JP2019174334A - 時計 - Google Patents

Abstract

【課題】秒針検出歯車に位置ずれが生じた場合に、フォトトランジスタにおける受光量が著しく低下することを抑制する。【解決手段】指針を回転駆動させる輪列を含む時計において、発光ダイオードと、輪列に含まれ、発光ダイオードから出射された光が通過する検出孔６１ａを有する秒針検出車と、検出孔６１ａを通過した光を受光する受光領域５ａと、受光量の増加に寄与しない非受光領域とを含むフォトトランジスタ５と、フォトトランジスタ５における受光状態に基づいて、指針の位置を検出する検出部と、を含み、フォトトランジスタ５は、秒針検出車が回転する際の検出孔６１ａの中心Ｏ６の軌跡Ｔ６と、非受光領域とが重ならないように配置される。【選択図】図７

Description

本発明は、時計に関する。

従来より、指針の基準位置（例えば、文字板上の１２時を指す位置）を検出する機能を有する時計が知られている。例えば、特許文献１には、指針を回転駆動させる歯車に検出孔を設け、検出孔を通過する発光素子からの光をフォトトランジスタで受光することにより、指針の基準位置を検出する時計が開示されている。

一般的に、フォトトランジスタは、半導体層と、半導体層上に設けられるエミッタ電極及びベース電極とを含んで構成される。そして、上述のような時計においては、時計内に設けられる制御回路において、半導体層が光を受光したことにより発生する電流値に基づいて受光量に関する情報を取得し、取得した受光量に関する情報に基づいて指針の基準位置を検出している。

特開２０１２−１４５４７１号公報

ここで、外部からの磁力などの何らかの原因により、検出位置にある歯車が回転方向に位置ずれを生じる場合がある。歯車に多少の位置ずれが生じた場合であっても、発光素子からの光が検出孔を通過し、フォトトランジスタにおいて十分な受光量を取得できれば、指針の基準位置を検出することは可能である。しかしながら、歯車に位置ずれが生じることにより、平面視における検出孔の中心付近に受光量の増加に寄与しないフォトトランジスタの電極が存在することとなり、発光素子からの光が検出孔を通過したにも関わらず、フォトトランジスタにおいて十分な受光量を取得できない場合があった。すなわち、フォトトランジスタの位置や姿勢を原因として、十分な受光量を取得できない場合があった。その結果、本来良品である時計が、不良品として扱われることとなってしまう場合があった。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、歯車に設けられる検出孔を通過した光を受光することにより指針の位置検出を行う機能を有する時計において、回転方向に歯車の位置ずれが生じた場合に、受光素子における受光量が著しく低下することを抑制することにある。

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下のとおりである。

（１）指針を回転駆動させる輪列を含む時計において、発光素子と、前記輪列に含まれ、前記発光素子から出射された光が通過する通過部を有する第１の歯車と、前記通過部を通過した光を受光する受光領域と、受光量の増加に寄与しない非受光領域とを含む受光素子と、前記受光素子における受光状態に基づいて、前記指針の位置を検出する検出部と、を含み、前記受光素子は、前記第１の歯車が回転する際の前記通過部の中心の軌跡と、前記非受光領域とが重ならないように配置される、時計。

（２）（１）において、前記受光素子は、前記受光領域の平面視における面積を２等分する線分のうち、前記受光領域のうち前記受光素子の外形を形成する辺と辺とを前記非受光領域を通らずに結ぶ線分が、前記軌跡の接線に平行になるように配置される、時計。

（３）（２）において、前記受光素子は、前記線分が前記接線と重なるように配置される、時計。

（４）（２）において、前記受光素子は、平面視において、前記接線を境界として第１の面積の領域と第２の面積の領域とに前記受光領域が２分されるように配置され、前記第１の面積は前記第２の面積の０．８倍〜１．２倍の大きさである、時計。

（５）（２）又は（３）において、前記線分は前記受光領域の重心を通る、時計。

（６）（２）〜（５）のいずれかにおいて、前記線分は前記受光領域の重心慣性主軸である、時計。

（７）（２）〜（６）のいずれかにおいて、前記線分は、前記受光領域の平面視における面積を２等分する線分のうち最も長い線分である、時計。

（８）（２）〜（７）のいずれかにおいて、前記受光素子の平面形状は正方形であり、前記接線は前記正方形の対角線の一方と平行である、時計。

（９）（２）〜（８）のいずれかにおいて、前記受光素子の平面形状は長方形であり、前記線分は、前記長方形の短辺を結ぶ線分である、時計。

（１０）（１）〜（９）のいずれかにおいて、前記輪列に含まれ、前記発光素子から出射された光が通過する通過部を含む第２の歯車をさらに含み、前記受光素子は、前記第１の歯車の通過部及び第２の歯車の通過部を通過した前記発光素子から出射される光を受光する、時計。

（１１）（１）〜（１０）のいずれかにおいて、前記受光領域は半導体層であり、前記非受光領域は前記半導体層上に設けられた電極である、時計。

（１２）（１１）において、前記受光素子は、少なくとも、前記半導体層と、前記半導体層上に設けられる少なくとも２つの電極とを含み、１の前記電極と他の前記電極とは、前記受光領域の平面視における面積を２等分する線分を挟んで反対側に配置される、時計。

上記（１）〜（１２）の側面によれば、歯車に位置ずれが生じた場合に、受光素子における受光量が著しく低下することを抑制できる。

本実施形態における秒針の位置検出を行うための時計の内部構造を示す断面図である。 本実施形態における輪列を構成する歯車を示す平面図である。 本実施形態における輪列を構成する歯車を示す平面図である。 本実施形態に係る時計の物理的な構成の概要を示すブロック図である。 本実施形態におけるフォトトランジスタを示す平面図である。 比較例におけるフォトトランジスタと検出孔との位置関係を説明する平面図である。 本実施形態におけるフォトトランジスタと検出孔との位置関係を説明する平面図である。 本実施形態の第１変形例におけるフォトトランジスタと検出孔との位置関係を説明する平面図である。 本実施形態の第２変形例におけるフォトトランジスタを示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態（以下、本実施形態という）について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本実施形態における秒針の位置検出を行うための時計の内部構造を示す断面図である。図２、図３は、本実施形態における輪列を構成する歯車を示す平面図である。図２は、２つの検出孔が平面視において重なっていない位置にある状態を示しており、図３は、２つの検出孔が平面視において重なった位置にある状態を示している。

図１に示すように、時計１００は、地板１０と、輪列受２０と、輪列を含む。輪列は、秒針を含む指針を回転駆動させるための複数の歯車を含んで構成される。図１〜図３においては、輪列を構成する歯車として、四番車４０、五番車５０、秒針検出車６０を示している。

地板１０と輪列受２０は、軸Ｏ１を回転軸として五番車５０を回転可能に支持している。同様に、地板１０と輪列受２０は、軸Ｏ２を回転軸として秒針検出車６０を回転可能に支持している。地板１０は、例えば、金属又はプラスチックからなるとよい。輪列受２０は、例えば、金属からなるとよい。

五番車５０は、四番車４０と秒針検出車６０を駆動させる。五番車５０は、五番歯車５１と、第１の五番カナ５２と、第２の五番カナ５３を含み、第１の五番カナ５２及び第２の五番カナ５３に五番歯車５１が圧入固定されて構成される。なお、本実施形態においては、第１の五番カナ５２と第２の五番カナ５３とは、時計１００の厚み方向に離間して五番歯車５１を挟むように設けられる。

四番車４０には、秒針（不図示）が取り付けられる。すなわち、四番車４０の回転に伴い秒針が回転する。四番車４０は、四番歯車４１と四番カナ４２とを含み、四番カナ４２に四番歯車４１が圧入固定されて構成される。

秒針検出車６０は、秒針検出歯車６１と秒針検出真６２とを含み、秒針検出真６２に秒針検出歯車６１が圧入固定されて構成される。

図１〜図３に示すように、四番歯車４１と第１の五番カナ５２とが互いに噛み合っており、秒針検出歯車６１と第２の五番カナ５３とが互いに噛み合っている。

また、時計１００は、秒針を含む指針を駆動させるためのステップモータ（不図示）を含む。ステップモータは、駆動コイル、ステータ、ロータ７０等で構成される。ロータ７０は、円盤状の回転体であり、径方向にＮ極、Ｓ極に着磁されている。また、ロータ７０は、図２に示すように、五番歯車５１に噛み合うロータ歯車７１を有する。

ロータ７０が、図２に示すＲ７方向に回転することにより、ロータ歯車７１と噛み合う五番歯車５１はＲ５方向に回転する。五番歯車５１がＲ５方向に回転することにより、第１の五番カナ５２及び第２の五番カナ５３もＲ５方向に回転する。そして、第１の五番カナ５２がＲ５方向に回転することにより、第１の五番カナ５２に噛み合う四番歯車４１はＲ４方向に回転する。また、第２の五番カナ５３がＲ５方向に回転することにより、第２の五番カナ５３に噛み合う秒針検出歯車６１はＲ６方向に回転する。このように、ロータ７０からの駆動力は五番歯車５１を介して各歯車へと伝達される。

本実施形態において、四番歯車４１の歯数を６０枚とし、第１の五番カナ５２の歯数を１２枚とした。また、秒針検出歯車６１の歯数を６０枚とし、第２の五番カナ５３の歯数を２４枚とした。ただし、ここで示した各歯車の歯数は一例であり、図１〜図３に示すものに限られるものではない。

さらに、図１〜図５を参照して、本実施形態における秒針の位置検出の動作について説明する。図４は、本実施形態に係る時計の物理的な構成の概要を示すブロック図である。図５は、本実施形態におけるフォトトランジスタを示す平面図である。

図４に示すように、時計１００は、発光素子としての発光ダイオード３と、受光素子としてのフォトトランジスタ５と、制御回路８０と、モータ駆動回路８１とを含む。制御回路８０は、時計１００に含まれる各種回路や機構を制御する回路であり、１つの集積回路で構成されるとよい。また、制御回路８０は、フォトトランジスタ５における受光状態に基づいて、秒針の位置を検出する検出部８２を含む。モータ駆動回路８１は、上述したステップモータを駆動させるための回路である。

図１に示すように、発光ダイオード３は、輪列受２０の下面に設けられる基板４に実装される。フォトトランジスタ５は、地板１０に形成される孔１０ａを塞ぐように地板１０の下面に設けられる基板６に実装される。基板６は地板１０に対してねじ等で固定されるとよい。

五番歯車５１は検出孔５１ａを有する。また、秒針検出歯車６１は検出孔６１ａを有する。検出孔５１ａ及び検出孔６１ａは、いずれも発光ダイオード３から出射された光が通過する通過部であり、四番車４０の位置をモニタする検出用の孔である。検出孔５１ａ及び検出孔６１ａは、検出孔５１ａの中心Ｏ５と検出孔６１ａの中心Ｏ６とが、五番歯車５１及び秒針検出歯車６１が回転する際の所定のタイミングにおいて、一致するように形成される。なお、図２、図３における、五番歯車５１上の破線で示す円は、五番歯車５１が回転する際の検出孔５１ａの中心Ｏ５の軌跡Ｔ５を示しており、秒針検出歯車６１上の破線で示す円は、秒針検出歯車６１が回転する際の検出孔６１ａの中心Ｏ６の軌跡Ｔ６を示している。

発光ダイオード３は、検出孔５１ａの中心Ｏ５と検出孔６１ａの中心Ｏ６とが一致する状態において、平面視において検出孔５１ａ及び検出孔６１ａと重なるように配置される。また、フォトトランジスタ５は、発光ダイオード３に対して五番歯車５１及び秒針検出歯車６１の反対側であって、検出孔５１ａの中心Ｏ５と検出孔６１ａの中心Ｏ６とが一致する状態において、平面視において検出孔５１及び検出孔６１ａと重なるように配置される。すなわち、発光ダイオード３とフォトトランジスタ５は、検出孔５１及び検出孔６１ａを介して互いに対向するように配置される。図１においては、検出孔５１ａの中心Ｏ５と検出孔６１ａの中心Ｏ６とが一致し、発光ダイオード３とフォトトランジスタ５とが検出孔５１ａ及び検出孔６１ａを介して対向した状態を示している。

以下の説明において、発光ダイオード３から出射された光が検出孔６１ａを通過する秒針検出歯車６１の位置を検出位置ということとする。五番歯車５１についても同様に、発光ダイオード３から出射された光が検出孔５１ａを通過する位置を検出位置ということとする。すなわち、図１、図３において、五番歯車５１及び秒針検出歯車６１は共に検出位置にあるといえる。

本実施形態においては、検出孔５１ａの中心Ｏ５と、秒針検出孔６１ａの中心Ｏ６とは、６０秒に１回一致することとした。すなわち、発光ダイオード３から出射された光は、６０秒に１回、検出孔５１ａ及び検出孔６１ａを通過し、フォトトランジスタ５へ入射される。

検出部８２は、フォトトランジスタ５で受光した受光量に関する情報を取得する。例えば、検出部８２は、フォトトランジスタ５に光が入射されることにより発生する電流値に基づいて受光量に関する情報を取得するとよい。そして、検出部８２は、取得された受光量に関する情報に基づいて、五番歯車５１及び秒針検出歯車６１が検出位置にあるか否かを判定する。具体的には、検出部８２は、所定の閾値以上の受光量を取得した場合、五番歯車５１及び秒針検出歯車６１が検出位置にあるとの判定を行う。一方、検出部８２は、所定の閾値以上の受光量を取得しない場合、五番歯車５１及び秒針検出歯車６１が検出位置にないとの判定を行う。本実施形態においては、検出部８２が五番歯車５１及び秒針検出歯車６１が検出位置にあると判定した場合、そのタイミングにおいて、輪列の駆動を停止させて、文字板上の１２時を指す方向を向く位置（以下、基準位置という）に秒針を取り付けることとする。

また、本実施形態においては、制御回路８０が、ロータ７０を１秒毎に駆動させることにより１秒毎に各歯車を間欠回転させるように、モータ駆動回路８１を制御する。また、制御回路８０は、各歯車の間欠回転と合わせて、１秒毎に発光するように発光ダイオード３を制御する。また、検出部８２は、発光ダイオード３の発光に合わせて、１秒毎にフォトトランジスタ５における受光量を取得する。

なお、図２、図３に示すように、本実施形態においては、検出孔５１ａと検出孔６１ａとが、平面視において、同形状であり、同じ大きさである例について示すが、これに限られるものではなく、少なくとも発光ダイオード３から出射された光が、検出位置にある五番歯車５１及び秒針検出歯車６１の検出孔５１及び検出孔６１ａを通過してフォトトランジスタ５へ入射される構成であればよい。

図５に示すように、本実施形態において、フォトトランジスタ５は、平面視における外形が略正方形であって、受光領域５ａと、ベース電極（ベース端子）５ｂと、エミッタ電極（エミッタ端子）５ｃとを含んで構成される。受光領域５ａは、例えば、半導体層からなるとよい。フォトトランジスタ５においては、半導体層からなる受光領域５ａに光が入射されることにより電流が発生する。検出部８２は、受光領域５ａにおいて生じた電流の値に基づいて、受光量に関する情報を取得するとよい。受光領域５ａが受光可能な領域である一方、ベース電極５ｂ及びエミッタ電極５ｃは、光が入射された場合であってもフォトトランジスタ５における受光量の増加に寄与しない非受光領域である。本実施形態においては、図５に示すように、ベース電極５ｂとエミッタ電極５ｃとは、略正方形のフォトトランジスタ５のうち互いに対向する隅部にそれぞれ配置される。

ここで、外部からの衝撃や磁力、または歯車間に意図して設けられた隙間（バックラッシュ）の影響により、輪列を構成する各歯車において、回転方向における位置ずれが生じる場合がある。例えば、五番歯車５１及び秒針検出歯車６１が検出位置にあるように各歯車を組み立てた後、ステップモータを着磁した場合、ロータ７０が磁気的に安定状態になる位置に回転移動することにより、各歯車が回転方向に移動する場合がある。その際の各歯車の回転方向への移動量が、位置ずれ量となる。なお、本実施形態においては、上記原因による歯車の位置ずれ量は、各歯車の１ステップ分（本実施形態においては１秒分）の回転量よりは小さいものとする。

例えば、秒針検出歯車６１に回転方向における位置ずれが生じた場合、秒針検出歯車６１が検出位置にある状態における検出孔６１ａと平面視において重なるフォトトランジスタ５の面積が、位置ずれが生じていない場合と比較して減少してしまう。そのため、フォトトランジスタ５における受光量が減少してしまう。さらに、秒針検出歯車６１に位置ずれが生じた状態において検出孔６１aと平面視において重なる位置に、ベース電極５ｂやエミッタ電極５ｃが存在する場合、発光ダイオード３から出射された光が検出孔６１ａを通過したにも関わらず、フォトトランジスタ５における受光量が著しく減少してしまう。そのような場合、秒針の基準位置を検出することができなくなってしまう。その結果、本来良品である時計が、不良品として扱われることとなってしまう。

図６は、比較例におけるフォトトランジスタと検出孔との位置関係を説明する平面図である。図６おいては、破線で示す円は位置ずれが生じてない状態における秒針検出歯車６１の検出孔６１ａを示しており、実線で示す円は位置ずれが生じた状態における秒針検出歯車６１の検出孔６１ａを示している。

図６においては、秒針検出歯車６１に位置ずれが生じていない状態において、フォトトランジスタ５の中心ＯＴが、検出孔６１ａの中心Ｏ６と一致するようにフォトトランジスタ５を配置する例について示している。図６に示す例においては、秒針検出歯車６１に位置ずれが生じた場合、平面視において検出孔６１ａと重なる受光領域５ａの面積が著しく減少することとなる。特に図６に示す例においては、検出孔６１ａの中心Ｏ６が、非受光領域であるエミッタ電極５ｃ付近に位置することになるため、検出孔６１ａと重なるエミッタ電極５ｃの面積が大きくなることにより、検出孔６１ａと重なる受光領域５ａの面積が減少することとなっている。

そこで、本実施形態においては、何らかの原因により、検出位置にある秒針検出歯車６１が回転方向において位置ずれを生じた場合においても、秒針の位置検出を行うのに十分な受光量を取得できるよう、フォトトランジスタ５を配置した。具体的には、本実施形態においては、図７に示すように、秒針検出歯車６１が回転する際の検出孔６１ａの中心Ｏ６の中心の軌跡Ｔ６と、非受光領域であるベース電極５ｂ及びエミッタ電極５ｃが重ならないように、フォトトランジスタ５を配置した。また、本実施形態においては、受光領域５ａの平面視における面積を２等分する線分のうち、受光領域５ａのうちフォトトランジスタ５の外形を形成する辺と辺とを結ぶ線分Ｌ１が、秒針検出歯車６１が回転する際の検出孔６１ａの中心の軌跡Ｔ６の接線Ｌ３と重なるように、フォトトランジスタ５を配置した。

本実施形態においては、図７に示すように、接線Ｌ３は、フォトトランジスタ５の中心ＯＴと秒針検出歯車６１の中心Ｏ２を結ぶ線Ｌ２に直交する線である。なお、フォトトランジスタ５の中心ＯＴとは、フォトトランジスタ５の外形を構成する正方形の対角線の交点である。また、接線Ｌ３はフォトトランジスタ５の外形を構成する正方形の対角線の一方と平行な線である。

図７は、本実施形態におけるフォトトランジスタと検出孔との位置関係を説明する平面図である。なお、本実施形態においては、フォトトランジスタ５と秒針検出歯車６１の検出孔６１ａとの位置関係、及びその位置関係にすることによる効果を説明し、フォトトランジスタ５と五番歯車５１の検出孔５１ａとの位置関係についての説明は省略する。複数の検出孔を用いることにより、フォトトランジスタ５へ入射される光を絞り込み易くできる分、歯車が検出位置にあるか否かをより明確に判定することができるが、複数の検出孔が重なる構成であることは必須ではなく、１つの歯車のみが検出孔を有する構成であっても、本実施形態の構成による効果は得られるためである。

図７に示す線分Ｌ１は、平面視における受光領域５ａ（図７中のフォトトランジスタ５のうちベース電極５ｂとエミッタ電極５ｃを除く領域）の面積を２等分する線分である。すなわち、受光領域５ａにおいて線分Ｌ１を境界とする一方の領域と、他方の領域とは同じ面積を有する。

図７においては、破線で示す円は、秒針検出歯車６１が検出位置にあり、位置ずれが生じてない状態における検出孔６１ａを示しており、実線で示す円は位置ずれが生じた状態における検出孔６１ａを示している。

本実施形態の構成においては、検出位置にある秒針検出歯車６１に位置ずれが生じた場合であっても、平面視において検出孔６１ａと受光領域５ａとが重なる領域が著しく減少することはない。これは、検出孔６１ａの中心Ｏ６の軌跡Ｔ６がほぼ線分Ｌ１上にあり、かつ受光領域５ａのうち線分Ｌ１を境界とした一方の領域の面積と、他方の領域の面積が同じ大きさであるため、位置ずれが生じた状態においても、軌跡Ｔ６を境界としていずれの側の領域においても、検出孔６１ａと受光領域５ａとが重なる領域を著しく減少させることなく十分な受光量を確保することができるためである。

また、線分Ｌ１は、非受光領域であるベース電極５ｂ及びエミッタ電極５ｃと重ならない線分であることより、その全域において受光領域５ａと重なる線分となっている。そのため、複数存在する受光領域５ａを２等分する線分のうち、受光領域５ａと重なる領域が比較的長い線分となっている。そのため、軌跡Ｔ６のうちほぼ線分Ｌ１上にある部分が比較的長くなっており、秒針検出歯車６１に位置ずれが生じた場合であっても、検出孔６１ａの中心Ｏ６が受光領域５ａに重なる位置から外れにくい。すなわち、秒針検出歯車６１の位置ずれに対する許容量が大きくなっている。一方、図６に示した比較例の構成においては、秒針検出歯車６１に少し位置ずれが生じただけでも、検出孔６１ａの中心Ｏ６が受光領域５ａに重なる位置から外れてしまう。すなわち、秒針検出歯車６１の位置ずれに対する許容量が小さい。なお、線分Ｌ１は、複数存在する受光領域５ａを２等分する線分のうち、最も長い線分であることがより好ましい。

また、本実施形態においては、線分Ｌ１は、平面視における受光領域５ａの重心慣性主軸であるとよい。すなわち、線分Ｌ１は、受光領域５ａの面積を２等分すると共に、受光領域５ａの重心Ｇ（図７参照）を通る線分であるとよい。

以上説明したように、本実施形態においては、秒針検出歯車６１に位置ずれが生じた場合に、発光ダイオード３から出射された光が検出孔６１ａを通過したにも関わらず、フォトトランジスタ５における受光量が著しく低下することを抑制できる。そのため、フォトトランジスタ５の位置や姿勢を原因として、本来良品である時計が、不良品として扱われる可能性を低減することができる。

図８は、本実施形態の第１変形例におけるフォトトランジスタと検出孔との位置関係を説明する平面図である。なお、線分Ｌ１、接線Ｌ３等の定義は、上記本実施形態と同様とし、その詳細な説明については省略する。

図７においては、線分Ｌ１と接線Ｌ３とが重なるようにフォトトランジスタ５を配置する例について説明したが、これは一例であり、必ずしも線分Ｌ１と線Ｌ３とが重なる必要はない。図８においては、線分Ｌ１と接線Ｌ３とが重ならないが、互いに平行になるようにフォトトランジスタ５を配置した例について示している。

第１変形例においては、フォトトランジスタ５は、平面視において、接線Ｌ３を境界として、第１の領域Ｓ１と第２の領域Ｓ２とに受光領域５ａが２分されるように配置される。図８に示す例においては、接線Ｌ３を境界としてベース電極５ｂが配置される側を第１の領域Ｓ１とし、接線Ｌ３を境界としてエミッタ電極５ｃが配置される側を第２の領域Ｓ２とし、それら領域を異なるハッチングを施して区別して示す。図８に示す例においては、線分Ｌ１は受光領域５ａの面積を２等分する線分である。また、図８に示す例においては、接線Ｌ３は、線分Ｌ１よりもエミッタ電極５ｃ側にある。そのため、接線Ｌ３は、第１の領域Ｓ１の面積が第２の領域Ｓ２の面積よりも大きくなるように（第１の領域Ｓ１の面積が第２の領域Ｓ２の面積の約１．２倍）、受光領域５ａを２分する線となっている。なお、第１の領域Ｓ１の面積は、第２の領域Ｓ２の面積の０．８倍〜１．２倍の大きさであると好ましい。

第１変形例に示す構成においても、上述の本実施形態の構成と同様の効果を得ることができる。すなわち、秒針検出歯車６１に位置ずれが生じた場合に、発光ダイオード３から出射された光が検出孔６１ａを通過したにも関わらず、フォトトランジスタ５における受光量が著しく低下することを抑制できる。そのため、フォトトランジスタ５の位置や姿勢を原因として、本来良品である時計が、不良品として扱われる可能性を低減することができる。

なお、上記本実施形態及び第１変形例においては、線分Ｌ１と接線Ｌ３とが重なる又は平行である例について示したが、線分Ｌ１と接線Ｌ３とは厳密に重なる又は平行である必要はなく、線分Ｌ１と接線Ｌ３とが所定の角度を持って交差するようにフォトトランジスタ５が配置されていても構わない。

図９は、本実施形態の第２変形例におけるフォトトランジスタを示す平面図である。本実施形態及び第１変形例においては、平面形状が正方形のフォトトランジスタ５を用いた例について説明したが、フォトトランジスタ５の平面形状はこれに限られるものではない。第２変形例においては、図９に示すように、フォトトランジスタ１５の平面形状を長方形とした。なお、上記本実施形態と同じ構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。

図９に示す線分Ｌ１は、平面視における受光領域１５ａの面積を２等分する線分である。また、第２変形例においては、線分Ｌ１は、受光領域１５ａの面積を２等分する線分のうち、長方形のフォトトランジスタ１５の外形を形成する短辺と短辺とを結ぶ線分であるとよい。短辺を結ぶ線分は、フォトトランジスタ１５の長辺を結ぶ線分よりも長い。そのため、軌跡Ｔ６のうちほぼ線分Ｌ１上にある部分が比較的長くなり、秒針検出歯車６１に位置ずれが生じた場合であっても、検出孔６１ａの中心Ｏ６が受光領域１５ａに重なる位置から外れにくい。すなわち、秒針検出歯車６１の位置ずれに対する許容量が大きくなる。

また、第２変形例においても、線分Ｌ１は、平面視における受光領域１５ａの重心慣性主軸であるとよい。すなわち、線分Ｌ１は、受光領域１５ａの面積を２等分すると共に、受光領域１５ａの重心Ｇを通る線分であるとよい。

このようなフォトトランジスタ１５を用いた場合においても、線分Ｌ１と接線Ｌ３とが重なるようにフォトトランジスタ１５を配置することにより、上記本実施形態の構成と同様の効果を得ることができる。なお、線分Ｌ１と接線Ｌ３とは必ずしも重なる必要はなく、上記第１変形例で説明したように、線分Ｌ１と接線Ｌ３とが所定距離離れて平行となる構成であっても構わない。

なお、本実施形態及びその変形例においては、輪列を構成する歯車に検出孔が形成される例について説明したが、孔に限られるものではなく、発光ダイオード３から出射された光が通過可能な構成であるとよい。例えば、検出孔６１ａを形成する代わりに、光を透過する透明な部材を秒針検出歯車６１に設けることとしてもよい。

また、本実施形態及びその変形例においては、五番歯車５１に検出孔５１ａを形成し、秒針検出歯車６１に検出孔６１ａを形成する例について説明したが、これに限られるものではなく、検出孔は一つの歯車のみに形成されることとしてもよい。

また、本実施形態及びその変形例においては、発光素子としての発光ダイオード３と、受光素子としてのフォトトランジスタ５とを、検出孔５１ａ、６１ａを介して反対側に配置する構成について説明したが、発光素子と受光素子は同じ側に配置されてもよい。その場合、発光素子と受光素子が配置される側の反対側に、発光素子から出射された光を反射する反射板等が地板１０等に設けられるとよい。そして、発光素子から出射された光が、検出孔５１ａ、６１ａを通過し、反射板で反射されることにより、再び検出孔５１ａ、６１ａを通過して、受光素子に入射される構成であってもよい。

または、輪列を構成する１の歯車に検出孔を設け、他の歯車に反射板を設ける構成としてもよい。そして、発光素子と受光素子を、検出孔を介して反射板の反対側に設けるとよい。このような構成においては、１の歯車と他の歯車が回転することにより平面視において検出孔と反射板が重なるタイミングにおいて、発光素子から出射された光は検出孔を通過して反射板で反射され、再び検出孔を通過して、受光素子に入射されることとなる。

また、本実施形態及びその変形例においては、フォトトランジスタ５がベース電極５ｂとエミッタ電極５ｃを有し、それら電極が、平面形状が矩形のフォトトランジスタ５の角部のうち対角線上の角部付近にそれぞれ設けられる例について説明したが、これに限られるものではなく、互いに隣り合う角部付近にそれぞれ設けられるものであってもよい。また、フォトトランジスタ５の電極の数は２つに限られるものでもなく、例えば、受光領域５ａ上に設けられる電極は１つであってもよいし、３以上あってもよい。また、電極の平面形状についても図示したものに限られるものではない。

また、本実施形態及びその変形例においては、秒針の位置検出を行う場合の構成について説明したが、本実施形態で説明した構成は、分針や時針など他の指針の位置検出を行う場合にも適用できる。この場合、位置検出の対象である指針と連動して駆動する歯車に検出孔を形成するとよい。

以上、本発明に係る実施形態及びその変形例について説明したが、実施形態及びその変形例に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

３ 発光ダイオード、４ 基板、５，１５ フォトトランジスタ、５ａ，１５ａ 受光領域、５ｂ ベース電極、５ｃ エミッタ電極、６ 基板、１０ 地板、２０ 輪列受、４０ 四番車、４１ 四番歯車、４２ 四番カナ、５０ 五番車、５１ 五番歯車、５１ａ 検出孔、５２ 第１の五番カナ、５３ 第２の五番カナ、６０ 秒針検出車、６１ 秒針検出歯車、６１ａ 検出孔、６２ 秒針検出真、７０ ロータ、７１ ロータ歯車、８０ 制御回路、８１ モータ駆動回路、８２ 検出部、１００ 時計。

Claims (12)

1. 指針を回転駆動させる輪列を含む時計において、
   発光素子と、
   前記輪列に含まれ、前記発光素子から出射された光が通過する通過部を有する第１の歯車と、
   前記通過部を通過した光を受光する受光領域と、受光量の増加に寄与しない非受光領域とを含む受光素子と、
   前記受光素子における受光状態に基づいて、前記指針の位置を検出する検出部と、
   を含み、
   前記受光素子は、前記第１の歯車が回転する際の前記通過部の中心の軌跡と、前記非受光領域とが重ならないように配置される、
   時計。
2. 前記受光素子は、
   前記受光領域の平面視における面積を２等分する線分のうち、前記受光領域のうち前記受光素子の外形を形成する辺と辺とを前記非受光領域を通らずに結ぶ線分が、前記軌跡の接線に平行になるように配置される、
   請求項１に記載の時計。
3. 前記受光素子は、前記線分が前記接線と重なるように配置される、
   請求項２に記載の時計。
4. 前記受光素子は、平面視において、前記接線を境界として第１の面積の領域と第２の面積の領域とに前記受光領域が２分されるように配置され、
   前記第１の面積は前記第２の面積の０．８倍〜１．２倍の大きさである、
   請求項２に記載の時計。
5. 前記線分は前記受光領域の重心を通る、
   請求項２又は３に記載の時計。
6. 前記線分は前記受光領域の重心慣性主軸である、
   請求項２〜５のいずれか１項に記載の時計。
7. 前記線分は、前記受光領域の平面視における面積を２等分する線分のうち最も長い線分である、
   請求項２〜６のいずれか１項に記載の時計。
8. 前記受光素子の平面形状は正方形であり、
   前記接線は前記正方形の対角線の一方と平行である、
   請求項２〜７のいずれか１項に記載の時計。
9. 前記受光素子の平面形状は長方形であり、
   前記線分は、前記長方形の短辺を結ぶ線分である、
   請求項２〜８のいずれか１項に記載の時計。
10. 前記輪列に含まれ、前記発光素子から出射された光が通過する通過部を含む第２の歯車をさらに含み、
    前記受光素子は、前記第１の歯車の通過部及び第２の歯車の通過部を通過した前記発光素子から出射される光を受光する、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の時計。
11. 前記受光領域は半導体層であり、前記非受光領域は前記半導体層上に設けられた電極である、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の時計。
12. 前記受光素子は、少なくとも、前記半導体層と、前記半導体層上に設けられる少なくとも２つの電極とを含み、
    １の前記電極と他の前記電極とは、前記受光領域の平面視における面積を２等分する線分を挟んで反対側に配置される、
    請求項１１に記載の時計。

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