JP7223267B2 - 時計 - Google Patents
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Description
スイッチ回路は、通常、トランジスターで構成され、トリミング回路のデコーダーによっていずれか1つのスイッチを選択してオンし、他のスイッチをオフすることで、抵抗ラダーの抵抗値を変更し、定電流回路で発生させる定電流を調整している。
以下、本開示の第1実施形態の時計1を図面に基づいて説明する。
図1において、時計1は、ユーザーの手首に装着される電子腕時計であり、外装ケース2と、円板状の文字板3と、図示略のムーブメントと、図2にも示すように、ムーブメント内に設けられたステップモーター13で駆動される指針である秒針5、分針6、時針7と、操作部材であるりゅうず8およびボタン9とを備える。
秒針5、分針6、時針7は、図示略の輪列で連動しており、ステップモーター13により駆動され、秒、分、時を表示する。なお、本実施形態では、1つのステップモーター13で、秒針5、分針6、時針7を駆動しているが、例えば、秒針5を駆動するモーターと、分針6および時針7を駆動するモーターのように複数のモーターを設けてもよい。
発振回路21は、基準信号源である水晶振動子11を高周波発振させ、この高周波発振で発生する所定周波数の発振信号を分周回路22に出力する。
分周回路22は、発振回路21の出力を分周してモーターパルス形成回路23にタイミング信号つまりクロック信号を供給する。
モーターパルス形成回路23は、モーターパルス出力回路24を介してステップモーター13に駆動電流を供給して秒針5、分針6、時針7の駆動を制御する。
このうち、定電圧回路25は、定電流回路26から出力される定電流が入力されることで定電圧を出力する既存の構成である。一方、定電流回路26は、本開示に基づいてオフリーク電流の解消ないし低減が図られたものである。
カレントミラー回路30は、第1電源31および第2電源32間に接続された2つの定電流化トランジスター301,302を備える。
調整用トランジスター群33は、第1電源31と定電流化トランジスター301との間に設置されて、直列に接続された複数の調整用トランジスター331~339を備える。調整用トランジスター331~339は、デプレッション型PMOSトランジスターである。なお、図3では、調整用トランジスター331~333,337~339のみ表示され、他は図示省略されている。
接続配線群34には、選択用ヒューズ群35および模擬切断用トランジスター群36が設置されている。また、接続配線群34には切断判定配線群39が接続され、切断判定配線群39には切断判定用トランジスター群37が設置されている。
選択用ヒューズ351~359のうち、1本の選択用ヒューズ353は未切断状態の未切断ヒューズであり、他は切断状態とされた切断済みヒューズである。
従って、複数の接続配線341~349のうち、未切断の選択用ヒューズ353に対応する1本の接続配線343だけが導通を維持され、残りの接続配線341~342,344~349は導通が遮断されている。
模擬切断用トランジスター361~369は、外部信号を印加することで導通・遮断が切り替えられ、接続配線341~349のうち対応するものの接続状態および切断状態を切り替え可能である。例えば、接続配線341において、選択用ヒューズ351が未切断であっても、模擬切断用トランジスター361を遮断状態とすることで、選択用ヒューズ351が切断された状態と同様に、接続配線341を模擬的に切断状態にできる。
切断判定用トランジスター群37は、それぞれ切断判定配線391~399に設置された切断判定用トランジスター371~379を有する。なお、図3では、切断判定用トランジスター371~373,378~379のみ表示され、他は図示省略されている。
従って、切断判定用トランジスター371~379は、それぞれ外部信号により導通状態とされた際には、対応する選択用ヒューズ351~359が未切断である接続配線341~349だけが導通することになり、選択用ヒューズ351~359の切断・未切断を判定することができる。
IC20の製造段階において、定電流回路26の選択用ヒューズ群35は、複数の選択用ヒューズ351~359がいずれも未切断の状態にある。そして、時計1への組み込みに先立って、所望の出力電流が得られるように調整される。
調整にあたっては、第1電源31および第2電源32から所定の電圧を供給し、出力電流を測定する。
当初の状態では、全ての選択用ヒューズ351~359が未切断であり、全ての接続配線341~349が導通される。
切断判定用トランジスター371~379は、それぞれ外部信号により導通状態とされた際に、対応する選択用ヒューズ351~359が未切断である接続配線341~349だけが導通と判定できる。これにより、切断すべき選択用ヒューズ351~359が適切に切断されているかを判定できる。
模擬切断用トランジスター361~369が全て導通状態とされても、選択用ヒューズ351~359が一つを残して切断されており、切断状態の接続配線341~349からオフリークが生じることはない。
切断判定用トランジスター371~379は、選択用ヒューズ351~359の切断判定用であって、電流を流す用途ではないため、能力が低く高温時でもオフリーク電流が小さいトランジスターを用いることができる。このため、切断判定用トランジスター371~379は全て遮断状態としてもオフリーク電流による定電流への影響は殆どない。
本実施形態では、選択用ヒューズ群35で、選択用ヒューズ351~359の一つを残して切断することで、未切断の選択用ヒューズに対応した調整用トランジスター331~339のいずれかが選択され、選択された調整用トランジスターに応じた所望の電流に調整することができる。
調整用トランジスター331~339の選択に、選択用ヒューズ351~359を用いるため、従来の選択用トランジスターのようなオフリーク電流が生じず、微弱な定電流を供給する時計用の定電流回路26として好適である。
とくに、定電流回路26では、リーク電流がない場合に出力される定電流は、温度に対して一定の傾きを持っているのに対し、リーク電流が加算された場合は、温度に対して一定の傾きではなく、高温ほど傾きが大きくなってしまう。このため、定電流回路の温度特性を管理できず、定電流回路を定電圧発生回路や感温発振回路などの定電流源として使用すると、それらの回路の温度特性も一定とならず、影響が大きくなる。
一方、本実施形態では、選択用ヒューズ351~359を用いてオフリーク電流を解消することで、定電流回路26から定電圧回路25に供給される定電流の温度特性を安定させ、発振回路21ないし時計1としての温度特性を安定させることができる。
本実施形態では、切断判定用トランジスター371~379を設け、選択用ヒューズ351~359の導通を検出することで、ヒューズ切断の結果を確認することができる。
図4には、本開示の第2実施形態が示されている。
本実施形態において、時計1およびIC20の構成は第1実施形態と共通であり、重複する説明は省略する。相違点として、第1実施形態のIC20における定電流回路26が、本実施形態では定電流回路27となっている。
相違点として、本実施形態では、第1実施形態の調整用トランジスター群33に代えて、調整用抵抗素子群38が設置され、第1実施形態のカレントミラー回路30に代えて、カレントミラー回路30Aが設置されている。
カレントミラー回路30Aは、1組の定電流化トランジスター301、302に加えて、1組の定電流化トランジスター303、304を備える回路である。
接続配線群34の接続配線341~349は、調整用抵抗素子381~389の第1電源31側の端子と第1電源31とを、それぞれ接続している。なお、図4では、接続配線341~343,348~349のみ表示され、他は図示省略されている。
従って、本実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
図5には、本開示の第3実施形態が示されている。
本実施形態において、時計1およびIC20の構成は第1実施形態と共通であり、重複する説明は省略する。相違点として、第1実施形態のIC20における定電流回路26が、本実施形態では定電流回路28となっている。
一方、定電流回路28には、模擬切断用トランジスター群36、切断判定配線群39、および切断判定用トランジスター群37は設置されていない。
一方、本実施形態では、第1実施形態のような模擬切断用トランジスター群36による模擬切断、および切断判定用トランジスター群37による切断判定は行えない。しかし、これらは選択用ヒューズ群35の設定に用いられる機能であって、定電流回路28としての性能に影響するものではない。これらの模擬切断機能および切断判定機能は、テスト時に第1電源31、第2電源32を供給するテスト回路によって、電源を供給する接続配線341~349を選択することで実現できる。
従って、本実施形態によれば、模擬切断および切断判定の効果を除き、前述した第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
図6には、本開示の第4実施形態が示されている。
本実施形態において、時計1およびIC20の構成は第1実施形態と共通であり、重複する説明は省略する。相違点として、第1実施形態のIC20における定電流回路26が、本実施形態では定電流回路29となっている。
一方、定電流回路29には、模擬切断用トランジスター群36、切断判定配線群39および切断判定用トランジスター群37は設置されていない。
一方、本実施形態では、第2実施形態のような模擬切断用トランジスター群36による模擬切断、および切断判定用トランジスター群37による切断判定は行えない。しかし、これらは選択用ヒューズ群35の設定に用いられる機能であって、定電流回路29としての性能に影響するものではない。これらの模擬切断機能および切断判定機能は、第3実施形態で説明したようにテスト回路で実現できる。
従って、本実施形態によれば、模擬切断および切断判定の効果を除き、前述した第2実施形態と同様の効果を得ることができる。
図7には、本開示の第5実施形態が示されている。
前述した第1実施形態では、定電流回路26を電子式腕時計である時計1に適用した。これに対し、本実施形態では、定電流回路26が電子制御式機械時計である時計60に適用されている。
時刻表示装置63は、図1の秒針5、分針6、時針7の各指針を含む。発電機兼調速機64は、ぜんまい61で駆動され、整流回路65を介して電源回路66で所定の直流電圧を発生させる。
このうち、電圧検出回路72は、電源回路66の電圧を検出する。回転検出回路73は、発電機兼調速機64の回転を検出して制動制御回路71に出力する。
制動制御回路71は、回転検出回路73からの回転検出信号、および電源回路66からの検出電圧値を参照し、発電機兼調速機64に調速用のチョッピング信号を出力する。
なお、本開示は前述した実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形などは本開示に含まれる。
前記実施形態では、調整用トランジスター群33、接続配線群34、選択用ヒューズ群35、模擬切断用トランジスター群36、切断判定用トランジスター群37、および調整用抵抗素子群38に、それぞれ9系統の要素を配置したが、これらは8系統以下あるいは10系統以上であってもよい。
前記第1~4実施形態では、第1電源31および第2電源32を提供する電源12として電池を用いたが、回転錘および発電機やソーラーセルなどの発電装置と、二次電池やコンデンサーなどの蓄電手段とを組み合わせた電源でもよい。
前記実施形態では、時計1は、ユーザーの手首に装着される腕時計であるとしたが、懐中時計であってもよく、据え置き式や設備組み込み式の時計であってもよい。
Claims (5)
- 高電位側電源および低電位側電源の一方の電源である第1電源と、前記高電位側電源および前記低電位側電源の他方の電源である第2電源との間に、直列に接続された複数のトランジスターと、
前記トランジスター毎に設けられて、各前記トランジスターの前記第1電源側の端子と前記第1電源とをそれぞれ接続する複数の接続配線と、
前記複数の接続配線のうち、1本の接続配線に、未切断状態で設けられた未切断ヒューズと、
前記複数の接続配線のうち、前記1本以外の残りの接続配線に、切断状態で設けられた切断済みヒューズと、
を有する定電流回路を備えることを特徴とする時計。 - 高電位側電源および低電位側電源の一方の電源である第1電源と、前記高電位側電源および前記低電位側電源の他方の電源である第2電源との間に、直列に接続された複数の抵抗と、
前記抵抗毎に設けられて、各前記抵抗の前記第1電源側の端子と前記第1電源とをそれぞれ接続する複数の接続配線と、
前記複数の接続配線のうち、1本の接続配線に、未切断状態で設けられた未切断ヒューズと、
前記複数の接続配線のうち、前記1本以外の残りの接続配線に、切断状態で設けられた切断済みヒューズと、
を有する定電流回路を備えることを特徴とする時計。 - 請求項1または請求項2に記載の時計において、
前記定電流回路は、
各前記接続配線を切断状態および接続状態に切り替え可能な模擬切断用トランジスターを備える
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の時計において、
前記定電流回路は、
前記未切断ヒューズおよび前記切断済みヒューズと、前記第2電源との間をそれぞれ接続する複数の切断判定配線を備え、
各前記切断判定配線には、切断判定用トランジスターが接続されている
ことを特徴とする時計。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の時計において、
前記定電流回路から出力される定電流が入力されて定電圧を出力する定電圧回路と、
前記定電圧回路から出力される前記定電圧によって駆動される発振回路と、を備える
ことを特徴とする時計。
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