钟表用机芯、钟表和钟表的指针的基准位置判断方法
技术领域
本发明涉及钟表用机芯、钟表和钟表的指针的基准位置判断方法。
背景技术
在钟表中，作为检测指针位置的方法，例如，已知有用发光元件和受光元件夹着构成轮系的齿轮所具有的孔并根据有无透过光而检测的方式。
此外，提出了以通常驱动时的驱动脉冲对钟表的指针进行驱动并利用感应电压检测其旋转状态的旋转状态检测技术(例如参照专利文献1)。在专利文献1所记载的发明中，在通过该检测方法检测为非旋转状态的情况下，通过利用辅助驱动脉冲施加旋转力，实现走针。
并且，提出了如下技术：在钟表的控制部检测出与指针的基准位置对应的规定的高负载的情况下，判断为该基准位置(专利文献2)。在专利文献2所记载的发明中，与输出辅助驱动脉冲的状态对应地判定了该基准位置。
专利文献1：日本特许第5363167号公报
专利文献2：日本特许第3625395号公报
但是，在专利文献2所记载的现有技术中，除非在检测为非旋转状态的情况下设置足以输出辅助驱动脉冲的负载，否则难以判定基准位置。此外，在使用辅助驱动脉冲的情况下，驱动所需的功耗增加。
发明内容
本发明正是鉴于这样的情况而提出的，其目的在于提供一种也能够利用可通常走针的规定负载来实现用于掌握指针的基准位置的手段的钟表用机芯、钟表和钟表的指针的基准位置判断方法。
为了达成上述目的，本发明的一个方式的钟表用机芯具有：步进电机，其具有使指针旋转的转子；以及控制部，其利用主驱动脉冲和辅助驱动脉冲使所述转子旋转，所述控制部在利用基于所述主驱动脉冲的检测驱动脉冲使所述指针旋转时，通过所述转子的旋转状态的检测来判断所述指针的基准位置。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，该钟表用机芯具有基准负载部，该基准负载部设置于包含所述指针和所述转子的驱动机构的规定位置，在所述指针位于基准位置时，该基准负载部对所述转子承受的负载赋予变动，所述控制部在包含所述检测驱动脉冲的输出后的第1检测期间、接着所述第1检测期间的第2检测期间和接着所述第2检测期间的第3检测期间的检测期间中的至少1个期间检测感应电压，由此检测所述转子的旋转状态，所述控制部根据所述第1检测期间、所述第2检测期间和所述第3检测期间中的至少2个检测结果，判断所述基准位置。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，所述控制部将所述检测驱动脉冲设定为第1能量，所述控制部在所述指针至少旋转一周的一周期间持续检测所述转子的旋转状态，在所述一周期间未判定出由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部将所述检测驱动脉冲设定为比所述第1能量小的第2能量，所述控制部利用所述第2能量的所述检测驱动脉冲，与所述一周期间对应地检测所述转子的旋转状态，在所述一周期间判定出2次以上由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部将所述检测驱动脉冲设定为比所述第1能量大的第3能量，所述控制部利用所述第3能量的所述检测驱动脉冲，在所述一周期间持续检测所述转子的旋转状态，在所述一周期间判定出仅1次由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部将判定出该变动的位置判断为所述基准位置。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，所述控制部在所述指针至少旋转一周的一周期间持续检测所述转子的旋转状态，在所述一周期间未判定出由所述基准负载部实施的负载变动的情况下、或者在所述一周期间判定出不连续的2次以上由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部以不改变所述检测驱动脉冲的能量的方式再次在所述一周期间持续检测所述转子的旋转状态，在所述一周期间判定出仅1次由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部将判定出该变动的位置判断为所述基准位置。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，所述控制部能够对在检测出第1旋转状态时利用所述检测驱动脉冲来走针的情况和在检测出第2旋转状态时利用所述检测驱动脉冲来走针之后施加所述辅助驱动脉冲来走针的情况进行控制，在检测所述第2旋转状态的情况下，通过判定由所述基准负载部实施的负载变动，判断所述基准位置，在使所述指针至少旋转一周的一周期间判定出仅1次由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部将判定出该变动的位置判断为所述基准位置。
另外，第1旋转状态是不使用辅助驱动脉冲而使用检测驱动脉冲使指针走针的状态。此外，第2旋转状态是在利用检测驱动脉冲走针之后使用校正驱动脉冲使指针走针的状态。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，在使所述指针至少旋转一周的一周期间持续检测出所述转子的旋转状态时，在所述一周期间中的1个位置处，在所述第1检测期间和所述第2检测期间中检测出基于所述基准负载部的感应电压的情况下、或者在所述第2检测期间中未检测出基于所述基准负载部的感应电压而在所述第3检测期间中检测出基于所述基准负载部的感应电压的情况下，所述控制部将该位置判断为所述基准位置。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，在使所述指针至少旋转一周的一周期间检测出连续的至少2次由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部通过第1次的检测来判断所述基准位置。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，在使所述指针至少旋转一周的一周期间检测出连续的至少2次由所述基准负载部实施的负载变动的情况下，所述控制部将所述负载变动最大的位置判断为所述基准位置。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，所述控制部将在能够判断出所述基准位置时使用的所述检测驱动脉冲作为最佳脉冲进行存储。
此外，在本发明的一个方式的钟表用机芯中，也可以是，所述控制部控制所述步进电机用所述最佳脉冲使所述指针走针。
此外，本发明的一个方式的钟表具备上述任意一个的钟表用机芯。
为了达成上述目的，在本发明的一个方式的钟表的指针的基准位置判断方法中，该钟表具有：步进电机，其具有使指针旋转的转子；以及控制部，其利用主驱动脉冲和辅助驱动脉冲使所述转子旋转，其中，该钟表的指针的基准位置判断方法包含如下步骤：所述控制部在利用基于所述主驱动脉冲的检测驱动脉冲实施旋转时，通过所述转子的旋转状态的检测来判断所述指针的基准位置。
根据本发明，也能够利用可通常走针的规定负载来实现用于掌握指针的基准位置的手段。
附图说明
图1是示出本实施方式的钟表的结构例的框图。
图2是用于说明本实施方式的基准负载部和基准位置的一例的图。
图3是示出本实施方式的指针驱动部和电机负载检测部的结构例的框图。
图4是示出本实施方式的脉冲控制部输出的驱动脉冲的例子的图。
图5是示出本实施方式的电机的结构例的图。
图6是示出本实施方式的主驱动脉冲和电机旋转时产生的感应电压的例子的图。
图7是用于说明本实施方式的负载的状态与感应电压的关系的图。
图8是用于说明本实施方式的检测指针位置的过程的概要的图。
图9是示出本实施方式的进行针位置检测的处理过程例的流程图。
图10是示出本实施方式的变形例的进行针位置检测的处理过程例的流程图。
标号说明
1：钟表；2：电池；3：振荡电路；4：分频电路；5：存储部；10：控制部；20a：第1电机；20b：第2电机；20c：第3电机；30a、30b、30c：轮系；40a：第1指针；40b：第2指针；40c：第3指针；11：脉冲控制部；12：指针驱动部；121a：第1指针驱动部；122a、122b、122c：电机负载检测部；121b：第2指针驱动部；121c：第3指针驱动部。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，在以下的说明中使用的附图中，设各部件为能够识别的大小，因此，适当变更了各部件的比例尺。
图1是示出本实施方式的钟表1的结构例的框图。如图1所示，钟表1具有电池2、振荡电路3、分频电路4、存储部5、控制部10、第1电机20a、第2电机20b、第3电机20c、轮系30a、轮系30b、轮系30c、第1指针40a、第2指针40b和第3指针40c。
控制部10具有脉冲控制部11和指针驱动部12。
指针驱动部12具有第1指针驱动部121a、电机负载检测部122a、第2指针驱动部121b、电机负载检测部122b、第3指针驱动部121c和电机负载检测部122c。
另外，钟表用机芯至少具有存储部5、控制部10、第1电机20a、第2电机20b、第3电机20c、轮系30a、轮系30b和轮系30c。
另外，在不特别指定第1电机20a、第2电机20b和第3电机20c中的1个的情况下，称作电机20。此外，在不特别指定轮系30a、轮系30b和轮系30c中的1个的情况下，称作轮系30。此外，在不特别指定第1指针40a、第2指针40b和第3指针40c中的1个的情况下，称作指针40。此外，在不特别指定第1指针驱动部121a、第2指针驱动部121b和第3指针驱动部121c中的1个的情况下，称作指针驱动部121。此外，在不特别指定电机负载检测部122a、电机负载检测部122b和电机负载检测部122c中的1个的情况下，称作电机负载检测部122。
另外，图1所示的钟表1为利用指针40显示进行计时后的时刻的模拟钟表。图1所示的例子是钟表1具有3根指针40的例子，但指针40的数量可以是1根，也可以是2根，还可以是4根以上。在该情况下，钟表1按照每个指针40具有指针驱动部121、电机负载检测部122、电机20和轮系30。
电池2例如为锂电池或者氧化银电池，且为所谓按钮电池。另外，电池2可以为太阳能电池、以及蓄积由太阳能电池发出的电力的蓄电池。电池2向控制部10提供电力。
振荡电路3例如为用于利用石英的压电现象从其机械谐振振荡出规定频率的无源元件。这里，规定频率例如为32[kHz]。
分频电路4将振荡电路3输出的规定频率的信号分频为期望的频率，向控制部10输出分频后的信号。
存储部5存储第1指针40a、第2指针40b、第3指针40c各自的主驱动脉冲、辅助驱动脉冲。另外，关于主驱动脉冲、辅助驱动脉冲，以后进行叙述。此外，存储部5存储第1指针40a、第2指针40b、第3指针40c各自的搜索脉冲。另外，搜索脉冲在检测指针40的基准位置时使用。关于搜索脉冲、基准位置的检测，以后进行叙述。存储部5将区间T1～T3中的、电机负载检测部122具备的比较器Q7(参照图3)的输出的组合、旋转状态和电机20的状态关联起来进行存储。另外，关于区间T1～T3，以后使用图7进行叙述。存储部5存储规定周期、后述的驱动脉冲的脉冲宽度、驱动脉冲的脉冲数量、变更后的脉冲数量等。存储部5存储控制部10在控制中使用的程序。
控制部10使用分频电路4分频后的期望频率进行计时，根据计时的结果对电机20进行驱动，以使指针40走针。此外，控制部10检测通过电机20的旋转而产生的反电动势电压(感应电压)，根据检测出的结果检测指针40的基准位置。另外，关于基准位置的检测方法，以后进行叙述。
脉冲控制部11使用由分频电路4分频后的期望频率进行计时，根据计时的结果生成脉冲信号以使指针40走针，将所生成的脉冲信号输出到指针驱动部12。此外，脉冲控制部11取得指针驱动部12检测出的电机20中产生的感应电压与基准电压的比较结果，根据所取得的结果进行基准位置的检测。
此外，关于脉冲控制部11，驱动端子M111、驱动端子M112、驱动端子M121、驱动端子M122、控制端子G11和控制端子G12与第1指针驱动部121a连接，检测端子CO1与电机负载检测部122a连接。此外，驱动端子M211、驱动端子M212、驱动端子M221、驱动端子M222、控制端子G21、控制端子G22与第2指针驱动部121b连接，检测端子CO2与电机负载检测部122b连接。此外，驱动端子M311、驱动端子M312、驱动端子M321、驱动端子M322、控制端子G31、控制端子G32与第3指针驱动部121c连接，检测端子CO3与电机负载检测部122c连接。
指针驱动部12通过根据脉冲控制部11输出的脉冲信号对电机20进行驱动，使指针40走针。此外，指针驱动部12检测在驱动了电机20时产生的感应电压，将检测出的感应电压与基准电压的比较结果输出到脉冲控制部11。
第1指针驱动部121a根据脉冲控制部11的控制，生成用于使第1电机20a正转或者反转的脉冲信号。第1指针驱动部121a利用所生成的脉冲信号驱动第1电机20a。
第2指针驱动部121b根据脉冲控制部11的控制，生成用于使第2电机20b正转或者反转的脉冲信号。第2指针驱动部121b利用所生成的脉冲信号驱动第2电机20b。
第3指针驱动部121c根据脉冲控制部11的控制，生成用于使第3电机20c正转或者反转的脉冲信号。第3指针驱动部121c利用所生成的脉冲信号驱动第3电机20c。
电机负载检测部122a检测通过第1电机20a的旋转而在第1指针驱动部121a中产生的反电动势电压，将对检测出的反电动势电压与作为阈值的基准电压Vcomp进行比较而得到的结果输出到脉冲控制部11。
电机负载检测部122b检测通过第2电机20b的旋转而在第2指针驱动部121b中产生的反电动势电压，将对检测出的反电动势电压与基准电压Vcomp进行比较而得到的结果输出到脉冲控制部11。
电机负载检测部122c检测通过第3电机20c的旋转而在第3指针驱动部121c中产生的反电动势电压，将对检测出的反电动势电压与基准电压Vcomp进行比较而得到的结果输出到脉冲控制部11。
第1电机20a、第2电机20b、第3电机20c分别例如为步进电机。第1电机20a利用第1指针驱动部121a输出的脉冲信号经由轮系30a而驱动第1指针40a。第2电机20b利用第2指针驱动部121b输出的脉冲信号经由轮系30b而驱动第2指针40b。第3电机20c利用第3指针驱动部121c输出的脉冲信号经由轮系30c而驱动第3指针40c。
轮系30a、轮系30b、轮系30c分别构成为包含至少1个齿轮。另外，在本实施方式中，在轮系30中，例如通过对轮系30具有的齿轮的形状进行加工，形成为在指针40旋转360度的期间，在一个部位发生负载变动。即，在本实施方式中，基准负载部构成为设置于包含指针40以及电机20具有的转子的驱动机构的规定位置，在指针40位于基准位置时，对转子承受的负载赋予变动。
第1指针40a例如为时针。第2指针40b例如为分针。第3指针40c例如为秒针。第1指针40a、第2指针40b、第3指针40c分别以能够旋转的方式支承于未图示的支承体。
接着，对基准负载部和基准位置进行说明。
图2是用于说明本实施方式的基准负载部和基准位置的一例的图。图2的指针40例如是作为秒针的第3指针40c。
在图2中，大致12点的位置为基准位置，在该位置(第1区域)存在指针时，与其它位置(第2区域)相比，转子承受的负载较大。即，在图2所示的例子中，在大致12点的位置上设置有基准负载部。换言之，转子承受的第1区域的负载比第2区域的负载大。在本实施方式中，将转子承受的负载以这种方式增大的位置作为基准位置来检测。
另外，在图2中示出了大致12点的位置为基准位置的例子，但基准位置也可以为其它位置。此外，第1指针40a、第2指针40b、第3指针40c各自的基准位置可以为相同的位置，也可以为相互不同的位置。
接着，说明指针驱动部121和电机负载检测部122的结构例。
图3是示出本实施方式的指针驱动部121和电机负载检测部122的结构例的框图。
如图3所示，指针驱动部121具有开关元件Q1～Q6。此外，电机负载检测部122具有电阻R1及R2、比较器Q7。
开关元件Q3的栅极与脉冲控制部11的驱动端子Mn11(n为1～3中的任意值)连接，源极与电源+Vcc连接，漏极与开关元件Q1的漏极、电阻R1的一端、比较器Q7的第1输入部(+)和第1输出端子Outn1连接。
开关元件Q1的栅极与脉冲控制部11的驱动端子Mn12连接，源极接地。
开关元件Q5的栅极与脉冲控制部11的控制端子Gn1连接，源极与电源+Vcc连接，漏极与电阻R1的另一端连接。
开关元件Q4的栅极与脉冲控制部11的驱动端子Mn21连接，源极与电源+Vcc连接，漏极与开关元件Q2的漏极、电阻R2的一端、比较器Q7的第2输入部(+)和第2输出端子Outn2连接。
开关元件Q2的栅极与脉冲控制部11的驱动端子Mn22连接，源极接地。
开关元件Q6的栅极与脉冲控制部11的控制端子Gn2连接，源极与电源+Vcc连接，漏极与电阻R2的另一端连接。
关于比较器Q7，第3输入部(-)被供给基准电压Vcomp，输出部与脉冲控制部11的检测端子COn连接。
指针驱动部121的第1输出端子Outn1和第2输出端子Outn2的两端与电机20连接。
开关元件Q3、Q4、Q5、Q6分别例如为P沟道的FET(Field effect transistor；场效应晶体管)。此外，开关元件Q1、Q2分别例如为N沟道的FET。
开关元件Q1和Q2为驱动电机20的结构要素。开关元件Q5及Q6、电阻R1及电阻R2为用于旋转检测的结构要素。开关元件Q3及Q4为兼用作电机20的驱动和旋转检测的双方的结构要素，开关元件Q1～Q6分别为导通状态、导通电阻较小且低阻抗的元件。此外，电阻R1与R2的电阻值相同，且为比开关元件的导通电阻大的值。
另外，指针驱动部121通过使开关元件Q1、Q4同时为导通状态、使Q2、Q3同时为断开状态，向电机20具备的驱动线圈209提供正向的电流，由此使电机20正向旋转驱动180度。此外，指针驱动部121通过使开关元件Q2、Q3同时为导通状态、使Q1、Q4同时为断开状态，向驱动线圈209提供反向的电流，由此，使电机20进一步正向旋转驱动180度。
接着，对脉冲控制部11输出的驱动信号的例子进行说明。
图4是示出本实施方式的脉冲控制部11输出的驱动脉冲的例子的图。在图4中，横轴表示时刻，纵轴表示信号是H(高)电平还是L(低)电平。波形P1为第1驱动脉冲的波形。波形P2为第2驱动脉冲的波形。
时刻t1～t6的期间为使电机20正转的期间。在时刻t1～t2的期间，脉冲控制部11生成第1驱动脉冲Mn1。在时刻t3～t4的期间，脉冲控制部11生成第2驱动脉冲Mn2。另外，如标号g31表示的区域那样，时刻t1～t2或者时刻t3～t4的期间的驱动信号由多个脉冲信号构成，脉冲控制部11调整脉冲的占空比。在该情况下，时刻t1～t2的期间或者时刻t3～t4的期间与脉冲的占空比对应地发生变化。以下，在本实施方式中，将标号g31表示的区域的信号波称作“梳齿波(くし歯波)”。或者，如标号g32表示的区域那样，时刻t1～t2或者时刻t3～t4的期间的驱动信号由1个脉冲信号构成，脉冲控制部11调整脉冲的宽度。在该情况下，时刻t1～t2的期间或者时刻t3～t4的期间与脉冲的宽度对应地发生变化。以下，在本实施方式中，将标号g32表示的区域的信号波称作“矩形波”。
另外，在本实施方式中，将时刻t1～t2或者时刻t3～t4的期间的脉冲称作主驱动脉冲P1。在以下的说明中，说明主驱动脉冲P1为梳齿波的例子。
另外，时刻t5～t6的期间的辅助驱动脉冲P2为仅在检测出转子未利用主驱动脉冲P1旋转时输出的驱动脉冲。
此外，在实施方式中，将不使用辅助驱动脉冲而利用主驱动脉冲(检测驱动脉冲)使指针40走针的状态称作第1旋转状态。并且，将在第1旋转状态之后也使用辅助驱动脉冲使指针走针的状态称作第2旋转状态。
接着，说明电机20的结构例。
图5是示出本实施方式的电机20的结构例的图。
此外，在将电机20用于模拟电子钟表中的情况下，定子201及磁芯208被螺钉(未图示)固定在底板(未图示)上而彼此接合。此外，驱动线圈209具有第1端子OUT1、第2端子OUT2。
转子202被磁化出两极(S极和N极)。在由磁性材料形成的定子201的外端部，在隔着转子收纳用贯通孔203而相对的位置处设置有多个(在本实施方式中为两个)缺口部(外缺口)206、207。在各外缺口206、207与转子收纳用贯通孔203之间设有可饱和部210、211。
可饱和部210、211构成为不会因转子202的磁通而发生磁饱和，而是当驱动线圈209被激励时磁饱和而其磁阻变大。转子收纳用贯通孔203构成为在轮廓为圆形的贯通孔的相对部分处一体地形成了多个(在本实施方式中为2个)半月状的缺口部(内缺口)204、205的圆孔形状。
缺口部204、205构成了用于确定转子202的停止位置的定位部。在驱动线圈209未被激励的状态下，如图2所示，转子202稳定地停止在与所述定位部对应的位置处，换言之，停止在转子202的磁极轴A与连接缺口部204、205的线段垂直的位置(角度θ0的位置)处。将以转子202的旋转轴(旋转中心)为中心的XY坐标空间划分为4个象限(第1象限I～第4象限IV)。
这里，当从指针驱动部121向驱动线圈209的端子OUT1、OUT2之间提供矩形波的主驱动脉冲(例如设第1端子OUT1侧为正极、第2端子OUT2侧为负极)而在图5的箭头方向上流过驱动电流i时，在定子201上沿虚线箭头方向产生磁通。由此，可饱和部210、211饱和从而磁阻增大，然后，由于在定子201中产生的磁极与转子202的磁极之间的相互作用，转子202沿图5的箭头方向旋转180度，磁极轴稳定地停止在角度θ1的位置处。另外，将用于通过对步进电机107进行旋转驱动而进行通常动作(在本实施方式中为模拟电子钟表，因此为走针动作)的旋转方向(在图5中为逆时针方向)设为正向，将其相反方向(顺时针方向)设为反向。
当从指针驱动部121向驱动线圈209的端子OUT1、OUT2提供相反极性的矩形波的主驱动脉冲(为了产生与所述驱动相反的极性而设第1端子OUT1侧为负极、第2端子OUT2侧为正极)而在图5的与箭头相反的方向上流过驱动电流i时，在定子201中沿虚线箭头的相反方向产生磁通。由此，首先，可饱和部210、211饱和，然后，由于在定子201中产生的磁极与转子202的磁极之间的相互作用，转子202沿与上述相同的方向(正向)旋转180度，磁极轴稳定地停止在角度θ0的位置处。
此后，指针驱动部121以这种方式向驱动线圈209提供极性不同的信号(交变信号)。由此，电机20构成为能够反复进行上述动作，从而使转子202沿着箭头方向以180度为单位连续旋转。
指针驱动部121通过利用极性相互不同的驱动脉冲P1交替地驱动而对电机20进行旋转驱动，在无法利用主驱动脉冲P1旋转的情况下，在后述的区间T3之后使用极性与主驱动脉冲P1相同的辅助驱动脉冲P2进行旋转驱动。
接着，对电机20的驱动时的开关元件Q1～Q6的动作和电机旋转时产生的感应电压的例子进行说明。另外，在以下的例子中，说明电机20正转的情况。
图6是示出本实施方式的主驱动脉冲P1和电机旋转时产生的感应电压的例子的图。在图6中，横轴表示时刻，纵轴表示信号是H电平还是L电平。波形g11为从指针驱动部121的第1输出端子Outn1输出的主驱动脉冲P1和检测脉冲的波形。波形g12示出了检测区间。波形g13为输入到开关元件Q3的栅极的控制信号Mn11的波形。波形g14为输入到开关元件Q1的栅极的控制信号Mn12的波形。波形g15为输入到开关元件Q4的栅极的控制信号Mn21的波形。波形g16为输入到开关元件Q2的栅极的控制信号Mn22的波形。波形g17为输入到开关元件Q5的栅极的控制信号Gn1的波形。波形g18为输入到开关元件Q6的栅极的控制信号Gn2的波形。
另外，图6所示的状态为图4中的时刻t1～t3的期间的状态。
另外，在图6中，开关元件Q3、Q4、Q5、Q6在输入到栅极的信号为L电平的期间成为导通状态，在输入到栅极的信号为H电平的期间成为断开状态。此外，开关元件Q1、Q2在输入到栅极的信号为H电平的期间成为导通状态，在输入到栅极的信号为L电平的期间成为断开状态。
时刻ta～tb的期间为驱动区间。
此外，时刻tb～tc的期间为旋转状态的检测区间。
在作为驱动区间的ta～tb的期间，如波形g13和波形g14所示，脉冲控制部11控制成通过根据作为梳齿波的主驱动脉冲P1以规定周期将开关元件Q3和Q1切换为导通状态和断开状态，使电机20正向旋转。在电机20已正常旋转的情况下，电机20具备的转子正向旋转180度。另外，在该期间，开关元件Q2、Q5、Q6分别为断开状态，开关元件Q4为导通状态。
在检测区间的时刻tb～tc的期间，脉冲控制部11控制成维持开关元件Q1的断开状态，以规定的定时切换开关元件Q3的导通状态和断开状态，从而成为高阻抗的状态。而且，脉冲控制部11控制成在该检测区间内，将开关元件Q5切换为导通状态。另外，在检测期间，脉冲控制部11维持开关元件Q4的导通状态，将开关元件Q2、Q6控制为断开状态。
由此，在检测区间中，以规定周期交替地反复使开关元件Q4和Q5成为导通状态且使开关元件Q3成为断开状态的检测环路和使开关元件Q4和Q5成为导通状态且使开关元件Q3成为导通状态的闭环。这时，关于检测环路的状态，由开关元件Q4、Q5、电阻R1构成环路，因此，不对电机20实施制动。另一方面，关于闭环的状态，通过由开关元件Q3、Q4、电机20具有的驱动线圈209构成环路，使驱动线圈209短路，因此，对电机20实施制动，可抑制电机20的自由振动。
在检测区间内，在电阻R1中沿与驱动电流相同方向流过感应电流。其结果为，在电阻R1中产生感应电压信号VRs。比较器Q7按照区间T1、T2、T3各自的每个区间，对该感应电压信号VRs与基准电压Vcomp进行比较，在感应电压信号VRs为基准电压Vcomp以下的情况下，输出表示“1”的信号，在感应电压信号VRs大于基准电压Vcomp的情况下，输出表示“0”的信号。另外，如使用图7所后述那样，区间T1为检测区间中的第1个区间。区间T2为检测区间中的第2个区间。区间T3为检测区间中的第3个区间。
在图4的时刻t3～t5的期间，生成第2的驱动脉冲。由此，在驱动区间内，脉冲控制部11控制成通过根据主驱动脉冲P1以规定周期将开关元件Q4和Q2切换为导通状态和断开状态，使电机20正向旋转。另外，在该期间，开关元件Q1、Q5、Q6分别为断开状态，开关元件Q3为导通状态。
而且，在检测区间中，脉冲控制部11控制成维持开关元件Q2的断开状态，以规定的定时切换开关元件Q4的导通状态和断开状态，从而成为高阻抗的状态。而且，脉冲控制部11控制成在该检测区间内，将开关元件Q6切换为导通状态。另外，在检测期间，脉冲控制部11维持开关元件Q3的导通状态，将开关元件Q1、Q5控制为断开状态。由此，在电阻R2中沿与驱动电流相同的方向流过感应电流。其结果为，在电阻R2中产生感应电压信号VRs。比较器Q7按照区间T1、T2、T3各自的每个区间，对该感应电压信号VRs与基准电压Vcomp进行比较，在感应电压信号VRs为基准电压Vcomp以下的情况下，输出表示“1”的信号，在感应电压信号VRs大于基准电压Vcomp的情况下，输出表示“0”的信号。
接着，使用图7对负载的状态与感应电压的关系进一步进行说明。
图7是用于说明本实施方式的负载的状态与感应电压的关系的图。另外，在图7中，标号P1表示驱动脉冲P1。标号T1表示区间T1。标号T2表示区间T2。标号T3表示区间T3。另外，波形g201～g204为使输入到比较器Q7的信号CO1与驱动脉冲P1示意性结合而示出的波形。
在施加到电机20的负载为通常的情况下(通常负载)，如波形g201所示，在区间T2时，感应电压信号VRs为基准电压Vcomp以上。因此，在区间T1时，比较器Q7的输出为“0”，在区间T2时，比较器Q7的输出为“1”，在区间T3时，比较器Q7的输出为“-”。另外，“-”表示可以为“0”也可以为“1”。
在施加到电机20的负载较小的情况下(负载小)，如波形g202所示，在区间T1和区间T2时，感应电压信号VRs为基准电压Vcomp以上。因此，在区间T1时，比较器Q7的输出为“1”，在区间T2时，比较器Q7的输出为“1”，在区间T3时，比较器Q7的输出为“-”。
在施加到电机20的负载较大的情况下(负载大)，如波形g203所示，在区间T1和区间T3时，感应电压信号VRs为基准电压Vcomp以上。因此，在区间T1时，比较器Q7的输出为“-”，在区间T2时，比较器Q7的输出为“0”，在区间T3时，比较器Q7的输出为“1”。
在电机20不能旋转的情况下(非旋转)，如波形g204所示，在区间T1时，感应电压信号VRs为基准电压Vcomp以上。因此，在区间T1时，比较器Q7的输出为“-”，在区间T2时，比较器Q7的输出为“0”，在区间T3时，比较器Q7的输出为“0”。
另外，在利用主驱动脉冲P1检测出非旋转的状态的情况下，脉冲控制部11控制成利用极性与主驱动脉冲P1相同的辅助驱动脉冲P2进行旋转驱动。
即，能够通过比较器Q7的区间T1～T3的输出的组合，检测电机20的负载的状态、非旋转状态。
另外，存储部5将用图7的标号g211包围的区域的区间T1～T3的比较器Q7的输出与用标号g212包围的区域的负载的状态、旋转状态关联起来进行存储。
接着，说明控制部10使作为梳齿波的驱动脉冲P1的脉冲的大小(脉冲的占空比)发生变化并根据此时的比较器Q7的输出检测指针位置的过程的概要。
图8是用于说明本实施方式的检测指针位置的过程的概要的图。另外，控制部10例如在更换了电池2时、首次使电源成为接通状态时、每隔规定时间(例如一天一次)、对设定进行了初始化时，在进行指针40的位置检测的针位置检测动作模式等下，进行以下的处理。另外，存储部5存储有为了检测指针40的基准位置而使用的搜索脉冲。此外，如图8所示，搜索脉冲为基准位置检测用的主驱动脉冲，由脉冲的大小(占空比)不同的多个脉冲构成。此外，搜索脉冲为基于主驱动脉冲的检测驱动脉冲。
脉冲控制部11将基于主驱动脉冲P1的初始值的与指针40的一周相应的脉冲信号输出到指针驱动部121。
而且，脉冲控制部11取得与指针的一周相应的、输出脉冲信号之后的区间T1～T3中的比较器Q7的输出。例如，在指针40为秒针的情况下，脉冲控制部11控制成输出60次脉冲信号。脉冲控制部11按照脉冲的发出数目使存储部5存储区间T1～T3的比较器Q7的输出。具体而言，脉冲控制部11对于第1发脉冲，将区间T1与“0”关联地存储、将区间T2与“1”关联地存储、将区间T3与“0”关联地存储，在第2发脉冲将区间T1与“0”、区间T2与“1”、区间T3与“0”对应地存储，以下同样存储。
脉冲控制部11对所取得的区间T1～T3中的比较器Q7的输出的组合与存储部5存储的区间T1～T3中的比较器Q7的输出模式进行比较，来检测电机20的状态。另外，电机20的状态表示是否是电机20具有较小的负载(负载小)的状态、是否是具有较大的负载(负载大)的状态、是否是非旋转状态。
脉冲控制部11根据检测结果使主驱动脉冲的大小发生变化。另外，在本实施方式中，将在主驱动脉冲中使脉冲的L电平变长的处理或者使脉冲的宽度变长的处理称作脉冲上升(脉冲UP)。此外，在本实施方式中，将在驱动脉冲减小脉冲的L电平的长度的处理或者缩短脉冲的宽度的处理称作脉冲下降(脉冲DOWN)。
脉冲控制部11使脉冲的大小发生变化，由此，指针40的一周(360度)中的指针40的每个位置的比较器Q7的输出状态发生变化。
在轮系30中不具有发生负载变动的结构要素的情况下，在指针40的一周期间中，使图7中所说明的通常负载的状态(区间T1为“0”、区间T2为“1”、区间T3为“0”)反复60次。
在本实施方式中，如上所述，在轮系30中具有发生负载变动的结构要素，因此，形成为在指针40旋转360度的期间，在一个部位发生负载变动。因此，即使在通常状态下，只要搜索脉冲的大小适当，则在轮系30中具有发生负载变动的结构要素的位置处成为负载大，区间T2为“0”，区间T3为“1”。这样，在指针40的一周中，成为负载大的部位为一个部位的情况为指针的检测位置。具体而言，检测出区间T2为“0”且区间T3为“1”的位置是基准位置。在本实施方式中，将检测负载以这种方式变大的位置的情况称作针位置检测。
在使脉冲过大(使脉冲的L电平的长度增加)的情况下，转子202易于旋转，因此，难以检测出负载，难以检测出基准位置。在这样未检测出负载的情况下，脉冲控制部11进行脉冲下降。
另一方面，在使脉冲过小(使脉冲的L电平的长度减小)的情况下，转子202难以旋转，负载变大，因此，多次产生负载大的状态。在以这种方式2次以上检测出负载的情况下，脉冲控制部11进行脉冲上升。
由此，在本实施方式中，能够使指针40走针一周(360度)，取得走针中的区间T1～T3的检测结果，根据所取得的结果检测指针40的基准位置。另外，在本实施方式中，即使在进行脉冲下降的情况下，也优选利用未成为非旋转状态的主驱动脉冲进行针位置检测。
接着，说明进行针位置检测的处理过程例。
图9是示出本实施方式的进行针位置检测的处理过程例的流程图。另外，关于图9所示的例子，说明基准位置的负载比其它位置的负载大的例子。
(步骤S1)脉冲控制部11将主驱动脉冲设定为初始状态。
(步骤S2)脉冲控制部11以使指针40走针一周(360度)的方式生成主驱动脉冲，根据所生成的主驱动脉冲控制指针驱动部121。接着，指针驱动部121驱动电机20而使指针40走针一周(360度)。
(步骤S3)脉冲控制部11取得一周的区间T1、区间T2、区间T3各自的电机负载检测部122的输出。另外，脉冲控制部11按照脉冲的发出数目，使存储部5存储区间T1～T3各自的电机负载检测部122的输出。
(步骤S4)在一周的走针结束之后，脉冲控制部11判定在全部区域(例如0～359度的一周)中是否是区间T1为“0”且区间T2否“1”。在判定为在全部区域中区间T1为“0”且区间T2为“1”的情况下(步骤S4；是)，脉冲控制部11进入步骤S5的处理。在判定为在全部区域中不是区间T1为“0”且区间T2为“1”的情况下(步骤S4；否)，脉冲控制部11进入步骤S6的处理。
(步骤S5)在全部区域中，区间T1为“0”且区间T2为“1”的情况下，处于如下状态：全部区域为通常负载的状态，有旋转的余地，无法检测负载。在该情况下，为了容易检测负载，需要使负载难以旋转。因此，脉冲控制部11进行1个脉冲下降。即，脉冲控制部11使主驱动脉冲的L电平的长度减小1。换言之，脉冲控制部11使第1能量成为比第1能量小的第2能量。另外，脉冲控制部11例如将主驱动脉冲的L电平的长度缩短基于由分频电路4生成的频率的1个时钟。脉冲控制部11在处理后，将处理返回步骤S2。
(步骤S6)在区间T1为“1”且区间T2为“1”是一个部位(1个区域)或者区间T2为“0”且区间T3为“1”是一个部位(1个区域)的情况下(步骤S6；是)，脉冲控制部11进入步骤S7的处理。在多个部位(多个区域)中区间T1为“1”且区间T2为“1”或者在多个部位(多个区域)中区间T2为“0”且区间T3为“1”的情况下(步骤S6；否)，脉冲控制部11进入步骤S8的处理。
(步骤S7)在区间T1为“1”且区间T2为“1”是一个部位(1个区域)或者区间T2为“0”且区间T3为“1”是一个部位(1个区域)的情况下，脉冲控制部11将检测出负载的位置确定为基准位置，存储到存储部5中。在确定之后，脉冲控制部11将确定出基准位置时的搜索脉冲即主驱动脉冲作为最佳脉冲存储到存储部5中，结束针位置检测处理。另外，脉冲控制部11可以将以这种方式确定出基准位置时的驱动脉冲用于通常的走针时的驱动脉冲。
(步骤S8)在多个部位(多个区域)中区间T1为“1”且区间T2为“1”或者在多个部位(多个区域)中区间T2为“0”且区间T3为“1”的情况下，脉冲控制部11进行1个脉冲上升。即，脉冲控制部11将主驱动脉冲的L电平的长度加长1。换言之，脉冲控制部11使第1能量成为比第1能量大的第3能量。另外，脉冲控制部11例如使主驱动脉冲的L电平的长度增加基于由分频电路4生成的频率的1个时钟。脉冲控制部11在处理后，将处理返回步骤S2。
另外，在基准位置与通常位置的负载的相对差由于制造的偏差而较大且无法利用主驱动脉冲检测基准位置的情况下，脉冲控制部11还使用辅助驱动脉冲检测基准位置，存储到存储部5中。在以这样的方式使用辅助驱动脉冲检测出基准位置(区间T2为“0”且区间T3为“0”)的情况下，脉冲控制部11可以不将能够检测基准位置的主驱动脉冲和辅助驱动脉冲作为最佳脉冲存储到存储部5中。
另外，在图9的处理中，负载较多的位置有时跨越指针40的2步以上，但在连续得到2个以上的负载的情况下，脉冲控制部11将与最先检测出负载的脉冲的发出数目对应的位置作为基准位置来检测。另外，负载较多的位置、检测出负载的位置是指区间T1为“1”且区间T2为“1”的位置或者区间T2为“0”且区间T3为“1”的位置。
这里，说明图9的处理的概要。
脉冲控制部11使用初始状态的主驱动脉冲(第1能量)使指针40绕一周，取得区间T1～T3各自的值。另外，初始状态的主驱动脉冲为在走针中使用的主驱动脉冲或者前次能够检测基准位置的主驱动脉冲。
在利用初始状态的主驱动脉冲使指针40绕一周时，在发现了负载增加的1个部位的情况下，脉冲控制部11将该区域判别为第1区域(图2)、即基准位置。
在利用初始状态的主驱动脉冲未发现负载增加的任何部位的情况下，脉冲控制部11直至成为负载小或者负载大(图7)的部位为1个的状态为止进行脉冲下降。进行脉冲下降后的主驱动脉冲为第2能量，从第2能量起进一步进行脉冲下降后的主驱动脉冲为第3能量。
并且，在即使直至成为负载小或者负载大的部位为1个的状态为止进行脉冲下降也未缩小为1个的情况下，脉冲控制部11还使用辅助驱动脉冲，直至非旋转(图7)的部位为1个的状态为止进行脉冲下降。
此外，使用初始状态的主驱动脉冲使指针40绕一周，其结果为，在发现了负载小或者负载大(图7)的多个部位的情况下，脉冲控制部11直到负载小或者负载大(图7)的部位为1个的状态为止进行脉冲上升，检测基准位置。
另外，上述的处理过程是一例，处理过程可以根据用途而调换。此外，也可以对脉冲下降设置下限，对脉冲上升设置上限，将这些上限和下限预先存储到存储部5中。在这样存储有上限和下限的情况下，在即使脉冲上升至上限也未将负载变大的位置缩小为1个的情况下，脉冲控制部11再次返回初始状态，检测基准位置，或者判别为异常并告知。或者，在即使脉冲下降至下限也未将负载变大的位置缩小为1个的情况下，脉冲控制部11再次返回初始状态，检测基准位置，或者判别为异常并告知。
如上所述，根据本实施方式，在钟表1中能够利用可通常走针的规定负载实现由控制部10掌握指针40的基准位置的手段。
另外，在上述实施方式中，在图9的处理中连续获得2个以上的负载的情况下，脉冲控制部11将与最先检测出负载的脉冲的发出数目对应的位置作为基准位置来检测，但不限定于此。在连续获得2个以上的负载的情况下，脉冲控制部11可以将与检测出最大的负载变动的脉冲的发出数目对应的位置作为基准位置来检测。
此外，在上述实施方式中，在图9的处理中，在判定出在全部区域中区间T1为“0”且区间T2为“1”的情况下(步骤S4；是)，脉冲控制部11进入步骤S5的处理。即，在一周的走针中未判定出负载变动的情况下，控制部10进行1个脉冲下降。但是，在一周的走针中未判断出负载变动的情况下，控制部10可以不改变主驱动脉冲的能量而再次在一周的走针中检测负载。
并且，在上述实施方式中，在图9的处理中，在多个部位(多个区域)中区间T1为“1”且区间T2为“1”或者在多个部位(多个区域)中区间T2为“0”且区间T3为“1”的情况下(步骤S6；否)，脉冲控制部11进入步骤S8的处理。即，在一周的走针中判定出多次的负载变动的情况下，脉冲控制部11进行1个脉冲上升。但是，在一周的走针中判定出不连续的多次的负载变动的情况下，脉冲控制部11可以不改变主驱动脉冲的能量而再次在一周的走针中检测负载。
参照图10对上述的处理进行叙述。另外，除以下说明的处理以外的处理与上述实施方式相同。
(步骤S4)在判定出在全部区域中区间T1为“0”且区间T2为“1”的情况(步骤S4；是)下，脉冲控制部11进入步骤S21的处理。
(步骤S21)脉冲控制部11判定在步骤S4中判定为在全部区域中区间T1为“0”且区间T2“1”的第1判定次数是否是连续的第1规定次数(例如2次)。在判定为第1判定次数是连续的第1规定次数的情况下(步骤S21；是)，脉冲控制部11进入步骤S22的处理。在判定为第1判定次数不是连续的第1规定次数的情况下(步骤S21；否)，脉冲控制部11将处理返回步骤S2。
(步骤S22)脉冲控制部11对在步骤S4中判定为在全部区域中区间T1为“0”且区间T2为“1”的次数(第1判定次数)进行初始化。脉冲控制部11在处理之后，进入步骤S5的处理。
(步骤S6)在多个部位(多个区域)中区间T1为“1”且区间T2为“1”或者在多个部位(多个区域)中区间T2为“0”且区间T3为“1”的情况下(步骤S6；否)，脉冲控制部11进入步骤S31的处理。
(步骤S31)脉冲控制部11判定在步骤S6中判定为在多个部位(多个区域)中区间T1为“1”且区间T2为“1”或者在多个部位(多个区域)中区间T2为“0”且区间T3为“1”的第2判定次数是否是连续的第2规定次数(例如2次)。在判定为第2判定次数是连续的第2规定次数的情况下(步骤S31；是)，脉冲控制部11进入步骤S32的处理。在判定为第2判定次数不是连续的第2规定次数的情况下(步骤S31；否)，脉冲控制部11将处理返回步骤S2。
(步骤S32)脉冲控制部11对在步骤S6中判定为在多个部位(多个区域)中区间T1为“1”且区间T2为“1”或者在多个部位(多个区域)中区间T2为“0”且区间T3为“1”的次数(第2判定次数)进行初始化。脉冲控制部11在处理后，进入步骤S8的处理。
这里，对基准负载部设置于第1齿轮的齿且第1齿轮的齿数和与第1齿轮啮合的第2齿轮的齿数不同的情况进行叙述。在该情况下，每当第1齿轮旋转1圈时，第2齿轮与第1齿轮的基准负载部啮合时的第2齿轮的相位发生变化。因此，每当第1齿轮旋转1圈时，由基准负载部实施的负载变动的大小由于第2齿轮的制造偏差、经年老化等而发生变化。由此，具有控制部10由于第2齿轮的相位的不同而无法在一周的走针中判定出负载变动的情况。因此，脉冲控制部11通过进行上述步骤S21和步骤S22的处理，能够抑制将由于第2齿轮的相位的变化而引起的暂时的负载减小判断为是由于脉冲过大而引起的情况。因此，能够抑制搜索脉冲的过度的脉冲下降，从而抑制最佳脉冲的能量不足的情况发生。
接着，对由于附着于轮系30的异物而使走针转矩发生变动的情况。在该情况下，电机负载检测部122有时以与指针40的一周的周期不同的周期检测负载的增加。因此，通过使脉冲控制部11进行上述的步骤S31和步骤S32的处理，在走针转矩由于异物而以比指针40的一周的周期大的周期发生变动的情况下，即使在指针40的第一周检测出由于异物引起的负载的增加，也能够避免在第二周由于异物引起的负载的增加的检测。由此，能够抑制将伴随由于异物引起的走针转矩的变动的负载的增加判断为由基准负载部实施的负载的增加。因此，能够抑制搜索脉冲的过度的脉冲上升，从而能够抑制产生最佳脉冲的能量过多。
此外，控制部10可以设以与指针40的一周的周期不同的周期产生的负载变动为无效。例如、控制部10根据存储部5所存储的基准位置和周期，判定负载变动的周期。由此，能够抑制如上所述将由于异物而以与指针40的一周的周期不同的周期产生的负载的增加判断为由基准负载部实施的负载的增加的情况。
另外，也可以通过将用于实现本发明的控制部10的全部或者一部分功能的程序记录到计算机可读取的记录介质中，并将将记录在该记录介质中的程序读入到计算机系统并执行，进行由控制部10进行的全部或者一部分处理。另外，假设此处所说的“计算机系统”包含OS和外围设备等硬件。此外，“计算机系统”还包含具有主页提供环境(或显示环境)的WWW系统。另外，所谓“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM等可移动介质或者内置于计算机系统中的硬盘等存储装置。此外，所谓“计算机可读取的记录介质”还包含在一定时间内保持程序的介质，比如经由互联网等网络或电话线路等通信线路发送了程序时的作为服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器(RAM)。
此外，上述程序可以从将该程序存储到了存储装置等的计算机系统，经由传输介质或通过传输介质中的传输波传输到其他计算机系统。此处，传输程序的“传输介质”是指如互联网等网络(通信网)或电话线路等通信线路(通信线)那样具有传输信息的功能的介质。此外，上述程序可以是用于实现上述功能的一部分的程序。并且，还可以是能够通过与已经在计算机系统中记录有上述功能的程序的组合来实现的程序、即所谓的差分文件(差分程序)。
以上，使用实施方式对用于实施本发明的方式进行了说明，但本发明完全不限定于这样的实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变形和置换。
