JP7251374B2 - 時計および時計の制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、時計および時計の制御方法に関する。
特許文献１には、周囲温度に基づいて、発振回路から出力されたクロック信号の発振周波数を調整する温度補償回路を備えた電子機器が開示されている。
特許文献１の電子時計は、基準電圧以下の供給電圧を検出した場合に、温度補償回路による発振周波数の調整動作を停止するよう構成されている。
特許文献１の電子時計は、基準電圧以下の供給電圧を検出した場合に、温度補償回路による発振周波数の調整動作を停止するよう構成されている。
しかしながら、特許文献１には、温度補償回路による発振周波数の調整動作を停止させた後、当該調整動作を再開させる方法についてはなんら開示されていない。例えば、電源が充電され、供給電圧が基準電圧を超えたことを検出した際に、温度補償回路による調整動作を再開させることが考えられる。しかし、この場合以下の不具合を生じる。すなわち、電源が充電されることにより、供給電圧が徐々に上昇して基準電圧を超えた際に、温度補償回路による調整動作が再開する。この際、供給電圧は基準電圧に近いので、当該調整動作によって供給電圧が低下すると、再度供給電圧は基準電圧以下となることがある。そのため、調整動作を再開した直後に、供給電圧の電圧降下により調整動作が停止することになる。つまり、調整動作の再開と停止とが繰り返し実行されることになるので、調整動作が適切に実行される期間が短くなってしまい、所望の時間精度を維持できないといった問題があった。
本開示の時計は、充電可能に構成される電源と、水晶振動子および発振回路を有し、電源電圧が発振停止電圧を下回ると発振停止し、前記電源電圧が前記発振停止電圧より高い発振開始電圧を超えると発振開始する水晶発振回路と、前記発振回路から出力される発振信号を分周して基準信号を出力する分周回路と、前記基準信号の温度による変動を補償する温度補償機能動作を実行する温度補償回路と、前記電源電圧が、前記発振開始電圧よりも高く設定される第１電圧を超えたことを検出する第１電圧検出回路と、前記第１電圧検出回路により前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことが検出されると、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を開始させ、その後、前記電源電圧が前記第１電圧を下回っても前記温度補償機能動作を継続させる制御回路と、を備える。
本開示の時計において、前記水晶発振回路の発振停止を検出する発振停止検出回路を備え、前記制御回路は、前記発振停止検出回路により前記水晶発振回路の発振停止が検出されると、前記温度補償機能動作を停止させてもよい。
本開示の時計において、前記第１電圧検出回路により前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことが検出されたことを記憶する記憶回路を備え、前記制御回路は、前記発振停止検出回路により前記水晶発振回路の発振停止が検出されると、前記記憶回路を初期化し、前記記憶回路が初期化されている場合、前記温度補償機能動作を停止させてもよい。
本開示の時計において、前記電源電圧が、前記第１電圧よりも低く設定された第２電圧を下回ったことを検出する第２電圧検出回路を備え、前記制御回路は、前記第２電圧検出回路により前記電源電圧が前記第２電圧を下回ったことが検出されると、前記温度補償機能動作を停止させてもよい。
本開示の時計において、前記第１電圧検出回路により前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことが検出されたことを記憶する記憶回路を備え、前記制御回路は、前記第２電圧検出回路により前記電源電圧が前記第２電圧を下回ったことが検出されると、前記記憶回路を初期化し、前記記憶回路が初期化されている場合、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を停止させてもよい。
本開示の時計において、前記温度補償回路は、前記水晶振動子の個体差を補正する個体差補正機能動作を実行可能に構成され、前記制御回路は、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を停止させた場合に、前記温度補償回路による前記個体差補正機能動作は継続させてもよい。
本開示の時計において、前記第１電圧は、前記制御回路によって前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を開始させた際に、前記温度補償機能動作によって、前記電源電圧が前記発振停止電圧を下回らないように設定されていてもよい。
本開示の時計の制御方法は、充電可能に構成される電源と、水晶振動子および発振回路を有し、電源電圧が発振停止電圧を下回ると発振停止し、前記電源電圧が前記発振停止電圧より高い発振開始電圧を超えると発振開始する水晶発振回路と、前記発振回路から出力される発振信号を分周して基準信号を出力する分周回路と、前記基準信号の温度による変動を補償する温度補償機能動作を実行する温度補償回路と、を備える時計の制御方法であって、前記電源電圧が、前記発振開始電圧よりも高く設定された第１電圧を超えたことを検出するステップと、前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことを検出すると、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を開始させるステップと、前記電源電圧が前記第１電圧を下回っても前記温度補償機能動作を継続させるステップと、を備える。
［第１実施形態］
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は、時計１を示す正面図である。本実施形態では、時計１は電子制御式機械時計として構成される。
図１に示すように、時計１は、ユーザーの手首に装着される腕時計であり、円筒状の外装ケース２を備え、外装ケース２の内周側に、文字板３が配置されている。外装ケース２の二つの開口のうち、表面側の開口は、カバーガラスで塞がれており、裏面側の開口は裏蓋で塞がれている。
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は、時計１を示す正面図である。本実施形態では、時計１は電子制御式機械時計として構成される。
図１に示すように、時計１は、ユーザーの手首に装着される腕時計であり、円筒状の外装ケース２を備え、外装ケース２の内周側に、文字板３が配置されている。外装ケース２の二つの開口のうち、表面側の開口は、カバーガラスで塞がれており、裏面側の開口は裏蓋で塞がれている。
時計１は、外装ケース２内に収容された図示略のムーブメントと、時刻情報を表示する時針４Ａ、分針４Ｂ、秒針４Ｃとを備えている。文字板３には、カレンダー小窓３Ａが設けられており、カレンダー小窓３Ａから、日車６が視認可能となっている。また、文字板３には、時刻を指示するためのアワーマーク３Ｂや、パワーリザーブ針５で持続時間を指示する扇形のサブダイヤル３Ｃが設けられている。
外装ケース２の側面には、りゅうず７が設けられている。りゅうず７は、時計１の中心に向かって押し込まれた０段位置から１段位置および２段位置に引き出されて移動することができる。
りゅうず７を１段位置に引いて回転すると、日車６を移動して日付を合わせることができる。りゅうず７を２段位置に引くと秒針４Ｃが停止し、２段位置でりゅうず７を回転すると、時針４Ａ、分針４Ｂが移動して時刻を合わせることができる。りゅうず７による日車６や時針４Ａ、分針４Ｂの修正方法は、従来の時計と同様であるため説明を省略する。
りゅうず７を１段位置に引いて回転すると、日車６を移動して日付を合わせることができる。りゅうず７を２段位置に引くと秒針４Ｃが停止し、２段位置でりゅうず７を回転すると、時針４Ａ、分針４Ｂが移動して時刻を合わせることができる。りゅうず７による日車６や時針４Ａ、分針４Ｂの修正方法は、従来の時計と同様であるため説明を省略する。
また、りゅうず７を０段位置で回転すると、後述するぜんまい４０を巻き上げることができる。そして、ぜんまい４０の巻き上げに連動して、パワーリザーブ針５が移動する。本実施形態の時計１Ａは、ぜんまい４０をフルに巻き上げた場合に、約４０時間の持続時間を確保できる。
［時計の概略構成］
図２は、時計１の概略構成を示すブロック図である。
図２に示すように、時計１は、ＩＣ１０と、ぜんまい４０と、輪列５０と、表示部６０と、発電機７０と、水晶振動子８０と、整流回路９０と、電源回路１００と、を備えている。なお、本実施形態では、時計１は、所謂年差時計と呼ばれる時間精度を維持可能に構成されている。
図２は、時計１の概略構成を示すブロック図である。
図２に示すように、時計１は、ＩＣ１０と、ぜんまい４０と、輪列５０と、表示部６０と、発電機７０と、水晶振動子８０と、整流回路９０と、電源回路１００と、を備えている。なお、本実施形態では、時計１は、所謂年差時計と呼ばれる時間精度を維持可能に構成されている。
水晶振動子８０は、後述する発振回路１１で駆動されて発振信号を発生する。
輪列５０は、ぜんまい４０と、後述する発電機７０のローター７１とを連結している。さらに、輪列５０は、ローター７１と、図１に示す指針４Ａ～４Ｃ、５とを連結している。これにより、ぜんまい４０は、輪列５０を介して指針４Ａ～４Ｃ、５を駆動させる。
表示部６０は、図１に示す指針４Ａ～４Ｃを備えて構成され、時刻を表示する。また、表示部６０は、パワーリザーブ針５を備える。
輪列５０は、ぜんまい４０と、後述する発電機７０のローター７１とを連結している。さらに、輪列５０は、ローター７１と、図１に示す指針４Ａ～４Ｃ、５とを連結している。これにより、ぜんまい４０は、輪列５０を介して指針４Ａ～４Ｃ、５を駆動させる。
表示部６０は、図１に示す指針４Ａ～４Ｃを備えて構成され、時刻を表示する。また、表示部６０は、パワーリザーブ針５を備える。
［発電機］
図３は、時計１の要部の概略構成を示すブロック図である。
図３に示すように、発電機７０は、ローター７１と、ローター７１の回転に伴い誘起電圧ＶＣを発生するコイル７２とを備え、電気的エネルギーを供給する。ローター７１は、輪列５０を介してぜんまい４０によって駆動される。ローター７１は、２極に着磁されたローターなどであり、ローター７１の一部が磁石で構成されている。発電機７０は、ローター７１が回転することで磁束が変化し、コイル７２に誘起電圧ＶＣを発生させて発電する。
発電機７０のコイル７２の出力端子ＭＧ１、ＭＧ２には、制動制御回路１４で制御されるブレーキ回路７３と、整流回路９０とが接続されている。このため、発電機７０から供給された電気エネルギーは、整流回路９０を介して、電源回路１００のコンデンサー１０１に充電される。すなわち、電源回路１００はコンデンサー１０１を備えて充電可能に構成される。そして、コンデンサー１０１の両端に発生する発電電圧でＩＣ１０を駆動する。
図３は、時計１の要部の概略構成を示すブロック図である。
図３に示すように、発電機７０は、ローター７１と、ローター７１の回転に伴い誘起電圧ＶＣを発生するコイル７２とを備え、電気的エネルギーを供給する。ローター７１は、輪列５０を介してぜんまい４０によって駆動される。ローター７１は、２極に着磁されたローターなどであり、ローター７１の一部が磁石で構成されている。発電機７０は、ローター７１が回転することで磁束が変化し、コイル７２に誘起電圧ＶＣを発生させて発電する。
発電機７０のコイル７２の出力端子ＭＧ１、ＭＧ２には、制動制御回路１４で制御されるブレーキ回路７３と、整流回路９０とが接続されている。このため、発電機７０から供給された電気エネルギーは、整流回路９０を介して、電源回路１００のコンデンサー１０１に充電される。すなわち、電源回路１００はコンデンサー１０１を備えて充電可能に構成される。そして、コンデンサー１０１の両端に発生する発電電圧でＩＣ１０を駆動する。
［ブレーキ回路］
ブレーキ回路７３は、発電機７０を調速機として機能させるために、ローター７１の回転にブレーキを掛けるものである。ブレーキ回路７３は、発電機７０で発電された交流信号が出力される出力端子ＭＧ１に接続された第１チョッピングトランジスター７３１と、交流信号が出力される出力端子ＭＧ２に接続された第２チョッピングトランジスター７３２とを有する。そして、各チョッピングトランジスター７３１、７３２をオンすることにより、出力端子ＭＧ１、ＭＧ２を短絡させて閉ループ状態にし、発電機７０にショートブレーキを掛けるようになっている。
これらの各チョッピングトランジスター７３１、７３２は、電源回路１００の入力端子側に接続されている。
ブレーキ回路７３は、発電機７０を調速機として機能させるために、ローター７１の回転にブレーキを掛けるものである。ブレーキ回路７３は、発電機７０で発電された交流信号が出力される出力端子ＭＧ１に接続された第１チョッピングトランジスター７３１と、交流信号が出力される出力端子ＭＧ２に接続された第２チョッピングトランジスター７３２とを有する。そして、各チョッピングトランジスター７３１、７３２をオンすることにより、出力端子ＭＧ１、ＭＧ２を短絡させて閉ループ状態にし、発電機７０にショートブレーキを掛けるようになっている。
これらの各チョッピングトランジスター７３１、７３２は、電源回路１００の入力端子側に接続されている。
各チョッピングトランジスター７３１、７３２は、Ｐチャネル型の電界効果型トランジスターで構成されている。これらの各チョッピングトランジスター７３１、７３２のゲートには、制動制御回路１４から制動制御信号が入力される。このため、各チョッピングトランジスター７３１、７３２は、制動制御信号がＬレベルとなっている間はオン状態に維持される。一方、制動制御信号がＨレベルとなっている間は、各チョッピングトランジスター７３１、７３２はオフ状態に維持され、発電機７０にはブレーキが加わらない。すなわち、制動制御信号のレベルによって、各チョッピングトランジスター７３１、７３２のオン、オフが制御され、発電機７０をチョッピング制御することができる。
ここで、制動制御信号は、例えば128Hzの信号であり、デューティー比を変えることで、発電機７０のブレーキ力を調整する。すなわち、制動制御信号の１周期においてＬレベルの期間が長くなると、各チョッピングトランジスター７３１、７３２がオン状態に維持されてショートブレーキが加えられる期間も長くなり、ブレーキ力が増加する。一方、制動制御信号の１周期においてＬレベルの期間が短くなると、ブレーキ力が低下する。したがって、制動制御信号のデューティー比によって、ブレーキ力を調整できる。
［整流回路］
整流回路９０は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスター整流等からなり、発電機７０からの交流出力を昇圧、整流して、電源回路１００に充電供給するものである。
本実施形態の整流回路９０は、第１整流用スイッチ９１と、第２整流用スイッチ９２と、ダイオード９５と、ダイオード９６と、昇圧用コンデンサー９７とを備えている。
第１整流用スイッチ９１は、ブレーキ回路７３の第１チョッピングトランジスター７３１と並列に接続され、かつ、出力端子ＭＧ２にゲートが接続された第１整流用トランジスターで構成されている。
同様に、第２整流用スイッチ９２は、第２チョッピングトランジスター７３２と並列に接続され、かつ、出力端子ＭＧ１にゲートが接続された第２整流用トランジスターで構成されている。これらの各整流用トランジスターも、Ｐｃｈの電界効果型トランジスターで構成されている。
ダイオード９５、９６は、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わない。特に、電子制御式機械時計として構成される時計１では、発電機７０の起電圧が小さいため、ダイオード９５、９６としては降下電圧や逆リーク電流が小さいショットキーバリアダイオードやシリコンダイオードを用いることが好ましい。
整流回路９０は、昇圧整流、全波整流、半波整流、トランジスター整流等からなり、発電機７０からの交流出力を昇圧、整流して、電源回路１００に充電供給するものである。
本実施形態の整流回路９０は、第１整流用スイッチ９１と、第２整流用スイッチ９２と、ダイオード９５と、ダイオード９６と、昇圧用コンデンサー９７とを備えている。
第１整流用スイッチ９１は、ブレーキ回路７３の第１チョッピングトランジスター７３１と並列に接続され、かつ、出力端子ＭＧ２にゲートが接続された第１整流用トランジスターで構成されている。
同様に、第２整流用スイッチ９２は、第２チョッピングトランジスター７３２と並列に接続され、かつ、出力端子ＭＧ１にゲートが接続された第２整流用トランジスターで構成されている。これらの各整流用トランジスターも、Ｐｃｈの電界効果型トランジスターで構成されている。
ダイオード９５、９６は、一方向に電流を流す一方向性素子であればよく、その種類は問わない。特に、電子制御式機械時計として構成される時計１では、発電機７０の起電圧が小さいため、ダイオード９５、９６としては降下電圧や逆リーク電流が小さいショットキーバリアダイオードやシリコンダイオードを用いることが好ましい。
なお、本実施形態では、第１チョッピングトランジスター７３１、第２チョッピングトランジスター７３２、第１整流用スイッチ９１、第２整流用スイッチ９２、ダイオード９５、ダイオード９６は、ＩＣ１０の内部に構成され、発電機７０のローター７１およびコイル７２と、昇圧用コンデンサー９７と、電源回路１００はＩＣ１０の外部に設けられている。このように、整流回路９０の一部をＩＣ１０の内部に構成することで、時計１の回路基板に実装する素子を少なくでき、コストを低減できる効果がある。
なお、各チョッピングトランジスター７３１、７３２の能力、つまりサイズは、発電機７０におけるチョッピング時の電流に基づいて設定すればよい。
なお、各チョッピングトランジスター７３１、７３２の能力、つまりサイズは、発電機７０におけるチョッピング時の電流に基づいて設定すればよい。
このような整流回路９０は、昇圧用コンデンサー９７を備えているため、充電の過程で昇圧用コンデンサー９７に充電された電荷も利用して、電源回路１００のコンデンサー１０１を充電する。このため、ＩＣ１０に印加できる電圧も大きくなり、ＩＣ１０の安定的な動作が実現できる。なお、本実施形態では、整流回路９０は、２段昇圧整流回路であるが、ダイオード、コンデンサーを使用し、３段昇圧、４段昇圧など、昇圧段数を増やし、電源回路１００の電圧を高くすることもできる。
［ＩＣ］
図２に戻って、ＩＣ１０は、発振回路１１と、分周回路１２と、回転検出回路１３と、制動制御回路１４と、第１電圧検出回路１５と、発振停止検出回路１６と、温度補償機能部２０とを備える。なお、ＩＣは、Integrated Circuitの略語である。
図２に戻って、ＩＣ１０は、発振回路１１と、分周回路１２と、回転検出回路１３と、制動制御回路１４と、第１電圧検出回路１５と、発振停止検出回路１６と、温度補償機能部２０とを備える。なお、ＩＣは、Integrated Circuitの略語である。
発振回路１１は、水晶振動子８０とともに水晶発振回路１１０を構成する。そして、水晶発振回路１１０は、電源回路１００の電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回ると発振停止し、電源電圧Ｖが発振開始電圧Ｖ３を超えると、発振開始する。
また、発振回路１１は、水晶振動子８０の発振で発生する所定周波数の発振信号を分周回路１２に出力する。本実施形態では、発振回路１１は、32768Hzの発振信号を発生する。また、発振停止電圧Ｖ２は、発振開始電圧Ｖ３よりも低い。なお、発振回路１１の詳細な動作については、後述する。
また、発振回路１１は、水晶振動子８０の発振で発生する所定周波数の発振信号を分周回路１２に出力する。本実施形態では、発振回路１１は、32768Hzの発振信号を発生する。また、発振停止電圧Ｖ２は、発振開始電圧Ｖ３よりも低い。なお、発振回路１１の詳細な動作については、後述する。
分周回路１２は、発振回路１１の出力を分周して、所定の周波数の基準信号ｆｓ１を作成する。本実施形態では、分周回路１２は、1Hzの基準信号ｆｓ１を作成する。そして、分周回路１２は、当該基準信号ｆｓ１を制動制御回路１４に出力する。また、分周回路１２は、発振回路１１の出力を分周した信号を組み合わせて所定の周期の信号を生成し、当該信号を第１電圧検出回路１５、および後述する温度補償機能制御回路２１に出力する。
回転検出回路１３は、発電機７０に接続された図示略の波形整形回路とモノマルチバイブレーターとで構成され、発電機７０のローター７１の回転周波数を表す回転検出信号ＦＧ１を制動制御回路１４に出力する。
制動制御回路１４は、回転検出回路１３から出力される回転検出信号ＦＧ１と、分周回路１２から出力される基準信号ｆｓ１とを比較し、発電機７０の調速を行うための制動制御信号を発電機７０のブレーキ回路７３に出力する。
なお、本実施形態では、基準信号ｆｓ１は、通常運針時のローター７１の基準回転速度に合わせた信号である。したがって、制動制御回路１４は、ローター７１の回転速度に応じた回転検出信号ＦＧ１と基準信号ｆｓ１との差に応じて制動制御信号を出力することで、ブレーキ回路７３によるブレーキ力を調整し、ローター７１の回転を制御する。
なお、本実施形態では、基準信号ｆｓ１は、通常運針時のローター７１の基準回転速度に合わせた信号である。したがって、制動制御回路１４は、ローター７１の回転速度に応じた回転検出信号ＦＧ１と基準信号ｆｓ１との差に応じて制動制御信号を出力することで、ブレーキ回路７３によるブレーキ力を調整し、ローター７１の回転を制御する。
第１電圧検出回路１５は、分周回路１２から出力される信号に基づいて、所定の周期で電源回路１００の電源電圧Ｖを検出する。そして、電源回路１００の電源電圧Ｖが、発振開始電圧Ｖ３よりも高く設定された解除電圧Ｖ１を超えた場合、後述する温度補償機能制御回路２１に出力する解除信号Ｄ１をHighにする。なお、解除電圧Ｖ１は、本開示の第１電圧の一例である。
発振停止検出回路１６は、発振回路１１もしくは分周回路１２から出力される信号をモニターすることで、水晶発振回路１１０の発振停止を検出可能に構成されている。そして、発振停止検出回路１６は、水晶発振回路１１０の発振停止を検出すると、温度補償機能制御回路２１に出力する発振停止信号Ｄ２をHighにする。
また、発振停止検出回路１６は、ＩＣ１０が停止している状態から電源回路１００が充電され、水晶発振回路１１０が発振開始すると、発振停止信号Ｄ２をLowにする。
また、発振停止検出回路１６は、ＩＣ１０が停止している状態から電源回路１００が充電され、水晶発振回路１１０が発振開始すると、発振停止信号Ｄ２をLowにする。
［温度補償機能部］
温度補償機能部２０は、水晶振動子８０等の温度特性を補償して発振周波数の変動を抑制するものであり、温度補償機能制御回路２１と、温度補償回路３０とを備える。
温度補償機能部２０は、水晶振動子８０等の温度特性を補償して発振周波数の変動を抑制するものであり、温度補償機能制御回路２１と、温度補償回路３０とを備える。
温度補償機能制御回路２１は、温度補償回路３０の動作を制御する。また、本実施形態では、温度補償機能制御回路２１は、図４に示す記憶回路２１１を備える。
記憶回路２１１は、例えば、Ｄフリップフロップから構成される。そして、記憶回路２１１に入力される発振停止信号Ｄ２がHighになると、温度補償機能制御回路２１は記憶回路２１１を初期化する。これにより、記憶回路２１１は禁止フラグＦ１を強制的にHighにさせる、つまり、禁止フラグＦ１を発生させる。記憶回路２１１で禁止フラグＦ１が発生している間、温度補償機能制御回路２１は、後述する温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止させる。
また、記憶回路２１１は、発振停止信号Ｄ２がLowの状態で、解除信号Ｄ１がHighになると、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶する。つまり、記憶回路２１１は、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことを記憶する。そして、記憶回路２１１は、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶すると、禁止フラグＦ１を解除する。記憶回路２１１で禁止フラグＦ１が解除されると、温度補償機能制御回路２１は温度補償回路３０の温度補償機能動作を開始させる。換言すれば、温度補償機能制御回路２１は、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことが検出されるまで、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止させる。
そして、温度補償機能制御回路２１は、記憶回路２１１に入力される発振停止信号Ｄ２がHighになるまで、温度補償回路３０の温度補償機能動作を継続させる。つまり、解除信号Ｄ１がHighになって禁止フラグＦ１が解除されると、解除信号Ｄ１がLowになっても、禁止フラグＦ１はLowに維持される。なお、温度補償機能制御回路２１は、本開示の制御回路の一例である。
記憶回路２１１は、例えば、Ｄフリップフロップから構成される。そして、記憶回路２１１に入力される発振停止信号Ｄ２がHighになると、温度補償機能制御回路２１は記憶回路２１１を初期化する。これにより、記憶回路２１１は禁止フラグＦ１を強制的にHighにさせる、つまり、禁止フラグＦ１を発生させる。記憶回路２１１で禁止フラグＦ１が発生している間、温度補償機能制御回路２１は、後述する温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止させる。
また、記憶回路２１１は、発振停止信号Ｄ２がLowの状態で、解除信号Ｄ１がHighになると、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶する。つまり、記憶回路２１１は、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことを記憶する。そして、記憶回路２１１は、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶すると、禁止フラグＦ１を解除する。記憶回路２１１で禁止フラグＦ１が解除されると、温度補償機能制御回路２１は温度補償回路３０の温度補償機能動作を開始させる。換言すれば、温度補償機能制御回路２１は、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことが検出されるまで、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止させる。
そして、温度補償機能制御回路２１は、記憶回路２１１に入力される発振停止信号Ｄ２がHighになるまで、温度補償回路３０の温度補償機能動作を継続させる。つまり、解除信号Ｄ１がHighになって禁止フラグＦ１が解除されると、解除信号Ｄ１がLowになっても、禁止フラグＦ１はLowに維持される。なお、温度補償機能制御回路２１は、本開示の制御回路の一例である。
図２に戻って、温度補償回路３０は、温度センサー３１、温度補正テーブル記憶部３２、個体差補正データ記憶部３３、演算回路３５、論理緩急回路３６、周波数調整制御回路３７を備え、基準信号ｆｓ１の温度等による変動を一定の周期で補償する温度補償機能動作を実行する。なお、本実施形態では、温度センサー３１の測定温度に応じて歩度を調整する動作を、温度補償機能動作と称する。
温度センサー３１は、測定温度に応じた出力、すなわち、時計１が使用されている環境の温度に応じた出力を演算回路３５に入力する。温度センサー３１としては、ダイオードを使用したものや、ＣＲ発振回路を使用したものが利用でき、ダイオードやＣＲ発振回路の温度特性を利用して変化する出力信号で現在の温度を検出している。本実施形態では、出力信号を波形整形すれば、すぐにデジタル信号処理が可能なＣＲ発振回路を、温度センサー３１として使用している。すなわち、環境温度により、ＣＲ発振回路から出力される信号の周波数が変化し、その周波数により温度を検出している。また、ＣＲ発振回路を定電流で駆動するように構成すると、温度センサー３１の駆動電流は定電流値で決まるため、設計により電流値をコントロール可能となり、低消費電流化し易くなる。定電流駆動型のＣＲ発振回路は低電圧駆動、低消費電流化が可能なため、時計１に温度補償機能を付ける場合の温度センサー３１として適している。なお、温度センサー３１は、本開示の温度測定部の一例である。
温度補正テーブル記憶部３２は、理想的な水晶振動子８０、および、理想的な温度センサー３１の場合に、ある温度でどれだけ歩度を補償すればよいかが設定された温度補正テーブルを記憶している。すなわち、温度補正テーブル記憶部３２は、水晶振動子８０および温度センサー３１で共通の温度補正テーブルを記憶している。なお、温度補正テーブルは、本開示の温度補正データの一例である。
また、水晶振動子８０や温度センサー３１には製造による個体差が生じる。個体差としては、例えば、水晶振動子８０の温度特性の２次係数、水晶振動子８０の頂点温度、水晶振動子８０の頂点歩度、温度センサー３１の出力周波数、発振回路１１の負荷容量等が挙げられる。そこで、予め製造や検査の工程で測定した、水晶振動子８０の特性や、温度センサー３１の特性を基に、どれだけ個体差を補正すれば良いかを設定した個体差補正データが個体差補正データ記憶部３３に書き込まれている。なお、本実施形態では、温度補償機能動作の中で、上記した水晶振動子８０や温度センサー３１の個体差を補償する動作を個体差温度補償動作と称する。
温度補正テーブル記憶部３２は、マスクＲＯＭを利用している。マスクＲＯＭを利用するのは、半導体メモリーの中で最も単純なため、集積度を高くし、面積を小さくできるためである。
個体差補正データ記憶部３３は、不揮発性メモリーで構成され、特にＦＡＭＯＳを使用している。ＦＡＭＯＳは、書込み後の電流値が低い事や、不揮発性メモリーの中で比較的低い電圧でデータ書き込みが可能なためである。
また、水晶振動子８０や温度センサー３１には製造による個体差が生じる。個体差としては、例えば、水晶振動子８０の温度特性の２次係数、水晶振動子８０の頂点温度、水晶振動子８０の頂点歩度、温度センサー３１の出力周波数、発振回路１１の負荷容量等が挙げられる。そこで、予め製造や検査の工程で測定した、水晶振動子８０の特性や、温度センサー３１の特性を基に、どれだけ個体差を補正すれば良いかを設定した個体差補正データが個体差補正データ記憶部３３に書き込まれている。なお、本実施形態では、温度補償機能動作の中で、上記した水晶振動子８０や温度センサー３１の個体差を補償する動作を個体差温度補償動作と称する。
温度補正テーブル記憶部３２は、マスクＲＯＭを利用している。マスクＲＯＭを利用するのは、半導体メモリーの中で最も単純なため、集積度を高くし、面積を小さくできるためである。
個体差補正データ記憶部３３は、不揮発性メモリーで構成され、特にＦＡＭＯＳを使用している。ＦＡＭＯＳは、書込み後の電流値が低い事や、不揮発性メモリーの中で比較的低い電圧でデータ書き込みが可能なためである。
演算回路３５は、温度センサー３１の測定温度と、温度補正テーブル記憶部３２に記憶された温度補正テーブルと、個体差補正データ記憶部３３に記憶された個体差補正データとを利用して、歩度の補正量を演算する。そして、演算回路３５は、その演算結果を論理緩急回路３６および周波数調整制御回路３７に出力する。すなわち、本実施形態の温度補償機能動作では、温度センサー３１による温度測定動作および温度補正テーブル記憶部３２からの温度補正テーブルの読み出し動作に加えて、個体差補正データ記憶部３３からの個体差補正データの読み出し動作を行うことで、個体差温度補償動作を実行する。
論理緩急回路３６は、分周回路１２の各分周段に所定のタイミングでセットもしくはリセット信号を入力することで、デジタル的に基準信号ｆｓ１の周期を長くしたり、短くしたりする回路である。例えば、１０秒に１回、約30.5μsec（1/32768Hz）だけ基準信号ｆｓ１の周期を短くすると、１日では8640回クロックの周期を短くすることになるので、8640回×30.5μsec＝0.264secだけ信号の変化が速くなる。つまり、１日で0.264sec/dayだけ時刻は進むことになる。なお、sec/day（ｓ／ｄ）は歩度であり、１日の時刻のずれを表す。
周波数調整制御回路３７は、前述のとおり、発振回路１１の付加容量を調整することにより、発振回路１１の発振周波数そのものを調整する回路である。発振回路１１は付加容量を大きくすると、発振周波数が小さくなるため、時刻を遅らすことができる。逆に、付加容量を小さくすると、発振周波数が大きくなるため、時刻を進ませることができる。
このように、本実施形態では、論理緩急回路３６と周波数調整制御回路３７とを組み合わせて、歩度を調整する。
このように、本実施形態では、論理緩急回路３６と周波数調整制御回路３７とを組み合わせて、歩度を調整する。
［温度補償処理の制御方法］
次に、本実施形態の温度補償処理の制御方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。
図５に示すように、ぜんまい４０が巻き解かれてＩＣ１０が停止した状態から、ぜんまい４０が巻き上げられると、発電機７０による発電が開始される。そして、電源電圧Ｖが発振開始電圧Ｖ３を超えると、ステップＳ１として、水晶発振回路１１０が発振開始し、発振停止信号Ｄ２がLowになる。
次に、本実施形態の温度補償処理の制御方法について、図５のフローチャートを用いて説明する。
図５に示すように、ぜんまい４０が巻き解かれてＩＣ１０が停止した状態から、ぜんまい４０が巻き上げられると、発電機７０による発電が開始される。そして、電源電圧Ｖが発振開始電圧Ｖ３を超えると、ステップＳ１として、水晶発振回路１１０が発振開始し、発振停止信号Ｄ２がLowになる。
次に、第１電圧検出回路１５は、ステップＳ２として、電圧検出タイミングであるか否かを判定する。
ステップＳ２でＮｏと判定すると、第１電圧検出回路１５は、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
ステップＳ２でＮｏと判定すると、第１電圧検出回路１５は、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
一方、ステップＳ２でＹｅｓと判定すると、第１電圧検出回路１５は、ステップＳ３として、電源回路１００の電源電圧Ｖを検出する。本実施形態では、前述したように、第１電圧検出回路１５は、所定の周期で電源回路１００の電源電圧Ｖを検出する。
次に、第１電圧検出回路１５は、ステップＳ４として、電源電圧Ｖが、解除電圧Ｖ１を超えたか否かを判定する。
図６は、発電電圧と発電時間との関係を示す図である。
図６に示すように、ぜんまい４０が巻き解かれた状態から巻き上げられて、発電機７０で発電が開始されると、発電電圧は徐々に上昇して、コイル７２の誘起電圧ＶＣに近づく。
ここで、解除電圧Ｖ１を、コイル７２の誘起電圧ＶＣに近い値に設定すると、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの時間が長くなる。そうすると、温度補償回路３０の動作が停止されている時間が長くなるので、所望する時間精度を維持できなくなるおそれがある。
一方、解除電圧Ｖ１を、発振停止電圧Ｖ２に近い値に設定すると、温度補償機能動作を開始した直後に、当該温度補償機能動作により電源電圧Ｖが降下して、発振停止電圧Ｖ２を下回ってしまうおそれがある。つまり、水晶発振回路１１０の発振開始と発振停止とが繰り返し実行されるおそれがある。
そこで、本実施形態では、解除電圧Ｖ１を、コイル７２の誘起電圧ＶＣの９０％以下で、かつ、温度補償機能動作によって電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回らない値に設定している。具体的には、発振停止電圧Ｖ２よりも数百ｍＶ以上高い値に解除電圧Ｖ１を設定している。これにより、発電機７０で発電を開始してから、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの経過時間ｔ１を数十秒以内にでき、かつ、温度補償動作を開始させた直後に、温度補償機能動作によって電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回ることを防ぐことができる。
なお、本実施形態では、上記した解除電圧Ｖ１の設定値は、ぜんまい４０により安定してトルクを得ることができる領域での発電電圧も考慮されている。すなわち、ぜんまい４０の巻き数が多くなると、得られるトルクが大きくなるとともに、ぜんまい４０の巻き数に対するトルクの傾きが小さくなってトルクの変動が小さくなる。そのため、解除電圧Ｖ１の設定値は、ぜんまい４０によって発電機７０や輪列５０等を動作させるのに必要なトルクが安定して得られる場合の発電電圧を超え、かつ、トルクの変動が小さくなる領域の値に設定されている。これにより、温度補償動作を開始させた際には、ぜんまい４０のトルクによって十分な発電電圧が安定的に得られるので、温度補償機能動作によって降下する電源電圧Ｖを回復させることができる。
図６に示すように、ぜんまい４０が巻き解かれた状態から巻き上げられて、発電機７０で発電が開始されると、発電電圧は徐々に上昇して、コイル７２の誘起電圧ＶＣに近づく。
ここで、解除電圧Ｖ１を、コイル７２の誘起電圧ＶＣに近い値に設定すると、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの時間が長くなる。そうすると、温度補償回路３０の動作が停止されている時間が長くなるので、所望する時間精度を維持できなくなるおそれがある。
一方、解除電圧Ｖ１を、発振停止電圧Ｖ２に近い値に設定すると、温度補償機能動作を開始した直後に、当該温度補償機能動作により電源電圧Ｖが降下して、発振停止電圧Ｖ２を下回ってしまうおそれがある。つまり、水晶発振回路１１０の発振開始と発振停止とが繰り返し実行されるおそれがある。
そこで、本実施形態では、解除電圧Ｖ１を、コイル７２の誘起電圧ＶＣの９０％以下で、かつ、温度補償機能動作によって電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回らない値に設定している。具体的には、発振停止電圧Ｖ２よりも数百ｍＶ以上高い値に解除電圧Ｖ１を設定している。これにより、発電機７０で発電を開始してから、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの経過時間ｔ１を数十秒以内にでき、かつ、温度補償動作を開始させた直後に、温度補償機能動作によって電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回ることを防ぐことができる。
なお、本実施形態では、上記した解除電圧Ｖ１の設定値は、ぜんまい４０により安定してトルクを得ることができる領域での発電電圧も考慮されている。すなわち、ぜんまい４０の巻き数が多くなると、得られるトルクが大きくなるとともに、ぜんまい４０の巻き数に対するトルクの傾きが小さくなってトルクの変動が小さくなる。そのため、解除電圧Ｖ１の設定値は、ぜんまい４０によって発電機７０や輪列５０等を動作させるのに必要なトルクが安定して得られる場合の発電電圧を超え、かつ、トルクの変動が小さくなる領域の値に設定されている。これにより、温度補償動作を開始させた際には、ぜんまい４０のトルクによって十分な発電電圧が安定的に得られるので、温度補償機能動作によって降下する電源電圧Ｖを回復させることができる。
図５に戻って、ステップＳ４でＮｏと判定すると、第１電圧検出回路１５は、ステップＳ２に戻って処理を繰り返す。
一方、ステップＳ４でＹｅｓと判定されると、温度補償機能制御回路２１の記憶回路２１１は、ステップＳ５として、禁止フラグＦ１をLowにする、つまり、解除する。具体的には、ステップＳ４でＹｅｓと判定すると、第１電圧検出回路１５は、解除信号Ｄ１をHighにする。そして、記憶回路２１１は、当該解除信号Ｄ１がHighになると、禁止フラグＦ１を解除する。
一方、ステップＳ４でＹｅｓと判定されると、温度補償機能制御回路２１の記憶回路２１１は、ステップＳ５として、禁止フラグＦ１をLowにする、つまり、解除する。具体的には、ステップＳ４でＹｅｓと判定すると、第１電圧検出回路１５は、解除信号Ｄ１をHighにする。そして、記憶回路２１１は、当該解除信号Ｄ１がHighになると、禁止フラグＦ１を解除する。
次に、温度補償機能制御回路２１は、ステップＳ６として、温度補償回路３０による温度補償機能動作を実行させる。本実施形態では、温度補償機能制御回路２１は、ステップＳ３で電源電圧Ｖを検出した直後に、温度補償機能動作を実行させるように構成されている。これにより、電源電圧Ｖを検出してから温度補償機能動作が実行されるまでの時間を短くできる。そのため、電源電圧Ｖを検出してから温度補償機能動作が実行されるまでの間に電圧変動が生じて、ＩＣ１０の動作が不安定になってしまうことを抑制できる。
そして、発振停止検出回路１６は、ステップＳ７として、水晶発振回路１１０が発振停止しているか否かを判定する。
ステップＳ７でＮｏと判定すると、発振停止検出回路１６は、ステップＳ６に戻って処理を繰り返す。すなわち、温度補償機能制御回路２１は、禁止フラグＦ１が解除されている場合、分周回路１２からの信号に基づいて、所定の周期で温度補償機能動作を実行させる。
そして、発振停止検出回路１６は、ステップＳ７として、水晶発振回路１１０が発振停止しているか否かを判定する。
ステップＳ７でＮｏと判定すると、発振停止検出回路１６は、ステップＳ６に戻って処理を繰り返す。すなわち、温度補償機能制御回路２１は、禁止フラグＦ１が解除されている場合、分周回路１２からの信号に基づいて、所定の周期で温度補償機能動作を実行させる。
一方、ステップＳ７でＹｅｓと判定すると、ステップＳ８として、記憶回路２１１を初期化させる。具体的には、ステップＳ７でＹｅｓと判定すると、発振停止検出回路１６は、発振停止信号Ｄ２の出力をHighにする。そして、発振停止信号Ｄ２がHighになると、温度補償機能制御回路２１は記憶回路２１１を初期化させる。
次に、温度補償機能制御回路２１の記憶回路２１１は、ステップＳ９として、禁止フラグＦ１を発生させる。具体的には、記憶回路２１１は、初期化すると禁止フラグＦ１を発生させる。これにより、温度補償機能制御回路２１は、温度補償回路３０による温度補償機能動作を停止させる。そして、ステップＳ１に戻って処理を繰り返す。すなわち、ぜんまい４０が巻き上げられ、発電機７０による発電が開始されて、電源電圧Ｖが発振開始電圧Ｖ３を超えるまで、水晶発振回路１１０は発振停止する。
ここで、本実施形態では、温度補償回路３０は、個体差補正データ記憶部３３に記憶された個体差補正データを利用して水晶振動子８０の頂点歩度を調整する、すなわち、温度センサー３１による温度測定は実行せずに、水晶振動子８０の個体差を補正する個体差補正機能動作を実行可能に構成されている。そして、温度補償機能制御回路２１は、温度補償機能動作を停止させた場合、温度補償回路３０による個体差補正機能動作を継続させる。つまり、温度補償機能制御回路２１は、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整を継続させる。
これは、温度センサー３１により温度を測定し、当該測定温度に応じた補正量を温度補正テーブル記憶部３２および個体差補正データ記憶部３３から読み出すのに必要な電力に比べて、温度センサー３１による温度測定を実行せずに、個体差補正データ記憶部３３から水晶振動子８０の頂点歩度に関する個体差補正データを読み出すのに必要な電力が顕著に低いためである。つまり、水晶振動子８０の発振が開始された直後に個体差補正データに基づく頂点歩度の調整を実行しても、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回る可能性は低いので、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整、つまり、個体差補正機能動作は継続させている。
これは、温度センサー３１により温度を測定し、当該測定温度に応じた補正量を温度補正テーブル記憶部３２および個体差補正データ記憶部３３から読み出すのに必要な電力に比べて、温度センサー３１による温度測定を実行せずに、個体差補正データ記憶部３３から水晶振動子８０の頂点歩度に関する個体差補正データを読み出すのに必要な電力が顕著に低いためである。つまり、水晶振動子８０の発振が開始された直後に個体差補正データに基づく頂点歩度の調整を実行しても、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回る可能性は低いので、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整、つまり、個体差補正機能動作は継続させている。
図７は、本実施形態の温度補償処理の制御方法を説明するタイミングチャートである。
図７に示すように、ぜんまい４０が巻き上げられて、発電機７０による発電が開始されると、電源回路１００の電源電圧Ｖが徐々に上昇する。そして、電源電圧Ｖが発振開始電圧Ｖ３を超えると、水晶発振回路１１０が発振開始し、発振停止信号Ｄ２がLowになる。
図７に示すように、ぜんまい４０が巻き上げられて、発電機７０による発電が開始されると、電源回路１００の電源電圧Ｖが徐々に上昇する。そして、電源電圧Ｖが発振開始電圧Ｖ３を超えると、水晶発振回路１１０が発振開始し、発振停止信号Ｄ２がLowになる。
そして、電源電圧Ｖがさらに上昇し、電圧検出タイミングで、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことが検出されると、禁止フラグＦ１が解除される。これにより、温度補償機能動作が開始される。温度補償機能動作が実行された際、電源電圧Ｖは一時的に降下するが、前述したように、解除電圧Ｖ１は発振停止電圧Ｖ２よりも十分に高い値に設定されているので、電源電圧Ｖは発振停止電圧Ｖ２を下回ることはない。
なお、前述したように、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの間においても、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整は実行される。すなわち、禁止フラグＦ１が発生していても、個体差補正機能動作は実行される。
なお、前述したように、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの間においても、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整は実行される。すなわち、禁止フラグＦ１が発生していても、個体差補正機能動作は実行される。
また、本実施形態では、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えた後、温度補償機能動作によって電圧が降下して、解除電圧Ｖ１を下回っても、発振停止電圧Ｖ２を下回るまでは記憶回路２１１が初期化されない。つまり、禁止フラグＦ１が発生しないので、温度補償機能動作は継続される。
その後、電源電圧Ｖが低下し、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回って水晶発振回路１１０の発振停止が検出されると、発振停止信号Ｄ２がHighになり、禁止フラグＦ１が発生する。これにより、温度補償機能制御回路２１による温度補償回路３０の温度補償機能動作が停止される。
［第１実施形態の作用効果］
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、温度補償機能制御回路２１は、第１電圧検出回路１５により電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことが検出されると、温度補償回路３０の温度補償機能動作を開始させる。そして、温度補償機能制御回路２１は、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を下回っても、温度補償機能動作を継続させる。
これにより、温度補償機能動作の開始と停止とが繰り返し実行されることを防ぐことができる。そのため、温度補償機能動作を実行する時間が短くなってしまうことで、所望の時間精度を維持できなくなることを抑制できる。
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、温度補償機能制御回路２１は、第１電圧検出回路１５により電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことが検出されると、温度補償回路３０の温度補償機能動作を開始させる。そして、温度補償機能制御回路２１は、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を下回っても、温度補償機能動作を継続させる。
これにより、温度補償機能動作の開始と停止とが繰り返し実行されることを防ぐことができる。そのため、温度補償機能動作を実行する時間が短くなってしまうことで、所望の時間精度を維持できなくなることを抑制できる。
本実施形態では、温度補償機能制御回路２１は、第１電圧検出回路１５により電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことが検出されたことを記憶する記憶回路２１１を備える。温度補償機能制御回路２１は、発振停止検出回路１６により水晶発振回路１１０の発振停止が検出されると、記憶回路２１１を初期化する。そして、温度補償機能制御回路２１は、記憶回路２１１が初期化されている場合、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止させる。
これにより、温度補償機能制御回路２１は、水晶発振回路１１０の発振停止が検出されるまでは、温度補償機能動作を継続させる。そのため、温度補償機能動作の開始と停止とが繰り返し実行されることを、より確実に防ぐことができる。
これにより、温度補償機能制御回路２１は、水晶発振回路１１０の発振停止が検出されるまでは、温度補償機能動作を継続させる。そのため、温度補償機能動作の開始と停止とが繰り返し実行されることを、より確実に防ぐことができる。
本実施形態では、温度補償機能制御回路２１は、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止させた場合に、個体差補正機能動作は継続させる。
これにより、発電機７０で発電を開始してから、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの間で、禁止フラグＦ１が発生している場合でも、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整は実行される。そのため、所望する時間精度をより確実に維持することができる。
これにより、発電機７０で発電を開始してから、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えるまでの間で、禁止フラグＦ１が発生している場合でも、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整は実行される。そのため、所望する時間精度をより確実に維持することができる。
本実施形態では、解除電圧Ｖ１は、温度補償機能制御回路２１によって温度補償回路３０の温度補償機能動作を開始させた際に、当該温度補償機能動作によって、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回らないように設定されている。
これにより、温度補償機能動作を開始させた直後に、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回ることで、水晶発振回路１１０が発振停止してしまうことを防止できる。
これにより、温度補償機能動作を開始させた直後に、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回ることで、水晶発振回路１１０が発振停止してしまうことを防止できる。
さらに、本実施形態では、解除電圧Ｖ１は、ぜんまい４０によって発電機７０や輪列５０等を動作させるのに必要なトルクが安定して得られる場合の発電電圧を超えるように設定されている。これにより、温度補償機能動作によって降下する電源電圧Ｖを回復させることができる。
［第２実施形態］
次に、本開示の第２実施形態について、図８～１０に基づいて説明する。第２実施形態では、温度補償機能制御回路２１Ａは、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ると、温度補償回路３０による温度補償機能動作を停止させる点で、前述した第１実施形態と異なる。
なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
次に、本開示の第２実施形態について、図８～１０に基づいて説明する。第２実施形態では、温度補償機能制御回路２１Ａは、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ると、温度補償回路３０による温度補償機能動作を停止させる点で、前述した第１実施形態と異なる。
なお、第２実施形態において、第１実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略または簡略する。
図８は、第２実施形態の時計１Ａの概略構成を示すブロック図である。
図８に示すように、ＩＣ１０Ａは、第２電圧検出回路１７Ａを備える。
図８に示すように、ＩＣ１０Ａは、第２電圧検出回路１７Ａを備える。
第２電圧検出回路１７Ａは、分周回路１２から出力される信号に基づいて、所定の周期で電源回路１００の電源電圧Ｖを検出する。そして、電源回路１００の電源電圧Ｖが、予め設定された設定電圧Ｖ４を下回った場合、温度補償機能制御回路２１Ａに出力する禁止フラグ発生信号Ｄ３をHighにする。
本実施形態では、設定電圧Ｖ４は、発振開始電圧Ｖ３よりも高く、かつ、解除電圧Ｖ１よりも低い値に設定されている。なお、設定電圧Ｖ４は、本開示の第２電圧の一例である。
本実施形態では、設定電圧Ｖ４は、発振開始電圧Ｖ３よりも高く、かつ、解除電圧Ｖ１よりも低い値に設定されている。なお、設定電圧Ｖ４は、本開示の第２電圧の一例である。
温度補償機能制御回路２１Ａは、図９に示す記憶回路２１１Ａを備える。
記憶回路２１１Ａは、前述した第１実施形態と同様に、Ｄフリップフロップから構成される。そして、記憶回路２１１Ａに入力される禁止フラグ発生信号Ｄ３がHighになると、温度補償機能制御回路２１Ａは記憶回路２１１Ａを初期化する。これにより、記憶回路２１１Ａは禁止フラグＦ１を強制的にHighにさせる、つまり、禁止フラグＦ１を発生させる。
また、記憶回路２１１Ａは、禁止フラグ発生信号Ｄ３がLowの状態で、解除信号Ｄ１がHighになると、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶する。つまり、記憶回路２１１Ａは、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことを記憶する。そして、記憶回路２１１Ａは、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶すると、禁止フラグＦ１を解除する。
記憶回路２１１Ａは、前述した第１実施形態と同様に、Ｄフリップフロップから構成される。そして、記憶回路２１１Ａに入力される禁止フラグ発生信号Ｄ３がHighになると、温度補償機能制御回路２１Ａは記憶回路２１１Ａを初期化する。これにより、記憶回路２１１Ａは禁止フラグＦ１を強制的にHighにさせる、つまり、禁止フラグＦ１を発生させる。
また、記憶回路２１１Ａは、禁止フラグ発生信号Ｄ３がLowの状態で、解除信号Ｄ１がHighになると、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶する。つまり、記憶回路２１１Ａは、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことを記憶する。そして、記憶回路２１１Ａは、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶すると、禁止フラグＦ１を解除する。
［温度補償処理の制御方法］
次に、本実施形態の温度補償処理の制御方法について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
なお、本実施形態において、ステップＳ１Ａ～Ｓ６Ａは、前述した第１実施形態のステップＳ１～Ｓ６と同様であるため、説明を省略する。
次に、本実施形態の温度補償処理の制御方法について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
なお、本実施形態において、ステップＳ１Ａ～Ｓ６Ａは、前述した第１実施形態のステップＳ１～Ｓ６と同様であるため、説明を省略する。
図９に示すように、第２電圧検出回路１７Ａは、ステップＳ１０Ａとして、電圧検出タイミングであるか否かを判定する。
ステップＳ１２ＡでＮｏと判定すると、第２電圧検出回路１７Ａは、ステップＳ１０Ａに戻って処理を繰り返す。
ステップＳ１２ＡでＮｏと判定すると、第２電圧検出回路１７Ａは、ステップＳ１０Ａに戻って処理を繰り返す。
一方、ステップＳ１０ＡでＹｅｓと判定すると、第２電圧検出回路１７Ａは、ステップＳ１１Ａとして、電源回路１００の電源電圧Ｖを検出する。本実施形態では、前述したように、第２電圧検出回路１７Ａは、所定の周期で電源回路１００の電源電圧Ｖを検出する。
次に、第２電圧検出回路１７Ａは、ステップＳ１２Ａとして、電源回路１００の電源電圧Ｖが、設定電圧Ｖ４を下回ったか否かを判定する。
ステップＳ１２ＡでＮｏと判定された場合、ステップＳ６Ａに戻って処理を繰り返す。
ステップＳ１２ＡでＮｏと判定された場合、ステップＳ６Ａに戻って処理を繰り返す。
一方、ステップＳ１２ＡでＹｅｓと判定されると、温度補償機能制御回路２１Ａは、ステップＳ１３Ａとして、記憶回路２１１Ａを初期化する。具体的には、ステップＳ１２ＡでＹｅｓと判定すると、第２電圧検出回路１７Ａは、禁止フラグ発生信号Ｄ３をHighにする。そして、温度補償機能制御回路２１Ａは、禁止フラグ発生信号Ｄ３がHighになると、記憶回路２１１Ａを初期化させる。そして、記憶回路２１１Ａは、ステップＳ１４Ａとして、禁止フラグＦ１を発生させる。
その後、ステップＳ２Ａに戻って処理を繰り返す。
その後、ステップＳ２Ａに戻って処理を繰り返す。
図１１は、本実施形態の温度補償処理の制御方法を説明するタイミングチャートである。
図１１に示すように、禁止フラグＦ１が解除された後、電圧検出タイミングで、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ったことが検出されると、禁止フラグＦ１が発生する。これにより、温度補償機能制御回路２１Ａは、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止する。
図１１に示すように、禁止フラグＦ１が解除された後、電圧検出タイミングで、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ったことが検出されると、禁止フラグＦ１が発生する。これにより、温度補償機能制御回路２１Ａは、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止する。
［第２実施形態の作用効果］
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ったことを検出する第２電圧検出回路１７Ａを備える。そして、温度補償機能制御回路２１Ａは、第２電圧検出回路１７Ａにより電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ったことが検出されると、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止する。
これにより、温度補償機能動作によって電源電圧Ｖが電圧降下しにくくなるので、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回るまでの時間を長くすることができる。すなわち、時計１Ａの持続時間を長くすることができる。
このような本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
本実施形態では、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ったことを検出する第２電圧検出回路１７Ａを備える。そして、温度補償機能制御回路２１Ａは、第２電圧検出回路１７Ａにより電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ったことが検出されると、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止する。
これにより、温度補償機能動作によって電源電圧Ｖが電圧降下しにくくなるので、電源電圧Ｖが発振停止電圧Ｖ２を下回るまでの時間を長くすることができる。すなわち、時計１Ａの持続時間を長くすることができる。
本実施形態では、温度補償機能制御回路２１Ａは、第２電圧検出回路１７Ａにより電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回ったことが検出されると、記憶回路２１１Ａを初期化する。そして、温度補償機能制御回路２１Ａは、記憶回路２１１Ａが初期化されている場合、温度補償回路３０の温度補償機能動作を停止させる。
これにより、温度補償機能制御回路２１Ａは、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回るまでは、温度補償機能動作を継続させる。そのため、前述した第１実施形態と同様に、温度補償機能動作の開始と停止とが繰り返し実行されることを、より確実に防ぐことができる。
これにより、温度補償機能制御回路２１Ａは、電源電圧Ｖが設定電圧Ｖ４を下回るまでは、温度補償機能動作を継続させる。そのため、前述した第１実施形態と同様に、温度補償機能動作の開始と停止とが繰り返し実行されることを、より確実に防ぐことができる。
［変形例］
なお、本開示は前述の各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、改良等は本開示に含まれるものである。
なお、本開示は前述の各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、改良等は本開示に含まれるものである。
前記各実施形態では、時計１、１Ａは、ぜんまい４０、発電機７０、水晶振動子８０等を備える電子制御式機械時計として構成されていたが、これに限定されない。例えば、本開示の時計は、電池、モーター、水晶振動子等を備えるアナログクオーツ時計や、デジタル表示部を備えるデジタルクオーツ時計として構成されていてもよい。
前記各実施形態では、温度補償機能制御回路２１、２１Ａは、禁止フラグＦ１が発生している間、個体差補正機能動作を継続させるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、温度補償機能制御回路２１、２１Ａは、禁止フラグＦ１が発生している間、個体差補正機能動作を停止させる、つまり、個体差補正データに基づく頂点歩度の調整も停止させるように構成されていてもよい。
前記各実施形態では、温度補償回路３０は、温度補正テーブル記憶部３２および個体差補正データ記憶部３３を備えて構成されていたが、これに限定されない。例えば、温度補償回路３０は、温度補正テーブル記憶部３２および個体差補正データ記憶部３３のいずれか一方を備えて構成されていてもよい。
前記各実施形態では、温度補償回路３０は、論理緩急回路３６と周波数調整制御回路３７とを組み合わせて、歩度を調整するように構成されていたが、これに限定されない。例えば、温度補償回路３０は、論理緩急回路３６および周波数調整制御回路３７のいずれか一方により、歩度を調整するように構成されていてもよい。
前記第１実施形態では、温度補償機能制御回路２１の記憶回路２１１は、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶し、発振停止信号Ｄ２がHighになると初期化されるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、温度補償機能制御回路２１は、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことを記憶する記憶装置を備え、当該記憶装置の状態に応じて温度補償機能動作を制御するように構成されていてもよい。
また、前記第２実施形態では、温度補償機能制御回路２１Ａの記憶回路２１１Ａは、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶し、禁止フラグ発生信号Ｄ３がHighになると初期化されるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、温度補償機能制御回路２１Ａは、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことを記憶する記憶装置を備え、当該記憶装置の状態に応じて温度補償機能動作を制御するように構成されていてもよい。
また、前記第２実施形態では、温度補償機能制御回路２１Ａの記憶回路２１１Ａは、解除信号Ｄ１がHighになったことを記憶し、禁止フラグ発生信号Ｄ３がHighになると初期化されるように構成されていたが、これに限定されない。例えば、温度補償機能制御回路２１Ａは、電源電圧Ｖが解除電圧Ｖ１を超えたことを記憶する記憶装置を備え、当該記憶装置の状態に応じて温度補償機能動作を制御するように構成されていてもよい。
前記第２実施形態では、設定電圧Ｖ４は、発振開始電圧Ｖ３よりも高く設定されていたが、これに限定されない。例えば、設定電圧Ｖ４は、発振開始電圧Ｖ３以下に設定されていてもよく、発振停止電圧Ｖ２よりも高く設定されていればよい。
１，１Ａ…時計、１０，１０Ａ…ＩＣ、１１…発振回路、１２…分周回路、１３…回転検出回路、１４…制動制御回路、１５…第１電圧検出回路、１６…発振停止検出回路、１７Ａ…第２電圧検出回路、２０…温度補償機能部、２１，２１Ａ…温度補償機能制御回路（制御回路）、３０…温度補償回路、３１…温度センサー（温度測定部）、３２…温度補正テーブル記憶部、３３…個体差補正データ記憶部、３５…演算回路、３６…論理緩急回路、３７…周波数調整制御回路、５０…輪列、６０…表示部、７０…発電機、８０…水晶振動子、９０…整流回路、１００…電源回路（電源）、１０１…コンデンサー、１１０…水晶発振回路、２１１，２１１Ａ…記憶回路。
Claims (8)
- 充電可能に構成される電源と、
水晶振動子および発振回路を有し、電源電圧が発振停止電圧を下回ると発振停止し、前記電源電圧が前記発振停止電圧より高い発振開始電圧を超えると発振開始する水晶発振回路と、
前記発振回路から出力される発振信号を分周して基準信号を出力する分周回路と、
前記基準信号の温度による変動を補償する温度補償機能動作を実行する温度補償回路と、
前記電源電圧が、前記発振開始電圧よりも高く設定される第１電圧を超えたことを検出する第１電圧検出回路と、
前記第１電圧検出回路により前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことが検出されると、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を開始させ、その後、前記電源電圧が前記第１電圧を下回っても前記温度補償機能動作を継続させる制御回路と、を備える
ことを特徴とする時計。 - 請求項１に記載の時計において、
前記水晶発振回路の発振停止を検出する発振停止検出回路を備え、
前記制御回路は、前記発振停止検出回路により前記水晶発振回路の発振停止が検出されると、前記温度補償機能動作を停止させる
ことを特徴とする時計。 - 請求項２に記載の時計において、
前記第１電圧検出回路により前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことが検出されたことを記憶する記憶回路を備え、
前記制御回路は、
前記発振停止検出回路により前記水晶発振回路の発振停止が検出されると、前記記憶回路を初期化し、
前記記憶回路が初期化されている場合、前記温度補償機能動作を停止させる
ことを特徴とする時計。 - 請求項１に記載の時計において、
前記電源電圧が、前記第１電圧よりも低く設定された第２電圧を下回ったことを検出する第２電圧検出回路を備え、
前記制御回路は、前記第２電圧検出回路により前記電源電圧が前記第２電圧を下回ったことが検出されると、前記温度補償機能動作を停止させる
ことを特徴とする時計。 - 請求項４に記載の時計において、
前記第１電圧検出回路により前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことが検出されたことを記憶する記憶回路を備え、
前記制御回路は、
前記第２電圧検出回路により前記電源電圧が前記第２電圧を下回ったことが検出されると、前記記憶回路を初期化し、
前記記憶回路が初期化されている場合、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を停止させる
ことを特徴とする時計。 - 請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の時計において、
前記温度補償回路は、前記水晶振動子の個体差を補正する個体差補正機能動作を実行可能に構成され、
前記制御回路は、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を停止させた場合に、前記温度補償回路による前記個体差補正機能動作は継続させる
ことを特徴とする時計。 - 請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の時計において、
前記第１電圧は、前記制御回路によって前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を開始させた際に、前記温度補償機能動作によって、前記電源電圧が前記発振停止電圧を下回らないように設定されている
ことを特徴とする時計。 - 充電可能に構成される電源と、水晶振動子および発振回路を有し、電源電圧が発振停止電圧を下回ると発振停止し、前記電源電圧が前記発振停止電圧より高い発振開始電圧を超えると発振開始する水晶発振回路と、前記発振回路から出力される発振信号を分周して基準信号を出力する分周回路と、前記基準信号の温度による変動を補償する温度補償機能動作を実行する温度補償回路と、を備える時計の制御方法であって、
前記電源電圧が、前記発振開始電圧よりも高く設定された第１電圧を超えたことを検出するステップと、
前記電源電圧が前記第１電圧を超えたことを検出すると、前記温度補償回路の前記温度補償機能動作を開始させるステップと、
前記電源電圧が前記第１電圧を下回っても前記温度補償機能動作を継続させるステップと、を備える
ことを特徴とする時計の制御方法。
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