指针驱动装置、电子表、指针驱动方法以及记录介质与流程

本申请要求2019年11月26日在日本申请的申请号2019-212816号的优先权，其全部内容被援引于本申请。

本技术领域涉及指针驱动装置、电子表、指针驱动方法以及记录介质。

背景技术：

例如，在日本国专利申请公开号2019-49436号公报中公开了一种电子表，具有：步进电动机，其具有转子、定子以及导线被卷绕在线圈卷芯上的线圈：以及耐磁板，其覆盖步进电动机的至少一部分。

技术实现要素：

本实施方式的特征在于，具备：电动机，其使指针动作；驱动电路，其驱动所述电动机；磁传感器；以及处理器，其基于所述电动机的动作来控制所述磁传感器，

在所述磁传感器未进行测定的状态下，所述处理器判定所述驱动电路是否使所述电动机旋转，若判定为所述电动机未旋转，则使所述磁传感器开始测定。

附图说明

图1表示实施方式的电子表。

图2表示实施方式的步进电动机。

图3是表示实施方式的指针驱动装置的结构的框图。

图4是表示实施方式的走针控制处理的流程图。

图5是表示实施方式的第一走针处理的流程图。

图6是表示实施方式的第二走针处理的流程图。

图7说明实施方式的走针控制处理。

图8表示变形例的电子表。

图9表示变形例的电子表。

具体实施方式

以下，参照附图对本实施方式的指针驱动装置以及电子表进行说明。

如图1所示，本实施方式的电子表1是具备指针20a～20c、表盘30、壳体40、表带50以及指针驱动装置100的手表。指针驱动装置100驱动指针20a～20c，具备第一～第三步进电动机(电动机)120a～120c、驱动电路130、计时电路140、磁传感器150、电源部160和控制部110。包括第一～第三步进电动机120a～120c、驱动电路130、控制部110、计时电路140的部分构成电动机驱动装置200。

指针20a是表示秒的秒针，指针20b是表示分钟的分针，指针20c是表示时间的时针。以相对于表盘30的旋转轴自如旋转的方式设置指针20a～20c。表盘30是具有表示时间的小时字符31的显示板。壳体40具有覆盖指针20a～20c以及表盘30的玻璃罩41以及调整指针20a～20c的位置的表冠42，收纳指针20a～20c、表盘30以及指针驱动装置100。表带50安装于壳体40上，用于佩戴于手腕上。

第一步进电动机120a经由1个或多个齿轮来驱动作为秒针的指针20a。第二步进电动机120b经由1个或多个齿轮来驱动作为分针的指针20b。第三步进电动机120c经由1个或多个齿轮来驱动作为时针的指针20c。

如图2所示，第一～第三步进电动机120a～120c具有同样的构造，具备转子61、定子62以及线圈63。转子61配置成能够以设置于定子62上的未图示的轴为中心旋转。转子61通过对线圈63施加驱动脉冲，能够在顺时针方向和逆时针方向中的任意方向上以预定的步进角旋转。在转子61上连结有例如用于使作为秒针的指针20a走针的1个或多个齿轮，通过转子61旋转，使该齿轮旋转。

定子62具有卷绕有线圈63的形成为大致矩形框状的铁芯，形成有圆形的孔部64，在该孔部64配置有转子61。当电流在线圈63中流动时，在定子62中在区域65、66附近出现磁极。区域65、66的磁极的极性根据流过线圈63的电流的方向来决定。该线圈63经由端子台67与驱动电路130连接。

当对线圈63施加电压使得与s极61s和n极61n排斥的磁极出现在区域65、66时，转子61旋转。另外，在定子62中在容纳转子61的孔部64的内圆周面形成有2个凹部64a。通过这2个凹部64a能够维持转子61的静止状态。

在s极61s和n极61n与区域65、66相对的状态下，第一～第三步进电动机120a～120c的分度转矩(保持转矩)变为最大。因此，在未施加驱动脉冲的非通电状态下，转子61在图2所示的停止位置或从该停止位置旋转180度的停止位置，磁稳定而停止。

驱动电路130具有驱动第一～第三步进电动机120a～120c的桥式电路，根据来自控制部110的指令，对第一～第三步进电动机120a～120c的线圈63施加电压。详细而言，驱动电路130对线圈63施加驱动脉冲、校正脉冲以及电流差检测脉冲，具有由mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)构成的开关元件以及由电阻元件构成的h桥电路。另外，开关元件以及电阻元件构成使蓄积于线圈63的能量进行放电的放电电路。将线圈63的端子电压称为线圈电压v1，将流过线圈63的电流称为线圈电流i1。

计时电路140是具备振荡电路和分频电路的对当前时刻进行计数的计数器电路。振荡电路使用与石英等振子组合而振荡的电路，生成固有的频率信号并输出到分频电路。分频电路将从振荡电路输入的信号分频为频率的信号并输出。计时电路140对从分频电路输出的预定频率信号的次数进行计数，并与初始时刻相加，由此对当前时刻进行计数。

磁传感器150测量用于导出磁场强度的数据，导出并取得表示磁场强度的数据。并且将取得的数据输出到控制部110。另外，控制部110也可以基于包括用于导出磁传感器150测量出的磁场强度的电流值、电阻值、阻抗等的数据，导出并取得表示磁场强度的数据。在初始状态下，磁传感器150被设定为断开(off)，不提供用于测定磁场强度的电力。在此，断开包含在设定为睡眠模式等省电模式的情况等不测定磁场强度的模式。磁传感器150能够使用利用霍尔效应来检测磁场强度的霍尔元件、或者利用固体的电阻因磁场而发生变化的磁阻效应来测量磁场大小的磁阻效应元件等。另外，也可以向非晶线等线输出脉冲，通过线圈检测磁场的变化，由此检测磁场的强度。

电源部160具有电池和dc-dc转换器，具有能够使动作中的输出电压保持为恒定，使指针驱动装置100长时间持续且稳定地动作的结构。

控制部110具备cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、rom(readonlymemory：只读存储器)、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)等。控制部110将存储于rom的程序读出到ram并执行，从而作为指针控制部111、旋转判定部112、磁传感器控制部113、磁性判定部114、计时部115发挥功能。

指针控制部111基于由计时电路140计数的当前时刻，控制驱动电路130来驱动第一～第三步进电动机120a～120c。被指针控制部111控制的驱动电路130一秒一次向第一～第三步进电动机120a～120c输出驱动脉冲，使转子61旋转。当转子61旋转时，指针20a～20c经由1个或多个齿轮旋转。但是，例如在对电子表1施加磁场的情况下，有时会有驱动脉冲不能使转子61旋转的情况。在这样的情况下，指针控制部111能够输出施加电压以及脉冲宽度中至少任意一个比驱动脉冲大的校正脉冲。例如，在转子61的旋转失败的情况下，若由磁性判定部114判定为由磁传感器控制部113取得的磁场强度小于第一基准值，则输出比驱动脉冲强的校正脉冲。关于第一基准值以及在判定为是第一基准值以上的情况下的控制将在后面说明。另外，当通过磁性判定部114判定为由磁传感器控制部113取得的磁场强度小于第二基准值时，指针控制部111基于由计时部115计时的转子61的旋转停止的期间，控制驱动电路130来驱动第一～第三步进电动机120a～120c。由此，指针20a～20c的位置返回到表示当前时刻的位置。关于第二基准值将在后面说明。

旋转判定部112使驱动电路130输出电流差检测脉冲，该电流差检测脉冲用于通过流过线圈63的电流差来检测转子61旋转的情况和不是这样的情况下由于磁铁的停止角度产生的磁通密度差，检测供给电流差检测脉冲时的线圈电流i1，基于流过线圈63的电流差来判定转子61是否旋转。在转子61旋转的情况下，由电流差检测脉冲产生的磁场在减弱由磁铁产生的磁场的方向上产生，因此将两者相加后得到的磁场h属于磁饱和的影响比较小的区域，bh特性的切线的斜率db/dh变得比较大。切线的斜率db/dh成为微分磁导率μ，线圈63的电感与微分磁导率μ成比例，因此电感成为比较大的值。因此，供给电流差检测脉冲时的线圈电流i1成为比较低的值。并且，若线圈电流i1的峰值为阈值以下，则旋转判定部112判定为转子61旋转。

电流差检测脉冲的宽度优选设为0.01毫秒以上、1毫秒以下的范围，更优选设为0.05毫秒以上、0.1毫秒以下的范围。另外，在与驱动脉冲的宽度的相对关系中，电流差检测脉冲的宽度优选设为驱动脉冲的宽度的1/3～1/300的范围，更优选设为1/30～1/60的范围。这些数值的意义在于，若电流差检测脉冲过短则旋转检测的精度变差，若过长则转子61移动。另外，检测转子61是否旋转的旋转检测方法的详细情况被公开在日本特开2017-173037号公报中。

在由旋转判定部112判定为转子61未旋转时，磁传感器控制部113使磁传感器150接通(on)，通过磁传感器150取得磁场的强度。在通过磁性判定部114判定为磁场的强度小于第二基准值时，磁传感器控制部113使磁传感器150断开。

磁性判定部114判定由磁传感器控制部113取得的磁场强度是否为第一基准值以上。另外，磁性判定部114判定由磁传感器控制部113取得的磁场强度是否小于比第一基准值小的第二基准值。如果对第一～第三步进电动机120a～120c输出比驱动脉冲强的校正脉冲，则第一基准值是转子61能够旋转的磁场强度的上限值。如果向第一～第三步进电动机120a～120c输出驱动脉冲，则第二基准值是比转子61能够旋转的磁场强度的上限值小的值。

计时部115对转子61的旋转停止的期间进行计时。计时部115对通过磁性判定部114判定为磁场强度为第一基准值以上，转子61的旋转停止的期间进行计时，将停止的期间相加并存储于ram。另外，在从驱动电路130施加了校正脉冲时，通过旋转判定部112判定为转子61未旋转时，对未旋转的期间进行计时，将停止的期间相加并存储于ram。

接着，对具有以上结构的指针驱动装置100所执行的走针控制处理进行说明。

指针驱动装置100响应使用户开始处理的指示，开始图4所示的走针控制处理。以下，使用流程图对指针驱动装置100执行的走针控制处理进行说明。另外，在初始状态下，磁传感器150被设定为断开，未测定磁场的强度。另外，指针20a～20c的位置经由表冠42被用户调整为当前时刻。

当开始走针控制处理时，首先执行第一走针处理(步骤s101)。当执行图5所示的第一走针处理时，指针控制部111控制驱动电路130，向第一～第三步进电动机120a～120c的线圈63一秒一次输出驱动脉冲(步骤s201)。接着，旋转判定部112控制驱动电路130并将电流差检测脉冲输出给线圈63(步骤s202)。接着，旋转判定部112检测供给电流差检测脉冲时的线圈电流i1(步骤s203)。之后，返回图4所示的走针控制处理。

接着，旋转判定部112基于检测出的供给电流差检测脉冲时的线圈电流i1，判定转子61是否旋转(步骤s102)。在旋转判定部112判定为转子61旋转时(步骤s102：是)，返回步骤s101，重复进行步骤s101和步骤s102。

在旋转判定部112判定为转子61未旋转时(步骤s102：否)，磁传感器控制部113使磁传感器150接通，通过磁传感器150取得磁场的强度(步骤s103)。接着，计时部115开始转子61的旋转停止的期间的计时(步骤s104)。

接着，磁性判定部114判定由磁传感器控制部113取得的磁场强度是否为第一基准值以上(步骤s105)。如果对第一～第三步进电动机120a～120c输出比驱动脉冲强的校正脉冲，则第一基准值是转子61能够旋转的磁场强度的上限值。当磁性判定部114判定为由磁传感器控制部113取得的磁场强度不在第一基准值以上时(步骤s105：否)，执行第二走针处理(步骤s106)。

当执行图6所示的第二走针处理时，指针控制部111控制驱动电路130，向第一～第三步进电动机120a～120c的线圈63输出比驱动脉冲强的校正脉冲(步骤s301)。校正脉冲是施加电压和脉冲宽度中至少任意一个比驱动脉冲大的脉冲。接着，旋转判定部112控制驱动电路130并将电流差检测脉冲输出给线圈63(步骤s302)。接着，旋转判定部112检测供给电流差检测脉冲时的线圈电流i1(步骤s303)。接着，旋转判定部112基于检测出的供给电流差检测脉冲时的线圈电流i1，判定转子61是否旋转(步骤s304)。

当旋转判定部112判定为转子61旋转时(步骤s304：是)，返回图4所示的走针控制处理。若旋转判定部112判定为转子61未旋转(步骤s304：否)时，则计时部115将转子61的旋转停止的期间相加并存储于ram(步骤s305)，返回走针控制处理。

当磁性判定部114判定为由磁传感器控制部113取得的磁场强度为第一基准值以上时(步骤s105：是)，计时部115将转子61的旋转停止的期间相加并存储于ram(步骤s107)。

接着，磁性判定部114判定由磁传感器控制部113取得的磁场强度是否小于比第一基准值小的第二基准值(步骤s108)。若判定为磁场强度不小于第二基准值时(步骤s108：否)，则返回到步骤s105，重复步骤s105到步骤s108。

当判定为磁场强度小于第二基准值时(步骤s108：是)，指针控制部111基于由计时部115计时的转子61的旋转停止的期间，控制驱动电路130来驱动第一～第三步进电动机120a～120c(步骤s109)。由此，指针20a～20c的位置返回到表示当前时刻的位置。例如，如图7所示，若指针20a的旋转因磁场而停止了20秒，则计时部115将转子61的旋转停止的期间计时为20秒。然后，指针控制部111控制驱动电路130来驱动第一～第三步进电动机120a，使指针20a前进20秒。其结果为，指针20a返回到表示当前时刻的位置。指针20b以及20c也同样地返回到表示当前时刻的位置。接着，磁传感器控制部113使磁传感器150断开，停止磁场的强度的测定(步骤s110)。然后，返回到步骤s101，重复步骤s101到步骤s110。

例如，在日本国专利申请公开号2019-49436号公报中公开了一种电子表，具有：步进电动机，其具有转子、定子以及导线被卷绕在线圈卷芯上的线圈以及耐磁板，其覆盖步进电动机的至少一部分。在引用文献1公开的电子表的机芯中，若施加较强的磁场，则担心步进电动机会受到来自未被耐磁板覆盖的部分的磁场的影响，转子的旋转停止。根据外部磁场的大小，会有即使输出脉冲也无法使指针动作的情况，在这样的情况下，会有由于多次输出校正脉冲而使功耗增大的问题。

另外，还考虑了在电子表上搭载磁传感器，通过磁传感器测量外部磁场，由此根据外部磁场的大小，不会输出脉冲的结构，但在这样的结构中，最终也始终持续导通磁传感器，因此存在使功耗增大的问题。

但是，根据本实施方式的指针驱动装置100，在初始状态下，磁传感器150被设定为断开，当通过旋转判定部112判定为转子61未旋转时，磁传感器控制部113使磁传感器150接通。由此，在转子61正常旋转时，磁传感器150断开，由此能够降低功耗。另外，若判定为由磁传感器150取得的磁场强度为第一基准值以上，则不对第一～第三步进电动机120a～120c输出校正脉冲，由此即使受到磁场的影响也能够降低功耗。另外，若判定为由磁传感器150取得的磁场强度小于第一基准值，则通过对第一～第三步进电动机120a～120c输出比驱动脉冲强的校正脉冲，即使受到磁场的影响，也能够表示准确的时刻。另外，当判定为由磁传感器150取得的磁场强度小于第二基准值时，基于由计时部115计时的转子61的旋转停止的期间，指针20a～20c的位置返回到表示当前时刻的位置。由此，即使受到磁场的影响，也能够表示准确的时刻。另外，若判定为由磁传感器150取得的磁场强度小于第二基准值，则磁传感器150断开，能够降低功耗。因此，指针驱动装置100即使受到磁场的影响，也能够降低功耗。

(变形例)

在上述实施方式中，说明了基于由计时部115计时的转子61的旋转停止的期间，指针20a～20c的位置返回到表示当前时刻的位置的例子。若转子61停止的期间变长，则基于转子61的旋转停止的期间，即使使转子61旋转，指针20a～20c的位置也有可能无法返回到表示当前时刻的位置。在由计时部115计时的转子61的旋转停止的期间为基准期间以上的情况下，也可以控制第一～第三步进电动机120a～120c，使得指针20a～20c的位置复位到初始位置(移动到某个位置)，指针20a～20c的位置调整到表示当前时刻的位置。在该情况下，如图8所示，指针驱动装置100具备：齿轮21a，其使作为秒针的指针20a的轴旋转：以及检测部22a，其检测齿轮21a的位置。齿轮21a具备检测孔23a，通过第一步进电动机120a进行旋转。检测部22a检测通过了检测孔23a的光，从而检测齿轮21a的初始位置。当判定为由计时部115计时的转子61的旋转停止的期间为基准期间以上时，第一步进电动机120a使齿轮21a旋转到由检测部22a检测出检测孔23a的位置。由此，齿轮21a被复位到初始位置。指针控制部111从该位置控制第一步进电动机120a，将指针20a调整为表示由计时电路140计时的当前时刻的位置。对于指针20b以及指针20c，也通过同样的动作来调整为表示当前时刻的位置。

在上述实施方式中，说明了当判定为由磁传感器150取得的磁场强度为第一基准值以上时，进行控制使第一～第三步进电动机120a～120c的旋转停止的例子。由磁传感器150取得的磁场强度也可以用于使第一～第三步进电动机120a～120c的旋转停止以外的目的。例如，如图9所示，当判定为由磁传感器150取得的磁场强度为第三基准值以上时，也可以向用户报告施加了强的磁场。第三基准值是电子表1有可能产生故障等异常的值。在该情况下，电子表1具备通过液晶显示等显示字符等的显示部70，控制部110也可以使显示部70显示表示施加了强磁场的错误显示。错误显示例如是“mag.error”。在该情况下，第三基准值被设定为比第一基准值大的值即可。用户通过观察错误显示，能够判断是否需要维护等。另外，若判定为由磁传感器150取得的磁场强度为第三基准值以上，则也可以通过蜂鸣器等声音或振动等向用户报告。在该情况下，第三基准值被设定为与第一基准值相同或较小的值即可。由此，用户能够获知对电子表1施加磁场的影响，能够将电子表1移动到不受磁场的影响的场所。

在上述实施方式中，说明了当判定为磁场强度小于第一基准值时，输出比驱动脉冲强的校正脉冲的例子。指针控制部111也可以根据由磁传感器150取得的磁场强度，阶段性地变更校正脉冲的施加电压和脉冲宽度中的至少1个。

在上述实施方式中，说明了旋转判定部112通过将电流差检测脉冲输出到线圈63，检测线圈电流i1来判定第一～第三步进电动机120a～120c的转子61是否旋转的例子。旋转判定部112只要能够判定第一～第三步进电动机120a～120c的转子61是否旋转即可，也可以使用将旋转角转换为电压等电信号而输出的电位计。另外，也可以使用对伴随着转子61的旋转而旋转的旋转轴等旋转体照射光，并且检测被旋转体反射的反射光来检测旋转的光学式旋转检测装置。

在上述实施方式中，对指针20a～20c分别由第一～第三步进电动机120a～120c驱动的例子进行了说明，但指针20a～20c也可以由1个步进电动机驱动。在该情况下，通过多个齿轮进行调整，使得若作为秒针的指针20a旋转60圈，则作为分针的指针20b旋转1圈，若作为分针的指针20b旋转12圈，则作为时针的指针20c旋转1圈。

在上述实施方式中，对指针20a～20c由第一～第三步进电动机120a～120c驱动的例子进行了说明，但指针20a～20c只要被驱动到表示时刻的位置即可，也可以由伺服电动机等步进电动机以外的电动机驱动。在该情况下，当判定为由磁传感器150取得的磁场强度为第一基准值以下时，也可以以更大的电流或电压使电动机旋转。

在上述实施方式中，对指针20a为表示秒的秒针、指针20b为表示分钟的分针、指针20c为表示时间的时针的例子进行了说明。指针20a～20c可以表示时刻以外的指针，也可以表示温度、气压、方位等。

另外，由cpu、ram、rom等构成的指针驱动装置100所执行的成为进行走针控制处理的中心的部分不依赖于专用的系统，能够使用通常的信息便携终端(智能手机、平板pc)、个人计算机等来执行。例如，也可以将用于执行上述动作的计算机程序保存在计算机可读取的记录介质(软盘、cd-rom(compactdiscreadonlymemory：光盘只读存储器)、dvd-rom(digitalversatilediscreadonlymemory：数字多功能光盘只读存储器)等)中进行分发，将该计算机程序安装于信息便携终端等中，从而构成执行上述处理的信息终端。另外，也可以在互联网等通信网络上的服务器装置所具有的存储装置中存储该计算机程序，由通常的信息处理终端等下载等来构成信息处理装置。

另外，指针驱动装置100在通过os(operatingsystem：操作系统)与应用程序的分担、或者os与应用程序的协作来实现的情况下等，也可以仅将应用程序部分储存于记录介质和存储装置中。

另外，也可以在载波上重叠计算机程序，经由通信网络进行分发。例如，也可以在通信网络上的公告板(bbs：bulletinboardsystem)上公告该计算机程序，经由网络分发该计算机程序。而且，也可以构成为，启动该计算机程序，在os的控制下与其他应用程序同样地执行，由此能够执行上述的处理。

以上，对优选的实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述特定的实施方式，在本发明中包含权利要求书所记载的发明及其等同的范围。