JP4362655B2 - 電波受信装置、電波時計及び電波受信制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、電波受信装置、電波時計及び電波受信制御方法に関する。

現在、各国（例えば、ドイツ、イギリス、スイス、日本等）において、時刻データ即ちタイムコード入りの標準電波が送出されている。我が国（日本）では、２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、標準電波のフォーマットを用いて時刻情報（タイムコード）を振幅変調した４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの長波標準電波が送出されている。標準電波のタイムコードは、正確な時刻の分の桁が更新されるごと、即ち１分毎に１周期６０秒のフレームで送出されている。

この標準電波を受信して計時時刻（以下、適宜「内部時刻」という。）のデータを修正する、いわゆる電波時計が製品化されている。

電波時計は、例えばＡＭ２時といった定時に１日１回標準電波を受信するものが一般的である。常時標準電波を受信するとしてもよいが、その場合には電波受信回路の動作に係る電力消費が大きくなること、時刻修正を行う時間間隔と許容される時刻の誤差との関係からして１日１回程度の修正で十分であることがその理由である。

しかし、腕時計型の電波時計などにおいては、電力消費は時計としての継続動作可能時間に直接関わる問題であるため、一層の消費電力の削減が要求されている。そこで、電波受信回路の動作時間をできるだけ低減して、消費電力を抑える技術が種々発明されている。例えば、標準電波に含まれる１フレームに係るタイムコード全体を受信して内部時刻全体を修正する場合と、Ｍ信号と呼ばれるタイムコードの切り替わりの信号（以下、適宜「正分信号」という。）を利用して内部時刻の秒部分データを修正する場合とを適宜に切り替える発明が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０００−２３５０９３号公報

しかし、１つのタイムコード全体を受信する場合には、最低６０秒要するが、実際には、電波受信回路の受信が安定するまでに要する時間や、少なくとも１フレーム分のタイムコードを受信するための余裕時間等を考慮する必要があるため、１２０秒以上受信状態を継続する必要があった。また、特許文献１に記載されている正分信号を受信するとする場合は、正分信号を受信するまで継続的に標準電波を受信することとなる上、電波受信回路の受信が安定するために要する時間を考慮すると、少なくとも、１フレームに相当する時間は受信状態を継続することとなる。従って、標準電波の受信に要する時間は未だ長時間であった。

上述した課題に鑑み、本発明の目的とすることは、時刻修正にかかる標準電波の受信を短時間に行うことで消費電力を低減させることである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載された発明に係る電波受信装置は、
内部時刻を計時する時刻計時手段（例えば、１の計時回路部８０）、フレーム単位で時刻データが変調されて送信された標準電波を受信する受信手段（例えば、１の電波受信回路部６０）、および、この受信手段によって受信された標準電波の時刻データに基づいて、前記時刻計時手段により計時されている時刻を修正する時刻修正手段（例えば、１のＣＰＵ１０）とを備えている電波受信装置において、
前記時刻修正手段により前回修正された修正時刻から前記時刻計時手段により計時されている時刻までの間の時間差と前記時刻計時手段の有する設計上の計時精度とから、前記時刻計時手段により計時されている時刻の誤差の範囲を算出する誤差範囲算出手段（例えば、１のＣＰＵ１０；図３のステップＡ１２）と、
この誤差範囲算出手段によって算出され時間差が５秒の時間差内であるか否かを判別する第１の判別手段（例えば、１のＣＰＵ１０；図３のステップＡ１４）と、
この第１の判別手段による判別の結果、前記算出され時間差が５秒の時間差内であると判別された場合、前記受信手段により標準電波の受信を開始させる受信開始制御手段（例えば、１のＣＰＵ１０；図３のステップＡ１６））と、
この受信開始制御手段の制御により受信された標準電波のフレーム中に１０秒の時間間隔で配置されている識別データ（Ｐ信号）を検出する識別データ検出手段（例えば、１のＣＰＵ１０；図３のステップＡ２０）と、
この識別データ検出手段によって検出された識別データが検出された際において、前記時刻計時手段により計時されている内部時刻の秒部分における２桁の数値のうちの１桁目の数値が５から９の数値か、０から４の数値か否かを判別する第２の判別手段（例えば、１のＣＰＵ１０；図３のステップＡ２２）と備え、
前記時刻修正手段は、
前記第２の判別手段による判別の結果、前記１桁目の数値が５から９の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げした数値に修正し、かつ、１桁目の数値を０に修正し、他方、前記１桁目の数値が０から４の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げせずに１桁目の数値を０に修正する桁修正手段（例えば、１のＣＰＵ１０；図３のステップＡ２４、ステップＡ２６；［００３９］［００４０］）を備えることを特徴とする。

請求項２に記載された発明に係る電波受信装置は、請求項１記載の電波受信装置において、前記時刻修正手段により内部時刻の秒部分を修正した場合、前記受信手段により標準電波の受信を終了させる受信終了制御手段（例えば、１のＣＰＵ１０；図３のステップＡ２８））を更に備えることを特徴とする。

請求項３に記載の発明に係る電波時計は、
請求項１または請求項２に記載の電波受信装置と、
この電波受信装置における時刻修正手段により修正された修正時刻を表示する表示手段（例えば、１の表示部３０）と、
を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明に係る電波受信制御方法は、
内部時刻を計時する時刻計時手段（例えば、１の計時回路部８０）、フレーム単位で時刻データが変調されて送信された標準電波を受信する受信手段（例えば、１の電波受信回路部６０）、および、この受信手段によって受信された標準電波の時刻データに基づいて、前記時刻計時手段により計時されている時刻を修正する時刻修正手段（例えば、１のＣＰＵ１０）とを備えている電波受信装置に用いられる電波受信制御方法において、
前記時刻修正手段により前回修正された修正時刻から前記時刻計時手段により計時されている時刻までの間の時間差と前記時刻計時手段の有する設計上の計時精度とから、前記時刻計時手段により計時されている時刻の誤差の範囲を算出する誤差範囲算出ステップ（図３のステップＡ１２）と、
この誤差範囲算出ステップによって算出され時間差が５秒の時間差内であるか否かを判別する第１の判別ステップ（図３のステップＡ１４）と、
この第１の判別ステップによる判別の結果、前記算出され時間差が５秒の時間差内であると判別された場合、前記受信手段により標準電波の受信を開始させる受信開始制御ステップ（図３のステップＡ１６）と、
この受信開始制御ステップの制御により受信された標準電波のフレーム中に１０秒の時間間隔で配置されている識別データ（Ｐ信号）を検出する識別データ検出ステップ（図３のステップＡ２０）と、
この識別データ検出ステップによって検出された識別データが検出された際において、前記時刻計時手段により計時されている内部時刻の秒部分における２桁の数値のうちの１桁目の数値が５から９の数値か、０から４の数値か否かを判別する第２の判別ステップ（図３のステップＡ２２）と備え、
前記時刻修正手段は、
前記第２の判別ステップによる判別の結果、前記１桁目の数値が５から９の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げした数値に修正し、かつ、１桁目の数値を０に修正し、他方、前記１桁目の数値が０から４の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げせずに１桁目の数値を０に修正するように制御する時刻修正制御ステップ（図３のステップＡ２４、ステップＡ２６；［００３９］［００４０］）を備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明に係る電波受信制御方法は、請求項４記載の電波受信制御方法において、前記時刻修正ステップにより内部時刻の秒部分を修正した場合、前記受信手段により標準電波の受信を終了させる受信終了制御ステップ（図３のステップＡ２８））を更に備えることを特徴とする。

請求項１に記載された発明によれば、時刻修正手段により前回修正された修正時刻から時刻計時手段により計時されている時刻までの間の時間差と時刻計時手段の有する設計上の計時精度とから、時刻計時手段により計時されている時刻の誤差の範囲を算出し、この算出され時間差が５秒の時間差内であるか否かを判別し、この判別の結果、算出され時間差が５秒の時間差内であると判別された場合、受信手段により標準電波の受信を自動的に開始させることができる。
請求項１に記載された発明によれば、そればかりでなく、この受信された標準電波のフレーム中に１０秒の時間間隔で配置されている識別データを検出し、この検出された識別データが検出された際において、時刻計時手段により計時されている内部時刻の秒部分における２桁の数値のうちの１桁目の数値が５から９の数値か、０から４の数値か否かを判別し、この判別の結果、１桁目の数値が５から９の数値であると判別された場合は、識別データが検出されてから１秒後に、内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げした数値に修正し、かつ、１桁目の数値を０に修正し、他方、１桁目の数値が０から４の数値であると判別された場合は、識別データが検出されてから１秒後に、内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げせずに１桁目の数値を０に修正することができる。したがって、標準電波のフレーム総てを受信する必要がなくなり、標準電波の受信を短時間に済ますことが可能となる。このため、標準電波の受信に係る消費電力を大幅に低減させることができる。

請求項４に記載された発明によれば、請求項１に記載された発明の場合と同様な効果を奏することができる。

次に、本発明を電波受信装置の一種である電波時計に適用した場合の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

まず、標準電波から生成されるタイムコードのフォーマットについて説明する。図１１に示されたタイムコードは、１分毎に、１周期６０秒のフォーマットからなる時刻情報を１フレームとして送出されている。このタイムコードのフォーマットは次の通りである。すなわち、この６０秒のフレームの開始時点である正分（毎分０秒）の立ち上がりには、先頭にＭ信号が配されている。このＭ信号は、パルス幅０．２秒のものが配され、またこれと同じパルス幅０．２秒のＰ信号が、９秒（Ｐ１）、１９秒（Ｐ２）、２９秒（Ｐ３）、３９秒（Ｐ４）、４９秒（Ｐ５）及び５９秒（Ｐ０）の時点にも配されている。

このため、フレームの境界には、ほぼ１秒の間隔をおいてパルス幅０．２秒のものが２個（即ち、先頭のＭ信号及びＰ信号）配されていることになり、これにより新フレームの開始を認識することができるようになっている。また、Ｍ信号は、フレームの基準を示す信号であり、このＭ信号で示されるパルスの立ち上がり時点が、現在時刻の分の桁の正確な更新時となる。そして、上記フレーム内には、当該フレーム開始時点の時刻の分のデータが０秒目〜９秒目、時のデータが１０秒目〜１９秒目、通算日（１月１日からの日数）のデータが２０秒目〜３９秒目、年（西暦下２桁）のデータが４０秒目〜４９秒目、曜日等のデータが５０秒目〜５９秒目に２進化１０進数で配されており、この場合、ロジック１及び０は、それぞれ、パルス幅が０．５秒及び０．８秒のパルスで表されている。尚、図１１に示すフレームには、通算日１１４日の１７時２５分のデータが示されている。

発明者は、このタイムコードフォーマットを解析することにより一定の特徴（規則性）が有ることを発見した。タイムコードフォーマットの特徴を図２に示す。図２に示すように、例えば、Ｐ信号であれば１０秒ごとに１回配されている。したがって、標準電波を用いて時刻修正を行う場合、誤差が±５秒以内であれば、Ｐ信号の位置（９秒目）を利用することにより高速に時刻を修正することが可能となる。また、Ｍ信号は、０秒目〜１０秒目のみに配されており、正分の開始時刻である。したがって、標準電波を用いて時刻修正を行う場合、誤差が±３０秒以内であればＭ信号を利用することにより高速に時刻を修正することが可能となる。

このように、タイムコードの特徴を組み合わせて利用することにより、１フレームに係るタイムコード全体を受信することなく高速な時刻補正を行うことができる。一般的な時計に内臓されている計時回路によって計時される時間の誤差は、おおよそ月差±１５秒程度である。したがって、電波時計において１週間以内に１度しか標準電波を受信していなくとも、計時された時刻の誤差は±５秒以内に収まるのが通常である。したがって、本実施の形態においては一例として、Ｐ信号に着目してより高速な時刻修正を行うことを説明する。

〔第１実施形態〕
まず、第１実施形態について説明する。第１実施形態は、受信した標準電波に含まれるＰ信号を利用することにより、計時回路部８０で計時されている内部時刻の秒の部分を補正するものである。

［１．１ 構成］
［１．１．１ 全体構成］
図１は、電波時計１の機能構成の一例を示すブロック図である。同図によれば、電波時計１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０と、入力部２０と、表示部３０と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４０と、ＲＡＭ（Random Access Memory）５０と、電波受信回路部６０と、タイムコード生成回路部７０と、発振回路部９０から出力されるクロック信号を計数して現在時刻データを得る計時回路部８０とがバス１００にそれぞれ接続されて構成されている。

［１．１．２ 入力部・表示部］
入力部２０は、電波時計に各種機能を実行させるためのスイッチ等で構成され、このスイッチがユーザによって押下操作された際に、押下されたスイッチに対応する操作信号をＣＰＵ１０へ出力する。

表示部３０は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）やセグメント型ディスプレイ等で構成された表示装置であり、ＣＰＵ１０から出力される表示データに基づいて、現在日時等をデジタル表示する。

［１．１．３ ＲＯＭ・ＲＡＭ］
ＲＯＭ４０は、主に、電波時計に係るシステムプログラムやアプリケーションプログラム等を記憶する読み込み専用メモリである。図１によれば、ＲＯＭ４０は、第１標準電波受信プログラム４０２を記憶している。

ＲＡＭ５０は、ＣＰＵ１０が実行する各種プログラムや、これらのプログラムの実行にかかるデータ等を一時的に保持する随時書き込み可能なメモリである。本実施の形態では、受信した標準電波に基づいて前回内部時刻を修正した時刻（以下、適宜「前回修正時刻」という。）が前回修正時刻データ５０２に記憶される。例えば、電波時計１は、少なくとも１回はタイムコード全体を受信することにより内部時刻を修正（初期化）しており、このときの時刻が前回修正時刻データ５０２として記憶されている。

［１．１．４ ＣＰＵ］
ＣＰＵ１０は、予め定められたタイミング或いは入力部２０から出力された操作信号に応じて、ＲＯＭ４０内に格納された各種プログラムを読み出してＲＡＭ５０内に展開し、当該プログラムに基づいて各機能部への指示やデータの転送等を行う。例えば、所定時刻に電波受信回路部６０を制御して標準電波を受信させる。また、タイムコード生成回路部７０から出力されるタイムコードに基づいて計時回路部８０が計時する内部時刻としての時刻データを修正するとともに、この修正した時刻データに基づいて現在日時の表示を更新させる等の各種制御を行う。

ＣＰＵ１０は、ＲＯＭ２０に記憶されている第１標準電波受信プログラム４０２に従った第１標準電波受信処理（図３参照）を実行する。具体的に、ＣＰＵ１０は、前回修正時刻と現在の内部時刻である現在時刻との差と、計時回路部８０において発生しうる単位時間当たりの誤差のうち最も大きな誤差の時間（以下、適宜「最大誤差単位時間」という。）との差を乗じたものを誤差範囲として算出する。さらに、ＣＰＵ１０は、受信された標準電波からＰ信号を検出し、Ｐ信号が検出されたタイミングに応じて内部時刻の秒の部分（以下、適宜「秒部分内部時刻」という。）を修正する。

［１．１．５ 電波受信回路部等］
電波受信回路部６０は、アンテナＡＮＴで受信された受信信号から不要な周波数成分をカットして標準電波に該当する周波数の信号を取り出し、この取り出した信号を検波してタイムコード生成回路部７０へ随時出力する。この場合、特開２００４−２４２１５７、及び特開２００４−１７９９４８に基づいて、高速なＡＧＣ動作を実現させることにより、受信開始時から時刻情報を検出しタイムコードが生成されるまでのタイムラグを大幅に短くすることが可能となる。

タイムコード生成回路部７０は、電波受信回路部６０から出力されてくる信号に基づいて時刻情報を検出しタイムコードを随時生成して、ＣＰＵ１０へ出力する。

［１．１．６ 計時回路部等］
計時回路部８０は、発振回路部９０から出力されるクロック信号を計数して電波時計１の現在時刻データ（内部時刻）を得る。そして、現在時刻のデータをＣＰＵ１０へ出力する。発振回路部９０は、水晶発振器等で構成され、常時一定周波数のクロック信号を計時回路部８０へ出力する。

［１．２ 第１標準電波受信処理］
次に、第１標準電波処理の動作処理について説明する。図３は、第１標準電波受信処理に係る電波時計１の動作を説明するためのフローチャートである。この第１標準電波受信処理は、ＣＰＵ１０がＲＯＭ４０に記憶された第１標準電波受信プログラム４０２を実行することによって実現される処理である。

まず、ＣＰＵ１０は、前回修正時刻データ５０２に記憶されている前回修正時刻と、計時回路部８０により計時されている現在時刻との差をＲとして算出する（ステップＡ１０）。つづいて、ＣＰＵ１０は、最大誤差単位時間と、ステップＡ１０において算出されたＲとを乗算することにより、計時回路部８０が計時している時刻の誤差範囲を算出する（ステップＡ１２）。ここで、最大誤差単位時間とは、計時回路部８０の計時精度から求めた単位時間あたりの計時誤差範囲をいう。つまり、単位時間（例えば「１秒」）毎に、計時回路部８０において発生する誤差の範囲であり、例えば、月差±１５秒の誤差範囲を１秒当たりの誤差範囲に換算した値となる。

つづいて、ＣＰＵ１０は、ステップＡ１２で算出した誤差範囲が±５秒以内か否かを判定する（ステップＡ１４）。ここで、誤差範囲が±５秒以内の範囲外の場合に（ステップＡ１４；Ｎｏ）、ＣＰＵ１０は別の時刻修正方法を実行する。ここで、別の時刻修正方法とは、例えば、従来から行われているように、受信した１〜３フレームの時刻情報に基づいて時刻を修正する方法等を言う。

他方、ＣＰＵ１０は、ステップＡ１２で算出した誤差範囲が±５秒以内の場合に（ステップＡ１４；Ｙｅｓ）、電波受信回路部６０に標準電波の受信を開始させる（ステップＡ１６）。電波受信回路部６０により受信された標準電波の信号は、タイムコード生成回路部７０に随時出力される。タイムコード生成回路部７０は、随時入力される信号からタイムコードを随時生成し、ＣＰＵ１０に随時出力する（ステップＡ１８）。続いて、ＣＰＵ１０は、出力されたタイムコードに含まれるＰ信号のうち何れか一つのＰ信号を検出する（ステップＡ２０）。

ここで、Ｐ信号の検出タイミング時において、秒部分内部時刻の１の位が「５」〜「９」である場合（ステップＡ２２；Ｙｅｓ）には、Ｐ信号を検出してから「１」秒後に、秒部分内部時刻を桁上げし、１の位を「０」秒とする（ステップＡ２４）。即ち、内部時刻が受信する標準電波の時刻と比較して５秒以下の遅れを有する場合には、内部時刻を進ませることにより内部時刻の修正を行う。

他方、Ｐ信号の検出されたタイミング時において、秒部分内部時刻の１の位が「０」〜「４」である場合、つまり、内部時刻が、受信した標準時刻と比較して５秒未満の進みを有している場合（ステップＡ２２；Ｎｏ）には、Ｐ信号を検出してから１秒後に、秒部分内部時刻を桁上げせずに、１の位を「０」秒とする（ステップＡ２６）。即ち、内部時刻が、受信した標準電波の時刻と比較して５秒未満の進みを有する場合には、内部時刻を遅らせることにより内部時刻の修正を行う。

そして、ＣＰＵ１０は、電波受信回路部６０に標準電波の受信を終了させる（ステップＡ２８）。

具体的な例を挙げて説明する。誤差範囲として算出された値が０〜−５秒の間の場合、例えば、Ｐ信号（例えば、図１１のパルスＰ２）が検出されたタイミング（標準電波における時刻で「１９」秒時）において、計時回路部８０が内部時刻として、例えば「１６」秒を計時していた場合（ステップＡ２２；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１０は、「１」秒後に秒部分内部時刻を桁上げして「２０」秒に修正する（ステップＡ２４）。また、誤差範囲として算出された値が０〜＋５秒の間の場合、例えば、Ｐ信号（例えば、図１１のパルスＰ２）を検出したタイミングにおいて、計時回路部８０が内部時刻として、例えば「２２」秒を計時していた場合（ステップＡ２２；Ｎｏ）、「１」秒後に秒部分内部時刻を桁上げせず「２０秒」に修正する（ステップＡ２６）。

［１．３ 効果］
このように、第１実施形態によれば、標準電波の時刻に対して計時回路部８０が計時する時刻の誤差が±５秒以内と想定されるとき、受信した標準電波からＰ信号を検出し、このＰ信号を検出したときの計時回路部８０が計時する下一桁の秒時刻に基づいて時刻を修正することができる。これにより、時刻を修正する際に、１フレームに係るタイムコード全体を受信する必要が無く、１フレームに係るタイムコード全体を受信する場合と比較して短時間で済む。

〔第２実施形態〕
続いて、第２実施形態について説明する。
［２．１ 構成］
第２実施形態における電波時計の構成は、第１実施形態において図１に示したＲＯＭ４０を図４に示すＲＯＭ４２に置き換えた構成であり、以下、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

図４を参照してＲＯＭ４２の構成について説明する。図４に示すように、ＲＯＭ４２は、第２標準電波受信プログラム４２２を記憶している。ここで、第２標準電波受信プログラム４２２は、本実施形態における第２標準電波受信処理を実現するためのプログラムであり、ＣＰＵ１０がこの第２標準電波受信プログラム４２２を実行することで、第２標準電波受信処理が実現される。具体的には、ユーザにより標準電波を受信して時刻修正を行う旨の指示操作が入力されると、ＣＰＵ１０は、第２標準電波処理を実行する。第２標準電波処理において、ＣＰＵ１０は、受信する標準電波のタイムコードの時間のデータとして想定される「時」部分データと内部時刻における「時」部分のデータ（以下、適宜「「時」部分内部時刻」という。）が一致したと判断された場合は、次のＰ信号を検出してその「１」秒後に、秒部分内部時刻を「２０．００」秒にセットする。

［２．２ 第２標準電波受信処理］
続いて、第２標準電波受信処理について詳細に説明する。図５は、第２標準電波受信処理に係る電波時計１の動作を説明するためのフローチャートである。この第２標準電波受信処理は、ＣＰＵ１０がＲＯＭ４２に記憶された第２標準電波受信プログラム４２２を実行することによって実現される処理である。

まず、ＣＰＵ１０は、前回修正時刻データ５０２に記憶されている前回修正時刻と、計時回路部８０により計時されている現在時刻との差をＲとして算出する（ステップＣ８）。つづいて、ＣＰＵ１０は、最大誤差単位時間と、ステップＣ１０において算出されたＲとを乗算し、例えば、「１」を加算した結果をＳとして算出する（ステップＣ１０）。ここで「１」は、最大誤差単位時間に対するマージンである。

続いて、ＣＰＵ１０は、受信予定の標準電波のタイムコードのうち、「時」部分データと想定される時刻のＳ秒前から、電波受信回路部６０に標準電波の受信を開始させる（ステップＣ１４）。そして、電波受信回路部６０により受信された標準電波の信号は、タイムコード生成回路部７０に随時出力される。タイムコード生成回路部７０は、随時入力される信号に従ってタイムコードを随時生成し、ＣＰＵ１０に出力する（ステップＣ１６）。続いて、ＣＰＵ１０は、タイムコード生成回路部７０で随時生成されたタイムコードに含まれるＰ信号を検出する（ステップＣ１８）。

続いて、ステップＣ１８において検出されたＰ信号に続くタイムコードの「時」部分データと、計時回路部８０が計時する内部時刻の「時」部分内部時刻とを照合する（ステップＣ２０）。照合した結果、各データが一致しなかったと判断された場合（ステップＣ２２；Ｎｏ）には、所定時間の間標準電波の受信を休止させ、ステップＣ１４から繰り返し処理を実行する。ここで、所定時間とは、再び「時」部分データを受信するための時間のことをいい、例えば、再びタイムコードの「時」部分データが現れる「５０秒」後等である。

また、ステップＣ２０において照合した各データが一致したと判断された場合（ステップＣ２２；Ｙｅｓ）には、生成されたタイムコードにおける「時」部分データの次のＰ信号を検出し、その１秒後に内部時刻の「秒」部分を「２０．００」秒にセットする（ステップＣ２６）。そして、ＣＰＵ１０は、電波受信回路部６０に標準電波の受信を終了させる（ステップＣ２８）。

ここで、具体的に図を用いて説明する。図６は、タイムコードの一部を図示したものであり、内部時刻が「１５」時台において、第２標準電波受信処理が実行された場合における図である。ＣＰＵ１０は想定される「時」部分データの開始位置であるタイミングＴ１０のＳ秒前であるタイミングＴ７から標準電波の受信を開始させる。そして、タイミングＴ９の時に、Ｐ信号（Ｐ１信号）が検出されることとなる。Ｐ信号が検出されると、ＣＰＵ１０は、続くタイムコードから「時」部分データを読み出す。ここで、タイムコードに含まれている「時」部分データは「１５」であり、内部時刻の「時」部分の「１５」と一致する。したがって、ＣＰＵ１０は、次のＰ信号の検出待ちとなる。そして、タイミングＴ１９でＰ信号（Ｐ２信号）を検出すると、１秒後のタイミングＴ２０の時に内部時刻の「秒」部分を「２０．００」秒にセットする。

［２．３ 効果］
このように、第２実施形態によれば、標準電波のタイムコードに含まれる「時」部分データと計時回路部８０のカウントする内部時刻の「時」部分内部時刻とが一致したときに、内部時刻の「秒」部分を修正することができる。さらに、一般的な計時回路であれば、通常内部時刻の誤差範囲は、月差±１５秒程度であるため、１週間時刻修正をしない場合であっても±５秒以内の誤差範囲に収まる。そうすると、特別な状況を除き、標準電波のタイムコードに含まれる「時」部分データと、内部時刻の「時」部分内部時刻とは一致するため、一度の標準電波の受信で効率よく、且つ、消費電力を極力消費することなく時刻修正を行うことができる。

［２．４ 変形例］
なお、本実施形態においては、ユーザ操作に従って第２標準電波受信処理を開始して、内部時刻を修正することとして説明したが、予め決められた時刻に第２標準電波受信処理を実行することとしても良いことは勿論である。具体的には、例えば、内部時刻が「午前２時」になると、ＣＰＵ１０は、自動的に第２標準電波受信処理を実行することとする。この場合、ステップＣ２０において、タイムコードの「時」部分データは、自動受信される時刻「２」と一致するか否かを比較すればよい。このように構成した場合には、日々自動的に内部時刻が修正されることから、内部時刻の誤差範囲はわずかなものとなり、標準電波を受信する時間は更に短くて良いこととなる。
また、第２実施形態は、Ｐ信号に続くタイムコードの「時」部分データと、計時回路部８０が計時する内部時刻の「時」部分内部時刻との照合を行ったが、Ｐ信号に続くタイムコードの「分」部分データと、計時回路部８０が計時する内部時刻の「分」部分内部時刻との照合を行うようにしても良い。

〔第３実施形態〕
続いて、第３実施形態について説明する。
［３．１ 構成］
第３実施形態における電波時計の構成は、第１実施形態において図１に示したＲＯＭ４０を図７に示すＲＯＭ４４に置き換えた構成であり、以下、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその説明を省略する。

図７を参照してＲＯＭ４４の構成について説明する。図７に示すように、ＲＯＭ４４は、第３標準電波受信プログラム４４２を記憶している。ここで、第３標準電波受信プログラム４４２は、本実施形態における第３標準電波受信処理を実現するためのプログラムであり、ＣＰＵ１０がこの第３標準電波受信プログラム４４２を実行することで、第３標準電波受信処理が実現される。具体的には、ＣＰＵ１０は、内部時刻の「秒」部分における１の位が「９」になると、その時の内部時刻の「秒」部分の１の位を「９．００」のまま保持する。そして、標準電波の受信を開始して、Ｐ信号のパルスの立ち上がりを検出すると、「９．００」の保持を解除して計時を再開することにより内部時刻を修正する。

また、第３実施形態の計時回路部８０は、計時誤差が、受信した標準電波の時刻と比較して必ず進む状態となる進み誤差となるように、予め設定されているものとする。

［３．２ 第３標準電波受信処理］
続いて、第３標準電波受信処理について詳細に説明する。図８は、第３標準電波受信処理に係る電波時計１の動作を説明するためのフローチャートである。この第３標準電波受信処理は、ＣＰＵ１０がＲＯＭ４４に記憶された第３標準電波受信プログラム４４２を実行することによって実現される処理である。

まず、ＣＰＵ１０は、前回修正時刻データ５０２に記憶されている前回修正時刻と、計時回路部８０により計時されている現在時刻との差をＲとして算出する（ステップＤ１０）。つづいて、ＣＰＵ１０は、最大誤差単位時間と、ステップＤ１０において算出されたＲとを乗算した値が、１秒未満か否かを判定する（ステップＤ１２）。ここで、当該値が１秒以上と判断されたの場合（ステップＤ１２；Ｎｏ）には、ＣＰＵ１０は別の時刻修正方法を実行する。ここで、別の時刻修正方法とは、例えば、従来から行われているように、受信した１〜３フレームの時刻情報に基づいて時刻を修正する方法や、第１標準電波処理に基づいて時刻を修正する方法等を言う。

他方、ステップＤ１２において当該値が１秒未満と判定された場合（ステップＤ１２；Ｙｅｓ）には、標準電波の受信を開始する（ステップＤ１４）。そして、内部時刻の「秒」部分の１の位が「９」になるまで待機し（ステップＤ１６；Ｎｏ）、１の位が「９」となったと判断された場合（ステップＤ１６；Ｙｅｓ）には、計時回路部８０の計時を停止させ、秒部分内部時刻を「９．００」に保持させる（ステップＤ１８）。

そして、ＣＰＵ１０は、電波受信回路部６０に標準電波の受信を開始させ、受信した標準電波に含まれるＰ信号のパルス波の立ち上がりが検出されると（ステップＤ２０；Ｙｅｓ）、計時回路部８０に計時を再開させる（ステップＤ２２）。さらに、ＣＰＵ１０は、電波受信回路部６０に標準電波の受信を終了させる指示を出力することにより、標準電波の受信を終了する（ステップＤ２４）。

ここで、具体的な例として図９を参照して説明する。図９は、タイムコードの一部を図示したものである。まず、ＣＰＵ１０は、電波受信回路部６０に標準電波の受信を開始させる。Ｔ１は、内部時刻の「秒」部分の１の位が「９」になったタイミングである。計時回路部８０が進み誤差であるため、内部時刻の「秒」部分の１の位が「９」となったＴ１の時点では、標準電波における「９」の時点に到達していない。このＴ１の時点でＣＰＵ１０は、計時回路部６０に計時を停止させ、秒部分内部時刻を保持させる。そして、タイミングＴ２の時点でＰ信号（Ｐ２信号）のパルス波形の立ち上がりを検出する。したがって、ＣＰＵ１０は、タイミングＴ２の時点から計時回路部６０に計時を再開させる。
なお、図９ではＰ２信号の場合について具体的な説明を行ったが、Ｐ０信号〜Ｐ５信号について同様のことを行うことができる。

［３．３ 効果］
以上のように、第３実施形態によれば、誤差範囲が１秒以内で有る場合には、内部時刻の「秒」部分の１の位が「９」となった時に計時回路部８０の計時を停止しておき、Ｐ信号の検出時に計時回路部８０の計時を再開することで内部時刻を修正することができる。これにより、標準電波の受信は極めて短時間で済む。

［３．４ 変形例］
なお、上述した実施形態では、Ｐ信号のパルス波の立ち上がりを検知するとすぐに計時を再開するとして説明したが、Ｐ信号を受信してから、内部時刻を修正するまでのタイムラグを考慮して例えば１秒後等の所定時間後に時刻を修正することとしても良い。例えば、当該タイムラグに「５０」ミリ秒の遅延が発生すると考えられる場合、Ｐ信号を受信してから「９５０」ミリ秒後に内部時刻を桁上げし、１の位を「０」秒とする修正を行うことにより、より正確な内部時刻の修正が可能となる。

また、上述した実施形態では、計時回路部８０の誤差の性質は進み誤差であるとして説明したが、遅れ誤差の性質を有することとしても良いことは勿論である。この場合、内部時刻の「秒」部分の１の位が「８」になったときから標準電波の受信を開始し、Ｐ信号のパルスの立ち上がりを検出した時に、内部時刻の「秒」部分における１の位を「９」に修正することとすればよい。

〔変形例〕
［４．変形例］
なお、上述した実施形態においては、日本で送信されている標準電波に従って時刻修正をするとして説明したが、外国において外国の標準電波に従って時刻修正を行う場合にも同様に実現可能である。

但し、標準電波のタイムコードフォーマットは各国で異なるため、各国のタイムコードフォーマットに合った設計変更を行う必要がある。

図１０は、各国のタイムコードフォーマットの一部分を示す図である。（ａ）は日本（ＪＪＹ）、（ｂ）は米国（ＷＷＶＢ）、（ｃ）はドイツ（ＤＣＦ７７）で使用されているタイムコードフォーマットを示している。ここで、図１０（ａ）に示すように、日本では正秒毎のタイミングがパルス波の立ち上がりとなっているが、米国やドイツにおいてはパルス波の立ち下がりが正秒毎となっている。したがって、Ｐ信号を検出する際に、パルス波の終わり（立ち下がり）を検出するように設計変更すればよい。

さらに、図１０（ｃ）に示すように、ドイツのタイムコードにはＰ信号が含まれていない。この場合、適切な時部分データを利用することにより、内部時刻の修正を行うこととしても良い。例えば、図１０（ｃ）の場合、Ｍ信号を識別データとして利用することにより内部時刻の修正を行うことができる。

また、本実施形態においては、Ｐ信号を１回検出することにより時刻の修正を行うものとして説明したが、複数回のＰ信号を受信した後に内部時刻を修正することとしても良い。この場合、１回の受信で修正する場合と比較して、長い間標準電波を受信する必要があるが、ノイズ等により標準電波が安定しない場合であっても、正確に時刻の修正が可能となり有効である。

本発明における電波時計の構成を示す図。 タイムコードフォーマットの特徴を示す図。 本発明の第１実施形態における第１標準電波受信処理の動作フローを示す図。 本発明の第２実施形態におけるＲＯＭの構成を示す図。 本発明の第２実施形態における第２標準電波受信処理の動作フローを示す図。 本発明の第２実施形態における第２標準電波受信処理の動作を説明する為の図。 本発明の第３実施形態におけるＲＯＭの構成を示す図。 本発明の第３実施形態における第３標準電波受信処理の動作フローを示す図。 本発明の第３実施形態における第３標準電波受信処理の動作を説明する為の図。 各国におけるタイムコードフォーマットを説明するための図。 日本におけるタイムコードフォーマットを説明するための図。

符号の説明

１ 電波時計
１０ ＣＰＵ
２０ 入力部
３０ 表示部
４０、４２、４４ ＲＯＭ
４０２ 第１標準電波受信プログラム
４２２ 第２標準電波受信プログラム
４４２ 第３標準電波受信プログラム
５０ ＲＡＭ
６０ 電波受信回路部
７０ タイムコード生成回路部
８０ 計時回路部
９０ 発信回路部

Claims (5)

1. 内部時刻を計時する時刻計時手段、フレーム単位で時刻データが変調されて送信された標準電波を受信する受信手段、および、この受信手段によって受信された標準電波の時刻データに基づいて、前記時刻計時手段により計時されている時刻を修正する時刻修正手段とを備えている電波受信装置において、
   前記時刻修正手段により前回修正された修正時刻から前記時刻計時手段により計時されている時刻までの間の時間差と前記時刻計時手段の有する設計上の計時精度とから、前記時刻計時手段により計時されている時刻の誤差の範囲を算出する誤差範囲算出手段と、
   この誤差範囲算出手段によって算出され時間差が５秒の時間差内であるか否かを判別する第１の判別手段と、
   この第１の判別手段による判別の結果、前記算出され時間差が５秒の時間差内であると判別された場合、前記受信手段により標準電波の受信を開始させる受信開始制御手段と、
   この受信開始制御手段の制御により受信された標準電波のフレーム中に１０秒の時間間隔で配置されている識別データを検出する識別データ検出手段と、
   この識別データ検出手段によって検出された識別データが検出された際において、前記時刻計時手段により計時されている内部時刻の秒部分における２桁の数値のうちの１桁目の数値が５から９の数値か、０から４の数値か否かを判別する第２の判別手段と備え、
   前記時刻修正手段は、
   前記第２の判別手段による判別の結果、前記１桁目の数値が５から９の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げした数値に修正し、かつ、１桁目の数値を０に修正し、他方、前記１桁目の数値が０から４の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げせずに１桁目の数値を０に修正する桁修正手段を備えることを特徴とする電波受信装置。
2. 前記時刻修正手段により内部時刻の秒部分を修正した場合、前記受信手段により標準電波の受信を終了させる受信終了制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の電波受信装置と、
   この電波受信装置における時刻修正手段により修正された修正時刻を表示する表示手段と、
   を備えることを特徴とする電波時計。
4. 内部時刻を計時する時刻計時手段、フレーム単位で時刻データが変調されて送信された標準電波を受信する受信手段、および、この受信手段によって受信された標準電波の時刻データに基づいて、前記時刻計時手段により計時されている時刻を修正する時刻修正手段とを備えている電波受信装置に用いられる電波受信制御方法において、
   前記時刻修正手段により前回修正された修正時刻から前記時刻計時手段により計時されている時刻までの間の時間差と前記時刻計時手段の有する設計上の計時精度とから、前記時刻計時手段により計時されている時刻の誤差の範囲を算出する誤差範囲算出ステップと、
   この誤差範囲算出ステップによって算出され時間差が５秒の時間差内であるか否かを判別する第１の判別ステップと、
   この第１の判別ステップによる判別の結果、前記算出され時間差が５秒の時間差内であると判別された場合、前記受信手段により標準電波の受信を開始させる受信開始制御ステップと、
   この受信開始制御ステップの制御により受信された標準電波のフレーム中に１０秒の時間間隔で配置されている識別データを検出する識別データ検出ステップと、
   この識別データ検出ステップによって検出された識別データが検出された際において、前記時刻計時手段により計時されている内部時刻の秒部分における２桁の数値のうちの１桁目の数値が５から９の数値か、０から４の数値か否かを判別する第２の判別ステップと備え、
   前記時刻修正手段は、
   前記第２の判別ステップによる判別の結果、前記１桁目の数値が５から９の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げした数値に修正し、かつ、１桁目の数値を０に修正し、他方、前記１桁目の数値が０から４の数値であると判別された場合は、前記識別データが検出されてから１秒後に、前記内部時刻の秒部分における２桁目の数値を桁上げせずに１桁目の数値を０に修正するように制御する時刻修正制御ステップを備えることを特徴とする電波受信制御方法。
5. 前記時刻修正ステップにより内部時刻の秒部分を修正した場合、前記受信手段により標準電波の受信を終了させる受信終了制御ステップを更に備えることを特徴とする請求項４記載の電波受信制御方法。

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