JP4337716B2 - 電子機器、電子機器の指示部材位置検出方法、電子機器の指示部材位置検出プログラム、記録媒体 - Google Patents
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Description
これらの指針位置検出手段は、位置センサの発光素子と受光素子の間に、指針の回転に連動して動く歯車などの部材が配置されており、これらの部材には、特定の位置に検出光が通るための孔が設けられている。この孔を発光素子から出力される検出光が通り、受光素子が受光すると、前記指針が特定の位置にあることが検出できる。
また、指針位置検出には、最大で2000〜5000回程度の指針位置検出用および指針駆動用のパルスを光センサおよび指針駆動モータに出力しなければならない。すなわち、指針位置検出は、指針を駆動するステップモータなどに1パルス(1ステップ)の駆動信号を入力して指針を1ステップ分駆動し、その時点で指針が所定の位置にあるか否かを光センサで検出する必要がある。このため、1つのモータで時分針を駆動する場合、時分針を所定の位置まで移動させるのに最大12時間分駆動する可能性がある。この際、分針を1回転(1時間分移動)させるのに、60×6=360パルスの駆動信号をモータに入力するように設定されている場合、12時間分駆動するには、360パルス×12時間分=4320パルスの駆動信号の入力を行う必要があり、その駆動信号の入力に合わせて光センサの駆動パルスも同数入力させる必要がある。
すなわち、連続で指針位置検出を行うと、モータ駆動および光センサ駆動に多くの電流を流す必要があり、電源電圧降下が大きくなる。
また、指針位置検出動作による大幅な電圧降下が起きると、ICやCPU等で構成される制御部の不具合や、RAM等の記憶手段の情報消去等によってシステムダウンが生じるおそれがあった。
さらに、電源変動を低減させるために、バックアップコンデンサを設けて対応することも考えられるが、電源電圧降下が大きい場合には大容量のコンデンサが必要となり、例えば腕時計のような小型の電子機器内に実装することはスペース効率上難しいという問題があった。
なお、本発明において、指示部材とは、例えば時計の指針のように、目盛を指示することで時刻等の情報を指示するものや、時計の日車のように目盛を所定の位置に移動して情報を指示するものなど、機械的に動作して情報を指示するものを意味する。
また、制御手段による指示部材位置検出動作の制御は、例えば、電圧検出手段で検出された電源電圧が所定電圧以上の場合には指示部材位置検出装置による指示部材位置検出動作を実施し、前記電源電圧が前記所定電圧未満の場合には指示部材位置検出動作を行わない制御などである。
従って、例えば指示部材位置検出装置として光センサを用いている場合には、光センサの発光素子からの光が弱くなり、受光素子の動作も不安定になって指示部材位置検出が正常に動作せず誤検出が発生するおそれがあるが、本発明では、電源電圧が低い状態では指示部材位置検出装置を駆動しないため、電源電圧が低い値になることも防止でき、指示部材位置検出の誤検出を防止できる。
また、電源電圧が低い値になると、電子機器内の制御部や記憶手段等の動作に不具合が生じ、システムダウンが生じるおそれがあるが、本発明では、電源電圧が低い値になることを防止できるため、システムダウンも確実に防止できる。
さらに、電源電圧が低い値になることを防止するために大容量のバックアップコンデンサを設ける必要が無く、小容量のコンデンサを設ければよいため、電子機器の小型化・薄型化を図ることができる。
さらには、指示部材位置検出動作中に電源電圧を検出しているので、指示部材位置検出動作によって電源電圧が低下した結果、低い電圧値になっても、その状態で指示部材位置検出動作が継続されることを確実に防止でき、指示部材位置検出の誤検出やシステムダウンの発生を防止でき、かつ、大容量のバックアップコンデンサを不要にできて電子機器の小型化・薄型化を図ることができる。
さらに、指示部材位置検出動作の停止中に電源電圧が充電されて所定電圧以上に回復した場合には、指示部材位置検出動作を自動的に再開できるので、指示部材の検出をより確実に実行でき、利便性も向上できる。
一方、指示部材位置検出動作開始前および指示部材位置検出動作中に電源電圧を検出する場合には、検出動作開始の条件となる所定電圧と、指示部材位置検出動作中に動作継続条件となる所定電圧とは同じ電圧値に設定してもよいし、異ならせてもよい。なお、各電圧値を異ならせる場合には、例えば、検出動作を開始して電圧降下が生じても、ある程度動作を継続できるように検出動作開始条件の所定電圧は比較的高めに設定し、検出動作中に動作継続条件となる所定電圧は限界まで低い電圧に設定すればよい。
また、指示部材位置検出動作中に電源電圧を検出する場合において、検出動作を中止する条件となる所定電圧と、再開を前提として検出動作を停止する条件となる所定電圧とは、同じ電圧値でもよいし、異ならせてもよい。なお、各電圧値を異ならせる場合には、例えば、検出動作を中止する場合には、できるだけ長く検出動作を継続できるように、所定電圧を低めに設定し、検出動作を再開する場合には、早期に電源電圧が向上して検出動作を再開できるように、検出動作を中止する場合に比べて高い所定電圧に設定することが好ましい。
さらに、指示部材位置検出動作中に電源電圧を検出する場合において、検出動作を停止する条件となる所定電圧と、検出動作を再開する条件となる所定電圧とは、同じ電圧値でもよいし、異ならせてもよい。なお、各電圧値を異ならせる場合には、例えば、検出動作を停止する条件となる所定電圧よりも、検出動作を再開する条件となる所定電圧を高く設定することが、停止および再開を短時間で繰り返さずに検出動作をある程度継続して実施できる点で好ましい。
要するに、各所定電圧は、各々独立して設定可能であり、実施にあたって適宜設定すればよい。
ここで、指示部材位置検出範囲とは、指示部材が所定位置にあるかを検出する際に、指示部材を動かす範囲を意味する。例えば、時計の指針や日車のように、360度回転する指示部材の場合、その指示部材位置検出範囲の最大値は、指示部材を1周回転する範囲、つまり360度の範囲である。従って、1周回転する場合に比べて、指示部材位置検出範囲を狭くするには、指示部材の回転角度を例えば60度に制限すればよい。
また、第2所定電圧は、所定電圧よりも高い電圧値であればよく、具体的には実施にあたって適宜設定すればよい。要するに、第2所定電圧は、指示部材位置検出範囲を狭く設定しなければ、指示部材の位置検出動作を実施した際にシステムダウンなどが生じてしまう程度まで電源電圧が低下するおそれがある電圧値に設定すればよい。すなわち、狭く制限しない指示部材位置検出範囲で位置検出動作を実施しても、システムダウンなどが生じてしまう程度まで電源電圧が低下することが無い電圧値の下限値を第2所定電圧値とすればよい。
従って、本発明では、電源電圧が第2所定電圧以上と高ければ、指示部材位置検出範囲を大きくして指示部材を検出できる確率を向上できるとともに、指示部材位置検出範囲を大きくしてもシステムダウンなどが発生する程度まで電源電圧が低下することがない。
また、電源電圧が第2所定電圧未満でかつ所定電圧以上の場合には、指示部材位置検出範囲を狭くしているので、その分、電源電圧の低下量も抑えることができる。従って、電源電圧が多少低い場合でも、指示部材位置検出動作でシステムダウンなどが発生する程度まで電源電圧が低下することを防止できる。
ここで、指示部材位置検出動作の周期とは、指示部材の所定量(例えばモータの1ステップ分)移動と、指示部材の移動後に指示部材位置検出装置を駆動して行われる指示部材の位置検出動作とで指示部材位置検出処理の1サイクルを構成した場合の処理サイクルの周期(時間間隔)を意味する。従って、指示部材位置検出動作の周期が長いとは、単位時間(例えば1分)間の処理サイクル数を少なくし、1つの処理サイクルの時間を長くすることを意味する。例えば、電源電圧が第2所定電圧以上と高い場合には、指針駆動を例えば32Hzとして指示部材位置検出動作の周期を1/32秒とし、第2所定電圧未満かつ所定電圧以上の場合には、指針駆動を例えば16Hzとして指示部材位置検出動作の周期を1/16秒と長く設定すればよい。
また、第2所定電圧は、所定電圧よりも高い電圧値であればよく、具体的には実施にあたって適宜設定すればよい。要するに、第2所定電圧は、検出周期を長くしなければシステムダウンなどが生じる程度まで電源電圧が低下するおそれがある電圧値に設定すればよい。すなわち、検出周期を長くしなくても、位置検出動作でシステムダウンなどが生じてしまう程度まで電源電圧が低下することが無い電圧値の下限値を第2所定電圧値とすればよい。
ここで、指示部材位置検出の検出対象とは、指示部材位置検出を個別に行えるように設定されている各指示部材を意味する。
例えば、秒針および時分針をそれぞれ独立して位置検出できるように構成されている場合、電源電圧が第2所定電圧以上であれば秒針および時分針の両方を検出対象とし、電源電圧が第2所定電圧未満、所定電圧以上であれば秒針および時分針の一方のみを検出対象とすればよい。
さらに、秒針、時分針、日車がそれぞれ独立して位置検出できるように構成されている場合、電源電圧が第2所定電圧以上であれば秒針、時分針、日車を検出対象とし、電源電圧が第2所定電圧未満、所定電圧以上であれば秒針および時分針のみを検出対象とすればよい。
また、第2所定電圧は、所定電圧よりも高い電圧値であればよく、具体的には実施にあたって適宜設定すればよい。要するに、第2所定電圧は、検出対象を制限(少なく)しなければ、システムダウンなどが生じる程度まで電源電圧が低下するおそれがある電圧値に設定すればよい。すなわち、検出対象を制限しなくても、位置検出動作でシステムダウンなどが生じてしまう程度まで電源電圧が低下することが無い電圧値の下限値を第2所定電圧値とすればよい。
なお、各発明において、各第2所定電圧は、各々独立して設定可能であり、同じ電圧値にしてもよいし、異ならせてもよく、実施にあたって適宜設定すればよい。
例えば、制御手段は、電源電圧の電圧値が所定電圧未満の場合には、指示部材位置検出動作を行わず、所定電圧以上、第3所定電圧未満の場合には、昇圧手段によって電源電圧を昇圧して指示部材位置検出動作を実行し、第3所定電圧以上の場合には、電源電圧を昇圧せずに指示部材位置検出動作を実行するものでもよい。
このような本発明では、電源電圧が多少低い場合には、昇圧手段によって昇圧して高めることができるので、指示部材位置検出装置や指示部材の駆動手段を確実に駆動できる。
なお、第3所定電圧は、所定電圧よりも高い電圧値であればよく、具体的には実施にあたって適宜設定すればよい。なお、第3所定電圧は、第2所定電圧と同一の電圧値でもよいし、相違していてもよい。
このような本発明では、指示部材位置検出動作によって、指示部材と指示部材位置カウンタとを正確に同期させることができるので、指示部材位置カウンタのデータに基づいて指示部材を移動させて所定の情報を指示(表示)させる際に、その指示値を正確に指示できる。
時刻を表示する指示部材としては、通常は、時、分、秒を指示する時針、分針、秒針からなる指針が利用できる。また、日や曜日等のカレンダー情報を指示する日車などを本発明の指示部材としてもよい。
その上、本発明では、電源電圧が低い状態で光センサ等による指示部材位置検出装置を駆動することによって電源電圧が非常に低い電圧値となってしまうことを防止でき、指示部材位置検出の誤検出や制御部のシステムダウンを防止でき、この点でも指針等の指示部材の位置ずれを防止でき、指示精度の高い時計を提供できる。
さらに、小容量のコンデンサを設ければよいため、電子時計の小型化・薄型化を図ることができ、腕時計のような小型の電子時計にも適用できる。
これらの各指示部材位置検出方法においても、前記電子機器の各発明と同様の作用効果を奏することができる。
図1および図2には、本発明の一実施形態にかかる電子機器としての時計1の平面図が示されている。また、図3には、時計1の側断面図が示されている。これらの図1、図2、および図3において、時計1は、時刻情報が重畳された外部信号としての標準電波を受信して表示時刻を修正する針位置検出機能付きの電波修正時計であり、12時間表示用である。時計1は、時刻を表示する指針2(図3)と、指針2を駆動する指針用駆動手段20と、日付(暦)を表示する暦表示機構としての日車30(図2)と、日車30を駆動する暦用駆動手段31と、電池40を収納する電源収納部41と、標準電波を受信するアンテナ50と、外部から使用者が操作可能な外部操作手段5と、指針用駆動手段20、日車30、暦用駆動手段31、電源収納部41、およびアンテナ50を支持固定して収納するケースとしての地板10とを備える。地板10は、平面形状略円形に形成されており、この地板10上に時計1の各構成部品が配置されている。
なお、図1は、時計1の時刻表示側とは反対側(裏蓋側)から見た図であり、この図において、上方向が時計1の3時方向、下方向が9時方向、右方向が12時方向、左方向が6時方向となっている。また、図2は、時計1を時刻表示側から見た図であり、この図において、上方向が時計1の3時方向、下方向が9時方向、右方向が6時方向、左方向が12時方向となっている。
指針用駆動手段20は、秒針2Aを駆動するための秒針モータ21と、時針2Cおよび分針2Bを駆動するための時分針モータ26とを備える。また、秒針2Aと秒針モータ21との間には、秒針モータ21からの駆動力を秒針2Aに伝達する秒針用減速輪列22が設けられ、時針2Cおよび分針2Bと時分針モータ26との間には、時分針モータ26からの駆動力を時針2Cおよび分針2Bに伝達する時分針用減速輪列27が設けられている。
秒針用減速輪列22は、ロータ211に一体的に形成されたロータかな211Aに噛合する秒中間車221と、秒中間車221に噛合する第4の車としての秒車222とを備えている。秒車222には、秒針2Aが固定されている。コイル213にモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ212に磁路が形成され、ロータ211が1パルスで半回転する。この回転運動は、ロータかな211A、秒中間車221、および四番車222の順に適切な減速比(増速比)で減速されながら伝達され、秒針2Aが1パルス1秒の所定速度で回動する。
検出孔221A,223Aが一致する位置には、図示しないフォトセンサが設けられている。フォトセンサは、発光素子と受光素子とを備え、これらの発光素子および受光素子は、秒中間車221および秒検出車223の厚み方向両側に設けられ、これらを挟んで互いに対向して配置されている。秒中間車221と秒検出車223が回動して検出孔221A,223Aが一致すると、フォトセンサの発光素子からの光が検出孔221A,223Aを貫通して受光素子で受光されるため、秒針2Aが12時(0秒)の位置であることが検出される。また、本実施形態では、秒車222や秒検出車223の材質が金属であるのに対し、秒中間車221の材質はよりコスト面で優位な合成樹脂を採用している。また、合成樹脂としては、検出孔221A以外の部分での検出光に対する遮光性を考慮し、黒系の色のものが良好に用いられる。
なお、このような秒針2Aの位置を検出する秒針位置検出手段は、透過型フォトセンサを用いるものに限らず、例えば反射型フォトセンサを用いたものであってもよく、また、検出孔221A,223Aが一致することを検出するものに限らず、例えば秒検出車223や秒中間車221の周上に磁気パターンを形成し、この磁気パターンをホール素子などで読み取ることによって秒針2Aの位置を検出してもよい。
時分針用減速輪列27は、ロータ261に一体的に形成されたロータかな261Aに噛合する第1の車としての五番車271と、五番車271に噛合する第2の車としての三番車272と、三番車272に噛合する第2の車としての二番車273と、二番車273に噛合する日の裏車274と、日の裏車274に噛合する筒車275とを備える。二番車273および筒車275は、秒車222と同軸上に配置され、二番車273には分針2Bが、筒車275には時針2Cが固定されている。コイル263に5秒周期でモータパルスを流すと、電磁誘導によりステータ262に磁路が形成され、ロータ261が1パルスで半回転する。この回転運動は、ロータかな261A、五番車271、三番車272、二番車273の順に適切な減速比(増速比)で減速されながら伝達され、二番車273および分針2Bが1時間で一周する速度で回動する。また、二番車273の回転運動は、日の裏車274、筒車275の順に適切な減速比(増速比)で減速されながら伝達されて、筒車275および時針2Cが12時間で1周する速度で回動する。
検出孔271A,272A,273A,222A,275Aが一致する位置には、秒針モータ21に設けられたのと同様の透過型のフォトセンサが設けられており、検出孔271A,272A,273A,222A,275Aの位置が一致すると、発光素子6から射出された光を受光素子7が受光して検知し、これにより時針2C、分針2B、および秒針2Aが全て12時位置、つまり、基準位置の状態であることが検出される。したがって、本実施形態では、発光素子6が地板10とソーラパネル4との間に配置された回路ブロック6Aに実装され、また、受光素子7が輪列受8を覆う回路ブロック7Aに実装されているが、これらの素子6,7間に5つの車271,272,273,222,275が配置されていることになる。この際、地板10にも、透光を阻害しないように、透光孔10Aが設けられていることは勿論である。さらに、時分針用減速輪列27においては、五番車271および三番車272が前述の秒中間車221と同様に合成樹脂製である。
そして、12時間表示の本実施形態の時計1では、指針2の基準位置は12時間周期で廻ってくるため、同じく12時間周期で回転する筒車275に検出孔275Aを設けることで、時針2Cを含めた指針2の基準位置を、360度ある表示領域のうち12時位置の一箇所に特定できる。なお、このような指針2が基準位置にあることを検出するための指針位置検出手段は、秒針位置検出手段と同様に、任意の検出方式を採用できる。また、各素子6,7の位置関係は反対であってもよい。
ただし、本実施形態では、五番車271の検出孔271Aは、これと噛み合う三番車272の検出孔272Aよりも大きく、二番車273の検出孔272Aと同じに設定されている。具体的には、二番車273および筒車275の検出孔273A,275Aの孔径は0.5mm、三番車272および四番車222の検出孔272A,222Aの孔径は0.4mmであるが、五番車271の検出孔271Aの孔径も0.5mmと大きい。
これは、五番車271と噛み合っているロータかな261Aの歯数を、前述したように10枚にし、互いの位相合わせをなくしたためである。すなわち、位相がずれている場合でも、五番車271の検出孔271Aを大きめに設けておくだけで、そのずれ量を吸収でき、位相合わせが不要になるのである。秒中間車221側でも同様である。
なお、時分針位置検出部に秒車222の検出穴222Aが重なっているため、実際に針位置検出を行う時には2つの輪列の検出を行う順番がある。まず、秒針用減速輪列22の位置を検出してやることで秒車222の検出穴222Aを正規の位相に合わせてから、時分針用減速輪列27の位置を検出するのである。
図2に戻って、日車30は、リング状に形成され、ソーラパネル4と地板10との間に配置されており、日車30の内周面には内歯車32が形成されている。日車30の文字板3側の面には、日付を表す「1」から「31」の文字が印刷などによって表示されている。
日車30と暦用駆動手段31との間には、暦用駆動手段31からの駆動力を日車30に伝達する暦用輪列33が設けられている。暦用輪列33は、ロータ311に一体的に形成されるロータかな311Aに噛合する日回し第一中間車331と、日回し第一中間車331に噛合する日回し第二中間車332と、日回し第二中間車332に噛合する日回し車333とを備える。日回し車333は、地板10を貫通して文字板3側に歯車333Aを有し、この歯車333Aが日車30の内歯車32に噛合される。なお、日車30の平面方向の位置は、歯車333Aと内歯車32との噛合によって行われ、従来日車の位置決めに用いられるようなジャンパは設けられていない。
ここで、暦用駆動手段31は、指針用駆動手段20よりも地板10の外周側(外側)に配置されている。したがって、暦用駆動手段31のロータ311の回転中心から指針2の回動中心までの距離は、指針用駆動手段20(秒針モータ21および時分針モータ26)のロータ211,261の回転中心から指針2の回動中心までのそれぞれの距離よりも大きくなっている。
ここで、電源収納部41は、指針用駆動手段20よりも地板10の外周側(外側)に配置されている。したがって、電源収納部41の略中心(円形の電池40の中心)から指針2の回動中心までの距離は、指針用駆動手段20(秒針モータ21および時分針モータ26)のロータ211,261の回転中心から指針2の回動中心までのそれぞれ距離よりも大きくなっている。
アンテナコア51は、アモルファスの薄板を複数枚積層して構成され、略中央に形成される略矩形状の直線部511と、直線部511の両端側に地板10の外縁に沿って略円弧状に湾曲して形成される湾曲部512とを備える。
コア収納部52は絶縁材料で構成され、アンテナコア51と同様に略中央に形成される棒状の直線部521と直線部521の両端側に地板10の外縁に沿って略円弧状に湾曲して形成される湾曲部522とを備える。コア収納部52において地板10に対向する面には、凹状部が形成され、この凹状部にアンテナコア51が収納されている。コア収納部52が地板10にねじ止めされることにより、アンテナ50は、地板10に固定されている。
コイル53は、コア収納部52の直線部521に巻き回されている。コア収納部52の直線部521の両端にはフランジ部523が形成されており、このフランジ部523によってコイル53の巻きほどけが防止され、所定巻き数のコイル53が均一に形成される。
この回路ブロック7Aは、前述の受光素子7の他、図示を省略するが、基準クロックを発振する計時用の水晶振動子や、CPU、標準電波の信号のみを通過させるバンドパスフィルタ用水晶振動子、アンテナ50で受信した標準電波を処理する受信用IC(受信用回路)等とを備えて構成されている。CPUは、計時用の水晶振動子からの周波数を分周して基準クロックを生成する分周回路や、基準クロックをカウントして時刻を計時する計時回路や、計時回路からの信号に基づいて指針用駆動手段20や暦用駆動手段31を制御する制御回路などを備えて構成されている。また、受信用ICは、アンテナ50で受信した標準電波を復調する復調回路や、受信信号を増幅する増幅回路などを備えて構成されている。
また、ボタンは、押すことによって情報を表示可能となっており、例えば巻真5Aを引き出さない状態でボタンを押すと、前回の標準電波の受信結果(受信の成否)が表示されるようになっている。この受信結果の表示は、例えば受信成功の場合には秒針2Aが10秒のところを示し、受信失敗の場合には、秒針2Aが20秒のところを示すように設定される。この受信結果の表示は、所定時間(例えば5秒)行われ、所定時間経過後には秒針2Aは元の位置に戻り、現在時刻を表示する。なお、ボタンの操作によって標準電波を強制的に受信させる場合には、ボタンの操作とともに、秒針2Aの位置によって標準電波を受信可能な環境か否かを表示させてもよい。
次に、時計1の動作を制御する制御手段の構成に関し、図6を参照して説明する。
制御手段400は、例えばIC(Integrated Circuit)や各種電気部品などが搭載された回路構成で、時計1の計時および時刻修正を実施するものである。
具体的には、制御手段400は、分周回路401、駆動信号発生回路402、時刻表示駆動回路403、内部時刻計数手段404、指針位置検出手段405、指針位置計数手段406、指針位置内部時刻比較手段407、電圧検出手段408、制御部409を備えている。
なお、発振回路410は、水晶振動子などの基準信号源を高周波発振させ、この高周波発振により発生する発振信号を出力する公知のものであるため、説明を略す。
時刻表示駆動回路403は、時刻表示手段420を駆動する回路である。本実施形態の時刻表示手段420は、モータ21,26、暦用駆動手段(カレンダ用モータ)31および指針2、日車30を有するアナログ表示式の時刻表示手段である。また、指針2および日車30により、時刻情報を指示する指示部材が構成され、秒針モータ21、時分針モータ26、暦用駆動手段(カレンダ用モータ)31で指示部材を駆動する指示部材駆動手段が構成されている。そして、時刻表示駆動回路403は、秒針モータ21、時分針モータ26、暦用駆動手段(カレンダ用モータ)31を駆動制御している。
また、受信手段430は、図示しない、増幅回路、バンドパスフィルタ、復調回路、デコード回路などを備え、受信した長波標準電波からデジタルデータである時刻情報すなわちタイムコードを取り出す。この取り出したタイムコードは、内部時刻計数手段404に出力される。
秒針位置検出手段405A、時分針位置検出手段405Bは、発光素子6である発光ダイオード(LED)451と、受光素子7であるフォトトランジスタ452とを備えている。
そして、制御部409は、秒針用および時分針用の輪列を1ステップ動作させ、輪列の挙動がおさまってからフォトトランジスタ452のエミッタをVDDからVSSにして受光可能な状態とし、定電流源453のスイッチであるトランジスタ454をオンさせてLED451に定電流を流してLED451を発光させる。すなわち、本実施形態においては、指針位置検出手段405を駆動して位置検出を行うためのパルス信号は、図12に示すように、ステッピングモータの各駆動パルス間に出力され、その出力タイミングがステッピングモータの駆動パルスの出力タイミングに重ならないようにされている。
輪列の位相により、検出孔が重なるとLED451の光がフォトトランジスタ452に照射され、フォトトランジスタ452に電流が流れる。すると、秒針位置検出手段405A、時分針位置検出手段405Bから検出信号が出力され、指針位置が検出される。
なお、フォトトランジスタ452に接続される抵抗455の抵抗値は、秒針位置検出手段405A、時分針位置検出手段405Bで各々最適化すればよい。また、抵抗値の設定があえば、各検出手段405A,405Bで抵抗値を共通にすることもできる。
制御部409は、電圧検出手段408で検出された電源である電池(蓄電部)40の電圧(電源電圧)に応じて、指針位置検出動作の禁止や、指針位置検出方法の変更を指針位置検出手段405に指示する。
このような構成の時計1における指針位置の検出動作を説明する。
時計1の制御部409は、図8に示すように、時計1の起動時またはシステムリセット時であることを検出すると(ステップ1、以下ステップを「S」と略す)、起動・システムリセット時の指針位置検出処理を実行する(S10)。
また、制御部409は、内部時刻計数手段404で計数されている内部時刻(現時刻)が0時0分0秒、または、12時0分0秒であるかを判定し(S2)、その時刻であれば、0時or12時の指針位置検出処理を実行する(S30)。
さらに、制御部409は、内部時刻計数手段404で計数されている内部時刻(現時刻)が毎正分、つまり0秒であるかを判定し(S3)、その時刻であれば、毎正分の指針位置検出処理を実行する(S60)。
また、制御部409は、通常運針中は、12時間毎に時針2Cおよび分針2Bの位置を検出し、1分毎に秒針2Aの位置を検出している。
次に、起動・システムリセット時の指針位置検出処理S10に関し、図9に基づいて説明する。
指針位置検出処理S10では、まず、制御部409は、電圧検出手段408を用いて、蓄電部40の電圧(電源電圧VDD)が所定電圧(本実施形態では1.30V)以上であるか否かを判断する(S11)。
一方、S11で電源電圧VDDが所定電圧以上であれば、制御部409は、指針位置検出手段405を作動して指針位置の検出処理を実行する。本実施形態では、まず、秒針位置検出手段405Aが作動され、秒針2Aの位置検出処理が行われる(S12)。具体的には、制御部409は、秒針位置検出手段405Aのトランジスタ454を制御してLED451を発光させる。この際、秒輪列の検出孔がLED451およびフォトトランジスタ452間に位置している場合のみ、その光がフォトトランジスタ452で検出され、秒針位置検出手段405Aは秒針位置検出信号を出力する。
ここで、秒針位置検出信号が出力されていない場合には、制御部409は、再度、電源電圧VDDが所定電圧以上であるかを検出する(S14)。そして、電源電圧VDDが所定電圧未満であれば、制御部409は、電源電圧VDDが充電によって所定電圧以上になるまで、秒針位置検出処理を停止する(S15)。
秒針2Aが移動したら、制御部409は再度秒針2Aの位置検出処理を実施し(S12)、秒針2Aを検出できたか判断する(S13)。
以上のS12〜S16の処理を繰り返すと、秒針2Aが1周(60秒分)移動する間には、S13で秒針2Aが検出されることになる。
S17で電源電圧VDDが所定電圧以上であると、制御部409は、時分針位置検出手段405Bを作動し、分針2Bおよび時針2Cの位置検出処理を行う(S18)。具体的には、制御部409は、時分針位置検出手段405Bのトランジスタ454を制御してLED451を発光させる。この際、時分輪列の検出孔がLED451およびフォトトランジスタ452間に位置している場合のみ、その光がフォトトランジスタ452で検出され、時分針位置検出手段405Bは時分針位置検出信号を出力する。
ここで、時分針位置検出信号が出力されていない場合には、制御部409は、S14〜S16と同様に、電源電圧VDDが所定電圧以上であるかを検出し(S20)、電源電圧VDDが所定電圧以上になるまで、時分針位置検出処理を停止する(S21)。
そして、制御部409は、S20で電源電圧VDDが所定電圧以上であることが検出されると、駆動信号発生回路402を介して駆動信号を1発出力し、時分針モータ26を1ステップ分駆動し、時分針を1ステップ分移動する(S22)。
制御部409は、S19で時分針が検出されると、針位置検出処理を終了し、通常運針に戻す(S23)。
同様に、S18で時分針位置検出信号が出力された場合には、時分針2B,2Cが0時0分位置に停止していることになるため、指針位置計数手段406は、その内部に設けられた時分針位置カウンタをリセットし、時分針位置カウンタの計数値と時分針2B,2Cの位置が同期するようにしている。
次に、0時or12時の指針位置検出処理S30に関し、図10に基づいて説明する。
指針位置検出処理S30が実行されると、制御部409は、まず、電源電圧VDDが所定電圧(本実施形態では1.25V)以上であるかを検出する(S31)。
そして、制御部409は、直前の秒針位置検出処理で位置検出に失敗している場合、あるいは、S31で電源電圧VDDが所定電圧未満の場合には、今回の針位置検出処理を禁止し(S33)、0時or12時の指針位置検出処理S30を終了する。
S34で「Y」と判定された場合には、制御部409は、時分針位置検出処理を実行し(S35)、時分針2B,2Cを検出できたかを確認する(S36)。
この時分針位置検出処理S35は、内部時計(内部時刻計数手段404)が0時0分あるいは12時0分のときに実行されるので、通常は、時分針2B,2Cが検出され、S36で「Y」と判断される。その場合、制御部409は、時分針2B,2Cが正しい位置にあることを検出できたので、針位置検出処理を終了し、現時刻表示に戻して通常運針に復帰し(S51)、0時or12時の指針位置検出処理S30を終了する。
具体的には、まず、時分針2B,2Cの検出に時分針2B,2Cで指示される時刻において12時間分、失敗しているかを判断する(S37)。ここで、12時間分、検出に失敗している場合、つまり時分針2B,2Cを12時間分移動しても検出できなかった場合は、針位置検出処理を終了する(S51)。なお、通常は、時分針2B,2Cを12時間分移動すれば、時分針2B,2Cを確実に検出することができるが、例えば、非常に温度が低い環境に時計1がある場合に、電源電圧が低めであると、LED451の光量が低下して誤検出などが発生し、時分針2B,2Cを検出できない場合がある。このような場合には、続けて、針位置検出処理を行っても検出できない可能性が高いため、針位置検出処理を終了する(S51)。
一方、制御部409は、電源電圧VDDが所定電圧以上であれば、時分針モータ26を駆動する駆動信号を1発出力し、時分針モータ26を1ステップ分移動する(S39)。なお、本実施形態では、分針2Bは、12ステップで1分移動するように設定されている。つまり、分針2Bは、720ステップで1回転(360度移動)するように設定されており、1ステップでは、角度0.5度だけ回転する。また、時針2Cは、時分輪列によって分針2Bに連動して回転している。
S41で検出していないと判定された場合には、制御部409は、電源電圧VDDが所定電圧(1.10V)以上であるかを確認し(S42)、電源電圧VDDが所定電圧以上であれば、時分針モータ26を駆動する駆動信号を1発出力し、時分針モータ26を1ステップ分移動する(S43)。
このS40〜S44の処理において、時分針2B,2Cを検出した場合(S41で「Y」)、電源電圧VDDが所定電圧未満になった場合(S42で「N」)、制御部409は、針位置検出処理を終了し、指針を現時刻に復帰して通常運針に戻す(S51)。
そして、S40〜S44と同様に、制御部409は、時分針位置検出処理S46、時分針の検出判定処理S47、電源電圧の判定処理S48、時分針モータ26の駆動処理S49、60回の非検出判定処理S50を実施する。
S51で針位置検出処理が終了し、通常運針に戻ると、0時または12時の指針位置検出処理S30も終了する。
次に、毎正分の指針位置検出処理S60に関し、図11に基づいて説明する。
指針位置検出処理S60が実行されると、制御部409は、まず、電源電圧VDDが所定電圧(本実施形態では1.25V)以上であるかを検出する(S61)。
ここで、電源電圧VDDが所定電圧未満の場合には、制御部409は、今回の針位置検出処理を禁止し、通常運針を続行する(S62)。
制御部409は、S63で秒針2Aを検出できたかを判定し(S64)、秒針2Aを検出できなかった場合には、検出失敗が60回となるまで(S65)、秒針モータ21の駆動による秒針2Aの移動(S66)および秒針位置検出処理S63を繰り返す。
(1)電源電圧VDDが低い状態で指針位置検出処理を行っても、LED451の光量が低下するなどで誤検出してしまう可能性があり、無駄なエネルギー消費が発生するが、本実施形態では、電源電圧VDDが所定電圧以上と高い状態の場合のみ指針位置検出処理を行っているので、指針位置検出の誤検出を防止でき、無駄なエネルギー消費の発生も防止できて省エネルギー化を図ることができる。
特に、指針位置検出処理S10,S30は、指針2の駆動および光センサによる秒針2Aの位置検出処理に比べて、電圧降下が大きくなる可能性が高い時分針2B,2Cの位置検出処理時に、指針の移動および位置検出処理を行うたびに電源電圧VDDを検出しているので、指針位置検出処理を電源電圧が高い状態で実施でき、指針位置検出の誤検出を確実に防止でき、無駄なエネルギー消費の発生も確実に防止できる。
すなわち、時分針2B,2Cを逆転すると、正転の場合に比べてバックラッシュの影響で輪列の静的安定位置が若干変化するので、検出孔の重なる位置も変化し、安定した検出を行えない可能性が高まるが、本実施形態では、必ず正転させながら指針位置検出処理を行っているので、安定した検出を行うことができる。
例えば、前記実施形態では、指針位置検出処理S30のS34において電源電圧が第2所定電圧未満の場合に、指針位置検出範囲を制限していたが、例えば、指示部材位置検出動作の周期を長くしてもよい。指示部材位置検出動作の周期を長くすれば、モータ駆動や光センサの駆動によって電圧降下が発生した後、電源電圧が元の電圧に復帰しやすくなり、その分、電圧低下を抑えることができる。
なお、このように、時間を指示する指針2の他に、指示部材が設けられている場合には、前記電源電圧が第2所定電圧未満の場合に、電源電圧が第2所定電圧以上の場合に比べて指示部材位置検出の検出対象を少なくしてもよい。例えば、電源電圧が第2所定電圧以上であれば、指針2の他に日車30や各種指針の位置検出を行うように設定し、第2所定電圧未満の場合には、指針2のみの位置検出を行うように設定してもよい。このように構成すれば、電源電圧が第2所定電圧未満と比較的低い場合に、指針位置対象を少なくしているので、消費エネルギーが低下し、電圧降下も抑えることができる。
また、指針位置検出動作中に電源電圧が所定電圧未満に低下した場合、ICやCPU等の暴走を防ぐためにリセット信号を出力し、ICやCPU等を初期化してもよい。
通常運針モード以外の動作モード、例えば、パワーセーブモードや、電波受信モード、手動修正モード時等に指針位置検出処理を行うと、これらの特別な動作を阻害するおそれがあるが、これらの特別な動作モード時には指針位置検出処理を実行しないようにすれば、特別な動作を確実に実行できる利点がある。
このように通常運針をしながら指針位置検出を行うようにすれば、指針を早送りして位置検出処理を行う必要がないため、早送りによる電源電圧降下を防止することができる。
このように通常運針をしながら指針位置検出を行うようにすれば、指針2を早送りして位置検出処理を行う必要がないため、早送りによる電源電圧降下を防止することができる。
したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部もしくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。
Claims (12)
- 指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、前記指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、前記指示部材駆動手段および指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段と、指示部材駆動手段および制御手段を駆動する電源と、この電源の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、
前記制御手段は、電圧検出手段で検出された電源電圧に基づいて指示部材位置検出装置による指示部材位置検出動作を制御し、指示部材位置検出動作中に電圧検出手段によって電源電圧を検出し、その電源電圧が所定電圧以上の場合に指示部材位置検出動作を継続し、電源電圧が所定電圧未満の場合には指示部材位置検出動作を中止することを特徴とする電子機器。 - 指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、前記指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、前記指示部材駆動手段および指示部材位置検出装置の駆動を制御する制御手段と、指示部材駆動手段および制御手段を駆動する電源と、この電源の電圧を検出する電圧検出手段とを備え、
前記制御手段は、電圧検出手段で検出された電源電圧に基づいて指示部材位置検出装置による指示部材位置検出動作を制御し、指示部材位置検出動作中に電圧検出手段によって電源電圧を検出し、その電源電圧が所定電圧以上の場合に指示部材位置検出動作を継続し、電源電圧が所定電圧未満の場合には指示部材位置検出動作を停止し、その後、電源電圧が所定電圧以上になった場合には、指示部材位置検出動作を再開することを特徴とする電子機器。 - 請求項1または請求項2に記載の電子機器において、
前記制御手段は、指示部材位置検出動作前に電圧検出手段によって電源電圧を検出し、その電源電圧が所定電圧以上の場合に指示部材位置検出動作を開始し、電源電圧が所定電圧未満の場合には指示部材位置検出動作を行わないことを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の電子機器において、
前記制御手段は、前記電源電圧が所定電圧以上であって指示部材位置検出動作を行う際に、その電源電圧が第2所定電圧未満の場合には、電源電圧が第2所定電圧以上の場合に比べて指示部材位置検出範囲を狭くすることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の電子機器において、
前記制御手段は、前記電源電圧が所定電圧以上であって指示部材位置検出動作を行う際に、その電源電圧が第2所定電圧未満の場合には、電源電圧が第2所定電圧以上の場合に比べて指示部材位置検出動作の周期を長くすることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の電子機器において、
前記制御手段は、前記電源電圧が所定電圧以上であって指示部材位置検出動作を行う際に、その電源電圧が第2所定電圧未満の場合には、電源電圧が第2所定電圧以上の場合に比べて指示部材位置検出の検出対象を少なくすることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の電子機器において、
電源から供給される電圧を昇圧する昇圧手段を備え、
前記制御手段は、前記電源電圧の電圧値に基づいて昇圧手段を制御し、電源電圧を変更することを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の電子機器において、
指示部材の位置を表す指示部材位置カウンタを備え、
前記制御手段は、指示部材位置検出動作において指示部材を検出した際に、前記指示部材位置カウンタを所定値に修正して指示部材と指示部材位置カウンタを同期させることを特徴とする電子機器。 - 請求項1から請求項8のいずれかに記載の電子機器において、
時刻を計時する内部時刻計時手段と、
前記内部時刻計時手段で計時される時刻を前記指示部材を用いて表示する時刻表示手段と、を備えた電子時計であることを特徴とする電子機器。 - 指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、前記指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、電源と、この電源の電圧を検出する電圧検出手段を備えた電子機器の指示部材位置検出方法であって、
指示部材位置検出動作中に電圧検出手段によって前記電源の電圧を検出する電圧検出工程と、
その電源電圧が所定電圧以上の場合に指示部材位置検出動作を継続し、電源電圧が所定電圧未満の場合には指示部材位置検出動作を中止する指示部材位置検出制御工程と、を備えることを特徴とする電子機器の指示部材位置検出方法。 - 指示部材と、この指示部材を駆動する指示部材駆動手段と、前記指示部材の位置を検出する指示部材位置検出装置と、電源と、この電源の電圧を検出する電圧検出手段を備えた電子機器の指示部材位置検出プログラムであって、
前記電子機器に組み込まれたコンピュータに、
指示部材位置検出動作中に電圧検出手段によって前記電源の電圧を検出する電圧検出工程と、
その電源電圧が所定電圧以上の場合に指示部材位置検出動作を継続し、電源電圧が所定電圧未満の場合には指示部材位置検出動作を中止する指示部材位置検出制御工程とを実行させることを特徴とする電子機器の指示部材位置検出プログラム。 - 請求項11に記載の指示部材位置検出プログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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