を、各歯車の透過孔とフォト・インタラプタとの協同作用にて間接的に検出する光学的な光検出センサーを備えたものも知られている（例えば特許文献１、２）。
一方、従来、針を直接検出する針位置検出装置も知られている。この種の針位置検出装置の場合、針を直接検出するための専用の検出手段（例えば、特許文献２に示すような発光素子を用いた針位置検出手段、静電容量を利用した検出手段または磁気センサー等の検出手段）が必要となる。

特開２０００−１６２３３６号公報 特開平０８−８２６８３号公報

針を直接検出するために専用の検出センサーを備えた方式の針位置補正装置の場合、専用の検出センサーを必要とするので、その分、コストアップを招くという問題点がある。
一方、歯車等を用いて針位置を間接的に検出する方式の針位置補正装置の中でも、正時の時刻毎、すなわち一時間毎に、光学的なセンサーを用いて検出する方式を採用している針位置補正装置の場合、歯車の位置の光検出を行う頻度が多くなり、光学的なセンサーの発光駆動のために多くの電流を消費し電池の寿命が短くなるといった問題点があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、専用の検出センサーを設けることなく、しかも、多くの電流を消費することなく電池寿命を長くすることが可能な安価な針位置補正装置およびアナログ電子時計を提供することを目的としている。
また、本発明は、消費電力の増大を抑制しつつ、針の実際の位置を正確かつ確実に検出して補正することができる針位置補正装置およびアナログ電子時計を提供することを目的としている。
さらに、本発明の他の目的は、時計本体の外枠に設けられる操作ボタンもしくは操作スイッチを設けることが不要となり、これにより大幅なコストダウンを図ることができるアナログ電子時計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に記載の針位置補正装置は、
時字が形成されている時字部材と、
前記時字部材に配設され周方向に沿って分割された複数のソーラーセルを有するソーラーパネルと、
このソーラーパネル上を運針する指針と、
この指針を回転駆動させる歯車機構と、
現在時刻を内部時刻として計時する計時手段と、
前記指針の現在時刻位置を前記複数のソーラーセルの発電状態に基づいて検出する検出手段と、
この検出手段により検出された指針の現在時刻位置に対応する針位置時刻または時刻帯と前記計時手段により計時されている内部時刻とが互いに対応関係にあるか否かを判定する針位置時刻判定手段と、
この針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各貫通孔を通じて、前記指針の現在時刻位置を光検出し、この光検出された指針の現在時刻位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記指針が合うように、前記指針の針位置を補正する針位置補正手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の針位置補正装置において、
前記針位置検出手段は、前記針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各透過孔を通じて、前記時針および分針の現在の針位置を検出する現在針位置検出手段を備え、
前記針位置補正手段は、前記現在針位置検出手段により検出された現在の針位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記時針および分針が合うように、前記時針および分針の針位置を補正する針位置ずれ補正手段を備えていることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の針位置補正装置において、前記ソーラーパネルは、６０個の同一形状のセルに分割されており、前記前記時針と分針とが所定の位置関係になる複数の時刻は、前記時針と分針とが重なり合う時刻であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の針位置補正装置において、前記時針と分針とが重なり合う時刻は、前記時針および分針により示される０時００分の時刻であり、前記予め定められている基準位置は前記各歯車の各透過孔が互いに合致すべき０時００分の時刻であることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の針位置補正装置において、前記針位置検出手段は、前記複数の貫通孔が前記予め定められている基準位置にて同一軸上において、前記複数の歯車を挟むように向き合って配置された一対の発光素子と受光素子とを備えていることを特徴としている。

請求項６に記載のアナログ電子時計は、請求項１〜５のいずれかに記載の針位置補正装置と、この針位置補正装置を構成する針位置補正装置本体に設けられ、時刻情報を含む標準電波を受信する受信手段とを備え、前記計時手段は前記受信手段により受信した標準電波に含まれている時刻情報に応じて前記内部時刻を修正することを特徴としている。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載のアナログ電子時計において、前記針位置補正装置本体は、前記計時手段により計時される時刻に関連して、使用者により操作される操作ボタンもくしは操作スイッチを備えていないことを特徴としている。

請求項８に記載の発明は、
複数のソーラーセルを有するソーラーパネル、このソーラーパネル上を運針する指針、この指針を回転駆動させる歯車機構、および、現在時刻を内部時刻として計時する計時手段を備えているアナログ電子時計において、
前記指針の現在時刻位置を前記複数のソーラーセルの発電状態に基づいて検出する検出手段と、
この検出手段により検出された指針の現在時刻位置に対応する針位置時刻または時刻帯と前記計時手段により計時されている内部時刻とが互いに対応関係にあるか否かを判定する針位置時刻判定手段と、
この針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各貫通孔を通じて、前記指針の現在時刻位置を光検出し、この光検出された指針の現在時刻位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記指針が合うように、前記指針の針位置を補正する針位置補正手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項９に記載の発明は、
運針する指針、この指針を回転駆動させる歯車機構、および、現在時刻を内部時刻として計時する計時手段を備えているアナログ電子時計において、
前記指針の現在時刻位置を検出する検出手段と、
この検出手段により検出された指針の現在時刻位置に対応する針位置時刻または時刻帯と前記計時手段により計時されている内部時刻とが互いに対応関係にあるか否かを判定する針位置時刻判定手段と、
この針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各貫通孔を通じて、前記指針の現在時刻位置を光検出し、この光検出された指針の現在時刻位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記指針が合うように、前記指針の針位置を補正する針位置補正手段と、
を備えることを特徴としている。

本発明によれば、専用の検出センサーを設けることなく、しかも、多くの電流を消費することなく電池寿命を長くすることが可能な安価な針位置補正装置およびアナログ電子時計を実現することができる。
また、消費電力の増大を抑制しつつ、針の実際の位置を正確かつ確実に検出して補正することができる針位置補正装置およびアナログ電子時計を実現することができる。
さらに、時計本体の外枠に設けられる操作ボタンもしくは操作スイッチを設けることが不要となり、これにより大幅なコストダウンを図ることができるアナログ電子時計を実現できるという効果がある。

この発明の第１の実施例に係るアナログ電子時計の要部を示す正面図である。 図１の電子時計の矢印Ａ−Ａ線断面図である。 針を回転させる歯車機構の構成を裏蓋側からみた背面図である。 図３に示す歯車機構の斜視図である。 この発明の第１実施例に係るアナログ電子時計の回路構成を示すブロック図である。 ＣＰＵにより実行されるメイン制御処理の手順を示すフローチャートである。 図６のメイン制御処理におけるステップＳ３の針位置検出処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施例における針位置検出処理の手順を示すフローチャートである。 （Ａ）および（Ｂ）は、この発明の第３の実施例に係るアナログ電子時計の異なる時刻の指針とソーラーパネルとの関係を示す正面図である。 第３の実施例における針位置補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 第４の実施例における針位置補正処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施例）
図１は、本発明の一実施例の時計モジュールを含むアナログ電子腕時計の要部を示す正面図、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。

この実施例の時計モジュール１は、モータおよび歯車機構ＨＫを内蔵し電子制御によってモータ１２，１７を回転させて運針させる機能を有するように構成されており、アナログ時計の本体ケースＴＫ内に配置されている。本体ケースＴＫにはバンドＢＤが取り付けられている。この時計モジュール１の正面側の本体ケースＴＫ上には風防ガラスＦＧが設けられ、風防ガラスＦＧの下側にはいわゆる文字板５が設けられており、本体ケースＴＫの背面側には裏蓋が設けられている。時計モジュール１は、この文字板５によって正面側が覆われ、かつ周囲が本体ケースＴＫに囲まれることによって遮光されている。

なお、本実施例のアナログ電子腕時計では、本体ケースＴＫの外周に、時刻修正を行うための操作スイッチ等の操作スイッチ類は一切設けられていない。

本実施例の電子腕時計は、後述のように、ソーラーセルの出力を利用して運針中の指針である分針３および時針４の現在の針位置を検出し、この検出された指針の位置が示す現在時刻と内部で計時されている現在時刻である内部時刻とを比較し、この比較結果に基づいて、内部時刻に対する指針の針位置がずれていると判定された際は、歯車機構ＨＫを構成している複数の歯車に設けられた透過孔とフォト・インタラプタとを用いた針位置検出を行なって針位置を光検出し、針位置を補正する処理を実行するように構成することで、指針の針位置を使用者が手動操作で修正するための操作スイッチを設ける必要がなくなる。その結果、運針中の針位置の検出から針位置補正までの各処理に係る完全自動のアナログ電子腕時計を実現することが容易となり、本体ケースを貫通孔等のないシンプルな形状にしてコストダウンを図ることが可能となる。

文字板５には、円周方向に沿って６０分割され放射状に並んで配設された同じ大きさの６０個のソーラーセルＳ０，Ｓ１，……Ｓ５９を有するソーラーパネル９が、該文字板５の表面に設けられている。また、文字板５の中央には、図２に示すように、秒針軸２０ａ、分針軸２５ａ、時針軸２７ａを挿通させるための貫通孔５ａが設けられている。そして、この貫通孔５ａには内部機構側から前面側に軸２０ａ，２５ａ，２７ａが挿通され、軸２０ａ，２５ａ，２７ａにおける文字板５の上に突出した部位に秒針２、分針３、時針４がそれぞれ固定されている。この秒針２、分針３および時針４は、対応する秒針軸２０ａ、分針軸２５ａおよび時針軸２７ａが回転されることによって、追従して回転されることで時刻を表示するようになっている。

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は、図２に示すように、中空管状の軸として構成されている。このうち時針軸２７ａの中には分針軸２５ａが通され、一方、分針軸２５ａの中には秒針軸２０ａが通されている。この秒針軸２０ａ、分針軸２５ａおよび時針軸２７ａは同一の回転軸を中心に回転可能となっている。また、秒針軸２０ａ、分針軸２５ａおよび時針軸２７ａは、秒針車２０、分針車２５および時針車２７にそれぞれ固着されている。そして、秒針車２０、分針車２５および時針車２７は同一の回転軸を中心に回転可能となっている。

なお、図２において、符号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のステータを示している。

ここで、本実施例の時計モジュールにおける針位置検出の原理を説明する。前述したように、文字板５の表面には、円周方向に沿って６０分割したソーラーセルＳ０，Ｓ１，……Ｓ５９が並んで設けられている。アナログ時計の特徴の１つに時針が一回転する間に短針と重なり合うタイミングが存在する点がある。具体的には、０時００分（１２時００分を含む）、1時０５分、２時１１分、３時１６分、４時２１分、５時２７分、６時３２分、７時３８分、８時４３分、９時４８分、１０時５４分、１１時５９分の１２個のタイミング（針時刻）である。

６０分割のソーラーセルＳ０〜Ｓ５９を有する文字板におけるこれらの針時刻に着目すると、それぞれ１つのセルＳ０〜Ｓ５９の上方位置に時針４と分針３が位置することになる。そして、時針４と分針３が重なった状況では、セルＳ０〜Ｓ５９が時針４および分針３の影になることによって６０個のセルＳ０〜Ｓ５９のうち５９個のセルの出力（発電量）はあるレベルでほぼ均等となり、時針４および分針３の影に入った１つのセルＳ０〜Ｓ５９の出力は他の５９個のセルＳ０〜Ｓ５９の出力よりも低いレベルになる。

そこで、本実施例のアナログ電子腕時計においては、時針４と分針３とが重なる上記内部時刻に、６０個のソーラーセルＳ０〜Ｓ５９の出力を独立検出して、制御装置（ＣＰＵ３５）によって所定の１つのセルＳ０〜Ｓ５９の発電量が他のセルＳ０〜Ｓ５９の発電量よりも低くなっているか判定することによって、針位置が示す時刻が、制御装置が把握している内部時刻からずれていないか調べるようにしている。これによって、ソーラーセルＳ０〜Ｓ５９以外の特別な検出センサーを設けることなく、時針４と分針３とが重なった針位置を検出することができるとともに、この検出された時針４と分針３とが重なった針位置が示す時刻と内部時刻とが一致しないと判断された際は、時針４と分針３の針位置がずれていると推測されるので、このような場合にのみ、後述の方法でフォト・インタラプタを使用した針位置検出を行うことで、毎正時にフォト・インタラプタを使用した針位置検出を行う従来方式に比べて大幅に消費電力を低減することができる。
具体的な判定の手順については後に詳しく説明する。

なお、上記のような現象を利用した針位置の検出は、本実施例のように、時針４と分針３とが重なり合う１２個のタイミングごとに実行しても良いし、時針４と分針３とが重なり合う１２個の時刻のうち、特定の一つの時刻、例えば０時００分にのみ実行するようにしても良い。
１１時５９分に関しては０時００分との時間差が小さいので、０時００分に検出を行なうように設定した場合には省略するのが望ましい。
また、一般に秒針２の幅方向の形状は時針４や分針３の幅方向の形状に比べて細い幅形状にされ、かつ文字板５から最も離れるように軸２０aに取り付けられているので、秒針２の影に入ることによって減少するセルＳ０〜Ｓ５９の出力の変化は非常に小さいため、秒針２の影響は無視することができる。
さらに、本実施例を適用する場合、時針４と分針３の幅は６０分割のソーラーセルＳ０〜Ｓ５９の周方向幅と同一もしくはそれよりも細い形状とし、秒針２の幅はさらに細い幅形状とするのが望ましい。

図３には、時計モジュール１の一部を構成する駆動系である歯車機構ＨＫが示されている。同図においては示されていないが、歯車機構ＨＫは、分針車２５と時針車２７を含む。この分針車２５と時針車２７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（図４参照）。

この時計モジュール１の駆動系である歯車機構ＨＫは、大別して、秒針２を回転駆動する第１駆動系１１と、時針４と分針３とを連動させて回転駆動する第２駆動系１２とから構成されている。この２系統の駆動系１１，１２はそれぞれ独立的に駆動可能となっている。

このうち第１駆動系１１について説明すれば、この第１駆動系１１は、第１ステッピングモータ１７（図２参照）と、五番車１８と、秒針車２０とを含んで構成されている。この第１駆動系１１は、第１ステッピングモータ１７のロータ１７ｃの動力をロータカナ１７ｄ、五番車１８および五番車カナ１８ａを介して秒針車２０に伝達し、秒針車２０および秒針２を回転させるように構成されている。

一方、第２駆動系１２は、第２ステッピングモータ２２（図２参照）と、三番車２４と、中間車２３と、分針車２５と、図示略の日の裏車と、時針車２７等とを含んで構成されている。この第２駆動系１２は、第２ステッピングモータ２２のロータ２２ｃの動力をロータカナ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（図２参照）、分針車２５のカナ２５ｂから日の裏車、および日の裏車のカナ２６ａ（図２参照）を介して時針車２７（図２参照）に伝達し、分針車２５および分針３と時針車２７および時針４とを連動させて回転させるように構成されている。

また、時計モジュール１は歯車機構ＨＫの一部として、図２に示すように、針位置補正装置の一部を構成する歯車位置検出部１３を備えている。この歯車位置検出部１３は、複数の歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２３）に設けられた孔２９、２８、２１a、２１ｂ、２１ｃ、３０の重なり状態を検出するためのものである。この歯車位置検出部１３は、電気的な駆動により光を発光する発光部３１と、この発光部３１から発せられた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。この発光部３１および受光部３２が設置された位置が光検出位置Ｐであり、発光部３１は発光ダイオードを備えている。一方、受光部３２はフォトトランジスタを備えている。

また、発光部３１と受光部３２によって挟まれる複数の歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２３）の所定位置に、すなわち、該複数の歯車２７、２５、２０、２３が回転して光検出位置Ｐ（この位置を「予め定められている基準位置」という場合がある）に至った際（すなわち、所定時刻；この実施形態の場合、０時００分となった際）の位置に、互いに重なる孔２９、２８、２１a、３０がそれぞれ形成されている。

そして、この歯車位置検出部１３では、図４に示すように、上記複数の歯車が回転して当該複数の歯車２７、２５、２０、２３の孔２９、２８、２１a、３０が検出位置Ｐ（予め定められている基準位置）で互いに重なる時刻（この実施形態の場合、内部時刻が０時００分）になると、発光部３１から光が発光されるようになっているので、発光された光はそれら孔２９、２８、２１a、３０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。

この複数の歯車２７、２５、２０、２３の孔２９、２８、２１a、３０が検出位置Ｐで重なったときの歯車位置が歯車位置の初期歯車位置となる。この初期歯車位置では秒針２、分針３、時針４は所定時刻（この実施形態の場合、０時００分）を指し示す。

ここで、秒針車２０に形成された孔２１ａ、２１ｂ、２１ｃについて、図３を用いて説明する。
秒針車２０のうち、運針する秒針２が光検出位置Ｐと重なる位置に、円形の第１光透過孔部２１ａが形成されている。また、秒針車２０のうち、この円形の第１光透過孔部２１ａと同一半径上、周方向に沿って長い第２長孔２１ｂおよび第３長孔２１ｃが形成されている。第１光透過孔部２１ａと第２長孔２１ｂとの間は第１遮光部２１ｄを形成し、第１光透過孔部２１ａと第３長孔２１ｃとの間は第２遮光部２１ｅを形成している。

そして、第１遮光部２１ｄの長さと第２遮光部２１ｅの長さ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光透過孔部２１ａの位置から１８０度の位置に設定されている。なお、第２長孔２１ｂおよび第３長孔２１ｃを形成したのは、この第２長孔２１ｂまたは第３長孔２１ｃを利用して時針車２７、分針車２５および中間車２３の孔を合致させることを容易にするためである。

分針車２５のうち、運針する分針３が光検出位置Ｐと重なる位置に、円形の１個の第２光透過孔部２８（図４参照）が形成されている。この第２光透過孔部２８は、秒針車２０の第１光透過孔部２１ａと同一半径上に形成されている。

また、中間車２３のうち、光検出位置Ｐと重なる位置に、図４に示すように、円形の１個の第４光透過孔部３０が形成されている。この第４光透過孔部３０は、検出位置Ｐで分針車２５の第２光透過孔部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。

さらに、時針車２７のうち、同一半径上で３０度ごとに分割された位置で、かつ、運針する時針４が１時、２時といった毎正時において光検出位置Ｐと重なる位置に、１１個の円形の第３光透過孔部２９が形成されている。ただし、時針４が１１時を指し示すときに０時の位置である光検出位置Ｐに来る部位には円形の光透過孔部は形成されていない。この部分は遮光部となっている。この遮光部を設けた理由は、この遮光部を設けることで時針車２７の初期歯車位置を的確に検知するためである。なお、第３光透過孔部２９も、秒針車２０の第１光透過孔部２１ａ、分針車２５の第２光透過孔部２８と同一半径位置に形成されている。

次に、この実施例の電子腕時計の回路構成について図５を用いて説明する。

時計モジュール１は、第１ステッピングモータ１７および第２ステッピングモータ２２を含みアナログ表示時計の針２〜４の駆動を行う時計ムーブメント８と、歯車の回転位置を検出する歯車位置検出部１３と、この歯車位置検出部１３の受光部３２にて検出されたアナログ検出信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ３４と、６０個のソーラーセル９からの発電量をそれぞれ独立して検出する発電量検出部５０と、この発電量検出部５０の検出信号をデジタル信号に変換するＡＤコンバータ５１と、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）３５と、制御プログラムや制御データを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）３６と、ＣＰＵ３５に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）３７とを備える。

また、時計モジュール１は、現在時刻を計時するためのクロックを形成する発振回路３８および分周回路３９と、電池を内蔵するとともにソーラーセルＳ０〜Ｓ５９からの電力を受けて電源電圧を生成し各部へ供給する電源部４０と、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および検波回路４２と、時計表示部を照らす照明部４３および照明駆動回路４４と、アラーム出力を行うスピーカ４５およびブザー回路４６と、発振回路３８および分周回路３９からの信号に従って計時を行う計時回路４７等を備える。

計時回路４７には、内部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により受信した標準電波に含まれる時刻情報の値が、計時回路４７内の時刻カウンタの値に置き換えられることにより、カウンタの値である内部時刻を現在時刻として修正するようになっている。これにより、正確な内部時刻の表示が可能となる。

上記計時回路４７は、ＣＰＵ３５内部に設けても良い。以下の説明では、計時回路４７がＣＰＵ３５内部にあるものとして説明を行う。

ＡＤコンバータ３４は逐次比較タイプのものであり、逐次比較コンパレータや該コンパレータの出力信号を一時的に保持する逐次比較レジスタ、ローカルＤＡコンバータ、ＡＤコンバータ３４内のスイッチ素子のオン、オフ制御を行う論理回路等は、ＣＰＵ３５の内部に設けられている。

発電量検出部５０は各ソーラーセルＳ０〜Ｓ５９の発電量を個別に検出するもので、発電量を示す電圧値としてＡＤコンバータ５１に供給される。ＡＤコンバータ５１は、上記ＡＤコンバータ３４と同じタイプのもので、発電量をデジタル値に変換してＣＰＵ３５へ出力する。

次に、上記構成の電子腕時計における制御処理について図６に示すフローチャートを参照しながら説明する。

図６は、電子腕時計内のＣＰＵ３５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。
時針４と分針３との２つの針が互いに重なる時刻は、０時００分〜１２時００分の範囲内の場合は、０時００分、１時０５分、２時１０分、３時１６分、４時２１分、５時２７分、６時３２分、７時３８分、８時４３分、９時４９分、１０時５４分、１１時５９分の合計１２個の時刻であるが、この第１の実施形態の場合、これら１２個の時刻の中から設定された一つの設定時刻である「０時００分」の時刻を、時針４と分針３との２つの針が互いに重なる時刻としている。

この実施例においては、電源投入されると、ＣＰＵ３５によって図６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、現在時刻表示部４７に対する現在時刻の表示駆動などの表示処理を行う表示処理（ステップＳ１）、この現在時刻表示部４７に表示される現在時刻を計時する計時処理（ステップＳ２）、ソーラーセル９の発電量に基づいて、指針を構成する運針中の分針３，時針４の針位置を検出する針位置検出処理（ステップＳ３）、計時処理された現在時刻である内部時刻に対して、この運針中の分針３，時針４の針位置が示す時刻が一致していない、すなわち、双方の時刻が時間的にずれていると判断された場合に、分針３，時針４を運針駆動するための各歯車２７、２５、２０、２３の孔２９、２８、２１a、３０の位置を検出してこの検出された各歯車２７、２５、２０、２３の孔２９、２８、２１a、３０の位置を通じて、針位置を補正する針位置補正処理（ステップＳ４）、各種エラー処理などのその他の機能処理（ステップＳ５）が繰り返し実行される。なお、ステップ４の針位置補正処理における実質的な補正処理は、ステップ３の針位置検出処理で、内部時刻に対して、運針中の分針３，時針４の針位置が示す時刻が一致しておらず、したがって、針位置が正しくないと判断された場合にのみ行われる。

次に、図６のステップＳ３で実行される針位置検出処理の具体的手順を図７のフローチャートを用いて説明する。

この針位置検出処理では、先ずＣＰＵ３５が把握している内部時刻が予め設定された時刻（時針４と分針３が重なる１２個の時刻の中から設定された一つの設定時刻である「０時００分の時刻」）になったか否かを判定する（ステップＳ３１）。
そして、この設定時刻になったと判定するとステップＳ３２へ進んで、６０分割の６０個のソーラーセルＳ１〜Ｓ５９の出力をＡＤ変換して各発電量を検出する。続いて、検出を開始した時刻に２つの針３、４が重なる位置すなわち針３，４の影になる位置に対応したソーラーセルＳ０の発電量が他のソーラーセルＳ１〜Ｓ５９の発電量よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３３）。

ここで、設定時刻に針３，４の影になるべき位置にあるソーラーセルＳ０の発電量が他のソーラーセルＳ１〜Ｓ５９の発電量よりも充分に小さいと判定された場合は、針３，４が示す現在時刻が内部時刻と一致していることになり、運針中の針３，４の針位置は、現在の内部時刻に対応した正しい位置にあるということであるので、針位置検出処理（ステップＳ３６）および針位置自動修正処理（ステップＳ３７）を飛ばして処理を終了する。

また、すべてのソーラーセルＳ０〜Ｓ５９の発電量が所定値以下の場合にもステップＳ３４とＳ３５を飛ばして処理を終了するようにしても良い。すべてのソーラーセルＳ０〜Ｓ５９の発電量が所定値以下の場合としては、夜間や机の中にしまわれているような状況に置かれているということであり、そのような場合にはユーザが時刻を確認することもないので、仮に針位置がずれていたとしても修正する必要がないと考えられるためである。

一方、針の影になった位置のソーラーセルＳ０の発電量が他のソーラーセルＳ１〜Ｓ５９の発電量よりも充分に小さくないと判定した場合には、次のステップＳ３６で、発光・受光素子３１，３２を備え、各歯車２０，２５，２７に設けられている貫通孔２１a、２８、２９を利用して針位置検出を行う歯車位置検出部１３による初期歯車位置検出処理を行う。

設定時刻に２つの針３，４の影になった位置のソーラーセルＳ０の発電量と他のセルＳ１〜Ｓ５９の発電量とに基づいて、当該タイミングで針３，４が示す時刻（この実施形態の場合は、「０時００分の時刻」）と内部時刻とが合致している場合には、２つの針３，４の位置が示す時刻と内部時刻とは一致していることになるので、時針４および分針３を運針駆動するための歯車の位置の調整は不要である。

ユーザにとっての関心事は針位置の正確さにあり、針が正確に現在時刻を表示（指示）しているのであれば時計の目的は達成されるから、この場合には針位置の補正は不要である。一方、針３，４が示す時刻と内部時刻とが合致していない場合には針位置の検出と補正が必要となる。

この針位置の検出と針位置の補正を行うために、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の光透過孔部２１ａ，２８，２９，３０が検出位置Ｐで正しく重なる状態（初期歯車位置）となっているのか否かを判定し、この判定の結果、第１〜第４の光透過孔部２１ａ，２８，２９，３０が検出位置Ｐで正しく重なっていないと判定された場合は、複数の歯車２７、２５、２０、２３を回転させて、針の位置をその時の内部時刻に合致させる針位置の補正処理を行う。

この針位置の補正処理方法によれば、上記複数の歯車２７、２５、２０、２３の第１〜第４の光透過孔部２１ａ，２８，２９，３０のすべてを初期状態、すなわち、検出位置Ｐにおいて重なる位置まで一旦戻した上で、該複数の歯車を回転させてすべての針位置をその時の内部時刻に合致させるので的確な時刻合わせが行えることになる。

そのために、まず、ステップＳ３７の針位置自動修正処理では、ステップＳ３６の初期歯車位置検出処理の結果、複数の歯車２７、２５、２０、２３の第１〜第４の光透過孔部２１ａ，２８，２９，３０のすべてを初期状態、すなわち、検出位置Ｐにおいて重なる位置から、ＣＰＵ３５が内部時刻と実際の針の位置とのずれ量を算出し、それに応じてモータを駆動して針３，４を内部時刻に対応する位置まで回転させる。

なお、ステップＳ３６の歯車位置検出処理では、最初に、図４に示すように、時針車２７の孔２９、分針車２５の孔２８、秒針車２０の孔２１aおよび中間車２３の孔３０が互いに合致する位置まで、当該歯車機構を回転駆動する。

以上説明したように、本実施例においては、歯車位置から針位置を検出するのに先立って、内部時刻が示す時刻位置に、針が来ているかを複数のソーラーセルを用いて直接的に検出し、その後に、もしも内部時刻が示す時刻位置に針が来ていないと判定されたことを条件に、各歯車の孔位置が針位置検出位置に位置しているか否かを光検出した結果、光検出が行えないと判定したら、すなわち、受光部３２が発光部３１からの光を受光しないと判定したら、これら歯車と連動する針位置の補正を行い、針位置修正処理を完了するようにしているので、正確に針位置の補正が行えることになる。

また、運針中の針位置を直接的に検出するにあたり、従来から文字板の上部または下部に配設されている複数のソーラーセルを利用していることから、針検出のために特別の検出手段（静電容量を利用した検出手段や磁気センサー等の検出手段）を必要としないので、比較的安価な針位置検出装置が実現できる。

さらに、運針中の針位置に対応する時刻と内部の現在時刻とがずれていると判別された場合にのみ、歯車機構を回転駆動して間接的に針位置の検出（発光素子の駆動）をするようにしているので、運針中の針位置に対応する時刻と内部の現在時刻とがずれているか否かにかかわらず、毎正時ごとに必ず針位置の光検出を行う従来のアナログ電子腕時計の場合に比べて、針位置の光検出のための発光部による発光駆動回数を大幅に削減することができ、それによって消費電力が低減され電池寿命を延ばすことができる。

また、運針中の針位置に対応する時刻と内部の現在時刻とがずれているか否かの処理から、ずれている場合に行う針位置補正の処理までを全自動で行うことができ、現在時刻に対してずれている針を使用者の操作スイッチの操作で修正する必要がないことから、操作スイッチまたは操作ボタン類を一切不要とするような設計ができ、その分、小型軽量で安価な時計を実現することができる。

さらに、図１のような実施例では、ソーラーパネルを６０分割しセルの中心線と、分を表わす６０個の時字の目盛りの中心線とを一致させた構成としているが、これに限定されず、ソーラーパネルを６０分割しセルの右端縁または左端縁と、分を表わす６０個の時字の目盛りの中心線とを一致させた構成としてもよい。
（第２実施例）
図８には、本発明の第２実施例における針位置検出処理のフローチャートが示されている。

この実施例は、第１実施例のように２つの針が重なる時刻ではなく、内部時刻が予め定められている時刻、たとえば、１時００分になった際にのみソーラーセルの出力状態の検出を行うようにしたものである。
なお、この場合、前述した第１実施例の場合と異なり、歯車位置検出部１３では、図４に示すように、上記複数の歯車が回転して当該複数の歯車２７、２５、２０、２３の孔２９、２８、２１a、３０が検出位置Ｐ（予め定められている基準位置）で互いに重なる時刻（この実施形態の場合、内部時刻が１時００分）に、発光部３１から光が発光させると、発光された光はそれら孔２９、２８、２１a、３０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。
この実施例のフローチャート（図８）と、図７に示されている第１の実施例のフローチャートと違いは、図７のステップＳ３１に対応するステップＳ３１Ａにおける所定時刻が１時００分のみである点と、ステップＳ３３の次に針位置検出装置に設けられている発光素子と受光素子を使用した検出を行うステップＳ３４を追加している点にある。

内部時刻が１時００分になったときに、ステップＳ３３ですべてのセルの発電量をチェックしてセルＳ１とＳ１１の発電量のみが他のセルに比べて所定量以上小さければ、針位置はずれていないと判断してステップＳ３４〜Ｓ３７を飛ばして処理を終了してもさしつかえがない。

一方、ステップＳ３３でセルＳ１とＳ１１の発電量が他のセルＳ０，Ｓ２〜Ｓ１０，Ｓ１２〜Ｓ５９の発電量に比べて所定量以上小さくないと判断した場合にはステップＳ３４へ進んで針位置検出装置（発光素子と受光素子）を用いた針位置検出を行う。
１時００分には、針位置がずれていなければ、歯車に設けられているすべての貫通孔が初期歯車位置（予め定められている基準位置）に来ているはずである。従って、この針位置検出処理で針位置が正しいつまり光を検出したと判断した場合には、ステップＳ３６〜Ｓ３７を飛ばして処理を終了する（ステップＳ３５）。

また、ステップＳ３５で光検出がなかった場合には、ステップＳ３６へ進んで初期歯車位置検出処理を行った後、針位置自動修正処理を行う（ステップＳ３７）。これらの処理は、第１の実施例のフローチャートで説明した処理と同様であるので、詳しい説明は省略する。
なお、この第２の実施例は、１日２４時間の中で、１回、内部時刻が予め定められている時刻である１時００分になった際にのみソーラーセルの出力状態の検出を行うようにし、かつ、その１時００分の内部時刻に至った際に、歯車位置検出部１３による光検出を行うようにしているが、これに限られない。
たとえば、１日２４時間の中で、０時００分、１時００分、２時００分のように毎正時の合計１１回、内部時刻が至ったタイミングで、ソーラーセルの出力状態の検出を行うようにし、かつ、毎正時（１１時００分を除く）の内部時刻に至る都度、歯車位置検出部１３による光検出を行うようにしてもよい。この場合、時針車２７のうち、同一半径上で３０度ごとに分割された位置で、かつ、運針する時針４が１時、２時といった毎正時において光検出位置Ｐと重なる位置に、１１個の円形の第３光透過孔部２９が形成されているので、この第３光透過孔部２９を通じて、歯車位置検出部１３による光検出を行うことになる。

（第３実施例）
図９には本発明の第３の実施例におけるソーラーセルの構成例が、また図１０には第３の実施例における針位置検出処理のフローチャートが示されている。

この第３実施例におけるソーラーセルが第１の実施例におけるソーラーセルと異なる点は、ソーラーセルを６０分割する代わりに９０度単位で４分割している点である。その他の構成は第１実施例と同様であるので、説明を省略する。また、本実施例におけるソーラーセルの出力に基づく針位置の検出を行う時刻が第１の実施例と異なる。

この実施例における針位置の検出は、４分割したソーラーセルＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄのいずれかの領域に時針４と分針３の２つの針が存在しているときには１つのソーラーセルの発電量が他の３つのセルの発電量よりも低くなるので、所定の時刻にソーラーセルＳａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄの出力を比較することによって針位置がずれていないか検出するようにしたものである。

例えば、図９（Ａ）のように、ソーラーセルＳａの領域に対応する内部時刻０時０１分〜２時１４分の間の時間帯の範囲内に、時針４と分針３とが共にある場合には、当該一つのセルＳａの発電量が他の３個のセルＳｂ〜Ｓｃの発電量よりも小さくなるので、当該一つのソーラーセルＳａの出力から時針４と分針３との２つの針がその範囲にあることを検出することができる。
一方、図９（Ｂ）のように、ソーラーセルＳａの領域に対応する０時０１分〜２時１４分の間の時間帯の範囲以外の時間帯の範囲内に、時針４と分針３とが共にある場合には、当該一つのセルＳａの発電量が他の３個のセルＳｂ〜Ｓｃの発電量よりも小さくなることはないので、当該一つのソーラーセルの出力から時針４と分針３との２つの針がその範囲にない、つまり針位置がずれていることを検出できる。

そこで、本実施例では、図１０に示すように、特定の分割ソーラーセルの発電量が低く他のセルの発電量が高いか判定するステップＳ４３を設けるとともに、図７のステップＳ３３の代わりに、内部時刻とソーラーセルの発電量から推定される時刻帯とが一致しているか判定するステップＳ４４を設けている。

本実施例は、第１の実施例に比べて針位置のずれの検出精度は劣るものの、ソーラーセルの構造が簡単になるとともに判定処理もより簡単に行なえるという利点がある。表１に、本実施例において針位置検出処理を行なうのに適した時間帯をソーラーセルとの関係で示す。

なお、表１には示されていないが、本実施例においては、時針と分針とが重なる時刻での針位置検出は避けるのが望ましい。針位置がずれていない場合には、２つの針が重なっている状態の方が他のソーラーセルとの発電量の差が小さくなるためである。また、針位置検出を行う時刻は表１に示されている時刻範囲で任意であるが、できるだけ境界に近い時刻を選択することで、それぞれ片側については針位置の比較的小さなずれを検出して精度を高めることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではない。例えば前記第１の実施例（図１）では、０時００分に時針と分針が位置しているときにソーラーセルＳ０が各針とぴったり重なるようにセルを配置した場合を示したが、各セルの位相を少しずらすように配置しても良い。

また、前記実施例では、ソーラーパネルを６０分割した場合（図１）と４分割した場合（図９）を説明したが、６分割、８分割、１２分割等の他の分割個数であってもよい。
さらに、前記実施例のアナログ電子腕時計では、本体ケースの外周に、時刻修正を行うための操作スイッチ、モードを設定するための操作スイッチ類が一切設けられていないが、これらの操作スイッチ類をケースに設けるようにしてもよい。

図１１には本発明の第４の実施例における針位置検出処理のフローチャートが示されている。この実施例のフローチャートは、第１の実施例における針位置検出処理の手順を示す図７のフローチャートからステップＳ３１を削除したものに相当する。
このフローチャートに従った処理は、例えばタイマ割込みによって１秒ごとに実施して、まずソーラーセルの発電状態から運針中の針３，４の現在位置を検出し、運針中の針３，４の現在位置が示す時刻と内部時刻とがずれていた場合を契機に、各歯車２０、２５，２７に設けられている透過孔２１a、２８、２９とフォト・インタラプタ３１，３２を使用した針位置の光検出を行い、内部時刻に一致する位置まで針３，４を回転させることで針位置補正を行なうことができる。

なお、上記各実施例では、本発明をアナログ電子腕時計に適用した場合を説明したが、本発明はそれに限定されず、据置き型のアナログ電子時計にも適用することができる。
また、上記各実施例では、分針３および時針４を用いた場合を例にして説明したが、分針３および時針４のほかに秒針２を用いた場合でも、各実施例と同様な構成で実施可能である。

１ 時計モジュール
２ 秒針
３ 分針
４ 時針
５ 文字板（時字部材）
１３ 歯車位置検出部
４７ 計時回路（計時手段）
５０ 発電量検出部
Ｓ０〜Ｓ５９ ６０分割したソーラーセル
Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ ４分割したソーラーセル

Claims (9)

1. 時字が形成されている時字部材と、前記時字部材に配設され周方向に沿って分割された複数のソーラーセルを有するソーラーパネルと、このソーラーパネル上を運針する指針と、この指針を回転駆動させる歯車機構と、現在時刻を内部時刻として計時する計時手段とを備えている針位置補正装置において、
   前記指針の現在時刻位置を前記複数のソーラーセルの発電状態に基づいて検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された指針の現在時刻位置に対応する針位置時刻または時刻帯と前記計時手段により計時されている内部時刻とが互いに対応関係にあるか否かを判定する針位置時刻判定手段と、
   この針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各貫通孔を通じて、前記指針の現在時刻位置を光検出し、この光検出された指針の現在時刻位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記指針が合うように、前記指針の針位置を補正する針位置補正手段と、
   を備えていることを特徴とする針位置補正装置。
2. 前記針位置検出手段は、前記針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各透過孔を通じて、前記時針および分針の現在の針位置を検出する現在針位置検出手段を備え、
   前記針位置補正手段は、前記現在針位置検出手段により検出された現在の針位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記時針および分針が合うように、前記時針および分針の針位置を補正する針位置ずれ補正手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載の針位置補正装置。
3. 前記ソーラーパネルは、６０個の同一形状のセルに分割されており、前記前記時針と分針とが所定の位置関係になる複数の時刻は、前記時針と分針とが重なり合う時刻であることを特徴とする請求項１または２に記載の針位置補正装置。
4. 前記時針と分針とが重なり合う時刻は、前記時針および分針により示される０時００分の時刻であり、前記予め定められている基準位置は前記各歯車の各透過孔が互いに合致すべき０時００分の時刻であることを特徴とする請求項３に記載の針位置補正装置。
5. 前記針位置検出手段は、前記複数の貫通孔が前記予め定められている基準位置にて同一軸上において、前記複数の歯車を挟むように向き合って配置された一対の発光素子と受光素子とを備えていることを特徴とする請求項４に記載の針位置補正装置。
6. 請求項１〜５のいずれかに記載の針位置補正装置と、
   この針位置補正装置を構成する針位置補正装置本体に設けられ、時刻情報を含む標準電波を受信する受信手段とを備え、
   前記計時手段は前記受信手段により受信した標準電波に含まれている時刻情報に応じて前記内部時刻を修正することを特徴とするアナログ電子時計。
7. 前記針位置補正装置本体は、前記計時手段により計時される時刻に関連して、使用者により操作される操作ボタンもくしは操作スイッチを備えていないことを特徴とする請求項６に記載のアナログ電子時計。
8. 複数のソーラーセルを有するソーラーパネル、このソーラーパネル上を運針する指針、この指針を回転駆動させる歯車機構、および、現在時刻を内部時刻として計時する計時手段を備えているアナログ電子時計において、
   前記指針の現在時刻位置を前記複数のソーラーセルの発電状態に基づいて検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された指針の現在時刻位置に対応する針位置時刻または時刻帯と前記計時手段により計時されている内部時刻とが互いに対応関係にあるか否かを判定する針位置時刻判定手段と、
   この針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各貫通孔を通じて、前記指針の現在時刻位置を光検出し、この光検出された指針の現在時刻位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記指針が合うように、前記指針の針位置を補正する針位置補正手段と、
   を備えることを特徴とするアナログ電子時計。
9. 運針する指針、この指針を回転駆動させる歯車機構、および、現在時刻を内部時刻として計時する計時手段を備えているアナログ電子時計において、
   前記指針の現在時刻位置を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された指針の現在時刻位置に対応する針位置時刻または時刻帯と前記計時手段により計時されている内部時刻とが互いに対応関係にあるか否かを判定する針位置時刻判定手段と、
   この針位置時刻判定手段により前記針位置時刻と前記内部時刻とが互いに対応関係にないと判定されたことを条件として、前記歯車機構を構成している各歯車の各貫通孔を通じて、前記指針の現在時刻位置を光検出し、この光検出された指針の現在時刻位置が予め定められている基準位置からずれていると判断された際に、前記計時手段により計時されている内部時刻に前記指針が合うように、前記指針の針位置を補正する針位置補正手段と、
   を備えることを特徴とするアナログ電子時計。

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