專利名稱:計時裝置和計時裝置的控制方法
技術領域:
本發明涉及脈沖電機的驅動裝置、脈沖電機的驅動方法、計時裝置和計時裝置的控制方法,特別是具有電磁發電裝置的模擬時鐘等使用的脈沖電機的驅動裝置和脈沖電機的驅動方法以及模擬時鐘等的計時裝置和計時裝置的控制方法。
背景技術:
近年來,像手表那樣的計時裝置(電子表)的技術革新獲得了驚人的進步,電力消耗現在也已抑制到約0.5μW。這里,考慮一下電力消耗的內容,電路系統消耗的電力是全體的2成,其余的8成是進行指針運行等的脈沖電機消耗的,所以,為了進而實現電力低消耗化,考慮認為抑制脈沖電機消耗的電力是關鍵。
因此,對于先有的計時裝置(電子表),在向脈沖電機供給驅動電流后,檢測脈沖電機是否由于該驅動電流而實際轉動,如果不轉動,就強制地使之轉動,同時,增加下次供給的驅動電流,如果經過了一定期間,就降低驅動電流。這樣,從宏觀看,供給脈沖電機的驅動電流的有效值在電力消耗增加的方向與降低的方向均衡的地點即在脈沖電機能夠轉動的下限值附近平衡,所以,可以抑制多余的電力消耗,從而可以實現脈沖電機的電力低消耗化。
但是,近年來,人們已經發現在時鐘外部發生的磁場對脈沖電機的轉動有不良影響。即,如上所述,供給脈沖電機的驅動電流的有效值在可以轉動的下限值附近平衡,如果外部的磁場加到其上,將減弱驅動電流發生分磁場,從而將可能發生不能轉動的情況。
另外,最近,內藏進行發電的發電機構的電子表也已面世。這樣的發電機構,簡單地說來,就是將手的擺動等引起的往復運動變換為轉動運動,并將該轉動傳遞給已磁化的轉子,從而使在線圈中發生電動勢,所以,在時鐘內部發生的磁場也對脈沖電機的轉動產生不良影響。
此外,磁場的深刻影響并不是僅限于不轉動這樣的問題。如上所述,對于電子表,在向脈沖電機供給驅動電流后,就檢測脈沖電機是否由于該驅動電流而實際進行轉動。這樣的檢測機構,可以考慮機械的機構,但是,在空間的制約嚴格的時鐘體內,根據在脈沖電機的線圈中是否感應出了伴隨膀轉動后的衰減振動的電流進行判斷的電氣結構更為合適。
但是,在這樣的對脈沖電機的轉動進行電氣檢測的結構中,如果發生了磁場,則除了衰減振動引起的感應電流外,磁場引起的感應電流也疊加在線圈中,所以,實際上,有時盡管不轉動也誤檢測為轉動了。
如上所述,對于試圖實現電力低消耗化的電子表,在經過一定期間時,就使驅動電流的有效值降低,使有效值降低時,當然就容易成為非轉動的狀態。
這里,上述誤檢測的發生概率分母是檢測為轉動時的集合,分子實際上是非轉動時的集合。因此,所謂容易成為為非轉動的狀態,就意味著分子大,所以,就是表示上述誤檢測的發生概率高。并且,在實際發生誤檢測時,就不強制地使其轉動,所以,對時間顯示的精度有重大的影響。即,在先有的實現電力低消耗化的電子表中發生磁場時,精度將顯著降低。
在解決這一問題的作為第1個先有例的計時裝置的具有PCT國際公開WO 98/41906號公報記載的發電裝置的模擬電子表中,在指針運行的動作期間,檢測到發電裝置的發電時,就輸出有效電力大的修正驅動脈沖信號,以使可以可靠地進行指針運行。并且,在輸出修正驅動脈沖信號時,確實減少由有效電力大的修正驅動脈沖信號發生的磁場,輸出消磁脈沖信號。
另外,在作為第2個先有例的具有EP-0704774-A1號公報記載的發電裝置的模擬電子表中,為了實現低電力消耗化,定期地降低通常驅動脈沖信號的占空比,輸出有效電力小的通常驅動脈沖信號。
此外,為了實現低電力消耗化和小功率化,在判定蓄電裝置的電壓相對于預先決定的電壓是高電壓時,就輸出減少構成通常驅動脈沖信號的輸出期間中的通常驅動脈沖信號的脈沖數(以下,稱為齒數)的有效電力小的通常驅動脈沖信號。另外,在判定蓄電裝置的電壓相相對于預先決定的電壓是低電壓時,就輸出增多齒數的有效電力大的通常驅動脈沖信號。并且,在切換通常驅動脈沖信號的齒數時,不變更前次指針運行時的占空比而進行切換。
在上述第1先有例中,由于修正驅動脈沖信號的有效電力大,所以,消耗電力也大,特別是在具有發電裝置的模擬電子表的情況,如果修正驅動脈沖信號的輸出次數多,將縮短指針繼續運行的時間。
此外,由于修正驅動脈沖信號的有效電力大,所以,有時即使輸出消磁脈沖信號也不能消除剩磁的影響。并且,這時,由于剩磁的影響,下次指針運行時的通常驅動脈沖信號的損耗將增大,從而實際的有效電力將降低,所以,增加指針驅動馬達成為非轉動的比例。這時,在發電裝置等中發生噪音時,在指針驅動電機的轉動檢測中,盡管實際上指針驅動電機并未轉動,卻判定為轉動,即增加所謂的指針運行不良的問題。
另外,在上述第2先有例中,占空比在前次的變更時刻,即使設定為作為可以驅動指針驅動電機的通常驅動脈沖信號的占空比的下限值的下限占空比時,由于在本次的變更時刻將降低占空比,所以,指針驅動電機在下次的驅動時刻有時不能轉動。
這時,由于輸出應確保可靠的指針運行的有效電力大的修正驅動脈沖信號,所以,電力消耗增大,進而將增加發生上述指針運行不良的現象。
此外,在上述第2先有例中,在切換通常驅動脈沖信號的齒數時,由于是不變更前次指針運行時的占空比進行切換的,所以,存在以下說明的影響。
即,考慮各通常驅動脈沖信號的齒數所示的指針驅動電機的動作區域與電源電壓和占空比的關系時,設想在通常驅動脈沖信號的齒數是第1端數時在各占空比中表示指針驅動電機動作的電源電壓的下限值的第1曲線和通常驅動脈沖信號的齒數是第2端數(<第1端數)時在各占空比中表示指針驅動電機動作的電源電壓的下限值的第2曲線時,即使根據第1曲線是屬于動作區域的占空比,有時根據第2曲線就變成屬于非動作區域的占空比了。
因此,進行通常驅動脈沖信號的齒數的切換時,將發生指針驅動電機不動作從而成為非轉動的情況。這時,在發電裝置中發生噪音時,在指針驅動電機的轉動檢測中,盡管實際上指針驅動電機不轉動,但卻判定為轉動,即增加發生所謂的指針運行不良的現象。
發明內容
因此,本發明的目的旨在提供可以降低電力消耗并且可以提高計時精度的計時裝置和計時裝置的控制方法。
本發明的實施例1是具有檢測脈沖電機附近的磁場的磁場檢測單元、控制脈沖電機的驅動電力有效值的控制單元和檢測脈沖電機是否轉動的轉動檢測單元的脈沖電機的驅動裝置,其特征在于控制單元在由轉動檢測單元檢測到脈沖電機不轉動時,進行增加驅動電力有效值的處理,每隔一定期間使驅動電力有效值降低,同時,在由磁場檢測單元檢測到磁場時,就中斷使驅動電力有效值降低的處理。
此外,本發明實施例1的控制單元的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動電流的有效值。
另外,本發明實施例1的控制單元的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動電壓的有效值。
另外,本發明實施例1的控制單元的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動脈沖電機的驅動脈沖的占空比。
另外,本發明實施例1的控制單元的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動脈沖電機的驅動,重的每單位時間的脈沖數。
另外,本發明實施例1的控制單元的特征在于在由磁場檢測單元檢測到磁場時,就強制地使脈沖電機轉動。
另外,本發明實施例1的控制單元的特征在于在由磁場檢測單元檢測到磁場時,就停止向脈沖電機供給控制有效值的驅動電流。
另外,本發明實施例1的控制單元的特征在于在由轉動檢測單元檢測到脈沖電機不轉動時,就強制地使脈沖電機轉動。
另外,本發明實施例1的特征在于具有按一定周期進行計數的計數單元,在由磁場檢測單元檢測到磁場時,計數單元就使該計數值返回到初始值,或中斷計數,控制單元就進行降低驅動電力的有效值的處理直至該計數值達到指定的值。
另外,本發明實施例1的轉動檢測單元的特征在于根據在脈沖電機的線圈中感應的電流檢測是否轉動。
另外,本發明實施例的磁場檢測單元的特征在于根據在脈沖電機的線圈中感應的電流檢測磁場。
另外,本發明實施例1的磁場檢測單元的特征在于在向脈沖電機供給驅動電流之前,檢測脈沖電機附近的磁場,轉動檢測單元在向脈沖電機供給驅動電流之后檢測該脈沖電機是否轉動。
另外,本發明實施例1的特征在于具有發生用于向脈沖電機供給驅動電力的發電單元,磁場檢測單元通過直接或間接地檢測伴隨發電的電流的電流狀態來檢測脈沖電機附近的磁場。
另外,本發明實施例1的特征在于具有發生用于向脈沖電機供給驅動電力的發電單元和儲蓄由發電單元發生的電力的蓄電單元,磁場檢測單元通過直接或間接地檢測伴隨蓄電單元的蓄電的蓄電電流的電流狀態來檢測脈沖電機附近的磁場。
另外,本發明實施例1的磁場檢測單元的特征在于具有檢測脈沖電機附近的磁場的磁傳感器。
本發明實施例2是具有檢測脈沖電機附近的磁場的磁場檢測電路、控制向脈沖電機供給的驅動電力有效值的控制電路和檢測脈沖電機是否轉動的轉動檢測電路的脈沖電機的驅動裝置,其特征在于在由轉動檢測電路檢測到脈沖電機不轉動時,控制電路進行增加驅動電力的有效值的處理,每隔一定期間使驅動電力有效值降低,同時在由磁場檢測電路檢測到磁場時就中斷使驅動電力的有效值降低的處理。
此外,本發明實施例2的轉動檢測電路的特征在于根據通過脈沖電機的轉動而感應的電流檢測脈沖電機是否轉動。
另外,本發明實施例2的控制單元進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動電流的有效值。
本發明實施例3的特征在于檢測脈沖電機附近的磁場,控制脈沖電機的驅動電力有效值,檢測脈沖電機是否轉動,在檢測到脈沖電機不轉動時,就增加驅動電力有效值,每隔一定期間降低驅動電力有效值,同時,在檢測到磁場時,就中斷使驅動電力有效值降低的處理。
另外,本發明實施例3的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動電流的有效值。
另外,本發明實施例3的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動電壓的有效值。
另外,本發明實施例3的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動脈沖電機的驅動脈沖的占空比。
另外,本發明實施例3的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動脈沖電機的驅動脈沖的每單位時間的脈沖數。
另外,本發明實施例3的特征在于在檢測到磁場時,就強制地使脈沖電機轉動。
另外,本發明實施例3的特征在于在檢測到磁場時,就停止向脈沖電機供給控制有效值的驅動電流。
另外,本發明實施例3的特征在于在檢測到脈沖電機不轉動時,就強制地使脈沖電機轉動。
另外,本發明實施例3的特征在于按一定周期進行計數,在檢測到磁場時,使該計數值返回到初始值,或中斷計數,并進行使驅動電力的有效值降低的處理,直至該計數值達到指定的值。
另外,本發明實施例3的特征在于根據在脈沖電機的線圈中感應的電流檢測是否轉動。
另外,本發明實施例3的特征在于根據在脈沖電機的線圈中感應的電流檢測磁場。
另外,本發明實施例3的特征在于在向脈沖電機供給驅動電流之前,檢測脈沖電機附近的磁場,在向脈沖電機供給驅動電流之后,檢測該脈沖電機是否轉動。
另外,本發明實施例3的特征在于發生用于向脈沖電機供給驅動電力的電力,通過檢測伴隨發電的電流量來檢測脈沖電機附近的磁場。
另外,本發明實施例3的特征在于發生用于向脈沖電機供給驅動電力的電力,儲蓄所發生的電力,通過檢測伴隨蓄電的蓄電電流量來檢測脈沖電機附近的磁場。
本發明實施例4是具有進行指針運行的脈沖電機、檢測脈沖電機附近的磁場的磁場檢測單元、控制向脈沖電機供給的驅動電力的有效值的控制單元和檢測脈沖電機是否轉動的轉動檢測單元的計時裝置,其特征在于在由轉動檢測單元檢測到脈沖電機不轉動時,控制單元進行使驅動電力有效值增加、同時強制地使脈沖電機轉動、每隔一定期間使驅動電力有效值降低的處理,在由磁場檢測單元檢測到磁場時,就中斷使驅動電力有效值降低的處理,同時強制地使脈沖電機轉動。
此外,本發明實施例4的控制單元的特征在于在進行驅動電力有效值的增減時,增減驅動電流的有效值。
另外,本發明實施例4的轉動檢測單元的特征在于根據通過脈沖電機的旋轉而感應的電流檢測脈沖電機是否轉動。
另外,本發明實施例4的特征在于具有發生電力的發電單元,將其電動勢作為脈沖電機的驅動源。
另外,本發明實施例4的發電單元的特征在于具有進行旋轉運動的旋轉錘和利用旋轉錘的旋轉運動發生交流電動勢的發電元件。
本發明實施例5是具有根據從電磁發電裝置供給的電力進行驅動的電機的計時裝置,其特征在于具有檢測在電磁發電裝置的周邊發生的交流磁場的交流磁場檢測單元和根據交流磁場檢測單元的檢測結果控制用于驅動電機的通常驅動脈沖信號的占空比的占空比控制單元,占空比控制單元具有在由交流磁場檢測單元檢測到交流磁場時將通常驅動脈沖信號的占空比維持為在當前時刻設定的占空比或設定為比在當前時刻設定的占空比高的數值的占空比設定單元。
另外,本發明實施例5的特征在于具有儲蓄從電磁發電裝置供給的電力的蓄電單元和檢測當初蓄電單元的充電的充電檢測單元,在預先決定的檢測對象期間充電檢測單元檢測到充電時,交流磁場檢測單元就檢測在電磁發電裝置的周邊發生的交流磁場。
另外,本發明實施例5的特征在于具有檢測電機是否轉動的轉動檢測單元和由轉動檢測單元檢測到電機是非轉動狀態時向電機輸出有效電力比通常驅動脈沖信號大的修正驅動脈沖信號的修正驅動脈沖輸出單元。
此外,本發明實施例5的特征在于具有輸出作為對由修正驅動脈沖輸出單元輸出的修正驅動脈沖信號的剩磁進行消磁的脈沖信號的消磁脈沖信號的消磁脈沖輸出單元。
此外,本發明實施例5的特征在于預先決定的檢測對象期間的開始時刻是在前次的指針運行處理期間輸出消磁脈沖信號的時刻或包含在從應輸出消磁脈沖信號的時刻之后到在本次的指針運行處理期間輸出的通常驅動脈沖信號的輸出之前的期間中的某一時刻,預先決定的檢測對象期間的結束時刻,是包含在從在本次的指針運行處理期間輸出的通常驅動脈沖信號的輸出之前到該通常驅動脈沖信號輸出之后的期間中的某一時刻。
此外,本發明實施例5的占空比設定單元的特征在于在預先決定的檢測對象期間并且是通常驅動脈沖信號的輸出期間,檢測到交流磁場時,將構成輸出中的該通常驅動脈沖信號的多個脈沖中的在檢測到交流磁場的時刻未輸出的脈沖的占空比維持為在當前時刻設定的占空比,或者設定為比在當前時刻設定的占空比高的數值。
另外,本發明實施例5的特征在于具有檢測蓄電單元的電壓的電壓檢測單元和通過比較由電壓檢測單元檢測的檢測電壓與預先決定的基準電壓而選擇切換構成在通常驅動脈沖信號的輸出期間的該通常驅動脈沖信號的脈沖的脈沖數的齒數選擇單元。
此外,本發明實施例5的齒數選擇單元的特征在于在檢測電壓低于基準電壓時,選擇以基準電壓為界切換的2個脈沖數中多的一方,在檢測電壓高于基準電壓時,選擇脈沖數少的一方。
此外,本發明實施例5的特征在于在以基準電壓為界切換的2個脈沖數中,設定與脈沖數多的一方對應的通常驅動脈沖信號具有比與脈沖數少的一方對應的通常驅動脈沖信號大的有效電力。
本發明實施例6是具有根據從電磁發電裝置供給的電力而驅動的電機的計時裝置的控制方法,其特征在于包括檢測在電磁發電裝置的周邊發生的交流磁場的交流磁場檢測步驟和根據交流磁場檢測步驟的檢測結果控制用于驅動電機的通常驅動脈沖信號的占空比的占空比控制步驟,占空比控制步驟包括在由交流磁場檢測單元檢測到交流磁場時將通常驅動脈沖信號的占空比維持為在當前時刻設定的占空比或者設定為比在當前時刻設定的占空比高的數值的占空比設定步驟。
此外,本發明實施例6的計時裝置的特征在于具有儲蓄從電磁發電裝置供給的電力的蓄電裝置,計時裝置的控制方法進而包括檢測當初蓄電裝置的充電的充電檢測步驟,交流磁場檢測步驟在預先決定的檢測對象期間充電檢測步驟檢測到充電時就檢測在電磁發電裝置的周邊發生的交流磁場。
另外,本發明實施例6的特征在于包括檢測電機是否轉動的轉動檢測步驟和在由轉動檢測步驟檢測到電機是非轉動狀態時就向電機輸出有效電力比通常驅動脈沖信號大的修正驅動脈沖信號的修正驅動脈沖輸出步驟。
此外,本發明實施例6的特征在于包括輸出早對由修正驅動脈沖輸出步驟輸出的修正驅動脈沖信號的剩磁進行消磁的脈沖信號的消磁脈沖信號的消磁脈沖輸出步驟。
此外,本發明實施例6中預先決定的檢測對象期間的開始時刻的特征在于是預先決定的檢測對象期間的開始時刻是在前次的指針運行處理期間輸出消磁脈沖信號的時刻或包含在從應輸出消磁脈沖信號的時刻之后到在本次的指針運行處理期間輸出的通常驅動脈沖信號的輸出之前的期間中的某一時刻,預先決定的檢測對象期間的結束時刻,是包含在從在本次的指針運行處理期間輸出的通常驅動脈沖信號的輸出之前到該通常驅動脈沖信號輸出之后的期間中的某一時刻。
此外,本發明實施例6的占空比設定步驟的特征在于在預先決定的檢測對象期間并且是通常驅動脈沖信號的輸出期間,檢測到交流磁場時,將構成輸出中的該通常驅動脈沖信號的多個脈沖中的在檢測到交流磁場的時刻未輸出的脈沖的占空比維持為在當前時刻設定的占空比,或者設定為比在當前時刻設定的占空比高的數值。
另外,本發明實施例6的特征在于包括檢測蓄電裝置的電壓的電壓檢測步驟和通過比較由電壓檢測步驟檢測的檢測電壓與預先決定的基準電壓而選擇切換構成通常驅動脈沖信號的輸出期間的該通常驅動脈沖信號的脈沖的脈沖數的齒數選擇步驟。
此外,本發明實施例6的特征在于在檢測電壓低于基準電壓時,齒數選擇步驟選擇以基準電壓為界切換的2個脈沖數中的脈沖數多的一方,在檢測電壓高于基準電壓時選擇脈沖數少的一方。
此外,本發明實施例6的特征在于設定為在以基準電壓為界切換的2個脈沖數中,設定與脈沖數多的一方對應的通常驅動脈沖信號具有比與脈沖數少的一方對應的通常驅動脈沖信號大的有效電力。
本發明實施例7是具有根據從電磁發電裝置供給的電力而驅動的電機的計時裝置,其特征在于具有儲蓄從電磁發電裝置供給的電力的蓄電單元、檢測對蓄電單元的充電的充電檢測單元和設定對電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比并在由充電檢測單元檢測到充電時將占空比設定為比作為用于驅動電機的下限值的最小限度占空比高的占空比即大于預先設定的下限占空比的值的占空比設定單元。
此外,本發明實施例7的特征在于在由檢測電機是否轉動的電機轉動檢測單元檢測到電機的轉動時就進行降低通常驅動脈沖信號的有效電力的處理,在由電機轉動檢測單元檢測到電機的非轉動狀態時就進行提高通常驅動脈沖信號的有效電力的處理。
另外,本發明實施例7的轉動檢測單元的特征在于根據由脈沖電機的轉動而感應的電流檢測脈沖電機是否轉動。
本發明實施例8是具有根據從電磁發電裝置供給的電力而驅動的電機的計時裝置,其特征在于具有儲蓄從電磁發電裝置供給的電力的蓄電單元和在設定對電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比時將占空比設定為比作為用于驅動電機的下限值的最小限度占空比高的占空比即大于預先決定的設定下限占空比的值的占空比設定單元。
此外,本發明勢8的特征在于具有根據充電檢測單元的檢測結果計數非充電時間并在計數的非充電時間大于預先決定的時間時就停止非充電時間的計數的非充電時間計數單元。
此外,本發明實施例8的非充電時間計數單元的特征在于在計數的非充電時間小于預先決定的時間時就輸出將計時裝置視為攜帶狀態的攜帶模式設定信號,占空比設定單元在輸入攜帶模式設定信號時將占空比設定為大于設定下限占空比的值。
另外,本發明實施例8的非充電時間計數單元的特征在于在計數的非充電時間大于預先決定的時間時將輸出將計時裝置視為非攜帶狀態的非攜帶模式設定信號,占空比設定單元在輸入非攜帶模式設定信號時將占空比設定為大于最小限度占空比的值。
另外,本發明實施例8的占空比設定單元的特征在于在非充電時間計數單元計數的非充電時間大于預先決定的時間時,就將設定下限占空比變更為比設定下限占空比低的占空比并且作為大于最小限度占空比的占空比的第2設定下限占空比。
另外,本發明實施例8的特征在于具有檢測電機是否轉動的轉動檢測單元和在由轉動檢測單元判定電機是非狀態狀態時就向電機輸出作為有效電力比通常驅動脈沖信號大的驅動脈沖信號的修正驅動脈沖信號的修正驅動脈沖輸出單元。
本發明實施例9是根據從電磁發電裝置供給的電力驅動電機同時舊儲蓄從電磁發電裝置供給的電力的蓄電裝置的計時裝置的控制方法,其特征在于包括檢測對蓄電裝置的充電的充電檢測步驟、和設定對電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比并在由充電檢測步驟檢測到充電時將占空比設定為比作為用于驅動電機的占空比的下限值的最小限度占空比高的占空比即大于預先決定的設定下限占空比的值的占空比設定步驟。
此外,本發明實施例9的特征在于進而包括根據充電檢測步驟的檢測結果計數非充電時間并在計數的非充電時間大于預先決定的時間時就停止非充電時間的計數的非充電時間計數步驟。
此外,本發明實施例9的非充電時間計數步驟的特征在于在計數的非充電時間小于預先決定的時間時就輸出將計時裝置視為攜帶狀態的攜帶模式設定信號,占空比設定步驟在輸入攜帶模式設定信號時就將占空比設定為大于設定下限占空比的值。
另外,本發明實施例9的非充電時間計數步驟的特征在于在計數的非充電時間大于預先決定的時間時就輸出將計時裝置視為非攜帶狀態的非攜帶模式設定信號,占空比設定步驟在輸入非攜帶模式設定信號時將占空比設定為大于最小限度占空比的值。
另外,本發明實施例9的占空比設定步驟的特征在于在非充電時間計數步驟計數的非充電時間大于預先決定的時間時,就將設定下限占空比變更為比設定下限占空比低的占空比并且作為大于最小限度占空比的占空比的第2設定下限占空比。
另外,本發明實施例9的特征在于進而包括檢測電機是否轉動的轉動檢測步驟和在由轉動檢測步驟判定電機是非狀態狀態時就向電機輸出作為有效電力比通常驅動脈沖信號大的驅動脈沖信號的修正驅動脈沖信號的修正驅動脈沖輸出步驟。
附圖的簡單說明圖1是表示本發明實施例1的應用脈沖電機驅動電流的計時裝置(電子表)的電氣結構的框圖。
圖2是表示實施例1的計時裝置(電子表)的發電機構的透視圖。
圖3是表示實施例1的計時裝置的處理電路的結構的圖。
圖4是表示實施例1的處理電路的驅動器的結構的圖。
圖5是用于說明實施例1的處理電路中的控制電路的動作的時序圖。
圖6是用于說明實施例1的處理電路中的控制電路等的動作的流程圖。
圖7是用于說明實施例1的處理電路中的分頻器的復位解除后的動作的時序圖。
圖8是本發明實施例2的模擬電子表的總體結構圖。
圖9是表示實施例2的模擬電子表的概要結構的框圖。
圖10是表示實施例2的充電檢測電路周邊的電路結構的圖。
圖11是表示實施例2的模擬電子表的控制系統的詳細結構的框圖。
圖12是實施例2的動作處理流程圖。
圖13是實施例2的動作時序圖。
圖14是表示實施例2的模擬電子表的概要結構的框圖。
圖15是表示實施例3的模擬電子表的控制系統的詳細結構的框圖。
圖16是說明通常驅動脈沖信號的齒數的圖。
圖17是實施例3的動作處理流程圖。
圖18是利用電源電壓與占空比的關系表示實施例3的指針驅動電機動作區域的圖(之一)。
圖19是利用電源電壓與占空比的關系表示實施例3的指針驅動電機動作區域的圖(之二)。
圖20是表示本發明實施例4的模擬電子表的概要結構的框圖。
圖21是表示實施例4的模擬電子表的控制系統的詳細結構的框圖。
圖22是利用電源電壓與占空比的關系表示實施例4的指針驅動電機動作區域的圖(之一)。
圖23是利用電源電壓與占空比的關系表示實施例4的指針驅動電機動作區域的圖(之二)。
圖24是實施例4的動作處理流程圖。
圖25是實施例4的動作時序圖。
發明的具體實施形式下面,參照
實施發明的最佳的形式。
實施例1
首先,說明本發明的實施例1。
電子表(計時裝置)的總體結構圖1表示本發明實施例1的應用驅動電流的電子表的電氣結構的框圖。
概要說明該電子表,先將在線圈110的兩端子AG1、AG2發生的交流電動勢整流,并向二次電源130充電。
接著,由升壓電路140根據需要將二次電源130的電壓升壓,并向輔助電容器150充電。
并且,將從輔助電容器150供給的電壓作為電源電壓Vss,規定為處理電路200等電路各部分的電源。
這里,處理電路200如后面所述,是由用于時刻顯示功能而進行指針運行的脈沖電機和用于驅動該脈沖電機的驅動電流等構成的電路。
電子表的各部分的結構下面,說明電子表的各部分。
首先,說明包含線圈110的發電機構。
如圖2所示,發電機構100具有卷繞線圈110的定子112和2極磁化的盤狀的轉子114。
帶著電子表的用戶擺動手時,旋轉錘116發生旋轉運動,該運動通過齒輪系機構118使轉子114轉動。
因此,按照這樣的發電機構100,通過旋轉錘116的旋轉,就在線圈110的端子AG1、AG2之間發生交流電動勢。
將說明返回到圖1,線圈110的一邊的端子AG1通過二極管D1與基準電平Vdd接地,同時,與n溝道型場效應晶體管121的漏極和同型晶體管122的柵極連接。
另一方面,線圈110的另一端子AG2通過二極管D2接地,同時與晶體管122的漏極和晶體管121的柵極連接。
另外,二次電源130和升壓電路140的高電壓側接地,而低電壓側作為電壓Vtk與晶體管121、122的各源極連接。
這樣,在本實施例1中,就是采用負電源,但是,當然也可以是正電源。
這里,在線圈110的端子AG1的電位由于發電機構100的發電而遠遠高于端子AG2的電位時,晶體管121截止,晶體管122導通,所以,電流在AG1→二極管D1→二次電源130→晶體管122→AG2→AG1這樣的閉環中流動,向二次電源130充電。
另外,在線圈110的端子AG2的電位遠遠高于端子AG1的電位時,晶體管121導通,晶體管122截止,所以,電流在AG2→二極管D2→二次電源130→晶體管121→AG1→AG2這樣閉環中流動,向二次電源130充電。
這樣在線圈110的兩端子AG1、AG2發生的交流電力是全波整流的,所以,可以有效地向二次電源130充電。
限幅電路160是防止二次電源130過充電的電路,詳細而言,在通過充電而上升的二次電源130的電壓大于額定值時,就成為通電狀態,并將充電電流旁路。
處理電路的結構下面,參照圖3說明處理電路200的結構。
如圖3所示,處理電路200由脈沖電機210和該電機的驅動電路220構成。其中,脈沖電機210的主磁極212、213對向設置,將由2極磁化的永久磁鐵構成的轉子211夾在中間,這兩個主磁極212、213分別與卷繞了線圈214的磁軛215連接,構成1組定子。
這里,主磁極212、213的圓弧部212a、213a相對于轉子211的轉動中心是偏心的,所以,在轉子211靜止時的磁極位置相對于主磁極212、213是偏位的。
并且,對于脈沖電機210,由于后面所述的驅動脈沖的作用,電流交替地每秒從端子T1向端子T2和從端子T2向端子T1流動,所以,在主磁極212、213上交替地發生N極和S極。因此,轉子211的磁極與主磁極212、213發生相互排斥和吸引作用,所以,轉子211每1秒轉動180度。并且,該轉動通過齒輪系機構(圖示省略)傳遞給秒針、分針、時針等,進行時刻顯示等。
另一方面,驅動電路220由多個要素構成,其中,控制電路230控制脈沖電機210的驅動。因此,控制電路230具有驅動器232。這里,參照圖4說明驅動器232的結構,線圈214的一邊的端子T1通過電阻R1和晶體管STr1與基準電平Vdd接地,同時,通過晶體管Ptr1接地,而通過晶體管Ntr1與電源電壓Vss連接。同樣,線圈214的另一邊的端子T2通過電阻R2和晶體管Str2接地,同時通過晶體管Ptr2接地,而通過晶體管Ntr2與電源電壓Vss連接。
這里,為了便于說明,設晶體管Str1、Str2、Ptr1、Ptr2、Ntr1、Ntr2的柵極信號分別為SG1、SG2、PG1、PG2、NG1、NG2。這些柵極信號由控制電路230控制,如后面所述,用于脈沖電機210的驅動脈沖及磁場檢測和轉動檢測等。
下面,將說明返回到圖3,線圈214的一邊的端子T1通過反相器241輸入“或”門243的一邊的端子。另外,線圈214的另一邊的端子T2通過反相器242輸入“或”門243的另一邊的端子。控制電路230的信號CSP1供給“或”門244的一邊的端子,“或”門243的輸出信號供給另一邊的端子。并且,鎖存電路245將“或”門244的輸出信號置位,將其保持信號供給控制電路230,同時用控制電路230的信號FEGL將該保持信號復位。
這里,“或”門244的輸出信號成為高電平是信號CSP1成為有源時的情況,是線圈214的端子T1、T2中至少一方的電壓低于反相器241、242的閾值電壓時的情況。如后面所述,這種情況就意味著由在脈沖電機210的附近發生的磁場在線圈214中感應出了電流。
因此,鎖存電路245將“或”門244的輸出信號置位,如果該信號即使是在很短的時間內成為高電平,也保持該信號,并通知控制電路230發生了磁場。按照該結構,控制電路230在使信號CSP1成為有源信號時可以識別在脈沖電機210附近是否發生了磁場。
另一方面,比較器251將線圈214的端子T1或端子T2的電壓電平與檢測電平Vcom進行比較,并輸出該比較結果。控制電路230的信號CSP2供給“或”門254的一邊的端子,比較器251的輸出信號供給另一邊的端子。并且,鎖存電路255將“或”門254的輸出信號置位,并將其保持信號供給控制電路230,同時用控制電路230的信號FEGL將該保持信號復位。
這里,“或”門254的輸出信號成為高電平是信號CSP2成為有源時的情況,是線圈214的端子T1或端子T2的電壓電平低于檢測電平Vcom的情況。下面,簡單說明這種情況,由驅動脈沖驅動轉子211轉動時,就流過與該驅動脈沖引起的電流方向相反的感應電流。在將該感應電流進行電壓(斬波器)放大后的負電平低于檢測電平Vcom時,由于檢測到轉子211是實際轉動的,所以,鎖存電路255將“或”門254的輸出信號置位,如果該信號即使是在很短時間內成為高電平,也保持該信號,并通知控制電路230轉子211在轉動。按照該結構,控制電路230在使信號CSP2成為有源信號時可以識別轉子211是否實際在轉動。
信號FEGL是脈沖電機230轉動1秒的180度后供給的脈沖信號。這樣,鎖存電路245、255在復位后,就準備進行下一次的磁場檢測和轉動檢測。
另一方面,如圖7所示,分頻器270輸入10秒周期的時鐘信號CK后,用其反相信號的后沿進行1/8分頻。因此,分頻器270的輸出信號Q,通常每隔80秒而上升。但是,由于分頻器270根據“或”門260的輸出信號而復位,所以,在信號RS成為高電平時或檢測到磁場后鎖存電路245的輸出信號成為高電平時,其計數即復位。
其次,升降計數器280在分頻器270的輸出信號Q的上升沿進行降低計數,而在控制電路230的信號US的上升沿進行上升計數,并將該計數結果例如按4位供給控制電路230。控制電路230根據該計數結果設定驅動脈沖的寬度,控制脈沖電機210的電流有效值。
信號RS是在時刻修正等復位期間成為有源的信號,如果不將分頻器270的計數動作復位,即使在時刻修正時升降計數器280也在進行降低計數,按最佳值平衡的電流有效值也將降低1級,所以,信號RS的目的就是為了防止發生這種情況。
控制電路等的動作下面,參照圖5的時間圖和圖6的流程圖說明控制電路230等的動作。在圖5中,為了說明方便,將輸出的脈沖全部表示出了,并不是總是輸出圖示的脈沖。
如圖5所示,控制電路230每隔1秒交替驅動脈沖電機210的線圈214的端子T1和端子T2側。因此,為了便于說明,先說明驅動端子T1側的情況。
首先,在到達指針運行時刻t12之前的時刻t11時,步驟Sa1的判斷結果為「是」。
這樣,控制電路230為了判斷在脈沖電機210附近是否發生了高頻磁場即商用電源引起的磁場,使柵極信號Pg1成為高電平,開始輸出取樣脈沖SP0(Sa2),同時,使信號CSP1(參見圖3)成為高電平,從而成為有源信號。
所謂這里所說的高頻磁場,就是在家電產品的開關進行開/關時或電熱毯的溫度控制器動作時發生的電磁噪音(開關噪音)那樣的尖脈沖狀的電磁噪音,是不定期發生的(以下,相同)。
因此,圖4中的晶體管Ptr1成為截止狀態,但是,在該狀態下,在脈沖電機210附近發生高頻磁場時,該發生磁場將在線圈214中感應起電流,所以,端子T1的電壓電平與該感應電流相應地被吸引到負側,如果不發生高頻磁場,端子T1的電壓電平就不會吸引到負側。
這里,在被吸引到負側的電壓電平Vrs0低于反相器241(參見圖3)的閾值電壓時,“或”門243的輸出信號就成為高電平,該輸出信號通過由信號CSP1打開的“和”門244由鎖存電路245保持。
因此,如果鎖存電路245的保持信號成為高電平,控制電路230就判定在該時刻發生了高頻磁場,如果在經過了與取樣脈沖SP0的脈沖寬度相當的期間依然是低電平,就判定未發生高頻磁場(Sa3)。
該判斷的目的是檢測商用電源引起的高頻磁場,所以,取樣脈沖SP0的脈沖寬度最好設定為覆蓋商用電源(50~60Hz)的1周期的20msec以上。
在Sa3的判斷中,在判定發生了高頻磁場時,該目的就達到了,所以,就應防止伴隨以后高頻磁場檢測用的取樣脈沖SP0的輸出所不必要的電力消耗,于是,控制電路230使柵極信號PG1成為低電平,停止取樣脈沖SP0的輸出(Sa4)。
并且,使信號CSP1(參見圖3)成為低電平。
另外,利用鎖存電路245的輸出信號將分頻器270的計數動作復位(Sa8)。
另一方面,在判定未發生高頻磁場時,控制電路230應判斷在脈沖電機210附近是否發生了一般的交流磁場例如其他機器的開關噪音或發電機構100等,并開始輸出相對于柵極信號PG2斷續的取樣脈沖SP1(Sa5)。
所謂這里所說的交流磁場,就是從用商用電源而動作的家電產品等發生的50[Hz]或60[Hz]的磁場或伴隨電動剃須刀等的電機的轉動而發生的數百[Hz]~數千[Hz]的磁場(以下,相同)。
因此,圖4這的晶體管Ptr1是導通的,但是,晶體管Ptr2則斷續地反復通斷。這里,在發生交流磁場的情況下,晶體管Ptr2導通時,該磁場引起的感應電流在接地→晶體管Ptr1→線圈214→晶體管Ptr2→接地這樣的閉環中和與該方向相反的閉環中交替地流動,在晶體管Ptr2截止的瞬間,流過大于該感應電流的電流,所以,結果,磁場引起的感應電流就作為經過斬波放大后的電壓電平Vrs1出現在端子T2上。
這里,在電壓電平Vrs1小于反相器242(參見圖3)的閾值時,“或”門243的輸出信號成為高電平,該輸出信號通過由信號CSP1打開的“與”門244由鎖存電路245保持。
因此,如果鎖存電路245的保持信號成為高電平,控制電路230就判定在該時刻發生了交流磁場,如果經過了取樣脈沖SP1的斷續期間依然是低電平,就判定未發生交流磁場(Sa6)。
在步驟Sa6的判斷中,在判定發生了交流磁場時,其目的就已達到了,所以,應防止膀以后交流磁場檢測用的取樣脈沖SP1的輸出的不必要的電力消耗,于是控制電路230就停止取樣脈沖SP1的輸出(Sa7)。
并且,使信號CSP1(參見圖3)成為低電平。另外,利用鎖存電路245的輸出信號使1/8分頻器270的計數動作復位(Sa8)。
另一方面,在判定未發生交流磁場時,控制電路230就應結束本次的高頻磁場和交流磁場的檢測,并在使信號CSP1成為低電平后待機,直至到達指針運行時刻t12為止。(Sa9)。
并且,在到達指針運行時刻t12時,控制電路230對于實際上信號PG1、NG1輸出與當前時刻升降計數器280的計數經過相應的脈沖寬度的驅動脈沖K1(Sa10)。
這樣,端子T1的電壓電平被吸引為負的電源電壓Vss,結果,與驅動脈沖K1的T2向端子T1方向流動,所以,原則上說,脈沖電機210的轉子211應轉動180度。但是,由于當前時刻升降計數器280的計數結果及轉子211的負載的變化等原因,與驅動脈沖K1的脈沖寬度相當的電流有效值是并充分的,所以,也是得到轉子211不轉動的情況。
因此,控制電路230檢測轉子211是否根據驅動脈沖K1而實際進行轉動,所以,對于柵極信號PG1,開始輸出斷續的取樣脈沖SP2,對于柵極信號SG1開始輸出取樣脈沖SP2的反相脈沖的(Sa11),同時使信號CSP2(參見圖3)成為高電平,從而成為有源信號。因此,圖4中的晶體管Ptr2導通,但是,晶體管Ptr1、Str2相互排他地反復發生通/斷。
這里,在轉子211根據驅動脈沖K1而轉動了180度的情況下,在晶體管Ptr1導通、而晶體管Str2截止時,由于該轉動和衰減振動,在線圈214中將流過與驅動脈沖K1引起的電流方向相反的電流。即,電流在接地→晶體管Ptr1→線圈214→晶體管Ptr2→接地這樣的閉環中流動。但是,在下一個瞬間晶體管Ptr1截止、而晶體管Str2導通時,在線圈214中將流過大于上述電流的電流,所以,結果,與驅動脈沖K1引起的電流方向相反的經過電壓放大的電壓電平Vrs2就出現在端子T1上。
另一方面,在轉子211未由于驅動脈沖K1而振動180度時,就不會感應起上述那樣的方向相反的電流,所以,電壓電平Vrs2不會出現在端子T1上。
這里,在電壓電平Vrs2小于圖3中的比較器251的檢測電壓Vcom時,則該輸出“或”門243的輸出信號成為高電平,并且該輸出信號通過由信號CSP2打開的“或”門254由鎖存電路255保持。
因此,如果鎖存電路255的保持信號成為高電平,控制電路230就判定在該時刻轉子211發生轉動,如果即使經過了取樣脈沖SP2的斷續‘期間而保持信號依然是低電平,就判定轉子211未發生轉動(Sa12)。
在該判斷中,判定轉子211轉動時,在該時刻目的就已達到了,所以,應防止以后的不必要的電力消耗,于是,控制電路230就停止取樣脈沖SP2的輸出(Sa13),同時,使信號CSP2(參見圖3)成為低電平。
另一方面,在判定轉子211未轉動時,即使在下次的指針運行時刻,想用相同寬度的驅動脈沖K1使轉子211轉動,同樣成為非轉動狀態的概率也還是非常高的。因此,控制電路230應使電流有效值上升,輸出1個信號US,使升降計數器280進行上升計數(Sa14),同時強制地驅動轉子211應保證該非轉動狀態。
具體而言,控制電路230在待機到時刻t13后(Sa15),對柵極信號PG1、NG1,分別輸出具有轉子211可靠地轉動的程度的脈沖寬度的強制驅動脈沖P2和修正脈沖Pr(Sa16)。修正脈沖Pr是為了防止僅由強制驅動脈沖P2引起的過轉動而加的。
這樣,實質上就是端子T1的電壓電平被吸引到負的電源電壓Vss上,而端子T2早維持接地電平,所以,為了轉子211轉動而足夠大的有效值的電流從端子T2向端子T1的方向流動的結果,就是轉子211可靠地轉動了180度。利用這種強制的轉動,即使轉子211在驅動脈沖K1的作用下也不轉動時,也可以利用強制驅動脈沖P2和修正脈沖Pr而保證該轉動。
并且,在轉子211這樣被強制地轉動時,由于強制驅動脈沖P2將殘留剩磁,所以,應消除該剩磁,于是控制電路230對柵極信號PG2、NG2輸出消磁脈沖PE。
在脈沖電機210附近發生了高頻磁場或交流磁場時,即使想用驅動脈沖K1使轉子發生轉動,由主磁極212、213中發生的磁場也會由于高頻磁場或交流磁場而被減弱從而轉子不轉動的可能性很高。
此外,利用取樣脈沖SP2檢測轉子211的轉動時,在線圈211中將疊加上由高頻磁場或交流磁場引起的感應電流,所以,盡管實際上轉子211不轉動,也有可能會誤檢測為轉動。在發生這種誤檢測時,當然由于強制驅動脈沖P引起的電流不供給線圈214,所以,指針不運行,從而將顯著地降低時刻顯示的精度。
特別是像本實施例1的電子表那樣,脈沖電機210是利用磁極的排斥和吸引而轉動的類型,對于交替地驅動端子T1、T2的結構,一旦發生誤檢測,在下次的驅動時刻轉子211的磁極位置相對于主磁極212、213的磁極方向都將成為吸引狀態,從而成為穩定的狀態,所以,在下次的指針運行時刻,轉子211也將不轉動。
因此,一旦發生誤檢測,對于1秒的指針運行情況,將發生2秒的指針運行錯誤。
為了防止發生這種誤檢測,在判定在脈沖電機210附近發生了高頻磁場或交流磁場時,控制電路230就和判定轉子211是非轉動狀態時一樣,在時刻t12就對實際上信號PG1、NG1分別輸出強制驅動脈沖P2和修正脈沖Pr(Sa15、16),然后,向實際上信號PG2、NG2輸出消磁脈沖PE。即,轉子211不是由于驅動脈沖K1引起的電流而是由于強制驅動脈沖P2引起的電流而轉動。
和非轉動狀態的情況不同,升降計數器280不執行上升計數。其理由在于,在非轉動狀態的情況下,如果不擴大驅動脈沖K1的脈沖寬度,即如果不增加驅動脈沖K1的有效電力,以后將繼續非轉動狀態,所以,必須使升降計數器280進行上升計數。
與此相反,磁場的發生是一次性的,所以,沒有必要執行與電力消耗增加直接相聯系的上升計數。
在判定轉子211由于驅動脈沖K1而轉動時,在停止取樣脈沖SP2的輸出后或者利用強制的驅動脈沖P2強制地使轉子211轉動后,控制電路230輸出用于下次的指針運行的脈沖信號FEGL,并使鎖存電路245、255的保持內容復位(Sa17)。
并且,在驅動這樣的端子T1側的動作結束時,就進行輸出極性的反相設定,用以在下次驅動端子T2側(Sa18)。因此,下次驅動端子T2側的動作以時刻t21、t22、t23為基準同樣進行的結果,就是每隔1秒交替地執行驅動端子T1側的動作和驅動端子T2側的動作。
這樣,控制電路230如果判定在脈沖電機210附近未發生磁場,在指針運行的時刻t12(t22),將與升降計數器280的計數結果相應的脈沖寬度的驅動脈沖K1供給線圈214后,判斷轉子211是否轉動。并且,如果判定轉子211不轉動,就輸出強制驅動脈沖P2和修正脈沖Pr,強制地使轉子211轉動。另一方面,控制電路230如果判定在脈沖電機210附近發生了磁場,就使分頻器270的計數動作復位,同時輸出強制驅動脈沖P2和修正脈沖Pr,強制地使轉子211轉動。
這里,分頻器270的計數動作在復位而被解除之后(輸出信號FEGL之后),如圖7所示,該輸出信號的上升沿則是在31~40秒之后出現。即,在一旦檢測到磁場之后,驅動脈沖K1引起的驅動電流的有效值到降低1級為止的時間,以再次檢測不到磁場為條件,就是在31~40秒之后。
對這種電子表考察電力消耗的問題時,如果即使輸出驅動脈沖K1轉子211也不轉動,升降計數器280就進行上升計數,所以,向電力消耗增加的方向動作,通常在經過作為分頻器270的輸出周期的80秒時,升降計數器270就進行降低計數,所以,就向電力消耗降低的方向動作。因此,由與升降計數器280的計數結果對應的驅動脈沖K1的脈沖寬度規定的電流有效值在電力消耗增加的方向和降低的方向平衡的地點即在轉子211可以轉動的下限值附近平衡。因此,可以抑制多余的電力消耗,從而可以實現低電力消耗。
另外,在本實施例1中,在判定發生了高頻磁場或交流磁場時,分頻器270的計數將復位(Sa8)。與此相反,在采用不論有無磁場每隔80秒就使升降計數器280進行降低計數的結構時,就存在以下問題。
如上所述,由于由驅動脈沖K1的脈沖寬度規定的電流有效值在轉子211可以轉動的下限值附近平衡,所以,在經過80秒后,電流有效值降低時,轉子211就容易成為非轉動狀態。
這樣,在容易成為非轉動狀態的狀態下,進而在脈沖電機210附近發生磁場時,當然盡管轉子211不轉動而由發生倉所感應的電流也將疊加到線圈214上。
結果,誤檢測為轉動的可能性也就提高了。
另一方面,在本實施例1中,如果發生了磁場,分頻器270的計數就被復位,所以,只要發生了磁場,升降計數器280就不進行降低計數。
因此,將電流有效值維持現狀的結果,就不會向誤檢測的可能性高的區域遷移,所以,可以防止對脈沖電機的轉動的誤檢測。
作為只要發生了磁場升降計數器280就不進行降低計數的結構,還可以考慮①在發生磁場的期間,禁止輸入時鐘信號CK等后停止分頻器270的計數動作的結構,②將分頻器270置換為計數器后,通常在其計數值達到指定的值時就使升降計數器280進行降低計數,而在發生磁場時就使該計數器復位同時設定初始值的結構。
此外,在本實施例1中,如果判定發生了磁場,如上所述,就利用強制驅動脈沖P2和修正脈沖Pr強制地使轉子211轉動,所以,可以確保指針運行的可靠性。
另外,在本實施例1的電子表中,內藏了發電機構100。因此,在檢測脈沖電機210的轉子211是否轉動時,對于施加不良影響的磁場,不僅是電子表外部的磁場,而且也包括在電子表內部發生的磁場。
這里,如果將發電機構100的線圈110與脈沖電機210的線圈214相互正交地配置,則線圈110的磁通就不會影響線圈214,所以,至少可以排除在電子表內部發生的磁場的影響。但是,對于實際問題,像手表那樣將兩個線圈裝配到限制大的空間中時,難于將兩者正交地配置,另外,由于實際使用的線圈不是理想的,所以,也會發生磁通泄漏。
與此相反,按照本實施例1,不論電子表的內部外部,都可以防止由于磁場的影響引起的對轉動的誤檢測。
實施例1的變形例[1.5.1]變形例1
在本實施例中,采用了用驅動脈沖K1的脈沖寬度來控制向脈沖電機210供給的驅動電流的有效值的結構,但是,也可以采用在一定期間增減并輸出一定寬度脈沖數而取代控制脈沖寬度的驅動脈沖K1的結構。利用該結構也可以根據升降計數器280的計數結果規定占空比,所以,可以控制供給脈沖電機210的驅動電流的有效值。
變形例2另外,在本實施例1中,采用了利用在脈沖電機210的線圈214中感應的電流進行磁場的檢測的結構,但是,也可以使用霍耳元件等磁傳感器進行檢測的結構。但是,由于結構的共同性差,所以,像手表那樣對空間的限制嚴格的機器不適用。
變形例3此外,在本實施例3中,采用了利用在脈沖電機210的線圈214中感應的電流進行轉子211的轉動檢測的結構,但是,也可以使用根據轉子211的轉動感應的電流進行檢測的結構,例如可以使用與轉子211連接的編碼器。但是,和磁的檢測一樣,由于結構的共同差,所以,像手表那樣對空間的限制嚴格的加不適用。
變形例4在本實施例1中,是將把由發電機構發生的電力進行充電的主體作為二次電源130的,但是,只要可以儲蓄電力,也可以是大容量的電容器。另外,作為發電機構,除了圖2所示的機構外,也可以應用太陽能電池、熱發電元件、壓電發電元件等所有形式的發電元件。
變形例5另外,在本實施例1中,脈沖電機210從轉子211角度看,是主磁極212、213設置間隙的形式,但是,也可以采用設置決定轉子211的靜止位置的切口的一體型的結構。
變形例6在以上的說明中,柵極信號SG1、SG2、PG1、PG2、NG1、NG2由控制電路230控制,用于包括磁場檢測的各種檢測,但是,也可以采用通過檢測伴隨發電機構的發電的電流狀態(電流量或電壓)來檢測脈沖電機附近的磁場的結構。
例如,作為伴隨發電的電流狀態,也包括限幅電路160動作、通過充電而上升的二次電源130的電壓大于額定值而將充電電流旁路時的電流量等用于發電而流過某種電流時的電流量。因此,也包括通過檢測伴隨二次電源(=蓄電電源)的蓄電的蓄電電流量來檢測脈沖電機附近的磁場的情況。
另外,作為伴隨發電的電流狀態,使用電壓時,例如如圖3中的虛線所示的那樣,也可以設置充電檢測電路13(詳細情況參見后面所述的實施例2和圖10的關聯說明),檢測發電電流作為充電電流流動時發生的電壓。這樣,充電檢測電路13在進行伴隨發電的電壓檢測時將高電平的充電檢測結果信號SA向采用3輸入結構的或門電路260輸出,便可將1/8分頻器復位,從而使用電壓便可檢測脈沖電機附近的磁場。
實施例2下面,參照
本發明的實施例2。
實施例2的總體結構圖8表示本發明實施例2的模擬電子表1的總體結構。
模擬電子表1是手表,用戶是將與裝置本體連接的表帶帶到手腕上來使用的。
模擬電子表1大致包括發生交流電力的發電部A、將發電部A的交流電壓整流并蓄電以及將蓄電電壓升壓并向各結構部分供給電力的電源部B、檢測發電部A的發電狀態并根據檢測結果控制裝置全體的控制部C、驅動指針的指針運行機構D和根據控制部C的控制信號驅動指針運行機構D的驅動部E。
在這種結構中,控制部C切換根據發電部A的發電狀態驅動指針運行機構D、進行時刻顯示的顯示模式和停止向指針運行機構D饋電而節約電力的節電模式。另外,從節電模式向顯示模式的轉移,是通過用戶手持模擬電子表1進行擺動而強制地進行的。
下面,說明各結構部分。對于控制部C,后面使用功能塊進行說明。
首先,發電部A大致包括發電裝置40、捕捉用戶的手腕的活動等而在裝置內旋轉并將電能變換為轉動動能的旋轉錘45和將旋轉錘的旋轉變換(增速)為發電所需要的轉數并向發電裝置40側傳遞的增速齒輪46。
發電裝置40起電磁感應型的交流發電裝置的功能,該發電裝置40內的旋轉錘45的轉動通過增速齒輪46傳遞給發電用轉子43,發電用轉子43通過在發電用定子42的內部轉動,將在與發電用定子42連接的發電線圈44中感應的電力向外部輸出。
因此,發電部A是利用與用戶的生活相關聯的能量進行發電的,可以使用該電力驅動模擬電子表1。其次,電源部B包括整流電路47、大容量電容器48和升壓電路49。
升壓電路49使用多個電容器49a、49b和49c可以進行多級升壓和降壓,可以利用控制部C的控制信號φ11調整供給驅動部E的電壓。
另外,升壓電路49的輸出電壓根據監視信號φ12也供給控制部C,這樣,便可監視輸出電壓,同時,可以由控制部C根據輸出電壓的微小的增減來判斷發電部A是否在進行發電。
這里,電源部B將Vdd(高電位側)取為基準電位(GND),作為電源電壓而生成Vss(低電位側)。
在上述說明中,是通過監視信號φ12監視升壓電路49的輸出電壓進行發電檢測的,但是,在不設置升壓電路的電路結構中,也可以通過直接監視大容量電容器48的低電位側電源電壓VTKN而進行發電檢測。
下面,說明指針運行機構D。指針運行機構D使用的步進電機70也稱為脈沖電機、步進電機、階動電機或數字電機等,多用作數字控制裝置的調節器,是利用脈沖信號進行驅動的電機。
近年來,作為適合于攜帶的小型的電子裝置或信息機器用的調節器,大多采用小型、輕量化的步進電機。這種電子裝置的代表性的裝置就是電子表、時間開關、計時器這樣的計時裝置。
本例的步進電機70包括利用從驅動部E供給的驅動脈沖發生磁力的驅動線圈71、由該驅動線圈71勵磁的定子72和在定子72的內部利用勵磁的磁場而轉動的轉子73。
另外,步進電機70的轉子73由盤狀的2極的永久磁鐵構成的PM型(永久磁鐵轉動型)構成。在定子72上設置磁飽和部77,用以在轉子73的周圍的各相(極)75和76發生隨驅動線圈71發生的磁力而不同的磁極。
另外,為了規定轉子的轉動方向,在定子72的內周的適當的位置設置內切口78,發生開齒轉矩,使轉子73停止在適當的位置。
步進電機70的轉子73的轉動通過小齒輪,由與轉子73嚙合的5號齒輪51、4號齒輪52、3號齒輪53、2號齒輪54、背面齒輪55和筒形出來56構成的齒輪系50傳遞給各指針。秒針61與4號齒輪52的軸連接,分針62與2號齒輪54連接,此外,時針63與筒形齒輪56連接。與轉子73的轉動連動地由這些指針指示時刻。此外,當然也可以將用于進行年月日等的顯示的傳遞系統等(圖中未示出)與齒輪系50連接。
其次,驅動部E根據控制部C的控制將各種驅動脈沖供給步進電機70。
更詳細而言,就是通過從控制部C在各個時刻加上極性和脈沖寬度不同的控制脈沖,便可向驅動線圈71供給極性不同的驅動脈沖或供給激勵轉子73的轉動檢測用和磁場檢測用的感應電壓的檢測用脈沖。
實施例2的控制系統的功能結構下面,參照圖9說明實施例2的控制系統的功能結構。在圖9中,符號A~E分別與圖8所示的發電部A、電源部B、控制部C、指針運行機構D和驅動部E對應。
模擬電子表1包括發生交流電力的發電單元10、將從發電單元10輸出的交流電壓進行整流的整流電路11、儲蓄整流過的電壓的蓄電單元12、將進行蓄電單元12的輸出電壓的升降壓而得到的電壓供給控制部C和指針運行機構D的升降壓電路25、檢測對蓄電單元12的充電并輸出充電檢測結果信號SA的充電檢測電路13、檢測發電單元10通過發電而發生的交流磁場并輸出發電機交流磁場檢測結果信號SC的發電機交流磁場檢測電路14和根據作為發電機交流磁場檢測電路14的檢測結果的發電機交流磁場檢測結果信號SC輸出用于升降通常驅動脈沖信號的占空比的占空比升降信號SM的占空比升降控制電路23。
此外,模擬電子表1還具有輸出應設定通常驅動脈沖信號SI的占空比的通常驅動脈沖占空比升降信號SH的占空比設定計數器24、控制模擬電子表1全體的控制電路15、驅動指針的電機17和根據從控制電路15輸出的通常驅動脈沖信號SI驅動電機17的電機驅動電路16。
另外,模擬電子表1還包括為了使電機17可靠地轉動而輸出有效電力比通常驅動脈沖信號大的修正驅動脈沖信號SJ的修正驅動脈沖輸出電路18、檢測對電機17的轉動還轉動檢測有影響的磁場并輸出高頻磁場檢測結果信號SE的高頻磁場檢測電路19還輸出交流磁場檢測結果信號SF的交流磁場檢測電路20以及根據電機17感應的電壓的電平檢測電機17是否轉動并輸出轉動檢測結果信號SG的轉動檢測電路21。
這時,也還實施例1一樣,所謂高頻磁場就是在例如家電產品的開關所通/斷時或電熱毯的溫度控制器動作時發生的電磁噪音那樣的尖脈沖狀的電磁噪音,是不定期發生的。另外,所謂交流磁場,就是指從用商用單元等而動作的家電產品等發生的50[Hz]或60[Hz]的磁場或伴隨電動剃須刀等的電機的轉動而發生的數百~數千[Hz]的磁場等。
另外,占空比設定計數器24在由發電機交流磁場檢測電路14檢測到發電單元10通過發電而發生的交流磁場時等,將通常驅動脈沖信號的占空比維持為在當前時刻設定的占空比或者設定應設定為比在當前時刻設定的占空比高的占空比的計數值。
之所以進行這樣的處理,是因為有可能小于作為可以驅動電機的占空比的最小限度占空比。即,在進行發電檢測時,如果占空比降低,將離開可以驅動電機的動作區域而進入不能驅動的區域。
充電檢測電路13周邊的結構圖10表示充電檢測電路13的周邊的電路結構例。
在圖10中,表示出了充電檢測電路13、作為充電檢測電路13的周邊電路進行交流發電的發電單元10、將從發電單元10輸出的交流電流整流并變換為直流電流的整流電路11和利用從整流電路11輸出的直流電流進行蓄電的蓄電單元12。
充電檢測電路13由取后面所述的第1比較器COMP1和第2比較器COMP2的輸出的邏輯積的否定輸出的與非門電路201和使用RC積分電路將與非門電路201的輸出平滑后作為充電檢測結果信號SA而輸出的平滑化電路202構成。
整流電路11由通過將發電單元10的一邊的輸出端子AG1的電壓與基準電壓Vdd進行比較而進行第1晶體管Q1的導通/截止控制從而進行能動整流的第1比較器COMP1、通過將發電單元10的另一邊的輸出端子AG2的電壓與基準電壓Vdd進行比較從而通過使第2晶體管Q2與第1晶體管交替地進行導通/截止而進行能動整流的第2比較器COMP2、在發電單元10的端子AG2的端電壓V2超過預先決定的閾值電壓時就成為導通狀態的第3晶體管Q3和在發電單元10的端子AG1的端電壓V1超過預先決定的閾值電壓時就成為導通狀態的第4晶體管Q4構成。
首先,說明充電動作。
發電單元10開始進行發電時,發電電壓就向兩輸出端子AG1、AG2饋電。這時,輸出端子AG1的端電壓V1與輸出端子AG2的端電壓V2相位相反。
輸出端子AG1的端電壓V1超過閾值電壓時,第4晶體管Q4就成為導通狀態。此后,端電壓V1上升,在超過電源VDD的電壓時,第1比較器COMP1的輸出成為低電平,第1晶體管Q1成為導通狀態。
另一方面,由于輸出端子AG2的端電壓V2小于閾值電壓,所以,第3晶體管Q3是截止狀態,端電壓V2小于電源VDD的電壓,第2比較器COMP2的輸出是高電平,第2晶體管Q2是截止狀態。
因此,在第1晶體管Q1成為導通狀態的期間,發電電流在端子AG1→第1晶體管Q1→電源VDD→蓄電單元12→電源VTKN→第4晶體管Q4的路徑中流動,電荷向蓄電單元12充電。
此后,端電壓V1下降時,輸出端子AG1的端電壓V1成為小于電源VDD的電壓,第1比較器COMP1的輸出成為高電平,第1晶體管Q1成為截止狀態,輸出端子AG1的電壓V1小于第4晶體管Q4的閾值電壓,第4晶體管Q4也成為截止狀態。
另一方面,在輸出端子AG2的端電壓V2超過閾值電壓時,第3晶體管Q3成為導通狀態。此后,在端電壓V2進一步上升,超過電源VDD的電壓時,第2比較器COMP2的輸出成為低電平,第2晶體管Q2成為導通狀態。
因此,在第2晶體管Q2成為導通狀態的期間,發電電流在端子AG2→第2晶體管Q2→電源VDD→蓄電單元12→電源VTKN→第3晶體管Q3的路徑中流動,電荷向蓄電單元12充電。
如上所述,發電電流流動時,第1比較器COMP1或第2比較器COMP2的輸出成為低電平。
因此,充電檢測電路13的與非門電路201通過取第1比較器COMP1和第2比較器COMP2的輸出的邏輯積的否定,在發電電流流動的狀態下,向平滑化電路202輸出高電平的信號。
這時,由于與非門電路201的輸出包含開關噪音,所以,平滑化電路202使用RC積分電路將與非門電路201的輸出平滑化后作為發電檢測結果信號SA而輸出。
這樣的充電檢測電路13在結構上檢測信號包含檢測延遲,所以,如果不考慮該檢測延遲,則伴隨檢測遺漏,電機將不能正常轉動。
因此,在本實施例中,考慮檢測延遲,使電機正常地轉動。
發電機交流磁場檢測電路的結構圖11表示實施例2的控制系統的詳細結構框圖。
如圖11所示,發電機交流磁場檢測電路14包括充電檢測結果信號SA輸入一邊的輸入端子而發電機交流磁場檢測定時信號SB輸入另一邊的輸入端子取充電檢測結果信號SA和發電機交流磁場檢測定時信號SB的邏輯積并輸出的與門電路14A和與門電路14A的輸出端子與置位端子S連接、電機脈沖輸出結束信號FEGL輸入復位端子R并從輸出端子Q輸出發電機交流磁場檢測結果信號SC的鎖存電路14B。
這種結構的結果,是發電機交流磁場檢測電路14在從控制電路15輸入高電平的發電機交流磁場檢測定時信號SB的發電機交流磁場間時刻,在充電檢測電路13中檢測充電并輸出高電平的充電檢測結果信號SA時,就從鎖存電路14B的輸出端子Q輸出高電平的發電機交流磁場檢測結果信號SC。
然后,在電機脈沖輸出結束時,通過輸入高電平的電機脈沖輸出結束信號FEGL,發電機交流磁場檢測結果信號SC成為低電平。
高頻磁場檢測電路和交流磁場檢測電路的結構高頻磁場檢測電路19和交流磁場檢測電路20的結構基本上相同,所以,以高頻磁場檢測電路19為例進行說明。
如圖11所示,高頻磁場檢測電路19包括根據電機17的感應電壓信號SD在感應電壓信號SD的電壓電平超過預先決定的指定的基準電壓時就輸出高電平的第1磁場檢測信號的2個磁場檢測用反相器19A及19B、一邊的輸入端子與磁場檢測用反相器19A的輸出端子連接而另一邊的輸入端子與磁場檢測用反相器19B連接并在磁場檢測用反相器19A和19B中的某一方的輸出成為高電平時就輸出高電平的第2磁場檢測信號的或門電路19C、控制電路15的檢測定時信號輸入一邊的輸入端子而作為或門電路19C的輸出信號的第2磁場檢測信號輸入另一邊的輸入端子的與門電路19D和與門電路19D的輸出端子與置位端子S連接而電機脈沖輸出結束信號FEGL輸入復位端子R并從輸出端子Q輸出高頻磁場檢測結果信號SE的鎖存電路19E。
采用這種結構的結果,高頻磁場檢測電路19在從控制電路15輸入高電平的檢測定時信號的高頻磁場檢測時刻,磁場檢測用反相器19A和19B中的某一個的輸出成為高電平時,就從鎖存電路19E的輸出端子Q輸出高電平的高頻磁場檢測結果信號SE。
然后,在電機脈沖輸出結束時,通過輸入高電平的電機脈沖輸出結束信號FEGL,高頻磁場檢測結果信號SE成為低電平。
轉動檢測電路的結構如圖11所示,轉動檢測電路21包括電機17的感應電壓信號SD輸入反相輸入端子而預先決定的轉動判斷用的基準電壓Vcom輸入非反相輸入端子并在感應電壓信號SD的電壓超過基準電壓Vcom時輸出高電平的原轉動檢測信號的轉動檢測比較器21A、控制電路15的檢測定時信號輸入一邊的輸入端子而轉動檢測比較器的原轉動檢測信號輸入另一邊的輸入端子的與門電路21B和與門電路21B的輸出端子與置位端子S連接而電機脈沖輸出結束信號FEGL輸入復位端子R并從輸出端子Q輸出轉動檢測結果信號SG的鎖存電路21C。
采用這種結構的結果,轉動檢測電路21在從控制電路15輸入高電平的檢測定時信號的轉動檢測時刻,在作為轉動檢測比較器21A的輸出的原轉動檢測信號成為高電平時,就從鎖存電路21C的輸出端子Q輸出高電平的轉動檢測結果信號SG。
然后,在電機脈沖輸出結束時,通過輸入高電平的電機脈沖輸出結束信號FEGL,轉動檢測結果信號SG成為低電平。
占空比升降控制電路和占空比設定計數器的結構如圖11所示,占空比升降控制電路23包括外部的復位信號RS輸入一邊的輸入端子而發電機交流磁場檢測結果信號SC輸入另一邊的輸入端子的或門電路23A、外部的時鐘信號CK輸入時鐘端子CLK而或門電路23A的輸出端子與復位端子RST連接并在將時鐘信號CK進行1/n分頻的時刻從輸出端子Q輸出構成占空比升降信號SM的占空比降低信號的1/n計數器23B和發電機交流磁場檢測結果信號SC輸入一邊的輸入端子而控制電路15的占空比上升控制信號SP輸入另一邊的輸入端子并從輸出端子輸出構成占空比升降信號SM的占空比上升信號的或門電路23C。
占空比設定計數器24由或門電路23C的占空比上升信號輸入上升端子UP而1/n計數器23B的占空比降低信號輸入降低端子DOWN并從輸出端子Q1~Q4輸出4位的通常驅動脈沖占空比升降信號SH的4位計數器構成。
實施例2的動作下面,參照圖12和圖13說明實施例2的動作。
圖12表示動作處理的流程圖,圖13表示動作的時序圖。
首先,模擬電子表1的控制電路15判斷從前次的指針運行時開始是否經過了作為指針運行的基準時間的1秒(S1)。
在S1的判斷中,在判定尚未經過作為指針運行的基準時間的1秒時(S1否),就再次反復進行判斷。
另一方面,在S1的判斷中,在判定已經過了作為指針運行的基準時間的1秒時(S1是),充電檢測電路13就向發電機交流磁場檢測電路14發送充電檢測結果信號SA(S2)。
在S2,從充電檢測電路13發送的信號即充電檢測結果信號SA表示在蓄電單元12進行充電時(S2是),發電機交流磁場檢測電路14就向占空比升降控制電路23發送表示在發電單元10的周邊檢測到交流磁場的發電機交流磁場檢測結果信號SC。
并且,接收到表示在發電單元10的周邊檢測到交流磁場的發電機交流磁場檢測結果信號SC的占空比升降控制電路23向占空比設定計數器24發送用于將占空比變更為例如高1級的值的占空比升降信號SM。
接收到用于將占空比變更為高1級的值的占空比升降信號SM的占空比設定計數器24就向控制電路15發送將通常驅動脈沖信號I的占空比變更為高1級的值的通常驅動脈沖占空比升降信號SH(S9)。然后,將處理轉移到S3的處理。
具體而言,在圖13(b)所示的充電檢測結果信號SA為高電平時(從時刻t2到時刻t4之間),表示在蓄電單元12進行充電。
并且,在圖13(c)所示的發電機交流磁場檢測定時信號SB表示是進行檢測的定時的高電平的期間中(從時刻t1到時刻t3之間),發電機交流磁場檢測電路14就繼續檢測發電單元10周邊的交流磁場,在時刻t2檢測到交流磁場時,就使圖13(d)所示的發電機交流磁場檢測結果信號SC從低電平變為高電平。
并且,在發電機交流磁場檢測結果信號SC切換高電平時,接收到該信號的占空比升降控制電路23就向占空比設定計數器24發送用于將占空比變更為高1級的值的占空比升降信號SM。
另一方面,在S2,從充電檢測電路13發送來的充電檢測結果信號SA表示在蓄電單元12未進行充電時(S2否),控制電路15就向電機驅動電路16輸出通常驅動脈沖信號I(S3)。另一方面,發電機交流磁場檢測電路14則結束發電單元10周邊的交流磁場的檢測(S4)。具體而言,就是控制電路15在時刻t3將圖13(c)所示的發電機交流磁場檢測定時信號B從高電平切換為低電平。
其次,轉動檢測電路21進行電機17的轉動檢測,并判斷電機17是否正常地轉動(S5)。
在S5的判斷中,在判定電機17正常轉動時(S5是),如后面所述,控制電路15就調整在下次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號SI的占空比(S10)。
并且,發電機交流磁場檢測電路14開始進行發電單元10周邊的交流磁場的檢測(S8)。
然后,將處理轉移到S1的處理,繼續進行模擬電子表1的指針運行。
另一方面,在S5的判斷中,在判定電機17不是正常轉動時(S5否),修正驅動脈沖輸出電路18為了可靠地進行指針運行輸出有效電力比通常驅動脈沖信號SI大的修正驅動脈沖信號SJ(S6)。
其次,控制電路15為了減少通過輸出修正驅動脈沖信號SJ而發生的磁場輸出消磁脈沖信號(S7)。
并且,發電機交流磁場檢測電路14開始進行發電單元10周邊的交流磁場的檢測(S8)。
然后,將處理轉移到S1的處理,繼續進行模擬電子表1的指針運行。
占空比的調整下面,說明在下次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號SI的占空比的調整。
在上述S10,發電機交流磁場檢測電路14檢測發電單元10周邊的交流磁場,同時將檢測結果向占空比升降控制電路23發送。
并且,占空比升降控制電路23根據該檢測結果向占空比設定計數器24發送用于變更為比在當前時刻設定的占空比高的占空比的占空比升降信號SM或用于變更為比在當前時刻設定的占空比低的占空比的占空比升降信號SM。并且,接收到占空比升降信號SM的占空比設定計數器24通過將占空比設定為比在當前時刻設定的占空比的值例如高1級的值或低1級的值來調整在下次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號SI的占空比。
實施例2的效果在本實施例2中,在發電單元10的周邊檢測到交流磁場時,將占空比設定為比在當前時刻設定的占空比高的值,所以,即使多少受到交流磁場等的影響,也可以防止電機成為非轉動狀態。
實施例2的變形例在上述實施例2中,在提高占空比時,是設定為比在當前時刻設定的占空比高1級的占空比,但,不限于高1級的占空比,也可以維持為在當前時刻設定的占空比,或者設定為比在當前時刻設定的占空比高數級的占空比。總之,對于現狀的電源電壓,通過設定為大于可以使電機動作的最低限度的占空比,可以防止電機成為非轉動狀態。
實施例3[3.1]實施例3的控制系統的功能結構下面,參照圖14說明實施例3的控制系統的功能結構。在圖14中,符號A~E分別與圖8所示的發電部A、電源部B、控制部C、指針運行機構D和驅動部E對應。
另外,在圖14中,對于和圖9的實施例2的結構相同的要素標以相同的符號,并省略詳細的說明。
本實施例3的結構與實施例1的結構的不同點是,本實施例3的模擬電子表1除了實施例1的結構要素外,還包括檢測升降壓電路25的輸出電壓的電壓檢測電路85和根據由電壓檢測電路85檢測的電壓值輸出用于選擇并切換構成在通常驅動脈沖信號的輸出期間中的通常驅動脈沖信號的脈沖數(以下,稱為齒數)的齒數選擇信號SO的齒數選擇電路86。
實施例3的控制系統的詳細結構圖15表示實施例3的控制系統的詳細結構框圖。在圖15中,對于和圖11的實施例2的控制系統相同的部分標以相同的符號,并省略其詳細的說明。
電壓檢測電路的結構電壓檢測電路85由將作為升降壓電路25的輸出電壓的電壓Vss與預先決定的基準電壓Vkcom進行比較不在電壓Vss超過基準電壓Vkcom時就輸出高電平的電壓檢測信號SN的比較器85A構成。
齒數選擇電路的結構齒數選擇電路86由電壓檢測信號SN輸入數據端子D而外部的時鐘信號CK2輸入時鐘端子CLK、控制電路15的控制信號輸入置位端子S和復位端子R并從輸出端子Q輸出齒數選擇信號SO的鎖存電路86A構成。根據該結構,齒數選擇電路86在從控制電路15向置位端子S或復位端子R輸入控制信號之后,在時鐘信號CK2的輸入時刻電壓Vss超過基準電壓Vkcom時,就輸出與齒數少的一側相當的齒數選擇信號SO,在電壓Vss小于基準電壓Vkcom時,就輸出與齒數多的一側相當的齒數選擇信號SO。
下面,參照圖16說明通常驅動脈沖信號的齒數。
首先,圖16(a)表示齒數為6個的通常驅動脈沖信號,圖16(b)表示齒數為8個的通常驅動脈沖信號。
齒數選擇電路86在升降壓電路25的升降壓倍率降低時,使可靠地進行驅動,所以,在齒數為8個、升降壓倍率增加時,應降低電力消耗,取齒數為6。
并且,t1表示構成通常驅動脈沖信號的脈沖的周期,t2表示通常驅動脈沖信號的脈沖為高電平的時間。
這里,將通常驅動脈沖信號的脈沖為高電平的時間t2占構成通常驅動脈沖信號的脈沖的周期t1的比例(t2/t1)稱為通常驅動脈沖信號的占空比,在圖16(a)、(b)中表示的是占空比相同的情況。
另外,K1a表示在1次的指針運行時輸出的齒數為6的通常驅動脈沖信號的輸出時間,K1b表示在1次的指針運行時輸出的齒數為8的通常驅動脈沖信號的輸出時間。
例如,構成通常驅動脈沖信號的脈沖的周期t1為0.488[msec]時,齒數為6的通常脈沖信號的輸出時間K1a為0.488[msec]×6=2.928[msec]。另一方面,齒數為8的通常驅動脈沖信號的輸出時間K1b為0.488[msec]×8=3.904[msec]。
如圖16所示,在占空比相同時,齒數為6的通常驅動脈沖信號的有效電力與齒數為8的通常驅動脈沖信號的有效電力相比,減小了與齒數所少的部分相應的大小。
另外,齒數選擇電路86將由電壓檢測電路85檢測的電壓與預先決定的通常驅動脈沖信號的齒數切換電壓(=Vkcom)進行比較,與該比較結果對應地選擇通常驅動脈沖信號的齒數,同時進行請所選擇的齒數的處理。
通過由齒數選擇電路86切換通常驅動脈沖信號的齒數,在升降壓電路25輸出的電壓Vss相對于齒數切換電壓為低電壓時,可以輸出增多在1次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號的齒數的有效電力大的通常驅動脈沖信號,在升降壓電路25輸出的電壓Vss相對于齒數切換電壓為高電壓時,可以輸出減少在1次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號的齒數的有效電力小的通常驅動脈沖信號,從而可以實現低電力消耗化。
另外,占空比升降控制電路23在由發電機交流磁場檢測電路14檢測到發電單元10通過發電而發生的交流磁場時就向占空比設定計數器24輸出用于將通常驅動脈沖信號的占空比維持為在當前時刻設定的占空比或者用于將通常驅動脈沖信號的占空比變更為比在當前時刻設定的占空比高的占空比的占空比升降消耗SM。
另外,占空比升降控制電路23在通過切換通常驅動脈沖信號的齒數而屬于上述電機17不可能動作的區域時,就向占空比設定計數器24輸出用于變更為電機17可以動作的占空比的占空比升降消耗SM。
實施例3的動作下面,參照圖17的動作處理流程圖說明本實施例3的動作。在圖17中,對于和圖12的實施例2的動作相同的步驟標以相同的符號。
本實施例3的動作與實施例2的動作不同的地方是,在S11和S12中,齒數選擇電路86根據由電壓檢測電路85檢測的電壓值選擇并切換通常驅動脈沖信號的齒數。
下面,說明實施例3的動作的詳細情況。
首先,模擬電子表1的控制電路15判斷從前次的指針運行時開始是否經過了作為指針運行的基準時間的1秒(S1)。
在S1的判斷中,在判定尚未經過作為指針運行的基準時間的1秒時(S1否),就再次反復進行判斷。
另一方面,在S1的判斷中,在判定已經過了作為指針運行的基準時間的1秒時(S1是),電壓檢測電路85就檢測向蓄電單元12充電的電壓(S11)。
并且,齒數選擇單元26將由電壓檢測電路85檢測的電壓與預先決定的通常驅動脈沖信號的齒數切換電壓進行比較,并根據該比較結果選擇并切換通常驅動脈沖信號的齒數(S12)。
具體而言,在向蓄電單元12充電的電壓相對于齒數切換電壓為低電壓時,就輸出增多在1次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號的齒數的有效電力大的通常驅動脈沖信號SI,在向蓄電單元12充電的電壓相對于齒數切換電壓為高電壓時,就輸出減少在1次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號的齒數的有效電力小的通常驅動脈沖信號SI。
其次,充電檢測電路13向發電機交流磁場檢測電路14發送充電檢測結果信號SA(S2)。
在S2,在作為從充電檢測電路13發送來的信號的充電檢測結果信號SA表示在蓄電單元12進行充電時(S2是),發電機交流磁場檢測電路14就向占空比升降控制電路23發送表示在發電單元10的周邊檢測到交流磁場的轉動檢測結果信號SC。
并且,接收到表示在發電單元10的周邊檢測到交流磁場的轉動檢測結果信號SC的占空比升降控制電路23就向占空比設定計數器24發送用于將占空比變更為例如電機17可以動作的值的占空比升降信號SM。
這里,占空比升降控制電路23通過在S12切換通常驅動脈沖信號的齒數而成為屬于上述電機17不可能動作的區域時,就向占空比設定計數器24發送用于變更為電機17可以動作的占空比的占空比升降信號SM。
具體而言,如圖18所示,在通常驅動脈沖信號的齒數為8并且在占空比為例如“20/32”時進行指針運行時,在通過發電而電源電壓上升并略微超過作為齒數切換電壓的1.45[V]時,占空比仍然保持“20/32”而不變更,僅將通常驅動脈沖信號的齒數從8變更為6。這時,在通常驅動脈沖信號的齒數為6時,由于不屬于指針驅動電機動作的區域b,所以,指針驅動電機不動作。因此,如圖19所示,占空比升降控制電路23就發送用于將占空比變更為電機17可以動作的“22/32”的占空比升降信號SM。
并且,接收到占空比升降信號SM的占空比設定計數器24向控制電路15發送變更通常驅動脈沖信號SI的占空比的通常驅動脈沖占空比升降信號SH(S9)。
然后,將處理轉移到S3的處理。
另一方面,在S2,在從充電檢測電路13發送來的充電檢測結果信號SA表示在蓄電單元12未進行充電時(S2否),控制電路15就向電機驅動電路16輸出通常驅動脈沖信號SI(S3)。另一方面,發電機交流磁場檢測電路14結束發電單元10周邊的交流磁場的檢測(S4)。
其次,轉動檢測電路21進行電機17的轉動檢測,并判斷電機17是否正常轉動(S5)。
在S5的判斷中,判定電機17正常轉動時(S5是),控制電路15就如后面所述的那樣調整在下次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號SI的占空比(S10)。
并且,發電機交流磁場檢測電路14開始進行發電單元10周邊的交流磁場的檢測(S8)。
然后,將處理轉移到S1的處理,繼續進行模擬電子表1的指針運行。
另一方面,在S5的判斷中,在判定電機17未正常轉動時(S5否),修正驅動脈沖輸出電路18為了可靠地進行指針運行而輸出有效電力比通常驅動脈沖信號SI大的修正驅動脈沖信號SJ(S6)。
其次,控制電路15為了減小通過輸出修正驅動脈沖信號SJ發生的磁場而輸出消磁脈沖信號(S7)。
并且,發電機交流磁場檢測電路14開始進行發電單元10周邊的交流磁場的檢測(S8)。
然后,將處理轉移到S1的處理,繼續進行模擬電子表1的指針運行。
實施例3的效果在本實施例3中,在由于發電單元10的發電等蓄電單元12的電壓發生變化而切換通常驅動脈沖信號的齒數時,由于將占空比設定為電機17可以動作的占空比,所以,也可以防止電機成為非轉動狀態。
實施例2和實施例3的變形例[4.1]變形例1在上述實施例2和實施例3中,對于檢測發電單元的交流磁場的檢測對象期間,是設定為從前次的指針運行處理期間的消磁脈沖信號輸出之后到本次的指針運行處理期間的通常驅動脈沖信號輸出之后的期間,但是,檢測期間的開始時刻可以是包含在從在前次的指針運行處理期間輸出消磁脈沖信號的時刻或應輸出的時刻之后到在本次的指針運行處理期間輸出的通常驅動脈沖信號輸出之前的期間中的某一時刻,檢測對象期間的結束時刻可以是包含在從在本次的指針運行處理期間輸出的通常驅動脈沖信號輸出之前到該通常驅動脈沖信號輸出之后的期間中的某一時刻。通過進一步縮短交流磁場的檢測期間,可以首先電力消耗的節約。
變形例2另外,上述實施例2和實施例3的占空比設定計數器在檢測發電單元的交流磁場的檢測對象期間并且在通常驅動脈沖信號的輸出期間檢測到交流磁場時,在檢測到上述交流磁場的時刻,可以將構成輸出中的該通常驅動脈沖信號的多個脈沖中未輸出的脈沖的占空比維持為在當前時刻設定的占空比或者設定為比在當前時刻設定的占空比高的值。
變形例3另外,在上述實施例2和實施例3中,在進行提高通常驅動脈沖信號的占空比的設定的判斷時,是根據發電單元的發電電壓檢測結果來判斷伴隨蓄電單元12的蓄電的蓄電電流的狀態的,但是,也可以直接檢測蓄電電流,根據蓄電電流檢測結果進行判斷,或根據發電單元的發電電流檢測結果來判斷伴隨蓄電單元12的蓄電的蓄電電流的狀態。
此外,在具有限幅電路的模擬電子表的情況時,除了發電電壓、蓄電電流或發電電流外,也可以在限幅電路動作時根據限幅電流檢測到發電時進行提高通常驅動脈沖信號的占空比的設定的判斷。
變形例4另外,作為上述實施例2和實施例3的發電裝置的例子,也可以時電磁感應型發電裝置和具有壓電元件的發電裝置、或電磁發電機(利用旋轉錘的情況和使用凸輪等驅動發電機的情況)和雜散電磁波受信(利用廣播、通信電波的電磁感應型發電)等。此外,也可以是這些發電裝置2種以上并存的計時裝置。發電裝置2種以上并存時,除了上述發電裝置外,也可以并存具有太陽能電池或熱電元件的發電裝置。
變形例5另外,在上述實施例2和實施例3中,以模擬電子表的計時裝置為例進行了說明,但是,也可以是手表或座鐘等計時裝置。總之,只要是在發電時發生磁場并且是具有電機的鐘表,表是什么樣的鐘表,都可以應用本發明。
變形例6另外,在上述實施例2和實施例3中,以模擬電子表的計時裝置為例進行了說明,但是,在具有根據從電磁發電裝置供給的電力而驅動的電機的電子儀器中,也可以具有檢測在上述電磁發電裝置的周邊發生的交流磁場的交流磁場檢測裝置(交流磁場檢測單元)和根據上述交流磁場檢測裝置的檢測結果控制用于驅動上述電機的通常驅動脈沖信號的占空比的占空比控制裝置(占空比控制單元),上述占空比控制裝置也可以具有在由上述交流磁場檢測裝置檢測到上述交流磁場時將上述通常驅動脈沖信號的占空比維持為在當前時刻設定的占空比或者設定為比在當前時刻設定的占空比高的值的占空比設定裝置(占空比設定單元)。
另外,在具有根據從電磁發電裝置供給的電力而驅動的電機的電子儀器的控制方法中,也可以包括檢測在上述電磁發電裝置的周邊發生的交流磁場的交流磁場檢測步驟和根據上述交流磁場檢測裝置的檢測結果控制用于驅動上述電機的通常驅動脈沖信號的占空比的占空比控制步驟,上述占空比控制步驟也可以包括在由上述交流磁場檢測步驟檢測到上述交流磁場時將上述通常驅動脈沖信號的占空比維持為在當前時刻設定的占空比或者設定為比在當前時刻設定的占空比高的值的占空比設定步驟。
作為這樣的電子儀器,可以是具有上述電磁發電裝置和電機的便攜式電子儀器,例如聲頻播放機(CD、MD等播放機)、手機、電腦、以及其他信息終端等。
實施例4下面,參照
本發明的實施例4。
控制系統的功能結構本發明實施例4的模擬電子表1的總體結構和實施例2相同,所以,省略其說明,下面,僅參照圖20說明本實施例4的控制系統的功能結構。
在圖20中,符號A~E分別與圖8所示的實施例2的發電部A、電源部B、控制部C、指針運行機構D和驅動部E對應。另外,在圖20中,對于和圖9的實施例2相同的部分標以相同的符號。
在圖20中,和圖9的實施例2不同的地方是,具有根據充電檢測電路13的檢測結果計數非充電時間的非充電時間計數器31、根據發電機交流磁場檢測電路14的檢測結果使通常驅動脈沖信號的占空比上升/下降的占空比升降計數器32、設定通常驅動脈沖信號的占空比的占空比設定電路33和擔當占空比升降計數器32的控制的一部分的1/n計數器34。
這里,非充電時間計數器31根據表示由充電檢測電路13輸出的蓄電單元12的充電狀態的充電檢測結果信號SA連續地計數非充電的時間。
并且,非充電時間計數器31在計數的非充電時間大于預先決定的時間時就停止非充電時間的計數,同時向占空比設定電路33輸出從“攜帶模式”切換為“非攜帶模式”的非攜帶模式判斷信號SN。
進行這樣的處理,是因為在未檢測到預先決定的一定的時間(例如3小時)充電時就要判定模擬電子表1是從用戶的手腕上摘下來放置的狀態(非攜帶狀態)。
另外,占空比設定電路33在從非充電時間計數器31輸入切換為“非攜帶模式”的非攜帶模式判斷信號SN時就將設定下限占空比從作為“攜帶模式”的設定下限占空比的第1設定下限占空比變更為作為“非攜帶模式”的設定下限占空比的第2設定下限占空比。
這里,第2設定下限占空比是比第1設定下限占空比低的占空比,并且設定為大于最小限度占空比的占空比。
進行這樣的處理,是因為在“非攜帶模式”的期間沒有通過從發電單元10發電而發生的交流磁場的影響,所以,以最小限度占空比可以使電機17進行指針運行,從而可以實現節能化。
控制系統的詳細結構圖21表示實施例4的模擬電子表的控制系統的詳細結構框圖。
非充電時間計數器的結構如圖21所示,非充電時間計數器31由將從充電檢測電路13輸出的充電檢測結果信號SA的信號邏輯反相的反相器31A和反相器31A的輸出端子與低電平的有源的復位定子RST連接而外部的時鐘信號CK2輸入時鐘定子CLK并在非充電期間中從輸出端子Q輸出高電平的非攜帶模式判斷信號SN的非充電時間計數器31B構成。
1/n計數器的結構如圖21所示,外部的時鐘信號CK1輸入1/n計數器34的時鐘端于CLK,外部的復位信號RS輸入復位端子RST,在將時鐘信號CK1進行1/n分頻的時刻從輸出端子Q輸出用于降低通常驅動脈沖的占空比的占空比降低信號SQ。
占空比升降計數器的結構如圖21所示,占空比升降計數器32由占空比降低信號SQ輸入一邊的輸入端子而通常驅動脈沖下限占空比選擇信號SM輸入另一邊的端子的與門電路32A、與門電路32A的輸出端子與一邊的輸入端子連接而通常驅動脈沖下限占空比選擇信號SM輸入另一邊的端子的與門電路32B和控制電路15的占空比上升信號SO輸入上升端子UP而與門電路32B的輸出端子與降低端子連接并從輸出端子Q1~Q4輸出4位的通常驅動脈沖占空比升降信號SH的4位計數器32C構成。
占空比設定電路的結構如圖21所示,占空比設定電路33由4位計數器32C的輸出端子Q1~Q4分別與低電平的有源輸入端子連接的4輸入的與門電路33A、4位計數器32C的輸出端子Q1、Q2、Q4分別與低電平的有源輸入端子連接而輸出端子Q3與高電平的有源輸入端子連接的4輸入的與門電路33B、一邊的輸入端子與與門電路33A的輸出端子連接而非攜帶模式判斷信號SN輸入另一邊的端子的與門電路33C和發電機交流磁場檢測結果信號SC輸入一邊的輸入端子而與門電路33B的輸出端子與另一邊的輸入端子連接的與非門電路33D構成。
占空比設定電路周邊的動作下面,說明占空比設定電路周邊的動作。在以下的說明中,假定可能設定的最小限度的占空比為16/32、進行發電機交流磁場檢測時可能設定的最小限度的占空比為20/32。另外,假定可能設定的最高限度的占空比為31/32、在初始狀態下,對該狀態設定Q1=“H”(高電平)、Q2=“H”(高電平)、Q3=“H”(高電平)、Q4=“H”(高電平)。Q4相當于最高位的位,Q1相當于最低位的位。
設定占空比31/32~21/32的情況結果,在初始狀態下,與門電路33A的輸出為低電平,與門電路33B的輸出為低電平。
因此,與非門電路33C的輸出不論非攜帶模式判斷信號SN的狀態如何都是高電平,與非門電路33D的輸出不論發電機交流磁場檢測結果信號的狀態如何都是高電平。
在該狀態下,從1/n計數器的輸出端子輸出高電平的占空比降低信號SQ時,占空比升降計數器32的與門電路32A的輸出就成為高電平,與門電路32B的輸出也成為高電平。
結果,4位計數器32C的降低端子DOWN成為高電平,進行降低計數,而Q1成為低電平、Q2成為高電平、Q3成為高電平、Q4成為高電平,設定的占空比成為31/32。
同樣,從1/n計數器的輸出端子Q輸出高電平的占空比降低信號SQ時,4位計數器32C在設定的占空比成為20/32之前,只要未從控制電路15輸入占空比上升信號SO,就進行降低計數。
設定占空比達到20/32的情況4位計數器32C進行降低計數,在占空比達到20/32時,4位計數器32C的輸出端子就成為Q1=低電平、Q2=低電平、Q3=高電平、Q4=低電平。
結果,與門電路32B的輸出成為高電平。
這時,由發電機交流磁場檢測電路14檢測到交流磁場時,發電機交流磁場檢測結果信號SC成為高電平,與非門電路32D的輸出成為低電平。
這樣,占空比升降計數器32的與門電路32B的輸出成為低電平,4位計數器32C的降低計數停止。
即,設定占空比保持為20/32。
這是因為,在檢測到交流磁場時,如果使占空比降低到小于20/32,就不能保證可靠的電機的轉動,并且不能可靠地檢測電機的轉動。
與此相反,即使與門電路33B的輸出成為高電平,在發電機交流磁場檢測電路14未檢測到交流磁場、發電機交流磁場檢測結果信號SC仍然是低電平的狀態下,與非門電路33D的輸出成為高電平,只要未從控制電路15輸入占空比上升信號SO,就繼續進行降低計數。
設定占空比達到16/32的情況此外,4位計數器32C進行降低計數,設定占空比成為16/32時,4位計數器32C的輸出端子成為Q1=低電平、Q2=低電平、Q3=低電平、Q4=低電平。
結果,與門電路33A的輸出成為高電平、作為非充電計數器31的輸出的非攜帶模式判斷信號SN成為高電平時,即成為非攜帶模式時,與非門電路33C的輸出就成為低電平。
因此,不論從1/n計數器的輸出端子Q輸出的占空比降低信號SQ的狀態如何,設定占空比都保持為16/32。
動作區域與設定占空比的關系下面,參照圖22和圖23說明電機17的動作區域與上述設定占空比的關系。
如圖22所示,在通常驅動脈沖信號的占空比小于16/32時,表示電機17在適用上的電壓區域不動作(最小限度占空比)。
另外,圖23所示的虛線L2表示第1設定下限占空比,下限L3表示第2設定下限占空比。
在圖23中,將作為“攜帶模式”的設定下限占空比的第1設定下限占空比L2設定為比作為最小限度占空比的“16/32”高的“20/32”。
這樣,由于不會使占空比降低到最小限度占空比,所以,電機17可以減少指針運行不良,從而可以進行穩定的指針運行。
這里,第1設定下限占空比L2不限于上述“ 20/32”的1個占空比,可以根據切換為“攜帶模式”時的蓄電單元12的電壓或對蓄電單元12的充電的檢測電平設定為多個占空比。
例如,在判定蓄電單元12的電壓相對于預先決定的電壓是高電壓時,就將第1設定下限占空比L2設定為“18/32”。另一方面,在判定蓄電單元12的電壓相對于預先決定的電壓是低電壓時,就將第1設定下限占空比L2設定為“20/32”。
另外,將作為“非攜帶模式”的設定下限占空比的第2設定下限占空比L3設定為作為最小限度占空比的“16/32”。
這樣,由于可以使占空比降低到最小限度占空比,所以,電機17可以實現節能化。
圖中所示的占空比的值,是舉例的數值。
實施例4的動作下面,參照圖24和圖25說明實施例4的動作。
圖24表示動作處理流程圖,圖25表示動作時序圖。
首先,模擬電子表1的控制電路15判斷從前次的指針運行時開始是否經過了作為指針運行的基準時間的1秒(S1)。
在S1的判斷中,在判定尚未經過作為指針運行的基準時間的1秒時(S1否),就再次反復進行判斷。
另一方面,在S1的判斷中,在判定已經過了作為指針運行的基準時間的1秒時(S1是),非充電時間計數器31就根據從充電檢測電路13輸出的充電檢測結果信號SA進行非充電時間的計數處理(S2)。
在S2,在從充電檢測電路13輸出的充電檢測結果信號SA是表示在蓄電單元12進行充電的信號時(S2是),就將處理轉移到S15的處理。
具體而言,在圖25(b)所示的充電檢測結果信號SA為高電平時(從時刻t1到t2之間和從時刻t4到t5之間),就表示在蓄電單元12進行充電。
另一方面,在S2,在從充電檢測電路13輸出的充電檢測結果信號SA是表示在蓄電單元12未進行充電的信號時(S2否),非充電時間計數器31就根據模擬電子表1是否為“非攜帶模式”而進行非充電時間的計數處理(S3)。
具體而言,在圖25(c)所示的非攜帶模式判斷信號SN為高電平時(從時刻t3到t4之間),就表示模擬電子表1為“非攜帶模式”,在非攜帶模式判斷信號SN為低電平時(時刻t3之前和時刻t4之后),就表示模擬電子表1為“攜帶模式”。
在S3,模擬電子表1為“非攜帶模式”時(S3是),就將處理轉移到S5的處理。
具體而言,在圖25(d)所示的非充電時間計數器動作為“計數停止”時(從時刻t3到t4之間),非充電時間計數器31就停止計數非充電時間的計數器的計數結束。
另一方面,在S3,在模擬電子表1為“攜帶模式”時(S3否),非充電時間計數器31就使計數非充電時間的計數器結束計數(S4)。
具體而言,在圖25(d)所示的非充電時間計數器動作為“計數”時(時刻t1之前、從時刻t2到t3之間和時刻t5之后),非充電時間計數器31就使計數非充電時間的計數器結束計數。然后,非充電時間計數器31根據非充電時間的計數值是否大于預先決定的值T來進行規定的處理(S5)。
具體而言,就是非充電時間計數器31根據圖25(b)所示的充電檢測結果信號SA從高電平到成為低電平的時刻t2開始的經過時間是否大于設定值T來進行規定的處理。
在S5,在非充電時間的計數值小于設定值T時(S5否),就將處理轉移到S8的處理。
另一方面,S5的判斷中,在非充電時間的計數值大于設定值T時(S5是),非充電時間計數器31就停止非充電時間的計數(S6)。
具體而言,就是在圖25(b)所示的充電檢測結果信號SA從高電平成為低電平的時刻t2開始的經過時間在時刻t3大于設定值T時,非充電時間計數器31就將圖25(c)所示的非攜帶模式判斷信號SN從與“攜帶模式”對應的低電平切換為與“非攜帶模式”對應的高電平,使圖25(d)所示的非充電時間計數器動作成為“計數停止”。
這樣,在“非攜帶模式”時,通過停止非充電時間計數器的動作,便可減少無謂的電力消耗。
其次,占空比設定電路33從非充電時間計數器31接收到表示“非攜帶模式”的信號后,就將設定下限占空比從第1設定下限占空比變更為第2設定下限占空比(S7)。
具體而言,就是在圖25(c)所示的非攜帶模式判斷信號SN與“非攜帶模式”對應的高電平期間(從時刻t3到t4之間),將設定下限占空比從第1設定下限占空比變更為第2設定下限占空比。
例如,在將第1設定下限占空比設定為“20/32”時,從“攜帶模式”切換為“非攜帶模式”時,就將第2設定下限占空比變更為作為最小限度占空比的“16/32”。
之所以這樣設定,是因為在“非攜帶模式”期間,發電單元10沒有進行發電,所以,也就沒有由于發電而發生的交流磁場的影響,以最小限度占空比就可以使電機17進行指針運行,從而可以實現節能。
其次,控制電路15向電機驅動電路16輸出通常驅動脈沖信號SI(S8)。
并且,轉動檢測電路21進行電機17的轉動檢測,并判斷電機17是否正常轉動(S10)。
在S10的判斷中,在判定電機17正常地轉動時(S10是),就將處理轉移到S13的處理。
另一方面,在S10的判斷中,在判定電機17未正常地轉動時(S10否),修正驅動18SI大的修正驅動脈沖信號SJ(S11)。
其次,控制電路15為了減小通過輸出修正驅動脈沖信號SJ而發生的磁場而輸出消磁脈沖信號(S12)。
并且,控制電路15如后面所述的那樣調整在下次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號SI的占空比(S14),并將處理轉移到S1,繼續進行模擬電子表1的指針運行。
這里,上述占空比的調整,是按以下所述的方式進行的。
首先,在S10的判斷中,在判定電機17是非轉動狀態時,轉動檢測電路21就向占空比升降計數器32發送占空比上升信號SO。
并且,接收到占空比上升信號SO的占空比升降計數器32就通過將占空比設定為比當前的占空比的值高1級的值,來調整在下次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號的占空比。
另外,在S14,發電機交流磁場檢測電路14進行發電單元10周邊的交流磁場檢測,并向占空比設定電路33發送檢測結果信號SC。
并且,占空比設定電路33根據檢測結果信號SC向占空比升降計數器32發送下限占空比選擇信號SM。
并且,接收下限占空比選擇信號SM的占空比升降計數器32在不變更與下限占空比選擇信號SM對應的下限占空比時,通過將占空比設定為在當前設定的下限占空比的范圍內比當前的占空比的值高1級的值,來調整在下次的指針運行時輸出的通常驅動脈沖信號的占空比。
另外,在S2,在從充電檢測電路13輸出的充電檢測結果信號SA是表示在蓄電單元12進行充電的信號時(S2是),非充電時間計數器31就將非充電時間的計數值復位(S15)。
并且,占空比升降計數器32與下限占空比選擇信號Sm對應地將設定下限占空比從第2設定下限占空比變更為第1設定下限占空比(S16)。
具體而言,在時刻t4通過圖25(b)所示的充電檢測結果信號SA從低電平切換為高電平,圖25(c)所示的非攜帶模式判斷信號SN就從與“非攜帶模式”對應的高電平成為與“攜帶模式”對應的低電平。
并且,占空比升降計數器32將設定下限占空比從第2設定下限占空比變更為第1設定下限占空比。
例如,將作為第2設定下限占空比的“16/32”設定為作為第1設定下限占空比的“20/32”。
然后,將處理轉移到S8的處理,繼續進行以后的處理。
實施例4的效果在本實施例4中,由于將設定下限占空比設定為比最小限度占空比的值高的值,所以,即使多少受到剩余磁場或由發電機發生的磁場等的影響,電機也可以轉動。
此外,在模擬電子表為“非攜帶模式”時,在S7,是比第1設定下限占空比還要小的占空比,并且通過設定作為大于最小限度占空比的值的第2設定下限占空比,可以實現節能化。
實施例4的變形例[5.6.1]變形例1在本實施例4中,在“非攜帶模式”時,將設定下限占空比從第1設定下限占空比切換為第2設定下限占空比,但是,也可以僅是第1設定下限占空比的設定。總之,只要能夠極力防止由于剩余磁場等的影響而電機成為非轉動狀態就行。
另外,作為第1設定下限占空比,通過預先設定占空比以使之屬于不受發電的影響并能驅動電機的區域,則不論動作模式如何,都可以減少由于受到發電的影響而發生電機的非轉動狀態的比率。
變形例2另外,在本實施例4中,在切換第1設定下限占空比和第2設定下限占空比時,是根據充電電流的檢測結果來進行判斷的,但是,對于具有限幅電路的模擬電子表的情況,也可以根據限幅電流的檢測結果進行判斷。
變形例3另外,作為本實施例4的發電裝置的例子,可以是電磁感應型發電裝置和具有壓電元件的發電裝置或電磁發電機(利用旋轉錘的情況、使用凸輪等驅動發電機的情況)和雜散電磁波受信(利用廣播和通信電波的電磁感應型發電)等。此外,也可以是這些發電裝置2種以上并存的計時裝置。在2種以上的發電裝置并存時,除了上述示例的發電裝置外,也可以并存太陽能電池或具有熱電元件的發電裝置。
變形例4另外,在本實施例4中,是以模擬電子表的計時裝置為例進行說明的,但是,也可以是手表或座鐘等計時裝置。總之,只要是在發電時發生磁場并且是具有電機的鐘表就行,不論是什么樣的鐘表,都可以應用本發明。
變形例5另外,在本實施例4中,是以密閉電子表的計時裝置為例進行說明的,但是,在具有根據從電磁發電裝置供給的電力而驅動的電機的電子儀器中,也可以具有儲蓄從上述電磁發電裝置供給的電力的蓄電裝置(蓄電單元)、檢測對上述蓄電裝置的充電的充電檢測裝置(充電檢測單元)和設定向上述電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比并在由上述充電檢測裝置檢測到充電時就將上述占空比設定為高于作為用于驅動上述電機的占空比的下限值的最小限度占空比的占空比即大于預先決定的設定下限占空比的值的占空比設定裝置(占空比設定單元)。
另外,在根據從電磁發電裝置供給的電力驅動電機同時具有儲蓄從上述電磁發電裝置供給的電力的蓄電裝置的電子儀器的控制方法中,可以包括檢測對上述蓄電裝置的充電的充電檢測步驟和設定向上述電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比并在由上述充電檢測步驟檢測到充電時就將上述占空比設定為高于作為用于驅動上述電機的占空比的下限值的最小限度占空比的占空比即大于預先決定的設定下限占空比的值的占空比設定步驟。
作為這樣的電子儀器,可以是具有上述電磁發電裝置和電機的便攜式電子儀器例如音樂播放機(CD、MD等播放機)、手機、電腦和其他信息終端等。
如上所述,按照本發明,在發生了磁場時,中斷使驅動電流的有效值降低的處理,結果,電流有效值就維持現狀,從而不會向出現誤檢測的可能性高的區域遷移,所以,可以防止發生脈沖電機的轉動誤檢測。因此,即使發生磁場,低電力消耗和動作的高精度化可以同時成立。
另外,按照本發明,在預先決定的期間由發電機交流磁場檢測電路檢測到發電單元周邊的交流磁場時,通過將占空比設定為在當前時刻設定的占空比或設定為比在當前時刻設定的占空比高的值,也可以防止多少受到通過發電而發生的交流磁場等的影響而電機成為非轉動狀態。
此外,在切換通常驅動脈沖信號的齒數時,通過將占空比設定為電機可以動作的占空比,便可防止電機成為非轉動狀態。
這樣,便可進而使電機可靠地轉動,所以,可以降低有效電力大的修正驅動脈沖信號的輸出。這樣,便可實現模擬電子表節約電力消耗,同時也可以減少由于修正驅動脈沖信號的輸出引起的屬于磁場的影響而發生的指針運行不良。
此外,按照本發明,在由充電檢測電路檢測到充電時,由于將設定下限占空比設定為比最小限度占空比的占空比高的占空比,所以,即使多少受到通過發電而發生的交流磁場等的影響,電機也轉動。結果,便可減少電機不動作而成為非轉動狀態的比率。
并且,通過減少電機成為非轉動狀態的比率,也可以減少有效電力大的修正驅動脈沖信號的輸出。這樣,便可實現模擬電子表的節約電力消耗,同時也可以減少由于修正驅動脈沖信號的輸出引起的屬于磁場的影響而發生的指針運行不良。
另外,在非充電時間達到預先決定的值時,通過使設定下限占空比降低到最小限度占空比,便可實現節能化。
權利要求
1.一種具有根據從電磁發電裝置供給的電力而進行驅動的電機的計時裝置,其特征在于具有儲蓄從上述電磁發電裝置供給的電力的蓄電單元、檢測對上述蓄電單元的充電的充電檢測單元和設定對上述電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比并在由上述充電檢測單元檢測到充電時將上述占空比設定為比用于驅動上述電機的占空比的下限值即最小限度占空比高的占空比即預先決定的設定下限占空比以上的值的占空比設定單元。
2.按權利要求1所述的計時裝置,其特征在于具有檢測上述電機是否轉動的電機轉動檢測單元,在由上述電機轉動檢測單元檢測到上述電機轉動時,就進行使上述通常驅動脈沖信號的有效電力降低的處理,在由上述電機轉動檢測單元檢測到上述電機不轉動時,就進行使上述通常驅動脈沖信號的有效電力增加的處理。
3.按權利要求2所述的計時裝置,其特征在于上述轉動檢測單元根據由上述脈沖電機的轉動感應的電流來檢測上述脈沖電機是否轉動。
4.一種具有根據從電磁發電裝置供給的電力進行驅動的電機的計時裝置,其特征在于具有儲蓄從上述電磁發電裝置供給的電力的蓄電單元和在設定對上述電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比時將上述占空比設定為比用于驅動上述電機的占空比的下限值即最小限度占空比高的占空比即預先決定的設定下限占空比以上的值的占空比設定單元。
5.按權利要求4所述的計時裝置,其特征在于具有根據上述充電檢測單元的檢測結果計數非充電時間并在上述計數的非充電時間大于預先決定的時間時就停止非充電時間的計數的非充電時間計數單元。
6.按權利要求5所述的計時裝置,其特征在于上述非充電時間計數單元在未達到上述預先決定的時間時就輸出將計時裝置視為是攜帶狀態的攜帶模式設定信號,上述占空比設定單元在輸入上述攜帶模式設定信號時就將上述占空比設定為大于上述設定下限占空比的值。
7.按權利要求5所述的計時裝置,其特征在于上述非充電時間計數單元在大于上述預先決定的時間時就輸出將計時裝置視為是非攜帶狀態的非攜帶模式設定信號,上述占空比設定單元在輸入上述非攜帶模式設定信號時就將上述占空比設定為大于上述最小限度占空比的值。
8.按權利要求5所述的計時裝置,其特征在于上述占空比設定單元在上述非充電時間計數單元成為大于預先決定的時間時就將上述設定下限占空比變更為比上述設定下限占空比低的占空比,并且作為上述最小限度占空比以上的占空比的第2設定下限占空比。
9.按權利要求7所述的計時裝置,其特征在于具有檢測上述電機是否轉動的轉動檢測單元和在由上述轉動檢測單元判定上述電機不轉動時就向上述電機輸出作為有效電力比上述通常驅動脈沖信號大的驅動脈沖信號的修正驅動脈沖信號的修正驅動脈沖輸出單元。
10.一種根據從電磁發電裝置供給的電力驅動電機同時具有儲蓄從上述電磁發電裝置供給的電力的蓄電裝置的計時裝置的控制方法,其特征在于包括檢測對上述蓄電裝置的充電的充電檢測步驟和設定對上述電機輸出的通常驅動脈沖信號的占空比并在由上述充電檢測步驟檢測到充電時將上述占空比設定為比用于驅動上述電機的占空比的下限值即最小限度占空比高的占空比即預先決定的設定下限占空比以上的值的占空比設定單元。
11.按權利要求10所述的計時裝置的控制方法,其特征在于包括根據上述充電檢測步驟的檢測結果計數非充電時間并在上述計數的非充電時間大于預先決定的時間時就停止非充電時間的計數的非充電時間計數步驟。
12.按權利要求11所述的計時裝置的控制方法,其特征在于上述非充電時間計數步驟在未達到上述預先決定的時間時就輸出將計時裝置視為是攜帶狀態的攜帶模式設定信號,上述占空比設定步驟在輸入上述攜帶模式設定信號時就將上述占空比設定為大于上述設定下限占空比的值。
13.按權利要求11所述的計時裝置的控制方法,其特征在于上述非充電時間計數步驟在大于上述預先決定的時間時就輸出將計時裝置視為是非攜帶狀態的非攜帶模式設定信號,上述占空比設定步驟在輸入上述非攜帶模式設定信號時就將上述占空比設定為大于上述最小限度占空比的值。
14.按權利要求10所述的計時裝置的控制方法,其特征在于上述占空比設定步驟在上述非充電時間計數步驟成為大于預先決定的時間時就將上述設定下限占空比變更為比上述設定下限占空比低的占空比,并且作為上述最小限度占空比以上的占空比的第2設定下限占空比。
15.按權利要求10所述的計時裝置的控制方法,其特征在于包括檢測上述電機是否轉動的轉動檢測步驟和在由上述轉動檢測步驟判定上述電機不轉動時就向上述電機輸出作為有效電力比上述通常驅動脈沖信號大的驅動脈沖信號的修正驅動脈沖信號的修正驅動脈沖輸出步驟。
全文摘要
脈沖電機的驅動裝置利用轉動檢測單元檢測脈沖電機是否轉動,控制單元在由轉動檢測單元檢測到脈沖電機不轉動時進行使驅動電力有效值增加的處理,每隔一定期間降低上述驅動電力有效值,同時在由磁場檢測單元檢測到磁場時,就中斷使驅動電力有效值降低的處理。
文檔編號G04C10/00GK1519670SQ0317840
公開日2004年8月11日 申請日期1999年9月10日 優先權日1998年9月10日
發明者赤羽秀弘, 中宮信二, 二, 隆, 飯島好隆, 司, 飯田謙司, 古川常章, 章 申請人:精工愛普生株式會社