JP2006098245A

JP2006098245A - 計時装置及び計時方法

Info

Publication number: JP2006098245A
Application number: JP2004285550A
Authority: JP
Inventors: Miyuki Imamura; 美由紀今村
Original assignee: Seiko Clock Inc
Current assignee: Seiko Time Creation Inc
Priority date: 2004-09-29
Filing date: 2004-09-29
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2024-09-29
Also published as: JP4406345B2

Abstract

【課題】基準時刻を配信するタイプの計時装置やそれを用いた計時システムにおいて、混信を自動的に防止する。
【解決手段】時計システムは、時分割共有通信チャネルを介して上位装置から時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて時刻情報を修正し、下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を上位装置からの通信チャネルとは異なる通信チャネルを介して無線送信する複数の時計装置１１から構成される。各時計装置１１は、下位装置に、これから時刻情報を送信する際に使用する送信チャネルを複数回分通知しておく。下位装置は、この送信チャネルのスケジュールを参照して、受信動作を行うと共に自己の送信チャネルのスケジュールを設定し、より下位の装置に通知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、計時装置と計時方法に関し、特に、時刻データを配信する機能を備えた計時装置と計時方法に関する。

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において、親時計が基準時刻情報を送信するために比較的大きな出力電波を使用する場合は法的規制を受け、免許等の手続が必要である。また、親時計の送信装置も大規模なものを必要とする。

このため、法的規制が緩やかな微弱な電波を用いて、親時計から基準時刻情報を子時計に送信することが考えられる。しかし、この場合は親時計の電波の有効到達範囲が限られる。従って、１つの親時計でカバーできる子時計の配置範囲が限られてしまい、子時計を親時計からあまり遠く離れて配置することができない。

この問題を解決できるように、特許文献１には、複数の時計を階層化して、上階層の時計から一段下位階層の時計へ順次リレー式に時刻情報を送信して、時刻修正を行なうことが可能な時計システムが開示されている。
特開２００２−１４８３７１号公報

このような複数の時計装置を備える時計システムを設置する場合、各時計装置間の通信の混信が問題となる。そこで、特許文献１では、通信チャネルを時分割共有し、各々の送信機にスイッチ等で個体識別番号を設定して、識別暗号に応じた時刻に送信することにより混信を防止している。

しかしながら、例えば、民生機の場合、隣接するマンション、オフィースなどの使用者が関知しない場所に他の送信機が設置されることが考えられるため、スイッチ操作などで送信チャネルを設置しても混信が発生する場合がある。また、スイッチを設けると、コストアップになると共に、設定作業が煩わしい。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、基準時刻を配信するタイプの計時装置やそれを用いた計時システムにおいて、混信を自動的に防止可能とすることを目的とする。
また、この発明は、煩雑な設定処理が必要なく、利用しやすい計時装置、計時システム、計時方法を提供することを他の目的とする。

上記目的を達成するため、この発明の第１の観点に係る計時装置は、
時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記下位装置に無線送信する計時装置であって、
前記時刻修正情報を下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に、指定する送信チャネル指定手段と、
前記送信チャネル指定手段によって指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶する送信チャネル記憶手段と、
前記送信チャネル記憶手段に記憶されている前記送信チャネル情報を読み出して、読み出した前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングでの送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第２の観点に係る計時装置は、
キャリアを時分割共有する通信チャネルを介して上位装置から時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記上位装置からの通信チャネルとは異なる通信チャネルを介して前記下位装置に無線送信する計時装置であって、
前記時刻修正情報を下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に、指定する送信チャネル指定手段と、
前記送信チャネル指定手段によって指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶する送信チャネル記憶手段と、
前記送信チャネル記憶手段に記憶されている前記送信チャネル情報を読み出して、読み出した前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングでの送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする。

前記送信チャネル指定手段は、例えば、送信チャネルをランダム又は疑似ランダムに指定する。

前記送信チャネル指定手段は、例えば、各送信タイミングについて、上位装置から送信された送信チャネル情報が指定する送信チャネル以外の送信チャネルを指定する。

前記送信チャネル指定手段は、上記時刻修正情報等の無線信号を受信する受信手段に、前記無線信号が送信されていないときに受信及び復調動作をさせて所定のビット列を生成するビット列生成手段と、ビット列生成手段で生成されたビット列を所定の通信チャネルの数で除算して、その剰余を求め、剰余に対応する通信チャネルを送信チャネルに指定する。

上記計時装置は、例えば、上位装置から送信された送信チャネル情報を、次回以降の前記時刻修正情報を受信するための通信チャネルである受信チャネルを示す受信チャネル情報として記憶する受信チャネル情報記憶手段と、前記受信チャネル情報記憶手段に記憶された受信チャネル情報を読み出し、読み出した受信チャネル情報に基づいて、次回の受信チャネルを指定する受信チャネル指定手段と、を備えてもよい。

上記目的を達成するため、この発明の第３の観点に係る計時方法は、
時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記下位装置に無線送信する、計時方法において、
前記時刻修正情報を前記下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に指定し、
指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶し、
記憶している前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングの各送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する、
ことを特徴とする。

上記目的を達成するため、この発明の第４の観点に係る計時方法は、
キャリアを時分割共有する通信チャネルを介して上位装置から時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記上位装置からの通信チャネルとは異なる通信チャネルを介して前記下位装置に無線送信する、計時方法において、
前記時刻修正情報を前記下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に指定し、
指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶し、
記憶している前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングの各送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する、
ことを特徴とする。

前記上位装置から送信された送信チャネル情報を、次回以降の前記時刻修正情報を受信するための通信チャネルである受信チャネルを示す受信チャネル情報として記憶し、前記受信チャネル情報に基づいて、次回以降の前記受信チャネルを指定するようにしてもよい。

上記構成によれば、下位装置に、時刻修正情報を送信する通信チャネルを複数回分事前に送信しておくので、下位装置は事前に受信チャネルを決定して、時刻修正情報を受信することができる。
また、上位装置が通信を行うチャネルを判別できるので、それを避けて、時刻修正情報を下位装置に送信するための送信チャネルを決定することができる。

以下、この発明の実施の形態に係る時計システムについて説明する。なお、以下では、「時計」システムについて説明するが、この発明は、時刻表示機能を備える所謂「時計」に限定されるものではなく、計時機能を備える装置・素子（ＩＣ(Integration Chip)やタグを含む）及びシステムに広く適用可能である。

この実施の形態の時計システムは、図１に模式的に示すように、レイヤ０の時計装置１１_０と、レイヤ１の時計装置１１_１と、レイヤ２の時計装置１１_２と、．．．レイヤｍ（図１では、ｍ＝３）の時計装置１１_ｍとを備え、レイヤ０の時計装置１１_１で標準時刻情報を受信して自己の時刻を修正すると共に以下、順次下位レイヤ１の時計装置１１_１に基準時刻情報（時刻修正情報）を順次送信して、時刻を修正し、システム全体として正確な時刻を維持管理可能とするシステムである。

レイヤ０の時計装置１１_０は標準時刻情報を含む長波標準電波（ＪＪＹ（JST（40kHz),JST(60kHz)）を受信し、自己の計時時刻（年月日時分秒曜日等）を標準時刻に合うように修正する。標準時刻情報としては、ＧＰＳ（全地球測位システム）衛星等から送信される無線信号に含まれる協定世界時（ＵＴＣ）を利用しても良い。さらに、時計装置１１_０は、図２に例示するようなフォーマットの基準時刻情報を特定小電力無線等の極超短波の送信チャネルＡにより送信する。

図２に示すように、基準時刻情報は、レイヤ情報、送信チャネル情報、年・月・日・時・分・秒・曜日を示す時刻情報、局情報、その他の情報を含む。

レイヤ情報は、その基準時刻情報を送出した時計装置１１が位置するレイヤを特定するための情報であり、例えば、００〜９９範囲をとる。この例では時計装置１１_０が第０レイヤに位置しているので、第０レイヤを示す００である。

送信チャネル情報は、その時計装置１１が、基準時刻情報を送信するための通信チャネル（以下、送信チャネルと言う）を、今回と今後５回分特定する情報である。この例では、今回分の送信チャネルはＡとなる。なお、通信チャネルが、例えば、６０チャネル用意されている場合には、例えば、００〜５９の値のうち今回の通信チャネルに対応するものが設定される。

時刻情報は、年・月・日・時・分・秒・曜日等の時刻を示す情報である。

局情報は、時刻情報がどの情報源からの標準電波に基づいて修正されたのかを示す情報であり、例えば、ＵＴＣ、ＪＳＴ（４０ｋＨｚ；東・福島送信所）、ＪＳＴ（６０ｋＨｚ，西・九州送信所）、手動調整時）の別を示す情報である。

また、その他の情報が付加データの領域に必要に応じて配置される。

基準時刻情報が送受信される各通信チャネルは、特定周波数のキャリアを時分割共有することにより得られる、例えば、１秒を１通信チャネルとする。

図１のレイヤ１の時計装置１１_１はレイヤ０の時計装置１１_０からの基準時刻情報を受信し、自己の時刻を基準時刻に合うように修正し、さらに、基準時刻情報を、自己の計時情報に基づいて生成し、上位レイヤの時計装置１１_０が使用している送信チャネルＡとは異なる送信チャネルＢにより送信する。

また、送信チャネル情報に設定される５回分の通信チャネルは、レイヤ０の時計装置１１_０から送信してきた今後５回分の通信チャネル（時計装置１１₁が受信動作を行うべき通信チャネル、以下、受信チャネルと言う）とは異なる通信チャネルに設定される。

以下、同様にして、各レイヤｋ（ｋは１以上の整数）の時計装置１１_ｋはレイヤ（ｋ−１）の時計装置１１_{（ｋ−１）}からの基準時刻情報を受信し、自己の時刻を基準時刻に合うように修正し、自己の計時時刻を示す基準時刻情報を、レイヤ（ｋ−１）の時計装置１１_{（ｋ−１）}の送信チャネルとは異なる送信チャネルにより送信する。そして、送信される基準時刻情報には、今後５回分の受信チャネルとはそれぞれ異なる送信チャネルが設定される。

なお、レイヤ１以下の各レイヤ２、３...ｍ（図１では、ｍ＝３）には、上位レイヤの時計装置１１からの基準時刻情報を受信して計時データを修正する機能を有するが、自己より下位のレイヤに基準時刻情報を送信する機能を有しない時計装置１２も必要に応じて適宜配置される。

このように、時計装置１１と１２とは、全体として正確な時間を計測して利用（表示に限らない）する計時システムを構成する。

各時計装置１１、１２は、自己が位置するレイヤや、送受信に使用する通信チャネルを、電波の到達状況等に応じて自動的に選択設定する。即ち、電波標準信号を受信できる時計装置１１が最上位のレイヤ０に位置してマスタ装置として機能し、他の時計装置１１は、時刻が最も正確な（レイヤが最も小さい）時計装置１１を自動的に判別し、その時計装置１１から基準時刻信号を受信して自己の計時データを修正すると共に自己より下位の時計装置１１に時刻基準信号を送信する中継装置及び／又はスレーブ装置として機能する。

また、時計装置１２は、上位装置からの基準時刻信号を受信して自己の計時データを修正するスレーブ装置として機能する。

上記時計システムを構成する各時計装置１１は、図３に示すように、長波受信回路２０１と、電源回路２０２と、コネクタ２０３と、主装置２０４と、表示装置２０５とから構成される。

長波受信回路２０１は、標準時刻情報の長波標準電波（標準電波信号ＪＪＹ）を受信・復調し、ディジタル受信情報をコネクタ２０３を介して主装置２０４に出力する。また、標準時刻情報としては長波標準電波に限らず、ＧＰＳ衛星から送信される無線信号に含まれる協定世界時（ＵＴＣ）を利用しても良く、本例ではＧＰＳ受信回路２０１Ａを備えることとする。ＧＰＳ受信回路２０１Ａは、ＧＰＳ衛星から送信される無線信号を受信及び復調し、ＵＴＣを示す受信情報をコネクタ２０３を介して主装置２０４に出力する。長波受信回路２０１、ＧＰＳ受信回路２０１Ａについてはいずれか一方のみを設けても良い。

電源回路２０２は、ＡＣ（交流）アダプタ接続プラグ２１１とバッテリ２１２とを備え、ＡＣアダプタ又はバッテリ２１２からの直流電力を、コネクタ２０３を介して主装置２０４に供給する。

図３に示す主装置２０４は、電圧デテクタ２１３と、レギュレータ２１４と、スイッチ群２１５と、ＲＦ（高周波）回路２１６と、水晶振動子２１７と、制御部２１８と、を備える。

電圧デテクタ２１３は、電源回路２０２の出力電圧を検出し、検出値を制御部２１８に供給する。
レギュレータ２１４は、電源回路２０２から供給される電圧を安定化して、主装置２０４内に供給する。

スイッチ群２１５は、リセットスイッチRESET、送信モードなどの切り替え等に使用されるTRANSスイッチ、受信モードの切り替えなどに使用されるRECVスイッチ、等の複数のスイッチを備え、ユーザの操作によるスイッチのオン／オフ、オン時間の長さなどに応じて、様々な情報や指示を制御部２１８に供給する。

ＲＦ（Radio Frequency;高周波）回路２１６は、制御部２１８の制御下に、１）上位レイヤの時計装置１１_{（ｋ−１）}からの基準時刻情報（図２）を受信・復調して制御部２１８に出力し、２）受信チャネルとは異なる送信チャネルを使用して基準時刻情報（図２）を下位レイヤの時計装置１１_{（ｋ＋１）}に送信する。

水晶振動子２１７は、所定の発振周波数で発振し、発振信号を制御部２１８に供給する。

制御部２１８は、時計装置１１の動作全体を制御するものであり、概略的には、１）水晶振動子２１７の発振信号に基づく計時動作、２）長波受信回路２０１又はＲＦ回路２１６の受信動作、３）長波受信回路２０１又はＲＦ回路２１６の受信信号（標準電波信号又は基準時刻信号）に基づく時刻データの修正動作、４）修正した時刻データに基づく基準時刻情報のＲＦ回路２１６を介した送信動作、５）長波受信回路２０１又はＲＦ回路２１６で受信した基準時刻情報に基づく今後の受信スケジュールを設定する動作、６）受信スケジュールと衝突（矛盾）しないように送信スケジュールを策定する動作、７）表示装置２０５への種々の情報の表示制御、８）スイッチ群２１５の操作入力に応答する処理などを行う。

これらの制御を行うため、制御部２１８は、図４に示すように、レジスタ群３０１と、プロセッサ３０２と、表示制御部３０３と、計時部３０４と、エンコーダ３０５と、デコーダ３０６と、キー入力部３０７と、電圧データ入力部３０８と、を備える。

レジスタ群３０１は、計時データレジスタ３１１と、受信チャネルレジスタ３１２と、送信チャネルレジスタ３１３と、レイヤレジスタ３１４と、を備える。

計時データレジスタ３１１は、この時計装置１１で計時している現在の月・日・時・分・秒・曜日を記憶する。

受信チャネルレジスタ３１２は、上位レイヤの時計装置１１から受信したデータを格納する。なお、上位レイヤが存在しないレイヤ０の時計装置１１の場合には、標準電波の種類（ＵＴＣ、ＪＳＴ東送信局、ＪＳＴ西送信局等）を記憶する。

また、受信チャネルレジスタ３１２には、図５に示す受信チャネルスケジュールデータが格納される。このスケジュールデータは上位の計時装置１が基準時刻情報に含まれて送信されてくる送信チャネル情報（上位装置が基準時刻情報を送信する通信チャネル）のうち予定部分を抽出したものであり、通常、今後５回分の受信チャネルを特定する情報である。

送信チャネルレジスタ３１３は、下位レイヤの時計装置１１又は１２に基準時刻情報を送信する送信チャネルを複数回分指定する送信チャネルスケジュールデータを、図５に示すように格納する。この送信チャネルスケジュールデータは、この計時装置１が、下位の時計装置１１又は１２に基準時刻情報を送信する通信チャネルを、今後の５回分について指定するものである。各回の送信チャネルは、その回の受信チャネルと衝突しないように、００〜５９の範囲内で、乱数等を発生させて設定される。各時計装置１１は、この送信チャネルスケジュールデータを送信チャネル情報として、基準時刻情報に含めて、下位の時計装置１１又は１２に送信する。

このように、各時計装置１１が、上位装置からの複数回分の送信チャネルのスケジュールを予め受信し、これを複数回分の受信チャネルのスケジュールとして記憶し、また、この複数回分の受信チャネルのスケジュールと、そのスケジュールと衝突しないように設定した送信チャネルのスケジュールとを予め記憶し、下位の計時装置１に送信チャネルのスケジュールを通知することにより、例えば、１又は２回、基準時刻情報の受信ができなかったような場合でも、スケジュールに沿って衝突及び遺漏なく、基準時刻情報の送受信が可能となる。

レイヤレジスタ３１４は、その時計装置１１が、図１に示す複数のレイヤ（多階層）のどのレイヤに位置するかを示すレイヤデータ（例えば、前述の００〜９９のいずれかの値）を記憶する。

表示制御部３０３は、プロセッサ３０２の制御下に、表示装置２０５を制御して様々な情報を表示させる。

計時部３０４は、水晶振動子２１７からの発振信号をカウントして、一定時間毎（例えば、１００ｍｓ毎）に計時データを取得し、プロセッサ３０２に計時割込信号を出力する。

エンコーダ３０５は、プロセッサ３０２から供給された送信対象のデータ、例えば、基準時刻情報をエンコードしてベースバンド信号を生成し、ＲＦ回路２１６に供給する。

デコーダ３０６は、長波受信回路２０１及びＲＦ回路２１６の受信信号をデコードして、例えば、標準時刻情報や基準時刻情報のベースバンド信号を復調し、プロセッサ３０２に供給する。

キー入力部３０７は、図３に示したスイッチ群２１５の操作に従って入力されるオン・オフ信号をデコードして、プロセッサ３０２に供給する。

電圧データ入力部３０８は、電圧デテクタ２１３が検出した電圧値をプロセッサ３０２に出力する。

プロセッサ３０２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを備え、ａ）計時動作、ｂ）計時に伴う各種データの更新、ｃ）図５に示す受信チャネルスケジュールに従った受信動作、ｄ）長波受信回路２０１、ＧＰＳ受信回路２０１Ａ又はＲＦ回路２１６の受信信号に基づく計時データの修正動作、ｅ）受信信号に基づく図５に示す受信チャネルスケジュールの更新動作、ｆ）更新された受信チャネルスケジュールと衝突しないように、図５に示す送信チャネルスケジュールデータを更新する動作、ｇ）基準時刻情報の生成及びＲＦ回路２１６を介した送信チャネルスケジュールに従った送信チャネルでの送信、ｈ）表示装置２０５への種々の情報の表示制御、ｉ）時計装置１１間のリンク関係の調整、などを行う。制御動作の詳細は後述する。

次に、上記構成の時計装置１１と１２とを組み合わせて、図１に示すような計時システムを構成して計時処理を行う動作を図６〜１０を参照して説明する。

なお、理解を容易にするため、説明の前提として、時計装置１１及び／又は時計装置１２の間での通信に、キャリアを時分割共有する通信チャネルを使用する。具体的には、それぞれ１秒の通信チャネルを６０チャネル用意することとし、毎時３０分００秒から３１分までの６０秒を、１チャネル１秒として６０チャネルに割り当てる。従って、例えば、第０チャネルでは、各時３０分００秒〜０１秒の間に通信を行い、第１チャネルでは、各時３０分０１秒〜０２秒の間に通信を行う。

（配置）
ユーザは、計時システムを構成する複数の時計装置１１を、ＲＦ回路２１６による通信が可能な距離範囲で配置し、電源を投入する。

（初期動作）
各時計装置１１は、電源が投入されると他の初期化動作と共に図６のフローチャートに示す処理を開始し、図１に示す階層構造内で自己が占める位置を特定する。

まず、プロセッサ３０２は、長波受信回路２０１を制御して、ＪＳＴの九州送信所から６０ｋＨｚで放送されている標準電波を、所定時間、例えば、３０秒間だけ受信させ、受信情報を取り込む（ステップＳ１０１）。

続いて、プロセッサ３０２は、長波受信回路２０１を制御して、福島送信所から４０ｋＨｚで放送されている標準電波を、所定時間、例えば、３０秒間だけ受信させ、デコーダ部３０６を介して受信情報や電波強度を示す情報を取り込む（ステップＳ１０２）。

続いて、いずれかの周波数の標準電波を受信できたかを判別する（ステップＳ１０３〜Ｓ１０５）。

６０ｋＨｚと４０ｋＨの両方の標準電波を受信でき、復号信号を得ることができた場合には（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、予め定めた基準により一方の送信所を選択する（ステップＳ１０６）。

一方、６０ｋＨｚの標準電波を受信できたが、４０ｋＨｚの標準電波を受信できなかった場合には（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、西送信所（九州）を選択する（ステップＳ１０７）。

また、４０ｋＨｚの標準電波を受信できたが、６０ｋＨｚの標準電波を受信できなかった場合には（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、東送信所（福島）を選択する（ステップＳ１０８）。

まず、受信した時刻情報を含む種々の情報をレジスタ群３０１の図示しない作業領域に格納する（ステップＳ１０９）。

続いて、プロセッサ３０２は、レイヤレジスタ３１４にレイヤ０をセットする。また、計時データレジスタ３１１に受信した標準電波に基づく計時データをセットする。即ち、計時している時刻情報を修正する。
さらに、受信チャネルレジスタ３１２に、時刻種類が標準電波であること、東西送信所の別を示す情報をセットする。また、表示制御部３０３を介して表示装置２０５を制御し、計時データレジスタ３１１に格納されている計時データ、受信状態、バッテリ状態を示す情報を表示させる（ステップＳ１１０）。

続いて、プロセッサ３０２は、送信チャネルを所定数、例えば、５回分決定し、送信チャネルレジスタ３１３に登録する（ステップＳ１１１）。

一方、ステップＳ１０５で、標準電波を受信できなかったときには、ＧＰＳ衛星からのＵＴＣを受信する（ステップＳ１１２）。ＵＴＣを受信できた場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）には、ステップＳ１０９〜Ｓ１１１で、上述と同様の処理を行う。

一方、標準電波もＵＴＣも受信できなかったときには（ステップＳ１１３，Ｎｏ）、プロセッサ３０２は、ＲＦ回路２１６を起動し、最大１時間の受信動作を行い、他の時計装置１１が出力する基準時刻情報を受信する動作を実行する（ステップＳ１１４）。

このステップＳ１１４の受信動作を図７のフローチャートを参照して説明する。

まず、プロセッサ３０２は、ＲＦ回路２１６を起動し（ステップＳ２０１）、所定時間、例えば、１時間経過するまで、所定波長の短波信号の受信を継続する（ステップＳ２０２，２０３）。ここで、所定時間を１時間とするのは、この実施の形態では毎時３０分近辺に通信チャネルが配置されており、１時間継続すれば、何らかの通信を受信できるからである。

所定時間、何も基準時刻信号を受信できなければ、タイムアウト処理を実行し（ステップＳ２０４）、例えば、ユーザに電波を受信できないことを通知する。

一方、いずれかの時計装置１１からの基準時刻信号を受信すると、受信した基準時刻信号に基づいて、計時・表示を開始する（ステップＳ２０５）。但し、受信状態を、少なくとも、通信チャネルが割り当てられている期間に相当する所定時間（本実施の形態では１分間）だけ継続する（ステップＳ２０６，Ｓ２０７）。

所定時間が経過すると（ステップＳ２０７）、受信した基準時刻信号を送信した時計装置１１のうちで、レイヤが最も小さいものを上位装置として選択する（ステップＳ２０８）。即ち、レイヤが最も小さい、即ち、標準時刻情報を用いて更新された直後のデータを保持する時計装置１１を選択してリンクする（その時計装置１１が出力する基準時刻信号を受信するような受信チャネルを特定する受信チャネル指定データを受信チャネルレジスタ３１２に設定する）。

さらに、自機のレイヤをリンク先の時計装置１１（上位装置）のレイヤ（基準時刻情報に含まれているレイヤ情報から判別）に＋１した値としてレイヤレジスタ３１４にセットする。そして、その時計装置１１から受信した時刻データを計時データレジスタ３１１にセットする（ステップＳ２０９）。

また、リンクした時計装置１１から受信した基準時刻情報に含まれている送信チャネル情報の予定部分（図２に示す通信チャネルの予定部分であり、この時計装置からすると受信チャネル）を、受信チャネルスケジュールデータとして、図５に示すように受信チャネルレジスタ３１２に登録する。また、時計装置１１の今後５回分の送信チャネルを、受信チャネルスケジュールが特定する各回の受信チャネルと衝突しないように、各回の受信チャネル以外の通信チャネル（空通信チャネル）のうちからランダムに選択し、送信チャネルレジスタ３１３にセットする（ステップＳ２１０）。

その後、所定の期間、例えば、３０分間、送信チャネルレジスタ３１３に登録されている送信チャネルに相当する秒で「６０秒間に１回」、基準時刻信号を送信する（ステップＳ２１１）。これは、下位装置を追加する際、この期間に下位装置を基準時刻信号の受信待ち状態とすることとし、下位装置が上位装置から基準時刻信号及び送信チャネルを取得できる機会を「６０秒間に１回」と多くしてあることにより、短時間でリンクを形成するためである。

ステップＳ２１０で実行される、受信チャネル（スケジュール）を設定する動作及び送信チャネルを設定する動作について図８を参照してより詳細に説明する。

まず、受信した基準時刻情報には、今回の送信チャネルと、以後の５回又は４回分（上位の時計装置が上位装置から基準時刻情報を受信してから送信したか、受信する前に送信したかによる）の送信チャネルを特定する情報が含まれている。そこで、このデータを、受信チャネルレジスタ３１２に受信チャネルスケジュールとして格納する（ステップＳ２２１）。

次に、自機の送信チャネルを決定するため、ポインタｉを１とし（ステップＳ２２２）、００〜５９の範囲内で乱数を発生して、任意の通信チャネルを指定する（ステップＳ２２３）。次に、乱数により指定される通信チャネルが、その回の、受信チャネルと一致するか否かを判別し（ステップＳ２２４）、一致する場合には、ステップＳ２２３に戻って、再度、乱数を発生して送信チャネルを指定する。

一方、一致しない場合には、第ｉ回目の送信チャネルとして登録する（ステップＳ２２５）。次に、受信スケジュールで特定される回数に対応する送信チャネルが設定されたか否かを判別し（ステップＳ２２６）、全回について送信チャネルの設定が終了していれば、終了する。一方、未設定のものがあれば、ｉ＝ｉ＋１として、ｉを更新して（ステップＳ２２７）、ステップＳ２２３にリターンする。

（通常時の動作）
通常の動作時において、各時計装置１１の計時部３０４は、水晶振動子２１７の発振信号を用いて一定時間（例えば、１ｍｓ）を計時する毎に、計時時刻を更新するための計時割込信号をプロセッサ３０２に出力する。この計時信号に応答して、プロセッサ３０２は、図９に示すように、計時データレジスタ３１１に格納されている現在時刻情報を更新し（ステップＳ３０１）、表示情報の更新等の処理を実行する（ステップＳ３０２）。

プロセッサ３０２は、このような処理を繰り返して、計時時刻や表示を適切な状態に常時維持する。なお、割込周期は、１ｍｓに限定されず任意である。

また、各時計装置１１の計時部３０４は、所定時間（例えば、１０ｍｓ）の経過を計時する毎に、プロセッサ３０２に、基準時刻情報を受信するための計時割込信号を送る。

この計時割込信号に応答して、プロセッサ３０２は、図１０に示す処理を開始する。
まず、プロセッサ３０２は、受信チャネルレジスタ３１２に格納されている受信チャネルスケジュールデータで特定される今回の受信チャネルに相当するタイミングであるか否かを判別する（ステップＳ３１１）。そのタイミングであれば（ステップＳ３１１；Ｙｅｓ）、上位装置からの基準時刻信号を受信する（ステップＳ３１２）。

続いて、正常に受信できたか否かを判別する（ステップＳ３１３）。
正常に受信できれば（ステップＳ３１３；Ｙｅｓ）、基準時刻信号を受信した上位時計装置１１のレイヤが自己のレイヤよりも上位にあるか否かを、基準時刻信号の内容と自己のレジスタ群３０１に記憶している情報とを比較して判別する（ステップＳ３１４）。受信した基準時刻情報の方が上位層にある場合には（ステップＳ３１４；Ｙｅｓ）、ａ）計時データレジスタ３１１に記憶されている計時データ（時刻データ）を受信した基準時刻情報に含まれている時刻情報に基づいて修正し、ｂ）受信チャネルレジスタ３１２に登録されている受信チャネルスケジュールデータを受信した内容に更新し、また、ｃ）更新した受信チャネルスケジュールデータに応じて、送信チャネルレジスタ３１３上の送信チャネルスケジュールデータを更新する（ステップＳ３１５）。

なお、ｃ）の処理では、受信スケジュールで変更が無い部分については、対応する送信スケジュールを変更する必要はなく、受信チャネルが変更された部分又は新たに設定された受信チャネル、対応する回の送信チャネルのみを設定すればよい。

現在時刻が送信チャネルレジスタ３１３に格納されている送信チャネル指定データで特定される通信チャネルの開始タイミングになると（ステップＳ３１７）、プロセッサ３０２は、図２に示す基準時刻情報を合成し、エンコーダ３０５を介してＲＦ回路２１６から送信する（ステップＳ３１８）。これにより、その時計装置１１より下位にある時計装置１１に基準時刻信号を送信することができる。
その後、送信チャネルスケジュールの次回のデータを消去し、次次回以降のデータを１回分ずつ繰り上げる（ステップＳ３１９）。

なお、図１０の処理の割込周期も１０ｍｓに限定されず任意であり、図９の処理の割込周期と同一でもかまわない。

以上説明したように、この実施の形態においては、１回の通信タイミング中で、１回の受信動作と送信動作とを行う。そして、１回の受信動作で、上位時計装置１１より、複数回分の送信チャネル情報を受信する。従って、例えば、何らかの原因により、１回から数回、上位時計装置１１からの基準時刻情報が受信できなかったとしても、記憶していた受信チャネル情報に基づいて、受信すべきチャネルを判別することができる。また、毎回又は定期的に、通信チャネルを変更するので、近隣に、あるタイミングで同一の通信チャネルで送信を行う装置があったとしても、次のタイミングでは通信チャネルが変わるので、送信電波の衝突を避けることができる。

なお、この発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。

上記実施の形態においては、送信チャネルを選択するために乱数又は疑似乱数を使用したが、送信チャネルの選択手法は任意であり、例えば、第０〜第５９に順番或いは規則的に選択してもよい。

さらに、乱数又は疑似乱数を生成する手法も任意である。
例えば、この装置にあっては、受信装置を備えているという特徴を利用して、背景の電波（ノイズ）を受信して、これから乱数値を生成することが可能である。この処理を図１１を参照して説明する。

まず、この処理は、上述の基準時刻情報が送受信されるタイミングを避けて、所定の時刻にタイマ割込などにより実行される。
まず、プロセッサ３０２は、前回までの受信スケジュール情報と現在の受信スケジュール情報との対応するもの同士を比較して、変更された受信チャネルか新規の受信チャネルがあるか否かを判別する（ステップＳ４０１）。

続いて、ポインタｉを１とおく（ステップＳ４０２）。ｉは、受信チャネルスケジュール内で変更又は追加された受信チャネルを示す。
次に、プロセッサ３０２は、受信装置を起動して受信動作を行わせる（ステップＳ４０３）。

続いて、受信信号を復調して、所定長のビット列を生成させ、総チャネル数（６０）で除算し、その余り（００〜５９）を乱数値とする（ステップＳ４０４）。この乱数値が、対応する送信用チャネルのチャネル番号を示す。そこで、このようにして得た乱数値が、受信チャネルレジスタ３１２に格納されている対応する受信チャネルの番号に一致するか否かを判別する（ステップＳ４０５）。一致すれば、再度、乱数値を取得するためにステップＳ４０３にリターンする。

一方、ステップＳ４０５で一致しないと判別すると、その乱数値が示す通信チャネルを対応する送信チャネルの番号とする（ステップＳ４０６）。

続いて、全ての新規・更新受信チャネルに対応する送信チャネルが生成されたか否か、即ち、全ての新規・更新受信チャネルについての処理が終了したか否かを判別し（ステップＳ４０７）、終了していれば、今回の処理を終了する。一方、終了していなければ、ポインタｉを更新（＋１）して、ステップＳ４０３にリターンする。

以上のような構成とすれば、ステップＳ４０５で生成するビット列のビット数を序数に対して十分大きくすることにより、好適な乱数値を得ることができる。また、通信時間のあまり多くない時間に受信動作を行うことにより、ホワイトノイズに近い信号を受信でき、乱数の散乱度を高めることができる。

上記実際の形態で示したキャリアの種類も任意に変更可能である。例えば、標準時刻情報の通信キャリアとして長波等、時計装置１１相互間の通信キャリアとして極超短波を例示したが、他の任意の周波数の電波が使用可能である。さらに、無線通信用のキャリアとして光を使用することも可能であり、通常知られた光変調を用いた通信により基準時刻情報等を交換してもよい。

また、時計装置１１を有線ケーブルで接続して上述の処理を行うことも可能である。即ち、任意の時計装置１１から送出された信号が一定範囲内の他の時計装置１１に伝達可能な構成で、上流から下流に順次信号を伝達できる構成ならば、この発明を適用可能である。

また、データフォーマットや、通信チャネル数、周波数、割込周期等は例示にすぎず、適宜変更可能である。

なお、スレーブ専用装置については、例えば、図３に示すコネクタ２０３から長波受信回路２０１及びＧＰＳ受信回路２０１Ａを取り外すことにより、容易に製造可能である。また、受信専用機については、制御部２１８の機能から送信部分の機能を取り外せばよい。

また、上述したが、この発明は時計装置に限定されるものではなく、データフォーマットや、通信チャネル数、周波数、割込周期等は例示にすぎず、適宜変更可能である。また、下位の時計装置に送る送信チャネル情報について、自身のものだけでなく、自身に連なるより上位の時計装置のものを総て送るようにしても良い。例えば、レイヤ２の時計装置１１_２であれば、レイヤ１の時計装置１１_１、レイヤ０の時計装置１１_０の送信チャネル情報を自身の送信チャネル情報に続けて送るようにする。このようにすれば、時計装置１１は、自身より上位の各時計装置１１の送信チャネル情報を対象として上述の送信チャネルの設定手順を繰り返すことにより、自身より上位の何れの時計装置１１の送信チャネルとも衝突しない送信チャネルを設定することが可能となる。

さらに、上述したように、時計装置１１，１２を例に示したが、本願発明は時計に限定されず、また、表示するしないにかかわらず、日時、時刻等を計測・修正する機能を有する装置、システム、デバイス、素子、に広く適用可能である。

本発明の実施の形態における計時システムの構成図である。図１に示す時計装置間で伝達される基準時刻情報（時刻修正情報）のフォーマット例と通信チャネルを説明するための図である。図１に示す時計装置の構成を示すブロック図である。図３に示す制御部の構成例を示すブロック図である。受信チャネルスケジュール情報と送信チャネルスケジュール情報とを説明するための図である。電源投入時の動作を説明するためのフローチャートである。図３のＲＦ回路で基準時刻情報を受信する動作を説明するためのフローチャートである。受信チャネルスケジュール情報と送信チャネルスケジュール情報とを生成する方法を説明するためのフローチャートである。通常時の計時処理のフローチャートである。時刻修正のための処理を説明するためのフローチャートである。無線電波を受信することにより乱数を発生させて送信チャネルを特定する手法を説明するフローチャートである。

符号の説明

１１ … 時計装置（送信機能付き）
１２ … 時計装置（送信機能無し）

Claims

時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記下位装置に無線送信する計時装置であって、
前記時刻修正情報を前記下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に、指定する送信チャネル指定手段と、
前記送信チャネル指定手段によって指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶する送信チャネル記憶手段と、
前記送信チャネル記憶手段に記憶されている前記送信チャネル情報を読み出して、読み出した前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする計時装置。
キャリアを時分割共有する通信チャネルを介して上位装置から時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記上位装置からの通信チャネルとは異なる通信チャネルを介して前記下位装置に無線送信する計時装置であって、
前記時刻修正情報を前記下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に、指定する送信チャネル指定手段と、
前記送信チャネル指定手段によって指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶する送信チャネル記憶手段と、
前記送信チャネル記憶手段に記憶されている前記送信チャネル情報を読み出して、読み出した前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする計時装置。
前記送信チャネル指定手段は、前記送信チャネルをランダム又は疑似ランダムに指定する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の計時装置。
前記送信チャネル指定手段は、前記各送信タイミングについて、前記上位装置から送信された送信チャネル情報が指定する送信チャネル以外の送信チャネルを指定する、ことを特徴とする請求項２又は３に記載の計時装置。
前記送信チャネル指定手段は、前記時刻修正情報等の無線信号を受信する受信手段に、前記無線信号が送信されていないときに受信及び復調動作をさせて所定のビット列を生成するビット列生成手段と、
前記ビット列生成手段で生成されたビット列を所定の通信チャネルの数で除算して、その剰余を求め、剰余に対応する通信チャネルを前記送信チャネルに指定する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の計時装置。
上位装置から送信された送信チャネル情報を、次回以降の前記時刻修正情報を受信するための通信チャネルである受信チャネルを示す受信チャネル情報として記憶する受信チャネル情報記憶手段と、
前記受信チャネル情報記憶手段に記憶された受信チャネル情報を読み出し、読み出した受信チャネル情報に基づいて、次回以降の受信チャネルを指定する受信チャネル指定手段と、
を備える、ことを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の計時装置。
時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記下位装置に無線送信する、計時方法において、
前記時刻修正情報を前記下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に指定し、
指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶し、
記憶している前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングの各送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する、
ことを特徴とする計時方法。
キャリアを時分割共有する通信チャネルを介して上位装置から時刻修正情報を受信し、受信した時刻修正情報に基づいて自己の計時する時刻情報を修正すると共に下位装置の計時時刻を修正するための時刻修正情報を、前記上位装置からの通信チャネルとは異なる通信チャネルを介して前記下位装置に無線送信する、計時方法において、
前記時刻修正情報を前記下位装置に送信するための通信チャネルである送信チャネルを、前記時刻修正情報の送信タイミング毎に指定し、
指定された複数の送信タイミングでの各送信チャネルを示す送信チャネル情報を記憶し、
記憶している前記送信チャネル情報に基づいて、今回の送信タイミングの送信チャネルにて、前記時刻修正情報と以後の複数の送信タイミングの各送信チャネルを示す送信チャネル情報とを送信する、
ことを特徴とする計時方法。
前記上位装置から送信された送信チャネル情報を、次回以降の前記時刻修正情報を受信するための通信チャネルである受信チャネルを示す受信チャネル情報として記憶し、
記憶した前記受信チャネル情報に基づいて、次回以降の前記受信チャネルを指定する、
ことを特徴とする請求項８に記載の計時方法。