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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022090772
(43)【公開日】2022-06-20
(54)【発明の名称】電子時計
(51)【国際特許分類】
G04C 3/14 20060101AFI20220613BHJP
【ＦＩ】
G04C3/14 W
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2020203274
(22)【出願日】2020-12-08
(71)【出願人】
【識別番号】000001960
【氏名又は名称】シチズン時計株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000154
【氏名又は名称】特許業務法人はるか国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】瀬▲崎▼ 章吾
(72)【発明者】
【氏名】田京 祐
【テーマコード（参考）】
2F101
【Ｆターム（参考）】
2F101BA05
2F101BH04
2F101BH07
(57)【要約】
【課題】簡易な回路構成により回転判定の検出感度を上げる。
【解決手段】電子時計１００は、ロ－タＲＴとコイルＣを含むステップモータ８と、ステップモータ８を駆動させるドライバ回路７と、検出抵抗Ｒ１と、検出抵抗Ｒ２と、検出抵抗Ｒ１を介してコイルＣの端子Ｏ１に接続されるトランジスタＴＮ１と、検出抵抗Ｒ２を介してコイルＣの端子Ｏ２に接続されるトランジスタＴＮ２とを含み、ロ－タＲＴの自由振動より生じる逆起電流に基づいてロ－タＲＴが回転したか否かを検出する回転検出回路９と、を有し、ドライバ回路７は、少なくとも基準電圧ＶＤＤに接続されており、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２は、基準電圧ＶＤＤよりも低い基準電圧ＶＳＳに接続されている。
【選択図】図３
【解決手段】電子時計１００は、ロ－タＲＴとコイルＣを含むステップモータ８と、ステップモータ８を駆動させるドライバ回路７と、検出抵抗Ｒ１と、検出抵抗Ｒ２と、検出抵抗Ｒ１を介してコイルＣの端子Ｏ１に接続されるトランジスタＴＮ１と、検出抵抗Ｒ２を介してコイルＣの端子Ｏ２に接続されるトランジスタＴＮ２とを含み、ロ－タＲＴの自由振動より生じる逆起電流に基づいてロ－タＲＴが回転したか否かを検出する回転検出回路９と、を有し、ドライバ回路７は、少なくとも基準電圧ＶＤＤに接続されており、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２は、基準電圧ＶＤＤよりも低い基準電圧ＶＳＳに接続されている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ロ－タとコイルを含むステップモータと、
前記ステップモータを駆動させるドライバ回路と、
第１検出抵抗と、第２検出抵抗と、前記第１検出抵抗を介して前記コイルの一方の端子に接続される第１スイッチと、前記第２検出抵抗を介して前記コイルの他方の端子に接続される第２スイッチとを含み、前記ロ－タの自由振動より生じる逆起電流に基づいて前記ロ－タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
を有し、
前記ドライバ回路は、少なくとも高基準電圧に接続されており、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、前記高基準電圧よりも低い低基準電圧に接続されている、
電子時計。
前記ステップモータを駆動させるドライバ回路と、
第１検出抵抗と、第２検出抵抗と、前記第１検出抵抗を介して前記コイルの一方の端子に接続される第１スイッチと、前記第２検出抵抗を介して前記コイルの他方の端子に接続される第２スイッチとを含み、前記ロ－タの自由振動より生じる逆起電流に基づいて前記ロ－タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、
を有し、
前記ドライバ回路は、少なくとも高基準電圧に接続されており、
前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、前記高基準電圧よりも低い低基準電圧に接続されている、
電子時計。
【請求項2】
電源電圧が変動する変動電源と、
前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、
を有し、
前記回転検出回路は、回転検出時に前記電源電圧が第１閾値より大きい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを用いて前記ロータが回転したか否かを判定する、
請求項１に記載の電子時計。
前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、
を有し、
前記回転検出回路は、回転検出時に前記電源電圧が第１閾値より大きい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを用いて前記ロータが回転したか否かを判定する、
請求項１に記載の電子時計。
【請求項3】
前記第１スイッチは、ドレイン端子が前記第１検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記低基準電圧に接続されているＮチャンネルＭＯＳトランジスタであり、
前記第２スイッチは、ドレイン端子が前記第２検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記低基準電圧に接続されているＮチャンネルＭＯＳトランジスタである、
請求項２に記載の電子時計。
前記第２スイッチは、ドレイン端子が前記第２検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記低基準電圧に接続されているＮチャンネルＭＯＳトランジスタである、
請求項２に記載の電子時計。
【請求項4】
前記回転検出回路は、
前記第１検出抵抗と前記コイルの一端との間に接続されており、前記第１検出抵抗において第２閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第１判定部と、
前記第２検出抵抗と前記コイルの他端の間に接続されており、前記第２検出抵抗において第３閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第２判定部と、
を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第１検出抵抗と前記コイルの一端との間に接続されており、前記第１検出抵抗において第２閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第１判定部と、
前記第２検出抵抗と前記コイルの他端の間に接続されており、前記第２検出抵抗において第３閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第２判定部と、
を含む、
請求項１～３のいずれか１項に記載の電子時計。
【請求項5】
前記回路検出回路は、前記第１検出抵抗を介して前記コイルの一方の端子に接続される第３スイッチと、前記第２検出抵抗を介して前記コイルの他方の端子に接続される第４スイッチと、をさらに有し、
前記第３スイッチ及び第４スイッチは、前記高基準電圧に接続されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第３スイッチ及び第４スイッチは、前記高基準電圧に接続されている、
請求項１～４のいずれか１項に記載の電子時計。
【請求項6】
前記回転検出回路による回転検出動作時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチと、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチとのうちいずれを用いるかまたはいずれも用いないかを選択する検出感度選択回路を有する、
請求項５に記載の電子時計。
請求項５に記載の電子時計。
【請求項7】
電源電圧が変動する変動電源と、
前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、
を有し、
前記検出感度選択回路は、前記電源電圧が第４閾値より大きい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを選択し、前記電源電圧が第５閾値以下の場合に、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを選択する、
請求項６に記載の電子時計。
前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、
を有し、
前記検出感度選択回路は、前記電源電圧が第４閾値より大きい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを選択し、前記電源電圧が第５閾値以下の場合に、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを選択する、
請求項６に記載の電子時計。
【請求項8】
前記検出感度選択回路は、指針を通常運針させる通常駆動パルスのデューティ比が第６閾値より小さい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを選択し、前記デューティ比が第７閾値以上の場合に、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを選択する、
請求項６に記載の電子時計。
請求項６に記載の電子時計。
【請求項9】
前記第３スイッチは、ドレイン端子が前記第１検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記高基準電圧に接続されているＰチャンネルＭＯＳトランジスタであり、
前記第４スイッチは、ドレイン端子が前記第２検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記高基準電圧に接続されているＰチャンネルＭＯＳトランジスタである、
請求項５～８のいずれか１項に記載の電子時計。
前記第４スイッチは、ドレイン端子が前記第２検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記高基準電圧に接続されているＰチャンネルＭＯＳトランジスタである、
請求項５～８のいずれか１項に記載の電子時計。
【請求項10】
指針を通常運針させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路を有し、
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路を有する、
請求項１～９のいずれか１項に記載の電子時計。
前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路を有する、
請求項１～９のいずれか１項に記載の電子時計。
【請求項11】
前記高基準電圧は０であり、
前記低基準電圧は負の電圧である、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の電子時計。
前記低基準電圧は負の電圧である、
請求項１～１０のいずれか１項に記載の電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電子時計に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ロータの自由振動により生じる逆起電力に基づいて、ロータの回転の有無を判定する検出回路を備える電子時計が開示されている。特許文献１の図１には、高電圧側であるＶＤＤ及び検出抵抗１５、１６に接続されるトランジスタ１９、２０をスイッチとして用いることでロータの回転の有無を判定する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０００－７５０６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ここで、消費電力を抑制するために、ステップモータを低消費駆動行うことが好ましい。しかしながら、ステップモータを低消費駆動した場合、ロータの自由振動が小さくなり、精度良く回転検出を行うのが困難になる。すなわち、ロータが回転しているにも関わらず、非回転判定がされてしまうおそれがある。そのため、消費電力を抑制しつつも、検出感度を上げるための工夫が必要となる。なお、オペアンプやレギュレータを複数使用することにより検出感度を上げることも可能であるが、回路構成が複雑になってしまう。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡易な回路構成により回転判定の検出感度を上げることにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
（１）ロ－タとコイルを含むステップモータと、前記ステップモータを駆動させるドライバ回路と、第１検出抵抗と、第２検出抵抗と、前記第１検出抵抗を介して前記コイルの一方の端子に接続される第１スイッチと、前記第２検出抵抗を介して前記コイルの他方の端子に接続される第２スイッチとを含み、前記ロ－タの自由振動より生じる逆起電流に基づいて前記ロ－タが回転したか否かを検出する回転検出回路と、を有し、前記ドライバ回路は、少なくとも高基準電圧に接続されており、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチは、前記高基準電圧よりも低い低基準電圧に接続されている、電子時計。
【0007】
（２）（１）において、電源電圧が変動する変動電源と、前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、を有し、前記回転検出回路は、回転検出時に前記電源電圧が第１閾値より大きい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを用いて前記ロータが回転したか否かを判定する、電子時計。
【0008】
（３）（２）において、前記第１スイッチは、ドレイン端子が前記第１検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記低基準電圧に接続されているＮチャンネルＭＯＳトランジスタであり、前記第２スイッチは、ドレイン端子が前記第２検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記低基準電圧に接続されているＮチャンネルＭＯＳトランジスタである、電子時計。
【0009】
（４）（１）～（３）のいずれかにおいて、前記回転検出回路は、前記第１検出抵抗と前記コイルの一端との間に接続されており、前記第１検出抵抗において第２閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第１判定部と、前記第２検出抵抗と前記コイルの他端の間に接続されており、前記第２検出抵抗において第３閾値以上の検出値が検出されたか否かを判定する第２判定部と、を含む、電子時計。
【0010】
（５）（１）～（４）のいずれかにおいて、前記回路検出回路は、前記第１検出抵抗を介して前記コイルの一方の端子に接続される第３スイッチと、前記第２検出抵抗を介して前記コイルの他方の端子に接続される第４スイッチと、をさらに有し、前記第３スイッチ及び第４スイッチは、前記高基準電圧に接続されている、電子時計。
【0011】
（６）（５）において、前記回転検出回路による回転検出動作時において、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチと、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチとのうちいずれを用いるかまたはいずれも用いないかを選択する検出感度選択回路を有する、電子時計。
【0012】
（７）（６）において、電源電圧が変動する変動電源と、前記電源電圧を検出する電源電圧検出回路と、を有し、前記検出感度選択回路は、前記電源電圧が第４閾値より大きい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを選択し、前記電源電圧が第５閾値以下の場合に、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを選択する、電子時計。
【0013】
（８）（６）において、前記検出感度選択回路は、指針を通常運針させる通常駆動パルスのデューティ比が第６閾値より小さい場合に、前記第１スイッチ及び前記第２スイッチを選択し、前記デューティ比が第７閾値以上の場合に、前記第３スイッチ及び前記第４スイッチを選択する、電子時計。
【0014】
（９）（５）～（８）のいずれかにおいて、前記第３スイッチは、ドレイン端子が前記第１検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記高基準電圧に接続されているＰチャンネルＭＯＳトランジスタであり、前記第４スイッチは、ドレイン端子が前記第２検出抵抗に接続されており、ソース端子が前記高基準電圧に接続されているＰチャンネルＭＯＳトランジスタである、電子時計。
【0015】
（１０）（１）～（９）のいずれかにおいて、指針を通常運針させる通常駆動パルスを生成し、出力する通常駆動パルス生成回路を有し、前記回転検出回路による検出結果に基づいて、前記通常駆動パルスの駆動ランクを選択する駆動ランク選択回路を有する、電子時計。
【0016】
（１１）（１）～（１０）のいずれかにおいて、前記高基準電圧は０であり、前記低基準電圧は負の電圧である、電子時計。
【発明の効果】
【0017】
上記本発明の（１）～（１１）の側面によれば、簡易な回路構成により回転判定の検出感度を上げることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】第１の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。
【図2】第１の実施形態において出力される各パルスの波形の一例を示す図である。
【図3】第１の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。
【図4】第１の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路のＯＮ／ＯＦＦ制御を説明する図である。
【図5】第１の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。
【図6】第１の実施形態の回転検出動作において回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。
【図7】第１の実施形態の回転検出動作において、非回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。
【図8】従来例の回路構成を採用した場合、回転検出動作において検出される波形の一例を示す図である。
【図9】第２の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。
【図10】第２の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。
【図11】第２の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。
【図12】第２の実施形態の変形例におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。
【図13】従来例のドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明の各実施形態について図面に基づき詳細に説明する。
【0020】
［電子時計１００の概要］
まず、図１、図２を参照して、第１の実施形態に係る電子時計１００の概要について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態において出力される各パルスの波形の一例を示す図である。
まず、図１、図２を参照して、第１の実施形態に係る電子時計１００の概要について説明する。図１は、第１の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。図２は、第１の実施形態において出力される各パルスの波形の一例を示す図である。
【0021】
図１に示すように、電子時計１００は、電源１と、基準信号生成回路２と、通常駆動パルス生成回路３と、補正駆動パルス生成回路４と、回転検出パルス生成回路５と、セレクタ６と、ドライバ回路７と、ステップモータ８と、回転検出回路９と、駆動ランク選択回路１０とを含む。
【0022】
［電子時計１００の概要：ステップモータ８］
ステップモータ８は、ロータＲＴ、コイルＣ、ステータＳＴを含んで構成されており、（後述の図３参照）、ロ－タＲＴの回転により指針（秒針）を運針させる。ロータＲＴは２極磁化された円盤状の回転体であり、径方向にＮ極、Ｓ極に着磁されている。ステータＳＴは軟磁性材により成り、単相のコイルＣが巻装されている。単相とはコイルが１個であり、後述の各パルスを入力する端子が２個（端子Ｏ１、Ｏ２）であることを意味している。
ステップモータ８は、ロータＲＴ、コイルＣ、ステータＳＴを含んで構成されており、（後述の図３参照）、ロ－タＲＴの回転により指針（秒針）を運針させる。ロータＲＴは２極磁化された円盤状の回転体であり、径方向にＮ極、Ｓ極に着磁されている。ステータＳＴは軟磁性材により成り、単相のコイルＣが巻装されている。単相とはコイルが１個であり、後述の各パルスを入力する端子が２個（端子Ｏ１、Ｏ２）であることを意味している。
【0023】
［電子時計１００の概要：基準信号生成回路２］
基準信号生成回路２は、不図示の水晶振動子の発振により基準クロックを生成する発振回路２１と、発振回路２１からの基準信号を分周する分周回路２２とを含む。
基準信号生成回路２は、不図示の水晶振動子の発振により基準クロックを生成する発振回路２１と、発振回路２１からの基準信号を分周する分周回路２２とを含む。
【0024】
［電子時計１００の概要：通常駆動パルス生成回路３］
通常駆動パルス生成回路３は、基準信号生成回路２から出力される基準信号に基づいて通常駆動パルスＳＰを生成し、出力する。通常駆動パルスＳＰは、単位秒（正秒、１［ｓｅｃ］）毎に、指針を１ステップ分駆動させるために出力されるものである。図２（ａ）においては、０．５［ｍｓ］毎に断続的に出力される複数の単パルスを含み、出力期間が４［ｍｓ］である通常駆動パルスＳＰが、単位秒毎に出力される例を示している。
通常駆動パルス生成回路３は、基準信号生成回路２から出力される基準信号に基づいて通常駆動パルスＳＰを生成し、出力する。通常駆動パルスＳＰは、単位秒（正秒、１［ｓｅｃ］）毎に、指針を１ステップ分駆動させるために出力されるものである。図２（ａ）においては、０．５［ｍｓ］毎に断続的に出力される複数の単パルスを含み、出力期間が４［ｍｓ］である通常駆動パルスＳＰが、単位秒毎に出力される例を示している。
【0025】
［電子時計１００の概要：補正駆動パルス生成回路４］
補正駆動パルス生成回路４は、基準信号生成回路２から出力される基準信号に基づいて補正駆動パルスＦＰを生成し、出力する。補正駆動パルスＦＰは、ステップモータ８が非回転の場合、又は、回転したか否かが不確実な場合に、ステップモータ８のロータＲＴを強制的に回転させるために出力されるパルスである。図２（ｄ）においては、通常駆動パルスＳＰの出力が開始されてから３２［ｍｓ］後に出力される、出力期間が７［ｍｓ］の補正駆動パルスＦＰを示している。
補正駆動パルス生成回路４は、基準信号生成回路２から出力される基準信号に基づいて補正駆動パルスＦＰを生成し、出力する。補正駆動パルスＦＰは、ステップモータ８が非回転の場合、又は、回転したか否かが不確実な場合に、ステップモータ８のロータＲＴを強制的に回転させるために出力されるパルスである。図２（ｄ）においては、通常駆動パルスＳＰの出力が開始されてから３２［ｍｓ］後に出力される、出力期間が７［ｍｓ］の補正駆動パルスＦＰを示している。
【0026】
［電子時計１００の概要：回転検出パルス生成回路５］
回転検出パルス生成回路５は、基準信号生成回路２から出力される基準信号に基づいて回転検出パルスを生成し、出力する。回転検出パルスは、ステップモータ８のロ－タＲＴが回転したか否かを検出するために出力されるものである。
回転検出パルス生成回路５は、基準信号生成回路２から出力される基準信号に基づいて回転検出パルスを生成し、出力する。回転検出パルスは、ステップモータ８のロ－タＲＴが回転したか否かを検出するために出力されるものである。
【0027】
［電子時計１００の概要：回転検出回路９］
回転検出回路９は、判定回路９０を含んでいる。判定回路９０は、第１判定部９１と、第２判定部９２を有している。第１判定部９１は、第１検出モードにおいて、第２閾値である閾値Ｖｔｈ以上の誘起電圧（検出値）が検出されたか否かを判定する。第２判定部９２は、第２検出モードにおいて、第３閾値である閾値Ｖｔｈ以上の誘起電圧（検出値）が検出されたか否かを判定する。
回転検出回路９は、判定回路９０を含んでいる。判定回路９０は、第１判定部９１と、第２判定部９２を有している。第１判定部９１は、第１検出モードにおいて、第２閾値である閾値Ｖｔｈ以上の誘起電圧（検出値）が検出されたか否かを判定する。第２判定部９２は、第２検出モードにおいて、第３閾値である閾値Ｖｔｈ以上の誘起電圧（検出値）が検出されたか否かを判定する。
【0028】
回転検出回路９は、判定回路９０による判定結果をセレクタ６及び駆動ランク選択回路１０へ出力する。具体的には、回転検出回路９は、閾値Ｖｔｈ以上の誘起電圧（検出値）を回転検出信号として検出し、その回転検出信号をセレクタ６及び駆動ランク選択回路１０へ出力する。
【0029】
ステップモータ８のコイルＣに通常駆動パルスＳＰが供給されると、ステータＳＴは磁化され、ロータＲＴは振動し、しだいに振幅が小さくなる。このときのロータＲＴの減衰振動はコイルＣへの磁束変化となり、電磁誘導による逆起電力が発生してコイルＣに誘起電流（逆起電流）が流れる。回転検出回路９は、通常駆動パルスＳＰが出力された後、コイルＣに発生する誘起電圧に基づいて、ステップモータ８のロータＲＴが回転したか否かを検出する回転検出動作を行う。
【0030】
以下の説明において、回転検出回路９により、ステップモータ８のロータＲＴが回転したと判定されたことを「回転判定」と呼び、回転していないと判定されたことを「非回転判定」と呼ぶこととする。
【0031】
第１の実施形態においては、回転検出動作において、第１検出モードと、第１検出モードにおいて所定条件を満たした場合に開始される第２検出モードにより回転検出を行う例について説明する。
【0032】
第２検出モードは、回転が成功したこと、すなわち、ロ－タＲＴが磁気ポテンシャルの山を越えたことを検出するものである。第２検出モードの前に、第１検出モードを行うことにより、まだロ－タＲＴの回転が終了していないのにもかかわらず、磁気ポテンシャルを超えた信号を回転検出信号として誤って検出してしまうことを防止することができる。すなわち、第１の実施形態においては、第１検出モードと第２検出モードの２段階で回転検出を行うことにより、精度良く回転検出できる。
【0033】
図２（ｂ）においては、第１検出モードにおいて回転検出パルス生成回路５により出力される回転検出パルスＢ５～Ｂ１４を示している。なお、回転検出パルスＢ５～Ｂ１４のうち数字５～１４は、通常駆動パルスＳＰの出力が開始された時点からの経過時間に対応している。すなわち、図２（ｂ）に示す回転検出パルスＢ５～Ｂ１４は、通常駆動パルスＳＰの出力が開始された時点から５［ｍｓ］後に出力が開始され、１４［ｍｓ］後に出力が終了する、出力間隔が０．５［ｍｓ］のパルスである。なお、第２検出モードへの移行に伴い第１検出モードは終了するため、第１検出モードが終了した時点で回転検出パルスＢ５～Ｂ１４の出力は終了するとよい。
【0034】
また、図２（ｃ）においては、第２検出モードにおいて回転検出パルス生成回路５により出力される回転検出パルスＦ６．５～Ｆ１４を示している。なお、回転検出パルスＦ６．５～Ｆ１４のうち数字６．５～１４は、通常駆動パルスＳＰの出力が開始された時点からの経過時間に対応している。すなわち、回転検出パルスＦ６．５～Ｆ１４は、通常駆動パルスＳＰの出力が開始された時点から６．５［ｍｓ］後に出力が開始され、１４［ｍｓ］後に出力が終了する、出力間隔が０．５［ｍｓ］のパルスである。なお、第２検出モードが終了した時点で回転検出パルスＦ６．５～Ｆ１４の出力は終了するとよい。
【0035】
第１の実施形態において、回転検出パルスＢ５～Ｂ１４は通常駆動パルスＳＰが出力されたコイルＣの端子の反対側の端子に出力される。すなわち、指針を運針させるために通常駆動パルスＳＰがコイルＣの端子Ｏ１に出力された場合、回転検出パルスＢ５～Ｂ１４は、コイルＣの端子Ｏ２に出力される。そして、回転検出回路９は、コイルＣを含む閉ループのインピーダンスを急激に変化させることにより、通常駆動パルスＳＰ出力後のロータＲＴの自由振動によって発生する誘起電圧を検出する。
【0036】
一方、回転検出パルスＦ６．５～Ｆ１４は、通常駆動パルスＳＰが出力されたコイルＣの端子と同じ側の端子に出力される。すなわち、指針を運針させるために通常駆動パルスＳＰがコイルＣの端子Ｏ１に出力された場合、回転検出パルスＦ６．５～Ｆ１４は、コイルＣの端子Ｏ１に出力される。そして、回転検出回路９は、コイルＣを含む閉ループのインピーダンスを急激に変化させることにより、通常駆動パルスＳＰ出力後のロータＲＴの自由振動によって発生する誘起電圧を検出する。
【0037】
［電子時計１００の概要：セレクタ６］
セレクタ６は、回転検出回路９の検出結果に基づいて、通常駆動パルスＳＰ、補正駆動パルスＦＰ、回転検出パルスのいずれを出力するか選択し、選択したパルスをドライバ回路７に出力する。
セレクタ６は、回転検出回路９の検出結果に基づいて、通常駆動パルスＳＰ、補正駆動パルスＦＰ、回転検出パルスのいずれを出力するか選択し、選択したパルスをドライバ回路７に出力する。
【0038】
［電子時計１００の概要：ドライバ回路７］
ドライバ回路７は、セレクタ６から入力されたパルスに応じた信号（駆動波形）をステップモータ８のコイルＣの端子Ｏ１、Ｏ２に出力する。
ドライバ回路７は、セレクタ６から入力されたパルスに応じた信号（駆動波形）をステップモータ８のコイルＣの端子Ｏ１、Ｏ２に出力する。
【0039】
［電子時計１００の概要：駆動ランク選択回路１０］
駆動ランク選択回路１０は、通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを選択し、通常駆動パルス生成回路３を制御する。駆動ランクは、通常駆動パルスＳＰのデューティ比に相当する。デューティ比が大きいほど、コイルＣに供給される電流量は多くなり、ステップモータ８の駆動力が大きくなる。デューティ比とは、所定の期間内で通常駆動パルスＳＰのパルスが出力される割合を示す。
駆動ランク選択回路１０は、通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを選択し、通常駆動パルス生成回路３を制御する。駆動ランクは、通常駆動パルスＳＰのデューティ比に相当する。デューティ比が大きいほど、コイルＣに供給される電流量は多くなり、ステップモータ８の駆動力が大きくなる。デューティ比とは、所定の期間内で通常駆動パルスＳＰのパルスが出力される割合を示す。
【0040】
例えば、通常駆動パルスＳＰのデューティ比として８／３２、１６／３２、２４／３２、３２／３２が予め用意されているとよい。デューティ比が大きいほど、駆動力が大きいパルスである。すなわち、デューティ比８／３２、１６／３２、２４／３２、３２／３２の通常駆動パルスＳＰのうち、デューティ比３２／３２の通常駆動パルスＳＰが最大の駆動力（駆動ランク）であり、デューティ比８／３２の通常駆動パルスＳＰが最小の駆動力である。
【0041】
駆動ランク選択回路１０は、回転検出回路９により回転判定がなされた場合、通常駆動パルス生成回路３により出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを維持させる。ただし、駆動ランクが維持される状態が所定回数に達した場合、駆動ランク選択回路１０は、通常駆動パルス生成回路３により出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを下げる。これは、通常駆動パルスＳＰの駆動力が必要以上に強く、不要に電力を消費している可能性があるためである。第１の実施形態においては、回転判定が連続して２５６回カウントされた場合、通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを１ランク下げることとする（後述の図５参照）。なお、これは一例であって、２５６回に限られるものではない。
【0042】
駆動ランク選択回路１０は、回転検出回路９により非回転判定がなされた場合、補正駆動パルス生成回路４により補正駆動パルスＦＰを出力すると共に、通常駆動パルス生成回路３により出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを上げる。これは、現在出力されている通常駆動パルスＳＰの駆動力が弱い可能性があるためである。ただし、現在出力されている通常駆動パルスＳＰが最大ランクである場合、最小ランクに下げてもよい。これは、駆動力が強すぎることにより、ロータＲＴは十分な力で正常に回転できていたとしても、回転検出の際に非回転判定がなされてしまう場合があるからである。特に、駆動ランクが最大ランクになる場合は、一時的な負荷の増加により駆動ランクが大きくなっている可能性が高い。そのため、適切な駆動ランクに戻す必要があるが、駆動ランクを１ランクダウンさせるためには回転判定を２５６回カウントする必要があり、時間がかかり、消費電力が増加してしまうため、一旦最小駆動ランクに設定し、その後、回転判定がなされるまで段階的に駆動ランクを上げていくとよい。
【0043】
［ドライバ回路の回路構成］
次に、図３を参照して、第１の実施形態におけるドライバ回路の回路構成を具体的に説明する。図３は、第１の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。図３においては、各トランジスタのゲート端子を「Ｇ」、ドレイン端子を「Ｄ」、ソース端子を「Ｓ」で示している。なお、第１の実施形態において、各トランジスタはスイッチとして機能するものである。
次に、図３を参照して、第１の実施形態におけるドライバ回路の回路構成を具体的に説明する。図３は、第１の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。図３においては、各トランジスタのゲート端子を「Ｇ」、ドレイン端子を「Ｄ」、ソース端子を「Ｓ」で示している。なお、第１の実施形態において、各トランジスタはスイッチとして機能するものである。
【0044】
ドライバ回路７は、第１ドライバ回路７１と、第２ドライバ回路７２とによって構成される。第１ドライバ回路７１は、コンプリメンタリ接続からなる、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰ１（以下、トランジスタＰ１）と、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮ１（以下、トランジスタＮ１）を含む。第２ドライバ回路７２も同様に、コンプリメンタリ接続からなる、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＰ２（以下、トランジスタＰ２）と、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＮ２（以下、トランジスタＮ２）を含む。
【0045】
トランジスタＰ１のソース端子は、高基準電圧である基準電圧ＶＤＤに接続されており、トランジスタＮ１のソース端子は、低基準電圧である基準電圧ＶＳＳに接続されている。同様に、トランジスタＰ２のソース端子は、基準電圧ＶＤＤに接続されており、トランジスタＮ２のソース端子は、基準電圧ＶＳＳに接続されている。
【0046】
なお、基準電圧ＶＳＳ及び基準電圧ＶＤＤは電源１の電源電圧に基づくものである。基準電圧ＶＳＳは基準電圧ＶＤＤよりも低い電圧であり、例えば、マイナス電源を用いる場合は、基準電圧ＶＤＤは０［Ｖ］であり、基準電圧ＶＳＳは負の電圧であるとよく、プラス電源を用いる場合は、基準電圧ＶＤＤは正の電圧であり、基準電圧ＶＳＳは０［Ｖ］であるとよい。
【0047】
第１ドライバ回路７１のトランジスタＰ１及びトランジスタＮ１のドレイン端子は、コイルＣの一方の端子Ｏ１に接続されている。第２ドライバ回路７２のトランジスタＰ２及びトランジスタＮ２のドレイン端子は、コイルＣの他方の端子Ｏ２に接続されている。
【0048】
図３においては図示を省略するが、トランジスタＰ１、Ｎ１、Ｐ２、Ｎ２の各ゲート端子は、セレクタ６に接続されている。セレクタ６により選択された通常駆動パルスＳＰ、補正駆動パルスＦＰ、回転検出パルスは、ドライバ回路７に入力され、ドライバ回路７からステップモータ８に対して出力される。
【0049】
［ドライバ回路の動作］
次に、図３及び図４を参照して、ドライバ回路７の動作について説明する。ここでは、通常運針を行う場合のドライバ回路７の動作を説明することとする。図４は、第１の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路のＯＮ／ＯＦＦ制御を説明する図である。
次に、図３及び図４を参照して、ドライバ回路７の動作について説明する。ここでは、通常運針を行う場合のドライバ回路７の動作を説明することとする。図４は、第１の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路のＯＮ／ＯＦＦ制御を説明する図である。
【0050】
まず、セレクタ６により通常駆動パルスＳＰが選択されると、トランジスタＰ１とトランジスタＮ２をＯＮとし、他のトランジスタをＯＦＦとする（図４の「ＳＰ出力時」の上段参照）。次に、トランジスタＮ１とトランジスタＰ２をＯＮとし、他のトランジスタをＯＦＦとする（図４の「ＳＰ出力時」の下段参照）。このＯＮ／ＯＦＦ制御を交互に行うことで、ステップモータ８のステータＳＴが交互に反転磁化され、ロ－タＲＴが回転することとなる。そして、ロ－タＲＴの回転に伴って指針が運針することとなる。
【0051】
［回転検出回路の構成］
次に、図３を参照して、第１の実施形態における回転検出回路の構成を具体的に説明する。
次に、図３を参照して、第１の実施形態における回転検出回路の構成を具体的に説明する。
【0052】
回転検出回路９は、第１検出抵抗である検出抵抗Ｒ１と、第２検出抵抗である検出抵抗Ｒ２と、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＮ１（以下、トランジスタＴＮ１）（第１スイッチ）と、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＮ２（以下、トランジスタＴＮ２）（第２スイッチ）と、判定回路９０とを含む。なお、検出抵抗Ｒ１とＲ２の抵抗値は等しいとよい。
【0053】
トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２のソース端子は、基準電圧ＶＳＳに接続されている。また、トランジスタＴＮ１のドレイン端子は検出抵抗Ｒ１の一端に接続されており、トランジスタＴＮ２のドレイン端子は検出抵抗Ｒ２の一端に接続されている。
【0054】
検出抵抗Ｒ１の他端は、トランジスタＰ１及びトランジスタＮ１のドレイン端子（すなわち、第１ドライバ回路７１の出力端子）と、判定回路９０のインバータＩＮＶ１に接続されている。検出抵抗Ｒ２の他端は、トランジスタＰ２及びトランジスタＮ２のドレイン端子（すなわち、第２ドライバ回路７２の出力端子）と、判定回路９０のインバータＩＮＶ２に接続されている。
【0055】
インバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２は、閾値ＶｔｈとなるＣ－ＭＯＳのインバータ回路であるとよい。なお、閾値Ｖｔｈは、基準電圧ＶＤＤが０［Ｖ］の場合、基準電圧ＶＳＳの１／２であるとよい。なお、第１の実施形態においては、判定回路９０がインバータを含む例について説明するが、これに限られず、例えば、オペアンプを含むものであってもよい。
【0056】
インバータＩＮＶ１は、検出抵抗Ｒ１とコイルＣの端子Ｏ１との間に接続されており、検出抵抗Ｒ１において閾値Ｖｔｈ以上の誘起電圧が検出されたか否かを判定する。同様に、インバータＩＮＶ２は、検出抵抗Ｒ２とコイルＣの端子Ｏ２との間に接続されており、検出抵抗Ｒ２において閾値Ｖｔｈ以上の誘起電圧が検出されたか否かを判定する。
【0057】
【0058】
図４の「ＳＰ出力時」を参照して上述したように、トランジスタＰ１、Ｐ２、Ｎ１、Ｎ２のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことによりロ－タＲＴを回転させた後、ロ－タＲＴは自由振動を始める。この際、セレクタ６により回転検出パルスが選択され、ドライバ回路７へ回転検出パルスを出力してステップモータ８のコイルＣのインピーダンス値を急激に変化させ、発生する誘起電流をコイルＣの端子Ｏ１、Ｏ２で検出する。
【0059】
具体的には、トランジスタＰ２とトランジスタＴＮ１をＯＮすると共に他のトランジスタをＯＦＦとし、その後、トランジスタＰ１とトランジスタＴＮ２をＯＮすると共に他のトランジスタをＯＦＦとする制御を交互に切り替えて行う（図４の「第１検出モード時」及び「第２検出モード時」参照）。なお、検出される電圧波形と、ロ－タＲＴの回転の有無の判定については、図６～図８を参照して後述する。
【0060】
ここで、トランジスタＴＮ１、ＴＮ２と検出抵抗Ｒ１、Ｒ２は、回転検出パルスに基づいて回転検出信号を発生させる機能を有する。検出抵抗Ｒ１、Ｒ２が接続されたインバータＩＮＶ１、ＩＮＶ２に入力される一対の信号が、ステップモータ８のロータＲＴからの回転検出信号である。すなわち、回転検出信号は、ステップモータ８のロータＲＴからの誘起電流が検出抵抗Ｒ１、Ｒ２に流れることによって、検出抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端に誘起電圧として発生する。判定回路９０は、検出抵抗Ｒ１、Ｒ２に発生する誘起電圧を入力して内部に設定している閾値Ｖｔｈを超えたか否かを判定する。
【0061】
第１検出モードにおいては、コイルＣの端子Ｏ１に接続されたインバータＩＮＶ１を動作させる。第１検出モードで閾値Ｖｔｈ以上の回転検出信号が所定回数検出された場合、第１検出モードを停止すると共に、第２検出モードに移行する。第１の実施形態においては、閾値Ｖｔｈ以上の回転検出信号が３回検出された場合、第１検出モードを停止すると共に、第２検出モードに移行することとする。
【0062】
第２検出モードにおいては、コイルＣの端子Ｏ２に接続されたインバータＩＮＶ２を動作させる。第２検出モードで閾値Ｖｔｈ以上の回転検出信号が所定回数検出された場合に回転判定がなされ、所定回数検出されなかった場合に非回転判定がなされる。第１の実施形態においては、閾値Ｖｔｈ以上の回転検出信号が２回検出された場合に回転判定がなされ、０回又は１回検出された場合に非回転判定がなされることとする。
【0063】
なお、第１の実施形態においては、第１検出モード及び第２検出モードで用いる閾値Ｖｔｈを共通としたが、これに限られず、異なる閾値を用いてもよい。
【0064】
［第１の実施形態の回路構成の特徴について］
図１３は、従来例のドライバ回路及び回転検出回路の回路図であって、図３に示す第１の実施形態との比較のために参照する図である。図１３に示すように、従来例の回路においては、ステップモータ８の出力端子が検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＤＤにプルアップされている。
図１３は、従来例のドライバ回路及び回転検出回路の回路図であって、図３に示す第１の実施形態との比較のために参照する図である。図１３に示すように、従来例の回路においては、ステップモータ８の出力端子が検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＤＤにプルアップされている。
【0065】
一方、図３に示すように、第１の実施形態においては、ドライバ回路７に含まれる各トランジスタのドレイン端子、すなわち、ドライバ回路７の出力端子は、検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＳＳに接続されている。すなわち、ステップモータ８の出力端子は、検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＳＳにプルダウンされている。
【0066】
ここで、回転検出動作時において、ロータＲＴの自由振動により生じる磁束の一部は、コイルＣを通過せず、検出電流に寄与しない場合がある。しかしながら、第１の実施形態の回路構成においては、トランジスタＴＮ１をＯＮにした瞬間に、トランジスタP２のソース端子に接続された基準電圧ＶＤＤからトランジスタＴＮ１のドレイン端子に接続された基準電圧ＶＳＳに電流が流れ、それによりコイルCの周辺に生じる磁束が、ロータＲＴの自由振動により生じる磁束と干渉し、本来コイルＣを通過しなかった磁束がコイルＣを通過するという効果も期待できる。同様に、トランジスタＴＮ２をＯＮにした瞬間に、トランジスタP１のソース端子に接続された基準電圧ＶＤＤからトランジスタＴＮ２のドレイン端子に接続された基準電圧ＶＳＳに電流が流れ、それによりコイルCの周辺に生じる磁束が、ロータＲＴの自由振動により生じる磁束と干渉し、本来コイルＣを通過しなかった磁束がコイルＣを通過するという効果も期待できる。これにより、検出される誘起電圧が大きくなるという効果が期待できる。
【0067】
以上説明したように、第１の実施形態の構成においては、従来の構成と比較して検出される誘起電圧を大きくすることができ、誘起電圧が閾値Ｖｔｈ以上となりやすくなる。その結果、回転検出回路９が回転判定をしやすくなる。すなわち、ステップモータ８の出力端子が検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＤＤにプルアップされている構成（図１３の従来例）と比較して、回転判定の検出感度を高くすることができる。
【0068】
回転判定の検出感度が高くなることにより、ロータＲＴが回転しているにも関わらず非回転判定がなされて、補正駆動パルスＦＰが出力されてしまうことを抑制できる。すなわち、不要に消費電力が大きくなることを抑制できる。特に判定回路９０にインバータを用い、回転検出の判定における電圧の閾値Ｖｔｈを電源電圧Ｖの１／２と設定する場合は、電源電圧が大きいほど閾値Ｖｔｈが大きくなり回転判定がされにくくなるため、本実施形態により回転判定の検出感度を高くすることは有効である。そのため、電源電圧が所定の値（第１閾値）以上の場合に、トランジスタＴＮ１、ＴＮ２を用いて回転検出を行うようにしてもよい。また、電源電圧が所定の値（第１閾値）より小さい場合は、トランジスタＴＮ１、ＴＮ２を用いずに回転検出を行うようにしてもよい。この場合、ロータRTの回転によりコイルCに発生した電流は、ドライバ回路または判定回路の寄生容量（図示せず）を介して、いずれかのＶＤＤあるいはＶＳＳに接続する。このとき、検出感度はトランジスタＴＮ１、ＴＮ２を用いた場合よりも低くすることができる。
【0069】
［通常駆動パルスのランク設定制御］
次に、図５を参照して、第１の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスＳＰのランク設定制御を説明する。図５は、第１の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。なお、図５は正秒毎の動作を示すものである。
次に、図５を参照して、第１の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスＳＰのランク設定制御を説明する。図５は、第１の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。なお、図５は正秒毎の動作を示すものである。
【0070】
まず、セレクタ６が、正秒のタイミングで通常駆動パルスＳＰを選択、出力する（ステップＳＴ１）。
【0071】
そして、正秒から５［ｍｓ］後に回転検出動作を開始する（ステップＳＴ２、図２（ｂ）参照）。回転検出動作においては、まず、第１検出モードが行われる。第１検出モードにおいては、セレクタ６が、回転検出パルスを選択、出力する。そして、回転検出回路９が、回転検出パルスに基づいてコイルＣに発生する誘起電圧を検出する。
【0072】
その一方で、回転検出回路９は、第１判定部９１により判定動作を開始する。第１判定部９１が、回転検出信号を３回検出したとの判定をした場合（ステップＳＴ３：Ｙ）、回転検出回路９が、セレクタ６に対して第１検出モードの終了指示を送信すると共に、第２検出モードへの移行指示を送信する。
【0073】
一方、第１判定部９１が、回転検出信号の検出が３回未満であるとの判定をした場合（ステップＳＴ３：Ｎ）、回転検出回路９は、非回転判定を行い、セレクタ６に対して第１検出モードの終了指示を送信すると共に、補正駆動パルスＦＰを選択、出力させる（ステップＳＴ５）。
【0074】
第２検出モードに移行した場合（ステップＳＴ３：Ｙ）、セレクタ６が、回転検出パルスを選択、出力する。そして、回転検出回路９が、回転検出パルスに基づいてコイルＣに発生する誘起電圧を検出する。
【0075】
その一方で、回転検出回路９は、第２判定部９２により判定動作を開始する。第２判定部９２が、回転検出信号を２回検出したとの判定をした場合（ステップＳＴ４：Ｙ）、回転検出回路９が、セレクタ６に対して第２検出モードの終了指示を送信すると共に、その時点において回転判定がなされた回数が取得される（ステップＳＴ９）。
【0076】
ステップＳＴ４において、第２判定部９２が、回転検出信号の検出が２回未満であるとの判定をした場合（ステップＳＴ４：Ｎ）、回転検出回路９は、非回転判定を行い、セレクタ６に対して第２検出モードの終了指示を送信すると共に、補正駆動パルスＦＰを選択、出力させる（ステップＳＴ５）。
【0077】
ステップＳＴ５において補正駆動パルスＦＰ出力後、駆動ランク選択回路１０が、直前に出力された通常駆動パルスＳＰの駆動ランクが最大ランクか否かを判定する（ステップＳＴ６）。駆動ランクが最大である場合（ステップＳＴ６：Ｙ）、駆動ランク選択回路１０が、次回出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを最小ランクにダウンさせる（ＳＴ７）。その後、回転判定回数がリセットされる（ステップＳＴ１２）。一方、駆動ランクが最大でない場合（ステップＳＴ６：Ｎ）、駆動ランク選択回路１０が、次回出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを１ランクアップさせる（ステップＳＴ８）。その後、回転判定回数がリセットされる（ステップＳＴ１２）。
【0078】
第２検出モードの終了後、ステップＳＴ９において取得された回転判定の回数が２５６回である場合（ステップＳＴ１０：Ｙ）、駆動ランク選択回路１０が次回出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを１ランクダウンさせる（ステップＳＴ１１）。その後、回転判定回数がリセットされる（ステップＳＴ１２）。
【0079】
一方、取得された回転判定の回数が２５６回に達していない場合（ステップＳＴ１０：Ｎ）、駆動ランク選択回路１０は次回出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを維持する。
【0080】
［検出される波形の例］
次に、図６、図７を参照して、第１の実施形態の回転検出動作において検出される波形について具体的に説明する。図６は、第１の実施形態の回転検出動作において回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。図７は、第１の実施形態の回転検出動作において、非回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。図６、図７は、ステップモータ８の出力端子が検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＳＳにプルダウンされている回路構成、すなわち、図３に示す第１の実施形態における回路構成を採用した場合の例を示している。図６（ａ）、図７（ａ）は、コイルＣに誘起される電流波形の一例を示している。図６（ｂ）、図７（ｂ）は、第２検出モードにおいて検出される回転検出信号（誘起電圧）の一例を示している。図６（ｃ）、図７（ｃ）は、第１検出モードにおいて検出される回転検出信号（誘起電圧）の一例を示している。
次に、図６、図７を参照して、第１の実施形態の回転検出動作において検出される波形について具体的に説明する。図６は、第１の実施形態の回転検出動作において回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。図７は、第１の実施形態の回転検出動作において、非回転判定がなされる場合の一例を示す波形図である。図６、図７は、ステップモータ８の出力端子が検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＳＳにプルダウンされている回路構成、すなわち、図３に示す第１の実施形態における回路構成を採用した場合の例を示している。図６（ａ）、図７（ａ）は、コイルＣに誘起される電流波形の一例を示している。図６（ｂ）、図７（ｂ）は、第２検出モードにおいて検出される回転検出信号（誘起電圧）の一例を示している。図６（ｃ）、図７（ｃ）は、第１検出モードにおいて検出される回転検出信号（誘起電圧）の一例を示している。
【0081】
図６（ａ）に示す波形ｃ１は、通常駆動パルスＳＰがコイルＣに出力された際の電流波形である。通常駆動パルスＳＰの出力が終了すると、ロータＲＴは自由振動状態となり、電流波形はｃ２、ｃ３、ｃ４に示す誘導電流波形となる。
【0082】
通常駆動パルスＳＰの出力開始時点から５［ｍｓ］が経過した時点で、第１検出モードにおける、回転検出パルスＢ５（図２参照）がコイルＣの端子Ｏ２に出力される。図６（ａ）に示すように５［ｍｓ］が経過した時点では電流波形は電流波形ｃ２の領域にあり、電流値は負方向である。したがって、図６（ｃ）に示すように回転検出パルスＢ５によって生じる誘起電圧Ｖ５は、インバータＩＮＶ２の閾値Ｖｔｈを超えることはない。
【0083】
通常駆動パルスＳＰの出力開始時点から６．５［ｍｓ］が経過した時点では電流波形は電流波形ｃ３の領域になり、電流値は正方向に変わる。図６（ｃ）に示すように、回転検出パルスＢ６．５によって生じる誘起電圧Ｖ６．５は閾値Ｖｔｈを超えた回転検出信号となる。同様に、７［ｍｓ］、７．５［ｍｓ］でも電流波形は電流波形ｃ３の領域にあり、回転検出パルスＢ７、Ｂ７．５によって生じる誘起電圧Ｖ７、Ｖ７．５は閾値Ｖｔｈを超えた回転検出信号となる。誘起電圧Ｖ６．５、Ｖ７、Ｖ７．５の３つの誘起電圧が閾値Ｖｔｈを超えたことで、第１検出モードが終了し、第２検出モードに切り換わる。
【0084】
第２検出モードにおいて、第１検出モードで最後に出力された回転検出パルスの次の回転検出パルスが出力されるタイミング、すなわち、通常駆動パルスＳＰの出力開始時点から８［ｍｓ］が経過した時点で、コイルＣの端子Ｏ１に回転検出パルスＦ８（図２（ｃ）参照）が出力される。
【0085】
図６（ａ）に示すように８［ｍｓ］が経過した時点では電流波形は電流波形ｃ３の領域にあり、電流値は正方向にある。したがって、図６（ｂ）に示すように回転検出パルスＦ８によって生じる誘起電圧Ｖ８は閾値Ｖｔｈを超えることはない。
【0086】
図６（ａ）に示すように９．５［ｍｓ］が経過した時点では電流波形は電流波形ｃ４の領域になり、電流値は負方向に変わる。図６（ｂ）に示すように、回転検出パルスＢ９．５によって生じる誘起電圧Ｖ９．５は閾値Ｖｔｈを超えた回転検出信号となる。同様に、１０［ｍｓ］でも電流波形は電流波形ｃ４の領域にあり、回転検出パルスＢ１０によって生じる誘起電圧Ｖ１０は閾値Ｖｔｈを超えた回転検出信号となる。誘起電圧Ｖ９．５、Ｖ１０の２つの誘起電圧が閾値Ｖｔｈを超えたことで、判定回路９０により回転判定がなされ、第２検出モードを終了する。そして、補正駆動パルスＦＰを出力することなく、駆動ランク選択回路１０が次回出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを維持する。
【0087】
次に、図７を参照して、非回転判定される場合の波形について説明する。図７（ａ）においては、ピーク値が低く、図６（ａ）と比較して滑らかな電流波形が検出された例について示す。なお、図７は、図６と同様に、図３に示す第１の実施形態の回路を用いた場合の例である。
【0088】
図７（ａ）に示す波形ｃ１は、通常駆動パルスＳＰがコイルＣに出力された際の電流波形である。通常駆動パルスＳＰの出力が終了すると、ロータＲＴは自由振動状態となり、電流波形はｃ２、ｃ５に示す誘導電流波形となる。
【0089】
図７（ａ）に示すように、５［ｍｓ］で電流波形は電流波形ｃ２の領域であり、電流値が負方向にある。したがって、図７（ｃ）に示すように回転検出パルスＢ５によって生じる誘起電圧Ｖ５は、インバータＩＮＶ２の閾値Ｖｔｈを超えることはない。
【0090】
通常駆動パルスＳＰの出力開始時点から６［ｍｓ］が経過した時点では電流波形は電流波形ｃ５の領域になり、電流値は正方向に変わる。図７（ｃ）に示すように、回転検出パルスＢ６によって生じる誘起電圧Ｖ６は閾値Ｖｔｈを超えた回転検出信号となる。同様に、６．５［ｍｓ］、７［ｍｓ］でも電流波形は電流波形ｃ５の領域にあり、回転検出パルスＢ６、Ｂ６．５によって生じる誘起電圧Ｖ６、Ｖ６．５は閾値Ｖｔｈを超えた回転検出信号となる。誘起電圧Ｖ６、Ｖ６．５、Ｖ７の３つの誘起電圧が閾値Ｖｔｈを超えたことで、第１検出モードが終了し、第２検出モードに切り換わる。
【0091】
第２検出モードにおいて、第１検出モードで最後に出力された回転検出パルスの次の回転検出パルスが出力されるタイミング、すなわち、通常駆動パルスＳＰの出力開始時点から７．５［ｍｓ］が経過した時点で、コイルＣの端子Ｏ１に回転検出パルスＦ７．５（図２（ｃ）参照）が出力される。
【0092】
図７（ａ）に示すように、電流波形ｃ５は、正の電流値を維持しており、負の電流値になることがない。そのため、図７（ｂ）に示すように回転検出パルスＦ７．５によって生じる誘起電圧Ｖ７．５、及び以降に生じる誘起電圧が閾値Ｖｔｈを超えることはない。
【0093】
したがって、第２判定部９２は、非回転判定を行い、第２検出モードを終了する。それにより、セレクタ６は、補正駆動パルスＦＰを選択し、ステップモータ８に対して補正駆動パルスＦＰを出力する。また、駆動ランク選択回路１０は、次回出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクを１ランクアップする。
【0094】
ここで、図８を参照して、従来例の回路構成を採用した場合、回転検出動作において検出される波形について説明する。図８は、従来例の回路構成、すなわち、図１３に示す回路構成を採用した場合、回転検出動作において検出される波形の一例を示す図である。
【0095】
図８（ａ）に示すように、コイルＣに誘起される電流波形は図６（ａ）で示したものと同じであるとする。一方、検出抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端に発生する誘起電圧は、図６（ｂ）、図６（ｃ）で示したものよりも小さく出ている。これは、従来例においては、ステップモータ８の出力端子が検出抵抗Ｒ１、Ｒ２を介して、基準電圧ＶＤＤにプルアップされており、第１の実施形態のように検出抵抗Ｒ１、Ｒ２の両端に発生する誘起電圧が大きくならないためである。
【0096】
そのため、図８に示す例においては、第２検出モードにおいて、閾値Ｖｔｈを超えた回転検出信号を検出することができず、非回転判定がなされることとなる。その結果、補正駆動パルス生成回路４により補正駆動パルスＦＰを出力すると共に、駆動ランク選択回路１０により次回出力される通常駆動パルスＳＰの駆動ランクが１ランクアップされることとなる。このように図８に示す例においては、ロータＲＴの自由振動により発生する電流波形は同じにも関わらず、非回転判定がなされ、不要に消費電力が大きくなってしまう。
【0097】
以上説明したように、第１の実施形態においては、ロータＲＴが回転しているにも関わらず非回転判定がなされてしまうことを抑制できる構成を簡易な回路構成で実現できる。その結果、補正駆動パルスＦＰが不要に出力されることにより消費電力が大きくなってしまうことを抑制できる。第１の実施形態の構成は、特にステップモータ８を低消費駆動する場合に有効である。
【0098】
［第２の実施形態］
次に、図９～図１１を参照して、第２の実施形態に係る電子時計２００について説明する。図９は、第２の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。図１０は、第２の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。図１１は、第２の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
次に、図９～図１１を参照して、第２の実施形態に係る電子時計２００について説明する。図９は、第２の実施形態に係る電子時計の全体構成の概要を示すブロック図である。図１０は、第２の実施形態におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。図１１は、第２の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。なお、第１の実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
【0099】
第２の実施形態に係る電子時計２００は、第１の実施形態の電子時計１００の構成に加えて、電源電圧検出回路１１０と、検出感度選択回路１２０とを有する。また、電源１の代わりに変動電源１１を有する。
【0100】
変動電源１１は、電源電圧Ｖが変動する電源である。例えば、変動電源１１は、太陽電池などの二次電池であるとよい。電源電圧検出回路１１０は、変動電源１１の電源電圧Ｖを検出する回路である。検出感度選択回路１２０は、回転検出回路９における検出感度を選択する回路である。
【0101】
図１０に示すように、第２の実施形態のドライバ回路７は、第１の実施形態で説明した構成と同じである。
【0102】
第２の実施形態の回転検出回路２０９は、スイッチとして機能するトランジスタを４つ有している。具体的には、回転検出回路２０９は、第１スイッチとしてドレイン端子が検出抵抗Ｒ１の一端に接続されるＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＮ１（以下、トランジスタＴＮ１）と第３スイッチとしてＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴＰ１（以下、トランジスタＴＰ１）を有している。また、回転検出回路２０９は、第２スイッチとしてドレイン端子が検出抵抗Ｒ２の一端に接続されるＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＮ２と第４スイッチとしてＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴＰ２（以下、トランジスタＴＰ２）を有している。
【0103】
トランジスタＴＮ１のソース端子は基準電圧ＶＳＳに接続されており、一方で、トランジスタＴＰ１のソース端子は基準電圧ＶＤＤに接続されている。
【0104】
トランジスタＴＮ２のソース端子は基準電圧ＶＳＳに接続されており、一方で、トランジスタＴＰ２のソース端子は基準電圧ＶＤＤに接続されている。
【0105】
第２の実施形態においては、検出感度選択回路１２０が、電源電圧検出回路１１０が検出した電源電圧Ｖに基づいて、回転検出動作に時に用いるスイッチとして、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２、又はトランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２のいずれかを選択する。
【0106】
第２の実施形態においては、閾値Ｖｔｈは、基準電圧ＶＳＳに応じて設定されるものであり、具体的には、基準電圧ＶＳＳの１／２である。そのため、変動電源１１の電源電圧Ｖが高い場合、その分閾値Ｖｔｈは大きくなり、回転判定がされにくくなる。
【0107】
そこで、第２の実施形態においては、電源電圧Ｖが比較的高い場合、検出感度を上げることした。
【0108】
検出感度選択回路１２０は、電源電圧検出回路１１０が検出した電源電圧Ｖが３．０［Ｖ］よりも大きい場合、回転検出動作時において、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ２を用いる。この場合において、回転検出回路２０９は、図３を参照して説明した第１の実施形態の回転検出回路９と同等になる。すなわち、回転判定の検出感度が高くなる。
【0109】
一方、検出感度選択回路１２０は、電源電圧検出回路１１０が検出した電源電圧Ｖが２．０［Ｖ］以下の場合、回転検出動作時において、トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ２を用いる。この場合において、回転検出回路２０９は、図１３に示す従来例の回転検出回路と同等になる。
【0110】
図１１を参照して、第２の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を説明する。図１１は、第２の実施形態における回転検出動作に基づく通常駆動パルスのランク設定制御を示すフローチャートである。なお、図１１は正秒毎の動作を示すものである。
【0111】
まず、セレクタ６が、正秒のタイミングで通常駆動パルスＳＰを選択、出力する（ステップＳＴ１）。
【0112】
そして、正秒から５［ｍｓ］後に回転検出動作を開始する（ステップＳＴ２、図２（ｂ）参照）。第２の実施形態の回転検出動作においては、まず、電源電圧検出回路１１０により、変動電源１１の電源電圧Ｖが取得される。
【0113】
取得された電源電圧Ｖが２．０［Ｖ］（第５閾値）以下の場合（ステップＳＴ２０：Ｙ）、検出感度選択回路１２０は、トランジスタＴＰ１、ＴＰ２を選択する（ステップＳＴ３０）。すなわち、トランジスタＴＰ１、ＴＰ２をＯＮ／ＯＦＦ制御することによりロータＲＴの回転検出を行うこととする。この場合、電源電圧Ｖが小さいため、回転検出の感度を下げることで適切に回転検出を判定することが可能となる。
【0114】
取得された電源電圧Ｖが２．０［Ｖ］よりも大きく（ステップＳＴ２０：Ｎ）、３．０［Ｖ］以下の場合（ステップＳＴ２１：Ｙ）、検出感度選択回路１２０は、トランジスタＴＰ１、ＴＰ２、ＴＮ１、ＴＮ２のいずれもＯＦＦとする（ステップＳＴ３１）。この場合、ロータＲＴの回転によりコイルCに発生した電流は、ドライバ回路または判定回路の寄生容量（図示せず）を介して、いずれかのＶＤＤあるいはＶＳＳに接続する。この寄生容量の抵抗成分は、検出抵抗Ｒ１、Ｒ２に対して十分大きいため、検出感度はトランジスタＴＰ１、ＴＰ２を選択した場合とトランジスタＴＮ１、ＴＮ２を選択した場合との中間の検出感度となる。このように、電源電圧Vが中間の値である場合に、回転検出を中間の検出感度とすることで、適切に回転検出を判定することが可能となる。
【0115】
取得された電源電圧Ｖが３．０［Ｖ］（第４閾値）よりも大きい場合（ステップＳＴ２１：Ｎ）、検出感度選択回路１２０は、トランジスタＴＮ１、ＴＮ２を選択する（ステップＳＴ３２）。すなわち、トランジスタＴＮ１、ＴＮ２をＯＮ／ＯＦＦ制御することによりロータＲＴの回転検出を行うこととする。この場合、電源電圧Ｖが大きいため、回転検出の感度を上げることで適切に回転検出を判定することが可能となる。
【0116】
【0117】
以上説明した第２の実施形態においては、変動電源１１の電源電圧Ｖが変動した場合であっても、精度良く回転検出を行うことが可能となる。また、第２の実施形態においては、電源電圧Ｖに基づいて検出感度選択回路１２０は各トランジスタの選択を行なったが、デューティ比に基づいて行なってもよい。これは、電源電圧Ｖとデューティ比との間にある程度の相関があるからであり、電源電圧Ｖが大きい場合はデューティ比が小さくなり、電源電圧Ｖが小さい場合はデューティ比が大きくなる可能性が高いからである。そのため、デューティ比がある閾値（第７閾値）以上の場合は、検出回路選択回路１２０はトランジスタＴＰ１、ＴＰ２を選択し、デューティ比がある閾値（第６閾値）より小さい場合は、検出回路選択回路１２０はトランジスタＴN１、ＴN２を選択するとしてもよい。
【0118】
［第２の実施形態の変形例］
次に、図１２を参照して、第２の実施形態の変形例について説明する。図１２は、第２の実施形態の変形例におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。なお、第１の実施形態又は第２の実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
次に、図１２を参照して、第２の実施形態の変形例について説明する。図１２は、第２の実施形態の変形例におけるドライバ回路及び回転検出回路を示す回路図である。なお、第１の実施形態又は第２の実施形態で説明した構成と同様の構成については同じ符号を用いてその説明は省略する。
【0119】
図１２に示すように、第２の実施形態の変形例のドライバ回路７は、第２の実施形態で説明した構成と同じである。
【0120】
第２の実施形態の変形例の回転検出回路３０９は、図１０で示した構成に加えて、検出抵抗Ｒ１１、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴＰ１１（以下、トランジスタＴＰ１１）、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＮ１１（以下、トランジスタＴＮ１１）を含む。さらに、回転検出回路３０９は、検出抵抗Ｒ２１、ＰチャンネルＭＯＳトランジスタＴＰ２１（以下、トランジスタＴＰ２１）、ＮチャンネルＭＯＳトランジスタＴＮ２１（以下、トランジスタＴＮ２１）を含む。
【0121】
検出抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ２１の抵抗値は互いに同じであってもよいし、異なっていてもよい。
【0122】
検出抵抗Ｒ１１の一端は、トランジスタＴＰ１１及びトランジスタＴＮ１１のドレイン端子に接続されており、他端はコイルＣの端子Ｏ１及びインバータＩＮＶ１に接続されている。
【0123】
検出抵抗Ｒ２１の一端は、トランジスタＴＰ２１及びトランジスタＴＮ２１のドレイン端子に接続されており、他端はコイルＣの端子Ｏ２及びインバータＩＮＶ２に接続されている。
【0124】
第２の実施形態の変形例の回転検出動作においては、例えば、トランジスタＴＰ１及びトランジスタＴＰ１１を同時にＯＮすることで、検出抵抗Ｒ１と検出抵抗Ｒ１１の合成抵抗を生成するとよい。同様に、トランジスタＴＮ１及びトランジスタＴＮ１１を同時にＯＮすることで、検出抵抗Ｒ１と検出抵抗Ｒ１１の合成抵抗を生成するとよい。
【0125】
第２の実施形態の変形例においては、検出抵抗の抵抗値のパターン、すなわち、検出感度のパターンを増やすことができ、より精度良く回転検出を行うことができる。
【0126】
なお、上記各実施形態及び変形例においては、指針を通常運針させる場合の回転検出について説明したが、これに限らず、高速運針にも適用可能である。
【0127】
以上、本発明に係る実施形態及びその変形例について説明したが、この実施形態に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。
【符号の説明】
【0128】
１ 電源、１１ 変動電源、２ 基準信号生成回路、２１ 発信回路、２２ 分周回路、３ 通常駆動パルス生成回路、４ 補正駆動パルス生成回路、５ 回転検出パルス生成回路、６ セレクタ、７ ドライバ回路、７１ 第１ドライバ回路、７２ 第２ドライバ回路、８ ステップモータ、９，２０９,３０９ 回転検出回路、９０ 判定回路、９１ 第１判定部、９２ 第２判定部、１０ 駆動ランク選択回路、１００ 電子時計、１１０ 電源電圧検出回路、１２０ 検出感度選択回路、Ｃ コイル、ＲＴ ロータ、ＳＴ ステータ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】