JP2000235093A

JP2000235093A - 電波修正時計

Info

Publication number: JP2000235093A
Application number: JP3658599A
Authority: JP
Inventors: Akinari Takada; 顕斉高田; Kenji Fujita; 憲二藤田; Masahiro Sase; 正弘佐瀬; Shinya Yoshida; 伸也吉田; Masahiro Tanoguchi; 昌弘田野口; Kenichi Nemoto; 健一根本
Original assignee: Rhythm Watch Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Rhythm Watch Co Ltd; Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1999-02-16
Filing date: 1999-02-16
Publication date: 2000-08-29

Abstract

(57)【要約】【課題】標準電波を受信して保持時刻を修正する電波
修正時計において、時計の時刻表示を常に正確に保つと
ともに、夏時間の施行等によって標準時が不規則に変化
しても自動的にこれに追随するようにし、受信不良等が
発生した時には修正を手厚くするように動作を切り替え
て、機能と信頼性の高い時計を実現する。【解決手段】時計の保持時刻を全部更新する全データ
受信と、正分に秒表示を０にする秒修正受信を両方行う
よう時計を構成し、秒修正受信は例えば毎日行い、全デ
ータ受信は週に１度行って、正分での進み遅れをなくす
とともに、標準時が不規則に変化しても時計の保持時刻
と表示をそれに合わせて修正する。また、受信データの
判定手段を設けて不良と判定した時は修正を行わず、さ
らに受信不良の頻度上昇、電源電圧低下、手動の表示修
正等を検出したら、秒修正受信でなく全データ受信を頻
繁に行う動作に切り替え、正常状態が回復するまで続け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、時刻情報を伝送す
る標準電波を受信して表示を修正する電波修正時計に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】時刻情報を乗せた電波が各国で発信され
ている。わが国でも郵政省の管轄で以前からそのような
標準電波が発信されており、この電波を受信して時刻表
示を修正する電波修正時計も実現している。

【０００３】標準電波は、「分」、「時」、「１月１日
からの積算日」等を表す２値データの直列信号により搬
送波を振幅変調したものである。信号のフォーマットと
しては、「分」、「時」、「日」等を重みづけのあるい
くつかの数値に分解し、各数値につき１ビットのデータ
を対応させて数値を取捨し、時刻や日数等を表現してい
る。

【０００４】１ビットに１秒が当てられ、データは毎秒
立ち上がるパルスの幅で表される。パルス幅が５００ｍ
ｓの場合は「１」、８００ｍ秒の場合は「０」であり、
別にパルス幅が２００ｍｓのＰ符号が「分」、「時」、
「日」等のデータの区切りに置かれている。標準電波は
１分間を１フレームとして上記のような情報を伝送して
いるが、毎分の最初と最後にもＰ符号が置かれていてそ
れぞれ第１秒と第６０秒に存在するので、分の切り替わ
り時にＰ符号が二つ連続する。

【０００５】今日の水晶時計はありふれたものでも精度
がよくて月差約２０秒に納まるが、それでも長期間修正
せずに使用すれば誤差が累積して標準時とのずれを生じ
る。そこで前記の標準電波を受信して時刻表示を修正す
る構造のものが作られているが、そのような時計で一般
に見られるのは、標準電波を受信して正分を検出した時
に秒表示を０に修正する方式である。

【０００６】前記のように、標準電波は分の切り替わり
時にパルス幅が２００ｍ秒のＰ符号が二つ続くから、連
続したＰ符号を受信したら二つ目のＰ符号の立ち上がり
が０秒すなわち正分であることが認識される。そこで、
正分に秒表示を０に修正するのである。月差約２０秒の
時計であれば、仮に１ヶ月毎に修正するとしても、前回
の修正以後に３０秒以上の進み遅れを生じることはない
から、秒表示が３０秒以下なのは時計が進んだものとし
て秒表示を０にし、秒表示が３０秒を越えているのは時
計に３０秒未満の遅れが生じたものとして、秒表示を０
にするとともに分表示を１分加算する。

【０００７】受信時の回路動作に伴う消費電流を節約す
るために、標準電波の受信は時計の精度が許す範囲で間
隔を長くし、例えば１週間置きとか１ヶ月置きとかであ
る。以上が通常見られる電波修正時計の構成であって、
修正はもっぱら正分に秒表示を０に戻すことであるた
め、標準電波が含む分、時、日等の情報を用いることは
せず、標準電波から正分信号だけを取り出している。

【０００８】一方、特公第２５４５６６２号に上記とは
やや異なる電波修正時計が示されている。これは一定期
間毎に、例えば１ヶ月毎に標準電波を受信して正分信号
を検出し、秒表示を０にするという基本動作を行うが、
何らかの異常が観測されたときには標準電波に含まれる
「分」、「時」等の全データを読み取り、時計の全表示
をこれに合わせて修正するものである。

【０００９】何らかの異常とは、例えば受信と受信の間
における進み遅れが一様でなくなることであり、受信回
路に記憶手段を設けて、正分信号を受けた時の秒表示の
ずれを記憶して置き、各回の秒の修正時に正分とのずれ
量が前回と一致していれば正常と判定し、違っていれば
異常と判定して標準電波の１フレームに含まれる全デー
タを読み込んで、時計の全表示をこれに合わせて修正す
るとしている。

【００１０】また別の異常としては、例えば１ヶ月に秒
の進み遅れが２０秒を越えることで、これは時計の性能
に比し過大な誤差であるから、この場合も正分信号で秒
表示を０にするだけでは不十分と判断して、全データに
基づく修正を行う。この方式は正分に秒表示を０にする
だけの修正に比し、信頼性の向上したものといえる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来の電
波修正時計のうち、単に正分信号を検出して秒表示を０
に修正する構成のものは、通常これでもかなりの効果が
得られるとはいえ、何らかの理由、例えばノイズの影響
で回路が誤動作して表示時間が狂うこともあり、あるい
は使用者が表示修正手段を通じて手動で時計を合わせる
時に、うっかり間違えることもあって、そのような場合
は、以後、標準電波による修正が行われても秒表示だけ
が合って、時、分の表示やカレンダ表示は違ったまま放
置されることになる。

【００１２】これは特公第２５４５６６２号のものでも
同様で、不適切な表示が生じていても、記憶手段に保存
されている前回の修正量と今回の修正量に差がなかった
り、秒のずれが２０秒以下であったりするのはむしろ普
通のことであるから、その場合も有効な修正が行われな
いままになってしまう。

【００１３】さらに、単に時計の進み遅れの問題だけで
なく、標準電波の含む時間情報が意図的な操作を受けて
不規則に変化した場合、従来の構成では全く対応できな
いという問題がある。例えば日照時間活用のためにいわ
ゆる夏時間を実施している国があり、そのような国では
夏時間の開始とともに時刻を１時間進め、終了とともに
１時間遅らせるのであって、当然、標準電波の送信情報
もこれに従うが、前記のような従来の電波修正時計では
これに追随することができない。

【００１４】我が国の標準電波は、近いうちに、現行の
「分」、「時」、「積算日」のデータに加えて「年」、
「曜」等のデータも含むフォーマットに改訂され、出力
も上がることが予定されている。そのような時期に当た
り、本発明は標準電波を十分に利用して機能と信頼性を
高めた電波修正時計を提供するものである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、まず、標準電波から正分信号だ
けを受信して秒表示を修正する手段と、標準電波に含ま
れる全データを受信して時計の保持している情報を全部
更新する手段を併設して、秒表示の修正と全表示の修正
の両方を行う。これらはいずれも一定期間毎に周期的に
行うのであって、例えば正分受信は毎日定刻に行い、全
データ受信は１週間間隔で行うなどする。これにより時
計の進み遅れによる秒表示のずれは、正分受信によって
従来の電波修正時計と同様に修正されるとともに、夏時
間の施行等によって時間情報が不規則に変化した場合に
も、全データ受信による更新によって時計表示は自動的
に標準時間に追随する。

【００１６】本発明はさらに次の構造を備えている。す
なわち、何らかの不具合によって標準電波のデータが正
しく受信されなかった場合にそれを検出する手段、その
回数を記憶する手段、そのような受信不良の頻度がある
程度以上になった時に、それを検出して動作状態が異常
であると判定する手段、およびそれに応じて前記の正分
受信を停止し、その代わりに全データ受信の頻度を上げ
る手段である。これにより、時刻表示の信頼性が下がっ
たと判断された場合に、頻繁に標準電波から全データを
取り入れて時計の保持情報の更新と表示の修正を行い、
正確な時刻表示を維持する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。図１は本発明の電波修正時計の構成
を示すブロック図である。同図の下部に見られる発振回
路８、分周回路９、メインカウンタ１０、表示部１１
０、修正手段２１等は基本的な時計部分である。発振回
路８は一般に水晶振動子による水晶発振回路であり、発
振周波数は約３２ｋＨｚなどである。分周回路９は発振
回路８の出力を例えば秒信号である１Ｈｚまで分周す
る。メインカウンタ１０は分周回路９の出力を計数して
時刻情報として保持するもので、細部は省くが、秒、
分、時それぞれのカウンタ、さらにはカレンダ関係のカ
ウンタ等からなっている。

【００１８】表示部１１０はメインカウンタ１０の保持
する時刻情報その他を表示する部分であって、図示のよ
うに時刻表示１１０ａ、カレンダ表示１１０ｂ、異常表
示１１０ｃからなる。時刻表示１１０ａは時、分、秒の
表示で時計における基本的な表示であり、カレンダ表示
１１０ｂは月、日、曜等の表示であるが、異常表示１１
０ｃは本発明に特有のものであり追って説明する。

【００１９】このようにメインカウンタ１０に時刻情報
を保持する構成では、表示部１１０に液晶等の電気光学
素子を用いて数字や文字による表示をするのが便利であ
るが、メインカウンタ１０と表示部１１０の間に数値デ
ータと回転運動の変換機構を配置することにより、文字
板と指針による表示部にすることもできる。

【００２０】修正手段２１は手動で時計を合わせるため
の手段で、使用者はリュウズや押しボタン等を操作し、
時報などに従って時計を合わせるのである。

【００２１】図１にて、上述の時計部分以外の部分が、
本発明の主題である時計の電波修正に関する構成であ
る。標準電波はアンテナ１で受信されて受信回路２によ
り増幅、復調され、時刻やカレンダのデータを含む所定
のフォーマットの信号として出力される。前述のよう
に、節電のため、受信は常時行うのでなく所定の間隔で
周期的に行うのであり、受信回路２はＯＮ／ＯＦＦ手段
１２によって受信を指示された時だけ動作する。ＯＮ／
ＯＦＦ手段１２はさらにＯＮ時間カウンタ１１によって
制御されるが、これについては後述する。

【００２２】受信回路２から出たデータ信号はコード判
定手段３に伝えられる。前述のように、データ信号は１
秒につき１ビットのデータをパルス幅によって０、１、
およびＰにコード化したものであり、コード判定手段３
は毎秒のデータが表すコードを判別して受信データ蓄積
手段６に伝える。また、コード判定手段３は正分検出手
段４にもコードを出力する。前述のように正分には２秒
連続でＰ符号が到来するから、正分検出手段４はこれを
監視して正分を検出したら受信データ蓄積手段６に伝え
る。

【００２３】受信データ蓄積手段６は入力される直列デ
ータを時、分、秒の時刻データ、あるいはカレンダデー
タ等に区分して貯蔵する記憶手段である。受信データ蓄
積手段６は信号の各フレームの進行に同期してデータを
取り込む必要があり、このため秒カウンタ５が設けてあ
る。これは６０進カウンタであって、正分検出手段４か
ら正分の検出信号を受けて始動し、分周回路９からの１
Ｈｚの信号を計数して、各フレームにおける時刻すなわ
ち正分からの秒数を受信データ蓄積手段６に伝える。

【００２４】前述のように、本発明では秒修正のための
正分受信を例えば毎日１回の比較的高い頻度で行い、現
在時刻を確認するための全データ受信をこれより低い頻
度で、例えば毎週１回行う。受信はいずれも１日のうち
のある時刻を定めて行う。

【００２５】この制御のために全データ受信開始手段１
３と、秒修正受信開始手段１４を設けてある。秒修正受
信開始手段１４は毎日の正分受信の時刻を記憶してお
り、メインカウンタ１０の時刻情報を参照して、定刻に
秒修正受信開始指令をＯＮ時間カウンタ１１、受信デー
タ蓄積手段６、および後述する判定手段７等に出力し、
各部は動作を開始する。ＯＮ時間カウンタ１１は上記受
信開始指令によって始動し、分周回路９の出力を受けて
１回の受信をまかなうのに必要で十分な時間を計数する
もので、その時間は例えば３分程度とする。ＯＮ時間カ
ウンタ１１が始動したのを受けて、ＯＮ／ＯＦＦ手段１
２が受信回路２にＯＮ信号を入力し受信を開始する。

【００２６】全データ受信開始手段１３も受信時刻を記
憶しているが、受信は毎日でなく例えば１週間に１回で
ある。このため期間カウンタ１５を設け、これは時計回
路のメインカウンタ１０と連動して全データ受信の間隔
を計数する。この実施形態では通常１週間を計数する
が、後述するように期間カウンタ１５は計数期間の設定
が可変である。全データ受信開始手段１３は、期間カウ
ンタ１５が一定期間を計数してメインカウンタ１０が所
定時刻に達した時、前記の秒修正受信開始手段１４と同
様にＯＮ時間カウンタ１１を始めとする回路各部に受信
開始指令を伝える。

【００２７】このようにして周期的に定刻に秒修正受信
あるいは全データ受信が行われ、データが受信データ蓄
積手段６に読み込まれると、判定手段７が機能する。判
定手段７は全データ受信開始手段１３または秒修正受信
開始手段１４等からの受信開始信号を受けてどちらの受
信なのかを認識し、全データ受信であれば１フレームの
全データを受信してから、また、秒修正受信であれば正
分が受信された段階でＯＮ時間カウンタ１１に停止信号
を送り、これを停止させてその回の受信を終了する。そ
して判定手段７は受信データ蓄積手段６から所要のデー
タを読み出して、データが適切であるかどうかを判定
し、適切な場合はメインカウンタ１０の時刻その他のデ
ータを更新する。

【００２８】データが適切でない場合とは、あり得ない
時刻、例えば２４時間を越える時刻を受信したような場
合で、このようなことは電波状態の不良や受信回路の誤
動作によって起こり得る。そこで不良カウンタ１７を設
け、受信したデータが不良であったら判定手段７はメイ
ンカウンタ１０を更新せず、不良カウンタ１７を一つ加
算するようにする。そして異常判定手段１６が不良カウ
ンタ１７の計数値を監視しており、一定期間内の受信不
良回数がある数を越えたような場合、動作が正常でなく
てメインカウンタ１０の保持時刻が誤っている可能性が
あると判定し、秒修正受信開始手段１４の動作を停止す
るとともに、期間設定の可変な期間カウンタ１５の全デ
ータ受信間隔の設定を１週間から毎日に切り替え、表示
部１１０に異常表示１１０ｃを出す。

【００２９】これにより、全データ受信によるメインカ
ウンタ１０の保持情報の更新が毎日行われるようになる
ので、受信の失敗が続いたりして時刻表示１１０ａの信
頼度が一時的に下がることがあっても、表示が違ったま
ま放置されることは確実に避けられる。判定手段７は正
常な受信が回復したことを検出したらこれを異常判定手
段１６に伝え、異常判定手段１６は期間カウンタ１５の
期間設定を再び１週間に戻し、秒修正受信開始手段１４
の動作を再開させ、表示部１１０の異常表示１１０ｃを
消去する。これで秒表示受信と全データ受信を組み合わ
せて行う通常の動作に復帰する。

【００３０】異常判定手段１６は上記のように受信不良
に対処するほか、時刻保持や表示の精度に関わる問題が
時計自体に生じた場合にも動作する。一つは電源電圧が
低下した時である。通常見られる電子時計の電源は電池
であるが、電池とは異なる発電手段１８として太陽電池
や機械的運動で駆動される発電機などを用いた時計も増
えてきている。発電した電力は充電手段１９に貯蔵され
るが、これは蓄電の可能な２次電池である。電圧検出手
段２０が充電手段１９の電圧を監視し、一定電圧以下に
下がったことを検出したら異常判定手段１６に伝えて、
秒修正受信に代えて全データ受信を頻繁に行うよう切り
替えるとともに、表示部１０に異常表示１１０ｃを表示
する。

【００３１】異常判定手段１６は、また、使用者が修正
手段２１を操作して時計を合わせた時にも動作する。手
動の修正には不手際や勘違いの危険があり、例えば時報
に合わせようとして数秒ないし分単位の合わせ違いをし
たり、あるいは時報にはうまく合わせたもののうっかり
して時刻表示の設定を丁度１時間間違えたりすることが
ある。そこで修正手段２１が操作されたら、このことも
異常判定手段１６に伝えるように構成し、異常表示１１
０ｃを表示するとともに全データ受信に切り替えて、仮
に時計を合わせ間違えていたとしても短期間のうちに修
正する。

【００３２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の電波修正時計においては標準電波を利用して秒修正受
信と全データ受信の両方を行う構成により、秒修正と全
データの更新を組み合わせて時計表示を常に正確に保つ
ことができる。秒修正受信は短い周期で行って、正分で
時計に進み遅れがないようにするから、修正の頻度は高
いが必要最小限のデータだけを処理するのであって、ほ
ぼ正分信号の検出だけで事足り、電力消費が小さい。

【００３３】一方、全データ受信では時計の保持情報を
全部更新するので、受信や計時に何か突然の異常が発生
していたり、夏時間などの制度的な時間操作が行われた
りしていても、表示が大きくずれたまま放置されること
がなくなる。全データを処理するから受信時の電力消費
は秒修正より大きいが、頻度を秒修正受信より十分低く
してあるので全体としての負荷はそれほど増加しない。

【００３４】また、判定手段、不良カウンタ、異常判定
手段等が設けてあり、受信が不良だった場合は修正を省
くことにより、不良データで修正したためかえって表示
が狂ったりすることが避けられる。さらに受信不良の多
発や電源電圧の低下、手動による表示修正等、時計動作
の信頼度に影響する事象を検出したら、表示が異常にな
っている恐れがあることを表示するとともに、秒修正で
なく全データの更新を頻繁に行うように動作を切り替
え、正常状態に復帰するまで続けることにより、極めて
正確かつ信頼度の高い電波修正時計が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２受信回路３コード判定手段４正分検出手段５秒カウンタ６受信データ蓄積手段７判定手段１０メインカウンタ１１ＯＮ時間カウンタ１３全データ受信開始手段１４秒修正受信開始手段１５期間カウンタ１６異常判定手段１７不良カウンタ２０電圧検出手段２１修正手段１１０ｃ異常表示

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐瀬正弘東京都田無市本町６丁目１番12号シチズン時計株式会社田無製造所内 (72)発明者吉田伸也埼玉県北葛飾郡庄和町大字新宿新田321 リズム時計工業株式会社埼玉事業所内 (72)発明者田野口昌弘埼玉県北葛飾郡庄和町大字新宿新田321 リズム時計工業株式会社埼玉事業所内 (72)発明者根本健一埼玉県北葛飾郡庄和町大字新宿新田321 リズム時計工業株式会社埼玉事業所内Ｆターム(参考） 2F002 AA12 AD00 AD03 AD06 CB02 CB11 DA00 FA16 GA04 GA06 GC01 GC05 2F083 AA01 DD11 HH01 JJ00 JJ11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】標準電波により送信される全データを受
信して時計の保持情報を更新することと、送信されるデ
ータの一部を受信して時計の保持情報を修正することを
所定の組み合わせで定常的に行うよう構成したことを特
徴とする電波修正時計。
【請求項２】請求項１に記載の電波修正時計におい
て、全データの受信は一部のデータの受信より低い頻度で行
うよう構成したことを特徴とする電波修正時計。
【請求項３】請求項１に記載の電波修正時計におい
て、所定の周期で全データの受信開始を指示する全データ受
信開始手段と、前記全データ受信の周期を計数してこれを前記全データ
受信開始手段に伝える、周期設定が可変な期間カウンタ
と、前記期間カウンタに設定された周期とは異なる周期で一
部データの受信開始を指示する秒修正開始手段を備えた
ことを特徴とする電波修正時計。
【請求項４】請求項３に記載の電波修正時計におい
て、全データ受信開始手段または秒修正受信開始手段からの
信号により、全データ受信と一部データの受信のいずれ
であるかを識別して、受信データの全部または一部を抽
出し、該データが良好か不良かを判別して良好であれば
これに従って時計の保持情報の更新または修正を行い、
不良であれば情報の更新または修正を行わずに不良信号
を出力する判定手段と、前記判定手段からの不良信号を受けてこれを計数する不
良カウンタと、前記不良カウンタの計数値に基づいて動作状態が正常か
異常かを判定し、異常と判定すれば異常信号を出力する
異常判定手段と、前記異常信号に基づき表示部に異常を表示する手段を備
えたことを特徴とする電波修正時計。
【請求項５】請求項４に記載の電波修正時計におい
て、前記異常判定手段が動作状態を異常と判定した時は、一
部データの受信とこれに伴う保持情報の修正を停止する
よう構成したことを特徴とする電波修正時計。
【請求項６】請求項４に記載の電波修正時計におい
て、前記異常判定手段が動作状態を異常と判定した時は、全
データの受信とこれに伴う保持情報の更新の頻度を上げ
るよう構成したことを特徴とする電波修正時計。