JP2010243313A - 指針位置検出装置および電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】指針の位置ズレの検出や位置ズレの修正を効率的に行うことのできる指針位置検出装置、並びに、電子時計を提供する。
【解決手段】指針（２）に連動して回転する歯車（１７）のうち第１回転角度範囲（Ｗ１）には透過孔（１８）を形成し、第２回転角度範囲（Ｗ２）には透過孔（１８）を形成しない。そして、指針（２）が基準位置（Ｈ）にあるときに、第２回転角度範囲（Ｗ２）の一端部と他端部に重なる第１検出位置（４３ａ）と第２検出位置（４４ａ）に、透過孔（１８）を検出する検出手段を設ける。
【選択図】図３

Description

この発明は、指針の位置を検出する指針位置検出装置ならびに電子時計に関する。

以前より、電子時計などの分野において時分秒を指し示す各指針に位置ズレが生じていないか指針の位置を検出する技術が知られている（例えば特許文献１）。この技術は、指針と連動する歯車に透過孔を設け、この透過孔が所定の検出位置に来たことをフォトインタラプタ等の検出手段により検出することで、歯車が所定の回転角度にあること、すなわち、指針が所定の基準位置にあることを検出するものである。

また、特許文献２には、複数の発光部と受光部とを用いてスリット円盤の回転位置を検出するエンコーダ装置を用いて指針の位置を検出する技術が開示されている。

特開２０００−１６２３３５号公報 特開平０９−３３２８５号公報

例えばステッピングモータ等により位置制御を行いながら指針を駆動する装置においては、必ずしも、常時、指針の位置検出を行う必要はなく、指針に位置ズレが生じていないか確認したり、位置ズレが検出された場合にこの位置ズレを修正する際などに、指針の位置を検出する必要がでてくる。

従って、指針の位置ズレの確認や位置ズレの修正を目的とした場合、特許文献２のエンコーダ装置のように指針の全ての回転位置を検出可能な構成を適用したのでは、過剰機能となって、製造コストや消費電力を不必要に上昇させるという課題が生じる。

一方、特許文献１に示すような従来の針位置検出の方式では、位置ズレの検出処理や位置ズレの修正処理が非常に複雑なものとなって、長い時間を要するという課題がある。

この発明の目的は、指針の位置ズレの検出や位置ズレの修正を効率的に行うことのできる指針位置検出装置並びに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記載の発明は、
指針と連動して回転するとともに回転方向に沿って被検出部が形成された回転体と、
前記被検出部が通過する経路中の第１検出位置で前記被検出部を検出する第１検出手段と、
前記被検出部が通過する経路中の第２検出位置で前記被検出部を検出する第２検出手段と、
を備え、
前記回転体は、前記被検出部が形成される第１回転角度範囲と、前記被検出部が形成されない第２回転角度範囲とに２分され、
前記第１検出位置は、前記指針が予め定められた基準位置にあるときに、前記被検出部が形成されない前記第２回転角度範囲内の第１回転方向側の端部と重なる位置に設定され、
前記第２検出位置は、前記指針が前記基準位置にあるときに、前記被検出部が形成されない前記第２回転角度範囲内の前記第１回転方向と逆の第２回転方向側の端部と重なる位置に設定されていることを特徴とする指針位置検出装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の指針位置検出装置において、
前記被検出部は、前記回転体を二等分した一方の回転角度範囲に連続的に形成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２記載の指針位置検出装置において、
前記回転体を６０ステップの回転角度で分割したうち、順に、第１ステップ〜第３０ステップの回転角度範囲に前記被検出部が形成されず、第３１ステップ〜第６０ステップの回転角度範囲の各々に前記被検出部が形成さ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記載の指針位置検出装置において、
前記被検出部は、当該回転体を四等分したうちの三つの回転角度範囲に連続的に形成され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４記載の指針位置検出装置において、
当該回転体を６０ステップの回転角度で分割したうち、順に、第１ステップ〜第１５ステップの回転角度範囲に前記被検出部が形成されず、第１６ステップ〜第６０ステップの回転角度範囲に前記被検出部が形成され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記載の指針位置検出装置において、
前記回転体は、ステッピングモータにより所定の回転角度ずつ回転可能な構成であり、
前記回転体の前記第１回転角度範囲には、前記所定の回転角度ごとに前記被検出部が形成されていることを特徴としている。

請求項７記載の発明は、請求項１記載の指針位置検出装置において、
前記回転体は、ステッピングモータの駆動を前記指針に伝達する歯車であり、
前記被検出部は、前記歯車に形成された透過孔であり、
前記第１検出手段は、発光部から前記第１検出位置に出射された光を前記歯車を挟んで受光部で受光することで前記第１検出位置に前記透過孔があるか否かを検出する構成であり、
前記第２検出手段は、発光部から前記第２検出位置に出射された光を前記歯車を挟んで受光部で受光することで前記第２検出位置に前記透過孔があるか否かを検出する構成であ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記載の指針位置検出装置において、
前記指針が前記基準位置にあると判断される状態で、前記第１検出手段と前記第２検出手段とを作動させ、
前記第１検出手段と前記第２検出手段との両方で前記被検出部が検出されない場合に、前記指針が前記基準位置にあると判別し、
前記第１検出手段と前記第２検出手段の少なくとも何れか一方で前記被検出部が検出された場合に、前記指針の位置ズレを修正する処理に移行する針ズレ判別制御手段を備えていることを特徴としている。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の指針位置検出装置において、
前記針ズレ判別制御手段の処理によって前記第１検出手段でのみ前記被検出部が検出された場合に、前記第１検出手段に前記被検出部が検出されなくなるまで、前記回転体を前記第１回転方向に駆動制御する一方、
前記針ズレ判別制御手段の処理によって前記第２検出手段でのみ前記被検出部が検出された場合に、前記第２検出手段に前記被検出部が検出されなくなるまで、前記回転体を前記第２回転方向に駆動制御することによって、
前記指針を前記基準位置に戻す針ズレ修正制御手段を備えていることを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、請求項９記載の指針位置検出装置において、
前記被検出部は、前記回転体を二等分した一方の回転角度範囲に連続的に形成されており、
前記針ズレ修正制御手段は、
前記針ズレ判別制御手段の処理によって前記第１検出手段と前記第２検出手段の両方で前記被検出部が検出された場合に、前記第１検出手段および前記第２検出手段を作動させずに前記回転体を半回転させることにより、前記指針を前記基準位置に戻すことを特徴としている。

請求項１１記載の発明は、請求項９記載の指針位置検出装置において、
前記被検出部は、前記回転体を四等分した三つの回転角度範囲に連続的に形成されており、
前記針ズレ修正制御手段は、
前記針ズレ判別制御手段の処理により前記第１検出手段と前記第２検出手段の両方で前記被検出部が検出された場合に、前記回転体を１／４回転させるごとに前記第１検出手段および／または前記第２検出手段を作動させて検出結果を確認することで、前記第１検出位置と前記第２検出位置の何れか一方または両方に前記被検出部が重ならない状態まで前記回転体を回転させることを特徴としている。

請求項１２記載の発明は、
情報を表示する指針と、
この指針の位置検出を行う請求項１〜１１の何れか１項に記載の指針位置検出装置と、
を備えたことを特徴とする電子時計である。

本発明に従うと、指針が基準位置にあるのか、基準位置より一方側にずれているのか他方側にずれているのかを速やかに判別することができる。従って、指針の位置ズレの有無の検出または位置ズレの修正を効率的に行えるという効果がある。

本発明の第１実施形態の電子時計の電気的な構成を示したブロック図である。 第１実施形態の電子時計の内部機構を示す断面図である。 第１実施形態の秒針車の透過孔の配置と検出部の配置とを示した平面図である。 ＣＰＵにより実行される針位置検出処理の制御手順を示すフローチャート（ａ）と、検出結果の値の内容を示す表（ｂ）である。 図４（ａ）のステップＳ７の第１針位置修正処理パターンのサブルーチン処理のフローチャートである。 図４（ａ）のステップＳ８の第２針位置修正処理パターンのサブルーチン処理のフローチャートである。 図４（ａ）のステップＳ９の第３針位置修正処理パターンのサブルーチン処理のフローチャートである。 第１〜第３の針位置修正処理パターンの処理動作を説明する平面図である。 第２実施形態の秒針車の透過孔の配置と検出部の配置とを示した平面図である。 第２実施形態の第３針位置修正処理パターンのサブルーチン処理のフローチャートである。 第２実施形態における第１〜第３の針位置修正処理パターンの処理動作を説明する平面図である。 歯車の透過孔と検出部の配置のバリエーションを示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の電子時計の電気的な構成を示したブロック図、図２は、第１実施形態の電子時計の内部機構を示す断面図である。

この実施形態の電子時計１は、電気的な制御によって、秒針２、分針３、時針４（図２参照）を文字板５上で回転させて時刻を表示するもので、例えば、腕時計の本体部となるものである。秒針２は、図２に示すように、秒針軸２ａおよび秒針車１７と固定的に連結され、五番車１６を介して第１のステッピングモータ４２のロータ４２ａの回転運動が伝達されて回転するようになっている。また、分針３は、分針軸３ａおよび分針車１４と固定的に連結され、時針４は、時針軸４ａおよび時針車１５と固定的に連結され、中間車１２や三番車１３等を介して第２のステッピングモータ４１のロータ４１ａの回転運動が分針車１４や時針車１５に伝達されて互いに連動して回転するようになっている。

秒針車１７には、詳細は後述するが、回転方向に沿って同一半径上に被検出部としての透過孔１８が形成されている。なお、上記の秒針車１７、時針車１５、分針車１４、五番車１６、中間車１２、および三番車１３は、それぞれ歯車である。

さらに、この電子時計１は、図１に示すように、次のような電気的な構成を備えている。すなわち、装置の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）４５と、ＣＰＵ４５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）４６と、ＣＰＵ４５に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ４７と、時分針３，４や秒針２を駆動する上述した２個のステッピングモータ４１，４２と、透過孔１８を検出する第１検出手段としての第１検出部４３および第２検出手段としての第２検出部４４と、各部に電源電圧を供給する電源部５１と、タイムコードを含んだ標準電波を受信する検波回路５２と、計時を行う計時回路５０と、計時回路５０に一定周期の信号を供給するための発振回路４８および分周回路４９と、図示略の複数の操作ボタンを有する操作部５３等である。

上記構成のうち、回転体としての秒針車１７、第１および第２検出部４３，４４、秒針用のステッピングモータ４２、ＣＰＵ４５、ＲＯＭ４６およびＲＡＭ４７により、秒針２の位置検出を行う針位置検出装置が構成されている。

第１検出部４３は、図２にも示すように、秒針車１７の透過孔１８が通過する経路中の第１検出位置４３ａにおいて、秒針車１７を挟んで対向配置された発光部２５（例えば発光ダイオード）と受光部２６（例えばフォトダイオードやフォトトランジスタ）とを備えている。発光部２５と受光部２６はケーシング内部の支持板１１，１９に固定されている。そして、第１検出位置４３ａに透過孔１８が位置するときに発光部２５が作動することで、発光部２５の出射光が透過孔１８を透過して受光部２６に受光されて、第１検出位置４３ａに透過孔１８が位置することを検出することが可能になっている。また、第１検出位置４３ａに透過孔１８が位置しないときに発光部２５が作動することで、発光部２５の出射光が秒針車１７に遮られて受光部２６に受光されずに、第１検出位置４３ａに透過孔１８が位置しないことを検出することが可能になっている。

第２検出部４４は、透過孔１８の検出を行う第２検出位置４４ａが、透過孔１８が通過経路中の異なる位置に設定されているだけで、その他の構成は第１検出部４３と同様のものである。第２検出部４４の発光部２７と受光部２８もケーシング内部の支持板１１，１９に固定されている。

ＲＯＭ４６には、計時回路５０の計時データに同期させて各指針２〜４を動かして時刻を表示する時刻表示処理プログラムに加えて、秒針２の位置ズレの検出や位置ズレの修正を行う針位置検出処理プログラムなどが記憶されている。

ＣＰＵ４５は、通常時、上記の時刻表示処理プログラムを実行することで、計時回路５０の計時データに同期して、時分針用のステッピングモータ４１や秒針用のステッピングモータ４２に駆動パルスを出力する。それにより、指針２〜４が適宜運針されて文字板５上で時刻の表示が行われる。また、ＣＰＵ４５は、ＲＡＭ４７に各指針２〜４の針位置データを記憶する針位置記憶部を構築して、指針２〜４を運針するごとにこの針位置データを更新するようになっている。ＣＰＵ４５は、この針位置記憶部の針位置データを読み出すことで各指針２〜４の位置を認識することができる。

ここで、例えば、電子時計１に強い衝撃が加えられたり、強い外部磁界が及ぼされたりすると、ＣＰＵ４５が駆動パルスを出力していないのに、ステッピングモータ４２のロータ４２ａが回転してしまったり、ＣＰＵ４５が駆動パルスを出力したのに、ステッピングモータ４２のロータ４２ａが回転しなかったりすることがある。その場合、秒針２の現在の針位置が、針位置記憶部の針位置データの位置からずれてしまうことになる。

そこで、ＣＰＵ４５は、所定のタイミングでＲＯＭ４６中の針位置検出処理プログラムを実行して、秒針２の針位置が針位置記憶部の針位置データが示す位置からずれていないか確認したり、位置ズレが検出された場合にこの位置ズレを修正したりする。この針位置検出処理については後述する。

図３には、第１実施形態の秒針車１７の透過孔１８の配置と検出部４３，４４の配置とを表わした平面図を示す。図中、符号Ｈは秒針２の針位置検出用に予め定められた基準位置であり、特に制限されないが文字板５上の０秒位置に設定されている。

秒針車１７は、特に制限されないが、ステッピングモータ４２の１ステップの回転に伴って所定の回転角度（例えば６°）ずつ回転し、所定ステップ（例えば６０ステップ）の回転で一回転するようになっている。

秒針車１７には、被検出部として回転方向に沿って同一半径上に複数の透過孔１８が設けられている。秒針車１７は、第１角度範囲（第１回転角度範囲）Ｗ１と第２角度範囲（第２回転角度範囲）Ｗ２とに区分され、第１角度範囲Ｗ１には透過孔１８が連続的に形成される一方、第２角度範囲Ｗ２には透過孔１８が形成されていない。第２角度範囲Ｗ２は、秒針２が基準位置Ｈにあるときに文字板５上の１秒〜３０秒のステップ位置と重なる角度範囲であり、第１角度範囲Ｗ１は３１秒〜５９秒、０秒のステップ位置と重なる角度範囲である。

第１と第２の検出部４３，４４は、この秒針車１７に対して第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａで透過孔１８の検出をそれぞれ行うようになっている。第１検出位置４３ａは、秒針２が基準位置Ｈにあるときに、第２角度範囲Ｗ２の逆転方向（第１回転方向）側の端部に重なるステップ位置に設定されている。第２検出位置４４ａは、秒針２が基準位置Ｈにあるときに、第２角度範囲Ｗ２の正転方向（第２回転方向）側の端部に重なるステップ位置に設定されている。

このような透過孔１８の配置と検出位置４３ａ，４４ａの配置によれば、秒針２が基準位置Ｈにあるときには、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａとの両方に透過孔１８がない状態（以下「孔無し」と記す）となる。また、秒針２が基準位置Ｈよりも１ステップ〜２９ステップ正転した位置にあるときには、第１検出位置４３ａは透過孔１８がある状態（以下「孔有り」と記す）となり、第２検出位置４４ａでは孔無しとなる。また、秒針２が基準位置Ｈよりも１ステップ〜２９ステップ逆転した位置にあるときには、第１検出位置４３ａは孔無し、第２検出位置４４ａは孔有りとなる。さらに、秒針２が基準位置から１８０°（３０ステップ分）回転した位置にあるときには（図８（ｃ）参照）、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの両方で孔有りとなる。

従って、第１検出部４３と第２検出部４４とを作動させて第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａとで透過孔１８の検出を行わせることで、その検出結果から秒針２が基準位置Ｈにあるのか、正転方向に進んだ位置にあるのか、逆転方向に進んだ位置にあるのか、或いは、基準位置Ｈの反対の位置（１８０°回転した位置）にあるのかを判別することが可能になっている。

［針位置検出処理］
次に、秒針２の位置ズレの確認や位置ズレの修正を行う針位置検出処理について説明する。

図４（ａ）には、ＣＰＵ４５により実行される針位置検出処理のフローチャートを、図５〜図７には、図４のステップＳ７〜Ｓ９の各サブルーチン処理のフローチャートを、図４（ｂ）には、フローチャート中の検出結果の値の内容を説明する表を、それぞれ示す。また、図８には、各サブルーチン処理の動作を説明する平面図を示す。

この針位置検出処理は、例えば、所定周期（例えば１秒周期）で実行されるものである。針位置検出処理が開始されると、ＣＰＵ４５は計時回路５０の計時データに基づいて秒針２が基準位置Ｈに位置していると判断される秒針用の検出時刻（例えばＸＸ時ＹＹ分００秒）か否かを判別する（ステップＳ１）。そして、この検出時刻であれば、針ズレの確認等を行うために次のステップＳ２に進むが、この検出時刻でなければ針ズレの検出処理は行わずに、このまま針位置検出処理を終了する。

ステップＳ１の判別処理でＹＥＳ側に進んだら、ＣＰＵ４５は、第１と第２の検出部４３，４４の発光部２５（第１発光部），２７（第２発光部）を作動させて、受光部２６（第１受光部），２８（第２受光部）から受光結果を入力する（ステップＳ２）。そして、この受光結果から透過孔１８の検出結果の判別を行う。先ず、ステップＳ３において、第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔無し（検出結果＝「０」）となっているか否かを判別し、否であれば、ステップＳ４において、第１検出部４３でのみ孔有り（検出結果＝「１」）となっているか否かを判別する。さらに、否であれば、ステップＳ５において、第２検出部４４でのみ孔有り（検出結果＝「２」）となっているか否かを判別し、否であれば、ステップＳ６において、第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔有り（検出結果＝「３」）となっているか否かを判別する。

上記の判別処理の結果、ステップＳ３で第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔無し（検出結果＝「０」）と判別されたら、図３に示すように、秒針２は基準位置Ｈにあり、ＲＡＭ４７の針位置データも正しいと判断できるので、針位置の修正処理は行わずにステップＳ１０に移行する。

一方、ステップＳ４で第１検出部４３でのみ孔有り（検出結果＝「１」）と判別されたら、図８（ａ）に示すように、秒針２が基準位置Ｈより正転側に位置ズレしていると判断できるので、この位置ズレを修正するために第１針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（ステップＳ７）に移行する。

このサブルーチン処理に移行すると、図５に示すように、ＣＰＵ４５は、順次、ステッピングモータ４２に逆転用の駆動パルスを出力して秒針２を１ステップ逆転させ（ステップＳ１１）、第１検出部４３と第２検出部４４の発光部２５，２７を作動させて受光部２６，２８の受光結果を入力する（ステップＳ１２）。そして、第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔無しの検出結果となるか判別する（ステップＳ１３）。そして、両方とも孔無しでなければ、ステップＳ１１に戻って、ステップＳ１１〜Ｓ１３のループ処理を繰り返す。

このループ処理により、正転側にずれている秒針２は逆転方向に進んで基準位置Ｈに戻る。さらに、秒針２が基準位置Ｈに戻ったら、第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔無しの検出結果が得られるので、この検出結果に基づき、ステップＳ１３の判別処理でこのループ処理を抜ける。このループ処理により最大でも秒針２を２９ステップ逆転させることで、秒針２を基準位置Ｈに戻すことができる。

秒針２が基準位置Ｈに戻ってループ処理（ステップＳ１１〜Ｓ１３）を抜けたら、ＣＰＵ４５はＲＡＭ４７中の秒針２についての針位置データを、基準位置Ｈ（０秒位置）を表わす値に修正する（ステップＳ１４）。これにより、実際の秒針２の位置とＣＰＵ４５が認識している秒針２の位置とのズレが解消される。そして、このサブルーチン処理を終了して、針位置検出処理（図４）の次のステップＳ１０に移行する。

なお、図５のステップＳ１２，Ｓ１３の処理においては、第２検出部４４の検出結果は孔無しであることが既知となっている。従って、ステップＳ１２では第１検出部４３のみ作動させ、ステップＳ１３では第１検出部４３の検出結果が孔無しとなったか否かのみ判別するようにしても良い。

図４のステップＳ５の判別処理で第２検出部４４でのみ孔有り（検出結果＝「２」）と判別された場合には、図８（ｂ）に示すように、秒針２が基準位置Ｈより逆転側に位置ズレしていると判断できる。従って、この位置ズレを修正するために第２針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（ステップＳ８）に移行する。

このサブルーチン処理に移行すると、図６に示すように、ＣＰＵ４５は、順次、ステッピングモータ４２に正転用の駆動パルスを出力して秒針２を１ステップ正転させ（ステップＳ１５）、第１検出部４３と第２検出部４４の発光部２５，２７を作動させて受光部２６，２８の受光結果を入力する（ステップＳ１６）。そして、第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔無しの検出結果となるか判別する（ステップＳ１７）。そして、両方とも孔無しでなければ、ステップＳ１５に戻って、ステップＳ１５〜Ｓ１７のループ処理を繰り返す。

このループ処理により、逆転側にずれている秒針２は正転方向に進んで基準位置Ｈに戻る。さらに、秒針２が基準位置Ｈに戻ったら、第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔無しの検出結果が得られるので、この検出結果に基づき、ステップＳ１７の判別処理でこのループ処理を抜ける。このループ処理により最大でも秒針２を２９ステップ正転させることで秒針２を基準位置Ｈに戻すことができる。

秒針２が基準位置Ｈに戻ってループ処理（ステップＳ１５〜Ｓ１７）を抜けたら、ＣＰＵ４５はＲＡＭ４７中の秒針２についての針位置データを、基準位置Ｈ（０秒位置）を表わす値に修正する（ステップＳ１８）。これにより、実際の秒針２の位置とＣＰＵ４５が認識している秒針２の位置とのズレが解消される。そして、このサブルーチン処理を終了して、針位置検出処理（図４）の次のステップＳ１０に移行する。

なお、図６のステップＳ１６，Ｓ１７の処理においては、第１検出部４３の検出結果は孔無しであることが既知となっている。従って、ステップＳ１６では第２検出部４４のみ作動させ、ステップＳ１７では第２検出部４４の検出結果が孔無しとなったか否かのみ判別するようにしても良い。

図４のステップＳ６の判別処理で第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔有り（検出結果＝「３」）と判別されたら、図８（ｃ）に示すように、秒針２が基準位置Ｈより１８０°位置ズレしていると判断できる。従って、この位置ズレを修正するために第３針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（ステップＳ９）に移行する。

このサブルーチン処理に移行すると、図７に示すように、ＣＰＵ４５は、先ず、秒針２を３０ステップ（１８０°）正転早送りする（ステップＳ１９）。この早送りの際には、第１検出部４３と第２検出部４４は作動させない。この処理により、秒針２は速やかに且つ低い消費電流で基準位置Ｈに戻ることとなる。そして、秒針２の早送りが済んだら、ＣＰＵ４５は、秒針２が基準位置Ｈに移動したと判断して、ＲＡＭ４７中の秒針２についての針位置データを基準位置Ｈ（０秒位置）を表わす値に修正する（ステップＳ２０）。そして、このサブルーチン処理を終了して、針位置検出処理（図４）の次のステップＳ１０に移行する。

他方、図４のステップＳ３〜Ｓ６の判別処理の全てで否と判別されたらエラー状態なのでエラー終了する。上記のステップＳ３〜Ｓ６の判別処理により針ズレ判別制御手段が構成され、ステップＳ７〜Ｓ９のサブルーチン処理により針ズレ修正制御手段が構成される。

上記のステップＳ３の判別処理やステップＳ７〜Ｓ９のサブルーチン処理を経てステップＳ１０に移行したら、秒針２が基準位置Ｈにあり針位置データも正常であると判断できるので、計時回路５０の計時データに基づき現在時刻が“０秒”より進んでいる場合には、秒針２の位置が現在時刻の秒の値に合うように秒針２をステップ移動させる。そして、この針位置検出処理を終了する。

このような針位置検出処理により、秒針２に位置ズレがあるか無いかの確認処理や位置ズレがあった場合の修正処理が効率的に遂行される。

［第２実施形態］
図９には、第２実施形態の秒針車１７Ｂの透過孔１８の配置と検出部４３，４４の配置とを表わした平面図を示す。

第２実施形態の電子時計は、秒針車１７Ｂの透過孔１８の形成範囲と、第１検出部４３と第２検出部４４の配置とを変更したもので、その他の構成は第１実施形態と同様である。従って、第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。

第２実施形態の秒針車１７Ｂは、図９に示すように、透過孔１８が連続的に形成される回転角度範囲Ｗ１ｂと、透過孔１８が形成されない回転角度範囲Ｗ２ｂとに２分され、この第１角度範囲Ｗ１ｂは、秒針車１７Ｂの中心角を四等分したうちの３つの角度範囲であり、透過孔１８が形成されない第２角度範囲Ｗ２ｂは、中心角を４等分したうちの残りの１つの角度範囲となっている。

透過孔１８が形成されない第２回転角度範囲Ｗ２ｂは、秒針２が基準位置Ｈにあるときに、文字板５上の１秒〜１５秒のステップ位置と重なる角度範囲であり、第１角度範囲Ｗ１ｂは１６秒〜５９秒，０秒のステップ位置と重なる角度範囲である。

第１検出部４３と第２検出部４４は、上記の秒針車１７に対して、秒針２が基準位置Ｈにあるときに、第２角度範囲Ｗ２ｂの逆転方向側の端部と重なる第１検出位置４３ａと、第２角度範囲Ｗ２ｂの正転方向側の端部と重なる第２検出位置４４ａとで、それぞれ透過孔１８の検出を行うように配置されている。

このような透過孔１８の配置および検出位置４３ａ，４４ａの配置によれば、秒針２が基準位置Ｈにあるときには、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａとの両方で孔無しとなる。また、秒針２が基準位置Ｈよりも１ステップ〜１４ステップ正転した位置にあるときには、第１検出位置４３ａが孔有り、第２検出位置４４ａが孔無しとなる。また、秒針２が基準位置Ｈよりも１ステップ〜１４ステップ逆転した位置にあるときには、第１検出位置４３ａが孔無し、第２検出位置４４ａが孔有りとなる。さらに、秒針２が基準位置から１５ステップ〜４５ステップ正転或いは逆転した位置にあるときには、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの両方が孔有りとなる。

従って、この第２実施形態では、第１検出部４３と第２検出部４４とを作動させて第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａとで透過孔１８の検出を行わせることで、その検出結果から秒針２が基準位置Ｈにあるのか、正転方向や逆転方向に１〜１４ステップ移動した位置にあるのか、それ以上移動した位置にあるのかを判別することが可能になっている。

［針位置検出処理］
図１０は、第２実施形態の第３針位置修正処理パターンのサブルーチン処理のフローチャートである。図１１は、第２実施形態における第１〜第３の針位置修正処理パターンの処理動作を説明する平面図である。

第２実施形態の針位置検出処理は、図４に示した第１実施形態の針位置検出処理とほぼ同様のものであり、第１検出部４３と第２検出部４４の両方で孔有りと検出された場合に移行される第３針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（ステップＳ９）が異なるのみである。

すなわち、図４に示したように、ステップＳ２で第１検出部４３と第２検出部４４を作動させて、ステップＳ３の判別処理で第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの両方で孔無し（検出結果＝「０」）と判別されたら、図９に示すように、秒針２が基準位置Ｈにあると判断できるので、針位置修正の処理は行わずに、そのままステップＳ１０に移行する。

一方、ステップＳ４の判別処理で第１検出位置４３ａが孔有りで第２検出位置４４ａが孔無し（検出結果＝「１」）と判別されたら、図１１（ａ）に示すように、秒針２が１ステップ〜１４ステップ正転側に位置ズレした状態にあると判断できるので、図５に示した第１針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（ステップＳ７）を実行して、秒針２を基準位置Ｈに戻して針位置データを修正する。

また、ステップＳ５の判別処理で第１検出位置４３ａが孔無しで第２検出位置４４ａが孔有り（検出結果＝「２」）と判別されたら、図１１（ｂ）に示すように、秒針２が１ステップ〜１４ステップ逆転側に位置ズレした状態にあると判断できるので、図６に示した第２針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（ステップＳ８）を実行して、秒針２を基準位置Ｈに戻して針位置データを修正する。

また、ステップＳ６の判別処理で第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの両方が孔有り（検出結果＝「３」）と判別されたら、図１１（ｃ）に示すように、秒針２が１５ステップ〜４５ステップ位置ズレした状態にあると判断できるので、ステップＳ９に移行して、第２実施形態の第３針位置修正処理パターンのサブルーチン処理を実行する。

図１０に示すように、このサブルーチン処理に移行したら、まず、ＣＰＵ４５は、第１検出部４３と第２検出部４４は動作させずに秒針２を１５ステップ（９０°）正転早送りする（ステップＳ３１）。この早送りの前には、秒針２は１５秒〜４５秒のステップ位置にあるため、この早送りの後に秒針２は３０秒〜６０秒のステップ位置に移動することになる。ここで、秒針２が３０秒〜４５秒の何れかのステップ位置にある場合には、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａとの両方で孔有りとなるが、４６秒〜５９秒の何れかのステップ位置にある場合には、図１１（ｂ）に示したように第１検出位置４３ａが孔無しで第２検出位置４４ａが孔有りとなる。また、秒針２が６０秒のステップ位置にある場合には、図９に示したように、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの両方が孔無しとなる。

従って、１５ステップ早送りしたら、再び、第１検出部４３と第２検出部４４とを作動させて（ステップＳ３２）、その検出結果を判別する（ステップＳ３３〜Ｓ３４）。そして、秒針２が基準位置Ｈにあって第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの両方で孔無し（検出結果＝「０」）となれば、ステップＳ３３の判別処理でＹＥＳ側に移行する。そして、ＲＡＭ４７中の秒針２についての針位置データを基準位置Ｈを表わす値に修正して（ステップＳ３７）、このサブルーチン処理を終了する。

一方、ステップＳ３２の検出結果が、第１検出位置４３ａが孔無しで第２検出位置４４ａが孔有り（検出結果＝「２」）となれば、図１１（ｂ）の状態と判断できるので、ステップＳ３４の判別処理でＹＥＳ側に移行して、図６に示した第２針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（ステップＳ３６）を実行する。そして、このサブルーチン処理が完了したら、秒針２は基準位置Ｈに戻って針位置データも修正されるので、そのままこの第３針位置修正処理パターンのサブルーチン処理（図１０）を終了する。

他方、ステップＳ３２の検出結果が、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの両方で孔有り（検出結果＝「３」）となれば、まだ図１１（ｃ）の状態にあると判断できるので、ステップＳ３５の判別処理でＹＥＳ側に分岐して、ステップＳ３１の処理に戻る。そして、ステップＳ３１〜Ｓ３５のループ処理を２回または３回繰り返すことで、秒針２が移動して図９や図１１（ｂ）の状態となるので、ステップＳ３３，Ｓ３４の分岐処理でＹＥＳ側に移行する。それにより、秒針２が基準位置Ｈに戻され、且つ、針位置データも修正される。そして、針位置検出処理（図４）の次のステップＳ１０に移行する。

図４のステップＳ１０に移行したら、ＣＰＵ４５は秒針２を現在時刻の秒の値の位置までステップ移動して針位置検出処理を終了する。

このような第２実施形態の針位置検出処理によって、秒針２に位置ズレがあるか無いかの確認や、位置ズレの修正処理が効率的に遂行される。

以上のように、上記の第１および第２実施形態の指針位置検出装置および電子時計１によれば、第１検出部４３と第２検出部４４による透過孔１８の検出動作により、秒針２が基準位置Ｈにあるのか、或いは、複数ステップの範囲で基準位置Ｈより正転側にあるのか逆転側にあるのかを、それぞれ判別することができる。

従って、例えば、秒針２が基準位置Ｈにあると判断されるタイミングで、第１および第２検出部４３，４４を作動させることで、秒針２が位置ズレしているのか、位置ズレしているとしたら何れの方向に位置ズレしているのか、大半の場合にそれぞれ判定できるようになっている。

それゆえ、位置ズレが確認された場合には、どちらの方向に秒針２を回転させた方が速やかに位置ズレを修正できるか判断できることとなり、この判断によって効率的に位置ズレを修正できるようになっている。

また、第１実施形態の構成では、第１検出部４３と第２検出部４４の検出動作によって、秒針２が基準位置Ｈの反対に位置にある状態も判別することができる。従って、反対の位置にあると判別された場合には、第１検出部４３や第２検出部４４を作動させずに秒針２を基準位置Ｈに戻すことが可能になっている。

また、第２実施形態の構成では、秒針車１７の中心角で２７０°の角度範囲Ｗ１ｂに透過孔１８が形成されているので、第１検出部４３と第２検出部４４の検出動作によって、秒針２が基準位置Ｈより１５ステップ以上離れているのか否かを判別することが可能になっている。

さらに、１５ステップ以上離れているのか否かを判別できるので、１５ステップ以上離れていると判別された場合には、第１と第２検出部４３，４４を毎ステップ動作させずに、秒針２を複数ステップ（例えば１５ステップ〜３０ステップ）移動させることで、秒針２を基準位置Ｈの近くまで移動させることができる。そして、その後、秒針２の１ステップの移動ごとに第１および／または第２検出部４３，４４を作動させて、秒針２を基準位置Ｈに移動させることができる。つまり、第１検出部４３や第２検出部４４での消費電流の低減を図って秒針２を基準位置Ｈまで戻せるようになっている。

また、上記第１および第２実施形態によれば、被検出部として透過孔１８を採用するとともに、秒針２に動力を伝達する秒針車１７に透過孔１８を形成し、この秒針車１７を挟んで発光部２５，２７と受光部２６，２８とを配置してこれらにより透過孔１８の有無を検出する構成を採用しているので、例えば、腕時計本体のケーシング内などスペースの少ない空間でも高精度な検出処理を実現できるようになっている。

また、秒針車１７は所定角度ごとにステップ駆動する構成であり、透過孔１８は所定角度ごとに設けられる構成になっているので、連続的に形成される場合と比較して、検出位置での透過孔の有無を高精度に行えるようになっている。また、秒針２の位置検出を最小ステップの精度で行えるようになっている。

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なく、種々の変更が可能である。例えば、第１角度範囲Ｗ１，Ｗ１ｂに形成される透過孔１８は、１ステップごとに複数個形成するのではなく、これらをつなげて長孔としても良い。

また、ステッピングモータ４２が２極のモータである場合、駆動パルスの極性によって、秒針車１７を偶数ステップと奇数ステップとに識別した状態で回転制御することができる。そのため、例えば、ステッピングモータ４２を２ステップ連続で回転させて、秒針２が偶数のステップ位置（０秒、２秒、４秒・・・５６秒、５８秒のステップ位置）で停止するように秒針車１７を回転制御することも可能となる。従って、この場合、この偶数ステップの間隔を単位ステップ間隔として、この単位ステップ間隔ごと（所定の回転角度ごと）に透過孔１８を形成して、その検出処理を行うように構成することもできる。

図１２には、秒針車の透過孔の配置と検出部の配置のバリエーションを表わした平面図を示す。図１２（ａ）〜（ｄ）の秒針車１７Ｃ〜１７Ｆに示すように、透過孔１８の形成範囲や第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａの配置は適宜変更可能である。例えば、第１実施形態では、図３に示すように、秒針２が基準位置Ｈにあるときに、３１秒〜６０秒のステップ位置に透過孔１８が形成された例を示したが、図１２（ａ）の秒針車１７Ｃに示すように、１６秒〜４５秒のステップ位置に透過孔１８を形成するなど、透過孔１８が形成される第１角度範囲Ｗ１ｃの角度位置は任意に決められる。なお、その際、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａは、秒針２が基準位置Ｈにあるときに透過孔１８の形成されない第２角度範囲Ｗ２ｃの一端部と他端部にそれぞれ重なる位置に設定する。

また、第１実施形態や第２実施形態では、透過孔１８が形成される角度範囲Ｗ１，Ｗ１ｂが秒針車１７，１７Ｂの中心角で１８０°や２７０°となっているが、図１２（ｂ），（ｃ）の秒針車１７Ｄ，１７Ｅに示すように、１８０°より小さな角度範囲Ｗ１ｄとしたり、２７０°より大きな角度範囲Ｗ１ｅとしたりするなど適宜変更可能である。これらの場合でも、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａとは、秒針２が基準位置Ｈにあるときに、透過孔１８の形成されない第２角度範囲Ｗ２ｄ，Ｗ２ｅの一端部と他端部にそれぞれ重なる位置に設定する。

また、第１実施形態や第２実施形態では、第１検出部４３と第２検出部４４により検出される被検出部として透過孔１８を採用し、秒針車１７の透過孔１８のないステップ位置を被検出部のないステップ位置として判別する構成を示したが、図１２（ｄ）に示すように、これと逆の構成を採用することもできる。この構成においては、被検出部として孔無しの状態を採用し、透過孔１８の塞がれた範囲（形成されていない範囲）を被検出部の形成された第１角度範囲Ｗ１ｆとし、透過孔１８のある範囲を被検出部が形成されない第２角度範囲Ｗ２ｆとしたものである。そして、第１検出位置４３ａと第２検出位置４４ａは、秒針２が基準位置Ｈにあるときに、第２角度範囲Ｗ２ｆの一端部と他端部に重なる位置に設定する。

このような構成としても、孔有りの箇所を被検出部なし、孔無しの箇所を被検出部ありとして検出処理を行うことで、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

また、上記第１実施形態や第２実施形態では、位置検出を行う指針として秒針２を対象とした例を示したが、分針３や補助針を対象とするなど、指針の種類は制限されるものでない。また、位置検出用に設定された基準位置Ｈとして０秒位置を採用した例を示したが、別の位置を基準位置Ｈとしても良い。

また、被検出部を反射体とし、第１検出手段や第２検出手段を反射光を検出する光センサにより構成しても良いなど、被検出部や検出手段の具体的な構成は種々に変更可能である。また、発光部２５，２７や受光部２６，２８は、ミラーにより光を反射させたり導光部材を介して所定経路で光を導いたりすることで、検出位置で回転体を挟んで対向する配置とせずに、その他の配置で同様の作用を得ることもできる。

また、被検出部を有して指針と連動する回転体として秒針車１７を適用した例を示したが、指針に回転運動を伝達する別の歯車を回転体として採用したり、歯車以外に回転検出用に指針と連動する回転体を設けて、これに被検出部を設けて回転位置の検出を行うようにしても良い。その他、実施形態で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。

１ 電子時計
２ 秒針
１７ 秒針車
１８ 透過孔
２５，２７ 発光部
２６，２８ 受光部
４２ ステッピングモータ
４３ 第１検出部
４３ａ 第１検出位置
４４ 第２検出部
４４ａ 第２検出位置
４５ ＣＰＵ
４６ ＲＯＭ
４７ ＲＡＭ
Ｈ 基準位置
Ｗ１，Ｗ１ｂ〜Ｗ１ｆ 第１角度範囲
Ｗ２，Ｗ２ｂ〜Ｗ２ｆ 第２角度範囲

Claims (12)

1. 指針と連動して回転するとともに回転方向に沿って被検出部が形成された回転体と、
   前記被検出部が通過する経路中の第１検出位置で前記被検出部を検出する第１検出手段と、
   前記被検出部が通過する経路中の第２検出位置で前記被検出部を検出する第２検出手段と、
   を備え、
   前記回転体は、前記被検出部が形成される第１回転角度範囲と、前記被検出部が形成されない第２回転角度範囲とに２分され、
   前記第１検出位置は、前記指針が予め定められた基準位置にあるときに、前記被検出部が形成されない前記第２回転角度範囲内の第１回転方向側の端部と重なる位置に設定され、
   前記第２検出位置は、前記指針が前記基準位置にあるときに、前記被検出部が形成されない前記第２回転角度範囲内の前記第１回転方向と逆の第２回転方向側の端部と重なる位置に設定されていることを特徴とする指針位置検出装置。
2. 前記被検出部は、前記回転体を二等分した一方の回転角度範囲に連続的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の指針位置検出装置。
3. 前記回転体を６０ステップの回転角度で分割したうち、順に、第１ステップ〜第３０ステップの回転角度範囲に前記被検出部が形成されず、第３１ステップ〜第６０ステップの回転角度範囲の各々に前記被検出部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の指針位置検出装置。
4. 前記被検出部は、当該回転体を四等分したうちの三つの回転角度範囲に連続的に形成されていることを特徴とする請求項１記載の指針位置検出装置。
5. 当該回転体を６０ステップの回転角度で分割したうち、順に、第１ステップ〜第１５ステップの回転角度範囲に前記被検出部が形成されず、第１６ステップ〜第６０ステップの回転角度範囲に前記被検出部が形成されていることを特徴とする請求項４記載の指針位置検出装置。
6. 前記回転体は、ステッピングモータにより所定の回転角度ずつ回転可能な構成であり、
   前記回転体の前記第１回転角度範囲には、前記所定の回転角度ごとに前記被検出部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の指針位置検出装置。
7. 前記回転体は、ステッピングモータの駆動を前記指針に伝達する歯車であり、
   前記被検出部は、前記歯車に形成された透過孔であり、
   前記第１検出手段は、発光部から前記第１検出位置に出射された光を前記歯車を挟んで受光部で受光することで前記第１検出位置に前記透過孔があるか否かを検出する構成であり、
   前記第２検出手段は、発光部から前記第２検出位置に出射された光を前記歯車を挟んで受光部で受光することで前記第２検出位置に前記透過孔があるか否かを検出する構成であることを特徴とする請求項１記載の指針位置検出装置。
8. 前記指針が前記基準位置にあると判断される状態で、前記第１検出手段と前記第２検出手段とを作動させ、
   前記第１検出手段と前記第２検出手段との両方で前記被検出部が検出されない場合に、前記指針が前記基準位置にあると判別し、
   前記第１検出手段と前記第２検出手段の少なくとも何れか一方で前記被検出部が検出された場合に、前記指針の位置ズレを修正する処理に移行する針ズレ判別制御手段を備えていることを特徴とする請求項１記載の指針位置検出装置。
9. 前記針ズレ判別制御手段の処理によって前記第１検出手段でのみ前記被検出部が検出された場合に、前記第１検出手段に前記被検出部が検出されなくなるまで、前記回転体を前記第１回転方向に駆動制御する一方、
   前記針ズレ判別制御手段の処理によって前記第２検出手段でのみ前記被検出部が検出された場合に、前記第２検出手段に前記被検出部が検出されなくなるまで、前記回転体を前記第２回転方向に駆動制御することによって、
   前記指針を前記基準位置に戻す針ズレ修正制御手段を備えていることを特徴とする請求項８記載の指針位置検出装置。
10. 前記被検出部は、前記回転体を二等分した一方の回転角度範囲に連続的に形成されており、
    前記針ズレ修正制御手段は、
    前記針ズレ判別制御手段の処理によって前記第１検出手段と前記第２検出手段の両方で前記被検出部が検出された場合に、前記第１検出手段および前記第２検出手段を作動させずに前記回転体を半回転させることにより、前記指針を前記基準位置に戻すことを特徴とする請求項９記載の指針位置検出装置。
11. 前記被検出部は、前記回転体を四等分した三つの回転角度範囲に連続的に形成されており、
    前記針ズレ修正制御手段は、
    前記針ズレ判別制御手段の処理により前記第１検出手段と前記第２検出手段の両方で前記被検出部が検出された場合に、前記回転体を１／４回転させるごとに前記第１検出手段および／または前記第２検出手段を作動させて検出結果を確認することで、前記第１検出位置と前記第２検出位置の何れか一方または両方に前記被検出部が重ならない状態まで前記回転体を回転させることを特徴とする請求項９記載の指針位置検出装置。
12. 情報を表示する指針と、
    この指針の位置検出を行う請求項１〜１１の何れか１項に記載の指針位置検出装置と、
    を備えたことを特徴とする電子時計。

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