贯通状态判别装置以及电子钟表的制作方法

专利名称：贯通状态判别装置以及电子钟表的制作方法
技术领域：
本发明涉及判别设置在多个移动部件上的透过孔的重合状态的贯通状态 判别装置以及纟企测模拟显示部上的使指针移动的齿轮的透过孔的重合状态来 检测指针位置的电子钟表。
技术背景已知有4妄收标准电波并与该标准电波的时刻编码 一致来自动地{务正点刻 的偏离的模拟显示钟表。另外，还有通过对操作按钮进行操作，利用电驱动使 指针旋转来进行例如警报时刻的设定等各种功能设定的电子钟表。这种功能是 在电子钟表的控制部识别出了指针位置的状态下，通过旋转驱动指针来实现。在具有模拟显示部的电子钟表中，在钟表接触到强磁场时、钟表受到强的 冲击时，指针位置会从控制部识别的位置偏离。这种情况下，不把实际的指针 位置修正到控制部识别的指针位置的话，指针所表示的时刻就会有偏差。对此， 近年的电子钟表中，在内部设置指针位置检测机构，每隔规定时刻确认指针位 置是否偏离。此外，还开发了具备在检测到指针位置偏离时自动修正指针位置 的功能的钟表。作为指针位置检测机构，已知的有例如特开2000-162336号公报中公布的 那种在与指针联动的齿轮上设置通孔等透过孔，用光中止器检测该孔的构造。此外，作为与本发明关联的现有技术，已知的有以下技术，例如，在特开 2007-40863号公报中公布了为了通过外部光入射到检测指针位置的光传感器 不会误检测，将光中止器的受光元件配置在外部光不易入射的表盘侧，将发光 元件配置在手表的背盖侧的技术。此外，在特开2002-42262号公报中公布了， 在用光传感器检测火灾来进行告知的火灾检测器中，在试验时在外部光很大的 场合使该试验无效的技术。此外，在特开平05-199178号公报中公布了在遥控
装置的受光部设置两个受光传感器来检测出外部杂乱光，为了使外部杂乱光的 影响变小而对两个受光传感器的传感器信号进行不同的加权，来进行遥控信号 的接收的技术。如专利文献2所示，通过用光中止器检测出齿轮的透过孔来检测出指针位 置的结构中，在外部光入射到光中止器的受光元件的场合有成为误检测的可能 性。外部光从表盘中央的指针孔进入钟表内部的场合多，因钟表的多功能化， 用液晶面板或太阳能面板形成表盘的场合，由于指针孔的尺寸精度稍微下降， 从而进入钟表内部的外部光稍《敖变多。此外，在钟表内部由于光被各种部件杂乱反射，难以通过改变光中止器的 配置来使进入钟表内部的外部光不入射到受光元件。再有，在光中止器，通常从发光元件使光输出，其隔着具有透过孔的移动 部件被受光元件接收，.受光强度到达规定阈值以上的场合，判断为两者间有透 过孔。此外，如果是用微机等数字式控制电路判别有无透过孔的回路结构的话，通常是将光中止器的受光强度进行AD转换读入，比较该值和阔值判别有无透 过孔。特别地，在阈值设定成可按数字化值可变地设定的场合，如上述那样， 通常是受光元件的受光强度^皮AD转换而读取。然而，在使用一般的逐次比较型AD转换器的场合，由于AD转换所花的 时间根据分辨率而需要多个时钟脉冲的时间，在多次连续进行透过孔的判断的 场合，有直到见到透过孔所花的时间变长的问题。这种问题在例如模拟显示钟 表的指针修正处理中，使指针高速旋转时来探测多个齿轮到达规定的配置时变 得显著。此外，在AD转换时，由于需要从发光元件连续输出光，AD转换所花的 时间变长的话，有发光元件的发光时间也相应地变长，消耗电力增加之类的问 题。这种问题在采用电池驱动的手表中多用AD转换的透过孔的形成判断方法 的场合变得显著。此外，上述因外来光而使通孔的检测精度下降的问题、因对受光强度进行 AD转换而对于多次判断浪费时间和电力的问题不限于模拟显示钟表，在各种 装置利用了用光中止器检测移动部件的透过孔的构造的场合都会同样地产生。 发明内容本发明的目的是提供能够排除外部光的影响一直进行正确的有无透过孔 的判断的贯通状态判断装置。为了达到上述目的，本发明的贯通状态判别装置(13、 34、 35)具备利 用电的驱动进行发光的发光元件(Dl);具有使光通过的透过孔的移动部件 (20、 23、 25、 27);以及接受光并输出表现受光强度的检测信号的受光元件 (Trl )，并且上述发光元件和上述受光元件配置成上述移动部件的透过孔来到 规定位置时，使光通过该透过孔从上述发光元件向上述受光元件行进，其特征 在于，具备外来光强度设定机构(34、 35),在使上述发光元件处于非发光的状态下， 读入从上述受光元件输出的检测信号，并将该检测信号的大小设定为外来光的 强度；以及，判别机构(341、 342、 35)，在利用该外来光强度设定机构设定了外来光 的强度之后，使上述发光元件处于发光状态并读入从上述受光元件输出的4全测 信号，并且使用于与该检测信号进行比较的阈值仅偏移与上述外来光的强度对 应的部分，比较该偏移后的阚值和上述检测信号的值，并根据该比较结果来判 别上述移动部件的透过孔是否位于规定位置上。根据本发明，通过使发光元件处于非发光状态，读入从上述受光元件输出 的检测信号，并将该检测信号的大小设定为外来光的强度之后，使上述发光元 件处于发光状态并读入从上述受光元件输出的检测信号，并且使用于与该检测 信号进行比较的阈值仅偏移与上述外来光强度对应的部分，比较该偏移的阔值 和上述检测信号的值，能够根据该比较结果来判别上述移动部件的透过孔是否 位于规定位置上。因此，具有排除外部光的影响而高精度地进行移动部件的透 过孔的检测之类的效果。


附图組成详细说明的一部分，解说本发明的优选实施方式，与以上的大致 描述和以下给出的优选实施方式的详细描述一起解释本发明的宗旨。 图l是表示本发明的实施方式的钟表模块的主视图。 图2是图1的钟表模块的箭头II-II线剖视图。
图3是从背盖侧观察使指针旋转的齿轮的结构的后视图。图4是表现形成于秒针轮上的孔部的主视图。图5是表示带有孔部的分针轮和三号轮的组合的主视图。图6是表示形成于时针轮上的孔部的主视图。图7是表示钟表模块的电路结构的方块图。图8是详细地表示了作为光通状态判别装置发挥作用的图7的检测部和其 周边部分的电路结构图。图9是表示利用钟表模块的CPU实行的主控制处理的处理顺序的流程图。 图10是表示主控制处理的步骤S3的指针位指检测处理的处理顺序的流程图。图11是表示指针位置检测处理的步骤S12的孔有无检测处理的详细顺序 的流程图。图12是说明图11的孔有无^f企测处理中的发光部和受光部的动作的关系的 时间图。图13是表示在孔有无检测处理中判别为开孔状态的一例的说明图。 图14是表示在孔有无检测处理中判别为闭孔状态的一例的说明图。 图15是表示齿轮的齿隙引起的孔开闭状态的变化的说明图。 图16是说明表示孔有无检测处理中的传感器输出和阈值的关系的第一例 的图表。图17是说明表示孔有无检测处理中的传感器输出和阈值的关系的第二例 的图表。图18是表示在主控制处理的开关处理中进行规定的开关操作的场合实行 的修正模式处理的处理顺序的流程图。图19是表示孔有无检测处理的其他实施方式的流程图。图20是说明图19的孔有无4全测处理中的发光部和受光部的动作的关系的 时间图。
具体实施方式
以下基于附图对本发明的实施方式进行说明。图18、图1是表示本发明的实施方式的钟表模块的主视图，图2是其箭
头II - II线剖-见图，图3是从背盖侧观察使指针旋转的齿轮机构的后视图。该实施方式的钟表模块1例如是通过电子控制使指针旋转的成为电子模 拟手表的主体的构件。在钟表模块1的正面侧，在防风玻璃罩的下侧设有表盘5以及太阳能电池板9，该表盘5和太阳能电池板9正面侧被覆盖且周围被主 体框TK包围，而使内部机构被遮光。在表盘5和太阳能电池板9的中央，设 有4吏秒针轴20a、分针轴25a、时针轴27a从内部才几构向前面侧通过的通孔5a、 9a，在这些轴20a、 25a、 27a的突出部位分別固定有秒针2、分针3和时针4。 并且，通过各轴20a、 25a、 27a进行旋转，秒针2、分针3和时针4在表盘5 上旋转以表示时刻。如图2所示，固定有时针4的时针轴27a和固定有分针3的分针轴25a是 中空管状的轴，分针轴25a在时针轴27a中通过，秒针轴20a在分针轴25a中 通过，这些秒针轴20a、分针轴25a以及时针轴27a处于以同 一旋转轴为中心 而可旋转的状态。这些秒针轴20a、分针轴25a以及时针轴27a分别固定在以相互重合的方 式配置在表盘5的背面侧的三个齿轮即秒针轮20、分针轮25以及时针轮27 的旋转中心位置上。这些秒针轮20、分针轮25以及时针轮27处于相互以同 一旋转轴为中心的可旋转的状态。在图3中，分针轮25和时针轮27配置成重 合在与秒针轮20同心的位置的状态。另外，如图3所示，该钟表才莫块1的驱动系统与旋转驱动秒针2的第一驱 动系统11和使时针4和分针3联动地进行旋转驱动的第二驱动系统12分开， 这两个系统的驱动系统11、 12可分别独立驱动。第一驱动系统11由第一步进 马达17、五号轮18和秒针20构成，并构成为第一步进马达17的转子17c的 运动传递到转子小齿轮17d、五号轮18、五号轮小齿轮18a、秒针轮20,从而 使秒针轮20以及秒针2旋转。第二驱动系统12由第二步进马达22、中间轮23、三号轮24、分针轮25、 图示省略的日期的背面轮、时针轮27等构成，第二步进马达22的转子22c的 运动传递到转子小齿轮22d、三号轮24、三号轮小齿轮24a、中间轮23、中间 小齿轮23a、分针轮25,并且从分针轮25的小齿轮25b传递到日期的背面轮、 曰期的背面轮的小齿轮26a (参照图2 )、时针27,从而分针轮25及分针3和
时针轮27及时针4联动进行旋转。还有，在图2中，6是上部壳体，7是下部壳体，IO是电路板，14 16是 保持各齿轮的轴的轴承板，17a是第一步进马达17的线圈组件，17b是第一步 进马达17的转子，22a是第二步进马达22的线圈组件，22b是第二步进马达 22的转子。另外，在该钟表模块1的内部机构上设有检测设置在多个齿轮(时针轮 27、分针轮25、秒针轮20、中间轮23)上的孔的重合状态的检测部13。检测 部13具备通过电的驱动而发出光的发光部31和接收光并输出检测信号的受光 部32。详细内容将在后面叙述，发光部31例如是具有发光二极管等，受光部 32例如是具有光电晶体管等的结构。在该实施方式中，发光部31和受光部32 以隔着上述多个齿轮而相对的方式配置在表盘5侧和背面盖侧。并且，若形成 于上述多个齿轮上的孔在检测位置P重合，则发光部31的光通过孔到达受光 部32而被检测。另外，若形成于齿轮上的孔不在^f企测位置P上重合，则发光 部31的光被齿轮遮住，不怎么到达受光部32,而祐j企测。图4 图6表示表现形成于秒针轮20、分针轮25以及中间轮23、时针轮 27上的孔的主视图。如图4所示，在秒针轮20上，例如在与秒针2重合的位置上形成有圆形 的第 一透光孔部21 a，在与该孔部21 a相同的圆周上沿圓周方向形成有较长的 两个第二长孔21b和第三长孔21c。第一透光孔部21a和第二长孔21b之间成 为第 一遮光部21 d,第 一透光孔部21和第三长孔21 c之间成为第二遮光部21 e, 这些第一遮光部2Id和第二遮光部21e被设定为不同的长度。另外，第二长孔 21b和第三长孔21c之间的第三遮光部21f被设定在从第一透光孔部21a的位 置转180度的位置。如图5所示，在分针轮25上，例如在与分针3重合的位置上形成有圆形 状的一个第二透光孔部28。该第二透光孔部28形成在与秒针轮20的第一透 光孔部21a相同的圓周上。另外，在中间轮23上形成有圆形状的一个第四透 光孔部30。该第四透光孔部30形成在中间轮23的与分针轮25的第二透光孔 部28的半径位置重合的半径位置上。如图6所示，在时针轮27上，例如在与时针4重合的位置以及与它同一
半径上，在每30度分割的位置上设有十一个第三透光孔部29。第三透光孔部 29分别为圆形孔。时针4指示11时时，在来到0时的位置上的部位没有设圓 形孔而成为第四遮光部29a。这些第三透光部29也形成在与秒针4仑20的第一 透光孔部21a、分针轮25的第二透光孔部28相同的圆周上的位置。通过上述那种第一至第四透光孔部21a、 28、 29、 30的结构，成为各时间 的规定分(分钟)中除1个小时之外的规定分(例如0时50分、1时50、 、 10时50分)时，分针轮25的第二透光孔部28、时针轮27的第三透光孔部 29、中间轮23的第四透光孔部30在检测位置P上重合。另夕卜，在成为剩余的 1个小时的规定分(例如11时50分)时，时针轮27的第四遮光部29a来到 检测位置时P时，孔成为关闭状态。通过这种结构，在秒针4仑20的长孔21b、 21c来到检测位置P的状态下，使分针3和时针4旋转与12小时对应的旋转 量，并计算其旋转量，同时由检测部13判别孔的开闭状态，对每一小时的旋 转检测第二至第四透光孔部28、 29、 30的重合，由此可检测分针3的位置， 其中只有一个小时检测不到第二至第四透光孔部28、 29、 30的重合，由此可 ;险测时针4的位置。另夕卜，通过使第二至第四透光部28 30处于在检测位置P重合的状态，使 秒针2旋转与60秒对应的旋转量，并计算其旋转量，同时由4佥测部13判别孔 的开闭状态，从而可得到秒针轮20的第一透光孔部21a、第一遮光部21d、第 二长孔21b、第三遮光部21f、第三长孔21c、第二遮光部21e的检测图案，由 此可;f企测秒针2的位置。图7是表示钟表模块的电路结构的方块图。在钟表模块l上配备有如下电路结构。即设有包括上述的第一步进马达 17和第二步进马达22、进行^t拟显示钟表的指针2~4的驱动的钟表运转器8; 检测齿轮(秒针轮20、分针轮25、中间轮23、时针轮27)的孔的重合状态的 上述检测部13;将检测部13的受光部32的检测信号数字化并读入的AD转 换器34;内装CPU (中央运算处理装置)并进行装置整体的控制的微机35; 储存有控制程序或控制数据的ROM (只读存储器)36;对CPU提供作业用存 储空间的RAM (随机存取存储器)37;形成用于对时刻进行计时的时钟脉冲 的振荡电路38和分频电路39;从电池电压生成各部的电源进行供给的电源部 40;接收包含时刻编码的标准电波并读入的天线41和检波电路42;照亮钟表 显示部的照明部43和照明驱动电路44;进行警报输出的扬声器45和蜂鸣器 电路46;以及由多个操作按钮构成的操作部47等。在微机35上设有对日期或时刻进行计时的时刻计数器，该时刻计数器利 用来自分频电路39的时钟脉冲计数来进行现在日期和时间的计时。在利用枱r 波电路42接收标准电波的场合，CPU把时刻计数器的值修正到时刻编码表示 的值，以使内部时刻与现在时刻同步。另外，在微机35上，除了时刻计数器 外还分別设有计算秒针2、分针3、时针4的位置的指针位置计数器，每当钟 表运转器8使笫一步进马达17和第二步进马达22动作，该指针位置的计数器 的值就被计数，以便使三个指针位置和对应的该计数值分别同步。而且通过以 使时刻计数器和指针位置计数器的值同步的方式控制时刻运转器8，从而由模 拟显示钟表的指针2~4表示现在时刻。在钟表模块l中，在与强磁场接触时或施加了强烈冲击的场合，有时会出 现如下情况尽管有驱动脉沖输出，步进马达17、 22的转子17c、 22c却不旋 转，或者转子17c、 22c旋转到驱动脉冲的输出以上，从而导致实际的指针位 置和指针位置计数器的值偏离的情况。于是，孩^几35的CPU通过^f企测部13 在每个规定时刻检测齿轮(秒针轮20、中间轮23、分针轮25、时针轮27)的 孔的重合状态，确认指针位置计数器的值是否错误。并且在判断为指针位置计 数器的值错误的场合，通过使秒针2、分针3、时针4高速旋转的同时用检测 部13连续地进行第1至第四透光孔部21a、 28 30的重合状态的检测，从而检 测实际的指针位置，并进行修正处理以使指针位置计数器的值与之相等。图8所示的是详细表示图7的检测部13和其周边部分的电路结构图。检 测部13的发光部31包括接受驱动电流并输出光的发光二极管Dl;向发光 二极管Dl输出规定的电流的恒定电流电路311;以及电流控制用的检测电阻 Rl等。并且，在断定了从微机35输出的电流开始信号IS的场合，从恒定电 流电路311输出电流来使发光二极管Dl发光。受光部32包括接受光并流过与其强度相应的电流的光电晶体管Trl、 将该电流转换成电压信号的电阻R2:以及向光电晶体管Trl供给恒压VCC的 恒压电路321等。并且，在断定了从微机35输出的电压开始信号VS后，从
恒压电路321进行电压输出，光电晶体管Trl被驱动。AD转换器34是逐次比较型AD转换器，例如，在外装在微机35上的状 态下，具有模拟比较器341和例如4比特的DA转换器342。而且，在进行 AD转换时，进行比较器341的输出储存的逐次比较寄存器或进行DA转换器 342的输出控制的逻辑电路等虽然省略了图示，但是设置在微机35的内部。 DA转换器342将恒压VCC和与逻辑电路的输出数据DO相应的比较参照电 压向比较器341的反转输入端子输出。比较器341比较该比较参照电压和输入 电压，并将表示其比较结果的输出结果DI向逐次比较寄存器输出。并且，通 过重复四次这种比较，将4比特谐调的AD转换值写入逐次比较寄存器。在该AD转换器34中，除了上述通常的AD转换处理外，通过利用微机 35的CPU的控制切换逻辑电路和逐次比较寄存器的动作，向DA转换器342 输出任意的数字数据DO， CPU可控制比较器341的比较参照电压(反转输入 端子的电压)。而且，构成为CPU可以1比特单位读入此时的比较器341的输 出结果DI。其次，参照图9的流程图对上述结构的钟表^f莫块1的主控制处理进行说明。 在该实施方式的钟表模块1中，利用微机35的CPU从电源投入时开始图 9的主控制处理，然后，反复实行该主控制处理的步骤S1 S4的循环处理。即 反复实行包括如下处理的循环处理输入操作部47的开关信号并根据该信号 进行各种处理的SW处理(步骤Sl);适当更新计时计数器的计时处理(步骤 S2);进行指针位置是否失常的检测的指针位置检测处理(步骤S3);以及电 波接收处理或各种错误处理等的其它功能处理(步骤S4 )。 在上述的步骤Sl的SW处理中，包含后述的修正处理。 图IO表示在图9的步骤S3中实行的指针位置检测处理的流程图。 指针位置检测处理是确认形成于多个齿轮(时针轮27、分针轮25、秒针 轮20、中间轮23)的第一至第四透光孔部21a、 28、 29、 30是否正确地在规 定时刻在^r测位置P处于重合状态的处理。而且，在4全测出没有处于正确的重 合状态的场合，判断为指针位置偏离，并进行将指针位置修正为正确的位置的 处理。若转移到指针位置检测处理，则首先判别是否为预先设定的孔检测时刻 (在步骤Sll),如果不是检测时刻，则在该状态下结束该指针位置检测处理并返回主控制处理，但如果是孔检测时刻(例如，0时50分、1时50 10时 50分等，第一至第四透光孔部21a、 28 30在检测位置P重合的时刻)，则使 检测部13动作，进行检测孔有无的孔有无检测处理(步骤S12)。并且，判别 该检测处理的结果(步骤S13)，如果判别为有孔，则指针位置没有异常，并 在该状态下结束指针位置检测处理，但是如果判别为无孔，则实行修正指针位 置的指针位置自动修正处理(步骤S14)后，结束该指针位置^r测处理。指针位置自动修正处理由于是公知的技术所以省略详细说明，但在使分针 3和时针4高速旋转的同时对每一步的旋转连续地进行孔有无检测处理，并检 测分针3和时针4的实际位置。然后，使秒针2高速旋转的同时连续地进行孔 有检测处理，以检测秒针2的实际位置。并且这些位置被确认后，使这些位置 和内部的指针位置计数器的值同步。图ll表示在图10的步骤S12中连续地实行的孔有无检测处理的详细的流 程图。图12是说明孔有无检测处理中的检测部13的动作的时间图。孔有无检测处理是使检测部13的发光部31和受光部32动作并比较用受 光部32检测的光的强度、和表示在检测位置P各孔重合并成为最大开孔状态 的阈值，并根据该比较结果来判别第一至第四透光孔部21a、 28、 29、 30在检 测位置P是否处于重合状态的处理。在该实施方式中，因考虑齿轮的齿隙等引 起孔的开闭的状态波动，对预先设定的阈值进一步生成偏移外来光的影响部分 的阔值，并进行该偏移的阈值和检测出的光强度的比较。若转移到孔有无4企测处理，首先，孩i机35的CPU停止断定电流开始信号 IS并使光电晶体管Dl处于非点亮状态(步骤S20)。其次，接通DA转换器 342和比较器341的工作电源(步骤S21 )。接着，断恒压开始信号VS并向光 电晶体管Trl供给集电极电压(步骤S22 )。驱动光电晶体管Trl后，为了使光电晶体管Trl的输出稳定，在待机规定 秒(例如1.4ms )后(步骤S23 )，通过AD转换器34开始AD转换处理(步 骤S24 ),并且待机AD转换处理所花费的时间(例如，如果是4比特分辨率， 则四次比较所花费的时间为650jus)(步骤S25),在该待机后，从AD转换器 34读入AD转换值并设定为变数N(步骤S26 )。也就是，通过这些步骤S21~S26
的处理，未驱动发光部31时的受光部32的输出值被保存为变数N。即，这些 变数N的值表示从外部进入的外来光的受光强度。设定了变数N之后，接着判别该变数N的值是否为错误值(例如比4小 的值)(步骤S27),如果是错误值，则用警报告知外来光的强度过大之类的情 况等，并结束该孔有无检测处理，返回原来的流程。这里，所谓错误值是表示 外来光的强度过大的值。若外来光的强度过大，再追加发光二极管Dl的光时， 光电晶体管Trl的输出饱和，无孔时和有孔时地光电晶体管Trl的输出之差变 小。因此，加上其它的输出波动因素，使孔的有无的判别变得困难。因此，在 外来光的受光强度比规定值大的场合，省略用于其后的判别孔有无的处理而作 为错误进行处理。另一方面，在步骤S27的判别处理中，在判别为变数N是正常值的场合， 转移到下一个处理并进行用于判别孔的有无的处理。即，首先断定电流开始信 号IS并使发光二极管Dl点亮(步骤S28 )。其次，对为了判别孔的有无而预先设定的阈值偏移外来光影响的部分并生 成新的阈值(步骤29)。即，如果没有外来光的场合的阈值为"8"的话，则 偏移在步骤S26中得到的变数N的值而作为这次的阈值"8+N"。并且，将该阈 值"8+N，，从数据端口 D0向DA转换器342输出并设定(步骤S30 )。设定了输出数据DO后，从使发光二极管Dl点亮的定时开始待机直到光 电晶体管Trl的输出稳定的定时(例如1.4ms)(步骤S31 )。接着，光电晶体 管Trl的输出稳定后，直接读入比较器341的输出Dl (步骤S32 )。在该步骤S32的定时中，上述偏移的阈值的DA转换后的的电压被输入比 较器341的反转输入端子，光电晶体管Trl的输出电压被输入非反转输入端子。 因此，通过该比较器341的输出Dl,表示了将发光二极管Dl点亮时的光电晶 体管Trl的输出和上述偏移的阈值的比较结果。然后，进行与上述输出Dl相应的分支处理(步骤S33 )，如果输出Dl是 高电平则判别为有孔(步骤S34),如果是低电平则判别为无孔(步骤S35)。 进行判别后，取消开始信号VS、 IS，停止发光二极管Dl和光电晶体管TR1 的驱动，并且还断开向DA转换器342和比较器进行供给的电源，结束该孔有 无判别处理(步骤S36)。 如图12的ADC的动作定时所示，在步骤S24、 S25中进行的AD转换处 理由于需要在比较器341中的四次比较处理，所以需要605 ns的时间。与此 相对，上述步骤S32的比较器341的比较处理用一次的比较处理就可完成，所 以缩短到120ms的时间。例如，如在第二实施方式中将进行详细的表示那样，发光二极管D1点亮 时的光电晶体管Trl的输出和上述所偏移的阈值的比较处理，也可以用上述的 步骤S30 S33以外的处理方法实现。例如，暂且将发光二i^管Dl点亮时的光 电晶体管Trl的输出进行AD转换，CPU作为数字值读入，通过利用CPU的 逻辑运算进行比较该数字值和上述所偏移的阈值也可以实现。但是，该场合， 为了将发光二极管Dl点亮时的光电晶体管Trl输出作为数字值读入，需要650 ju s的AD转换处理。在该AD转换处理时，由于需要使发光二极管Dl持续 点亮，所以如果缩短时间就可大幅度地降低电力消耗。在该实施方式中，由于 将发光二极管Dl点亮时的光电晶体管Trl的输出和阈值的比较用比较器341 的一次比较来进行，所以实现了在该部分的时间缩短，随之实现了消耗电力的 降低。而且，作为该比较器341或输出比较参照电压的DA转换器342,由于 使用AD转换器的构成电路，所以实现了电路构成数量的减少。另外，该部分的时间缩短是650jas被缩短成120|us,仅用一次的孔有无 检测处理不能将时间缩短到可凭用户的感觉来识别的程度。但是在连续地反复 进行该孔有无>^测处理的指针位置自动修正处理(图10:步骤S14)中，通过 多次累积该短的缩短时间，可将从指针位置自动修正处理开始至结束所花费的 时间缩短到可凭用户的感觉识别的程度。而且，此时的指针移动速度也可变快。其次，对上述的阈值进行详细说明。图13和图14表示孔有无检测处理中 分别表现判别为开孔状态和闭孔状态时的透光孔部的重合状态的 一例的说明的透光孔部的重合状态的波动的说明图。还有，图13~图15仅表示秒针轮20、 分针轮25、时针轮27的第一至第三透光孔部20a、 28、 29,虽然省略了中间 轮23的笫四透光孔部30,但包含中间轮23的场合也产生同样的状态。一般情况下，由于在齿轮的啮合部分产生齿隙，所以即使在齿轮通过步进 马达17、 22的驱动而按规定的步骤旋转了的场合，齿轮的旋转量与没有齿隙 的场合的旋转量相比较也含有误差。因此，如图13所示，即使在原来第一至第三透光孔部20a、 28、 29完全重合的阶段，秒针轮20、分针轮25、时针轮 27也稍微向旋转方向或反方向偏离，存在第一至第三透光孔部20a、 28、 29 的重合面积变窄的情况。另夕卜，如图14所示，即^吏在第一至第三透光孔部20a、 28、 29不应重合 的阶段中，配置在第一至第三透光孔部20a、 28、 29相互接近的旋转角度时， 由于秒针轮20、分针轮25、时针轮27因齿隙分别向旋转方向稍微偏离，从而 稍微产生第一至第三透光孔20a、 28、 29重合的部分。即，如图15的状态(a)以及状态(b)所示，在应判别为孔为关闭状态 的齿轮的步骤中，也会发生从第一至第三透光孔部20a、 28、 29的重合部分完 全关闭的状态(a),到由于齿隙最大限度地产生相互不同而产生由第一至第三 透光孔部20a、 28、 29的重合部分产生的虽很小但却是最大的孔的状态(b )。 如果是重合部分完全关闭的状态(a),则从发光部31到达受光部32的光强度 最小(记为"闭MIN光")，即成为0,但如果是齿隙最大限度地产生相互不 同的状态(b)，则光从发光部31到达受光部32，在应判别为孔为关闭状态的 步骤中，成为最大强度(记为"闭MAX光，，)。另外，如图15的状态(c)以及状态(d)所示，在应判别为孔为打开状 态的齿轮的步骤中，也会发生从由于齿隙达到最大限而4吏第 一至第三透光孔部 20a、 28、 29不完全重合的状态(c),到第一至第三透光孔部20a、 28、 29完 全重合的状态(d)。在完全重合的(d)的状态中，从发光部31到达受光部 32的光成为最大强度(记为"开MAX光")，但是在偏离最大齿隙量的状态(c) 中，从发光部31到达受光部32的光，在应判别为孔为打开状态的步骤中，成 为最小强度(记为"开MIN光")。通过使齿轮以步骤的间隔旋，可以使由上述那样的齿隙产生的检测光的强 度波动不会太大。但是检测光的强度波动并不限于齿隙引起的波动，例如还有 因发光二极管Dl或光电晶体管Trl的每个单体的特性波动、或基于电池电压 的变动等的驱动电流或驱动电压波动等产生的波动，考虑了这些波动起因为最 差时的"闭MAX光"和"开MIN光"的强度差不会太大。检测部13需要这样考虑各种波动来判别^ig、的"闭MAX光"和"开MIN
光"。上述阈值设定在这些"闭MAX光"的检测输出和"开MIN光"的检测 输出的边界，通过比较该阈值和受光强度，可进行"闭MAX光"和"开MIN 光"的判别，该值是上述的预先设定的阈值"8"。该实施方式的钟表模块1 在出厂前设定并储存在ROM36等中。另外，通过后述的修正处理，在出厂时 或其后设定该阈值也可以。图16和图17表示孔有无检测处理中的表现传感器输出和阈值的第一例和 第二例的图表。在这些图中，"D1-OFF"的区间表示发光二极管D1截止时的 受光部32的输出，"D1-ON"的区间表示发光二极管Dl导通时的受光部32 的输出。另外，在"D1-ON"区间的左侧表示孔处于关闭状态时从发光部32 输出的信号的最差图案，在其右侧表示孔处于打开状态时从受光部32输出的 信号的最差图案。首先，参照图16对外来光少的场合进行说明。在外来光少，其AD转换 值(在图11的步骤S26中取得的变数N的值)例如为"0"的场合，如图16 的中央条带所示，孔的状态成为关闭状态的最差图案，"闭MAX光"到达受 光部32的场合，受光部32的检测信号在AD转换值上为"6"或"7"的强度。 即成为"闭MAX光，，的输出和外来光的输出加起来的输出。另一方面，如图 16的右条带所示，在孔的状态成为打开状态的最差图案，仅"开MIN光"到 达受光部32的场合，受光部32的检测信号在AD转换值上为"8"或"9"的 强度。即成为"开MIN光，，的输出和外来光的输出加起来的输出。因此，该场合，阈值由于变数N的值为"0"，不用偏移原来的阈值"8"， 通过比较该阈值"8"和受光部32的信号强度，就能够判别孔是处于打开状态 还是处于关闭状。其次，参照图17对外来光比较多的场合进行说明。在外来光比较多，其 AD转换值(变数N的值)为例如"3"的场合，如图17的中央条带所示，孔 的状态成为关闭状态的最差图案，"闭MAX光"到达受光部32的场合，受光 部32的检测信号在AD转换值上为"9"或"10"的强度。即成为"闭MAX 光"的输出和外来光的输出加起来的输出。另一方面，如图17的右条带所示， 在孔的状态成为打开状态的最差图案，仅"开MIN光"到达受光部32的场合， 受光部32的检测信号在AD转换值上为"11"或"12"的强度。即成为"开MIN光"的输出和外来光的输出加起来的输出。因此，该场合，将阈值偏移变数N的值"3",成为"8+3=11"，通过比较 该阈值"11"和受光部32的信号强度，可判别孔是处于打开状态还是关闭状 态。由此可知，若不以外来光的强度使阈值偏移，则产生不能得到正常的孔开 闭的判别结果的情况，但是通过偏移与外来光的强度对应的部分，即使在"闭 MAX光"的输出和"开MIN光"的输出接近的情况下也得到正确的孔开闭的 判别结果。还有，该实施方式的钟表模块1如图11的步骤S27所示，在外来光过大 的场合(N》4)，受光部32的输出饱和，图16、图17所示的受光量和^r测输 出有可能不维持线性关系，因此，作为NG，不进行判别处理，但是根据光量 或光电晶体管Trl的特性，只要不产生上述那样的受光部32的输出饱和状态， 即使在N > 4的场合也同样能够进行孔开闭的判别处理。其次，对修正模式处理进行说明。图18是表示在主控制处理的开关处理 (图9的步骤Sl )中进行了规定的开关操作的场合所实行的修正处理的处理 顺序的流程图。该修正模式处理例如是出厂前等已知指针位置没有偏移的时刻进行的处 理，例如是通过未告知用户的特殊的按钮操作等开始的处理。或者，在指针位 置检测处理中判别为指针位置为正确的位置之后或指针位置修正处理之后等， 在指针位置没有产生偏离时，由用户或自动地进行也可以。该修正模式处理是在上述孔有无检测处理中将与受光强度比较的阈值(以 外来光强度偏移前的阈值)以最适合于每一个钟表模块1的值的方式自动地设 定在各个钟表模块1上的处理。例如，在制造多个钟表模块1、 1的场合，发光二极管Dl或光电晶体管 Trl的特性因各钟表模块1的个体波动而不同。另外，恒定电流电路311和恒 压电路321的特性也因构成元件的个体波动而不同。这种特性波动在多个钟表 模块1、 1间进行比较的话则表现出波动，但是仅一个钟表模块1的话各特性 不会随时间而变化。因此，通过利用修正模式处理以去除上述特性波动的影响 的方式设定阈值，可从考虑这些特性而假想的上述的"闭MAX光"和"开 MIN光"的光强度去除这些特性波动的影响部分，由此"闭MAX光"和"开200810166385.3说明书第16/19页MIN光"的假想的强度差变得很大，能够实现更加准确的孔有无的判别。即作为"闭MAX光"和"开MIN光"产生的原因，仅齿轮的齿隙有影响，电 子元件的个体波动没有影响，所以"闭MAX光"和"开MIN光"的假想的 强度差扩大，设定在其边界部分的阈值的推算也变得容易。如图18所示，如开始该修正模式处理，则微机35的CPU使断定电流开 始信号IS停止并使发光二极管Dl处于非点亮状态(步骤S40 )。其次，使各 种变数值在修正模式中初始化(步骤S41 ),使多个齿轮(时针轮27、分针轮 25、秒针轮20、中间轮23)动作，使秒针3、分针3、时针4停止在例如第一 至第四透光部孔部21a、 28、 29、 30重合的正点位置上。接着，为了检测外来光的强度，不驱动发光部31，依次接通DA转换器 342和比较器341的电源(步骤S43 )、断恒压开始信号VS (步骤S44 )、为了 稳定光电晶体管Trl的输出而待机1.4ms (步骤S45 )、在AD转换器34中开 始AD转换处理(步骤S46 )。并且，待机AD转换所花费的时间(650 ju s )后， 读入AD转换的结果并设定成变数N (步骤S48 )。接着，由于在外来光为过大的场合成为错误，所以判别变数N的值是否 为过大值(4以上)(步骤S49),如果是过大值则作为NG返回原来的处理， 如果变数N的值不是过小值则转移到下一个处理。在下一个处理中，为了得到驱动发光部31时的在受光部32的受光强度， 依次断定电流开始信号IS并使发光二极管Dl点亮(步骤S50 ),为了稳定光 电晶体管Trl的输出而待机1.4ms (步骤S51 )、在AD转换器34中开始AD 转换处理(步骤S52)。并且，待机AD转换所花费的时间(650jus)，读入 AD转换的结果并设定成变数K。接着，由于在外来光为过小的场合成为错误，所以判别变数K的值是否 为过小值(小于4)(步骤S49)，如果是过小值则作为NG返回原来的处理， 如果变数N的值不是过大值则转移到下一个处理。并且，如果上述取得的变数N和变数K的值为正常值，则从这些变数K、 N的值通过运算求出新设定的阈值M(步骤S56)。例如，通过函数(M-K-N) 求出阈值M。还有，求出该阈值M的函数在可假想为"闭MAX光"和"开 MIN光"的强度差大到某种程度的场合，可适当地变更，例如(M-K-N-1)
或(M=K-N-2)等，能够将阈值设定得稍小等。并且，将求出的阈值M存储到存储器的规定区域(步骤S57)，以便在孔 开闭检测处理中使用，从而完成新的阈值的设定。然后，停止发光部31和受 光部32的动作(步骤S58 )，使停止的指针动作进行并返回到现在的时刻显示 的处理(步骤S59),结束该修正模式处理。并且返回主控制处理的下一个步 骤。通过这种修正模式处理，作为发光二极管Dl或光电晶体管Trl，即使在 使用了容许误差比较大的部件的场合，也可以分别进行准确的孔开闭的判另'J。 因此，能够实现部件成本的降低。另外，通过每次在用指针位置检测处理判别 为指针位置为正确时进行该修正模式处理，从而也可以省略例如检测部13的 恒定电流电路311或恒压电路321，而利用电池电压和电阻驱动发光二极管 Dl和驱动光电晶体管TR1。即使在电池电压随使用时间而变动从而使发光二 极管Dl的发光强度或光电晶体管Trl的受光特性发生变化的场合，也可通过 修正模式处理修正该变化部分，从而能够设定可一直准确地检测孔有无的阈值 来使用。还有，》务正4莫式处理通过设定为在暗处进行，从而也可以省略步骤 S45 S49的检测外来光的处理，从而可以将外来光的强度值设为零来进行修正 模式处理。(第二实施方式)图19是表示孔有无检测处理的第二实施方式的流程图，图20是说明该孔 有无检测处理中的检测部13的动作的时间图。在第二实施方式的钟表模块中，孔有无检测处理的处理内容仅一部分不 同，其它结构或处理内容与第一实施方式同样。因此只说明不同点。第二实施 方式的孔有无检测处理在步骤S21 S28的处理内容方面与第一实施方式的孔 有无检测处理(图11 )相同。通过这些步骤，不驱动发光部31而读取受光部 32的输出来取得外来光的受光强度，接着驱动发光部31。第二实施方式的孔有无检测处理在驱动发光部31后进行如下处理。即与 外来光的检测处理同样，为了稳定光电晶体管Trl的输出而待机1.4ms (步骤 S69 )、在AD转换器34中开始AD转换处理(步骤S70 )，然后，待机AD转
换所花费的时间(650us)(步骤S71)，从AD转换器读入AD转换值。接着， 将该值设定成变数B作为使发光部31发光时的受光强度(步骤S72 )。其次，使该发光部31发光时的受光强度(变数B的值)以外来光的强度 (变数A的值)偏移，并与阈值(例如"8")进行比较(步骤S73 )。并且， 如果偏移的受光强度(B-A)比阈值大则判别为有孔(步骤S34),如果小则判 别为无孔(步骤S35),接着进行后处理(步骤S36)结束该孔有无检测处理。这样，使发光部31发光时的受光强度也进行AD转换并作为数字值识别， 使其以外来光的强度偏移后通过逻辑运算而与阈值比较，从而能够检测孔有 无。但是，比较图20的时间图和图12的时间图可知，在该实施方式的孔有无 检测处理中，为了对使发光部31发光时的受光强度进行AD转换，与第一实 施方式相比较， 一次的孔有无检测处理所花费的时间长500)as左右。而且， 由于该变长的时间是断定电流开始信号IS而驱动发光二极管Dl的时间，所 以消耗电流增多，从这方面来看第一实施方式是有利的。还有，作为AD转换 器34,通过不使用逐次比较型的ADC,而使用可用一个时钟脉冲进行AD转 换处理的转换器，也能够消除上述缺点。还有，对该实施方式中所示的阈值("8")，也具有与在第一实施方式中参 照图13~图17说明的阈值同样的意义，与第一实施方式的情况同样，也可通 过修正模式处理对每个钟表模块设定该阈值。另外，在第二实施方式中，对使 发光部31发光时的受光强度(变数B的值)进行与外来光的受光强度对应的 部分的偏移，但是也可以使阈值("8")以变数A的值偏移，并比较它与变数 B的值。即进行(B〉8+A)的比较处理也能得到同样的结果。还有，本发明并不限定于上述第一和第二实施方式，可以是各种变更。例 如，使指针旋转的齿轮的机构或指示设置在齿轮上的指针位置的孔的配置或个 数等都可适当变更。另外，虽然表示了使发光部和受光部隔着齿轮相对配置的 例子，但是，例如，只要借助于反射镜或光纤等使发光部的光通过齿轮的孔导 入到受光部，则发光部和受光部的配置就可适当变更。另外，在第一实施方式中，使用内装于AD转换器34的比较器341和DA 转换器342进行受光强度的比较处理，但是也可以设置与AD转换器独立的模拟比较器和DA转换器，由此进行比较处理。另外，在上述实施方式中，表示了将本发明的孔贯通状态判别装置应用于 钟表模块的指针位置检测的例子，但是，在检测透过孔是否来到规定位置并检 测移动部件的状态的各种装置中可同样地应用本发明的孔贯通状态判别装置。 此外，在实施方式中表示的细微部等在不脱离发明的宗旨的范围内可适当变 更。
权利要求
1. 一种贯通状态判别装置(13、34、35)，具备利用电的驱动进行发光的发光元件(D1)；具有使光通过的透过孔的移动部件(20、23、25、27)；以及接受光并输出表现受光强度的检测信号的受光元件(Tr1)，并且上述发光元件和上述受光元件配置成上述移动部件的透过孔来到规定位置时，使光通过该透过孔从上述发光元件向上述受光元件行进，其特征在于，具备外来光强度设定机构(34、35)，在使上述发光元件处于非发光的状态下，读入从上述受光元件输出的检测信号，并将该检测信号的大小设定为外来光的强度；以及，判别机构(341、342、35)，在利用该外来光强度设定机构设定了外来光的强度之后，使上述发光元件处于发光状态并读入从上述受光元件输出的检测信号，并且使用于与该检测信号进行比较的阈值仅偏移与上述外来光的强度对应的部分，比较该偏移后的阈值和上述检测信号的值，并根据该比较结果来判别上述移动部件的透过孔是否位于规定位置上。
2. 根据权利要求1所述的贯通状态判别装置，其特征在于， 上述外来光强度设定机构具有AD转换器(34)，读入从上述受光元件输出的模拟检测信号，并将该读 入的模拟检测信号转换成数字信号；设定机构(34、 35)，将由该AD转换器转换的数字信号的值设定为外来 光的强度。
3. 根据权利要求1所述的贯通状态判别装置，其特征在于，具备读入机构，在上述外来光强度设定机构设定了外来光的强度之后， 使上述发光元件处于发光状态并读入从上述受光元件输出的检测信号；偏移机构，将用于与该读入的检测信号进行比较的预先设定的阈值以由上 述设定机构设定的外来光的强度值进行偏移；比较机构，比较该偏移后的阈值和上述检测信号的值；以及，规定位置判别机构，根据该比较机构的比较结果判别上述移动部件的透过 孔是否位于规定位置上。
4. 根据权利要求1所述的贯通状态判别装置，其特征在于，还具备移动部件设定机构，将上述移动部件的透过孔配置在使来自上述 发光元件的光通过的规定位置上；以及，修整处理机构，在利用该移动部件设定机构将上述移动部件的透过孔配置 在规定位置上的状态下，使上述发光元件处于发光状态并读入上述受光元件的 检测信号，并且将该检测信号的值设定为上述阈值。
5. 根据权利要求1所述的贯通状态判别装置，其特征在于，还具备移动部件设定机构，将上述移动部件的透过孔配置在使来自上述 发光元件的光通过的规定位置上；以及，修整处理机构，在利用该移动部件设定机构使上述多个移动部件的透过孔 相互重合的状态下，分别读入使上述发光元件处于非发光状态时和处于发光状 态时的上述受光元件的检测信号，并将这些检测信号的值的差设定为上述阈 值。
6. 根据权利要求1所述的贯通状态判别装置，其特征在于， 上述移动部件(20、 23、 25、 27)设有多个，上述发光元件(Dl)和上述受光元件(Trl)配置成，在使上述多个移动 部件的透过孔处于相互重合的状态时，使光通过这些透过孔从上述发光元向上 述受光元件行进，上述判别机构构成为基于上述检测信号的值，判别上述多个移动部件的透 过孔(21a、 28、 29)是否处于相互重合的状态。
7. 根据权利要求6所述的贯通状态判别装置，其特征在于， 还具备控制机构，该控制机构基于由上述判别机构进行的上述多个移动部件的透过孔是否处于相互重合的状态的判别，控制上述移动部件的移动。
8. —种电子钟表，其特征在于，在钟表主体上配置了权利要求1所述的贯通状态判别装置。
全文摘要
本发明涉及贯通状态判别装置以及电子钟表。提供能够排除外来光造成的影响并总是进行准确的有无透过孔的判别的贯通状态判别装置。而且提供能够实现一次判别所花费的时间的缩短以及消耗电力的降低的贯通状态判别装置。通过使发光元件处于非发光状态，取得受光元件的检测信号作为外来光的强度，以该取得的外来光的强度值使阈值偏移，通过比较该偏移的阈值和发光元件处于发光状态时的受光元件的检测信号的值，从而排除外来光的影响，并且实现时间的缩短以及消耗电力的降低，并进行孔的有无的判别。
文档编号G04C9/00GK101398665SQ20081016638
公开日2009年4月1日 申请日期2008年9月26日 优先权日2007年9月28日
发明者中钵浩幸, 小野治夫 申请人:卡西欧计算机株式会社