JPS6258476B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は検出パルスによつて、ロータの回転・
非回転を検出し、常に最適なパルス巾によつてモ
ータを駆動し、低消費電力化を実現しようとする
アナログ電子時計に関する。 従来、検出パルスによつてステツプモータのコ
イルに電流を流し、ロータの回転・非回転を判定
し、ステツプモータに供給する通常時の駆動パル
スの巾をコントロールする駆動方法が提案されて
いる。この具体的な回路は例えば特開昭53−
114468号公報に記載されている。これは常にステ
ツプモータの出力トルク状態と輪列の負荷状態に
合致する最適のパルス巾を供給し、アナログ電子
時計の低消費電力化を実現しようとするものであ
る。 第１図は、従来使用され、また本発明でも使用
している、検出パルスによつてロータの回転・非
回転の判定を行なおうとする場合の、コイルに印
加するパルス波形を示すものである。１は駆動パ
ルスであり、その時のモータの出力トルク状態と
輪列の負荷状態とから最も適するであろうと予想
されるパルス巾で出力される。２は検出パルスで
あり、該パルスによりロータの回転・非回転が判
定される。３は検出パルスによつてロータが非回
転と判定された場合、運針を正常に戻すために出
力される補正パルスである。 ここで検出パルスによる回転判定の原理につい
て簡単に述べておく。今、駆動パルス１が出力さ
れる前に、ロータの磁極の位置が第２図の如くの
位置にあつたとする。駆動パルス１が出力される
とコイルが励磁され、これによる磁束が８の如く
現われ、ロータを回転させようとする。駆動パル
ス１がロータを回転するのに十分なパルスであつ
た場合には、ロータは回転し、第３図ａの如くの
位置をとり、また不十分な場合には回転せず、第
３図ｂの如くの位置をとる。まず回転した場合
（第３図ａ）を考えてみると、外ノツチ７―ａ，
７―ｂ近傍の可飽和部においては、ロータ磁石に
よる磁束９が左から右へと通過している。検出パ
ルス２によつてコイルが励磁されると、これによ
る磁束１０が図の如くあらわれ、まず過飽和部を
通過しようとする。この時過飽和部に於ては、検
出パルスによる磁束１０は、ロータ磁石による磁
束９を打ち消そうとする方向にあるため磁気抵抗
は小さく、従つてコイルインダクタンスは大きく
なる。従つて検出パルスによる電流は第５図ａの
２５，２５′の如くなだらかな立上りを示す。 一方、第３図ｂの如くロータが非回転であつた
場合には、ロータ磁石による磁束は右から左へと
通過しているため、検出パルスによる磁束１２が
まず可飽和部を通過しようとするわけであるが、
すでに飽和か、あるいはほとんど飽和に近い状態
にあるため、磁束は通過しにくく磁気抵抗は高
い。従つてコイルのインダクタンスは小さく、検
出パルスによる電流は第５図ａの２４，２４′の
如く急激な立上りを示す。第５図ａの電流の立上
りの違いを判定すれば、ロータの回転・非回転が
判定されるわけである。 第４図はこの電流の立上りの違いを判定するた
めの従来の回路構成を示す図である。同図中、１
４，１５はＰチヤンネルMOSFET（以下、Ｐゲ
ートと略す）、１６，１７，２０，２１はＮチヤ
ンネルMOSFET（以下、Ｎゲートと略す）１
８，１９は検出抵抗を示す。今、検出パルスによ
つて、検出電流２２のループで流れたとする。Ｐ
ゲート１４・Ｎゲート１７がOFFすることによ
つて検出パルスが終了すると同時に、Ｎゲート１
６，２１をONし検出電流を検出抵抗１９に流す
と、検出抵抗の両端には流れる電流値に比例した
電圧が発生する。第５図ｂはこの時のO₂点の電
圧（すなわち検出電圧）を示したものであり、２
６が非回転の場合、２７が回転の場合の電圧波形
である。検出電流のピーク値iu，irと検出電圧の
ピーク値υｕ，υｒには、１８，１９の検出抵抗
の抵抗値をRsとして、 υｕ＝Rsiu・υｒ＝Rsir ―(1) の関係が成立つ。従つてυｖ，υｒをコンパレー
タ等の電圧比較素子によつて、基準電位Vthより
高いか低いかを判定すれば、ロータの転・非回転
を判定できる。 さて、この従来の方法に於いては、(1)式の如
く、検出電圧のピーク値υｕ，υｒが検出抵抗
Rsに比例するため、検出抵抗値のばらつきは即
検出電圧のばらつきとなつて現われる。従つて検
出抵抗は精度より作り込む必要がある。しかしこ
の検出抵抗は時計の小型化、薄型化、ローコスト
という要請から、P^-拡散・P⁺拡散・イオン注入
等によつてIC内部に構成したいわけであるが、
IC内部に作り込む抵抗は製造条件によつてばら
つきが極めて激しく、精度良く作り込むことは不
可能である。（例えばP^-拡散の場合±100％、イ
オン注入の場合でも±20％の抵抗値のばらつきを
考慮しなくてはならない）。従つて、この方法を
取るならば、検出抵抗はICの外に設けなくては
ならない。これは時計の小型化・薄型化・ローコ
ストという要請に対して極めて不利である。 またコイル仕様のばらつきやステータ・ロータ
等の機械的寸法のばらつき等の理由により、検出
電流がばらつくと、検出抵抗は固定であるため、
(1)式で示される如く、即検出電圧のばらつきとな
つて現われる。この様子を示したものが第６図で
ある。第６図ａの如く、何らかの理由により検出
電流のピーク値がiu→iu′，iu→ir′とシフトしてし
まつた場合を考えると、検出電圧はやはりυｕ→
υu′，υｒ→υr′とシフトし、図ｂの如く、Vth
によつてυu′も回転と判定される最悪の状態も予
想させる。しかしここまで極端な例に至らずと
も、各々のステツプモータの検出電流のばらつき
は即回転判定のマージンを狭くすることにつなが
り、コイル仕様やロータ・ステータ等の機械的寸
法等のばらつきを考慮して、諸定数の設定をして
いかなければならず、設計・実験上の負荷が大き
い。 また男持ちの腕時計と女持ちの腕時計の様にム
ーブメント仕様が全く異なる場合、当然のことな
がらコイル仕様や、ステツプモータの機械的寸法
も異なるわけであるが、このような場合、各々ス
テツプモータの水準に合わせた検出抵抗の認定を
しなければならず、時計ムーブメントの標準化、
ICの標準化を推進してゆく上で大きな妨げとな
つている。 本発明の目的は、かかる従来の欠点を除去し、
ICの外に外付け抵抗を必要としない回転検出回
路を提供し、時計の小型化・薄型化・ローコスト
を実現しようとするものである。本発明のさらに
他の目的は、個々のステツプモータに最も合致す
る検出抵抗を設定することによつて、ステツプモ
ータの特性のばらつきを吸収することである。本
発明のさらに他の目的は、単一仕様のICをあら
ゆる一体型ステータタイプのステツプモータのパ
ルス巾制御システムに適用可能ならしめ、ICの
標準化に寄与することにある。 本発明では、IC内部に構成する抵抗値がIC製
造条件によりばらつきを示すことを考慮しなが
ら、この検出抵抗の抵抗値がある範囲内で、論理
的に可変できるよう構成している。そして時計に
電池が投入された時、又はリセツトが解除された
時に、ステツプモータに合致する最も適切な検出
抵抗値を選択的に自動設定することによつて上記
の目的を達している。 以下、実施例に従い、本発明を詳述する。第７
図は本発明を実現する駆動回路、検出回路の一実
施例を示すものであり、３５，３６はＰゲート、
３７，３８，３９，４０はＮゲート、４９〜５６
はIC内部に構成された検出抵抗素子である。４
１〜４８はトランスミツシヨンゲートであり、S₁
〜S₄は該トランスミツシヨンゲートのコントロー
ル端子であり、O₁―O₁′，O₂―O₂′間の抵抗（以
後、検出抵抗と呼ぶ）が選択的に選定できるよう
構成されている。３３，３４は電流ループを示す
もので、従来例と同様、３３は検出パルスによる
電流ループ、３４は検出パルス終了後、検出抵抗
を介して流れる電流ループを示している。 トランスミツシヨンゲートのコントロール端子
の信号S₁〜S₄と、検出抵抗の抵抗値Rs（すなわ
ちO₁―O₁′間、O₂―O₂′間の抵抗値）との関係
は、第７図から容易に理解されようが、トランス
ミツシヨンゲートのON抵抗を無視すると、 Rs＝₁γ_１＋₂γ_２＋₃γ_３＋₄γ_４ ―(2) となる。ただし₁＝０（論理レベルＬ）でトラン
スミツシヨンゲートがOFFしγ_１抵抗素子が選
択され、S₁＝１（論理レベルＨ）でトランスミツ
シヨンゲートがONしγ_１抵抗素子が非選択にな
る。なおO₁―O₁′，O₂―O₂′間の検出抵抗値を、
それぞれ異なる検出抵抗値になるよう設定するこ
とも可能であるが、コイルの方向性の違いによつ
て特性の違いはなく、異なる検出抵抗値を設定す
ることはさほど意味を持たない。従つて今後は
O₁―O₁′，O₂―O₂′間の抵抗値（すなわち検出抵
抗）は同じ値を設定するものとして説明してゆ
く。 (2)式より理解されるように、検出抵抗素子γ
_１，γ_２，γ_３，γ_４の各々の抵抗値の設定方法
は種種考えられるが、本実施例に存ては、抵抗値
を等間隔で設定できるように γ_４＝２γ_３＝４γ_２＝８γ_１ ―(3) と設定した場合を考える。このように設定すれば
検出抵抗Rsは０から（γ_１＋γ_２＋γ_３＋γ_４
までγ_１とυに等間隔に抵抗値の設定が可能であ
る。次に最適検出抵抗の選び方であるが、回転時
の検出電圧のピーク値υｒと非回転時のυｕの差
が最も大きくなるように設定するのが理想的であ
る。従つて、υｕをほぼ電源電圧Ｖ_DDに等しくな
るよう検出抵抗値を設定すればよい。 以上のことを前提として、いまυｕ＝Ｖ_DDとす
る最適検出抵抗値が15KΩであつたと仮定する。
IC内部に作り込む抵抗値は、IC製造のばらつき
を考慮して、（γ_１＋γ_２＋γ_３＋γ_４が15KΩ
以上になるよう構成すればよい。今、ICの製造
工程に於いて、抵抗は30KΩ〜15KΩの範囲内で
作り込むことが可能であるとしよう。 この値は現在の工程能力からして十分実績のあ
る値である。（例えばイオン注入抵抗の抵抗値の
ばらつきは±20％以内である。）ここで最悪の場
合、すなわちγ_１＋γ_２＋γ_３＋γ_４＝30KΩと
なつた場合、どう検出抵抗が設定されるかについ
て考えてみる。各々の抵抗値が(3)式を満たすよう
設定されたとすると、 γ_１＝2KΩ・γ_２＝4KΩ・γ_３ ＝8KΩ・γ_４＝16KΩ となる。 この場合第７図におけるトランスミツシヨンゲ
ートのコントロール端子S₁，S₂，S₃，S₄の信号と
検出抵抗の抵抗値の関係は第１表の如くなり、
0KΩから30KΩまで2KΩごとに段階的に設定可
能となる。

【表】 理想的な抵抗値が15KΩであるので、第１表の
場合、14KΩ又は16KΩが理想値に近く、論理的
にいずれかの値が設定される。例えば16KΩが設
定される場合には、トランスミツシヨンゲートの
コントロール端子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４はそれ
ぞれＬ，Ｈ，Ｈ，Ｈとなつている。 次に検出抵抗の抵抗値設定時の動作について説
明する。 第８図は本発明の一実施例を示すタイミングチ
ヤートであり、第７図におけるゲート端子ａ，
ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆとトランスミツシヨンゲート
のコントロール端子S₁，S₂，S₃，S₄の信号波形を
示している。同図中、区間Ａは検出抵抗の設定区
間であり、区間Ａの中で個々のステツプモータに
合つた検出抵抗の抵抗値Rsが設定される。区間
Ａ以降は、通常の動作区間であり、回転・非回転
の判定をしながら、モータの出力トルク状態と輪
列の負荷状態に合つた最適のパルス巾でステツプ
モータが駆動されてゆく。本発明に於ては、この
通常動作区間について、規定するものではないの
で、ここで詳述するのは避ける。また検出抵抗の
設定区間Ａは、例えば電池が投入された直後又
は、リセツトが解除された直後などに、設けられ
ている。 第８図の検出設定区間Ａに於て、Pi₁，Pi₂はロ
ータの位置を確実に所望の位置においておくため
の大出力パルス（以後、初期化パルスと呼ぶ）、
Peは初期化パルスによる磁気的ヒステリシス状
態をコントロールするための消磁パルスPs，
Ps₁，Ps₂，Ps₃……Psn−１，Psnは検出抵抗設定
のための検出パルスである。実験的に使用したパ
ルス巾を示すとPi₁＝Pi₂＝6.8ｍsec、Pe＝0.7ｍ
sec、Ps，Ps₁，Ps₂……Psn＝0.36ｍsecである。 ここで初期化パルスPi₁，Pi₂消磁パルスPe，検
出パルスPs，Ps₁〜Psnのはたす役割について、
ステータ可飽和部の磁気ヒステリシス曲線で説明
しておく。第９図は、ステータの可飽和部のヒス
テリシス曲線を示すものである。図中、Hoおよ
び−Hoはロータが静的な安定位置にある時、ロ
ータ磁石によつて可飽和部に加わる磁界の強さを
示している。今、初期化パルスPi₁を印加する前
に、ロータの磁極の位置が第１０図の如くの位置
を示していたとする。第１０図に於いて、矢印６
６を磁界の正方向と定義すると、この状態は可飽
和部に−Hoの磁界が加わつている状態であるの
で、この状態は第９図の磁気ヒステリシス曲線の
X′Y′線上にあることになる。X′Y′線上のどこの
点をとるからは、磁気的な履歴に依存する。 今、初期化パルスPi₁を印加する前に、X′の位
置にあつたとする。初期化パルスPi₁が印加さ
れ、第１１図の如くロータを回転させる方向に磁
束６８が発生したとする。Pi₁は大出力パルスで
あるためロータは必らず回転し、第１２図の如く
の位置をとる。この時、第９図の磁気ヒステリシ
ス曲線上に於ては、矢印６９の如くの履歴をたど
りＸ―Ｙ線上の点に至る。Ｘ―Ｙ線上のどの位置
を取るかについては、ロータが回転した時に発生
する過渡振動の大小に依存する。例えば第１９図
はPi₁パルスを加えた時のコイルに流れる電流波
形を示したものであるが、ａの如くPiパルスが短
く、過渡振動による誘起電流が大きい時は、磁気
ヒステリシス曲線上のＹ点に近い点を取り、反対
にｂの如くP₁パルスが広く過渡振動による誘起電
流が小さい時は、Ｘ点に近い点を取る。初期化パ
ルスは、ロータの位置が確実に所望の位置になる
ように大出力パルスを印加しているので、Ｘ点に
近い位置を取つているはずである。 ここまでの説明においては、初期化パルスPi₁
を出力する前のロータの位置と、初期化パルス
Pi₁による磁束の方向が、第１１図の如くの位置
関係になつていて、Pi₁によつてロータが回転す
る方向にあるということで説明してきた。しかし
リセツト解除時の最初の１秒間は運針しないよう
にしなくてはならないので、検出抵抗の設定区間
をリセツト解除直後にとつたなら、初期化パルス
Pi₁による電流の方向は、リセツトされる直前の
電流の方向と同じ方向でなくてはならない。従つ
てこの場合には、Pi₁はロータを回転させる方向
ではなく、ロータを引き付けておく方向になる。
従つて第９図の磁気ヒステリシス曲線上において
は、Pi₁出力の前にＸ点の位置にあり、Pi₁出力後
もやはり同様にＸ点に位置することになる。 いずれの場合においても、Pi₁出力後は、磁気
ヒステリシス曲線上のＸ点に位置することにな
る。 次に消磁パルスPeの役割りについて説明す
る。消磁パルスPeは第８図に示す如く初期化パ
ルスPi₁とは反対方向に出される。第１３図はこ
の状態を示したものであり、７０は消磁パルス
Peによる磁束を示し、方向は正方向（＋方向）
である。この消磁パルスPeはパルス巾が小さく
（例えば0.7ｍsec）、ロータを回転させるには不十
分であるため、ロータは回転せず第１４図の如く
の位置をとることになる。この時、第９図の磁気
ヒステリシス曲線においてはＸ点から矢印７１の
如くのループをたどりＹ点に至る。 次に検出パルスPs₁，Ps₂……Psnの動作につい
て説明する。検出パルスPs₁，Ps₂……Psnは第８
図に示す如く消磁パルスPeと同方向に出され
る。第１５図はこの時のロータの状態と、検出パ
ルスによる磁束７２の方向を示すもので、方向は
正方向（＋方向）である。この時、第９図の磁気
ヒステリシス曲線に於ては、Ｙ点から矢印７３の
如くのループをたどり、再びＹ点に戻つてくる。
この時、検出パルスによる電流の立上りは、可飽
和部における透磁率μ＝dB／dHが小さく磁気抵
抗が大きいので、従つてコイルのインダクタンス
は小さくなり、急激な立上りを示す。 次に区間A″における第２の初期化パルスPi₂の
動作について説明する。第１６図は、初期化パル
スPi₂が出された時のロータの位置とPi₂による磁
束７４を示したものである。初期化パルスPi₂は
大出力パルス（例えばパルス巾は6.8ｍsec）であ
るため、ロータは必らず回転し、第１７図の如く
ロータ位置が変わる。この時、第９図の磁気ヒス
テリシス上では、矢印７５の如くのループを通り
X′点に至る。 次に区間A″の検出パルスPsの動作について説
明する。第１８図は、検出パルスPsが出された
時のロータの位置と、検出パルスによる磁束７７
を示したものである。この時、第９図の磁気ヒス
テリシス曲線上では、矢印７６の如くのマイナー
ループを通りX′点に戻つてくる。この時の検出
電流の立上りは、透磁率μが大きく、磁気抵抗は
小さくなつているので、従つてコイルインダクタ
ンスは大きく、なだらかな立上りを示す。 以上が、検出抵抗設定区間Ａにおける初期化パ
ルスPi₁，Pi₂、消磁パルスPe、検出パルスPs，
Ss₁……Psnの動作説明である。 次に第８図のタイミングチヤートに従つて検出
抵抗設定区間Ａにおける検出抵抗設定動作の設明
をする。まず区間A′における検出パルスPs₁，
Ps₂，……Psnの動作から説明する。 検出パルスPs₁が出力されると、同時にトラン
スミツシヨンゲートのコントロール端子S₁，S₂，
S₃，S₄はそれぞれＬ，Ｈ，Ｈ，Ｈを出力し、抵抗
素子γ_１だけが選択され検出抵抗はRs＝γ_１と
なる。検出パルスによる検出電流は第７図の３３
の如くのループで流れ、検出パルス終了後は３４
の如くのループで検出抵抗を流れるのでコイルの
一端であるO₂端子に、検出電流に比例した電圧
が発生する。 これが第８図のO₂端子の電圧の５７′である。
検出電圧５７のピーク値υs₁はυs₁＝iu×γ_１と
なる。ただしiuは検出電流のピーク値である。次
に２番目の検出パルスRs₂が出力されると、S₁，
S₂，S₃，S₄はそれぞれＨ，Ｌ，Ｈ，Ｈを出力し、
検出抵抗の抵抗値はRs＝γ_２（＝２γ_１）とな
る。この時の検出電圧５８のピーク値はυs₂＝iu
×γ_２となる。以下は同様にして検出パルスを出
す毎に、検出抵抗を段階的に増加してゆくので、
検出電圧も５９，６０…６１，６２，６３の如く
検出抵抗の増加に比例して大きくなつてゆく。検
出抵抗を大きくしてゆくと６３の如くやがて検出
電圧は基準電位V′thを超える時が表われる（図中
υsn）。この基準電位V′thは電源電圧Ｖ_DDか、あ
るいは電源電圧になるべく近い値に設定しておけ
ば、以後の通常動作時の回転・非回転転時の検出
電圧Vu，Vrの差を大きくでき、従つて回転・非
回転の判定のマージンを大きくとれる。よつて基
準電位V′th（＝Ｖ_DD）を初めて超える検出電圧を
与える検出抵抗値が、そのステツプモータの特性
に最も適合する検出抵抗値となる。検出抵抗値が
段階的に増大した時のO₁端子の電位、すなわち
検出電圧の増大していく様子を示したものが、第
２０図である。同図においてはυsnが初めて基
準電位（V′th＝Ｖ_DD）を超える電圧となりυsn
を与える検出抵抗値が最適検出抵抗として設定さ
れる。 次に第８図のタイミングチヤートに従つて検出
抵抗区間Ａの中の区間A″の動作について説明す
る。この区間A″は、区間A′で設定された検出抵
抗が、適当なものであるか否かを確認する区間で
ある。前述の説明の如く、第二の初期化パルス
Pi₂は大出力パルスであるのでロータは必らず回
転している。従つて検出パルスPsによる検出電
流はなだらかな立上りを示している。従つて区間
A′で設定された検出抵抗Rsを介して検出電流を
流すと、検出電圧は第８図の６４の如くピーク値
が小さい波形で表われる。第２１図の６４はこの
電圧波形の拡大図を示すものである。同図の如
く、検出電圧６４のピーク値υｒが基準電位Vth
より小さいことが確認されれば、区間A′で設定
した検出抵抗の値が適当であつたことが確認され
る。（同図中の点線の電圧波形６３は区間A′の検
出パルスPsnによつて発生した検出電圧波形であ
る。） 検出抵抗の自動設定を実際の回路とタイミング
チヤートにより詳しく述べると次のようになる。
第２２図は検出抵抗設定区間のマスク信号を形成
する回路、第２３図は検出信号を形成する回路、
第２４図は検出抵抗を設定する回路、第２５図は
O₁，O₂の検出電圧波形と基準電圧を比較する回
路、第２６図は第２２図のタイミングチヤート、
第２７図は第２３図のタイミングチヤートであ
る。第２２図において、８８はNOT回路、８９
と９０はリセツト付のハーフ・ラツチ回路、（こ
の回路はクロツクが論理レベルＨでデータ通過、
論理レベルＬでデータホールドである。以下、ハ
ーフ ラツチ回路はすべて同じ仕様である。また
論理レベルＨはＨ、論理レベルＬはＬと示す。）
９１はNAND回路、９２はOR回路、９３はAND
回路である。各信号は第２６図のタイミングチヤ
ートの記号と一致している。S₇は電源投入時とリ
セツト時にＨになる信号、S₈はO₁またはO₂の検
出波形が基準電圧になつたときＨになる信号、S₉
は分周段からのマスター信号、S₁₀は分周段から
の別のマスター信号であり１Hzより十分高い周波
数の信号である。S₂₂はS₇をデイレイした信号で
ある。S₂₄はS₂₂をクロツクS₂₃によりデイレイし
た信号である。S₂₅は検出抵抗自動設定区間信号
でＬのとき自動設定モードとなる。S₈は検出電圧
のレベル判定信号で、ＨになるとO₁またはO₂の
電圧が基準電圧より高くなつたことを示す。 S₁₁はS₂₅の信号とS₈の信号を合致したもので、
S₈がＨになるとS₁₁もＨとなり検出抵抗が設定さ
れる。第２３図において、９４と９６はNOT回
路、９５はAND回路、９７と９８はNAND回
路、９９はNOR回路、１０１と１０２はOR回
路、１００はハーフ・ラツチ回路である。各信号
は第２７図のタイミングチヤートの記号と一致し
ている。S₅は検出抵抗設定用カウンターのカウン
トアツプ信号で第２４図のS₅に接続される。S₅は
第２図に示されるようにS₁₁とS₁₃を入力とするオ
ア回路の出力であり、S₁₁がＬの間S₁₃を出力す
る。S₆は第７図のコイル３２に抵抗設定用検出パ
ルスを印加するための抵抗設定検出サンプリング
信号、S₁₅はS₆により発生する検出パルスにもと
づく電流を電圧として検出するための抵抗設定検
出電流出力信号、S₁₆はS₆とS₁₅のＬの区間を表わ
す検出区間信号、S₁₂は抵抗設定検出電流設定信
号、S₁₃は抵抗設定検出周期設定信号、S₁₄は抵抗
設定検出区間設定信号である。S₁₂，S₁₃，S₁₄は
S₉，S₁₀と同様に分周回路からの信号であるが
S₉，S₁₀に比べて十分短かい周期の信号である。
第２４図において、１０３はNOT回路、１０
４，１０５，１０６と１０７はクロツクの立ち下
がりで出力１２が変化する分周回路、S₁，S₂，S₃
とS₄は検出抵抗のトランスミツシヨン用コントロ
ール信号である。第２５図において、１０８はＰ
チヤンネルMOSトランジスタ、１０９と１１０
は基準電圧形成用抵抗、１１１はＰチヤンネルト
ランジスタ、１１２と１１３はNOT回路、１１
４はOR回路、１１５と１２０はAND回路、１１
６，１１７，１１８と１１９はNOR回路で二つ
のRSラツチを形成している、１２１と１２２は
コンパレーター回路。S₁₇は回転検出のリセツト
信号、S₁₃は回転検出信号、S₁₉は回転検出区間信
号、S₂₀はO₁端子からの信号、S₂₁はO₂端子からの
信号である。 電源投入またはアナログの運針のリセツトをか
けるとS₇がＨになる。このとき検出抵抗設定用カ
ウンター１０４〜１０７はリセツトされ、S₁＝
１・S₂＝１・S₃＝１・S₄＝１となる。次に発振が
開始またはリセツト解除するとS₇はＬになる。こ
れと同時に第７図のｂ・ｄの信号がＬになり、
O₂からO₁へ電流が流れ、ローターの極性を強制
的に決める。尚第７図のａ，ｂ，ｃ，de、ｆの
入力信号形成回路は周知であり図示しない。）こ
れは第８図のPi₁パルスである。この電流の方向
については、電源投入時はO₁からO₂とO₂からO₁
のいずれかの方向でも良いが、リセツト解除時は
リセツト解除直前の電流の方向と同じ方向に電流
を流す。これはリセツト解除直後には運針をしな
いようにするためである。次にステーターを消磁
するため消磁パルスPeを、駆動パルスPiの電流
の方向とは逆に流す。次にS₁₁がＬになり検出抵
抗自動設定モードとなる。S₁₁がＬとなると、S₁₃
がS₅から出力される。S₅，S₁₃の立ち下がりで検
出抵抗設定用カウンターはカウントアツプされ、
又、その立ち下がりに同期して抵抗設定検出サン
プル信号S₆が出力される。すなわちS₅がＬになり
検出抵抗設定用カウンターの出力は、S₁＝０・S₂
＝１・S₃＝１・S₄＝１となる。このときは最も低
い検出抵抗を選択する。S₁₆がＨになり、Ｐチヤ
ンネルトランジスタ１１がONし、コンパレータ
ーの基準電圧をＶ_DDとする。同時にS₆がＬとなり
第７図のａとｃがＬとなるため、Peパルスと同
じ方向の第７図の３３のような電流が流れる。こ
れは第８図のPs₁パルスである。S₆がＨになると
同時にS₁₅がＬになる。S₁₅がＬのとき、第７図の
ｄはＬとなり、Ｎチヤンネルトランジスタ３８は
OFFし、同時にｆはＨとなり、検出電圧波形
（第９図のVs₁）がO₂から出力され、コンパレータ
ー１２２に入力するこのとき検出抵抗は最も低い
値であるため検出電圧波形も最も低い値となる。
Vs₁がV′th（＝Ｖ_DD）以下であるため、コンパレ
ーター１２２の出力はＬである。次に、S₁₅がＨ
になりこれに対応してｄが論理レベルＨ、ｆが論
理レベルＬになり検出抵抗自動設定の第１ステツ
プを終了する。S₅とS₁₃はＨになり、次にＬにな
るとき以上述べたことと同様な、検出抵抗設定用
カウンターのカウントアツプと検出抵抗のチエツ
クを行う。このとき、検出電圧波形がV′thより小
さいときは、また次の検出抵抗ステツプのチエツ
クを行い、検出電圧波形がV′thより大きくなるま
で、抵抗をステツプ的に変化させる。すなわちS₅
は連続した複数の検出抵抗設定用信号を形成して
いる。もし検出電圧波形が、V′thより大きいこと
をコンパレーターが検出したら、コンパレーター
１２２の出力はＨとなり、NOR回路１１７へ入
力し、S₈をＨにセツトする。NOR回路１１６，
１１７で構成されるRSラツチ回路は電源投入時
またはアナログのリセツト時にあらかじめS₇＝Ｈ
によつてリセツトされている。S₈がＨになると
S₁₁がＨになり検出抵抗が設定される。S₁₁がＨに
なることにより、S₅がＨになり、検出抵抗設定用
カウンターのカウントアツプパルスを禁止する。
さらにS₁₁がＨになるとS₁₆がＬになりコンパレー
ターの基準電圧の供給を停止し、検出電流・検出
サンプリングも停止する。このようにして検出抵
抗を自動設定する。１度自動設定がなされると、
電流の再投入・アナログのリセツトがない限り、
検出抵抗は変化しない。電源投入時の発振開始後
またはリセツト解除後１秒以内に検出抵抗の自動
設定を終了する。次の１秒間は検出抵抗の設定値
の確認をする。電源投入時の発振開始後またはリ
セツト解除後１秒でO₁からO₂へ向つて電流を流
し、ローターを回転させる。（Pi₁パルスがO₁から
O₂に電流を流した場合はO₂からO₁に電流を流
す。）このパルスをPi₂パルスという。（第８図参
照）このPi₂パルスはローターが完全に回転する
ものである。次のPi₂パルスと同じ電流の方向に
回転検出電流を流し回転検出を行なう。S₁₉がＨ
になりＰチヤンネルトランジスタ１０８をON
し、抵抗１０９と１１０に電流を流す。二つの抵
抗により、電源電圧は分圧され第１０図のVthが
コンパレーター１２１と１２２に供給される。こ
れと同時に第７図のａとｃがＬになり検出電流が
流れる。次にａとｃがＨになると同時にｄがＬに
なり検出電圧波形がO₂より出力され、コンパレ
ーター１２２に入力する。このときは回転時であ
るため通常は検出電圧波形のピーク電圧はVthよ
り低い。NOR回路１１８，１１９によつて構成
されるRSラツチ回路はあらかじめS₁₇＝Ｈによつ
てリセツトされている。したがつて、S₁₈はＬの
まま変化しない。この場合、検出抵抗の自動設定
は正常であると判断されて、次の運針から通常動
作状態に入る。しかし、回転時において、検出電
圧波形のピーク電圧がVthより高い場合はコンパ
レーター１２２の出力はＨになりS₁₈の出力もＨ
となる。この場合、検出抵抗の自動設定に不具合
があつたと判断され、時計の運針を停止させる。
したがつて、時計の使用者は検出抵抗の自動設定
に不具合のあつたことを知ることができる。この
場合、時計の使用者は再度アナログ時計のリセツ
トをすることにより検出抵抗の自動設定を確実に
することができる。 以上の如く本発明の構成は、第７図に示される
駆動回路２００により作動されるステツプモータ
のコイル３２に、複数の抵抗素子４９乃至５６を
接続し、それらを最適値に設定するために、検出
抵抗素子の端子電圧を所定の基準電圧と比較する
回路２０１（第２５図）と、外部入力信号に応じ
て、分周回路の出力信号にもとずいた連続する複
数の検出抵抗設定用信号S₅と、検出抵抗設定用信
号が出力されるごとに前記ロータを回転する方向
の検出抵抗設定用検出パルスを印加させる信号S₆
を出力する検出信号形成回路２０３（第２３図）
と、複数の抵抗素子に接続され検出抵抗設定用信
号S₅が出力されるごとに複数の抵抗素子のいずれ
かを選択してコイルに接続するとともに選択状態
を記憶する検出抵抗設定回路２０４（第２４図） 検出抵抗設定用検出パルスに応じた検出抵抗素
子の端子電圧が前記所定の基準電圧に達したこと
を前記比較する回路２０１が検出したとき、前記
検出抵抗設定信号S₅の検出抵抗設定回路２０４へ
の入力を停止させる信号S₈を出力する回路２０５
（第２５図）を備えた電子時計であり、実用上優
れた効果を有するものである。尚説明上第２２図
の回路を検出抵抗素子設定区間形成回路とする。 以上の如くの手法により、検出抵抗の設定区間
Ａにおいて、個々のステツプモータの特性に最も
合致する最適な検出抵抗が設定される。検出抵抗
の設定区間Ａ以降の通常動作時に於ては、この検
出抵抗値は固定される。第２８図は通常作時にお
ける検出電圧を示すもので、１２３は非回転時の
検出電圧でピーク値υｕは検出抵抗設定時の検出
電圧υsnに等しくなる。また１２４は回転した
時の検出電圧波形でυｒはピーク値を示す。υｕ
とυｒを基準電位Vthとの比較で判定してゆくわ
けであるが、通常動作時の動作については、本発
明で規定する所ではないので詳述するのは避け
る。 以上の説明に於ては、検出抵抗を小さい方から
段階的に増大してゆきながら最適な検出抵抗を探
す手法で説明したが、逆に検出抵抗を大きい方か
ら段階的に減少してゆく手法をとつても、本発明
の目的を達する上で何ら変わる所はない。第２９
図は該手法を取つた場合の検出電圧の変化を示し
たものである。同図において、検出電圧波形は検
出電圧を弾階的に減少してゆくにつれ１２５→１
２６→１２７→…………１３０→１３１と変わつ
てゆく。VcはＰゲートのダイオード特性により
クリツプされる電圧であり、検出電圧のピーク値
はVcで規制される。検出電圧のピーク値が基準
電位V′th（＝Ｖ_DD）を初めて下まわる時が波形１
３１である。この時の検出抵抗値を検出抵抗とし
て設定してもよいし、また一つの直前の検出電圧
１３０（ピーク値υsn−）を与える検出抵抗に
設定してもよい。 また以上の説明に於ては、第７図の如く検出抵
抗素子をγ_１，γ_２，γ_３，γ_４と４個直列に構
成する例を示したが、４個に規定されるわけでは
なく、一般に複数個構成すれば、本発明の目的を
達することができる。（個数を多くすれば、分割
精度が向上する。）また検出抵抗素子とトランス
ミツシヨンゲートを並列に配置して、検出抵抗を
変化させる構成例で説明してきたが、本発明では
この構成例に規定されず、検出抵抗を論理的に設
定できる他の回路構成によつてもよい。 第３０は本発明を実現する他の回路構成例を示
したものであるが、同図の様に検出抵抗素子γ
_１，γ_２，γ_３，γ_４をＰゲート１３２，１３３
と直列に配しＶ_DD側と接続しても、論理的には全
く同種であり本発明の効果に何ら変わる所はな
い。 以上説明してきた如く、本発明によれば検出抵
抗は検出抵抗設定区間により論理的に設定される
ため、精密な外付け抵抗を必要とせず、最も適当
な値に設定することができる。したがつて、時計
の小型化・薄型化・ローコストという要請に応え
ることができる。 またステツプモーターのコイルの抵抗値が異な
る場合でも、IC内部で抵抗を選択するため、回
転時の検出電流波形と非回転時の検出電流の相対
的な差がありさえすれば回転判定が可能である。
従つて量産時でのバラツキを吸収するという意味
で、量産上での効果は極めて大である。 さらにまた、１種類のICであらゆる仕様の一
体型ステータタイプのステツプモーターに適用で
き、ICの標準化の実用に寄与する。 本発明は以上の様に、わずかなデジタル回路を
付加するだけで、他にコストアツプの要因となり
うるものは何もなく、その効果は非常に大であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、コイルに印加するパルス波形を示す
図。第２，３図はステツプモータの動作説明図。
第４図は従来の駆動回路と検出回路。第５，６図
はａが検出電流波形、ｂが検出電圧波形を示す
図。第７図は、本発明の一実施例を示す回路構成
を示す図。第８図は、本発明の一実施例を示す第
５図の回路のタイミングチヤートを示す図。第９
図は、磁気ヒステリシス曲線を示す図。第１０，
１１，１２，１３，１４，１５，１６，１７，１
８図はステツプモータの動作説明図。第１９図
は、Piパルスによるコイルは流れる電流波形を示
す図。第２０図は、検出パルスPs₁，Ps₂…Psnに
よつて発生する検出電圧波形を示す図。第２１図
は、区間A″の検出パルスPsによつて発生する検
出電圧波形を示す図。第２２図は、検出抵抗設定
区間のマスク信号を形成する回路、第２３図は検
出信号を形成する回路、第２４図は検出抵抗を設
定する回路。第２５図は、O₁，O₂の検出電圧波
形と基準電圧を比較する回路。第２６図は第２２
図のタイミングチヤート。第２７図は第２３図の
タイミングチヤート。第２８図は、通常動作時に
おける検出電圧波形を示す図。第２９図は、検出
抵抗設定時に、検出パルスによつて発生する検出
電圧波形を示す図。第３０図は本発明を実現する
他の回路構成例。 ４…ロータ、５…ステータ、６…内ノツチ、２
６，３０…非回転時の検出電圧波形、２７，３１
…回転時の検出電圧波形。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発振回路の出力信号を分周した分周回路の出
   力信号にもとずいて作動する駆動回路２００と、
   前記駆動回路により駆動されるステツプモータ
   と、前記ステツプモータのコイルに接続される検
   出抵抗素子とを備え、前記検出抵抗素子の端子電
   圧にもとずいてロータの回転非回転を判定するア
   ナログ電子時計において、 前記検出抵抗素子を構成する複数の抵抗素子４
   ９，５０，５１，５２，５３，５４，５５，５
   ６、 前記検出抵抗素子の端子電圧を所定の基準電圧
   と比較する回路２０１、 外部入力信号に応じて、前記分周回路の出力信
   号にもとずいた連続する複数の検出抵抗設定用信
   号S₅と、前記検出抵抗設定用信号が出力されるご
   とに前記ロータを回転する方向の検出抵抗設定用
   検出パルスを前記コイルに印加させる信号S₆を出
   力する検出信号形成回路２０３、 前記複数の抵抗素子に接続され前記検出抵抗設
   定用信号S₅が出力されるごとに前記複数の抵抗素
   子のいずれかを選択して前記コイルに接続すると
   ともに選択状態を記憶する検出抵抗設定回路２０
   ４、 前記比較する回路に接続され、前記検出抵抗設
   定用検出パルスに応じた前記検出抵抗素子の端子
   電圧が前記所定の基準電圧に達したことを前記比
   較する回路２０１が検出したとき、前記検出抵抗
   設定信号S₅の前記検出抵抗設定回路２０４への入
   力を停止させる信号S₈を出力する回路２０５、 を備えたアナログ電子時計。