(57)【要約】      （修正有）【課題】回路規模の増大を抑制でき、かつ、出力される発振周波数の絶対値を小さくできる発振装置、温度センサー、集積回路及び時計を提供する。【解決手段】ＣＲ発振回路３０と、ＣＲ発振回路３０から出力される発振信号を分周する分周回路４０と、を備え、ＣＲ発振回路３０は、ＣＲ発振回路３０から出力された発振信号の周波数に基づいて、温度を検出することが可能な温度特性を有し、分周回路４０は、入力された信号を分周する分周器が１段以上直列に接続されて構成され、分周器の段数は、分周回路４０から出力される信号の周波数が、予め設定された周波数範囲に含まれる周波数となる段数に設定されている発振装置２０。【選択図】図２
2017151034.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＲ発振回路と、
前記ＣＲ発振回路から出力される発振信号を分周する分周回路と、を備え、
前記ＣＲ発振回路は、前記ＣＲ発振回路から出力された発振信号の周波数に基づいて、温度を検出することが可能な温度特性を有し、
前記分周回路は、入力された信号を分周する分周器が１段以上直列に接続されて構成され、
前記分周器の段数は、前記分周回路から出力される信号の周波数が、予め設定された周波数範囲に含まれる周波数となる段数に設定されている
ことを特徴とする発振装置。
【請求項２】
ＣＲ発振回路と、
前記ＣＲ発振回路から出力される発振信号を分周する分周回路と、
前記分周回路の動作を制御する分周回路制御部と、
信号選択部とを備え、
前記ＣＲ発振回路は、前記ＣＲ発振回路から出力された発振信号の周波数に基づいて、温度を検出することが可能な温度特性を有し、
前記分周回路は、入力された信号を分周する分周器が１段以上直列に接続されて構成され、
前記分周回路制御部は、前記分周回路において動作する前記分周器の段数を、前記分周回路から出力される信号の周波数が、予め設定された周波数範囲に含まれる周波数となる段数に制御し、
前記信号選択部は、前記ＣＲ発振回路から出力される発振信号と、前記分周回路から出力される信号とを選択して出力する
ことを特徴とする発振装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の発振装置を備えることを特徴とする温度センサー。
【請求項４】
振動子を発振させる振動子発振回路と、
前記振動子発振回路の周波数調整を行う周波数調整回路と、
請求項１または請求項２に記載の発振装置と、
前記発振装置から出力される信号の周波数に基づいて補正量を算出し、算出した補正量に応じて前記周波数調整回路を制御する制御回路と、を有する
ことを特徴とする集積回路。
【請求項５】
請求項４に記載の集積回路と、
前記振動子発振回路から出力される発振信号に基づいて基準信号を生成する基準信号生成回路と、
前記基準信号に基づいて駆動されて時刻を表示する時刻表示部と、を備える
ことを特徴とする時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＲ発振回路を備える発振装置、温度センサー、集積回路及び時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＲ発振回路は、回路を構成する抵抗やコンデンサーのばらつきなどによって抵抗値や容量値が変化し、周波数が変動するという課題がある。このため、所望する周波数特性が得られるように、抵抗やコンデンサーをスイッチにより切り替えることで、抵抗やコンデンサーの製造ばらつきによる発振周波数の変動を抑制したものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
ところで、ＣＲ発振回路を構成する抵抗やコンデンサー等の素子は温度特性を有し、発振回路の発振周波数も温度特性を有する。したがって、ＣＲ発振回路の発振周波数は温度に応じた周波数で発振し、この発振周波数を検出することで、温度を測定することができるため、ＣＲ発振回路は温度センサーとして利用することができる。このようにＣＲ発振回路により、高精度の温度センサーを実現するには、温度に対して発振周波数が直線的に変化する特性が求められる。
また、得られた発振周波数が高い値の場合、回路などの制約によりＩＣ内部で処理できない可能性がある。このため、ＣＲ発振回路から出力される発振周波数の絶対値が小さいことが好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−１１６５０５号公報
【特許文献２】特開２００５−１６７９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１、２に記載のＣＲ発振回路で、発振周波数の絶対値を小さくするには、大きな容量値のコンデンサーや、大きな抵抗値の抵抗を必要とするため、ＣＲ発振回路の規模が増大するという問題がある。
また、ＣＲ発振回路では、発振周波数を調整するために、コンデンサーや抵抗を切り替えるスイッチの寄生容量や、スイッチ等に用いられるトランジスターのオン抵抗が発振周波数に影響してしまう。
このため、温度に応じて発振周波数が直線的に変化する特性を有し、かつ、発振周波数の絶対値が小さいＣＲ発振回路を作成して、高精度の温度センサーを作り込むことが困難であった。
【０００６】
本発明は、回路規模の増大を抑制でき、かつ、出力される発振周波数の絶対値を小さくできる発振装置、温度センサー、集積回路及び時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の発振装置は、ＣＲ発振回路と、前記ＣＲ発振回路から出力される発振信号を分周する分周回路と、を備え、前記ＣＲ発振回路は、前記ＣＲ発振回路から出力された発振信号の周波数に基づいて、温度を検出可能な温度特性を有し、前記分周回路は、入力された信号を分周する分周器が１段以上直列に接続されて構成され、前記分周器の段数は、前記分周回路から出力される信号の周波数が、予め設定された周波数範囲に含まれる周波数となる段数に設定されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、ＣＲ発振回路は、発振信号の周波数に基づいて温度を検出可能な温度特性を有する。すなわち、ＣＲ発振回路は、発振信号の周波数が温度に対してほぼ直線的に変化する温度特性を有するように構成されているので、発振信号の周波数に基づいて温度を検出できる。
また、ＣＲ発振回路から出力される発振信号を分周する分周回路を設けており、この分周回路の分周器の段数を、分周回路から出力される信号の周波数が予め設定された周波数範囲に含まれる周波数となる段数に設定しているので、発振周波数の絶対値を小さくでき、ＩＣ内部で演算可能な周波数に設定できる。
また、分周回路によって発振周波数の絶対値を小さくできるため、ＣＲ発振回路内に発振周波数の絶対値を小さくするためのコンデンサーや抵抗などの素子を組み込む必要が無いため、ＣＲ発振回路の規模が拡大することを抑制できる。
【０００９】
本発明の発振装置は、ＣＲ発振回路と、前記ＣＲ発振回路から出力される発振信号を分周する分周回路と、前記分周回路の動作を制御する分周回路制御部と、信号選択部とを備え、前記ＣＲ発振回路は、前記ＣＲ発振回路から出力された発振信号の周波数に基づいて、温度を検出することが可能な温度特性を有し、前記分周回路は、入力された信号を分周する分周器が１段以上直列に接続されて構成され、前記分周回路制御部は、前記分周回路において動作する前記分周器の段数を、前記分周回路から出力される信号の周波数が、予め設定された周波数範囲に含まれる周波数となる段数に制御し、前記信号選択部は、前記ＣＲ発振回路から出力される発振信号と、前記分周回路から出力される信号とを選択して出力することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、ＣＲ発振回路は、発振信号の周波数に基づいて温度を検出可能な温度特性を有する。すなわち、ＣＲ発振回路は、発振信号の周波数が温度に対してほぼ直線的に変化する温度特性を有するように構成されているので、発振信号の周波数に基づいて温度を検出できる。
また、ＣＲ発振回路から出力される発振信号を分周する分周回路を設けており、分周回路制御部によって、前記分周回路の分周器の段数を、分周回路から出力される信号の周波数が予め設定された周波数範囲に含まれる周波数となる段数に設定しているので、発振周波数の絶対値を小さくでき、ＩＣ内部で演算可能な周波数に設定できる。
また、分周回路によって発振周波数の絶対値を小さくできるため、ＣＲ発振回路内に発振周波数の絶対値を小さくするためのコンデンサーや抵抗などの素子を組み込む必要が無いため、ＣＲ発振回路の規模が拡大することを抑制できる。
さらに、分周回路制御部によって分周器の段数を設定できるので、ＣＲ発振回路の温度特性に応じて分周器の段数を容易に設定できる。さらに、分周回路制御部は、不要な分周器を停止することができるため、分周回路の消費電力を抑制できる。
【００１１】
本発明の温度センサーは、前記発振装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、前記ＣＲ発振回路から出力されて分周回路で分周された発振信号の周波数に基づいて温度を検出できるため、前記発振装置を温度センサーとして利用できる。特に、分周回路において、発振周波数を所定の周波数範囲内に納まるように低下できるため、ＩＣにおいて演算処理が可能となり、ＩＣは温度に基づく処理を容易に行うことができる。
【００１２】
本発明の集積回路は、振動子を発振させる振動子発振回路と、前記振動子発振回路の周波数調整を行う周波数調整回路と、前記発振装置と、前記発振装置から出力される発振信号の周波数に基づいて補正量を算出し、算出した補正量に応じて前記周波数調整回路を制御する制御回路と、を有することを特徴とする。
本発明によれば、上記発振装置を備えているので前記発振装置と同様の効果を奏することができる。また、水晶振動子等の振動子を発振させる振動子発振回路の周波数調整を行う周波数調整回路を設け、制御回路は、発振装置から出力される発振信号の周波数、つまり温度の検出値に相当する値に基づいて補正量を算出し、その補正量に応じて周波数調整回路を制御するため、温度によって発振周波数が変化する振動子に対して温度補償を行うことができる。したがって、振動子発振回路から出力される発振信号の周波数を、温度が変化しても一定に維持することができる。
【００１３】
本発明の時計は、前記集積回路と、前記振動子発振回路から出力される発振信号に基づいて基準信号を生成する基準信号生成回路と、前記基準信号に基づいて駆動されて時刻を表示する時刻表示部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、上記集積回路を用いているので、振動子発振回路からは温度に影響されずに周波数が一定の発振信号を出力できる。したがって、基準信号生成回路は、温度変化に影響を受けない基準信号を生成でき、この基準信号に基づいて時刻表示部を駆動することで、時刻表示精度が高い時計を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る電子時計の構成を示すブロック図である。
【図２】上記実施形態における発振装置の構成を示すブロック図である。
【図３】上記実施形態における分周回路制御部の構成を示す図である。
【図４】上記実施形態における信号選択部の構成を示す図である。
【図５】上記実施形態における発振装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【図６】上記実施形態におけるＣＲ発振回路から出力される発振信号の周波数特性を示す図である。
【図７】上記実施形態における分周回路の分周器のそれぞれから出力される信号の周波数特性を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。図１には、本発明の一実施形態に係る電子時計１の構成を示すブロック図が示されている。
［電子時計］
電子時計１は、図１に示すように、電源２と、電源２によって駆動する時計用ＩＣ３と、水晶振動子４と、ステップモーター５とを備える。
【００１６】
電源２は、一次電池や二次電池で構成される。なお、二次電池を用いた場合には、電子時計１に二次電池を充電する発電機を設けたり、電子時計１の外部から充電できるように構成すればよい。発電機は、太陽電池や、回転錘で発電する発電機などの時計用の発電機が利用できる。
【００１７】
水晶振動子４は、本発明の振動子に相当し、水晶の圧電効果を利用して高い周波数精度の発振を起こす受動素子である。この水晶振動子４は、温度によって発振周波数が変化する周波数温度特性を有する。
ステップモーター５は、図示しない輪列を介して、分針、秒針、時針などの指針を駆動する。したがって、本実施形態の電子時計１は、アナログ式の時計である。
【００１８】
時計用ＩＣ３は、本発明の集積回路に相当し、前記水晶振動子４を発振させる振動子発振回路１１と、基準信号生成回路１２と、モーターパルス形成回路１３と、制御回路１５と、周波数調整回路１６と、発振装置２０とを備える。
【００１９】
振動子発振回路１１は、水晶振動子４を発振させて所定の周波数（例えば、３２．７６８ｋＨｚ）の源振信号を生成し、基準信号生成回路１２に出力する。
基準信号生成回路１２は、例えば、１５段の分周器（フリップフロップ）を備える基準信号生成用分周回路で構成され、前記源振信号を順次分周して１Ｈｚの基準信号を生成する。
モーターパルス形成回路１３は、基準信号生成回路１２から出力される信号を用いてステップモーター５を駆動させるモーターパルスを形成して出力する。
このモーターパルスは、ステップモーター５に出力され、ステップモーター５が駆動し、輪列を介して指針が駆動する。したがって、電子時計１において、基準信号に基づいて時刻を表示する時刻表示部６は、モーターパルス形成回路１３、ステップモーター５および図示しない輪列、指針を備えて構成される。
【００２０】
［発振装置の構成］
発振装置２０は、図１、２に示すように、ＣＲ発振回路３０と、分周回路４０と、分周回路制御部５０と、信号選択部６０とを備える。
【００２１】
［ＣＲ発振回路の構成］
ＣＲ発振回路３０は、コンデンサー（Ｃ）及び抵抗（Ｒ）により構成される回路であり、予め設定された周波数Foの発振信号を出力する。本実施形態のＣＲ発振回路３０は、図２に示すように、３段のインバーター３１，３２，３３で構成されており、各段のインバーター３１〜３３を構成するＰｃｈの電界効果型トランジスター（ＭＯＳＦＥＴ：metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）３１１，３２１，３３１のソースは、電源電圧ＶＤＤに接続され、Ｎｃｈの電界効果型トランジスター３１２，３２２，３３２のソースは、グランド電圧ＶＳＳに接続されている。
インバーター３１のドレインには、抵抗３４１と、コンデンサー３５１が直列に接続されている。抵抗３４１とコンデンサー３５１の間の接続点３６１は、インバーター３２のゲートに接続されている。
インバーター３２のドレインには、抵抗３４２と、コンデンサー３５２が直列に接続され、この間の接続点３６２は、インバーター３３のゲートに接続されている。
インバーター３３のドレインには、抵抗３４３と、コンデンサー３５３が直列に接続され、この間の接続点３６３は、インバーター３１のゲートに接続され、さらに波形成形回路３５に接続されている。
各コンデンサー３５１〜３５３の一端は、グランド電圧ＶＳＳに接続されている。波形成形回路３５からの出力は、ＣＲ発振回路３０で発振された発振信号の出力であり、分周回路４０および信号選択部６０に入力される。
【００２２】
ＣＲ発振回路３０の発振信号の周波数Foは、各コンデンサー３５１〜３５３に充電される電荷の充放電速度により決定する。よって、各インバーター３１〜３３のドレインと、グランド電圧ＶＳＳ間に直列に接続されている抵抗３４１〜３４３と、コンデンサー３５１〜３５３の値によって発振周波数が決定する。
【００２３】
ＣＲ発振回路３０を構成する抵抗３４１〜３４３やコンデンサー３５１〜３５３等の素子は温度特性を有しているため、ＣＲ発振回路３０から出力される発振信号の周波数Foは、温度によって変化する。この温度特性を利用することで、ＣＲ発振回路３０を温度センサーとして用いることができる。なお、ＣＲ発振回路３０から出力される発振信号の周波数の温度特性については、後述する。
【００２４】
［分周回路の構成］
分周回路４０は、ＣＲ発振回路３０から入力された発振信号を分周して出力する回路である。この分周回路４０は、図２に示すように、１段以上直列に接続されて構成され、例えば、本実施形態では、直列に接続された４つの分周器４１，４２，４３，４４を有する。これら複数の分周器４１〜４４は、フリップフロップＦＦにより構成されている。
１段目の分周器４１のクロック端子ＣＬには、ＣＲ発振回路３０から出力された発振信号Ａが入力され、分周器４１の出力端子Ｑからは発振信号Ａを1/2分周した信号Ｂが出力される。分周器４１の出力端子Ｑから出力された信号Ｂは、分周器４２のクロック端子ＣＬと信号選択部６０とに入力される。分周器４２の出力端子Ｑから出力された信号Ｃは、分周器４３のクロック端子ＣＬと信号選択部６０とに入力される。分周器４３の出力端子Ｑから出力された信号Ｄは、分周器４４のクロック端子ＣＬと信号選択部６０とに入力される。分周器４４の出力端子Ｑから出力された信号Ｅは、信号選択部６０に入力される。
したがって、分周器４１〜４４の出力端子Ｑからは、周波数Foの発振信号Ａを、1/2、1/4、1/8、1/16に分周した信号Ｂ〜Ｅがそれぞれ出力される。
【００２５】
各分周器４１〜４４には、リセット端子Ｒが設けられている。各リセット端子Ｒには、分周回路制御部５０からリセット信号ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤがそれぞれ入力されている。
本実施形態の分周器４１〜４４は、リセット信号ＲＡ〜ＲＤがＨレベル信号の場合に停止され、Ｌレベル信号の場合に動作するように設定されている。
【００２６】
［分周回路制御部の構成］
図３は、分周回路制御部５０の構成を示す図である。
分周回路制御部５０は、分周回路４０の動作を制御する。この分周回路制御部５０には、制御回路１５から出力された制御信号Ｘ，Ｙ，Ｚが入力される。分周回路制御部５０は、制御信号Ｘ，Ｙ，Ｚに基づいて、分周器４１〜４４にリセット信号ＲＡ〜ＲＤを出力することにより、分周回路４０を制御する。
このような分周回路制御部５０は、２つのＮＯＴ回路５１，５２、４つのＮＡＮＤゲート５３１〜５３４、４つのＮＯＲゲート５４１〜５４４により構成される。
【００２７】
ＮＯＴ回路５１には制御信号Ｘが入力され、ＮＯＴ回路５２には制御信号Ｙが入力される。ＮＡＮＤゲート５３１には制御信号Ｘ，Ｙが入力され、ＮＡＮＤゲート５３２には制御信号ＸとＮＯＴ回路５２の出力とが入力され、ＮＡＮＤゲート５３３にはＮＯＴ回路５１の出力と制御信号Ｙが入力され、ＮＡＮＤゲート５３４にはＮＯＴ回路５１，５２の出力が入力されている。
【００２８】
ＮＯＲゲート５４１は、制御信号ＺとＮＡＮＤゲート５３１の出力とが入力され、リセット信号ＲＡを出力する。
ＮＯＲゲート５４２は、制御信号ＺとＮＡＮＤゲート５３２の出力とが入力され、リセット信号ＲＢを出力する。
ＮＯＲゲート５４３は、制御信号ＺとＮＡＮＤゲート５３３の出力とが入力され、リセット信号ＲＣを出力する。
ＮＯＲゲート５４４は、制御信号ＺとＮＡＮＤゲート５３４の出力とが入力され、リセット信号ＲＤを出力する。
【００２９】
［信号選択部の構成］
図４は、信号選択部６０の構成を示す図である。
信号選択部６０は、ＣＲ発振回路３０から出力される周波数Foの発振信号Ａ及び分周器４１〜４４のそれぞれから出力される信号Ｂ〜Ｅと、分周回路制御部５０から出力されるリセット信号ＲＡ〜ＲＤと、制御回路１５から出力される制御信号Ｚとが入力され、信号Ａ〜Ｅから選択した信号を出力する。
信号選択部６０は、５つのＮＡＮＤゲート６１〜６５と、ＮＡＮＤゲート６６とを有する。
【００３０】
ＮＡＮＤゲート６１には、ＣＲ発振回路３０から出力された周波数Fo[Hz]の発振信号Ａと、分周回路制御部５０から出力されたリセット信号ＲＡが入力される。
ＮＡＮＤゲート６２には、分周器４１から出力された周波数Fo/2[Hz]の信号Ｂと、分周回路制御部５０から出力されたリセット信号ＲＢが入力される。
ＮＡＮＤゲート６３には、分周器４２から出力された周波数Fo/4[Hz]の信号Ｃと、分周回路制御部５０から出力されたリセット信号ＲＣが入力される。
【００３１】
ＮＡＮＤゲート６４には、分周器４３から出力された周波数Fo/8[Hz]の信号Ｄと、分周回路制御部５０から出力されたリセット信号ＲＤが入力される。
ＮＡＮＤゲート６５には、分周器４４から出力された周波数Fo/16[Hz]の信号Ｅと、制御回路１５から出力された制御信号Ｚが入力される。
ＮＡＮＤゲート６６には、各ＮＡＮＤゲート６１〜６５の出力が入力される。
【００３２】
以下に、分周回路制御部５０および信号選択部６０により実行される分周制御処理について、図５のタイミングチャートを参照して説明する。
図５において、Ａ〜Ｅは、前述したように、ＣＲ発振回路３０および分周回路４０の分周器４１〜４４から出力される信号である。ＲＡ〜ＲＤは、分周回路制御部５０から出力されるリセット信号である。Ｘ，Ｙ，Ｚは、制御回路１５から出力される制御信号であり、ＳＥＮＯは、信号選択部６０から出力される信号である。
そして、分周回路制御部５０は、制御回路１５から出力される制御信号Ｘ，Ｙ，Ｚで制御され、各分周器４１〜４４にリセット信号ＲＡ〜ＲＤを出力して分周回路４０の動作を制御する。また、制御信号Ｚおよびリセット信号ＲＡ〜ＲＤは信号選択部６０にも出力され、分周回路４０の制御に連動して発振装置２０から出力される信号が選択されている。
【００３３】
［周波数Foの発振信号Ａの選択制御］
制御回路１５は、信号選択部６０から周波数Foの信号を出力する場合、制御信号ＸはＨレベル、制御信号ＹはＨレベル、制御信号ＺはＬレベルとする。図４に示すように、分周回路制御部５０のＮＡＮＤゲート５３１は、２つの入力端子にそれぞれＨレベル信号が入力されるため、Ｌレベル信号を出力する。一方、ＮＡＮＤゲート５３２〜５３４は、少なくとも一方の入力端子にＬレベル信号が入力されるため、それぞれＨレベル信号を出力する。
ＮＯＲゲート５４１は、ＮＡＮＤゲート５３１からはＬレベル信号が入力し、制御信号ＺもＬレベルであるため、リセット信号ＲＡとしてＨレベル信号を出力する。
一方、他のＮＯＲゲート５４２〜５４４は、それぞれＮＡＮＤゲート５３２〜５３４からはＨレベル信号が入力し、制御信号ＺはＬレベルであるため、リセット信号ＲＢ〜ＲＤとしてＬレベル信号を出力する。
【００３４】
分周回路４０の１段目の分周器４１は、リセット端子ＲにＨレベルのリセット信号ＲＡが入力されるため停止し、出力端子Ｑの出力信号ＢはＬレベルに維持される。分周器４２〜４４は、クロック端子ＣＬにクロック信号が入力されないために動作を停止し、出力信号Ｃ〜ＥもＬレベルに維持される。
【００３５】
信号選択部６０では、図４に示すように、Ｈレベルのリセット信号ＲＡが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６１は、他方の端子に入力される周波数Fo[Hz]の発振信号Ａを反転した信号を、ＮＡＮＤゲート６６に出力する。
一方、Ｌレベルのリセット信号ＲＢ〜ＲＤ、制御信号Ｚが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６２〜６５は、Ｈレベルに維持された信号をＮＡＮＤゲート６６に出力する。
したがって、ＮＡＮＤゲート６６は、ＮＡＮＤゲート６１から入力された信号を反転した信号、つまり周波数Fo[Hz]の発振信号Ａを出力する。
【００３６】
［周波数Fo/2の信号Ｂの選択制御］
制御回路１５は、信号選択部６０から周波数Fo/2の信号を出力する場合、制御信号ＸはＨレベル、制御信号ＹはＬレベル、制御信号ＺはＬレベルとする。分周回路制御部５０では、ＮＡＮＤゲート５３２は、２つの入力端子にそれぞれＨレベル信号が入力されるため、Ｌレベル信号を出力する。一方、ＮＡＮＤゲート５３１，５３３，５３４は、少なくとも一方の入力端子にＬレベル信号が入力されるため、それぞれＨレベル信号を出力する。
このため、ＮＯＲゲート５４２は、ＮＡＮＤゲート５３２からはＬレベル信号が入力し、制御信号ＺもＬレベルであるため、リセット信号ＲＢとしてＨレベル信号を出力する。
一方、他のＮＯＲゲート５４１，５４３，５４４は、それぞれＮＡＮＤゲート５３１，５３３，５３４からはＨレベル信号が入力し、制御信号ＺはＬレベルであるため、リセット信号ＲＡ，ＲＣ，ＲＤとしてＬレベル信号を出力する。
【００３７】
分周回路４０の１段目の分周器４１は、リセット端子ＲにＬレベルのリセット信号ＲＡが入力されるため動作し、クロック端子ＣＬに入力された周波数Fo[Hz]の発振信号Ａを１／２分周した周波数Fo/2[Hz]の信号Ｂを出力する。
この信号Ｂは、分周器４２のクロック端子ＣＬに入力されるが、分周器４２はＨレベルのリセット信号ＲＢが入力されて停止しているため、出力端子ＱからはＬレベルに維持された信号Ｃを出力する。このため、分周器４３〜４４は、クロック端子ＣＬにクロック信号が入力されないために動作を停止し、出力信号Ｄ，ＥもＬレベルに維持される。
【００３８】
信号選択部６０では、Ｈレベルのリセット信号ＲＢが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６２は、他方の端子に入力される周波数Fo/2[Hz]の信号Ｂを反転した信号を、ＮＡＮＤゲート６６に出力する。
一方、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ，ＲＣ，ＲＤ、制御信号Ｚが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６１、６３〜６５はＨレベルに維持された信号を、ＮＡＮＤゲート６６に出力する。
したがって、ＮＡＮＤゲート６６は、ＮＡＮＤゲート６２から入力された信号を反転した信号、つまり周波数Fo/2[Hz]の信号Ｂを出力する。
【００３９】
［周波数Fo/4の信号Ｃの選択制御］
制御回路１５は、信号選択部６０から周波数Fo/4の信号を出力する場合、制御信号ＸはＬレベル、制御信号ＹはＨレベル、制御信号ＺはＬレベルとする。すると、分周回路制御部５０では、ＮＡＮＤゲート５３１〜５３４のうち、ＮＡＮＤゲート５３３のみがＬレベル信号を出力し、他のＮＡＮＤゲート５３１，５３２，５３４はＨレベル信号を出力する。このため、ＮＯＲゲート５４３は、Ｈレベルのリセット信号ＲＣを出力し、他のＮＯＲゲート５４１，５４２，５４４は、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ，ＲＢ，ＲＤを出力する。
【００４０】
１段目および２段目の分周器４１，４２は、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ，ＲＢが入力されて動作するため、それぞれ周波数Fo/2[Hz]の信号Ｂおよび周波数Fo/4[Hz]の信号Ｃを出力する。
一方、３段目の分周器４３は、Ｈレベルのリセット信号ＲＣが入力されて停止し、分周器４３からクロック信号が入力されない分周器４４も停止する。したがって、出力信号Ｄ，ＥはＬレベルに維持される。
【００４１】
信号選択部６０では、Ｈレベルのリセット信号ＲＣが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６３は、他方の端子に入力される周波数Fo/4[Hz]の信号Ｃを反転した信号を、ＮＡＮＤゲート６６に出力する。
一方、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ，ＲＢ，ＲＤ、制御信号Ｚが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６１〜６５は、Ｈレベルに維持された信号をＮＡＮＤゲート６６に出力する。
したがって、ＮＡＮＤゲート６６は、ＮＡＮＤゲート６３から入力された信号を反転した信号、つまり周波数Fo/4[Hz]の信号Ｃを出力する。
【００４２】
［周波数Fo/8の信号Ｄの選択制御］
制御回路１５は、信号選択部６０から周波数Fo/8の信号を出力する場合、制御信号ＸはＬレベル、制御信号ＹはＬレベル、制御信号ＺはＬレベルとする。すると、分周回路制御部５０では、ＮＡＮＤゲート５３１〜５３４のうち、ＮＡＮＤゲート５３４のみがＬレベル信号を出力し、他のＮＡＮＤゲート５３１〜５３３はＨレベル信号を出力する。このため、ＮＯＲゲート５４４は、Ｈレベルのリセット信号ＲＤを出力し、他のＮＯＲゲート５４１〜５４３は、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ，ＲＢ，ＲＣを出力する。
【００４３】
１段目〜３段目の分周器４１〜４３は、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ，ＲＢ，ＲＣが入力されて動作するため、それぞれ周波数Fo/2[Hz]の信号Ｂ、周波数Fo/4[Hz]の信号Ｃ、周波数Fo/8[Hz]の信号Ｄを出力する。
一方、４段目の分周器４３は、Ｈレベルのリセット信号ＲＤが入力されて停止し、出力信号ＥはＬレベルに維持される。
【００４４】
信号選択部６０では、Ｈレベルのリセット信号ＲＤが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６４は、他方の端子に入力される周波数Fo/8[Hz]の信号Ｄを反転した信号を、ＮＡＮＤゲート６６に出力する。
一方、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ、制御信号Ｚが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６１〜６３，６５は、Ｈレベルに維持された信号をＮＡＮＤゲート６６に出力する。
したがって、ＮＡＮＤゲート６６は、ＮＡＮＤゲート６４から入力された信号を反転した信号、つまり周波数Fo/8[Hz]の信号Ｄを出力する。
【００４５】
［周波数Fo/16の信号Ｅの選択制御］
制御回路１５は、信号選択部６０から周波数Fo/16の信号を出力する場合、制御信号ＸはＬレベル、制御信号ＹはＬレベル、制御信号ＺはＨレベルとする。すると、分周回路制御部５０では、ＮＯＲゲート５４１〜５４４は、一方の端子にＨレベルの制御信号Ｚが入力されるため、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ〜ＲＤを出力する。
このため、すべての分周器４１〜４４は、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ〜ＲＤが入力されて動作するため、それぞれ周波数Fo/2[Hz]の信号Ｂ、周波数Fo/4[Hz]の信号Ｃ、周波数Fo/8[Hz]の信号Ｄ、周波数Fo/16[Hz]の信号Ｅを出力する。
【００４６】
信号選択部６０では、Ｈレベルの制御信号Ｚが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６５は、他方の端子に入力される周波数Fo/16[Hz]の信号Ｅを反転した信号を、ＮＡＮＤゲート６６に出力する。
一方、Ｌレベルのリセット信号ＲＡ〜ＲＤが一方の端子に入力されるＮＡＮＤゲート６１〜６４は、Ｈレベルに維持された信号をＮＡＮＤゲート６６に出力する。
したがって、ＮＡＮＤゲート６６は、ＮＡＮＤゲート６５から入力された信号を反転した信号、つまり周波数Fo/16[Hz]の信号Ｅを出力する。
【００４７】
以上のように、制御回路１５から出力される制御信号Ｘ，Ｙ，Ｚによって、分周回路制御部５０および信号選択部６０を制御して、所定の周波数（Fo〜Fo/16）の信号のみを選択し、発振装置２０から出力させることができる。したがって、例えば、発振装置２０を、温度センサーとして用いる場合に、最も適した周波数（例えば、Fo/2[Hz]）の信号を選択して出力することができる。
次に、発振装置２０を温度センサーとして用いる場合に、好ましい特性の信号について説明する。
【００４８】
［発振信号の温度特性］
ＣＲ発振回路３０から出力された発振信号Ａの周波数Foは、前述のとおり、抵抗３４１〜３４３やコンデンサー３５１〜３５３の特性に影響する。このため、抵抗３４１〜３４３やコンデンサー３５１〜３５３の部品の選択によって、発振周波数の温度特性も変化する。例えば、図６に示す発振信号Ｆの温度特性は、温度に対する発振周波数の変化が直線的では無いため、温度センサーとしての精度が低い。すなわち、温度３０度と、４０度とでは、発振周波数がほぼ同じであり、判定できない。
一方、図６に示す発振信号Ａの温度特性は、温度に対する発振周波数の変化が直線的（リニア）であり、温度センサーとしての精度は高い。ただし、発振周波数の絶対値が高いため、時計用ＩＣ３の内部で発振周波数の演算処理ができない可能性がある。
ここで、ＣＲ発振回路３０内部で抵抗３４１〜３４３やコンデンサー３５１〜３５３をスイッチで切り替えて発振周波数を調整しようとしても、前述のとおり、切り替え用の複数の抵抗やコンデンサーを予め回路内に用意しておく場合には、回路規模が大きくなってしまう。また、抵抗やコンデンサーを切り替えるスイッチの特性が発振周波数に影響し、所望の特性となるように設定を変更することは難しい。
そこで、本実施形態では、温度に対する発振周波数の変化が直線的な特性を有するＣＲ発振回路３０を作り、発振周波数の絶対値は、前述のとおり、分周回路４０、分周回路制御部５０、信号選択部６０で調整している。
【００４９】
発振装置２０は、図６に示す温度特性を有する発振信号Ａを出力するＣＲ発振回路３０の発振周波数の絶対値を低くするために、分周回路４０によって発振信号を分周している。
図７は、分周器４１〜４４のそれぞれから出力された信号Ｂ〜Ｅの温度特性を示す図である。ここで、発振装置２０の出力信号の周波数から温度を検出するには、温度変化に対して周波数変化量が大きいほうが誤検出が少なくなり、測定精度を高くしやすい。一方で、前述のとおり、時計用ＩＣ３で演算するためには、発振周波数の絶対値は低いほうが好ましい。そのため、時計用ＩＣ３での演算と温度センサーとしての精度を考慮し、発振装置２０からの出力信号の周波数は、予め設定された周波数範囲（例えば、３０００〜８０００Hz）に該当するものを選択すればよい。
したがって、本実施形態では、Fo/2[Hz]の信号Ｂを選択することが好ましく、電子時計１の製造時に、制御回路１５から出力される制御信号Ｘ，Ｙ，Ｚを、信号Ｂを出力するように設定している。
【００５０】
なお、ＣＲ発振回路３０の発振周波数の温度特性は、各抵抗３４１〜３４３やコンデンサー３５１〜３５３に同じ部品を用いた同一シリーズのＣＲ発振回路３０においては、ほぼ同じであるため、同一シリーズのＣＲ発振回路３０を用いた発振装置２０では、制御回路１５における制御信号Ｘ，Ｙ，Ｚの設定も共通化すればよい。
ただし、年差時計のように、さらなる高精度を求める場合には、各抵抗３４１〜３４３やコンデンサー３５１〜３５３の個別部品のバラツキを考慮し、個々の発振装置２０において、温度特性を検査し、その結果に応じて、制御回路１５における制御信号Ｘ，Ｙ，Ｚを設定して、選択する信号を決めてもよい。
【００５１】
［振動子発振回路の周波数調整］
温度センサーとして利用される発振装置２０から出力される信号は、制御回路１５に入力される。制御回路１５は、入力された信号の周波数に基づいて、発振装置２０の温度を検出する。ここで、発振装置２０および水晶振動子４は共に電子時計１のケース内に収納されているため、同じ温度と見なせる。このため、発振装置２０の温度が検出できれば、水晶振動子４の温度を推定でき、その温度に応じて周波数調整回路１６を制御することで、水晶振動子４の温度特性を補償することができる。
なお、制御回路１５は、図７の信号Ｂの温度特性に対応して、温度と発振周波数との関係を示す数式やテーブルを用いて温度を算出し、温度と周波数調整回路１６の制御情報との関係を示すテーブルなどを用いて周波数調整回路１６に対する制御信号を出力すればよい。なお、制御回路１５は、発振装置２０から出力される信号の周波数と、周波数調整回路１６に対する制御信号との関係を直接設定したテーブルを用いて制御してもよい。
【００５２】
周波数調整回路１６は、振動子発振回路１１の負荷容量を変更することなどで、水晶振動子４の温度特性を補償している。なお、分周回路である基準信号生成回路１２において、時間基準信号を所定の補正周期（緩急周期）毎に必要な補正量（緩急量）だけ伸縮させる論理緩急方式で水晶振動子４の温度特性を補償してもよい。
これにより、基準信号生成回路１２では、温度の影響による周波数の変動が小さい基準信号を生成でき、この基準信号に基づいて時刻表示部６で時刻を表示することで、時刻表示の精度が高い電子時計１とすることができる。したがって、電子時計１を年差時計として利用できる。
【００５３】
［実施形態の効果］
以上説明した本実施形態の電子時計１は、以下の効果を奏する。
本実施形態のＣＲ発振回路３０は、発振信号Ａの周波数に基づいて温度を検出可能な温度特性を有する。すなわち、ＣＲ発振回路３０は、発振信号Ａの周波数が温度に対してほぼ直線的に変化する温度特性を有するように構成されているので、発振装置２０から出力される信号の周波数に基づいて温度を検出できる。
また、ＣＲ発振回路３０から出力される発振信号Ａを分周する分周回路４０を設けており、分周回路制御部５０によって、分周回路４０の分周器の段数を、出力信号の周波数が予め設定された周波数範囲（例えば、３０００〜８０００Hz）に含まれる周波数となる段数（例えば、周波数Fo/2の信号Ｂを選択する場合は１段）に設定しているので、発振装置２０から出力される信号の周波数の絶対値を小さくでき、時計用ＩＣ３内で演算可能な周波数に設定できる。
このように、分周回路４０によって発振周波数の絶対値を小さくできることから、ＣＲ発振回路３０内に発振周波数の絶対値を小さくするためのコンデンサーや抵抗などの素子を組み込む必要が無いので、ＣＲ発振回路３０の規模が拡大することを抑制できる。
【００５４】
さらに、分周回路制御部５０によって分周器の段数（例えば、周波数Fo/2の信号Ｂを選択する場合は１段）を設定できるので、ＣＲ発振回路３０の温度特性に応じて分周器４１〜４４の段数を容易に設定できる。さらに、分周回路制御部５０は、不要な分周器４１〜４４を停止することができるため、分周回路４０の消費電力を抑制できる。
具体的に、分周回路制御部５０の制御により、１段目の分周器４１のみを動作させる場合、他の分周器４２〜４４は動作しないので、全ての分周器４１〜４４が動作する場合に比べて、分周回路４０により消費される電力を略４５．７％削減できる。また、１段目及び２段目の分周器４１，４２のみが動作する場合には、上記電力を略２０％削減でき、１段目〜３段目の分周器４１〜４３が動作する場合には、上記電力を略６．７％削減できる。
【００５５】
ＣＲ発振回路３０から出力されて分周回路４０で分周された信号の周波数に基づいて温度を検出できるため、発振装置２０を温度センサーとして利用できる。特に、分周回路４０において、発振周波数を所定の周波数範囲内（例えば、３０００〜８０００Hz）に納まるように低下できるため、時計用ＩＣ３（制御回路１５）において演算処理が可能となり、時計用ＩＣ３（制御回路１５）は、温度に基づく処理を容易に行うことができる。
【００５６】
水晶振動子４を発振させる振動子発振回路１１の周波数調整を行う周波数調整回路１６を設け、制御回路１５は、発振装置２０から出力される信号の周波数、つまり温度の検出値に相当する値に基づいて補正量を算出し、その補正量に応じて周波数調整回路１６を制御するため、温度によって発振周波数が変化する水晶振動子４に対して温度補償を行うことができる。したがって、振動子発振回路１１から出力される発振信号の周波数を、温度が変化しても一定に維持することができる。
【００５７】
本実施形態の電子時計１は、発振装置２０を備える時計用ＩＣ３を用いているので、振動子発振回路１１からは温度に影響されずに周波数が一定の発振信号を出力できる。したがって、基準信号生成回路１２は、温度変化に影響を受けない基準信号を生成でき、この基準信号に基づいて時刻表示部６（ステップモーター５）を駆動することで、時刻表示精度を高めることができる。したがって、電子時計１を年差時計として利用できる。
【００５８】
［実施形態の変形］
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる他の構成も含み、以下に示すような変形例等も本発明に含まれる。
上記実施形態では、分周回路４０は、４つの分周器４１〜４４を備えていたが、分周器の数は４つに限定されない。
また、分周回路制御部５０や信号選択部６０の構成は前記実施形態の構成に限定されず、分周器の数等に応じて適宜設定すればよい。
【００５９】
上記実施形態では、分周回路制御部５０及び信号選択部６０を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、分周回路制御部５０及び信号選択部６０はなくてもよい。この場合、分周回路４０の段数は、当該分周回路４０から出力される信号の周波数が予め設定された周波数範囲（例えば、３０００〜８０００Hz）に含まれる周波数となる段数（例えば、２段）に設定されていればよい。この場合、ＣＲ発振回路３０から出力された発振信号の周波数を１／４に分周した周波数の信号を常に出力できる。これによれば、発振装置２０は、分周回路制御部５０及び信号選択部６０を備える必要がないので、当該発振装置２０を構成する回路を簡略化できる。
【００６０】
上記実施形態では、本発明の振動子として、水晶振動子４を備えることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、水晶振動子４に代えて、セラミック振動子を備えることとしてもよい。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００６１】
また、本発明の集積回路は電子時計に限らず、振動子発振回路１１から出力される高精度の発振信号を利用する各種の機器にも適用することができる。例えば、時計機能を内蔵した機器や、タイマー機能を有する機器等、分周信号に基づいた動作を行う各種機器に適用できる。具体的には、携帯型の血圧計や脈拍計などの生体情報測定装置に適用できる。さらに、本発明のＣＲ発振回路及び分周回路により構成される発振装置や温度センサーは、スマートフォン、携帯電話機、ＰＨＳ、パーソナルコンピューター、電子手帳、携帯ラジオ、玩具等にも用いることができる。
【符号の説明】
【００６２】
１…電子時計、２…電源、５…ステップモーター、１１…振動子発振回路、１２…基準信号生成回路、１３…モーターパルス形成回路、１５…制御回路、１６…周波数調整回路、２０…発振装置、３…時計用ＩＣ（集積回路）、３０…ＣＲ発振回路、３１，３２，３３…インバーター、３１１，３１２，３２１，３２２，３３１，３３２…電界効果型トランジスター，３４１，３４２，３４３…抵抗、３５…波形成形回路、３５１，３５２，３５３…コンデンサー、３６１，３６２，３６３…接続点、４…水晶振動子（振動子）、４０…分周回路、４１，４２，４３，４４…分周器、５０…分周回路制御部、６…時刻表示部、６０…信号選択部、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ…信号、ＦＦ…フリップフロップ、Ｆｏ…周波数、Ｑ…出力端子、Ｒ…リセット端子、ＲＡ，ＲＢ，ＲＣ，ＲＤ…リセット信号、Ｘ，Ｙ，Ｚ…制御信号、ＶＤＤ…電源電圧、ＶＳＳ…グランド電圧。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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