JP2004212119A

JP2004212119A - 親子時計システム及びそれに用いられる子時計

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Publication number: JP2004212119A
Application number: JP2002379781A
Authority: JP
Inventors: Yukio Matsui; 幸夫松井
Original assignee: Seiko Precision Inc
Current assignee: Seiko Precision Inc
Priority date: 2002-12-27
Filing date: 2002-12-27
Publication date: 2004-07-29

Abstract

【課題】親子時計システム内にリレー式に伝達される時刻情報に関してリレーされる毎に累積される誤差情報を時刻情報に付加して、時刻情報を使用する際に利便性を向上させ、使用用途の選択や警告を発することができるようにする。
【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、親時計（２）は、標準時刻情報を受信する受信手段（２１）と、受信された標準時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段（２３）と、修正された自己の時刻に基づいてシステム内の子時計の時刻を修正するための時刻情報を作成してシステム内の子時計へ向けて送信する送信手段（２８）と、親時計の時刻を修正する際に判定された親時計の精度に基づいた時刻情報に関する誤差情報を送信手段により送信される時刻情報に付加する手段（４１）とを有する。
【選択図】図２

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、リレー式で時刻修正を行なう親子時計システムにおいて時刻情報の累積誤差を算定することのでき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、各子時計の精度に起因する時間誤差がリレー式に伝達される時刻情報内に累積するという問題点があった。また、リレー式に伝達される時刻情報に累積される誤差により、システム内をリレー式に伝達される時刻情報を使用する際に所望の使用用途にその時刻情報の精度が適合するものであるかどうかが不明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、親時計は、標準時刻情報を受信する受信手段と、受信された標準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システム内の子時計の時刻を修正するための時刻情報を作成してシステム内の子時計へ向けて送信する送信手段と、親時計の時刻を修正する際に判定された親時計の精度に基づいた時刻情報に関する誤差情報を送信手段により送信される時刻情報に付加する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】
本発明の親子時計システムでは、親時計が標準時刻情報を受信して自己の時刻を修正した後、一定時間経過後に、親時計自身の時刻に基づいてシステム内の子時計の時刻を修正する時刻情報を作成して送信するため、この時刻情報には親時計の精度に起因して一定時間経過時に生ずる時間誤差が内在している。親時計自身の精度は、標準時刻情報に基づいて親時計の時刻を修正する際に求められる。例えば、親時計が２４時間毎に１度、標準時刻情報を受信して修正する場合、親時計の２４時間毎の進み又は遅れが検出できる。そして、修正してから一定時間後、例えば１時間後、に親時計の時間に基づいて子時計を修正するための時刻情報を作成すれば、この時刻情報には一定時間経過に伴なう誤差、例えば、上記の例のように１時間後に作成するとすれば２４時間毎の送れ又は進みの２４分の１の送れ又は進み、が含まれる。本発明では上記構成により、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に、親時計からの時刻情報に関する誤差情報を付加することができ、親時計の時刻情報の信頼性を判定できる。この結果、親子時計システム全体の信頼性を判定できる。
【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、子時計は、第１時刻情報及びこの第１時刻情報に関する第１誤差情報を受信する受信手段と、受信された第１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第２時刻情報を作成して受信手段で受信された第１時刻情報と区別するランク情報を第２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送信手段と、子時計の時刻を修正する際に判定された子時計の精度に基づき子時計で作成された第２時刻情報に関する第２誤差情報を作成してこの第２誤差情報を第１誤差情報に加えて送信手段から送信される第２時刻情報に付加する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。
【０００９】
本発明の親子時計システムでは、子時計が第１時刻情報を受信して自己の時刻を修正した後、一定時間経過後に、システム内のランクのより低い他の子時計の時刻を修正する第２時刻情報を子時計自身の時刻に基づいて作成して送信するため、この第２時刻情報には子時計の精度に起因して一定時間経過時に生ずる時間誤差が内在している。子時計自身の精度は、第１時刻情報に基づいて子時計の時刻を修正する際に求められる。例えば、子時計が２４時間毎に１度、第１時刻情報を受信して修正する場合、子時計の２４時間毎の進み又は遅れが検出できる。そして、修正してから一定時間後、例えば１分後、に子時計の時間に基づいてシステム内のより低いランクの他の子時計を修正するための第２時刻情報を作成すれば、この第２時刻情報には一定時間経過に伴なう誤差、例えば、上記の例のように１分後に作成するとすれば２４時間毎の送れ又は進みの１４４０分の１の送れ又は進み、が含まれる。これを第２誤差情報として受信された第１誤差情報に加算する。すると、リレー式に転送される時刻情報の累積誤差をシステム内の子時計は受信された第１誤差情報から知ることができる。本発明では上記構成により、親時計からリレー式に時刻情報を伝達して子時計の時刻修正を行なう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に関する累積の誤差情報を付加することができ、この結果、親子時計システム全体の時刻の正確性を判定できる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項２に記載の親子時計システムにおいて、子時計は、受信された第１誤差情報が所定の大きさ以上である場合、警告を発生する手段をさらに有する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、子時計が受信した時刻情報に関する誤差情報が所定の大きさ以上であれば、システム内の時刻情報の正確性に問題があるとして警告を発生することにより、システムの管理者に注意を促し、親時計及び／又は子時計の点検、修理、交換等を行なうことができる。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項２又は３に記載の親子時計システムにおいて、子時計は、受信した第１誤差情報を親時計に通知する手段をさらに有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、親時計に受信した時刻情報の精度に関する第１誤差情報を通知することにより、親子時計システムの管理者が、親時計及び／又は子時計の点検、修理、交換若しくはシステムの再構成等を行なうことができる。
【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、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さらに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、第１時刻情報及び第１誤差情報の受信に成功したら、その後所定時間の間、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、子時計が第１時刻情報及び第１誤差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、子時計は、第１時刻情報及び第１誤差情報を受信する受信手段と、受信された第１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第２時刻情報を作成して受信手段で受信された第１時刻情報と区別するランク情報を第２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送信手段と、子時計の時刻を修正する際に判定された子時計の精度に基づき子時計で作成された第２時刻情報に関する第２誤差情報を作成してこの第２誤差情報を第１誤差情報に加えて送信手段から送信される第２時刻情報に付加する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、子時計がリレー式に伝達される時刻情報に関する誤差情報を時刻情報と一緒に送信することができるから、システム内をリレー式伝達される時刻情報の精度を知ることができ、親子時計の管理・維持に利用できる。
【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、中継器４１を介してシステム１に接続された第４ランクの子時計３Ｄ１、中継器４２を介してシステム１に接続された第５ランクの子時計３Ｅ１を有する。
【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、中継器４１と第４ランクの子時計３Ｄ１の間、及び中継器４２と第５ランクの子時計３Ｅ１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】
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。
【００２５】
親時計２は、上記の標準時刻情報を受信して時刻修正手段２３により自己の計時手段２４の時刻を修正する際、計時手段２４の精度を時刻確度情報制御手段４１で求める。例えば、親時計２が２４時間毎に１度、標準時刻情報を受信して計時手段２４の時刻を修正する場合、親時計２の計時手段２４の時刻の標準時刻に対する２４時間毎の進み又は遅れが時刻確度情報制御手段４１で検出される。この進み又は遅れは親時計２の計時手段２４が持つ誤差であり、親時計２が子時計に送信して子時計の時刻を修正するために計時手段２４で作成する上記の基準時刻情報にも必然的に内在する。例えば、基準時刻情報が計時手段２４が修正されてから１時間後に作成される場合、基準時刻情報には計時手段２４の２４時間毎の送れ又は進みの２４分の１の送れ又は進みが含まれる。例えば、計時手段２４の修正後の１分後に基準時刻情報が作成されるとすれば、この基準時刻情報には計時手段２４の２４時間毎の送れ又は進みの１４４０分の１の送れ又は進みが含まれる。時刻確度情報制御手段４１は、基準時刻情報に内在する誤差情報を以上の様に計算して、子時計へ送信される基準時刻情報に関する誤差情報Δ１として、エンコーダ２６により送信される基準時刻情報に付加して送信器２８により基準時刻情報と一緒に子時計へ送信する。このようにして、リレー式に伝達される時刻情報に、親時計からの時刻情報に関する誤差情報Δ１を付加することができ、親時計の時刻情報の信頼性を判定できる。
【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、基準時刻情報に誤差情報Δ１及び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】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
親時計２は、システム１内の各子時計からアップリンク時に、各子時計が時刻修正のために受信した時刻情報に関する誤差情報を、アンテナ２０、受信器２１、デコーダ２２を介して受信することができる。この各子時計からの誤差情報は、時刻確度情報制御手段４１に送られて記憶され、必要に応じて表示手段２２Ａにより表示して親子時計システム１の管理者がシステムの管理、維持に使用することかできる。さらに、時刻確度情報制御手段４１は、各子時計からの誤差情報が、システム１の機能に支障を生ずるような所定の大きさを超えている場合は、システム１の管理者に警告するために時刻確度情報出力手段４２に通知して、警報、警告等を電子メールや警報等の適当な手段により出力する。
【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、３Ｃ３、第４ランクの子時計３Ｄ１、及び第５ランクの子時計３Ｅ１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及び他の子時計と双方向に通信可能である。
【００３１】
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から基準時刻情報及び基準時刻に関する誤差情報Δ１を含む無線情報を受信して、デコーダ３２で基準時刻情報を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は基準時刻情報に関する誤差情報Δ１を時刻確度情報制御手段５１に送る。さらにデコーダ３２は基準時刻情報が親時計２から送信されたことを検知してランク制御手段３７Ａに送る。基準時刻情報及びそれに関する誤差情報Δ１の受信に成功したならば、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。
【００３２】
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、ランク制御手段３７Ａに時刻情報の取得に失敗したことを通知して、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。
時刻確度情報制御手段５１に送られた基準時刻情報に関する誤差情報Δ１は、時刻確度情報制御手段５１に記憶されて、アップリンク時に子時計３Ａ１からの情報として親時計２に送信される。親時計２が受信した各子時計からの誤差情報は前述の通り表示手段２２Ａに表示される及び／又は親子時計システム１の管理者又は管理用の機器へ送信される。
【００３３】
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。
【００３４】
時刻確度情報制御手段５１は、もし、受信された基準時刻情報に関する誤差情報Δ１が子時計３Ａ１の性能又は機能等によって定められる所定値以上の場合、警告をシステム１の管理者に通知するために、時刻確度情報出力手段５２を介して、電子メール又は警告灯等の適当な手段で通知する。また、時刻確度情報出力手段５２は、子時計３Ａ１の計時手段３４の時刻情報を利用する外部機器（例えば、タイマー等）がある場合、計時手段３４の時刻の不正確さを警告するための通知をしてもよい。また、時刻確度情報制御手段５１は、子時計３Ａ１が受信した時刻情報の誤差情報を追跡（トレース）しておき、誤差情報の大きさが急に上昇した場合には、子時計３Ａ１からの時刻情報を利用する外部機器（例えば、タイマー等）への影響を最小限度にするために、時刻確度情報出力手段５２を介して、外部機器（例えば、タイマー等）の利用者に警報を通知するようにしてもよい。
【００３５】
時刻確度情報制御手段５１は、上記の親時計２で説明したのと同じ方法により、子時計２の計時手段３４の精度を求める。例えば、子時計３Ａ１が２４時間毎に１度、親時計２からの基準時刻情報を受信して計時手段３４の時刻を修正する場合、子時計３Ａ１の計時手段３４の時刻の受信した基準時刻情報に対する２４時間毎の進み又は遅れが時刻確度情報制御手段５１で検出される。この進み又は遅れは子時計３Ａ１の計時手段３４が持つ誤差であり、子時計３Ａ１が下位のランクの子時計３Ｂ１等に送信して下位の子時計３Ｂ１の時刻を修正するために計時手段３４で作成する第１ランクの参照時刻情報にも必然的に内在する。例えば、計時手段３４が修正されてから１分後に第１ランクの参照時間情報が作成される場合、この第１ランクの参照時刻情報には計時手段３４の２４時間毎の送れ又は進みの１４４０分の１の送れ又は進みが含まれる。
【００３６】
時刻確度情報制御手段５１は、第１ランクの参照時刻情報に内在する誤差情報を以上の様に計算して、親時計２からの誤差情報Δ１に加える。親時計２から受信した誤差情報Δ１に時刻確度情報制御手段５１が上述の様に計算した子時計３Ａ１の誤差が加算されて、第１参照時刻情報に関する誤差情報Δ２として、エンコーダ３６により送信される第１参照時刻情報に付加して、送信器３８により第１参照時刻情報と一緒に子時計３Ｂ１へ送信する。このようにして、システム１内をリレー式に伝達される時刻情報に、時刻情報に関する累積誤差情報が付加される。
【００３７】
エンコーダ３６はさらに、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、誤差情報Δ２と、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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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及び受信した誤差情報を、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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。時刻確度情報制御手段５１は、受信した誤差情報に自己が送信する参照時刻情報の誤差を加算して新たな誤差情報Δ３として、自己が送信する参照時刻情報に付け加える。時刻確度情報出力手段５２は、もし、受信した時刻情報の誤差情報が所定値を超えている場合には、適当な手段で親子時計システムの管理者に警告を通知する。アップリンク時には、受信した時刻情報の誤差情報が時刻確度情報制御手段５１から親時計２に向けて送信される。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。
【００４４】
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。
【００４５】
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、時刻確度情報制御手段５１からの誤差情報Δ３と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。
【００４６】
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、子時計と同じ時刻確度情報制御手段５１により、自己が送信する時刻情報の累積の誤差情報を時刻情報に付加する。また、時刻確度情報出力手段５２により、自己が受信した時刻情報の累積の誤差情報が所定値を超えている場合は警告を適当な手段で通知する。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。
【００４７】
図１は、第１ランクの子時計３Ａ１、３Ａ２から第５ランクの子時計３Ｅ１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。
【００４８】
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。
【００４９】
次に、図４を参照して、親時計から子時計に時刻修正のための時刻情報をダウンリンク送信するための時間割当てを説明する。ダウンリンク送信は、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。
【００５０】
なお、ダウンリンク送信は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。
【００５１】
図４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。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。
【００５２】
次に、図５を参照して、第１ランク乃至第５ランクの子時計から親時計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、上述した様に、各子時計が受信した時刻情報に関する累積の誤差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取替や位置の変更を行なうこともできる。
【００５３】
図５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秒間に無線による送信を行なう。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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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子時計が受信した時刻情報の誤差情報（累積誤差）が所定値以内がどうかを確認でき、必要ならば子時計を交換・修理したり又は子時計の使用目的を誤差情報（累積誤差）の大きさに応じて制限したりして、親子時計システムの信頼性を高めることができる。例えば、ランク数が大きい子時計は累積誤差（誤差情報）が大きくなるから、高い時刻精度か要求される用途に利用することを制限する。また、各子時計が受信した時刻情報の誤差情報が所定値以上ならば、時刻確度情報出力手段によりシステム管理者又は子時計の時刻情報を利用している外部機器に警報を通知することができる。さらに、各子時計が受信した時刻情報の誤差情報を時刻確度情報手段で追跡（トレース）しておき、累積誤差が急に上昇した場合には、子時計の時刻情報を利用する外部機器（例えば、タイマー等）への影響を最小限度にするために時刻確度情報出力手段によりシステム管理者又は外部機器に警報を通知することができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の親子時計システムによれば、親子時計システム内にリレー式に伝達される時刻情報に関してリレーされる毎に累積される誤差情報を時刻情報に付加しているため、時刻情報を親子時計システム内で使用する際に利便性を向上させ、使用用途の選択をする際に便利である。また、本発明の親子時計システムによれば、標準時刻を取得する親時計若しくは時刻情報をリレー式に伝達する子時計の時刻に大幅な精度向上又は低下がある場合、その誤差（精度）情報が定量的に把握でき、システムの信頼性の保証、維持に役立つ。例えば、ＧＰＳ受信により標準時刻情報を取得する親時計はＪＪＹ受信により標準時刻情報を取得する親時計よりも精度が高い、また、上のランクの子時計は累積誤差が小さく下のランクの子時計の累積誤差が大きいことを定量的に確かめることができる。さらに、本発明の親子時計システムによれば、時刻誤差情報を定期的に又は連続的に観測することでシステムの異常を検知でき、親子時計システムに時刻情報を依存する外部機器や他のシステムの影響を最小限度に抑えることができる。
【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時刻修正用の時刻情報のダウンリンク送信の時間割当てを示すタイムチャート。
【図５】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
２０、３０アンテナ
２１、３１受信器
２３、３３時刻修正手段
２４、３４計時手段
２６、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
２８、３８送信器
４１、５１時刻確度情報制御手段
４２、５２時刻確度情報出力手段

Claims

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、
前記親時計は、標準時刻情報を受信する受信手段と、前記受信された標準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前記システム内の前記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システム内の前記子時計へ向けて送信する送信手段と、親時計の時刻を修正する際に判定された親時計の精度に基づいた前記時刻情報に関する誤差情報を前記送信手段により送信される前記時刻情報に付加する手段とを有することを特徴とする親子時計システム。
請求項１に記載の親子時計システムにおいて、前記子時計は、第１時刻情報及びこの第１時刻情報に関する第１誤差情報を受信する受信手段と、前記受信された第１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第２時刻情報を作成して前記受信手段で受信された第１時刻情報と区別するランク情報を前記第２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送信手段と、前記子時計の時刻を修正する際に判定された前記子時計の精度に基づき前記子時計で作成された第２時刻情報に関する第２誤差情報を作成してこの第２誤差情報を前記第１誤差情報に加えて前記送信手段から送信される前記第２時刻情報に付加する手段とを有することを特徴とする親子時計システム。
請求項２に記載の親子時計システムにおいて、前記子時計は、前記受信された第１誤差情報が所定の大きさ以上である場合、警告を発生する手段をさらに有することを特徴とする親子時計システム。
請求項２又は３に記載の親子時計システムにおいて、前記子時計は、前記受信した第１誤差情報を親時計に通知する手段をさらに有することを特徴とする親子時計システム。
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さらに有することを特徴とする親子時計システム。
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。
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、前記第１時刻情報及び第１誤差情報の受信に成功したら、その後所定時間の間、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。
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、第１時刻情報及び第１誤差情報を受信する受信手段と、前記受信された第１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第２時刻情報を作成して前記受信手段で受信された第１時刻情報と区別するランク情報を前記第２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送信手段と、前記子時計の時刻を修正する際に判定された前記子時計の精度に基づき前記子時計で作成された第２時刻情報に関する第２誤差情報を作成してこの第２誤差情報を前記第１誤差情報に加えて前記送信手段から送信される前記第２時刻情報に付加する手段とを有することを特徴とする子時計。