JP2008096259A - 電波修正時計および電波修正時計の簡易修正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】標準電波を受信して行なう時刻修正の補助的方法、或いは、このような時刻修正の例えば一定期間における代替手法として一層の簡素化が図られ、且つ、省電力が図られる簡易修正機能を備えた電波修正時計および電波修正時計の簡易修正方法を提供する。
【解決手段】外部から供給される時刻情報（１０１→１０２→１０３）に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作を所定の第一時点と第二時点とにおいて行う（１０４）と共に、前記第二時点において前記第一時点からの経過時間と前記第二時点における修正幅とを認識して当該経過時間および修正幅を表すデータを保持し（１０６）、該保持されたデータによる経過時間（１０７）と修正幅との相関に基づいて、前記時刻情報の供給を外部から新たに受けることなく現時刻を修正する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、標準電波を受信して該受信された標準電波に基づいて自己が計時している現時刻を修正する電波修正時計、および、このような電波修正時計の簡易修正方法に関する。

例えば、原子周波数標準器を内蔵する人工衛星からの電波あるいはこれに類する超高精度の時刻信号が得られない期間においても、自走状態にある内部発振器の周波数確度の劣化を防止して計時動作の精度を維持しようとする技術が既に種々提案されている。
一つの提案は、外部からの基準信号を受けて電圧制御型水晶発振器の電圧制御入力端を制御して、外部の高精度な基準信号に同期追従させて高精度な計時に適合する基準周波数を発生する場合において、正常受信状態が維持されている期間内に、外部の基準信号と、内部の電圧制御型水晶発振器とを同期比較した位相差データを蓄積しておき、受信不能状態にある期間では、蓄積した位相差データから電圧制御型水晶発振器の発振周波数の経時変化に係る推移量を特定し、この推移量から自走状態にある電圧制御型水晶発振器の発振周波数の経時変化に係る変動を補正して、受信不能状態においても高精度な基準周波数の発生を長時間維持することができるようにするといったものである（特許文献１参照）。
特開平１１−２７１４７６号公報（段落０００４〜段落０００７、図１）

しかしながら、上述の特許文献１に提案の技術では、事実上ＧＰＳから時刻修正情報を得るシステムを前提にしており、電波を受信できなかった場合の自立補正方法として、正常受信状態において外部の基準信号と内部の電圧制御型水晶発振器とを同期比較した位相差データを蓄積しておき、受信不能状態では、蓄積した位相差データから電圧制御型水晶発振器の発振周波数の経時変化に係る推移量を特定して補正をかけるという手法であり、その構成は甚だ複雑である。

本発明は叙上のような状況に鑑みてなされたものであり、標準電波を受信して行なう時刻修正の補助的方法、或いは、このような時刻修正の例えば一定期間における代替手法として一層の簡素化が図られ、且つ、省電力が図られる簡易修正機能を備えた電波修正時計および電波修正時計の簡易修正方法を提供することを目的としている。

上記課題を解決するべく、本願では次に列記するような技術を提案する。
（１）継続的に計時動作を行なうと共に外部から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作が繰り返し行われ得るように構成された時刻計時部を備えた電波修正時計であって、
標準時刻信号を含む標準電波を受信する電波受信部と、
前記電波受信部で受信された標準電波から標準時刻信号を抽出する標準時刻信号抽出部と、
前記時刻計時部における前記時刻修正動作が完了した第一時点を表すデータと、前記第一時点よりもよりも後に前記時刻修正動作を再開する第二時点を表すデータと、前記標準時刻信号抽出部で抽出された標準時刻信号に依拠した現時刻と前記時刻計時部によって計時されている現時刻との差分を前記第二時点で検出した差分データとをそれぞれ保持する差分関連データ保持部と、
前記差分関連データ保持部に保持された前記第一時点から前記第二時点までの時間間隔を算出する時間間隔測定部と、
前記差分関連データ保持部に保持された前記差分データと前記時間間隔測定部で算出された時間間隔を表すデータとに基づいて前記時刻修正動作が行われてからの経過時間と前記差分との相関を算出する相関演算部と、を備え、
前記時刻計時部は、前記時刻情報が供給されない期間においても前記相関演算部で算出された相関を表すデータに基づいて現時刻を修正する簡易修正動作を行うように構成されていることを特徴とする電波修正時計。

上記（１）の電波修正時計では、時刻計時部において、継続的に計時動作を行なうと共に外部から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作が繰り返し行われ得る。
ここに、外部から供給される時刻情報は、通常の場合、電波受信部で受信された標準時刻信号を含む標準電波から、標準時刻信号抽出部によって標準時刻信号が抽出され、該抽出された標準時刻信号による時刻情報である。

差分関連データ保持部において、時刻計時部における時刻修正動作が完了した第一時点を表すデータと、この第一時点よりもよりも後に時刻修正動作を再開する第二時点を表すデータと、標準時刻信号抽出部で抽出された標準時刻信号に依拠した現時刻と時刻計時部によって計時されている現時刻との差分を該第二時点で検出した差分データとがそれぞれ保持される。

時間間隔測定部において、第一時点から第二時点までの時間間隔を、差分関連データ保持部に保持された該当する各時点を表すデータに基づいて算出する。
更に、相関演算部において、差分関連データ保持部に保持された該差分データと時間間隔測定部で算出された経過時間を表すデータとに基づいて（前回の）第一時点で時刻修正動作が行われてからの経過時間と（今回の）第二時点での該差分との相関を算出する。

時刻計時部は、時刻情報が供給されない期間においても相関演算部で算出された相関を表すデータに基づいて現時刻を修正する簡易修正動作を行う。
この簡易修正動作の実行に際しては電波受信部および標準時刻信号抽出部を稼動させることを要しないため、通常の時刻修正動作に比して各段に消費電力が少ないため、通常の時刻修正動作の実行間隔を広く設定し、その間隔内に適宜簡易修正動作を行うことにより、計時動作の精度を一定の水準に維持しつつ、省電力化を図ることが可能になる。

（２）前記時刻計時部は、前記時刻情報が供給されたときには該供給された時刻情報基づいて直ちに時刻修正動作を実行するように構成されていることを特徴とする（１）の電波修正時計。
上記（２）の電波修正時計では、（１）の電波修正時計において特に、時刻情報が供給される都度、直ちに時刻修正が行われ、現時刻の精度に関する水準が維持される。

（３）前記電波受信部は、前記時刻計時部における時刻修正動作が完了して以降次の時刻修正動作を開始する直前までの期間は前記簡易修正動作の実行の有無に関わらず休止状態を維持するように構成されていることを特徴とする（１）〜（２）の何れか一の電波修正時計。
上記（３）の電波修正時計では、（１）〜（２）の何れか一の電波修正時計において特に、時刻計時部における時刻修正動作が完了して以降次の時刻修正動作を開始する直前までの期間は、たとえその期間内に簡易修正動作を実行する場合においても、簡易修正動作には電波受信部で標準時刻信号を受ける必要がないため、電波受信部を継続的に休止状態にして省電力化を図ることができる。

（４）前記時刻計時部は、前記時刻修正動作を間欠的に繰り返し実行し、且つ、前記時刻修正動作の間欠期間内に前記簡易修正動作を実行するように構成されていることを特徴とする（１）〜（３）の何れか一の電波修正時計。
上記（４）の電波修正時計では、（１）〜（３）の何れか一の電波修正時計において特に、時刻計時部は、時刻修正動作を間欠的に繰り返し実行し、且つ、このような時刻修正動作の間欠期間内に電波の受信を要さず電力消費が少ない簡易修正動作を実行するため、継続的な稼動において省電力化が図られる。

（５）前記時刻計時部、前記時間間隔測定部、および、前記相関演算部は、システムコントローラにおけるデジタル情報処理機能によって実現されるように構成されていることを特徴とする（１）〜（４）の何れか一の電波修正時計。
上記（５）の電波修正時計では、（１）〜（４）の何れか一の電波修正時計において特に、時刻計時部、前記時間間隔測定部、および、前記相関演算部は、システムコントローラにおけるデジタル情報処理機能によって実現される構成であるため、設計の自由度が高く、比較的複雑な処理を高精度で行う場合にも適合する装置が実現される。

（６）外部から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作を所定の第一時点と第二時点とにおいて行うと共に、前記第二時点において前記第一時点からの経過時間と前記第二時点における修正幅とを認識して当該経過時間および修正幅を表すデータを保持し、該保持されたデータによる経過時間と修正幅との相関に基づいて、前記時刻情報の供給を外部から新たに受けることなく現時刻を修正することを特徴とする電波修正時計の簡易修正方法。

上記（６）の電波修正時計の簡易修正方法では、所定の第一時点と第二時点とにおいて外部から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作を実行し、第二時点では、第一時点からの経過時間と該第二時点における修正幅とを認識して当該経過時間および修正幅を表すデータを保持し、このようにして保持されたデータによる経過時間と修正幅との相関に基づいて、時刻情報の供給を外部から新たに受けることなく現時刻を修正する。このため、簡易修正方法の実行に際しては標準時刻信号を受信して取得することを要さず、省電力化が図られる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。尚、以下に参照する図においては、便宜上、説明の主題となる要部は適宜誇張し、要部以外については適宜簡略化し乃至省略されている。
図１は、本発明の実施の形態としての電波修正時計の構成を表すブロック図である。
図１の電波修正時計１００は、アンテナ１０１を用いて標準時刻信号を含む標準電波を受信する電波受信部１０２と、この電波受信部１０２で受信された標準電波から標準時刻信号を抽出する標準時刻信号抽出部としてのデコーダ部１０３と、計時手段によって継続的に計時動作を行なうと共に自己の外部たるデコーダ部１０３から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作が繰り返し行われ得るように構成された時刻計時部１０４と、この時刻計時部１０４で計時された現時刻の情報に基づいて時刻表示を行なう表示部１０５を含んで構成されている。

更に、電波修正時計１００には、時刻計時部１０４での時刻修正動作が完了した第一時点Ｔ１を表すデータと、この第一時点Ｔ１よりもよりも後に時刻修正動作を再開する第二時点Ｔ２を表すデータと、デコーダ部１０３で抽出された標準時刻信号に依拠した現時刻と時刻計時部１０４（その内部の計時手段）によって計時されている現時刻との差分Δｔ
を第二時点Ｔ２で検出した差分データとをそれぞれ保持する差分関連データ保持部としてのデータ記憶部１０６が設けられている。

更にまた、第一時点Ｔ１から第二時点Ｔ２までの時間間隔を、差分関連データ保持部に保持された該当する各時点Ｔ１、Ｔ２を表すデータに基づいて算出する時間間隔測定部１０７と、データ記憶部１０６に保持された差分Δｔを表す差分データと時間間隔測定部１０７で算出された経過時間を表すデータとに基づいて（前回の）第一時点Ｔ１で時刻修正動作が行われてからの経過時間（Ｔ１〜Ｔ２）と（今回の）第二時点Ｔ２での該差分Δｔとの相関を算出する相関演算部１０８が設けられている。

上述の時刻計時部１０４は、アンテナ１０１→電波受信部１０２→デコーダ部１０３の経路から上述の時刻情報が供給されない期間においても相関演算部１０８で算出された相関を表すデータに基づいて現時刻を修正する簡易修正動作を行う。
機能毎のブロックとして表された図１の構成において、電波受信部１０２は所謂ＲＦ信号を処理するアナログ回路部と、このアナログ回路部で再生処理されたアナログ信号をデジタル信号に変換する回路部を含んで構成される。また、デコーダ部１０３は、電波受信部１０２から供給されるデジタル信号から標準時刻を表す標準時刻信号を抽出する処理を行うデジタル回路部を含んで構成される。

時刻計時部１０４は、デコーダ部１０３から供給される標準時刻信号を反映させた計時動作を実行するデジタル回路部を含んで構成される。更に、表示部１０５は時刻計時部１０４から供給されるデジタルの現時刻データに基づいてＬＣＤなどの表示素子を用いた表示を行なう。尚、上述の各デジタル回路は、例えば、ＡＳＩＣなどによって構成され得る。
以上の実施の形態において、時刻計時部１０４は、デコーダ部１０３から上述の時刻情報が供給されたときには該供給された時刻情報基づいて直ちに時刻修正動作を実行するように構成され得る。

このように構成すれば、現時刻の精度に関する水準が維持され、且つ、時刻修正動作を実行する（この動作の開始から完了までの時間は、一般的には、実用上同時として扱われ得る）上述の第一時点Ｔ１（繰り返しての時刻修正動作おいてこの時点Ｔ１に該当する各時点）および第二時点Ｔ２（繰り返しての時刻修正動作おいてこの時点Ｔ２に該当する各時点）では、当該時点において、この電波修正時計１００による現時刻は標準時刻に実質的に合致する。

従って、上述の相関演算にも用いることになる第一時点Ｔ１と第二時点Ｔ２との時間間隔（経過時間）は、電波修正時計１００によって計時された第一時点Ｔ１と第二時点に各対応する時刻データに依拠して時間間隔測定部１０７において算出することによって十分な精度を確保することができる。
また、この実施の形態では、時刻計時部１０４における上述の時刻修正動作が完了して以降次の時刻修正動作（簡易修正ではない）を開始する直前までの期間は、簡易修正動作の実行の有無に関わらず、電波受信部１０２およびはデコーダ部１０３休止状態を維持するように構成されている。

簡易修正動作の実行に際しては、アンテナ１０１→電波受信部１０２→デコーダ部１０３の経路から上述の時刻情報を時刻計時部１０４に供給する必要がないため、この経路に係る各部が休止状態にあっても簡易修正動作は所要に応じて支障なく実行され、且つ、電波受信部１０２およびはデコーダ部１０３の休止状態を維持することにより省電力化を図ることができる。
更に、この実施の形態では、時刻計時部１０４は、時刻修正動作（簡易修正ではない）を間欠的に繰り返し実行し、且つ、このような時刻修正動作の間欠期間内に電波の受信を要さず電力消費が少ない簡易修正動作を適宜に実行するように構成されているため、継続的な稼動において省電力化が図られる。

図２は、本発明の電波修正時計の他の実施の形態を表すブロック図である。図２の実施の形態では、図１の実施の形態において各機能毎の回路ブロックにおいて行われる処理がマイクロプロセッサを主体に構成されるシステムコントローラによって実行されるように構成され、全体として、電波修正時計を含む通信機（受信機）を構成している。
アンテナ２０１を用いて標準時刻信号を含む標準電波を受信するＲＦ部２０２と、このＲＦ部２０２で受信され復調されたアナログ信号はＡ／Ｄ変換部２０３でデジタル信号に変換され、該デジタル信号がデジタル信号処理部２１０に供給される。

デジタル信号処理部２１０はＡ／Ｄ変換部２０３から供給されるデジタル信号から映像データ、音声データ、および、標準時刻データを各再生、分離する処理を実行するデジタルベースバンド部２１１と、各種の処理に用いるデータや、処理の過程で得られるデータ、各種の演算に適用する演算式やパラメータ、或いは、ルックアップテーブル等々の各種データを保持するメモリ２１２、デジタルベースバンド部２１１で得た受信画像データを表示に適合する形式に変換する画像処理部２１３、デジタルベースバンド部２１１で得た受信音声データを音声による出力を行うに適合する形式に変換する音声処理部２１４、および、デジタルベースバンド部２１１、画像処理部２１３、および、音声処理部２１４を含む各部の動作を到達的管理すると共に、図１の電波修正時計１００における時刻計時部１０４、時間間隔測定部１０７、および、相関演算部１０８の各機能を自己のデジタル情報処理機能によって実現するシステムコントローラ２１５を含んで構成されている。尚、図１の電波修正時計１００におけるデータ記憶部１０６の機能はシステムコントローラ２１５の制御下でメモリ２１２によって賄われる。

デジタル信号処理部２１０の画像処理部２１３からの出力は表示部２０４に供給されて画像の表示がなされ、音声処理部２１４からの出力は音声出力部２０５に供給されて音声が出力される。
既述のように、全体として、電波修正時計を含む通信機（受信機）として構成された図２お装置は、例えば、携帯電話機、テレビジョン受像機、ラジオ受信機、音声による時報機能を備えた電波時計等の製品携帯を採り得る。

図３は、本発明の電波修正時計の簡易修正方法の実施の形態を表すフローチャートである。
先ず、標準電波に含まれる標準時刻信号を用いて現時刻の修正を行う「電波修正」を選択するか否かを判断し（ステップＳ３０１）、「電波修正」を選択する場合には（ステップＳ３０１：Ｙｅｓ）、受信した標準電波に含まれる標準時刻信号をデコード処理して所定形式のデジタル標準時刻データを得る等の受信電波データ処理を実行する（ステップＳ３０２）。

次いで、ステップＳ３０２で得たデジタル標準時刻データに電波修正時計の内部の自走時刻を合わせ込んでリッセットし（ステップＳ３０３）、処理を終了する。
尚、ステップＳ３０３では、上述のようにデジタル標準時刻データに電波修正時計の内部の自走時刻を合わせ込むに際して、認識しているデジタル標準時刻データおよび電波修正時計の内部の自走時刻、或いはまた、デジタル標準時刻データＺｎと自走時刻Ｙｎとの差分（ずれ量）を表すデータを保持しておき、後の処理に適用することができるようにしてもよい。

ステップＳ３０１で、「電波修正」を行わない場合には（ステップＳ３０１：Ｎｏ）、時刻のずれ量の累積データを利用して現時刻の修正を行うか否かを判断し（ステップＳ３０４）、累積データを利用して現時刻の修正を行うと判断した場合には（ステップＳ３０４：Ｙｅｓ）、一定の期間に亘って累積したずれ量の累積値のデータと、当該期間のデータとに基づいて、所定の単位期間における平均ずれ量を算出する（ステップＳ３０５）。
次いで、ステップＳ３０５で得た所定の単位期間における平均ずれ量のデータを用いて電波修正時計の内部の自走時刻を修正してリッセットし（ステップＳ３０６）、処理を終了する。

一方、ステップＳ３０４で累積データを利用しないで現時刻の修正を行うと判断した場合には（ステップＳ３０４：Ｎｏ）、「電波修正」を行った都度のずれ量Ｙｎ−Ｚｎを算出する処理（ステップＳ３０７ａ）と、先行する「電波修正」を行った時点とその直後の順に後続する「電波修正」を行った時点との時間間隔（期間：（Ｚｎ）−（Ｚｎ−１））を算出する処理（ステップＳ３０７ｂ）と、該時間間隔（期間：（Ｚｎ）−（Ｚｎ−１））でのずれ量の推移を算出する処理（期間：（Ｙｎ−Ｚｎ）−（Ｙｎ−１−Ｚｎ−１））（ステップＳ３０７ｃ）と、を含むずれ量の変化傾向推定処理を実行し（ステップＳ３０７）、ステップＳ３０７で得たずれ量の変化傾向から補間演算によって電波修正時計の内部の自走時刻を修正してリッセットし（ステップＳ３０６）、処理を終了する。

上記におけるステップＳ３０５の処理もステップＳ３０７の処理も、経過時間とこれに対応する修正幅（即ち、ずれ量）との相関を求める処理であると言える。
従って、ステップＳ３０４以降の処理は、所定の第一時点と第二時点とにおいて外部から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作を実行し、第二時点では、第一時点からの経過時間と該第二時点における修正幅とを認識して当該経過時間および修正幅を表すデータを保持し、このようにして保持されたデータによる経過時間と修正幅との相関に基づいて、時刻情報の供給を外部から新たに受けることなく現時刻を修正する電波修正時計の簡易修正方法の処理である。

本発明の実施の形態としての電波修正時計の構成を表すブロック図である。 本発明の電波修正時計の他の実施の形態を表すブロック図である。 本発明の電波修正時計の簡易修正方法の実施の形態を表すフローチャートである。

符号の説明

１０１，２０１…アンテナ １０２…電波受信部 １０３…デコーダ部 １０４…時刻計時部 １０５…表示部 １０６…データ記憶部 １０７…時間間隔測定部 １０８…相関演算部 ２０２…ＲＦ部 ２０３…Ａ／Ｄ変換部 ２０４…表示部 ２０５…音声出力部
２１０…デジタル信号処理部 ２１１…デジタルベースバンド部 ２１２…メモリ ２１３…画像処理部 ２１４…音声処理部 ２１５…システムコントローラ

Claims (6)

1. 継続的に計時動作を行なうと共に外部から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作が繰り返し行われ得るように構成された時刻計時部を備えた電波修正時計であって、
   標準時刻信号を含む標準電波を受信する電波受信部と、
   前記電波受信部で受信された標準電波から標準時刻信号を抽出する標準時刻信号抽出部と、
   前記時刻計時部における前記時刻修正動作が完了した第一時点を表すデータと、前記第一時点よりもよりも後に前記時刻修正動作を再開する第二時点を表すデータと、前記標準時刻信号抽出部で抽出された標準時刻信号に依拠した現時刻と前記時刻計時部によって計時されている現時刻との差分を前記第二時点で検出した差分データとをそれぞれ保持する差分関連データ保持部と、
   前記差分関連データ保持部に保持された前記第一時点から前記第二時点までの時間間隔を算出する時間間隔測定部と、
   前記差分関連データ保持部に保持された前記差分データと前記時間間隔測定部で算出された時間間隔を表すデータとに基づいて前記時刻修正動作が行われてからの経過時間と前記差分との相関を算出する相関演算部と、を備え、
   前記時刻計時部は、前記時刻情報が供給されない期間においても前記相関演算部で算出された相関を表すデータに基づいて現時刻を修正する簡易修正動作を行うように構成されていることを特徴とする電波修正時計。
2. 前記時刻計時部は、前記時刻情報が供給されたときには該供給された時刻情報基づいて直ちに時刻修正動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１の電波修正時計。
3. 前記電波受信部は、前記時刻計時部における時刻修正動作が完了して以降次の時刻修正動作を開始する直前までの期間は前記簡易修正動作の実行の有無に関わらず休止状態を維持するように構成されていることを特徴とする請求項１〜２の何れか一項に記載の電波修正時計。
4. 前記時刻計時部は、前記時刻修正動作を間欠的に繰り返し実行し、且つ、前記時刻修正動作の間欠期間内に前記簡易修正動作を実行するように構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の電波修正時計。
5. 前記時刻計時部、前記時間間隔測定部、および、前記相関演算部は、システムコントローラにおけるデジタル情報処理機能によって実現されるように構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電波修正時計。
6. 外部から供給される時刻情報に基づいて現時刻を修正する時刻修正動作を所定の第一時点と第二時点とにおいて行うと共に、前記第二時点において前記第一時点からの経過時間と前記第二時点における修正幅とを認識して当該経過時間および修正幅を表すデータを保持し、該保持されたデータによる経過時間と修正幅との相関に基づいて、前記時刻情報の供給を外部から新たに受けることなく現時刻を修正することを特徴とする電波修正時計の簡易修正方法。

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