(57)【要約】【課題】正確で確実な透過穴の重なり状態の判別を行うことができる貫通状態判別装置および貫通状態判別方法を提供する。また、このような貫通状態判別装置により正確な針位置検出を行うことのできる電子時計を提供する。【解決手段】複数の移動部材の透過穴の重なる部分を撮像し（Ｓ１３）、予め記憶されている参照画像とこの撮像画像との比較を行い（Ｓ１５）、この比較結果に基づいて透過穴の重なり状態の判別を行い（Ｓ１６〜Ｓ１８）、この透過穴の重なり状態の判別に基づいて時分針や秒針の位置検出を行う。【選択図】図８
2010019612.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過穴を有する複数の移動部材と、
前記複数の移動部材の透過穴の重なる部分を撮像する撮像部と、
前記透過穴の重なり状態を判別するための比較参照データである第１のデータを記憶した記憶部と、
前記撮像部の撮像画像に関する第２のデータと前記第１のデータとを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて前記複数の透過穴の重なり状態の判別を行う判別部と、
を備えたことを特徴とする貫通状態判別装置。
【請求項２】
前記撮像部による撮像の際に、光を照射する発光部を備え、
前記発光部と前記撮像部とは、前記複数の移動部材を挟んで対向するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
【請求項３】
前記第１のデータは、
前記透過穴が重なった複数の状態をそれぞれ表わした複数の参照画像であり、
前記比較部は、
前記撮像部の撮像画像に示された透過穴の重なり部分の画像と、前記複数の参照画像にそれぞれ示される透過穴の重なり部分の画像とを比較することを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
【請求項４】
前記複数の参照画像は、
前記透過穴が重なり合った状態と判別される範囲で重なり度合いを段階的に異ならせた複数の画像と、
前記透過穴が重なり合った状態と判別できない範囲で重なり度合いを段階的に異ならせた複数の画像と、
から構成されることを特徴とする請求項３記載の貫通状態判別装置。
【請求項５】
前記比較部による比較は、
許容幅をもたせて一致しているか否かを比較することを特徴とする請求項３記載の貫通状態判別装置。
【請求項６】
前記第１のデータは、
前記透過穴の重なり状態を表わした１個の画像であり、
前記比較部は、前記撮像部の撮像画像に示された透過穴の重なり部分の画像と、前記１個の画像の透過穴の重なり部分の画像との大小又は外形形状を比較する構成であることを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
【請求項７】
前記第１のデータは、
前記透過穴の重なり状態を表わす第１のパラメータデータであり、
前記比較部は、
前記撮像部の撮像画像に示された透過穴の重なる部分の状態を表わす第２のパラメータデータと前記第１のパラメータデータとを比較する構成であることを特徴とする請求項１記載の貫通状態判別装置。
【請求項８】
複数の移動部材に設けられた透過穴の重なり状態を判別する貫通状態判別方法において、
前記複数の移動部材の透過穴の重なる部分を撮像する撮像ステップと、
記憶部に格納された前記透過穴の重なり状態を判別するための比較参照データである第１のデータと前記撮像ステップで撮像された撮像画像に関する第２のデータとの比較を行う比較ステップと、
前記比較部の比較結果に基づいて前記透過穴の重なり状態の判別を行う判別ステップと、
を含むことを特徴とする貫通状態判別方法。
【請求項９】
請求項１〜７の何れか１項に記載の貫通状態判別装置と、
前記貫通状態判別装置による前記透過穴の重なり状態の判別に基づいて前記移動部材により運針される指針の位置を修正する針位置修正部と、
を備えていることを特徴とする電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の移動部材の透過穴の重なり状態を判別する貫通状態判別装置および貫通状態判別方法、ならびに、貫通状態判別装置の判別に基づいて針位置検出を行う電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、アナログ表示部を有する電子時計において、時分針や秒針と連動して回転する複数の歯車に透過穴を設け、この透過穴の重なり状態を検出することで時分針や秒針の位置の検出を行う技術がある（例えば特許文献１）。
【０００３】
このような透過穴の重なり状態を検出する構成においては、透過穴が通過する検出位置の一方の側から所定光量の発光を行い、透過穴が通過する検出位置の他方の側で受光を行い、この受光量に基づいて検出位置で複数の透過穴が重なった状態にあるか否かの判別を行うのが通常である。
【特許文献１】特開２０００−１６２３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
透過穴の重なり状態を検出する構成においては、複数の透過穴が検出位置で重なるステップのときには全ての透過穴が完全に重なった状態となり、透過穴が検出位置から１ステップでも変位したときには透過穴の重なりが全く生じない状態となるのが理想である。
【０００５】
しかしながら、透過穴を有する移動部材（例えば歯車）、軸部などの連結部品には寸法バラツキや組付けバラツキが生じる。そのため、透過穴が完全に重なる筈のステップであっても、複数の透過穴が少しずつずれて、穴の開口面積が最大のときの６０パーセント近くまで小さくなった状態で重なる場合がある。
【０００６】
また、透過穴が検出位置から１ステップ変位して完全に重なり部分がなくなる筈のステップであっても、複数の透過穴が少しずつずれて、透過穴の重なり部分が僅かに生じてしまう場合がある。
【０００７】
そのため、複数の透過穴が検出位置で完全一致となるステップになったか否かを判別するには、透過穴が完全一致となるステップにおいて透過穴の開口面積が最小となるワースト状態と、透過穴が不一致となるステップにおいて透過穴の開口面積が僅かに生じるワースト状態とを識別しなければならない。
【０００８】
また、透過穴の重なり状態を開口部を通過した光量検出により判別する構成では、発光素子や受光素子の特性バラツキ、並びに、外来光の浸入といった外因も加わって、総合的なバラツキ要因が多くなる。そのため、透過穴を一致と判別するための検出光量の設定マージンや、透過穴を不一致と判別するための検出光量の設定マージンを、余り大きくとることができないという課題があった。
【０００９】
この発明の目的は、総合的なバラツキ要因が多くなっても、正確で確実な透過穴の重なり状態の判別を行うことができる貫通状態判別装置および貫通状態判別方法を提供することにある。また、このような貫通状態判別装置により正確な針位置検出を行うことのできる電子時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
透過穴を有する複数の移動部材と、
前記複数の移動部材の透過穴の重なる部分を撮像する撮像部と、
前記透過穴の重なり状態を判別するための比較参照データである第１のデータを記憶した記憶部と、
前記撮像部の撮像画像に関する第２のデータと前記第１のデータとを比較する比較部と、
前記比較部の比較結果に基づいて前記複数の透過穴の重なり状態の判別を行う判別部と、
を備えたことを特徴とする貫通状態判別装置である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記撮像部による撮像の際に、光を照射する発光部を備え、
前記発光部と前記撮像部とは、前記複数の移動部材を挟んで対向するように配置されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記第１のデータは、
前記透過穴が重なった複数の状態をそれぞれ表わした複数の参照画像であり、
前記比較部は、
前記撮像部の撮像画像に示された透過穴の重なり部分の画像と、前記複数の参照画像にそれぞれ示される透過穴の重なり部分の画像とを比較することを特徴としている。
【００１３】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の貫通状態判別装置において、
前記複数の参照画像は、
前記透過穴が重なり合った状態と判別される範囲で重なり度合いを段階的に異ならせた複数の画像と、
前記透過穴が重なり合った状態と判別できない範囲で重なり度合いを段階的に異ならせた複数の画像と、
から構成されることを特徴としている。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項３記載の貫通状態判別装置において、
前記比較部による比較は、
許容幅をもたせて一致しているか否かを比較することを特徴としている。
【００１５】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記第１のデータは、
前記透過穴の重なり状態を表わした１個の画像であり、
前記比較部は、前記撮像部の撮像画像に示された透過穴の重なり部分の画像と、前記１個の画像の透過穴の重なり部分の画像との大小又は外形形状を比較する構成であることを特徴としている。
【００１６】
請求項７記載の発明は、請求項１記載の貫通状態判別装置において、
前記第１のデータは、
前記透過穴の重なり状態を表わす第１のパラメータデータであり、
前記比較部は、
前記撮像部の撮像画像に示された透過穴の重なる部分の状態を表わす第２のパラメータデータと前記第１のパラメータデータとを比較する構成であることを特徴としている。
【００１７】
請求項８記載の発明は、
複数の移動部材に設けられた透過穴の重なり状態を判別する貫通状態判別方法において、
前記複数の移動部材の透過穴の重なる部分を撮像する撮像ステップと、
記憶部に格納された前記透過穴の重なり状態を判別するための比較参照データである第１のデータと前記撮像ステップで撮像された撮像画像に関する第２のデータとの比較を行う比較ステップと、
前記比較部の比較結果に基づいて前記透過穴の重なり状態の判別を行う判別ステップと、
を含むことを特徴とする貫通状態判別方法である。
【００１８】
請求項９記載の発明は、
請求項１〜７の何れか１項に記載の貫通状態判別装置と、
前記貫通状態判別装置による前記透過穴の重なり状態の判別に基づいて前記移動部材により運針される指針の位置を修正する針位置修正部と、
を備えていることを特徴とする電子時計である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に従うと、透過穴の重なり部分の撮像画像と比較参照データとを用いて透過穴の重なり状態の判別を行うので、透過穴の重なり部分を通過した光量から重なり状態の判別を行う構成と比較して、判別処理に悪影響を与えるバラツキ要因が減って、正確で確実な透過穴の重なり状態の判別を行うことができる。それにより正確で確実な移動部材の位置検出ができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
［第１実施形態］
図１は、本発明の実施の形態の時計モジュールを示す正面図、図２は、図１の矢印Ａ−Ａ線の要部を拡大して示す断面図、図３は、針を回転させる歯車の構成を裏蓋側からみた背面図である。
【００２２】
この実施の形態の時計モジュール１は、例えば電子制御によって針を回転させる電子アナログ腕時計の本体となるものである。時計モジュール１の正面側には風防ガラスの下側に文字板５およびソーラーパネル９が設けられ、この文字板５とソーラーパネル９に正面側が覆われかつ周囲がケーシングＴＫに囲まれて内部機構が遮光されている。文字板５やソーラーパネル９の中央には、秒針軸２０ａ、分針軸２５ａ、時針軸２７ａを内部機構から前面側に通過させる貫通孔５ａ，９ａが設けられ、これら軸２０ａ，２５ａ，２７ａの突出した部位に秒針２と分針３と時針４とがそれぞれ固定されている。そして、各軸２０ａ，２５ａ，２７ａが回転することで、文字板５上で秒針２と分針３と時針４とが回転し、時刻が表示されるようになっている。
【００２３】
図２に示すように、時針４が固定される時針軸２７ａと分針３が固定される分針軸２５ａとは、中空管状の軸であり、時針軸２７ａの中に分針軸２５ａが通され、分針軸２５ａの中に秒針軸２０ａが通されて、これら秒針軸２０ａ、分針軸２５ａおよび時針軸２７ａが同一の回転軸を中心に回転可能な状態にされている。
【００２４】
これら秒針軸２０ａ、分針軸２５ａおよび時針軸２７ａは、文字板５の背面側で互いに重なるように配置された３つの歯車、すなわち、秒針車２０、分針車２５および時針車２７の回転中心位置にそれぞれ固着されている。これら秒針車２０、分針車２５および時針車２７は、互いに同一の回転軸を中心に回転可能な状態にされている。図３において、分針車２５と時針車２７とは、秒針車２０と同心の位置に重なった状態に配置されている。
【００２５】
図３に示すように、この時計モジュール１の駆動系は、秒針２を回転駆動する第１駆動系１１と、時針４と分針３を連動させて回転駆動する第２駆動系１２とに別れ、これら２系統の駆動系１１，１２がそれぞれ独立的に駆動可能にされている。第１駆動系１１は、第１ステッピングモータ１７と、五番車１８と、秒針車２０とからなり、第１ステッピングモータ１７のロータ１７ｃの運動がロータカナ１７ｄ、五番車１８、五番車カナ１８ａ、秒針車２０と伝達されて、秒針車２０および秒針２を回転するように構成されている。
【００２６】
第２駆動系１２は、第２ステッピングモータ２２、三番車２３、中間車２４、分針車２５、図示略の日の裏車、時針車２７等から構成され、第２ステッピングモータ２２のロータ２２ｃの運動がロータカナ２２ｄ、中間車２４、中間車カナ２４ａ、三番車２３、三番車カナ２３ａ、分針車２５と伝達され、さらに、分針車２５のカナから日の裏車、日の裏車のカナ２６ａ（図２参照）、時針車２７と伝達されて、分針車２５および分針３と時針車２７および時針４とが連動して回転するようになっている。
【００２７】
なお、図２中、６は上部ハウジング、７は下部ハウジング、１０は回路基板、１４〜１６は各歯車の軸を保持する軸受板、１７ａは第１ステッピングモータ１７のコイルブロック、１７ｂは第１ステッピングモータ１７のステータ、２２ａは第２ステッピングモータ２２のコイルブロック、２２ｂは第２ステッピングモータ２２のステータである。
【００２８】
図２と図３に示すように、移動部材としての秒針車２０には当該秒針車２０の回転位置を検出するための透過穴２１ａ，２１ｂ，２１ｃが設けられている。また、移動部材としての分針車２５、時針車２７、中間車２４にも、図２に示すように、各歯車の回転位置を検出するための透過穴２８，２９，３０が形成されている。なお、時針車２７には、図示は省略するが、毎正時（０時００分００秒、１時００分００秒、…１１時００分００秒）、或いは１時間分を除く各正時に、透過穴２９が検出位置Ｐに来るように同一半径の円周上に所定角度ずつ間隔を開けて複数個の透過穴２９，…２９が形成されている。
【００２９】
そして、これら秒針車２０、分針車２５、時針車２７および中間車２４の各透過穴２１ａ，２８〜３０が、毎正時或いは１時間分を除く各正時に、検出位置Ｐで重なるように構成されている。なお、各透過穴２１ａ，２８〜３０の形成位置をずらすことで、各透過穴２１ａ，２８〜３０が検出位置Ｐで重なるタイミングを別の時間に設計変更することも容易である。
【００３０】
さらに、時計モジュール１の内部機構には、上記の透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を検出するための検出部１３が設けられている。検出部１３は、詳細は後述するが、光を照射する発光部３１と、検出位置Ｐの一範囲の撮像を行う撮像部３２とを備えている。この実施形態では、発光部３１と撮像部３２とは、上記の複数の歯車を挟んで対向するように文字板５側と裏蓋側とに配置されている。そして、上記複数の歯車に形成された透過穴が検出位置Ｐで重なると、発光部３１の光が透過穴を通過して受光部３２に届いてこの透過穴の重なり部分を示す開口形状が画像データとして撮像されるようになっている。
【００３１】
図４には、歯車のバックラッシュ等によって生じる透過穴の重なり状態のバラツキを表わした説明図を示す。図４中、斜線により透過穴の重なり部分を示している。
【００３２】
この実施形態では、歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４）とその透過穴２１ａ，２８〜３０の構成は、理想的には、正時となる歯車の回転ステップで透過穴２１ａ，２８〜３０が検出位置Ｐで完全に重なり、正時より１回転前のステップや１回転後のステップでは透過穴２１ａ，２８〜３０に重なりが生じない設計になっている。しかしながら、歯車やその軸部の寸法バラツキ、組付けバラツキ、歯車のバックラッシュなどによって、実際には、完全に重なるはずの回転ステップでも、図４（ｄ）に示すように透過穴２１ａ，２８〜３０が完全に重なった状態から、図４（ｃ）に示すように透過穴２１ａ，２８〜３０がずれて開口部が３割程度狭くなった状態まで、バラツキが生じる。このときの、開口部が最も狭くなった状態（ｃ）を透過穴一致のワースト状態と呼ぶ。
【００３３】
また、透過穴２１ａ，２８〜３０が重なる回転ステップより１回転前や１回転後のステップでも、図４（ａ）に示すように透過穴２１ａ，２８〜３０の重なりが全く無い状態から、図４（ｂ）に示すように透過穴２１ａ，２８〜３０が僅かに重なってしまう状態まで、バラツキが生じる。このときの、開口部が最も大きくなった状態（ｂ）を透過穴不一致のワースト状態と呼ぶ。
【００３４】
従って、この実施形態の時計モジュール１では、図４（ｃ）〜（ｄ）の透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を、透過穴一致と判別する必要がある一方、図４（ａ）〜（ｂ）の透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を、透過穴不一致と判別する必要がある。
【００３５】
また、上記時計モジュール１の構成によれば、ソーラーパネル９の加工上の寸法バラツキ、並びに、文字板５やソーラーパネル９の組付けバラツキによって、貫通孔５ａ，９ａと時針軸２７ａとの間に僅かな隙間が生じることがあり、この隙間により時計モジュール１の内部への外来光の浸入を完全に抑止することはできないという実状がある。そのため、上記の透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態のバラツキに加えて、外来光の侵入量のバラツキも生じることとなる。
【００３６】
図５には、時計モジュールの回路構成を表わしたブロック図を示す。
【００３７】
時計モジュール１には、次のような回路構成が備わっている。すなわち、上記の第１ステッピングモータ１７と第２ステッピングモータ２２とを含みアナログ表示部の指針２〜４の駆動を行う時計ムーブメント８、歯車（秒針車２０、分針車２５、中間車２４、時針車２７）の透過穴の重なり状態を検出する上述した検出部１３、ＣＰＵ（中央演算処理装置）を内蔵し装置の全体的な制御を行うマイクロコンピュータ３５、制御プログラムや制御データが格納される記憶部としての不揮発性メモリ３６、ＣＰＵに作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）３７、時刻を計時するためのクロックを形成する発振回路３８と分周回路３９、電池電圧から各部の電源を生成し供給する電源部４０、時刻コードの含まれる標準電波を受信して取り込むアンテナ４１と検波回路４２、時計表示部を照らす照明部４３と照明駆動回路４４、アラーム出力を行うスピーカ４５とブザー回路４６、複数の操作ボタンからなる操作部４７等が設けられている。これらのうち、マイクロコンピュータ３５、不揮発性メモリ３６、ＲＡＭ３７、検出部１３により貫通状態判別装置が構成される。
【００３８】
検出部１３は、透過穴を照らす例えばＬＥＤ（発光ダイオード）からなる発光部３１と、例えばＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサやＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどからなる撮像部３２とから構成される。撮像部３２は、例えば、２次元平面の各画素データを白黒２値のデータとして取り込むものである。なお、各画素データを白黒グレーの多値データとして取り込んだり、カラー画像として取り込むものを採用してもよい。
【００３９】
撮像部３２と発光部３１とは、図２にも示したように、検出位置Ｐにおいて歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４）を挟んで対向するように配置される。そして、発光部３１が発光した状態で撮像部３２が撮像処理を行うことで、上記の歯車の検出位置Ｐの部分が撮像されてその撮像データがマイクロコンピュータ３５に取り込まれるようになっている。従って、時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４の透過穴２１ａ，２８〜３０が検出位置Ｐで重なるタイミングにおいては、透過穴２１ａ，２８〜３０の開口形状やその大きさが撮像データとして取り込まれるようになっている。
【００４０】
マイクロコンピュータ３５には、日付や時刻を計時する時刻カウンタが設けられ、この時刻カウンタが分周回路３９からのクロックによりカウントアップされて現在日時の計時が行われるように構成される。検波回路４２により標準電波を受信した場合には、ＣＰＵが時刻カウンタの値を時刻コードにより表わされる値に修正することで、内部時刻が現在時刻に同期するようになっている。また、マイクロコンピュータ３５には、時刻カウンタとは別に、秒針２、分針３、時針４の位置を計数する針位置カウンタが設けられ、時計ムーブメント８の第１ステッピングモータ１７や第２ステッピングモータ２２を作動させるごとに、この針位置カウンタの値がカウントアップされて、３つの針位置とその値とが同期するようになっている。また、時刻カウンタと針位置カウンタの値とが同期されるように時計ムーブメント８が制御されることで、現在時刻がアナログ表示部の指針２〜４により表わされるようになっている。
【００４１】
図６には、不揮発性メモリに格納される第１実施形態の比較参照データを表わした説明図を示す。図６中、斜線により透過穴の重なり部分を示している。
【００４２】
不揮発性メモリ３６には、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵにより実行される制御プログラムや制御データが格納されている。制御データには、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を判別するための比較参照データ３６ａが含まれる。図６に示すように、第１実施形態においてこの比較参照データ３６ａとしては、透過穴一致のワースト状態（図４（ｃ））の開口部分の画像データが採用されている。この画像データは、例えば、同一形態の時計モジュールにおいて開口部をワースト状態にして撮像したサンプル画像データである。
【００４３】
上記構成の時計モジュール１においては、時計モジュール１が強磁界に触れたときや強い衝撃が加わった場合に、駆動パルスが出力されているのにも拘らず、ステッピングモータ１７，２２のロータ１７ｃ，２２ｃが回転しなかったり、駆動パルスの出力以上にロータ１７ｃ，２２ｃが回転してしまったりして、実際の針位置と針位置カウンタの値とがずれてしまう場合がある。そこで、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵは、検出部１３によって所定時刻（例えば正時）ごとに歯車（秒針車２０、中間車２４、分針車２５、時針車２７）の透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を検出して、針位置カウンタの値が間違ったものになっていないか確認する処理を行うようになっている。そして、針位置カウンタの値が間違ったものになっていると判断した場合には、秒針２、分針３、時針４を高速回転させつつ検出部１３によって連続的に透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態の検出を行うことで実際の針位置を検出し、それと針位置カウンタの値が等しくなるように修正処理を行うようになっている。
【００４４】
図７には、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵにより実行されるメイン制御処理のフローチャートを示す。
【００４５】
この実施形態の時計モジュール１においては、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵにより電源投入時から図７のメイン制御処理が開始され、その後、このメイン制御処理のステップＳ１〜Ｓ４のループ処理が繰り返し実行されるようになっている。すなわち、操作部４７のスイッチ信号を入力してこの入力に応じて各種処理を行うＳＷ処理（ステップＳ１）、計時カウンタの更新や時計ムーブメント８を制御して指針２〜４をステップ駆動させる計時処理（ステップＳ２）、針位置が狂っていないかの検出や狂っている場合に針位置の自動修正を行う針位置検出処理（ステップＳ３）、電波受信処理や各種エラー処理などのその他の機能処理（ステップＳ４）、これらからなるループ処理が繰り返し実行される。
【００４６】
図８には、図７のステップＳ３で実行される第１実施形態の針位置検出処理のフローチャートを示す。
【００４７】
針位置検出処理に移行すると、先ず、ＣＰＵは計時カウンタの値を確認して、検出位置Ｐで透過穴２１ａ，２８〜３０が重なるはずの時刻（例えば正時）か否かを確認する（ステップＳ１１）。そして、この時刻でなければ、このまま針位置検出処理を終了してメイン制御処理に戻る。
【００４８】
一方、透過穴２１ａ，２８〜３０が重なるはずの時刻であれば、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を判別するため、先ず、発光部３１をオンさせて検出位置Ｐに光を照射する（ステップＳ１２）。続いて、撮像部３２を動作させて撮像処理を行わせ（ステップＳ１３）、その後、発光部３１をオフさせる（ステップＳ１３）。上記の撮像処理により検出位置Ｐの周辺の撮像データがマイクロコンピュータ３５に取り込まれ、ＲＡＭ３７の所定領域３７Ａに書き込まれる。
【００４９】
続いて、不揮発性メモリ３６に格納された比較参照データ３６ａ、すなわち、図６に示す透過穴一致ワースト画像データと、ステップＳ１２で取得した撮像データとの画像比較を行う（ステップＳ１５）。この画像比較ステップを実行するＣＰＵにより比較部が構成される。この画像比較は、例えば、開口部（撮像データや画像データ（３６ａ）の斜線の部分）の大小を比較する処理である。例えば、撮像データや画像データ（３６ａ）の斜線の画素数をカウントすることで開口部の面積をそれぞれ求め、これらの面積比較を行ったり、或いは、開口部の横幅長を画素データの比較処理により算出して、これらの測長比較を行ったりすることで実現する。また、開口部の外形形状を重ね合わせてどちらがはみ出し部分が大きいか比較を行うようにもできる。
【００５０】
画像比較を行ったら、その比較結果により撮像データの開口部が比較参照データ３６ａ（透過穴一致ワースト画像データ）の開口部より大きいか否かを判別する（ステップＳ１６）。そして、大きければ透過穴２１ａ，２８〜３０が検出位置Ｐで重なった状態、すなわち透過穴一致であると判別する（ステップＳ１７）。一方、撮像データの開口部の方が大きくなければ、透過穴２１ａ，２８〜３０が検出位置Ｐで重なった状態にない、すなわち透過穴不一致であると判別する（ステップＳ１８）。これら透過穴一致・不一致の判別を実行するＣＰＵにより判別部が構成される。
【００５１】
上記ステップＳ１７の透過穴一致の判別により歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４）の回転位置をほぼ特定することができ、延いては歯車と連動する指針２〜４の位置も特定することができる。これらの針位置を特定する処理を実行するＣＰＵにより針位置検出部が構成される。
【００５２】
従って、透過穴一致と判別されたら、続く、分岐処理（ステップＳ１９）において、歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４）の回転位置が計時時刻と同期して正常な位置にあると判断して、そのまま針位置検出処理を終了してメイン制御処理に戻る。
【００５３】
一方、透過穴不一致の判別であれば、続く、分岐処理（ステップＳ１９）において、歯車（時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４）の回転位置が計時時刻に対応する正常位置からずれた位置にあると判断して、ステップＳ２０の針位置自動修正処理に移行する。
【００５４】
針位置自動修正処理は、詳細は省略するが、時計ムーブメント８の第１ステッピングモータ１７や第２ステッピングモータ２２を高速に駆動させて、指針２〜４と連動する時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４を高速に回転させつつ、各検出ステップで図８のステップＳ１２〜Ｓ１９と同様の透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態の検出を行って、透過穴２１ａ，２８〜３０が重なるステップを検出することで、指針２〜４と連動する時針車２７、分針車２５、秒針車２０、中間車２４の位置を割り出すものである。そして、指針２〜４の位置が判明したら針位置カウンタの値を実際の指針２〜４の位置に合わせる修正を行って、針位置修正を行うものである。
【００５５】
そして、この針位置自動修正処理が終了したら、この針位置検出処理を終了してメイン制御処理に戻る。
【００５６】
以上のように、この実施形態の時計モジュール１および貫通状態判別装置（マイクロコンピュータ３５、不揮発性メモリ３６、ＲＡＭ３７、検出部１３）によれば、撮像部３２により検出位置Ｐの部分を撮像し、この撮像データと比較参照データ３６ａとを比較して、透過穴２１ａ，２８〜３０が一致しているか不一致かの判別を行うので、例えば、透過穴２１ａ，２８〜３０の開口部を通過した光の光量検出によって重なり状態を判別する構成と比較して、判別処理に悪影響を与えるバラツキ要因が減って、透過穴２１ａ，２８〜３０が一致するステップか否かの判別を正確に且つ確実に行うことができる。
【００５７】
すなわち、光量検出の構成では、図４（ｂ）の透過穴不一致のワースト状態と、図４（ｃ）の透過穴一致のワースト状態とを光量で判別しなければならず、また、発光素子や受光素子の特性バラツキや外来光の浸入もあるため、判別処理の許容マージンをあまり大きくとることができない。一方、この実施形態の構成では、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分の撮像データを取得して判別を行うので、発光素子や受光素子の特性バラツキならびに外来光の浸入などが判別結果に影響を与えることがなく、正確で確実な判別を行うことができる。また、発光部３１の発光量を低くしても正確な判別が可能なので、発行部３１の発光量を低くして消費電力の低減を図ることもできる。
【００５８】
そして、上記のような透過穴２１ａ，２８〜３０の一致・不一致の正確で確実な判別により、時計モジュール１の各指針２〜４の正確で確実な位置検出が可能になっている。
【００５９】
［第２実施形態］
図９には、不揮発性メモリ３６に格納される第２実施形態の比較参照データ３６ｂを表わした説明図を示す。図１０は、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵにより実行される第２実施形態の針位置検出処理の処理手順を示したフローチャートである。
【００６０】
第２実施形態は、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を判別するための比較参照データ３６ｂ、並びに、針位置検出処理における撮像データの画像比較（ステップＳ１５Ａ）の処理内容が第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態とほぼ同様のものである。従って、異なる構成についてのみ説明する。
【００６１】
図９に示すように、第２実施形態の比較参照データ３６ｂは、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり度合いを示すパラメータ（例えば、重なり部分の横幅や重なり部分の面積）のワーストしきい値データになっている。ワーストしきい値とは、図４（ｃ）の透過穴一致ワースト状態のときの開口部の横幅値を示す測長データ、或いは、面積値（画素数）を示す面積データである。
【００６２】
また、図１０の針位置検出処理における画像比較（ステップＳ１５Ａ）では、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分を示した撮像データから特定される測長データ又は面積データと、上記比較参照データ３６ｂの測長データ又は面積データとの比較処理を行う。すなわち、撮像データのうち透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分を表わす斜線部分の横幅を撮像データより算出し、この算出した測長データと比較参照データ３６ｂの測長データとを比較する。或いは、撮像データの斜線部分の画素数を面積データとしてカウントし、この算出した面積データと比較参照データ３６ｂの面積データと比較する。このような比較処理により、第１実施形態と同様に、図４（ｃ）に示す透過穴一致ワースト状態の開口部と、撮像した透過穴２１ａ，２８〜３０の開口部との大小比較が行われることとなる。この比較処理ステップを実行するＣＰＵにより比較部が構成される。
【００６３】
このような比較処理によっても、第１実施形態と同様に、透過穴２１ａ，２８〜３０が検出位置で重なり合った状態か、或いは、重なり合ってない状態かの判別を正確に且つ確実に行うことができる。
【００６４】
また、画像比較の際には、比較参照データ３６ｂとして比較しきい値となる測長データや面積データが保持されているので、第１実施形態のようにこれらのデータを画像データから算出して求める必要がなく、処理負荷の軽減を図れる。
【００６５】
なお、第１実施形態および第２実施形態においては、比較参照データ３６ａ，３６ｂとして、図４（ｃ）に示す透過穴一致ワースト状態の画像データやパラメータしきい値が適用されているが、図４（ｂ）の透過穴不一致ワースト状態と図４（ｃ）の透過穴一致ワースト状態との中間にある透過穴の重なり状態を表わした画像データや、そのときのパラメータしきい値を比較参照データ３６ａ，３６ｂとして用いるようにしても良い。
【００６６】
また、第１実施形態および第２実施形態においては、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分の横幅や面積により、開口部の大小比較を行っているが、その他、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分のアウトラインを重ね合わせて、撮像データのアウトラインと比較参照データのアウトラインの何れが外側にはみ出しているか求めることで、両者の大小比較を行うなど、様々な比較パターンを適用可能である。
【００６７】
［第３実施形態］
図１１には、不揮発性メモリに格納される第３実施形態の比較参照データを表わした説明図を示す。図１２は、マイクロコンピュータ３５のＣＰＵにより実行される第３実施形態の針位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００６８】
第３実施形態は、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を判別するための比較参照データ３６ｃ、並びに、針位置検出処理における撮像データの画像比較に関する処理ステップ（Ｓ１５Ｂ，Ｓ２１〜Ｓ２５：図１２）が第１実施形態と異なり、他の構成は第１実施形態と同様のものである。従って、異なる構成についてのみ説明する。
【００６９】
図１１に示すように、第３実施形態の比較参照データ３６ｃは、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を段階的に表わした複数の画像データから構成される。すなわち、図４（ａ），（ｂ）に示した透過穴不一致と判別すべき範囲で透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり度合いを複数ステップに変化させたときの開口部をそれぞれ示す複数の画像データ３６８，３６９と、図４（ｃ），（ｄ）に示した透過穴一致と判別すべき範囲で透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり度合いを複数ステップに変化させたときの開口部をそれぞれ示す複数の画像データ３６１〜３６７とから構成される。図１１中、斜線により透過穴の重なり部分（開口部）を示している。また、これらの画像データ３６１〜３６９は、同一形態の時計モジュールにおいて開口部を各状態にして撮像したサンプル画像データである。
【００７０】
また、図１２の針位置検出処理における画像比較に関する処理ステップ（Ｓ１５Ｂ〜Ｓ２５）では、現在の透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分が示される撮像データと、上記比較参照データ３６ｃの複数の画像データとの一致・不一致を比較するようになっている。
【００７１】
すなわち、先ず、ステップＳ１５Ｂの画像比較処理において、比較参照用の複数の画像データ３６１〜３６９の何れか１つと撮像データとの一致・不一致の比較を行う。詳細には、各画素データを排他的論理和で演算するように重ね合わせて、一致する画素数や不一致の画素数をカウントする。そして、不一致の画素が所定個以下であれば、誤差（第１許容幅）範囲で画像データと撮像データが一致、それ以外は不一致と判別することが可能となる。
【００７２】
１つの画像データとの比較が終了したら、続くステップＳ２１で、比較参照用の全ての画像データ３６１〜３６９との比較が完了したか確認し、完了していなければステップＳ１５Ｂに戻って、画像データ３６１〜３６９の別の一つと画像比較を行う。しかして、このステップＳ１５Ｂ，Ｓ２１のループ処理により、比較参照用の全ての画像データ３６１〜３６９と撮像データとの一致・不一致の比較が行われる。これらステップＳ１５Ｂ，Ｓ２１のループ処理を実行するＣＰＵにより比較部が構成される。
【００７３】
全ての画像データ３６１〜３６９との比較を行ったら、続いて、ステップＳ２２で画像一致したものの有無を判別し、有れば一致した画像データが透過穴一致範囲のものか否かを判別し（ステップＳ２４）、透過穴一致範囲のものであればステップＳ１７に移行して透過穴一致の判別を行い、透過穴不一致範囲のものであればステップＳ１８に移行して透過穴不一致の判別を行う。
【００７４】
一方、ステップＳ２２の判別処理で、比較参照用の全ての画像データ３６１〜３６９と撮像データとで一致するものが無いと判別されたらステップＳ２３に移行する。ステップＳ２３では、撮像データと全画像データ３６１〜３６９との比較で一致度が最大のもの（すなわち、一致画素数が一番多いもの）があったか否かを判別する。なお、この際、一致度が最大であっても大きくかけ離れたものが抽出されないように、一致度は一定の許容幅（上記第１許容幅より大きな許容幅）の範囲内にあるものに制限する。
【００７５】
そして、このような一定の許容幅で一致度が最大のものがあれば、その画像データが透過穴一致範囲のものか否かを判別し（ステップＳ２５）、透過穴一致範囲のものであればステップＳ１７に移行して透過穴一致の判別を行い、透過穴不一致範囲のものであればステップＳ１８に移行して透過穴不一致の判別を行う。
【００７６】
一方、ステップＳ２３の判別処理で一致度最大のものも無いと判別されたら、ステップＳ１８に移行して透過穴不一致の判別を行う。
【００７７】
図１３には、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なる部分が三角形状になった場合の比較処理の一例を表わした説明図を示す。同図において斜線により透過穴の重なり部分を示している。
【００７８】
透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分の形状は、多くの場合、真円となるか、或いは、三日月状に欠けて横幅が狭くなった形状でばらつくが、例えば、中間車２４の透過穴３０がその軸心を中心とした円周方向にずれることで、図１３（ｂ）に示すように、透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり部分２方向から欠けて三角形状に変化してしまうことがある。
【００７９】
この場合、透過穴３０のズレにより縦方向に欠けた部分Ｆが生じることから、撮像データと比較参照用の複数の画像データ３６１〜３６９とは何れも一致とならない場合が生じえる。しかしながら、ステップＳ２３の判別処理で、各画像データ３６１〜３６９と一定の許容幅で一致度が最大となるものの有無を判別することで、欠け部分Ｆを除いた範囲で一致度の比較を行ったのと同様の作用が得られて、欠け部分Ｆが無いときと同様に、撮像データと画像データ３６１〜３６６の一致・不一致の比較結果を得ることができる。例えば、図１３の例では、欠け部分Ｆを有する撮像データと、欠け部分Ｆがなければ一致となった６番目の画像データ３６６とで一致度大と算出されて、これにより透過穴一致の判別を行うことができる。
【００８０】
以上のように、この第３実施形態の時計モジュール１および貫通状態判別装置（マイクロコンピュータ３５、不揮発性メモリ３６、ＲＡＭ３７、検出部１３）によれば、透過穴の重なり具合を少しずつ変化させた複数の画像データと撮像データとの一致・不一致を比較して、それにより透過穴２１ａ，２８〜３０の重なり状態を判別する構成なので、例えば、画像解析により所定部位を測長したりアウトラインの大小比較を行う場合に比べて、比較処理の負荷が少なく、比較処理を高速に実行することができる。また、正確で確実な比較を行うことができる。
【００８１】
また、比較参照用の複数の画像データ３６１〜３６９からは、透過穴不一致ワースト（図４（ｂ））の状態から透過穴一致ワースト（図４（ｃ））の状態の中間にある、実際には生じ得ない開口形状の画像データが除外されているので、無駄な一致・不一致の比較処理を省くことができる。
【００８２】
また、針位置検出処理のステップＳ２３において、一定の許容幅で一致度最大のものの有無を判別することで、透過穴２１ａ，２８〜３０が２方向にずれてその重なり部分が三角形状になるような場合でも、正確で確実な透過穴一致・不一致の判別を行うことが可能になっている。
【００８３】
なお、第３実施形態においては、針位置検出処理において撮像データと比較参照用の画像データ３６１〜３６９との全ての比較をひととおり行ってから、透過穴一致・不一致の判別処理に移行するようになっているが、画像データ３６１〜３６９と順次比較を行っていく過程で何れかの画像データと撮像データとが一致と判別されたら、残りの画像データとの比較処理は省くようにしても良い。
【００８４】
また、本発明は、上記第１〜第３実施形態に限られるものではなく、例えば、発光部と撮像部の配置、歯車の構成や透過穴の位置や個数など、実施の形態で具体的に示した細部は発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施の形態の時計モジュールを示す正面図である。
【図２】図１の時計モジュールの矢印Ａ−Ａ線の要部を拡大して示した断面図である。
【図３】針を回転させる歯車の構成を裏蓋側からみた背面図である。
【図４】歯車のバックラッシュ等によって生じる透過穴の重なり状態のバラツキを表わした説明図である。
【図５】時計モジュールの回路構成を示すブロック図である。
【図６】不揮発性メモリに格納される第１実施形態の比較参照データを示す説明図である。
【図７】時計モジュールのＣＰＵにより実行されるメイン制御処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の針位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図９】不揮発性メモリに格納される第２実施形態の比較参照データを示す説明図である。
【図１０】第２実施形態の針位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】不揮発性メモリに格納される第３実施形態の比較参照データを示す説明図である。
【図１２】第３実施形態の針位置検出処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１３】透過穴の重なりが三角形状になっている場合の比較処理の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８６】
１    時計モジュール（電子時計）
２    秒針
３    分針
４    時針
１３  検出部
２０  秒針車（移動部材）
２１ａ  透過穴
２４  中間車（移動部材）
２５  分針車（移動部材）
２８  透過穴
２７  時針車（移動部材）
２９  透過穴
３０  透過穴
３１  発光部
３２  撮像部
３５  マイクロコンピュータ
３６  不揮発性メモリ
３６ａ〜３６ｃ  比較参照データ
３７  ＲＡＭ
３６１〜３６９  比較参照用の複数の画像データ
【図１】
2010019612.tif 000003
【図２】
2010019612.tif 000004
【図３】
2010019612.tif 000005
【図４】
2010019612.tif 000006
【図５】
2010019612.tif 000007
【図６】
2010019612.tif 000008
【図７】
2010019612.tif 000009
【図８】
2010019612.tif 000010
【図９】
2010019612.tif 000011
【図１０】
2010019612.tif 000012
【図１１】
2010019612.tif 000013
【図１２】
2010019612.tif 000014
【図１３】
2010019612.tif 000015