JP2011112580A - 針位置検出装置および電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】 指針が位置ズレしている場合に、何れの指針がどの程度ずれているのか容易に判定することのできる針位置検出装置、ならびに、この針位置検出装置を備えた電子時計を提供する。
【解決手段】 分針と連動して回転する分針車と、時針と連動して回転する時針車に、複数ステップ分の回転範囲にわたる径を有する透過孔（２５ｈ、２６ｈ、２６ｊ）を形成する。また、これら透過孔（２５ｈ、２６ｈ、２６ｊ）の重なり部分を透過した光の光量重心Ｕを計測する光位置センサ（３２ａ）を設ける。そして、測定された光量重心Ｕに基づいて、分針と時針に位置ズレが生じているか否か、生じていれば何ステップ位置ズレしているかを判定する。
【選択図】 図８

Description

この発明は、指針の位置を検出する針位置検出装置および電子時計に関する。

従来、指針と連動して回転する複数の歯車に透過孔をそれぞれ設け、これら複数の歯車の透過孔が所定の検出位置で重なり合った状態にあるか否かをフォトインタラプタ等により検出することで、複数の指針が規定位置にあるか否かを検出する針位置検出の技術が知られている（例えば特許文献１，２）。

特開２０００−１６２３３６号公報 特開２００９−８５６７４号公報

上記従来の針位置検出の技術では、複数の歯車に設けられた透過孔が検出位置で重なり合っているか否かを検出するだけのものであった。それゆえ、指針の位置がずれていて透過孔の重なりが検出されなかった場合、そのままでは何れの指針がどの程度ずれているのか判定することが出来なかった。

そのため、指針の位置ズレが発生していて透過孔の重なりが検出されなかった場合には、複数の歯車を様々なパターンで回転させながら透過孔の検出処理を何回も実行して、複数の透過孔が検出位置で重なり合った状態、すなわち、指針が規定位置に戻った状態を捜し出す必要があった。

さらに、複数の指針がそれぞれ独立して駆動される構成である場合、透過孔の形成された複数の歯車も互いに独立して回転駆動されるため、複数の歯車が互いに関連せずに位置ズレする可能性が生じる。そのため、指針を規定位置に戻す状態を捜し出すには、複雑なパターンで複数の歯車を回転させながら透過孔の検出処理を何回も実行する必要があった。

この発明の目的は、指針が位置ズレしている場合に、何れの指針がどの程度ずれているのか容易に判定することのできる針位置検出装置、ならびに、この針位置検出装置を備えた電子時計を提供することにある。

請求項１記載の発明は、上記目的を達成するため、
第１の指針と連動して回転する第１回転体と、
第２の指針と連動して回転するとともに前記第１回転体と独立して回転可能な第２回転体と、
前記第１回転体に形成されて光の照射により識別可能な第１被検出部と、
前記第２回転体のうち前記第１被検出部と部分的に重なることのある部位に形成されて光の照射により識別可能で且つ前記第１被検出部と異なる径を有する第２被検出部と、
所定の検出位置で前記第１被検出部と前記第２被検出部との重なり部分へ照射された光を受光するとともに、前記第１回転体および前記第２回転体の回転に伴って位置や形状が変化する前記重なり部分の変化を識別可能に当該重なり部分へ照射された光を検出する光検出手段と、
を備えたことを特徴とする針位置検出装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の針位置検出装置において、
前記光検出手段は、光スポットの光量重心の位置を検出する光位置センサであ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記載の針位置検出装置において、
前記光検出手段は、マトリックス状に設けられた複数の受光セルで光をそれぞれ検出する撮像センサ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記載の針位置検出装置において、
前記第１被検出部は、前記第１の指針の複数ステップ分の移動に対応する前記第１回転体の回転角度におよぶ径を有し、
前記第１被検出部と前記第２被検出部とは、両者が重なる際に互いに一部のみが重なるように互いの中心位置をずらした配置で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記載の針位置検出装置において、
前記第１回転体および前記第２回転体の各々の回転位置の組み合わせと、各組み合わせのときに得られる前記光検出手段の検出出力に基づくデータとが対応づけられた対応データを記録する対応データ記録部と、
前記光検出手段の検出出力と前記対応データとを比較して前記第１回転体および前記第２回転体の各回転位置を判定する判定手段と、
を備えたことを特徴としている。

請求項６記載の発明は、請求項１記載の針位置検出装置において、
前記第１の指針および前記第２の指針が規定位置にあると仮定される状態で前記光検出手段による光の検出を実行させる光検出制御手段と、
前記光検出手段の検出により前記第１の指針および前記第２の指針が規定位置にないと判定された場合に前記光検出手段の検出結果から前記第１の指針および前記第２の指針の位置ズレ量を判定してこの位置ズレを修正する位置修正制御手段と、
を備え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記載の針位置検出装置において、
前記第１の指針は分針、前記第２の指針は時針であり、
前記第１回転体は前記分針が固定された分針歯車、前記第２回転体は前記時針が固定されて前記分針歯車と同一の回転軸を中心に回転する時針歯車であり、
前記第１被検出部は、前記分針の１２ステップ分の回転角度範囲におよぶ径を有する透過孔であり、
前記第２被検出部は、前記第１被検出部より大きな径を有し、前記第１被検出部と中心位置が重ならない前記時針歯車の半径位置に形成された透過孔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記載の針位置検出装置において、
前記第２被検出部は前記時針歯車に複数個形成され、
当該複数の第２被検出部は、
前記第１被検出部が形成される半径位置より前記時針歯車の外周寄りに位置をずらして当該時針歯車の１時間分の角度間隔で配置された１１個と、
前記第１被検出部が形成される半径位置より前記時針歯車の中心よりに位置をずらして当該時針歯車の残りの角度範囲に配置された１個と、
から構成され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記載の針位置検出装置において、
前記光検出手段の逆側から前記第１回転体および前記第２回転体を間に挟んで光を照射する発光部を備え、
前記光検出手段は、前記発光部から照射され前記第１被検出部および前記第２被検出部を透過した光を検出することを特徴としている。

請求項１０記載の発明は、
請求項１〜９の何れか１項に記載の針位置検出装置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、第１被検出部と第２被検出部とが異なる径を有し、光検出手段が第１被検出部と第２被検出部との重なり部分の状態変化を識別可能に当該重なり部分の透過光を検出するので、第１の指針や第２の指針に位置ズレが生じている場合に、何れの指針がどの程度ずれているのか容易に判定でき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全体構成を示すブロック図である。 複数の指針と針位置検出に関わる機構とを示した断面図である。 分針車を示す平面図である。 時針車を示す平面図である。 秒針車を示す平面図である。 第１対応データテーブルの内容を表わした図表である。 第２対応データテーブルの内容を表わした図表である。 分針車の透過孔と時針車の透過孔との重なり部分の検出例を説明する図である。 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である。 図９のステップＳ２で実行される光位置検出処理の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図である。 第２実施形態の透過光の測定方法を説明する図である。 第２実施形態の光位置検出処理の制御手順を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図である。 第１対応画像データテーブルの内容を表わした図表である。 第２対応画像データテーブルの内容を表わした図表である。 第３実施形態の光位置検出処理の制御手順を示すフローチャートである。

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には、本発明の第１実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図を、図２には、複数の指針と針位置検出に関わる機構とを表わした断面図を示す。

この実施形態の電子時計１は、秒針２、分針３および時針４（図２参照）を電気的な駆動により回転させて時刻を表示するアナログ表示部を有し、例えば腕時計の本体となるものである。

この電子時計１は、図１に示すように、時計の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、指針（秒針、分針、時針）２〜４を駆動するためのムーブメント３０と、針位置検出のために光を照射する発光部（例えば発光ダイオード）３１と、針位置検出のために光を検出する光検出手段としての光位置センサ３２と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ領域を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）３７と、ＣＰＵ１０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）３６と、制御データが格納されるＥＥＰＲＯＭ（電気的消去型Programmable ROM）３５と、各部に動作電圧を供給する電源部４０と、時刻修正用に標準電波を受信するアンテナ４１および検波回路４２と、ＣＰＵ１０に所定周波数の信号を供給するための発振回路３８および分周回路３９と、暗闇でアナログ表示部を照らすための照明部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ー４５およびブザー回路４６等を備えている。

ムーブメント３０には、秒針２を駆動する第１モータ５１と、分針３を駆動する第２モータ５２と、時針４を駆動する第３モータ５３とが設けられている。これら第１〜第３モータ５１〜５３はそれぞれステッピングモータである。また、ムーブメント３０には、第１〜第３モータ５１〜５３の回転運動を各指針２〜４まで伝達する輪列機構２０が設けられている。輪列機構２０には、図２に示すように、秒針軸２４ａを介して秒針２が固着された秒針車２４と、分針軸２５ａを介して分針３が固着された第１回転体としての分針車（分針歯車）２５と、時針軸２６ａを介して時針４が固着された第２回転体としての時針車（時針歯車）２６とが含まれる。これら３つの歯車は、それぞれ同一の回転軸を中心に、第１〜第３モータ５１〜５３の駆動力によって、それぞれ独立的に回転駆動されるようになっている。

この実施形態では、分針車２５、時針車２６、発光部３１、光位置センサ３２、ＣＰＵ１０、ＥＥＰＲＯＭ３５、ＲＯＭ３６、ＲＡＭ３７、第２モータ５２、および、第３モータ５３により針位置検出装置が構成される。

発光部３１と光位置センサ３２は、図２に示すように、分針車２５、時針車２６、秒針車２４を間に挟んで（秒針車２４は間に挟まれなくても良い）、互いに対向した配置で電子時計１のハウジングの枠部に固定されている。特に制限されるものではないが、発光部３１と光位置センサ３２は、文字板上の３時に対応する位置に配置されている。

光位置センサ（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）３２は、照射された光スポットの光量の重心位置を求めることのできるセンサである。光位置センサ３２は、例えば、光量に応じた電圧を発生する膜材料を一様に塗布した一定の面積の受光面３２ａ（図８参照）を有し、この受光面３２ａに光スポットがあたると、膜材料が光量に応じた電圧を発生させるとともに、スポット位置から離れた点の電位は膜材料の抵抗によりそれぞれ低下するので、膜材料の両端に発生する電圧の比から光スポットの光量重心の位置を求めることができる。この実施形態の光位置センサ３２は、Ｘ方向の両端電圧の比とＹ方向の両端電圧の比とを計測して、これらの計測値をＣＰＵ１０に出力することで、Ｘ方向とＹ方向の２次元の光量重心を計測することができるようになっている。

図３〜図５には、分針車２５、時針車２６、秒針車２４の平面図をそれぞれ示す。

分針車２５は、第２モータ５２の３６０ステップの回転により一回転する歯車であり、図３に示すように、一部の角度範囲に第１被検出部として光を透過する透過孔２５ｈが１個設けられている。透過孔２５ｈは、１２ステップ分の回転角度範囲（すなわち分針車２５の中心角が１２°の範囲）におよぶ径を有している。特に制限されるものではないが、分針車２５は、分針３が文字板の５５分位置に来たときに、透過孔２５ｈの中央が３時位置（光位置センサ３２の検出位置）に重なるように配置されている。

時針車２６は、第３モータ５３の３６０ステップの回転により一回転する歯車であり、図４に示すように、所定の半径位置に３０°間隔で第２被検出部として１２個の透過孔２６ｈ，２６ｊが設けられている。１１個の透過孔２６ｈは、分針車２５の透過孔２５ｈより時針車２６の外周寄りの半径位置にそれぞれ形成され、透過孔２５ｈと重なる際には互いに一部のみが重なるようになっている。また、１個の透過孔２６ｊは、分針車２５の透過孔２５ｈより中央寄りの半径位置に形成され、透過孔２５ｈと重なる際には互いに一部のみが重なるようになっている。これら透過孔２６ｈ，２６ｊは、互いに同一の径で、且つ、分針車２５の透過孔２５ｈより大きな径に形成されている。

特に制限されるものではないが、時針車２６は、時針４が０時５５分、１時５５分、・・・１０時５５分の各位置に来たときに、外周寄りの１１個の透過孔２６ｈの中心が、３時位置（光位置センサ３２の検出位置）に重なるように配置されている。また、時針４が１１時５５分の位置に来たときに、中央寄りの１個の透過孔２６ｊの中心が３時位置に重なるように配置されている。

秒針車２４は、第１モータ５１の６０ステップの回転により一回転する歯車であり、図５に示すように、針位置検出の際に発光部３１の光を遮断しないように一定の範囲に長孔２４ｈが設けられている。長孔２４ｈは、秒針２が文字板の０秒位置にあるときに文字板の０時から６時にわたる角度範囲で、且つ、分針車２５の透過孔２５ｈを遮ることのない大きさに形成されている。なお、長孔２４ｈは、針位置検出の際に発光部３１の光を遮断しないようにすることができれば、どのようなパターンで形成されても良い。

図１のＲＯＭ３６には、分周回路３９から送られる信号をカウントしながら適宜なタイミングで第１〜第３モータ５１〜５３を駆動することで、指針２〜４を運針させて時刻を表示する時刻計時処理のプログラムや、所定条件の成立により分針３と時針４の位置ズレが生じていないか確認し位置ズレがあれば修正する針位置検出処理のプログラムなどが格納されている。ＣＰＵ１０と針位置検出処理のプログラムとにより光検出制御手段と位置修正制御手段が構成される。

ＥＥＰＲＯＭ３５には、針位置検出処理で分針３と時針４の位置ズレを判定する際に使用される、対応データ記録部としての第１対応データテーブル３５ａおよび第２対応データテーブル３５ｂとが生成されている。

図６と図７には、第１対応データテーブルと第２対応データテーブルの内容をそれぞれ表わした図表を示す。図８には、分針車２５の透過孔２５ｈと時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊとの重なり部分の検出例を説明する図を示す。

光位置センサ３２の受光面３２ａには、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、分針車２５の透過孔２５ｈと、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊとが検出範囲で重なった状態で発光部３１が駆動することで、これらの重なり部分を透過した光が照射されることになる。そして、この重なり部分の透過光の光量重心を表わす計測値が光位置センサ３２からＣＰＵ１０へ出力される。

具体的には、分針３と時針４とが１１時台を除く毎時５５分を指しているときには、図８（ａ）に示すように、受光面３２ａの検出範囲で透過孔２５ｈ，２６ｈが重なって、この重なり部分の透過光が受光面３２ａに照射される。光位置センサ３２は、このときの透過光の光量重心Ｕを表わす光位置センサ３２の出力がＸ方向“０”、Ｙ方向“０”となるようにオフセット設定される。

また、分針３と時針４とが１１時５５分を指しているときには、図８（ｂ）に示すように、受光面３２ａに対向した位置で透過孔２５ｈ，２６ｊが重なって、この重なり部分の透過光が受光面３２ａに照射される。この透過光の光量重心Ｕを表わす光位置センサ３２の出力をＸ方向“Ｋ”、Ｙ方向“０”とする。

また、図８（ａ）の状態から時針４が数ステップずれた位置にあるときには、図８（ｃ）に示すように、受光面３２ａの検出範囲で透過孔２５ｈ，２６ｈの重なりがずれて、この重なり部分の透過光の光量重心ＵはＸＹ方向に変位する。そのため、光位置センサ３２の出力もそれに従って変化した値となる。

また、図８（ａ）の状態から分針３が数ステップずれた位置にあるときには、図８（ｄ）に示すように、受光面３２ａの検出範囲で透過孔２５ｈ，２６ｈの重なりがずれて、この重なり部分の透過光の光量重心ＵはＸＹ方向に変位する。そのため、光位置センサ３２の出力もそれに従って変化した値となる。

さらに、図８（ａ）の状態から分針３と時針４との両方がそれぞれ数ステップずれた位置にあるときには、透過孔２５ｈ，２６ｈがそれぞれ異なる径であることにより、透過孔２５ｈ，２６ｈの重なり部分は分針３と時針４のズレ数に応じてその位置や形状が変化する。そして、この重なり部分の透過光の光量重心Ｕもそれぞれ異なる座標値となって、それが光位置センサ３２の出力に表れる。

同様に、図８（ｂ）の状態から分針３や時針４が数ステップずれた場合も、透過孔２５ｈ，２６ｊがそれぞれ異なる径であることにより、透過孔２５ｈ，２６ｊの重なり部分の位置や形状は分針３や時針４のズレ数に応じて変化する。そのため、この重なり部分の透過光の光量重心Ｕもそれぞれ異なる座標値となって、それが光位置センサ３２の出力に現れる。

第１対応データテーブル３５ａは、図６に示すように、図８（ａ）の状態を基準として、分針３と時針４が基準状態から±６ステップの範囲でそれぞれ位置ズレしたときに得られる光位置センサ３２の出力値（ｘ，ｙ）が、それぞれ位置ズレのステップ数と対応づけられて登録されたものである。

第２対応データテーブル３５ｂは、図７に示すように、図８（ｂ）の状態を基準として、分針３と時針４が基準状態から±６ステップの範囲でそれぞれ位置ズレしたときに得られる光位置センサ３２の出力値（ｘ，ｙ）が、それぞれ位置ズレのステップ数と対応づけられて登録されたものである。

なお、第１および第２対応データテーブル３５ａ，３５ｂにおいて、位置ズレのステップ数が２ステップ間隔になっているのは次の理由からである。第２，第３モータ５２，５３は、ロータとステータがそれぞれ２極のステッピングモータであり、プラスの駆動パルスが供給されることでロータが０°〜１８０°に回転し、マイナスの駆動パルスが供給されることでロータが１８０°〜３６０°に回転する。そして、プラスの駆動パルスとマイナスの駆動パルスが交互に供給されることで、ロータが半回転ずつ一方向に回転していく。そのため、強い磁界や強い衝撃を受けて、分針３や時針４が位置ズレしたとしても、奇数ステップで位置ズレが残ることはなく、必ず偶数ステップで位置ズレが残ることになる。そのため第１および第２対応データテーブル３５ａ，３５ｂに登録される位置ズレのステップ数は２ステップ間隔にされている。

なお、第１対応データテーブル３５ａと第２対応データテーブル３５ｂに登録される座標値（ｘ，ｙ）は、工場出荷前の調整工程において、実際に分針３と時針４とをそれぞれ対応するステップ位置に配置させ、発光部３１と光位置センサ３２を作動させて求められた光位置センサ３２の出力値である。なお、電子時計１の個体差や誤差が殆ど無視できるような場合には、透過孔２５ｈ，２６ｈが対応するステップ位置にあるときの重なり部分の光量重心Ｕを計算により求めて、算出された値を第１および第２対応データテーブル３５ａ，３５ｂに登録するようにしても良い。

次に、上記のように構成された電子時計１の動作について説明する。

［時刻計時処理］
この実施形態の電子時計１においては、常時、ＣＰＵ１０は、分周回路３９からの所定周期の信号に基づいて、１秒間隔で第１モータ５１を１ステップ駆動させる信号を出力し、１０秒間隔で第２モータ５２を１ステップ駆動させる信号を出力し、２分間隔で第３モータ５３を１ステップ駆動させる信号を出力する。それにより、各指針２〜４が時の経過に伴って運針されて時刻が表示される。

電子時計１においては、このような時刻計時処理の際に、例えば強い磁界や強い衝撃を受けた場合に、ＣＰＵ１０からモータ駆動用の信号が出力されたにも拘わらずに、第１〜第３モータ５１〜５３の対応するモータが回転しなかったり、或いは、ＣＰＵ１０からモータ駆動用の信号が出力されていないにも拘わらずに第１〜第３モータ５１〜５３の何れかが回転してしまったりという現象の発生がありえる。この場合、ＣＰＵ１０がカウントしている時刻、或いは、ＣＰＵ１０がカウントしている各指針２〜４の針位置と、実際の各指針２〜４の針位置とにズレが生じることになる。

［針位置検出処理］
上記のような各指針２〜４の位置ズレのうち、分針３と時針４の位置ズレの有無の確認および位置ズレがあった場合の修正を行うのが、次に示す針位置検出処理である。なお、秒針２の位置ズレについては、別の方式（例えば秒針車２４と連動した他の歯車の位置検出等）で位置ズレの確認および修正を行うものであり、その詳細は省略する。

図９には、ＣＰＵ１０により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、ＣＰＵ１０がカウントしている計時時刻が１１時台を除く毎時５５分００秒のタイミング（毎時検査タイミング）になった場合、１１時５５分００秒のタイミング（時針検査タイミング）になった場合、或いは、図示しない操作部を介してユーザにより完全補正キーの操作入力があった場合に、それぞれ開始される。毎時検査タイミングの際にはステップＳ１から、時針検査タイミングの際にはステップＳ９から、完全補正キー操作の場合にはステップＳ１６から、それぞれ開始される。

毎時検査タイミングとなって針位置検出処理が開始されたら、先ず、ＣＰＵ１０は発光部３１と光位置センサ３２を作動させて、光位置センサ３２の出力に基づき光が検出されたか否かを判別する（ステップＳ１）。

毎時検査タイミングにおいては、各指針２〜４に位置ズレが無いか、或いは、数ステップの位置ズレしかない場合には、秒針車２４の長孔２４ｈ、分針車２５の透過孔２５ｈ、および、時針車２６の透過孔２６ｈが、光位置センサ３２の検出範囲で重なって、光位置センサ３２の受光面に透過光が照射されることになる。

従って、通常であれば、ステップＳ１の判別処理において光の検出有りと判別されて、続いて、ＣＰＵ１０により光位置検出処理（ステップＳ２）が実行される。この光位置検出処理は図１０のフローチャートを参照して後述するが、光位置センサ３２の出力に基づいて分針３と時針４の位置ズレの有無を確認し、且つ、位置ズレがある場合にそれを修正する処理である。

ステップＳ２の光位置検出処理が遂行されたら、それにより分針３と時針４とが位置ズレの無い状態にされるので、続いて各種フラグや各種変数値をクリアしたり、針位置検出処理の処理時間が長くなって各指針２〜４の位置と時刻とにズレが生じている場合にこれを修正したりする補正完了処理（ステップＳ３）を行う。そして、この針位置検出処理を終了して、時刻計時処理へ戻る。

また、時針検査タイミングとなって針位置検出処理が開始されたら、先ず、ＣＰＵ１０は、光位置センサ３２の検出範囲に中央寄りの透過孔２６ｊが来ていることを表わすためにＲＡＭ３７中の時針検査フラグを立てる（ステップＳ９）。次に、ＣＰＵ１０は、発光部３１と光位置センサ３２を作動させて、光位置センサ３２の出力に基づき光が検出されたか否かを判別する（ステップＳ１０）。

時針検査タイミングにおいては、各指針２〜４に位置ズレが無いか、或いは、数ステップの位置ズレしかない場合には、秒針車２４の長孔２４ｈ、分針車２５の透過孔２５ｈ、および、時針車２６の透過孔２６ｊが、光位置センサ３２の検出範囲で重なって、光位置センサ３２の受光面に透過光が照射されることになる。

従って、通常であれば、ステップＳ１０の判別処理において光の検出有りと判別されて、続いて、ＣＰＵ１０により光位置検出処理（ステップＳ２）が実行される。そして、光位置検出処理が完了したら、上述のようにステップＳ３の補正完了処理を行って、この針位置検出処理を終了する。

また、完全補正キー操作があって針位置検出処理が開始されたら、先ず、ＣＰＵ１０は、時刻の計時とは別に各指針４〜６の位置をカウントしながら、第１〜第３モータ５１〜５３を駆動して各指針４〜６を時針検査タイミング（１１時５５分００秒）の位置まで早送り運針させる（ステップＳ１６）。なお、元々各指針４〜６に位置ズレがあった場合には、早送り運針後の各指針４〜６にも上記の位置ズレが残った状態となる。

続いて、ＣＰＵ１０は、完全補正中であることを表わすためにＲＡＭ３７中の完全補正フラグを立てる（ステップＳ１７）。そして、上述したステップＳ１０の処理に移行して、光位置センサ３２の出力から光の検出があったか否か判別する。

各指針４〜６が時針検査タイミングの位置まで早送りされた状態においては、各指針２〜４に位置ズレが無いか、或いは、数ステップの位置ズレしかない場合には、秒針車２４の長孔２４ｈ、分針車２５の透過孔２５ｈ、および、時針車２６の透過孔２６ｊが、光位置センサ３２の検出範囲で重なって、光位置センサ３２の受光面に透過光が照射されることになる。
従って、通常であれれば、ステップＳ１０の判別処理において光の検出有りと判別されて、続いて、ＣＰＵ１０により光位置検出処理（ステップＳ２）が実行される。そして、光位置検出処理が完了したら、上述のようにステップＳ３の補正完了処理を行って、この針位置検出処理を終了する。

一方、上記のステップＳ１，Ｓ１０の判別処理で、光の検出が無しと判別された場合には、次のような処理を実行する。ここで、光の検出が無しと判別される場合とは、秒針２や分針３が大きく位置ズレしていたり、時針４が特定ステップ数（３０分程度のステップ数）だけ位置ズレしていたり、或いは、何らかのエラーが発生している稀なケースである。従って、ステップＳ１，Ｓ１０で光の検出が無しと判別されて、ステップＳ４やステップＳ１１へ移行した場合には、以降のステップにより、分針車２５や時針車２６を回転させて再び光の検出が確認できる状態を探索したり、探索できなかった場合にエラー終了するといった一連の処理を行う。

先ず、ステップＳ１で光検出無しと判別されたら、分針３が大きくずれている可能性があるものとして、ステップＳ４〜Ｓ６のループ処理により、分針車２５の透過孔２５ｈを探索する処理を行う。すなわち、分針３を２ステップ運針させ（ステップＳ４）、運針ごとに発光部３１と光位置センサ３２を作動させて光の検出を確認し（ステップＳ５）、光の検出が確認できなければ分針車２５の一周分（３６０ステップ）の駆動を行ったか判別する（ステップＳ６）。そして、このステップＳ４〜Ｓ６の処理を光の検出が確認されるか或いは分針車２５を一周分駆動するまで繰り返す。そして、光の検出が確認されれば、分針車２５の透過孔２５ｈと時針車２６の透過孔２６ｈ又は２６ｊとが光位置センサ３２の検出範囲で重なったものとしてステップＳ２の光位置検出処理へ移行する。

一方、ステップＳ４〜Ｓ６のループ処理により、分針車２５を一周させても光の検出が確認できなければ、次に、ＲＡＭ３７中の完全補正フラグを確認する（ステップＳ７）。完全補正フラグは、時針車２６を回転させて光の検出が確認できるか試行済みであるか否かを表わす値にもなっている。従って、完全補正フラグが有り（フラグ値“１”）であれば、時針車２６と分針車２５とを両方とも一周分ずつ回転させても光の検出が確認できなかったという結果を表わすことになるため、分針検出不能と判断してそれに対応する分針検出エラー処理（ステップＳ８）を行う。そして、この針位置検出処理を終了する。

一方、ステップＳ７の判別処理の結果、完全補正フラグが無し（フラグ値“０”）であれば、先ず、時針４を時針検査タイミングの位置まで送って光の検出が確認できないか試行するため、ステップＳ１６にジャンプして、上述したステップＳ１６，Ｓ１７，Ｓ１０の処理を実行する。

また、ステップＳ１０で光検出無しと判別されたら、時針４が特定の位置ズレを発生している可能性があるものとして、ステップＳ１１〜Ｓ１３のループ処理により、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊを探索する処理を行う。すなわち、時針４を２ステップ運針させ（ステップＳ１１）、運針ごとに発光部３１と光位置センサ３２を作動させて光の検出を確認し（ステップＳ１２）、光の検出が確認できなければ時針車２６の一周分（３６０ステップ）の駆動を行ったか判別する（ステップＳ１３）。そして、このループ処理を光の検出が確認されるか或いは時針車２６を一周分を駆動するまで繰り返す。そして、光の検出が確認されれば、分針車２５の透過孔２５ｈと時針車２６の透過孔２６ｈ又は２６ｊとが光位置センサ３２の検出範囲で重なったものとしてステップＳ２の光位置検出処理へ移行する。

一方、ステップＳ１１〜Ｓ１３のループ処理により、時針車２６を一周させても光の検出が確認できなければ、次に移行して、ＲＡＭ３７中の完全補正フラグを確認する（ステップＳ１４）。その結果、完全補正フラグが無し（フラグ値“０”）であれば、時針４の検出不能と判断してそれに対応する時針検出エラー処理（ステップＳ１５）を行って、この針位置検出処理を終了する。

一方、ステップＳ１４の判別処理の結果、完全補正フラグが有り（フラグ値“１”）であれば、分針車２５を回転させて光の検出が確認できないか試行するため、ステップＳ１にジャンプする。ステップＳ１からの処理は上述した通りである。

上記の針位置検出処理によれば、各指針２〜４の位置ズレが全く生じていないか、或いは、±６ステップ範囲内で位置ズレしているような大部分の場合には、ステップＳ１又はＳ１０の光検出の処理で、光の検出が確認されて、次のような光位置検出処理（ステップＳ２）が実行されるようになっている。

図１０には、図９のステップＳ２で実行される光位置検出処理のフローチャートを示す。

光位置検出処理へ移行したら、先ず、ＣＰＵ１０はＲＡＭ３７中の完全補正フラグと時針検査フラグを確認して、何れかのフラグが有り（フラグ値“１”）であるか判別する（ステップＳ２１）。つまり、何れかのフラグが有りであれば時針車２６の１２個の透過孔２６ｈ，２６ｊのうち、中央寄りの透過孔２６ｊが光位置センサ３２の検出範囲に来ているはずであり、また、何れのフラグも無しであれば外周寄りの透過孔２６ｈが光位置センサ３２の検出範囲に来ているはずなので、それをステップＳ２１で判別している。

その結果、何れのフラグも無しであれば“Ｎｏ”側へ進んで、先ず、ＣＰＵ１０は、発光部３１と光位置センサ３２を作動させて、受光面３２ａに照射される透過光の光量重心Ｕ（図８（ａ），（ｃ），（ｄ）を参照）を計測させ、その出力値である座標（Ｘ１，Ｙ１）の値を入力する（ステップＳ２２：光検出制御手段）。

座標（Ｘ１，Ｙ１）の値を入力したら、次に、この座標値が分針３と時針４とが位置ズレを起こしていないときの値（０，０）であるか判別する（ステップＳ２３）。なお、この判別処理の際には、光位置センサ３２の計測誤差や歯車の位置のブレを考慮して許容誤差範囲であれは一致と見なすようにしても良い。但し、この許容誤差は分針３や時針４が２ステップ動いたときの透過光の光量重心Ｕの変位量よりも小さくする必要がある。

ステップＳ２３の判別処理の結果、座標値（０，０）と一致していれば分針３と時針４の位置ズレは生じていないと判断して、そのまま光位置検出処理を終了して、針位置検出処理の次の処理（図９のステップＳ３）へ移行する。

一方、ステップＳ２３の判別処理の結果、光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）が位置ズレのない値（０，０）と不一致となった場合には、次に移行して、ステップＳ２４，Ｓ２５のループ処理により、第１対応データテーブル３５ａ（図６）の各座標値（ｘ，ｙ）の中から測定された座標（Ｘ１，Ｙ１）と一致するものを探索する。すなわち、第１対応データテーブル３５ａから１行ずつ座標値（ｘ，ｙ）を順に読み込み（ステップＳ２４）、読み込みごとに先に測定された光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）と一致するか判別する（ステップＳ２５）。そして、一致となるまでステップＳ２４，Ｓ２５のループ処理を繰り返す。

なお、このステップＳ２４，Ｓ２５のループ処理中、位置ズレが無い場合の座標値（０，０）の読み込みと比較は、既に確認ずみなので飛ばしても良い。また、何らかのエラーにより、光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）が第１対応データテーブル３５ａに登録されている全ての座標値（ｘ，ｙ）と一致しなかった場合には、エラー処理へ移行してエラー終了するようにしても良い。

通常では、上記ステップＳ２４，Ｓ２５のループ処理により、測定された光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）と第１対応データテーブル３５ａの何れかの行の座標値（ｘ，ｙ）とが一致するので、一致したらこのループ処理を抜けて次に移行する。

次に移行したら、ＣＰＵ１０は、一致の結果が得られた第１対応データテーブル３５ａの行から分針３と時針４の位置ズレのステップ数を読み出す（ステップＳ２６：判定手段）。続いて、第２モータ５２と第３モータ５３へ必要な駆動信号を出力して、この位置ズレを修正させる（ステップＳ２７：位置修正制御手段）。

位置ズレを修正したら、位置ズレが無くなったか再確認するために、ステップＳ２２に戻って、再度、光位置センサ３２により透過孔２５ｈ，２６ｈの光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）を測定し（ステップＳ２２）、位置ズレの無い座標値（０，０）と一致するか判別して（ステップＳ２３）、一致であればこの光位置検出処理を終了し、針位置検出処理（図９）の次のステップへ移行する。

なお、ステップＳ２４〜Ｓ２７の処理による位置ズレのステップ数の判定と修正の処理に誤りが殆ど生じない場合には、位置ズレが無くなったか再確認する処理は省略して、そのまま光位置検出処理を終了するようにしてもよい。

一方、ステップＳ２１の判別処理で、完全補正フラグと時針検査フラグの何れかが有り（フラグ値“１”）であれば、時針車２６の中央寄りの透過孔２６ｊが光位置センサ３２の検出範囲に来ているはずなので、それに対応したステップＳ２８〜Ｓ３３の処理へ移行する。

ステップＳ２８〜Ｓ３３の処理は、上述したステップＳ２２〜Ｓ２７の処理と、位置ズレ無しの場合の座標値を（Ｋ，０）にした点と、測定された光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）の比較や位置ズレのステップ数の判定に使用するデータテーブルが、第２対応データテーブル３５ｂに変更された点のみ異なり、その他は同一の内容である。

図８（ｂ）に示すように、時針車２６の中央寄りの透過孔２６ｊと、分針車２５の透過孔２５ｈとが、光位置センサ３２の検出範囲で重なる場合には、分針３と時針４に位置ズレがなければ透過光の光量重心は座標値（Ｋ，０）となる。また、分針３と時針４に位置ズレがあるときの光量重心の座標値（ｘ，ｙ）は第２対応データテーブル３５ｂに格納されている。

従って、ステップＳ２９で光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）と比較する座標値を（Ｋ，０）とし、ステップＳ３０，Ｓ３２で比較用の座標値（ｘ，ｙ）と分針３と時針４の位置ズレのステップ数とを第２対応データテーブル３５ｂから読み出すようにすることで、上述したステップＳ２２〜Ｓ２７と同様の処理により、分針３と時針４の位置ズレの有無の確認や、位置ズレがある場合の修正の処理が行われるようになっている。

位置ズレがない場合には、ステップＳ２９で“Ｙｅｓ”側へ分岐してこの光位置検出処理を終了し、位置ズレがある場合には、ステップＳ３０〜Ｓ３３で位置ズレのステップ数の判定と修正がなされ、その後、位置ズレがないか再確認されてからこの光位置検出処理を終了する。そして、針位置検出処理に戻って次のステップへ移行する。

つまり、上記の光位置検出処理によれば、分針３や時針４に数ステップの位置ズレがあった場合でも、光位置センサ３２の１回の光量重心Ｕの座標（Ｘ１，Ｙ１）の測定だけで、分針３と時針４の位置ズレのステップ数を判定して、その修正を行うことが可能になっている。

以上のように、第１実施形態の電子時計１およびその針位置検出の構成によれば、分針車２５の透過孔２５ｈと、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊとが、互いに異なる径に形成され、また、互いに重なり合う際には一部同士が重なるように配置がずらされて形成されている。さらに、光位置センサ３２は、受光面３２ａに照射される光スポットの位置や形状が変化してその光量重心が変位したときに、光スポットの計測によってこれらの変化を識別することが可能になっている。従って、光位置センサ３２の受光範囲で２個の透過孔２５ｈ，２６ｈ（或いは透過孔２５ｈ，２６ｊ）を重なり合わせた状態で、この重なり部分の透過光の計測が行われることで、分針車２５と時針車２６とが規定位置（例えばｈｈ時５５分の位置）にあるのか否か、また、規定位置から±６ステップの範囲で位置ズレしているときには、分針車２５が何ステップ、時針車２６が何ステップずれているのかを判定することが可能になっている。

また、第１実施形態では、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊの重なり部分の透過光を検出する構成として、光スポットの光量重心をアナログ的に検出する光位置センサ３２を採用しているので、上記透過光の光量重心の測定値を、高い分解能で且つデジタル的な演算処理を要することなく得ることができる。従って、ＣＰＵ１０の負荷を圧迫せずに分針３と時針４の位置ズレの有無や位置ズレのステップ数の判定を行うことができる。

また、分針車２５の透過孔２５ｈは、分針３の１２ステップ分の回転角度範囲におよぶ径を有するように形成されており、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊと重なる際には一部のみが重なるように配置されているので、分針３と時針４の位置が±６ステップの範囲でそれぞれ変化したときに、透過孔２５ｈ，２６ｈ（又は２５ｈ，２６ｊ）の重なり部分は消滅せず、その位置や形状、並びに、その透過光の光量重心が変化するようになっている。従って、この透過光の計測により、分針３と時針４とが規定位置“ｈｈ時５５分”に有るのか、それぞれ規定位置から±２〜±６ステップのうち何れのステップ数ずれているのかを判定することが可能になっている。

また、上述した光位置検出処理（図１０）では、ＥＥＰＲＯＭ３５に格納された第１と第２の対応データテーブル３５ａ，３５ｂを使用し、光位置センサ３２により計測された光量重心の座標（Ｘ１，Ｙ１）と第１又は第２の対応データテーブル３５ａ，３５ｂに登録されている各座標値（ｘ，ｙ）とを比較することで、分針３と時針４の位置ズレのステップ数を判定するようになっている。それゆえ、このような位置ズレのステップ数の判定を容易に且つ正確に行うことが可能になっている。

また、第１実施形態の針位置検出処理（図９）および光位置検出処理（図１０）によれば、分針３と時針４とが規定位置（ｈｈ時５５分）に来たと仮定されるタイミングや、完全補正キー操作により分針３と時針４とが規定位置まで早送りされたと仮定されるタイミングに、発光部３１と光位置センサ３２とを作用させて透過光の計測を行うようにしている。そして、透過光の計測により分針３と時針４の位置ズレの有無と位置ズレが有ればそのステップ数が判定されて、位置ズレの修正がなされるようになっている。それゆえ、発光部３１と光位置センサ３２の不要な作動回数が少なくなって、無駄のない針位置検出と修正の処理が実現されている。

また、時針車２６には、１時間分の回転角度ごとに１２個の透過孔２６ｈ，２６ｊが設けられ、且つ、１１個の透過孔２６ｈは外周寄りに、１個の透過孔２６ｊは中央寄りにそれぞれ設けられているので、外周寄りの透過孔２６ｈの透過光を計測することで１時間毎に時針４の位置ズレの確認や修正が可能であり、また、中央寄りの透過孔２６ｊの透過光を計測することで時針４の絶対位置を判定して大きな位置ズレがあった場合でもそれを修正することが可能になっている。また、分針車２５の透過孔２５ｈの径を小さく、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊの径を大きくしているので、この逆にするよりも、検出すべき透過光が照射される範囲を狭めて、光位置センサ３２の受光面３２ａの面積を小さく構成できるという効果も得られる。

また、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊの重なり部分の透過光の計測を行うために、分針車２５や時針車２６を間に挟んで光位置センサ３２の逆側から発光部３１により光を照射しているので、透過光の測定時に常に一定の光が得られて正確な測定を行えるようになっている。

［第２実施形態］
図１１は、本発明の第２実施形態の電子時計の全体構成を示すブロック図である。

第２実施形態の電子時計１Ａは、分針車２５の透過孔２５ｈと、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊとの重なり部分の透過光を計測するのに撮像センサ３２１を採用した点と、それに伴い第１と第２の対応データテーブル３５ａ，３５ｂの内容および光位置検出処理の内容の一部を変更した点で、第１実施形態と異なり、その他の構成は第１実施形態と同様である。従って、異なる部分についてのみ説明する。

撮像センサ３２１は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）イメージセンサなど、照射光を検出する複数の受光セルをマトリックス状に配置してなるセンサである。この撮像センサ３２１は、第１実施形態の光位置センサ３２（図２参照）と同様に、分針車２５と時針車２６と秒針車２４とを間に挟んで、発光部３１に対向する配置でハウジングの枠部に固定されている。特に制限されないが、撮像センサ３２１は文字板上の３時に対応する位置で、且つ、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊが重なり合う半径位置に配置されている。

図１２には、第２実施形態の透過光の測定方法を説明する図を示す。

第２実施形態の針位置検出は、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊの重なり部分を透過した光のイメージＩ（図１２のハッチング部分）を撮像センサ３２１により取得し、この透過光イメージＩの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）を算出して、この中心座標によって分針車２５と時針車２６との位置ズレの有無や、位置ズレのステップ数を判定するものである。

中心座標（Ｘ１，Ｙ１）の算出方法は、図１２に示すように、撮像センサ３２１の受光面３２１ａに予めＸ軸とＹ軸とを設定し、次式に示すように、透過光イメージＩのＸ方向の最大座標値Ｘｍａｘと最少座標値Ｘｍｉｎの中心値をＸ１、透過光イメージＩのＹ方向の最大座標値Ｙｍａｘと最少座標値Ｙｍｉｎの中心値をＹ１として求める。
Ｘ１ ＝（Ｘｍａｘ＋Ｘｍｉｎ）／２
Ｙ１ ＝（Ｙｍａｘ＋Ｙｍｉｎ）／２
ここで、Ｘ軸とＹ軸の原点は、分針３と時針４とが規定位置（１１時台を除く毎時５５分）にあるときに、透過光イメージＩの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）が原点（０，０）になるように設定する。また、分針３と時針４とが１１時台の規定位置にあるときには、透過光のイメージＩの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）が座標値（Ｋ，０）に一致するものとする。

このような中心座標（Ｘ１，Ｙ１）の演算は撮像センサ３２１の撮像データに基づいてＣＰＵ１０が実行する。

このように求められた中心座標（Ｘ１，Ｙ１）においても、第１実施形態の透過光の光量重心と同様に、分針３と時針４とが基準位置からそれぞれ数ステップずれた位置にあるときには、それぞれ異なる値を示すことになる。それゆえ、この中心座標（Ｘ１，Ｙ１）の値から分針３と時針４が規定位置に有るのか否か、規定位置に無い場合には分針３と時針４がそれぞれ何ステップずれているのか判定することが可能となる。

第２実施形態の第１対応データテーブル３５ａには、図８（ａ）の透過孔２５ｈ，２６ｈの重なり合い状態を基準として、分針３と時針４とが基準状態から±６ステップの範囲でそれぞれ位置ズレしたときに得られる透過光イメージの中心点の座標値（ｘ，ｙ）が、それぞれ位置ズレのステップ数と対応づけられて登録される。

また、第２実施形態の第２対応データテーブル３５ｂには、図８（ｂ）の透過孔２５ｈ，２６ｊの重なり合いの状態を基準として、分針３と時針４とが基準状態から±６ステップの範囲でそれぞれ位置ズレしたときに得られる透過光イメージの中心点の座標値（ｘ，ｙ）が、それぞれ位置ズレのステップ数と対応づけられて登録される。

図１３には、第２実施形態の光位置検出処理のフローチャートを示す。

第２実施形態の光位置検出処理は、主に、透過孔２５ｈ，２６ｈ（或いは２５ｈ，２６ｊ）の重なり部分の透過光の計測方法が、第１実施形態の光位置検出処理（図１０）と異なるものである。第２実施形態では、先ず、ＣＰＵ１０が発光部３１と撮像センサ３２１を作動させて透過光を撮像し（ステップＳ２２ａ，Ｓ２８ａ：光検出制御手段）、次いで、ＣＰＵ１０が撮像センサ３２１から撮像データを取り込んで、この撮像データから上記の演算を行うことで透過光イメージＩの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）を算出することで透過光の中心座標を測定する（ステップＳ２２ｂ，Ｓ２８ｂ）。

そして、上記透過光イメージＩの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）の値を算出したら、この中心座標から分針３と時針４とが位置ズレしているか否かの判別を行い（ステップＳ２３，ステップＳ２９）、位置ズレしている場合には第１又は第２対応データテーブル３５ａ，３５ｂのデータ値と比較して何ステップずれているか判定して（Ｓ２４〜Ｓ２６，Ｓ３０〜Ｓ３２：判定手段）、それを修正する（ステップＳ２７，Ｓ３３：位置修正制御手段）。これらの処理は、第１実施形態の光位置検出処理（図１０）のものと同様のものであり詳細は省略する。

以上のように、第２実施形態の電子時計１Ａおよびその針位置検出の構成によれば、分針車２５の透過孔２５ｈと、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊとが、互いに異なる径に形成され、また、互いに重なり合う際には一部同士が重なるように配置がずらされて形成されている。さらに、撮像センサ３２１は、受光面３２１ａに照射される光スポットの位置や形状が変化してその中心座標が変位したときに、光スポットの撮像によってこれらの変化を識別することが可能になっている。従って、撮像センサ３２１の受光範囲で２個の透過孔２５ｈ，２６ｈ（或いは透過孔２５ｈ，２６ｊ）を重なり合わせた状態で、この重なり部分の透過光の撮像が行われることで、分針車２５と時針車２６とが規定位置（例えばｈｈ時５５分の位置）にあるのか否か、また、規定位置から±６ステップの範囲で位置ズレしているときには、分針車２５が何ステップ、時針車２６が何ステップずれているのかを判定することが可能になっている。

また、第２実施形態では、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊの重なり部分の透過光を撮像センサ３２１により撮像する構成を採用しているので、アナログ的な誤差を発生させずに撮像データから透過光イメージの中心座標（Ｘ１，Ｙ１）を求めて、分針３と時針４の位置ズレの有無や位置ズレのステップ数の判定を行えるようになっている。

［第３実施形態］
図１４は、本発明の第３実施形態の電子時計１Ｂの全体構成を示すブロック図である。 図１５と図１６には、ＥＥＰＲＯＭ３５に格納される第１と第２の対応画像データテーブル３５ｃ，３５ｄの内容を表わした図表を示す。

第３実施形態の電子時計１Ｂは、ＥＥＰＲＯＭ３５に格納されるデータテーブルと、光位置検出処理の内容の一部とが、第２実施形態と異なり、その他の構成は第２実施形態と同様である。従って、異なる点のみ説明する。

第２実施形態のＥＥＰＲＯＭ３５には、対応データ記憶部として画像データが複数登録された第１および第２対応画像データテーブル３５ｃ，３５ｄが生成される。

第１対応画像データテーブル３５ｃには、図１５に示すように、図８（ａ）の透過孔２５ｈ，２６ｈの重なり合いの状態を基準として、分針３と時針４とが基準状態から±６ステップの範囲でそれぞれ位置ズレしたときに得られる透過光イメージ（図１５のグレー部分）の画像データが、それぞれ位置ズレのステップ数と対応づけられて登録される。図１５のデータテーブルにおいては、分針３と時針４が基準状態にあるときの画像データから、分針３と時針４とが±６ステップの範囲で２ステップずつ別々にずれた全部で４９通りの画像データが登録されている。

第２対応画像データテーブル３５ｄには、図１６に示すように、図８（ｂ）の透過孔２５ｈ，２６ｊの重なり合いの状態を基準として、分針３と時針４とが基準状態から±６ステップの範囲でそれぞれ位置ズレしたときに得られる透過光イメージ（図１６のグレー部分）の画像データが、それぞれ位置ズレのステップ数と対応づけられて登録される。図１６のデータテーブルでは分針３と時針４が基準状態にあるときの画像データから、分針３と時針４とが±６ステップの範囲で２ステップずつ別々にずれた全部で４９通りの画像データが登録されている。

図１７には、第３実施形態の光位置検出処理のフローチャートを示す。

第３実施形態では、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊの重なり部分の透過光イメージを撮像センサ３２１により撮像した後、撮像データをパターンマッチングにより画像データと比較することで、分針車２５と時針車２６との位置ズレの有無や、位置ズレのステップ数の判定を行うようになっている。

すなわち、第３実施形態の光位置検出処理では、完全補正フラグ又は時針検査フラグを確認して何れのフラグも無し（フラグ値“０”）であれば、ＣＰＵ１０は、発光部３１と撮像センサ３２１を作動させて、受光面３２１ａに照射される透過孔２５ｈ，２６ｈの重なり部分の透過光イメージを撮像させ、その撮像データを取り込む（ステップＳ４１：光検出制御手段）。

撮像データを取り込んだら、次に、ＣＰＵ１０は、第１対応画像データテーブルの分針３と時針４の位置ズレが共に“０”であるときの透過光イメージの画像データを読み出して、これと撮像データとをパターンマッチング処理により比較する（ステップＳ４２）。そして、比較結果を判別する（ステップＳ４３）。なお、比較処理には所定の許容誤差を持たせるようにしても良い。

その結果、両者が一致と見なせれば、分針３と時針４の位置ズレは生じていないと判断できるので、このまま光位置検出処理を終了して、針位置検出処理の次の処理（図９のステップＳ３）へ移行する。

一方、ステップＳ４３の判別処理の結果、撮像データと画像データとが不一致であれば、次に移行して、ステップＳ４４，Ｓ４５のループ処理により、第１対応画像データテーブル３５ｃ（図１５）に格納された各画像データのうち撮像データと一致するものを探索する。すなわち、第１対応画像データテーブル３５ｃから１行ずつ画像データ座標値（ｘ，ｙ）を読み込んで撮像データとパターンマッチング処理により比較し（ステップＳ４４）、比較結果が一致か否か判別する（ステップＳ４５）。そして、一致とみなせるまでステップＳ４４，Ｓ４５のループ処理を繰り返す。

そして、上記のループ処理中、パターンマッチング処理の結果が一致となってループ処理を抜けたら、ＣＰＵ１０は、一致の結果が得られた第１対応画像データテーブル３５ｃの行から分針３と時針４の位置ズレのステップ数を読み出す（ステップＳ４６：判定手段）。続いて、第２モータ５２と第３モータ５３へ必要な駆動信号を出力して、この位置ズレを修正する（ステップＳ４７：位置修正制御手段）。

位置ズレを修正したら、位置ズレが無くなったか再確認するために、ステップＳ４１に戻って、再度、撮像センサ３２１により透過孔２５ｈ，２６ｈの透過光イメージを撮像し（ステップＳ４１）、位置ズレの無い画像データと一致するかパターンマッチングの処理を行って（ステップＳ４２）、続く判別処理（ステップＳ４３）で一致と判別されればこの光位置検出処理を終了する。

上記のステップＳ４１〜Ｓ４７の処理によれば、分針３や時針４に数ステップの位置ズレがあった場合でも、撮像センサ３２１の１回の透過光イメージの撮像だけで、分針３と時針４の位置ズレのステップ数を判定して、その修正を行うことが可能になっている。

一方、ステップＳ２１の判別処理で、完全補正フラグと時針検査フラグの何れかが有り（フラグ値“１”）であれば、時針車２６の中央寄りの透過孔２６ｊが撮像センサ３２１の検出範囲に来ているはずなので、それに対応したステップＳ４８〜Ｓ５４の処理へ移行する。

ステップＳ４８〜Ｓ５４の処理は、上述したステップＳ４１〜Ｓ４７の処理と、画像データを読み出すデータテーブルを第２対応画像データテーブル３５ｄに変更した点のみ異なり、その他は同一の内容である。

すなわち、ステップＳ４８で透過孔２５ｈ，２６ｊの重なり部分の透過光イメージを撮像したら、ステップＳ４９で第２対応画像データテーブル３５ｄから位置ズレなしの画像データを読み出してパターンマッチングにより比較し、ステップＳ５０で一致か否か判別する。その結果、一致であれば位置ズレ無しと判断できるのでこの光位置検出処理を終了する。

一方、不一致であれば、ステップＳ５１，Ｓ５２のループ処理で、第２対応画像データテーブル３５ｄのなかで一致する画像データを探索し、一致する画像データが見つかったら、ステップＳ５３で分針３と時針４の位置ズレのステップ数を読み出して、ステップＳ５４でその位置ズレを修正する。その後、ステップＳ４８〜Ｓ５０で位置ズレがなくなったか再確認して問題がなければ位置ズレ無しと判断してこの光位置検出処理を終了する。

以上のように、第３実施形態の電子時計１Ｂおよびその針位置検出の構成によれば、分針車２５の透過孔２５ｈと、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊとが、互いに異なる径で、互いに一部分のみが重なるように形成されるとともに、撮像センサ３２１がこれら透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊの重なり部分の透過光イメージを撮像して、ＣＰＵ１０が、この撮像データと、位置ズレのない画像データや位置ズレが所定ステップ数あるときの画像データとをパターンマッチングにより比較するようになっている。従って、このパターンマッチングの結果に基づいて、分針車２５と時針車２６とが規定位置（例えばｈｈ時５５分の位置）にあるのか否か、また、規定位置から数ステップ（例えば±６ステップ以内）ずれているときには、分針車２５が何ステップ、時針車２６が何ステップずれているのかを判定することが可能になっている。

また、第２実施形態では、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊの重なり部分の透過光を撮像センサ３２１により撮像し、撮像データと画像データとを比較することで、分針３と時針４の位置ズレの有無や位置ズレのステップ数の判定を行う構成を採用しているので、比較処理に多少の負荷を要するものの、より正確な判定を行うことが可能になっている。

なお、本発明は、上記の第１〜第３の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、指針に連動して回転する回転体として分針車２５と時針車２６とを採用した例を示したが、別の歯車や歯車以外の構成を採用しても良い。また、上記実施形態では、分針と時針の位置ズレを判定したり修正したりするのに本発明を適用した例を示したが、秒針と分針や、秒針と時針との位置ズレを判定したり修正するのに本発明を同様に適用することもできる。

また、上記実施形態では、光の照射により識別可能な第１被検出部と第２被検出部として、光を透過する透過孔を採用した例を示したが、例えば、第１被検出部と第２被検出部のうち一方を透過孔とし、他方を反射面として、透過孔側から光を照射して反射面で反射されて戻ってきた光を検出することで、第１被検出部と第２被検出部との重なり部分の照射光を検出するように構成することもできる。また、上記実施形態では、透過孔２５ｈ，２６ｈ，２６ｊ（第１被検出部、第２被検出部）を円形としたが、特に円形に制限されるものでなく、多角形やその他の形状にすることもできる。

また、上記実施形態では、透過孔２５ｈの径を分針車２５の１２°の角度範囲分の径としたが、１４°や１０°の角度範囲分の径とするなど適宜変更可能である。また、時針車２６の透過孔２６ｈ，２６ｊを３０度ごとに合計１２個設けているが、６０度ごとに合計６個とするなど種々に変更可能である。その他、透過孔が重なるタイミングや位置の設定など、実施形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

１，１Ａ，１Ｂ 電子時計
３ 分針
４ 時針
１０ ＣＰＵ
２５ 分針車
２５ｈ 透過孔（第１被検出部）
２６ 時針車
２６ｈ，２６ｊ 透過孔（第２被検出部）
３１ 発光部
３２ 光位置センサ
３２１ 撮像センサ
３５ ＥＥＰＲＯＭ
３５ａ 第１対応データテーブル
３５ｂ 第２対応データテーブル
３５ｃ 第１対応画像データテーブル
３５ｄ 第２対応画像データテーブル
３６ ＲＯＭ
３７ ＲＡＭ
５１ 第１モータ
５２ 第２モータ
５３ 第３モータ

Claims (10)

1. 第１の指針と連動して回転する第１回転体と、
   第２の指針と連動して回転するとともに前記第１回転体と独立して回転可能な第２回転体と、
   前記第１回転体に形成されて光の照射により識別可能な第１被検出部と、
   前記第２回転体のうち前記第１被検出部と部分的に重なることのある部位に形成されて光の照射により識別可能で且つ前記第１被検出部と異なる径を有する第２被検出部と、
   所定の検出位置で前記第１被検出部と前記第２被検出部との重なり部分へ照射された光を受光するとともに、前記第１回転体および前記第２回転体の回転に伴って位置や形状が変化する前記重なり部分の変化を識別可能に当該重なり部分へ照射された光を検出する光検出手段と、
   を備えたことを特徴とする針位置検出装置。
2. 前記光検出手段は、光スポットの光量重心の位置を検出する光位置センサであることを特徴とする請求項１記載の針位置検出装置。
3. 前記光検出手段は、マトリックス状に設けられた複数の受光セルで光をそれぞれ検出する撮像センサであることを特徴とする請求項１記載の針位置検出装置。
4. 前記第１被検出部は、前記第１の指針の複数ステップ分の移動に対応する前記第１回転体の回転角度におよぶ径を有し、
   前記第１被検出部と前記第２被検出部とは、両者が重なる際に互いに一部のみが重なるように互いの中心位置をずらした配置で形成されていることを特徴とする請求項１記載の針位置検出装置。
5. 前記第１回転体および前記第２回転体の各々の回転位置の組み合わせと、各組み合わせのときに得られる前記光検出手段の検出出力に基づくデータとが対応づけられた対応データを記録する対応データ記録部と、
   前記光検出手段の検出出力と前記対応データとを比較して前記第１回転体および前記第２回転体の各回転位置を判定する判定手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項４記載の針位置検出装置。
6. 前記第１の指針および前記第２の指針が規定位置にあると仮定される状態で前記光検出手段による光の検出を実行させる光検出制御手段と、
   前記光検出手段の検出により前記第１の指針および前記第２の指針が規定位置にないと判定された場合に前記光検出手段の検出結果から前記第１の指針および前記第２の指針の位置ズレ量を判定してこの位置ズレを修正する位置修正制御手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１記載の針位置検出装置。
7. 前記第１の指針は分針、前記第２の指針は時針であり、
   前記第１回転体は前記分針が固定された分針歯車、前記第２回転体は前記時針が固定されて前記分針歯車と同一の回転軸を中心に回転する時針歯車であり、
   前記第１被検出部は、前記分針の１２ステップ分の回転角度範囲におよぶ径を有する透過孔であり、
   前記第２被検出部は、前記第１被検出部より大きな径を有し、前記第１被検出部と中心位置が重ならない前記時針歯車の半径位置に形成された透過孔であることを特徴とする請求項１記載の針位置検出装置。
8. 前記第２被検出部は前記時針歯車に複数個形成され、
   当該複数の第２被検出部は、
   前記第１被検出部が形成される半径位置より前記時針歯車の外周寄りに位置をずらして当該時針歯車の１時間分の角度間隔で配置された１１個と、
   前記第１被検出部が形成される半径位置より前記時針歯車の中心よりに位置をずらして当該時針歯車の残りの角度範囲に配置された１個と、
   から構成されることを特徴とする請求項１記載の針位置検出装置。
9. 前記光検出手段の逆側から前記第１回転体および前記第２回転体を間に挟んで光を照射する発光部を備え、
   前記光検出手段は、前記発光部から照射され前記第１被検出部および前記第２被検出部を透過した光を検出することを特徴とする請求項１記載の針位置検出装置。
10. 請求項１〜９の何れか１項に記載の針位置検出装置を備えていることを特徴とする電子時計。

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