JPH0415917B2 - - Google Patents

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JPH0415917B2
JPH0415917B2 JP60199245A JP19924585A JPH0415917B2 JP H0415917 B2 JPH0415917 B2 JP H0415917B2 JP 60199245 A JP60199245 A JP 60199245A JP 19924585 A JP19924585 A JP 19924585A JP H0415917 B2 JPH0415917 B2 JP H0415917B2
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JP
Japan
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magnetic field
comparison
comparison result
step motor
reference voltage
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JP60199245A
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JPS6258189A (ja
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Yoshihiko Kyono
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Seiko Instruments Inc
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Seiko Instruments Inc
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Publication date
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Priority to DE8686306918T priority patent/DE3663751D1/de
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    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/143Means to reduce power consumption by reducing pulse width or amplitude and related problems, e.g. detection of unwanted or missing step

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Control Of Stepping Motors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、電池を電源とし指針により時刻を
表示するアナログ電子時計に関する。
〔従来の技術〕 従来のアナログ電子時計においては、ステツプ
モータの駆動パルス印加中に磁場検出パルスを出
力して直流磁場検出を行なうものや、磁場検出素
子を用いて直流磁場検出を行なうものが知られて
いた。例えば、特開昭54−38169号公報や特開昭
57−12382号公報などにこのような構造が開示さ
れている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、従来のアナログ電子時計においては、
直流磁場検出を行なうために、磁場検出パルス発
生回路や磁場検出素子を有する構成としているた
め、回路構成が複雑となり時計の小型化や検出精
度の向上が困難になるという課題があつた。
そこで、この発明の目的は、従来のこのような
課題を解決するため、簡単な構成で精度の高い直
流磁場検出回路を有するアナログ電子時計を得る
ことである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題を解決するために、この発明は、アナ
ログ電子時計において、基準電圧を設定する基準
電圧設定手段と、駆動パルスの印加後にステツプ
モータのコイルに誘起される誘起電圧と基準電圧
を複数回比較する誘起電圧比較手段と、誘起電圧
比較手段の複数回比較した比較結果をそれぞれ記
憶する複数の比較結果記憶手段と、複数の比較結
果記憶手段の記憶内容を比較する比較結果比較手
段と、比較結果比較手段の比較結果が不一致のと
きに直流磁場内に時計があるという検出結果を出
力する直流磁場検出回路とを有する構成とした。
〔作用〕
上記のように構成されたアナログ電子時計にお
いては、時計が直流磁場内に入るとステツプモー
タのコイルに誘起される誘起電圧は、コイルが発
生する磁界と外部磁界の関係から高くなつたり低
くなつたりする。この誘起電圧の値を、あらかじ
め基準電圧設定手段により設定された基準電圧と
比較して、その比較結果を比較結果記憶手段に記
憶する。一定の時間間隔を定めて、複数回比較し
た比較結果は、それぞれ複数の比較結果記憶手段
に記憶される。この複数の比較結果記憶手段の記
憶内容の比較結果が不一致のときは、直流磁場内
に時計があると検出結果を出力する。
さらに、時計が直流磁場内にあるときは、ステ
ツプモータの動作を停止させ、その停止時間を計
数する。次に、時計が直流磁場にないと検出する
と、高速でステツプモータを回転させる。
〔実施例〕
以下に、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
第1図は本発明に係るブロツク図である。基準
周波数を発生する発振回路1、それを必要な周波
数まで分周を行なう分周回路2、モータを駆動す
る為に必要なパルスを作成する波形合成回路3、
実際に指針を動かす力を発生させるモータ4の順
にてまず駆動を行なう。その後に、前記駆動に於
いて回転か否かを回転検出回路6にて判断し、も
し非回転であつたら即ちに補正駆動を行なう。こ
れが、パルス幅適応制御システムの基本動作であ
る。
ここで本発明の内容をよりわかりやすいものに
する為、回転検出の動作原理を以下簡単に説明す
る。第2図にアナログ電子時計用ステツプモータ
のモデル図を示す。図に於いて、ロータ9は駆動
が終了した後の減衰振動状態にあるとする。今、
減衰振動の方向が図中の矢印Aの方向であるな
ら、ステータ1の中を流れコイル11に鎖交する
磁束の向きは矢印Bの方向であり、その量は時間
関数的に増加する。つまりは、コイル11に鎖交
する磁束も増加する事により矢印Cの方向に電流
が発生する。即ち、コイル11の両端に誘起電圧
が発生した事になり、これを微分した波形の時間
tと電圧Vの関係は第3図のDの部分の様にな
る。ここで、前記誘起電圧の微分波形(以下VRS
と呼ぶ。)のピーク値を測定し、ある基準電圧
(以下VTHと呼ぶ。)より高ければロータ9は回
転、低ければ非回転と判断する。これが、パルス
幅適応制御システムに於ける回転検出動作原理で
ある。
さて、前記VRSが直流磁場中に入つた場合、ど
の様な波形になるのかを示したものが第4図であ
る。コイルが発生する磁界と外部直流磁界の方向
が一致するa図の場合、コイルが発生しロータに
作用する磁束があたかも増加した様な現象が起こ
る。その結果、ロータの駆動力がアツプし、回転
の角速度が増す。すると、単位時間当たりに於け
る、ロータから発生しコイルに鎖交する磁束の変
化量が増加する。これは、次式(1)で表わす事が出
来る。
V=−NdΦ/dt ……(1) ここで、 V:電圧、 N:ターン数、 Φ:磁束、 t:時間 つまり、誘起電圧が高くなる事となり、結果的
にVRSも全体的に高電位となる。これを図に表わ
すと、同図bの様になる。当然の事ながら、コイ
ルが発生する磁界と外部直流磁界の方向が逆とな
るc図の場合、発生するVRSは全体的に低くな
り、これを図に表わすと同図dの様になる。
さて、ここで2ボール式ステツプモータは、第
4図に示すa図とc図の状態を交互に繰り返す事
によつて動く事に注意して頂きたい。即ち、前記
ステツプモータが直流磁場中に入つた場合、発生
するVRSはb図とd図の状態が交互に表われる事
になる。そこで例えば、ある時間t1を決め、そ
の時に発生するVRSのピーク値を2回連続して測
定する事により、ステツプモータが直流磁場中に
或るか否かを判断する事が出来る。
第5図に、本発明に係る直流磁場検出回路の一
実施例を示す。以下図面に基き、直流磁場検出動
作を詳しく説明する。
同図に於いて、13〜16は分圧用抵抗であり
基準電圧を作成する。仮に、図に示すとおり3個
のコンパレータ17〜19を使用し、そのVTH
コンパレータ17から順に、1.4V,1.2V,1.0V
とする。まず第一回目のモータ駆動を行ない、発
生したVRS(以下VRS1と呼ぶ。)の値によつてコン
パレータ17〜19の出力レベルが決定される。
例えばVRS1=1.9Vであつたとすれば、全てのコン
パレータ出力はハイレベル(以下“H”と呼ぶ。)
となる。ここで入力Eからクロツク信号を入力
し、ハーフラツチ20〜22によつて前記出力レ
ベルを保持する。次に、時計の運針間隔を置き、
第二回目のモータ駆動を行ない、発生したVRS
(以下VRS2と呼ぶ。)を前記同様の方法によつて、
コンパレータ出力に変換する。仮に、VRS2=1.3V
であつたとするなら、コンパレータ18,19の
出力は前記同様“H”となるが、残るコンパレー
タ17の出力はローレベル(以下“L”と呼ぶ。)
となる。そこで今度は、入力Fからクロツク信号
を入力し、前記方法同様ハーフラツチ23〜25
によつて出力レベルを保持する。そして、ハーフ
ラツチ20〜22と23〜25の内容をイクスク
ルーシヴノアゲート(以下EX−NRと呼ぶ。)
26〜28にそれぞれ入力する。EX−NRは、
2つの入力が同じ時に出力が“H”となるので、
EX−NR27,28の出力は伴に“H”にな
る。しかし、EX−NR26の出力は、ハーフ
ラツチ20の出力Qが“H”、ハーフラツチ23
の出力Qが“L”となつている為“L”となる。
これら3つのEX−NR出力をナンドゲート
(以下NANDと呼ぶ。)29に入力した場合、EX
−NR26の出力が“L”である為、その出力
は“H”となる。即ち、VRS1とVRS2の値が、コン
パレータ17〜19いずれか少なくともひとつの
VTHを挾んで存在する時、言い換えればVRS1
VRS2の値が異なる時、NAND29の出力は“H”
となる。VRS1とVRS2の値が同じ場合は、EX−N
OR26〜28全ての出力が“H”となる為、
NAND29の出力は“L”を保持する。つまり、
出力Gが直流磁場検出信号となる。以上が、直流
磁場検出原理である。
最後に再び第1図に戻り、実際の時計動作とし
ての説明を行なう。
発振回路1、分周回路2、波形合成回路3、モ
ータ4、回転検出回路6を用いてパルス幅適応制
御システム駆動を行なう事は既に述べた。ここで
は、直流磁場検出を行う為の一例として、第1カ
ウンター7、第2カウンター5および直流磁場検
出回路8を使用する。直流磁場検出方法は前述し
たとおり、回転検出回路6の信号を利用する。第
1カウンター7は直流磁場検出の周期を決める為
のカウンターであり、分周回路2の信号を受け動
作する。そして、第1カウンター7のオーバーフ
ロー毎に直流磁場の有無を調べ、もし有と判断し
たなら波形合成回路3の動作を停止、即ちモータ
4の駆動を中断させ、実時間の経過を第1カウン
ター7にてカウントする。第1カウンター7のオ
ーバーフローキヤリーを受け、再度直流磁場検出
を行なつた際、依然直流磁場状態が続いていると
判断したなら、第1カウンター7によるカウント
アツプを続けると伴に、第2カウンター5にワン
ステツプのカウントアツプを行なう。これら動作
を連続して行ない、もし直流磁場検出回路8にて
直流磁場無と判断したなら、第1カウンター、第
2カウンターで計測した時間分の駆動を高速で行
ない、指針の表示時刻と実時刻を一致させればよ
い。尚、通常のアナログ電子時計は12時間制を採
用している為、第2カウンター5を12時間計測カ
ウンターとしておけば、12時間以上の連続した直
流磁場中に於いても実測狂いとなる心配がないの
で、時計の保証度をより一層高いものとする事が
可能となる。
〔発明の効果〕
この発明は、以上説明したように、アナログ電
子時計において、基準電圧を設定する基準電圧設
定手段と、駆動パルスの印加後にステツプモータ
のコイルに誘起される誘起電圧と基準電圧を複数
回比較する誘起電圧比較手段と、誘起電圧比較手
段の複数回比較した比較結果をそれぞれ記憶する
複数の比較結果記憶手段と、複数の比較結果記憶
手段の記憶内容を比較する比較結果比較手段と、
比較結果比較手段の比較結果が不一致のときに直
流磁場内に時計があるという検出結果を出力する
直流磁場検出回路とを有する構成としたので、直
流磁場検出のために、複雑な検出パルス発生回路
や特別な磁場検出素子を用いることなく、小型で
高精度な直流磁場検出回路を有するアナログ電子
時計が得られる、という効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る直流磁場検出アナログ電
子時計用回路のブロツク図、第2図はアナログ電
子時計用ステツプモータのモデル図、第3図は
VRS波形の一例図、第4図は外部直流磁界とモー
タ駆動方向の関係に於けるVRS波形図、そして第
5図は直流磁場検出回路の一実施例のロジツク図
である。 5……第2カウンター、6……回転検出回路、
7……第1カウンター、8……直流磁場検出回
路、9……ロータ、10……ステータ、11……
コイル、12……モータ駆動電流波形、13〜1
6……分圧用抵抗、17〜19……コンパレー
タ、20〜25……ハーフラツチ、26〜28…
…イクスクル−シヴノアゲート、29……ナンド
ゲート、D……VRS信号入力、E,F……クロツ
ク信号入力、G……直流磁場検出信号出力。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (イ) ステツプモータと、 (ロ) 前記ステツプモータを駆動するための駆動パ
    ルスを発生する波形合成回路と、 (ハ) あらかじめ定められた基準電圧を設定する基
    準電圧設定手段と、 (ハ) 前記波形合成回路の出力する駆動パルスの印
    加後に、前記ステツプモータのコイルに誘起さ
    れる誘起電圧と前記基準電圧を複数回比較する
    誘起電圧比較手段と、 (ニ) 前記誘起電圧比較手段の複数回比較した比較
    結果をそれぞれ記憶する複数の比較結果記憶手
    段と、 (ホ) 前記複数の比較結果記憶手段の記憶内容を比
    較する比較結果比較手段と、 (ヘ) 前記比較結果比較手段の比較結果が不一致の
    ときに、直流磁場内に時計があるという検出結
    果を出力する直流磁場検出回路と、 を有することを特徴とするアナログ電子時計。
JP60199245A 1985-09-09 1985-09-09 アナログ電子時計 Granted JPS6258189A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP60199245A JPS6258189A (ja) 1985-09-09 1985-09-09 アナログ電子時計
US06/903,692 US4688948A (en) 1985-09-09 1986-09-04 Electronic analogue timepiece of DC magnetic field detection type
EP86306918A EP0221648B1 (en) 1985-09-09 1986-09-08 Electronic analog timepiece with dc magnetic field detector
DE8686306918T DE3663751D1 (en) 1985-09-09 1986-09-08 Electronic analog timepiece with dc magnetic field detector

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