JP7437283B2 - 電子時計、通常駆動パルスの駆動ランク選択方法 - Google Patents
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Description
まず、図1、図2を参照して、本実施形態に係る電子時計100の概要について説明する。図1は、本実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。図2は、本実施形態において出力される各パルスの波形の一例を示す図である。
ステップモータ8は、ロータRT、コイルC、ステータ(不図示)を含んで構成されており、ロ-タRTの回転により指針(秒針)を運針させる。ロータRTは2極磁化された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。ステータは軟磁性材により成り、単相のコイルCが巻装されている。単相とはコイルが1個であり、後述の各パルスを入力する端子が2個(端子O1、O2)であることを意味している。
基準信号生成回路2は、不図示の水晶振動子の発振により基準クロックを生成する発振回路21と、発振回路21からの基準信号を分周する分周回路22とを含む。
通常駆動パルス生成回路3は、基準信号生成回路2から出力される基準信号に基づいて通常駆動パルスSPを生成し、出力する。通常駆動パルスSPは、単位秒(正秒、1[sec])毎に、指針を1ステップ分駆動させるために出力されるものである。図2(a)においては、0.5[ms]毎に断続的に出力される複数の単パルスを含み、出力期間が4[ms]である通常駆動パルスSPが、単位秒毎に出力される例を示している。
補正駆動パルス生成回路4は、基準信号生成回路2から出力される基準信号に基づいて補正駆動パルスFPを生成し、出力する。補正駆動パルスFPは、ステップモータ8が非回転の場合、又は、回転したか否かが不確実な場合に、ステップモータ8のロータRTを強制的に回転させるために出力されるパルスである。図2(d)においては、通常駆動パルスSPの出力が開始されてから32[ms]後に出力される、出力期間が7[ms]の補正駆動パルスFPを示している。
回転検出パルス生成回路5は、基準信号生成回路2から出力される基準信号に基づいて回転検出パルスを生成し、出力する。回転検出パルスは、ステップモータ8のロ-タRTが回転したか否かを検出するために出力されるものである。
回転検出回路9は、判定回路90を含んでいる。判定回路90は、第1判定部91と、第2判定部92を有している。第1判定部91は、第1検出モードにおいて、閾値Vth以上の誘起電圧が検出されたか否かを判定する。第2判定部92は、第2検出モードにおいて、閾値Vth以上の誘起電圧が検出されたか否かを判定する。なお、本実施形態においては、第1検出モード及び第2検出モードで用いる閾値Vthを共通とする例について説明するが、異なる閾値を用いてもよい。
セレクタ6は、回転検出回路9の検出結果に基づいて、通常駆動パルスSP、補正駆動パルスFP、回転検出パルスのいずれを出力するか選択し、選択したパルスをドライバ回路7に出力する回路である。なお、セレクタ6は駆動ランク選択回路10の機能を兼ねていてもよい。すなわち、セレクタ6が、回転検出回路9の検出結果に基づいて、通常駆動パルスSPの駆動ランクを選択し、通常駆動パルス生成回路3を制御する構成であってもよい。
ドライバ回路7は、セレクタ6から入力されたパルスに応じた信号(駆動波形)をステップモータ8のコイルCの端子O1、O2に出力する。
本実施形態においては、通常駆動パルス生成回路3は、駆動力の異なる複数の通常駆動パルスSPを生成し、出力可能である。駆動力の異なる複数の通常駆動パルスSPを出力可能としているのは、電子時計100の周囲の環境温度などによって何らかの負荷が加わった場合に、ロータRTが非回転となってしまう場合があるためである。例えば、指針を駆動させる輪列に塗られている油の粘性が変化した場合や、輪列間に粉塵が侵入した場合などにおいて、ロータRTが非回転となってしまう場合がある。また、ロータRTを確実に回転させるために駆動力が十分に大きい通常駆動パルスSPを常時出力した場合、必要以上に消費電力が大きくなってしまう。
ここで、図5A~図5Cを参照して、回転検出動作における誤検出について説明する。図5A~図5Cは、通常駆動パルスの出力により発生する波形と、ロータの減衰振動について説明する図である。図5A、及び図5Cは、回転判定される場合の例を示している。図5Bは、回転しているにも関わらず、非回転判定される場合の例を示している。
デューティ比19/32の通常駆動パルスSPが出力された後、回転検出の誤検出が生じることにより、非回転判定がなされると、次回出力される通常駆動パルスSPのデューティ比は1ランクアップされて20/32となる。その後、回転判定が連続して所定回数なされた場合、出力される通常駆動パルスSPのデューティ比は1ランクダウンされて19/32となる。さらに回転検出の誤検出が生じることにより、非回転判定がなされると、次回出力される通常駆動パルスSPのデューティ比は1ランクアップされて20/32となる。このように、デューティ比19/32とデューティ比20/32を行き来することなり、特定の駆動ランクであるデューティ比19/32から駆動ランクをランクダウンさせることができなくなってしまう。この現象はデューティロックなどと呼ばれる。
図6は、本実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク選択制御の一例を示すフローチャートである。なお、図6は正秒毎の動作を示すものである。
次に、図9~図11を参照して、本実施形態の第1変形例について説明する。図9~図11は、本実施形態の第1変形例における駆動ランクの選択の一例を示す図である。なお、本実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。後述する第2変形例~第4変形例においても同様である。
次に、図12A、図12Bを参照して、本実施形態の第2変形例について説明する。図12A、図12Bは、本実施形態の第2変形例における駆動ランクの選択の一例を示す図である。
次に、図13を参照して、本実施形態の第3変形例について説明する。図13は、本実施形態の第3変形例における駆動ランクの選択の一例を示す図である。
次に、図14を参照して、本実施形態の第4変形例について説明する。図14は、本実施形態の第4変形例における駆動ランクの選択の一例を示す図である。
Claims (11)
- ロ-タとコイルを含むステップモータと、
前記ステップモータを駆動させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路と、
前記通常駆動パルスの出力後、前記ロ-タの自由振動より前記コイルに生じる逆起電流に基づいて前記ロ-タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路と、
を有し、
前記駆動ランクは、特定の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクダウンされる場合に選択される第1の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクアップされる場合に選択される第2の駆動ランクと、を少なくとも含み、
前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合と、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合とで、
前記駆動ランクの選択に関して異なる制御を行い、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクを選択し、
前記回転検出回路による検出結果に関わらず、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第1の駆動ランクを選択する、
電子時計。 - ロ-タとコイルを含むステップモータと、
前記ステップモータを駆動させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路と、
前記通常駆動パルスの出力後、前記ロ-タの自由振動より前記コイルに生じる逆起電流に基づいて前記ロ-タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路と、
を有し、
前記駆動ランクは、特定の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクダウンされる場合に選択される第1の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクアップされる場合に選択される第2の駆動ランクと、を少なくとも含み、
前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合と、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合とで、
前記駆動ランクの選択に関して異なる制御を行い、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクを選択し、
前記回転検出回路により前記ロータが回転していないことが検出された場合、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第1の駆動ランクを選択する、
電子時計。 - 前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクを選択し、
前記回転検出回路により前記ロータが回転していることが第1の回数連続して検出された場合、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第1の駆動ランクを選択する、
請求項2に記載の電子時計。 - 前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクを選択し、
前記回転検出回路により前記ロータが回転していることが少なくとも1回以上検出され、かつ前記第1の回数連続して検出されなかった場合、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第2の駆動ランクを選択する、
請求項3に記載の電子時計。 - ロ-タとコイルを含むステップモータと、
前記ステップモータを駆動させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路と、
前記通常駆動パルスの出力後、前記ロ-タの自由振動より前記コイルに生じる逆起電流に基づいて前記ロ-タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路と、
を有し、
前記駆動ランクは、特定の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクダウンされる場合に選択される第1の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクアップされる場合に選択される第2の駆動ランクと、を少なくとも含み、
前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合と、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合とで、
前記駆動ランクの選択に関して異なる制御を行い、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクを選択し、
前記回転検出回路により前記ロータが回転していないことが、2以上の所定の回数である第2の回数連続して検出された場合、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第2の駆動ランクを選択する、
電子時計。 - 前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクを選択し、
前記回転検出回路により前記ロータが回転していることが第1の回数検出された場合、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第1の駆動ランクを選択する、
請求項5に記載の電子時計。 - ロ-タとコイルを含むステップモータと、
前記ステップモータを駆動させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路と、
前記通常駆動パルスの出力後、前記ロ-タの自由振動より前記コイルに生じる逆起電流に基づいて前記ロ-タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路と、
を有し、
前記駆動ランクは、特定の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクダウンされる場合に選択される第1の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクアップされる場合に選択される第2の駆動ランクと、を少なくとも含み、
前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合と、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合とで、
前記駆動ランクの選択に関して異なる制御を行い、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記第1の駆動ランクを選択する、
電子時計。 - ロ-タとコイルを含むステップモータと、
前記ステップモータを駆動させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路と、
前記通常駆動パルスの出力後、前記ロ-タの自由振動より前記コイルに生じる逆起電流に基づいて前記ロ-タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路と、
を有し、
前記駆動ランクは、特定の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクダウンされる場合に選択される第1の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクアップされる場合に選択される第2の駆動ランクと、を少なくとも含み、
前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合と、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合とで、
前記駆動ランクの選択に関して異なる制御を行い、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクの通常駆動パルスを選択し、
前記回転検出回路により前記ロータが回転していることが第3の回数連続して検出された場合、前記通常駆動パルスとして前記第1の駆動ランクを選択する、
電子時計。 - 前記駆動ランク選択回路は、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクの通常駆動パルスを選択し、
前記回転検出回路により前記ロータが回転していないことが検出された場合、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第2の駆動ランクを選択する、
請求項1~8のいずれか1項に記載の電子時計。 - 前記駆動ランクは、互いに駆動力の異なる前記特定の駆動ランクを複数含む、
請求項1~9のいずれか1項に記載の電子時計。 - ロ-タとコイルを含むステップモータを駆動させる通常駆動パルスを生成し、出力するステップと、
前記通常駆動パルスの出力後、前記ロ-タの自由振動より前記コイルに生じる逆起電流に基づいて前記ロ-タが回転したか否かを検出するステップと、
前記回転が回転したか否かの検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択するステップと、
を有し、
前記駆動ランクは、特定の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクダウンされる場合に選択される第1の駆動ランクと、前記特定の駆動ランクからランクアップされる場合に選択される第2の駆動ランクと、を少なくとも含み、
前記駆動ランクを選択するステップにおいて、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第1の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクアップする場合と、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合とで、
前記駆動ランクの選択に関して異なる制御を行い、
前回出力した前記通常駆動パルスが前記第2の駆動ランクであって、今回出力する前記通常駆動パルスの駆動ランクをランクダウンする場合、今回出力する前記通常駆動パルスとして前記特定の駆動ランクを選択し、
前記検出結果に関わらず、次回出力する前記通常駆動パルスとして前記第1の駆動ランクを選択する、
通常駆動パルスの駆動ランク選択方法。
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JP2020171490A JP7437283B2 (ja) | 2020-10-09 | 2020-10-09 | 電子時計、通常駆動パルスの駆動ランク選択方法 |
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