JP2005069948A - 電子時計とその歩進補正方法及び記録時刻修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
受信した標準時刻に強制的に表示を修正する従来の時刻修正法による修正前後に生じる時刻のとび現象を回避し、出力時刻が常に所定精度に保たれ、指針表示のアナログ方式の電子時計に適用する場合にも複雑な機構を必要とせずに実施し得る方法を提供する。
【解決手段】
本発明の電子時計は、標準時刻より進めるクロックと標準時刻より遅らせる２種類のクロックを生成するクロック信号生成手段と、該クロック信号生成手段により生成されたクロック信号に基づいて時刻出力を行う計時手段と、外部で生成された標準時刻情報を取得する標準時刻情報取得手段と、該標準時刻情報取得手段による標準時刻の取得時に前記計時手段が出力する時刻の標準時刻に対する進み・遅れを検出する誤差検出手段と、該誤差検出手段の検出結果に応じて誤差を打消す方向のクロックを切替選択するクロック周期選択手段を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、標準時刻と比較し修正する機能を備えた電子時計に関し、より詳細には、標準電波等により取得した標準時刻情報を利用して出力時刻における誤差の増大を抑制するように歩進制御される電子時計、当該電子時計の歩進補正方法及び前記電子時計を用いて記録された時刻データを修正する方法に関する。

従来から標準電波を受信することにより取得した標準時刻情報を利用して時刻を修正する機能を備えたいわゆる電波時計が知られている。この電波時計では、標準時刻情報（タイムコード）を乗せた標準電波（独立行政法人通信総合研究所により運用）を任意に設定し得る時刻に受信し、時計内で生成するクロック信号に基づいて計時した時刻を標準電波から得た正しい時刻により修正するという方法が一般に採用されている。
このような修正法の適用対象となる時計は、指針表示のアナログクォーツやデジタル表示の時計等を含み、通常電子時計といわれるもので、基本的な構成要素として、発振器および分周器によって形成された１Ｈｚのクロック信号（秒信号）をカウントして時計時刻を生成する時刻カウンタと、生成された時計時刻を表示する表示部とを備えたものである。このような電子時計に対する標準電波を用いる時刻修正は、時計の時刻表示を強制的に標準時刻に合わせ込むという修正操作によって行うのが、これまでに一般に用いられている方法である。

こうした受信した標準電波により時刻修正を行う電子時計の一例を下記特許文献１に示すことができる。特許文献１には、デジタル表示方式と指針を駆動して時刻を表示するアナログ方式のそれぞれに対応して時刻修正を行うことが示されている。デジタル表示方式の場合、受信した標準時刻を１秒間隔の入力クロックでカウント動作をする時刻カウンタに読み込んで(それまでの時刻カウンタの値を標準時刻に置き換えることにより、正しい時刻に合わせる)、この後、置き換えられた時刻カウンタ値を液晶表示装置などに表示することにより、正しい時刻表示を行うようにしている。他方、指針を駆動して時刻を表示するアナログ方式の場合、指針により表示される時刻を受信した標準時刻と比較しながら（この比較をするためには、受信した標準時刻に対応して指針が表示する時刻をデジタル値で表す手段を必要とすることが記されている）、標準時刻に対するずれをなすように指針を駆動するモータを早送りすることにより正しい時刻表示を行うようにしている。
特開平１１−２１１８５７号公報 平成１１年（１９９９）８月６日公開 「アナログ式電波修正時計」

しかしながら、時計の時刻表示を強制的に標準時刻に合わせるという操作によって時刻を修正する特許文献１に例示されるような方法は、標準時刻を取得したときには正しい時刻が出力（表示）されるが、時計自体が持つ誤差、即ち時計内で生成するクロック信号に基づいて計時動作を行う過程で生じ出力時刻に含まれてくる誤差の低減化を図る方法ではない。従って、時計の機構上から系統的に生じる誤差などのように、誤差が累積する性質をもつ場合には、次に標準時刻を取得して修正を行うまでの間に誤差が増大してしまう。この結果、例えばさまざまな事象の動的な変化を計測（観測）する場合のように、他の計測データとともに時計から取得した時刻情報を記録する方法をとる場合には、標準時刻による修正が行われる前後に記録した時刻に累積した誤差によるとびの現象が生じ、計測データの精度が保証されないという重大な問題がある。例えば時々刻々変化する事象を経時に観察記録するようなとき、決定的瞬間がその時刻修正時と重なってしまったような場合、飛び現象のためその正確な時刻を割り出すことが出来ないという致命的な欠陥となってしまう。
また、このような強制的に標準時刻に合わせ込む修正法を利用する際に、デジタル表示方式の時計では、時刻カウンタの値を標準時刻に置き換えるという比較的簡単な操作を行うことにより容易に実施することが可能であるが、指針を駆動して時刻を表示するアナログ方式の時計では、受信した標準時刻と比較するために指針が表示する時刻を受信標準時刻と同じデジタル値で表す手段や、さらに標準時刻に指針を合わせる（ずれを修正する）ために指針を早送りするモータの制御手段等の複雑な修正機構を必要とするという問題点もある。

本発明は、特許文献１に示されるような受信した標準時刻情報を用いて強制的に表示時刻の修正を行うようにする従来の電波時計における上記した問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、このような強制的に修正を行う従来の方法によった場合に標準時刻取得時前後の時刻データに生じるとび（即ち、時計自体が持つ誤差は補正されないので、修正前の出力時刻には誤差が生じているので強制的に行われる修正によりとびの現象が起きる）を回避し、時刻出力において常に所定のデータ精度を保証することができ、かつ、指針を駆動して時刻を表示するアナログ方式の時計に適用する場合にも複雑な機構を必要とせずに実施し得る方法によってその実現を図ることにある。
また、上記した課題を解決するために、標準時刻情報に基づいて、出力時刻における誤差の増大を抑制するように内部で生成するクロックの周期を制御することにより誤差を補正する時計機能を本発明は提示するが、このような時計機能を用いて任意の時刻を記録する場合に、記録した出力時刻に完全に補正しきれない誤差が残存したときに、この誤差を記録後に修正し、正しいデータを得るようにすることを更なる課題とする。

上記した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、標準時刻より進めるクロックと標準時刻より遅らせる２種類のクロックを生成するクロック信号生成手段と、該クロック信号生成手段により生成されたクロック信号に基づいて時刻出力を行う計時手段と、外部で生成された標準時刻情報を取得する標準時刻情報取得手段と、該標準時刻情報取得手段による標準時刻の取得時に前記計時手段が出力する時刻の標準時刻に対する進み・遅れを検出する誤差検出手段と、該誤差検出手段の検出結果に応じて誤差を打消す方向のクロックを選択切り替えるクロック周期選択手段を備える電子時計を構成するもので、正確な時刻を即座に表示させようという発想を捨て、クロック周期制御手段の動作により計時手段が出力する時刻の誤差増大を防ぐように、歩進クロックを選択し既知の歩進状態を保った状態で誤差を常に所定の範囲内に収めるようにし、とび現象に伴う欠陥を解決するようにした。
また、請求項２に記載の発明は、クロック信号生成手段が生成する２種類のクロックは出力周波数を異にする２つの自励発振装置を備えるか、自励発振器は共通で発振周波数の異なる２つの振動子を備えるか、介在する分周器の分周比を変更するかのいずれかの手段によって請求項１に記載の発明を実施する場合の有効な具体化手段を提示するものである。
また、請求項３に記載の発明は、クロックの周波数を変更制御できるクロック信号生成手段と、該クロック信号生成手段により生成されたクロック信号に基づいて時刻出力を行う計時手段と、外部で生成された標準時刻情報を取得する標準時刻情報取得手段を備え、外部から取得した標準時刻情報によって歩進クロックを補正する電子時計の歩進補正方法であって、前記クロックの周波数を変更制御できるクロック信号生成手段は標準時刻より進めるクロックと標準時刻より遅らせる２種類のクロックを生成するものを備え、標準時刻情報の取得時に得た時計機能の出力時刻の標準時刻に対する進み・遅れを検出し、該検出結果に応じて進み・遅れを打消す方向の周波数のクロックを選択することにより補正を施すという方法で、表示する時刻の誤差増大を防ぎ、誤差を所定の範囲内に収めるようにする方法を提示するものである。
また、請求項４記載の発明は、請求項１に記載の電子時計により得られる記録時刻情報を修正する時刻修正方法であって、外部から標準時刻情報を取得する度に前記時計機能からの出力時刻情報を取得した標準時刻情報とともに保存し、前回に標準時刻情報を取得した時から今回の取得までの時刻間に記録した前記時計の出力時刻を、前回と今回の標準時刻情報取得時に保存した前記時刻データに基づく補間演算により修正するという方法で、記録時（過去）に得た出力時刻に残存し得る誤差はいつの時刻のものであっても既知の歩進クロック下でのデータであるからそれを記録後に修正し、正しいデータを割り出すことを可能にする。
また、請求項５記載の発明は、外部から標準時刻情報を取得する度に時計機能からの出力時刻情報を取得した標準時刻情報とともに記憶保存する記憶手段と、前回に標準時刻情報を取得した時から今回の取得までの時刻間に記録した時計の出力時刻を、前回と今回の標準時刻情報取得時に保存した前記時刻データに基づく補間演算する演算手段とを備えたもので、請求項４に記載の修正方法を実行する機能を備えた電子時計を提示するものである。

本発明（請求項１〜３）によると、時計が出力する時刻の誤差増大を防ぎ、誤差を所定の範囲内に収めるようにし、強制的に標準時刻による時刻表示の修正を行わないので、とび現象を生じることがなく、それに伴う致命的な欠陥を回避することが出来る。特に、指針を駆動して時刻を表示するアナログ方式の時計に適用する場合にも、従来方式で指針合わせを強制的に行うために必要となる複雑な機構を必要とせずに実施し得る。また、本発明では新たにクロック周期を切替制御する要素を必要とするが、クロック周期が調整可能なクロック生成部と計時部は従来から存在するので、時計の駆動部分については従来の時計が有する要素をそのまま利用することができる。
また、本発明（請求項４、５）によると、誤差の増大を抑制するように時計内で生成するクロックの周期を標準時刻情報に基づいて切替選択する方法を用いた請求項１に記載の電子時計を用いて時刻を記録する場合に、記録した出力時刻に含まれる誤差はいずれの時点のものであっても、その時点をはさむ前後の標準時刻との比較時における標準時刻と表示時刻は既知データでありその間の歩進クロックが一定であるから、簡単な補間計算により記録後に修正し、正しいデータを得ることが可能となる。所謂電波時計におけるとび現象を回避すると共に、いかなる時点の表示時刻データからも正確な時刻が割り出せる機能を備えたこの発明の電子時計は、動的な変化を経時的に計測（観測）する場合の時刻記録用の時計として広く用いることが出来る。

時計が出力する時刻の誤差増大を防ぎ、誤差を所定の範囲内に収めるようにするために、本発明では、時計内で生成するクロックの周期を制御する方法をとる。このクロック周期の制御の基本的な方法は、ある時刻にその時の正確な時刻を表す標準時刻信号を取得し、その取得した時刻と本時計の時刻を比較し、本時計が遅れている場合には、進めるために生成するクロックの内周期の短い方を選択するようにし、又本時計が進んでいる場合には、遅らせるために周期の長い方を選択する誤差補正方法により、目的とする誤差の増大を防ぎ、時計が出力する時刻に生じる誤差を常に所定の範囲内に収めるようにする。なお、標準時刻と本時計の時刻の比較結果が一致している場合は、どちらに判定してもかまわない（本来誤差が小さい特性を有する場合であり、どちらに判定しても、その結果は問題にならない）。

クロックの生成は、一般的に用いられている自励発振装置とその発振出力を受ける分周器とによりその手段を構成し、計時に必要な例えば１秒相当の周期をもつクロックを生成するのであるが、本発明は、標準クロックより早い歩進のクロックをつくる出力周波数と標準クロックより遅い歩進クロックをつくる２つの出力周波数を準備しその切替選択を可能とするもので、その具体的方法としては自励発振装置の出力周波数を直接可変とするか、或いは高周波信号を分周する分周器の分周比を可変とする方法を提示する。これらの方法の一つをとることにより、外部からの指令によりその発振周波数もしくは分周比を変えて、計時カウンタの駆動に使用する歩進クロックの周期を変えることができるようにする。
標準時刻信号は外部から取得する正確な時刻情報であり、この信号は、例えば標準電波、ＧＰＳ電波、原子時計などにより送られてくる時刻情報を受信することにより取得可能であり、そのために受信手段を必要とする。受信手段そのものは公知の要素を適用することにより実施することが可能である。ここでは、時計の補正に用いるので、補正が必要になるタイミング、必要な時計の精度等を考慮して決められる時刻を補正時刻として任意に設定し、その設定時刻に受信を行うことができるようにしても良いし、1日に1回決められた時刻に行うという設定によって行うようにしても良い。

以下、添付する図面を参照して本発明の実施例についてより詳細に説明する。
下記に示す「実施例１〜３」は、本発明の電子時計及びその時刻補正方法に関する実施例であり、「実施例４」は本発明の記録時刻修正方法に関する実施例である。

この実施例は、標準時刻に基づく時刻補正をクロック生成手段における自励発振装置の出力周波数を変化させることにより行うものの一例を示す。この例では、２台の異なる周波数の自励発振装置を用い、標準時刻に対する本時計の時刻の進み・遅れに従い発振装置を選択する制御を行うことにより補正に必要なクロック周波数を出力させるものである。
図１は、時刻補正が可能な本発明に係わる電子時計の構成の一例（可変発振装置を使用する例）を示すブロック図である。
図１に示すように、わずかに異なる周波数で発振する２台の自励発振装置２１，２２、自励発振装置から出力される発振パルス信号を１秒相当の周期をもつクロックａに分周する分周器３１、クロック入力を受けて計時を行い（時刻のカウントをして）、時刻表示を行う計時・表示部７を基本的な時計の要素とする。時刻補正を行うための要素として、標準時刻を受信し、得られる時刻をデジタル量で表す標準時刻受信処理部６、本時計の計時・表示部７で表示される時刻と標準時刻受信処理部６で取得した標準時刻の進み・遅れを判定する比較器５と、この比較結果に従って２台の自励発振装置２１，２２、から発振されたいずれかの信号を選択するために制御されるマルチプレクサ４を有する。

図１の異なる周波数の２台の自励発振装置２１，２２には、現在時計に広く用いられている水晶振動子を用い、その発振周波数からクロックパルスを作り出すものをここでも使用する。因みに、時計に用いられる水晶振動子は、具体的な例として、32,768Hzの水晶振動子を使い発振させた32,768Hzの周波数の信号を分周比32,768(＝2¹⁵)の分周器で1Hzの信号を作り出している。水晶発振器の精度は1日の誤差±2秒程度である。
本実施例ではわずかに周波数を異ならせるため、自励発振装置２１の水晶振動子１１に振動数32,770Hzのものを使用し、自励発振装置２２の水晶振動子１２に振動数32,766Hzのものを使用する。水晶振動子１１を用いて時計を駆動すると、分周比32,768の分周器３１から出力される信号ａの周波数は約1.000061Hzになり1日に約5.2秒進むことになる。この発振装置の精度を上記の一般に使用されている水晶発振器と同程度とすると、1日に付き約5.2±2秒進むことになる。また、水晶振動子１２を用いて時計を駆動すると、分周比32,768の分周器３１から出力される信号ａの周波数は約0.9999390Hzになり、一日に付き約5.2±2秒遅れることになる。

マルチプレクサ４は、発振装置２１あるいは２２のいずれかの出力を選択するものである。発振装置２１からの信号が選択されていれば時計は進む、発振装置２２が選択されていれば遅れることになる。どちらが選択されるかは比較器５の出力による。
比較器５は、標準時刻を受信したとき標準時刻受信処理部６で取得した標準時刻と計時・表示部７で表示された本時計の出力時刻を比較し、その結果を進み・遅れという形式で出力し、次の標準時刻が受信されるまでその出力を保持する機能をもつ。比較器５の出力は、マルチプレクサ４を次のように制御する。計時・表示部７で表示された本時計の出力時刻が標準時刻受信処理部６で取得した標準時刻より進んでいれば、たとえば比較器５の出力を１にする。遅れていれば、出力を０にする。比較器５の出力が１のときマルチプレクサ４は発振装置２１からの信号を選択し、０のときは発振装置２２の出力を選択する。このような構造にすれば、本時計の表示時刻７が進んでいれば、発振周波数が32.766Hzの信号で駆動され、時計は遅れる。表示時刻が遅れていれば、発振周波数が32.770Hzの信号で駆動され、時計は進む。従って、それぞれの発振周波数に誤差がないとすれば処理時間毎に切り替えられ、長い時間においては、本時計の発振周波数は32,770Hzと32,766Hzの平均値32,768Hzになる。
標準時刻の受信が1日に1回であれば、1日に付き誤差の範囲は上記した条件では約±7.2秒の範囲内に収まることになる。３時間に１回校正時刻の受信を行えば、誤差の範囲は約±0.9秒の範囲内に収まることになる。
なお、本実施例では、自励発振装置として２つの回路を設け、マルチプレクサ４で発振装置２１あるいは発振装置２２の出力を選択するような構成にしたが、マルチプレクサにより、水晶振動子１１あるいは１２を選択する変形構造として、発振回路を1つにまとめるような構成で実施しても、同様な効果が得られる。さらに、水晶振動子も1個にして、発振回路内のコンデンサあるいはコイルをマルチプレクサで選択して発振周波数を変えるような変形構造により実施することも可能である。要は、分周器３１へ出力する信号のパルス周波数を変えることができるようにすればよい。

この実施例は、標準時刻に基づく時刻補正をクロック生成手段における分周器の分周比を変化させることにより行うものの一例を示す。この例では、２つの異なる分周比のいずれかを選択し設定可能とした分周器を用い、標準時刻に対する本時計の時刻の進み・遅れに従い周波数の補正されたクロックａを出力させるために、上記分周比を選択する制御を行うものである。
図２は、時刻補正が可能な本発明に係わる電子時計の構成の一例（可変分周器を使用する例）を示すブロック図である。図２に示すように、現在時計に広く用いられている例えば32,768Hzを発振する水晶振動子１３を使いパルス信号を出力する自励発振装置２、自励発振装置２から発振された信号を１秒相当の周期をもつクロックａに分周する分周比可変の分周器３２、クロックａの入力を受けて計時を行い（時刻のカウントをして）、時刻表示を行う計時・表示部７を基本的な時計の要素とする。時刻補正を行うための要素として、標準時刻を受信し、得られる時刻をデジタル量で表す標準時刻受信処理部６、本時計の計時・表示部７で表示される時刻と標準時刻受信処理部６で取得した標準時刻の進み・遅れを判定する比較器５と、比較器５からの比較結果を制御信号として用いて分周比可変の分周器３２における分周比を選択する手段を有する。

図２の自励発振装置２における水晶発振子１３の振動数の誤差は、説明の便宜上、分周比32,768の分周器を使用して時計の駆動信号をつくったとき、時間に換算して、1日に付き±2秒とする。分周器の分周比を32,768とすれば、通常の時計と同じである。ここで、分周比を32,767とすると、分周器３２から出力される信号ａの周波数は1.0000305Hzとなり、この周波数で時計を駆動すると1日に付き約2.64秒進むことになる。また、分周比を32,769とすると、分周器３２から出力される信号ａの周波数は0.9999695Hzとなり、この周波数で時計を駆動すると1日に付き約2.64秒遅れることになる。水晶振動子１３の1日に生じる誤差を±2秒とすると、分周比32,767のとき１日に付き約2.64±2秒進むことになり、最大で約4.64秒の進みとなる。また、分周比を32,769のとき１日に付き約2.64±2秒遅れることになり、最大で約4.64秒の遅れとなる。
図２において、水晶振動子１３は振動数が32,768Hzのものとする。この水晶振動子１３と発振装置２により得られる周波数32,768Hzの発振パルス信号は可変分周器３２に入力される。この可変分周器３２は、その分周比を32,767か32,769のいずれかを外部からの制御信号（１，０）により選択できるものとする。例えば、外部から１の制御信号で分周比32,767が選択され、０の制御信号で分周比32,769が選択される動作を行うものとする。このような可変分周器は、公知技術を適用することにより実現できる。
比較器５は上記「実施例１」で説明した比較器と全く同機能のもので、「実施例１」の場合と同様に、本時計の計時・表示部７の表示時刻が標準時刻受信処理部６で取得した標準時刻より進んでいれば、比較器５の出力を１にする。遅れていれば出力を０にする。

このような補正により、本時計の表示時刻が遅れていれば、計時・表示部７に入力する時計駆動信号ａの周波数は1.0000305Hzとなり、表示時刻を進めるものとなる。本時計の表示時刻が進んでいれば、時計駆動信号ａの周波数は0.9999695Hzとなり、表示時刻を遅らすものとなる。
標準時刻の受信が1日に1回であれば、1日に付き誤差の範囲は約±4.6秒の範囲内に収まることになる。３時間に１回校正時刻の受信を行えば、誤差の範囲は約±0.6秒の範囲内に収まることになる。
この実施例において、可変分周器３２の選択可能な分周比に32,768を追加し、電波時計のような修正機能付き時計として動作させないときにはこの分周比32,768に選択する機能を付けてもよい。この分周比で時計を駆動すると通常の精度の時計として機能する。
なお、可変分周器３２は、任意の分周比Ｎのものも簡単に製作することができる。発振装置２の出力信号の周波数をｆ０とし、これを分周比Ｎの分周器３２に入力すればその出力信号ａの周波数ｆ１はｆ０／Ｎになる。従って、本時計の計時・表示部７の表示時刻と標準時刻受信処理部６で取得した標準時刻との差から最適の分周比を決定する方式により実施する形態をとることも可能である。

この実施例は、コンピュータが持つ資源を利用することにより本発明を実施するものの一例を示す。上記「実施例２」で専用のハードウェアを用いて本発明の電子時計を構成する例を示したが、ここでは、その要素をコンピュータが装備するハードウェア資源とソフトウェアにより実現し、コンピュータにより標準時刻に基づく時刻補正を行う時計機能を構築することを意図したものである。
図３は、標準時刻に基づく時刻補正が可能な本発明に係わる時計機能の構成の一例（コンピュータを使用した例）を示すブロック図である。
なお、専用のハードウェアを用いて構成した上記「実施例２」に示した時計の基本的な要素は、一般的に使用されているパーソナルコンピュータでは、時計機能の要素としてすでに存在する（即ちコンピュータ内部にあるクロック発生器を用いて時刻信号を作り、ディスプレイに時刻表示をしている）。従って、この時計機能に本発明にかかわる標準時刻に基づく時刻補正機能を付加することにより本発明を実施することが可能であるが、ここでは、説明をわかり易くするために、図３に示すように「実施例２」で構成要素とした水晶発振パルス信号を出力する自励発振装置２、時刻表示を行う計時・表示部７および標準時刻情報を取得する標準時刻受信処理部６の各要素をそのまま用い、これらをコンピュータ演算部８に接続するという構成で実施する形態を示す。従って、実際のコンピュータには標準時刻受信処理部６が付加され、図に示したコンピュータ演算部８によって実現される機能は、可変分周器とこの可変分周器の分周比を標準時刻に基づく時刻補正を行うために選択する制御機能となる。

図３に示す本実施例においても、「実施例２」と同様に振動数32,768Hzの水晶振動子１３を使用する例により説明をしていくが、勿論水晶振動子の振動数は任意のものであっても何の差し支えもない。水晶振動子１３と発振装置２により得られる周波数32,768Hzの発振パルス信号は、コンピュータ演算部８の割込み信号ｂ１としてコンピュータ演算部８に入力される。また、ある時刻に受信された標準時刻は、標準時刻の立ち上がりを示す信号b２がコンピュータ演算部８の割込み信号としてコンピュータ演算部８に入力される。また、そのときの時刻データは標準時刻ｃとして、入力ポートを介してコンピュータ演算部８に入力される。
割込み信号ｂ１の周期は、1/32,768Hzであり、約30.5μ秒である。この割込み信号ｂ１がコンピュータ演算部８に入力されると、コンピュータ演算部８の制御は、割込み信号ｂ１のための割込み処理プログラムｐ１に移る。

図４は、割込み処理プログラムｐ１のフローチャートの一例を示す。なお、図中に示すＣＮは割込み信号ｂ１が入力される度に＋１されるカウンタによってカウントされた値を示し、又Ｎはコンピュータ演算部８を機能実現手段とする分周器（「実施例２」の分周器３２と同様の機能を持つ）の分周比である。
図４を参照して信号ｂ１割り込み時の処理プロセスを説明すると、信号ｂ１の割り込みがあると、まずＣＮに＋１をして信号のカウント動作を行い（Ｓ１０１）、そのカウント結果ＣＮがＮと比較される（Ｓ１０２）。
比較の結果、ＣＮの値がＮと等しいか大きい場合（Ｓ１０２−ＹＥＳ）、時計を駆動するクロック信号ａを計時・表示部７に出力する（Ｓ１０３）。即ち、Ｎ回の割込み信号ｂ１の入力に対して、１回の割合で時計を駆動するクロック信号ａを発生させるので、発振装置２の出力周波数をＮ分の１の周波数に分周していることになる。
時計を駆動するクロック信号ａが出力されると、ＣＮは０にクリアされ（Ｓ１０４）、次の周期のカウントに備える。この例では、周期1/32,768Hzの割込み信号ｂ１から１秒相当の周期をもつクロック信号ａを出力するのでＮの初期値は32,768とする。なお、本実施例では、分周比Ｎを32,768とすることにより時計駆動クロック信号ａを１秒相当の周期信号として生成しているので、１秒以下の時刻はＣＮ／Ｎとしてその信号を発生させることが可能である。

上記のようにして実現する分周器を用いて標準時刻に基づく時刻補正を行うための制御機能について説明する。
標準時刻に基づく時刻補正を行うために分周比を選択する方式については、上記「実施例２」で説明したとおりであり、この実施例の分周器機能では、分周比Ｎの設定を可変にし、標準時刻に対する進み・遅れに応じて設定する分周比Ｎを書き換えることによりこの制御機能を実現することができる。
この分周比Ｎの書き換えは、標準時刻からの割り込み信号ｂ２による割り込み処理プログラムｐ２で実行される。
図５は、割込み処理プログラムｐ２のフローチャートの一例を示す。なお、図中に示すｃは標準時刻データ、NOWTは本時計機能を用いて計時された現表示時刻、Ｎは分周比を表す。
図５を参照して信号ｂ２割り込み時の処理プロセスを説明すると、信号ｂ２による割り込み処理では、まず信号ｂ２と一緒に送信されてくる標準時刻データｃを読み取る（Ｓ２０１）。また、この時に、本時計機能により計時された現表示時刻NOWTを共にしてこれらの時刻データを記録する。なお、現表示時刻NOWTは、秒以下の時刻（上記のようにＣＮ／Ｎにより求めることが可能）を含むものとする。

次に、標準時刻cと現表示時刻NOWTを比較する。本実施例では、この比較を一致、進み、遅れという３つの結果により判定し、次いでそれぞれの判定結果に対応した分周比Ｎを選択するという操作を行う。
手順としては、ｃ＝NOWTであるか、否かにより標準時刻と現表示時刻の一致をチェックし（Ｓ２０３）、一致していればＮ＝32,768の分周比を選ぶ（Ｓ２０４）。Ｎ＝32,768の分周比は、標準時刻に対し進み・遅れのない正しい１秒周期の時を刻む。
また、標準時刻と現表示時刻が不一致の場合には、次にc＞NOWTであるか、否かにより標準時刻に対する現表示時刻の進み・遅れをチェックし（Ｓ２０５）、標準時刻cが現表示時刻NOWTより大きければ、遅れているので、Ｎ＝32,767を選び（Ｓ２０６）進ませるような分周比に設定を変え、標準時刻cが現表示時刻NOWTより小さければ、進んでいるので、Ｎ＝32,769を選び（Ｓ２０７）遅らせるような分周比に設定を変える。
上記のように、コンピュータにプログラムｐ１を用いるにより実現する分周器とプログラムｐ２を用いることにより実現する分周器制御手段を利用して標準時刻に基づく時刻補正を可能とする時計機能を実現することが可能になる。

この実施例は、標準時刻情報に基づいてクロックの周期を制御することにより誤差補正を行う時計機能（上記各実施例、参照）を用いた場合に出力時刻に含まれる誤差を修正することを目的とする発明に関する実施例である。実施例１〜３に示される時計機能では、上記したように誤差が補正されるが、完全に誤差をなくすことが出来ないので、誤差を含んだままの時刻出力が記録データという形で用いられることがある。こうした場合に、記録後に記録時刻に含まれる誤差を修正し、正しいデータを得ることを可能にする方法を提供するものである。
本発明の記録時刻データ修正方法の原理を、図６を参照しながら説明する。
図６の縦軸には標準時刻、横軸には本時計機能の出力時刻（ここでは“表示時刻”として示す）をとり、両者の関係を表す特性線が図中に示されている。標準時刻と出力時刻との関係は、偶発的な原因により生じる誤差を考慮しないと、図６に示すように線型の特性になる。つまり、一定の進み・遅れが生じることを示しており、これは、時計の機構上から系統的に生じる誤差などによるもので、一定の誤差が累積することを表している。同図において、特性線の傾きが45度の場合には誤差がなく進み・遅れのない状態であり、進む方向の誤差が生じる特性では傾きが45度より小さくなり、遅れる方向の誤差が生じる特性では傾きが45度より大きくなる。

このような標準時刻と出力時刻との関係を前提にすると、２点で実際に正しい時刻（標準時刻）を取得し、その時の表示時刻を求めておくことにより特性線を定義できるので、定義された特性直線上の任意の表示時刻に対応する標準時刻を補間計算により推定し、この値により表示時刻を修正することが可能となる。
具体的には、補間計算は下記式(１)の計算式に従う。
Ｔ＝{(c−c’)×(x−NOWT’)／(NOWT−NOWT’)}＋NOWT’ ‥‥式(１)
なお、式(１)の記号は図６の特性線図に用いた記号と同じであり、各記号は以下を指す。
ｃ ：標準時刻（今回） c’：標準時刻（前回）
NOWT ：表示時刻（今回） NOWT’：表示時刻（前回）
ｘ ：任意の表示時刻 Ｔ ：修正された時刻
この補間計算法を用いて時計出力時刻を修正するためには、外部から標準時刻情報を取得したときの時計出力（表示）時刻を取得した標準時刻とともに少なくとも前回と今回分保存し、また保存したこれらのデータを用いて前回に標準時刻情報を取得した時から今回の取得までの時刻間に記録した時計出力（表示）時刻に対して上記補間計算を実行するという操作を要し、この操作を行うための手段を備える必要がある。
上記のような補間計算を行うための操作手段を用意することにより、例えば動的な変化を計測（観測）する際に、他の計測データとともに時計から取得した出力時刻情報を記録する場合、従来の電波時計における修正時のとび現象がないため、記録した時刻データの誤差を常に修正することが可能になり、データの精度を高めることができる。

標準時刻に基づく時刻補正が可能な本発明に係わる電子時計の構成の一例（実施例１：可変発振装置を使用）を示すブロック図である。 標準時刻に基づく時刻補正が可能な本発明に係わる電子時計の構成の一例（実施例２：可変分周器を使用）を示すブロック図である。 標準時刻に基づく時刻補正が可能な本発明に係わる時計機能の構成の一例（実施例３：コンピュータを使用）を示すブロック図である。 発振パルス信号による割込み処理プログラムのフローチャートの一例を示す。 標準時刻受信信号による割込み処理プログラムのフローチャートの一例を示す。 記録時刻データの修正方法の原理を説明するためのグラフを示す。

符号の説明

１１，１２，１３…水晶振動子、 ２，２１，２２…自励発振装置、
３１…分周器、 ３２…可変分周器、
４…マルチプレクサ、 ５…比較器、
６…標準時刻受信処理部、 ７…計時・表示部、
８…コンピュータ。

Claims (5)

1. 標準時刻より進めるクロックと標準時刻より遅らせる２種類のクロックを生成するクロック信号生成手段と、該クロック信号生成手段により生成されたクロック信号に基づいて時刻出力を行う計時手段と、外部で生成された標準時刻情報を取得する標準時刻情報取得手段と、該標準時刻情報取得手段による標準時刻の取得時に前記計時手段が出力する時刻の標準時刻に対する進み・遅れを検出する誤差検出手段と、該誤差検出手段の検出結果に応じて誤差を打消す方向のクロックを切替選択するクロック周期選択手段を備えたことを特徴とする電子時計。
2. クロック信号生成手段が生成する２種類のクロックは出力周波数を異にする２つの自励発振装置を備えるか、自励発振器は共通で発振周波数の異なる２つの振動子を備えるか、介在する分周器の分周比を変更するか、のいずれかの手段によって生成されるものである請求項１に記載の電子時計。
3. クロックの周波数を変更制御できるクロック信号生成手段と、該クロック信号生成手段により生成されたクロック信号に基づいて時刻出力を行う計時手段と、外部で生成された標準時刻情報を取得する標準時刻情報取得手段を備え、外部から取得した標準時刻情報によって歩進クロックを補正する電子時計の歩進補正方法であって、前記クロックの周波数を変更制御できるクロック信号生成手段は標準時刻より進めるクロックと標準時刻より遅らせる２種類のクロックを生成するものを備え、標準時刻情報の取得時に得た時計機能の出力時刻の標準時刻に対する進み・遅れを検出し、該検出結果に応じて進み・遅れを打消す方向の周波数のクロックを選択することにより補正を施すことを特徴とする電子時計の歩進補正方法。
4. 請求項１又は２に記載の電子時計により得られる記録時刻情報を修正する時刻修正方法であって、外部から標準時刻情報を取得する度に時計機能からの出力時刻情報を取得した標準時刻情報とともに記憶保存し、前回に標準時刻情報を取得した時から今回の取得までの時刻間に記録した前記時計の出力時刻を、前回と今回の標準時刻情報取得時に保存した前記時刻データに基づく補間演算により修正することを特徴とする時刻修正方法。
5. 外部から標準時刻情報を取得する度に時計機能からの出力時刻情報を取得した標準時刻情報とともに記憶保存する記憶手段と、前回に標準時刻情報を取得した時から今回の取得までの時刻間に記録した時計の出力時刻を、前回と今回の標準時刻情報取得時に保存した前記時刻データに基づく補間演算する演算手段とを備え、時刻修正機能を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の電子時計。

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