JP3968951B2 - 電子機器及び電子機器の制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、内部にモータコイルや発電コイルを有し、このコイルを介してデータを受信する電子機器及びこの電子機器の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
腕時計タイプの小型の電子時計においては、時刻表示に加えてアラーム機能やストップウォッチ機能などの様々な機能を具備するものがあり、近年では外部機器との間でデータ通信可能なものも市場に流通している。
このようなデータ通信可能な電子時計には、通信ケーブルを介して行う通信や赤外線通信を行うものがある。さらに、近年では電子時計内部のコイルに外部から磁界をかけて誘導起電力を発生させることによってデータ通信を行う電磁結合による通信を行うものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電磁結合による通信方法を金属ケースの電子時計に適用すると、外部からの磁界信号が金属ケースの遮蔽によって減衰されるため、磁界信号に応じてコイルに発生する誘導起電力が小さくなってしまう。このため、誘導電圧がノイズに埋もれてしまい、受信データを検出できない問題があった。
この場合、送信側の機器において、磁界信号の信号強度を大きくする方法が考えられるが、磁界信号の信号強度が大きいと、電子時計内部にあるモータのステータやロータなどの帯磁部品を脱磁してしまうおそれがあると共に、回路に悪影響を与えて電子時計に誤作動が生じてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、コイルの誘導起電力が小さくても確実に受信データを検出することができる電子機器及び電子機器の制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、データに基づき、基準パルス信号から生成される信号を変調することにより作られた外部から送信される磁界信号を受信して誘導電流を発生するコイルと、前記モータコイルを有し、時刻表示を行うための駆動モータを駆動させる駆動回路であって、前記モータコイルの一端と第１の電源ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、前記モータコイルの一端と第２の電源ラインとの間に接続された第２のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第１の電源ラインとの間に接続された第３のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第２の電源ラインとの間に接続された第４のトランジスタとを有する駆動回路と、前記磁界信号に同期した予め定めたタイミングで前記駆動回路の前記第１のトランジスタをオン状態に制御すると共に前記第２及び第４のトランジスタをオフ状態に制御する一方、前記第３のトランジスタを前記タイミングで所定期間だけオン状態からオフ状態に制御することにより、前記モータコイルの誘導電圧をチョッパ昇圧させる昇圧手段と、前記チョッパ昇圧された誘導電圧を予め定めたしきい値と比較することにより、受信データを検出する検出手段と、を備え、前記磁界信号が、基準パルス信号から生成される信号をデータに基づいて位相変調することにより得られた信号であり、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が１８０度以上、３６０度以下の範囲内のタイミングであることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が２７０度近傍のタイミングであることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、データに基づき、基準パルス信号から生成される信号を変調することにより得られた磁界信号を受信して誘導電流を発生するコイルと、前記モータコイルを有し、時刻表示を行うための駆動モータを駆動させる駆動回路であって、前記モータコイルの一端と第１の電源ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、前記モータコイルの一端と第２の電源ラインとの間に接続された第２のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第１の電源ラインとの間に接続された第３のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第２の電源ラインとの間に接続された第４のトランジスタとを有する駆動回路と、を備えた電子機器の制御方法において、前記磁界信号に同期した予め定めたタイミングで前記駆動回路の前記第１のトランジスタをオン状態に制御すると共に前記第２及び第４のトランジスタをオフ状態に制御する一方、前記第３のトランジスタを前記タイミングで所定期間だけオン状態からオフ状態に制御することにより、前記モータコイルの誘導電圧をチョッパ昇圧させる昇圧過程と、前記チョッパ昇圧された誘導電圧を予め定めたしきい値と比較することにより、受信データを検出する検出過程と、を備え、前記磁界信号が、基準パルス信号から生成される信号をデータに基づいて位相変調することにより得られた信号であり、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が１８０度以上、３６０度以下の範囲内のタイミングであることを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００７】
（１） 実施形態
本実施形態においては、アナログ指針を有するアナログ電子時計にデータを送信するデータ伝送システムを例として説明するが、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、コイルを有する電子時計であれば本発明の適用が可能である。
【０００８】
（１．１） 実施形態の構成
（１．１．１） データ伝送システムの概要構成
図１は、本実施形態に係るデータ伝送システムの概要構成ブロック図である。
このデータ伝送システム１００は、リュウズやボタンなどの外部操作部材１０２の操作により通常モードから受信モードに移行し、チョッパ昇圧されたモータコイル１０１の誘導電圧より受信データＤＪを検出するアナログ電子時計１０３と、送信データＤＳ（＝受信データＤＪ）を送信用コイル１０４を介して磁界信号ＳＤＳとして送信する外部データ送信装置１０５とを備えて構成される。
ここで、通常モードとは、このアナログ電子時計１０３が現在時刻を表示する動作状態をいい、受信モードとは、このアナログ電子時計１０３が外部からの送信データＤＳ（磁界信号ＳＤＳ）の受信を受け付ける動作状態をいう。
また、送信データＤＳには、例えば、歩度調整データ、後述する発振回路１１の論理緩急データ、ＩＤ番号、アナログ電子時計１０３が具備する各種センサの補正データ、アナログ電子時計１０３の仕様切替のためのデータなどである。
【０００９】
（１．１．２） アナログ電子時計の構成
図２は、アナログ電子時計の概要構成ブロック図である。
アナログ電子時計１０３は、水晶振動子１１Ｃの基準発振信号から所定の基準周波数の基準パルス信号を生成する発振回路１１と、基準パルス信号を分周して周波数が異なる各種パルス信号を生成する分周回路１２と、分周回路１２から出力される各種パルス信号及びデータ記憶回路１７の記憶データに基づいてアナログ電子時計１０３全体の動作を制御する制御回路１３と、制御回路１３の制御に応じた駆動パルスを発生する駆動パルス発生回路１５と、通常モードの場合はモータコイル１０１に駆動電流を流すと共に、受信モードの場合はモータコイル１０１の誘導電圧をチョッパ昇圧する駆動回路１６と、モータコイル１０１のチョッパ昇圧された誘導電圧Ｖｃｈに基づいてシリアルデータである受信データＤＪを検出する検出回路１４と、制御回路１３を介して入力した受信データＤＪをシリアルパラレル変換するデータ変換回路１８と、シリアルパラレル変換された受信データＤＪを記憶するデータ記憶回路１７と、データ記憶回路１７に記憶された歩度調整データに基づいて分周回路１２の分周比を制御して歩度を調整する歩度調整回路１９とを備えて構成される。
また、制御回路１３は、分周回路１２から出力される所定のパルス信号をカウントするカウンタ１３Ａを有しており、受信モードの場合はこのカウンタ１３Ａの計測時間に基づいてチョッパを行うタイミングなどを制御するようになっている。
【００１０】
従って、アナログ電子時計１０３は、通常モードの場合は、駆動回路１６がモータコイル１０１に駆動電流を流すことにより、モータコイル１０１を収容する駆動モータにより後述する時針１３３、分針１３２、秒針１３１を駆動して現在時刻を表示するようになっている。
また、アナログ電子時計１０３は、受信モードの場合は、駆動回路１６がモータコイル１０１の誘導電圧をチョッパ昇圧することにより、検出回路１４により外部からの磁界信号ＳＤＳに応じて発生するモータコイル１０１の誘導電圧Ｖｃｈに基づいて受信データＤＪを検出するようになっている。
これにより、アナログ電子時計１０３は、モータコイル１０１を介して磁界信号ＳＤＳに含まれる送信データＤＳを受信データＤＪとして入力でき、入力した受信データＤＪが歩度調整データの場合は、歩度調整回路１９により歩度を調整して現在時刻の計時誤差を低減できるようになっている。
【００１１】
（１．１．３） 外部データ送信装置の構成
図３は、外部データ送信装置の概要構成ブロック図である。
外部データ送信装置１０５は、図示しない水晶振動子やセラミック振動子などの基準発振信号から所定の基準周波数の基準パルス信号を生成する発振回路２１と、基準パルス信号を分周して周波数が異なる各種パルス信号を生成する分周回路２２と、分周回路２２から出力される各種パルス信号（搬送波に使用される）に基づいて外部データ送信装置１０５全体の動作を制御する制御回路２３と、歩度調整データなどの各種データを記憶すると共に、記憶した各種データを送信データＤＳとしてＰＳＫ変調回路２５に出力するデータ記憶回路２４と、送信データＤＳを位相変調（PSK：Phase Shift Keying）するＰＳＫ変調回路２５と、位相変調された送信データＤＳを増幅する増幅回路２６と、増幅回路２６より出力される位相変調された送信データＤＳを磁界信号ＳＤＳに変換して出力する送信用コイル１０４とを備えて構成される。
ここで、このＰＳＫ変調回路２５は、送信データＤＳのデータが「１」の場合は、搬送波の位相を０度、つまり変化させず、データが「０」の場合は、位相を１８０度変化させて位相変調を行うものとする。
【００１２】
（１．１．４） 駆動回路の構成
図４は、駆動回路と検出回路などの具体的な構成を示す図である。
駆動回路１６は、高電位側電源Ｖddと低電位側電源Ｖssの間にｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１と、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ２とがそれぞれ直列接続されると共に、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１とｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１の接続点にある出力端子Ｏ１と、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２とｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ２の接続点にある出力端子Ｏ２とがモータコイル１０１の両端にそれぞれ接続されて構成される。
そして、駆動回路１６は、駆動パルス発生回路１５からの各種駆動パルスをこれらトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ１及びＮ２のゲート端子にそれぞれ入力することにより、各トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ１及びＮ２のオン／オフが制御されるようになっている。なお、図４は、高電位側電源Ｖdd基準の場合を示しているが、低電位側電源Ｖss基準にしてもよい。
【００１３】
従って、駆動回路１６は、通常モードの場合は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ２が対となってオン／オフ制御されると同時に、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１が対となってオフ／オン制御されることにより、高電位側電源Ｖddから流れる駆動電流から駆動信号を生成してモータコイル１０１に供給するようになっている。
また、駆動回路１６は、受信モードの場合は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１がオン状態に制御され、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１及びＮ２がオフ状態に制御されると共に、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２が磁界信号ＳＤＳの１周期間隔で予め定めたタイミングでオン状態からオフ状態に短期間だけ切替制御されることにより、モータコイル１０１の誘導電圧を受信した磁界信号ＳＤＳに応じてチョッパ昇圧できるようになっている。
【００１４】
ここで、図５は、受信した磁界信号ＳＤＳの位相に対するチョッパタイミング（受信タイミング）とモータコイル１０１の誘導電圧の検出レベルを示す特性曲線図である。ここで、チョッパタイミングとは、具体的にはｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２をオフに切り替えるタイミングである。
すなわち、チョッパ昇圧された誘導電圧Ｖｃｈの検出レベルは、チョッパタイミングまでにモータコイル１０１のインダクタンスに蓄積されたエネルギー量、つまり、モータコイル１０１に流れた誘導電流に比例するため、図５に示すように、磁界信号ＳＤＳの位相が２７０度近傍が最も大きくなる。なお、図５においては、検出レベルを最大値で正規化した値で示している。
一方、上述したように磁界信号ＳＤＳはＰＳＫ変調であるため、モータコイル１０１を介して磁界信号ＳＤＳを受信すると、磁界信号ＳＤＳの位相が急激に切り替わる際に逆誘起起電圧が発生する。このため、図６に送信波形とその受信波形を示すように、例えば、データが「１」から「０」に切り替わる時点においては、逆誘起電圧の影響により、受信波形の位相が０度から１８０度以下の所定範囲では安定しないこととなる。
以上の結果から、チョッパタイミングは、受信波形の位相が２７０度近傍を中心とする所定範囲内にあることが望ましく、少なくとも１８０度以上、３６０度以下の範囲内に設定することが望ましいことが判った。また、モータコイル１０１と外部データ送信装置１０５の距離によって相互インダクタンス値が変わって送受信コイルの結合状態が変化するので、最適位相は変化する。なお、本実施形態においては、チョッパタイミングは約２７０度に設定されている。
【００１５】
（１．１．５） 検出回路の構成
図４に示すように、検出回路１４は、基準電圧ＶREFを生成する基準電圧生成回路３１と、駆動回路１６の出力端子Ｏ２の電圧と基準電圧ＶREFとを比較して受信データを出力するコンパレータ３２と、制御回路１３からのデータ読込タイミング信号（サンプリング信号）に基づいてコンパレータ３２に電流を供給するｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ３とを備えて構成される。
従って、コンパレータ３２は、データ読込タイミング信号がＨレベルの間だけ電流が供給されるため、アナログ電子時計１０３の消費電力を節約できるようになっている。
【００１６】
（１．１．６） 指針駆動部の構成
指針駆動部１９は、モータコイル１０１を収容する駆動モータ１１０と、時刻表示を行うための時針１３３、分針１３２、秒針１３１と、駆動モータ１１０の回転を時針１３３、分針１３２及び秒針１３１に伝達する輪列１２０とを備えて構成される。
駆動モータ１１０は、ステッピングモータが適用され、モータコイル１０１と、モータコイル１０１によって励磁されるステータ１１２と、ステータ１１２の内部において励磁される磁界により回転するロータ１１３とを備えている。なお、このロータ１１３は、ディスク状の二極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）で構成されている。
ステータ１１２には、モータコイル１０１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ１１３の周りのそれぞれの相（極）１１５及び１１６に発生するように磁気飽和部１１７が設けられている。また、ロータ１１３の回転方向を規定するために、ステータ１１２の内周の適当な位置には内ノッチ１１８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ１１３が適当な位置に停止するようにしている。
【００１７】
また、輪列１２０は、かなを介してロータ１１３に噛合された五番車１２１、四番車１２２、三番車１２３、二番車１２４、日の裏車１２５及び筒車１２６から構成される。ここで、時針１３３は筒車１２６に接続され、分針１３２は二番車１２４に接続され、秒針１３１は四番車１２２に接続される。なお、輪列１２０には、さらに、年月日などの表示を行うための伝達系を接続することも勿論可能である。
【００１８】
（１．２） 実施形態の動作
次に、このアナログ電子時計の受信モードにおける動作を図７のフローチャートを参照しながら説明する。なお、初期状態において、データビット数カウンタＮ＝１であり、受信モードに移行して読み込むべき受信データのビット数はＸビット（Ｘ：自然数）であるものとする。
【００１９】
まず、アナログ電子時計１０３において、ユーザが受信モードに移行させるべく外部操作部材１０２を操作すると（ステップＳ１）、制御回路１３により受信モードへの移行処理が行われる（ステップＳＰ２）。
すなわち、制御回路１３は、駆動回路１６のｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１のみをオン状態にし、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１及びＮ２をオフ状態にすることにより、駆動信号の出力を停止させる。
この結果、駆動回路１６の端子Ｏ２は電気的に浮いた状態となるため、外部データ送信装置１０５から磁界信号が送信されると、モータコイル１０１に誘導起電力が発生することとなる。
また、制御回路１３は、データ読込タイミング信号をＨレベルにすることにより、検出回路１４のｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ３をオン状態に制御してコンパレータ３２を動作状態に設定し、モータコイル１０１を介して検出回路１４より受信データＤＪを入力する。
この場合において、受信モードへ移行するための外部操作部材１０２の操作は、ユーザが意図しないにも拘わらず受信モードに移行する場合を防止するためにはある程度複雑なものとする必要がある。また、受信モードに移行した際は、受信モードに移行したことを通知すべく、秒針などを変速運針させてもよい。
【００２０】
次に、制御回路１３は、モータコイル１０１及び検出回路１４を介してタイミング信号を受信したか否かを判別する（ステップＳ３）。このとき、外部データ送信装置１０５から送信される磁界信号は、正弦波ではなくパルス波の方が端子Ｏ２の誘起電圧が大きくなってコンパレータ３２で検出し易くなるために望ましい。ここで、制御回路１３は、タイミング信号を受信していないと判別した場合は（ステップＳ３：ＮＯ）、カウンタ１３Ａにより受信モードに移行してからの経過時間ｔ’が予め定めた待機時間Ｔｃを越えたか否かを判別し（ステップＳ９）、経過時間ｔ’が待機時間Ｔｃを越えていないと判別した場合は（ステップＳ９：ＮＯ）、処理を再びステップＳ３に戻すのに対して、経過時間ｔ’が待機時間Ｔｃを越えたと判別した場合は（ステップＳ９：ＹＥＳ）、コンパレータ３２の消費電力を節約するため、あるいは、ユーザの誤操作により誤って受信モードに移行したものとして、受信モードを終了し、通常モードに復帰する（ステップＳ８）。
これに対して、制御回路１３は、タイミング信号を受信したと判別した場合は（ステップＳ３：ＹＥＳ）、タイミング信号に同期してカウンタ１３Ａのカウント値をリセットし、カウンタ１３Ａのカウントを再開させる。これにより、アナログ電子時計１０３と外部データ送信装置１０５との間の同期が取られることになる。このとき、制御回路１３は、コンパレータ３２の消費電流を低減するためにデータ読込タイミング信号をＬレベルに保持する。
【００２１】
図８は、このアナログ電子時計と外部データ送信装置との間の同期が取られた後のタイミングチャートである。ここでは、外部データ送信装置１０５が磁界信号ＳＤＳとして送信する送信データＤＳが「１１０１０」の場合を想定している。
図７に示すように、制御回路１３は、アナログ電子時計１０３と外部データ送信装置１０５との間の同期が取れると、カウンタ１３Ａのカウント値に基づいて予め定めたデータ検出待機時間Ｔａが経過したか否かを判別する（ステップＳ４）。
ここで、データ検出待機時間Ｔａは、外部データ送信装置１０５が磁界信号ＳＤＳの送信開始タイミングから最初のデータに対応する信号波形の位相が約２７０度のタイミングになるまでの時間に設定されている。
【００２２】
このとき、制御回路１３は、駆動回路１６のｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１及びＰ２をオン状態にすると共に、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１及びＮ２をオフ状態にすることにより、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１、モータコイル、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２を短絡させる。
この場合、外部データ送信装置１０５から送信された磁界信号ＳＤＳによりモータコイル１０１に誘導電流が流れ、この誘導電流がｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１、モータコイル１０１、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２間を流れることにより、モータコイル１０１のインダクタンスにエネルギーが蓄積されることとなる。
【００２３】
そして、制御回路１３は、データ検出待機時間Ｔａが経過したと判別すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、受信データＤＪの読み込みを行う（ステップＳ５）。すなわち、制御回路１３は、データ検出待機時間Ｔａが経過して時刻ｔ１になると、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２のゲート端子を短期間だけＨレベルにすると共に、データ読込タイミング信号を短期間だけＨレベルにすることにより（図８）、駆動回路１６のｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２をオフ状態にする。
この結果、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１、モータコイル１０１、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２が短絡された期間にモータコイル１０１のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって駆動回路１６の出力端子Ｏ２の電圧、すなわち、誘導電圧が負電位側にチョッパ昇圧されることとなる。なお、図８において、チョッパ昇圧を行わない場合の出力端子Ｏ２の電圧波形を破線により示す。
このとき、制御回路１３は、検出回路１４に受信データＤＪの読み込みを行わせることにより、出力端子Ｏ２の電圧レベルが基準電圧ＶREFを越えたことが検出され、データ「１」の受信データＤＪを入力することとなる。
ここで、データ読込タイミング信号をＨレベルに切り替えるタイミングは、検出回路１４が正常に読込動作を開始するまでの遅れ時間だけｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２のゲート端子をＨレベルにするタイミング（チョッパタイミング）より若干早いタイミングに設定される。
【００２４】
次に、制御回路１３は、データビットカウンタ数Ｎの値に１を加算する。すなわち、Ｎ＝Ｎ＋１とする（ステップＳ６）。これは既にＮビットのデータを受信したことを表している。
そして、制御回路１３は、データビットカウンタ数Ｎが読み込むべきデータビット数Ｘに等しいか否かを判別し（ステップＳ７）、データビットカウンタ数Ｎがデータビット数Ｘと異なる場合は（ステップＳ７：ＮＯ）、前回の受信データの検出タイミング（＝チョッパタイミング）からの経過時間ｔ”が予め定めたデータ検出待機時間Ｔｂを経過したか否かを判別する（ステップＳ１０）。ここで、データ検出待機時間Ｔｂは、外部データ送信装置１０５から送信される磁界信号ＳＤＳの１周期の時間に設定されている。
また、データ検出待機時間Ｔｂは、あまり短いと誘導電流が小さく、十分なエネルギーをモータコイル１０１に蓄えることができないため、チョッパ昇圧の電圧レベルが小さくなる。具体的には、電子時計のモータコイルの場合、データ検出待機時間Ｔｂはおよそ１００［μsec］以上が望ましい。
そして、制御回路１３は、経過時間ｔ”が予め定めたデータ検出待機時間Ｔｂを経過したと判別すると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、再び受信データＤＪの読み込みを行う（ステップＳ５）。
すなわち、制御回路１３は、データ検出待機時間Ｔｂが経過して時刻ｔ２になると、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２のゲート端子を短期間だけＨレベルにすると共に、データ読込タイミング信号を短期間だけＨレベルにすることにより、駆動回路１６によりモータコイル１０１にチョッパ昇圧された誘導電圧Ｖｃｈを発生させ、検出回路１４により出力端子Ｏ２の電圧（＝Ｖｃｈ）と基準電圧ＶREFとを比較させてデータ「１」の受信データＤＪを入力する。
【００２５】
以下、同様にして、制御回路１３は、磁界信号ＳＤＳの１周期に対応するデータ検出待機時間Ｔｂ毎にモータコイル１０１に蓄積されたエネルギーによって出力端子Ｏ２の電圧をチョッパ昇圧し、このチョッパ昇圧された出力端子Ｏ２の電圧（＝Ｖｃｈ）から検出した受信データＤＪを順次入力する。また、制御回路１３は、入力した受信データＤＪをデータ変換回路１８によりシリアルパラレル変換し、データ記憶回路１７に順次記憶させるようになっている。
ここで、上述のように磁界信号ＳＤＳの位相が０度の場合は、出力端子Ｏ２の電圧は負電位側にチョッパ昇圧されることとなるのに対し（時刻ｔ１、ｔ２、ｔ４）、磁界信号ＳＤＳの位相が１８０度変化している場合は、出力端子Ｏ２の電圧は正電位側にチョッパ昇圧されるため、出力端子Ｏ２の電圧が基準電圧ＶREFを越えず、検出回路１４によりデータ「０」の受信データＤＪが検出されることになる。
なお、実際には、出力端子Ｏ２及び出力端子Ｏ１の電圧は、図示しない静電保護ダイオードによって最大「高電位側電源Ｖdd＋ＶＦ」、最小「低電位側電源Ｖss−ＶＦ」にクランプされているため、図８の時刻ｔ３及びｔ５に示すように、出力端子Ｏ２の電圧が正電位側にチョッパ昇圧した場合は、静電保護ダイオードの順方向電圧ＶＦしか変化しないこととなる。
これにより、このアナログ電子時計１０３においては、磁界信号ＳＤＳによるモータコイル１０１の誘導起電力が小さい場合でも、チョッパ昇圧して検出レベルを大きくすることができ、受信データＤＪを確実に検出することができるようになっている。
【００２６】
そして、アナログ電子時計１０３は、制御回路１３によりデータビットカウンタ数Ｎがデータビット数Ｘに等しいと判別された場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、受信モードを終了し、通常モードに復帰する（ステップＳ８）。
その後、アナログ電子時計１０３は、歩度調整回路１９によりデータ記憶回路１７に記憶された歩度データ（受信データＤＪ）に基づいて歩度を調整して計時精度を向上させるようになっている。
【００２７】
（１．３） 実施形態の効果
以上の説明のように本実施形態によれば、モータコイル１０１の誘導起電力が小さくても確実に受信データＤＪを検出することができる。
従って、アナログ電子時計１０３の外装が金属ケースの場合でも、確実にデータ通信を行うことができ、高い通信品質を維持することができる。
このようにこのアナログ電子時計１０３は通信品質が高いので、製造時における調整データの書き込みなどを完成状態で簡易に行うこともできる。
また、アナログ電子時計１０３の構成部品であるモータコイル１０１を介してデータ受信を行うため、回路構成の変更が最小限ですみ、アナログ電子時計１０３の大型化を回避することができる。
【００２９】
（２．１）第１変形例
上述の実施形態においては、外部操作部材１０２の操作に基づいて受信モードに移行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、目立たない場所に導通端子を設けておき、この導通端子にプローブを介して電気信号を入力したり、受光素子を設けておき、この受光素子に光信号を入力することによって受信モードに移行させるようにしてもよい。
【００３０】
（２．２）第２変形例
上述の実施形態においては、アナログ電子時計１０３は、外部データ送信装置１０５から受信したタイミング信号を基準にして受信データＤＪの読み込みを行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、外部データ送信装置がアナログ電子時計の読み込みタイミング（開始タイミングとチョッパタイミングを含む）に対応するように磁界信号ＳＤＳを送信するようにしてもよい。例えば、図９に示すように、アナログ電子時計は、時刻表示を行うために約１秒周期で出力される駆動信号（モータパルス）を基準にして時間Ｔｃ経過後に受信データＤＪの読み込みを所定期間だけ行うように設定される。ここで、受信データＤＪの読み込みを行う期間は駆動信号（モータパルス）が出力されない期間に設定される。そして、外部データ送信装置は、アナログ電子時計の駆動信号を検出し、検出した駆動信号を基準にして磁界信号ＳＤＳを送信するように設定される。ここで、磁界信号ＳＤＳを出力可能な期間を図９にハッチングにより示している。これにより、アナログ電子時計は、予め定めたタイミングで受信データＤＪの読み込みを行うだけで受信データＤＪを最適タイミングでチョッパ昇圧して検出することができる。さらに、受信データＤＪの読み込みを行う期間と時刻表示を行う駆動信号を出力する期間とが重複しないように設定することにより、時計の運針動作を止めることなくデータの送受信を行うことができる。なお、図９においては、アナログ電子時計が受信データＤＪの読み込みを行う期間中データ読込タイミング信号をＨレベルに設定する例を示している。
【００３１】
（２．３）第３変形例
また、上述の実施形態においては、コンパレータ３２を用いて受信データＤＪを検出する場合について述べたが、コンパレータ３２に代えて、インバータ回路を用いて受信データＤＪを検出することも可能である。この場合、回路構成を単純化することができ、回路の消費電流を低減することができる。但し、検出のしきい値である基準電圧ＶREFは、ほぼ（高電位側電源Ｖdd−低電位側電源Ｖss）／２となるため、検出レベルの設定の自由度はなくなる。
【００３２】
（２．４）第４変形例
上述の実施形態においては、受信する磁界信号ＳＤＳが位相変調信号の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、振幅変調（ＡＭ：Amplitude modulation((ＡＳＫ：Amplitude shift keying)を含む)）された信号の場合や、振幅位相変調（ＡＭ-ＰＭ）された信号の場合でも、受信データを検出することが可能である。
【００３３】
（２．５）第５変形例
上述の実施形態においては、アナログ電子時計に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ディジタル表示を行うディジタル時計や、各種測定用のセンサを具備し、センサの測定結果をディジタル表示するディジタル表示付きアナログ電子時計などの電子時計に広く適用することができる。
【００３４】
（２．６）第６変形例
上述の実施形態においては、電子時計に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電子時計以外のコイル（モータコイルなど）を有する電子機器、例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＭＤ（Mini Disk）、テープカセットなどの再生装置、記録装置、若しくは記録再生装置などの携帯電子機器に広く適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、コイルの誘導起電力が小さくても確実に受信データを検出することができ、装置の外装が金属ケースの場合でも、コイルを介して高い通信品質でデータ通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るデータ伝送システムの概要構成ブロック図である。
【図２】 前記データ伝送システムのアナログ電子時計の概要構成ブロック図である。
【図３】 前記データ伝送システムの外部データ送信装置の概要構成ブロック図である。
【図４】 前記アナログ電子時計の駆動回路と検出回路と指針駆動部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図５】 磁界信号の位相に対するチョッパタイミングとモータコイルの誘導電圧の検出レベルを示す特性曲線図である。
【図６】 前記チョッパタイミングの説明に供する送信波形とその受信波形との関係を示す図である。
【図７】 前記アナログ電子時計の受信モードにおける動作を示すフローチャートである。
【図８】 前記アナログ電子時計のタイミングチャートである。
【図９】 第２変形例に示すアナログ電子時計のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００・データ伝送システム、
１０１・モータコイル、
１０３・アナログ電子時計、
１０４・送信用コイル、
１０５・外部データ送信装置、
１３・制御回路、
１４・検出回路（検出手段）、
１６・駆動回路（昇圧手段）、
３２・発電コイル、
ＤＳ・送信データ、
ＤＪ・受信データ、
Ｎ１、Ｎ２・ｎチャネルＭＯＳトランジスタ、
Ｐ１、Ｐ２・ｐチャネルＭＯＳトランジスタ、
ＳＤＳ・磁界信号。
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に、内部にモータコイルや発電コイルを有し、このコイルを介してデータを受信する電子機器及びこの電子機器の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
腕時計タイプの小型の電子時計においては、時刻表示に加えてアラーム機能やストップウォッチ機能などの様々な機能を具備するものがあり、近年では外部機器との間でデータ通信可能なものも市場に流通している。
このようなデータ通信可能な電子時計には、通信ケーブルを介して行う通信や赤外線通信を行うものがある。さらに、近年では電子時計内部のコイルに外部から磁界をかけて誘導起電力を発生させることによってデータ通信を行う電磁結合による通信を行うものが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、電磁結合による通信方法を金属ケースの電子時計に適用すると、外部からの磁界信号が金属ケースの遮蔽によって減衰されるため、磁界信号に応じてコイルに発生する誘導起電力が小さくなってしまう。このため、誘導電圧がノイズに埋もれてしまい、受信データを検出できない問題があった。
この場合、送信側の機器において、磁界信号の信号強度を大きくする方法が考えられるが、磁界信号の信号強度が大きいと、電子時計内部にあるモータのステータやロータなどの帯磁部品を脱磁してしまうおそれがあると共に、回路に悪影響を与えて電子時計に誤作動が生じてしまうおそれがある。
【０００４】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであり、コイルの誘導起電力が小さくても確実に受信データを検出することができる電子機器及び電子機器の制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、データに基づき、基準パルス信号から生成される信号を変調することにより作られた外部から送信される磁界信号を受信して誘導電流を発生するコイルと、前記モータコイルを有し、時刻表示を行うための駆動モータを駆動させる駆動回路であって、前記モータコイルの一端と第１の電源ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、前記モータコイルの一端と第２の電源ラインとの間に接続された第２のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第１の電源ラインとの間に接続された第３のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第２の電源ラインとの間に接続された第４のトランジスタとを有する駆動回路と、前記磁界信号に同期した予め定めたタイミングで前記駆動回路の前記第１のトランジスタをオン状態に制御すると共に前記第２及び第４のトランジスタをオフ状態に制御する一方、前記第３のトランジスタを前記タイミングで所定期間だけオン状態からオフ状態に制御することにより、前記モータコイルの誘導電圧をチョッパ昇圧させる昇圧手段と、前記チョッパ昇圧された誘導電圧を予め定めたしきい値と比較することにより、受信データを検出する検出手段と、を備え、前記磁界信号が、基準パルス信号から生成される信号をデータに基づいて位相変調することにより得られた信号であり、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が１８０度以上、３６０度以下の範囲内のタイミングであることを特徴としている。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電子機器において、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が２７０度近傍のタイミングであることを特徴としている。
請求項３記載の発明は、データに基づき、基準パルス信号から生成される信号を変調することにより得られた磁界信号を受信して誘導電流を発生するコイルと、前記モータコイルを有し、時刻表示を行うための駆動モータを駆動させる駆動回路であって、前記モータコイルの一端と第１の電源ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、前記モータコイルの一端と第２の電源ラインとの間に接続された第２のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第１の電源ラインとの間に接続された第３のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第２の電源ラインとの間に接続された第４のトランジスタとを有する駆動回路と、を備えた電子機器の制御方法において、前記磁界信号に同期した予め定めたタイミングで前記駆動回路の前記第１のトランジスタをオン状態に制御すると共に前記第２及び第４のトランジスタをオフ状態に制御する一方、前記第３のトランジスタを前記タイミングで所定期間だけオン状態からオフ状態に制御することにより、前記モータコイルの誘導電圧をチョッパ昇圧させる昇圧過程と、前記チョッパ昇圧された誘導電圧を予め定めたしきい値と比較することにより、受信データを検出する検出過程と、を備え、前記磁界信号が、基準パルス信号から生成される信号をデータに基づいて位相変調することにより得られた信号であり、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が１８０度以上、３６０度以下の範囲内のタイミングであることを特徴としている。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【０００７】
（１） 実施形態
本実施形態においては、アナログ指針を有するアナログ電子時計にデータを送信するデータ伝送システムを例として説明するが、本発明はこれに限定する趣旨ではなく、コイルを有する電子時計であれば本発明の適用が可能である。
【０００８】
（１．１） 実施形態の構成
（１．１．１） データ伝送システムの概要構成
図１は、本実施形態に係るデータ伝送システムの概要構成ブロック図である。
このデータ伝送システム１００は、リュウズやボタンなどの外部操作部材１０２の操作により通常モードから受信モードに移行し、チョッパ昇圧されたモータコイル１０１の誘導電圧より受信データＤＪを検出するアナログ電子時計１０３と、送信データＤＳ（＝受信データＤＪ）を送信用コイル１０４を介して磁界信号ＳＤＳとして送信する外部データ送信装置１０５とを備えて構成される。
ここで、通常モードとは、このアナログ電子時計１０３が現在時刻を表示する動作状態をいい、受信モードとは、このアナログ電子時計１０３が外部からの送信データＤＳ（磁界信号ＳＤＳ）の受信を受け付ける動作状態をいう。
また、送信データＤＳには、例えば、歩度調整データ、後述する発振回路１１の論理緩急データ、ＩＤ番号、アナログ電子時計１０３が具備する各種センサの補正データ、アナログ電子時計１０３の仕様切替のためのデータなどである。
【０００９】
（１．１．２） アナログ電子時計の構成
図２は、アナログ電子時計の概要構成ブロック図である。
アナログ電子時計１０３は、水晶振動子１１Ｃの基準発振信号から所定の基準周波数の基準パルス信号を生成する発振回路１１と、基準パルス信号を分周して周波数が異なる各種パルス信号を生成する分周回路１２と、分周回路１２から出力される各種パルス信号及びデータ記憶回路１７の記憶データに基づいてアナログ電子時計１０３全体の動作を制御する制御回路１３と、制御回路１３の制御に応じた駆動パルスを発生する駆動パルス発生回路１５と、通常モードの場合はモータコイル１０１に駆動電流を流すと共に、受信モードの場合はモータコイル１０１の誘導電圧をチョッパ昇圧する駆動回路１６と、モータコイル１０１のチョッパ昇圧された誘導電圧Ｖｃｈに基づいてシリアルデータである受信データＤＪを検出する検出回路１４と、制御回路１３を介して入力した受信データＤＪをシリアルパラレル変換するデータ変換回路１８と、シリアルパラレル変換された受信データＤＪを記憶するデータ記憶回路１７と、データ記憶回路１７に記憶された歩度調整データに基づいて分周回路１２の分周比を制御して歩度を調整する歩度調整回路１９とを備えて構成される。
また、制御回路１３は、分周回路１２から出力される所定のパルス信号をカウントするカウンタ１３Ａを有しており、受信モードの場合はこのカウンタ１３Ａの計測時間に基づいてチョッパを行うタイミングなどを制御するようになっている。
【００１０】
従って、アナログ電子時計１０３は、通常モードの場合は、駆動回路１６がモータコイル１０１に駆動電流を流すことにより、モータコイル１０１を収容する駆動モータにより後述する時針１３３、分針１３２、秒針１３１を駆動して現在時刻を表示するようになっている。
また、アナログ電子時計１０３は、受信モードの場合は、駆動回路１６がモータコイル１０１の誘導電圧をチョッパ昇圧することにより、検出回路１４により外部からの磁界信号ＳＤＳに応じて発生するモータコイル１０１の誘導電圧Ｖｃｈに基づいて受信データＤＪを検出するようになっている。
これにより、アナログ電子時計１０３は、モータコイル１０１を介して磁界信号ＳＤＳに含まれる送信データＤＳを受信データＤＪとして入力でき、入力した受信データＤＪが歩度調整データの場合は、歩度調整回路１９により歩度を調整して現在時刻の計時誤差を低減できるようになっている。
【００１１】
（１．１．３） 外部データ送信装置の構成
図３は、外部データ送信装置の概要構成ブロック図である。
外部データ送信装置１０５は、図示しない水晶振動子やセラミック振動子などの基準発振信号から所定の基準周波数の基準パルス信号を生成する発振回路２１と、基準パルス信号を分周して周波数が異なる各種パルス信号を生成する分周回路２２と、分周回路２２から出力される各種パルス信号（搬送波に使用される）に基づいて外部データ送信装置１０５全体の動作を制御する制御回路２３と、歩度調整データなどの各種データを記憶すると共に、記憶した各種データを送信データＤＳとしてＰＳＫ変調回路２５に出力するデータ記憶回路２４と、送信データＤＳを位相変調（PSK：Phase Shift Keying）するＰＳＫ変調回路２５と、位相変調された送信データＤＳを増幅する増幅回路２６と、増幅回路２６より出力される位相変調された送信データＤＳを磁界信号ＳＤＳに変換して出力する送信用コイル１０４とを備えて構成される。
ここで、このＰＳＫ変調回路２５は、送信データＤＳのデータが「１」の場合は、搬送波の位相を０度、つまり変化させず、データが「０」の場合は、位相を１８０度変化させて位相変調を行うものとする。
【００１２】
（１．１．４） 駆動回路の構成
図４は、駆動回路と検出回路などの具体的な構成を示す図である。
駆動回路１６は、高電位側電源Ｖddと低電位側電源Ｖssの間にｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１と、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ２とがそれぞれ直列接続されると共に、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１とｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１の接続点にある出力端子Ｏ１と、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２とｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ２の接続点にある出力端子Ｏ２とがモータコイル１０１の両端にそれぞれ接続されて構成される。
そして、駆動回路１６は、駆動パルス発生回路１５からの各種駆動パルスをこれらトランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ１及びＮ２のゲート端子にそれぞれ入力することにより、各トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ１及びＮ２のオン／オフが制御されるようになっている。なお、図４は、高電位側電源Ｖdd基準の場合を示しているが、低電位側電源Ｖss基準にしてもよい。
【００１３】
従って、駆動回路１６は、通常モードの場合は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ２が対となってオン／オフ制御されると同時に、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２及びｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１が対となってオフ／オン制御されることにより、高電位側電源Ｖddから流れる駆動電流から駆動信号を生成してモータコイル１０１に供給するようになっている。
また、駆動回路１６は、受信モードの場合は、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１がオン状態に制御され、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１及びＮ２がオフ状態に制御されると共に、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２が磁界信号ＳＤＳの１周期間隔で予め定めたタイミングでオン状態からオフ状態に短期間だけ切替制御されることにより、モータコイル１０１の誘導電圧を受信した磁界信号ＳＤＳに応じてチョッパ昇圧できるようになっている。
【００１４】
ここで、図５は、受信した磁界信号ＳＤＳの位相に対するチョッパタイミング（受信タイミング）とモータコイル１０１の誘導電圧の検出レベルを示す特性曲線図である。ここで、チョッパタイミングとは、具体的にはｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２をオフに切り替えるタイミングである。
すなわち、チョッパ昇圧された誘導電圧Ｖｃｈの検出レベルは、チョッパタイミングまでにモータコイル１０１のインダクタンスに蓄積されたエネルギー量、つまり、モータコイル１０１に流れた誘導電流に比例するため、図５に示すように、磁界信号ＳＤＳの位相が２７０度近傍が最も大きくなる。なお、図５においては、検出レベルを最大値で正規化した値で示している。
一方、上述したように磁界信号ＳＤＳはＰＳＫ変調であるため、モータコイル１０１を介して磁界信号ＳＤＳを受信すると、磁界信号ＳＤＳの位相が急激に切り替わる際に逆誘起起電圧が発生する。このため、図６に送信波形とその受信波形を示すように、例えば、データが「１」から「０」に切り替わる時点においては、逆誘起電圧の影響により、受信波形の位相が０度から１８０度以下の所定範囲では安定しないこととなる。
以上の結果から、チョッパタイミングは、受信波形の位相が２７０度近傍を中心とする所定範囲内にあることが望ましく、少なくとも１８０度以上、３６０度以下の範囲内に設定することが望ましいことが判った。また、モータコイル１０１と外部データ送信装置１０５の距離によって相互インダクタンス値が変わって送受信コイルの結合状態が変化するので、最適位相は変化する。なお、本実施形態においては、チョッパタイミングは約２７０度に設定されている。
【００１５】
（１．１．５） 検出回路の構成
図４に示すように、検出回路１４は、基準電圧ＶREFを生成する基準電圧生成回路３１と、駆動回路１６の出力端子Ｏ２の電圧と基準電圧ＶREFとを比較して受信データを出力するコンパレータ３２と、制御回路１３からのデータ読込タイミング信号（サンプリング信号）に基づいてコンパレータ３２に電流を供給するｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ３とを備えて構成される。
従って、コンパレータ３２は、データ読込タイミング信号がＨレベルの間だけ電流が供給されるため、アナログ電子時計１０３の消費電力を節約できるようになっている。
【００１６】
（１．１．６） 指針駆動部の構成
指針駆動部１９は、モータコイル１０１を収容する駆動モータ１１０と、時刻表示を行うための時針１３３、分針１３２、秒針１３１と、駆動モータ１１０の回転を時針１３３、分針１３２及び秒針１３１に伝達する輪列１２０とを備えて構成される。
駆動モータ１１０は、ステッピングモータが適用され、モータコイル１０１と、モータコイル１０１によって励磁されるステータ１１２と、ステータ１１２の内部において励磁される磁界により回転するロータ１１３とを備えている。なお、このロータ１１３は、ディスク状の二極の永久磁石によって構成されたＰＭ型（永久磁石回転型）で構成されている。
ステータ１１２には、モータコイル１０１で発生した磁力によって異なった磁極がロータ１１３の周りのそれぞれの相（極）１１５及び１１６に発生するように磁気飽和部１１７が設けられている。また、ロータ１１３の回転方向を規定するために、ステータ１１２の内周の適当な位置には内ノッチ１１８が設けられており、コギングトルクを発生させてロータ１１３が適当な位置に停止するようにしている。
【００１７】
また、輪列１２０は、かなを介してロータ１１３に噛合された五番車１２１、四番車１２２、三番車１２３、二番車１２４、日の裏車１２５及び筒車１２６から構成される。ここで、時針１３３は筒車１２６に接続され、分針１３２は二番車１２４に接続され、秒針１３１は四番車１２２に接続される。なお、輪列１２０には、さらに、年月日などの表示を行うための伝達系を接続することも勿論可能である。
【００１８】
（１．２） 実施形態の動作
次に、このアナログ電子時計の受信モードにおける動作を図７のフローチャートを参照しながら説明する。なお、初期状態において、データビット数カウンタＮ＝１であり、受信モードに移行して読み込むべき受信データのビット数はＸビット（Ｘ：自然数）であるものとする。
【００１９】
まず、アナログ電子時計１０３において、ユーザが受信モードに移行させるべく外部操作部材１０２を操作すると（ステップＳ１）、制御回路１３により受信モードへの移行処理が行われる（ステップＳＰ２）。
すなわち、制御回路１３は、駆動回路１６のｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１のみをオン状態にし、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１及びＮ２をオフ状態にすることにより、駆動信号の出力を停止させる。
この結果、駆動回路１６の端子Ｏ２は電気的に浮いた状態となるため、外部データ送信装置１０５から磁界信号が送信されると、モータコイル１０１に誘導起電力が発生することとなる。
また、制御回路１３は、データ読込タイミング信号をＨレベルにすることにより、検出回路１４のｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ３をオン状態に制御してコンパレータ３２を動作状態に設定し、モータコイル１０１を介して検出回路１４より受信データＤＪを入力する。
この場合において、受信モードへ移行するための外部操作部材１０２の操作は、ユーザが意図しないにも拘わらず受信モードに移行する場合を防止するためにはある程度複雑なものとする必要がある。また、受信モードに移行した際は、受信モードに移行したことを通知すべく、秒針などを変速運針させてもよい。
【００２０】
次に、制御回路１３は、モータコイル１０１及び検出回路１４を介してタイミング信号を受信したか否かを判別する（ステップＳ３）。このとき、外部データ送信装置１０５から送信される磁界信号は、正弦波ではなくパルス波の方が端子Ｏ２の誘起電圧が大きくなってコンパレータ３２で検出し易くなるために望ましい。ここで、制御回路１３は、タイミング信号を受信していないと判別した場合は（ステップＳ３：ＮＯ）、カウンタ１３Ａにより受信モードに移行してからの経過時間ｔ’が予め定めた待機時間Ｔｃを越えたか否かを判別し（ステップＳ９）、経過時間ｔ’が待機時間Ｔｃを越えていないと判別した場合は（ステップＳ９：ＮＯ）、処理を再びステップＳ３に戻すのに対して、経過時間ｔ’が待機時間Ｔｃを越えたと判別した場合は（ステップＳ９：ＹＥＳ）、コンパレータ３２の消費電力を節約するため、あるいは、ユーザの誤操作により誤って受信モードに移行したものとして、受信モードを終了し、通常モードに復帰する（ステップＳ８）。
これに対して、制御回路１３は、タイミング信号を受信したと判別した場合は（ステップＳ３：ＹＥＳ）、タイミング信号に同期してカウンタ１３Ａのカウント値をリセットし、カウンタ１３Ａのカウントを再開させる。これにより、アナログ電子時計１０３と外部データ送信装置１０５との間の同期が取られることになる。このとき、制御回路１３は、コンパレータ３２の消費電流を低減するためにデータ読込タイミング信号をＬレベルに保持する。
【００２１】
図８は、このアナログ電子時計と外部データ送信装置との間の同期が取られた後のタイミングチャートである。ここでは、外部データ送信装置１０５が磁界信号ＳＤＳとして送信する送信データＤＳが「１１０１０」の場合を想定している。
図７に示すように、制御回路１３は、アナログ電子時計１０３と外部データ送信装置１０５との間の同期が取れると、カウンタ１３Ａのカウント値に基づいて予め定めたデータ検出待機時間Ｔａが経過したか否かを判別する（ステップＳ４）。
ここで、データ検出待機時間Ｔａは、外部データ送信装置１０５が磁界信号ＳＤＳの送信開始タイミングから最初のデータに対応する信号波形の位相が約２７０度のタイミングになるまでの時間に設定されている。
【００２２】
このとき、制御回路１３は、駆動回路１６のｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１及びＰ２をオン状態にすると共に、ｎチャネルＭＯＳトランジスタＮ１及びＮ２をオフ状態にすることにより、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１、モータコイル、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２を短絡させる。
この場合、外部データ送信装置１０５から送信された磁界信号ＳＤＳによりモータコイル１０１に誘導電流が流れ、この誘導電流がｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１、モータコイル１０１、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２間を流れることにより、モータコイル１０１のインダクタンスにエネルギーが蓄積されることとなる。
【００２３】
そして、制御回路１３は、データ検出待機時間Ｔａが経過したと判別すると（ステップＳ４：ＹＥＳ）、受信データＤＪの読み込みを行う（ステップＳ５）。すなわち、制御回路１３は、データ検出待機時間Ｔａが経過して時刻ｔ１になると、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２のゲート端子を短期間だけＨレベルにすると共に、データ読込タイミング信号を短期間だけＨレベルにすることにより（図８）、駆動回路１６のｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２をオフ状態にする。
この結果、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ１、モータコイル１０１、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２が短絡された期間にモータコイル１０１のインダクタンスに蓄積されたエネルギーによって駆動回路１６の出力端子Ｏ２の電圧、すなわち、誘導電圧が負電位側にチョッパ昇圧されることとなる。なお、図８において、チョッパ昇圧を行わない場合の出力端子Ｏ２の電圧波形を破線により示す。
このとき、制御回路１３は、検出回路１４に受信データＤＪの読み込みを行わせることにより、出力端子Ｏ２の電圧レベルが基準電圧ＶREFを越えたことが検出され、データ「１」の受信データＤＪを入力することとなる。
ここで、データ読込タイミング信号をＨレベルに切り替えるタイミングは、検出回路１４が正常に読込動作を開始するまでの遅れ時間だけｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２のゲート端子をＨレベルにするタイミング（チョッパタイミング）より若干早いタイミングに設定される。
【００２４】
次に、制御回路１３は、データビットカウンタ数Ｎの値に１を加算する。すなわち、Ｎ＝Ｎ＋１とする（ステップＳ６）。これは既にＮビットのデータを受信したことを表している。
そして、制御回路１３は、データビットカウンタ数Ｎが読み込むべきデータビット数Ｘに等しいか否かを判別し（ステップＳ７）、データビットカウンタ数Ｎがデータビット数Ｘと異なる場合は（ステップＳ７：ＮＯ）、前回の受信データの検出タイミング（＝チョッパタイミング）からの経過時間ｔ”が予め定めたデータ検出待機時間Ｔｂを経過したか否かを判別する（ステップＳ１０）。ここで、データ検出待機時間Ｔｂは、外部データ送信装置１０５から送信される磁界信号ＳＤＳの１周期の時間に設定されている。
また、データ検出待機時間Ｔｂは、あまり短いと誘導電流が小さく、十分なエネルギーをモータコイル１０１に蓄えることができないため、チョッパ昇圧の電圧レベルが小さくなる。具体的には、電子時計のモータコイルの場合、データ検出待機時間Ｔｂはおよそ１００［μsec］以上が望ましい。
そして、制御回路１３は、経過時間ｔ”が予め定めたデータ検出待機時間Ｔｂを経過したと判別すると（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、再び受信データＤＪの読み込みを行う（ステップＳ５）。
すなわち、制御回路１３は、データ検出待機時間Ｔｂが経過して時刻ｔ２になると、ｐチャネルＭＯＳトランジスタＰ２のゲート端子を短期間だけＨレベルにすると共に、データ読込タイミング信号を短期間だけＨレベルにすることにより、駆動回路１６によりモータコイル１０１にチョッパ昇圧された誘導電圧Ｖｃｈを発生させ、検出回路１４により出力端子Ｏ２の電圧（＝Ｖｃｈ）と基準電圧ＶREFとを比較させてデータ「１」の受信データＤＪを入力する。
【００２５】
以下、同様にして、制御回路１３は、磁界信号ＳＤＳの１周期に対応するデータ検出待機時間Ｔｂ毎にモータコイル１０１に蓄積されたエネルギーによって出力端子Ｏ２の電圧をチョッパ昇圧し、このチョッパ昇圧された出力端子Ｏ２の電圧（＝Ｖｃｈ）から検出した受信データＤＪを順次入力する。また、制御回路１３は、入力した受信データＤＪをデータ変換回路１８によりシリアルパラレル変換し、データ記憶回路１７に順次記憶させるようになっている。
ここで、上述のように磁界信号ＳＤＳの位相が０度の場合は、出力端子Ｏ２の電圧は負電位側にチョッパ昇圧されることとなるのに対し（時刻ｔ１、ｔ２、ｔ４）、磁界信号ＳＤＳの位相が１８０度変化している場合は、出力端子Ｏ２の電圧は正電位側にチョッパ昇圧されるため、出力端子Ｏ２の電圧が基準電圧ＶREFを越えず、検出回路１４によりデータ「０」の受信データＤＪが検出されることになる。
なお、実際には、出力端子Ｏ２及び出力端子Ｏ１の電圧は、図示しない静電保護ダイオードによって最大「高電位側電源Ｖdd＋ＶＦ」、最小「低電位側電源Ｖss−ＶＦ」にクランプされているため、図８の時刻ｔ３及びｔ５に示すように、出力端子Ｏ２の電圧が正電位側にチョッパ昇圧した場合は、静電保護ダイオードの順方向電圧ＶＦしか変化しないこととなる。
これにより、このアナログ電子時計１０３においては、磁界信号ＳＤＳによるモータコイル１０１の誘導起電力が小さい場合でも、チョッパ昇圧して検出レベルを大きくすることができ、受信データＤＪを確実に検出することができるようになっている。
【００２６】
そして、アナログ電子時計１０３は、制御回路１３によりデータビットカウンタ数Ｎがデータビット数Ｘに等しいと判別された場合には（ステップＳ７：ＹＥＳ）、受信モードを終了し、通常モードに復帰する（ステップＳ８）。
その後、アナログ電子時計１０３は、歩度調整回路１９によりデータ記憶回路１７に記憶された歩度データ（受信データＤＪ）に基づいて歩度を調整して計時精度を向上させるようになっている。
【００２７】
（１．３） 実施形態の効果
以上の説明のように本実施形態によれば、モータコイル１０１の誘導起電力が小さくても確実に受信データＤＪを検出することができる。
従って、アナログ電子時計１０３の外装が金属ケースの場合でも、確実にデータ通信を行うことができ、高い通信品質を維持することができる。
このようにこのアナログ電子時計１０３は通信品質が高いので、製造時における調整データの書き込みなどを完成状態で簡易に行うこともできる。
また、アナログ電子時計１０３の構成部品であるモータコイル１０１を介してデータ受信を行うため、回路構成の変更が最小限ですみ、アナログ電子時計１０３の大型化を回避することができる。
【００２９】
（２．１）第１変形例
上述の実施形態においては、外部操作部材１０２の操作に基づいて受信モードに移行する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、目立たない場所に導通端子を設けておき、この導通端子にプローブを介して電気信号を入力したり、受光素子を設けておき、この受光素子に光信号を入力することによって受信モードに移行させるようにしてもよい。
【００３０】
（２．２）第２変形例
上述の実施形態においては、アナログ電子時計１０３は、外部データ送信装置１０５から受信したタイミング信号を基準にして受信データＤＪの読み込みを行う場合について述べたが、本発明はこれに限らず、外部データ送信装置がアナログ電子時計の読み込みタイミング（開始タイミングとチョッパタイミングを含む）に対応するように磁界信号ＳＤＳを送信するようにしてもよい。例えば、図９に示すように、アナログ電子時計は、時刻表示を行うために約１秒周期で出力される駆動信号（モータパルス）を基準にして時間Ｔｃ経過後に受信データＤＪの読み込みを所定期間だけ行うように設定される。ここで、受信データＤＪの読み込みを行う期間は駆動信号（モータパルス）が出力されない期間に設定される。そして、外部データ送信装置は、アナログ電子時計の駆動信号を検出し、検出した駆動信号を基準にして磁界信号ＳＤＳを送信するように設定される。ここで、磁界信号ＳＤＳを出力可能な期間を図９にハッチングにより示している。これにより、アナログ電子時計は、予め定めたタイミングで受信データＤＪの読み込みを行うだけで受信データＤＪを最適タイミングでチョッパ昇圧して検出することができる。さらに、受信データＤＪの読み込みを行う期間と時刻表示を行う駆動信号を出力する期間とが重複しないように設定することにより、時計の運針動作を止めることなくデータの送受信を行うことができる。なお、図９においては、アナログ電子時計が受信データＤＪの読み込みを行う期間中データ読込タイミング信号をＨレベルに設定する例を示している。
【００３１】
（２．３）第３変形例
また、上述の実施形態においては、コンパレータ３２を用いて受信データＤＪを検出する場合について述べたが、コンパレータ３２に代えて、インバータ回路を用いて受信データＤＪを検出することも可能である。この場合、回路構成を単純化することができ、回路の消費電流を低減することができる。但し、検出のしきい値である基準電圧ＶREFは、ほぼ（高電位側電源Ｖdd−低電位側電源Ｖss）／２となるため、検出レベルの設定の自由度はなくなる。
【００３２】
（２．４）第４変形例
上述の実施形態においては、受信する磁界信号ＳＤＳが位相変調信号の場合について述べたが、本発明はこれに限らず、振幅変調（ＡＭ：Amplitude modulation((ＡＳＫ：Amplitude shift keying)を含む)）された信号の場合や、振幅位相変調（ＡＭ-ＰＭ）された信号の場合でも、受信データを検出することが可能である。
【００３３】
（２．５）第５変形例
上述の実施形態においては、アナログ電子時計に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、ディジタル表示を行うディジタル時計や、各種測定用のセンサを具備し、センサの測定結果をディジタル表示するディジタル表示付きアナログ電子時計などの電子時計に広く適用することができる。
【００３４】
（２．６）第６変形例
上述の実施形態においては、電子時計に本発明を適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電子時計以外のコイル（モータコイルなど）を有する電子機器、例えば、ＣＤ（Compact Disk）、ＭＤ（Mini Disk）、テープカセットなどの再生装置、記録装置、若しくは記録再生装置などの携帯電子機器に広く適用することができる。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、コイルの誘導起電力が小さくても確実に受信データを検出することができ、装置の外装が金属ケースの場合でも、コイルを介して高い通信品質でデータ通信を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係るデータ伝送システムの概要構成ブロック図である。
【図２】 前記データ伝送システムのアナログ電子時計の概要構成ブロック図である。
【図３】 前記データ伝送システムの外部データ送信装置の概要構成ブロック図である。
【図４】 前記アナログ電子時計の駆動回路と検出回路と指針駆動部の具体的な構成を示すブロック図である。
【図５】 磁界信号の位相に対するチョッパタイミングとモータコイルの誘導電圧の検出レベルを示す特性曲線図である。
【図６】 前記チョッパタイミングの説明に供する送信波形とその受信波形との関係を示す図である。
【図７】 前記アナログ電子時計の受信モードにおける動作を示すフローチャートである。
【図８】 前記アナログ電子時計のタイミングチャートである。
【図９】 第２変形例に示すアナログ電子時計のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１００・データ伝送システム、
１０１・モータコイル、
１０３・アナログ電子時計、
１０４・送信用コイル、
１０５・外部データ送信装置、
１３・制御回路、
１４・検出回路（検出手段）、
１６・駆動回路（昇圧手段）、
３２・発電コイル、
ＤＳ・送信データ、
ＤＪ・受信データ、
Ｎ１、Ｎ２・ｎチャネルＭＯＳトランジスタ、
Ｐ１、Ｐ２・ｐチャネルＭＯＳトランジスタ、
ＳＤＳ・磁界信号。
Claims (4)
- データに基づき、基準パルス信号から生成される信号を変調することにより作られた外部から送信される磁界信号を受信して誘導電流を発生するコイルと、
前記モータコイルを有し、時刻表示を行うための駆動モータを駆動させる駆動回路であって、前記モータコイルの一端と第１の電源ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、前記モータコイルの一端と第２の電源ラインとの間に接続された第２のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第１の電源ラインとの間に接続された第３のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第２の電源ラインとの間に接続された第４のトランジスタとを有する駆動回路と、
前記磁界信号に同期した予め定めたタイミングで前記駆動回路の前記第１のトランジスタをオン状態に制御すると共に前記第２及び第４のトランジスタをオフ状態に制御する一方、前記第３のトランジスタを前記タイミングで所定期間だけオン状態からオフ状態に制御することにより、前記モータコイルの誘導電圧をチョッパ昇圧させる昇圧手段と、
前記チョッパ昇圧された誘導電圧を予め定めたしきい値と比較することにより、受信データを検出する検出手段と、を備え、
前記磁界信号が、基準パルス信号から生成される信号をデータに基づいて位相変調することにより得られた信号であり、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が１８０度以上、３６０度以下の範囲内のタイミングである
ことを特徴とする電子機器。 - 請求項１記載の電子機器において、
前記タイミングは、前記磁界信号の位相が２７０度近傍のタイミングである
ことを特徴とする電子機器。 - データに基づき、基準パルス信号から生成される信号を変調することにより得られた磁界信号を受信して誘導電流を発生するコイルと、
前記モータコイルを有し、時刻表示を行うための駆動モータを駆動させる駆動回路であって、前記モータコイルの一端と第１の電源ラインとの間に接続された第１のトランジスタと、前記モータコイルの一端と第２の電源ラインとの間に接続された第２のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第１の電源ラインとの間に接続された第３のトランジスタと、前記モータコイルの他端と前記第２の電源ラインとの間に接続された第４のトランジスタとを有する駆動回路と、を備えた電子機器の制御方法において、
前記磁界信号に同期した予め定めたタイミングで前記駆動回路の前記第１のトランジスタをオン状態に制御すると共に前記第２及び第４のトランジスタをオフ状態に制御する一方、前記第３のトランジスタを前記タイミングで所定期間だけオン状態からオフ状態に制御することにより、前記モータコイルの誘導電圧をチョッパ昇圧させる昇圧過程と、
前記チョッパ昇圧された誘導電圧を予め定めたしきい値と比較することにより、受信データを検出する検出過程と、を備え、
前記磁界信号が、基準パルス信号から生成される信号をデータに基づいて位相変調することにより得られた信号であり、前記タイミングは、前記磁界信号の位相が１８０度以上、３６０度以下の範囲内のタイミングであることを特徴とする電子機器の制御方法。 - 請求項３記載の電子機器の制御方法において、
前記タイミングは、前記磁界信号の位相が２７０度近傍のタイミングであることを特徴とする電子機器の制御方法。
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