JP2012002533A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】
従来技術ではロックパルスは十分に大きいパルスであれば良いという発想により一律１６ｍｓフルパルスが印加されており、適切な印加時間や形状もしくは出力、打ち切りのタイミング等について十分な議論がなされていなかった。そのため、エネルギーロスが生じていた。
【解決手段】
衝撃検出回路１１４で検出された衝撃の大きさを衝撃判別回路１１５によって判別し、衝撃の大きさに適した大きさのロックパルスを発生することで従来と同等、もしくはそれ以上の確実な制動力を保ちつつ従来よりも低消費電力にする事が可能である。また、従来ではフルパルス形状のみであったロックパルスを櫛歯形状化（チョッパー化）することでロックパルスによる消費電流を削減する。
【選択図】 図１

Description

本発明は外部衝撃による衝撃逆起電圧を検出することで衝撃を検出し、衝撃によるロータ回転を制動するためのロックパルスを出力するように前記パルス成形回路に指示する衝撃検出回路を有する電子時計に関する。

電子式腕時計は、従来から小型化とそれに伴う低消費電力化が求められてきたが、最近は特に太陽電池などを使用した充電系電源が広く用いられるため、低消費電力化がますます強く求められるようになってきた。
低消費電力化の１つの手段として、モータに使用するロータの保持力を低減することでモータの消費電力を低減することが良く行われている。しかし、この方法では、片錘の大きな指針を取り付けられず指針が細くなり、視認性が低下する問題があった。

上記のようなモータにおいて、視認性を向上させるために、例えば、秒針を太くすると、この秒針が重くなり小さな衝撃を受けただけで時刻が狂ってしまうという耐衝撃性の低下が懸念される。
このような耐衝撃性を向上させるためには、駆動電源であるステップモータの保持力を増大させればよいが、上述のごとく駆動時の消費電流が増大し、採用することはできない。

そこで、衝撃に起因するステップモータのロータの振動によりステップモータのコイルに発生する逆起電流（電圧）波形を検出することで衝撃の発生を検出し、ロータに制動をかけることが考えられてきた。
このような、外部から衝撃が加えられたときに時刻の狂いをなくす機構としては、例えば下記の特許文献１、２等が開示されている。特許文献１に開示された技術は、衝撃によってステップモータのロータが振動時の逆起電力を検出したとき、このロータを制動させ時刻の狂いを防止するものである。なお、以後この方法を単に電磁制動方式と称する。また、特許文献２に開示された技術は、衝撃検出時の逆起電力と、この逆起電力レベルを周期的に増幅させて衝撃を検出しやすくしたものである。

特開２００５-１７２６７７号公報 特公昭６１-６１３５６号公報

特許文献１に開示された従来技術を図７、図８を用いて簡単に説明する。図７は従来例の構成を示すブロック線図、図８は従来例の電子時計の出力する波形図である。図７において１はロータ１０とコイル１３より構成されるステップモータ、１０１はステップモータ１を駆動する駆動パルスＰａを発生する駆動パルス発生回路、１０２はステップモータ1に衝撃が加わったときにロータ１０を制動制御するためのロックパルスＰＬを発生するロックパルス発生回路、１０３は駆動パルス発生回路１０１の発生する駆動パルスＰａ、またはロックパルス発生回路１０２の発生するロックパルスＰＬを選択するパルス選択回路、１０８はパルス選択回路１０３の選択したパルスをコイル１３に出力するドライバ回路、１０４はロータ１０の振動によってコイル１３に発生する逆起電流によって衝撃の有無を検出する衝撃検出回路である。

続いて回路動作について説明する。図８に示すように正秒のタイミングｓ１で駆動パル
ス発生回路１０１から出力された駆動パルスＰａは、パルス選択回路１０３及びドライバ回路１０８を介してコイル１３のＯ１より出力され、ロータ１０を１８０度回転させる。そして駆動によるロータ１０の振動が収まると推測される一定期間は衝撃検出を行わない不感期間Ｔ１として設け、その後、衝撃を検出する衝撃検出期間Ｔ２に移行する。衝撃検出期間Ｔ２では衝撃検出回路１０４は周期的に衝撃検出信号ｇにより衝撃による逆起電圧を検出する。そして、衝撃検出期間Ｔ２の期間内で衝撃Ｇによって逆起電圧が生じた場合は、衝撃検出回路１０４は直ちにロックパルスＰＬを出力するようにロックパルス発生回路１０２及びパルス選択回路１０３を制御する。そしてコイル１３のＯ１より出力されたロックパルスＰＬによってロータ１０を制動制御する。ロックパルスＰＬが出力された後は、ロックパルスＰＬによる振動が収まる不感期間Ｔ１を設け、その後、再度衝撃を検出する衝撃検出期間Ｔ２に移行する。

なお、ロックパルスＰＬは一律フルパルスが出力される。

また、ロックパルスＰＬは駆動パルスＰａと同じ位相（Ｏ１）に出される。通常は駆動パルスＰａによってロータ１０が１８０度回転しているため、その後出力されるロックパルスＰＬはロータ１０が回転しない位相で出力される。

しかしながら、上述した従来技術では、衝撃に対し一種類のフルパルスのロックパルスＰＬにて対応していた。そのため、消費電力が大きくなるという問題を生じていた。詳細には、以下のことが問題であった。

（１）固定のロックパルス
時計は常に一定の衝撃が来るわけではない。着用中に少し体に触れた程度の弱い衝撃から、着用時に誤って硬い床に落とした場合の強い衝撃まで、さまざまな強度の衝撃が起こりうる。それら各種の衝撃に対し固定のロックパルスで対応しようとした場合、想定される最強度の衝撃に対応可能なロックパルスに設定せざるを得ない。このため、弱衝撃時にも最強度の衝撃に対応可能な大きな制動力のロックパルスＰＬが出力されてしまい、非常に無駄な消費電力が消費されていた。

（２）ロックパルスがフルパルス
ロックパルスＰＬは制動初期に大きな制動力が必要であり、ロータ振動が収まった後半は制動初期のような制動力は不要であり、結果的に無駄な消費電力が消費されることとなっていた。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、衝撃の強さに応じてロックパルスＰＬの大きさや形状を変更することによって、従来の電磁制動方式における消費電流のロスを削減することを目的とする。

上記の課題を解決し目的を達成するために、請求項1の発明にかかるアナログ電子時計は、衝撃の大きさを判別し、ロックパルスＰＬの大きさや形状を変更することを特徴とする。

また、請求項２の発明にかかるアナログ電子時計は、外部衝撃強度の強弱を逆起電圧値により判別することを特徴とする。

また、請求項３の発明にかかるアナログ電子時計は、外部衝撃強度の強弱を衝撃発生時
から衝撃逆起電圧が閾値を越えるまでの時間により検出することを特徴とする。

また、制動能力の変更を実行パルスの幅や形状にて変更することを特徴とする。

本発明にかかるアナログ電子時計によれば、外部衝撃が加えられ発生するロックパルスＰＬによる消費電流を必要最低限に抑える効果を奏する。特に、バッテリが低容量化された場合であっても衝撃時の時刻狂いを防止できるという効果を奏する。

本発明の実施例１の電子時計回路構成を示すブロック線図である。 本発明の実施例１の電子時計回路の出力波形図である。 本発明の実施例１の電子時計動作を示すフローチャート図である。 本発明の実施例２の電子時計回路の出力波形図である。 本発明の実施例２の電子時計動作を示すフローチャート図である。 低消費電流を可能にする各種ロックパルスの図である。（実施例３） 従来の電子時計の回路構成を示すブロック線図である。 従来の電子時計の回路の動作を説明する波形図である。 本発明の実施例１の衝撃判別回路の回路構成を示すブロック線図である。 本発明の実施例１の衝撃判別回路内の判定テーブルである。 本発明の実施例２の衝撃判別回路の回路構成を示すブロック線図である。 本発明の実施例２の衝撃判別回路内の判定テーブルである。 本発明の実施例３の衝撃の検出方法を示すブロック線図である。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるアナログ電子時計の好適な実施の形態を詳細に説明する。

［実施例１：衝撃の大きさを逆起電圧の大きさにより判別］
以下、本発明の実施例１を図面に基づいて詳述する。
実施例１は、衝撃の大きさを衝撃により発生する逆起電圧の大きさにより判別し、最適なロックパルスを選択する実施例である。
図１は実施例１の電子時計の回路構成を示すブロック線図、図２は実施例１の電子時計の出力する波形図、図３は実施例１の電子時計の回路の動作を示すフローチャート図である。なお、従来例で説明したものと同じ構成要素には同じ番号をつけて説明を省略する。
また、図１は後述の実施例２以下でも適宜使用される。

図１において、１はロータ１０とコイル１３より構成されるステップモータ、１１１は通常駆動パルスＰｓを発生する通常駆動パルス発生回路、１１２は通常駆動パルスＰｓで駆動できない場合に出力される補正駆動パルスＰｆを発生する補正駆動パルス発生回路、１０２はロックパルスＰＬを発生するロックパルス発生回路である。
ロックパルス発生回路１０２は、強衝撃用ロックパルスＰＬ１、中衝撃用ロックパルスＰＬ２、弱衝撃用ロックパルスＰＬ３を出力可能に構成される。それぞれ、制動力がＰＬ1＞ＰＬ２＞ＰＬ３となり、同時に消費電力がＰＬ1＞ＰＬ２＞ＰＬ３となるように構成される。
なお、本実施例１では、中衝撃用ロックパルスＰＬ２は使用されない。

１１３は通常駆動発生回路１１１の発生する通常駆動パルスＰｓ、補正駆動パルス発生回路１１２の発生する補正駆動パルスＰｆ、またはロックパルス発生回路１０２の発生するロックパルスＰＬのいずれかを選択するパルス選択回路である。
１０８はパルス選択回路１１３の選択したパルスをコイル１３に出力するドライバ回路、１１４はロータ１０の振動によってコイル１３に発生する逆起電流によって衝撃の有無を検出する衝撃検出回路、１１５は１１４の結果によってロックパルスＰＬの種類を決定する衝撃力判別回路である。

続いて回路動作について図１及び図２を用いて説明する。図２に示すように、衝撃逆起電圧の高さは衝撃の大きさによって変動する。
すなわち、非常に大きな衝撃により発生する重衝撃波形Ｇ１の波高値は、軽い衝撃により発生する軽衝撃波形Ｇ３の波高値より高くなる。
従って、軽衝撃波形Ｇ３の波高値は閾値Ｆ１より高くはなるが、閾値Ｆ１より高い閾値Ｆ２より高くなることは無い。それに対し、重衝撃波形Ｇ１の波高値は、閾値Ｆ２より高くなる（閾値Ｆ１より高くなるのは当然のことである）。
このことを利用し、所定の電圧値（図２では、Ｆ１，Ｆ２）と比較することにより、衝撃の大きさを判定することが可能となる。
そこで、衝撃逆起電圧の大きさを判別する電圧閾値を複数用意し、衝撃力判別回路１１５にて衝撃の大きさを判別する。

図９は、実施例１の衝撃力判別回路１１５の詳細を示したブロック構成図である。１２０，１２１は比較器であり、衝撃検出回路１１４の出力Ｓ３、すなわち、コイル１で発生した逆起電圧波形の信号Ｓ１、Ｓ２と、所定の閾値とを比較する。
１２０は、軽衝撃波形Ｇ３を検出するための比較器であり、Ｓ３と閾値Ｆ１とを比較する。１２１は、重衝撃波形Ｇ１を検出するための比較器であり、Ｓ３と閾値Ｆ２とを比較する。比較器１２０，１２１とも、各閾値Ｆ１、Ｆ２を超えた場合に検出した旨の信号を出力する。比較器１２０，１２１は例えば、公知のコンパレータにより構成することができる。

１２２は判定回路であり、比較器１２０，１２１からの信号を元に、衝撃の有無と大きさを判定し、その結果をロックパルス発生回路１０２に出力しロックパルスＰＬの大きさを指示する。
判定回路１２２内には図１０に示す判定テーブル１２３が例えばＲＯＭ等で構成され、この判定テーブル１２３を元に判定される。
また、判定回路１２２内には経過時間カウンタ１２４を有し、ＳＦ１、ＳＦ２検出における時間監視を担っている。

衝撃逆起電圧が閾値Ｆ１を越えた後、一定時間後に閾値Ｆ２を越えることが無ければ軽衝撃Ｇ３と判別し、衝撃力判別回路１１５はロックパルス発生回路１０２に対し弱ロックパルスＰＬ３の出力を指示し、ロックパルス発生回路１０２は弱ロックパルスＰＬ３を出
力する。
衝撃逆起電圧が閾値Ｆ1及び閾値Ｆ２を越えた場合は重衝撃Ｇ１と判別し、衝撃力判別回路１１５はロックパルス発生回路１０２に対し強ロックパルスＰＬ１の出力を指示し、ロックパルス発生回路１０２は強ロックパルスＰＬ１を出力する。

先述のごとく、ロックパルスＰＬ１，ＰＬ３は、制動力がＰＬ1＞ＰＬ３となり、同時に消費電力がＰＬ1＞ＰＬ３となるように構成されている。図２に示すように、本実施例１では、ＰＬ１、ＰＬ３のパルス幅を変更することで実現している。

そして、それぞれの場合のロックパルスはパルス選択回路１１３を介してドライバ回路１０８の端子Ｏ1からロックパルスＰＬが出力され、ロータ１０を制動し、ロータ１０が衝撃によって回転させられるのを防止する。
なお、衝撃逆起電圧が閾値Ｆ1及び閾値Ｆ２を検出しなかった場合は、衝撃を検出しなかったと判断し、ロックパルスの出力は実施されない。

上記動作について図３のフローチャートを用いて説明する。まず通常運針終了後、衝撃検出回路１１４によって衝撃の検出が行われる（ステップＳＴ１１）。具体的には、図８に示す衝撃検出区間Ｔ２の間に閾値Ｆ１を越える衝撃を衝撃力判別回路１１５にて検出したかどうかを判定する。所定時間内、具体的には衝撃検出区間Ｔ２の間に閾値Ｆ１を越える衝撃を検出しなかった場合には（ステップＳＴ１２のＮ）、衝撃は検出されなかったので、ロックパルスは出力せず、衝撃検出処理を終了する。

もし衝撃があった場合は（ステップＳＴ１２のＹ）、その衝撃が重衝撃か軽衝撃かを判別するために、その衝撃の大きさを衝撃力判別回路１１５にてＦ２信号の有無にて判別する（ステップＳＴ１３）。そして、ＳＦ１、ＳＦ２両信号が発生した場合は（ステップＳＴ１３のＹ）重衝撃Ｇ１と判断し（判定テーブル１のＧ１）、大きいロックパルスＰＬ1を発生する。

ＳＦ２が所定時間内（例えば、衝撃検出区間Ｔ２の間）に検出されず、検出されたのがＳＦ１信号のみであった場合は（ステップＳＴ１３のＮ）、軽衝撃Ｇ３と判定し（判定テーブル1のＧ３）小さいロックパルスＰＬ３を出力する。

＜実施例１の効果＞
本実施例１は以下のような効果を有する。
（１）軽衝撃Ｇ３と重衝撃Ｇ１を衝撃に起因する逆起電圧の大きさで判別し、各衝撃に対応した制動力のロックパルスを出力することが可能となる。
従って、従来と同等、もしくはそれ以上の確実な制動力を保ちつつ、従来よりも低消費電力にすることが可能となる。
（２）軽衝撃Ｇ３と重衝撃Ｇ１の判別を公知レベルの比較器やテーブル参照、カウンタによる時間監視といった簡単な回路構成で実現できる。
従って、従来回路から大きな変更無く本実施例を実施することができる。

＜実施例１の変形例＞
上述の実施例１の構成は一例であり、発明の主旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。例えば、以下のとおりである。
（１）閾値Ｆ１、Ｆ２の値については固定値である必要は無く、むしろ、モータ１の構成や取り付けられる表示体(指針)により適宜変更、設定されるべきものである。ロックパルスＰＬ１，ＰＬ３のパルス幅についても同様である。

（２）比較器１２０，１２１や判定回路１２２の構成は、その役割を達成できれば、どの
ような構成でも良い。
例えば、判定テーブル１２３も、ＲＯＭだけでなく、ゲートで構成されても良い。
比較器１２０、１２１についても、閾値Ｆ１、Ｆ２が固定であれば、ＶｔｈをＦ１、Ｆ２に設定したインバータであっても良い。こうすれば、比較器１２０、１２１を小さく作成することが可能である。

（３）図３のフローチャートのＳＴ１４による判定時間は衝撃検出区間Ｔ２としていたが、重衝撃Ｇ１の有無はもっと早い時間に判定可能であるので、衝撃検出区間Ｔ２よりも早期に検出を打ち切っても良い。このようにすれば、軽衝撃Ｇ３への対応も早期に出来るので、より確実な制動が可能となる。

（４）同じく図３のフローチャートのＳＴ１４による判定は、時間ではなく、ＳＦ１の再検出で実施しても良い。すなわち、ＳＦ２を検出することなく逆起電圧波形が下回った場合には軽衝撃Ｇ３と判定できる。時間判定と併用すれば、より確実である。

（５）ロックパルスＰＬ１，ＰＬ３の制動力や消費電力の変更方法は、パルス幅だけに限定されない。これについての詳細は、後述の実施例にて説明を行う。

（６）比較器１２０，１２１は、検出に使用する期間だけ電源を入れるようにすればさらなる低消費電力化が可能である。比較器をコンパレータで作成する場合は特に有利である。

（７）実施例１では比較器を１２０，１２１の２つ用意したが、まず比較する閾値をＦ１に設定し、Ｆ１検出後は比較する閾値をＦ２に変更しＦ２を検出する構成とすれば、１つのコンパレータでも実施可能である。
このようにすれば、ＩＣ化した場合に大きな回路となるコンパレータが１つで済み、回路の小型化に貢献できる。

（８）実施例1では閾値をＦ１,Ｆ２の２値を用意したが、閾値の個数はいくつでも実施可能である。閾値の個数が多くなるほど細かいロックパルスＰＬ設定が可能となり、更なる低消電化に貢献する。

［実施例２：衝撃検出の大きさを所定逆起電圧値検出までの時間により検出］
次に、本発明の実施例２を図面に基づいて詳述する。実施例２は外部衝撃の大きさを衝撃により発生する逆起電圧が衝撃発生時から閾値Ｆ０を越えるまでの時間の長さにより判別し、最適なロックパルスを選択する実施例である。

図４に示すように、衝撃による逆起電圧波形の立ち上がりの傾きは衝撃の強弱によって変動する(衝撃が強いほど傾きが急になる)。すなわち、非常に大きな衝撃により発生する重衝撃波形Ｇ１の立ち上がりの傾きは、軽衝撃により発生する軽衝撃波形Ｇ３や重衝撃Ｇ１と軽衝撃Ｇ３の中間の衝撃により発生する中衝撃波形Ｇ２の波形の立ち上がりよりも大きくなる。従って、衝撃発生時点を０として、そこから衝撃逆起電圧が閾値Ｆ０に到達するまでの時間は、衝撃が大きくなるほど短くなる。
これを利用し、所定の電圧閾値を越えるまでの時間（図４では、ｔ１、ｔ２）を比較することにより、衝撃の大きさを判定することが可能となる。

実施例２と上述の実施例１との相違は衝撃力判別回路１１５における判別方法である。
図１１は、実施例２における衝撃判別回路１１５の詳細を示したブロック構成図である。１３０は比較器であり、衝撃検出回路１１４の出力Ｓ３と閾値Ｆ０とを比較する。比較器１３０は閾値Ｆ０を超えた場合に検出した旨の信号を出力する。１３０は例えば公知の
コンパレータにより構成することができる。
１３１は経過時間カウンタであり、衝撃発生時からＦ０検出までにおける時間監視を行っている。また、カウンタ１３１からの信号を元に例えばＲＯＭ等で構成された図１２に示す判定テーブル１３２によって衝撃の大きさが判定される。

衝撃後、閾値Ｆ０を越えるまでの時間ｔがｔ1以下であれば重衝撃Ｇ１と判別し、衝撃力判別回路１１５はロックパルス発生回路１０２に対し、重衝撃用ロックパルスＰＬ１の出力を指示し、ロックパルス発生回路１０２は重衝撃用ロックパルスＰＬ1を出力する。
また、衝撃後、閾値Ｆ０を越えるまでの時間がt２以上であれば軽衝撃Ｇ３と判別し、衝撃力判別回路１１５はロックパルス発生回路１０２に対し、軽衝撃用ロックパルスＰＬ３の出力を指示し、ロックパルス発生回路１０２は軽衝撃用ロックパルスＰＬ３を出力する。
そして、衝撃後、閾値Ｆ０を越えるまでの時間ｔがt1以上ｔ２以下であれば上述の重衝撃Ｇ１、軽衝撃Ｇ３の中間である中衝撃Ｇ２と判別し、衝撃力判別回路１１５はロックパルス発生回路１０２に対し、中衝撃用ロックパルスＰＬ２の出力を指示し、ロックパルス発生回路１０２は中衝撃用ロックパルスＰＬ２を出力する。

先述のごとく、ロックパルスＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３は、制動力がＰＬ１＞ＰＬ２＞ＰＬ３となり、同時に消費電力がＰＬ１＞ＰＬ２＞ＰＬ３となるように構成されている。図４に示すように、本実施例は、ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３のパルス幅を変更することで実現している。

そして、それぞれの場合のロックパルスはパルス選択回路１１３を介してドライバ回路１０８の端子Ｏ1からロックパルスＰＬが出力され、ロータ１０を制動し、ロータ１０が衝撃によって回転させられるのを防止する。
なお、衝撃逆起電圧が閾値Ｆ０を検出しなかった場合は、衝撃を検出しなかったと判断し、ロックパルスの出力は実施されない。

上記動作について図５のフローチャートを用いて説明する。まず通常運針終了後、衝撃検出回路１１４によって衝撃の検出が行われる（ステップＳＴ２１）。具体的には図８に示す衝撃検出区間Ｔ２の間に閾値Ｆ０を越える衝撃を衝撃力判別回路１１５にて検出したかどうかを検出する。所定時間内、具体的には衝撃検出区間Ｔ２の間に閾値Ｆ０を越える衝撃を検出しなかった場合には（ステップＳＴ２２のＮ）、衝撃は検出されなかったので、ロックパルスは出力せず、衝撃検出処理を終了する。

もし、衝撃があった場合は（ステップＳＴ２２のＹ）、その衝撃が重衝撃か軽衝撃かを判別するために、その衝撃の大きさを衝撃力判別回路１１５にて閾値Ｆ０を越えるまでの経過時間にて判別する（ステップＳＴ２２）。そして、閾値Ｆ０を越えた時間ｔがt1以下の場合は（ステップＳＴ２３のＹ）重衝撃Ｇ１と判断し（判定テーブル２のＧ１）、重衝撃用ロックパルスＰＬ１を発生する。

閾値Ｆ０を越えた時間ｔがt２以上の場合は（ステップＳＴ２４のＮ）軽衝撃Ｇ３と判断し（判定テーブル２のＧ３）、軽衝撃用ロックパルスＰＬ３を発生する。

閾値Ｆ０を越えた時間ｔがｔ１以上ｔ２以下の場合は（ステップＳＴ２４のＹ）中衝撃Ｇ２と判断し（判定テーブル２のＧ２）、重衝撃用ロックパルスＰＬ１と軽衝撃用ロックパルスＧ２の中間に位置する中衝撃用ロックパルスＬＰ２を出力する。

＜実施例２の効果＞
本実施例２は以下のような効果を有する。
（１）軽衝撃Ｇ３と中衝撃Ｇ２と重衝撃Ｇ１を衝撃発生時から衝撃に起因する逆起電圧が閾値Ｆ０を越えるまでの時間で判別し、各衝撃に対応した制動力のロックパルスＰＬを出力することが可能となる。
従って、従来と同等、もしくはそれ以上の確実な制動力を保ちつつ、従来よりも低消費電力にすることが可能となる。
（２）軽衝撃Ｇ３と中衝撃Ｇ２と重衝撃Ｇ１の判別を公知レベルのカウンタによる時間監視やテーブル参照といった簡単な回路構成で実現できる。
従って、従来回路から大きな変更無く本実施例を実施することが出来る。
（３）軽衝撃Ｇ３と中衝撃Ｇ２と重衝撃Ｇ１といった数種類の衝撃の大きさを複数の閾値を設けなくとも１つの閾値を設けることで判別可能とする。従って、回路の小型化に貢献する。

＜実施例２の変形例＞
上述の実施例２の構成は一例であり、発明の主旨を変更しない範囲で適 宜変更可能である。例えば以下の通りである。
（１）実施例２では軽衝撃Ｇ３と中衝撃Ｇ２と重衝撃Ｇ１を判別する判定基準時間をｔ１とｔ２の２つを用意したが、判定基準時間の設定はいくつあってもよい。判定基準時間の設定数は多くなるほど衝撃の大きさを判別の分解能が上がり、さらに細かく各衝撃に対応した制動力を持つロックパルスＰＬ設定が可能となり、更なる低消電化に貢献する。

（２）実施例２では逆起電圧検出用の閾値をＦ０の１つ用意しているが、この閾値は複数あっても良い。

（３）比較器１３０やカウンタ１３１や判定テーブル１３２の構成は、その役割を達成できれば、どのような構成でも良い。
例えば、判定テーブル１３２も、ＲＯＭだけでなく、ゲートで構成されても良い。比較器１３０についても、閾値Ｆ０が固定であれば、ＶｔｈをＦ０に設定したインバータであっても良い。こうすれば、比較器１３０を小さく作成することが可能である。

（４）図５のフローチャートのＳＴ２３、ＳＴ２４による判定は最初の衝撃からＦ０検出するまでの時間ではなく、Ｆ０の検出からＦ０の再検出までの時間で実施しても良い。

（５）ロックパルスＰＬ１，ＰＬ２,ＰＬ３の制動力や消費電力の変更方法は、パルス幅だけに限定されない。これについての詳細は、後述の実施例にて説明を行う。

（６）比較器１３０は、検出に使用する期間だけ電源を入れるようにすればさらなる低消費電力化が可能となる。

［実施例３：制動能力をロックパルス幅、ロックパルス形状にて可変にする］
次に、本発明の実施例３を図６、図１３に基づいて詳述する。
実施例３はロックパルスＰＬの制動能力を実効パルス幅や形状、もしくはロックパルスＰＬの発生・打ち切りのタイミングを変更する事によって制動能力を可変にし、低消費電力化した例である。

（３−１）ゼロクロス検出による打ち切り判定
図６（ａ）に示すように、モータに発生する逆起電流が０となる点（図６では、点Ｐ）をゼロクロス点と呼んでいる。通常、このゼロクロス点以降は大きな駆動力を必要としなくなる。そこで、このゼロクロス点を検出し、所定時間後にロックパルスの出力を停止することで、ロックパルスによる消費電力を低く抑えることが出来る。

図１３は、本実施形態のシステム構成図である。図１との差は、ドライバ回路１０８内にゼロクロス検出回路１６０を有していることである。ゼロクロス検出回路１６０は、例えば、特許３６４５９０８号公報などに見られる公知技術であり、その構成などの詳細説明は省略する。

ゼロクロス検出回路１６０は、ロックパルスＰＬ０出力開始後ゼロクロス点Ｐの検出を開始し、０クロス点Ｐ検出時にゼロクロス点検出信号Ｐ０をロックパルス発生回路１０２に出力する。ゼロクロス点検出信号Ｐ０を受けたロックパルス発生回路１０２は、モータ特性などから適宜決定された所定時間経過後に、ロックパルスＰＬ０を停止する。

以上により、今まで固定幅であったロックパルスＰＬ０の可変幅制御が可能となり無駄に大きなロックパルスＰＬ０を出力しなくてもすむため、消費電力を低く抑えることが出来る。

（３−２）Ｄｕｔｙの変更
モータ駆動パルスにおいて、低消費電力化のために、フルパルスではなくチョッピングされたパルスを使用することは周知慣用とも言える公知技術である。本実施例は、この公知技術をロックパルスにも適用した上で、さらなる低消費電力化を図るものである。

時計に衝撃が加わる事によってロータが振動させられると、このロータの振動によって逆起電流が図６の如く発生し、ロックパルスＰＬＣが発生する。
図６（ｂ）に示すように、ロックパルスＰＬＣは所定のＤｕｔｙのチョッピングされたパルスとして出力される。
ここで、ロックパルスＰＬＣ出力後ある程度の時間（概ね数ミリ秒後）が経過すると、ロータの振動はかなり収まる。つまりは、衝撃時にロータ制動の為に必要としたロックパルスＰＬＣのエネルギーは数ミリ秒後にはロータ振動が収まり始めるため余剰となる。そこで、ロックパルスＰＬＣ発生後、ロータ振動が収まり始める時間に合わせてロックパルスＰＬＣのＤｕｔｙを出力開始後のＤｕｔｙより小さいパルスとして出力する。これにより、ロックパルスＰＬＣによる余剰エネルギーを軽減し、より低消費電力化することが可能となる。

（３−３）内蔵抵抗による電流制限
電流制限方法としてはＤｕｔｙを変更するほか、図６（ｃ）に示すように、ロータ振動が収まり始める時間に合わせて時計内に実装された抵抗とコイル１３を直列接続されるようにスイッチングすることで、ロックパルスＰＬＣによる余剰エネルギーを軽減しても良い。
なお、抵抗は回路基板上に実装する他、ＩＣ内に作りこんでも良い。

＜実施例３の効果＞
本実施例３は以下のような効果を有する。
（１）従来、ロックパルスＰＬの幅は長めに設定されており、衝撃によるロータの揺さぶりに対して過剰スペックになっている事が多々ある。逆起電圧値がゼロ値を通過した後、一定時間後にロックパルスＰＬを打ち切る事で、従来と同等、もしくはそれ以上の確実な制動力を保ちつつ従来よりも低消費電力にする事が可能である。

（２）ロックパルス形状を櫛歯（チョップ）状にする事で従来と同等、もしくはそれ以上の確実な制動力を保ちつつ従来よりも低消費電力にする事が可能である。

（３）衝撃によるロータの揺さぶりがロックパルスＰＬによって制動されてきた後、ロックパルスＰＬによりコイルに流れる余分な電流量を抵抗によって絞ることで、従来よりも
低消費電力にする事が可能である。

＜実施例３の変形例＞
上述の実施例３の構成は一例であり、発明の主旨を変更しない範囲で適宜変更可能である。例えば以下のとおりである。
（１）ロックパルスＰＬ０を打ち切るタイミングは、逆起電流値がゼロ点を通過した時間を基準とするのみではなく、モータの構成や取り付けられる表示体（指針）により適宜変更、設定しても良い。

（２）駆動パルスやロックパルスＰＬを出力するコイルの他にゼロクロス検出用のコイルを設けても良い。

（３）ゼロクロスによる打ち切りやロックパルスのチョッパー化はそれぞれが単独で使用されなければならない事はない。これらを合わせて使用しても良い。
例えば、ゼロクロス検出（から所定時間）後Ｄｕｔｙを小さくしたり、内蔵抵抗を接続するようにしても良い。
こうすることで、より効果的な低消費電力を実現できる。

（４）ロックパルスＰＬを櫛歯（チョップ）状にする場合、パルス全体を櫛歯状にしなくとも良い。ロックパルスＰＬを前段・後段もしくは前段・中段・後段という具合に複数分割し、それぞれにフルパルスや櫛歯状パルスを宛がう事で制動能力と消費電力のバランスを取ることが可能となる。

（５）実施例３を実施例１や実施例２と組み合わせても良い。こうすれば、より効果的な低消費電力を実現することが出来る。

１ ステップモータ
１０ ロータ
１１ 磁石
１２ ステータ
１３ コイル
１０１駆動パルス発生回路
１０２ロックパルス発生回路
１１１通常駆動パルス発生回路
１０３、１１３ パルス選択回路
１０８ ドライバ回路
１０４、１１４ 衝撃検出回路
１１５ 衝撃力判別回路
Ｐａ 駆動パルス
Ｐｓ 通常駆動パルス
Ｐｆ 補正パルス
ＰＬ ロックパルス
Ｓ１、Ｓ２ 衝撃信号

Claims (4)

1. ロータとコイルとからなるステップモータと、
   該ステップモータを駆動するモータドライバーと、
   各種タイミング信号を出力する基準信号作成回路と、
   該基準信号作成回路の出力する各種タイミング信号を受け、
   ステップモータを駆動するための各種パルス信号を作成し、
   前記モータドライバーに出力するパルス成形回路を有し、さらに、
   外部衝撃による前記ロータの振動に起因する逆起電圧（以下、衝撃逆起電圧）を検出することで衝撃を検出し、衝撃によるロータ回転を制動するためのロックパルスを出力するように前記パルス成形回路に指示する衝撃検出回路と、
   を有する電子時計において、
   前記パルス成形回路は、
   制動能力が異なる複数種類のロックパルスを出力可能に構成され、
   前記衝撃検出回路は、外部衝撃の強度を複数段階に分けて検出可能に構成されるとともに、
   検出した衝撃強度に適合するロックパルスを選択し、
   前記パルス成形回路に出力指示することを特徴とする電子時計。
2. 前記衝撃検出回路は、
   複数段階の外部衝撃強度を、衝撃逆起電圧の高さにより判別する
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
3. 前記衝撃検出回路は、
   複数段階の外部衝撃強度を、
   衝撃逆起電圧の検出開始から、所定の逆起電圧値を検出するまでの時間により判別することを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
4. 前記パルス成形回路は、
   複数種類のロックパルスの制動能力を、実効パルス幅により変更する
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか1つに記載の電子時計。