JP2023182168A - 時計 - Google Patents

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Kosuke Yamamoto
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Kazusane Sakumoto
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Abstract

【課題】消費電力を低減しつつ、指針の位置ずれ抑制する。【解決手段】時計は、複数の指針と、前記複数の指針の各々を駆動または制動させる、複数のモータと、前記複数のモータに、前記指針を駆動させるための駆動パルスおよび前記指針を制動させるためのロックパルスを供給するパルス発生部と、通常運針モードと触読モードとを含む動作モードを制御する制御部と、を備え、前記パルス発生部は、前記制御部が動作モードを前記触読モードに移行させた場合に、前記モータに前記ロックパルスを供給する。【選択図】図3

Description

本発明は、時計に関する。
従来、時計に対する衝撃を検出して指針に制動力を与えることにより、指針の位置ずれを低減する技術が開示されている(例えば、特許文献1を参照)。
特許第6592011号公報
このような指針の位置ずれを低減する技術は、利用者が指針に直接触れることができるいわゆる触読時計にも適用することができる。
しかしながら、指針を回転させる輪列の減速比によっては指針の位置の保持力が比較的小さい場合がある。このような場合に、上記のような従来技術を適用すると、指針に触れられた際の制動力が不足して、指針の位置ずれが生じてしまうという問題があった。また、指針に制動力を与えるために電力が消費されるため、制動力を与える状態は短時間であることが好ましい。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、消費電力を低減しつつ、指針の位置ずれを抑制することができる時計を提供することにある。
本発明の一実施形態は、複数の指針と、前記複数の指針の各々を駆動または制動させる、複数のモータと、前記複数のモータに、前記指針を駆動させるための駆動パルスおよび前記指針を制動させるためのロックパルスを供給するパルス発生部と、通常運針モードと触読モードとを含む動作モードを制御する制御部と、を備え、前記パルス発生部は、前記制御部が動作モードを前記触読モードに移行させた場合に、前記モータに前記ロックパルスを供給する、時計である。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、前記指針のカバーの開閉を検出する開閉スイッチをさらに備え、前記制御部は、前記開閉スイッチによって前記カバーが開いたことが検出されたことにより、前記触読モードに移行させる。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、表面上を前記指針が移動する文字板と、前記文字板の静電容量を検出する容量検出部と、をさらに備え、前記制御部は、前記容量検出部が検出する静電容量の変化に基づいて、前記触読モードに移行させる。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、前記モータの各々は、第1のコイルおよび第2のコイルを備える2コイルモータであり、前記ロックパルスは、前記第1のコイルのみを励磁する。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、前記制御部は、前記ロックパルスの出力中に、前記モータのロータの回転によって前記第2のコイルに生じる起電力を検出しなくなった後、前記ロックパルスの出力を停止する。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、前記指針の指示位置を検出する針位置検出部をさらに備え、動作モードには、針位置修正モードが含まれ、前記制御部は、前記ロックパルスの出力終了後、前記針位置修正モードに移行させて、前記針位置検出部による前記指示位置の検出結果に基づいて、時刻修正を行う。
また、本発明の一実施形態は、複数の指針と、各々が第1のコイルおよび第2のコイルを備える2コイルモータであって、前記複数の指針の各々を駆動または制動させる、複数のモータと、前記複数のモータに、前記複数の指針を駆動させるための駆動パルスおよび前記複数の指針を制動させるためのロックパルスを供給するパルス発生部と、通常運針モードと触読モードとを含む動作モードを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記触読モードにおいて、前記第1のコイルの回路を開き、前記第2のコイルの回路を閉じた待ち受け状態で、前記モータのロータの回転によって前記第2のコイルに生じる起電力を検出した場合に、前記ロックパルスによって励磁させる、時計である。
また、本発明の一実施形態は、複数の指針と、各々が第1のコイルおよび第2のコイルを備える2コイルモータであって、前記複数の指針の各々を駆動または制動させる、複数のモータと、前記複数のモータに、前記複数の指針を駆動させるための駆動パルスおよび前記複数の指針を制動させるためのロックパルスを供給するパルス発生部と、通常運針モードと触読モードとを含む動作モードを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記触読モードにおいて、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの少なくとも一方の回路を閉じた待ち受け状態で、前記モータのロータの回転によって前記第1のコイルまたは前記第2のコイルに生じる起電力を検出した場合に、前記第1のコイルのみを前記ロックパルスによって励磁させる、時計である。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、前記ロックパルスを昇圧させる昇圧部をさらに備える。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、前記制御部は、前記ロックパルスの出力中に、前記ロータの回転によって前記第2のコイルに生じる起電力を検出しなくなった後、前記ロックパルスの出力を停止する。
また、本発明の一実施形態は、上述の時計において、前記指針の指示位置を検出する針位置検出部をさらに備え、動作モードには、針位置修正モードが含まれ、前記制御部は、前記ロックパルスの出力終了後、前記針位置修正モードに移行させて、前記針位置検出部による前記指示位置の検出結果に基づいて、時刻修正を行う。
この発明によれば、消費電力を低減しつつ、指針の位置ずれ抑制することができる。
本実施形態の時計の外観図である。 本実施形態の時計のふたを閉めた状態を示す図である。 本実施形態の時計のふたを開けた状態を示す図である。 本実施形態の時計の機能構成の一例を示す図である。 本実施形態のモータ駆動回路の構成の一例を示す図である。 本実施形態の制御回路による制御動作の流れの一例を示す図である。 通常運針モード及び触読モードにおける動作波形の一例を示す図である。 本実施形態の待機状態における駆動回路の状態の一例を示す図である。 本実施形態の制動状態における駆動回路の状態の一例を示す図である。 触読モードへの切り替え検知の変形例を示す図である。
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成には同一の符号を付して、その説明を省略する場合がある。
一般に、時計の駆動部分を含む機械体を「ムーブメント」と称する。このムーブメントに文字板、針を取り付けて、ケースの中に入れて完成品にした状態を時計の「コンプリート」と称する。以下の説明では、時計のコンプリートあるいはムーブメントのことを、単に時計とも記載する。
図1は、本実施形態の時計1の外観図である。
図1に示すように、本実施形態の時計1は、ケース本体2と、ふた5と、ケース裏蓋(不図示)とを備える。これらケース本体2と、ふた5と、ケース裏蓋とによって構成されるケースの内部に、ムーブメント3と、文字板4と、時針6と、分針7と、を備えている。以下の説明において、時針6と分針7とを総称して指針とも記載する。本実施形態の時計1は、同軸上に時針6と分針7とが配置され、時針6と分針7とを独立して回転駆動することができる時分時計であるものとして説明する。なお、時計1は、手動で指針の位置合わせを行うためのりゅうず8を備えていてもよい。
図2は、本実施形態の時計1のふた5を閉めた状態を示す図である。
図3は、本実施形態の時計1のふた5を開けた状態を示す図である。
本実施形態の時計1は、身体の一部(例えば指)による触覚によって、指針の位置(例えば時刻)を読み取れるようにした、いわゆる触読時計である。
文字板4は、その表面上に1時から12時のそれぞれの位置を示す突起を備える。一例として、文字板4は、3時、6時、9時及び12時のそれぞれ位置に大突起を、1時、2時、4時、5時、7時、8時、10時及び11時のそれぞれの位置に小突起を備える。
指針は、文字板4の中心を回転中心として、時間経過に応じて文字板4の表面上を移動する。
ふた5は、例えば、風防ガラスを備えており、指針のカバーとして機能する。ふた5は、開閉式である。本実施形態の時計1において、利用者は、ふた5を開けることにより、指針に直接触れることができる。利用者は、指針と文字板4上の突起とに触れることにより、指針の位置(すなわち、現在の時刻)を読み取ることができる。
[時計の機能構成]
図4は、本実施形態の時計1の機能構成の一例を示す図である。同図を参照しながら、時計1の機能構成について説明する。時計1は、発振回路101と、分周回路102と、制御回路103と、判定回路104と、電圧検出回路105と、モータ駆動回路106と、昇圧回路107と、開閉検出回路108と、記憶部109と、ステッピングモータ111と、ケース本体2と、文字板4と、ふた5と、時針6、分針7とを備える。
以後、発振回路101、分周回路102、制御回路103、判定回路104、電圧検出回路105、モータ駆動回路106、昇圧回路107、開閉検出回路108及び記憶部109を総称してステッピングモータ制御回路100とも記載する。また、ステッピングモータ制御回路100及びステッピングモータ111を総称して指針駆動部110とも記載する。
発振回路101は、所定の周波数を有する信号を発生させ、発生した信号を分周回路102に出力する。分周回路102は、発振回路101が出力した信号を分周して計時の基準となる時計信号を発生させ、発生した時計信号を制御回路103に出力する。制御回路103は、分周回路102が出力する分周後の時計信号に基づいて、現在時刻を計時する。制御回路103は、計時結果に基づいて、時計1の各部に制御信号を出力し、時計1の各部の動作を制御する。
記憶部109は、フラッシュROMなどの記憶素子を備えており、制御回路103が計時した現在時刻などの情報を記憶する。
モータ駆動回路106は、制御回路103から制御信号を取得し、取得した制御信号に基づきステッピングモータ111を駆動する。ステッピングモータ111は、モータ駆動回路106から出力されるパルス電流をステータ(不図示)の駆動コイル(不図示)に流して磁界を発生させ、ロータ(不図示)を回転させる。ロータの回転は、輪列を介して指針に伝達される。すなわち、ステッピングモータ111は、モータ駆動回路106によって駆動され、指針を回転させる。
なお、ステッピングモータ111は、第1ステッピングモータ111-1と、第2ステッピングモータ111-2と、を含む(いずれも不図示)。
第1ステッピングモータ111-1は、時針6を回転させる。第2ステッピングモータ111-2は、分針7を回転させる。第1ステッピングモータ111-1と第2ステッピングモータ111-2とは、ロータから指針までの間に配置される輪列の減速比が互いに異なるが、その他の構成は同一である。以下の説明において第1ステッピングモータ111-1と第2ステッピングモータ111-2とを区別しない場合には、ステッピングモータ111と総称する。
すなわち、時計1は、複数の指針を備える。また、時計1は、複数の指針の各々を駆動または制動させる複数のモータを備える。
昇圧回路107は、制御回路103の制御に基づいて、電源(例えば、不図示の電池)から供給される電圧を昇圧して(または、昇圧せずに)、モータ駆動回路106に供給する。
電圧検出回路105は、ステッピングモータ111のロータが回転(あるいは振動)した場合に、ステッピングモータ111の駆動コイルに発生する誘起電圧を検出する。電圧検出回路105は、検出した誘起電圧を判定回路104に出力する。
判定回路104は、電圧検出回路105により検出された誘起電圧の状態に基づいて、ステッピングモータ111のロータの回転の状態を判定する。例えば、判定回路104は、電圧検出回路105が検出する電圧値が所定の閾値を超えたか否かに基づいて、ロータが回転(あるいは振動)しているか否かを判定する。
開閉検出回路108は、ふた5の開閉状態を検出する。一例として、開閉検出回路108は、ふた5の開閉状態を検出する検出スイッチ(開閉スイッチ;不図示)を備えている。開閉検出回路108は、検出スイッチの検出結果を制御回路103に出力する。
なお、検出スイッチは、開閉状態を機械的に検出する機械式スイッチでもよく、電気接点の開閉や静電容量の変化によって検出する電気式スイッチでもよく、光学的に検出する光学式スイッチでもよい。
[モータ駆動回路106の構成]
図5は、本実施形態のモータ駆動回路106の構成の一例を示す図である。
モータ駆動回路106は、第1モータ駆動回路106-1と、第2モータ駆動回路106-2とを備える。第1モータ駆動回路106-1は、第1ステッピングモータ111-1を駆動して、時針6を回転させる。第2モータ駆動回路106-2は、第2ステッピングモータ111-2を駆動して、分針7を回転させる。
なお、第1モータ駆動回路106-1及び第2モータ駆動回路106-2の構成は同一であるため、第1モータ駆動回路106-1について説明し、第2モータ駆動回路106-2についてはその説明を省略する。また、以下の説明において第1モータ駆動回路106-1と第2モータ駆動回路106-2とを区別しない場合には、モータ駆動回路106と総称する。
第1ステッピングモータ111-1は、第1駆動コイルL1(第1のコイル)と、第2駆動コイルL2(第2のコイル)とを有する2コイルモータである。
第1モータ駆動回路106-1は、第1駆動コイルL1にパルス電流を供給する第1駆動回路106-11と、第2駆動コイルL2にパルス電流を供給する第2駆動回路106-12とを備える。第1駆動コイルL1は、第1駆動回路106-11の出力端子O1及び出力端子O2に接続される。第2駆動コイルL2は、第2駆動回路106-12の出力端子O3及び出力端子O3に接続される。
第1駆動回路106-11には、昇圧回路107が接続されている。
制御回路103から昇圧指示CEが出力されている場合(例えば、昇圧指示CEがハイHの場合)には、昇圧回路107は、電源電圧VDDを昇圧した電圧VOUTを出力する。この場合、第1駆動回路106-11には、昇圧回路107で昇圧された電圧VOUTが供給される。
制御回路103から昇圧指示CEが出力されていない場合(例えば、昇圧指示CEがローLの場合)には、昇圧回路107は、電源電圧VDDを昇圧せずに(すなわち、昇圧回路をバイパスして)、電圧VOUTを出力する。この場合、第1駆動回路106-11には、電源電圧VDDが供給される。
第2駆動回路106-12には、昇圧回路107が接続されていない。第2駆動回路106-12には、電源電圧VDDが供給される。
第1駆動回路106-11は、スイッチ素子PTr1と、スイッチ素子NTr1と、スイッチ素子PTr2と、スイッチ素子NTr2との4つのスイッチ素子を備え、第1駆動コイルL1を駆動するHブリッジを構成する。
制御回路103は、各スイッチ素子をオンまたはオフすることにより、第1駆動コイルL1にパルス電流を与える。
第2駆動回路106-12は、スイッチ素子PTr3と、スイッチ素子NTr3と、スイッチ素子PTr4と、スイッチ素子NTr4との4つのスイッチ素子を備え、第2駆動コイルL2を駆動するHブリッジを構成する。
制御回路103は、各スイッチ素子をオンまたはオフすることにより、第2駆動コイルL2に駆動パルスを与える。
第2駆動回路106-12は、抵抗素子Rs1とスイッチ素子NTr5、及び抵抗素子Rs2とスイッチ素子NTr6とを備える。抵抗素子Rs1は、一端が出力端子O3に接続され、他端がスイッチ素子NTr5に接続される。抵抗素子Rs2は、一端が出力端子O4に接続され、他端がスイッチ素子NTr6に接続される。
上述した電圧検出回路105は、ステッピングモータ111のロータが回転(あるいは振動)した場合に、第2駆動コイルL2に流れる誘起電流を、抵抗素子Rs1あるいは抵抗素子Rs2の両端電位差によって検出する。
[制御動作の流れ]
図6は、本実施形態の制御回路103による制御動作の流れの一例を示す図である。
制御回路103(制御部)は、複数の動作モードによって時計1を制御する。動作モードには、通常運針モードと、触読モードと、針位置修正モードとがある。
通常運針モードとは、時刻の経過に合わせて指針が運針される動作モードである。
触読モードとは、利用者が指針に触れる可能性がある場合、あるいは利用者が指針に触れている場合の動作モードである。本実施形態の一例では、触読モードにおいて指針の運針が停止される。さらに、触読モードにおいて、利用者が指針に触れている場合には、ステッピングモータ111が制動力を発生させて、指針の位置が変化しにくい状態にされる。
針位置修正モードとは、指針が示す時刻が実際の時刻と異なっている場合に、指針の位置を検出して、指針が示す時刻が実際の時刻と一致するように指針の位置を修正する動作モードである。
[通常運針モード]
(ステップS110)制御回路103は、通常運針モードで指針を駆動する。
図7は、通常運針モード及び触読モードにおける動作波形の一例を示す図である。通常運針モードでは、制御回路103は、昇圧指示CEを出力しない(例えば、昇圧指示CEをLにする)。この結果、第1駆動回路106-11には、昇圧されていない電源電圧VDDが供給される。
通常運針モードでは、タイミングt1からタイミングt2までの間、第1駆動コイルL1に駆動パルスが与えられ、タイミングt2からタイミングt3までの間、第2駆動コイルL2に駆動パルスが与えられることにより、指針が運針される。
なお、同図にはステッピングモータ111のロータの半回転分の動作波形を示している。ロータが半回転したのちは、極性が反転された駆動パルス(不図示)が、第1駆動コイルL1及び第2駆動コイルL2から順次出力される。この結果、ロータが1回転する。
(ステップS120)図6に戻り、制御回路103は、開閉検出回路108の検出結果に基づいて、ふた5が開かれたか否かを判定する。制御回路103は、ふた5が開かれていないと判定した場合(ステップS120;NO)には、処理をステップS110に戻す。制御回路103は、ふた5が開かれていると判定した場合(ステップS120;YES)には、処理をステップS210に進める。
すなわち、制御回路103(制御部)は、検出スイッチ(開閉スイッチ;不図示)によってふた5(カバー)が開いたことが検出されたことにより、触読モードに移行させる。
[触読モード]
(ステップS210)制御回路103は、動作モードを通常運針モードから触読モードに切り替える。制御回路103は、触読モードでは、指針の運針を停止する。
より具体的には、制御回路103は、指針の運針を停止させるとともに、運針を停止した時刻を記憶部109に記憶させる。制御回路103は、運針を停止した状態で、現在時刻の計時を継続する。
図7に示すように、触読モードにおいて、制御回路103は、昇圧指示CEを出力する(例えば、昇圧指示CEをHにする)。この結果、第1駆動回路106-11には、電源電圧VDDが昇圧されて供給される。本実施形態の一例では、昇圧後の電圧VOUTは、電源電圧VDDの2倍である。例えば、時計1が定格3Vの電池を動作電源とする場合、電源電圧VDDは3Vであり、昇圧後の電圧VOUTは6Vである。
制御回路103は、触読モードにおいて、待機状態と制動状態との2種類の状態によってステッピングモータ111を制御する。
触読モードにおいて、第1駆動回路106-11は、指針に対して制動トルクを発生させるブレーキとして機能する。第2駆動回路106-12は、指針の動きを検出する検出センサとして機能する。
(1)待機状態
図8は、本実施形態の待機状態における駆動回路106の状態の一例を示す図である。
待機状態において、制御回路103は、第1駆動回路106-11の各スイッチ素子(スイッチ素子PTr1、スイッチ素子NTr1、スイッチ素子PTr2及びスイッチ素子NTr2)をいずれもオフにする。この結果、第1駆動コイルL1には、電圧VOUTが供給されない。第1駆動回路106-11の各スイッチ素子をいずれもオフにした状態を、オープン待機状態ともいう。
オープン待機状態では、第1駆動コイルL1による制動トルクは発生せず、電源(例えば、電池)の電力消費を抑えることができる。
一方、制御回路103は、待機状態において、第2駆動回路106-12を、ロータの回転(あるいは振動)を検出する検出センサとして機能させる。
ここで、ロータの回転(あるいは振動)が発生すると、第2駆動コイルL2に誘起電圧が生じる。第2駆動回路106-12に、第2駆動コイルL2を含む閉回路が構成されると、第2駆動回路106-12には、誘起電圧の大きさに応じた誘起電流ICが流れる。この誘起電流ICを抵抗素子(抵抗素子Rs1または抵抗素子Rs2)に流して、抵抗素子の両端電位差を検出することにより、ロータの回転(あるいは振動)を検出することができる。この第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧を検出する状態を、サンプリング待機状態ともいう。
より具体的には、待機状態において、制御回路103は、第2駆動回路106-12の各スイッチ素子のうち、スイッチ素子PTr3及びスイッチ素子PTr4をオフにする。
制御回路103は、スイッチ素子NTr5をオンにし、スイッチ素子NTr6をオフにする。この結果、抵抗素子Rs1がGND電位に接続される。
制御回路103は、スイッチ素子NTr3をオフにした状態で、スイッチ素子NTr4のオン/オフを繰り返す。
この結果、電圧検出回路105は、抵抗素子Rs1の両端電位差を検出することによって、第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧を検出することができる。
なお、同図には示していないが、所定時間経過後に、制御回路103は、スイッチ素子NTr5をオフにし、スイッチ素子NTr6をオンにする。この結果、抵抗素子Rs2がGND電位に接続される。
制御回路103は、スイッチ素子NTr4をオフにした状態で、スイッチ素子NTr3のオン/オフを繰り返す。
この結果、電圧検出回路105は、抵抗素子Rs2の両端電位差を検出することによって、第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧を検出することができる。
電圧検出回路105は、抵抗素子Rs1による検出と、抵抗素子Rs2による検出とを交互に繰り返すことにより、ロータの回転(あるいは振動)を検出する。
待機状態の一例を、図7のタイミングt4からタイミングt5までに示す。
図7には、タイミングt4からタイミングt5の間に第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧の一例を示す。
(ステップS220)図6に戻り、制御回路103は、第1駆動回路106-11をオープン待機状態に、第2駆動回路106-12をサンプリング待機状態にする。
(ステップS230)制御回路103は、サンプリング待機状態にした第2駆動回路106-12によって、ステッピングモータ111のロータが回転(あるいは振動)したか否かを判定する。
一例として、図7に示すように、判定回路104は、予め定められている判定しきい値電圧Vcompと、第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧の大きさとを比較する。
判定回路104は、第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧の大きさが、判定しきい値電圧Vcompを超えた場合、ロータが回転(あるいは振動)したと判定する。図7の一例の場合、タイミングt5において、誘起電圧の大きさVrs1が判定しきい値電圧Vcompを超えている(図7のパルスta)。この場合、判定回路104は、ロータが回転(あるいは振動)したと判定する。
一方、判定回路104は、第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧の大きさが、判定しきい値電圧Vcomp以下である場合、ロータが回転(あるいは振動)していないと判定する。
なお、本実施形態の一例では、第2駆動回路106-12のみが誘起電圧検出機能を備えているとして説明するがこれに限られない。例えば、第1駆動回路106-11のみが誘起電圧検出機能を備えていてもよいし、第1駆動回路106-11と第2駆動回路106-12とのいずれもが誘起電圧検出機能を備えていてもよい。
すなわち、制御回路103(制御部)は、触読モードにおいて、第1のコイルまたは第2のコイルの少なくとも一方の回路を閉じた待機状態(待ち受け状態)で、ステッピングモータ111のロータの回転によって第1駆動コイルL1(第1のコイル)または第2駆動コイルL2(第2のコイル)に生じる起電力を検出する。
図6に戻り、制御回路103は、判定回路104がロータが回転(あるいは振動)したと判定した場合(ステップS230;YES)には、処理をステップS240に進める。制御回路103は、判定回路104がロータが回転(あるいは振動)していないと判定した場合(ステップS230;NO)には、処理をステップS260に進める。
(ステップS240)制御回路103は、駆動回路106を制動状態にする。
(2)制動状態
図9は、本実施形態の制動状態における駆動回路106の状態の一例を示す図である。
制動状態において、制御回路103は、第1駆動回路106-11の各スイッチ素子のうち、スイッチ素子PTr1及びスイッチ素子NTr2をオンにし、スイッチ素子NTr1及びスイッチ素子PTr2をオフにする。この結果、第1駆動コイルL1には電源から電流が供給され続け、制動トルクが発生する。制動状態において、駆動回路106の制御によって駆動コイルに供給される電流を、ロックパルスともいう。また、制動状態において、駆動回路106の制御によって駆動コイルにロックパルスが供給されている状態をロック状態ともいう。
制動状態において、第2駆動回路106-12は、サンプリング待機状態にされ、ロータの回転(あるいは振動)の検出を継続する。
すなわち、時計1は、複数のモータに、指針を駆動させるための駆動パルス、及び指針を制動させるためのロックパルスを、それぞれ供給する駆動回路106(パルス発生部)を備える。
駆動回路106(パルス発生部)は、制御回路103(制御部)が動作モードを触読モードに移行させた場合に、ステッピングモータ111(モータ)にロックパルスを供給する。
なお、ここでいう「動作モードを触読モードに移行させた場合」には、動作モードが触読モードに切り替わった直後と、動作モードが触読モードに切り替わり制動状態になった後とのいずれもが含まれる。
上述したように、上述したように、時計1は、ロックパルスを昇圧させる昇圧回路107(昇圧部)を備えている。触読モードにおいては、第1駆動回路106-11には、昇圧後の電圧VOUTが供給される。このため、第1駆動回路106-11が第1駆動コイルL1に供給するロックパルスは、昇圧されていない電源電圧が供給される場合に比べ、電流値が大きくなる。したがって、制御回路103は、触読モードにおいて、ロータをより強く制動することができる。
また、上述したように、ステッピングモータ111(モータ)の各々は、第1駆動コイルL1(第1のコイル)および第2駆動コイルL2(第2のコイル)を備える2コイルモータである。ロックパルスは、第1のコイルおよび第2のコイルのうち、第1のコイルのみを励磁する。すなわち、制動状態において、第1駆動回路106-11がロック状態にされ、第2駆動回路106-12はロック状態にされない。
なお、制動状態において、第2駆動回路106-12は、サンプリング待機状態にされるとして説明するが、これに限られない。制動状態において、第1駆動回路106-11と第2駆動回路106-12とのいずれもが、ロック状態にされてもよい。
(ステップS250)図6に戻り、制御回路103は、サンプリング待機状態にした第2駆動回路106-12によって、ステッピングモータ111のロータが回転(あるいは振動)したか否かを判定する。
一例として、図7に示すように、判定回路104は、予め定められている判定しきい値電圧Vcompと、第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧の大きさとを比較する。
判定回路104は、第2駆動コイルL2に生じる誘起電圧の大きさが、判定しきい値電圧Vcompを超えた場合、ロータが回転(あるいは振動)したと判定する。
図7の一例の場合、タイミングt6において、誘起電圧の大きさVrs1が判定しきい値電圧Vcompを超えている(図7のパルスtb)。この場合、判定回路104は、ロータが回転(あるいは振動)したと判定する。
タイミングt8において、誘起電圧の大きさVrs1が判定しきい値電圧Vcomp以下になっている(図7のパルスtf)。この場合、判定回路104は、ロータが回転(あるいは振動)していないと判定する。
なお、判定回路104は、いったんロータが回転(あるいは振動)したと判定した場合、所定時間(例えば、1秒間)は、誘起電圧の大きさVrs1にかかわらず、ロータが回転(あるいは振動)したとの判定を継続する。
判定回路104は、誘起電圧の大きさVrs1が判定しきい値電圧Vcomp以下になっている時間が、所定時間(例えば、1秒間)以上継続した場合(例えば、図7のタイミングt9)に、ロータが回転(あるいは振動)していないと判定する。
図6に戻り、制御回路103は、判定回路104がロータが回転(あるいは振動)していると判定した場合(ステップS230;NO)には、処理をステップS240に戻して、制動状態を継続する。制御回路103は、判定回路104がロータが回転(あるいは振動)していないと判定した場合(ステップS230;YES)には、制動状態を解除して、処理をステップS260に進める。
すなわち、制御回路103(制御部)は、ロックパルスの出力中に、ステッピングモータ111(モータ)のロータの回転によって第2駆動コイルL2(第2のコイル)に生じる起電力を検出しなくなった後、ロックパルスの出力を停止する。
(ステップS260)制御回路103は、開閉検出回路108の検出結果に基づいて、ふた5が閉じられたか否かを判定する。制御回路103は、ふた5が閉じられていないと判定した場合(ステップS260;NO)には、処理をステップS220に戻す。制御回路103は、ふた5が閉じられたと判定した場合(ステップS260;YES)には、処理をステップS310に進める。
[変形例]
上述した実施形態では、ふた5が開かれたことによって通常運針モードから触読モードに切り替えるとして説明したが、これに限られない。例えば、時計1は、ふた5を備えていなくてもよい。この場合、時計1は、文字板4に利用者の指が接近した(あるいは触れた)ことによって、通常運針モードから触読モードに切り替えてもよい。
図10は、触読モードへの切り替え検知の変形例を示す図である。この変形例において、制御回路103は、検出電圧供給端子1031と、容量検出端子1032とを備える。検出電圧供給端子1031と容量検出端子1032との間には、検出抵抗Rが接続される。容量検出端子1032は、文字板4に接続され、文字板4とGND電位との間の静電容量の変化を検出する。例えば、利用者の指が文字板4に触れていない場合には、文字板4とGND電位との間の静電容量は、静電容量Caである。利用者の指とGND電位との間の静電容量が、静電容量Cbである場合、利用者の指が文字板4に接近する(あるいは、触れる)と、文字板4とGND電位との間の静電容量は、静電容量Ca+静電容量Cbになる。制御回路103は、この静電容量の変化を検出することにより、利用者の指が文字板4に接近した(あるいは、触れた)か否かを判定することができる。
この変形例の場合、制御回路103は、利用者の指が文字板4に接近した(あるいは、触れた)と判定した場合に、通常運針モードから触読モードに切り替える。
すなわち、制御回路103は、文字板4の静電容量を検出する容量検出部として機能する。制御回路103は、容量検出部が検出する静電容量の変化に基づいて、触読モードに移行させる。
[針位置修正モード]
触読モードにおいては、制御回路103は、指針の運針を停止している。このため、触読モードが終了した時点で指針の位置(すなわち、指針が文字板4上で示している時刻)が、実際の時刻と異なる場合が生じる。制御回路103は、触読モードを終了する際に、動作モードを針位置修正モードに切り替えて、指針の位置を実際の時刻に修正する。
(ステップS310)図6に戻り、制御回路103は、動作モードを触読モードから針位置修正モードに切り替える。針位置修正モードにおいて、制御回路103が行う指針の位置の修正方式には、記憶した指針の位置に基づく方式と、検出した指針の位置に基づく方式との2種類がある。
(1)記憶した指針の位置に基づく修正
制御回路103は、ステップS210において記憶部109に記憶させた時刻(つまり、指針の運針を停止させた際の時刻)を、記憶部109から読み出す。制御回路103は、記憶部109から読み出した時刻と、計時中の現在時刻との差分を算出する。制御回路103は、算出した差分に相当する駆動パルスを駆動回路106から出力させることにより、指針の位置を修正する。この結果、指針の位置が、現在時刻に一致する。
(2)検出した指針の位置に基づく修正
制御回路103は、指針の位置を検出する。指針の位置の検出には、例えば、負荷歯車のトルク変化による位置検出や、フォトセンサによる光学的な位置検出などの既知の手法が用いられる。
負荷歯車による位置検出手法の場合、輪列(あるいは、輪列外でロータの回転に伴って回転する歯車)の一部に、回転負荷が他の歯と異なる負荷歯を有する負荷歯車を備え、負荷歯によるトルク変化が生じた位置と、指針の位置との位置関係に基づいて、指針の位置を検出する。
フォトセンサによる位置検出手法の場合、輪列(あるいは、輪列外でロータの回転に伴って回転する歯車)の一部に、回転位置によって光学的特性が他の部分と異なる(例えば、光を透過する穴が所定の位置にあけられている)検出歯車を備え、光学的特性変化が生じた位置と、指針の位置との位置関係に基づいて、指針の位置を検出する。
なお、指針の位置検出の手法は、これに限られない。
すなわち、時計1は、指針の指示位置を検出する負荷歯車やフォトセンサなどの針位置検出部をさらに備える。動作モードには、針位置修正モードが含まれ、制御回路103(制御部)は、ロックパルスの出力終了後、針位置修正モードに移行させて、針位置検出部による指針の指示位置の検出結果に基づいて、時刻修正を行う。
触読モードにおいて利用者が指針に触れた際に、ロック状態の制動トルクよりも大きな力が指針に加わると、指針の位置が変化する場合がある。この場合、指針は、ステップS210において記憶部109に記憶させた時刻(つまり、指針の運針を停止させた際の時刻)とは異なる時刻を示すことになる。このような場合でも、制御回路103は、指針の位置を現在時刻を示す位置に修正することができる。
以上説明したように、本実施形態の時計1は、触読モードに移行させた場合に、ステッピングモータ111にロックパルスを供給する。このように構成された本実施形態の時計1によれば、ロックパルスを触読モードにおいてのみ与えるため、消費電力を低減しつつ、指針に制動力を与えることができる。
また一般的に、触読時計は、利用者が指針に触れることで指針の位置ずれが生じやすい。このため、指針を実際の時刻に自動的に修正する時刻修正動作が行われることが望ましい。時刻修正動作を行う場合、指針の位置検出が行われる。この指針の位置検出を、上述したような歯車の負荷変化や光学的特性変化によって行う場合、時針と分針とを個別のモータで駆動する時分独立型のギアボックスを採用することで、位置検出の精度を高めることや、指針の位置合わせを短時間で行うことができる。一方で、時分独立型のギアボックスは、いわゆる中二針の輪列に比べて、ギア比(減速比)が相対的に小さい。したがって、時分独立型のギアボックスを採用すると、指針の位置指針の位置を保持する保持力(保持トルク)が相対的に小さいため、指針の位置がずれやすくなる。
本実施形態の時計1は、時分独立型のギアボックスを採用しつつ、触読モードにおいてロックパルスを与えるようにしたことで、位置検出の精度を高め、指針の位置合わせを短時間で行うことと、指針の位置ずれを低減することとを、両立することができる。
また、本実施形態の時計1は、ふた5(カバー)が開かれたことを検知して触読モードに移行させるため、利用者が指針に触れる前に触読モードに移行させることができる。
また、上述したように本実施形態の時計1は、文字板4の静電容量を検出する容量検出部を備えることもできる。この場合、時計1は、ふた5(カバー)を備えていない場合であっても、利用者が指針に触れようとする動作を検出することができ、利用者が指針に触れる前に触読モードに移行させることができる。
また、本実施形態の時計1は、ロックパルスの出力中にロータの回転(あるいは振動)を検出する。このように構成された時計1によれば、ロックパルスの出力中においてロータが回転(あるいは振動)しなくなった場合に、速やかロックパルスを停止することができる。このため、本実施形態の時計1によれば、ロックパルスの出力が不必要に継続することを抑止でき、消費電力を低減することができる。
また、本実施形態の時計1は、ロックパルスを昇圧させる昇圧回路を備えている。このように構成された時計1によれば、指針の制動力をより高めることができ、指針の位置ずれをさらに低減することができる。
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。
なお、上記の実施形態における各装置が備える各部は、専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、メモリおよびマイクロプロセッサにより実現させるものであってもよい。
なお、各装置が備える各部は、メモリおよびCPU(中央演算装置)により構成され、各装置が備える各部の機能を実現するためのプログラムをメモリにロードして実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
また、各装置が備える各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、制御部が備える各部による処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
1…時計、2…ケース本体、3…ムーブメント、4…文字板、5…ふた、6…時針、7…分針、100…ステッピングモータ制御回路、101…発振回路、102…分周回路、103…制御回路、104…判定回路、105…電圧検出回路、106…モータ駆動回路、107…昇圧回路、108…開閉検出回路、109…記憶部、110…指針駆動部、111…ステッピングモータ

Claims (11)

  1. 複数の指針と、
    前記複数の指針の各々を駆動または制動させる、複数のモータと、
    前記複数のモータに、前記指針を駆動させるための駆動パルスおよび前記指針を制動させるためのロックパルスを供給するパルス発生部と、
    通常運針モードと触読モードとを含む動作モードを制御する制御部と、
    を備え、
    前記パルス発生部は、前記制御部が動作モードを前記触読モードに移行させた場合に、前記モータに前記ロックパルスを供給する、
    時計。
  2. 前記指針のカバーの開閉を検出する開閉スイッチ
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記開閉スイッチによって前記カバーが開いたことが検出されたことにより、前記触読モードに移行させる、
    請求項1に記載の時計。
  3. 表面上を前記指針が移動する文字板と、
    前記文字板の静電容量を検出する容量検出部と、
    をさらに備え、
    前記制御部は、前記容量検出部が検出する静電容量の変化に基づいて、前記触読モードに移行させる、
    請求項1に記載の時計。
  4. 前記モータの各々は、第1のコイルおよび第2のコイルを備える2コイルモータであり、
    前記ロックパルスは、前記第1のコイルのみを励磁する、
    請求項1に記載の時計。
  5. 前記制御部は、前記ロックパルスの出力中に、前記モータのロータの回転によって前記第2のコイルに生じる起電力を検出しなくなった後、前記ロックパルスの出力を停止する、
    請求項4に記載の時計。
  6. 前記指針の指示位置を検出する針位置検出部
    をさらに備え、
    動作モードには、針位置修正モードが含まれ、
    前記制御部は、前記ロックパルスの出力終了後、前記針位置修正モードに移行させて、前記針位置検出部による前記指示位置の検出結果に基づいて、時刻修正を行う、
    請求項5に記載の時計。
  7. 複数の指針と、
    各々が第1のコイルおよび第2のコイルを備える2コイルモータであって、前記複数の指針の各々を駆動または制動させる、複数のモータと、
    前記複数のモータに、前記複数の指針を駆動させるための駆動パルスおよび前記複数の指針を制動させるためのロックパルスを供給するパルス発生部と、
    通常運針モードと触読モードとを含む動作モードを制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記触読モードにおいて、前記第1のコイルの回路を開き、前記第2のコイルの回路を閉じた待ち受け状態で、前記モータのロータの回転によって前記第2のコイルに生じる起電力を検出した場合に、前記ロックパルスによって励磁させる、
    時計。
  8. 複数の指針と、
    各々が第1のコイルおよび第2のコイルを備える2コイルモータであって、前記複数の指針の各々を駆動または制動させる、複数のモータと、
    前記複数のモータに、前記複数の指針を駆動させるための駆動パルスおよび前記複数の指針を制動させるためのロックパルスを供給するパルス発生部と、
    通常運針モードと触読モードとを含む動作モードを制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、前記触読モードにおいて、前記第1のコイルまたは前記第2のコイルの少なくとも一方の回路を閉じた待ち受け状態で、前記モータのロータの回転によって前記第1のコイルまたは前記第2のコイルに生じる起電力を検出した場合に、前記第1のコイルのみを前記ロックパルスによって励磁させる、
    時計。
  9. 前記ロックパルスを昇圧させる昇圧部
    をさらに備える、
    請求項8に記載の時計。
  10. 前記制御部は、前記ロックパルスの出力中に、前記ロータの回転によって前記第2のコイルに生じる起電力を検出しなくなった後、前記ロックパルスの出力を停止する、
    請求項8または9に記載の時計。
  11. 前記指針の指示位置を検出する針位置検出部
    をさらに備え、
    動作モードには、針位置修正モードが含まれ、
    前記制御部は、前記ロックパルスの出力終了後、前記針位置修正モードに移行させて、前記針位置検出部による前記指示位置の検出結果に基づいて、時刻修正を行う、
    請求項10に記載の時計。
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