JP2004212118A - 親子時計システム及びそれに用いられる子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】無線式親子時計システムにおいて、システム内に配置できる子時計の数の制限をなくして、運用上、融通性を増し、特に、既に運用されているシステムに後から時計の追加を容易にする。
【解決手段】親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムであって、子時計（３）は、時刻情報を無線で受信する受信手段（３１）と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段（３３）と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を作成して受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を時刻情報に付してシステム内のより低いランクの子時計へ向けてリレー式に送信する手段（３８）と、リレー式に送信する時間以外の時間に時刻情報をシステム内にブロードキャスト送信する放送手段（４１）とを有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に子時計の時刻修正等を行なう親子時計システムに関する。より詳細には、本発明は、親時計からの時刻情報で子時計の時刻修正等を行なう親子時計システムにおける時刻情報伝達の多様性を有する親子時計システム及びその子時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
親時計が基準となる時刻情報を電波等の無線で発信し、周囲に配置された子時計がこれを受信して親時計の基準時刻情報に基づいて時刻を修正して親時計の時刻に一致させる無線式の親子時計システムが知られている。親時計の基準時刻は外部の標準時刻情報源から電波等で受信して作られる。この無線式親子時計システムは、時刻情報のリレー式伝達に有線を必要としないから、親時計の時刻と一致した時刻を表示する複数の子時計を比較的に自由に敷地内又は構内に配置するのに好適である。
【０００３】
例えば、比較的広い敷地内又は複雑な建物内等に設置された無線式親子時計システムにおいても、親時計が基準時刻情報を子時計にリレー式に送信でき、さらに、子時計の位置を比較的に自由に選択又は変更できるものとして、特許文献１に開示されるものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４８３７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献１に記載された親子時計システムでは、時刻情報がシステム内でリレー式に転送されるため、比較的広い敷地内又は複雑な建物内等に無線式親子時計システムを設置でき、また、子時計の位置を比較的に自由に選択又は変更できる。しかし、従来の親子時計システムでは、リレー式で時刻情報をシステム内の子時計間に伝達する構成のため、リレー式で時刻情報を伝達できない子時計をシステム内に配置することができないという問題点があった。また、もし、リレー式に時刻情報を伝達する時間に時刻情報の伝達に失敗した場合、１回だけのリレー式伝達では、再度の時刻情報の伝達をやり直すことが困難であるという問題点があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は上記した従来技術の問題点を解決することを目的とする。
この目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムであって、子時計は、時刻情報を無線で受信する受信手段と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を作成して受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を時刻情報に付してシステム内のより低いランクの子時計へ向けてリレー式に送信する手段と、リレー式に送信する時間以外の時間に時刻情報をシステム内にブロードキャスト送信する放送手段とを有することを特徴とする親子時計システムを提供する。
【０００７】
本発明は上記構成により、親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう子時計を含む親子時計システムにおいて、リレー式に伝達される時刻情報以外に、システム内に放送手段によりブロードキャストされる時刻情報が存在する。このため、リレー式に時刻情報を伝達しない受信専用子時計もブロードキャストされる時刻情報を受信して時刻修正に使用することができる。従って、受信専用の子時計もシステム内に配置できる。また、リレー式に伝達される時刻情報を電波環境等により受信できない場合でも、システム内でブロードキャストされる時刻情報を受信して時刻修正に使用することができる。この結果、親子時計システムの多様性、融通性、拡張性を増すことができる。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の親子時計システムにおいて、放送手段は時刻修正に必要最小限度の情報をブロードキャスト送信することを特徴とする親子時計システムを提供する。
【０００９】
本発明は上記構成により、放送手段は時刻修正に必要最小限度の情報（例えば、時刻情報にランク情報を付さない）をブロードキャスト送信するため、ブロードキャスト送信する際の電力消費を抑えることができ、また、送信情報量が少ないため通信速度を遅くすることができる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、放送手段は、時刻情報をブロードキャスト送信する際の変調波の通信速度を送信する手段のそれよりも遅くしたことを特徴とする親子時計システムを提供する。
【００１１】
本発明は上記構成により、ブロードキャストされた時刻情報は変調波の通信速度がリレー式伝達のための送信する手段のそれよりも遅いため、比較的安価な受信器を備えた子時計でも受信できて時刻修正に使用できる。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、放送手段は、送信する手段が使用する周波数とは異なる周波数の搬送波を使用することを特徴とする親子時計システムが提供される。
【００１３】
本発明は上記構成により、ブロードキャスト送信とリレー式送信とが同時に生じても混信を回避でき、比較的安価な受信器でブロードキャスト送信された時刻情報を受信して時刻修正に使用することができる。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、子時計はさらに、自己を識別する個体識別情報を送信される時刻情報に付して送信するため個体識別情報を送信する手段に与える個体識別情報制御手段を有することを特徴とする親子時計システムを提供する。
【００１５】
本発明は上記構成により、各子時計が自己を識別する個体識別情報を時刻情報に付して送信するため、送信された時刻情報を受信して時刻修正に使用する子時計は、その時刻情報の出所を確認することができる。
【００１６】
請求項６に記載の本発明は、請求項５に記載の親子時計システムにおいて、送信する手段は、ランク制御手段からのランク情報及び個体識別情報制御手段からの個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に時刻情報を送信することを特徴とする親子時計システム親子時計システムを提供する。
【００１７】
本発明は上記構成により、複数の子時計が重複して時間情報を無線送信した場合の混信を防ぐことができる。
【００１８】
請求項７に記載の本発明は、請求項１乃至６のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、受信手段は、時刻情報の受信に成功したら、その後所定時間の間、時刻情報の受信を停止する手段を有することを特徴とする親子時計システム親子時計システムを提供する。
【００１９】
本発明は上記構成により、子時計が時刻情報の受信に成功した場合は所定時間は受信を停止することで電力の節約を図ることかできる。
【００２０】
請求項８に記載の本発明は、親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう親子時計システム用の子時計であって、時刻情報を無線で受信する受信手段と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を作成して受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を時刻情報に付してシステム内のより低いランクの子時計へ向けてリレー式に送信する手段と、リレー式に送信する時間以外の時間に時刻情報をシステム内にブロードキャスト送信する放送手段とを有することを特徴とする子時計を提供する。
【００２１】
本発明は上記構成により、親時計から時刻情報をリレー式に受信して時刻修正を行なう子時計を含む親子時計システムにおいて、子時計が時刻情報をリレー式伝達以外にブロードキャスト送信することができるから、リレー式伝達の子時計以外の受信専用子時計にも時刻情報を送信して時刻修正に使用できる。また、リレー式伝達される時刻情報の受信に仮に失敗したとしても、ブロードキャスト送信される時刻情報を受信でき、確実な時刻情報の伝達が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態による無線式親子時計システム１の概略を示す。無線式親子時計システム１は、親時計２と、複数の第１ランクの子時計３Ａ１及び３Ａ２、複数の第２ランクの子時計３Ｂ１及び３Ｂ２、複数の第３ランクの子時計３Ｃ１、３Ｃ２、及び３Ｃ３、複数の中継器４１及び４２、そして、リレー式伝達でなくブロードキャスト送信された時刻情報受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆを備える。
【００２３】
親時計２と第１ランクの子時計３Ａ１及び３Ａ２の間、第１ランクの子時計３Ａ１と第２ランクの子時計３Ｂ１の間、第１ランクの子時計３Ａ２と第２ランクの子時計３Ｂ２の間、第２ランクの子時計３Ｂ１と第３ランクの子時計３Ｃ１の間、第２ランクの子時計３Ｂ２と中継器４１の間、第２ランクの子時計３Ｂ２と第３ランクの子時計３Ｃ２及び３Ｃ３の間、そして第３ランクの子時計３Ｃ３と中継器４２の間は、所定の出力と所定の周波数を持った電波で双方向に通信可能に接続されている。従って、システム１内には時刻情報を含む情報が双方向にリレー式に伝達されるようになっている。電波出力と周波数は法規制による免許や許可を必要としない値の大きさに選ばれている。この電波は同一周波数であってよい。
【００２４】
さらに図１の第２ランクの子時計３Ｂ１と受信専用子時計５Ａ及び５Ｂの間、第３ランクの子時計３Ｃ１と受信専用子時計５Ｃの間、中継器４１と受信専用子時計５Ｄの間、中継器４２と受信専用子時計５Ｅ、５Ｆの間は、受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆに向けた一方向のみに時刻修正に必要な時刻情報がブロードキャスト送信される。このブロードキャスト送信の搬送波の周波数は、システム１内にリレー式に伝達される時刻情報を送信する搬送波の周波数と同じであっても、若しくは、混信を完全に回避するために異なっていてもよい。また、ブロードキャスト送信される時刻情報を変調した通信速度は、システム１内のリレー式伝達で送信される情報を変調した通信速度よりも遅くしてもよい。この結果、受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆは安価な受信器を使用できる。さらに、ブロードキャスト送信される情報は受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆが時刻修正に必要最小限度な情報に限って、送信する際の電力の節約を図ってよい。
【００２５】
親時計２は、図２のブロック図に示す構成を有する。すなわち、親時計２は、アンテナ２０及び受信器２１により外部の標準時刻情報の電波（放送の時報、長波標準電波または全地球測位システム（ＧＰＳ）の時刻情報等）を受信して、デコーダ２２により標準時刻情報の時刻コードにする。これに限らず、親時計２はテレホンＪＪＹまたは専用回線等の有線にて標準時刻情報を受信するようにしても良い。なお、親時計２が外部から標準時刻情報を受信する時間は、受信器２１に電力を供給する電源制御手段２９を制御する識別番号制御手段２７により所定の時間帯に制御できる。受信された標準時刻情報の時刻コードはデコーダ２２を経由して時刻修正手段２３に送られる。そして標準時刻情報の時刻コードに基づいて時刻修正手段２３は標準時刻に一致するように修正する修正情報を作り、計時手段２４に送る。計時手段２４は自己の時刻を標準時刻に合うように修正して時刻表示手段２５の時刻表示を修正する。計時手段２４は、子時計に送信して子時計の時刻を修正するための基準時刻情報をエンコーダ２６に送る。エンコーダ２６は、親時計２からの情報であることを識別するためのデータを識別番号制御手段２７から受けて、これを基準時刻情報に付して送信器２８へ送る。
【００２６】
送信器２８には、親時計２が基準時刻情報を送信する所定の時間になると、識別番号制御手段２７により電源制御手段２９から電力が供給される。そして、送信器２８はアンテナ２０を介して、基準時刻情報に親時計からの情報を識別する情報を付して、所定の周波数と出力の搬送電波で親子時計システム１内の子時計へ向けて送信する。
【００２７】
親時計２は、後述するように親子時計システム１内の各子時計（但し、受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、及び５Ｆを除く）からの状態を伝える情報をアンテナ２０及び受信器２１により受信して、デコーダ２２により各子時計から情報を識別して、表示手段２２Ａにおいて各子時計の状態を表示する。もし、親子時計システム１内の各子時計（但し、受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、及び５Ｆを除く）からの状態データに異常、例えば、時刻情報の解読不能、受信不可能等、があれば、親子時計システム１の管理者がこれを表示手段２２Ａを見て知ることができる。
【００２８】
なお、親時計２が送信する電波と各子時計が送信する後述の電波は同一の周波数でもよい。但し、後述するように親時計２と子時計の送信時間が一致しないように時間をシフトして送信して、混信を回避する。これに代えて、親時計２が送信する電波と各子時計が送信する電波を異なる周波数として、混信を回避してもよい。
【００２９】
計時手段２４は、上記したように親時計２であることを識別する識別番号制御手段２７と共同して電源制御手段２９を制御して、所定の基準時刻情報の送信時間又は子時計からの電波の受信時間にのみ、送信器２８、受信器２１、及びその他の必要な回路に電力を送り、電力消費を節約するようになっている。
【００３０】
図３には子時計３として、第１ランクの子時計３Ａ１、３Ａ２、第２ランクの子時計３Ｂ１、３Ｂ２、第３ランクの子時計３Ｃ１、３Ｃ２、及び３Ｃ３の構成を示す。各子時計は同一の構成を有し、アンテナ３０と受信器３１と送信器３８により、親時計２及び他の子時計（但し、受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、及び５Ｆを除く）と双方向に通信可能である。
【００３１】
さらに、図３に示す子時計３には、ブロードキャスト送信用のアンテナ４０と送信器４１により構成される受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、及び５Ｆに向けて、時刻情報を放送する手段が含まれている。この送信器４１が出力するブロードキャスト送信用の搬送波の周波数は、システム１内にリレー式に伝達される時刻情報を送信する送信器３８の出力する搬送波の周波数と同じであっても、若しくは、混信を完全に回避するために異なっていてもよい。また、送信器４１により出力されるブロードキャスト送信用時刻情報を変調した通信速度は、送信器３８によりシステム１内のリレー式伝達で送信される情報を変調した通信速度よりも遅くしてもよい。この結果、受信専用子時計の５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆは安価な受信器を使用できる。さらに、送信器４１によりブロードキャスト送信される情報は、時報信号発生装置４３から供給される受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆが時刻修正に必要最小限度な情報に限定して、子時計３が送信する際の電力の節約を図ってよい。そして、子時計３は、後で詳しく説明するブロードキャスト送信時に送信器４１がブロードキャスト送信するために、計時手段３４と個体識別番号制御手段３７と電源制御手段４２とにより、送信器４１への電力供給時間を制御する。
【００３２】
図３の子時計３の構成を、第１ランクの時計３Ａ１を例として説明する。子時計３は、アンテナ３０と受信器３１により、親時計２から基準時刻情報を含む無線情報を受信して、デコーダ３２で時刻コードにした後、時刻修正手段３３に送る。さらにデコーダ３２は親時計２から送られたことを示す情報を解読して、ランク制御手段３７Ａと表示手段３２Ａに送る。表示手段３２Ａは親時計２から基準時刻情報の受信に成功したことを示す表示を行い、さらにランク制御手段３７Ａは電源制御手段３９から受信器３１及びその他の回路への電力供給を停止して、次ぎの基準時刻情報の受信までの所定時間の間、受信を停止する。
【００３３】
もし、デコーダ３２が、親時計２（又は他の子時計）から送られる時刻情報を時刻コードに復元できなかった場合は、時刻修正手段３３による時刻修正を停止する。そして、時刻情報を他の子時計に送らないように指示する。さらに、デコーダ３２は、表示手段３２Ａに時刻情報の取得に失敗したことを表示する。そして、アップリンク時にエンコーダ３６、送信器３８、アンテナ３０を介して無線により、親時計２に時刻情報の受信失敗を通知する。親時計２に送られた子時計の通知は、親時計２の表示手段２２Ａに表示される及び／又は親時計２の送信器２８等を介して親子時計システム１の管理者又は管理用の機器へ送信される。なお、子時計２は、親時計２（又は他の子時計）から送られる時刻情報を時刻コードに復元できなかった場合は、後述する受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆと同様にして、他の子時計３からブロードキャスト送信される時刻情報を代わりに、受信器３１で受信して、デコーダ３２で時刻コードに変換して、時刻修正手段３３により自己の計時手段３４の時刻を修正してもよい。しかし、この場合は、他の子時計には時刻情報は送信しない。
【００３４】
時刻修正手段３３は、親時計２から受信された基準時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正情報を作り、計時手段３４の時刻を修正し親時計２の時刻に合わせる。そして、計時手段３４は時刻表示器３５の時刻表示を修正する。そして、計時手段３４の時刻に基づいて、第２ランクの子時計３Ｂ１の時刻を修正するための第１ランクの参照時刻情報を作成して、エンコーダ３６に送る。この第１ランクの参照時刻情報は、後述する第１ランクの子時計３Ａ１の所定の送信時間に送信される。この第１ランクの参照時刻情報はこの第１ランクの子時計３Ａ１の所定の送信時間に対応した計時手段３４の時刻情報であり、親時計２からの基準時刻情報とは異なり、それよりも時間的に後の時間情報である。計時手段３４の時間は、ブロードキャスト送信により時刻情報を送信するために時報信号発生装置４３にも供給されている。
【００３５】
エンコーダ３６は、この第１ランクの参照時刻情報に親時計の基準時刻情報から区別するためのデータを追加する。ランク制御手段３７Ａはデコーダ３２からの情報に基づき、送信する時刻情報が第１ランクの参照時刻情報であることを表すデータをエンコーダ３６に送る。また、個体識別番号制御手段３７はこの子時計３Ａを親子時計システム１内の他の子時計から識別するデータをエンコーダ３６に与える。エンコード３６は、計時手段３４からの第１ランクの参照時刻情報に、ランク制御手段３７Ａからの第１ランクの参照時刻情報であることを示すデータと、個体識別番号制御手段３７からの特定の子時計３Ａを示すデータとを付け加えて、送信器３８に送る。
【００３６】
送信器３８は、所定の送信時刻に情報をアンテナ３０を経由して他の子時計へ送信する。この所定の送信時刻は後述するように決められていて、同一送信周波数を使用する親時計２や他の子時計の送信時間と重複しないようになっていて、混信を回避している。各子時計の送信時間は、子時計のランク、すなわち、親時計２からの基準時刻情報を直接に受信する第１ランクの子時計３Ａ、第１ランクの子時計からの第１ランクの参照時刻情報を受信する第２ランクの子時計３Ｂ、第２ランクの子時計からの第２ランクの参照時刻情報を受信する第３ランクの子時計３Ｃ、に応じて、順次時間が遅れるようにシフトされている。さらに、同じランクでも複数の子時計（例えば、第１ランクには子時計３Ａ１と３Ａ２、第２ランクには子時計３Ｂ１と３Ｂ２、第３ランクには子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３）が存在し得るため、各子時計は子時計の個体識別番号に応じてさらに細分して割当てられた送信時間に送信するようになっている。
【００３７】
電源制御手段３９は、上記した自己のランクをランク制御手段３７Ａから得て、自己の個体識別番号を個体識別番号制御制御手段３７から得て、自己のランクと個体識別番号に基づいて割当てられた所定時刻に達したことを計時手段３４から知り、送信器３８に電力を供給して送信を行なう。
【００３８】
この電源制御手段３９は、親時計２及び自己のランクより上位ランクの子時計からの時刻情報の送信時間に受信器３１へ電力を供給を開始して、時刻情報を受信し、受信後に受信器３１への電力の供給を停止する。ここでは、第１の子時計３Ａ１は、最上位ランクとされているので、親時計２の送信時間に受信器３１を動作させる。これにより受信のための消費電力を節約することができる。これに加えて、他の子時計が送信する第１又は第２ランクの参照時間情報の受信を防止して、繰返しの時刻修正や再度の参照時刻情報の送信を防止する。
【００３９】
また、子時計３は上記の通り、時刻情報の受信に成功したか否か等の情報を、予め定められたアップリンク時に親時計２に送信する。後述するように、この予め定められたアップリンク時は、時刻情報の送信時間とは異なる時間帯であって、ランクごと、個体識別番号ごと、に異なる時間が割当てられている。電源制御手段３８は、計時手段３４、個体識別番号制御手段３７、及びランク制御手段３７Ａからこの予め定められた時間になったことを知ると、自己の個体識別番号の情報、時刻情報の受信の可否等を含んだ情報を親時計２にアップリンク送信するために、送信器３８へ電力を供給する。
【００４０】
さらに、子時計３Ａは、下位のランクの子時計、例えば、第２ランクの子時計３Ｂと第３ランクの子時計３Ｃが、自己の個体識別番号の情報と時刻情報の受信の可否等の情報を親時計２にアップリンク送信する際、電波の中継を行う。このため、子時計３Ａは下位のランクの子時計が親時計に受信情報を送信する時間帯に受信器３１に電力を供給して、下位のランクの子時計からの電波を受信する。
【００４１】
第２ランクの子時計３Ｂは第１の子時計３Ａと同じ構成を有し、類似した作用を行う。第２ランクの子時計３Ｂは、第１ランクの子時計３Ａからの第１ランクの参照時刻情報を受信したことをデコーダ３２で解析してランク制御手段３７Ａに伝える。ランク制御手段３７Ａは、自己が第２ランクの子時計であることを識別し、自己が発信する時刻情報が第２ランクの参照時刻情報であることを示すデータをエンコーダ３６に送り、さらに第２ランクの子時計に割当てられた受信時間と送信時間に受信と送信をするために電源制御手段３９を介して受信器３１及び送信器３８への電力供給の時間を指示する。受信器３１は、第１ランクの参照時刻情報を受信した後は、次回の第１ランクの参照時刻情報の受信時間まで一定時間受信を停止し、他のランクの子時計の発信する時刻情報を受信することを防止する。さらにデコーダ３２は、表示手段３２Ａに受信した時刻情報の送信元の子時計の識別番号及び第１ランクの参照時刻情報を受信したことを示す表示を行なう。
【００４２】
なお、上述の動作説明では、第２ランクの子時計３Ｂは、親時計２の送信する基準時刻情報を受信できない状態にあるとして説明したが、もし、親時計２からの基準時刻情報を受信できた場合には、第１ランクの子時計３Ａと同様に動作し、自己が発信する時刻情報を第１ランクの参照時刻情報とすることもできる。このように、子時計は一般に上位のランクの時刻情報が送信される時に受信可能な状態にし、より上位のランクの時刻情報を受信できるかどうかを検出して、もし、より上位のランクの時刻情報が受信できた場合は、そのランクの受信に切り換えるようにしてもよい。
【００４３】
時刻修正手段３３は、第１ランクの参照時刻情報に基づいて自己の計時手段３４の時刻を修正し、時刻表示手段３５の時刻表示を修正する。そして、次の第３ランクの子時計３Ｃが時刻修正に使用するための第２ランクの参照時刻情報をエンコーダ３６に送る。エンコーダ３６は、この時刻情報に個体識別番号制御手段３７からの当該子時計３Ｂの特定の個体識別番号と第２ランクの参照時刻情報であることを示す情報を付け加えて、送信器３８に送る。この第２ランクの子時計３Ｂが送信する第２ランクの参照時刻情報は、後述のように第２ランクと個体識別番号により割当てられた送信時間における時刻情報である。
【００４４】
第３ランクの子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３は、上記第１ランク子時計３Ａと第２ランクの子時計３Ｂと同様な構成と作用を行なう。電波中継器４１及び４２は時刻表示部を持たない他、各ランクの子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃと同じ構成のものであり、子時計としての個体識別番号を備える。電波中継器４１、４２はそれぞれ第３、第４の子時計のランクである。中継器４１及び４２は、子時計と同じ表示手段により、電波の受信の可否、受信された電波のランク、すなわち、時刻情報の区別、及びその送信元とを表示して、中継器４１及び４２の設置の際に利用できる。なお、中継器として単なる電波中継器のための受信・送信手段からなるものとしても良い。
【００４５】
図１は、第１ランクの子時計３Ａ１、３Ａ２から第３ランクの子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３までを示しているが、これ以上の子時計を配置して、リレー式に電波で双方向通信可能に接続することもできる。
【００４６】
各子時計３は、独自の個体識別番号を個体識別番号制御手段３７に有するがその他は同じ構成を有し、ランク制御手段３７Ａにより親時計２からの基準時刻情報を受信する場合は第１ランクの子時計３Ａに、第１ランクの子時計３Ａからの第１ランクの参照時刻情報を受信する場合は第２ランクの子時計３Ｂに、又は第２ランクの子時計３Ｂからの第２ランクの参照時刻情報を受信する場合は第３ランクの子時計３Ｃに、自動的にランク付けされる。この結果、子時計同士は交換可能である。
【００４７】
次に、図４を参照して、ブロードキャスト送信によってのみ時刻情報を受信して時刻修正する受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの構成を説明する。図４は子時計５Ａを一例として示している。子時計５Ａは、アンテナ５０により子時計３からブロードキャスト送信される時刻情報を受信して、デコーダ５２で時刻コードに復元する。なお、前述した通り、子時計３からブロードキャスト送信される時刻情報は比較的遅い通信速度で変調されているため、受信器５１及びデコーダ５２は安価な構成とすることができる。時刻コードの取得に成功したならば、電源制御手段５９に通知して受信器５１への電力供給を停止する。そして、時刻修正手段５３により自己の計時手段５４の時刻を修正し、さらに時刻表示５５を修正する。計時手段５４は所定時間後（例えば２４時間後）の子時計３のブロードキャスト送信時間になると、電源制御手段５９を介して一定時間にわたり受信器５１へ電力を供給して、ブロードキャスト送信による時刻情報を受信する。但し、受信時間情報から時間コードの復元に成功したならば、一定時間内であっても、受信器５１への電力供給はデコーダ５２により停止される。
【００４８】
子時計３によるブロードキャスト送信は、例えば、親子時計システム１の時刻情報のリレー式伝達のためのダウンリンクと同時に１日１回、例えば、午前２時から午前３時までの１時間の間に行なってもよい。
【００４９】
次に、図５を参照して、子時計３によるブロードキャスト送信とダウンリンクの方法を説明する。子時計３は内蔵するマイクロプロセッサ（図示しない）等により、計時手段３４から時間情報（ｈ）を取得する（ブロック５０１）。もし、ダウンリンクの時間帯であると（ｈ＝２）（ブロック５０２）、子時計３のランク制御手段３７Ａからランク数ｒを取得する（ブロック５０３）。そして、子時計３の個体識別番号制御手段３７から個体識別番号ｎを取得する（ブロック５０４）。次に、計時手段３４から現在の時刻情報、ｍ分ｓ秒（すなわち、午前２時０分０秒）、を取得する（ブロック５０５）。次に、ｍ＝ｒ−１であるかどうかを判定する（ブロック５０６）。もし、子時計３が第１ランクの子時計３Ａ１である場合は、ｒ＝１である。従って、現在の時刻が、ｍ＝０分であるならば、次に、ｓ＝ｎ−１であるかどうかを判定する（ブロック５０３）。もし、子時計３が第１ランクの子時計３Ａ１である場合は、ｎ＝１である。従って、現在の時刻が、ｓ＝０秒であるならば、計時手段３４から時刻情報、ｍ分ｓ秒、をダウンリンク用にエンコードするためにエンコーダ３６に送り、そして、ランク情報ｒと個体識別番号ｎと共にエンコードした後、送信器３８からアンテナ３０を介して送信する（ブロック５０８）。子時計３が第１ランク（ｒ＝１）であっても子時計３Ａ２の場合は、ｎ＝２であり、ｓ＝２−１＝１であって、ｓ＝０秒の場合は（ブロック５０７）、ブロック５０１へ戻る。
【００５０】
第２ランク（ｒ＝２）の子時計（例えば、３Ｂ１、３Ｂ２）の場合は、午前２時０分０秒においては、ｒ−１の値は、１であるから、ブロック５０６からブロック５０９へ行く。そして、例えば、子時計３Ｂ１の個体識別番号がｎ＝１でれば、ｓ＝０秒の時には（ブロック５０９）、子時計３Ｂ１は計時手段３４からの時刻情報、ｍ分ｓ秒、を時報信号発生装置４３により、ブロードキャスト送信用にエンコードして、送信器４１に送り、送信器４１からダウンリンクとは異なる周波数の搬送波を使用してアンテナ４０を経由して放送する（ブロック５１０）。ブロードキャスト送信される情報は、時刻修正のために必要な最小限度の時刻情報等に限定されていて、ダウンリンクよりも通信速度が比較的遅い変調で送信される。例えば、子時計３Ｂ２の個体識別番号が、ｎ＝２であれば、ｓ＝２−１＝１であって、ｓ＝０秒の場合は（ブロック５０９）、ブロック５０１へ戻る。
【００５１】
次に、図６を参照して、親時計と子時計の間で時刻修正のための時刻情報を送信するダウンリンク及びブロードキャスト送信の時間割当てを説明する。この図６は、第２ランク（ｒ＝２）で個体識別番号３（ｎ＝３）の子時計の場合を示している。ダウンリンク及びブロードキャスト送信は、上記の通り、例えば１日に１回、午前２時台に１時間を使用して行なうが、各子時計が時刻情報の受信と送信に要する時間は、その内の割当てられた時間、この例では１秒間、で行なわれる。子時計は時刻情報を一旦受信すると、上記のように受信器の電源を切るために無駄な電力消費を防ぐことができる。以降の時刻情報の受信は受信器による受信を停止して行なわないから、繰返しの時刻修正や送信が防止できる。各子時計は受信可能な基準時刻情報、第１ランクの参照時刻情報、第２ランクの参照時刻情報等の時刻情報の内、より高いランク、すなわち、より親時計に近い方の時刻情報を優先して受信するように構成されている。
【００５２】
なお、ダウンリンク及びブロードキャスト送信は１日に１回に限るものではない。２〜３時間に１回間隔でダウンリンク及びブロードキャスト送信を行なうこととすれば、システム内の時計の累積誤差をさらに抑えることができる。また、低精度の時計では品質や設置環境の温度変化の影響等によって１日の誤差が１秒程度になるものがあり、このようなものでは、１日に１回のダウンリンク及びブロードキャスト送信では、本例のシステムの１秒の間に通信を完結する方式から逸脱するおそれがあるため、子時計に採用することは難しい。このため、２〜３時間に１回間隔でダウンリンク及びブロードキャスト送信を行なうシステムとすれば、システム内の時計の累積誤差が抑えられ、低精度の時計であっても子時計に採用することができ、安価にシステム構築が可能となる。
【００５３】
図６に示すように、午前２時から午前２時１分までの１分間がランク１（ｒ＝１）である第１ランクの子時計３Ａの時刻情報、すなわち、第１ランクの参照時刻情報、のダウンリンク送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、第１の子時計３Ａの個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間にダウンリンク送信を行なう。２時１分から２時２分までの１分間がランク２（ｒ＝２）である第２ランクの子時計３Ｂの時刻情報、すなわち、第２ランクの参照時刻情報、のダウンリンク送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、第２ランクの子時計３Ｂの個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間にダウンリンク送信を行なう。個体識別番号３（ｎ＝３）の子時計のダウンリンク送信時間は、２時１分２秒から３秒の間の１秒間である。以下のランクの子時計がある場合も同様である。このようにして、同一の周波数の電波を用いても、混信することがない。
【００５４】
次に、ブロードキャスト送信時間は、自己のランクの送信時間帯以外の個体識別番号に対応する１秒間に行なわれる。第２ランク（ｒ＝２）で個体識別番号３（ｎ＝３）の子時計の場合は、２時１分台以外の２時台の毎分２秒から３秒の間にブロードキャスト送信を行なう。ブロードキャスト送信のための搬送波の周波数をダウンリンク送信のための搬送波の周波数と異なるようにしておけば完全に混信を回避できる。なお、ランクを動的に割り付けるシステムでは、送信時間帯の管理の容易化のためにシステム内の各子時計の個体識別番号を１乃至６０の範囲で重複なく割り付けて固定しておく必要があるが、ランクと個体識別番号との組合せで１つの子時計を特定してもよい。この場合、異なるランクの同じ個体識別番号の子時計も同じ時間帯にブロードキャスト送信を行なうが、異なるランクの子時計は距離的に離間しているため、ブロードキャスト送信の電波出力を適宜選択することにより、混信は回避される。
【００５５】
次に、図７を参照して、第１ランク乃至第３ランクの子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃ（但し、受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆを除く）から親時計２へ各子時計の受信状態等を示す情報を電波で送信するアップリンクの時間割当てを説明する。各子時計の情報は、子時計の個体識別番号、時刻修正のための時刻情報の受信の可否、受信した時刻情報のランク（すなわち、基準時刻情報、第１、第２ランクの参照時刻情報等の区別）、そして受信した時刻情報の送信元の個体識別番号等を含む。アップリンクは、例えば、１日に１回、午前３時台に１時間を使用して行なう。但し、各子時計が情報の送信に要する時間は、その内の割当てられた時間、この例では１秒間である。したがって、無駄な電力消費を防ぐことができる。アップリンク開始とともに各子時計において中継のための受信動作が開始される。アップリンクは、情報を親時計に集めて、システム全体の稼動状況を監視し、保守作業に利用し、必要ならば、中継器の配置あるいは子時計の位置の変更を行なうこともできる。
【００５６】
図７に示すように、ダウンリンクの場合とは逆により下位の子時計からアップリンク送信が開始される。すなわち、３時から３時１分までの１分間がランク６０の子時計の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計の個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）ごとに割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。この子時計の送信した電波は上位の子時計により順次中継されて親時計２まで送られる。
【００５７】
３時５７分から３時５８分までの１分間がランク３である中継器４１及び子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、中継器４１及び子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３は自己の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。この情報はランク２の子時計３Ｂ１又は３Ｂ２に受信されて、子時計３Ｂ１及び３Ｂ２のアップリンク時にそれらの子時計３Ｂ１及び３Ｂ２の情報に付加されて、中継される。
【００５８】
３時５８分から３時５９分までの１分間がランク２である第２ランクの子時計３Ｂ１及び３Ｂ２の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計３Ｂ及び３Ｂ２は自己の個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。第２ランクの子時計３Ｂ１及び３Ｂ２の情報は第１ランクの子時計３Ａ１及び３Ａ２に受信されて、子時計３Ａ１及び３Ａ２の情報に付加されて中継され、親時計２に届けられる。
【００５９】
第１のランクである第１の子時計３Ａ１及び３Ａ２は、３時５９分から４時までの１分間の内の個体識別番号に対応して割当てられた１秒の間に、直接に親時計２に情報を送信する。このようにして、同一の周波数の電波を用いても、混信することがない。
【００６０】
親時計２では、４時の時点で全ての子時計からの情報が受信され、その受信情報が表示手段２２Ａに表示される。この表示された受信状態により、各子時計が実際に時刻情報を受信して時刻を修正することができたか否か及び伝播経路を確認でき、必要ならば中継器を配置したり子時計を移設したりして、親子時計システムの信頼性を高めることができる。
【００６１】
なお、アップリンク時にダウンリンク時と同様に、若しくはダウンリンク時に代えて、各子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃ等からの時刻情報のブロードキャスト送信を行なうようにしてもよい。さらに、ブロードキャスト送信は、ダウンリンク若しくはアップリンクと関係無く、１日に数回、所定の時間に行なってもよい。さらに、ブロードキャスト送信のための放送手段は、ブロートキャスト送信を行なう子時計にのみ装備してもよく、若しくは代替的に各子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び親時計２に標準として装備しておき、受信専用子時計５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆの設置状況に応じて、親子時計システム１の無線ネットワークを介して、各子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃ及び親時計２毎に、ブロードキャスト送信のための放送手段を活性化又は不活性化に切り換えることのできるスイッチ手段を別途備えるようにしてもよい。さらに、実施の形態で説明した子時計３の電源制御手段３９及び４２は、単一の電源制御手段としてもよく、エンコーダ３６と時報信号発生装置４３は単一の装置で構成してもよく、アンテナ３０と４０は共通に使用してもよい。
【００６２】
【発明の効果】
本発明の親子時計システムによれば、システム内に配置できる子時計の数の制限がなくなり、運用上、融通性が増し、さらに受信専用の子時計を使用することで経済的にも優れている。特に、既に運用されているシステムに後から時計を追加したい場合に、簡単である。受信専用の子時計は送信機能を有さないために構成が簡単で安価であり、システムの経済性に貢献できる。さらに、受信専用子時計は送信のための電力を必要としないから、電池駆動の場合、電池寿命を伸ばすことかできる。受信専用子時計は、ネットワークに関する情報が不用のため、システム自体の構成に変更が無く、維持管理のコストも抑えることができる。受信専用子時計に通信される情報量は少なくてもよいから、通信速度を落とすことがてき、通信距離を伸ばすこと、受信装置や送信装置のコストを安くすることができる。受信専用子時計を使用した双方向のネットワーク機能を有さないリピータ式の親子時計システムによる経済性と利便性も享受できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による親子時計システムの概略図。
【図２】本発明の実施の形態による親子時計システムの親時計のブロック図。
【図３】本発明の実施の形態による親子時計システムの子時計のブロック図。
【図４】本発明の実施の形態による親子時計システムの受信専用子時計のブロック図。
【図５】本発明の実施の形態による親子時計システムのダウンリンク送信とブロードキャスト送信の方法を示すフローチャート。
【図６】本発明の実施の形態による親子時計システムの時刻修正用の時刻情報のダウンリンク送信とブロードキャスト送信の時間割当てを示すタイムチャート。
【図７】本発明の実施の形態による親子時計システムの子時計の情報のアップリンク時の時間割当てを示すタイムチャート。
【符号の説明】
１ 親子時計システム
２ 親時計
３ 子時計
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、５Ｅ、５Ｆ 受信専用子時計
３０、４０、５０ アンテナ
３１、５１ 受信器
３３、５３ 時刻修正手段
３４、５４ 計時手段
３６ エンコーダ
３７ 個体識別番号制御手段
３７Ａ ランク制御手段
３８、４１ 送信器
３９、４２ 電源制御手段
４３ 時報信号発生装置

Claims (8)

1. 親時計からリレー式に時刻情報を送信して時刻修正を行なう子時計を含む親子時計システムであって、
   前記子時計は、時刻情報を無線で受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を作成して前記受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を前記時刻情報に付して前記システム内のより低いランクの子時計へ向けてリレー式に送信する手段と、前記リレー式に送信する時間以外の時間に前記時刻情報を前記システム内にブロードキャスト送信する放送手段とを有することを特徴とする親子時計システム。
2. 請求項１に記載の親子時計システムにおいて、前記放送手段は時刻修正に必要最小限度の情報をブロードキャスト送信することを特徴とする親子時計システム。
3. 請求項１又は２のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、前記放送手段は、時刻情報をブロードキャスト送信する際の変調波の通信速度を前記送信する手段のそれよりも遅くしたことを特徴とする親子時計システム。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、前記放送手段は、前記送信する手段が使用する周波数とは異なる周波数の搬送波を使用することを特徴とする親子時計システム。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、前記子時計は、自己を識別する個体識別情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記個体識別情報を前記送信する手段に与える個体識別情報制御手段を有することを特徴とする親子時計システム。
6. 請求項５に記載の親子時計システムにおいて、前記送信する手段は、前記ランク制御手段からの前記ランク情報及び前記個体識別情報制御手段からの前記個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に前記時刻情報をリレー式に送信することを特徴とする親子時計システム。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、前記受信手段は、時刻情報の受信に成功したら、その後所定時間の間、時刻情報の受信を停止する手段を有することを特徴とする親子時計システム親子時計システム。
8. 親時計からリレー式に時刻情報を送信して時刻修正を行なう親子時計システム用の子時計であって、
   前記子時計は、時刻情報を無線で受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を作成して前記受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を前記時刻情報に付して前記システム内のより低いランクの子時計へ向けてリレー式に送信する手段と、前記リレー式に送信する時間以外の時間に前記時刻情報を前記システム内にブロードキャスト送信する放送手段とを有することを特徴とする子時計。

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