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机芯、电子钟表

2023-04-05 21:45:55

机芯、电子钟表

  技术领域

  本发明涉及机芯以及电子钟表。

  背景技术

  已知一种技术,其在对驱动电子钟表的指针的步进电机进行控制时,在流过线圈的电流成为第一阈值以下的情况下,使电流向电机的线圈的供给导通,从而开始供给电流,并在流过线圈的电流成为高于所述第一阈值的第二阈值以上的情况下,使电流向电机的线圈的供给关断,从而使电流供给停止,且根据导通时间(电流供给持续时间)或者关断时间(电流供给停止时间)而对电机的转子的位置进行推断,从而对电机的旋转进行控制(例如专利文献1)。

  但是,存在如下的课题,即,所述导通时间以及关断时间有时会由于因外部磁场或冲击而产生的转子的振动等的干扰,从而发生变动,在受到干扰的情况下将无法实施准确的控制。

  尤其是,在使消耗电流降低至电机旋转的最小限度的模拟电子钟表的步进电机中,由于电机的驱动力较小,因此,易于受到这样的干扰的影响,其结果为,有可能产生针位置混乱等的问题。

  专利文献1:日本特开昭59-46575号公报

  发明内容

  本发明的目的在于,提供能够不易受到干扰的影响的机芯以及电子钟表。

  本发明的机芯的特征在于,具备:驱动单元,其具有导通状态和关断状态,并将驱动信号向电机的线圈输出从而对所述电机进行驱动;下限检测单元,其对流过所述线圈的电流小于下限电流值的情况进行检测;驱动控制单元,其根据所述下限检测单元的检测结果而将所述驱动单元设为所述导通状态,并根据从设为所述导通状态起的经过时间而将所述驱动单元设为所述关断状态;极性切换单元,其在从将所述驱动单元设为所述关断状态起的经过时间、即关断时间符合极性切换条件的情况下,对所述驱动信号的极性进行切换;驱动停止单元,其在所述关断时间符合驱动停止条件的情况下,使所述驱动单元的驱动停止。

  根据本发明,具备在对电机进行驱动的驱动单元的关断时间符合驱动停止条件的情况下使驱动单元的驱动停止的驱动停止单元。在此,通过将所述驱动停止条件设定为以下条件,即,虽然在正常的动作时不产生、但在施加了外部磁场或冲击等的干扰的情况下产生的条件,从而能够对受到干扰的影响的情况进行检测,在该情况下,通过使对电机进行驱动的驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的状态下对电机进行驱动的情况。因此,还能够防止因干扰而无法实施准确的控制从而使针位置混乱等的问题。

  本发明的机芯的特征在于,具备:驱动单元,其具有导通状态和关断状态,并将驱动信号向电机的线圈输出从而对所述电机进行驱动;下限检测单元,其对流过所述线圈的电流小于下限电流值的情况进行检测;驱动控制单元,其根据所述下限检测单元的检测结果而将所述驱动单元设为所述导通状态,并根据从设为所述导通状态起的经过时间而将所述驱动单元设为所述关断状态;极性切换单元,其在从将所述驱动单元设为所述关断状态起的经过时间、即关断时间符合极性切换条件的情况下,对所述驱动信号的极性进行切换;驱动停止单元,其在从驱动开始时或者极性切换时起的经过时间符合驱动停止条件的情况下,使所述驱动单元的驱动停止。

  根据本发明,具备在从驱动开始时起的经过时间或者从极性切换时起的经过时间符合驱动停止条件的情况下使驱动单元的驱动停止的驱动停止单元。在此,通过将所述驱动停止条件设定为经过时间,即,在正常的动作时,因由切换了极性后的下一个驱动信号实施的驱动开始而不产生的较长的经过时间,从而能够对受到干扰的影响的情况进行检测,在该情况下,通过使对电机进行驱动的驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的状态下对电机进行驱动的情况。因此,还能够防止因干扰而无法实施准确的控制从而使针位置混乱等的问题。

  本发明的机芯的特征在于,具备:驱动单元,其具有导通状态和关断状态,并将驱动信号向电机的线圈输出从而对所述电机进行驱动;上限检测单元,其对流过所述线圈的电流大于上限电流值的情况进行检测;驱动控制单元,其根据所述上限检测单元的检测结果而将所述驱动单元设为所述关断状态,并根据从设为所述关断状态起的经过时间而将所述驱动单元设为所述导通状态;极性切换单元,其在从将所述驱动单元设为所述导通状态起的经过时间、即导通时间符合极性切换条件的情况下,对所述驱动信号的极性进行切换;驱动停止单元,其在所述导通时间符合驱动停止条件的情况下,使所述驱动单元的驱动停止。

  根据本发明,具备在对电机进行驱动的驱动单元的导通时间符合驱动停止条件的情况下使驱动单元的驱动停止的驱动停止单元。在此,通过将所述驱动停止条件设定为以下条件,即,虽然在正常的动作时不产生、但在施加了外部磁场或冲击等的干扰的情况下产生的条件,从而能够对受到干扰的影响的情况进行检测,在该情况下,通过使对电机进行驱动的驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的状态下对电机进行驱动的情况。因此,还能够防止因干扰而无法实施准确的控制从而使针位置混乱等的问题。

  本发明的机芯的特征在于,具备:驱动单元,其具有导通状态和关断状态,并将驱动信号向电机的线圈输出,从而对所述电机进行驱动;上限检测单元,其对流过所述线圈的电流大于上限电流值的情况进行检测;驱动控制单元,其根据所述上限检测单元的检测结果而将所述驱动单元设为所述关断状态,并根据从设为所述关断状态起的经过时间而将所述驱动单元设为所述导通状态;极性切换单元,其在从将所述驱动单元设为所述导通状态起的经过时间、即导通时间符合极性切换条件的情况下,对所述驱动信号的极性进行切换;驱动停止单元,其在从驱动开始时或者极性切换时起的经过时间符合驱动停止条件的情况下,使所述驱动单元的驱动停止。

  根据本发明,具备在从驱动开始时起的经过时间或者从极性切换时起的经过时间符合驱动停止条件的情况下使驱动单元的驱动停止的驱动停止单元。在此,通过将所述驱动停止条件设定为以下经过时间,即,因在正常的动作时使由切换了极性后的下一个驱动信号实施的驱动开始而不产生的较长的经过时间,从而能够对受到干扰的影响的情况进行检测,在该情况下,通过使对电机进行驱动的驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的状态下对电机进行驱动的情况。因此,还能够防止因干扰而无法实施准确的控制从而使针位置混乱等的问题。

  本发明的机芯特征在于,具备:驱动单元,其具有导通状态和关断状态,并将驱动信号向电机的线圈输出从而对所述电机进行驱动;下限检测单元,其对流过所述线圈的电流小于下限电流值的情况进行检测;上限检测单元,其对流过所述线圈的电流大于上限电流值的情况进行检测;驱动控制单元,其根据所述下限检测单元的检测结果而将所述驱动单元设为所述导通状态,并根据所述上限检测单元的检测结果而将所述驱动单元设为所述关断状态;极性切换单元,其在从将所述驱动单元设为所述导通状态起的经过时间即导通时间、与从将所述驱动单元设为所述关断状态起的经过时间即关断时间之间的关系符合极性切换条件的情况下,对所述驱动信号的极性进行切换;驱动停止单元,其在所述导通时间与所述关断时间之间的关系符合驱动停止条件的情况下,使所述驱动单元的驱动停止。

  根据本发明,具备在所述驱动单元的导通时间与所述驱动单元的关断时间之间的关系符合驱动停止条件的情况下使驱动单元的驱动停止的驱动停止单元。在此,通过将所述驱动停止条件设定为以下条件,即,虽然在正常的动作时不产生、但在施加了外部磁场或冲击等的干扰的情况下产生的条件,从而能够对受到干扰的影响的情况进行检测,在该情况下,通过使对电机进行驱动的驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的状态下对电机进行驱动的情况。因此,还能够防止因干扰而无法实施准确的控制、从而使针位置混乱等的问题。

  在本发明的机芯中,优选为,所述极性切换单元在所述关断时间超过第一切换判断时间、且小于第一停止判断时间的情况下,判断为符合所述极性切换条件,所述驱动停止单元在所述关断时间为所述第一停止判断时间以上的情况下,判断为符合所述驱动停止条件。

  在通过使驱动单元导通或关断而将多个驱动信号向线圈输入、从而使转子旋转1步的量的情况下,转子的旋转角度和驱动单元的关断时间联动,在当转子开始旋转时,驱动单元的关断时间较短,当转子接近于旋转结束时,驱动单元的关断时间变长。因此,在驱动单元的关断时间超过了第一切换判断时间、且小于第一停止判断时间的情况下,能够判断为转子的1步的量的旋转已结束。通过在该定时对驱动信号的极性进行切换,从而能够通过电机的下一步的驱动而使转子进一步旋转1步的量。

  另外,关断时间成为第一停止判断时间以上的情况并未在正常的动作时产生。因此,驱动停止单元能够容易地对受到干扰的影响的情况进行检测,并通过使驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的同时对电机进行驱动的情况。

  在本发明的机芯中,优选为,所述极性切换单元在从驱动开始时或者极性切换时起的所述经过时间小于第二停止判断时间、且所述关断时间超过第一切换判断时间的情况下,判断为符合所述极性切换条件,所述驱动停止单元在从驱动开始时或者极性切换时起的所述经过时间成为第二停止判断时间以上的情况下,判断为符合所述驱动停止条件。

  在本发明中,在从驱动开始时或者极性切换时起的所述经过时间小于第二停止判断时间、且驱动单元的关断时间超过了第一切换判断时间的情况下,能够判断为转子的1步的量的旋转结束了,并通过在该定时对驱动信号的极性进行切换,从而能够使转子进一步旋转1步的量。

  另外,在从驱动开始时或者极性切换时起的所述经过时间成为第二停止判断时间以上的情况下,即,即使经过了第二停止判断时间、也不开始下一步的驱动的情况在正常的动作时不会产生。因此,驱动停止单元能够容易地对受到干扰的影响的情况进行检测,并通过使驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的同时对电机进行驱动的情况。

  在本发明的机芯中,优选为,所述极性切换单元在从驱动开始时或者极性切换时起经过了第一设定时间之后,在所述导通时间小于第二设定时间的情况下,判断为符合所述极性切换条件,所述驱动停止单元在从驱动开始时或者极性切换时起经过了所述第一设定时间之前,在所述导通时间小于第二设定时间的情况下,判断为符合所述驱动停止条件。

  通常,随着转子进行旋转,驱动单元的导通时间变短,在转子的1步的量的旋转(例如180°)已结束的情况下,导通时间小于第二设定时间。另一方面,除了刚开始驱动后等的例外情况外,在从驱动开始至经过第一设定时间为止,导通时间成为小于第二设定时间的情况在正常的动作时不会产生。

  因此,在经过第一设定时间之后、驱动单元的导通时间成为小于第二设定时间的情况下,判断为转子的1步的量的旋转已结束,并通过在该定时对驱动信号的极性进行切换,从而能够使转子进一步旋转1步的量。

  另外,在驱动开始后,在经过第一设定时间之前,在驱动单元的导通时间成为小于第二设定时间的情况下,驱动停止单元能够容易地对受到干扰的影响的情况进行检测,并通过使驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的同时对电机进行驱动的情况。

  在本发明的机芯中,优选为,在从所述驱动单元被输出的所述驱动信号的各周期内将所述导通时间设为Ton、并将所述关断时间设为Toff的情况下,所述极性切换单元在Ton/(Ton+Toff)成为切换设定值以下的情况下,判断为符合所述极性切换条件,所述驱动停止单元在Ton/(Ton+Toff)在驱动中增加的情况下,判断为符合所述驱动停止条件。

  除了刚开始驱动后等的例外情况之外,通常,随着转子进行旋转,驱动单元的导通时间变短,关断时间变长。因此,在导通时间Ton相对于驱动信号的1周期、即在导通时间Ton上加上关断时间Toff后而得到的时间的比例(Ton/(Ton+Toff))成为切换设定值以下的情况下,能够判断为转子的1步的量的旋转已结束,并通过在该定时对驱动信号的极性进行切换,从而能够将转子进一步旋转1步的量。

  另外,通常,Ton/(Ton+Toff)依次变小,在驱动中增加的情况在正常的动作时不会产生。因此,驱动停止单元能够容易地对受到干扰的影响的情况进行检测,并通过使驱动单元的驱动停止,从而能够防止在受到干扰的影响的同时对电机进行驱动的情况。

  在本发明的机芯中,优选为,具备计时器,所述计时器对从通过所述驱动停止单元而使所述驱动单元停止起的经过时间成为待机设定时间的情况进行检测,所述驱动控制单元在通过所述计时器而检测出所述经过时间成为所述待机设定时间的情况下,使所述驱动单元的驱动再次开始。

  在对外部磁场等的干扰的影响进行检测并通过驱动停止单元使驱动单元停止之后,在经过了待机设定时间(例如1秒等)之后,能够自动地使驱动单元的驱动再次开始。通过预先将待机设定时间设定为可期待干扰的影响消除的时间,从而在再次开始驱动之后,能够降低受到干扰的影响的可能性。因此,在再次开始驱动之后,能够将电机驱动相当于目的移动量的量,在通过电机而使指针移动的情况下,也能够自动地移动至目的的指示位置。

  在本发明的机芯中,优选为,具备磁场检测单元,所述磁场检测单元对外部磁场进行检测,所述驱动控制单元在通过所述驱动停止单元而使所述驱动单元处于停止的情况下,根据来自所述磁场检测单元的输出,而使所述驱动单元的驱动再次开始。

  根据本发明,由于在通过磁场检测单元而对外部磁场消除的情况进行检测之后,再次开始驱动单元的驱动,因此,在再次开始之后,能够可靠地对电机进行驱动直至目的移动量为止,在通过电机而使指针移动的情况下,能够可靠地移动至目的的指示位置为止。

  在本发明的机芯中,优选为,所述磁场检测单元具备:控制单元,其将所述线圈的至少一端设为高阻抗状态、下拉状态、和上拉状态中的任意一个状态;电压检测单元,其对在所述线圈的一端上产生的电压进行检测。

  由于能够将电机的线圈作为磁场检测单元的一部分来利用,因此,与另外设置专用的磁传感器的情况相比,能够简化结构,成本也能够降低。

  在本发明的机芯中,优选为,所述磁场检测单元具备:断续放大电路,其使在所述线圈的至少一端上产生的电压断续放大;电压检测单元,其对所述电压进行检测。

  由于磁场检测单元能够通过断续放大电路而使线圈的感应电压断续放大,因此,能够提高外部磁场检测的灵敏度,并能够精度良好地对外部磁场的有无进行判断,从而能够提高再次开始时的驱动的可靠性。

  在本发明的机芯中,优选为,所述驱动控制单元在通过所述驱动停止单元而使所述驱动单元停止之后,并在经过待机设定时间之后,以1步或多步来实施所述驱动信号的输出,在所述驱动信号的输出时不符合所述驱动单元的驱动停止条件的情况下,使所述驱动单元的驱动再次开始。

  在通过驱动停止单元而使驱动单元停止之后,通过1步或者多步例如2步来输出驱动信号,从而能够再次对是否符合驱动停止条件、即是否受到干扰的影响进行确认。因此,无需追加对磁传感器等的干扰的影响进行检测的特别的检测单元,能够以简单的结构来对可否再次开始驱动进行判断。

  由于本发明的机芯在受到干扰的影响的情况下能够使电机的驱动停止,并在干扰的影响被减轻的情况下能够再次开始电机的驱动,因此,可以实现即使存在干扰、也能够提高驱动精度的机芯。

  本发明的电子钟表的特征在于,具备所述机芯。

  根据该电子钟表,由于能够通过具备所述电机控制电路在内的机芯来对指针进行运针,因此,能够提高指针的指示精度。尤其是,即使是使消耗电流降低至电机旋转的最小限度为止的模拟电子钟表,也不易受到干扰的影响,并能够提高针的指示精度。

  附图说明

  图1为表示第一实施方式的电子钟表的主视图。

  图2为表示第一实施方式的电子钟表的电路结构的电路图。

  图3为表示第一实施方式的电子钟表的电机的结构的图。

  图4为表示第一实施方式的电子钟表的IC的结构的结构图。

  图5为表示第一实施方式的电机控制电路的结构的电路图。

  图6为表示第一实施方式的驱动器以及检测电路的结构的电路图。

  图7为对第一实施方式的电机控制处理进行说明的流程图。

  图8为表示第一实施方式的电机控制处理的动作的时序图。

  图9为表示第一实施方式的电机控制处理的比较例的动作的时序图。

  图10为表示第一实施方式的电机控制处理的动作的时序图。

  图11为对第一实施方式的改变例的电机控制处理进行说明的流程图。

  图12为表示第二实施方式的电机控制电路的结构的电路图。

  图13为表示第二实施方式的驱动器以及检测电路的结构的电路图。

  图14为对第二实施方式的电机控制处理进行说明的流程图。

  图15为表示第二实施方式的电机控制处理的动作的时序图。

  图16为表示第三实施方式的电机控制电路的结构的电路图。

  图17为表示第三实施方式的驱动器以及检测电路的结构的电路图。

  图18为对第三实施方式的电机控制处理进行说明的流程图。

  图19为表示第三实施方式的电机控制处理的动作的时序图。

  图20为表示第三实施方式的电机控制处理的比较例的动作的时序图。

  图21为表示第三实施方式的电机控制处理的动作的时序图。

  图22为表示第四实施方式的电子钟表的主视图。

  图23为表示第四实施方式的电子钟表的电路结构的电路图。

  图24为表示第四实施方式的电子钟表的IC的结构的电路图。

  图25为表示第四实施方式的驱动器以及检测电路的结构的电路图。

  图26为对第四实施方式的电机控制处理进行说明的流程图。

  图27为对第四实施方式的电机控制处理进行说明的流程图。

  图28为对第四实施方式的电机驱动信号进行说明的波形图。

  图29为对第四实施方式的电机驱动信号的脉冲数以及导通时间的比例的关系进行说明的图表。

  图30为对第四实施方式的电机驱动信号进行说明的波形图。

  图31为对第四实施方式的电机驱动信号的脉冲数以及导通时间的比例的关系进行说明的图表。

  图32为对第五实施方式的电机控制处理进行说明的流程图。

  图33为对第五实施方式的电机控制处理进行说明的流程图。

  具体实施方式

  以下,参照附图,对本发明所涉及的实施方式进行说明。

  首先,对本发明的电机驱动控制的理论进行说明。

  以如下方式进行控制,即,如果流过电机的电流超过上限电流值Imax,则将驱动单元设为关断状态,如果流过电机的电流低于下限电流值Imin,则将驱动单元设为导通状态的方式,此时,在Imax与Imin之差与Imax或Imin自身的电流值相比足够小的情况下,在线圈两端的电压Vc和线圈电阻R、线圈的电感L、驱动电流i、感应电压V之间,存在Vc=R*i+L*di/dt+V的关系。如果作为在将驱动单元设为导通状态之后的经过时间的导通时间Ton、和作为将驱动单元设为关断状态之后的经过时间的关断时间Toff足够短,则i≈(Imax+Imin)/2。在驱动单元为导通状态时,由于当将电源电压设为E时,Vc=E,因此,

  E=R*i+L*di/dt+V…(1)。

  另外,如果导通时间Ton足够短,则

  di/dt=(Imax-Imin)/Ton…(2),

  在驱动OFF时,由于Vc=0,因此,

  0=R*i+L*di/dt+V…(3)。

  另外,如果关断时间Toff足够短,则

  di/dt=(Imin-Imax)/Toff…(4)。

  根据以上的(1)~(4),成为V=E*Ton/(Ton+Toff)-R*i…(5),

  由于感应电压与转子的旋转位置存在关联,因此,如果通过式(5)而使Imax和Imin固定,则能够根据Ton、Toff的关系来对转子的旋转位置进行推断,从而能够在最佳的定时,执行驱动信号的极性的切换。

  在此,在使Ton和Imin固定的情况下,如果Ton足够小,则由于Imax≈Imin≈i,因此,仅根据Toff来对转子的旋转位置进行推断,从而能够在最佳的定时执行驱动信号的极性的切换。

  另外,在使Toff和Imax固定的情况下,如果Toff足够小,则由于Imax≈Imin≈i,因此,能够仅根据Ton来对转子的旋转位置进行推断,从而在最佳的定时实施驱动信号的极性的切换。

  但是,在从外部施加了磁场的情况或由于冲击而使转子的旋转速度发生变化的情况下,有时这些关系不成立,无法通过最佳的定时来实施驱动信号的极性的切换。

  因此,在本发明中,通过新增加以下功能从而防止错误动作,所述功能为,如果Ton、Toff成为通常不可能的数值,或者未成为以预定时间而被预测的数值,则停止驱动的功能。以下,根据各实施方式,对本发明进行说明。

  第一实施方式

  以下,根据附图,对本发明的第一实施方式的电子钟表1进行说明。

  如图1所示,电子钟表1为被佩带于用户的手腕上的手表,并具备外装外壳2、圆板状的表盘3、省略图示的机芯、由被设置于机芯内的步进电机13(参照图2,以下,简称为电机13)驱动的作为指针的秒针5、分针6、时针7、和作为操作部件的表冠8以及按钮9。

  电子钟表的电路结构

  如图2所示,电子钟表1具备作为信号源的水晶振子11、作为电源的电池12、与按钮9的操作联动地被导通或关断的开关S1、与表冠8的抽出操作联动地被导通或关断的开关S2、电机13、钟表用的IC20。

  电机的结构

  如图3所示,电机13具备定子131、线圈130和转子133。线圈130的两端与后述的驱动器51的输出端子O1、O2导通,转子133为在径向上被磁化为两极的磁铁。因此,电机13为被用于电子计时的两极单相步进电机,如后文所述,通过从IC20的输出端子O1、O2被输出的电机驱动脉冲(驱动信号)而被驱动。

  另外,秒针5、分针6、时针7以省略图示的轮系而联动,并由电机13驱动而对秒、分钟、小时进行显示。并且,虽然在本实施方式中,通过一个电机13而对秒针5、分针6、时针7进行驱动,但例如,也可以如对秒针5进行驱动的电机、和对分针6以及时针7进行驱动的电机那样设置多个电机。

  如图2所示,IC20具备连接有水晶振子11的连接端子OSC1、OSC2、连接有开关S1、S2的输入输出端子P1、P2、连接有电池12的电源端子VDD、VSS、与电机13的线圈130相连接的输出端子O1、O2。

  并且,在本实施方式中,使电池12的正电极与高电位侧的电源端子VDD相连接,使负电极与低电位侧的电源端子VSS相连接,将低电位侧的电源端子VSS设定为接地(基准电位)。

  水晶振子11通过后文所述的振荡电路21而被驱动,从而产生振荡信号。

  电池12由一次电池或者二次电池构成。在二次电池的情况下,通过省略图示的太阳能电池等而被充电。

  开关S1通过与位于电子钟表1的2点钟位置的按钮9联动而被输入,例如,在按钮9被按压的状态下,成为导通状态,在按钮9未被按压的状态下,成为关断状态。

  开关S2为与表冠8的抽出联动的滑动开关。在本实施方式中,在表冠8被抽出至第一级的状态下成为导通状态,在第0级,成为关断状态。

  IC的电路结构

  如图4所示,IC20具备振荡电路21、分频电路22、电子钟表1的控制用的CPU(中央处理装置:Central Processing Unit)23、ROM(Read Only Mem Ory,只读存储器)24、输入输出电路26、总线(BUS)27、电机控制电路30。

  振荡电路21使作为基准信号源的水晶振子11进行高频振荡,并将通过该高频振荡而产生的预定频率(32768Hz)的振荡信号向分频电路22输出。

  分频电路22对振荡电路21的输出进行分频,并向CPU23供给定时信号(时钟信号)。

  ROM24对由CPU23执行的各种程序进行存储。在本实施方式中,ROM24对用于实现基本钟表功能等的程序进行存储。

  CPU23执行被存储于ROM24内的程序,并实现前述各功能。

  输入输出电路26将输入输出端子P1、P2的状态向总线27输出。总线27被使用于CPU23、输入输出电路26、电机控制电路30间的数据传送等中。

  电机控制电路30通过经由总线27而从CPU23被输入的命令,从而输出预定的驱动信号(驱动脉冲)。

  电机控制电路的结构

  如图5所示,电机控制电路30具备第一计时器31、第二计时器32、第三计时器33、第四计时器34、步数控制电路36、第一微分电路371、第二微分电路372、解码器38、SR锁止电路39、触发器40、“与”电路41、42、48、“或”电路43、44、45、46、47、驱动器以及检测电路50。

  第一计时器31为,对供给向电机13的线圈130流过的电流的时间t1进行测量的计时器。第一计时器31的输出TM1在第一计时器31的复位端子R成为L电平而解除了复位状态之后,在时间t1后成为H电平。

  第二计时器32为,对成为用于切换向电机13的线圈130流过的电流的极性的条件的判断时间t2进行测量的计时器。即,该判断时间t2为第一切换判断时间。第二计时器32的输出TM2在第二计时器32的复位端子R成为L电平而解除了复位状态之后,在时间t2后成为H电平。

  第三计时器33为,对成为用于临时使电机13的驱动停止的条件的时间t3进行测量的计时器。即,时间t3为第一停止判断时间。第三计时器33的输出TM3在第三计时器33的复位端子R成为L电平且复位状态被解除之后,在时间t3之后成为H电平。

  第四计时器34为对到再开始电机的驱动为止的待机时间t4进行测量的计时器。即,待机时间t4为待机设定时间。第四计时器34的输出TM4在第四计时器34的复位端子R成为H电平且复位状态被解除之后,在时间t4之后,成为H电平。

  驱动器以及检测电路50为,向电机13的线圈130供给电流,并且对流过线圈130的电流值是否超过了预定值进行判断的电路。参照图6,将在后文对驱动器以及检测电路50的详细情况进行叙述。

  步数控制电路36包括可预置降值计数器,并输出驱动期间信号TD。到由设定信号设定的可预置降值计数器的预设值通过时钟信号CL而被递减计数并成为0为止,步数控制电路36将驱动期间信号TD设为H电平,当可预置降值计数器成为0时,将驱动期间信号TD设为L电平。

  并且,向步数控制电路36输入的设定信号例如从CPU23经由总线27而被输入。

  解码器38中输入有对后述的驱动信号输出的导通或关断进行切换的信号TON、对驱动信号的极性进行切换的驱动极性信号PL、对驱动器51的工作以及停止进行控制的驱动信号DON,并根据这些信号的状态,而如后述的图8~10的时序图所示,向驱动器以及检测电路50输出栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4。因此,对作为驱动单元的驱动器51的驱动进行控制的驱动控制单元被构成为,具备解码器38。

  第一微分电路371在每当驱动极性信号PL的上升沿以及下降沿时输出微分脉冲。

  “与”电路41中,被输入有驱动器以及检测电路50的输出DT1被反相后的信号、和第二计时器32的输出TM2。

  “与”电路42中,被输入有第三计时器33的输出TM3被反相后的信号、和步数控制电路36的输出TD。

  “或”电路43中,被输入有“与”电路41的输出和第二微分电路372的输出。

  “或”电路44中,被输入有驱动器以及检测电路50的输出DT1被反相后的信号、和“与”电路42的输出DON被反相后的信号。

  SR锁止电路39在置位端子S中被输入有“或”电路44的输出,在复位端子R中被输入有第一计时器31的输出TM1。SR锁止电路39从输出端子Q输出导通或关断切换信号TON。

  触发器40在时钟端子C中被输入有“或”电路43的输出。触发器40从输出端子Q中输出驱动极性信号PL。

  “或”电路45中,被输入有“与”电路42的输出DON的反相信号、和从SR锁止电路39被输出的信号TON。“或”电路45的输出被向第二计时器32的复位端子R输入。

  “或”电路46中,被输入有“与”电路42的输出DON的反相信号、SR锁止电路39的输出TON的反相信号、驱动器以及检测电路50的输出DT1的反相信号。“或”电路46的输出被向第一计时器31的复位端子R输入。

  “与”电路48中,被输入有SR锁止电路39的输出TON、和第三计时器33的输出TM3被反相后的信号。

  “或”电路47中,被输入有“与”电路48的输出、和第四计时器34的输出TM4。“或”电路47的输出被向第三计时器33的复位端子R输入。

  第三计时器33的输出TM3被向第四计时器34的复位端子R反相地输入。

  驱动器以及检测电路的结构

  如图6所示,驱动器以及检测电路50具备驱动器51和电流检测电路61。

  驱动器51具备两个Pch晶体管52、53、四个Nch晶体管54、55、56、57和两个检测电阻58、59。各晶体管52~57通过从解码器38被输出的栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4而被控制,并向电机13的线圈130供给正反两方向的电流。因此,驱动器51为,向电机13的线圈130输出驱动信号而对电机13进行驱动的驱动单元。

  电流检测电路61具备第一基准电压产生电路62、比较器641、642和复合门68。复合门68为具备与将图6所示的“与”电路661、662以及“或”电路680组合在一起而获得的部件同等的功能的一个元件。

  比较器641、642分别对在电阻值R1、R2的检测电阻58、59的两端产生的电压、和第一基准电压产生电路62的电压进行比较。

  由于在“与”电路661中反相输入有驱动极性信号PL,在“与”电路662中原样输入有驱动极性信号PL,因此,由驱动极性信号PL选择的比较器641、642的一方的输出作为输出DT1而被输出。

  第一基准电压产生电路62在流过线圈130的电流为下限电流值Imin的情况下被设定为,输出相当于在检测电阻58、59的两端产生的电压的电位。

  因此,在流过线圈130的电流I为下限电流值Imin以上的情况下,由于在检测电阻58、59的两端产生的电压高于第一基准电压产生电路62的输出电压,因此,检测信号DT1成为H电平。另一方面,在电流I低于下限电流值Imin的情况下,检测信号DT1成为L电平。因此,电流检测电路61为对流过线圈130的电流I小于下限电流值Imin的情况进行检测的下限检测单元。

  电机控制电路的控制处理

  接下来,利用图7的流程图和图8~10的时序图,对本实施方式的电机控制电路30的控制进行说明。并且,图8为表示本实施方式的电机控制电路30的通常时的动作的时序图,图9为表示由外部磁场等的干扰产生的不良现象的比较例的时序图,图10为表示在产生外部磁场等的干扰时的本实施方式的电机控制电路30的动作的时序图。图9的比较例为,从本实施方式的电机控制电路30中消除第三计时器33、第四计时器34的情况下的动作例。

  电机控制电路的动作

  IC20的CPU23在开始电机13的驱动控制时,将对指针的移动量进行设定的设定信号向电机控制电路30的步数控制电路36输出。例如,在用于使秒针5运针1秒的步数为“5”的情况下,CPU23按每1秒输出将步数控制电路36的设定值n设定为“5”的信号(SA1)。

  并且,在CPU23输出设定信号,并对步数控制电路36的设定值n进行设定之后,通过电机控制电路30内的各电路而执行以下的控制。即,CPU23也可以在对电机13进行驱动的定时,仅将对其驱动量进行设定的设定信号向电机控制电路30输出。

  当通过设定信号而使设定值n=5被设定于步数控制电路36中时,驱动期间信号TD成为H电平,“与”电路42的输出DON成为H电平,解码器38通过栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4而使电机13的驱动器51导通(SA2),从而正方向的电流向线圈130流过。并且,在流程图以及以下的说明中,“使驱动器51导通”是指,将驱动器51控制为能够使驱动电流流过线圈130的导通状态,“使驱动器51关断”是指,将驱动器51控制为无法使驱动电流流过线圈130的关断状态。

  在本实施方式中,在图8的时序图中输出DON刚成为H电平之后,由于P1为L电平,P2为H电平,因此,Pch晶体管52被导通,Pch晶体管53被关断。另外,由于N1~N3为L电平,N4为H电平,因此,Nch晶体管54、55、56被关断,Nch晶体管57被导通。因此,电流流过Pch晶体管52、端子O1、线圈130、端子O2、检测电阻59、Nch晶体管57。在本实施方式中,将从端子O1朝向端子O2而流过线圈130的电流设为正方向的电流。另外,在本实施方式中,被向线圈130输出的驱动信号(驱动电流)被切换为第一极性以及第二极性,在第一极性的情况下,设为正方向的电流流过线圈130。因此,正方向的电流流过线圈130的状态为,以输出第一极性的驱动信号的方式而将驱动器51控制为导通状态的状态。

  接下来,电流检测电路61对流过线圈130的电流I是否超过了下限电流值Imin进行判断(步骤SA3)。电流检测电路61持续执行SA3的判断处理,直到在检测电阻58、59中产生的电压超过第一基准电压产生电路62的基准电压为止(在SA3中,为“否”)。

  另一方面,当在SA3中判断为“是”时,电流检测电路61将检测信号DT1变更为H电平,由此,第一计时器31进行工作。通过第一计时器31的工作,从而能够对电流I在超过下限电流值Imin之后是否经过了时间t1进行判断(SA4)。

  即,当检测信号DT1变为H电平时,“或”电路46的输出从H电平变为L电平,第一计时器31的复位状态被解除。因此,第一计时器31开始时间t1的经过测量,并持续输出L电平的信号,直到经过时间t1为止,在经过时间t1时、即在SA4中判断为“是”的情况下,输出H电平的信号。

  当第一计时器31的输出TM1变为H电平,在SA4中判断为”是”时,SR锁止电路39被复位,输出TON变为L电平。因此,解码器38通过栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4而使驱动器51关断(SA5)。具体而言,P1成为H电平,P2成为H电平,N1成为H电平,N2成为L电平,N3成为H电平,N4成为H电平。因此,线圈130的两端与电源端子VSS连接而短路,也停止了电流I从驱动器51向线圈130的供给。因此,电流未流向线圈130的状态为,驱动器51被控制为关断状态的状态。在本实施方式中,将使Pch晶体管52、53以及Nch晶体管55关断并使Nch晶体管54、56、57导通的状态,设置为驱动器51的第一极性的关断状态。

  此时,由于“或”电路45的输出以输出DON反相的方式被输入,因此,在输出DON为H电平的期间,与信号TON的电平联动地发生变化。因此,当驱动器51被关断而信号TON变为L电平时,“或”电路45的输出也成为L电平,解除第二计时器32的复位,并开始第二计时器32的计时器测量。另外,当驱动器51被导通而信号TON变为H电平时,“或”电路45的输出也成为H电平,第二计时器32被复位,时间t2的测量停止。因此,能够通过第二计时器32来对作为驱动单元的驱动器51的关断时间是在第一切换判断时间t2以下、还是超过了时间t2进行判断。

  接下来,对是否经过了由第三计时器33测量的时间t3进行判断(SA6)。第三计时器33在SR锁止电路39的输出TON从H电平成为L电平的定时、即驱动器51被关断的定时,复位被解除,从而开始时间测量。

  并且,在电机13正常地进行动作的情况下,由于在使驱动器51关断之后起至电流I低于Imin为止的经过时间(驱动单元的关断时间)不会成为第一停止判断时间t3以上,因此,在SA6中,被判断为“否”。

  在SA6中被判断为“否”的情况下,即在SA5中在驱动器51被关断之后未经过时间t3以上的时间的情况下,对流过线圈130的电流I是否低于Imin进行判断(SA7)。而且,当在SA7中被判断为“是”时,对驱动器51的关断时间(驱动单元的关断时间)是否超过了第一切换判断时间t2进行判断(SA8)。即,如果在从使驱动器51关断起到电流I低于Imin为止的时间(关断时间)为时间t2以下,则在SA8中被判断为“否”,如果超过了时间t2,则在SA8中被判断为“是”。

  在SA8中被判断为“否”的情况下,不实施极性的切换,而返回至SA2,使驱动器51导通,从而对电机13进行驱动。

  即,第二计时器32在输出TON成为L电平时,复位被解除,从而开始时间t2的测量,在经过了时间t2的时间点,第二计时器32的输出TM2成为H电平。

  当电流I低于Imin时,检测信号DT1变为L电平。此时,如果由第二计时器32测量的关断时间小于时间t2,则第二计时器32的输出TM2也为L电平,因此,“或”电路43的输出也被维持为L电平,从触发器40被输出的驱动极性信号PL也被维持为相同的电平。因此,不执行极性的切换,而执行通过检测信号DT1变为L电平且SR锁止电路39的输出TON变为H电平而导致的驱动器51的导通。

  在驱动器51的关断时间超过第一切换判断时间t2并在SA8中被判断为“是”的情况下,触发器40将驱动极性信号PL设为H电平,从而实施极性的切换(SA9)。

  在SA8中判断为“是”的情况下,输出TM2为H电平,且检测信号DT1为L电平。因此,由于“与”电路41的输出成为H电平,“或”电路43的输出也为H电平,因此,在触发器40中输入有时钟信号,驱动极性信号PL的状态反相,解码器38以对驱动信号的极性进行切换的方式而对驱动器51进行控制。并且,由于驱动器51的关断时间和转子133的旋转角存在关联,因此,只要根据转子133旋转大约180°时产生的值而对时间t2进行设定即可。

  因此,在本实施方式中,通过对成为极性切换条件的时间t2、时间t3、电流I小于下限电流值Imin的情况进行测量的第二计时器32、第三计时器33、电流检测电路61、和以根据这些检测结果而对驱动信号的极性进行切换的方式对驱动器51进行控制的触发器40以及解码器38,从而构成了极性切换单元。

  在极性信号PL的状态反相而使极性被切换时,从输入有极性信号PL的第一微分电路371中被输出信号,该信号作为步数控制电路36的时钟信号CL而被输入,并将剩余步数减少1(SA10)。

  步数控制电路36对剩余步数是否成为0进行确认(SA11),在SA11中为“否”的情况(n不为0的情况)下,将驱动期间信号TD维持为H电平。因此,返回至SA2,通过来自解码器38的信号而使驱动器51导通。但是,由于极性信号PL反相,因此,解码器38输出以使流过线圈130的电流与到上一次为止为相反方向的方式而被设定的栅极信号。具体而言,P1成为H电平,P2成为L电平,N1、N2、N4成为L电平,N3成为H电平。由此,Pch晶体管52被关断,Pch晶体管53被导通。另外,Nch晶体管54、55、57被关断,Nch晶体管56被导通。因此,电流流过Pch晶体管53、端子O2、线圈130、端子O1、检测电阻58、Nch晶体管56。因此,被向线圈130输出的驱动信号(驱动电流)为第二极性,作为与正方向相反的方向的负方向的电流流过线圈130。因此,负方向的电流流过线圈130的状态为以输出第二极性的驱动信号的方式将驱动器51控制为导通状态的状态。

  如图8所示,在n=5、3、1的情况和n=4、2的情况下,各栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4以流过线圈130的电流的方向、即极性不同的方式而被设定。

  并且,在本实施方式中,在驱动器51的第二极性的关断状态下,P1为H电平,P2为H电平,N1为L电平,N2为H电平,N3为H电平,N4为H电平。

  即,将使Pch晶体管52、53以及Nch晶体管54关断、且使Nch晶体管55、56、57导通的状态设置为驱动器51的第二极性的关断状态。在该第二极性的关断状态下,线圈130的两端也与电源端子VSS连接而短路,并停止了电流I从驱动器51向线圈130的供给。

  在SA11中为“是”的情况下,步数控制电路36将驱动期间信号TD设为L电平,因此,输出DON也称为L电平,电机13的驱动控制结束。

  因此,通过反复进行SA2~SA11,从而执行如图8所示的控制。即,当电流I低于下限电流值Imin时,驱动器51被导通,当从该驱动器51的导通起的经过时间超过时间t1时,驱动器51被关断。而且,如果驱动器51的关断时间未超过时间t2,则使驱动器51再次导通。因此,在相同极性的状态下,反复进行驱动器51的导通和关断。

  而且,在驱动器51的关断时间超过时间t2的时间点,对极性进行切换,且将剩余步数设为-1,如果步数不为0,则如图8所示,除了极性不同这一点以外,实施与前述内容相同的驱动控制。而且,当步数成为0时,也结束电机13的驱动控制。

  不良现象产生时的动作(比较例)

  在此,为了与本实施方式进行对比,在未设置第三计时器33、第四计时器34的情况下,通过图9的时序图而对外部磁场或冲击等产生影响并产生了不良现象的情况的一个示例进行说明。

  虽然驱动器51的导通时间、关断时间依赖于在线圈130中产生的反向感应电压,但由于通过外部磁场或冲击等的影响而使反向感应电压发生变动,因此,导通时间、关断时间和转子133的旋转位置的关系有时会破坏。例如,如图9所示,在应被视为转子133旋转了180°后的定时为ta的情况下,原本在定时ta之前,关断时间不得不超过t2。

  但是,当由于外部磁场或冲击等的影响而使关断时间短于t2时,再次使驱动器51导通,当经过t1之后使驱动器51关断时,旋转的检测延迟,在转子133大幅地超过180°之后,电流I有时会低于Imin。

  此时,在不存在由后文所述的本实施方式的TM3、TM4信号实施的控制的情况下,极性的切换在异常的定时被执行而成为失调状态,旋转角与导通时间、关断时间的关系会破坏。因此,如图9的第三步骤(n=3)那样,由于在极端短的时间内执行了极性的切换,转子133未完全旋转,因此,下一个步骤(n=2)成为吸引状态,即使持续地供给驱动电流,转子133也有时不旋转而处于停止的状态。

  图9所示的示例为不良现象的产生模式的一个示例,但除此以外,因干扰而产生各种模式的的不良现象。

  干扰产生时的第一实施方式的动作

  通过图7以及图10,而对在本实施方式中防止上述不良现象的的动作进行说明。

  在第四计时器34的输出TM4被维持为L电平的情况下,当输出TON变为L电平时,即,当驱动器51被关断时,复位被解除,第三计时器33开始t3的时间测量。在经过时间t3之前,输出TON变为H电平,驱动器51被导通,此时,第三计时器33被复位。

  而且,如图10的时序图的第二步(n=4)的驱动那样,在因外部磁场或冲击等的影响而使驱动器51的关断期间超过第一停止判断时间t3的情况下(在SA6中,为“是”),使驱动器51的驱动停止(SA12)。因此,在本实施方式中,由第三计时器33以及解码器38构成判断为符合驱动停止条件、从而使驱动器51的驱动停止的驱动停止单元。

  即,当驱动器51的关断期间超过t3时,第三计时器33的输出TM3成为H电平,因此,作为输出TM3被反相地输入的“与”电路42的输出的、驱动信号DON成为L电平。因此,解码器38使驱动器51的驱动停止。并且,当对SA5中的驱动器51的关断状态、和SA12的驱动器51的停止状态进行比较时,在SA5中,解码器38通过使Pch晶体管52、53关断而将驱动器51控制为关断,Nch晶体管54、55的一方导通,另一方关断,Nch晶体管56、57导通。另一方面,在SA12中,如图10的步骤3那样,解码器38通过使Pch晶体管52、53关断,从而将驱动器51控制为关断,Nch晶体管54、55、56、57全部导通。

  另外,在SA12中,当驱动信号DON为L电平时,“或”电路44的输出成为H电平,SR锁止电路39的输出TON成为H电平。由于信号TON为对驱动器51的导通或关断进行切换的信号,因此,当信号TON成为H电平时,通常,解码器38使驱动器51导通,但由于驱动信号DON为L电平,因此,解码器38优先执行使驱动器51的驱动停止的处理。在驱动信号DON成为L电平的情况下,Pch晶体管52、53被关断,Nch晶体管54~57全部被导通。通过使Nch晶体管54~57全部导通,从而能够使全部的导通电阻减少,增强短路制动力,以相对于干扰而稳定。

  另外,比较器641、642的输出成为恒定,并能够抑制不需要的消耗电流的增加。

  另外,当第三计时器33的输出TM3变为H电平时,H电平被从第二微分电路372中输出,H电平信号被从“或”电路43向触发器40输入,从而极性信号PL也进行反相,并实施了极性的切换(SA13)。

  通过极性信号PL进行反相,而使时钟信号被从第一微分电路371输出,步数控制电路36使剩余步数减少1(SA14)。

  另外,由于第三计时器33的输出TM3进行反相并被向复位端子R输入,因此,当输出TM3变为H电平时,复位被解除,从而第四计时器34开始t4的时间测量,在解码器38的驱动信号DON成为L电平之后,对是否经过了时间t4进行判断(SA15)。第四计时器34为对到再次开始电机13的驱动控制为止的待机时间进行设定的计时器,待机设定时间t4被设定为通常未产生的长度的关断时间。通过持续使驱动控制停止,直到经过时间t4为止,从而能够期待外部磁场或冲击等的干扰的影响消失的情况。

  当在SA15中判断为“是”时,电机控制电路30返回至SA2,而使驱动器51导通,以下,继续执行SA2以后的各处理。

  即,第四计时器34在经过t4的时间时使输出TM4变为H电平。因此,第三计时器33被复位,输出TM3也变为L电平。

  当输出TM3成为L电平时,第四计时器34被复位。因此,输出TM4瞬间成为H电平,并立即返回至L电平。

  当输出TM3成为L电平时,驱动信号DON成为H电平,通过来自解码器38的栅极信号而使驱动器51被导通。由此,再次开始电机13的驱动。此时,由于切换了极性,因此,转子133成为吸引状态的可能性变低,能够使转子133进行旋转。

  以下,如前文所述,反复进行SA2~SA11,继续实施电机13的驱动直至直到n=0为止,并驱动结束。

  另外,在SA2中的再次开始驱动之后,在再次存在t3的检测的情况(在SA6中,为“是”的情况)下,再次执行SA12~SA15的停止处理。

  并且,虽然由各计时器31~34测量的t1~t4只要根据电机13的特性或驱动电压等而进行设定即可,但例如,被设定为t1=50μsec、第一切换判断时间t2=100μsec、第一停止判断时间t3=200μsec、待机设定时间t4=1sec等。

  第一实施方式的效果

  根据本实施方式的电机控制电路30,在从使驱动器51关断起经过了时间t3以上的时间的情况下,即,在即使从驱动器51的关断起经过时间t3但流过线圈130的电流I也未低于下限电流值Imin的情况下,由于是在通常动作时不会产生的现象,因此,使驱动器51的驱动停止。由此,检测出外部磁场等的干扰产生了影响,从而能够防止在受到干扰的影响的状态下对电机13进行驱动的情况。因此,能够防止因干扰而无法实施电机13的准确的控制、从而使针位置混乱等的问题的产生。

  电机控制电路30除了作为将电流I与下限电流值Imin进行比较的下限检测单元的电流检测电路61之外,还仅通过设置计时器31~34而对从驱动器51的导通起的经过时间或驱动器51的关断时间进行检测,从而能够实施各控制,因此,能够简化电机控制电路30。

  由于电机控制电路30由使用了逻辑元件的专用的电路构成,因此,能够实现低电压驱动以及低消耗电力化,尤其适于如手表那样的便携式的电子钟表1。

  第一改变例

  并且,在第一实施方式中,如图7所示,在从使驱动器51关断起的经过时间超过了时间t3的情况下,在SA6中判断为“是”,实施了SA12~SA15的处理。与此相对,在第一改变例中,如图11的流程图所示,在对转移至SA12~SA15的处理的条件进行判断的处理SA16中,从在步数控制电路36中设定有步数从而使驱动开始的时间点起,或者,在切换了极性之后,即,在从开始各步骤中的驱动起的经过时间成为第二停止判断时间t13的情况下,以执行SA12~SA15的处理的方式进行了设定。时间t13例如只要设定为10msec等如下的条件即可,所述条件为,如果正常地进行动作则不产生、而在因外部磁场或冲击等的影响而使转子133成为吸引状态的情况下产生的条件。即,如图8所示,在正常地进行动作的情况下,各步骤中的驱动处理也在恒定时间以内结束,切换极性,并开始下一个步骤的驱动处理。另一方面,如图9的n=4的步骤所示,当受到干扰的影响时,该步骤中的驱动处理未在恒定时间以内结束的情况较多。因此,只要在从驱动开始时间点起的经过时间、即最初的步骤(在图8~10中,为n=5的步骤)中的经过时间为时间t13以上的情况、或在切换极性之后的经过时间、即第二个以后的步骤(n=4~1)中的经过时间为时间t13以上的情况下,判断为干扰产生了影响,从而执行使驱动器51的驱动停止恒定时间的处理(SA12~SA15)即可。

  即使在这样的第一改变例中,也能够实现与第一实施方式同样的作用效果。另外,在第一实施方式中,在因干扰的影响而使驱动器51的关断时间短于第一停止判断时间t3的情况下,能够实施驱动器51的驱动停止。与此相对,根据第一改变例,即使在因干扰而使关断时间变短的情况下,如果从各步骤的开始时间点起的经过时间在第二停止判断时间t13以上,则能够停止驱动器51的驱动。另一方面,在第一实施方式中,如果驱动器51的关断时间长于第一停止判断时间t3,则具有能够在该时间点提前使驱动器51停止的优点。

  因此,优选为,并用第一实施方式和第一改变例,在SA6中被判断为“否”的情况下,实施SA16的判断,在SA6和SA16中的任意一个中被判断为“是”的情况下,实施SA12的驱动器51的驱动停止处理。

  第二实施方式

  接下来,参照图12~15,对本发明的第二实施方式进行说明。并且,在第二实施方式中,对与第一实施方式相同或者同样的结构标记相同的符号,并省略或简化说明。

  结构的说明

  在第二实施方式中,利用了图12所示的电机控制电路30B这一点与第一实施方式不同。第二实施方式的电机控制电路30B也与第一实施方式同样地对电子钟表1的电机13的驱动进行控制。

  电机控制电路30B相对于电机控制电路30而言,驱动器以及检测电路50B、解码器38B的结构不同。另外,电机控制电路30B在不具备第四计时器34这一点、和增加了“与”电路49这一点上与电机控制电路30不同。其他的结构与电机控制电路30相同。

  电机控制电路30B的第一计时器31、第二计时器32、第三计时器33的结构以及动作与电机控制电路30相同。虽然第三计时器33在输出TM3被向第二微分电路372和“与”电路42输入这一点上与电机控制电路30相同,但在被向解码器38B和“与”电路49输入这一点上不同。

  如图15的时序图所示,解码器38B根据电流输出的导通或关断切换信号TON、驱动极性信号PL、驱动信号DON、计时器输出TM3、时钟信号SP的状态而输出驱动器以及检测电路50B的栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4。

  电机控制电路30B的步数控制电路36、第一微分电路371、第二微分电路372、SR锁止电路39、触发器40的结构以及动作与第一实施方式相同。另外,在第二实施方式中,由于通过解码器38B而对驱动器51进行控制并对驱动信号的极性进行切换的条件、或使驱动器51停止的条件与第一实施方式相同,因此,驱动控制单元、极性切换单元以及驱动停止单元与第一实施方式相同。

  如图13所示,驱动器以及检测电路50B具备驱动器51和检测电路。检测电路具备电流检测电路61和作为磁场检测单元的磁场检测电路71。

  驱动器51以及电流检测电路61的结构以及动作与第一实施方式相同。即,驱动器51向线圈130供给电流,电流检测电路61对流过线圈130的电流I的电流值是在下限电流值Imin以上、还是低于下限电流值Imin进行检测。

  磁场检测电路71为对外部磁场的有无进行检测的电路。磁场检测电路71由时钟产生电路72、锁止电路73、第五计时器74、反相器751、752、“或”电路77、78构成。

  该磁场检测电路71在第三计时器33的输出TM3成为H电平时进行工作。

  于是,解码器38B通过从磁场检测电路71的时钟产生电路72中被输出的时钟信号而对驱动器51进行控制,并使由在线圈130中产生的外部磁场实现的电动势断续放大。因此,通过磁场检测电路71、解码器38B以及驱动器51而构成了断续放大电路。磁场检测电路71根据该被断续放大后的电压值是超过还是未超过反相器751、752的阈值电压,而对外部磁场进行检测。

  时钟产生电路72在第三计时器33的输出TM3成为H电平时进行工作,并将时钟信号SP向锁止电路73的时钟输入部和解码器38B输出。

  第二实施方式的动作

  接下来,利用图14的流程图和图15的时序图,对第二实施方式的电机控制电路30B的控制进行说明。并且,由于图14的流程图的SB1~SB14的处理为与第一实施方式的图7的流程图的SA1~SA14相同的处理,因此,简化说明。

  在第二实施方式中,当与第一实施方式同样地从CPU23中被输入有设定信号时,电机控制电路30B开始驱动,并在步数控制电路36中对步数(例如5)进行设定(SB1)。

  步数控制电路36将驱动期间信号TD设为H电平,驱动信号DON成为H电平,解码器38B通过对栅极信号P1、P2、N1~N4进行控制,从而使驱动器51导通,并将电流I向线圈130供给(SB2)。

  以下,与第一实施方式同样地执行SB3~SB11的处理,如图15的步数n=5的情况那样,在正常动作时,电机控制电路30B在驱动器51的关断时间超过了第一切换判断时间t2的情况下,对驱动信号的极性进行切换,从而持续进行驱动控制。

  另一方面,如图15所示的第二步(n=4)的情况那样,有时由于外部磁场或冲击等的影响而使驱动器51的关断期间发生变动,并超过作为通常未产生的长度的关断时间而被设定的第一停止判断时间t3。在该情况下,与第一实施方式相同,由于在SB6中被判断为“是”,驱动信号DON成为L电平,因此,驱动器51的驱动被停止(SB12)。此时,由于输出TM2为H电平,输出DT1为L电平,因此,作为触发器40的输出的极性信号PL也进行反相,极性进行切换(SB13)。另外,时钟信号CL被从第一微分电路371输出,步数控制电路36将剩余步数减少1(SB14)。

  另外,通过输出TM3成为H电平,而使磁场检测电路71进行工作,并执行了磁场检测处理(SB15)。该磁场检测处理SB15以如下方式被实施。

  在输出TM3为H电平的期间内,如图15所示,解码器38B根据时钟信号SP的输出周期,而以驱动器51的输出端子O1或者输出端子O2反复处于高阻抗状态和短路状态的方式对各栅极信号进行控制。并且,输出端子O1或者输出端子O2只要通过极性的切换而选择供给有电流I的端子侧即可。例如,在图15的第三个步骤(n=3)中,通过使与输出端子O1相连接的Nch晶体管54以与时钟信号SP相配合的方式导通或关断,从而使在线圈130中产生的感应电压断续放大。

  而且,当被断续放大后的输出端子O1的电位超过反相器751的阈值电压时,反相器751的输出变为L电平,该信号被反相地输入的“或”电路77的输出变为H电平。因此,与时钟信号SP同步地,锁止电路73的输出MD变为H电平。在此,由于“或”电路78中输入有锁止电路73的输出MD和输出TM3的反相信号,因此,在输出TM3为H电平的情况下,如果锁止电路73的输出MD为H电平,则“或”电路78的输出也成为H电平。因此,在通过线圈130而对外部磁场进行检测的期间内,第五计时器74维持复位状态。

  在使输出端子O2侧断续放大的情况下,也同样地在输出端子O2的电位超过反相器752的阈值电压时,与时钟信号SP同步地,锁止电路73的输出MD变为H电平,第五计时器74被复位。

  另一方面,在不存在外部磁场的情况下,由于各输出终端O1、O2的电位不会超过反相器751、752的阈值电压,因此,反相器751、752的输出被维持为H电平,该信号被反相地输入的“或”电路77的输出被维持为L电平。

  因此,锁止电路73的输出MD也被维持为L电平,在输出TM3为H电平的情况下,第五计时器74成为复位被解除的状态。即,第五计时器74在锁止电路73的输出MD从H电平变为L电平的定时、即从外部磁场的检测状态变为非检测状态的定时,开始时间测量。

  在复位被解除的状态、即未检测出外部磁场的状态持续时间t5以上的时间的情况下,第五计时器74将输出信号RM设为H电平。当输出信号RM成为H电平时,由于第三计时器33被复位,输出TM3成为L电平,DON信号成为H电平,因此,再次开始电机13的驱动。

  因此,第五计时器74所测量的时间t5为外部磁场判断时间,例如被设定为30msec等。特别优选为,该时间t5被设定为与易于成为噪声源的交流电源(大约50Hz)的周期相比而较长的期间。

  第二实施方式的效果

  根据第二实施方式,可以获得与所述第一实施方式同样的效果。

  即,由于在通过电机控制电路30B而使驱动器51关断之后经过了时间t3以上的时间的情况下,也使驱动器51的驱动停止,因此,能够防止在受到外部磁场等的干扰的影响的状态下对电机13进行驱动的情况。因此,能够防止因干扰而无法实施电机13的准确的控制从而使针位置混乱等的问题的产生。

  而且,电机控制电路30B具备磁场检测电路71,在使驱动器51的驱动停止的情况下,在通过磁场检测电路71而检测出外部磁场消失的情况之后,再次开始驱动器51的驱动。因此,在再次开始驱动器51的驱动之后,再次受到干扰的影响而使驱动器51停止的可能性变低,在再次开始后,能够可靠地将由电机13移动的指针移动至目的的指示位置。

  第三实施方式

  接下来,参照图16~21,对本发明的第三实施方式进行说明。并且,在第三实施方式中,对与第一和第二实施方式相同或者同样的结构标记相同的符号,并省略或简化说明。

  结构的说明

  第三实施方式的电机控制电路30C在使电流I与上限电流值Imax进行比较从而实施电机13的驱动控制这一点上,和与下限电流值Imin进行比较而进行控制的第一和第二实施方式不同。

  如图16所示,电机控制电路30C具备第一计时器31C、第二计时器32C、第三计时器33C、第四计时器34C、第0计时器35C、步数控制电路36C、微分电路371C、解码器38C、SR锁止电路39、80、触发器40、“与”电路41C、42C、46C、81、82、“或”电路44C、45C、47C、驱动器以及检测电路50C。

  第一计时器31C为,使驱动器51关断,并对使向电机13的线圈130的电流供给停止的时间(Toff时间)t31进行测量的计时器。第一计时器31C的输出TM1在被向第一计时器31C的复位端子R输入的信号成为L电平从而使复位状态被解除之后,在时间t31之后为H电平。

  第二计时器32C为,使驱动器51导通,并对向电机13的线圈130供给电流的时间(Ton时间)t32进行测量的计时器。该时间t32为第二设定时间,如后文所述,成为用于对电流的极性进行切换、或使驱动器51的驱动停止的一个条件。第二计时器32C的输出TM2在被向第二计时器32C的复位端子R输入的信号成为H电平从而使复位状态被解除之后,在时间t32之后成为H电平。

  第三计时器33C为,对成为用于使电机13的驱动停止的条件的第一设定时间t33进行测量的计时器。第三计时器33C的输出TM3在被向第三计时器33C的复位端子R输入的信号成为L电平从而使复位状态被解除之后,在时间t33之后成为H电平。

  第四计时器34C为,对到使电机13的驱动再次开始为止的的待机设定时间t34进行测量的计时器。第四计时器34C的输出TM4在被向第四计时器34C的复位端子R输入的信号成为H电平从而使复位状态被解除之后,在时间t34之后成为H电平。

  第0计时器35C为,对用于在驱动开始时防止极性切换的误判断的屏蔽时间t30进行测量的计时器。第0计时器35C的输出TM0在被向第0计时器35C的复位端子R输入的信号成为H电平从而使复位状态被解除之后,在时间t30之后成为H电平。

  驱动器以及检测电路50C为,向电机13的线圈130供给电流,并且对流过线圈130的电流值是否超过了上限电流值Imax进行判断的电路。参照图17,将在后文对驱动器以及检测电路50C的详细情况进行叙述。

  步数控制电路36C包括可预置降值计数器,并输出驱动期间信号TD。步数控制电路36C将驱动期间信号TD设为H电平,直至由设定信号设定的可预置降值计数器的预设值通过时钟信号CL而被递减计数至0为止,当可预置降值计数器成为0时,将驱动期间信号TD设为L电平。向步数控制电路36C输入的设定信号例如从CPU23经由总线27而被输入。

  如后文所述的图19~21的时序图所示,作为驱动控制单元的解码器38C根据电流输出的导通或关断切换信号TON、驱动极性信号PL、驱动信号DON的状态,而输出驱动器以及检测电路50C的栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4。

  微分电路371C每当驱动极性信号PL上升沿以及下降沿时输出微分脉冲(时钟信号CL)。

  “与”电路41C中,被输入有驱动器以及检测电路50C的输出DT2、第二计时器32C的输出TM2的反相信号、第0计时器35C的输出TM0。“与”电路41C的输出与第三计时器33C的输出TM3一起被向“与”电路81输入。“与”电路81的输出被向触发器40的时钟输入部中输入。

  “与”电路42C中,被输入有SR锁止电路80的输出DOFF的反相信号、和驱动期间信号TD。“与”电路42C的输出DON被向解码器38C和“或”电路44C中输入。

  “或”电路44C,被输入有输出DON的反相信号和第一计时器31C的输出TM1,并向SR锁止电路39输出信号。

  “或”电路45C中,被输入有SR锁止电路39的输出TON和输出DON的反相信号,“或”电路45C的输出信号被向第一计时器31C的复位端子R输入。

  “与”电路46C中,被输入有输出TON和输出DON,“与”电路46C的输出信号被向第二计时器32C的复位端子反相地输入。

  “或”电路47C中,被输入有从微分电路371C输出的时钟信号CL和输出DON的反相信号,“或”电路47C的输出被向第三计时器33C的复位端子R输入

  “与”电路82中,被输入有“与”电路41C的输出信号和输出TM3的反相信号,“与”电路82的输出信号被向SR锁止电路80的置位端子S中输入。

  SR锁止电路80在复位端子R中被输入有输出TM4,SR锁止电路80的输出信号DOFF反相地被向第四计时器34C的复位端子和“与”电路42C中输入。

  驱动器以及检测电路的结构

  如图17所示,驱动器以及检测电路50C具备驱动器51和电流检测电路61C。由于驱动器51与第一实施方式相同,因此,标记相同的符号,并省略说明。

  电流检测电路61C具备第二基准电压产生电路63、比较器651、652和复合门69。复合门69为,具备与将“与”电路671、672以及“或”电路690组合在一起而获得的部件同等的功能的一个元件。即,成为将电流检测电路61的第一基准电压产生电路62变更为第二基准电压产生电路63后获得的结构。

  第二基准电压产生电路63产生相当于上限电流值Imax的电压。因此,电流检测电路61C的输出DT2在流过线圈130的电流I超过了上限电流值Imax的情况下成为H电平,在流过线圈130的电流I为上限电流值Imax以下的情况下,成为L电平。因此,电流检测电路61C为,对流过线圈130的电流I超过了上限电流值Imax的情况进行检测的上限检测单元。

  电机控制电路的控制处理

  接下来,利用图18的流程图和图19~21的时序图,对由本实施方式的电机控制电路30C实施的控制进行说明。并且,图19为表示电机控制电路30C的通常时的动作的时序图,图20为表示因外部磁场等的干扰而导致的不良现象的比较例的时序图,图21为表示在产生外部磁场等的干扰时的电机控制电路30C的动作的时序图。

  电机控制电路的动作

  如图18所示,IC20的CPU23将对指针的移动量进行设定的设定信号向电机控制电路30C的步数控制电路36C输出(SC1)。在本实施方式中,输出了对步数“4”进行设定的设定信号。

  当通过设定信号而将设定值n=4设定于步数控制电路36C中时,驱动期间信号TD成为H电平,“与”电路42的输出DON成为H电平,与第一实施方式相同,解码器38C通过栅极信号P1、P2、N1、N2、N3、N4而使电机13的驱动器51导通(SC2),从而使正方向的电流向线圈130流过。

  接下来,电流检测电路61C对流过线圈130的电流I是否超过了上限电流值Imax进行判断(SC3)。如前文所述,在检测电阻58、59中产生的电压超过在第二基准电压产生电路63中产生的基准电压之前(在SC3中,为“否”)电流检测电路61C持续执行SC3的判断处理。

  另一方面,当在SC3中判断为“是”时,电流检测电路61C将检测信号DT2变更为H电平,复位信号被向SR锁止电路39输入,信号TON成为L电平。解码器38C在信号TON成为L电平时,对栅极信号进行控制,从而使驱动器51关断(SC4)。

  接下来,对是否从开始驱动或者再次开始驱动起在屏蔽时间t30以内进行判断(SC5)。对屏蔽时间t30进行测量的第0计时器35C在输出DON成为H电平时,复位被解除,并开始时间测量。因此,如果第0计时器35C的输出TM0为L电平,则从开始驱动或者再次开始驱动起在时间t30以内,在SC5中被判断为“是”。另一方面,如果第0计时器35C的输出TM0为H电平,则从开始驱动或者再次开始驱动起超过了时间t30,在SC5中被判断为“否”。

  在SC5中为“否”的情况下,对由第二计时器32C测量的驱动器51的导通时间Ton是否小于时间t32进行判断(SC6)。第二计时器32C在信号TON变为H电平时,复位被解除,并开始时间测量,在测量时间小于时间t32时,输出TM2为L电平,当成为时间t32以上的时间时,输出TM2成为H电平。因此,在SC6中,如果输出TM2为L电平,则判断为“是”,如果输出TM2为H电平,则判断为“否”。

  在SC5中为“是”的情况下,或者,在SC6中为“否”的情况下,对从使驱动器51关断起是否经过了时间t31进行判断(SC7)。在SC7中为“否”的情况下,持续进行SC7的判断并待机,直到经过时间t31为止,即直到第一计时器31C的输出TM1变为H电平为止。

  在SC7中被判断为“是”的情况下,即在输出TM1变为H电平的情况下,由于“或”电路44C的输出成为H电平,SR锁止电路39的输出TON变为H电平,因此,解码器38C使驱动器51导通(SC2)。以下,电机控制电路30C反复进行SC2~SC7,直到在SC6中判断为“是”。

  在SC6中为“是”的情况下,对从由第三计时器33C测量的步骤的开始起的经过时间是否在第一设定时间t33以内进行判断(SC8)。在SC8中为“否”的情况下,由于经过屏蔽时间t30,输出TM0为H电平,电流I超过上限电流值Imax,检测信号DT2成为H电平,导通时间小于时间t32,输出TM2为L电平,因此,“与”电路41C的输出成为H电平。而且,如果在处理SC8中为“否”,则由于从步骤的开始起的经过时间超过时间t33,输出TM3为H电平,因此,“与”电路81的输出也成为H电平。因此,在触发器40中输入时钟信号,驱动极性信号PL进行反相,并对极性进行切换(SC9)。因此,在第三实施方式中,通过第二计时器32C、第三计时器33C、第0计时器35C、电流检测电路61C、触发器40、解码器38C,从而构成了对符合极性切换条件的情况进行判断并对驱动信号的极性进行切换的极性切换单元。

  另外,通过驱动极性信号PL的反相,从而从微分电路371C输出时钟信号CL,步数控制电路36C将剩余步数减少1(SC10),并通过反复执行SC2~SC11,直至剩余步数成为0为止(直至在SC11中成为“是”为止),从而如图19所示,能够正常地对电机13进行驱动。

  并且,如前文所述,由于驱动器51即电机13的导通时间和转子133的旋转角存在关联,因此,将时间t32设定为,转子133旋转了应该旋转1步的预定角度(例如如果是2极转子,则大约为180°)时产生的值。因此,如果导通时间小于时间t32,则能够对转子133旋转预定角度的情况进行检测。但是,如图19所示,在刚开始驱动之后(第一步),即使转子133不旋转预定角度,导通时间有时也临时性地低于时间t32。为了防止该情况下的误判断,在第一步中对屏蔽时间t30进行设定,并在经过屏蔽时间t30之后,以对导通时间和时间t32进行比较的方式进行控制。

  因此,如图19所示,能够正常地对电机13进行驱动。

  不良现象产生时的动作(比较例)

  在此,为了与本实施方式进行对比,在未设置有第三计时器33C、第四计时器34C的情况下,利用图20的时序图,对外部磁场或冲击等产生影响并产生不良现象的一个示例进行说明。

  虽然驱动器51的导通时间、关断时间依赖于在线圈130中产生的反向感应电压,但由于通过外部磁场或冲击等的影响而使反向感应电压产生变动,因此,导通时间、关断时间与转子133的旋转位置的关系有时会破坏。例如,如图20所示,在成为应视为转子133旋转了180°的定时之前,因外部磁场或冲击等的影响而使导通时间短于t32,尽管转子133未完全旋转,也执行极性切换,虽然预定的步数未结束,但有时驱动已结束。

  图20所示的示例为,不良现象的产生模式的一个示例,除此以外,还因干扰而产生各种模式的不良现象。

  第三实施方式的动作

  通过图18以及图21,而在本实施方式中对防止上述不良现象的动作进行说明。

  在图18中,当在SC6中为“是”的情况下立即实施SC7的极性切换时,有可能因外部磁场等的影响而产生如图20那样的不良现象。

  因此,在本实施方式中,在SC6中判断为“是”的情况下,如前文所述,对从各步骤的驱动开始(各相中的驱动开始)起是否在第一设定时间t33以内进行判断(SC8)。

  第三计时器33C在时钟信号CL为L电平的状态下输出DON变为H电平的定时、即驱动开始时以及驱动再次开始时、即第一步、和输出DON为H电平且时钟信号CL变为H电平的状态、即极性被切换的状态下,复位被解除,并开始时间测量。而且,当从各步骤的驱动开始起经过时间t33时,第三计时器33C使输出TM3变为H电平。因此,如果输出TM3为L电平,则能够在SC8中判断为“是”。另一方面,如果输出TM3为H电平,则能够在SC8中判断为“否”。

  在SC8中为“否”的情况下,如前文所述,执行对极性进行切换的处理SC9、将剩余步数减少1的处理SC10,如果在SC11中剩余步数变为0,则结束图18的指针的驱动处理。

  另一方面,在SC8中为“是”的情况下,由于“与”电路41C的输出成为H电平,输出TM3为L电平,因此,输出TM3被反相地输入的“与”电路82的输出成为H电平,SR锁止电路80的输出DOFF成为H电平。因此,“与”电路42C的输出DON成为L电平,驱动器51的驱动被停止(SC12)。因此,在第三实施方式中,通过设置第二计时器32C、第三计时器33C、SR锁止电路80、解码器38C,从而构成了驱动停止单元。

  当使驱动器51的驱动停止时,对从该开始停止起是否经过了待机设定时间t34进行判断(SC13)。即,对时间t34进行测定的第四计时器34C通过输出DOFF成为H电平而开始测量,在经过时间t34而第四计时器34C的输出成为H电平时,SR锁止电路80被复位,输出DOFF成为L电平。由于当输出DOFF成为L电平时,输出DON成为H电平,因此,再次开始驱动器51的驱动(SC2)。此后,适当地反复执行SC2~SC13,持续进行驱动,直到成为n=0为止,当成为n=0时,在SC11中成为“是”,并结束驱动。

  并且,由各计时器31C~35C测量的t30~t34只要根据电机13的特性或驱动电压等而进行设定即可,但例如,被设定为t30=1500μsec、t31=25μsec、t32=20μsec、t33=1000μsec、t34=1sec等。

  第三实施方式的效果

  根据第三实施方式,可以获得与所述第一和第二实施方式同样的效果。

  即,在电机控制电路30C中,在从步骤的开始起在时间t33以内驱动器51的导通时间小于时间t32的情况下,使驱动器51的驱动停止,因此,能够防止在受到外部磁场等的干扰的影响的状态下对电机13进行驱动的情况。

  因此,能够防止因干扰而无法实施电机13的准确的控制从而使针位置混乱等的问题的产生。

  而且,由于电机控制电路30C在电流I超过上限电流值Imax时使驱动器51关断,因此,能够防止电流I大于上限电流值Imax的情况,并能够易于抑制电力消耗。

  另外,虽然在以驱动器51的导通时间而对转子133的旋转进行检测的情况下,刚开始驱动之后的第一步变得易于误检测,但由于设定了屏蔽时间t30,因此,能够防止误检测。

  由于电机控制电路30C除了作为将电流I与上限电流值Imax进行比较的上限检测单元的电流检测电路61C之外,仅通过设置计时器31~35而对驱动单元的导通时间或驱动单元的关断时间等进行检测,从而能够实施各控制,因此,能够简化电机控制电路30。

  第四实施方式

  接下来,参照图22~31,对本发明的第四实施方式进行说明。

  如图22所示,第四实施方式的电子钟表1D为具有世界时间功能的模拟电子钟表。电子钟表1D具备作为中央针的分针6D以及时针7D、被配置于6点钟侧的秒针5D、对时区进行指示的城市针4D、表冠8D、按钮9A、9B。

  如图23所示,电子钟表1D与第一实施方式的电子钟表1同样地具备作为信号源的水晶振子11、作为电源的电池12、与按钮9A、9B的操作联动地被导通或关断的按压开关S1、S2、与表冠8D的抽出联动地被导通或关断的滑动开关S3、S4、第一电机14、第二电机15、第三电机16、钟表用的IC20D。

  由于第一电机14、第二电机15、第三电机16为与第一实施方式的电机13同样的步进电机,因此,省略说明。

  秒针5D通过第一电机14而被运针,并对时刻的秒进行指示。城市针4D通过第二电机15而被运针,并对设定的时区的代表城市进行指示。

  分针6D以及时针7D通过第三电机16而被联动地运针。因此,分针6D以1周180分割的方式来显示分钟,时针7D以1周2160分割的方式来显示小时。

  如图23所示,IC20D设置有与水晶振子11相连接的连接端子OSC1、OSC2、与开关S1~S4相连接的输入输出端子K1~K4、与电池12相连接的电源端子VDD、VSS、和与各电机14~16的线圈130相连接的输出端子O1~O6。

  IC的电路结构

  如图24所示,IC20D具备振荡电路21、分频电路22、电子钟表1D的控制用的CPU23、ROM24、输入输出电路26和总线(BUS)27。而且,IC20D具备对第一电机14进行驱动的第一电机控制电路30D、对第二电机15进行驱动的第二电机控制电路30E、对第三电机16进行驱动的第三电机控制电路30F、作为磁场检测单元的磁场检测电路17D、电流检测电路18D。

  由于振荡电路21、分频电路22、CPU23、ROM24、输入输出电路26、总线27为与第一实施方式同样的结构,因此,省略说明。

  由于第一电机控制电路30D按每1秒对第一电机14进行驱动,因此,被设为在手表等中被采用的能够进行低消耗电力化的控制电路。即,第一电机控制电路30D在将脉冲宽度较小的主驱动脉冲输出后,对第一电机14的线圈130的感应电压进行测定,并对转子133是否旋转进行检测,在非旋转的情况下,进行控制,以将以与主驱动脉冲相比而较大的脉冲宽度被固定的补正驱动脉冲(固定脉冲)输出,从而使转子133可靠地进行旋转。另外,在第一电机控制电路30D中,并列设置有磁场检测电路17D,在输出主驱动脉冲之前,将磁场检测脉冲向第一电机14的线圈130输出,通过由磁场检测电路17D来对在线圈130中产生的感应电压进行检测,从而对外部磁场的有无进行检测。

  在此,在外部磁场未被检测出时,第一电机控制电路30D在输出前述的主驱动脉冲之后,实施旋转检测,在非旋转的情况下,执行输出补正驱动脉冲的低消耗电力驱动控制。另外,在外部磁场被检测出的情况下,第一电机控制电路30D代替主驱动脉冲而将补正驱动脉冲(固定脉冲)输出,从而使转子133可靠地进行旋转。在该情况下,无需实施转子133的旋转检测。

  第二电机控制电路30E被设为,能够以固定脉冲对第二电机15进行驱动,并实施正转以及反相。

  在电子钟表1D中,当按压按钮9A时,第二电机控制电路30E使城市针4D向正转方向(顺时针方向)移动,并对下一个时区的城市名进行指示。另外,当按压按钮9B时,第二电机控制电路30E使城市针4D向反相方向(逆时针方向)移动,并对下一个时区的城市名进行指示。

  并且,由于时区通常按每1小时而被设定,因此,每当按压按钮9A、9B时,时区按每1小时被变更。但是,也可以如相对于UTC而被设定为+5.5小时的时区的印度那样,能够对并非按每1时间的时区进行设定。在该情况下,只要每当按压按钮9A、9B时,选择为所设定的时区中的下一个时区即可。

  如图25所示,第三电机控制电路30F具备与所述各实施方式相同的驱动器51。但是,虽然所述实施方式的电机控制电路30、30B、30C具备对驱动器51的晶体管52~57进行驱动的逻辑电路,但也可以在本实施方式中不设置对驱动器51的晶体管52~57进行驱动的逻辑电路。在本实施方式中,CPU23通过经由总线27而直接对各晶体管52~57进行控制,从而对第三电机16的驱动进行控制。因此,在第四实施方式中,通过CPU23而构成了驱动控制单元、极性切换单元、驱动停止单元。

  另外,在第三电机控制电路30F中,并列设置有电流检测电路18D。如图25所示,电流检测电路18D具备第一基准电压产生电路62、第二基准电压产生电路63、比较器641、642、651、652、复合门68、69。复合门68为具备与将“与”电路661、662以及“或”电路680组合在一起而获得的部件同等的功能的一个元件。复合门69为具备与将“与”电路671、672以及“或”电路690组合在一起而获得的部件同等的功能的一个元件。即,电流检测电路18D具备将电流检测电路61、61C组合在一起而获得的结构。

  电流检测电路18D的检测结果的输出DT1、DT2经由总线27并通过CPU23而被检测,CPU23根据该输出DT1、DT2而对第三电机控制电路30F的驱动器51进行控制。

  第三电机控制电路30F在通常运针时,按每20秒对第三电机16进行运针。此时,分针6D每隔360/180=2度进行运针,时针7D每隔360/2160=1/6度进行运针。

  另外,第三电机控制电路30F在由按钮9A、9B实施的时区的变更操作时,根据所变更的时区而对分针6D、时针7D进行运针。例如,在通过按钮9A而使时区前进1小时的情况下,联动地使分针6D、时针7D运针+60分钟。

  接下来,利用图26和图27的流程图,对第四实施方式的电子钟表1D中的动作进行说明。

  CPU23在通过按钮9A的按压操作而检测到与IC20D的输入输出端子K1相连接的开关S1的输入时,从第二电机控制电路30E中输出驱动脉冲,从而使城市针4D正转1步(作为顺时针方向的右旋转)(SD1)。此时,CPU23与城市针4D的移动联动地对至分针6D以及时针7D的驱动完毕为止的总步数、即完毕步数进行设定,并将对步数进行计数的变量n初始化为0。

  例如,在城市针4D对前进1小时后的时区进行指示的情况下,CPU23将完毕步数设定为,使分针6D以及时针7D运针+60分钟的步数、即180。另外,CPU23在对城市针4D前进了30分钟后的时区进行指示的情况下,将完毕步数设定为90。

  另外,在城市针4D对返回1小时的时区进行指示的情况下,CPU23将完毕步数设定为180×11=1980。在本实施方式中,由于由第三电机控制电路30F驱动的分针6D以及时针7D以仅可向正转方向进行运针的方式而被设定,因此,在使城市针4D返回1小时的情况下,由于分针6D以及时针7D为12小时制,因此,向正转方向运针相当于11小时的量。

  接下来,CPU23开始分针6D以及时针7D的快进控制(SD2),使时针分针用的第三电机控制电路30F的驱动器51导通(SD3)。

  CPU23在使驱动器51导通之后,通过电流检测电路18D而对流过线圈130的电流I进行检测,并对电流I是否大于上限电流值Imax进行判断(SD4)。CPU23在SD4中判断为“否”的情况下,持续执行SD4的判断处理。

  CPU23在SD4中判断为“是”的情况下,使动器51关断(SD5)。此后,CPU23对流过线圈130的电流I是否小于下限电流值Imin进行判断(SD6)。CPU23在SD6中判断为“否”的情况下,持续执行SD6的判断处理。

  CPU23在SD6中判断为“是”的情况下,对是驱动开始后的第一步、还是驱动再次开始后的第一步进行判断(SD7)。

  CPU23在SD7中判断为“否”的情况下,对使驱动器51导通的期间Ton的比例是否大于上一次进行判断(SD8)。期间Ton的比例通过Ton/(Ton+Toff)而被求出。

  在此,在期间Ton、期间Toff、与感应电压V、驱动电压E、驱动电流i、线圈电阻R之间存在下述的式(6)的关系,能够推断出对于由感应电压V对驱动的极性进行切换所最佳的定时。

  V=E*Ton/(Ton+Toff)-R*i…(6)

  图28为,与第三电机16的线圈130相连接的输出终端O5、O6中的通常控制时的驱动信号的波形图,图29为表示第一和第二步的Ton/(Ton+Toff)的图表。即,如图28所示,第一步为驱动信号被从输出终端O5输出的期间A,第二步为驱动信号被从输出终端O6输出的期间B。

  如图28、29所示,第一步的各脉冲中的Ton的比例、即Ton/(Ton+Toff)在第1脉冲中为0.8,但在第2脉冲中减低至0.4附近为止之后,逐渐增加至第10~12脉冲左右为止,并在此后降低。

  第二步的Ton/(Ton+Toff)在第1脉冲中为1.0附近,此后逐渐降低,并维持随着脉冲数的增加而降低的倾向。

  另一方面,在外部磁场中进行运针的情况下,有时因磁场的影响而使前述的关系不成立,因此,Ton/(Ton+Toff)会发生与通常时不同的变化。图30、图31为其一个示例,第一步的Ton/(Ton+Toff)与通常时同样,但在第二步以后,Ton/(Ton+Toff)在第2脉冲中大幅地降低之后,上升至第8脉冲为止,此后急速地降低。在这样的环境中,例如也有可能在第2脉冲中Ton/(Ton+Toff)降低至切换设定值(在本实施方式中,为0.3)以下,也有可能在转子133旋转180°之前误判断为旋转。并且,切换设定值并未被限定为0.3,只要根据电机16的规格等进行设定即可。

  CPU23在第二步以后的情况(在SD7中,为“否”)下,对Ton/(Ton+Toff)是否大于上一次进行判断(SD8)。在第二步以后,Ton/(Ton+Toff)大于紧前的脉冲的情况为,如前文所述在外部磁场中进行了运针的情况。

  CPU23在SD8中为“否”的情况、和在SD7中为“是”的情况下,对Ton/(Ton+Toff)是否在0.3以下进行判断(SD9)。如图29、图31所示,在第一步的控制中,在第2脉冲中,Ton/(Ton+Toff)降低至0.4附近,但此后,在缓慢上升之后降低,Ton/(Ton+Toff)成为0.3以下的情况为,能够认定为转子133旋转了180°的情况。另外,即使在第二步的控制下,在能够认定为转子133旋转为180°的情况下,Ton/(Ton+Toff)成为0.3以下。

  因此,在本实施方式中,在SD9中,通过对Ton/(Ton+Toff)是否在0.3以下进行判断,从而对转子133是否旋转进行判断。

  并且,虽然在本实施方式中,在第一步以及第二步中兼用转子133的旋转判断条件SD9,但第一步的旋转判断条件也可以考虑到图29、图31所示的倾向而另外设定。

  另一方面,在图26的SD7中判断为“否”、且在SD8中被判断为“是”的情况下,如前文所述,受到外部磁场的影响的可能性较高。因此,在SD8中判断为“是”的情况下,CPU23通过使驱动器51的驱动停止,从而也使时针分针的快进处理停止(SD10),并结束处理。在该情况下,虽然分针6D、时针7D无法修正相当于时区的变更量的量,但只要通过后文所述的每1秒的中断处理而消除外部磁场的影响,则使快进再次开始。

  CPU23在SD9中判断为“否”的情况下,重复执行SD3~SD9的处理。

  另外,在SD9中判断为“是”的情况下,CPU23对极性进行切换(SD11),并在步数n上加上1(SD12)。而且,CPU23对步数n是否成为完毕步数(例如180)进行判断(SD13),在SD13为“否”的情况下,返回至SD3,并持续进行分针6D、时针7D的快进。在SD13为“是”的情况下,CPU23判断为,分针6D、时针7D的时区的变更量(例如1小时的量)的快进结束,从而结束驱动。

  接下来,参照图27,对CPU23为了对秒针5D进行运针而执行的1Hz的中断处理进行说明。

  CPU23为了秒针5D的运针而按每1秒对外部磁场进行检测(SD21)。具体而言,将外部磁场检测脉冲从第一电机控制电路30D向第一电机14的线圈130输出,并通过由磁场检测电路17D来对在线圈130中产生的感应电压进行检测,从而对外部磁场进行检测。

  CPU23根据磁场检测电路17D的检测结果,而对外部磁场的有无进行判断(SD22)。CPU23在判断为存在外部磁场的情况(SD22中,为“是”)下,通过第一电机控制电路30D而以固定脉冲对秒针5D进行运针(SD23)。CPU23在判断为不存在外部磁场的情况(在SD22中,为“否”)下,通过第一电机控制电路30D而以前文所述的低消耗电力驱动控制来对秒针5D进行运针(SD24)。

  在通过SD24而对秒针5D进行运针的情况下,CPU23对时针分针的快进是否处于停止中进行判断(SD25)。CPU23在SD25中判断为“是”的情况下,返回至图26的SD3,并再次开始时针分针的快进处理。即,由于时针分针的快进停止(SD10)在图26的SD8中判断为“是”的情况下,即在外部磁场产生影响的情况下被执行,因此,只要能够判断为不存在外部磁场,则能够再次开始快进。

  CPU23在SD25中判断为“否”的情况、和在SD23中对秒针进行运针的情况下,对时针分针是否处于快进中进行判断(SD26)。1秒的中断处理不仅在时区的变更中产生,也还会在通常的时刻显示中产生。因此,在SD25中判断为“否”的情况下,存在使时针分针快进的情况、和不使时针分针快进而为了通常的时刻显示来进行运针的情况。

  同样地,在对外部磁场进行检测、从而以固定脉冲对秒针进行运针的情况中,也存在使时针分针快进的情况、和不使时针分针快进而为了通常的时刻显示来进行运针的情况。例如,如图26所示,由于驱动开始第一步(在SD7中为“是”)未使时针分针的快进停止,因此,即使在1Hz的中断处理中检测出外部磁场的情况下,也存在时针分针被快进的情况。

  因此,CPU23在SD26中对时针分针是否处于快进中进行判断,如果未处于快进中(在SD26中为“否”),则通过第三电机控制电路30F而实施通常的时针分针显示处理(SD27)。在本实施方式中,CPU23按每20秒使第三电机控制电路30F驱动1步的量,使分针6D移动2度,即移动1分钟的刻度(6度)的1/3。

  另一方面,在SD26中为“是”的情况下,由于在图26的流程图中时针分针被快进,因此,由于在图27的流程图中无需对第三电机控制电路30F进行控制,因此,结束处理。

  第四实施方式的效果

  根据第四实施方式,可以获得与所述第一至第三实施方式同样的效果。

  即,在电机控制电路30D中,在第二步以后的控制中,在各脉冲中的导通时间的比例与上一次脉冲的情况相比增加了的情况、即Ton/(Ton+Toff)大于上一次的情况(在SD8中,为“是”)下,判断为存在外部磁场等的干扰的影响,使驱动器51的驱动停止,从而使时针分针的快进处理停止。因此,能够防止在受到外部磁场等的干扰的影响的状态下对电机13进行驱动的情况,并能够防止因干扰而无法实施电机13的准确的控制、从而使针位置混乱等的问题的产生。

  另外,在成为与第二步以后的步骤不同的动作的第一步中,由于不实施SD8的判断,因此,能够防止在第一步中对干扰的有无进行误判断的情况。

  另外,由于在SD9中,对Ton/(Ton+Toff)降低至0.3以下的情况进行检测,并对转子133旋转至预定的角度为止的情况进行判断,因此,能够精度良好地实施各步骤で的转子133的驱动。

  电机控制电路30D设置将流过线圈130的电流I与上限电流值Imax以及下限电流值Imin进行比较的电流检测电路18D,由于当电流I超过上限电流值Imax时,使驱动器51关断,当电流I低于下限电流值Imin时,使驱动器51导通,因此,能够简化驱动器51的驱动控制。

  另外,由于未设置实施驱动器51的驱动控制的专用的逻辑电路,而由CPU23对驱动器51进行控制,因此,易于构成电机控制电路30D。

  并且,在第四实施方式中,也可以在第二步以后Ton/(Ton+Toff)大于上一次的情况(在SD8中,为“是”)下判断为,存在外部磁场的影响,虽然停止了时针分针的快进,但保持在SD21中被实施的每1秒的磁场检测的结果,根据该结果而临时性地禁止时针分针的快进。

  并且,外部磁场的检测也可以未被限定于由第一电机14实施的情况,而由对城市针4D进行驱动的第二电机15来实施。即,由于磁场检测脉冲的脉冲宽度也较小,并未使转子133进行旋转,因此,能够利用任意一个电机来对外部磁场进行检测。

  第五实施方式

  接下来,参照图32以及图33,对本发明的第五实施方式进行说明。

  第五实施方式为对第四实施方式的电子钟表1D中的控制流程进行变更后获得的方式。因此,由于电子钟表1D的结构等与第四实施方式相同,因此,省略说明。

  如图32、图33所示,第五实施方式为如下的方式,即,在通过外部磁场而使时针分针的快进停止的情况下,实施2步的驱动,并对是否因此时的驱动器51的导通期间Ton和关断期间Toff之间的关系而使外部磁场的影响消除进行判断,其结果为,对是否再次开始时针分针的快进进行控制。

  因此,由于图32的时针分针的快进控制(SD1~SD13)与图26所示的第四实施方式的控制相同,因此,标记相同的符号,并省略说明。

  在第五实施方式中,CPU23在SD8中判断为“是“的情况下,即,在判断为外部磁场产生影响的情况下,执行图33的处理。即,CPU23使时针分针的快进停止(SD31),并进行待机,直至经过待机设定时间t6为止(SD32)。时间t6例如为1秒,如果待机该时间t6,则只要设定为可期待外部磁场的影响消除的时间即可。

  在经过了时间t6之后,CPU23实施2步的驱动,即实施两次与图32的SD3~SD12同样的处理,且再次对外部磁场的有无进行判断,并根据该判断结果,而对时针分针的快进的再次开始进行判断。

  因此,CPU23在SD32中判断为“是”之后,使时针分针用的第三电机控制电路30F的驱动器51导通(SD33),并对电流I是否超过上限电流值Imax进行判断(SD34)。

  CPU23反复执行SD34的判断处理,直到在SD34成为”是”为止,在判断为“是”的情况下,使驱动器51关断(SD35)。

  CPU23在SD35的处理后,对电流I是否低于下限电流值Imin进行判断(SD36),反复执行SD36的判断处理,直到在SD36中成为“是”为止。

  CPU23在SD36中判断为“是”的情况下,对Ton/(Ton+Toff)是否是0.3以下、即转子133是否旋转了预定角度进行判断(SD37)。

  CPU23在SD37中判断为“否”的情况下,返回至SD33,并持续执行处理,而在判断为“是”的情况下,与SD11、SD12相同地对极性进行切换(SD38),并在步数n上加上1(SD39)。由此,结束1步的驱动。

  接下来,CPU23开始第二步的驱动,并使第三电机控制电路30F的驱动器51导通(SD40),且对电流I是否超过了上限电流值Imax进行判断(SD41),如果在SD41中成为“是”,则使驱动器51关断(SD42)。

  CPU23在SD42的处理后,对电流I是否低于下限电流值Imin进行判断(SD43),在SD43中判断为“是”的情况下,对Ton/(Ton+Toff)是否大于上一次、即是否存在外部磁场的影响进行判断(SD44),在SD44中判断为“是”的情况下,返回至SD31,从而再次执行2步的驱动。

  另一方面,CPU23在SD44中判断为“否”的情况下,对Ton/(Ton+Toff)是否在0.3以下、即转子133是否旋转了预定角度进行判断(SD45),在SD45中判断为“否”的情况下,返回至SD40,并持续执行处理,而在判断为“是”的情况下,无需通过2步驱动来对外部磁场的有无进行检测,因此,返回SD11,并持续执行处理,使时针分针快进至与被变更的时区相应的位置为止。

  第五实施方式的效果

  根据第五实施方式,可以获得与所述第四实施方式同样的效果。

  而且,在第四实施方式中,在因外部磁场的影响而使时针分针快进停止的情况下,在秒驱动用的1Hz的中断处理时对外部磁场的有无进行检测,从而使快进再次开始,但在第五实施方式中,在对时针分针进行驱动的第三电机16的每2步的驱动时对是否存在外部磁场进行判断,并使快进再次开始。即,在第五实施方式中,由于在第三电机控制电路30F内处理完毕,因此,也可以应用于始终以固定脉冲来对秒针进行驱动、且不具备外部磁场的检测功能的钟表中。

  并且,在第五实施方式中,在SD8中判断为“是”的情况下,实施了2步的驱动,但既可以以1步来对外部磁场的影响进行判断,也可以执行3步以上的多步的驱动。

  其他的实施方式

  并且,本发明并未被限定于前文所述的实施方式,在可实现本发明的目的的范围内的变形、改良等被包含于本发明中。

  例如,虽然在第三实施方式的电机控制电路30C中,通过驱动器51的导通时间、和从步骤的开始起的经过时间而对极性的切换和驱动器的驱动停止进行了选择,但也可以仅通过驱动器51的导通时间来进行选择。另外,也可以与第一改变例同样地通过驱动器51的导通时间来对极性的切换进行控制,并通过从驱动开始时或者极性切换时起的经过时间来对驱动器51的驱动停止进行控制。而且,也可以对这些控制进行组合。

  而且,虽然在第三实施方式中,在SC13中经过了待机设定时间t4之后,返回至SC2,但也可以与第二实施方式同样地,以在代替SC13而对外部磁场进行检测、且判断为不存在外部磁场的情况下返回至SC2的方式进行控制。

  磁场检测单元并未被限定于如磁场检测电路71那样通过断续放大而进行检测的单元,而可以具备将线圈130的至少一端设为高阻抗状态、下拉状态、和上拉状态中的任意一个状态的控制单元、和对在所述状态下对在线圈130的一端上产生的电压进行检测的电压检测单元。而且,也可以使用专用的磁传感器。

  虽然在所述各实施方式中,电子钟表1为手表类型的钟表,但例如,也可以为座钟。另外,本发明的电机控制电路并未被限定于对驱动钟表的指针的电机进行控制的电路,也能够应用于通过各种仪表来对测量值进行指示的用于指针的电机用的控制电路等。尤其,由于即使受到干扰的影响,电机的驱动量的偏差也较小,因此,并未被限定于电子钟表,能够通过各种电子设备来利用。

  符号说明

  1、1D…电子钟表;13…步进电机;130…线圈;131…定子;133…转子;14…第一电机;15…第二电机;16…第三电机;17D…磁场检测电路;18D…电流检测电路;23…CPU;30、30B、30C…电机控制电路;30D…第一电机控制电路;30E…第二电机控制电路;30F…第三电机控制电路;31、31C…第一计时器;32、32C…第二计时器;33、33C…第三计时器;34、34C…第四计时器;35C…第0计时器;36、36C…步数控制电路;38、38B、38C…解码器;39…SR锁止电路;40…触发器;50、50B、50C…检测电路;51…驱动器;61、61C…检测电路;62…第一基准电压产生电路;63…第二基准电压产生电路;71…磁场检测电路;72…时钟产生电路;73…锁止电路;74…第五计时器;80…SR锁止电路。

《机芯、电子钟表.doc》
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