JPH10170664A

JPH10170664A - 磁界計測機能付き電子時計

Info

Publication number: JPH10170664A
Application number: JP8330074A
Authority: JP
Inventors: Takashi Kawaguchi; 孝川口; Makoto Oketani; 誠桶谷; Yoshitaka Iijima; 好隆飯島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-12-10
Filing date: 1996-12-10
Publication date: 1998-06-26

Abstract

(57)【要約】【課題】時刻表示用２極ステップモータを磁気センサ
から遠く離れた位置に配置しなくても、時刻表示用２極
ステップモータからの磁界の影響を方位などの計測結果
から除去することのできる磁界計測機能付き電子時計を
提供すること。【解決手段】磁界計測機能付きの指針式電子時計で
は、時刻表示用２極ステップモータ１０４に対する駆動
と磁気センサ装置１１０での磁界の検出とを同期させ、
異なるタイミングで行う。また、時刻表示用２極ステッ
プモータ１０４のロータの極位置がいずれの状態のとき
でも磁気センサ装置１１０は磁界の検出を行うが、時刻
表示用モータ極性判定手段１０８から得たロータの極位
置の判定結果によって、補正手段１０９は方位に対して
ロータ極位置に合った補正を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、方位や磁気強度な
どといった磁界情報を計測する機能を有する電子時計に
関するものである。さらに詳しくは、時刻表示用指針な
どの時刻表示部材を駆動するためのステップモータのロ
ータの極位置が磁気センサに及ぼす磁気的な影響を除去
するための補正技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】方位の計測には、図８に示すように、同
じ方向に配置されて地磁気のＸ方向成分を検出する一対
のＭＲ素子１１Ｘ＋、１１Ｘ−と、これらの素子と等し
い特性をもっていずれもＭＲ素子１１Ｘ＋、１１Ｘ−と
直交する向きに配置され、地磁気のＹ方向成分を検出す
るＭＲ素子１１Ｙ＋、１１Ｙ−とを有する磁気センサ装
置４を用いるのが一般的である。ここで、ＭＲ素子１１
Ｘ＋、１１Ｘ−、１１Ｙ＋、１１Ｙ−は、抵抗値の等し
い抵抗１２が直列に接続された状態で定電圧駆動され、
バイアスコイルなどから等しい大きさのバイアス磁界が
加えられる。但し、ＭＲ素子１１Ｘ＋、１１Ｘ−の間で
バイアス磁界の向きは逆であり、ＭＲ素子１１Ｙ＋、１
１Ｙ−の間でバイアス磁界の向きは逆である。従って、
この構成の磁気センサ回路において、ＭＲ素子１１Ｘ
＋、１１Ｘ−、およびＭＲ素子１１Ｙ＋、１１Ｙ−がそ
れぞれ地磁気成分を検出すれば、それらの抵抗変化に相
当する中点電位の変化が差動増幅回路１３を介してセン
サ出力（Ｘ出力、Ｙ出力）として得られる。しかも、各
ＭＲ素子１１Ｘ＋、１１Ｘ−、１１Ｙ＋、１１Ｙ−には
バイアス磁界が加えられているので、図９に示すよう
に、わずかな地磁気成分の変化があっても比較的大きな
センサ出力が得られる。このとき、互いに直交するＭＲ
素子１１Ｘ＋、１１Ｘ−、１１Ｙ＋、１１Ｙ−はそれぞ
れ別々に、互いに直交する方向の地磁気成分ＨE を検出
し、それに応じた中点電位を発生させる。従って、この
ようにして検出したＸ成分およびＹ成分のセンサ出力と
方位角とは、図１０に示すような関係を示すので、以下
の式 θcal ＝ａｒｃｔａｎ（Ｙ出力／Ｘ出力）から方位角（θ）を検出することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような磁界計測機
能を付加しようとする電子時計には、周知のとおり、時
刻表示を行うための指針などの時刻表示部材と、これら
の指針を駆動するためのステップモータと、該ステップ
モータの駆動制御を行うモータ制御手段とが構成され、
このモータ制御手段が発する駆動パルスに基づいて、ス
テップモータのロータは１パルス毎に極位置が反転す
る。従って、磁気計測機能を電子時計に付加したときに
は、ステップモータからの磁界が磁気センサの計測結果
に影響し、図１１に点線で示すようなオフセットを発生
させてしまう。このようなオフセットの発生は、方位角
の計測結果に図１２に示すような大きな誤差を発生させ
る。ここで、ステップモータからの磁界の影響はロータ
の極位置によって変動するので、ステップモータからの
磁界の影響を除去するように計測回路を構成しておくの
は困難である。

【０００４】そこで、特開平６−３００８６９号公報に
は電子部品を磁気センサから離すようにレイアウトする
ことが開示され、実開昭６１−４８３８９号公報には磁
気的な影響を打ち消すようにレイアウトすることが開示
されている。しかし、電子時計では、小型化・薄型化が
積極的に図られている状況下にあり、上記公報に開示さ
れているようなレイアウトを採用できるほど、スペース
的な余裕がない。従って、すべての部品をムーブメント
内に配置できず、磁気センサを装置本体から張り出した
部分に設けざるを得ないなど、構造上およびデザイン上
の制約が大きいという問題点がある。

【０００５】そこで、本発明の課題は、上記の問題点を
解消することにあり、時刻表示用２極ステップモータを
磁気センサから遠く離れた位置に配置しなくても、時刻
表示用２極ステップモータからの磁界の影響を方位など
の計測結果から除去することのできる磁界計測機能付き
電子時計を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る磁界計測機能付き電子時計では、時刻
表示を行うための指針を駆動するための時刻表示用２極
ステップモータと、該ステップモータの駆動制御を行う
時刻表示用モータ制御手段と、前記時刻表示用２極ステ
ップモータで交互に入れ替わるロータの極位置を該ステ
ップモータに対する駆動パルスに基づいて判定する時刻
表示用モータ極性判定手段と、磁気センサと、該磁気セ
ンサの検出結果に基づいて方位などの磁界情報を求める
データ処理手段と、前記時刻表示用モータ極性判定手段
の判別結果に基づいて、前記データ処理手段が求める磁
界情報に対して前記ロータからの磁界の影響を除去する
ための所定の補正を行う補正手段と、前記データ処理手
段で求めた磁界情報または前記補正手段により補正した
磁界情報を表示するための磁界情報表示手段とを有する
ことを特徴とする。

【０００７】本発明に係る磁界計測機能付き電子時計で
は、ロータの極位置がいずれの状態にあっても方位など
の磁界情報の計測を行うため、この計測結果には、ロー
タの極位置によって変動する磁界の影響が含まれている
はずである。それでも本形態では、データ処理手段が求
めた方位などに対して、補正手段は、時刻表示用モータ
極性判定手段の判別結果に基づいてロータの極位置に対
応する補正を行うので、最終的に得られた方位の値には
時刻表示用２極ステップモータからの磁界の影響が除去
されている。従って、時刻表示用２極ステップモータを
磁気センサから遠く離れた位置に配置しなくてもよいの
で、各構成部品のレイアウトについて大きな制約がな
い。しかも、時刻表示用モータ極性判定手段は、磁界表
示用ステップモータのロータの極位置を駆動パルスに基
づいて判定するので、ロータの角度位置などを検出する
ような複雑な検出装置が不要である。

【０００８】本発明において、前記磁気センサおよび前
記データ処理手段が、前記磁気センサに対して前記ロー
タの極位置が一方の状態にある前記時刻表示用２極ステ
ップモータから磁界の影響が常に及んでいることを前提
に当該影響を除去した上で前記磁界情報を求める場合に
は、前記時刻表示用モータ極性判定手段の判別結果にお
いて前記極位置が一方の状態にあるときには前記データ
処理手段が求める磁界情報に補正を行わず、当該極位置
が他方の状態にあるときに前記データ処理手段が求める
磁界情報に補正を行うように前記補正手段を構成するこ
とになる。

【０００９】これに対して、前記磁気センサおよび前記
データ処理手段が、前記磁気センサに対して前記時刻表
示用２極ステップモータから磁界の影響が常に及ばない
ことを前提に前記磁界情報を求める場合には、前記時刻
表示用モータ極性判定手段の判別結果において前記極位
置が一方の状態にあるときと他方の状態にあるときでは
前記データ処理手段が求める磁界情報に対して異なる補
正を行うように前記補正手段を構成することになる。

【００１０】本発明において、前記時刻表示用モータ極
性判定手段は、前記駆動パルスの極性に基づいて前記時
刻表示用２極ステップモータのロータの極位置を判定す
るように構成してもよい。また、前記時刻表示用モータ
極性判定手段は、前記ステップモータでの駆動が基準状
態から偶数ステップ目か奇数ステップ目かにより前記時
刻表示用２極ステップモータのロータの極位置を判定す
るように構成してもよい。

【００１１】

【発明の実施の形態】図面を参照して、本発明の代表的
な実施の形態を説明する。

【００１２】図１は、本発明を適用した磁気計測機能を
備えた電子時計の概略構成図である。

【００１３】図１に示す磁気計測機能を備える指針式電
子時計１は、通常の時刻表示に加えて、いわゆる方位計
としても用いることのできるものである。すなわち、本
形態の指針式電子時計１には、装置本体２の内部に指針
（時刻表示部材／図示せず。）を駆動するための時刻表
示用２極ステップモータ３の他にも、磁気センサ装置
４、該磁気センサ装置４での検出結果から求めた方位
（磁界情報）を指針（図示せず。）によって表示するた
めの方位表示用ステップモータ５（磁界情報表示手段／
磁界表示用ステップモータ）が内蔵されている。これら
の構成部品の駆動源は装置本体２に内蔵の電池６であ
る。また、装置本体２の外周側には通常の時刻合わせを
行うためのスイッチ７Ａに加えて、各種の機能を実行せ
させるためのスイッチ７Ｂ〜７Ｅが構成されている。以
下の説明では、スイッチ７Ａ〜７Ｅのうち、スイッチ７
Ｅを押すと、方位が表示されるものとして説明する。

【００１４】このように構成した指針式電子時計１にお
いて、磁気センサ装置４の構成については図８〜図１０
を参照して先に説明したのでその詳細な説明を省略する
が、磁気センサ装置４では、図８に示すＭＲ素子１１Ｘ
＋、１１Ｘ−とＭＲ素子１１Ｙ＋、１１Ｙ−とが直交す
る向きに配置され、かつ、各ＭＲ素子１１Ｘ＋、１１Ｘ
−、１１Ｙ＋、１１Ｙ−には所定のバイアス磁界が加え
られている。従って、この構成の磁気センサ回路におい
て、ＭＲ素子１１Ｘ＋、１１Ｘ−、およびＭＲ素子１１
Ｙ＋、１１Ｙ−がそれぞれその位置に対応する地磁気成
分ＨE に応じた中点電位を発生させるので、各差動増幅
回路１３から得られるＸ出力、Ｙ出力に基づいて方位角
を求めることができる。

【００１５】このような基本構成は、以下に説明するい
ずれの実施の形態でも共通することから、以下の説明で
はその特徴的な部分のみについて説明する。

【００１６】［実施の形態１］本形態に係る指針式電子
時計では、時刻表示用２極ステップモータ３に対する駆
動と方位の計測とを同期させながら行い、かつ、スイッ
チ７Ｅから方位を求めるようにとの操作（指令）があっ
たときには時刻表示用２極ステップモータ３のロータの
極位置がいずれの状態にあっても方位の計測を行う。そ
の代わりに、時刻表示用２極ステップモータ３のロータ
の極位置がいずれの状態にあるかによってそれに見合っ
た補正を行うようになっている。すなわち、時刻表示用
２極ステップモータ３のロータにおいてＮ極およびＳ極
がいずれの向きにあっても方位の計測を行うが、これら
の磁極がいずれの方向に向いているかによって、磁界を
計測した以降の処理を変えてある。

【００１７】図２（Ａ）には、本形態に係る方位計測機
能付き指針式電子時計の構成を機能ブロックで示してあ
り、図２（Ｂ）はそのハード構成例を示すブロック図で
ある。

【００１８】図２（Ａ）に示すように、本形態の指針式
電子時計１では、発振手段１０１と、この発振手段１０
１からの信号を分周して所定の周波数の信号を得るため
の分周手段１０２と、この分周手段１０２からの信号に
基づいて、指針などを用いた機械的表示手段１０５を駆
動する時刻表示用２極ステップモータ１０４（図１にお
ける時刻表示用２極ステップモータ３に相当する。）
と、この時刻表示用２極ステップモータ１０４の駆動制
御を行う時刻表示用モータ制御手段１０３とが構成して
ある。また、方位を計測するための磁界を検出する磁気
センサ装置１１０（図１における磁気センサ装置４に相
当する。）と、この磁気センサ装置１１０の検出結果に
基づいて方位を求めるデータ処理手段１１１と、このデ
ータ処理手段１１１で求めた方位、またはこの方位の算
出結果に対して後述の補正手段１０９を介して補正を施
した方位を表示するための磁界情報表示手段１１２とが
構成されている。さらに、本形態では、方位を求めるよ
うにとの指令を入力するための入力手段１０６（図１に
おけるスイッチ７Ｅに相当する。）と、この入力手段１
０６を介して方位を求めるようにとの指令があったとき
に時刻表示用２極ステップモータ１０４に対する駆動と
磁気センサ装置１１０での磁界の計測とを同期させるタ
イミング制御手段１０７とが構成されている。ここで、
タイミング制御手段１０７やデータ処理手段１１１は、
ＲＯＭなどに格納されているプログラムによって動作す
るマイクロコンピュータから構成され、この指針式電子
時計における全体的な制御を司る。

【００１９】また、本形態の指針式電子時計では、時刻
表示用２極ステップモータ１０４で交互に入れ替わるロ
ータの極位置をこのステップモータに対する駆動パルス
の極性に基づいて判定する時刻表示用モータ極性判定手
段１０８が構成されている。すなわち、時刻表示用２極
ステップモータ１０４のロータの極位置がいずれの状態
にあるかによって、時刻表示用モータ制御手段１０３が
出力する駆動パルスの極性が変わるので、駆動パルスの
極性を確認すればロータの極位置を判定することができ
る。なお、時刻表示用モータ極性判定手段１０８につい
ては、時刻表示用２極ステップモータ１０４に対する今
回の駆動が基準状態から奇数ステップ目の駆動か偶数ス
テップ目の駆動かによってロータの極位置を判定するよ
うに構成してもよい。すなわち、時刻表示用２極ステッ
プモータ１０４のロータは、時刻表示用モータ制御手段
１０３が発する駆動パルスに基づいて１パルス毎に極位
置が反転することから、今回の駆動が基準状態から偶数
ステップ目か奇数ステップ目かによりロータの極位置を
判定することができる。

【００２０】さらに、本形態では、データ処理手段１１
１に対して補正手段１０９が構成されており、この補正
手段１０９は、時刻表示用モータ極性判定手段１０８の
判定結果において時刻表示用２極ステップモータ１０４
のロータの極位置がいずれの状態にあるかによって、デ
ータ処理手段１１１が求める方位に対して所定の補正を
行うように構成されている。

【００２１】ここで、磁気センサ装置１１０およびデー
タ処理手段１１１は、磁気センサ装置１１０に対してロ
ータの極位置が一方の状態にある時刻表示用２極ステッ
プモータ１０４から磁界の影響が常に及んでいることを
前提に当該影響を除去した上で方位を求めるように構成
されている。すなわち、データ処理手段１１１におい
て、Ｘ成分およびＹ成分のセンサ出力から方位角を算出
するための演算式に時刻表示用２極ステップモータ１０
４からの磁界の影響を除去するための修正を加えてお
く。但し、このように構成すると、時刻表示用２極ステ
ップモータ１０４においてロータの極位置が他方の状態
に切り換わると、方位の計測結果には逆に大きな誤差が
発生してしまう。

【００２２】そこで、本形態では、時刻表示用モータ極
性判定手段１０８の判別結果において極位置が一方の状
態にあるときにはデータ処理手段１１１が求めた方位に
補正を行わず、当該極位置が他方の状態にあるときには
データ処理手段１１１が求めた方位に補正を行うように
補正手段１０９を構成してある。

【００２３】なお、本形態の指針式電子時計には、図２
（Ｂ）にそのブロック図を示すようなハード構成を用い
ることができる。すなわち、指針式電子時計には、発振
回路２０１、この発振回路２０１からの信号を分周して
所定の周波数の信号を得るための分周回路２０２とが構
成されている。また、図２（Ａ）に示した時刻表示用２
極ステップモータ制御手段１０３は、分周回路２０２か
らの信号に基づいて時刻表示用２極ステップモータ２０
５（図１における時刻表示用２極ステップモータ３、お
よび図２（Ａ）における時刻表示用２極ステップモータ
１０４に相当する。）に対する駆動パルスを出力するモ
ータ駆動パルス発生回路２０３、およびこの駆動パルス
に基づいて時刻表示用２極ステップモータ２０５を駆動
するモータ駆動回路２０４から構成する。また、モータ
駆動回路２０４に対しては、時刻表示用２極ステップモ
ータ２０５のロータの極位置を判定するための時刻表示
用モータ極性判定手段２０６を構成する。また、図２
（Ａ）に示したタイミング制御手段１０７およびデータ
処理手段１１１は、モータ駆動パルス発生回路２０３お
よび時刻表示用モータ極性判定手段２０６とのデータバ
ス２１７、動作プログラムが格納されたＲＯＭ２０７、
このＲＯＭ２０７に格納されている動作プログラムに基
づいて全体の制御を司るＣＰＵ２０８、各種のパラメー
タを記憶しておくＲＡＭ２０９、および入力手段２１０
での操作を判別する入力制御回路２１１から構成する。
さらに、磁気センサ装置２１２（図１における磁気セン
サ装置４、および図２（Ａ）における磁気センサ装置１
１０に相当する。）、およびセンサ制御回路２１３に加
えて、モータ駆動パルス発生回路２１４、モータ駆動回
路２１５、および方位表示用ステップモータ２１６も構
成し、これらのモータ駆動パルス発生回路２１４、モー
タ駆動回路２１５、および方位表示用ステップモータ２
１６によって、図２（Ａ）に示した磁界情報表示手段１
１２を構成する。

【００２４】図２（Ａ）、図３に示す各信号のタイミン
グチャート図、図４および図５に示すフローチャートを
参照して、本形態の指針式電子時計の動作を説明する。
以下の説明において、時刻表示用モータ極性判定手段１
０８は、時刻表示用２極ステップモータ１０４のロータ
の極位置が一方の状態のときにはその出力が「１」であ
り、ロータの極位置が他方の状態のときにはその出力が
「０」である。

【００２５】図３（Ａ）ないし（Ｅ）には、秒針を運針
するために分周手段１０２から出力される１Ｈｚの信号
の出力タイミングＴ１、時刻表示用モータ制御手段１０
３から時刻表示用２極ステップモータ１０４へのモータ
駆動パルスの出力タイミングＴ２、入力手段１０６から
スイッチ入力があったときの指令信号の出力タイミング
Ｔ３、この指令信号に基づいて計測実行待ちのフラグが
セットされるタイミングＴ４、方位の計測を行う際のタ
イミングＴ５、および方位の表示を行うためにデータ処
理手段１１１から磁界情報表示手段１１２の方位表示用
ステップモータにモータ駆動パルスが出力されるタイミ
ングＴ６をそれぞれ示してある。これらの信号に基づい
て、方位を計測するようにとの指令があったときには、
後述するように、時刻表示用２極ステップモータ１０４
に対する駆動と磁気センサ装置１１０での磁界の検出と
を同期させて所定のタイミングで行うことになる。

【００２６】本形態に係る指針式電子時計では、図４に
示すように、ステップＳＴ４０１で入力手段１０６から
スイッチ入力処理が行われ、かつ、ステップＳＴ４０２
でスイッチ入力有りと判断すると、ステップＳＴ４０３
において計測実行待ちフラグに「１」をセットした後、
他の処理に移行する（ステップＳＴ４０４）。

【００２７】このような入力処理が行われた以降、図５
に示すように、ステップＳＴ５０１においてタイマ割り
込みがあり、かつ、ステップＳＴ５０２でこのタイマ割
り込みが分周手段１０２からの１Ｈｚの割り込み（秒針
を運針させるための割り込み）であると判断すると、ス
テップＳＴ５０３では時刻表示用モータ制御手段１０３
から時刻表示用２極ステップモータ１０４に対してモー
タ駆動パルスを１発出力する。このようにして、モータ
駆動パルスが１発出力される度に時刻表示用２極ステッ
プモータ１０４のロータが回転して極位置が反転すると
ともに、秒針が１ステップ進む。

【００２８】次に、ステップＳＴ５０４では計測実行待
ちフラグに「１」がセットされているいるか否かを判断
する。ここで、計測実行待ちフラグに「１」がセットさ
れていると判断すれば、ステップＳＴ５０６において磁
気センサ装置１０９による磁界の計測を実行する。

【００２９】次に、ステップＳＴ５０７で時刻表示用モ
ータ極性判定手段１０８の出力が「０」であるか否かを
判断する。すなわち、時刻表示用２極ステップモータ１
０４のロータの極位置を確認する。ここで、時刻表示用
モータ極性判定手段１０８の出力が「０」であると判断
すれば、時刻表示用２極ステップモータ１０４のロータ
の極位置が他方の状態にあるとして、ステップＳＴ５０
８において磁気センサ装置１０９が求めた磁界の計測値
からデータ処理手段１１１が方位を計測する際にこの磁
界の計測値に対して補正を行う。しかる後にデータ処理
手段１１１はステップＳＴ５０９において方位を計算す
る。次に、ステップＳＴ５１０では計算した方位を表示
するための指針の位置を計算し、ステップＳＴ５１１で
は計算した針位置と現在の針位置との差を計算する。ス
テップＳＴ５１２ではステップＳＴ５１１で求めた差に
相当する数のモータ駆動パルスをデータ処理手段１１１
から磁界情報表示手段１１２の方位表示用ステップモー
タに出力し、方位の計測結果を磁界情報表示手段１１２
で表示する。しかる後に、ステップＳＴ５１３では計測
実行待ちのフラグに「０」をセットして、他の処理に移
行する（ステップＳＴ５１４）。

【００３０】これに対して、ステップＳＴ５０７で時刻
表示用モータ極性判定手段１０８の出力が「０」でない
と判断したとき、すなわち、時刻表示用２極ステップモ
ータ１０４のロータの極位置が一方の状態にあると判断
すれば、補正手段１０９は磁気センサ装置１０９が求め
た磁界の計測値に補正を行うことがないので、データ処
理手段１１１はステップＳＴ５０９でそのままの値から
方位を決定する。それ以降は、前記したステップＳＴ５
１０〜ステップＳＴ５１４の処理を行う。

【００３１】なお、ステップＳＴ５０１でタイマ割り込
みがあっても、ステップＳＴ５０２でこのタイマ割り込
みが１Ｈｚの割り込みでないと判断したとき、およびス
テップＳＴ５０４で計測実行待ちのフラグに「１」がセ
ットされていないと判断したときには、そのまま他の処
理に移行する（ステップＳＴ５１４）。

【００３２】このように、本形態に係る指針式電子時計
では、時刻表示用２極ステップモータ１０４に対する駆
動を行って秒針を進ませるための１Ｈｚ割り込みがある
度に、入力手段１０６を介して方位を求めるようにとの
指令があったか否かを判断し、指令があったときには時
刻表示用２極ステップモータ１０４に対する駆動とセン
サ装置１１０での磁界の検出とを同期させて行う。この
ため、常に時刻表示用２極ステップモータ１０４に対す
る駆動が終了した後にセンサ装置１１０での磁界の検出
を行うことができる。従って、時刻表示用２極ステップ
モータ１０４に対する駆動を行うタイミングと磁界を検
出するタイミングとが重なることがないので、時刻表示
用２極ステップモータ１０４の駆動時に発生する磁界変
化が方位の検出に対して動的な影響を及ぼすことを防止
できる。

【００３３】また、本形態では、時刻表示用２極ステッ
プモータ１０４のロータの極位置がいずれの状態にあっ
ても方位などの磁界情報の計測を行うため、この計測結
果には、ロータの極位置によって変動する磁界の影響が
含まれているはずである。そのうち、ロータの極位置が
一方の状態にあるときの影響については、この影響があ
ることを前提に磁気センサ装置１１０およびデータ処理
手段１１１が構成され、磁気センサ装置１１０自身およ
びデータ処理手段１１１自身がこの影響を除去する。一
方、ロータの極位置が他方の状態にあるときの影響につ
いては、時刻表示用モータ極性判定手段１０８の判別結
果に基づいて補正手段１０９が補正を行うので、最終的
に得られた方位には時刻表示用２極ステップモータ１０
４からの磁界の影響が除去されている。従って、図１に
示すように、時刻表示用２極ステップモータ３を磁気セ
ンサ装置４から遠く離れた位置に配置しなくてもよいの
で、各構成部品のレイアウトについて大きな制約がな
い。

【００３４】しかも、時刻表示用モータ極性判定手段１
０８は、時刻表示用２極ステップモータ１０４に対する
駆動パルスの極性に基づいてロータの極位置を判定す
る。あるいは、時刻表示用モータ極性判定手段１０８
は、時刻表示用２極ステップモータ１０４の駆動が基準
状態から偶数ステップ目か奇数ステップ目かによりロー
タの極位置を判定する。従って、ロータの極位置を判定
するのにロータの角度位置を検出するような複雑な検出
装置が不要である。

【００３５】［実施の形態２］図２（Ａ）、図４および
図６を参照して、本発明の実施の形態２に係る方位計測
機能付き指針式電子時計を説明する。本形態の指針式電
子時計の各構成は、図２（Ａ）に示した各機能として表
すことができるので、同じく図２（Ａ）を参照して説明
する。

【００３６】本形態に係る指針式電子時計でも、時刻表
示用２極ステップモータ３に対する駆動と磁気センサ装
置１１０での磁界の検出とを同期させながら行い、か
つ、時刻表示用モータ極性判定手段１０８の判定結果に
係わらず、磁気センサ装置１１０での磁界の検出を行わ
せる。

【００３７】本形態では、磁気センサ装置１１０および
データ処理手段１１１は、磁気センサ装置１１０に対し
て時刻表示用２極ステップモータ１０４から磁界の影響
が常に及ばないことを前提に構成されている。但し、こ
のように構成すると、時刻表示用２極ステップモータ１
０４のロータからの磁界の影響が方位の計測結果に影響
を及ぼし、かつ、その影響はロータの極位置によって変
動する。そこで、本形態において、補正手段１０９は、
時刻表示用モータ極性判定手段１０８の判別結果に基づ
いてロータ極位置が一方の状態にあるか他方の状態にあ
るかによってデータ処理手段１１１が求める方位に対し
て異なる補正を行うように構成されている。

【００３８】このように構成した指針式電子時計では、
図４を参照して説明した入力処理が行われた以降、図６
に示すように、ステップＳＴ６０１においてタイマ割り
込みがあり、かつ、ステップＳＴ６０２でこのタイマ割
り込みが分周手段１０２からの１Ｈｚの割り込み（秒針
を運針させるための割り込み）であると判断すると、ス
テップＳＴ６０３では時刻表示用モータ制御手段１０３
から時刻表示用２極ステップモータ１０４に対してモー
タ駆動パルスを１発出力する。

【００３９】次に、ステップＳＴ６０４では計測実行待
ちフラグに「１」がセットされているいるか否かを判断
する。ここで、計測実行待ちフラグに「１」がセットさ
れていると判断すれば、ステップＳＴ６０６において磁
気センサ装置１０９による磁界の計測を実行する。

【００４０】次に、ステップＳＴ６０７で時刻表示用モ
ータ極性判定手段１０８の出力が「０」であるか否かを
判断する。すなわち、時刻表示用２極ステップモータ１
０４のロータの極位置を確認する。ここまでの処理は実
施の形態１と同様である。

【００４１】ここで、時刻表示用モータ極性判定手段１
０８の出力が「０」であると判断すれば、時刻表示用２
極ステップモータ１０４のロータの極位置が他方の状態
にあるとして、ステップＳＴ６０８では磁気センサ装置
１０９が求めた磁界の計測値に第１の補正を行い、その
上でデータ処理手段１１１がステップＳＴ６１０で方位
を計算する。

【００４２】これに対して、ステップＳＴ６０７で時刻
表示用モータ極性判定手段１０８の出力が「０」でない
と判断すれば、時刻表示用２極ステップモータ１０４の
ロータの極位置が一方の状態にあるとして、ステップＳ
Ｔ６０９では磁気センサ装置１０９が求めた磁界の計測
値に第２の補正を行い、その上でデータ処理手段１１１
がステップＳＴ６１０において方位を計算する。

【００４３】それ以降は、ステップＳＴ６１１では計算
した方位を表示するための指針の位置を計算し、ステッ
プＳＴ６１２では計算した針位置と現在の針位置との差
を計算する。ステップＳＴ６１３ではステップＳＴ６１
２で求めた差に相当する数のモータ駆動パルスをデータ
処理手段１１１から磁界情報表示手段１１２の方位表示
用ステップモータに出力し、方位の計測結果を磁界情報
表示手段１１２で表示する。しかる後に、ステップＳＴ
６１４では計測実行待ちのフラグに「０」をセットし
て、他の処理に移行する（ステップＳＴ６１５）。

【００４４】なお、ステップＳＴ６０１でタイマ割り込
みがあっても、ステップＳＴ６０２でこのタイマ割り込
みが１Ｈｚの割り込みでないと判断したとき、およびス
テップＳＴ６０４で計測実行待ちのフラグに「１」がセ
ットされていないと判断したときには、そのまま他の処
理に移行する（ステップＳＴ６１５）。

【００４５】このように、本形態に係る指針式電子時計
でも、実施の形態１と同様、時刻表示用２極ステップモ
ータ１０４に対する駆動と磁気センサ装置１１０での磁
界の検出とを同期させて行うため、時刻表示用２極ステ
ップモータ１０４に対する駆動を行うタイミングと磁気
センサ装置１１０で磁界を検出するタイミングとが重な
ることがない。従って、時刻表示用２極ステップモータ
１０４の駆動時に発生する磁界変化が方位の計測に対し
て動的な影響を及ぼすことを防止できる。

【００４６】また、本形態では、時刻表示用２極ステッ
プモータ１０４のロータの極位置がいずれの状態にあっ
ても磁気センサ装置１１０が磁界を検出するため、この
計測結果にはロータの極位置によって変動する磁界の影
響が含まれているはずである。それでも本形態では、時
刻表示用モータ極性判定手段１０８の判別結果に基づい
て補正手段１０９がロータの極位置に合った適正な補正
を行うので、最終的に得られた方位の値には時刻表示用
２極ステップモータ１０４からの磁界の影響が除去され
ている。従って、図１に示すように、時刻表示用２極ス
テップモータ３を磁気センサ装置４から遠く離れた位置
に配置しなくてもよいので、各構成部品のレイアウトに
ついて大きな制約がない。

【００４７】さらに本形態でも、時刻表示用モータ極性
判定手段１０８は、時刻表示用２極ステップモータ１０
４に対する駆動パルスに基づいてロータの極位置を判定
するので、ロータの極位置を判定するのにロータの角度
位置を検出するような複雑な検出装置が不要である。

【００４８】［その他の実施の形態］なお、時刻表示用
モータ極性判定手段において駆動パルスに基づいてロー
タの極位置を判定するにあたって、ステップモータでの
駆動が基準状態から偶数ステップ目か奇数ステップ目か
によりソフト的に判定してもよいが、駆動パルスの極性
からハード的に判定する場合には、図７に示すような回
路を用いることができる。この回路では、モータ駆動パ
ルスと、フリップフロップ３０７からの出力信号および
この出力信号をインバータ３０８で反転させた信号とを
ＡＮＤ回路３０３、３０５、およびモータドライバ３０
４、３０６を通すことによって、図３（Ｂ）に示すモー
タ駆動パルスをモータ端子１０、１１に発生させる。こ
の間、モータ駆動パルスをインバータ３１３、およびク
ロックトインバータ３１４を備えるモータ駆動読出回路
３１２によって読み出し、それをアドレスデコータ３０
９およびＡＮＤ回路３１０を備える極性判定回路３０２
によってサンプリングしながらデータ線にデータ「１」
としてのせる。一方、フリップフロップ３０７からの出
力信号をインバータ３１１で反転させた後、極性判定回
路３０２によってサンプリングしながら、データ線にデ
ータ「１」としてのせるように構成してある。

【００４９】また、上記のいずれの形態においても、磁
界情報として方位を計測する例にを説明したが、磁気セ
ンサを介して計測するものであれば方位に限らず、磁界
強度の計測機能を指針式電子時計に搭載してもよい。

【００５０】さらに、方位などの磁界情報を表示するに
あたっては、方位表示用ステップモータを用いて指針表
示する例を説明したが、方位の表示については液晶表示
装置などを用いてデジタル表示を行ってもよい。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る磁界
計測機能付き電子時計では、ロータの極位置がいずれの
状態にあっても方位などの磁界情報を計測するため、こ
の計測結果にはロータの極位置によって変動する磁界の
影響が含まれていても、この計測結果に対しては補正手
段が時刻表示用モータ極性判定手段の判別結果に基づい
てロータの極位置に合った適正な補正を行う。従って、
本発明によれば、最終的に得られた方位などには時刻表
示用２極ステップモータからの磁界の影響が除去されて
いる。それ故、時刻表示用２極ステップモータを磁気セ
ンサから遠く離れた位置に配置しなくてもよいので、各
構成部品のレイアウトについての大きな制約がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した磁気計測機能付きの指針式電
子時計の概略構成図である。

【図２】（Ａ）は、本発明の実施の形態１に係る方位計
測機能付きの指針式電子時計の機能ブロック図、（Ｂ）
は、そのハード構成例を示すブロック図である。

【図３】図２に示す指針式電子時計の各信号のタイミン
グチャートである。

【図４】図２に示す指針式電子時計におけるスイッチ入
力処理を示すフローチャートである。

【図５】図２に示す指針式電子時計における運針処理お
よび方位計測処理を示すフローチャートである。

【図６】本発明の実施の形態２に係る指針式電子時計に
おける運針処理および方位計測処理を示すフローチャー
トである。

【図７】本発明を適用した磁気計測機能付きの指針式電
子時計においてロータの極位置を駆動パルスから判定す
るための回路図である。

【図８】方位計測に用いる磁気センサの基本的な構成を
示す説明図である。

【図９】方位計測に用いる磁気センサにバイアスをかけ
たときのセンサ出力を示す説明図である。

【図１０】方位計測を行う際に磁気センサから得られる
２方向成分のセンサ出力の説明図である。

【図１１】磁気センサを用いて方位計測を行う際にステ
ップモータからの磁界によってセンサ出力に発生するオ
フセットを示す説明図である。

【図１２】図１１に示すオフセットに起因する測定誤差
を示す説明図である。

【符号の説明】１電子時計２装置本体３時刻表示用２極ステップモータ４磁気センサ装置５方位表示用ステップモータ６電池７Ａ〜７Ｅスイッチ１１Ｘ＋、１１Ｘ−、１１Ｙ＋、１１Ｙ− ＭＲ素子１２抵抗１０１発振手段１０２分周手段１０３時刻表示用モータ制御手段１０４時刻表示用２極ステップモータ１０５機械的表示手段１０６入力手段１０７タイミング制御手段１０８時刻表示用モータ極性判定手段１０９補正手段１１０磁気センサ装置１１１データ処理手段１１２磁界情報表示手段２０１発振回路２０２分周回路２０３モータ駆動パルス発生回路２０４モータ駆動回路２０５時刻表示用２極ステップモータ２０６時刻表示用モータ極性判定手段２０７ＲＯＭ２０８ＣＰＵ２０９ＲＡＭ２１０入力手段２１１入力制御回路２１２磁気センサ装置２１３センサ制御回路２１４モータ駆動パルス発生回路２１５モータ駆動回路２１６方位表示用ステップモータ２１７データバス

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０４Ｇ 1/00 ３１５Ｇ０４Ｇ 1/00 ３１５Ｊ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時刻表示部材を駆動するための時刻表示
用２極ステップモータと、該ステップモータの駆動制御
を行う時刻表示用モータ制御手段と、前記時刻表示用２
極ステップモータで交互に入れ替わるロータの極位置を
該ステップモータに対する駆動パルスに基づいて判定す
る時刻表示用モータ極性判定手段と、磁気センサと、該
磁気センサの検出結果に基づいて方位などの磁界情報を
求めるデータ処理手段と、前記時刻表示用モータ極性判
定手段の判別結果に基づいて、前記データ処理手段が求
める磁界情報に対して前記時刻表示用２極ステップモー
タからの磁界の影響を除去するための所定の補正を行う
補正手段と、前記データ処理手段で求めた磁界情報また
は前記補正手段により補正した磁界情報を表示するため
の磁界情報表示手段とを有することを特徴とする磁界計
測機能付き電子時計。
【請求項２】請求項１において、前記磁気センサおよ
び前記データ処理手段は、前記磁気センサに対して前記
ロータの極位置が一方の状態にある前記時刻表示用２極
ステップモータから磁界の影響が常に及んでいることを
前提に当該影響を除去した上で前記磁界情報を求めるよ
うに構成され、前記補正手段は、前記時刻表示用モータ極性判定手段の
判別結果において前記極位置が一方の状態にあるときに
は前記データ処理手段が求める磁界情報に補正を行わ
ず、当該極位置が他方の状態にあるときに前記データ処
理手段が求める磁界情報に補正を行うように構成されて
いることを特徴とする磁界計測機能付き電子時計。
【請求項３】請求項１において、前記磁気センサおよ
び前記データ処理手段は、前記磁気センサに対して前記
時刻表示用２極ステップモータから磁界の影響が常に及
ばないことを前提に前記磁界情報を求めるように構成さ
れ、前記補正手段は、前記時刻表示用モータ極性判定手段の
判別結果において前記極位置が一方の状態にあるときと
他方の状態にあるときでは前記データ処理手段が求める
磁界情報に対して異なる補正を行うように構成されてい
ることを特徴とする磁界計測機能付き電子時計。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記時刻表示用モータ極性判定手段は、前記駆動パルス
の極性に基づいて前記時刻表示用２極ステップモータの
ロータの極位置を判定するように構成されていることを
特徴とする磁界計測機能付き電子時計。
【請求項５】請求項１ないし３のいずれかにおいて、
前記時刻表示用モータ極性判定手段は、前記ステップモ
ータでの駆動が基準状態から偶数ステップ目か奇数ステ
ップ目かにより前記時刻表示用２極ステップモータのロ
ータの極位置を判定するように構成されていることを特
徴とする磁界計測機能付き電子時計。