WO1997045705A1 - Detecteur de position, carte codeur, procede de detection de position, horloge et dispositif electronique - Google Patents

Detecteur de position, carte codeur, procede de detection de position, horloge et dispositif electronique Download PDF

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WO1997045705A1
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encoder plate
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PCT/JP1997/001758
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Hidehiro Akahane
Noriaki Shimura
Original Assignee
Seiko Epson Corporation
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/244—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains
    • G01D5/249—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing characteristics of pulses or pulse trains; generating pulses or pulse trains using pulse code
    • G01D5/2492—Pulse stream
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor

Definitions

  • Position detection device Description Position detection device, encoder plate, position detection method, timing device, and electronic equipment
  • the present invention relates to a position detecting device and a position detecting method of an absolute position using an encoder plate suitable for detecting the position of a second hand and a minute hand of a timepiece, and a timing device and an electronic device provided with the position detecting device It is about. Background art
  • This function to automatically correct the time display acquires the standard time wirelessly or by wire periodically, and matches the displayed time to the base time of the building. It can be used to return the timekeeping function that has been stopped due to running out or the like to the current time.
  • the time display on the watch can be automatically adjusted to the local time of the travel destination, and extremely accurate time can always be displayed. .
  • a portable timepiece S such as a wristwatch has been developed that uses a weight to capture the movement of the user's arm instead of a battery and compresses it, or that operates using a solar cell. ing.
  • a timekeeping device that does not use these batteries, when power cannot be obtained from solar cells, power consumption can be reduced by stopping the time display mode and counting the time internally. It is considered.
  • the time display can be automatically and accurately returned to the current time when the solar cell, etc. started generating power internally, counting internally. It becomes possible.
  • the position information is sufficient, it is conceivable to attach the S information to the encoder plate at a pitch of 6 degrees and detect the position information.
  • this method if one bit is detected by one detecting device, it is necessary to provide six detecting devices on each encoder plate, and the detecting device becomes too large, such as a wristwatch. It is difficult to store in a portable timing device.
  • an encoder plate that stores position information as magnetic information, such as a magnetic recording medium.However, in order to detect accurate magnetic information, the same mechanism as a floppy disk or the like is housed inside a wristwatch. This is difficult in practice, and it is large and expensive. Also, with a mechanism that reads information while rotating a magnetic recording medium, it is impossible to detect the stop position S of the needle that moves at a low speed such as time.
  • the device is housed in a small and portable device such as a wristwatch.
  • An object of the present invention is to provide a position detecting device a and a position detecting method capable of detecting an absolute position with a precision of 6 degrees or more by a possible small and simple mechanism. It is another object of the present invention to provide a small position detecting device and a lightning detection method capable of accurately detecting an absolute position in a short time with a simple configuration. Disclosure of the invention
  • the present invention employs an encoder plate to which a plurality of identification marks are discretely attached so as to be detectable from the surface, and moves the encoder plate, or repeatedly moves and stops the identification mark.
  • the absolute position is detected by obtaining identification information indicating the pointed position by sampling a plurality of times.
  • the position detecting device of the present invention comprises: an encoder plate on which a plurality of identification marks are discretely provided so as to be detectable from the surface; an identification mark detection device capable of detecting the identification mark; A sequential data sequence obtained by sampling the presence or absence of an identification mark at a plurality of sampling points (detection points, detecting points) by moving the detection device relative to each other. It is characterized by having an identification device s capable of identifying the indicated position of the encoder plate facing the identification mark detection device based on the sampling code.
  • the position detection method of the present invention moves the identification mark detection device capable of detecting the identification mark relative to the encoder plate discretely attached so that the plurality of identification marks can be detected from the surface, Based on the sampling code obtained by sampling the presence or absence of the identification mark at multiple sampling points while moving or repeating movement and stop, the indicated position of the encoder plate facing the identification mark detection device s A position detecting step for identifying
  • the pointing position can be identified by successively sampling the identification mark several times in sequence. For this reason, it is not necessary to provide information indicating the indicated position S uniquely at each indicated position on the encoder plate. Therefore, the identification mark attached to each designated position on the encoder plate may be, for example, 1-bit data. Then, by sampling this identification mark a plurality of times, a sampling code of a plurality of bits can be obtained, so that predetermined bits necessary to identify 60 or more indication positions S are obtained. Minute data can be obtained. Of course, a plurality of bits of data may be provided at the designated position.
  • the position detecting device S of the present invention the amount of information that uniquely indicates each designated position is not required, so that the size can be reduced and the configuration can be simplified. . That is, since the identification mark attached to each designated position can be a one-bit data, the identification mark detection device S that detects the identification mark can be dealt with by using one sensor. Therefore, the position detection device ta is greatly simplified, and the probability of erroneous detection is greatly reduced, so that the reliability is high.
  • the position detecting device of this example can obtain a sampling code with a sufficient amount of information to identify the indicated position by sequentially detecting the identification marks at a plurality of sampling points. Therefore, the relative moving speed of the encoder plate may be low, and even if the encoder plate is moved in a stepwise manner, it is possible to obtain the data indicating the designated position. Therefore, it can be stored in a small and portable device such as a wristwatch, and the accuracy required for detecting the hand position of the timekeeping device can be sufficiently secured.
  • the first data that confirms that the identification mark is present at each sampling point and the identification mark are used so that the indicated position is not erroneously interpreted by erroneously detecting the identification mark.
  • An identification mark discriminating device is provided that outputs the third data for which the identification mark could not be confirmed in addition to the second data for which the identification mark was not confirmed, and the first, second, or other data obtained from the identification mark discriminating device. Is a sampling group consisting of any one of the third nights It is desirable to provide a decoder that decodes the data and identifies the designated position. By outputting the third data indicating that the identification mark could not be confirmed, the decoder can provide a third data.
  • the identification mark detection device can use a sensor that can output a detection signal whose signal level fluctuates depending on the presence or absence of the identification mark.
  • the first data is output to the identification device.
  • a first comparison device that outputs the second data when the detection signal is lower than the second reference signal that is lower than the first reference signal, and a second comparison device that outputs the second data when the detection signal is lower than the second reference signal.
  • the third data can be used when the first and second data are not output.
  • the magnitude of the detection signal output from the identification mark detection device depends on environmental conditions such as the encoder plate, the assembly status of the identification mark detection device, the individual difference of the identification mark detection device S, and the temperature difference at the time of detection. Change. Therefore, in order to accurately and accurately detect the position S even when the environmental conditions fluctuate, the first reference signal of the identification mark detection device must be the maximum of the detection signal when the identification mark detection device S has no identification mark. It is desirable that the second reference signal be lower than the minimum value of the detection mark when the identification mark detection device fi has the identification mark.
  • the maximum value and the minimum value of the detection signal indicate the maximum value and the minimum value in consideration of the fluctuation of the detection signal due to the change of the environmental condition.
  • an environmental condition detection device that detects an environmental condition provided with a reference signal or a detection signal based on the detection result of the environmental condition detection device It is effective to provide a correction device that corrects at least one of the signals.This makes it possible to cancel the effects of environmental conditions such as noise from the outside and temperature changes, so that more accurate detection signals can be obtained.
  • the absolute position S can be determined accurately and in a short time with high accuracy.
  • the encoder plate contains an even number of ideal sampling points or an ideal sampling point whose sampling point is equal to the number of ideal sampling points or detection points (ideal sampling points). If a sampling code is sampled so as to pass through multiple (two or more) boundaries between these identification marks and the space with a space left between them, ideally, the first or the second from the boundary to the boundary is used. You should get a sampling code with an even number of 2 data. Using this regularity, the third data can be corrected to the first or second data as follows.
  • the obtained sampling code (day and night group) to determine the indicated position S.
  • the obtained sampling code and the stored reference sampling code are used by using a table or the like in which the indicated position and the corresponding data group (reference sampling code, identification code) are stored in advance.
  • the indicated position can be obtained by comparison.
  • the size and space of the identification mark include an odd number of sampling points.
  • the size of the identification mark may be set to an even number and the space may be set to an odd number, or the opposite regularity may be given.
  • the identification device of the position S detection device S of the present invention can output only one of the first and second data, it is important to use the identification mark having such regularity. If the obtained sampling code does not satisfy the regularity of the first and second data, it is known that an erroneous detection has been made.Therefore, further sampling is performed, and the sampling code indicating the next lightning strike is obtained. It is possible to take countermeasures such as acquiring the information or correcting the error and identifying the indicated position.
  • the movement of the moving device that moves the front coder plate in a stepwise manner is considered.
  • the timing of the sampling is adjusted by the timing adjustment device using the identification mark detection device, so that it is difficult to determine the presence or absence of the identification mark on the boundary of the identification mark. Can be shifted to the ideal sampling point where a clearer detection signal can be obtained, and highly accurate position detection can be performed.
  • the resolution is smaller than the resolution of the pointing mane indicated by the encoder plate, It is also effective to sample at intervals. As a result, the amount of information for identifying the pointing position increases, so that error correction can be easily performed, and the pointing position S can be accurately detected in a short time.
  • the encoder plate of such a position g detecting device or the identification mark detecting device is rotating in conjunction with at least one of the second hand, minute hand or hour hand of the timing device, the encoder plate By identifying the indicated position, the absolute position of the second hand, minute hand or hour hand can be ascertained.
  • the position of the display device can be detected with high accuracy by moving the display device II of the electronic device and the encoder plate in conjunction with each other, not limited to the timing device.
  • a magnetic thin film attached so that it can be detected from the surface of the encoder plate is used as the identification mark, and an inexpensive and highly reliable position detection is achieved by an identification mark detection device equipped with a magnetic detection sensor.
  • Equipment S can be provided.
  • the encoder When identifying the position S of the sub-encoder plate of the minute hand, which has an identification mark attached to it so that it can be detected from the surface, such as the hour hand and minute hand of the timepiece g, use the encoder Following the position E detection step for identifying the indicated position of the plate, it is desirable to perform a second position S detection step for identifying the indicated position of the sub-encoder plate. After the indication position S of the encoder plate has been identified, the second position detection step is performed, whereby the reference sampling code in a limited range indicating the indication position of the sub-encoder plate expected from the indication position of the encoder plate. It is possible to compare the sampled code with the obtained sampling code, and it is possible to identify the indicated position of the sub-encoder plate in a shorter time and with a smaller number of sampling points.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a timing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing, in more detail, the configurations of a minute hand determination unit and a reference signal output unit of the identification unit of the timepiece shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the identification pattern.
  • FIG. 4 is a graph showing a detection signal obtained when the identification pattern shown in FIG. 3 is detected.
  • FIG. 5 is a diagram showing each identification code assigned to each point according to the identification pattern shown in FIG.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining how the output of the detection signal varies.
  • FIG. 7 is a diagram for explaining that the output of the detection signal decreases or increases and indefinite data is obtained.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a timing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing, in more detail, the configurations of a minute hand determination unit and a reference signal output unit
  • FIG. 8 is a diagram showing a state where the sampling point is shifted.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating a process in which an encoder plate is moved by a step motor.
  • FIG. 10 is a diagram showing detection sampling for a plurality of samplings set while the encoder plate is moving.
  • FIG. 11 is a flowchart showing a process for performing position detection. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a clock device that can perform automatic time adjustment using the position detection function according to the present invention.
  • the timekeeping device 1 of the present example includes a step motor 2 for moving hands and a drive circuit (DRI) 3 for driving the step motor 2.
  • the drive circuit 3 performs normal time display with a drive pulse of 1 Hz and enables fast-forward hand movement with a fast-forward pulse of 32 Hz or the like.
  • the step motor 2 can drive the second hand 11, the minute hand 12 and the hour hand 13 by the train wheel 10.
  • Each car surface (encoder surface) 16a, 17a, and 18a which has a function as an encoder plate, has a magnetic pattern (identification pattern) 20 opposite to the identification pattern 2
  • Magnetic sensors 21a, 21b and 21c which are identification mark detecting devices, are arranged at positions a where the presence or absence of the identification mark of 0 can be detected.
  • the detection signals 00 of these magnetic sensors 21a, 21b and 21c are separately analyzed in the identification unit 5, and the encoder surfaces 16a, 17a and 18a of the magnetic sensors 21a, 21b and 21c are The absolute position (indicated position) facing 2 lb, 2 lb and 21 c is identified, and each finger is given to the control unit (CON) 6.
  • the indicated position is output.
  • the positions of the second hand 11, minute hand 12 and hour hand 13 can be determined.
  • the motor is driven quickly by using the motor drive circuit 3 based on each hand position, and automatically corrected to a correct time display according to a signal ⁇ 1 indicating a standard time supplied from the outside.
  • a signal ⁇ 1 indicating a standard time supplied from the outside Of course, it is also possible to provide the motor drive circuit 3 with a reverse feed function to reverse the hands 11, 12, and 13 respectively.
  • a clock signal is input to the control unit 6 from an oscillation circuit (OCI) 7.
  • OCI oscillation circuit
  • the detection signals 00 output from the magnetic sensors 21a, 21b and 21c installed opposite the encoder surfaces 16a, 17a and 18a are sent to the identification unit 5.
  • the processing is performed by the provided three discriminating units (JUD1) 23, (JUD2) 24 and (JUD3) 25. Further, the data processed by these discriminating sections 23, 24 and 25 is supplied to a decoding section (DEC) 27.
  • DEC decoding section
  • the decoding unit 27 decodes the code stored in the ROM 28 from those data groups. By referring to the table, the designated position on each encoder surface 16a, 17a and 18a is identified, and information on the detected position is output to the control unit 6.
  • the data acquisition (sampling) in the decoding section 27 is performed by the timing of the movement of each encoder surface 16a, 17a and 18a, which is rotated stepwise by the step mode 2. It is performed synchronously.
  • a timing adjustment circuit (DEL) 29 that can set a delay time from a drive signal supplied from the control unit 6 to the motor drive circuit 3 is provided in the identification unit 5. 6 can control the timing of sampling the data with respect to the timing of driving the motor via the motor drive circuit 3.
  • the identification unit 5 of the present example is provided with a reference signal output unit (REF) 26 that outputs a reference signal used for determining a detection signal in each of the determination units 23, 24, and 25. ing.
  • REF reference signal output unit
  • the reference signal output section 26 is supplied with the output of a magnetic sensor 22 installed at a position distant from the encoder planes 16a, 17a and 18a.
  • the level of the reference signal supplied from the reference signal output unit 26 is corrected by the detection result of the magnetic sensor 122, so that the influence of external conditions, such as noise and temperature change, can be eliminated. .
  • FIG. 2 shows a more detailed configuration of the discriminators 23, 24 and 25, and the reference signal output unit 26. Since the discriminators 23, 24, and 25 can adopt the same configuration, FIG. 2 shows an example of the discriminator 24 that identifies the position of the encoder surface 17a that moves in conjunction with the minute hand 12. Is shown.
  • the discriminator 24 amplifies the detection signal from the magnetic sensor (SEN) 2 lb and amplifies the solid state difference of the magnetic sensor 31.Amplification circuit 31 detects the presence or absence of the identification mark based on the amplified detection signal.
  • a discriminating circuit 32 for discriminating is provided.
  • the amplifying circuit 31 of this example uses the differential voltage of the detection signal 0 obtained from the magnetic sensor 2 lb as the reference signal supplied from the reference signal output unit 26.
  • 52 Single-Ninder Conversion Circuit (COV) 33 that converts the voltage to the reference voltage of 2 2
  • Preamplifier (AMP) 3 4 that further amplifies the voltage amplified by this single-ended conversion circuit 33 It has. Since the differential voltage of the detection signal 00 obtained from the magnetic sensor 21b is very small, the single-end conversion circuit 33 uses the voltage difference based on the reference turtle pressure of the reference signal 2 as the reference voltage.
  • the reference signal which supplies the reference S pressure amplified by the preamplifier 34 ⁇ 3 is applied to the single signal supplied from the reference signal output unit 26.
  • the potential of the reference signal ⁇ 2 of the switching circuit 33 can be fixed to a potential different from that of ⁇ 2. Therefore, by adjusting the potential of the reference signal 02 of the single-end conversion circuit 33 by the reference signal output unit 26, a differential voltage of the detection signal 00 obtained from the magnetic sensor 21b is generated.
  • a voltage that does not include the offset voltage component can be amplified by the preamplifier 34.
  • the preamplifier 34 is provided with a width ratio adjustment circuit, the sensitivity difference of 2 lb of the magnetic sensor, the mounting condition with respect to the encoder surface 17a, and the encoder surface 17a are attached.
  • the variation in the intensity of the detection signal 00 caused by the status of the identification mark can be calibrated by adjusting the amplification factor.
  • the amplifier circuit 31 of the present embodiment individual differences due to differences in characteristics of the magnetic sensor itself and the mounting state on the encoder surface are calibrated, and the amplified detection based on a predetermined voltage level is performed.
  • the signal '0 can be obtained.
  • the discriminating circuit 32 of the present example for discriminating the presence or absence of the identification mark from the detection signal includes two comparator circuits (COP 1) 35 and (COP 2) 36, based on a predetermined voltage level.
  • the amplified detection signal ( ⁇ ′ ⁇ ) is compared with the first reference signal ( ⁇ 4 and the second reference signal 05 in each of the comparison circuits 35 and 36.
  • the second reference signals 04 and 05 are supplied from the reference signal output unit 26, and in this example, the potential of the first reference signal 4 is higher than the potential of the second reference signal ⁇ 5.
  • a high level is set. Signal is output, and if the potential of the detection signal ⁇ 0'0 is lower than the level of the first and second reference signals 4 and 05 to be compared, the level is low. And outputs a signal of the bell.
  • the outputs of these comparison circuits 35 and 36 are supplied to the decoding section 27.
  • the decoding section 27 if both the outputs of the comparison circuits 35 and 36 are at a high level, the identification is made. Obtain the first data that confirms that there is a mark. In this example, the first data is hereinafter expressed as “1”. Also, if the outputs of the comparison circuits 35 and 36 are both low, there is no identification mark. Obtain the confirmed second day. In this example, the second data is expressed as “0” below. Further, since the reference signals 04 and (05) of the comparison circuits 35 and 36 have a potential difference, the output of the comparison circuit 35 may be low and the output of the comparison circuit 36 may be high.
  • the decoding unit 27 in this example treats this as a third data whose identification mark could not be confirmed, and expresses this third data as “*” in the following.
  • the discrimination circuit 32 of this example the detection signal detected by the magnetic sensor 2 lb can be discriminated in three ways.
  • the reference signals (* 2, ⁇ 3, 04, and 55) for determining the detection signal are supplied from the reference signal output unit 26.
  • the reference signal output unit 26 in this example has various potentials.
  • a reference voltage generating circuit (GEN) 41 for generating a plurality of reference signals having the following characteristics: First, the reference signals 02 and? By adjusting the GND potentials of the circuit 33 and the preamplifier 34, and by adjusting these two GND lightning levels, the offset voltage generated by the magnetic sensor 21b at the magnetic field 0 is cut by the brim 34. So that it can be amplified.
  • the reference voltage generation circuit 41 outputs first and second reference signals 04 and 5 to be compared in the comparison circuits 35 and 36.c These first and second reference signals
  • the reference signals 4 and 05 are supplied to respective comparison circuits 35 and 36 via an addition circuit (ADD) 46 in the reference signal output section 26 of the present example.
  • ADD addition circuit
  • the first sensor responds to the rise and fall of the output voltage of the magnetic sensor (R-SEN) 22 installed at a position S away from the encoder surfaces 16a, 17a and 18a.
  • the voltage levels of the second reference signals 4 and ⁇ 5 are raised and lowered to prevent the occurrence of external noise and temperature.
  • the reference signal output section 26 of the present example is provided with a correction circuit 42 for correcting the voltage level of the reference signal, and the correction circuit 42 is provided for the magnetic sensor 22 in the same manner as described above.
  • a system for calibrating and amplifying the detection output An amplification circuit 43 composed of a single-ended conversion circuit (COV) 44 and a preamplifier (AMP) 45 is provided. Then, the correction signal 06 output from the preamplifier 45 is supplied to the adder circuit 46, and the adder circuit 46 adjusts the reference signal 04 and the potential level of ⁇ 5.
  • COV single-ended conversion circuit
  • AMP preamplifier
  • the magnetic sensor 22 that supplies the detection signal to the correction circuit 42 is provided at a distance from the gear on which the hard magnetic thin film forming the identification mark is formed, and is provided only by a magnetic field from the outside of the watch.
  • the Oxygen signal output from the magnetic sensor 22 changes.
  • the signal amplification factors of the single-end conversion circuit 44 of the correction circuit 42 and the single-end conversion circuit 33 of the discriminator 24 are set to be equal, and the The signal amplification factor of the brim 34 of the discriminator 24 is set to be equal to that of 4 5.
  • the circuit composed of 5 has almost the same temperature characteristics. Therefore, the difference between the outputs of the two preamplifiers 34 and 45 does not substantially change with temperature. Therefore, by adding the output of the preamplifier 45 to the reference potential of the reference signals ⁇ 4 and ⁇ 5 in the heating circuit 46, the detection output from the magnetic sensor 2lb in the comparison circuits 35 and 36 is obtained. The effect of the signal temperature can be almost cancelled.
  • this correction circuit 42 when a magnetic field is externally applied to the magnetic sensor 2 lb for obtaining magnetic information from the hard magnetic thin film, the preamplifier 3 Although the output of 4 changes greatly, the output of the preamplifier 45 of the correction circuit 42 also changes by the same amount as the amount of change of this pressure, and the position of the reference signals 04 and 05 also changes at the same time. 5 and 36 can accurately detect only magnetic information obtained from the hard magnetic thin film without being affected by an external magnetic field.
  • a magnetic sensor that captures changes in the environmental conditions of the timekeeping device away from the gears 22 has almost the same characteristics for the same measurement target as the magnetic sensor 21b of the identification mark detection device, etc., and catches the noise given to the magnetic sensor such as external magnetic noise. can do.
  • an output reflecting these noises is obtained from the preamplifier 45 of the correction circuit 42, so that the adder circuit 46 can add fluctuations corresponding to the noise to the reference signals 04 and (05). Therefore, the influence of noise can be eliminated when the detection signal ⁇ 0 is determined.
  • the reference signal output unit 26 of this example has a magnetic sensor that detects only the influence from the outside of the timing device.
  • FIG. 2 has been described based on the determination unit 24 which is a circuit for determining the position a of the minute hand 12, the determination unit 25 for determining the position S of the second hand 11 and the hour hand 1
  • the reference signal is also supplied from the reference signal output unit 26 to each of the discrimination units 23 and 25, and the correction of the reference signal used in each of the comparison circuits is similarly performed.
  • the potential of the reference signal is controlled by the output of the correction circuit 42 for correcting the influence from the outside world, but the potential of the detection signal ⁇ ′ ⁇ is corrected. Of course, it is good.
  • the timing device 1 of this example has a constant voltage circuit, and the constant voltage circuit supplies power to each of the above circuits.
  • Fig. 3 shows an example of the identification pattern 20 on the encoder surfaces 16a, 17a and 18a, which are attached to the encoder surface 17a for detecting the position of the minute hand 12.
  • the identification pattern 20 in this example is formed using the surface of the center wheel 17 and has nine identification marks 50 a to 50 i along the circumference of the disk-shaped encoder surface 17 a. Are discretely arranged. Then, these identification marks 50a to 50i are converted to a 2 lb magnetic sensor using a Hall element or the like at a sampling point (ideal sampling point) 51 set at a pitch of 6 degrees. It is more likely to be detected.
  • Such an identification pattern 20 can be constituted by a hard magnetic film provided using a magnetic ink or the like, and a magnetic sensor for detecting this can be constituted by a GaAs Hall element or the like. , Can be as small as about 300 m square. Therefore, the position S detection function of this example can be easily incorporated into the movement of the timekeeping device 1. For this reason, the needle-point mane detection mechanism can be incorporated without changing the size, such as the thickness or diameter, of the timepiece S 1.
  • position detection can be performed without bringing the magnetic sensor 2 lb into contact with the discrimination pattern 20, resulting in harm to hand operation.
  • the circuit required for the above can also be simplified.
  • the respective identification marks 50a to 50i constituting the identification pattern 20 are radially arranged from the center of the encoder surface 17a and magnetized in a direction perpendicular to the encoder surface.
  • Encoder face 1 7a is magnetic sensor 2 lb The pointing position confronting the robot can be recognized by the absolute unit.
  • the identification mark 50a is 1 to 9 degrees
  • the identification mark 50b is 25 to 69 degrees
  • the identification mark 50a is 25 degrees to 69 degrees.
  • Identification mark 50 c is 85 to 105 degrees
  • identification mark 50 d is 121 to 135 degrees
  • identification mark 50 e is 169 to 177 degrees
  • identification mark 5 0 f from 193 degrees to 201 degrees
  • identification mark 50 g from 25 degrees to 26 degrees
  • identification mark 50 h from 289 degrees to 297 degrees
  • identification mark 5 0 i extends from 337 degrees to 345 degrees.
  • an ideal (ideal) sampling point 51 is set to points 0 1 to 60 at a pitch of 6 degrees, with 2 points being point 0 1.
  • a signal obtained from the magnetic sensor 21b when the encoder surface 17a provided with such an identification pattern 20 is turned at a pitch of 6 degrees is amplified by a preamplifier to obtain a detection signal (a state of ⁇ ' ⁇ ).
  • a detection signal (a state of ⁇ ' ⁇ ).
  • the detection signal ⁇ ⁇ shown in Fig. 4 is represented by the signal level as an output voltage, and the signal level is changed from 1 OmV to 4 OmV by the amplifier circuit 31 of the discriminator 24.
  • O mV is adjusted so that the signal level of the detection signal obtained from the magnetic sensor 21 b at each sampling point 51 indicates that the identification mark 50 a to 50 a
  • an output turret pressure of about 20 mV or more is obtained, and when these identification marks are not detected, the output pressure is reduced to about 15 mV or less. Therefore, the first signals supplied to the comparison circuits 35 and 36 of the discrimination circuit 24 are By setting the exhaustion value of the reference signal 04 to about 15 mV and the voltage value of the second reference signal 05 to about O mV, the data “1” at each point 01 to 60 is set. Or you can get "0".
  • Fig. 5 shows a data group to be obtained at each ideal sampling point 01 to 60 as a result of detecting the identification pattern 20 by the magnetic sensor 2 lb while rotating the encoder surface 17a.
  • (Identification code, reference sampling code) 59 is shown.
  • the identification pattern 20 was sampled.
  • a reference sampling code that can identify each of the points 01 to 60 is formed by a total of 12 data including the data at the time and the preceding 11 sampling data. Therefore, each identification code (reference sampling code) 59 shown in FIG. 5 is unique, and the 12 data groups (sampling code) obtained as a result of sampling are included in the decoding section 27.
  • the designated position can be detected as an absolute position by decoding in comparison with the identification code 59 of FIG. 5 stored in the ROM 28 in advance.
  • even sampling points 51 are allocated to the identification marks 50a to 50i, respectively.
  • an even sampling point 51 is set so as to be allocated to a space 52 between the identification marks 50a to 50i. That is, each identification mark 50 a to 50 i has a size including an even number of sampling points 51, and each identification mark has an even number of sampling points 51.
  • the space including 52 is attached.
  • each identification mark 51 a to 50 i must be such that the boundary 53 between the identification mark 5 la to 51 i and the space 52 is always included in the identification code of each point 01 to 60. It is attached so that there are two.
  • the identification code 59 is constituted by data obtained from the 12 sampling points 51, and these 12 continuous sampling points The identification pattern 20 is set such that the sample 51 is sampled through the two boundaries 53.
  • each identification code 59 one of the identification marks 50a to 50i or one of the spaces 52 between the identification marks is not lost.
  • each identification code 59 at each of the points 01 to 60 must be included except for the start and end data sequence. An even number of "0" or "1" appears in the data string. That is, the identification code 59 includes “0” to “1” or “1”.
  • the regularity of the sampling method and the identification code is determined by the phase between the stop position of the gear provided with the identification pattern 20 made of a hard magnetic thin film and the magnetic sensor 1 lb for detecting the magnetic field, that is, It can be used to correct the sampling code obtained when the actual sampling point deviates from the ideal sampling point 51 when the discrimination pattern 20 is designed.
  • the pointing position S can be detected accurately.
  • an encoder plate (encoder surface) having an identification pattern 20 based on including an even number of sample points is adopted, but an odd number or an identification code is used. It is also possible to adopt an encoder plate (encoder surface) with an identification pattern based on the inclusion of sampling points such as odd numbers, even numbers in the space, and vice versa.
  • an encoder plate (encoder surface) with an identification pattern based on the inclusion of sampling points such as odd numbers, even numbers in the space, and vice versa.
  • a regularity including an odd number if there is only one sampling point, it becomes impossible to determine when it becomes indefinite, so make sure to include an odd number of 3 or more. It is necessary. Therefore, if an odd number is used, the amount of data included in the sampling code tends to increase, and the identification process takes time. ⁇ For this reason, a sampling point of about 60 points for a timing device is used.
  • Fig. 6 shows the output from the magnetic sensor 1 at the encoder surface at a given sampling point, i.e., the average stop position R7 of the gear, and the average stop position R8 at the next sampling point.
  • Detection signal amplified by preamplifier 34 ? The voltage change of i'O is shown.
  • the average stop position is defined as a gear having an encoder surface, for example, the distance between the second wheel 17 and the phase of the magnetic sensor 21 or the distance caused by the swelling or undulation of the gear, etc. This is the stop position when the average temperature to be used (for example, about 25. C), and the ideal sampling point 51 is set based on the average stop position.
  • the stop position at the time of sampling shifts from the average stop position R7 or R8 to a position slightly rotated, resulting in phase variation. This is the actual sampling point. For this reason, the output of the magnetic sensor 21b varies, and the voltage of the detection signal obtained from the preamplifier 34 also varies. In addition, even if the lightning at the stop position when sampling is at the average stop position SR7 or R8, the encoder surface 17a and the magnetic sensor 211, which are generated by the uplift or undulation of the gear 17, etc.
  • the magnetic field strength of the hard magnetic thin film constituting the identification pattern 20 changes due to the variation of the distance from the sensor b and the temperature change during sampling, and the magnetic sensitivity of the magnetic sensor 21b changes, these changes Also, the voltage of the detection signal obtained from the preamplifier 34 varies. Therefore, due to these various factors, the output of the detection signal ( ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ) at a given sampling point is different from the output obtained at the average stop positions R7 and R8 as indicated by the shaded area. Values may be in the wrong range.
  • the detection signal at such a sampling point (due to the fluctuation of the value of i'fl, as shown in FIG. 7, the sampling point near the boundary 53 between the identification mark 50 and the space 52) 5
  • the detection signal is at the high level, that is, the point where it should indicate “1”, but the voltage value (signal level) ) May decrease.
  • the voltage level (signal level) may increase even though the signal level of the detection signal ⁇ '0 is a low level, that is, a point that should indicate "0".
  • the output of the detection signal ⁇ at the actual sampling point is determined based on one reference voltage, for example, at the point “10 j
  • a sampling code of "0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1” is obtained.
  • the regularity of the discrimination code that an even number of “1” s or “0s” are lined up indicates that the obtained sampling code has a false detection, and furthermore, at least two boundaries 53 are present. From the inclusion, the fifth data is incorrect and can be derived as “0”.
  • two selector circuits 35 and 36 are used to determine the difference in the potential difference (signal level difference).
  • the signal level of the detection signal ci'O is determined by two reference signals 04 and 05. Accordingly, for example, in the case of the above-mentioned point “24”, “001 1 1 * 0 0 1 1 1 1 j” is obtained as a sampling code. since the error position of the data is bright determine in discriminating unit 2 4, c to easily set the closest identification code to the sampled Nguko one de Therefore, error correction can be performed without increasing the number of sampling points, and the designated position can be specified in a short time.
  • the two reference signals 04 and? By adopting the discriminator 24 using 55, the indicated position can be specified with a small number of sampling points. For this reason, the discriminator of this example is particularly effective when detecting the indicated positions of the hour hand 13 and the minute hand 12 that require a considerable amount of time to increase the sampling point, unlike the second hand 11. is there. Since the hour hand 13 moves in conjunction with the second hand 11 and the minute hand 12, it takes a long time to perform the fast-forward hand movement to obtain a predetermined sampling code. In the timing device 1 of this example, the error position of the sampling code can be easily specified as described above, and the error can be corrected using the regularity of the data. can do.
  • the potentials (signal levels) of the reference signals 04 and 05 for which a voltage difference is provided in order to specify the error position of the sampling code should not overlap with the range of variation of the detection signal 0'0 described in FIG. Must be set. For example, assuming that the stop position SR 7 is a sampling point, as shown in Fig. 7, the data desired to be obtained as the original detection result is "0", so that the detection signal varies due to various factors and changes. Also, it is necessary to set the potential of the reference signal 04 so that “1” is not output.
  • the stop position SR 8 is a sampling point
  • the data to be obtained is “1”, so that the potential of the reference signal 05 needs to be set so that “0” is not output even if the detection signal varies. That is, the level of the first reference signal 04 is set to a value larger than the maximum value of the detection signal Ci 'fl output at the sampling point where the magnetic sensor has no identification mark, and conversely, the second reference signal
  • the level of the signal ⁇ 5 must be set to a value smaller than the minimum value of the detection signal ⁇ '0 output by the magnetic sensor at the sampling point with the identification mark.
  • the data at the sampling point to be detected as “0” is “0” or “*” (undefined), and the data to be detected as “1” is “1” or “*”. It becomes. Therefore, The sampling point to be detected as “0” does not produce a departure of "1” or vice versa, and the fact that the identification mark could not be confirmed but the fact was recognized The pointing position is not incorrectly characterized. For this reason, in the identification unit 5 of this example, the position indicated by the needle can be reliably greeted.
  • the identification code of the minimum distance cannot be found and cannot be corrected erroneously. For example, if a sampling code of “* 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1” is obtained, the possible identification codes are the identification codes of the points “34 j” and “06”. and whether it is in. If not £ such be identified may detection child indicated position by obtaining Isseki data of the next sampling Ngupoi down bets.
  • the identification code of the next sampling point is “* 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0”, in which case the first data is undetermined Is the identification code of the point "35" from the remaining 11 bits. If the identification code of the minimum distance cannot be found even at the sampling point 51 one point ahead, sampling may be continued further.
  • This method is effective not only when the identification code cannot be uniquely determined from the detected sampling code as in this example, but also when confirming the recognized identification code. Is also effective, and it is possible to increase the reliability of the detected data. Furthermore, by repeating the sampling, the obtained data becomes redundant, so that error correction can be easily performed. Position can be detected.
  • the position S (angle, designated position S) of the second hand 11, minute hand 12 and hour hand 13 is determined at any timing while these hands are moving. Then, by using the pulse counting method that refers to the number of steppings driven by the stepping motor 2 from the determined position, the subsequent needle position (hand movement) Position) can be controlled. Therefore, the timing device 1 assembles the sampling code by detecting the identification marks at a plurality of sampling points, and determines the sampling code from which the needle position can be determined, based on the number of steps of the stepping motor 2 from the time the sampling code is obtained. It can be switched to needle position control.
  • the timing device is one of the electronic devices suitable for identifying the hand position using the position detection device and the position detection method of the present invention, and employs the position detection device and the position detection method of the present invention. This makes it possible to identify the absolute position of the hand at any time even with a small timepiece such as a wristwatch.
  • identification codes reference sampling codes
  • identification codes with the minimum distance can be easily found, so that undetermined data can be obtained.
  • the pointed position can be specified even when a plurality of points are included.
  • the indication S of the minute hand 1 and 2 may be predicted. In such a case, the position indicated by the encoder surface 21c of the hour hand 13 is decoded in advance, and then the encoder surface 2lb of the minute hand 12 is decoded as the sub-encoder surface.
  • the position indicated by the minute hand 12 can be predicted to some extent from the position indicated by the hour hand 13. Therefore, by comparing the predicted sampling code indicating the predicted position of the minute hand 12 that can be predicted with the obtained sampling code, the indication of the encoder surface 21b (sub-encoder) of the minute hand 12 can be obtained. It can be easily identified even if the sampling data has few positions or the sampling data has many errors. That is, if the approximate position of the minute hand 12 is known, the range of the different codes (reference sampling codes) to be compared with the obtained sampling codes can be limited. For this reason, even if a plurality of undetermined data “*” is included, the pointing position can be specified because the range of the identification code to be compared with the undetermined data is narrow.
  • the sample code "1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 j If it is a sampling code and the position g of the hour hand 13 has been decoded in advance and it is known that the position is less than 30 minutes, the indicator lightning point may be the point ⁇ 34 ''. Easy to identify. Thus, decoding is facilitated by increasing the number of sampling points or limiting the range of identification codes to be compared from another indication position E. For this reason, it is possible to specify the pointing position S even if the identification pattern is used, which has the effect of increasing the sampling time, etc., but can use the identification pattern as described above that does not have regularity as described above. it can.
  • the encoder surface of the present example for example, the encoder surface 16a indicating the position indicated by the second hand is driven one step at a time by the drive of the step motor 2. Accordingly, the movement of the encoder surface 16a from a certain sampling point to the next sampling point is substantially as shown in FIG.
  • the sampling point of the magnetic sensor is 2 la and the average stop position (ideal sampling point) is R counterclockwise from R7 and R8. Suppose it is shifted to '7 and R'S. In this case, as described above, the data obtained from the detected signal 01 sampled at R'8 close to the boundary 53 is highly likely to be undefined "*".
  • the gear 16 is moved by the step motor 2 by applying about 30 to 40 ms as shown in FIG. 9, and vibrates as shown in FIG. Therefore, after supplying the pulse for driving the step motor 2, the sampling is performed at a predetermined timing until the encoder surface 16 a turns and stops, so that the magnetic sensor 21 a It is possible to acquire the data when is over the identification mark 50, thereby preventing the data from being undefined “*”.
  • a timing adjustment circuit 29 is provided in the identification unit 5 of the present example, and the control unit 6 detects that the motor drive pulse as shown in FIG. After that, between 10 and 20 inspections are required until the gear stops.
  • the available timing can be set in advance. Therefore, in each timing device 1, the ideal sampling point 51 is set by setting the sampling timing at the sampling time at which the sampling code with the least indefinite data is obtained. The presence or absence of the identification mark 50 can be detected with the same accuracy as when the encoder surface is stopped.
  • the stop position of the gear can be finely adjusted or the magnetic field can be adjusted. The trouble of finely adjusting the position of the sensor 21 can be omitted.
  • the timing adjustment time varies depending on the rotation speed of the encoder plate, but it goes without saying that the same effect can be obtained.
  • FIG. 11 shows an example of a process of detecting the indicated position using the identification unit 5 of the present example.
  • Fig. 11 shows the process of detecting the indicated position of the minute hand.As described above, when decoding the position of the minute hand, a decoding method that reflects the position of the hour hand can be adopted. The case is shown. It should be noted that the method of detecting the position of the second hand or the hour hand can also be performed in a similar process, except for the step 66 for performing decoding limited as the sub-encoder surface from the position detection method exemplified below.
  • step 62 it is determined whether or not n samples forming the sampling code have been obtained, and step 61 is repeated until n samplings are performed.
  • the sampling code is 12 bits, 12 samplings are required.
  • step 63 it is determined in step 63 whether or not “*” indicating indefinite is included in the sampling code. ⁇ If * J does not exist, there is no error-detected data in the sampling code, and the process proceeds to step 68, where the identification unit shown in Fig. 5 recorded in R0M28 in the decoding unit 27 The sampling code obtained using the code is decoded, and its pointing position 11 is determined. The displayed position is output to the control unit 6, and processing such as automatic time adjustment is performed based on the needle position identified by the control unit 6.
  • step 64 each data "1" and "0" appearing in the identification code as described above is displayed. Error correction is performed using the regularity of the number (even number) of j, and a corrected sampling code is created.After performing the error correction processing, in Step 65, the corrected sampling code is generated. The third day indicating indefinite is judged whether or not "*” is included. If the third data “*” does not exist, the sampling code can be corrected, and the correct sampling code is obtained. Go to step 68 to decode the indicated position in the same manner as above.
  • Step 66 If the corrected sampling code still contains the third data “*”, the error correction was not completely performed, so the hour hand 13 in step 66 was indicated.
  • the decoding is performed by comparing the sampling code with a limited identification code based on the walk.
  • Step 66 for performing the limited decoding is performed when the position determining step of determining the pointing position S of the hour hand 13 has already been performed and the pointing position S of the hour hand 13 has been identified.
  • the encoder surface 1 ⁇ a of the minute hand 12 is a sub-encoder surface that moves in conjunction with the encoder surface 18a of the hour hand 13 and its designated position is based on the designated position of the encoder surface 18a. Limited.
  • step 67 the process proceeds to step 69 and the specified position is output to the control unit 6.
  • step 67 If the pointing position S cannot be specified from the sampling code even in the processing of step 67, the flow returns to step 61 to acquire the data of the next sampling point and repeat the above operation until the pointing position can be specified. Repeat the above steps. Even if the indicated position can be identified, sampling is repeated and multiple It is also possible to increase the reliability of the designated positions by performing a process of specifying the designated positions and determining whether the designated positions have mutually appropriate values.
  • the positions indicated by the second hand 11, the minute hand 12 and the hour hand 13 can be automatically recognized by using the identification unit 5, and therefore, the recognized time can be obtained. It is possible to automatically perform time adjustment by performing processing such as fast forward based on the indicated position. For this reason, the timekeeping device 1 of this example has a function of returning to the current time after the time display is stopped, or a function of automatically correcting the time to a standard time in a region where the standard time is different. In addition, it is possible to incorporate a function to correct deviations from the standard time.
  • the identification unit 5 that performs the position detection described above is an example that can be configured in hardware using a dedicated logic gate IC or the like, and is not limited to this, and the functions described in the claims are not limited thereto. It goes without saying that a device equipped with a device can be used. Further, it is also possible to realize the function of the identification unit by using a micro processor and a program having an instruction for executing each of the above-described position detection steps 60. This position detection program can be recorded on a processor-readable recording medium such as ROM 28 and stored in a clock device or the like, or can be provided. If the identification unit is implemented using software, it is desirable to amplify the detection signal from the magnetic sensor and then convert it to digital to make it suitable for software processing.
  • the timing device 1 of this example uses an identification pattern that can be added to the surface of the hand-operating gear and a very small detection sensor such as a Hall element that detects the identification pattern, it can be used in a wristwatch or the like. It can be easily incorporated into the compact and lightweight package S. Further, in the above example, the timekeeping S of the evening, in which the hands are moved by one motor, is described. However, the hands can be moved by using a plurality of motors. It is also possible to start the process of detecting the position indicated by the hour hand at the same time.
  • the case where the encoder side is moved is shown.
  • it is also possible to determine the indicated position by moving the side and the indicated position can be specified even when both the encoder and the sensor are moved.
  • the above-described identification pattern is an example, and the present invention is not limited to this.
  • an identification pattern is provided by using a hard magnetic thin film on the encoder plate, but the identification pattern is filled by filling the encoder plate with a magnetic paste instead of the magnetic film. It is of course possible to adopt other detection methods such as creating or providing an optical identification pattern such as a reflection type and optically detecting the identification pattern using an optical pickup. is there.
  • the position of the hour hand, minute hand, or second hand, which is the display device is detected based on a timing device as an electronic device to which the present invention is applied.
  • the present invention is limited to the timing device.
  • the present invention can be applied to the detection and control of the display device S such as a rotary speed meter and the linear device S such as the positioning of a print head for printing.
  • analog speedometers such as automobiles are still used in many vehicles today, but there is usually a difference between the indicated speed and the actual vehicle speed. Therefore, by using the position detection device and the position S detection method of the present invention to recognize the indicated position and receive actual vehicle speed information from the outside, it is possible to correct the error of the vehicle speed display. As a result, the reliability of the speed can be improved.For example, it is possible to display a high-accuracy vehicle speed even for a vehicle equipped with a tire other than the designated tire, which has a particularly large error in the vehicle speed display. it can.
  • the needle position S detection device and the detection method of the present invention even during normal hand movement, the needle position S information by the motor pulse counting method using an IC and the needle position detection of the present application are obtained. To periodically check and compare hand movement position information, If there is a deviation, it is possible to provide a timekeeping device and a correction device with a correction function of determining that there is a mishandling in the hand movement and correcting the display position. Accuracy can be achieved.
  • an encoder plate having a plurality of identification marks attached to a scattered surface so as to be detectable from the surface is adopted, and the encoder plate is moved, and the identification mark is repeated a plurality of times.
  • the absolute position is detected by sampling. Furthermore, in order to prevent the indicated position from being erroneously interpreted by the data in which the identification mark was erroneously detected, third data indicating that the identification mark could not be confirmed and that the identification mark had not been provided was provided. The third data can be corrected. Therefore, in the position S detection device tl of the present invention, even if the identification mark cannot be partially detected, the correct position can be identified in a short time without re-sampling.
  • the position detecting device and the position S detecting method of the present invention it is sufficient to prepare and sample 1-bit data at each sampling point, and a plurality of these are combined into a sampling code.
  • the relative movement speed of the encoder plate may be low, and data indicating the indicated position can be obtained even if the encoder plate is moved stepwise, so that it can be used as a small device suitable for carrying, such as a wristwatch. It is suitable and can be equipped with functions such as detecting the hand position of the timing device S and performing automatic time adjustment.
  • the pointing position B can be determined from the sampling code obtained from a plurality of sampling points, even if data indicating a false detection is included in the sampling code, the wrong position is not identified. can do. Furthermore, a detection method that decodes the position after performing error correction using the regularity of the identification mark can be adopted, and the indication position S can be reliably identified in a short time. You.
  • a detecting device for detecting an environmental condition having the same characteristics as the detecting device for the identification mark is provided, and a reference signal for discriminating a detection signal sampled according to a change in the environmental condition. Is corrected. For this reason, the identification mark can be detected accurately without the influence of a temperature change or external noise, and highly accurate information can be obtained.
  • the position detecting device of the present invention is provided with a means for adjusting the timing of sampling to absorb individual differences due to assembly errors, and for surely determining the indicated position in a short time. be able to. Industrial applicability
  • the position detecting device S and the position detecting method of the present invention can identify the absolute position such as the needle position S with a simple configuration
  • the position detecting device S and the position detecting device S can be used for a small portable portable device S such as a timing device. It is suitable for automatically recognizing the position S of the display device S, and suitable for performing correction, time adjustment, and the like based on the result.

Description

明 細 書 位置検出装置、 エンコーダ板、 位置検出方法、 計時装置および電子機器 技術分野
本発明は、 時計の秒針、 分針の位置などを検出するのに適したエンコーダ 板を用いた絶対位置の位置検出装置および位置検出方法、 さ らに、 位置検出 装置を備えた計時装置および電子機器に関するものである。 背景技術
秒針、 分針あるいは時針などを備えたアナログ表示タイプの計時装置にお いて、 自動的に時刻表示を修正する機能を付加することが検討されている。 この自動的に時刻表示を修正する機能 （以下においては自動時刻合わせ機 能） は、 定期的に無線や有線によって標準時刻を取得し、 その棟準時刻に表 示時刻を合致させた り、 亀池切れなどの原因で停止していた計時機能を現在 時刻に復帰させるときなどに用いることができる。 このような自勛時刻合わ せ機能を搭載しておく ことによ り、 腕時計の時刻表示を旅行先の現地時刻に 自動的に合わせた り、 非常に精度の良い時刻を常に表示することができる。 また、 近年、 腕時計などの携帯型の計時装 Sにおいては、 電池の代わ り に ユーザの腕の動きなどを重り を用いて捉えて発罨した り、 太陽電池を用いて 動作するものが開発されている。 これらの電池を用いない計時装置において は、 太陽電池などから電力が得られない場合は、 時刻表示用のモ一夕を停止 して内部で時刻をカウン トすることによって電力消費を低滅することが考え られている。 このような計時装置においては、 自動時刻合わせ機能を用いれ ば、 太陽電池などが発電を開始したときに時刻表示を内部でカウン ト してい た現在時刻に自動的に、 そして的確に復帰させることが可能となる。
アナログ表示タイ プの計時装置において、 自動時刻合わせ機能を有効活用 するためには、 表示されている時刻を自動的に把握する機能を付加するこ と が望ま しい。 省電力のために停止する直前の時刻を内部メモリーに記憶した り、 表示中の時刻を内部メモリーに記憶し、 その記億データによって時刻合 わせを行うこ とも可能である。 しかしながら、 ユーザーが停止中に龍頭で針 位 Sを変更した り、 電池切れでメモリーの内容が消えて しまった り、 あるい は、 時刻合わせを行うために早送り している間に運針ミスなどが発生すると 時刻合わせを自動的に精度良く行う こ とができない。
—方、 表示されている時刻を自動的に把握するには、 例えば、 秒を表示す る秒針、 分を表示する分針および時間を表示する時針を備えた計時装置にお いては、 それぞれの針が示している位置を識別する必要がある。 このためは、 それぞれの針の位 1を針と連動して回転するエンコーダ板を用いることが可 能であり、 秒針、 分針および時針をそれぞれ駆動する 4番車、 2番車および 筒車のそれぞれの歯車をニンコーダ板と して Sいることが検討されている。 そして、 秒および分針の指示位置を識別するにはそれぞれの針位置を 6 0か 所、 すなわち、 6度ピッチで精度良 く検出する必要があり、 6 0か所を識別 するためには 6 ビッ ト位 情報があれば十分なので、 その位 S情報を 6度ピ ツチでエンコーダ板に付しておき、 その位置情報を検出するこ とが考え られ る。 しかしながら、 この方法では、 1 ビッ トづっを 1 つの検出装置で検出す るのであればそれぞれのエンコーダ板に 6個の検出装置を設ける必要があり、 検出装置が大き く な りすぎて腕時計などの携帯型の計時装置に収納すること は困難である。 一方、 磁気記録媒体のように位置情報を磁気情報と して格納 したエンコーダ板を用いることも考えられるが、 正確な磁気情報を検出する ために腕時計内部にフロ ッピーディ スクなどと同じ機構を収納することは現 実的には難し く、 大型で高価なものになって しまう。 また、 磁気記録媒体を 回転駆動しながら情報を読み取る機構では、 時釙などの低速で動く針の停止 位 Sを検出するこ とは不可能である。
そこで、 本発明においては、 腕時計などの小型で携帯に適した装置に収納 可能な小型で簡素な機構によって、 6度ピッチあるいはそれ以上の精度で絶 対的な位置を検出できる位置検出装 aおよび位置検出方法を提供するこ とを 目的と している。 さらに、 簡単な構成で短時間に精度良く絶対位置を検出で きる小型の位置検出装置および位雷検出方法を提供するこ とを目的としてい る。 発明の開示
このため、 本発明においては、 表面から検出可能なように離散的に複数の 識別マークが付されたエンコーダ板を採用し、 このエンコーダ板を移動しな がら、 あるいは移動 ' 停止を繰り返しながら識別マークを複数回サンブリ ン グすることによって指示位置を示す識別情報を得て絶対的な位置を検出する ようにしている。 すなわち、 本発明の位 s検出装 は、 複数の識別マークが 表面から検出可能なように離散的に付されたエンコーダ板と、 識別マークを 検出可能な識別マーク検出装 と、 エンコーダ板と識別マーク検出装置を相 対的に移動し、 複数のサンプリ ングポイ ン ト （検出位置、 ディテクティ ング ボイ ン ト） において識別マークの有無をサンプリ ングして得られたシ一ケン シャルなデ一夕列であるサンプリ ングコー ドに基づき、 識別マーク検出装置 が対峙するエンコーダ板の指示位置を識別可能な識別装 sとを有するこ とを 特徴としている。
また、 本発明の位置検出方法は、 複数の識別マークが表面から検出可能な ように離散的に付されたエンコーダ板に対し、 識別マークを検出可能な識別 マーク検出装置を相対的に移動し、 移動しながら、 または、 移動および停止 を繰り返しながら複数のサンプリ ングポイ ン トにおいて識別マークの有無を サンプリ ングして得られたサンプリ ングコー ドに基づき、 識別マーク検出装 sが対峙するエンコーダ板の指示位置を識別する位置検出工程を有すること を特徴と している。
本発明の位置検出装置および位置検出方法においては、 離散的に付された 識別マークを複数回連続して順番にサンプリ ングすることによ り指示位置を 識別するこ とができる。 このため、 エンコーダ板の各々の指示位置に、 その 指示位 Sをユニークに示す情報を設ける必要がない。 従って、 エンコーダ板 の各々の指示位置に付される識別マークは、 例えば、 1 ビッ ト分のデータで 良い。 そ して、 この識別マークを複数回サンプリ ングすることによって複数 ビッ トのサンプリ ングコ一 ドが得られるので、 6 0か所あるいはそれ以上の 指示位 Sを識別するために必要な所定のビッ ト分のデータを得ることが可能 になる。 もちろん、 指示位置に複数ビッ トのデータを設けても良いが、 本発 明の位置検出装 Sにおいては、 各々の指示位置をユニークに示す情報量は不 要なので、 小型で構成も簡易化できる。 すなわち、 各々の指示位置に付され た識別マークが 1 ビヅ トのデ一夕で良いので、 この識別マークを検出する識 別マーク検出装 Sも 1 つのセンサ—を備えたもので対応できる。 従って、 位 置検出装 taが非常に簡略化され、 誤検出などの確率も激減するので信頼性も 高い。
さらに、 本例の位置検出装置は、 複数のサンプリ ングポイ ン トで順番に識 別マークを検出するこ とによって指示位置を識別するのに十分な情報量のサ ンプリ ングコー ドが得られるようになっているので、 エンコーダ板の相対的 な移動速度は低くても良く、 ステップ的に移動させても指示位置を示すデ一 夕を得ることができる。 従って、 腕時計などの小型で携帯に適した装 sに収 納するこ とも可能であ り、 計時装置の針位置を検出するために必要な精度も 十分に確保できる。
識別装置には、 識別マークを誤検出することによつて指示位置が誤って解 釈されないように、 各サンプリ ングポィ ン トにおいて識別マークが有るこ と を確認した第 1 のデータ、 および、 識別マークがないことを確認した第 2の データに加え、 識別マークが確認できなかった第 3のデータを出力する識別 マーク判別装置を設け、 この識別マーク判別装置から得られた第 1、 第 2 ま たは第 3のデ一夕のいずれかからなる複数のデ一夕群であるサンプリ ングコ 一ドをデコ一 ド して指示位置を識別するデコーダとを設けるこ とが望ま しい 識別マークが確認できなかったことを示す第 3のデータを出力することによ り、 デコーダにおいては、 第 3のデータがないサンプリ ングコー ドが得られ るまでエンコーダ板を移動させて指示位置を識別することも可能であ り、 ま た、 冗長ビッ トを含めた比較的長いサンプリ ングコー ドを取得して第 3 のデ —夕を無視して第 1および第 2のデータから指示位置を識別するようにして も良い。 さ らに、 以下で説明するように、 デ一夕の規則性を用いて第 3のデ —夕を訂正してデコー ドするこ とも可能である。
識別マーク検出装置には、 識別マークの有無によって信号レベルが高低に 変動する検出信号を出力可能なセンサーを採用でき、 識別装置に検出信号が 第 1 の基準信号よ り高いときに第 1 のデータを出力する第 1の比較装置と、 検出信号が第 1 の基準信号よ り低い第 2の基準信号よ り低いときに第 2のデ —タを出力する第 2の比較装置とを設け、 第 1および第 2のデータが出力さ れないときに第 3のデータ とするこ とができる。
また、 識別マーク検出装置から出力される検出信号の大きさは、 ェンコ一 ダ板、 識別マーク検出装置の組立状態、 識別マーク検出装 Sの固体差、 検出 時の温度差などの璟境条件によって変化する。 従って、 環境条件が変動して も精度良く確実に位 S検出を行うためには、 識別マーク検出装置の第 1 の基 準信号は識別マーク検出装 Sが識別マークがないときの検出信号の最大値よ り も高く し、 第 2の基準信号は識別マーク検出装 fiが識別マークがあるとき の検出僭号の最小値よ り も低く することが望ま しい。 この検出信号の最大値 および最小値は、 環境条件の変化による検出信号の変動を考盧した最大値お よび最小値を示す。
さらに、 識別マーク検出装置から出力された検出信号と第 1 または第 2 の 基準信号を比較して識別マークの有無を判断する場合は、 識別マーク検出装 置と同一の測定対象に対し同一の特性を備えた環境条件を検出する環境条件 検出装置と、 この環境条件検出装置の検出結果によ り基準信号あるいは検出 信号の少なく ともいずれかを補正する補正装置とを設けることが有効である これによ り、 外界からのノ イズや温度変化といった環境条件による影響をキ ヤンセルできるので、 よ り正確に検出信号を判別でき、 精度良 く短時間で確 実に絶対位 Sを判断するこ とができる。
さ らに、 識別マークとサンプリ ングボイ ン トの間に所定の規則性を持たせ て、 その規則性を用いて第 3のデ一夕を訂正し、 訂正されたデータを備えた サンプリ ングコ一ドを用いて指示位置を識別することが有効である。 例えば, エンコーダ板に、 サンプリ ングを予定した理想的なサンプリ ングポイ ン 卜あ るいは検出点 （理想サンプリ ングポイ ン ト） を偶数偭含むサイズの識別マー クを、 理想サンプリ ングポイ ン トを偶数個含むスペースを開けて付し、 これ らの識別マークとスペースの境界を複数 （ 2以上） 通過するようにサンプリ ングされたサンプリ ングコー ドを採用すると、 理想的には境界から境界まで は第 1 あるいは第 2のデータが偶数個並んだサンプリ ングコー ドが得られる はずである。 この規則性を用いて次のように第 3 のデータを第 1 あるいは第 2のデータに訂正することが可能である。
1 . エンコーダ板を移動し、 識別マークの境界を複数個含む所定の数だけサ ンプリ ングを行い、 各サンプリ ングポイ ン トにおいて識別マークが有ること を確認した第 1のデ一夕、 識別マークがないことを確認した第 2のデータ、 および識別マークが確認できなかった第 3のデータを求める。
2 . 第 3のデ一夕がある場合は、 その前後の第 1 または第 2のデ一夕の個数 によって訂正したデ一夕群 （サンプリ ングコー ド） を作成する。
3 . 得られたサンプリ ングコー ド （デ一夕群） をデコー ド して指示位 Sを判 別する。 デコードには、 指示位置と、 それに対応したデータ群 （基準のサン プリ ングコー ド、 識別コー ド） を予め記億したテーブルなどを用い、 得られ たサンプリ ングコー ド と記憶された基準サンプリ ングコー ドを比較すること によ り指示位置を求めるこ とができる。
このよ なデータの規則性を用いて誤り訂正を行う こ とによ り、 その指示 位置を示す正しいデータ群が得られるので、 すべてが第 1 あるいは第 2のデ 一夕になったサンプリ ングコー ドが得られるまでエンコーダ板を移動する必 要がなく、 短時間に、 よ り少ないエネルギーで正確な位置を検出することが できる。
識別マークのサイズおよびスペースに奇数個のサンプリ ングボイ ン トが含 まれるといった規則性を与えることも可能である。 また、 識別マークのサイ ズを偶数個と し、 スペースを奇数個とする、 あるいはこの逆の規則性を与え るこ とも可能である。 これらの場合は、 不定になることを考慮する と 1 つの 識別マークおよびスペースに 3つ以上の奇数個のサンプリ ングポィ ン トを割 り当てる必要があ り、 識別コー ドのビッ ト数が増加する傾向になる。 従って、 識別マークおよびスペースに偶数のサンプリ ングポイ ン ト を割り当てる とい つた規則性を採用する方が識別パターンを簡略化できる。
本発明の位 S検出装 Sの識別装置が、 第 1および第 2 のデータのいずれか しか出力できない場合にも、 このような規則性を持った識別マークを用いる ことが重要である。 得られたサンプリ ングコー ドが第 1および第 2のデータ の規則性を満足していない場合は誤検出があったことが判るので、 さらにサ ンプリ ングを行い次の指示位雷を示すサンプリ ングコー ドを取得した り、 誤 り訂正を して指示位置を識別するなどの対策をとることができる。
また、 エンコーダ板と識別マーク検出装 Sの組立誤差や、 エンコーダ板の 移動特性などによって発生する位 S検出装 Sの固体差を考慮すると、 ェン コーダ板をステツブ的に移動する移動装置の移動のタイ ミ ングに対し、 タイ ミ ング調整装置によって識別マーク検出装置を用いてサンプリ ングするタイ ミ ングを調整し、 識別マークの境界上などの識別マークの有無の判定が行い 難い実際のサンプリ ングポイ ン トを、 よ り明確な検出信号が得られる理想的 なサンプリ ングポィ ン トの側に移行することができ、 精度の高い位置検出が 行える。
さ らに、 エンコーダー板によって指示する指示位鬣の分解能よ り細かい間 隔でサンプリ ングを行う こ とも有効である。 これによ り、 指示位 を識別す るための情報量が多く なるので、 誤り訂正を行い易く、 短時間で確実に精度 良く指示位 Sを検出できる。
このような位 g検出装 のエンコーダ板または識別マーク検出装麗の少な く ともいずれかが、 計時装置の秒針、 分針または時針の少なく ともいずれか と連動して回転していれば、 エンコーダ板の指示位置を識別することによ り 秒針、 分針あるいは時針の絶対位置を把握するこ とができる。 もちろん、 計 時装置に限らず、 電子機器の表示装 IIとエンコーダ板を連動して動かすこと によ り、 表示装置の位置を精度良く検出することができる。 また、 識別マ一 クと してはエンコーダ板の表面から検出できるように付された磁性薄膜を用 い、 磁気検出センサーを備えた識別マーク検出装置によ り、 安価で信頼性の 高い位置検出装 Sを提供できる。
また、 計時装 gの時針と分針のように、 表面から検出できるように識別マ —クの付され時針のエンコーダ板と連動する分針のサブエンコーダ板の指示 位 Sを識別する場合には、 エンコーダ板の指示位置を識別する位 E検出工程 に続いて、 サブエンコーダ板の指示位置を識別する第 2の位 S検出工程を行 う ことが望ま しい。 エンコーダ板の指示位 Sを識別した後に、 第 2の位置検 出工程を行うことによ り、 エンコーダ板の指示位置から予想されるサブェン コーダ板の指示位置を示す限定された範囲の基準サンプリ ングコー ドと、 得 られたサンプリ ングコー ド とを比較することが可能であり、 いっそう短時間 で、 また、 少ないサンプリ ングポイ ン トの数でサブエンコーダ板の指示位置 を識別することが可能となる。 図面の簡単な説明
第 1 図は、 本発明の実施の形態に係る計時装置の概略構成を示すブロ ック 図である。 第 2図は、 第 1 図に示す計時装置の識別部のうち、 分針の判別部と基準信 号出力部の構成をさらに詳しく 示すブロ ック図である。 第 3図は、 識別パターンの一例を示す図である。 第 4図は、 第 3図に示した識別パターンを検出した際に得られる検出信号 を示すグラフである。 第 5図は、 第 3図に示す識別パターンによ り各ポイ ン トに割り 当てられた 各識別コー ドを示す図である。 第 6図は、 検出信号の出力がばらつく様子を説明する図である。 第 7図は、 検出信号の出力が低下あるいは上昇して不定のデータが得られ ることを説明する図である。 第 8図は、 サンブリ ングポイ ン トがずれる様子を示す図である。 第 9図は、 ステップモータによ りエンコーダ板が移動する過程を説明する 図である。 第 1 0図は、 エンコーダ板が移動する間に設定された複数のサンプリ ング 用の検出夕ィ ミ ングを示す図である。 第 1 1図は、 位置検出を行う処理を示すフローチャー トである。 発明を実施するための最良の形態
以下に図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
〔装置の概略構成〕
第 1図に、 本発明に係る位置検出機能を用いて自動時刻合わせを行える計 時装置の概略構成を示してある。 本例の計時装置 1は、 運針を行うステップ モータ 2 と、 このステップモー夕 2を駆動する駆動回路 （D R I ) 3を備え ている。 駆動回路 3は、 1 H zの駆動パルスによって通常の時刻表示を行う と共に、 3 2 H zなどの早送りパルスによって早送り運針が可能なようにな つている。 ステップモータ 2は、 輪列 1 0によって秒針 1 1、 分針 1 2およ び時針 1 3を駆動できるようになつている。 まず、 ステップモー夕 2はかな を介して五番車 1 5を駆動し、 順番に四番車 1 6、 不図示の三番車、 二番車 1 7、 不図示の日の裏車および简車 1 8を駆動する。 そして、 秒針 1 1が四 番車 1 6に連動して動き、 分針 1 2が二番車 1 7に連動して動き、 さらに、 時針 1 3が筒隼 1 8に連動して動く ようになつている。 四番隼 1 6、 二番車 1 7および筒車 1 8の一方の面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aがエンコーダ板 としての機能を備えてお り、 それそれの面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aには 所定の識別マークを備えた識別パターン 2 0が磁気ィ ンクなどの硬磁性薄膜 によって付されている。
エンコーダ板としての機能を備えたそれそれの車の表面 （エンコーダ面） 1 6 a, 1 7 aおよび 1 8 aには、 磁気パターン （識別パターン） 2 0と対 峙し、 それぞれの識別パターン 2 0の識別マークの有無を検出できる位 aに 識別マーク検出装置である磁気センサー 2 1 a、 2 1 bおよび 2 1 cが配 fi されている。 これらの磁気センサー 2 1 a、 2 1 bおよび 2 1 cの検出信号 00が識別部 5においてそれそれ解析され、 それそれのエンコーダ面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aが磁気センサー 2 l a、 2 l bおよび 2 1 c と対峙して いる絶対位置 （指示位置） が識別され、 制御部 （ C O N) 6にそれそれの指 示位置が出力される。
各エンコーダ面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aの指示位置が識別されるこ と によ り、 秒針 1 1、 分針 1 2および時針 1 3の指している位置が判るので、 制御部 6は、 それぞれの針位置に基づきモータ駆動回路 3を用いて針を早送 り して外部から供給された摞準時を示す信号 ø 1に従って正しい時刻表示に 自動的に修正する。 もちろん、 モータ駆動回路 3に逆送りする機能をもたせ てそれぞれの針 1 1、 1 2および 1 3を逆送りすることも可能である。 制御 部 6には、 発振回路 （ O C I ) 7からクロ ック信号が入力されており、 この クロ ック信号に基づいて早送りすると共に、 正しい時刻表示に修正された後 は、 このクロ ック信号に基づき通常通りの運針を行う。
各エンコーダ面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aに対峙して設置された磁気セ ンサ一 2 1 a、 2 1 bおよび 2 1 cから出力される各検出信号 00は、 識別 部 5に設けられた 3つの判別部 （ J UD 1 ) 2 3、 （J UD 2 ) 2 4および (J UD 3 ) 2 5によって処理される。 さ らに、 これらの判別部 2 3、 2 4 および 2 5によって処理されたデータがデコー ド部 （D E C) 2 7に供給さ れる。 そして、 デコー ド部 2 7は各エンコーダ面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aに対し所定の数のデータが蓄積されると、 それらのデータ群から R OM 2 8に記憶されたコー ドテーブルを参照して各エンコーダ面 1 6 a、 1 7 aお よび 1 8 aにおける指示位置を識別し、 制御部 6に検出した位置に関する情 報を出力する。
デコー ド部 2 7におけるデータの取り込み （サンプリ ング） は、 ステップ モー夕 2によってステップ的に回車云される各エンコーダ面 1 6 a、 1 7 aお よび 1 8 aの移動のタイ ミ ングと同期して行われる。 本例においては、 制御 部 6からモータ駆勋回路 3に供給される駆動信号からの遅延時間を設定でき るタイ ミ ング調整回路 （D E L ) 2 9が識別部 5に設けられており、 制御部 6がモータ駆動回路 3を介してモータを駆動するタイ ミ ングに対し、 データ をサンプリ ングするタイ ミ ングを制御できるようになつている。 また、 本例の識別部 5には、 各判別部 2 3、 2 4および 2 5において検出 信号を判別するためなどに用いられる基準信号を出力する基準信号出力部 ( R E F ) 2 6が設けられている。 さらに、 基準信号出力部 2 6には、 ェン コーダ面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aから離れた位置に設置された磁気セン サー 2 2 の出力が供給されるようになってお り、 基準信号出力部 2 6から供 給される基準信号のレベルを磁気センサ一 2 2の検出結果によって補正し、 外界の条件、 例えば、 ノイズや温度変化などの影響を除けるようになってい る。
第 2図に、 判別部 2 3 、 2 4および 2 5、 および基準信号出力部 2 6のさ らに詳しい構成を示してある。 判別部 2 3、 2 4および 2 5は、 同一の構成 を採用できるので、 第 2図には分針 1 2 と連動して動くエンコーダ面 1 7 a の位置を識別する判別部 2 4を例と して示してある。 判別部 2 4は、 磁気セ ンサ一 （ S E N ) 2 l bからの検出信号を増幅すると共に磁気センサーの固 体差を校正可能な増幅回路 3 1 と、 増幅された検出信号によって識別マーク の有無を判別する判別回路 3 2 を備えている。
本例の増幅回路 3 1は、 磁気センサー 2 l bよ り得られた検出信号 0の 差動電圧を、 基準信号出力部 2 6から供給された基準信号？5 2 の基準電圧に 対する電圧に変換するシングルニン ド変換回路 （ C O V ) 3 3 と、 このシン グルェン ド変換回路 3 3よ り増幅された電圧をさ らに増幅するプリ アンプ ( A M P ) 3 4を備えている。 シングルエン ド変換回路 3 3は、 磁気セン サー 2 1 bよ り得られる検出信号 0 0の差動電圧が非常に微小であるため、 これを基準信号 2の基準亀圧を基準と した電圧差の検出信号に変換するの と同時に出力される電圧を 2倍〜 1 0 0倍程度に增幅する処理も行っている c シングルェン ド変換回路 3 3に供給される基準信号 ø 2の電位は任意のレべ ルに調整することができ、 一方、 プリアンプ 3 4 によ り増幅される基準 S圧 を供袷する基準信号 <ί 3の電圧は基準 ί言号出力部 2 6から供給されたシング ルェン ド ^換间路 3 3の基準信号 ø 2の電位と異なる電位に固定できる。 従って、 シングルエン ド変換回路 3 3の基準信号 02の電位を基準信号出力 部 2 6で調整することで、 磁気センサ一 2 1 bよ り得られた検出信号 00の 差動電圧に発生しているオフセ ッ ト電圧の成分を含まない電圧をプリアンプ 3 4で増幅するこ とができる。 また、 プリアンプ 3 4は增幅率の調整回路を 備えているので、 磁気センサ一 2 l bの感度差や、 エンコーダ面 1 7 aに対 する取付状況、 さ らに、 エンコーダ面 1 7 aに付された識別マークの状況に 起因する検出信号 00の強度のばらつきを増幅率を調整することで校正する ことができる。 このように、 本例の増幅回路 3 1 を用いることによ り、 磁気 センサー自身の特性の差やエンコーダ面に対する取付状況などによる固体差 を校正し、 所定の電圧レベルを基準に増幅された検出信号 ' 0を得るこ とが できる。
検出信号から識別マークの有無を判別する本例の判別回路 3 2は、 2つの 比較回路 （C O P 1 ) 3 5および （ C O P 2 ) 3 6を備えてお り、 所定の電 圧レベルを基準に増幅された検出信号（ό'Ι)がそれそれの比較回路 3 5および 3 6の各々において、 第 1の基準信号（^ 4および第 2の基準信号 0 5と比較 される。 第 1および第 2の基準信号 04およ 05は、 基準信号出力部 2 6か ら供給されており、 本例においては、 第 1の基準信号 4の電位が第 2の基 準信号 ø 5の電位よ り高く設定されている。 それそれの比較回路 3 5および 3 6においては、 検出信号 の電位が比較対象となる第 1および第 2の基 準信号 ø 4および ø 5の電位よ り高いと高レベルの信号を出力し、 検出信号 <0' 0の電位が比較対象となる第 1および第 2の基準信号 4および 05の鼋 位よ り低いと低レベルの信号を出力するようになっている。
これらの比較回路 3 5および 3 6の出力はデコー ド部 2 7に供給されてお り、 デコー ド部 2 7においては、 比較回路 3 5および 3 6の出力が両方とも 高レベルであれば識別マークが有ることを確認した第 1のデータを取得する。 本例では、 以下において第 1のデータを 「 1」 と表現する。 また、 比較回路 3 5および 3 6の出力が両方とも低レベルであれば識別マークがないこ とを 確認した第 2のデ一夕を取得する。 本例では以下において第 2のデータを 「 0」 と表現する。 さ らに、 比較回路 3 5および 3 6の基準信号 04および (05は電位差を設けてあるので、 比較回路 3 5の出力が低レベルで比較回路 3 6の出力が高レベルの場合がある。 本例のデコー ド部 2 7は、 これを識別 マークを確認できなかった第 3のデ一夕 として扱い、 以下においてはこの第 3のデ一夕を 「*」 で表現する。 このように、 本例の判別回路 3 2を用いる ことによ り、 磁気センサー 2 l bの検出した検出信号を 3通り に判別するこ とができる。
上記のように検出信号を判別するための基準信号（* 2、 φ 3 , 04および «55は基準信号出力部 2 6から供給される。 本例の基準信号出力部 2 6は、 種々の電位を備えた複数の基準信号を発生する基準電圧発生回路 （GE N) 4 1を備えている。 まず、 この基準鼋圧発生回路 4 1から供給される基準信 号 02および？ は、 シングルェン ド変換回路 3 3およびプリアンプ 3 4の GND電位を調整し、 この 2つの GND雷位を調整するこ とで、 ブリアンブ 34で磁気センサー 2 1 bが磁界 0において発生しているオフセッ ト鼋圧を カツ ト して増幅できるようにしている。
さらに、 基準電圧発生回路 4 1からは、 比較回路 3 5および 3 6において 比較対象となる第 1および第 2の基準信号 04および 5が出力されている c これらの第 1および第 2の基準信号 4および 05は、 本例の基準信号出力 部 2 6においては、 加算回路 （AD D ) 4 6を介してそれぞれの比較回路 3 5および 3 6に供給されるようになっている。 加算回路 4 6では、 ェンコ一 ダ面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aから離れた位 Sに設置された磁気センサー ( R - S E N ) 2 2の出力電圧の上下に呼応して第 1および第 2の基準信号 4および ί 5の電圧レベルを上下させて外部ノ イズや温度などによる影轡 を防止するようにしている。 すなわち、 本例の基準信号出力部 2 6には、 基 準信号の電圧レベルを補正する補正回路 4 2が設けられており、 この補正回 路 4 2は、 上記と同様に磁気センサー 2 2の検出出力を校正して増幅するシ ングルエン ド変換回路 （ C OV) 4 4とプリアンプ （AMP ) 4 5によ り構 成された増幅回路 4 3を備えている。 そ して、 プリアンプ 4 5から出力され た補正用の信号 06が加算回路 4 6に供給され、 加算回路 4 6において基準 信号 04および ø 5の電位レベルが調整される。
補正回路 4 2に検出信号を供給する磁気センサー 2 2は、 識別マークを構 成する硬磁性薄膜が形成された歯車と距離をおいて設けられており、 時計外 部からの磁界のみによ り磁気センサー 2 2から出力される鴛気旳信号が変化 するようになつている。 さらに、 補正回路 4 2のシングルエン ド変換回路 4 4 と判別部 2 4のシングルェン ド変換回路 3 3の信号増幅率は等し く設定さ れており、 さ らに、 補正回路 4 2のブリアンブ 4 5 と判別部 2 4のブリ アン ブ 3 4の信号増幅率も等しく設定されている。 従って、 判別部 2 4の磁気セ ンサ一 2 l b、 シングルエン ド変換回路 3 3およびプリアンプ 34によって 構成された回路と、 補正回路 4 2の磁気センサー 2 2、 シングルエン ド変換 回路 44およびプリアンプ 4 5によって構成された回路は温度特性などがほ ぼ同じとなる。 このため、 2つのプリアンプ 3 4 と、 プリ アンプ 4 5の出力 の差は温度によ り殆ど変わらない。 従って、 加箅回路 4 6において基準信号 ø 4および ø 5の基準電位にプリアンプ 4 5の出力を足し合わせることによ り、 比較回路 3 5および 3 6において磁気センサー 2 l bから出力された検 出信号の温度による影響をほぼキャンセルするこ とができる。 すなわち、 こ の補正回路 4 2を用いることによ り、 硬磁性薄膜よ り磁気情報を得るための 磁気センサー 2 l bに外部よ り磁界が加えられた場合は、 この外部磁界によ り プリアンプ 3 4の出力が大き く変化するが、 この鼋圧の変化量と同じだけ 補正回路 4 2のプリアンプ 4 5の出力も変化し、 同時に基準信号 04および 05の亀位も変化するため、 比較回路 3 5および 3 6は、 外部磁界に影饗さ れることなく正確に硬磁性薄膜よ り得られた磁気情報のみを検出することが 可能となる。
さらに、 歯車から離れて計時装置の環境条件の変化を捉える磁気センサー 2 2は、 識別マーク検出装置の磁気センサ一 2 1 bなどと同一の測定対象に 対しほぼ同一の特性を備えてお り、 外部からの磁気ノイズなどの磁気センサ —に与えるノイズもキャ ッチすることができる。 このため、 補正回路 4 2の プリアンプ 4 5からはこれらのノイズを反映した出力が得られるので、 加算 回路 4 6で基準信号 0 4および（0 5 にノイズに対応した変動を加えるこ とが 可能とな り、 検出信号 ø 0の判別時にノイズによる影響も除く ことができる , このように、 本例の基準信号出力部 2 6 においては、 計時装置の外部から の影響のみを検出する磁気センサ一 2 2 を設けることによ り、 識別マークを 検出する磁気センサー 2 1 の検出信号から外界の影響による変動成分を除く ことができる。 従って、 どのような条件下でも、 精度良く識別マークの検出 が行える。 なお、 基準信号 4および <ό 5 を制御する代わりに、 補正回路 4 2の出力によって磁気センサー 2 1 bからの検出信号 <0 0 を制御しても外界 からの影響を取り除く ことができる。
さらに、 基準電圧出力回路 4 1 から出力される基準信号 ø 2 、 φ 3 , φ 4 および ^ 5の個々の電位は必要に応じて調整することができるようになって いるので、 比較回路 3 5および 3 6で用いられる基準信号？ 5 4および ø 5の 電位をプリアンプ 3 4の出力電圧に応じて調整した り、 比較回路 3 5および
3 6において、 温度やその他経時的な変動要因によ り正確な検出が困難とな つた場合に変更するなどの対応ができるようになつている。
なお、 第 2図には、 分針 1 2 の位 a决定用の回路である判別部 2 4に基づ き説明したが、 秒針 1 1 の位 S決定を行うための判別部 2 5および時針 1 3 の位 fi决定を行うための判別部 2 3の構成も同様である。 そして、 基準信号 出力部 2 6からはそれぞれの判別部 2 3および 2 5に対しても基準信号が供 給され、 それぞれの比較回路に用いられる基準信号の補正も同様に行われる。 さ らに、 第 2 図に示した回路では、 外界からの影響を補正する補正回路 4 2 の出力によって基準信号の電位を制御しているが、 検出信号 ίό ' Οの電位を補 正しても良いことはもちろんである。 また、 第 1 図および第 2 図には示して いないが、 本例の計時装 1 は定電圧回路を備えており、 この定鼋圧回路か ら上記のそれぞれの回路に鼋源が供給されている。
〔識別マークの構成〕
第 3図に、 それそれのエンコーダ面 1 6 a、 1 7 aおよび 1 8 aに付され た識別パターン 2 0の例と して分針 1 2の位置を検出するエンコーダ面 1 7 aに付されたものを示してある。 本例の識別パターン 2 0は、 二番車 1 7の 表面を用いて形成されてお り、 円盤状のエンコーダ面 1 7 aの周囲に沿って 9個の識別マーク 5 0 a〜 5 0 iが離散的に配置されている。 そして、 これ らの識別マーク 5 0 a〜5 0 i を 6度ピッチで設定されたサンプリ ングボイ ト （理想的なサンプリ ングポイ ン ト） 5 1 でホール素子などを用いた磁気セ ンサ一 2 l bによ り検出されるようになっている。 このような識別パターン 2 0は、 磁気イ ンクなどを用いて付された硬磁性膜によって構成するこ とが でき、 また、 これを検出する磁気センサ一は G a A sホール素子などで構成 でき、 3 0 0 m角程度と非常に小さ く することができる。 従って、 本例の 位 S検出機能は計時装置 1 のムーブメ ン ト内に容易に組み込むことができる。 このため、 計時装 S 1 の厚みや直径などのサイズを全く変えずに針位鬣の検 出機構を組み込むことができる。 さ らに、 ホール素子と磁性膜からなる識別 パターンの組み合わせを採用することによ り、 磁気センサー 2 l bを識別パ ターン 2 0に接触させずに位 検出が行えるので、 運針の陣害になることも な くステップモ一夕 2や輪列 1 0の特性を変えるなどの設計変更も不要であ る。 また、 ホール素子と硬磁性膜の距離を制御することによ り第 4図に示す ような十分な精度の識別パターンに対応した電圧波形が得られるので検出信 号の処理も容易であり、 処理のために必要な回路も簡略化することができる。 識別パターン 2 0を構成するそれぞれの識別マーク 5 0 a〜5 0 iは、 ェ ンコーダ面 1 7 aの中心から放射状に配置されると共にエンコーダ面に対し て垂直な方向に着磁されており、 エンコーダ面 1 7 aが磁気センサー 2 l b と対峙した指示位置をアブソ リ ユー トで認識できるようになつている。 本例 の識別パターン 2 0では、 1 2時方向を 0度と したときに時計方向に、 識別 マーク 5 0 aが 1度から 9度、 識別マーク 5 0 bが 2 5度から 6 9度、 識別 マーク 5 0 cが 8 5度から 1 0 5度、 識別マーク 5 0 dが 1 2 1度から 1 5 3度、 識別マーク 5 0 eが 1 6 9度から 1 7 7度、 識別マーク 5 0 f が 1 9 3度から 2 0 1度、 識別マーク 5 0 gが 2 5 3度から 2 6 1度、 識別マ一ク 5 0 hが 2 8 9度から 2 9 7度、 識別マーク 5 0 iが 3 3 7度から 3 4 5度 にわたつて付されている。 一方、 理想的な （アイデアル） サンプリ ングボイ ン ト 5 1 は、 2度のポイ ン トをポイ ン ト 0 1 として 6度ピッチでポイ ン ト 0 1〜6 0まで設定されている。
このような識別パターン 2 0の付されたエンコーダ面 1 7 aを 6度ピッチ で旋回させたときに磁気センサー 2 1 bから得られる信号をプリアンプで増 幅した検出信号（ό' βの様子を第 4図に示してある。 第 4図に示した検出信号 Ο Οは信号レベルが出力電圧と して表され、 その信号レベルが判別部 2 4の 増幅回路 3 1によって一 2 O mVから 4 O mVの間で変化するように調整さ れている。 従って、 それぞれのサンプリ ングポイ ン ト 5 1で磁気センサー 2 1 bから得られる検出信号の信号レベルを見ると、 識別マーク 5 0 a〜5 0 iのいずれかを検出したときは約 2 0 m V以上の出力亀圧が得られ、 これら の識別マークを検出しないときは約一 5 mV以下の出力髦圧に低下している ことが判る。 従って、 判別回路 2 4の各比較回路 3 5および 3 6に供給され る第 1の基準信号 04の憊圧値を 1 5 mV程度、 第 2の基準信号 05の電圧 値を O mV程度に設定することによ り、 各ポイ ン ト 0 1〜 6 0におけるデ一 タ 「 1」 あるいは 「 0」 を得ることができる。
第 5図に、 エンコーダ面 1 7 aを旋回させながら磁気センサー 2 l bによ つて識別パターン 2 0を検出した結果、 各理想的なサンプリ ングポイ ン ト 0 1〜6 0において得られる予定のデータ群 （識別コー ド、 基準サンプリ ング コー ド） 5 9 を示してある。 本例の識別パターン 2 0は、 サンプリ ングした 時点のデータ と、 それに先行する 1 1個のサンプリ ングデータの合計 1 2個 のデータによって各ポイ ン ト 0 1〜 6 0を識別できる基準サンプリ ング コ ー ドが形成できるようにしてある。 従って、 第 5図に示した各識別コー ド (基準サンプリ ングコー ド） 5 9はユニークであ り、 サンプリ ングの結果え られた 1 2個のデータ群 （サンプリ ングコー ド） をデコー ド部 2 7において R OM 2 8に予め記憶された第 5図の識別コー ド 5 9 と比較してデコー ドす ることによ り指示位置が絶対位置と して検出できる。
本例の識別パターン 2 0は、 さ らに、 第 3図あるいは第 5図から判るよう に偶数のサンプリ ングポイ ン ト 5 1が各識別マーク 5 0 a〜 5 0 iに割り振 られ、 さ らに、 偶数のサンプリ ングポイ ン ト 5 1が各識別マーク 5 0 a〜 5 0 iの間のスペース 5 2に割り振られるように設定されている。 すなわち、 各識別マーク 5 0 a~ 5 0 iは偶数個のサンプリ ングポイ ン ト 5 1を含むサ ィズとなっており、 さらに、 それそれの識別マークが偶数個のサンプリ ング ポイ ン ト 5 1 を含むスペース 5 2を開けて付されている。 さらに、 各識別マ —ク 5 1 a〜 5 0 iは、 識別マーク 5 l a〜 5 1 i とスペース 5 2 との境界 5 3が各ポイ ン ト 0 1〜 6 0の識別コー ド内に必ず 2つ存在するように付さ れている。 すなわち、 本例の識別パターン 2 0は、 1 2個のサンブリ ングポ イ ン ト 5 1から得られるデータによって識別コ一 ド 5 9が構成されてお り、 これら 1 2個の連続したサンプリ ングポイ ン ト 5 1が 2つの境界 5 3を通過 してサンプリ ングされるように識別パターン 2 0が設定されている。 これに よって、 各識別コー ド 5 9においては、 必ず、 識別マーク 5 0 a ~ 5 0 iの いずれか 1つ、 あるいは、 識別マーク間のスペース 5 2のいずれか 1つが欠 けることなく、 全てにわたってサンプリ ングされたデータを含むことになる。 このような識別パターン 2 0およびサンプリ ング方法を採用した結果、 各 ポイ ン ト 0 1〜 6 0における各識別コー ド 5 9には、 スター トおよびエン ド のデ一夕列を除いて、 必ず偶数個の 「 0」 あるいは 「 1」 が並んだデータ列 が表れる。 すなわち、 識別コー ド 5 9には、 「 0」 から 「 1」 または 「 1」 から 「 0」 に変化する組み合わせが 2 つ以上存在することにな り、 その間に 「 0」 または 「 1 」 が偶数個存在することになる。 従って、 このような識別 コー ドに設けられた規則性を用いて、 デ一夕が確定されていない 「*」 を含 むサンプリ ングコー ドを 「 *」 の前後に並んだデータ列を構成する 「 0」 あ るいは 「 1」 のデ一夕の数によって 「*」 を訂正することができる。 例えば 「 0 * 1 1 0 * 1 1 1 1 1 1 j というサンプリ ングコー ドが得られた場合は. 上記の規則性に従っていずれの 「*」 も Γ ο 」 であることが判るので、 この サンブルコー ドはポイ ン ト 「 1 0」 の識別コー ド 5 9 と一致することが判る , この結果、 指示位置がポイ ン ト 「 1 0」 であるこ とが判明する。
このようなサンプリ ング方法および識別コー ドの規則性は、 硬磁性薄膜か らなる識別パターン 2 0の付された歯車の停止位置と、 磁界検出を行う磁気 センサ一 2 l b との位相、 すなわち、 実際のサンプリ ングポイ ン トが識別パ ターン 2 0を設計したときの理想的なサンプリ ングポィ ン ト 5 1 からずれた 場合に得られたサンプリ ングコードを訂正する場合に用いることができ、 短 時間に精度良 く指示位 Sを検出できる。
なお、 本例では、 偶数個のサンプルポイ ン トを含むこ とを基準とした識別 パターン 2 0 を備えたエンコーダ板 （エンコーダ面） を採用しているが、 奇 数個、 あるいは、 識別コー ドに奇数個およびスペースに偶数個、 さ らにはこ の逆といったサンプリ ングポイ ン トを含むこ とを基準とした識別パターンを 備えたエンコーダ板 （エンコーダ面） を採用するこ とも可能である。 奇数個 を含む規則性を採用する場合は、 サンプリ ングポイ ン トが 1 つだけであると , それが不定になったときに判別ができな く なるので、 3以上の奇数偭を含む ようにするこ とが必要である。 従って、 奇数個にする と、 サンブリ ングコー ドに含まれるデータ量が増加する傾向になるので、 識別処理に時間がかかる < このため、 計時装置用に 6 0ポイ ン ト程度のサンプリ ングポイ ン トを設定し た位置検出装置においては、 偶数個を基準と した規則性を採用することが望 ま しい。 第 6図に、 所定のサンプリ ングポイ ン トにおけるエンコーダ面、 すなわち 歯車の平均的な停止位置 R 7 と、 その次のサンプリ ングボイ ン トにおける平 均的な停止位置 R 8において磁気センサ一から出力されプリアンプ 3 4によ つて増幅された検出信号？ i ' Oの電圧変化を示してある。 平均的な停止位置と は、 エンコーダ面を備えた歯車、 例えば 2番車 1 7 と磁気センサー 2 1 の 位相や歯車のあがきやうねり等によって生ずる距離が平均的であり、 かつ計 時装置 1 を使用する平均的な温度 （例えば 2 5 。 C程度） であるときの停止 位置であ り、 この平均的な停止位置を目安に理想的なサンプリ ングポイ ン ト 5 1 が設定されている。
これに対し、 実際の計時装置においてサンプリ ングを行う場合は、 サンプ リ ングを行う ときの停止位置が平均的な停止位置 R 7 または R 8から微小回 転した位置にずれ、 位相のばらつきが生じ、 これが実際のサンプリ ングボイ ン トになる。 このため、 磁気センサ一 2 l bの出力が変動し、 プリ アンプ 3 4から得られる検出信号 の電圧も変動する。 さ らに、 サンプリ ングを行 う ときの停止位雷が平均的な停止位 S R 7 または R 8であっても、 歯車 1 7 のあがきやうねり等によって生じるエンコーダ面 1 7 aと磁気センサー 2 1 bとの距離のばらつきや、 サンプリ ング時の温度変化によって識別パターン 2 0 を構成する硬磁性薄膜の磁界強度が変化した り磁気センサー 2 1 bの磁 気感度が変化するので、 これらの変化等によってもプリアンプ 3 4から得ら れる検出信号 の電圧は変動する。 従って、 これらの様々な要因によ り、 所定のサンプリ ングポイ ン トにおける検出信号（ό ' Ι)の出力は、 平均的な停止 位 R 7および R 8で得られる出力に対し、 斜線部のような範囲の値をとる 可能性がある。
このようなサンプリ ングポィ ン トにおける検出信号（i ' flの値の変動によつ て、 第 7図に示すように、 識別マーク 5 0 とスペース 5 2 の境界 5 3近傍に なるサンプリ ングポィ ン ト 5 1 を実際にサンプリ ングすると検出信号 が 高レベル、 すなわち 「 1」 を示すべきポイ ン トであるのに電圧値 （信号レべ ル） が低下するこ とがある。 逆に、 検出信号 ø ' 0の信号レベルが低レベル、 すなわち 「 0」 を示すべきポイ ン トであるのに電圧値 （信号レベル） が上が ることがある。
検出系には、 このような変動が伴うので、 仮に、 実際のサンプリ ングポィ ン トにおける検出信号 <έ の出力を 1つの基準電圧に基づき判断すると、 例 えば、 ポイ ン ト 「 1 0 j においては 「 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1」 というサ ンプリ ングコー ドが得られる。 「 1」 あるいは 「 0」 が偶数個ならぶという 識別 コー ドの規則性から、 この得られたサンプリ ングコー ドに誤検出があ ることが判り、 さ らに、 境界 5 3が少な く とも 2つ含まれることから 5番目 のデータが誤 りであ り、 「 0」 であるこ とが導き出せる。 しかしながら、 例 えば、 ポイ ン ト 「 2 4」 において 6番目のデータのレベルが低下し 「 0 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1」 というサンプリ ングコー ドが得られると、 誤検出があ ることは判明するが、 誤検出されたデータ位置は判明できず、 さらに、 誤検 出された データを訂正することができない。 すなわち、 得られたサンプリ ングコー ドに最も距離の近い識別コー ドが決定できないので誤り訂正ができ ない。 従って、 誤検出されたデ一夕を含まないサンプリ ングコー ドが得られ るまで歯車を回転させる必要がある。 また、 複数の誤検出されたデータが含 まれているこ とまで考慮すると、 偶然に偶数個のデータ列を含むサンブリ ン グコー ドが得られることがあるので正確なデコー ド結果を得るのが難しくな る。
これに対し、 本例の判別部 2 4 (判別部 2 3および 2 5においても同様で あるが） においては、 2つの選択回路 3 5および 3 6を用いて馕位差 （信号 レベル差） のある 2つの基準信号 04および 05によって検出信号 ci' Oの信 号レベルを判別している。 従って、 例えば、 上記のポイ ン ト 「 2 4」 のケー スにおいては、 サンプリ ングコー ドと して 「 0 0 1 1 1 * 0 0 1 1 1 1 j が 得られる。 このように、 本例の判別部 2 4においてはデータの誤り位置が判 明するので、 サンプリ ングコ一ドに最も近い識別コー ドを簡単に設定できる c 従って、 サンプリ ングポイ ン トを増やすことなく誤り訂正を行い、 短時間 に指示位置を特定することが可能になる。 また、 本例の 2つの基準信号 04 および？55を用いた判別部 2 4を採用することによ り、 このように、 少ない サンプリ ングポイ ン トの数で指示位置を特定できる。 このため、 本例の判別 部は、 秒針 1 1 と異な りサンプリ ングポイ ン トを増やすためにかな りの時間 を必要とする時針 1 3や分針 1 2の指示位置を検出する場合に特に有効であ る。 時針 1 3は、 秒針 1 1および分針 1 2と連動して動く ので、 所定のサン プリ ングコ一ドを得るために早送り運針を行うには長い時間が必要になる。 本例の計時装置 1においては、 上記のようにサンプリ ングコー ドの誤り位置 の特定が容易に行え、 また、 データの規則性を用いて誤り訂正が行えるので 短時間に精度良く針位 Sを特性することができる。
サンプリ ングコー ドの誤り位置を特定するために電圧差を設けた基準僭号 04および 05の電位 （信号レベル） は、 第 6図において説明した検出信号 0' 0のばらつきの範囲と重ならないように設定する必要がある。 例えば、 停 止位 SR 7をサンプリ ングポイ ン ト とすると、 第 7図に示すように、 本来の 検出結果として得たいデータが 「 0」 であるので検出信号 がさまざまな 要因でばらついて変化しても、 「 1」 が出力されないように基準信号 04の 電位を設定する必要がある。 一方、 停止位 SR 8をサンプリ ングポイ ン ト と すると、 得たいデ一夕が 「 1」 なので検出信号 がばらついても 「 0」 が 出力されないように基準信号 05の電位を設定する必要がある。 すなわち、 第 1の基準信号 04のレベルは、 磁気センサーが識別マークがないサンプリ ングポイ ン トにおいて出力する検出信号 Ci' flの最大値よ りも大きな値に設定 し、 逆に、 第 2の基準信号 ø 5のレベルは、 磁気センサーが識別マークのあ るサンプリ ングポイ ン トにおいて出力する検出信号 <ί' 0の最小値よ り も小さ な値に設定することが必要である。 このような設定にしておけば、 「 0」 と 検出したいサンプリ ングポイ ン トにおけるデ一夕は 「 0」 か 「 *」 （不定） となり、 「 1」 と検出したいデータは 「 1」 あるいは 「*」 となる。 従って、 「 0」 と検出したいサンプリ ングポイ ン トにおいて 「 1 」 というデ一夕が得 られた り、 あるいはその逆となるこ とはなく 、 識別マークが確認できなかつ たにもかかわらず、 その事実が認識されずに指示位置が誤って特性されるこ とがなく なる。 このため、 本例の識別部 5 においては針の示す位置を確実に 挨出することができる。
また、 サンプリ ングコー ドにおいて確定できなかったデータ、 すなわち、 「 *」 が複数個含まれている場合は、 最小距離の識別コー ドが見つからず誤 り訂正できない場合がある。 例えば、 「* * 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 」 という サンプリ ングコー ドが得られると、 可能性のある識別コー ドは、 ポイ ン ト 「 3 4 j および 「 0 6」 の識別コー ドであり いずれであるかは特定できない £ このよう な場合は、 次のサンプリ ングポイ ン トのデ一夕を得ることによって 指示位置を検出するこ とができる。 例えば、 次のデータが 0であれば、 次の サンプリ ングポイ ン トの識別コー ドは 「 * 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0」 であり、 この場合は最初のデータが未確定であるが残りの 1 1 ビッ トからボイ ン ト 「 3 5」 の識別コー ドであることが判る。 一つ先のサンプリ ングポイ ン ト 5 1 においても最小距離の識別コー ドが見つからない場合は、 さらにサンプリ ングを継続して行えば良い。 この方法は、 本例のように検出されたサンプリ ングコ一ドから識別コー ドが唯一に决定できない場合に有効であるという こ とのみならず、 認撖できた識別コー ドの確認を行う場合にも有効であ り、 検 出データの信頼性を上げることが可能である。 さ らに、 サンプリ ングを操り 返すことによ り、 得られるデ一夕が冗長的になるので誤り訂正を行う こ とが 容易とな り、 未確定のデータが増加した場合であっても指示位 を検出する ことができる。
計時装 S 1 においては、 秒針 1 1、 分針 1 2および時針 1 3の位 S (角度、 指定位 S ) が、 これらの針を運針している間に、 いずれかのタイ ミ ングで判 明すれば、 その判明した位置からステッ ピングモーター 2が駆動するステツ ビング数を参照するパルスカウ ン ト方式によって、 それ以降の針位置 （運針 位置） は制御することができる。 従って、 計時装置 1 は、 複数のサンブリ ン グポィ ン 卜で識別マークを検出してサンプリ ングコ一 ドを組み立て、 針位置 が判明するサンプリ ングコー ドが得られた時点からステッ ピングモーター 2 のステップ数による針位置制御に切り換えることができる。 このように、 計 時装置は、 本発明の位置検出装置および位置検出方法を針位置の識別するの に適した電子機器の 1 つであ り、 本発明の位置検出装置および位置検出方法 を採用するこ とによ り腕時計程度の小型の計時装置でも針の絶対位置を随時 識別することが可能になる。
また、 得られたサンプリ ングコー ドと対比する対象となる識別コー ド （基 準サンプリ ングコー ド） の範囲を限定するこ とによって、 最小距離の識別 コー ドが見つかり易く なるので、 未確定のデータが複数含まれた場合であつ ても指示位置を特定することが可能になる。 すなわち、 計時装置 1 の分針 1 2および時針 1 3のように両者のエンコーダ板があ り、 これらのエンコーダ 板が一定の位相を保ちながら連動する場合においては、 時針 1 3の位置が判 明すると分針 1 2の指示位 Sの予測が立てられる場合がある。 このような場 合は、 予め時針 1 3のエンコーダ面 2 1 cの指示位置をデコー ド し、 その後、 分針 1 2 のエンコーダ面 2 l bをサブエンコーダ面としてデコー ドする。 こ れによ り、 時針 1 3の指示位置から分針 1 2の指示位置がある程度予測でき る。 従って、 その予測できる分針 1 2の指示位置を示す予測サンプリ ングコ ー ドと、 得られたサンプリ ングコー ドとを比較することによ り、 分針 1 2の エンコーダ面 2 1 b (サブエンコーダ） の指示位置を少ないサンプリ ングデ —タあるいは誤りの多いサンプリ ングデ一夕でも楽に識別することができる。 すなわち、 分針 1 2の概略位置が判れば、 得られたサンプリ ングコー ドの 比較対象となる撖別コー ド （基準サンプリ ングコー ド） の範囲を限定できる。 このため、 複数の未確定データ 「*」 が含まれていても、 それと比較される 識別コー ドの範囲が狭いので指示位置を特定することができる。 例えば、 上 記のサンプルコー ド 「 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 j が分針 1 2 の得られたサ ンプリ ングコー ドであ り、 時針 1 3の位 gが予めデコー ドされて 3 0分未満 の位置にあることが判明していれば、 指示位雷はポイ ン ト 「 3 4」 であるこ とが簡単に特定できる。 このようにサンプリ ングポイ ン 卜の数を增やした り . 比較する識別コー ドの範囲を別の指示位 Eから限定するこ とによ り、 デコー ドは容易となる。 このため、 サンプリ ング時間が伸びるなどの影響はあるが 識別コー ドと して上述したような規則性がないデ一夕が得られる識別パター ンを用いても指示位 Sを特定するこ とができる。
〔サンプリ ング夕ィ ミ ングの調整〕
本例のエンコーダ面、 例えば秒針の指示位置を示すエンコーダ面 1 6 aは、 ステップモータ 2の駆動によ り 1ステップつづ駆動される。 従って、 あるサ ンプリ ングポイ ン トから次のサンプリ ングポイ ン ト までのエンコーダ面 1 6 aの動きは概ね第 9図のようになる。 いま、 第 8図に示してあるように、 磁 気センサ一 2 l aのサンプリ ングポイ ン トが平均的な停止位 (理想的なサ ンプリ ングポイ ン ト） R 7および R 8から反時計回り に R' 7および R' Sにず れているとする。 このケースでは、 上述したように境界 5 3に近い R'8にお けてサンプリ ングされた検出信号 0 1から得られるデータが不定 「 *」 にな る可能性が高い。 一方、 歯車 1 6はステップモータ 2によって第 9図に示す ように約 3 0〜 4 0 m s e cをかけて移動し、 その間、 第 9図に示すように 振動する。 従って、 ステップモー夕 2を駆動するパルスを供給した後、 ェン コーダ面 1 6 aが旋回して停止するまでの所定のタイ ミ ングでサンプリ ング を行う こ とによ り磁気センサー 2 1 aが識別マーク 5 0の上にあるときのデ ータを取得することが可能とな り、 データが不定 「*」 になることを防止で きる。
このため、 本例の識別部 5においてはタイ ミ ング調整回路 2 9を設けてあ り、 第 1 0図に示したようなモータ駆動パルスが出力されたこ とを制御部 6 から検出して、 その後から歯車が停止するまでの間に、 1 0〜 2 0箇所の検 出可能なタイ ミ ングをあらかじめ設定できるようになつている。 従って、 各 計時装置 1 において、 最も不定のデータが少ないサンプリ ングコー ドが得ら れる夕ィ ミ ングにサンプリ ングするタイ ミ ングを設定するこ とによ り、 理想 的なサンプリ ングポィ ン ト 5 1 にエンコーダ面が停止したのと同様の精度で 識別マーク 5 0の有無を検出するこ とができる。 また、 このようなタイ ミ ン グ調整回路 2 9 を設けておき、 サンプリ ングする側でタイ ミ ングを調整でき るようにすることによ り、 歯車の停止位置を微調整した り、 あるいは磁気セ ンサー 2 1 の位置を微調整するような手間を省く ことができる。 さ らに、 こ の夕ィ ミ ングはいったんセッ トすることによ り、 何らかの要因によ り歯車の 停止位置が変化しない限り、 再び、 タイ ミ ングを選び直す必要はない。 また、 各サンプリ ングポイ ン トにおけるエンコーダ板と磁気センサーの位相関係は ほぼ同じになるので、 各々のサンプリ ングポイ ン トにおいてタイ ミ ングを選 択する必要はなく、 モー夕の駆動パルス出力後からサンプリ ングまでの間隔 はほぼ同じに設定することによ り精度の高いサンプリ ングコー ドが得られる。 さ らに、 サンプリ ングを行うタイ ミ ングを指示位置の分解能よ り細かく設 定するこ とによってサンプリ ングデータを増やすことができるので、 誤り訂 正が行い易く なるので精度の高い位置検出を行う ことができる。 例えば、 時 針 1 3においては、 時間の把握という点で 1 2分割した位 Bのいずれを指し ているか否かが判れば良いが、 上記のような識別パターンを用いることによ り 6 0分割したサンブリ ングポイ ン トで指示位 Sを識別することができる。 従って、 時針 1 3の分解能に対し、 位 S決定のために針を動かす距離を短く することができ、 短時間に精度の高いデータが得られる。
なお、 エンコーダ板の回転スピー ドによ りタイ ミ ング調整可能時間が異な つてはく るが、 同等な効果が得られるこ とは言う までもない。
〔位置検出方法〕
第 1 1 図に、 本例の識別部 5 を用いて指示位置を検出する工程の一例を示 してある。 第 1 1 図には、 分針の指示位置を検出する工程を示してあり、 上 述したように分針の位置をデコー ドする際は、 時針の位置を反映したデコ一 ド方法を採用できるので、 そのケースを示してある。 なお、 以下に例示する 位置検出方法から、 サブエンコーダ面と して限定したデコー ドを行うステツ ブ 6 6 を除けば秒針あるいは時針の指示位置の位置検出方法も同様の工程で 行う ことができる。
本例の位雷検出工程 6 0においては、 ステップ 6 1 においてエンコーダ板
(エンコーダ面） 1 7 aを回転させながら磁気センサ一 2 1 bを用いて識別 パターン 2 0のサンプリ ングを開始する。 この際、 エンコーダ板 1 7 aは、 連続して回転させながら所定の角度 （サンプリ ングポイ ン ト） でサンプリ ン グを行っても良いし、 1ステップアングル回転した後に安定した位置でサン プリ ングを行っても良い。 また、 上述したように、 これらの中間的な状態で サンプリ ングを行う ことももちろん可能である。 各サンプリ ングポイ ン 卜に おいては、 磁気センサ一 2 l bからの検出信号を判別部 2 4で基準信号出力 部 2 6から供給された第 1 および第 2の基準信号 0 4および（0 5に基づき、 識別マークがあるこ とを確認した第 1 のデータ 「 1」 と、 識別マークがない ことを確認した第 2のデータ 「 0」 と、 識別マークが確認できなかった第 3 の信号 「氺」 を求める。
次に、 ステップ 6 2 においてサンプリ ングコー ドを形成する n個のサンブ ルが取得できたか否かを判断し、 n個のサンプリ ングが行われるまでステツ プ 6 1 を繰り返す。 本例においては、 サンプリ ングコー ドが 1 2 ビッ トなの で 1 2個のサンプリ ングが必要である。 サンプリ ングコー ドが得られるとス テツブ 6 3においてサンプリ ングコー ド中に不定を示す 「 *」 が含まれてい るか否かを判断する。 「* J がない場合はサンプリ ングコー ド中に誤り検出 されたデータがないのでステップ 6 8に移行し、 デコー ド部 2 7において R 0 M 2 8 に記億された第 5図に示した識別コー ドを用いて得られたサンプリ ングコー ドをデコー ド し、 その指示位 11を決定する。 さらに、 特定できた指 示位置を制御部 6 に出力し、 制御部 6が特定できた針位置に基づいて自動時 刻合わせなどの処理を行う。
—方、 サンプリ ングコー ドに不定を示す第 3のデ一夕 「*」 が含まれてい る場合は、 ステップ 6 4において、 上述したような識別コー ド中に表れる各 データ 「 1」 および 「 0 j の個数 （偶数） の規則性を用いて誤り訂正を行い、 訂正されたサンプリ ングコー ドを作成する。 誤り訂正処理を行った後、 ステ ッブ 6 5 において、 訂正されたサンプリ ングコー ド中に不定を示す第 3のデ 一夕 「 *」 が含まれているか否かを判断する。 第 3のデータ 「*」 がない場 合は、 サンプリ ングコー ドが訂正でき、 正しいサンプリ ングコー ドが得られ たのでステップ 6 8に移行し、 上記と同様に指示位置をデコー ドする。
—方、 訂正されたサンプリ ングコー ド中に、 まだ第 3のデータ 「*」 が含 まれている場合は、 誤り訂正が完全に行われなかったので、 ステップ 6 6に おいて時針 1 3の指示位篋に基づき、 サンプリ ングコー ドを限定された識別 コー ドと比較してデコー ドを行う。 この限定したデコードを行うステップ 6 6は、 先に時針 1 3の指示位 Sを決定する位置决定工程が実施されてお り、 時針 1 3の指示位 Sが識別されている場合に行われる。 分針 1 2のェンコ一 ダ面 1 Ί aは、 時針 1 3のエンコーダ面 1 8 aと連動して動くサブェンコ一 ダ面であ り、 その指定位置がエンコーダ面 1 8 aの指定位置に基づいて限定 できる。 このため、 上述したように、 デコー ド部 2 7で比較する識別コー ド を限定できるので、 第 3のデータ 「 *」 を含むサンプリ ングコー ドであって もデコー ドできる可能性がある。 このデコー ドの結果をステップ 6 7におい て確認し、 指示位 Sを特定できた場合は、 ステップ 6 9に移行し特定できた 指示位置を制御部 6に出力する。
ステップ 6 7 の処理においてもサンブリ ングコ一ドから指示位 Sを特定で きない場合はさらにステップ 6 1 に戻って次のサンプリ ングポィ ン トのデ一 タを取得し、 指示位置が特定できるまで上記の各ステップを繰り返す。 指示 位置が特定できた場合であっても、 さ らにサンプリ ングを繰り返し、 複数の 指示位置を特定してそれらの指示位置に相互に妥当な値であるかを判断する 処理を行い指示位置の信頼性を高めることも可能である。
このよう に、 本例の計時装置 1 においては識別部 5 を用いて秒針 1 1、 分 針 1 2および時針 1 3の指示している位置を自動的に認識することができる , 従って、 認識された指示位置に基づき早送り などの処理を行って自動的に時 刻合わせを行う こ とが可能である。 このため、 本例の計時装置 1 には、 時刻 表示が停止していた後に現在時刻に復帰する機能、 あるいは、 標準時刻の異 なる地域において自動的にその地域の標準時刻に修正する機能、 さ らに、 標 準時刻に対する狂いを補正する機能などを組み込むことが可能になる。
上記に例示した位置検出を行う識別部 5 は、 専^の論理ゲー ト I Cなどを 用いてハー ドウェア的に構成するこ とができる一例であり、 これに限られず 請求の範囲に記載された機能を備えた装置であれば良いこ とはもちろんであ る。 また、 マイ クロプロセ ッサーを用い、 上述した位置検出工程 6 0の各処 理を実行する命令を備えたプログラムを用いて識別部の機能を実現すること も可能である。 この位置検出用のプログラムは、 R O M 2 8などのプロセッ サ一に読み取り可能な記録媒体に記録して計時装置などに収納し、 また、 提 供することも可能である。 識別部をソフ ト ウエアを用いて実現する場合は、 磁気センサーからの検出信号を増幅したのち、 デジタル変換してソフ ト ウェ ァ処理に適した状態にすることが望ま しい。
また、 本例の計時装懞 1 には運針用の歯車の表面に付加できる識別パター ンと、 この識別パターンを検出するホール素子などの非常に小型の検出セン サーを用いているので、 腕時計などの小型で軽量化された装 S内にも簡単に 組み込むことができる。 さ らに、 上記例では、 運針を 1 つのモータで行う夕 イブの計時装 Sによ り説明しているが、 複数のモータを用いて運針を行う こ とも可能であ り、 秒針、 分針および時針の指示位置を検出する処理を同時に スター トさせるこ とも可能である。
なお、 上記例ではエンコーダ側を移動した場合を示してあるが、 センサー 側を移動してその指示位置を決定するこ とももちろん可能であ り、 ェンコ一 ダおよびセンサーの両方を動かした場合であっても指示位置を特定すること ができる。 さ らに、 上述した識別パターンは一例であ り、 これに限定される ものではなく 、 すでに説明したように、 識別マークに奇数のサンブリ ングポ イ ン トを与えるといった規則性を採用することも可能であ り、 この場合は、 不定になるこ とを考慮すると 1 つの識別マークに少なく とも 3つのサンプリ ングポイ ン トを割 り当てる必要がある。 さらに、 本例では、 エンコーダ板に 硬磁性薄膜を用いて識別パターンを付与している例を説明しているが、 磁性 膜の代わ りにエンコーダ板に磁気ペース トなどを充填して識別パターンを作 成したり、 あるいは反射式などの光学旳な識別パターンを設けておき光ピッ クア ップなどを用いて光学的に識別パターンを検出するなど、 他の検出方式 を採用することももちろん可能である。
また、 上記では本発明を適用した電子機器としての計時装置に基づき、 そ の表示装置である時針、 分針あるいは秒針の位置を検出する例を示してある が、 本発明が計時装置に限定されるものではなく、 回転式のスピー ドメータ などの表示装 Sや、 さ らに、 プリ ン夕の印字ヘッ ドの位置決めなどのリニア な装 Sの位置検出および制御にも適用できることはもちろんである。 例えば、 自動車等のアナログ式スピー ドメータは現在でも多く の車両に採用されてい るが、 指示速度と実際の車速には通常誤差がある。 そこで、 本発明の位置検 出装置および位 S検出方法を用いて指示位置を認識し、 外部よ り実際の車速 情報を受けることによ り、 車速表示の誤差補正が可能となる。 これによ りス ピ一 ドメ一夕の信頼性を向上でき、 例えば、 特に車速表示の誤差が大き くな る指定タイヤ以外を装着した車両などに対しても精度の高い車速を表示する ことができる。
さ らに、 本発明の針位 S検出装置および検出方法を用いることによ り、 通 常運針時においても、 I Cを用いたモー夕パルスカウン ト方式による運針位 S情報と、 本願の針位置検出による運針位置情報の比較確認を定期的に行い、 ズレがあるときは運針にミス リがあったと判断し表示位置に補正を加えると いった補正機能を備えた計時装置および補正装置を提供するこ とも可能であ り、 表示時刻のさ らなる高精度化が達成できる。
以上に説明したように、 本発明においては、 表面から検出可能なように離 散旳に複数の識別マークが付されたエンコーダ板を採用し、 このエンコーダ 板を移動し、 その識別マークを複数回サンプリ ングするこ とによって絶対的 な位置を検出するようにしている。 さらに、 識別マークを誤検出したデータ によ り指示位置が誤って解釈されないように、 識別マークが確認できなかつ たこ とを示す第 3のデータを設け、 識別マークの規則性を用いて不定となつ た第 3のデータを誤り訂正できるようにしている。 従って、 本発明の位 S検 出装 tlにおいては、 識別マークが一部検出できないような場合であっても、 サンプリ ングし直すことな く短時間に正しい位置を識別できる。
また、 本発明の位置検出装 および位 S検出方法においては、 各々のサン プリ ングポイ ン トには 1 ビッ ト分のデータを用意しサンプリ ングすれば良く、 これらを複数合わせてサンプリ ングコー ドと してデコー ド して正確で絶対的 な指示位置を検出することができる。 従って、 識別マークを検出する識別マ —ク検出装置のセンサーは 1つで良く、 位置検出装置の構成が非常に簡略化 され、 信頼性も向上できる。 さ らに、 エンコーダ板の相対的な移動速度は低 くても良く、 ステップ的に移動させても指示位置を示すデータを得るこ とが できるので、 腕時計などの小型で携帯に適した装置に適しており、 計時装 S の針位置を検出して自動時刻合わせを行うなどの機能を搭載するこ とが可能 になる。
また、 複数個のサンブリ ングポィ ン トで得られたサンプリ ングコー ドから 指示位 Bを决定できるので、 サンプリ ングコ一ドの中に誤検出を示すデータ 含まれていても誤った位置を識別しないようにすることができる。 さ らに、 識別マークの規則性を用いて誤り訂正を行った後に位置をデコー ドする検出 方法も採用するこ とができ、 短時間で確実に指示位 Sを識別するこ とができ る。
さ らに、 本発明においては、 識別マークの検出装置と同一の特性を備えた 環境条件を検出する検出装置を設け、 璟境条件の変化に応じてサンプリ ング された検出信号を判別する基準信号の強度を補正するようにしている。 この ため、 温度変化や外部のノイズなどの影響を除いて正確に識別マークを検出 することができ、 精度が高い情報を得ることができる。 また、 本発明の位置 検出装置においては、 サンプリ ングするタイ ミ ングを調整して組立誤差によ る固体差を吸収するなどの手段を備えており、 短時間で確実に指示位置を决 定するこ とができる。 産業上の利用可能性
本発明の位置検出装 Sおよび位 ¾検出方法は、 簡易な構成によ り針位 Sな どの絶対位置を識別することができるので、 計時装置などの小型の装 ゃ携 帯型の装 Sの表示装 Sの位 Sを自動認識するのに好適であ り、 その結果に基 づき補正や時刻合わせなどを行うのに適している。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 複数の識別マークが表面から検出可能なように離散的に付されたェン コーダ板と、
前記エンコーダ板の識別マークを検出可能な識別マーク検出装 ¾と、 前記エンコーダ板と前記識別マーク検出装置を相対的に移動し、 複数のサ ンブリ ングポィ ン トにおいて前記識別マークの有無を順番にサンプリ ングし て得られたサンプリ ングコー ドに基づき、 前記識別マーク検出装 Eが対峙す る前記エンコーダ板の指示位置を識別可能な識別装置とを有するこ とを特徴 とする位置検出装置。
2 . 請求項 1 において、 前記識別装 は、 各サンプリ ングポイ ン トにおい て識別マークが有るこ とを確認した第 1 のデ一夕、 識別マークがないこ とを 確認した第 2 のデータ、 および锇別マークが確認できなかった第 3のデ一夕 を出力する識別マーク判別装置と、
前記識別マーク判別装置から得られた前記第 1、 第 2 または第 3のデ一夕 のいずれかからなるサンプリ ングコー ドをデコー ド して前記エンコーダ板の 指示位置を蛾別するデコーダとを備えていることを特徴とする位置検出装置
3 . 請求項 2 において、 前記識別マーク検出装置は、 識別マークの有無に よって信号レベルが高低に変動する検出信号を出力可能なセンサーを備えて おり、
前記識別マーク判別装置は、 前記センサーからの検出信号が第 1 の基準信 号よ り高いときに前記第 1 のデータを出力する第 1 の比較装置と、 前記セン サ一からの検出信号が前記第 1 の基準信号よ り低い第 2の基準信号よ り低い ときに前記第 2のデ一夕を出力する第 2の比較装 gとを備えているこ とを特 徴とする位 S検出装置。
4 . 請求項 3において、 前記第 1 の基準信号は識別マークがないときに前 記センサーから出力される検出信号の最大値よ り も高く、 前記第 2 の基準信 号は識別マークがあるときに前記センサーから出力される検出信号の最小値 よ り も低いこ とを特徴とする位置検出装置。
5 . 請求項 3 において、 前記識別マーク検出装置と同一の測定対象に対し ほぼ同一の特性を備えた環境条件を検出可能な環境条件検出装置と、 この環境条件検出装置の検出結果によ り、 前記第 1および第 2 の基準信号 および前記検出信号の少な く ともいずれかの信号レベルを補正可能な補正装 置とを有する ことを特徴とする位置検出装置。
6 . 請求項 1 において、 前記エンコーダ板には、 前記サンプリ ングを予定 した理想サンプリ ングポイ ン トを偶数個含むサイズの識別マークが、 前記理 想サンプリ ングポイ ン トを偶数個含むサイズのスペースを開けて付されてお 、
前記識別装置は、 これら識別マークとスペースの境界を複数通過するよう にサンプリ ングされたサンプリ ングコー ドに基づき前記エンコーダ板の指示 位置を識別可能であることを特徴とする位置検出装置。
7 . 請求項 1 において、 前記エンコーダ板には、 前記サンプリ ングを予定 した理想サンプリ ングボイ ン トを偶数個または 3以上の奇数個のいずれか一 方を含むサイズの識別マークが、 前記理想サンプリ ングポィ ン トを偶数個ま たは 3以上の奇数個のいずれか一方を含むサイズのスペースを開けて付され ており、
前記識別装置は、 これら識別マークとスペースの境界を複数通過するよう にサンプリ ングされたサンプリ ングコー ドに基づき前記エンコーダ板の指示 位 Sを識別可能であることを特徴とする位置検出装置。
8 . 請求項 1 において、 前記エンコーダ板を前記識別マーク検出装 Sに対 しステップ的に移動可能な移動装置と、
前記エンコーダ板を相対的に移動する夕イ ミ ングに対し、 サンプリ ングす るタイ ミ ングを調整可能なタイ ミ ング調整装置とを有することを特徴とする 位置検出装 E。
9 . 請求項 1 において、 前記ニンコーダ板の指示位 の分解能よ り、 サン プリ ングボイ ン トの分解能の方が小さいことを特徴とする位置検出装置。
1 0 . 請求項 1 において、 前記エンコーダ板は計時装置の秒針、 分針また は時針の少な く ともいずれかと速動して回転することを特徴とする位置検出 装置。
1 1 . 請求項 1 において、 前記エンコーダ板の表面に磁性薄膜によって識 別マークが付されてお り、 前記識別マーク検出装置は前記磁性薄膜を検出可 能な磁気センサーを備えているこ とを特徴とする位置検出装翬。
1 2 . 複数の識別マークが表面から検出可能なように離散的に付されたェ ンコーダ板であって、
サンプリ ングを予定した理想サンブリ ングポイ ン トを偶数個含むサイズの 識別マークが、 前記理想サンブリ ングポイ ン トを偶数個含むスペースを開け て付されてお り、
前記ェンコ一ダ板で示される指示位 Sを識別する際に識別マークとスぺー スの境界を複数通過するようにサンプリ ングが行われることを特徴とするェ ンコーダ板。
1 3 . 複数の識別マークが表面から検出可能なように離散的に付された二 ンコーダ板であって、
サンプリ ングを予定した理想サンプリ ングポイ ン トを偶数個または 3以上 の奇数個のいずれか—方を含むサイズの識別マークが、 前記理想サンブリ ン グポイ ン トを偶数個または 3以上の奇数個のいずれか一方を含むスペースを 開けて付されてお り、
前記エンコーダ板で示される指示位置を識別する際に識別マークとスぺー スの境界を複数通過するようにサンプリ ングが行われるこ とを特徴とするェ ンコーダ板。
1 4 . 複数の識別マークが表面から検出可能なように離散的に付されたェ ンコーダ板に対し、 それらの識別マークを検出可能な識別マーク検出装鬣を 相対的に移動し、 複数のサンプリ ングポイ ン トにおいて前記識別マークの有 無を順番にサンプリ ングして得られたサンプリ ングコー ドに基づき、 前記識 別マーク検出装置が対峙する前記エンコーダ板の指示位置を識別する位置検 出工程を有することを特徴とする位置検出方法。
1 5 . 請求項 1 4において、 前記エンコーダ板には、 前記識別マークが前 記サンプリ ングを予定した理想サンプリ ングポイ ン トを偶数個含むサイズで 前記理想サンプリ ングボイ ン トを偶数偭含むスペースを開けて付されており、 前記位置検出工程は、 サンプリ ングボイ ン トにおいて識別マークが有るこ とを確認した第 1 のデータ、 識別マークがないこ とを確認した第 2のデータ、 および識別マークが確認できなかった第 3のデータを求める第 1 の工程と、 前記第 3のデータをその前後の第 1 または第 2のデータの個数によって訂 正したサンプリ ングコー ドを作成する第 2の工程と、
前記サンプリ ングコー ドをデコー ド して前記エンコーダ板の指示位置を判 別する第 3の工程とを有するこ とを特徴とする位置検出方法。
1 6 . 請求項 1 4において、 前記エンコーダ板は計時装置の秒針、 分針ま たは時針の少なく ともいずれかと連動して回転することを特徴とする位簠検 出方法。
1 7 . 請求項 1 4において、 前記位 S検出工程に続き、
表面から検出可能なように識別マークが付され前記エンコーダ板に速動し て動くサブエンコーダ板の複数のサンプリ ングポイ ン トにおいて前記識別マ ークの有無を順番にサンプリ ングして得られたサンプリ ングコー ドに基づき 前記サブエンコーダ板の指示位 Sを識別する第 2 の位置検出工程を有し、 この第 2 の位置検出工程は、 前記エンコーダ板の指示位 Sから予想される 前記サブエンコーダ板の指示位 Sを示す限定された基準サンプリ ングコー ド と得られたサンプリ ングコー ドとを比較し、 前記サブエンコーダ板の指示位 置を識別する工程を有することを特徵とする位置検出方法。
1 8 . 請求項 1 7において、 前記エンコーダ板は計時装 の時針と連動し て回 し、 前記サブエンコーダ板は前記計時装置の分針と連動して回転する ことを特徴とする位 as検出方法。
1 9 . 請求項 1 に記載の位 s検出装置と、
秒針、 分針および時針の少なく ともいずれかとを有する計時装置であって、 前記エンコーダ板または識別マーク検出装置の少な く ともいずれかが前記秒 針、 分針または時針の少なく ともいずれかと速動して回転することを特徴と する計時装雷。
2 0 . 請求項 1 に記載の位 S検出装 Sと、 前記エンコーダ板または識別マ ーク検出装置の少な く ともいずれかと連動して動く表示装置とを有するこ と を特徴とする電子機器。
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JP (1) JP3440470B2 (ja)
CN (1) CN1133867C (ja)
DE (1) DE69719148T2 (ja)
HK (1) HK1017920A1 (ja)
WO (1) WO1997045705A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0952426A1 (fr) 1998-04-24 1999-10-27 Asulab S.A. Pièce d'horlogerie comprenant un dispositif de détection magnétique ou capacitif d'au moins une position angulaire de référence d'une roue de cette pièce d'horlogerie
EP0969266A1 (fr) * 1998-07-01 2000-01-05 Asulab S.A. Dispositif comprenant au moins deux roues coaxiales et des moyens de détection de leurs positions angulaires
EP1050784A1 (fr) * 1999-05-06 2000-11-08 Asulab S.A. Pièce d'horlogerie comprenant des moyens de repérage de la position angulaire d'indicateurs coaxiaux d'affichage analogique
US6307814B1 (en) 1998-06-29 2001-10-23 Asulab S.A. Device including at least two coaxial wheels and means for detecting the angular position thereof and method for detecting said angular positions
US6454458B1 (en) 1999-05-06 2002-09-24 Asulab S.A. Timepiece including means for indicating the angular position of coaxial analogue display indicators
JP2004157142A (ja) * 2004-03-01 2004-06-03 Seiko Epson Corp 計時装置および計時装置の制御方法
JP2011013187A (ja) * 2009-07-06 2011-01-20 Tokai Rika Co Ltd 位置検出装置及びシフト装置

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11211862A (ja) * 1997-11-19 1999-08-06 Seiko Epson Corp 情報処理装置
JP2002340506A (ja) * 2001-05-11 2002-11-27 Seiko Instruments Inc 位置検出装置及びこれを用いた時計針位置検出装置
DE10161854B4 (de) * 2001-12-17 2005-01-13 Eurochron Gmbh Funkuhrwerk mit Detektor für die Zeigerstellung
US20030113573A1 (en) * 2001-12-19 2003-06-19 Pepin John Graeme Thick film composition yielding magnetic properties
DE60318689T2 (de) * 2002-03-04 2009-01-15 Citizen Holdings Co., Ltd. Elektrische uhr
TW558677B (en) * 2002-08-02 2003-10-21 Chih-Hao Yiu Device for detecting angular position
DE10244547B4 (de) 2002-09-25 2010-11-11 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Verfahren und Positionsmesseinrichtung zur Bestimmung einer absoluten Position
JP2004184405A (ja) * 2002-11-21 2004-07-02 Seiko Instruments Inc 針位置検出装置及びこれを用いた電子時計
US20040233792A1 (en) * 2003-04-04 2004-11-25 Evertz Microsystems Ltd. Analog clock
JP3974893B2 (ja) * 2003-12-09 2007-09-12 ファナック株式会社 エンコーダ
EP1607808B1 (fr) * 2004-06-15 2010-08-25 Asulab S.A. Procédé de synchronisation de l'affichage analogique d'une piece d'horlogerie avec une base de temps électronique de celle-ci
US7154818B2 (en) * 2004-10-12 2006-12-26 Ele Gancy Tleleancy Co., Ltd. Radio controlled clock movement control system
SE529125C2 (sv) * 2005-03-02 2007-05-08 Tetra Laval Holdings & Finance Sätt och anordning för att bestämma läget hos ett förpackningsmaterial med magnetiska markeringar
US7463168B2 (en) * 2006-07-21 2008-12-09 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Encoder
EP1909150B1 (fr) 2006-10-03 2009-01-07 The Swatch Group Research and Development Ltd. Pièce d'horlogerie comportant des moyens pour déterminer la position angulaire d'un indicateur analogique de cette pièce d'horlogerie
DE102007045362A1 (de) 2007-09-22 2009-04-02 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmesseinrichtung
JP4488049B2 (ja) * 2007-09-28 2010-06-23 カシオ計算機株式会社 針位置検出装置
JP4596002B2 (ja) * 2007-12-25 2010-12-08 カシオ計算機株式会社 針位置検出装置および針位置検出方法
JP4623140B2 (ja) * 2008-05-28 2011-02-02 カシオ計算機株式会社 針位置検出装置および針位置検出制御方法
EP2347416A4 (en) * 2008-11-20 2012-05-30 Lsi Corp SYSTEMS AND METHOD FOR NOISE-REDUCED DATA DETECTION
JP5150604B2 (ja) * 2008-12-10 2013-02-20 ローム アンド ハース カンパニー 水素ガスの生成方法
CN101576397B (zh) * 2008-12-11 2011-09-14 联合汽车电子有限公司 非接触式数字信号档位传感器及其使用方法
US8430402B2 (en) * 2009-10-25 2013-04-30 Greenwave Reality Pte Ltd. Networked light bulb with color wheel for configuration
JP4985752B2 (ja) 2009-12-10 2012-07-25 カシオ計算機株式会社 針位置検出装置および電子時計
US20130060521A1 (en) * 2010-04-12 2013-03-07 Tetsuya Shimizu Displacement sensor and method for detecting displacement
CN101976035B (zh) * 2010-10-14 2012-10-03 烟台持久钟表集团有限公司 一种时钟钟针位置检测装置及检测方法
WO2012157729A1 (ja) * 2011-05-18 2012-11-22 シチズンホールディングス株式会社 電子時計
JP5447613B2 (ja) * 2012-07-30 2014-03-19 カシオ計算機株式会社 アナログ電子時計
JP5630510B2 (ja) * 2013-02-05 2014-11-26 カシオ計算機株式会社 アナログ電子時計
US20140293755A1 (en) * 2013-03-28 2014-10-02 Meta Watch Oy Device with functional display and method for time management
CH708234B1 (fr) * 2013-06-27 2015-05-15 Soprod Sa Dispositif portatif multifonctions contrôlé par information externe.
CN104457801A (zh) * 2014-10-30 2015-03-25 贵州航天凯山石油仪器有限公司 一种适用于井下作业的电机编码器
JPWO2017104674A1 (ja) * 2015-12-18 2018-09-27 日本電産株式会社 モータモジュールおよびモータ認証方法
US9829863B1 (en) * 2016-05-13 2017-11-28 Charles Richard Bird Digital-to-digital correction unit for analog clock display
CN106730401B (zh) * 2016-12-08 2023-07-18 吉林省科英医疗激光有限责任公司 一种快速识别手具治疗头类别的手具装置及抗干扰识别方法
US10578463B2 (en) * 2016-12-19 2020-03-03 Microchip Technology Incorporated Detection of defects in motor position decoder system
JP2018185210A (ja) * 2017-04-25 2018-11-22 セイコーエプソン株式会社 エンコーダー、プリンターおよびロボット
JP6791033B2 (ja) * 2017-06-16 2020-11-25 株式会社デンソー ポジションセンサ
JP2019066235A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 セイコーエプソン株式会社 エンコーダー、プリンターおよびロボット
US11662227B2 (en) 2018-01-12 2023-05-30 Honeywell International Inc. Magnetic encoding for smart position sensor range extension
JP7087879B2 (ja) * 2018-09-25 2022-06-21 セイコーエプソン株式会社 ムーブメントおよび電子時計
CN110673461A (zh) * 2019-09-23 2020-01-10 江苏乐芯智能科技有限公司 一种手表指针位置识别和手表对时的方法
CN110658714A (zh) * 2019-09-23 2020-01-07 江苏乐芯智能科技有限公司 一种可自动识别指针位置的手表
CN113075876B (zh) * 2021-03-31 2022-06-10 安徽华米信息科技有限公司 可穿戴设备、物理指针校准方法、电子设备及存储介质
CN113240971B (zh) * 2021-04-07 2023-03-10 顺德职业技术学院 一种用于示教设备的识别器件
CN113359632B (zh) * 2021-06-09 2023-11-07 江苏徐工工程机械研究院有限公司 多工序物料输运系统及控制方法
CN115900775A (zh) * 2021-08-20 2023-04-04 美的威灵电机技术（上海）有限公司 编码器及其位置补偿方法、装置和存储介质
CN113992552A (zh) * 2021-10-21 2022-01-28 奇瑞商用车（安徽）有限公司 汽车can/canfd物理层系统测试装置及方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4374622A (en) * 1979-01-29 1983-02-22 Casio Computer Co., Ltd. Digital alarm timepiece with setting pointer
JPS57175211A (en) * 1981-04-23 1982-10-28 Hitachi Constr Mach Co Ltd Angle detector of rotating body
DE3228810A1 (de) * 1982-08-02 1984-02-09 Henkel Kgaa Sebosuppressive kosmetische mittel, enthaltend diarenoyldisulfide
US4914437A (en) * 1986-12-04 1990-04-03 Regents Of The University Of California Encoder for measuring both incremental and absolute positions of moving elements
DE3828810A1 (de) * 1988-08-25 1990-03-01 Kienzle Uhrenfabriken Gmbh Vorrichtung zur anzeigestellungsdetektion fuer eine analoge elektronische uhr, insbesondere eine funkgesteuerte uhr
DE3910873A1 (de) * 1989-04-04 1990-10-18 Stahl R Foerdertech Gmbh Positionsmessvorrichtung fuer kran- und elektrohaengebahnen
US5438330A (en) * 1991-10-28 1995-08-01 Nikon Corporation Absolute encoder
US5418362A (en) * 1993-05-27 1995-05-23 Lusby; Brett L. Encoder for determining absolute linear and rotational positions
US5534691A (en) * 1994-09-12 1996-07-09 Ivac Corporation System for determining pumping mechanism position while limiting volume of fluid pumped
US5825307A (en) * 1997-02-05 1998-10-20 Perception Incorporated Absolute linear encoder and method of production utilizing index and counter channels

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0952426A1 (fr) 1998-04-24 1999-10-27 Asulab S.A. Pièce d'horlogerie comprenant un dispositif de détection magnétique ou capacitif d'au moins une position angulaire de référence d'une roue de cette pièce d'horlogerie
US6330207B1 (en) 1998-04-24 2001-12-11 Asulab S.A. Timepiece including a magnetic or capacitive device for detecting at least one reference angular position of a wheel of said timepiece
US6307814B1 (en) 1998-06-29 2001-10-23 Asulab S.A. Device including at least two coaxial wheels and means for detecting the angular position thereof and method for detecting said angular positions
EP0969266A1 (fr) * 1998-07-01 2000-01-05 Asulab S.A. Dispositif comprenant au moins deux roues coaxiales et des moyens de détection de leurs positions angulaires
EP1050784A1 (fr) * 1999-05-06 2000-11-08 Asulab S.A. Pièce d'horlogerie comprenant des moyens de repérage de la position angulaire d'indicateurs coaxiaux d'affichage analogique
US6454458B1 (en) 1999-05-06 2002-09-24 Asulab S.A. Timepiece including means for indicating the angular position of coaxial analogue display indicators
JP2004157142A (ja) * 2004-03-01 2004-06-03 Seiko Epson Corp 計時装置および計時装置の制御方法
JP2011013187A (ja) * 2009-07-06 2011-01-20 Tokai Rika Co Ltd 位置検出装置及びシフト装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0841538B1 (en) 2003-02-19
DE69719148D1 (de) 2003-03-27
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JP3440470B2 (ja) 2003-08-25
CN1197509A (zh) 1998-10-28
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HK1017920A1 (en) 1999-12-03
EP0841538A4 (en) 1999-08-18
US6038523A (en) 2000-03-14
CN1133867C (zh) 2004-01-07

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Denic et al. New type of position encoder with possibility of direct zero position adjustment

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