JP2006105785A - 時計システム - Google Patents

Abstract

【課題】電波修正型置き時計と組み合わせて通常の電子腕時計の高精度化を図るようにした時計システムにおいて、腕時計側の比較的低容量バッテリによる長時間使用、並びに、低コスト製造を可能とすること。
【解決手段】電波時計式の置き時計と電波修正機能を有しない通常の腕時計とを組み合わせてなる時計システムである。電波置き時計から通常腕時計への現在時刻情報の光送信はエンコード信号をベースバンドのままで送信する。加えて、通常腕時計の側では、受信開始ボタンが操作されたことを少なくとも条件として、タイマで規定される所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電波時計式の置き時計と電波修正機能を有しない通常の腕時計とを組み合わせてなる時計システムに係り、特に、電波時計と同じ精度を維持しつつ、より低価格で小型な腕時計を提供できるようにした時計システムに関するものである。

標準時刻情報を受信する受信手段と、受信した情報に基づいて時刻補正を行なう補正手段と、時刻表示を行う表示手段とを備えた時計装置において、時刻情報を光信号に変調して光送信する送信手段を備えた時計装置は従来より知られている。また、この時計装置における送信手段からの光信号を受信する受信手段と、受信した光信号を時計情報信号として復調する復調手段と、復調された時刻情報信号に基づいて時刻補正を行う補正手段と、時刻表示を行う表示手段とを備えた時計装置についても、従来より知られている（特許文献１参照）。

そして、このような二種類の時計装置からなる時計システムによれば、時計構造を複雑かつ大型化することなく、標準時刻電波による正確な時刻補正が可能とされている。
特開平９−１１３６４７号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の時計システムにあっては、実用化にあたってはなおも幾つかの問題点が指摘されている。

すなわち、特許文献１に記載の時計装置（親機側）に組み込まれた送信変調回路は、修正された時刻情報をタイムコードに干渉しない別のコードに変調してリモコン信号（タイムバースト信号）に変調する回路とされ、このタイムバースト信号（通常３８ＫＨｚ，４８ＫＨｚ等）によってドライブ回路を介して赤外ＬＥＤが駆動されるものとされているため、時計装置（子機側）にはタイムバースト信号の受信のために、受光素子で変換された信号を増幅する増幅回路、増幅された信号が飽和しないように制限するリミッタ回路、その出力から搬送波のみを取り出すための電気的なフィルタ回路、その出力から時刻信号を検出する検波回路、その出力を元のパルス信号に整形する波形整形回路等の多数の回路が必要となり、回路構成が複雑な分だけコストアップにつながると共に、消費電力も大きいという問題点がある。

また、特許文献１に記載された従来の時計システムにあっては、時計装置（子機側）に設けられた操作スイッチは、受光素子を受光状態とするとはあるものの、受光増幅器そのものは常時通電されて動作可能な状態に維持されているため、腕時計に内蔵するバッテリを無駄に消費させ、例えば婦人用腕時計等に組み込まれる低容量バッテリでは長期間の使用に耐え得ない等の問題点がある。

この発明は、従来の時計システムにおける上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、電波修正型置き時計と組み合わせて通常の電子腕時計の高精度化を図るようにした時計システムにおいて、腕時計側の比較的低容量バッテリによる長時間使用、並びに、低コスト製造を可能とすることにある。

この出願の時計システムは、基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能と、標準時刻電波の受信により取得された標準時刻情報により基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する機能と、を有する置き時計型の第１の時計と、基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能は有するものの、標準時刻電波を受信する機能は有しない腕時計型の第２の時計とを含んでいる。

第１の時計は、所定の操作子が操作されるのに応答して、又は所定の検出器により第２の時計が第１の時計の所定位置にセットされたことが検出されるのに応答して、送信開始トリガ信号を発生するトリガ手段と、光信号を送信するための発光素子と、現在時刻情報を所定のコード化規則に従ってエンコードすることによりエンコード信号を生成するエンコード手段と、トリガ手段から送信開始トリガ信号が発生されるのに応答して、エンコード信号により発光素子を所定時間に限り駆動することにより、エンコード信号をベースバンドのままでサイクリックに光送信する光送信回路とを有し、かつ標準時刻電波の受信中に送信開始トリガ信号が発生したときには、標準時刻電波の受信を中断又は停止して、光送信回路によるエンコード信号の光送信を優先するように仕組まれている。

第２の時計は、時刻修正を指示するための操作子と、光信号を受信するための受光素子と、受光素子を介して光信号を受信して光電変換することによりエンコード信号を再生する光受信回路と、再生されたエンコード信号を所定のコード化規則に従ってデコードすることにより現在時刻情報を生成するデコード手段と、デコード手段から得られた現在時刻情報により、基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する時刻修正手段と、操作子が操作されたことを少なくとも条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する給電制御手段とを有する。

このような構成によれば、電波時計と同じ精度を維持しつつ、より低価格で小型な腕時計を提供できるというこの種の時計システムの基本的な作用効果に加えて、電波置き時計（第１の時計）から通常腕時計（第２の時計）への現在時刻情報の光送信はエンコード信号をベースバンドのままで送信するものであるから、通常腕時計（第２の時計）の側では、受光素子を介して光信号を受信して光電変換するだけでエンコード信号を簡単に再生することができ、受信用の増幅回路、その後段のリミッタ回路、フィルタ回路、検波回路、波形整形回路等が一切不要であるため、その分だけ低コスト製造が可能となる。

加えて、通常腕時計（第２の時計）の側では、操作子が操作されたことを少なくとも条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給するため、光受信回路は受信時以外では無駄に電力を消費することがなくなり、比較的に小容量バッテリによる長時間使用が可能となり、婦人用腕時計等として好適なものとなる。

上記のシステムにおいて、第２の時計における給電制御手段は、操作子が操作されたことに加えて、過去所定時間内に時刻修正が行われていないことを条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了までの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する、ようにしてもよい。

このような構成によれば、操作子が操作されたとしても、最新の時刻修正時点から所定時間（例えば、電波置き時計の時刻修正周期）が経過していないときには、光受信回路に対する動作電源の供給は行われないから、頻繁な時刻修正操作によりバッテリを無駄に消費することがなくなり、より一層の長時間使用が可能となる。

上記のシステムにおいて、第１の時計は、光送信中であることを示す表示器を有する、ようにしてもよい。このような構成によれば、通常腕時計（第２の時計）を電波置き時計（第１の時計）の所定位置にセットする際に、電波置き時計（第１の時計）側が光送信状態にあることを容易に確認することができる。

別の一面から見た本発明は、時計システム用の通常腕時計として捉えることもできる。すなわち、この腕時計は、基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能は有するものの、標準時刻電波を受信する機能は有しないものである。

この腕時計には、さらに、時刻修正を指示するための操作子と、光信号を受信するための受光素子と、受光素子を介して光信号を受信して光電変換することによりエンコード信号を再生する光受信回路と、再生されたエンコード信号を所定のコード化規則に従ってデコードすることより現在時刻情報を生成するデコード手段と、デコード手段から得られた現在時刻情報により、基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する時刻修正手段と、操作子が操作されたことを少なくとも条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する給電制御手段とが設けられている。

上記の腕時計において、給電制御手段は、操作子が操作されたことに加えて、過去所定時間内に時刻修正が行われていないことを条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する、ようにしてもよい。

別の一面から見た本発明は、時計システム用の電波置き時計として捉えることもできる。すなわち、この電波置き時計は、基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能と、標準時刻電波の受信により取得された標準時刻情報により基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する機能と、を有するものである。

この電波置き時計には、さらに、所定の操作子が操作されるのに応答して、又は所定の検出器により腕時計が所定位置にセットされたことが検出されるのに応答して、送信開始トリガ信号を発生するトリガ手段と、光信号を送信するための発光素子と、現在時刻情報を所定のコード化規則に従ってエンコードすることによりエンコード信号を生成するエンコード手段と、トリガ手段から送信開始トリガ信号が発生されるのに応答して、エンコード信号により発光素子を所定時間に限り駆動することにより、エンコード信号をベースバンドのままで光送信する光送信回路と、光送信中であることを示す表示器とを有する。

さらに、この電波置き時計は、標準時刻電波の受信中に送信開始トリガ信号が発生したときには、標準時刻電波の受信を中断又は停止して、光送信回路によるエンコード信号の光送信を優先する、ように構成されている。

本発明によれば、電波時計と同じ精度を維持しつつ、より低価格で小型な腕時計を提供できるというこの種の時計システムの基本的な作用効果に加えて、電波置き時計（第１の時計）から通常腕時計（第２の時計）への現在時刻情報の光送信はエンコード信号をベースバンドのままで送信するものであるから、通常腕時計（第２の時計）の側では、受光素子を介して光信号を受信して光電変換するだけでエンコード信号を簡単に再生することができ、受信用の増幅回路、その後段のリミッタ回路、フィルタ回路、検波回路、波形整形回路等が一切不要であるため、その分だけ低コスト製造が可能となる。

加えて、通常腕時計（第２の時計）の側では、操作子が操作されたことを少なくとも条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給するため、光受信回路は受信時以外では無駄に電力を消費することがなくなり、比較的に小容量バッテリによる長時間使用が可能となり、婦人用腕時計等として好適なものとなる。

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明することとする。

第２の時計が第１の時計にセットされた状態を示す正面図が図１に示されている。同図に示されるように、本発明の時計システムは、置き時計型の第１の時計１と腕時計型の第２の時計２とを含んでいる。第１の時計１には、後に詳細に説明するように、基準振動子（例えば、水晶振動子など）に基づいて時刻情報を生成する機能と、標準時刻電波（ＪＪＹ電波）の受信により取得された標準時刻情報により基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する機能とが内蔵されている。一方、第２の時計２には、後に詳細に説明するように、基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能は有するものの、標準時刻電波を受信する機能は内蔵されてはいない。

第１の時計の外観構成図が図２に、第２の時計の構成図が図３にそれぞれ示されている。図２を参照して明らかなように、第１の時計１は、台座部１０１と、台座部１０１の後部より直立する支持部１０２と、支持部１０２の上部から前方へ突出する本体部１０３とを有する。本体部１０３の前面には、図１に示されるように、送信表示灯１０８と、時刻表示部１０４ａと、日付表示部１０４ｂと、送信開始ボタン１０５と、時刻設定ボタン１０６と、強制受信開始ボタン１０７とが設けられている。送信表示灯１０８は、後に詳細に説明するように、第１の時計が光送信を行っているときに点灯または点滅する。時刻表示部１０４ａには、午前と午後との別を示す記号『ＡＭ』または『ＰＭ』、『時』、『分』、『秒』を示す数値がそれぞれ表示される。日付表示部１０４ｂには、西暦で表された『年』、『月』、『日』、『曜日』を示す文字や記号が表示される。送信開始ボタン１０５は、光送信の開始を指示するための操作ボタン、時刻設定ボタン１０６は手動による時刻設定に使用される操作ボタン、強制受信開始ボタン１０７は標準時刻電波の強制受信を指示するための操作ボタンである。

本体部１０３の上部には、図２（ａ）に示されるように、上面が平坦な円形突部である載置台部１０９が設けられると共に、この載置台部１０９には送信窓１１０が設けられている。送信窓１１０は後に詳細に説明するように、光送信の際に、発光素子からの光を外部へと放出するための窓である。載置台部１０９の左右両脇に相当する本体部１０３はやや幅狭とされてくびれ部１１１，１１１が形成されている。また、図２（ｂ）に示されるように、本体部１０３と台座部１０１との間は空所１１２とされている。そのため、後に詳細に説明するように、載置台部１０９の上に腕時計型の第２の時計２を載置すると、その両脇から延びる時計バンド２０９，２０９がくびれ部１１１，１１１にはまり込んで両者の位置決めがなされる。尚、時計バンドとして腕輪式のものが使用された場合には、空所１１２を利用することによって、本体部１０３を腕輪に通すことができ、腕輪をくびれ部１１１の周囲に巻き付けることができる。

第２の時計２は、図３に示されるように、円環状のケース２０１と、ケース２０１の背面開口を塞ぐ裏蓋２０２と、ケース２０１の前面開口を塞ぐカバーガラス２０３と、文字盤２０７と、指針式電子時計を構成するムーブメント２１２とを有する。尚、２０９は時計バンド、２１０は受信開始ボタン、２１１は時刻設定ボタンである。受信開始ボタン２１０は後に詳細に説明するように、受信開始を指示するための操作ボタンである。時刻設定ボタン２１１は、手動による時刻設定を行うための操作ボタンである。

図３（ａ）に示されるように、第２の時計２の裏蓋２０２の適所には、受信窓２０４が設けられている。この受信窓２０４の位置は、図２（ａ）に示される送信窓１１０の位置と対応付けられている。すなわち、第１の時計１の上に第２の時計２が所定の位置決め状態にセットされると、第１の時計１の送信窓１１０と第２の時計２の受信窓２０４とが対向状態とされる。図３（ｂ）に示されるように、受信窓２０４は、裏蓋２０２に貫通孔を開け、これに窓ガラス２０５をはめ込むことによって構成される。受信窓２０４の内部には、受光面を裏蓋側に向けて受光素子２０６が配置されている。この受光素子２０６は、回路基板２０８によって支持されている。

本発明時計システムの電気的ハードウェア構成を示す回路図が図４に示されている。図から明らかなように、この回路図は、第１の時計１側の回路と、第２の時計２側の回路とから構成される。第１の時計１側の回路は、電池１１と、受信アンテナ１２と、コンデンサ１３と、フロントエンド回路１４と、マイクロコンピュータ１５と、送信駆動用トランジスタ１６と、送信開始ボタン１０５に対応する押しボタンスイッチ１０５ａと、時刻設定ボタン１０６に対応する押しボタンスイッチ１０６ａと、強制受信開始ボタン１０７に対応する押しボタンスイッチ１０７ａと、送信表示灯１０８に対応する送信表示用ＬＥＤ１０８ａと、送信窓１１０に対応する送信用ＬＥＤ１１０ａとを含んでいる。

受信アンテナ１２とコンデンサ１３とは、標準時刻電波受信のための共振回路を構成する。フロントエンド回路１４には、標準時刻電波の受信信号を増幅するための増幅回路と、この増幅回路の出力を包絡線検波して標準時刻信号（ＪＪＹ信号）を抽出するための検波回路などを含んでいる。マイクロコンピュータ１５は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースなどを含んで構成されており、ＲＯＭに格納されたシステムプログラムをマイクロプロセッサが実行することによって、第１の時計として必要な各種の機能を実現するように構成されている。尚、ＲＯＭに格納されたシステムプログラムの詳細については、後に図８のフローチャートに従って説明する。

送信駆動用のトランジスタ１６は、後に詳細に説明するように、マイクロコンピュータ１５から出力されるエンコード信号を受けて動作し、送信表示用ＬＥＤ１０８ａと送信用ＬＥＤ１１０ａとの双方を同時に駆動する。これにより、送信用ＬＥＤ１１０ａから発せられた光信号は、第１の時計１の送信窓１１０から外部へと放出される。同時に、送信表示用ＬＥＤ１０８ａが駆動されて、送信表示灯１０８がエンコード信号に同期して駆動され点滅を繰り返すこととなる。

一方、第２の時計側の回路は、電池２１と、受光素子２０６に相当するフォトトランジスタ２０６ａと、フォトトランジスタ２０６ａへの通電路に介在された通電制御用のトランジスタ２３と、マイクロコンピュータ２２と、受信開始ボタン２１０に対応する押しボタンスイッチ２１０ａと、時刻設定ボタン２１１に相当する押しボタンスイッチ２１１ａとを含んで構成される。

マイクロコンピュータ２２は、マイクロプロセッサ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースなどを含んで構成される。マイクロプロセッサは、ＲＯＭに格納された各種のシステムプログラムを実行することによって、第２の時計として必要な各種の機能を実現する。尚、ＲＯＭに格納されたシステムプログラムの詳細については、後に図９または図１０などを参照して説明することとする。

通電制御用のトランジスタ２３は、光信号を受信するとき以外は、フォトトランジスタ２０６ａに流れる電流を遮断して、無駄な電力消費をなくすためのものである。尚、マイクロコンピュータ２２の出力ポートに空きがあるような場合には、マイクロコンピュータ２２の外部に別途トランジスタを用意せずとも、図５に示されるように、出力ポートを構成するＣＭＯＳドライバ２５によって電流制御用トランジスタを構成してもよい。

次に、第１の時計１から第２の時計２へと時刻情報などを送信する際の光通信に使用される送信コードを表にして示す図が図６に、各コードの詳細を表にして示す図が図７にそれぞれ示されている。

図６から明らかなように、光通信に使用される送信コードは８バイト構成とされており、１バイト目は『秒』、２バイト目は『分』、３バイト目は『時』、４バイト目は『日』、５バイト目は『月・００秒ｏｒ０５秒』、６バイト目は『年』、７バイト目は『サマータイム・曜日』、８バイト目は『パリティ』にそれぞれ割り当てられている。

１バイト目の０ビット〜６ビットのそれぞれには、１秒、２秒、４秒、８秒、１０秒、２０秒、４０秒の重み付けが付与されており、“１”が立てられたビットの重み付け値の総和によって『秒』の値が決定される。

２バイト目の０ビット〜６ビットのそれぞれにも、１分、２分、４分、８分、１０分、２０分、４０分の重み付けがそれぞれ付与されており、“１”が立てられたビットの重み付け値の総和によって『分』の値が決定される。

３バイト目の０ビット〜５ビットのそれぞれにも、１時、２時、４時、８時、１０時、２０時の重み付けがそれぞれ付与されており、“１”が立てられたビットの重み付け値の総和によって『時』の値が決定される。

４バイト目の０ビット〜５ビットにも１日、２日、４日、８日、１０日、２０日の重み付けがそれぞれ付与されており、“１”が立てられたビットの重み付け値の総和によって『日』の値が決定される。

５バイト目の０ビット〜３ビットのそれぞれにも、１月、２月、４月、８月の重み付けがそれぞれ付与されており、“１”が立てられたビットの重み付け知の総和によって『月』の値が決定される。

６バイト目の０ビット〜７ビットのそれぞれにも、１年、２年、４年、８年、１０年、２０年、４０年、８０年の重み付けがそれぞれ付与されており、“１”が立てられたビットの重み付け値の総和によって『年』の値が決定される。

また、５バイト目の５ビットはコードの出力タイミングを表しており、図７（ａ）に示されるように、５バイト目の５ビットが“０”のときコードの出力タイミングは０．０秒とされるのに対し、“１”のときには、コードの出力タイミングは０．５秒となる。つまり、この５バイト目の５ビットを“０”とするか“１”とするかによって、コードの出力タイミングを０．５秒シフトさせることができる。

また、７バイト目の０ビット及び１ビットはサマータイム情報に割り当てられている。この例では、図７（ｂ）に示されるように、７バイト目の０ビット及び１ビットの値は、６日以内に夏時間への変更なしの場合００、６日以内に夏時間への変更がある場合１０、夏時間実施中は０１、６日内に夏時間終了の場合は１１とされる。

７バイト目の４〜６ビットは『曜日』に割り当てられている。図７（ｃ）に示されるように、７バイト目の４ビット〜６ビットの値は、日曜日は０００、月曜日は１００、火曜日は０１０、水曜日は１１０、木曜日は００１、金曜日は１０１、土曜日は０１１と設定されている。

尚、８バイト目はパリティに割り当てられており、図７（ｄ）に示されるように、それぞれ１バイト目から８バイト目までの総和がパリティとして格納される。

次に、図４の回路図において、マイクロコンピュータ１５から送信駆動用トランジスタ１６へと与えられるエンコード信号の送信フォーマットを示す図が図１１に、同エンコード信号の一具体例を示す図が図１２に、同エンコード信号の二値化規則の説明図が図１３にそれぞれ示されている。

図１１に示されるように、エンコード信号の１サイクルは、スタートコードを表す連続“１”に割り当てられた１３４ｍｓと、『秒』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『分』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『時』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『日』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『月・タイミング』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『年』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『冬夏時間・曜日』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『パリティ』を表す８ビットに割り当てられた４０ｍｓと、『エンドコード』を表す連続“０”に割り当てられた４４ｍｓとから構成されている。

図１３に示されるように、エンコード信号の二値化規則としては、１ビットを５ｍｓに割り当ててなるいわゆるＲＺコードが採用されており、具体的には各ビットの立ち上がりから２ｍｓ後の状態が“Ｈ”であるならば“１”、“Ｌ”であるならば“０”と決められている。このような二値化規則に従って作成されたエンコード信号の１サイクル分の一具体例が図１２に示されている。この例にあっては、図６及び図７に示す送信コード変換規則、並びに図１１及び図１３に示す送信フォーマット及び二値化規則に従うことによって、『２００４年４月２７日火曜日１３時２１分３２．５秒冬時間』に相当するエンコード信号の１サイクル分が表されている。

次に、第１の時計側の処理を示すフローチャートが図８に、第２の時計側の処理を示すフローチャート（その１）が図９に、受信動作時における指針表示態様の説明図（その１）が図１４にそれぞれ示されている。それらの図を参照しながら、本発明時計システムの動作を以下に説明する。

第１の時計１において、電池１１の装着により電源が投入されると、公知の手法により、受信動作（ステップ８０１）及び時刻修正動作（ステップ８０２）が実行される。この受信動作（ステップ８０１）においては、当業者にはよく知られているように、受信アンテナ１２及びフロントエンド回路１４を介して取得されたＪＪＹ信号を解読することによって、ＪＪＹ信号に含まれる現在時刻情報の取得が行われる。時刻修正処理（ステップ８０２）においては、標準時刻電波（ＪＪＹ電波）の受信により取得された標準時刻情報により基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する処理が実行される。

以後、時計（計時）処理（ステップ８０３）が実行されることによって、基準振動子（水晶振動子）に基づいて時刻情報を生成する処理が実行される。こうして生成された時刻情報は時刻表示処理（ステップ８０３−１）の実行により、時刻表示部１０４ａ並びに日付表示部１０４ｂへと表示される。尚、この状態において時刻設定ボタン１０６が操作されれば、公知の手法により手動による時刻修正が行われ、また強制受信開始ボタン１０７が操作されれば、ＪＪＹ電波の受信が強制的に行われ、これにより標準時刻情報に基づく時刻修正が行われる。

以後、時計（計時）処理（ステップ８０３）及び時刻表示処理（ステップ８０３−１）を実行しつつ、自動受信時刻の到来（ステップ８０３−２）並びに送信開始ボタンの操作（ステップ８０３）を待機する状態となる。この状態において、自動受信時刻が到来すれば（ステップ８０３−２ＹＥＳ）、再び受信動作（ステップ８０１）並びに時刻修正処理（ステップ８０２）が実行されることによって、現在時刻の修正が行われる。このように、第１の時計にあっては、基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能と、標準時刻電波の受信により取得された標準時刻情報により基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する機能とが具備されている。

一方、第２の時計２の側においても、電池２１の装着により電源が投入されると、表示時刻リセットのために１２時合わせを行った後（ステップ９０１）、時計（計時）処理（ステップ９０２）が実行される。この時計（計時）処理（ステップ９０２）においては、基準振動子（水晶振動子）に基づいて時刻情報を生成すると共に、こうして生成された時刻情報を時刻表示処理（ステップ９０２−１）の実行により、図示しない指針駆動部を介して針位置により表示する。以後、受信開始ボタン２１０が操作されるのを待機する状態となる（ステップ９０２−２ＮＯ）。このように、第２の時計については、基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能は有するものの、標準時刻電波を受信する機能は有していない。

次に、第１の時計１を用いて第２の時計２の時刻修正を行う場合について説明する。この場合、図１に示されるように、第２の時計２を第１の時計１の載置台部１０９に乗せ、その両側へ延びる時計バンド２０９，２０９を第１の時計１側のくびれ部１１１，１１１に装着する。すると、第１の時計１側の送信窓１１０と第２の時計２側の受信窓２０４とが対向する状態となる。この状態においては、第１の時計１側の発光素子である送信用ＬＥＤ１１０ａと第２の時計側の受光素子に相当するフォトトランジスタ２０６ａとは数ｍｍ〜１ｃｍの距離を隔てて対向する状態とされる。尚、このように第２の時計２が第１の時計１の所定位置にセットされたことを、別途光電スイッチ等の検出器で検出し、送信開始トリガ信号を発生するようにしてもよい。

この状態において、第１の時計１の送信開始ボタン１０５及び第２の時計２の受信開始ボタン２１０が操作されると、第１の時計１の側においては、押しボタンスイッチ１０５ａのオン出力（トリガ信号に相当）に基づいて、送信開始ボタンが押されたことの確認（ステップ８０３−３）が行われると共に、第２の時計２の側においても受信開始ボタンが押されたことの確認（ステップ９０２−２）が行われ、以後光通信を利用した時刻修正処理が実行される。

すなわち、図８において、押しボタンスイッチ１０５ａのオン出力（トリガ信号に相当）に基づいて、送信開始ボタンが押されたことの確認が行われると（ステップ８０３−３ＹＥＳ）、続いて自動受信動作中であるか否かの判定が行われる（ステップ８０４）。ここで、ＪＪＹ電波の受信完了には、通常、２〜３分程度の時間が必要であり、その完了を待つとすれば、その分だけ第２の時計における時刻修正処理を起動させることができず、利用者を長時間待たせてしまう結果となる。そこで、この実施形態においては、送信開始ボタンが押された後、自動受信動作中であると判定されると（ステップ８０４ＹＥＳ）、その受信動作が中断または停止される（ステップ８０５）。ここで、『受信動作の中断』とは、後述する光送信処理が終了した後に受信動作を再開することを意味しており、『受信動作の停止』とは、光通信処理が終了しても受信動作は再開しないことを意味している。第１の時計側において電源に余裕がある場合であれば、頻繁にＪＪＹ電波の受信による時刻修正を行うことができるため、自動受信による時刻修正を１回ぐらい省いてもさほど大きな時刻誤差は生じないから受信動作を停止させることができる一方、電源に余裕のない場合には１日に１回程度の割でしか時刻修正を行うことができないため、そのような場合には自動受信動作を中断し、光通信終了後に再開させればよいであろう。

光通信による時刻情報の送信を開始する場合、まずタイマを始動する（ステップ８０６）。このタイマは、光送信に必要な最低時間と利用者が第２の時計を第１の時計にセットする場合の余裕時間等を考慮して決定すればよく、この例にあっては５秒〜１５秒程度に設定することができる。以後、タイマの動作が完了するのを待機しつつ（ステップ８０７）、ステップ８０３で計時された現在時刻情報を光通信を利用して第１の時計１から第２の時計２へと送り込む処理が実行される。同時に、モニタランプ（送信表示灯１０８）を点灯（点滅）させることによって、光送信中であることを利用者に提示する（ステップ８０８）。

先に説明したように、第１の時計１から第２の時計２への現在時刻情報の送信は、図６及び図７に示される送信コード、及び図１１〜図１３に示される送信フォーマット並びに二値化規則に従って行われる。加えて、図１１及び図１２に示されるエンコード信号は、図４に示される送信駆動用トランジスタ１６のベースへと直接に供給されて行われる。換言すれば、トランジスタ１６と送信用ＬＥＤ１１０ａとで構成される光送信回路は、送信開始ボタン１０５の操作に基づき送信開始トリガ信号が発生されるのに応答して、エンコード信号（図１１及び図１２参照）により発光素子である送信用ＬＥＤ１１０ａをタイマで定められた所定時間に限り駆動することにより、エンコード信号をベースバンドのままでサイクリックに光送信することを可能とするのである。

図８に戻って、タイマが動作完了すると（ステップ８０７ＹＥＳ）、それまで自動受信動作が中断中であったかどうかの判定が行われ（ステップ８０９）、ここで中断中でなければ（ステップ８０９ＮＯ）、時計（計時）処理（ステップ８０３）の復帰が行われる。これに対して、中断中であると判定された場合には（ステップ８０９ＹＥＳ）、電源投入直後の状態に戻って、受信動作（ステップ８０１）及び時刻修正処理（ステップ８０２）が実行された後、時計（計時）処理（ステップ８０３）への復帰が行われ、以後同様な動作が繰り返し実行されるのである。

このように、第１の時計１にあっては、水晶振動子に基づいて時刻情報を生成する機能（ステップ８０３）と、標準時刻電波の受信により取得された標準時刻情報により水晶振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する機能（ステップ８０１，８０２）とを有することに加え、所定の操作子（送信開始ボタン１０５）が操作されるのに応答して、または所定の検出器により第２の時計２が第１の時計１の所定位置にセットされたことが検出されるのに応答して、送信開始トリガ信号を発生するトリガ発生手段（ステップ８０３−３）と、光信号を送信するための発光素子（送信用ＬＥＤ１１０ａ）と、現在時刻情報を所定のコード化規則（図６及び図７参照）に従ってエンコードすることによりエンコード信号（図１１〜図１３参照）を生成するエンコード手段（ステップ８０８）と、トリガ手段から送信開始トリガ信号が発生されるのに応答して、エンコード信号により発光素子を所定時間に限り駆動することにより、エンコード信号をベースバンドのままでサイクリックに光送信する光送信回路（トランジスタ１６及び送信用ＬＥＤ１１０ａ）とを有し、かつ標準時刻電波の受信中に送信開始トリガ信号が発生したときには、標準時刻電波の受信を中断または停止して、光送信回路によるエンコード信号の光送信を優先するように仕組まれているのである（ステップ８０４，８０５）。

次に、第２の時計２の側の動作について図９のフローチャート及び図１４の説明図（その１）を参照して説明する。いま仮に、第２の時計２の側の時刻が『１時２５分２０秒』であったものもと想定する（０−０）。この状態において、受信開始ボタン２１０が操作されると、受信開始ボタンが押されたものとの確認が行われ（ステップ９０２−２ＹＥＳ）、図１４（２−０）に示されるように、秒針は３０秒位置へ移動して運針を停止する。この秒針の挙動に基づいて、利用者は受信開始ボタン２１０の操作が受け付けられたことを確認することができる。

第１の時計１から光送信された現在時刻情報を受信するためには、まずタイマの始動処理（ステップ９０４）及び受信回路の通電処理（ステップ９０５）を実行する。タイマは受信継続時間を決定するためのものであり、現在時刻情報の受信に必要な最低時間及び第２の時計２を第１の時計１の所定位置にセットする際の操作時間等を考慮して決定され、この例にあっては５秒〜１５秒程度に設定される。受信回路通電処理（ステップ９０５）は、フォトトランジスタ２０６ａと抵抗２４とからなる光受信回路に対する動作電源を供給するためのものであり、具体的にはこの受信回路通電処理（ステップ９０５）によって、それまでオフ状態を維持していたトランジスタ２３がオン状態に切り替わることとなる。つまり、電源が投入された後、光受信処理が開始するまでの間、トランジスタ２３はオフ状態に維持され、フォトトランジスタ２０６ａと抵抗２４とからなる光受信回路では電力消費が０とされ、無駄なバッテリの消耗を防止している。

以後、タイマが動作完了するまでの間（ステップ９０６ＮＯ）、または信号読み取りが完了するまでの間（ステップ９１０ＮＯ）、フォトトランジスタ２０６ａのエミッタ側から取り出された受信信号を解読（デコード）する処理（ステップ９０９）が繰り返し実行される。この間に受信信号の解読（読み取り）が完了すると（ステップ９１０ＹＥＳ）、受信回路非通電処理（ステップ９１１）を実行した後、解読された現在時刻情報に基づいてステップ９０２で取得された計時時刻を修正する処理（ステップ９１２）を実行する。受信回路非通電処理（ステップ９１１）が実行されると、それまでオン状態とされたトランジスタ２３はオフ状態とされ、これによりフォトトランジスタ２０６ａと抵抗２４とからなる光受信回路における電力消費は再び０となる。また、計時時刻修正処理（ステップ９１２）によって、現在時刻は標準時刻電波を介して取得された標準時刻によって正確に修正される。修正が完了すると、図１４（３−０）に示されるように、秒針は０秒位置に移動して一定時間停止され、しかる後図１４（３−１）に示されるように、指針表示時刻は計時時刻に合わせられ（ステップ９１４）、しかる後時計（計時）処理（ステップ９０２）へと復帰する。このように、現在時刻情報の受信解読に成功し（ステップ９１０ＹＥＳ）、計時時刻が修正された場合には（ステップ９１２）、図１４（３−０）に示されるように、秒針は０秒位置に移動して一定時間停止されるため、このことに基づいて時刻修正に成功したことを利用者は確認することができる。

一方、受信信号の解読が完了しないまま（ステップ９１０ＮＯ）、タイマの動作が完了した場合には（ステップ９０６ＹＥＳ）、受信回路非通電処理（ステップ９０７）が実行された後、計時時刻修正処理を経ることなく、表示時刻は計時時刻に合わせられ（ステップ９０８）、しかる後時計（計時）処理（ステップ９０２）への復帰が行われる。

このように、第２の時計２にあっては、時刻修正を指示するための操作子（受信開始ボタン２１０）と、光信号を受信するための受光素子（フォトトランジスタ２０６ａ）と、受光素子を介して光信号を受信して光電変換することによりエンコード信号を再生する光受信回路（フォトトランジスタ２０６ａと抵抗２４とで構成）と、再生されたエンコード信号を所定のコード化規則に従ってデコードすることにより現在時刻情報を生成するデコード手段（受信信号解読処理（ステップ９０９））と、デコード手段から得られた現在時刻情報により、水晶振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する時刻修正手段（ステップ９１２）と、操作子が操作されたことを少なくとも条件として、所定時間（ステップ９０６ＹＥＳ）または所定時間内であって受信完了に至るまでの間（ステップ９１０ＹＥＳ）に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する給電制御手段（ステップ９０５，９１１，９０７）とを有するものである。

そのため、光受信回路における電力消費は必要最小限に制限されるため、電池２１の消耗を極力回避して、一般に大容量電池を搭載することが困難な婦人用腕時計などにおいても、電波時計と同じ精度を維持することが可能となる。

加えて、第１の時計１から第２の時計２への現在時刻の時刻情報の光送信はエンコード信号をベースバンドのままで送信するものであるから、第２の時計２の側では受光素子を介して光信号を受信して光電変換するだけでエンコード信号を簡単に再生することができ、受信用の増幅回路、その後段のリミッタ回路、フィルタ回路、検波回路、波形整形回路などが一切不要であるため、その分だけ低コスト製造が可能となる。

次に、第２の時計２側の処理の別の例を図１０のフローチャート及び図１５の説明図を参照して説明する。この例にあっては、受信開始ボタン２１０が押されたことが確認されたとしても（ステップ１００２−３ＹＥＳ）、直ちに光受信動作を開始することなく、さらに以前の信号読み取り完了から規定の時間が経過したか否かを判定し（ステップ１００３）、規定の時間が経過した場合に限り（ステップ１００３ＹＥＳ）、先の例と同様にして、光受信動作を開始するようにしている。その他の処理については、先に説明した図９の例と同様であるから説明は省略する。

すなわち、図１５の説明図（その２）において、（２−０）、（２−１）、（３−０）、（３−１）は、図１４の説明図（その１）における（２−０）、（２−１）、（３−０）、（３−１）と同様である。これに対して、図１５における（１−０）、（１−１）は新たに設けられたものである。つまり、受信開始ボタン２１０が押された後、以前の信号読み取り完了から規定の時間が経過していない場合には、図１５（１−０）に示されるように、秒針は０秒位置に直ちに移動して一定時間停止し、しかる後図１５（１−１）に示されるように、通常運針状態へと復帰する。これにより、利用者は最新の修正時点から間もないことを確認することができると共に、頻繁な時刻修正動作によって無駄に電池２１を消耗することがなくなり、一層の節電を達成することができる。

以上の各実施形態の説明でも明らかなように、本発明によれば、電波時計と同じ精度を維持しつつ、より低価格で小型な腕時計を提供できるというこの種の時計システムの基本的な作用効果に加えて、電波置き時計（第１の時計１）から通常腕時計（第２の時計２）への現在時刻情報の光送信はエンコード信号をベースバンドのままで送信するものであるから、通常腕時計（第２の時計２）の側では、受光素子であるフォトトランジスタ２０６ａを介して光信号を受信して光電変換するだけでエンコード信号（図１２参照）を簡単に再生することができ、受信用の増幅回路、その後段のリミッタ回路、フィルタ回路、検波回路、波形整形回路などが一切不要であるため、その分だけ低コスト製造が可能となる。

加えて、通常腕時計（第２の時計２）の側では、操作子である受信開始ボタン２１０が操作されたことを少なくとも条件として、タイマで規定される所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路（フォトトランジスタ２０６ａと抵抗２４とで構成）に対して動作電源を供給するため、光受信回路は受信時以外では無駄な電力を消費することがなくなり、比較的に小容量バッテリによる長時間使用が可能となり、婦人用腕時計などとして好適なものとなる。

さらに、図１０に示される例にあっては、第２の時計２における給電制御手段（ステップ１００８，１０１２，１０１４）は、受信開始ボタン２１０が操作されたことに加えて、過去所定時間内に時刻修正が行われていないことを条件として（ステップ１００３ＹＥＳ）、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了までの間に限り、光受信回路に対する動作電源を供給するようにしたため、利用者が頻繁に受信開始ボタン２１０を操作したような場合であっても、電池２１の無駄な電力消費を回避して、より一層節電効果を上げることができる。

この発明によれば、電波時計と同じ精度を維持しつつ、より低価格で小型な腕時計を提供できるというこの種の時計システムの基本的な作用効果に加えて、回路構成の簡素化による低コスト製造、及び比較的に小容量バッテリによる長時間使用が可能となり、婦人用腕時計などとして好適なものとなる。

第１の時計に第２の時計がセットされた状態を示す正面図である。 第１の時計の外観構成図である。 第２の時計の構成図である。 時計システムの電気的ハードウェア構成を示す回路図である。 通電制御部の変形例を示す回路図である。 光通信に使用される送信コードを表にして示す図である。 各コードの詳細を表にして示す図である。 第１の時計側の処理を示すフローチャートである。 第２の時計側の処理を示すフローチャート（その１）である。 第２の時計側の処理を示すフローチャート（その２）である。 エンコード信号の送信フォーマットを示す図である。 エンコード信号の一具体例を示す図である。 エンコード信号の二値化規則の説明図である。 受信動作時における指針表示態様の説明図（その１）である。 受信動作時における指針表示態様の説明図（その２）である。

符号の説明

１ 第１の時計
２ 第２の時計
１１ 電池
１２ 受信アンテナ
１３ コンデンサ
１４ フロントエンド回路
１５ マイクロコンピュータ
１６ 送信駆動用トランジスタ
２１ 電池
２２ マイクロコンピュータ
２３ 通電制御用トランジスタ
２４ 抵抗素子
２５ ＣＭＯＳドライバ
１０１ 台座部
１０２ 支柱部
１０３ 本体部
１０４ａ 時刻表示部
１０４ｂ 日付表示部
１０５ 送信開始ボタン
１０５ａ 押しボタンスイッチ
１０６ 時刻設定ボタン
１０６ａ 押しボタンスイッチ
１０７ 強制受信開始ボタン
１０７ａ 押しボタンスイッチ
１０８ 送信表示灯
１０８ａ 送信表示用ＬＥＤ
１０９ 載置台部
１１０ 送信窓
１１０ａ 送信用ＬＥＤ
１１１ くびれ部
１１２ 空所
２０１ 環状ケース
２０２ 裏蓋
２０３ カバーガラス
２０４ 受信窓
２０５ 窓ガラス
２０６ 受光素子
２０６ａ 受信用フォトトランジスタ
２０７ 文字盤
２０８ 回路基板
２０９ 時計バンド
２１０ 受信開始ボタン
２１０ａ 押しボタンスイッチ
２１１ａ 押しボタンスイッチ
２１１ 時刻設定ボタン

Claims (6)

1. 基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能と、標準時刻電波の受信により取得された標準時刻情報により基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する機能と、を有する置き時計型の第１の時計と、
   基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能は有するものの、標準時刻電波を受信する機能は有しない腕時計型の第２の時計とを含み、
   第１の時計は、
   所定の操作子が操作されるのに応答して、又は所定の検出器により第２の時計が第１の時計の所定位置にセットされたことが検出されるのに応答して、送信開始トリガ信号を発生するトリガ手段と、
   光信号を送信するための発光素子と、
   現在時刻情報を所定のコード化規則に従ってエンコードすることによりエンコード信号を生成するエンコード手段と、
   トリガ手段から送信開始トリガ信号が発生されるのに応答して、エンコード信号により発光素子を所定時間に限り駆動することにより、エンコード信号をベースバンドのままでサイクリックに光送信する光送信回路とを有し、かつ
   標準時刻電波の受信中に送信開始トリガ信号が発生したときには、標準時刻電波の受信を中断又は停止して、光送信回路によるエンコード信号の光送信を優先するように仕組まれており、
   第２の時計は、
   時刻修正を指示するための操作子と、
   光信号を受信するための受光素子と、
   受光素子を介して光信号を受信して光電変換することによりエンコード信号を再生する光受信回路と、
   再生されたエンコード信号を所定のコード化規則に従ってデコードすることより現在時刻情報を生成するデコード手段と、
   デコード手段から得られた現在時刻情報により、基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する時刻修正手段と、
   操作子が操作されたことを少なくとも条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する給電制御手段とを有する、ことを特徴とする時計システム。
2. 第２の時計における給電制御手段は、操作子が操作されたことに加えて、過去所定時間内に時刻修正が行われていないことを条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了までの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載の時計システム。
3. 第１の時計は、光送信中であることを示す表示器を有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の時計システム。
4. 基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能は有するものの、標準時刻電波を受信する機能は有しない腕時計であって、
   時刻修正を指示するための操作子と、
   光信号を受信するための受光素子と、
   受光素子を介して光信号を受信して光電変換することによりエンコード信号を再生する光受信回路と、
   再生されたエンコード信号を所定のコード化規則に従ってデコードすることより現在時刻情報を生成するデコード手段と、
   デコード手段から得られた現在時刻情報により、基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する時刻修正手段と、
   操作子が操作されたことを少なくとも条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する給電制御手段とを有する、ことを特徴とする腕時計。
5. 給電制御手段は、操作子が操作されたことに加えて、過去所定時間内に時刻修正が行われていないことを条件として、所定時間に限り又は所定時間内であって受信完了に至るまでの間に限り、光受信回路に対して動作電源を供給する、ことを特徴とする請求項４に記載の腕時計。
6. 基準振動子に基づいて時刻情報を生成する機能と、標準時刻電波の受信により取得された標準時刻情報により基準振動子に基づいて生成された時刻情報を修正する機能と、を有する置き時計であって、
   所定の操作子が操作されるのに応答して、又は所定の検出器により腕時計が所定位置にセットされたことが検出されるのに応答して、送信開始トリガ信号を発生するトリガ手段と、
   光信号を送信するための発光素子と、
   現在時刻情報を所定のコード化規則に従ってエンコードすることによりエンコード信号を生成するエンコード手段と、
   トリガ手段から送信開始トリガ信号が発生されるのに応答して、エンコード信号により発光素子を所定時間に限り駆動することにより、エンコード信号をベースバンドのままでサイクリックに光送信する光送信回路と、
   光送信中であることを示す表示器とを有し、かつ
   標準時刻電波の受信中に送信開始トリガ信号が発生したときには、標準時刻電波の受信を中断又は停止して、光送信回路によるエンコード信号の光送信を優先する、ことを特徴とする置き時計。

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