JP7110886B2

JP7110886B2 - 回転検出装置及び電子時計

Info

Publication number: JP7110886B2
Application number: JP2018187441A
Authority: JP
Inventors: 敦加藤; 元尊水口; 千春白鳥
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2018-10-02
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2038-10-02
Also published as: US11327445B2; CN110989323A; EP3633389A1; CN110989323B; JP2020056680A; US20200103830A1

Description

この発明は、回転検出装置及び電子時計に関する。

電子時計といった電子機器には、回転入力の操作を受け付けるりゅうずといった回転スイッチを備え、当該回転スイッチの回転動作の検出結果に基づいて、機械時計と同様に指針の位置などを電気的に調整することができるものがある。この回転スイッチは、所定の角度の回転ごとに電気信号を出力する構成を有し、制御部がこの電気信号を検出した場合に、指針の駆動部に対して当該指針を回転移動させるための制御信号を出力する。

電子機器の回転スイッチでは、このように制御部が介在するので、回転スイッチからの電気信号の検出パターンなどに応じて複数の異なる動作の制御を行わせることもできる。例えば、所定の時間内に回転スイッチから規定回数の電気信号が入力された場合には、指針の移動動作を連続的に進めるように指針の駆動部に制御信号を出力させる技術が知られている（特許文献１）。

特開２００８－１３４１２９号公報

しかしながら、電気信号の入力回数を正しく計数するには、ユーザなどによる回転スイッチの所定の角度の回転速度に応じた時間分解能で電気信号の検出を行う必要がある。このような回転スイッチの回転操作は、一時的に非常に速い場合がある一方で、このような回転操作のなされる頻度は、電子機器の動作時間に比して低い。したがって、電子機器、特に、通常動作時における消費電力が小さく、高いクロック周波数を必要としない電子機器において、継続的に高い頻度で回転動作の検出を行うと、電力消費が大きくなり、効率が悪いという課題がある。

この発明の目的は、より効率よく回転スイッチの回転方向の検出を行うことのできる回転検出装置及び電子時計を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、
外部からの操作に応じて所定の軸周りを回転動作する回転部材と、
前記回転部材の回転方向について、当該回転部材の互いに異なる検出幅内に所定の基準方向が含まれるか否かをそれぞれ検出し、検出結果を各々出力する複数の検出部と、
前記複数の検出部が各々出力する前記検出結果を組み合わせて、前記回転部材の角度範囲を抽出する抽出部と、
前記抽出部により複数回抽出された前記角度範囲の当該複数回の間での変化に基づいて前記回転部材の回転動作方向を特定する特定部と、
を備え、
前記複数の検出部に各々対応する前記検出幅は、前記抽出部により抽出可能な各角度範囲からその前後にそれぞれ２以上の所定数以下離れた角度範囲への変化により当該変化の前後での相対位置が識別可能に定められている
ことを特徴とする回転検出装置である。

本発明に従うと、より効率よく回転スイッチの回転方向の検出を行うことができるという効果がある。

本発明の実施形態の電子時計の正面図である。電子時計の機能構成を示すブロック図である。りゅうずの動作検出に係る構成を説明する図である。回転位置に対応する出力と出力に応じた回転動作方向を示す図表である。回転検出制御処理の制御手順を示すフローチャートである。りゅうずの回転動作を検出する検出部の変形例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態の回転検出装置でもある電子時計１の正面図である。

この電子時計１は、略中央に共通の回転軸位置を有する秒針６１、分針６２及び時針６３（まとめて指針６１～６３などとも記す）を用いて時刻を表示する。電子時計１は、ケーシング２と文字盤３と、文字盤３の上面を覆う図示略の風防ガラスと、を備え、これらで囲まれた空間に、指針６１～６３の回転面が文字盤３と略平行に設けられている。ケーシング２の側面には、りゅうずＣ１（回転部材）が設けられている。

りゅうずＣ１は、外部、主にユーザからの入力操作を受け付けて、当該りゅうずＣ１の中心を通る軸の周りを回転動作する。りゅうずＣ１は、ケーシング２から二段階の引き出し操作が可能である。りゅうずＣ１からは、引き出し状態及び回転位置を示す信号がそれぞれ定期的、すなわち、所定の時間間隔でＣＰＵ４１（図２参照）に出力される。りゅうずＣ１を引き出さない状態での回転操作がなされない場合には、この所定の時間間隔での信号の出力は、りゅうずＣ１が引き出されている場合のみであってよく、引き出されない状態では、この所定の時間間隔よりも広い間隔で信号が出力されるか又は一切信号が出力されない。ユーザが指によりりゅうずＣ１を回転操作させることが可能な最高速度は、りゅうずＣ１のサイズ、指の接触面積やりゅうずＣ１の回転動作に係る機械的な抵抗の大きさなどに応じて概ね定まる。所定の時間間隔は、この最高速度や、りゅうずＣ１の回転操作が一回検出されるのに必要な回転角度などに応じて定まられればよい。

図２は、電子時計１の機能構成を示すブロック図である。
電子時計１は、ＣＰＵ４１（抽出部、特定部）と、記憶部４２と、発振回路４３と、分周回路４４と、計時回路４５と、駆動回路４８と、操作受付部５１と、指針６１～６３にそれぞれ対応する輪列機構７１～７３及びステッピングモータ８１～８３と、電力供給部９１などを備える。

ＣＰＵ４１は、各種演算処理を行い、また、電子時計１の全体動作を統括制御するプロセッサである。ＣＰＵ４１は、時刻の表示に係る指針動作を制御する。ＣＰＵ４１は、計時回路４５の計数する日時を必要に応じて適切な地方時に換算し、通常の時刻表示機能の実行モードにおいて、設定されている地方時を指針６１～６３により表示させる。
また、電子時計１は、測位衛星からの電波を受信して日時や現在位置の情報を取得する衛星電波受信処理部及び／又はブルートゥース（登録商標）などの短距離無線通信を行う通信部を有していてもよい。ＣＰＵ４１は、この衛星電波受信処理部や通信部で取得された日時に基づいて地方時の設定を変更したり、計時回路４５が計数する現在日時を修正したりすることができる。

記憶部４２は、ＣＰＵ４１により実行される各種制御用のプログラム４２１や各種設定データを保持し、また、ＣＰＵ４１に作業用のメモリ空間を提供する。作業用のメモリ空間は、ＲＡＭ上に定められる。プログラム４２１や設定データなどは、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリに記憶される。あるいは、プログラム４２１や設定データのうち、変更されないものは予めマスクＲＯＭなどに格納されていてもよいし、可変の設定データがＲＡＭに記憶されてもよい。

プログラム４２１には、りゅうずＣ１の回転検出に係る制御プログラムが含まれている。また、プログラム４２１には、他の電子時計１の動作に係る制御プログラムが含まれていてもよい。設定データには、後に詳述する回転方向対応表４２２が含まれる。

発振回路４３は、所定の周波数信号を生成して出力する。発振回路４３は、例えば、水晶発振子を備える。水晶発振子は、電子時計１の他の構成、電子回路が設けられたＩＣチップに対して別途外付けされてもよい。
分周回路４４は、発振回路４３から出力された周波数信号をＣＰＵ４１や計時回路４５により利用される周波数の信号に分周して出力する。出力される周波数は、ＣＰＵ４１からの制御信号により変更可能に設定されていてもよい。

計時回路４５は、所定の日時を示す初期値に分周回路４４から入力される分周信号を計数して加算していくことにより現在の日時を計数する。この計時回路４５により計数される日時は、発振回路４３の精度に応じた誤差（歩度）、例えば、一日に０．５秒程度、を有する。この計時回路４５の計数する日時は、外部から取得された日時情報に基づいてＣＰＵ４１からの制御信号により修正されることが可能となっている。

駆動回路４８は、ステッピングモータ８１～８３に対して回転動作させるための駆動信号を出力する。ＣＰＵ４１は、指針６１～６３を回転動作させる場合に駆動回路４８に制御信号を出力する。駆動回路４８は、ＣＰＵ４１からの制御信号に従ってステッピングモータ８１～８３に所定電圧の駆動パルスを出力してステッピングモータ８１～８３のロータをステータに対して所定角度（例えば、１８０度）回転動作させる。駆動回路４８は、電子時計１の状態などに応じて駆動パルスの長さ（パルス幅）を変更させることができる。また、駆動回路４８は、複数の指針を同時に駆動させる制御信号が入力された場合に、負荷を低減させるために僅かに駆動パルスの出力タイミングをずらしたりすることができる。

操作受付部５１は、ユーザからの入力操作を受け付ける。操作受付部５１には、上述のりゅうずＣ１が含まれる。りゅうずＣ１は、ここでは、二段階の引き出しが可能となっている。操作受付部５１は、検出部５１１を有する、検出部５１１は、りゅうずＣ１の引き出し状態を検出し、また、りゅうずＣ１の回転位置（回転軸からの角度方向）を検出して、検出した内容に応じた電気信号をＣＰＵ４１に出力する。操作受付部５１は、その他、一又は複数の押しボタンスイッチやタッチパネルなどを備えていてもよい。

電力供給部９１は、各部の動作に係る電力をバッテリ９１１から所定電圧で供給する。バッテリとしては、例えば、ソーラパネルと二次電池とを備える。あるいは、バッテリとして着脱交換可能なボタン型の乾電池が用いられてもよい。また、電力供給部９１から複数の異なる電圧が出力される場合には、電力供給部９１は、例えば、スイッチング電源などを備え、所望の電圧に変換して出力可能な構成とすることができる。

ステッピングモータ８１は、複数の歯車の配列である輪列機構７１を介して秒針６１を回転動作させる。ステッピングモータ８１が一回駆動されると、秒針６１は、１ステップ６度回転し、ステッピングモータ８１の６０回の動作により文字盤３上で一周する。
ステッピングモータ８２は、輪列機構７２を介して分針６２を回転動作させる。ステッピングモータ８２が一回駆動されると、分針６２は、１ステップ１度回転し、ステッピングモータ８２の３６０回の動作により文字盤３上で一周する。

ステッピングモータ８３は、輪列機構７３を介して時針６３を回転動作させる。ステッピングモータ８３が一回駆動されると、時針６３は、１ステップ１度回転し、ステッピングモータ８３の３６０回の動作により文字盤３上で一周する。すなわち、指針６１～６３は、各々独立に回転動作や回転位置が定められてよい。

指針６１～６３は、正転方向（時刻が進む方向、右周り）及び逆転方向（時刻が戻る方向、左回り）にそれぞれ回転移動されることが可能である。また、電子時計１では、指針６１～６３が所定の早送り速度で連続的に回転移動するように制御することが可能であってもよい。

次に、りゅうずＣ１の動作の検出部５１１及びその回転検出動作について詳しく説明する。
本実施形態の電子時計１では、りゅうずＣ１は、その回転方向についての基準位置（所定の基準方向）が、互いに異なる検出幅内、ここでは、６０度ずつ互いにずれた３つの９０度範囲の内部にあるか否かをそれぞれ検出して検出結果を示す信号を出力する。

図３は、りゅうずＣ１の動作検出に係る構成を説明する図である。
図３（ａ）に示すように、りゅうずＣ１の軸心Ｃ１ａは、ケーシング２の内部で引き出し動作の検出に係る引出位置検出部５１１５と、回転動作の検出に係る構成とに接続される。軸心Ｃ１ａに連動して回転する３つの回転部材５１１１ａ～５１１１ｃは、図３（ｂ）に示すように、互いに６０度ずつ離れた所定方向及び当該所定方向とは１８０度反対側で軸心Ｃ１ａからの距離が大きくなる凸部を有する形状、ここでは菱形形状の部材である。

腕部５１１２ａ～５１１２ｃは、一端が固定部材５１１４に固定され、他の部分がそれぞれ回転部材５１１１ａ～５１１１ｃの上方を通って折れ曲がった形状をとなっている。回転部材５１１１ａ～５１１１ｃそれぞれのいずれかの凸部が上方に伸びると、各々腕部５１１２ａ～５１１２ｃと接触し、当該腕部５１１２ａ～５１１２ｃを上方に押し上げる。押し上げられた腕部５１１２ａ～５１１２ｃの上記一端とは反対側の他端は、基板Ｂ上の回路露出面５１１３ａ～５１１３ｃに接触する。これにより、りゅうずＣ１が回転する間に腕部５１１２ａ～５１１２ｃが順番に押し上げられて、回路露出面５１１３ａ～５１１３ｃとつながることになる。

固定部材５１１４に固定された上記一端側が基板接地をされていることで、これらの回路露出面も腕部５１１２ａ～５１１２ｃとつながっている間は接地されることになり、これが電気的に検出される。回転部材５１１１ａ、腕部５１１２ａ及び回路露出面５１１３ａが第１検出部５１１ａに含まれ、回転部材５１１１ｂ、腕部５１１２ｂ及び回路露出面５１１３ｂが第２検出部５１１ｂに含まれ、回転部材５１１１ｃ、腕部５１１２ｃ及び回路露出面５１１３ｃが第３検出部５１１ｃに含まれる。

これら第１検出部５１１ａ、第２検出部５１１ｂ及び第３検出部５１１ｃ（まとめて複数の検出部）のいずれにおいて腕部５１１２ａ～５１１２ｃが回路露出面５１１３ａ～５１１３ｃと接触しているか（接地しているか）の組み合わせにより、３０度単位でりゅうずＣ１の回転位置（角度範囲）が判別（抽出）される。ここで、りゅうずＣ１が一周する間に各検出部からは、１８０度ごとに２箇所（複数箇所）に分かれてそれぞれ接地していることを示す信号が出力されるが、りゅうずＣ１の回転位置（上述の所定方向の角度）自体は重要ではなく、回転動作の有無、すなわち回転位置の時間変化が重要であるので、ここでは、各回転部材５１１１ａ～５１１１ｃにおいて、一方の凸部と他方の凸部とが識別可能である必要はない。

図４は、回転位置に対応する出力と出力に応じた回転動作方向を示す図表である。
図４（ａ）に示すように、例えば、操作受付部５１は、上記のように所定の時間間隔で信号を出力するタイミングにおいて、回転部材５１１１ａに応じてりゅうずＣ１が４５～１３５度、２２５～３１５度の各検出幅内の場合に第１ビットとして「１」信号を出力し、その他の範囲で「０」信号を出力する。また、回転部材５１１１ｂに応じてりゅうずＣ１が１０５～１９５度、２８５～３７５（１５）度の各検出幅内の場合に第２ビットとして「１」信号を出力し、その他の範囲で「０」信号を出力する。操作受付部５１は、回転部材５１１１ｃに応じてりゅうずＣ１が１６５～２５５度、３４５～４３５（７５）度の各検出幅内の場合に第３ビットとして「１」信号を出力し、その他の範囲で「０」信号を出力する。これら３つの検出幅は、隣り合う検出幅同士でそれぞれ３０度（一部）ずつ互いに重複している。３つのビットの組み合わせにより、りゅうずＣ１が所定の基準方向（例えば、０度方向）に対して３０度単位（等しい幅）でどの角度範囲にあるかが抽出される。なお、ここで例示した角度範囲を示す値は、便宜上のものであり、実際にはいずれかの位置を基準とした相対位置範囲が特定（ここでは、３６０度内における２つの相対位置範囲に絞られる場合でも特定としている）さえされれば、値自体を明示的に求める必要はない。

操作受付部５１は、これら３つの１ビットデータを順番に配列し、最後の第４ビットとして「０」を付してバイナリ数値化してＣＰＵ４１に出力する。出力されるこの４ビットの値は、所定の順方向へのりゅうずＣ１の回転の場合、３０度ごとに１６進表示で０ｘ０６、０ｘ０２、０ｘ０Ａ、０ｘ０８、０ｘ０Ｃ、０ｘ０４の順に変化していく。りゅうずＣ１が上記順方向とは反対の逆方向へ回転する場合には、これらの１６進表示の数値変化が反対向きとなる。上述のように、りゅうずＣ１が一周する間に１６進表示の値がそれぞれ２回周期的に出現するので、ここでは、一回の信号出力間で角度範囲が２つ飛ぶと、順方向に回転したのか逆方向に回転したのかを区別することができない。りゅうずＣ１の任意の初期位置（抽出可能な各角度範囲）に対して前後にそれぞれ２つ（２以上の所定数）以下の１６進表示の中には、同一の値が存在しないので、各々りゅうずＣ１の回転位置が識別可能となる。したがって、数値の飛びが１つ以内であれば、これらの１６進数の変化パターンに応じてりゅうずＣ１の回転動作方向が特定される。

図４（ｂ）は、回転方向対応表４２２の一部を示した図表である。回転方向対応表４２２では、所定の基準回数、ここでは２回、の変化を伴う３つの１６進数、すなわち、回転位置の配列（参照配列）と、当該配列に対応する回転動作方向との対応関係を、回転動作方向を特定可能な全てのパターン（複数の配列）についてリスト化して記憶している。基準時間内に所定の基準回数の変化を伴う複数回（３回）の信号出力が取得され、これら複数回の信号出力により複数（３つ）の１６進数の配列が取得（３つの角度方向が抽出）された場合、これが回転方向対応表４２２の各参照配列と比較し、一致するものを検索することで、当該検索された配列順に対応する回転動作方向が得られる。例えば、３つの１６進数が順番に「０ｘ０６」、「０ｘ０Ａ」、「０ｘ０Ｃ」の場合には、回転方向対応表４２２により、順方向へりゅうずＣ１が回転動作したものであると判定される。このように、ここでは、連続した順番で複数回抽出された角度範囲の各角度差の大きさ（絶対値）が小さい方向であって、同一の方向に飛びがゼロ又は１つ、すなわち、角度差の大きさが６０度（所定の基準差）以下で変化した方向が、りゅうずＣ１が回転動作方向である（逆方向に３００度飛んで回転動作したものとしない）と特定される。このような検出パターンは、一方の回転方向に対し、最初の角度範囲６つについてそれぞれ４通りの合計２４通りとなる。２回の変化のいずれかで６０度より大きい角度差の変化が生じていた場合や、２回で反対の方向に変化した場合には、回路上の誤差（例えば、チャタリングなど）などの影響を考慮して、当該検出を無視する。

図５は、電子時計１で実行される回転検出制御処理のＣＰＵ４１による制御手順を示すフローチャートである。この回転検出制御処理は、いずれかの検出部の出力値が変化するエッジの検出をトリガとして起動される。

ＣＰＵ４１は、トリガとなる出力値の変化後の１６進数値を取得して保持する（ステップＳ１０１）。ＣＰＵ４１は、次のエッジ検出の信号が取得されたか否かを判別する（ステップＳ１０２）。検出されていないと判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１０３に移行する。

エッジ検出の信号が取得されたと判別された場合には（ステップＳ１０２で“ＹＥＳ”），当該エッジ検出後の１６進数値を取得して保持する（ステップＳ１１１）。ＣＰＵ４１は、回転方向対応表４２２を参照して、取得されている１６進数値の配列と比較する（ステップＳ１１２）。ＣＰＵ４１は、回転方向対応表４２２に挙げられている１６進数値の配列と一致するものがあったか否かを判別する（ステップＳ１１３）。一致するものがないと判別された場合には（ステップＳ１１３で“ＮＯ”、保持されている１６進数値が２つの場合も含む）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１０３に移行する。

回転方向対応表４２２に挙げられている１６進数値の配列と一致するものがあったと判別された場合には（ステップＳ１１３で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、当該配列と対応付けられている回転動作方向を特定する（ステップＳ１１４）。そして、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１０４に移行する。

ステップＳ１０２、Ｓ１１３からステップＳ１０３の処理に移行すると、ＣＰＵ４１は、最初の１６進数値が取得されてからの経過時間が基準時間以上となって、タイムアウトとなったか否かを判別する（ステップＳ１０３）。タイムアウトとなっていないと判別された場合には（ステップＳ１０３で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１０２へ移行する。タイムアウトとなったと判別された場合には（ステップＳ１０３で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１０３、Ｓ１１４からステップＳ１０４の処理に移行すると、ＣＰＵ４１は、保持している１６進数値を消去してリセットする（ステップＳ１０４）。そして、ＣＰＵ４１は、回転検出制御処理を終了する。

図６は、本実施形態の電子時計１におけるりゅうずＣ１の回転動作を検出する検出部の変形例を示す図である。

この変形例では、りゅうずＣ１の回転動作を検出する検出部が４個設けられている。この場合、例えば、各検出部は、隣り合うものに対して４５度ずつずれている６７．５度の検出幅を有する。これにより、２２．５度単位でりゅうずＣ１の角度範囲が特定される。この場合、りゅうずＣ１の回転動作の検出において、一度に２つの飛びが生じても回転動作の方向を特定することができる。

この場合、２回の検出の間に６７．５～９０度の回転が許容されるが、一方向への回転に伴う３回の検出パターンは、８つの最初の角度範囲に対して各々９通りの合計７２通りとなる。

以上のように、本実施形態の回転検出装置でもある電子時計１は、外部からの操作に応じて所定の軸周りを回転動作するりゅうずＣ１と、りゅうずＣ１の回転方向について、りゅうずＣ１の互いに異なる検出幅内に所定の基準方向が含まれるか否かをそれぞれ検出し、検出結果を各々出力する複数の検出部（第１検出部５１１ａ、第２検出部５１１ｂ、第３検出部５１１ｃ）と、ＣＰＵ４１とを備える。ＣＰＵ４１は、抽出部として、複数の検出部が各々出力する検出結果を組み合わせて、りゅうずＣ１の角度範囲を抽出し、特定部として、複数回抽出された角度範囲の当該複数回の間での変化に基づいてりゅうずＣ１の回転動作方向を特定する。複数（３つ）の検出部に各々対応する複数（３つ）の検出幅は、抽出部としてのＣＰＵ４１により抽出可能な各角度範囲からその前後にそれぞれ所定数（２つ）以下離れた角度範囲への変化により、当該変化の前後での相対位置を識別可能に定められている。すなわち、図４（ａ）において、例えば、１６進数値「Ａ」で特定されている角度範囲に対して＋１、２離れた角度範囲は、それぞれ１６進数値「Ｃ」、「４」で特定され、－１、－２離れた角度範囲は、それぞれ１６進数値「２」、「６」で特定されるので、元の角度範囲に対するこれら４つの角度範囲の相対位置が一意に定まる。
これにより、角度範囲の変化を全て特定可能に高い検出周波数を設定しなくても、検出感度を落とさずに回転方向を特定することができる。したがって、この電子時計１（回転検出装置）では、より効率よく回転スイッチの回転検出を行うことができる。

また、ＣＰＵ４１は、特定部として、連続した順番で抽出された角度範囲の間の角度差の大きさがより小さい方向が回転動作方向であると特定する。すなわち、検出周波数をりゅうずＣ１の半周以上の飛びが生じない程度とすることで、回転方向を一意に決定することができる。したがって、多少の検出の飛びが生じても問題ない程度に検出周波数を落とすことができ、りゅうずＣ１の回転検出精度を低下させずに電力消費の増大を抑制することができる。

また、ＣＰＵ４１は、特定部として、連続した順番で抽出された角度範囲の間の角度差の大きさが所定の基準差（ここでは、角度範囲２つ分６０度）以下の方向が回転動作方向であると特定する。すなわち、りゅうずＣ１の回転検出で極端に大きな検出の飛びが生じず、多少の飛びが許容される程度の検出周波数とすることで、りゅうずＣ１の回転動作の検出精度を低下させずに電力消費の増大を抑制することができる。また、万一より大きな検出の飛びが生じた場合には、当該飛びを無視して通常の回転速度の範囲内で回転動作の検出を行うので、誤判定を避けることができる。

また、複数の検出部による隣り合う検出幅の一部は、回転方向について互いに重複している。これにより、複数の検出部による検出結果の組み合わせにより角度範囲をより適切に絞ることができる。よって、検出部の数に比してよりよい感度で回転動作の検出を行うことができる。

また、検出幅は、角度範囲がいずれも等しい幅となるように定められている。これにより、回転検出装置（電子時計１）では、回転動作の検出ムラを生じさせずに均等に回転動作の検出を行うことができる。

また、少なくともいずれかの検出部に対応する検出幅は、りゅうずＣ１が一周する間に複数箇所（ここでは、２箇所）に分かれて設けられている。回転動作の検出では、角度範囲の絶対的な位置の情報は必要なく、相対的な変化さえ取得できればよいので、検出部の数に比して、各角度範囲を狭めることができる。これにより、より効率的に回転動作の検出精度を向上させることができる。

また、ＣＰＵ４１は、特定部として、基準時間内に抽出された角度範囲が基準回数（ここでは２回）続けて同一の方向へ変化した場合に、当該検出がなされた方向を回転動作方向として特定する。一度の角度範囲の変化は、回転部材５１１１ａ～５１１１ｂの位置によっては、その僅かな移動により偶然変化が検出されてしまうこともあるので、複数回の同一方向への変化を検出することで、ユーザなどの外部操作により所定の角度（３０度）以上確実にりゅうずＣ１が回転した場合にのみ回転動作を検出したと判断することで、誤判定を防ぐことができる。

また、電子時計１は、複数の角度範囲を配列した参照配列と当該参照配列の順に角度範囲が変化した場合に特定されるりゅうずＣ１の回転動作方向との対応関係を回転方向対応表４２２として記憶する記憶部４２を備える。ＣＰＵ４１は、特定部として、複数回取得された検出結果に基づいてそれぞれ抽出される角度範囲の配列をこれらの参照配列と比較し、一致した参照配列に対応する回転動作方向を特定する。
このように、回転動作方向を特定可能な角度範囲の配列を予め保持しておくことで、負荷をかけずに簡単な比較処理で回転動作方向を容易に特定することができる。

また、ＣＰＵ４１は、抽出部としては、複数の検出部にそれぞれ対応する検出幅内に基準方向が含まれるか否かをそれぞれ１ビットデータで表し、当該１ビットデータを順番に配列して数値化した値により、抽出される角度範囲を表し、記憶部４２は、数値化によって得られる値を複数配列したものを参照配列として記憶している。このように、容易な手順で生成した短いビット配列で角度範囲が表現されることで、回転動作方向の特定に係る比較処理がさらに容易となる。

また、本実施形態の電子時計１は、上述の回転検出装置と、りゅうずＣ１とを備える。よって、この電子時計１では、りゅうずＣ１の回転動作の検出を、電力消費を増大させずに容易かつ確実に行うことができるので、回転動作方向の特定をより効率よく行うことができる。

なお、本発明は、上記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、上記実施の形態では、回転に伴う検出信号の変化が２回検出された場合に回転動作方向を確定することとしたが、３回以上の所定数回検出されることが回転動作方向を確定する条件とされてもよい。

また、複数回の回転動作の検出において、そのうちの一部では回転方向が決定できない場合（例えば、上記の実施形態における２つ飛びでの変化）でも、残りの一部で回転方向が決定できる場合には、回転動作方向を確定させることとしてもよい。

また、上記実施の形態では、隣り合う検出幅を一部重複させたり、一周内に２箇所の検出幅を設けたりすることで、検出部の数に比して回転検出角度を細かく設定可能としたが、これらの一方又は両方が設けられないものであってもよく、この場合、検出部の数を増やしてもよい。また、上記実施の形態では、回転動作方向を確定可能な角度範囲の配列を予め回転方向対応表４２２として保持して、比較することで回転動作方向を確定させることとしたが、プログラム４２１内で回転動作方向を求める処理を行うこととしてもよい。また、上記実施の形態では、各検出部から出力される１ビットデータをそのまま配列させてバイナリ数値としたが、角度範囲の順番に応じたバイナリ数値などに変換されてもよい。

また、上記実施の形態では、りゅうずＣ１の回転検出角度が均等である（角度範囲が等しい）ものとして説明したが、角度範囲が多少異なっていてもよい。また、回転動作の方向だけではなく、所定の基準方向からの相対角度の値自体が利用されるものであってもよい。この場合には、１８０度単位で同一の値を繰り返すか、又は３６０度で一周期の変化が生じるように各検出部の検出幅が定められてもよい。

また、上記実施の形態では、電子時計１のりゅうずＣ１を回転操作する場合の回転方向の検出を例に挙げて説明したが、これに限られない。単位角度の回転動作を検出して制御信号を出力する電子機器であれば、他のものであってもよい。また、りゅうずＣ１のように、回転軸に対して垂直方向の側面全体が露出されているものでなくてもよい。
その他、上記実施の形態で示した構成、各構成の配置や制御内容などの具体的な細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。

［付記］
＜請求項１＞
外部からの操作に応じて所定の軸周りを回転動作する回転部材と、
前記回転部材の回転方向について、当該回転部材の互いに異なる検出幅内に所定の基準方向が含まれるか否かをそれぞれ検出し、検出結果を各々出力する複数の検出部と、
前記複数の検出部が各々出力する前記検出結果を組み合わせて、前記回転部材の角度範囲を抽出する抽出部と、
前記抽出部により複数回抽出された前記角度範囲の当該複数回の間での変化に基づいて前記回転部材の回転動作方向を特定する特定部と、
を備え、
前記複数の検出部に各々対応する前記検出幅は、前記抽出部により抽出可能な各角度範囲からその前後にそれぞれ２以上の所定数以下離れた角度範囲への変化により当該変化の前後での相対位置が識別可能に定められている
ことを特徴とする回転検出装置。
＜請求項２＞
前記特定部は、連続した順番で抽出された前記角度範囲の間の角度差の大きさがより小さい方向が前記回転動作方向であると特定することを特徴とする請求項１記載の回転検出装置。
＜請求項３＞
前記特定部は、連続した順番で抽出された前記角度範囲の間の角度差の大きさが所定の基準差以下の方向が前記回転動作方向であると特定することを特徴とする請求項１記載の回転検出装置。
＜請求項４＞
隣り合う前記検出幅の一部は、前記回転方向について互いに重複していることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
＜請求項５＞
前記検出幅は、前記角度範囲がいずれも等しい幅となるように定められていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
＜請求項６＞
少なくともいずれかの前記検出部に対応する前記検出幅は、前記回転部材が一周する間に複数箇所に分かれて設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の回転検出装置。
＜請求項７＞
前記特定部は、基準時間内に抽出された前記角度範囲が２以上の所定の基準回数続けて同一の方向へ変化した場合に、当該検出がなされた方向を前記回転動作方向として特定することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の回転検出装置。
＜請求項８＞
複数の前記角度範囲を配列した参照配列と当該参照配列の順に角度範囲が変化した場合に特定される前記回転部材の回転動作方向との対応関係を記憶する記憶部を備え、
前記特定部は、前記複数回取得された検出結果に基づいてそれぞれ抽出される前記角度範囲の配列を前記参照配列と比較し、一致した前記参照配列に対応する回転動作方向を特定する
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の回転検出装置。
＜請求項９＞
前記抽出部は、前記複数の検出部にそれぞれ対応する前記検出幅内に前記基準方向が含まれるか否かをそれぞれビットデータで表し、当該ビットデータを順番に配列して数値化した値により、抽出される前記角度範囲を表し、
前記記憶部は、前記数値化によって得られる値を複数配列したものを前記参照配列として記憶している
ことを特徴とする請求項８記載の回転検出装置。
＜請求項１０＞
請求項１～９のいずれか一項に記載の回転検出装置を備え、
前記回転部材はりゅうずである
ことを特徴とする電子時計。

１電子時計
２ケーシング
３文字盤
４１ＣＰＵ
４２記憶部
４２１プログラム
４２２回転方向対応表
４３発振回路
４４分周回路
４５計時回路
４８駆動回路
５１操作受付部
５１１検出部
５１１ａ第１検出部
５１１ｂ第２検出部
５１１ｃ第３検出部
５１１１ａ～５１１１ｃ回転部材
５１１２ａ～５１１２ｃ腕部
５１１３ａ～５１１３ｃ回路露出面
５１１４固定部材
５１１５引出位置検出部
６１秒針
６２分針
６３時針
７１～７３輪列機構
８１～８３ステッピングモータ
９１電力供給部
９１１バッテリ
Ｂ基板
Ｃ１りゅうず
Ｃ１ａ軸心

Claims

外部からの操作に応じて所定の軸周りを回転動作する回転部材と、
前記回転部材の回転方向について、当該回転部材の互いに異なる検出幅内に所定の基準方向が含まれるか否かをそれぞれ検出し、検出結果を各々出力する複数の検出部と、
前記複数の検出部が各々出力する前記検出結果を組み合わせて、前記回転部材の角度範囲を抽出する抽出部と、
前記抽出部により複数回抽出された前記角度範囲の当該複数回の間での変化に基づいて前記回転部材の回転動作方向を特定する特定部と、
を備え、
前記複数の検出部に各々対応する前記検出幅は、前記抽出部により抽出可能な各角度範囲からその前後にそれぞれ２以上の所定数以下離れた角度範囲への変化により当該変化の前後での相対位置が識別可能に定められている
ことを特徴とする回転検出装置。
前記特定部は、連続した順番で抽出された前記角度範囲の間の角度差の大きさがより小さい方向が前記回転動作方向であると特定することを特徴とする請求項１記載の回転検出装置。
前記特定部は、連続した順番で抽出された前記角度範囲の間の角度差の大きさが所定の基準差以下の方向が前記回転動作方向であると特定することを特徴とする請求項１記載の回転検出装置。
隣り合う前記検出幅の一部は、前記回転方向について互いに重複していることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の回転検出装置。
前記検出幅は、前記角度範囲がいずれも等しい幅となるように定められていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載の回転検出装置。
少なくともいずれかの前記検出部に対応する前記検出幅は、前記回転部材が一周する間に複数箇所に分かれて設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の回転検出装置。
前記特定部は、基準時間内に抽出された前記角度範囲が２以上の所定の基準回数続けて同一の方向へ変化した場合に、当該検出がなされた方向を前記回転動作方向として特定することを特徴とする請求項１～６のいずれか一項に記載の回転検出装置。
複数の前記角度範囲を配列した参照配列と当該参照配列の順に角度範囲が変化した場合に特定される前記回転部材の回転動作方向との対応関係を記憶する記憶部を備え、
前記特定部は、前記複数回取得された検出結果に基づいてそれぞれ抽出される前記角度範囲の配列を前記参照配列と比較し、一致した前記参照配列に対応する回転動作方向を特定する
ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載の回転検出装置。
前記抽出部は、前記複数の検出部にそれぞれ対応する前記検出幅内に前記基準方向が含まれるか否かをそれぞれビットデータで表し、当該ビットデータを順番に配列して数値化した値により、抽出される前記角度範囲を表し、
前記記憶部は、前記数値化によって得られる値を複数配列したものを前記参照配列として記憶している
ことを特徴とする請求項８記載の回転検出装置。
請求項１～９のいずれか一項に記載の回転検出装置を備え、
前記回転部材はりゅうずである
ことを特徴とする電子時計。