電子鐘表的制作方法
電子鐘表的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供不擴大電路規(guī)模，能夠精細控制通常驅動脈沖的驅動力，抑制消耗電流的不均的電子鐘表。該電子鐘表在輸出斬波后的驅動脈沖的期間，在現(xiàn)有技術中使線圈端子短路的區(qū)間中，從與輸出通常驅動脈沖的電機驅動器(8)的端子不同的端子輸出脈沖(以下稱為調制脈沖)并進行控制。通過使該調制脈沖的輸出模式基于驅動等級選擇電路(11)而變化，能夠使電機驅動電流增減，使驅動力改變。
【專利說明】電子鐘表
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有步進電機的電子鐘表。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，在電子鐘表中為了減少消耗電流而準備多個驅動力不同的通常驅動脈沖，采用從其中總是選擇能夠以最小的能量進行驅動的通常驅動脈沖來驅動電機的方法。簡單說明其選擇方法，首先輸出規(guī)定的驅動力的通常驅動脈沖，接著判斷電機是否旋轉。然后在沒有旋轉的情況下，立即輸出另外準備的驅動力大的修正驅動脈沖，使轉子可靠地旋轉，并且在下一通常驅動脈沖輸出時，切換為具有比前次大I等級(rank)的驅動力的通常驅動脈沖而輸出。此外，在電機旋轉的情況下，在下一通常驅動脈沖輸出時輸出與前次相同的通常驅動脈沖。而且，以在輸出一定次數的相同的驅動脈沖時，切換為小I等級的驅動力的通常驅動脈沖的方法選擇通常驅動脈沖。
[0003]另外，在現(xiàn)有的方式中轉子的旋轉/非旋轉的檢測多使用下述方式:在通常驅動脈沖施加結束后，輸出旋轉檢測脈沖，使步進電機的線圈的阻抗值急劇變化，在線圈端檢測在線圈產生的感應電壓，根據轉子的自由振動的模式進行旋轉判斷(例如參照專利文獻1、專利文獻2和專利文獻3)。
[0004]此外，作為變更通常驅動脈沖的驅動力的方法，在專利文獻4中記載有使驅動脈沖由多個子脈沖(以后將驅動脈沖的多個的子脈沖稱為“斬波”)構成，控制各子脈沖(斬波)的占空比，以變更脈沖寬度的方法。另外，以下將這樣的由多個斬波構成的驅動脈沖稱為“斬波驅動脈沖”。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平7-120567號公報(段落0018?0024、圖7)
[0008]專利文獻2:日本特公平8-33457號公報(第三頁第6欄第26行?第4頁第7欄第39行、圖4?圖6)
[0009]專利文獻3:日本特公平1-42395號公報(第5頁第9欄)
[0010]專利文獻4:日本特開平9-266697號公報(段落0013、圖5)
【發(fā)明內容】
[0011]發(fā)明要解決的技術問題
[0012]現(xiàn)有技術中，通過通常脈沖輸出后的電機旋轉檢測判斷為非旋轉時，在下一通常驅動脈沖輸出時輸出具有比前次大I等級的驅動力的通常脈沖，但此時在通常驅動脈沖的每個斬波中全部的占空比發(fā)生變化而提升等級，因此消耗電流的增加量大。
[0013]因此，由于轉子的偏心等在個體間存在電機驅動力的差異時，產生:能夠以本來的設定值即驅動力低的通常驅動脈沖旋轉的電機；和不是提升I等級的驅動力高的通常驅動脈沖就無法旋轉的電機。提升I等級的消耗電流的增加量大，因此不是提升I等級的通常驅動脈沖就無法旋轉的電機有可能產生不能夠達到規(guī)定的電池壽命的問題。這是因為，為了提高鐘表的銷售力，存在將電池壽命設定為比現(xiàn)有的電池壽命長的年數(例如將原為2年的設定為3年)的傾向，而且存在將由電機消耗的電流值、用于實現(xiàn)它的通常驅動脈沖的驅動力設定為能夠實現(xiàn)的極限值(剛好能夠實現(xiàn)的值)的傾向。
[0014]現(xiàn)有技術中，將石英振子的激振頻率32kHz的半周期約16 μ s作為通常驅動脈沖的I等級的變化量來控制驅動力。與此相對，為了抑制每提升I等級的消耗電流的增加量，例如可以采用下述方法:使用倍頻電路生成激振頻率的2倍的64kHz的基準信號，將該信號的半周期約8 μ s作為通常驅動脈沖的變化量，更精細地控制每提升I等級的驅動力的變化量。
[0015]但是，該方法需要倍頻電路，因此電路規(guī)模變大。此外，由于倍頻電路的驅動，也存在電路的消耗電流增大的問題。
[0016]本發(fā)明的目的在于提供一種電子鐘表，其不進行倍頻電路等帶來的電路規(guī)模擴大，就能夠精細地控制通常驅動脈沖的驅動力，抑制電機的消耗電流的不均。
[0017]用于解決課題的技術方案
[0018]本發(fā)明為了達到上述目的具有下述結構。
[0019]一種電子鐘表，其特征在于，包括:2極步進電機(9);具有用于驅動該步進電機
(9)的2個驅動端子的電機驅動器(8);輸出用于驅動上述步進電機(9)的斬波驅動脈沖的原信號的驅動脈沖生成電路(3);和將由該驅動脈沖生成電路(3)生成的該斬波驅動脈沖的原信號輸出到上述電機驅動器(8)的選擇器(7)，上述電子鐘表還包括將要在上述斬波驅動脈沖的各斬波輸出之間的休止期間中輸出的調制脈沖的原信號輸出到上述選擇器
(7)的調制脈沖生成電路(4)，上述選擇器(7)以上述調制脈沖從與輸出上述斬波驅動脈沖的驅動端子不同的驅動端子輸出的方式，將上述調制脈沖的原信號輸出到上述電機驅動器⑶。
[0020]發(fā)明効果
[0021]如上所述根據本發(fā)明，在斬波后的通常驅動脈沖中的脈沖原本的斬波休止期間中，從與輸出通常驅動脈沖的電機驅動器的端子不同的端子輸出脈沖(以下稱為調制脈沖。)。調制脈沖是抑制通常驅動脈沖的驅動力的脈沖。通過控制該調制脈沖的輸出模式，即使不使用倍頻電路也能夠精細地設定通常驅動脈沖的驅動力。
[0022]此外，因為不需要倍頻電路等，所以即使不進行大幅的電路結構的變更也能夠容易地將本發(fā)明組入現(xiàn)有產品中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的第一、第二實施方式的電路結構的框線圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的第一、第二、第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0025]圖3是本發(fā)明的第一、第二、第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0026]圖4是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0027]圖5是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0028]圖6是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0029]圖7是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖和在線圈產生的電流波形圖。
[0030]圖8是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的結構的等效電路圖。
[0031]圖9(a)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表示to之前的狀態(tài)。
[0032]圖9(b)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表示to-tl間的狀態(tài)。
[0033]圖9(c)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表不11的狀態(tài)。
[0034]圖9(d)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表示tl-t2間的狀態(tài)。
[0035]圖10是對本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每等級的消耗電流變化量進行比較的圖。
[0036]圖11是本發(fā)明的第二、第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0037]圖12是表示本發(fā)明的第三實施方式的電路結構的框線圖。
[0038]圖13是表示本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0039]圖14是表示本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0040]圖15是對本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每等級的消耗電流變化量進行比較的圖。
【具體實施方式】
[0041](第一實施方式)
[0042]第一實施方式在通常驅動脈沖的斬波休止期間中從與輸出通常驅動脈沖的電機驅動器的端子不同的端子輸出調制脈沖，使調制脈沖的輸出模式變化，精細地控制驅動力。以下基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第一實施方式。
[0043]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路結構的框線圖，圖2?圖7是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的各種脈沖的波形圖，(a)是在線圈的一個端子01產生的電壓波形，表示由7個子脈沖構成的I組的斬波驅動脈沖，(b)是在線圈的另一個端子02產生的電壓波形，表示由在子脈沖的休止區(qū)間al產生的7?O的子脈沖構成的I組的調制脈沖。(c)是在線圈產生的電流的波形。另外，端子01和02產生的波形是在每I步中相位相反的交替脈沖。本發(fā)明的圖8?圖9是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，圖10是對本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每I等級的消耗電流的變化進行比較的圖。
[0044]在圖1中，I是電源，2是基準信號生成電路，包括利用石英振子(未圖示)的激振而生成基準時鐘的激振電路211，和對來自激振電路211的基準信號進行分頻的分頻電路212。3是通常驅動脈沖生成電路，其基于基準信號生成電路2，如圖2?圖6(a)所示，以3.5ms寬度每0.5ms生成斬波占空比為28/32的脈沖。另外，將占空比28/32的斬波輸出后直到輸出下一斬波為止的區(qū)間(例如、圖2的“al”)稱為“休止區(qū)間”。在第一實施例中，在后述的任一等級中，通常驅動脈沖的斬波占空比固定為28/32。
[0045]另外，圖2?圖6 (a)所示的波形表示從后述的電機驅動器8的Ol端子輸出的信號，實際從通常驅動脈沖生成電路3輸出的原信號是高電位和低電位反轉后的信號。
[0046]4是調制脈沖生成電路，其基于基準信號生成電路2，如圖2?圖5(b)所示，生成斬波占空比為4/32的調制脈沖。調制脈沖由在上述通常驅動脈沖的輸出休止期間(例如“al”)中輸出的子脈沖(例如“a2”)構成，生成在全部期間A?G中輸出子脈沖的圖2(b)、在期間B?G輸出子脈沖的圖3 (b)、在期間C?G輸出子脈沖的圖4 (b)、在期間D?G輸出子脈沖的圖5(b)、沒有輸出子脈沖的期間的圖6(b)這樣的不同的波形模式。調制脈沖生成電路4基于后述的脈沖驅動等級選擇電路11，從不同的調制脈沖的波形模式中進行選擇并輸出。
[0047]另外，圖2?圖6(b)所示的波形表示從后述的電機驅動器8的02端子輸出的信號，實際上從調制脈沖生成電路4輸出的原信號是高電位和低電位反轉后的信號。
[0048]5是基于基準信號生成電路2生成修正驅動脈沖的修正驅動脈沖生成電路，6是基于基準信號生成電路2生成旋轉檢測脈沖的旋轉檢測脈沖生成電路。
[0049]7是選擇器，對從通常驅動脈沖生成電路3、調制脈沖生成電路4、修正驅動脈沖生成電路5、旋轉檢測脈沖生成電路6輸出的脈沖，基于后述的旋轉檢測電路10的判斷結果進行選擇并輸出。8是電機驅動器，將從選擇器7輸出的信號向后述的2極步進電機9的線圈(未圖示)供給，并且將后述的步進電機9的轉子(未圖示)的旋轉狀態(tài)傳送至后述的旋轉檢測電路10。因此，在電機驅動器8具有用于向步進電機9的線圈進行供給的01、02這2個輸出端子。
[0050]9是包括線圈(未圖示)和轉子(未圖示)的步進電機，經由輪系(未圖示)驅動指針(未圖示)。
[0051]10是旋轉檢測電路，判斷步進電機9的轉子的旋轉、非旋轉，控制選擇器7和后述的脈沖驅動等級選擇電路11和計數電路12。
[0052]11是脈沖驅動等級選擇電路，在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉的情況下和在由后述的計數電路12計數到轉子旋轉規(guī)定次數的情況下，選擇規(guī)定的值使調制脈沖的輸出模式變動，控制調制脈沖生成電路4。
[0053]12是計數電路，對判斷步進電機9的轉子(未圖示)為旋轉的次數進行計數，控制脈沖驅動等級選擇電路11。計數電路12進而在判斷轉子為非旋轉時被重置，繼續(xù)對判斷為旋轉的次數進行計數。
[0054]另外，如果將脈沖驅動等級選擇電路11中選擇調制脈沖的子脈沖輸出期間A?G(圖2)、期間B?G(圖3)、期間C?G(圖4)、期間D?G(圖5)、期間E?G、期間F?G、期間G、無調制脈沖輸出期間(圖6)的脈沖驅動等級選擇電路11的值設定為2進制數的“ 000 ”、“ 001”、“ O1 ”、“ 011”、“ 100 ”、“ 101”、“ 110 ”、“ 111”，則脈沖驅動等級選擇電路 11 能夠由3比特(bit)的2進制計數構成。另外，該計數的值相當于等級。
[0055]脈沖驅動等級選擇電路11，在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉時，計數提升(增加)，選擇調制脈沖的輸出少的波形模式，在由計數電路12計數到轉子旋轉了規(guī)定次數時，計數下降(減少)，選擇調制脈沖的輸出多的波形模式。
[0056]接著使用圖7?圖9說明電機驅動器8的動作。
[0057]圖7(a)、圖7(b)的電壓波形的脈沖寬度、占空比與圖2同樣。圖7 (C)是圖7(a)、圖7(b)的電壓波形被輸出時在線圈產生的電流的波形，以虛線表示在期間A輸出調制脈沖時的電流波形，以實線表示在期間A不輸出調制脈沖時的電流波形。
[0058]圖8是表示上述電機驅動器8的結構的等效電路圖。21p是將控制信號Φρ?輸入柵極，源極與電源I的正極側連接，漏極側與Ol端子連接的PMOS晶體管，21η是將控制信號Φη?輸入柵極，源極與電源I的負極側連接，漏極側與01端子連接的NMOS晶體管，在各源極漏極間，連接有在MOS晶體管的構造上產生的寄生二極管23ρ和23η。此外，22ρ是將控制信號Φρ2輸入柵極，源極與電源I的正極側連接，漏極側與02端子連接的PMOS晶體管，22η是將控制信號Φη2輸入柵極，源極與電源I的負極側連接，漏極側與02端子連接的NMOS晶體管，在各源極漏極間，連接有在MOS晶體管的構造上產生的寄生二極管24ρ和24ηο在01端子與02端子之間，串聯(lián)地連接有構成上述步進電機9的線圈25和該線圈25的直流電阻成分26。另外，輸入MOS晶體管21ρ、21η、22ρ、22η的各柵極的控制信號Φρ?、Φη?、Φρ2、Φη2是構成上述通常驅動脈沖和調制脈沖的信號。
[0059]具體地說，從通常驅動脈沖生成電路3輸出的原信號經由選擇器7輸出至Φρ?、Φη?，從調制脈沖生成電路4輸出的原信號經由選擇器7輸出至Φρ2、Φη2。電機驅動器8實質上構成為逆變器，兩原信號作為圖2?6中記載的圖的反轉信號輸出，因此圖2?6中記載的信號波形輸出至01、02。
[0060]在圖7中，通常(時刻t0之前)，01端子和02端子均為GND (+)是同電位，因此上述電機驅動器8成為圖9(a)所示的等效電路狀態(tài)。S卩，上述PMOS晶體管21p和22p均導通，因此分別由低電阻210p、220p表示。此外，上述NMOS晶體管21η和22η均截止，因此分別由上述寄生二極管23η和24η表示。此時，01端子和02端子均為GND(+)是同電位，因此在線圈25流動的電流為零。
[0061]當成為時刻t0時，來自上述通常驅動脈沖生成電路3的通常驅動脈沖由選擇器7從電機驅動器8中選擇出來并輸出，01端子為低電平，02端子為高電平，因此在線圈25流動電流，上述步進電機9開始旋轉。此時，上述電機驅動器8成為圖9(b)所示的等效電路狀態(tài)。S卩，上述PMOS晶體管22p和上述NMOS晶體管21η均導通，因此分別由低電阻220ρ、210η表示。此外，上述PMOS晶體管21ρ和上述NMOS晶體管22η均截止，因此分別由上述寄生二極管23ρ和24η表示。在電機驅動器8流動的電流31，從上述電源1，按照低電阻220ρ — 02端子一串聯(lián)電阻成分26 —線圈25 — 01端子一低電阻210η的方向流動而被消耗。
[0062]當成為時刻tl時，上述通常驅動脈沖停止。01端子和02端子均為GND (+)是同電位，向線圈25的通電被截斷。但是，如圖7(c)虛線所示，在線圈中流動的電流并不是立即成為零。
[0063]此時，上述電機驅動器8成為圖9 (C)所示的等效電路狀態(tài)。S卩，上述PMOS晶體管2Ip和22p均導通，因此分別由低電阻210p、220p表示。此外，上述NMOS晶體管21η和22η均截止，因此分別由上述寄生二極管23η和24η表示。在電機驅動器8流動電流32，從線圈25按照01端子一低電阻210ρ —低電阻220ρ — 02端子一串聯(lián)電阻成分26的方向流動。
[0064]之后輸出調制脈沖時(圖7 (b)所示的虛線)，與使上述步進電機9旋轉的時刻t0到tl的驅動脈沖相反，Ol端子為高電平，02端子為低電平。上述電機驅動器8成為圖9(d)所示的等效電路狀態(tài)。即，上述PMOS晶體管21p和上述NMOS晶體管22η均導通，分別由低電阻210ρ、220η表示。此外，上述PMOS晶體管22ρ和上述NMOS晶體管21η均截止，因此分別由上述寄生二極管24ρ和23η表示。
[0065]此時，產生電動勢的線圈25和電源I成為經由低電阻21p、低電阻220η和串聯(lián)電阻成分26并聯(lián)連接的結構。即，從上述線圈25按照01端子一低電阻210ρ —電源I —低電阻220η — 02端子一串聯(lián)電阻成分26的方向流動的電流33，和從上述電源I按照低電阻210ρ — 01端子一線圈25 —串聯(lián)電阻成分26 — 02端子一低電阻220η的方向流動的電流34合成而得的電流，在上述電機驅動器8中流動，但時刻t0到tl的通常驅動脈沖的時間跨度與時刻tl到t2的調制脈沖的時間跨度相比很大，因此電流33起支配作用。上述電流33是對電源I充電，回收電力的方向，但也會減少使步進電機9旋轉的方向的電流33，因此由于輸出調制脈沖，驅動力下降。
[0066]當成為時刻t2時，上述調制脈沖停止，來自上述通常驅動脈沖生成電路3的通常驅動脈沖由選擇器7從電機驅動器8中選擇出來并輸出，01端子成為低電平，02端子成為高電平，因此在使上述步進電機9旋轉的方向上在線圈25流動電流。S卩，上述電機驅動器8中，瞬間地01端子和02端子均成為GND(+)是同電位，經由圖9(c)那樣的等效電路狀態(tài)，再次回到圖9(b)所示的等效電路狀態(tài)，期間A的動作結束。在期間B?G反復進行以上的動作。
[0067]其中，時刻tl到t2的調制脈沖的時間跨度至少要比時刻t0到tl的通常驅動脈沖的時間跨度小。調制脈沖的時間跨度比通常驅動脈沖的時間跨度大時，擔心會對上述步進電機9的旋轉造成影響。
[0068]此外，當時亥Ij tl到t2中不輸出調制脈沖時(圖7 (b)所示的實線)，01端子和02端子均為GND(+)是同電位，向線圈25的通電被截斷。但是，如圖7(c)實線所示，在線圈中流動的電流并非立即為零。此時，上述電機驅動器8成為圖9(c)所示的等效電路狀態(tài)，利用電流32維持步進電機9的旋轉。與輸出調制脈沖時相比，沒有使旋轉方向的電流減少的電流成分，因此驅動力變高。即，能夠利用有無調制脈沖輸出來進行步進電機9的驅動力控制。
[0069]接著說明圖1的結構的動作。首先，以在A?G的全部期間輸出調制脈沖的圖2的脈沖進行驅動，由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“000”增加至“001”，基于該值選擇在B?G的期間中輸出調制脈沖的圖3的脈沖，下一步利用比圖2的脈沖驅動力高的圖3的脈沖來驅動步進電機9。
[0070]此外，在即使由圖3的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“001”增加至“010”，基于該值，選擇在C?G的期間中輸出調制脈沖的圖4的脈沖，下一步利用比圖3的通常驅動脈沖驅動力高的圖4的脈沖來驅動步進電機9。
[0071]進而，在即使由圖4的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，同樣輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“010”增加至“011”，基于該值選擇在D?G的期間中輸出調制脈沖的圖5的脈沖，下一步利用比圖4的脈沖驅動力高的圖5的脈沖來驅動步進電機9。最終增加至“111”，選擇在A?G的全部期間不輸出調制脈沖的圖6的脈沖，驅動步進電機9。這樣按照從期間A到期間G的順序停止調制脈沖的輸出，由此使驅動力變高。
[0072]假設以圖5的脈沖進行驅動，對于判斷為轉子旋轉的旋轉檢測電路10的檢測信號，圖1所示的計數電路12連續(xù)計數到旋轉規(guī)定次數(例如256次)時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“011”減少到“010”，選擇比圖5驅動力低的圖4的脈沖，驅動步進電機9。在以圖4的脈沖進行驅動時，同樣在對于旋轉檢測電路10的轉子的旋轉判斷信號由計數電路12連續(xù)計數到規(guī)定次數的旋轉時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“010”減少至“001”，以圖3的脈沖驅動步進電機9。進一步，在以圖2的脈沖進行驅動時，也在對于旋轉檢測電路10的轉子的旋轉判斷信號由計數電路12連續(xù)計數到規(guī)定次數的旋轉時，減少脈沖驅動等級選擇電路11的值，在下一步以圖1的脈沖進行步進電機9的驅動。S卩，在從“111”到“000”由計數電路12連續(xù)計數到規(guī)定次數的旋轉時，依次各減少I等級。
[0073]接著，比較第一實施方式的等級“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”的步進電機9的每等級的消耗電流變化量，和按照現(xiàn)有的通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比從21/32到28/32(相當于第一實施方式的等級“111”)每次變化1/32時的步進電機9的每等級的消耗電流變化量，將對于該實驗的 申請人:的實驗測定結果表示在圖10中。
[0074]圖10的涂黑的圓形繪點表示第一實施方式的測定結果，從圖中的左側的繪點起依次為等級“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”。沒有被涂黑的四邊形繪點表示現(xiàn)有結構的測定結果，從圖中的左側的繪點起依次為占空比21/32、22/32、23/32、24/32、25/32、26/32、27/32、28/32。在現(xiàn)有結構中，每提升I等級的消耗電流變化量為30?50nA，與此相對，第一實施方式中抑制到20?30nA，能夠精細地控制驅動力。
[0075]即，在現(xiàn)有技術中，按照通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比每次變化1/32，例如在第一實施方式中通常驅動脈沖數為7個，因此每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為1/32 X 7 (脈沖數)=7/32，但根據本發(fā)明中的使調制脈沖的輸出在期間A到期間G依次各停止輸出I脈沖的方式，例如第一實施方式中將調制脈沖的占空比設定為4/32，每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為4/32，因此能夠與現(xiàn)有技術相比更精細地控制驅動力。
[0076]如上所述，本發(fā)明中不使通常驅動脈沖變化，而是僅通過控制調制脈沖的輸出模式就能夠不使用倍頻電路等而精細地進行驅動力控制，同時能夠將驅動力變動時的消耗電流的增加量抑制得較小，能夠減少各個消耗電流的不均。
[0077](第二實施方式)
[0078]第二實施方式是與第一實施方式相比使每提升I等級的驅動力的變化量更小的控制方法的例子。以下基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第二實施方式。
[0079]表示第二實施方式的電子鐘表的電路結構的框線圖與圖1相同，因此引用圖1進行說明。圖11是本發(fā)明的第二實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，圖11(a)是在線圈的一個端子Ol產生的電壓波形，圖11(b)是在線圈的另一個端子02產生的電壓波形。其中，端子01和02產生的波形是在每一步相位相反的交替脈沖。圖2、圖3也是本發(fā)明的第二實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，與第一實施方式同樣，因此引用第一實施方式的說明。另外，對與第一實施方式中說明的構造要素相同的構成要素標注相同的附圖標記，省略說明。
[0080]對圖1的說明與第一實施方式中的說明同樣，因此對于重復的部分參照第一實施方式中的說明。本實施方式中調制脈沖生成電路4基于基準信號生成電路2，如圖2 (b)、圖3(b)、圖11(b)所示，生成斬波占空比為4/32和2/32的調制脈沖。調制脈沖在上述通常驅動脈沖輸出休止期間中輸出。由期間A中調制脈沖的占空比為4/32的圖2 (b)、期間A中不輸出調制脈沖的圖3(b)、期間A中調制脈沖的占空比為2/32的圖11(b)構成，期間B?G中調制脈沖的占空比構成為4/32。調制脈沖生成電路4基于脈沖驅動等級選擇電路11，從不同的調制脈沖的波形模式進行選擇并輸出。關于電機驅動器8的動作，調制脈沖輸出方式是同樣的，因此省略說明。另外，通過使占空比變短，調制脈沖的時間跨度變小，因此使步進電機9旋轉的方向的圖9 (d)的電流33的減少量變小，驅動力提高。
[0081]接著，如果將在脈沖驅動等級選擇電路11中選擇調制脈沖輸出期間A的占空比4/32(圖2)、2/32(圖11)、0/32(圖3，無調制脈沖輸出)的脈沖驅動等級選擇電路11的值設定為2進制數的“00”、“01”、“10”，則脈沖驅動等級選擇電路11能夠以2比特的2進制計數構成。另外，該計數值與第一實施方式同樣相當于等級。脈沖驅動等級選擇電路11在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉時，計數提升(增加)，選擇調制脈沖的占空比小的波形模式，在由計數電路12計數到轉子旋轉規(guī)定次數時，計數下降(減少)，選擇調制脈沖的占空比大的波形模式。
[0082]接著說明圖1的結構的動作。首先在期間A由輸出占空比4/32的調制脈沖的圖2的脈沖進行驅動，在由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“00”增加到“01”，基于該值在期間A選擇輸出占空比2/32的調制脈沖的圖11的脈沖，在下一步以比圖2的脈沖驅動力高的圖11的脈沖進行步進電機9的驅動。
[0083]此外，即使由圖11的脈沖進行驅動，但由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“01”增加至“10”，基于該值選擇在期間A不輸出調制脈沖的圖3的脈沖，在下一步以比圖11的通常驅動脈沖驅動力高的圖3的脈沖進行步進電機9的驅動。按照這樣的順序使調制脈沖的占空比逐漸變小，由此提高驅動力。
[0084]假設以圖3的脈沖進行驅動，對于判斷為轉子旋轉的旋轉檢測電路10的檢測信號，圖1所示的計數電路12連續(xù)計數到旋轉規(guī)定次數(例如256次)時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“10”減少到“01”，與第一實施方式同樣，以與上述相同的順序依次一等級一等級地減少至“00”。
[0085]如上所示，在第二實施方式中通過使調制脈沖的占空比變化能夠進行精細的驅動力控制。即，在第二實施方式中使調制脈沖的占空比每次變化2/32，因此每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為2/32。在第一實施方式中每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為4/32，因此與第一實施方式相比能夠抑制一半左右的執(zhí)行占空比的變化量。在上述的第二實施方式中僅在期間A使調制脈沖的占空比變化，但在期間B?G中也可以與第一實施方式組合依次以相同順序一個脈沖一個脈沖地使調制脈沖的占空比變化，由此能夠進行更高分解度(分辨率)的等級設定。
[0086](第三實施方式)
[0087]第三實施方式是使每提升I等級的驅動力的變化量較小，同時與第一、第二實施方式相比能夠進行更高分解度的等級設定的控制方法的例子。以下基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第三實施方式。
[0088]圖12表示本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路結構的框線圖，圖13、圖14是本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，(a)是在線圈的一個端子Ol產生的電壓波形，(b)是在線圈的另一個端子02產生的電壓波形，(C)是在線圈產生的電流的波形。其中，端子01和02產生的波形是在每一步相位相反的交替脈沖。圖2、圖3、圖11也是本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，與第一和第二實施方式同樣，因此引用第一和第二實施方式的說明。圖15是對本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每一等級的消耗電流的變化進行比較的圖。另外，對與第一和第二實施方式中說明的構造要素相同的構成要素標注相同的附圖標記，省略說明。
[0089]圖12基本的結構與圖1同樣，因此對于重復的部分參照第一實施方式。
[0090]本實施方式中通常驅動脈沖生成電路3具有:基于基準信號生成電路2，如圖2(a)、圖3(a)、圖11(a)、圖12(a)、圖13(a)所示，生成斬波占空比為28/32的通常驅動脈沖的固定部311 ;和如圖3(a)、圖12(a)、圖13(a)所示，分別在期間A中生成斬波占空比為0/32,2/32,4/32的通常驅動脈沖的變動部312。采用接著固定部使變動部輸出通常驅動脈沖的結構。通常驅動脈沖生成電路3的變動部312基于脈沖驅動等級選擇電路11，選擇不同的斬波占空比并輸出。
[0091]在本實施方式中調制脈沖生成電路4與第二實施方式同樣，因此省略說明。
[0092]接著，在脈沖驅動等級選擇電路11中，如果將選擇期間A的調制脈沖的占空比為4/32 (圖2) ,2/32 (圖11)、調制脈沖和通常驅動脈沖的變動部312的占空比為0/32 (圖3)、通常驅動脈沖的變動部312的占空比為2/32(圖12)、4/32(圖13)的脈沖驅動等級選擇電路11的值設定為2進制數的“000”、“001”、“010”、“011”、“100”，則脈沖驅動等級選擇電路11能夠由3比特的2進制計數構成。另外，該計數的值與第一和第二實施方式同樣相當于等級。脈沖驅動等級選擇電路11在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉時，計數提升(增加)，選擇調制脈沖的占空比小或者通常驅動脈沖的占空比大的波形模式，由計數電路12計數到轉子旋轉規(guī)定次數時，計數下降(減少)，選擇調制脈沖的占空比大或者通常驅動脈沖的占空比小的波形模式。
[0093]接著說明圖12的結構的動作。首先在期間A以輸出占空比4/32的調制脈沖的圖2的脈沖進行驅動，在由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“000”增加至“001”，基于該值選擇在期間A輸出占空比2/32的調制脈沖的圖11的脈沖，在下一步以比圖2的脈沖驅動力高的圖11的脈沖進行步進電機9的驅動。
[0094]此外，即使由圖11的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷為轉子非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“001”增加至“010”，基于該值選擇在期間A不輸出調制脈沖的圖3的脈沖，在下一步以比圖11的通常驅動脈沖驅動力高的圖3的脈沖進行步進電機9的驅動。
[0095]進一步，在即使以圖3的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷為轉子非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“010”增加至“011”，基于該值從調制脈沖輸出切換為通常驅動脈沖的變動部312的輸出，選擇在期間A輸出占空比2/32的通常驅動脈沖的圖13的脈沖，在下一步以比圖3的通常驅動脈沖驅動力高的圖13的脈沖進行步進電機9的驅動。當最終增加至“100”時，選擇在期間A中通常驅動脈沖的變動部312的占空比為4/32的圖14的脈沖，驅動步進電機9。像這樣使調制脈沖的占空比逐漸變小，在調制脈沖的輸出停止后，切換為通常驅動脈沖的輸出，使通常驅動脈沖的變動部的占空比逐漸變高，由此依次使驅動力變高。
[0096]假設以圖14的脈沖進行驅動，對于判斷為轉子旋轉的旋轉檢測電路10的檢測信號，圖12所示的計數電路12連續(xù)計數到旋轉規(guī)定次數(例如256次)時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“100”減少至“011”，與第一和第二實施方式同樣，以與上述相同的順序依次一等級一等級地減少至“000”。
[0097]接著，比較第三實施方式的等級“000”、“001”、“010”、“011”、“100”的步進電機
9的每等級的消耗電流變化量，和按照現(xiàn)有的通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比從24/32到28/32每次變化1/32時的步進電機9的每等級的消耗電流變化量，將對于該實驗的 申請人:的實驗測定結果表示在圖15中。
[0098]圖15的涂黑的圓繪點表示第三實施方式的測定結果，從圖中左側的繪點起依次為等級“000，，、“001，，、“010，，、“011，，、“100”。沒有涂黑的四邊形繪點表示現(xiàn)有結構的測定結果，從圖中左側的繪點起依次為占空比26/32、27/32、28/32、29/32、30/32。在現(xiàn)有結構中每提升I等級的消耗電流變化量為40?50nA，與此相對，第三實施方式中抑制到10?15nA，可知能夠精細地控制驅動力。
[0099]即，現(xiàn)有技術中，按照通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比每次變化1/32，例如在第三實施方式中通常驅動脈沖數為7個，因此每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為1/32X7(脈沖數)=7/32，但本發(fā)明中采用在期間A使調制脈沖的輸出或通常驅動脈沖的輸出每次變化占空比2/32的方式，每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為2/32，因此與現(xiàn)有技術相比能夠精細地進行驅動力控制。
[0100]如上所述，在第三實施方式中使調制脈沖的占空比或通常驅動脈沖的變動部的占空比變化，由此能夠進行精細的驅動力控制。在上述的第三實施方式中僅在期間A使調制脈沖或通常驅動脈沖的變動部的占空比變化，但在期間B?G中也可以與第一實施方式組合依次按照相同的順序一個脈沖一個脈沖地使調制脈沖的占空比或通常驅動脈沖的占空比逐漸變化，由此能夠進行更高分解度的等級設定。
[0101]以上根據附圖詳細敘述了本發(fā)明的實施方式，但是實施方式僅是本發(fā)明的例示，本發(fā)明并非僅限于實施方式的結構。由此在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內的設計變更等也包含于本發(fā)明。由此，也可以進行以下變更。
[0102](I)在上述說明中，說明了脈沖驅動等級選擇電路11例如在第一實施方式中由3比特的2進制計數構成，以8種脈沖進行驅動力控制的內容，但也可以增加脈沖驅動等級選擇電路11的比特數，例如以4比特構成而獲得16種驅動力，能夠擴大通常驅動脈沖的驅動力范圍，或者能夠更精細地控制驅動力。
[0103](2)通常驅動脈沖、調制脈沖的斬波占空比的值、脈沖數、斬波周期等各數值并不限定于上述數值，應配合電機、安裝的顯示體(指針、日期板等)最佳化。
[0104](3)圖1或圖12所示的框線圖是一個例子，只要能夠進行上述動作則也可以具有其它結構。作為構成框圖的系統(tǒng)的方法，可以是基于隨機邏輯的控制也可以是微型計算機的控制?？梢圆捎脤⑦x擇器7由微型計算機構成，其它電路由隨機邏輯構成的結構。這樣，能夠應用于多機種的變更也能夠比較容易地實施。
[0105](4)在第一實施例中，不輸出調制脈沖的子脈沖的順序是A — B — C……，以驅動脈沖輸出開始為基點，采用從前方不輸出的方式，本發(fā)明并不限定于此。
[0106]例如，可以從C、D、E等中央部開始不輸出子脈沖，也可以按照G — F — E……，從后方不輸出。
[0107]通過不輸出調制脈沖的子脈沖，該部分的驅動力上升，因此與電機驅動狀態(tài)相配合地決定即可。
[0108](5)在第一實施例中，調制脈沖的子脈沖減少的個數是每次I個，但當然也可以同時變動2個以上。
[0109](6)在第二實施例中，說明了調制脈沖的占空比以一個子脈沖進行變更的例，但也可以以多個(包括全部)的子脈沖進行變更，此外，第二實施例為與減少子脈沖的個數的第一實施例的并用例，但也可以不減少子脈沖地實施。
[0110](7)在本實施例1?3中，表示了等級控制由步進電機9的旋轉/非旋轉控制的例子，但并不限定于此。例如，也可以由檢測電源1(通常為電池)的電源狀態(tài)的電源狀態(tài)檢測電路控制。作為電源狀態(tài)檢測電路，可以是用于檢測電源I的蓄電量(也稱為剩余容量)的例如電源電壓檢測電路。或者，在電源I為能夠充電的2次電池時，可以是檢測用于對電源I進行充電的發(fā)電源的發(fā)電狀態(tài)的發(fā)電狀態(tài)檢測電路。根據這些電源狀態(tài)檢測電路的檢測結果，進行本實施例1?3所示的控制，由此能夠進行與電源I的狀態(tài)配合的更精細的步進電機9的驅動控制。當然，也可以同時利用電源狀態(tài)和旋轉/非旋轉這兩方進行控制。
[0111](8)在本實施例1?3中進行驅動力控制的步進電機9不限定進行驅動的對象，可以是時/分/秒針等的時刻針，也可以是計時針、高度/水深計的指針、儲能指示的指針等的表示時刻信息以外的信息的功能針，也可以是日期板、星期板等的圓板、逆跳部。此外，進行驅動力控制時的驅動對象的動作不限定于通常的動作，也可以是其它特殊的動作，例如快進驅動。
[0112](9)在本實施例1?3中說明的使用調制脈沖的精細驅動力控制和變更通常驅動脈沖的斬波的占空比的現(xiàn)有的驅動力控制可以并用。此時，使用調制脈沖的精細驅動力控制可以用于通常運針時，適于穩(wěn)定點附近的電子鐘表的個體差、伴隨充放電的電源電壓的變化的補償。另一方面，變更通常驅動脈沖的斬波的占空比的現(xiàn)有的驅動力控制可以用于日歷(即日期板、星期板)的驅動時、各種附加功能的使用時等，適于電機負載暫時變大時使用。
【權利要求】
1.一種電子鐘表，其特征在于，包括: 2極步進電機(9)； 具有用于驅動該步進電機(9)的2個驅動端子的電機驅動器⑶； 驅動脈沖生成電路(3)，其輸出用于驅動所述步進電機(9)的斬波驅動脈沖的原信號；和 選擇器(7)，其將由該驅動脈沖生成電路(3)生成的該斬波驅動脈沖的原信號輸出到所述電機驅動器⑶， 所述電子鐘表還包括調制脈沖生成電路(4)，所述調制脈沖生成電路(4)將要在所述斬波驅動脈沖的各斬波輸出之間的休止期間中輸出的調制脈沖的原信號輸出到所述選擇器(7)， 所述選擇器(7)以所述調制脈沖從與輸出所述斬波驅動脈沖的驅動端子不同的驅動端子輸出的方式，將所述調制脈沖的原信號輸出到所述電機驅動器(8)。
2.如權利要求1所述的電子鐘表，其特征在于: 所述調制脈沖生成電路(4)能夠輸出多個種類的所述調制脈沖的原信號，并且所述電子鐘表包括指定電路(11)，所述指定電路(11)選擇該多個種類的所述調制脈沖中的I種所述調制脈沖，指示所述調制脈沖生成電路(4)輸出被選擇的所述調制脈沖。
3.如權利要求2所述的電子鐘表，其特征在于: 所述斬波驅動脈沖具有多個所述休止期間， 所述調制脈沖由與所述多個休止期間對應的多個小脈沖構成，并且所述多個種類的調制脈沖以所述小脈沖的個數或者輸出位置相互不同的方式構成。
4.如權利要求2或3所述的電子鐘表，其特征在于: 所述多個種類的調制脈沖以一部分的所述小脈沖的寬度比其它的所述小脈沖的寬度窄的方式構成。
5.如權利要求1?4中任一項所述的電子鐘表，其特征在于: 所述驅動脈沖生成電路(3)能夠生成所述斬波驅動脈沖的各斬波中至少一部分的占空比相互不同的多個所述斬波驅動脈沖，根據所述指定電路(11)的指示，將該多個斬波驅動脈沖中選擇出的I個斬波驅動脈沖輸出到所述選擇器(7)。
6.如權利要求2?5中任一項所述的電子鐘表，其特征在于: 所述電子鐘表包括檢測所述步進電機(9)的旋轉/非旋轉的旋轉檢測電路(10)， 所述指定電路(11)基于該旋轉檢測電路(10)的檢測結果進行指示。
7.如權利要求2?6中任一項所述的電子鐘表，其特征在于: 所述電子鐘表包括檢測電源狀態(tài)的電源狀態(tài)檢測電路， 所述指定電路(11)基于該電源狀態(tài)檢測電路的檢測結果進行指示。
【文檔編號】G04C3/14GK104487906SQ201380039298
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2012年7月23日
【發(fā)明者】田京祐, 行川昌昭 申請人:西鐵城控股株式會社, 西鐵城時計株式會社
【專利摘要】本發(fā)明提供不擴大電路規(guī)模，能夠精細控制通常驅動脈沖的驅動力，抑制消耗電流的不均的電子鐘表。該電子鐘表在輸出斬波后的驅動脈沖的期間，在現(xiàn)有技術中使線圈端子短路的區(qū)間中，從與輸出通常驅動脈沖的電機驅動器(8)的端子不同的端子輸出脈沖(以下稱為調制脈沖)并進行控制。通過使該調制脈沖的輸出模式基于驅動等級選擇電路(11)而變化，能夠使電機驅動電流增減，使驅動力改變。
【專利說明】電子鐘表
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及具有步進電機的電子鐘表。
【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術中，在電子鐘表中為了減少消耗電流而準備多個驅動力不同的通常驅動脈沖，采用從其中總是選擇能夠以最小的能量進行驅動的通常驅動脈沖來驅動電機的方法。簡單說明其選擇方法，首先輸出規(guī)定的驅動力的通常驅動脈沖，接著判斷電機是否旋轉。然后在沒有旋轉的情況下，立即輸出另外準備的驅動力大的修正驅動脈沖，使轉子可靠地旋轉，并且在下一通常驅動脈沖輸出時，切換為具有比前次大I等級(rank)的驅動力的通常驅動脈沖而輸出。此外，在電機旋轉的情況下，在下一通常驅動脈沖輸出時輸出與前次相同的通常驅動脈沖。而且，以在輸出一定次數的相同的驅動脈沖時，切換為小I等級的驅動力的通常驅動脈沖的方法選擇通常驅動脈沖。
[0003]另外，在現(xiàn)有的方式中轉子的旋轉/非旋轉的檢測多使用下述方式:在通常驅動脈沖施加結束后，輸出旋轉檢測脈沖，使步進電機的線圈的阻抗值急劇變化，在線圈端檢測在線圈產生的感應電壓，根據轉子的自由振動的模式進行旋轉判斷(例如參照專利文獻1、專利文獻2和專利文獻3)。
[0004]此外，作為變更通常驅動脈沖的驅動力的方法，在專利文獻4中記載有使驅動脈沖由多個子脈沖(以后將驅動脈沖的多個的子脈沖稱為“斬波”)構成，控制各子脈沖(斬波)的占空比，以變更脈沖寬度的方法。另外，以下將這樣的由多個斬波構成的驅動脈沖稱為“斬波驅動脈沖”。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:日本特開平7-120567號公報(段落0018?0024、圖7)
[0008]專利文獻2:日本特公平8-33457號公報(第三頁第6欄第26行?第4頁第7欄第39行、圖4?圖6)
[0009]專利文獻3:日本特公平1-42395號公報(第5頁第9欄)
[0010]專利文獻4:日本特開平9-266697號公報(段落0013、圖5)
【發(fā)明內容】
[0011]發(fā)明要解決的技術問題
[0012]現(xiàn)有技術中，通過通常脈沖輸出后的電機旋轉檢測判斷為非旋轉時，在下一通常驅動脈沖輸出時輸出具有比前次大I等級的驅動力的通常脈沖，但此時在通常驅動脈沖的每個斬波中全部的占空比發(fā)生變化而提升等級，因此消耗電流的增加量大。
[0013]因此，由于轉子的偏心等在個體間存在電機驅動力的差異時，產生:能夠以本來的設定值即驅動力低的通常驅動脈沖旋轉的電機；和不是提升I等級的驅動力高的通常驅動脈沖就無法旋轉的電機。提升I等級的消耗電流的增加量大，因此不是提升I等級的通常驅動脈沖就無法旋轉的電機有可能產生不能夠達到規(guī)定的電池壽命的問題。這是因為，為了提高鐘表的銷售力，存在將電池壽命設定為比現(xiàn)有的電池壽命長的年數(例如將原為2年的設定為3年)的傾向，而且存在將由電機消耗的電流值、用于實現(xiàn)它的通常驅動脈沖的驅動力設定為能夠實現(xiàn)的極限值(剛好能夠實現(xiàn)的值)的傾向。
[0014]現(xiàn)有技術中，將石英振子的激振頻率32kHz的半周期約16 μ s作為通常驅動脈沖的I等級的變化量來控制驅動力。與此相對，為了抑制每提升I等級的消耗電流的增加量，例如可以采用下述方法:使用倍頻電路生成激振頻率的2倍的64kHz的基準信號，將該信號的半周期約8 μ s作為通常驅動脈沖的變化量，更精細地控制每提升I等級的驅動力的變化量。
[0015]但是，該方法需要倍頻電路，因此電路規(guī)模變大。此外，由于倍頻電路的驅動，也存在電路的消耗電流增大的問題。
[0016]本發(fā)明的目的在于提供一種電子鐘表，其不進行倍頻電路等帶來的電路規(guī)模擴大，就能夠精細地控制通常驅動脈沖的驅動力，抑制電機的消耗電流的不均。
[0017]用于解決課題的技術方案
[0018]本發(fā)明為了達到上述目的具有下述結構。
[0019]一種電子鐘表，其特征在于，包括:2極步進電機(9);具有用于驅動該步進電機
(9)的2個驅動端子的電機驅動器(8);輸出用于驅動上述步進電機(9)的斬波驅動脈沖的原信號的驅動脈沖生成電路(3);和將由該驅動脈沖生成電路(3)生成的該斬波驅動脈沖的原信號輸出到上述電機驅動器(8)的選擇器(7)，上述電子鐘表還包括將要在上述斬波驅動脈沖的各斬波輸出之間的休止期間中輸出的調制脈沖的原信號輸出到上述選擇器
(7)的調制脈沖生成電路(4)，上述選擇器(7)以上述調制脈沖從與輸出上述斬波驅動脈沖的驅動端子不同的驅動端子輸出的方式，將上述調制脈沖的原信號輸出到上述電機驅動器⑶。
[0020]發(fā)明効果
[0021]如上所述根據本發(fā)明，在斬波后的通常驅動脈沖中的脈沖原本的斬波休止期間中，從與輸出通常驅動脈沖的電機驅動器的端子不同的端子輸出脈沖(以下稱為調制脈沖。)。調制脈沖是抑制通常驅動脈沖的驅動力的脈沖。通過控制該調制脈沖的輸出模式，即使不使用倍頻電路也能夠精細地設定通常驅動脈沖的驅動力。
[0022]此外，因為不需要倍頻電路等，所以即使不進行大幅的電路結構的變更也能夠容易地將本發(fā)明組入現(xiàn)有產品中。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1是表示本發(fā)明的第一、第二實施方式的電路結構的框線圖。
[0024]圖2是本發(fā)明的第一、第二、第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0025]圖3是本發(fā)明的第一、第二、第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0026]圖4是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0027]圖5是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0028]圖6是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0029]圖7是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖和在線圈產生的電流波形圖。
[0030]圖8是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的結構的等效電路圖。
[0031]圖9(a)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表示to之前的狀態(tài)。
[0032]圖9(b)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表示to-tl間的狀態(tài)。
[0033]圖9(c)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表不11的狀態(tài)。
[0034]圖9(d)是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，表示tl-t2間的狀態(tài)。
[0035]圖10是對本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每等級的消耗電流變化量進行比較的圖。
[0036]圖11是本發(fā)明的第二、第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0037]圖12是表示本發(fā)明的第三實施方式的電路結構的框線圖。
[0038]圖13是表示本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0039]圖14是表示本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的脈沖的波形圖。
[0040]圖15是對本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每等級的消耗電流變化量進行比較的圖。
【具體實施方式】
[0041](第一實施方式)
[0042]第一實施方式在通常驅動脈沖的斬波休止期間中從與輸出通常驅動脈沖的電機驅動器的端子不同的端子輸出調制脈沖，使調制脈沖的輸出模式變化，精細地控制驅動力。以下基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第一實施方式。
[0043]圖1是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路結構的框線圖，圖2?圖7是本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電路所產生的各種脈沖的波形圖，(a)是在線圈的一個端子01產生的電壓波形，表示由7個子脈沖構成的I組的斬波驅動脈沖，(b)是在線圈的另一個端子02產生的電壓波形，表示由在子脈沖的休止區(qū)間al產生的7?O的子脈沖構成的I組的調制脈沖。(c)是在線圈產生的電流的波形。另外，端子01和02產生的波形是在每I步中相位相反的交替脈沖。本發(fā)明的圖8?圖9是表示本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表的電機驅動器的狀態(tài)的等效電路圖，圖10是對本發(fā)明的第一實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每I等級的消耗電流的變化進行比較的圖。
[0044]在圖1中，I是電源，2是基準信號生成電路，包括利用石英振子(未圖示)的激振而生成基準時鐘的激振電路211，和對來自激振電路211的基準信號進行分頻的分頻電路212。3是通常驅動脈沖生成電路，其基于基準信號生成電路2，如圖2?圖6(a)所示，以3.5ms寬度每0.5ms生成斬波占空比為28/32的脈沖。另外，將占空比28/32的斬波輸出后直到輸出下一斬波為止的區(qū)間(例如、圖2的“al”)稱為“休止區(qū)間”。在第一實施例中，在后述的任一等級中，通常驅動脈沖的斬波占空比固定為28/32。
[0045]另外，圖2?圖6 (a)所示的波形表示從后述的電機驅動器8的Ol端子輸出的信號，實際從通常驅動脈沖生成電路3輸出的原信號是高電位和低電位反轉后的信號。
[0046]4是調制脈沖生成電路，其基于基準信號生成電路2，如圖2?圖5(b)所示，生成斬波占空比為4/32的調制脈沖。調制脈沖由在上述通常驅動脈沖的輸出休止期間(例如“al”)中輸出的子脈沖(例如“a2”)構成，生成在全部期間A?G中輸出子脈沖的圖2(b)、在期間B?G輸出子脈沖的圖3 (b)、在期間C?G輸出子脈沖的圖4 (b)、在期間D?G輸出子脈沖的圖5(b)、沒有輸出子脈沖的期間的圖6(b)這樣的不同的波形模式。調制脈沖生成電路4基于后述的脈沖驅動等級選擇電路11，從不同的調制脈沖的波形模式中進行選擇并輸出。
[0047]另外，圖2?圖6(b)所示的波形表示從后述的電機驅動器8的02端子輸出的信號，實際上從調制脈沖生成電路4輸出的原信號是高電位和低電位反轉后的信號。
[0048]5是基于基準信號生成電路2生成修正驅動脈沖的修正驅動脈沖生成電路，6是基于基準信號生成電路2生成旋轉檢測脈沖的旋轉檢測脈沖生成電路。
[0049]7是選擇器，對從通常驅動脈沖生成電路3、調制脈沖生成電路4、修正驅動脈沖生成電路5、旋轉檢測脈沖生成電路6輸出的脈沖，基于后述的旋轉檢測電路10的判斷結果進行選擇并輸出。8是電機驅動器，將從選擇器7輸出的信號向后述的2極步進電機9的線圈(未圖示)供給，并且將后述的步進電機9的轉子(未圖示)的旋轉狀態(tài)傳送至后述的旋轉檢測電路10。因此，在電機驅動器8具有用于向步進電機9的線圈進行供給的01、02這2個輸出端子。
[0050]9是包括線圈(未圖示)和轉子(未圖示)的步進電機，經由輪系(未圖示)驅動指針(未圖示)。
[0051]10是旋轉檢測電路，判斷步進電機9的轉子的旋轉、非旋轉，控制選擇器7和后述的脈沖驅動等級選擇電路11和計數電路12。
[0052]11是脈沖驅動等級選擇電路，在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉的情況下和在由后述的計數電路12計數到轉子旋轉規(guī)定次數的情況下，選擇規(guī)定的值使調制脈沖的輸出模式變動，控制調制脈沖生成電路4。
[0053]12是計數電路，對判斷步進電機9的轉子(未圖示)為旋轉的次數進行計數，控制脈沖驅動等級選擇電路11。計數電路12進而在判斷轉子為非旋轉時被重置，繼續(xù)對判斷為旋轉的次數進行計數。
[0054]另外，如果將脈沖驅動等級選擇電路11中選擇調制脈沖的子脈沖輸出期間A?G(圖2)、期間B?G(圖3)、期間C?G(圖4)、期間D?G(圖5)、期間E?G、期間F?G、期間G、無調制脈沖輸出期間(圖6)的脈沖驅動等級選擇電路11的值設定為2進制數的“ 000 ”、“ 001”、“ O1 ”、“ 011”、“ 100 ”、“ 101”、“ 110 ”、“ 111”，則脈沖驅動等級選擇電路 11 能夠由3比特(bit)的2進制計數構成。另外，該計數的值相當于等級。
[0055]脈沖驅動等級選擇電路11，在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉時，計數提升(增加)，選擇調制脈沖的輸出少的波形模式，在由計數電路12計數到轉子旋轉了規(guī)定次數時，計數下降(減少)，選擇調制脈沖的輸出多的波形模式。
[0056]接著使用圖7?圖9說明電機驅動器8的動作。
[0057]圖7(a)、圖7(b)的電壓波形的脈沖寬度、占空比與圖2同樣。圖7 (C)是圖7(a)、圖7(b)的電壓波形被輸出時在線圈產生的電流的波形，以虛線表示在期間A輸出調制脈沖時的電流波形，以實線表示在期間A不輸出調制脈沖時的電流波形。
[0058]圖8是表示上述電機驅動器8的結構的等效電路圖。21p是將控制信號Φρ?輸入柵極，源極與電源I的正極側連接，漏極側與Ol端子連接的PMOS晶體管，21η是將控制信號Φη?輸入柵極，源極與電源I的負極側連接，漏極側與01端子連接的NMOS晶體管，在各源極漏極間，連接有在MOS晶體管的構造上產生的寄生二極管23ρ和23η。此外，22ρ是將控制信號Φρ2輸入柵極，源極與電源I的正極側連接，漏極側與02端子連接的PMOS晶體管，22η是將控制信號Φη2輸入柵極，源極與電源I的負極側連接，漏極側與02端子連接的NMOS晶體管，在各源極漏極間，連接有在MOS晶體管的構造上產生的寄生二極管24ρ和24ηο在01端子與02端子之間，串聯(lián)地連接有構成上述步進電機9的線圈25和該線圈25的直流電阻成分26。另外，輸入MOS晶體管21ρ、21η、22ρ、22η的各柵極的控制信號Φρ?、Φη?、Φρ2、Φη2是構成上述通常驅動脈沖和調制脈沖的信號。
[0059]具體地說，從通常驅動脈沖生成電路3輸出的原信號經由選擇器7輸出至Φρ?、Φη?，從調制脈沖生成電路4輸出的原信號經由選擇器7輸出至Φρ2、Φη2。電機驅動器8實質上構成為逆變器，兩原信號作為圖2?6中記載的圖的反轉信號輸出，因此圖2?6中記載的信號波形輸出至01、02。
[0060]在圖7中，通常(時刻t0之前)，01端子和02端子均為GND (+)是同電位，因此上述電機驅動器8成為圖9(a)所示的等效電路狀態(tài)。S卩，上述PMOS晶體管21p和22p均導通，因此分別由低電阻210p、220p表示。此外，上述NMOS晶體管21η和22η均截止，因此分別由上述寄生二極管23η和24η表示。此時，01端子和02端子均為GND(+)是同電位，因此在線圈25流動的電流為零。
[0061]當成為時刻t0時，來自上述通常驅動脈沖生成電路3的通常驅動脈沖由選擇器7從電機驅動器8中選擇出來并輸出，01端子為低電平，02端子為高電平，因此在線圈25流動電流，上述步進電機9開始旋轉。此時，上述電機驅動器8成為圖9(b)所示的等效電路狀態(tài)。S卩，上述PMOS晶體管22p和上述NMOS晶體管21η均導通，因此分別由低電阻220ρ、210η表示。此外，上述PMOS晶體管21ρ和上述NMOS晶體管22η均截止，因此分別由上述寄生二極管23ρ和24η表示。在電機驅動器8流動的電流31，從上述電源1，按照低電阻220ρ — 02端子一串聯(lián)電阻成分26 —線圈25 — 01端子一低電阻210η的方向流動而被消耗。
[0062]當成為時刻tl時，上述通常驅動脈沖停止。01端子和02端子均為GND (+)是同電位，向線圈25的通電被截斷。但是，如圖7(c)虛線所示，在線圈中流動的電流并不是立即成為零。
[0063]此時，上述電機驅動器8成為圖9 (C)所示的等效電路狀態(tài)。S卩，上述PMOS晶體管2Ip和22p均導通，因此分別由低電阻210p、220p表示。此外，上述NMOS晶體管21η和22η均截止，因此分別由上述寄生二極管23η和24η表示。在電機驅動器8流動電流32，從線圈25按照01端子一低電阻210ρ —低電阻220ρ — 02端子一串聯(lián)電阻成分26的方向流動。
[0064]之后輸出調制脈沖時(圖7 (b)所示的虛線)，與使上述步進電機9旋轉的時刻t0到tl的驅動脈沖相反，Ol端子為高電平，02端子為低電平。上述電機驅動器8成為圖9(d)所示的等效電路狀態(tài)。即，上述PMOS晶體管21p和上述NMOS晶體管22η均導通，分別由低電阻210ρ、220η表示。此外，上述PMOS晶體管22ρ和上述NMOS晶體管21η均截止，因此分別由上述寄生二極管24ρ和23η表示。
[0065]此時，產生電動勢的線圈25和電源I成為經由低電阻21p、低電阻220η和串聯(lián)電阻成分26并聯(lián)連接的結構。即，從上述線圈25按照01端子一低電阻210ρ —電源I —低電阻220η — 02端子一串聯(lián)電阻成分26的方向流動的電流33，和從上述電源I按照低電阻210ρ — 01端子一線圈25 —串聯(lián)電阻成分26 — 02端子一低電阻220η的方向流動的電流34合成而得的電流，在上述電機驅動器8中流動，但時刻t0到tl的通常驅動脈沖的時間跨度與時刻tl到t2的調制脈沖的時間跨度相比很大，因此電流33起支配作用。上述電流33是對電源I充電，回收電力的方向，但也會減少使步進電機9旋轉的方向的電流33，因此由于輸出調制脈沖，驅動力下降。
[0066]當成為時刻t2時，上述調制脈沖停止，來自上述通常驅動脈沖生成電路3的通常驅動脈沖由選擇器7從電機驅動器8中選擇出來并輸出，01端子成為低電平，02端子成為高電平，因此在使上述步進電機9旋轉的方向上在線圈25流動電流。S卩，上述電機驅動器8中，瞬間地01端子和02端子均成為GND(+)是同電位，經由圖9(c)那樣的等效電路狀態(tài)，再次回到圖9(b)所示的等效電路狀態(tài)，期間A的動作結束。在期間B?G反復進行以上的動作。
[0067]其中，時刻tl到t2的調制脈沖的時間跨度至少要比時刻t0到tl的通常驅動脈沖的時間跨度小。調制脈沖的時間跨度比通常驅動脈沖的時間跨度大時，擔心會對上述步進電機9的旋轉造成影響。
[0068]此外，當時亥Ij tl到t2中不輸出調制脈沖時(圖7 (b)所示的實線)，01端子和02端子均為GND(+)是同電位，向線圈25的通電被截斷。但是，如圖7(c)實線所示，在線圈中流動的電流并非立即為零。此時，上述電機驅動器8成為圖9(c)所示的等效電路狀態(tài)，利用電流32維持步進電機9的旋轉。與輸出調制脈沖時相比，沒有使旋轉方向的電流減少的電流成分，因此驅動力變高。即，能夠利用有無調制脈沖輸出來進行步進電機9的驅動力控制。
[0069]接著說明圖1的結構的動作。首先，以在A?G的全部期間輸出調制脈沖的圖2的脈沖進行驅動，由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“000”增加至“001”，基于該值選擇在B?G的期間中輸出調制脈沖的圖3的脈沖，下一步利用比圖2的脈沖驅動力高的圖3的脈沖來驅動步進電機9。
[0070]此外，在即使由圖3的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“001”增加至“010”，基于該值，選擇在C?G的期間中輸出調制脈沖的圖4的脈沖，下一步利用比圖3的通常驅動脈沖驅動力高的圖4的脈沖來驅動步進電機9。
[0071]進而，在即使由圖4的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，同樣輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“010”增加至“011”，基于該值選擇在D?G的期間中輸出調制脈沖的圖5的脈沖，下一步利用比圖4的脈沖驅動力高的圖5的脈沖來驅動步進電機9。最終增加至“111”，選擇在A?G的全部期間不輸出調制脈沖的圖6的脈沖，驅動步進電機9。這樣按照從期間A到期間G的順序停止調制脈沖的輸出，由此使驅動力變高。
[0072]假設以圖5的脈沖進行驅動，對于判斷為轉子旋轉的旋轉檢測電路10的檢測信號，圖1所示的計數電路12連續(xù)計數到旋轉規(guī)定次數(例如256次)時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“011”減少到“010”，選擇比圖5驅動力低的圖4的脈沖，驅動步進電機9。在以圖4的脈沖進行驅動時，同樣在對于旋轉檢測電路10的轉子的旋轉判斷信號由計數電路12連續(xù)計數到規(guī)定次數的旋轉時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“010”減少至“001”，以圖3的脈沖驅動步進電機9。進一步，在以圖2的脈沖進行驅動時，也在對于旋轉檢測電路10的轉子的旋轉判斷信號由計數電路12連續(xù)計數到規(guī)定次數的旋轉時，減少脈沖驅動等級選擇電路11的值，在下一步以圖1的脈沖進行步進電機9的驅動。S卩，在從“111”到“000”由計數電路12連續(xù)計數到規(guī)定次數的旋轉時，依次各減少I等級。
[0073]接著，比較第一實施方式的等級“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”的步進電機9的每等級的消耗電流變化量，和按照現(xiàn)有的通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比從21/32到28/32(相當于第一實施方式的等級“111”)每次變化1/32時的步進電機9的每等級的消耗電流變化量，將對于該實驗的 申請人:的實驗測定結果表示在圖10中。
[0074]圖10的涂黑的圓形繪點表示第一實施方式的測定結果，從圖中的左側的繪點起依次為等級“000”、“001”、“010”、“011”、“100”、“101”、“110”、“111”。沒有被涂黑的四邊形繪點表示現(xiàn)有結構的測定結果，從圖中的左側的繪點起依次為占空比21/32、22/32、23/32、24/32、25/32、26/32、27/32、28/32。在現(xiàn)有結構中，每提升I等級的消耗電流變化量為30?50nA，與此相對，第一實施方式中抑制到20?30nA，能夠精細地控制驅動力。
[0075]即，在現(xiàn)有技術中，按照通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比每次變化1/32，例如在第一實施方式中通常驅動脈沖數為7個，因此每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為1/32 X 7 (脈沖數)=7/32，但根據本發(fā)明中的使調制脈沖的輸出在期間A到期間G依次各停止輸出I脈沖的方式，例如第一實施方式中將調制脈沖的占空比設定為4/32，每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為4/32，因此能夠與現(xiàn)有技術相比更精細地控制驅動力。
[0076]如上所述，本發(fā)明中不使通常驅動脈沖變化，而是僅通過控制調制脈沖的輸出模式就能夠不使用倍頻電路等而精細地進行驅動力控制，同時能夠將驅動力變動時的消耗電流的增加量抑制得較小，能夠減少各個消耗電流的不均。
[0077](第二實施方式)
[0078]第二實施方式是與第一實施方式相比使每提升I等級的驅動力的變化量更小的控制方法的例子。以下基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第二實施方式。
[0079]表示第二實施方式的電子鐘表的電路結構的框線圖與圖1相同，因此引用圖1進行說明。圖11是本發(fā)明的第二實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，圖11(a)是在線圈的一個端子Ol產生的電壓波形，圖11(b)是在線圈的另一個端子02產生的電壓波形。其中，端子01和02產生的波形是在每一步相位相反的交替脈沖。圖2、圖3也是本發(fā)明的第二實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，與第一實施方式同樣，因此引用第一實施方式的說明。另外，對與第一實施方式中說明的構造要素相同的構成要素標注相同的附圖標記，省略說明。
[0080]對圖1的說明與第一實施方式中的說明同樣，因此對于重復的部分參照第一實施方式中的說明。本實施方式中調制脈沖生成電路4基于基準信號生成電路2，如圖2 (b)、圖3(b)、圖11(b)所示，生成斬波占空比為4/32和2/32的調制脈沖。調制脈沖在上述通常驅動脈沖輸出休止期間中輸出。由期間A中調制脈沖的占空比為4/32的圖2 (b)、期間A中不輸出調制脈沖的圖3(b)、期間A中調制脈沖的占空比為2/32的圖11(b)構成，期間B?G中調制脈沖的占空比構成為4/32。調制脈沖生成電路4基于脈沖驅動等級選擇電路11，從不同的調制脈沖的波形模式進行選擇并輸出。關于電機驅動器8的動作，調制脈沖輸出方式是同樣的，因此省略說明。另外，通過使占空比變短，調制脈沖的時間跨度變小，因此使步進電機9旋轉的方向的圖9 (d)的電流33的減少量變小，驅動力提高。
[0081]接著，如果將在脈沖驅動等級選擇電路11中選擇調制脈沖輸出期間A的占空比4/32(圖2)、2/32(圖11)、0/32(圖3，無調制脈沖輸出)的脈沖驅動等級選擇電路11的值設定為2進制數的“00”、“01”、“10”，則脈沖驅動等級選擇電路11能夠以2比特的2進制計數構成。另外，該計數值與第一實施方式同樣相當于等級。脈沖驅動等級選擇電路11在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉時，計數提升(增加)，選擇調制脈沖的占空比小的波形模式，在由計數電路12計數到轉子旋轉規(guī)定次數時，計數下降(減少)，選擇調制脈沖的占空比大的波形模式。
[0082]接著說明圖1的結構的動作。首先在期間A由輸出占空比4/32的調制脈沖的圖2的脈沖進行驅動，在由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“00”增加到“01”，基于該值在期間A選擇輸出占空比2/32的調制脈沖的圖11的脈沖，在下一步以比圖2的脈沖驅動力高的圖11的脈沖進行步進電機9的驅動。
[0083]此外，即使由圖11的脈沖進行驅動，但由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“01”增加至“10”，基于該值選擇在期間A不輸出調制脈沖的圖3的脈沖，在下一步以比圖11的通常驅動脈沖驅動力高的圖3的脈沖進行步進電機9的驅動。按照這樣的順序使調制脈沖的占空比逐漸變小，由此提高驅動力。
[0084]假設以圖3的脈沖進行驅動，對于判斷為轉子旋轉的旋轉檢測電路10的檢測信號，圖1所示的計數電路12連續(xù)計數到旋轉規(guī)定次數(例如256次)時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“10”減少到“01”，與第一實施方式同樣，以與上述相同的順序依次一等級一等級地減少至“00”。
[0085]如上所示，在第二實施方式中通過使調制脈沖的占空比變化能夠進行精細的驅動力控制。即，在第二實施方式中使調制脈沖的占空比每次變化2/32，因此每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為2/32。在第一實施方式中每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為4/32，因此與第一實施方式相比能夠抑制一半左右的執(zhí)行占空比的變化量。在上述的第二實施方式中僅在期間A使調制脈沖的占空比變化，但在期間B?G中也可以與第一實施方式組合依次以相同順序一個脈沖一個脈沖地使調制脈沖的占空比變化，由此能夠進行更高分解度(分辨率)的等級設定。
[0086](第三實施方式)
[0087]第三實施方式是使每提升I等級的驅動力的變化量較小，同時與第一、第二實施方式相比能夠進行更高分解度的等級設定的控制方法的例子。以下基于【專利附圖】
【附圖說明】本發(fā)明的第三實施方式。
[0088]圖12表示本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路結構的框線圖，圖13、圖14是本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，(a)是在線圈的一個端子Ol產生的電壓波形，(b)是在線圈的另一個端子02產生的電壓波形，(C)是在線圈產生的電流的波形。其中，端子01和02產生的波形是在每一步相位相反的交替脈沖。圖2、圖3、圖11也是本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表的電路所產生的通常驅動脈沖的波形圖，與第一和第二實施方式同樣，因此引用第一和第二實施方式的說明。圖15是對本發(fā)明的第三實施方式的電子鐘表和現(xiàn)有的電子鐘表的步進電機的每一等級的消耗電流的變化進行比較的圖。另外，對與第一和第二實施方式中說明的構造要素相同的構成要素標注相同的附圖標記，省略說明。
[0089]圖12基本的結構與圖1同樣，因此對于重復的部分參照第一實施方式。
[0090]本實施方式中通常驅動脈沖生成電路3具有:基于基準信號生成電路2，如圖2(a)、圖3(a)、圖11(a)、圖12(a)、圖13(a)所示，生成斬波占空比為28/32的通常驅動脈沖的固定部311 ;和如圖3(a)、圖12(a)、圖13(a)所示，分別在期間A中生成斬波占空比為0/32,2/32,4/32的通常驅動脈沖的變動部312。采用接著固定部使變動部輸出通常驅動脈沖的結構。通常驅動脈沖生成電路3的變動部312基于脈沖驅動等級選擇電路11，選擇不同的斬波占空比并輸出。
[0091]在本實施方式中調制脈沖生成電路4與第二實施方式同樣，因此省略說明。
[0092]接著，在脈沖驅動等級選擇電路11中，如果將選擇期間A的調制脈沖的占空比為4/32 (圖2) ,2/32 (圖11)、調制脈沖和通常驅動脈沖的變動部312的占空比為0/32 (圖3)、通常驅動脈沖的變動部312的占空比為2/32(圖12)、4/32(圖13)的脈沖驅動等級選擇電路11的值設定為2進制數的“000”、“001”、“010”、“011”、“100”，則脈沖驅動等級選擇電路11能夠由3比特的2進制計數構成。另外，該計數的值與第一和第二實施方式同樣相當于等級。脈沖驅動等級選擇電路11在由旋轉檢測電路10檢測到轉子為非旋轉時，計數提升(增加)，選擇調制脈沖的占空比小或者通常驅動脈沖的占空比大的波形模式，由計數電路12計數到轉子旋轉規(guī)定次數時，計數下降(減少)，選擇調制脈沖的占空比大或者通常驅動脈沖的占空比小的波形模式。
[0093]接著說明圖12的結構的動作。首先在期間A以輸出占空比4/32的調制脈沖的圖2的脈沖進行驅動，在由旋轉檢測電路6判斷轉子為非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“000”增加至“001”，基于該值選擇在期間A輸出占空比2/32的調制脈沖的圖11的脈沖，在下一步以比圖2的脈沖驅動力高的圖11的脈沖進行步進電機9的驅動。
[0094]此外，即使由圖11的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷為轉子非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“001”增加至“010”，基于該值選擇在期間A不輸出調制脈沖的圖3的脈沖，在下一步以比圖11的通常驅動脈沖驅動力高的圖3的脈沖進行步進電機9的驅動。
[0095]進一步，在即使以圖3的脈沖進行驅動，仍由旋轉檢測電路6判斷為轉子非旋轉時，輸出修正驅動脈沖，在使步進電機9可靠地旋轉的同時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“010”增加至“011”，基于該值從調制脈沖輸出切換為通常驅動脈沖的變動部312的輸出，選擇在期間A輸出占空比2/32的通常驅動脈沖的圖13的脈沖，在下一步以比圖3的通常驅動脈沖驅動力高的圖13的脈沖進行步進電機9的驅動。當最終增加至“100”時，選擇在期間A中通常驅動脈沖的變動部312的占空比為4/32的圖14的脈沖，驅動步進電機9。像這樣使調制脈沖的占空比逐漸變小，在調制脈沖的輸出停止后，切換為通常驅動脈沖的輸出，使通常驅動脈沖的變動部的占空比逐漸變高，由此依次使驅動力變高。
[0096]假設以圖14的脈沖進行驅動，對于判斷為轉子旋轉的旋轉檢測電路10的檢測信號，圖12所示的計數電路12連續(xù)計數到旋轉規(guī)定次數(例如256次)時，脈沖驅動等級選擇電路11的值從“100”減少至“011”，與第一和第二實施方式同樣，以與上述相同的順序依次一等級一等級地減少至“000”。
[0097]接著，比較第三實施方式的等級“000”、“001”、“010”、“011”、“100”的步進電機
9的每等級的消耗電流變化量，和按照現(xiàn)有的通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比從24/32到28/32每次變化1/32時的步進電機9的每等級的消耗電流變化量，將對于該實驗的 申請人:的實驗測定結果表示在圖15中。
[0098]圖15的涂黑的圓繪點表示第三實施方式的測定結果，從圖中左側的繪點起依次為等級“000，，、“001，，、“010，，、“011，，、“100”。沒有涂黑的四邊形繪點表示現(xiàn)有結構的測定結果，從圖中左側的繪點起依次為占空比26/32、27/32、28/32、29/32、30/32。在現(xiàn)有結構中每提升I等級的消耗電流變化量為40?50nA，與此相對，第三實施方式中抑制到10?15nA，可知能夠精細地控制驅動力。
[0099]即，現(xiàn)有技術中，按照通常驅動脈沖的每個斬波使全部的占空比每次變化1/32，例如在第三實施方式中通常驅動脈沖數為7個，因此每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為1/32X7(脈沖數)=7/32，但本發(fā)明中采用在期間A使調制脈沖的輸出或通常驅動脈沖的輸出每次變化占空比2/32的方式，每提升I等級的執(zhí)行占空比的變化量為2/32，因此與現(xiàn)有技術相比能夠精細地進行驅動力控制。
[0100]如上所述，在第三實施方式中使調制脈沖的占空比或通常驅動脈沖的變動部的占空比變化，由此能夠進行精細的驅動力控制。在上述的第三實施方式中僅在期間A使調制脈沖或通常驅動脈沖的變動部的占空比變化，但在期間B?G中也可以與第一實施方式組合依次按照相同的順序一個脈沖一個脈沖地使調制脈沖的占空比或通常驅動脈沖的占空比逐漸變化，由此能夠進行更高分解度的等級設定。
[0101]以上根據附圖詳細敘述了本發(fā)明的實施方式，但是實施方式僅是本發(fā)明的例示，本發(fā)明并非僅限于實施方式的結構。由此在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內的設計變更等也包含于本發(fā)明。由此，也可以進行以下變更。
[0102](I)在上述說明中，說明了脈沖驅動等級選擇電路11例如在第一實施方式中由3比特的2進制計數構成，以8種脈沖進行驅動力控制的內容，但也可以增加脈沖驅動等級選擇電路11的比特數，例如以4比特構成而獲得16種驅動力，能夠擴大通常驅動脈沖的驅動力范圍，或者能夠更精細地控制驅動力。
[0103](2)通常驅動脈沖、調制脈沖的斬波占空比的值、脈沖數、斬波周期等各數值并不限定于上述數值，應配合電機、安裝的顯示體(指針、日期板等)最佳化。
[0104](3)圖1或圖12所示的框線圖是一個例子，只要能夠進行上述動作則也可以具有其它結構。作為構成框圖的系統(tǒng)的方法，可以是基于隨機邏輯的控制也可以是微型計算機的控制?？梢圆捎脤⑦x擇器7由微型計算機構成，其它電路由隨機邏輯構成的結構。這樣，能夠應用于多機種的變更也能夠比較容易地實施。
[0105](4)在第一實施例中，不輸出調制脈沖的子脈沖的順序是A — B — C……，以驅動脈沖輸出開始為基點，采用從前方不輸出的方式，本發(fā)明并不限定于此。
[0106]例如，可以從C、D、E等中央部開始不輸出子脈沖，也可以按照G — F — E……，從后方不輸出。
[0107]通過不輸出調制脈沖的子脈沖，該部分的驅動力上升，因此與電機驅動狀態(tài)相配合地決定即可。
[0108](5)在第一實施例中，調制脈沖的子脈沖減少的個數是每次I個，但當然也可以同時變動2個以上。
[0109](6)在第二實施例中，說明了調制脈沖的占空比以一個子脈沖進行變更的例，但也可以以多個(包括全部)的子脈沖進行變更，此外，第二實施例為與減少子脈沖的個數的第一實施例的并用例，但也可以不減少子脈沖地實施。
[0110](7)在本實施例1?3中，表示了等級控制由步進電機9的旋轉/非旋轉控制的例子，但并不限定于此。例如，也可以由檢測電源1(通常為電池)的電源狀態(tài)的電源狀態(tài)檢測電路控制。作為電源狀態(tài)檢測電路，可以是用于檢測電源I的蓄電量(也稱為剩余容量)的例如電源電壓檢測電路。或者，在電源I為能夠充電的2次電池時，可以是檢測用于對電源I進行充電的發(fā)電源的發(fā)電狀態(tài)的發(fā)電狀態(tài)檢測電路。根據這些電源狀態(tài)檢測電路的檢測結果，進行本實施例1?3所示的控制，由此能夠進行與電源I的狀態(tài)配合的更精細的步進電機9的驅動控制。當然，也可以同時利用電源狀態(tài)和旋轉/非旋轉這兩方進行控制。
[0111](8)在本實施例1?3中進行驅動力控制的步進電機9不限定進行驅動的對象，可以是時/分/秒針等的時刻針，也可以是計時針、高度/水深計的指針、儲能指示的指針等的表示時刻信息以外的信息的功能針，也可以是日期板、星期板等的圓板、逆跳部。此外，進行驅動力控制時的驅動對象的動作不限定于通常的動作，也可以是其它特殊的動作，例如快進驅動。
[0112](9)在本實施例1?3中說明的使用調制脈沖的精細驅動力控制和變更通常驅動脈沖的斬波的占空比的現(xiàn)有的驅動力控制可以并用。此時，使用調制脈沖的精細驅動力控制可以用于通常運針時，適于穩(wěn)定點附近的電子鐘表的個體差、伴隨充放電的電源電壓的變化的補償。另一方面，變更通常驅動脈沖的斬波的占空比的現(xiàn)有的驅動力控制可以用于日歷(即日期板、星期板)的驅動時、各種附加功能的使用時等，適于電機負載暫時變大時使用。
【權利要求】
1.一種電子鐘表，其特征在于，包括: 2極步進電機(9)； 具有用于驅動該步進電機(9)的2個驅動端子的電機驅動器⑶； 驅動脈沖生成電路(3)，其輸出用于驅動所述步進電機(9)的斬波驅動脈沖的原信號；和 選擇器(7)，其將由該驅動脈沖生成電路(3)生成的該斬波驅動脈沖的原信號輸出到所述電機驅動器⑶， 所述電子鐘表還包括調制脈沖生成電路(4)，所述調制脈沖生成電路(4)將要在所述斬波驅動脈沖的各斬波輸出之間的休止期間中輸出的調制脈沖的原信號輸出到所述選擇器(7)， 所述選擇器(7)以所述調制脈沖從與輸出所述斬波驅動脈沖的驅動端子不同的驅動端子輸出的方式，將所述調制脈沖的原信號輸出到所述電機驅動器(8)。
2.如權利要求1所述的電子鐘表，其特征在于: 所述調制脈沖生成電路(4)能夠輸出多個種類的所述調制脈沖的原信號，并且所述電子鐘表包括指定電路(11)，所述指定電路(11)選擇該多個種類的所述調制脈沖中的I種所述調制脈沖，指示所述調制脈沖生成電路(4)輸出被選擇的所述調制脈沖。
3.如權利要求2所述的電子鐘表，其特征在于: 所述斬波驅動脈沖具有多個所述休止期間， 所述調制脈沖由與所述多個休止期間對應的多個小脈沖構成，并且所述多個種類的調制脈沖以所述小脈沖的個數或者輸出位置相互不同的方式構成。
4.如權利要求2或3所述的電子鐘表，其特征在于: 所述多個種類的調制脈沖以一部分的所述小脈沖的寬度比其它的所述小脈沖的寬度窄的方式構成。
5.如權利要求1?4中任一項所述的電子鐘表，其特征在于: 所述驅動脈沖生成電路(3)能夠生成所述斬波驅動脈沖的各斬波中至少一部分的占空比相互不同的多個所述斬波驅動脈沖，根據所述指定電路(11)的指示，將該多個斬波驅動脈沖中選擇出的I個斬波驅動脈沖輸出到所述選擇器(7)。
6.如權利要求2?5中任一項所述的電子鐘表，其特征在于: 所述電子鐘表包括檢測所述步進電機(9)的旋轉/非旋轉的旋轉檢測電路(10)， 所述指定電路(11)基于該旋轉檢測電路(10)的檢測結果進行指示。
7.如權利要求2?6中任一項所述的電子鐘表，其特征在于: 所述電子鐘表包括檢測電源狀態(tài)的電源狀態(tài)檢測電路， 所述指定電路(11)基于該電源狀態(tài)檢測電路的檢測結果進行指示。
【文檔編號】G04C3/14GK104487906SQ201380039298
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2012年7月23日
【發(fā)明者】田京祐, 行川昌昭 申請人:西鐵城控股株式會社, 西鐵城時計株式會社
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