專利名稱：指針位置檢測裝置、鐘表及指針位置檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及指針位置檢測裝置、鐘表及指針位置檢測方法。
背景技術(shù)：
以往，公知有對鐘表等的指針進行檢測的裝置。這種裝置在與指針連接的齒輪上設(shè)置有反射板或通孔，并與齒輪相對地設(shè)置發(fā)光元件，根據(jù)從經(jīng)由反射板或通孔接收來自發(fā)光元件的光的受光元件發(fā)出的信號，來檢測指針位置(參照專利文獻l)。
專利文獻1日本特開平5-209970號公報
通過這樣在齒輪上設(shè)置多個反射板或通孔，能夠在多處檢測指針位置。但是，齒輪上所能夠設(shè)置的反射板或通孔的數(shù)量有限。因此，很難在短期間內(nèi)檢測出指針位置。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠在短期間內(nèi)檢測出指針位置的指針位置檢測裝置、鐘表以及指針位置檢測方法。
上述目的可以通過以下的指針位置檢測裝置來實現(xiàn)，該指針位置檢測裝置對由驅(qū)動源通過齒輪組而運轉(zhuǎn)的指針的位置進行檢測，其特征在于，該指針位置檢測裝置具有包含在所述齒輪組中的齒輪；第1輸出單元，其輸出與所述齒輪是否處于預(yù)定位置相對應(yīng)的比特信號；第2輸出單元，其按照與所述齒輪組的動作對應(yīng)的固定周期來輸出基準信號；
以及控制單元，其以所述輸出的基準信號為基準，檢測與由所述輸出的連續(xù)多個所述比特信號構(gòu)成的碼相對應(yīng)的所述指針的位置，所述基準信號的周期以及所述比特信號的模式的周期比所述指針的周期短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與所述指針的周期一致。200910004896.X
在上述結(jié)構(gòu)中，基準信號的周期以及比特信號的模式周期比指針的周期短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與指針的周期一致，因此即使當?shù)?輸出單元輸出的比特信號的模式周期比較短時，也能增加指針的檢測位置。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以采用以下結(jié)構(gòu)在所述比特信號的模式的周期內(nèi)輸出的比特數(shù)與在所述指針的周期內(nèi)輸出的所述基準信號的數(shù)量一致。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以采用以下結(jié)構(gòu)在所述齒輪的預(yù)定位置上設(shè)置有反射板或通孔，所述第1輸出單元包含發(fā)光元件，其照射所述齒輪；受光元件，其輸出與是否經(jīng)由所述反射板或通孔接收到來自所述發(fā)光元件的光相對應(yīng)的所述比特信號。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以采用以下結(jié)構(gòu)所述齒輪組包含除了所述齒輪以外的另一齒輪，在所述另一齒輪的預(yù)定位置上設(shè)置有反射板或通孔，所述第2輸出單元包含發(fā)光元件，其照射所述另一齒輪；受光元件，其響應(yīng)于是否經(jīng)由所述反射板或通孔接收到來自所述發(fā)光元件的光而輸出所述基準信號。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以采用以下結(jié)構(gòu)作為位置檢測對象的所述指針是時針，所述齒輪的旋轉(zhuǎn)周期比與分針連接的分針輪的旋轉(zhuǎn)周期短。在上述結(jié)構(gòu)中，可以采用以下結(jié)構(gòu)作為位置檢測對象的所述指針是時針，所述另一齒輪的旋轉(zhuǎn)周期比與分針連接的分針輪的旋轉(zhuǎn)周期長。
在上述結(jié)構(gòu)中，可以釆用以下結(jié)構(gòu)對于所述齒輪和所述另一齒輪各自的旋轉(zhuǎn)周期，前者的旋轉(zhuǎn)周期比后者的旋轉(zhuǎn)周期短。
并且，通過在鐘表上釆用上述結(jié)構(gòu)的指針位置檢測裝置，可以提供能在短期間內(nèi)檢測出指針位置的鐘表。
并且，上述目的可以通過以下的指針位置檢測方法來實現(xiàn)，該指針位置檢測方法對由驅(qū)動源通過齒輪組而運轉(zhuǎn)的指針的位置進行檢測，其特征在于，該指針位置檢測方法具有以下步驟輸出與所述齒輪組中包含的齒輪是否處于預(yù)定位置相對應(yīng)的比特信號；按照與所述齒輪組的動作對應(yīng)的固定周期來輸出基準信號；以及，以所述輸出的基準信號為基準，檢測與由所述輸出的連續(xù)多個所述比特信號構(gòu)成的碼相對應(yīng)的所述指針的位置，所述基準信號的周期以及所述比特信號的模式周期比所述指針的周期短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與所述指針的周期一致。
根據(jù)本發(fā)明，能夠提供可在短期間內(nèi)檢測出指針位置的指針位置檢測裝置、鐘表以及指針位置檢測方法。


圖1是示出本實施例的電波校正鐘表的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
圖2是示出控制部的硬件結(jié)構(gòu)的圖。
圖3是電波校正鐘表上所安裝的機芯的透視圖。
圖4是機芯的剖視圖。
圖5 (A) 圖5 (C)是第1分中間輪、第2分中間輪以及跨輪的說明圖。
圖6是來自第1光傳感器和第2光傳感器的信號與指針的位置關(guān)系的說明圖。
圖7是將來自第1光傳感器的信號作為比特信號而示出由5個連續(xù)比特信號構(gòu)成的碼與時刻之間的關(guān)系的表。圖8是指針位置對應(yīng)表。
圖9 (A)、圖9 (B)是在采用由120個比特信號構(gòu)成的模式的情況、以及采用由60個比特信號構(gòu)成的模式的情況下的說明圖。
圖10是示出控制部所執(zhí)行的指針位置檢測處理的一例的流程圖。圖11是示出控制部所執(zhí)行的指針位置檢測處理的一例的流程圖。圖12是示出控制部所執(zhí)行的指針位置檢測處理的一例的時序圖。圖13 (A)和圖13 (B)是示出變形例的碼與檢測位置之間的關(guān)系的表。
圖14 (A) 圖14 (D)是示出變形例的碼與檢測位置之間的關(guān)系的表。
具體實施方式
以下，參照附圖對本發(fā)明實施方式的電波校正鐘表進行說明。圖1是示出本實施例的電波校正鐘表的結(jié)構(gòu)的功能框圖。
電波校正鐘表1由接收部10、接收天線11、控制部20、電源部40、驅(qū)動源50、齒輪組60、指針70等構(gòu)成。
控制部20是控制電波校正鐘表1的整體動作的部件。并且，控制部20具有內(nèi)部時鐘21。圖2是示出控制部20的硬件結(jié)構(gòu)的圖?？刂撇?0由接口 22、 CPU (Central Processing Unit:中央處理器)23、 ROM (ReadOnly Memory:只讀存儲器)24、 RAM (Random Access Memory:隨機存取存儲器)25等硬件以及所需的軟件構(gòu)成。
對電波校正鐘表1的概況進行說明?？刂撇?0在特定時刻通過接收天線11和接收部IO接收從未圖示的發(fā)射站利用電波發(fā)送的標準時刻電波(時刻碼信號)。該信號被提供給控制部20內(nèi)的內(nèi)部時鐘21?？刂撇?0進行時刻校正動作，g卩根據(jù)該時刻碼信號對內(nèi)部時鐘21的時間進行校正，并且對驅(qū)動源50進行驅(qū)動控制以使齒輪組60轉(zhuǎn)動，從而校正模擬鐘表的指針70的指示時間。為了通過這種方式來校正指針70的指示時間，電波校正鐘表1具有用于檢測指針70的位置的第1光傳感器30a和第2光傳感器30b。指針70包括未圖示的時針和分針。
圖3是電波校正鐘表1上所安裝的機芯的透視圖。圖4是機芯的剖視圖。驅(qū)動源50包括定子51、線圈板52、轉(zhuǎn)子小齒輪53、霍爾元件54、線圈55以及轉(zhuǎn)子56。齒輪組60包括第1分中間輪61、第2分中間輪62、第3分中間輪63、跨輪64、分針輪65、時針輪66。驅(qū)動源50、齒輪組60和電路基板80收納在上板90a與下板90b之間的空間內(nèi)。
第1光傳感器30a以與第2分中間輪62相對的方式固定在下板90b上。第2光傳感器30b以與跨輪64相對的方式固定在下板90b上。在后文中將對第1光傳感器30a和第2光傳感器30b進行詳細描述。
在電路基板80上安裝有CPU23、 ROM 24以及RAM 25。并且，在電路基板80上的與第2光傳感器30b相對的位置上形成有通孔80c。
轉(zhuǎn)子56由圓筒狀的永磁鐵構(gòu)成，并在圓周方向上分別磁化成N極和S極這兩極?；魻栐?4檢測轉(zhuǎn)子56的磁極方向。當由電源部40對纏繞在線圈板52上的線圈55進行通電時，轉(zhuǎn)子56被控制部20間歇地旋 轉(zhuǎn)驅(qū)動。并且，轉(zhuǎn)子小齒輪53與轉(zhuǎn)子56—體地進行旋轉(zhuǎn)。
接著對齒輪組60進行說明。第3分中間輪63的大徑齒輪63a與轉(zhuǎn) 子小齒輪53嚙合，第3分中間輪63從動于轉(zhuǎn)子小齒輪53的旋轉(zhuǎn)。并且， 第2分中間輪62的大徑齒輪62a與第3分中間輪63的小徑齒輪63b嚙 合，第2分中間輪62從動于第3分中間輪63的旋轉(zhuǎn)。
第1分中間輪61的大徑齒輪61a與第2分中間輪62的小徑齒輪62b 嚙合，第1分中間輪61從動于第2分中間輪62的旋轉(zhuǎn)。分針輪65的大 徑齒輪65a與第1分中間輪61的小徑齒輪61b嚙合，分針輪65從動于 第1分中間輪61的旋轉(zhuǎn)。
跨輪64的大徑齒輪64a與分針輪65的小徑齒輪65b嚙合，跨輪64 從動于分針輪65的旋轉(zhuǎn)。時針輪66的大徑齒輪66a與跨輪64的小徑齒 輪64b嚙合，時針輪66從動于跨輪64的旋轉(zhuǎn)。分針輪65和時針輪66 配置在同一軸上。在分針輪65和時針輪66上分別連接有未圖示的分針 和時針。
轉(zhuǎn)子小齒輪53構(gòu)成為按照驅(qū)動脈沖的每1個脈沖而旋轉(zhuǎn)180°，該驅(qū) 動脈沖在后述的圖12中表示為0UT1、 OUT4，并交替地輸出。另外，此 后當只記述"脈沖"時，是指該驅(qū)動脈沖。因此，按照每1個脈沖，與 霍爾元件54相對的轉(zhuǎn)子56的方向變成S極或N極。并且，轉(zhuǎn)子56每2
個脈沖旋轉(zhuǎn)1周。
轉(zhuǎn)子小齒輪53與第3分中間輪63的大徑齒輪63a的減速比是3，轉(zhuǎn) 子小齒輪53旋轉(zhuǎn)3周，從而第3分中間輪63旋轉(zhuǎn)1周。因此，第3分 中間輪63每6個脈沖旋轉(zhuǎn)1周。
并且，第3分中間輪63的小徑齒輪63b與第2分中間輪62的大徑 齒輪62a的減速比是6。因此，轉(zhuǎn)子小齒輪53與第2分中間輪62的減速 比是18，第2分中間輪62每36個脈沖旋轉(zhuǎn)1周。
第2分中間輪62的小徑齒輪62b與第1分中間輪61的大徑齒輪61a 的減速比是24/7。因此，轉(zhuǎn)子小齒輪53與第1分中間輪61的減速比是 432/7，第1分中間輪61每864個脈沖旋轉(zhuǎn)7周。第1分中間輪61的小徑齒輪61b與分針輪65的大徑齒輪65a的減 速比是35/12。因此，轉(zhuǎn)子小齒輪53與分針輪65的減速比是180，分針 輪65每360個脈沖旋轉(zhuǎn)l周。
分針輪65的小徑齒輪65b與跨輪64的大徑齒輪64a的減速比是3。 因此，轉(zhuǎn)子小齒輪53與跨輪64的減速比是540，跨輪64每1080個脈沖 旋轉(zhuǎn)1周。
跨輪64的小徑齒輪64b與時針輪66的大徑齒輪66a的減速比是4。 因此，第3分中間輪63與時針輪66的減速比是2160，時針輪66每4320 個脈沖旋轉(zhuǎn)1周。由此，分針每360個脈沖旋轉(zhuǎn)1周，時針每4320個脈 沖旋轉(zhuǎn)1周。
接著對第1分中間輪61、第2分中間輪62和跨輪64進行說明。圖 5 (A) 圖5 (C)是第1分中間輪61、第2分中間輪62和跨輪64的 說明圖。
如圖5 (A)所示，在第1分中間輪61上，在大徑齒輪61a的配置 有第1光傳感器30a的下板90b —側(cè)的面的12個位置上，設(shè)置有反射板 61c。相鄰的反射板61c的最小間隔是15。。如圖5 (A)所示，在以多個 反射板61c中的一個即反射板61cl為基準的情況下，從反射板61cl起在 逆時針方向上以15。、 45°、 60°、 75°、 105°、 150°、 225°、 240°、 255°、 270°、 345 。的間隔來配置其他反射板61c。
如圖5 (B)所示，在第2分中間輪62上形成有沿軸向貫穿大徑齒 輪62a的單個通孔62c。
如圖5 (C)所示，在跨輪64上，在大徑齒輪64a的配置有第2光 傳感器30b的下板90b—側(cè)的面的6個位置上，配置有反射板64c。反射 板64c以60。的等間隔進行設(shè)置。另外，當指針70指示0點00分時，反 射板61cl與通孔62c重合。
控制部20按照預(yù)定的定時使分別設(shè)置在第1光傳感器30a和第2光 傳感器30b上的發(fā)光元件進行發(fā)光。第1光傳感器30a的發(fā)光元件設(shè)置 成可照射第1分中間輪61。第2光傳感器30b的發(fā)光元件設(shè)置成可照射 跨輪64。當?shù)?光傳感器30a發(fā)光時，如圖4所示，在第l光傳感器30a與 第2分中間輪62的通孔62c相對、且通孔62c與第1分中間輪61的反 射板61c相對的情況下，來自第1光傳感器30a的發(fā)光元件的光通過通 孔62c被反射板61c反射，反射后的光再次通過通孔62c，從而由第1光 傳感器30a的受光元件進行接收。
另外，使第2分中間輪62夾裝在第1光傳感器30a和第1分中間輪 61之間的理由在于由于第1分中間輪61在1個脈沖下的移動量非常微 小，因此為了避免對原本應(yīng)該檢測的位置以外的位置也進行了檢測的情 況，釆用了通過夾裝1個脈沖下的移動量非常大的第2分中間輪62，使 第1光傳感器30a的受光元件僅在光通過通孔62時才可以接收到光的結(jié) 構(gòu)。
當?shù)?光傳感器30a的受光元件接收到光時，如圖12的第1光傳感 器SENSOR所示，向控制部20輸出預(yù)定電壓值的信號。另一方面，當?shù)?1光傳感器30a與通孔62c不相對時，或者，當?shù)?光傳感器30a與通孔 62c相對但通孔62c與反射板61c不相對時，在第1光傳感器30a的發(fā)光 元件發(fā)光的情況下，第1光傳感器30a的受光元件不能接收到來自發(fā)光 元件的光，向控制部20輸出與第1光傳感器30a的受光元件接收到光的 情況相比更低的電壓值，例如接地GND電平的信號。控制部20可以根 據(jù)來自該第1光傳感器30a的受光元件的輸出來掌握第1分中間輪61的 旋轉(zhuǎn)位置。
同樣，控制部20按照預(yù)定的定時使第2光傳感器30b的發(fā)光元件發(fā) 光。當?shù)?光傳感器30b的發(fā)光元件發(fā)光時，在第2光傳感器30b與跨 輪64的反射板64c相對的情況下，第2光傳感器30b的受光元件經(jīng)由通 孔80c接收到光，如圖12的第2光傳感器SENSOR所示，向控制部20 輸出預(yù)定電壓值的信號。在第2光傳感器30b與反射板64c不相對的情 況下，向控制部20輸出與第2光傳感器30b接收到光的情況相比更低的 電壓值，例如接地GND電平的信號。由此，控制部20能夠掌握跨輪64 的旋轉(zhuǎn)位置。
接著，說明來自第1光傳感器30a和第2光傳感器30b的信號與指針的位置關(guān)系。圖6是來自第1光傳感器30a和第2光傳感器30b的信 號與指針的位置關(guān)系的說明圖?？刂撇?0以36個脈沖為周期使第1光 傳感器30a和第2光傳感器30b各自的發(fā)光元件發(fā)光。另外，第l光傳 感器30a和第2光傳感器30b各自的發(fā)光元件進行發(fā)光的定時錯開18個 脈沖，兩者不會同時發(fā)光。
在圖6中，在使發(fā)光元件按這種定時分別發(fā)光的情況下，將第l光 傳感器30a和第2光傳感器30b各自的受光元件接收到光時輸出的信號 表示為"H"，將沒有接收到光時輸出的信號表示為"L"。并且，如圖6 所示，第1分中間輪61每36個脈沖旋轉(zhuǎn)105°，跨輪64每36個脈沖旋 轉(zhuǎn)12。。
如圖6所示，第2光傳感器30b的受光元件以180個脈沖為周期來 接收光。換言之，在第2光傳感器30b的發(fā)光元件的5次發(fā)光中，第2 光傳感器30b的受光元件必然接收到1次。其原因是，跨輪64每180個 脈沖旋轉(zhuǎn)60度，與此對應(yīng)地，在跨輪64的大徑齒輪64a上以60度為間 隔設(shè)置了6個反射板64c。
并且，第1光傳感器30a的受光元件的受光定時根據(jù)該受光元件與 通孔62c和反射板61c的位置關(guān)系而不同。從第1光傳感器30a連續(xù)輸出 的信號"H"、 "L"的周期是相當于第1分中間輪61旋轉(zhuǎn)7周的864個脈 沖。即，每864個脈沖以相同的順序向控制部20輸出信號"H"、 "L"。
接著，對來自第1光傳感器30a的信號與時刻之間的對應(yīng)關(guān)系進行 說明。圖7是將來自第1光傳感器30a的信號作為比特信號而示出由5 個連續(xù)的比特信號構(gòu)成的碼與時刻之間的關(guān)系的表。
如圖7所示，控制部20從0時00分開始按照"H" "H" "L" "l" "h" "l" "h"…的順序檢測到來自第1光傳感器30a的信 號。換言之，第1光傳感器30a的受光元件按照上述的順序向控制部20 輸出信號?？刂撇?0將來自第1光傳感器30a的信號作為比特信號進行 處理，以來自后述的第2光傳感器30b的信號"H"為基準，根據(jù)連續(xù)輸 出的比特信號，生成由從第1光傳感器30a輸出的連續(xù)5個比特信號構(gòu) 成的碼。該碼與時刻對應(yīng)，控制部20從圖8所示的后述的對應(yīng)表中檢測指針位置。其中，12小時相當于時針的1個周期。
并且，比特信號的模式以24個比特信號為1個周期。因此，如圖7 所示，從2時30分開始所連續(xù)檢測到的5個比特信號與如下所述的連續(xù) 5個比特信號相一致，即，該連續(xù)5個比特信號是比從0時00分開始連 續(xù)檢測出的5個比特信號延遲了 1個比特信號而檢測到的。換言之，與0 時00分對應(yīng)的碼和與2時30分對應(yīng)的碼彼此錯開1個比特信號。其理 由是，與每30分的時刻對應(yīng)的碼是由5個比特信號構(gòu)成的，與之相對， 比特信號的模式是由比作為5的倍數(shù)的25少1的24個比特信號構(gòu)成的。
并且，如圖6所示，在O時OO分，在來自第l光傳感器30a的信號 "H"與其下一個信號"H"之間的期間，控制部20從第2光傳感器30b 檢測到信號"H"。并且，在0時30分，在來自第1光傳感器30a的信號 "L"與其下一個信號"H"之間的期間，控制部20從第2光傳感器30b 檢測到信號"H"。換言之，針對由第1光傳感器30a輸出的任意的連續(xù) 5個比特信號構(gòu)成的1個碼，輸出1次來自第2光傳感器30b的信號"H"。 控制部20以該來自第2光傳感器30b的信號"H"為基準，參照在其前 后輸出的來自第1光傳感器30a的信號，來檢測指針位置。
這里，再次使用圖6，以從1時24分的指針位置開始進行檢測的情 況為例，對實施指針位置檢測動作的情況進行簡單說明。在實施檢測動 作時，控制部20按照2個脈沖1次的定時檢測來自第1光傳感器30a的 輸出。在1時24分，來自第1光傳感器30a的輸出是"L"，在1時30 分也是同樣，但在1時36分，來自第l光傳感器30a的輸出變成"H"。 控制部20在檢測到來自第1光傳感器30a的輸出"H"時，將該檢測結(jié) 果存儲在RAM25中，并且按照18個脈沖1次的定時檢測來自第1光傳 感器30a和第2光傳感器30b的輸出。從1時39分到1時57分，來自 第2光傳感器30b的信號是"L"，在2時03分，來自第2光傳感器30b 的信號變?yōu)?H"。
另外，控制部20對檢測結(jié)果進行存儲，直到來自第l光傳感器30a 和第2光傳感器30b的檢測結(jié)果各有5個被存儲到RAM 25中為止。當 RAM 25中存儲的檢測結(jié)果達到10個時，根據(jù)該10個檢測結(jié)果檢測對應(yīng)的指針位置。通過以上方法，能夠按照每30分鐘檢測時針的位置。
圖8是示出檢測到按圖6和圖7所示的模式生成的比特信號中的10 個的檢測結(jié)果、和與該檢測結(jié)果對應(yīng)的指針位置之間的關(guān)系的指針位置 對應(yīng)表?？刂撇?0可以根據(jù)由來自第1光傳感器30a的連續(xù)5個比特信 號構(gòu)成的碼、和與該碼相對的、來自第2光傳感器30b的信號"H"的輸 出定時，來掌握12小時內(nèi)的60個檢測位置。圖8所示的表存儲在ROM 24中。另外，在圖8中，第l光傳感器30a表示為"光傳感器l"，第2 光傳感器30b表示為"光傳感器2"。并且，"H"表示"High (高電平)"， "L"表示"Low (低電平)"。
接著，說明設(shè)計出本發(fā)明的整個過程。
為了每30分鐘對指針位置進行檢測，需要在12小時中判斷24種指 針位置。為了生成24種比特信號，需要2X2X2X2X2-2^32個5比特 的信號。由于需要24種由5比特信號構(gòu)成的碼，因此所需的信號的總個 數(shù)是24X5=120個。
圖9 (A)是采用由120個比特信號構(gòu)成的模式的情況下的說明圖。 如圖9 (A)所示，為了生成120個比特信號，需要在齒輪上設(shè)置多個反 射板或通孔。當要在齒輪上設(shè)置這樣的多個反射板或通孔時，相鄰的反 射板等的間隔變窄，可能發(fā)生誤檢測。并且，很難在小型齒輪上設(shè)置多 個反射板等。
接著，為了減少不同種類的碼數(shù)而設(shè)想在12小時內(nèi)比特信號的模式 重復2次的情況。圖9 (B)是采用由60個比特信號構(gòu)成的模式的情況 下的說明圖。如圖9(B)所示，當同一比特信號模式在12小時內(nèi)重復2 次時，比特信號的個數(shù)只需60個即可。因此，與上述情況相比，可以減 少需要設(shè)置在齒輪上的反射板等的數(shù)量。
但是，在這種情況下，0時00分的碼與6時00分的碼一致。同樣， 0時30分的碼與6時30分的碼一致。因此，無法辨別這些指針位置。這 是因為構(gòu)成比特模式的比特信號的個數(shù)(60個)是構(gòu)成碼的比特信號的 個數(shù)(5個)的倍數(shù)。
當使比特信號的模式在12小時內(nèi)重復3次時，構(gòu)成模式的比特信號的個數(shù)是40個，其也是5的倍數(shù)，在不同的指針位置上會生成多個相同 的碼。
另一方面，如圖7所示，當使比特信號的模式在12小時內(nèi)重復5次 時，除了 8: 30和9: 00的碼之外，在各模式之間碼都不一致。像這樣 僅通過生成24個比特信號，即可用(除了一個位置以外)全部不同的碼 來構(gòu)成24種5比特信號。對設(shè)置在第1分中間輪61上的反射板61c的 位置和反射板61c的個數(shù)等進行設(shè)定，使得重復輸出該24個比特信號。
另外，對于重復的碼(本實施方式的8: 30和9: 00)，只要根據(jù)它 們各自前后的比特信號來進行判斷，即可確定時間，因此實際上可以用 全部不同的碼來構(gòu)成24種5比特信號。
并且，如圖8所示在本實施方式中，將用于確認指針位置的碼設(shè)為 由來自第1光傳感器30a的信號和來自第2光傳感器30b的信號構(gòu)成的 模式，從而能夠形成不存在重復的碼的、全部不同的碼。因此不會妨礙 指針檢測。
這里，第1光傳感器30a根據(jù)第1分中間輪61的位置來輸出信號"H" 或"L"，因此該第1光傳感器30a相當于輸出與第1分中間輪61是否處 于預(yù)定位置相對應(yīng)的比特信號的第1輸出單元。第1分中間輪61相當于 齒輪。并且如前所述，每30分鐘輸出來自第2光傳感器30b的信號"H"， 因此第2光傳感器30b相當于按照與齒輪組60的動作對應(yīng)的固定周期來 輸出基準信號的第2輸出單元?？巛?4相當于另一齒輪?？刂撇?0相 當于以來自第2光傳感器30b的信號"H"(相當于基準信號)為基準， 來檢測與由第1光傳感器30a輸出的連續(xù)多個比特信號構(gòu)成的碼相對應(yīng) 的指針位置的控制單元。
并且，來自第2光傳感器30b的信號"H"的周期相當于從第1光傳 感器30a輸出5個比特信號。并且，從第1光傳感器30a輸出的比特信 號的模式周期相當于24個比特信號。并且，時針的周期相當于120個比 特信號。因此，來自第2光傳感器30b的信號"H"的周期(5個比特信 號)以及從第1光傳感器30a輸出的比特信號的模式周期(24個比特信 號)比時針的周期(120個比特信號)短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)(5X24=120)與時針的周期(120個比特信號) 一致。由此，即使在第 1光傳感器30a輸出的比特信號的模式周期較短的情況下，也能增加時針 的檢測位置。
由此，即使反射板61c的個數(shù)較少，也能增加時針的檢測位置，能 在短期間內(nèi)檢測指針位置。因此，在小型齒輪上也可以采用這種結(jié)構(gòu)。 并且，能夠在抑制齒輪大型化的同時在短期間內(nèi)檢測指針位置。并且， 由于能通過較少的比特信號來增加指針檢測位置，所以能降低控制部20 的處理負荷。
并且如前所述，從第1光傳感器30a輸出的比特信號以24個為1個 周期。在該模式周期內(nèi)輸出的比特信號的數(shù)量與在時針周期內(nèi)從第2光 傳感器30b輸出的信號"H"的數(shù)量一致。利用這種結(jié)構(gòu)，能夠使模式中 的比特信號數(shù)為最小，同時增加時針的檢測位置。
并且，第1光傳感器30a和第2光傳感器30b各自的位置檢測對象 是第1分中間輪61和旋轉(zhuǎn)周期比第1分中間輪61長的跨輪64。以這樣 方式來設(shè)定位置檢測對象的原因是如前所述，來自第2光傳感器30b 的信號"H"是作為用于判別由從第1光傳感器30a輸出的比特信號構(gòu)成 的碼的基準的信號，所以來自第2光傳感器30b的信號"H"的輸出數(shù)可 以比來自第1光傳感器30a的比特信號少。
接著，參照流程圖和時序圖來說明控制部20所執(zhí)行的指針位置檢測 處理。圖10和圖11是示出控制部20所執(zhí)行的指針位置檢測處理的一例 的流程圖。圖12是示出控制部20所執(zhí)行的指針位置檢測處理的一例的 時序圖。
當執(zhí)行指針位置檢測處理時，控制部20對轉(zhuǎn)子56進行快進驅(qū)動(步 驟S1， tl)。接著，控制部20根據(jù)來自霍爾元件54的檢測信號來檢測轉(zhuǎn) 子56的極性變化(步驟S2， t2)。
控制部20判斷轉(zhuǎn)子56的極性是否從S極變成N極(步驟S3)，以 檢測轉(zhuǎn)子56的朝向。當轉(zhuǎn)子56的極性沒有從S極變成N極時，即轉(zhuǎn)子 的磁極從N極變成S極時(t3),控制部20再次執(zhí)行步驟S2的處理。
當轉(zhuǎn)子56的極性從S極變成N極時(t4)，控制部20使第1光傳感器30a的發(fā)光元件發(fā)光(步驟S4、 t5)。因此，當轉(zhuǎn)子的極性從N極變成 S極時，第1光傳感器30a的發(fā)光元件不發(fā)光。
控制部20在使第1光傳感器30a的發(fā)光元件發(fā)光后，確認來自第1 光傳感器30a的受光元件的信號(步驟S5)，判斷是否輸入了該信號(步 驟S6， t6)。當沒有輸入時，即當?shù)趌光傳感器30a的受光元件沒有接收 到光時(t7)，控制部20熄滅第1光傳感器30a的發(fā)光元件(步驟S7)， 再次執(zhí)行步驟S2的處理。
當進行了輸入時，即當?shù)?光傳感器30a的受光元件接收到了光時 (t8)，控制部20熄滅第1光傳感器30a的發(fā)光元件(步驟S8)，將該檢 測結(jié)果存儲在RAM25中(步驟S9， t9)。接著，從第1光傳感器30a的 受光元件接收到光起經(jīng)過18個脈沖后，控制部20使第2光傳感器30b 的發(fā)光元件發(fā)光(步驟SIO， t10)，之后確認來自第2光傳感器30b的受 光元件的信號(步驟Sll， tll)。接著，控制部20熄滅第2光傳感器30b 的發(fā)光元件(步驟S12)，將與第2光傳感器30b的受光元件有沒有接收 到光相關(guān)的檢測結(jié)果存儲在RAM25中(步驟S13)。另外，在圖12所示 的時序圖中，示出了第2光傳感器30b的受光元件接收到光的情況(t12)。 接著，控制部20在18個脈沖后使第1光傳感器30a的發(fā)光元件發(fā) 光(步驟S14、 U3)，之后確認來自第l光傳感器30a的受光元件的信號 (步驟S15、 t14)。之后，控制部20熄滅第1光傳感器30a的發(fā)光元件 (步驟S16)，將其檢測結(jié)果存儲在RAM25中(步驟S17、 t")。接著， 在18個脈沖后使第2光傳感器30b的發(fā)光元件發(fā)光(步驟S18， t16)， 之后確認來自第2光傳感器30b的受光元件的信號(步驟S19， t17)，熄 滅第2光傳感器30b的發(fā)光元件(步驟S20)。然后，控制部20將其檢測 結(jié)果存儲到RAM中(步驟S21、 t18)。
接著，控制部20判斷RAM 25中所存儲的檢測結(jié)果的數(shù)量N是否 是10 (步驟S22)。此時的檢測結(jié)果的數(shù)量是指來自第1光傳感器30a和 第2光傳感器30b雙方的受光元件的信號的檢測結(jié)果的數(shù)量。當檢測結(jié) 果的數(shù)量N小于10時，再次執(zhí)行步驟S14的處理。當測結(jié)果的數(shù)量N 為10時，控制部20將RAM 25中存儲的檢測結(jié)果與圖8所示的表進行
16比較，確定指針位置(步驟S23， t19)。
接著，對指針位置檢測方法的變形例進行說明。
圖13 (A)、圖13 (B)、圖14 (A) 圖14 (D)是示出變形例的 碼與檢測位置之間的關(guān)系的表。如圖13 (A)所示，可以將反射板61c 的個數(shù)等設(shè)定成為由28個比特信號來構(gòu)成比特模式，并可以將第1分中 間輪61的旋轉(zhuǎn)周期等設(shè)定成為在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間從第1光傳感器 30a輸出84個比特信號。并且，還可以將跨輪64的旋轉(zhuǎn)周期設(shè)定為針 對由從第1光傳感器30a輸出的任意的連續(xù)6個比特信號構(gòu)成的1個碼， 輸出1次來自第2光傳感器30b的信號"H"。
在這種情況下，來自第2光傳感器30b的信號的周期(6個比特信 號)以及比特信號的模式周期(28個比特信號)也比指針的周期(84個 比特信號)短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與時針的周期一致。
此外，如圖13 (B)所示，還可以由48個比特信號來構(gòu)成比特模式。 在這種情況下可以設(shè)定成，在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間輸出240個比特信號。 并且，還可設(shè)定成針對由從第l光傳感器30a輸出的任意的連續(xù)10個 比特信號構(gòu)成的1個碼，輸出1次來自第2光傳感器30b的信號"H"。
在這種情況下，來自第2光傳感器30b的信號的周期(IO個比特信 號)以及比特信號的模式周期(48個比特信號)也比指針的周期(240 個比特信號)短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與時針的周期一致。
此外，如圖14 (A)所示，在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間內(nèi)設(shè)定32個可以 進行檢測的位置時，可以進行如下設(shè)定由32個比特信號來構(gòu)成比特模 式；在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間輸出160個比特信號；針對由從第1光傳感 器30a輸出的任意的連續(xù)5個比特信號構(gòu)成的1個碼，輸出1次來自第2 光傳感器30b的信號"H"。
在這種情況下，來自第2光傳感器30b的信號的周期(5個比特信 號)以及比特信號的模式周期(32個比特信號)也比指針的周期(160 個比特信號)短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與時針周期一致。此外， 在模式周期內(nèi)輸出的比特信號的數(shù)量(32個)與在時針的周期內(nèi)從第2 光傳感器30b輸出的信號"H"的數(shù)量(32個) 一致。此夕卜，如圖14 (B)所示，在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間內(nèi)設(shè)定19個可以 進行檢測的位置時，可以進行如下設(shè)定由19個比特信號來構(gòu)成比特模 式；在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間內(nèi)輸出95個比特信號；針對由從第l光傳感 器30a輸出的任意的連續(xù)5個比特信號構(gòu)成的1個碼，輸出1次來自第2 光傳感器30b的信號"H"。
在這種情況下，來自第2光傳感器30b的信號的周期(5個比特信 號)以及比特信號的模式周期(19個比特信號)也比指針的周期(95個 比特信號)短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與時針周期一致。此外， 在模式周期內(nèi)輸出的比特信號的數(shù)量(19個)與在時針的周期間從第2 光傳感器30b輸出的信號"H"的數(shù)量(19個) 一致。
此外，如圖14 (C)所示，可以進行如下設(shè)定由7個比特信號來 構(gòu)成比特模式；在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間輸出35個比特信號；針對由從第 1光傳感器30a輸出的任意的連續(xù)5個比特信號構(gòu)成的1個碼，輸出1次 來自第2光傳感器30b的信號"H"。
在這種情況下，來自第2光傳感器30b的信號的周期(5個比特信 號)以及比特信號的模式周期(7個比特信號)也比指針的周期(35個 比特信號)短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與時針的周期一致。此外， 在模式周期內(nèi)輸出的比特信號的數(shù)量(7個)與在時針的周期內(nèi)從第2光 傳感器30b輸出的信號"H"的數(shù)量(7個) 一致。
此外，如圖14 (D)所示，可以進行如下設(shè)定由4個比特信號來 構(gòu)成比特模式；在時針旋轉(zhuǎn)一周的期間輸出20個比特信號；針對由從第 1光傳感器30a輸出的任意的連續(xù)5個比特信號構(gòu)成的1個碼，輸出1次 來自第2光傳感器30b的信號"H"。
另夕卜，在如圖13 (A)、圖13 (B)、圖14 (A) 圖14 (D)所示 的方式進行了設(shè)定的情況下，也可以如圖8所示的那樣，根據(jù)碼和與碼 相對的來自第2光傳感器30b的信號"H"的輸出定時，來掌握更多的檢 測位置。
以上對本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式進行了詳細描述，但是本發(fā)明不 限于相關(guān)的特定實施方式，在權(quán)利要求書所記載的本發(fā)明的主旨范圍內(nèi)，可以進行各種變形/變更。
在上述實施方式中，在齒輪上設(shè)置了反射板，但是也可以隔著齒輪 設(shè)置發(fā)光元件和受光元件，并在該齒輪上設(shè)置使來自發(fā)光元件的光透過 的通孔。
權(quán)利要求
1. 一種指針位置檢測裝置，其對由驅(qū)動源通過齒輪組而運轉(zhuǎn)的指針的位置進行檢測，其特征在于，該指針位置檢測裝置具有包含在所述齒輪組中的齒輪；第1輸出單元，其輸出與所述齒輪是否處于預(yù)定位置相對應(yīng)的比特信號；第2輸出單元，其按照與所述齒輪組的動作對應(yīng)的固定周期來輸出基準信號；以及控制單元，其以所述輸出的基準信號為基準，檢測與由所述輸出的連續(xù)多個所述比特信號構(gòu)成的碼相對應(yīng)的所述指針的位置，所述基準信號的周期以及所述比特信號的模式的周期比所述指針的周期短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與所述指針的周期一致。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的指針位置檢測裝置，其特征在于， 在所述比特信號的模式的周期內(nèi)輸出的比特數(shù)與在所述指針的周期內(nèi)輸出的所述基準信號的數(shù)量一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的指針位置檢測裝置，其特征在于， 在所述齒輪的預(yù)定位置上設(shè)置有反射板或通孔，所述第1輸出單元包括 發(fā)光元件，其照射所述齒輪；以及受光元件，其輸出與是否經(jīng)由所述反射板或通孔接收到來自所述發(fā) 光元件的光相對應(yīng)的所述比特信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的指針位置檢測裝置，其特征在于， 所述齒輪組包括除了所述齒輪以外的另一齒輪， 在所述另一齒輪的預(yù)定位置上設(shè)置有反射板或通孔， 所述第2輸出單元包括發(fā)光元件，其照射所述另一齒輪；受光元件，其響應(yīng)于經(jīng)由所述反射板或通孔接收到來自所述發(fā)光元 件的光而輸出所述基準信號。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的指針位置檢測裝置，其特征在于， 作為位置檢測對象的所述指針是時針， 所述齒輪的旋轉(zhuǎn)周期比與分針連接的分針輪的旋轉(zhuǎn)周期短。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指針位置檢測裝置，其特征在于， 作為位置檢測對象的所述指針是時針，所述另一齒輪的旋轉(zhuǎn)周期比與分針連接的分針輪的旋轉(zhuǎn)周期長。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的指針位置檢測裝置，其特征在于， 對于所述齒輪和所述另一齒輪各自的旋轉(zhuǎn)周期，前者的旋轉(zhuǎn)周期比后者的旋轉(zhuǎn)周期短。
8. —種鐘表，其特征在于，該鐘表具有權(quán)利要求1所述的指針位置檢測裝置。
9. 一種指針位置檢測方法，其對由驅(qū)動源通過齒輪組而運轉(zhuǎn)的指針 的位置進行檢測，其特征在于，該指針位置檢測方法具有以下步驟-輸出與所述齒輪組中包含的齒輪是否處于預(yù)定位置相對應(yīng)的比特信號；按照與所述齒輪組的動作對應(yīng)的固定周期來輸出基準信號；以及 以所述輸出的基準信號為基準，檢測與由所述輸出的連續(xù)多個所述比特信號構(gòu)成的碼相對應(yīng)的所述指針的位置，所述基準信號的周期以及所述比特信號的模式的周期比所述指針的周期短，并且，各個周期的最小公倍數(shù)與所述指針的周期一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及指針位置檢測裝置、鐘表及指針位置檢測方法。第1光傳感器(30a)的受光元件根據(jù)第1分中間輪(61)是否處于預(yù)定位置上而向控制部(20)輸出信號“H”或“L”。并且，第2光傳感器(30b)的受光元件以固定周期來輸出信號“H”。控制部(20)以從第2光傳感器(30b)輸出的信號“H”為基準，將從第1光傳感器(30a)輸出的信號識別為比特信號，檢測與由連續(xù)多個比特信號構(gòu)成的碼對應(yīng)的時針的位置。來自第2光傳感器(30b)的信號的周期和比特信號的模式的周期比時針的周期短，并且各周期的最小公倍數(shù)與時針的周期一致。
文檔編號G01B11/00GK101504534SQ20091000489
公開日2009年8月12日 申請日期2009年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月5日
發(fā)明者江藤大史, 馬場康治 申請人:精工時鐘有限公司