JP2014163817A - 衛星信号受信装置、電子時計及び衛星信号受信方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、衛星信号の受信頻度を向上しつつ無駄な受信処理を抑制できる衛星信号受信装置、電子時計及び衛星信号受信方法を提供することにある。
【解決手段】衛星信号受信装置10は、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信回路30と、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセル22と、ソーラーセル22に入射する光の照度が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で予め設定された照度閾値以上である場合、受信回路30を制御して衛星信号の受信処理を開始させる。
【選択図】図3
【解決手段】衛星信号受信装置10は、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信回路30と、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセル22と、ソーラーセル22に入射する光の照度が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で予め設定された照度閾値以上である場合、受信回路30を制御して衛星信号の受信処理を開始させる。
【選択図】図3
Description
本発明は、GPS衛星等の位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する衛星信号受信装置と、この衛星信号受信装置を用いた電子時計及び衛星信号受信方法に関する。
GPS(Global Positioning System)衛星からの衛星信号を受信して時刻修正や測位を行う電子機器が知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような電子機器として、例えば、腕時計のように、使用者と共に移動する機器を想定した場合、電子機器が屋内や地下街等の衛星信号を受信できない環境に移動していることが考えられる。
このような電子機器として、例えば、腕時計のように、使用者と共に移動する機器を想定した場合、電子機器が屋内や地下街等の衛星信号を受信できない環境に移動していることが考えられる。
このような衛星信号を受信できない環境で受信処理を行うと、電力を無駄に消費してしまう。特に、腕時計のように電池駆動の電子機器では、持続時間確保や、電池サイズの小型化のために、消費電流を低減する必要があり、無駄な受信処理を避ける必要があった。
このため、特許文献1では、屋内よりも屋外の方が環境光の照度が高いことに着目し、電子機器にソーラーパネルを設け、ソーラーパネルに入射する光の照度が予め設定された照度閾値以上である場合に、電子機器が屋外に配置されていると判断し、衛星信号の受信処理を行うようにしていた。
このため、特許文献1では、屋内よりも屋外の方が環境光の照度が高いことに着目し、電子機器にソーラーパネルを設け、ソーラーパネルに入射する光の照度が予め設定された照度閾値以上である場合に、電子機器が屋外に配置されていると判断し、衛星信号の受信処理を行うようにしていた。
ここで、特許文献1では、電子機器が屋外に配置されていることを判断するための上記照度閾値は5000Lxに設定されている。しかしながらこの設定では、例えば曇りや雨の日のように太陽光が弱い場合、電子機器が屋外に配置されているにもかかわらず、屋内に配置されていると間違って判断され、衛星信号の受信処理が行われないことがある。この場合、衛星信号の受信頻度が低下してしまい、時刻修正の頻度も低下し、時刻指示精度が低下してしまう。
また、受信頻度を高くするには、上記照度閾値を低くすることが考えられるが、当該照度閾値を過剰に低くした場合は、電子機器が屋内に配置されているにもかかわらず、屋外に配置されていると間違って判断され、衛星信号の受信処理が行われることがある。この場合は、衛星信号を受信できない環境で、衛星信号の受信処理が行われることとなる。つまり、衛星信号の無駄な受信処理が行われることとなり、電子機器の消費電力が増大してしまう。
また、受信頻度を高くするには、上記照度閾値を低くすることが考えられるが、当該照度閾値を過剰に低くした場合は、電子機器が屋内に配置されているにもかかわらず、屋外に配置されていると間違って判断され、衛星信号の受信処理が行われることがある。この場合は、衛星信号を受信できない環境で、衛星信号の受信処理が行われることとなる。つまり、衛星信号の無駄な受信処理が行われることとなり、電子機器の消費電力が増大してしまう。
本発明の目的は、衛星信号の受信頻度を向上しつつ無駄な受信処理を抑制できる衛星信号受信装置、電子時計及び衛星信号受信方法を提供することにある。
本発明の衛星信号受信装置は、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信部と、光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセルと、前記ソーラーセルに入射する光の照度が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で予め設定された照度閾値以上である場合、前記受信部を制御して前記衛星信号の受信処理を開始させる制御部を備えることを特徴とする。
本発明によれば、照度閾値が5000Lx未満に設定されているため、衛星信号受信装置が屋外に配置されている場合、曇りや雨の日等、太陽光が弱い日であっても、ソーラーセルに入射する光の照度は照度閾値以上となり、制御部は受信処理を開始させる。これにより、衛星信号の受信頻度を向上できる。
また、住宅や商店等における照明の照度には、維持照度(ある面の平均照度を、使用期間中に下回らないように維持すべき値)が設定されているが、維持照度が1000Lx以上である場所はほとんどない。このため、環境光の照度が1000Lx以上である場合は、屋内ではなく屋外であると判断できる。
本発明によれば、照度閾値が1000Lx以上に設定されるため、衛星信号受信装置が屋内に配置されている場合、極めて高い確率でソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値未満となり、制御部は受信処理を開始させない。これにより、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、衛星信号受信装置の消費電力を低減できる。
また、住宅や商店等における照明の照度には、維持照度(ある面の平均照度を、使用期間中に下回らないように維持すべき値)が設定されているが、維持照度が1000Lx以上である場所はほとんどない。このため、環境光の照度が1000Lx以上である場合は、屋内ではなく屋外であると判断できる。
本発明によれば、照度閾値が1000Lx以上に設定されるため、衛星信号受信装置が屋内に配置されている場合、極めて高い確率でソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値未満となり、制御部は受信処理を開始させない。これにより、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、衛星信号受信装置の消費電力を低減できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記制御部は、前記ソーラーセルに入射する光の照度が前記照度閾値以上の場合であって、且つ、一定時間経過後の前記ソーラーセルに入射する光の照度が前記照度閾値以上である場合、前記受信処理を開始させることが好ましい。
本発明によれば、例えば一定時間継続してソーラーセルに照度閾値以上の光が入射しなければ制御部は受信処理を開始させない。このため、屋内において、例えば使用者が窓際を通過した際等、ソーラーセルに入射する光の照度が瞬間的に大きくなる場合は、制御部は受信処理を開始させない。これにより、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、衛星信号受信装置の消費電力をさらに低減できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記制御部は、前記受信処理中の前記ソーラーセルに入射する光の照度が前記照度閾値未満である場合、前記受信処理を終了させることが好ましい。
本発明によれば、例えば、受信処理中に衛星信号受信装置が屋外から屋内に移動する等して、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値未満になると、制御部は受信処理を終了させる。これにより、衛星信号を受信できない環境で受信処理が継続して行われるような状態を避けることができ、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、衛星信号受信装置の消費電力をさらに低減できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記制御部は、前記受信処理に失敗した場合には、前記照度閾値をより値の高い高照度閾値に変更し、前記ソーラーセルに入射する光の照度が、前記高照度閾値以上である場合、前記受信処理を開始させることが好ましい。
例えば、衛星信号受信装置が、照度が特別高い屋内に配置されている場合、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値以上となり受信処理が開始されるものの、受信処理が失敗することが想定される。
このような場合、本発明によれば、制御部が照度閾値をより値の高い高照度閾値に変更する。これにより、次回以降、ソーラーセルに入射する光の照度が高照度閾値未満となり、受信処理が開始されないことを期待できる。このため、衛星信号の無駄な受信処理を抑制でき、衛星信号受信装置の消費電力をさらに低減できる。
また、衛星信号受信装置が一般的な照度の環境で使用される場合には、照度閾値が高照度閾値に変更される機会は少なく、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定された照度閾値に基づいて前記判定が行われるため、衛星信号の受信頻度を向上でき、さらに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。
このような場合、本発明によれば、制御部が照度閾値をより値の高い高照度閾値に変更する。これにより、次回以降、ソーラーセルに入射する光の照度が高照度閾値未満となり、受信処理が開始されないことを期待できる。このため、衛星信号の無駄な受信処理を抑制でき、衛星信号受信装置の消費電力をさらに低減できる。
また、衛星信号受信装置が一般的な照度の環境で使用される場合には、照度閾値が高照度閾値に変更される機会は少なく、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定された照度閾値に基づいて前記判定が行われるため、衛星信号の受信頻度を向上でき、さらに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記高照度閾値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されていることが好ましい。
本発明によれば、照度閾値が高照度閾値に変更されている場合にも、前述した通り、衛星信号の受信頻度を向上できるとともに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。
本発明の衛星信号受信装置において、前記ソーラーセルの発電状態を検出する発電状態検出部を有し、前記制御部は、前記発電状態検出部で検出される検出値を、前記照度閾値及び前記ソーラーセルの使用期間に基づいて決定される閾値レベルと比較することで、前記ソーラーセルに入射する光の照度が、前記照度閾値以上であるか否かを判定することが好ましい。
ソーラーセルの使用期間が長くなれば、ソーラーセルが劣化して電力変換効率が落ちる。このため、ソーラーセルに同じ照度の光が入射していても、発電状態検出部で検出される検出値は低い値となる。
このため、検出値を常に同じ値の閾値レベルと比較する場合は、ソーラーセルの使用期間が長くなると、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値以上であるにもかかわらず、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値未満であると間違って判定されてしまうことがある。
これに対して、本発明によれば、照度閾値及びソーラーセルの使用期間に基づいて閾値レベルが決定される。例えば、ソーラーセルの使用期間が長くなるに従って、閾値レベルは低くなる。このため、ソーラーセルの使用期間が長くなっても、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値以上であるか否かの判定を精度よく行うことができる。
このため、検出値を常に同じ値の閾値レベルと比較する場合は、ソーラーセルの使用期間が長くなると、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値以上であるにもかかわらず、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値未満であると間違って判定されてしまうことがある。
これに対して、本発明によれば、照度閾値及びソーラーセルの使用期間に基づいて閾値レベルが決定される。例えば、ソーラーセルの使用期間が長くなるに従って、閾値レベルは低くなる。このため、ソーラーセルの使用期間が長くなっても、ソーラーセルに入射する光の照度が照度閾値以上であるか否かの判定を精度よく行うことができる。
本発明の電子時計は、前記衛星信号受信装置と、時刻を計時する計時部と、前記計時部で計時する時刻を表示する時刻表示部と、を備え、前記制御部は、前記受信処理により時刻情報の取得に成功した場合に、取得した前記時刻情報によって前記計時部が計時している時刻を修正することを特徴とする。
本発明によれば、前記衛星信号受信装置を備えているため、衛星信号の受信頻度を向上できる。従って、時刻修正の頻度も向上し、時刻指示精度を向上できる。また、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できるので、電子時計の消費電力を低減できる。
本発明の衛星信号受信方法は、ソーラーセルに光が入射するステップと、前記ソーラーセルに入射する光の照度が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で予め設定された照度閾値以上である場合、衛星信号の受信処理を開始させるステップと、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、前記衛星信号受信装置と同様に、衛星信号の受信頻度を向上できる。さらに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、衛星信号受信装置の消費電力を低減できる。
以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る衛星信号受信装置を有する電子時計1の正面図であり、図2は電子時計1の概略断面図である。
図1に示すように、電子時計1は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星100のうち、少なくとも1つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、少なくとも3つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して位置情報を取得するように構成されている。なお、GPS衛星100は、本発明における位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約30個のGPS衛星100が周回している。
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る衛星信号受信装置を有する電子時計1の正面図であり、図2は電子時計1の概略断面図である。
図1に示すように、電子時計1は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星100のうち、少なくとも1つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、少なくとも3つのGPS衛星100からの衛星信号を受信して位置情報を取得するように構成されている。なお、GPS衛星100は、本発明における位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約30個のGPS衛星100が周回している。
[電子時計]
図1から明らかなように、電子時計1は、使用者の手首に装着される腕時計であり、文字板11及び指針12(時刻表示部)を備え、時刻を計時して表示する。
文字板11の大部分は、光及び1.5GHz帯のマイクロ波が透過し易い非金属の材料(例えば、プラスチックまたはガラス)で形成されている。
指針12は、文字板11の表面側に設けられている。また、指針12は、回転軸13を中心に回転移動する秒針121、分針122及び時針123を含み、歯車を介してステップモーターで駆動される。
図1から明らかなように、電子時計1は、使用者の手首に装着される腕時計であり、文字板11及び指針12(時刻表示部)を備え、時刻を計時して表示する。
文字板11の大部分は、光及び1.5GHz帯のマイクロ波が透過し易い非金属の材料(例えば、プラスチックまたはガラス)で形成されている。
指針12は、文字板11の表面側に設けられている。また、指針12は、回転軸13を中心に回転移動する秒針121、分針122及び時針123を含み、歯車を介してステップモーターで駆動される。
[操作部の操作]
電子時計1では、リューズ14やボタン15、16を有する操作部70の手動操作に応じた処理が実行される。具体的には、リューズ14が操作されると、その操作に応じて表示時刻を修正する手動修正処理が実行される。また、ボタン15が長時間(例えば3秒以上の時間)にわたって押されると、衛星信号を受信するための手動受信処理(強制受信処理)が実行される。
また、ボタン16が押されると、受信モード(測時モードまたは測位モード)を切り替える切替処理が実行される。ここで測時モードとは、衛星信号から時刻情報を取得するモードである。また、測位モードとは、衛星信号に基づいて測位演算することで位置情報を取得し、かつ衛星信号から時刻情報を取得するモードである。なお、測位モードにおいて、衛星信号から時刻情報を取得しなくてもよい。この際、測位モードに設定された場合には、秒針121が「Fix」の位置(10秒位置)に移動し、測時モードに設定された場合には、秒針121が「Time」の位置(5秒位置)に移動する。このため、使用者は設定された受信モードを容易に確認できる。
電子時計1では、リューズ14やボタン15、16を有する操作部70の手動操作に応じた処理が実行される。具体的には、リューズ14が操作されると、その操作に応じて表示時刻を修正する手動修正処理が実行される。また、ボタン15が長時間(例えば3秒以上の時間)にわたって押されると、衛星信号を受信するための手動受信処理(強制受信処理)が実行される。
また、ボタン16が押されると、受信モード(測時モードまたは測位モード)を切り替える切替処理が実行される。ここで測時モードとは、衛星信号から時刻情報を取得するモードである。また、測位モードとは、衛星信号に基づいて測位演算することで位置情報を取得し、かつ衛星信号から時刻情報を取得するモードである。なお、測位モードにおいて、衛星信号から時刻情報を取得しなくてもよい。この際、測位モードに設定された場合には、秒針121が「Fix」の位置(10秒位置)に移動し、測時モードに設定された場合には、秒針121が「Time」の位置(5秒位置)に移動する。このため、使用者は設定された受信モードを容易に確認できる。
また、ボタン15が短時間(例えば3秒未満)押されると、前回の受信処理の結果を表示する結果表示処理が行われる。すなわち、測位モードで受信成功の場合には、秒針121が「Fix」(10秒位置)の位置に移動し、測時モードで受信成功の場合には、秒針121が「Time」(5秒位置)の位置に移動する。また、受信失敗の場合には秒針121が「N」の位置(20秒位置)に移動する。
なお、これらの秒針121による指示は受信中も行われる。測位モードで受信中は秒針121が「Fix」の位置(10秒位置)に移動し、測時モードで受信中は秒針121が「Time」の位置(5秒位置)に移動する。また、GPS衛星100が捕捉できない場合は秒針121が「N」の位置(20秒位置)に移動する。
なお、これらの秒針121による指示は受信中も行われる。測位モードで受信中は秒針121が「Fix」の位置(10秒位置)に移動し、測時モードで受信中は秒針121が「Time」の位置(5秒位置)に移動する。また、GPS衛星100が捕捉できない場合は秒針121が「N」の位置(20秒位置)に移動する。
[電子時計の構造]
図2に示すように、電子時計1は、ステンレス鋼(SUS)やチタンなどの金属で構成された外装ケース17を備えている。外装ケース17は、略円筒状に形成されている。外装ケース17の表面側の開口には、ベゼル18を介して表面ガラス19が取り付けられている。ベゼル18は、衛星信号の受信性能を向上させるためにセラミックスなどの非金属材料で構成される。外装ケース17の裏面側の開口には、裏蓋20が取り付けられている。外装ケース17の内部には、ムーブメント21、ソーラーセル22、GPSアンテナ23、二次電池24などが配置されている。なお、使用者の手首に装着されたとき、電子時計1の手首に装着された側を「裏面側」、その反対側(指針を視認可能な側)を「表面側」とする。
図2に示すように、電子時計1は、ステンレス鋼(SUS)やチタンなどの金属で構成された外装ケース17を備えている。外装ケース17は、略円筒状に形成されている。外装ケース17の表面側の開口には、ベゼル18を介して表面ガラス19が取り付けられている。ベゼル18は、衛星信号の受信性能を向上させるためにセラミックスなどの非金属材料で構成される。外装ケース17の裏面側の開口には、裏蓋20が取り付けられている。外装ケース17の内部には、ムーブメント21、ソーラーセル22、GPSアンテナ23、二次電池24などが配置されている。なお、使用者の手首に装着されたとき、電子時計1の手首に装着された側を「裏面側」、その反対側(指針を視認可能な側)を「表面側」とする。
ムーブメント21は、指針12を駆動するステップモーターや輪列211を含む駆動機構210を備えて構成されている。ステップモーターは、モーターコイル212、ステーター、ローターなどで構成されており、輪列211や回転軸13を介して指針12を駆動する。
ムーブメント21の裏蓋20側には、回路基板25が配置されている。
回路基板25には、GPSアンテナ23で受信した衛星信号を処理する受信回路30と、前記受信回路30やステップモーターの駆動制御などの各種の制御を行う制御回路40などが取り付けられている。受信回路30や制御回路40は、二次電池24から供給される電力で駆動される。
回路基板25には、GPSアンテナ23で受信した衛星信号を処理する受信回路30と、前記受信回路30やステップモーターの駆動制御などの各種の制御を行う制御回路40などが取り付けられている。受信回路30や制御回路40は、二次電池24から供給される電力で駆動される。
[ソーラーセル]
ソーラーセル22は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光発電を行う光発電素子である。ソーラーセル22は、発生した電力を出力するための電極を備え、文字板11の裏面側に配置されている。文字板11の大部分は、光が透過し易い材料で形成されているから、ソーラーセル22は、表面ガラス19及び文字板11を透過した光を受光して光発電を行うことができる。
ソーラーセル22は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光発電を行う光発電素子である。ソーラーセル22は、発生した電力を出力するための電極を備え、文字板11の裏面側に配置されている。文字板11の大部分は、光が透過し易い材料で形成されているから、ソーラーセル22は、表面ガラス19及び文字板11を透過した光を受光して光発電を行うことができる。
ソーラーセル22は、ソーラーパネル支持基板220で支持されている。ソーラーパネル支持基板220は、例えば、BS(真鍮)、SUS(ステンレス鋼)、チタン合金などの金属材料により形成される厚さ寸法が例えば0.1mmの導電性基板である。このことにより、ソーラーパネル支持基板220は、近接して配置されるGPSアンテナ23と同じ電流分布となってGPSアンテナ23の一部として機能する。
このソーラーパネル支持基板220は、外装ケース17に接触しないように組み込まれる。すなわち、ソーラーパネル支持基板220は、外周縁が外装ケース17の内周面と離間して接触することなく配置される。
このソーラーパネル支持基板220は、外装ケース17に接触しないように組み込まれる。すなわち、ソーラーパネル支持基板220は、外周縁が外装ケース17の内周面と離間して接触することなく配置される。
ソーラーセル22は、導通コイルばね22Aを介して回路基板25に導通され、ソーラーセル22で発電された電流は、導通コイルばね22Aを介して二次電池24に蓄電される。
文字板11及びソーラーセル22は、各々の外周径がダイヤルリング140の内周径に合わせて形成され、各々の外周はダイヤルリング140で隠されているので、ソーラーパネル支持基板220が外部から視認されることはない。また、ソーラーパネル支持基板220の外形寸法は、ソーラーセル22や文字板11よりも大きな寸法とされ、前記GPSアンテナ23の下面位置まで拡大されている。
文字板11及びソーラーセル22は、各々の外周径がダイヤルリング140の内周径に合わせて形成され、各々の外周はダイヤルリング140で隠されているので、ソーラーパネル支持基板220が外部から視認されることはない。また、ソーラーパネル支持基板220の外形寸法は、ソーラーセル22や文字板11よりも大きな寸法とされ、前記GPSアンテナ23の下面位置まで拡大されている。
[GPSアンテナ]
GPSアンテナ23は、矩形断面形状を有するリング状の誘電体基材231を備え、その表面にアンテナ電極232が形成されたリングアンテナである。
誘電体基材231は、電波の波長を短縮させるものであり、例えばアルミナ(εr=8.5)を主成分としたセラミックスや、マイカを成分としたセラミックスである、いわゆるマイカレックス(εr=6.5〜9.5)、ガラス(εr=5.4〜9.9)、ダイヤモンド(εr=5.68)などで構成できる。
GPSアンテナ23は、矩形断面形状を有するリング状の誘電体基材231を備え、その表面にアンテナ電極232が形成されたリングアンテナである。
誘電体基材231は、電波の波長を短縮させるものであり、例えばアルミナ(εr=8.5)を主成分としたセラミックスや、マイカを成分としたセラミックスである、いわゆるマイカレックス(εr=6.5〜9.5)、ガラス(εr=5.4〜9.9)、ダイヤモンド(εr=5.68)などで構成できる。
アンテナ電極232は、誘電体基材231の表面に、銅や銀などの導電性の金属素子を印刷したり、銀や銅などの導電性の金属板を誘電体基材231の表面に貼り付けたりすることで、誘電体基材231に線状に一体的に形成される。なお、アンテナ電極232は、誘電体基材231の表面に無電解めっきでパターン形成することで形成してもよい。
アンテナ電極232には、接続ピン31が接触されている。この接続ピン31は、略円筒状の接続基部32に挿入されている。接続基部32は、回路基板25上のプリント配線に接続されて立設されている。
接続ピン31及び接続基部32は、プリント配線を介して受信回路30に電気的に接続されている。接続基部32は、筒内部に例えばコイルばねなどの付勢部材が設けられており、接続基部32に挿入された接続ピン31をアンテナ電極232側に付勢している。これにより、接続ピン31は、アンテナ電極232の給電点に押圧され、例えば電子時計1に衝撃が加わった際でも、接続ピン31とアンテナ電極232との接続状態が維持される。
接続ピン31及び接続基部32は、プリント配線を介して受信回路30に電気的に接続されている。接続基部32は、筒内部に例えばコイルばねなどの付勢部材が設けられており、接続基部32に挿入された接続ピン31をアンテナ電極232側に付勢している。これにより、接続ピン31は、アンテナ電極232の給電点に押圧され、例えば電子時計1に衝撃が加わった際でも、接続ピン31とアンテナ電極232との接続状態が維持される。
本実施形態において、導電性部材製の裏蓋20はGPSアンテナ23のグランド板(反射板)を兼ねている。裏蓋20は、ムーブメント21に設けられた接地端子26に導通している。接地端子26は、ムーブメント21の受信回路30のグランド電位に接続している。このため、裏蓋20は、接地端子26を介して受信回路30のグランド電位に電気的に接続しており、表面ガラス19側から入射する電波をGPSアンテナ23に向かって反射させるグランド板(反射板)として機能する。なお、裏蓋20に接触している導電性部材の外装ケース17もグランド電位となるため、外装ケース17もグランド板として機能する。
さらに、裏蓋20及び外装ケース17が金属製なので、グランド板として機能する他に、使用者の腕に装着した場合のGPSアンテナ23への影響を回避できる。つまり、ケースがプラスチックケースだと、近傍にある腕の影響を受けて装着時と非装着時でGPSアンテナ23の共振周波数が変動し、性能差が出て好ましくない。しかし、ケースが金属製なので、そのシールド効果により腕の影響を回避でき、本実施形態では装着時と非装着時とのアンテナ特性に差が殆どなく、安定した受信性能が得られる。ただし、プラスチックケースを採用することも可能である。
さらに、裏蓋20及び外装ケース17が金属製なので、グランド板として機能する他に、使用者の腕に装着した場合のGPSアンテナ23への影響を回避できる。つまり、ケースがプラスチックケースだと、近傍にある腕の影響を受けて装着時と非装着時でGPSアンテナ23の共振周波数が変動し、性能差が出て好ましくない。しかし、ケースが金属製なので、そのシールド効果により腕の影響を回避でき、本実施形態では装着時と非装着時とのアンテナ特性に差が殆どなく、安定した受信性能が得られる。ただし、プラスチックケースを採用することも可能である。
[二次電池]
二次電池24は、電子時計1の電源であり、ソーラーセル22で発生した電力を蓄積する。
電子時計1では、ソーラーセル22の二つの電極と二次電池24の二つの電極とを、二本の導通コイルばね22Aによってそれぞれ電気的に接続することが可能であり、接続時には、ソーラーセル22の光発電によって二次電池24が充電される。なお、本実施形態では、二次電池24として、携帯機器に好適なリチウムイオン電池を用いているが、リチウムポリマー電池や他の二次電池を用いてもよいし、二次電池とは異なる蓄電体(例えば容量素子)を用いてもよい。
二次電池24は、電子時計1の電源であり、ソーラーセル22で発生した電力を蓄積する。
電子時計1では、ソーラーセル22の二つの電極と二次電池24の二つの電極とを、二本の導通コイルばね22Aによってそれぞれ電気的に接続することが可能であり、接続時には、ソーラーセル22の光発電によって二次電池24が充電される。なお、本実施形態では、二次電池24として、携帯機器に好適なリチウムイオン電池を用いているが、リチウムポリマー電池や他の二次電池を用いてもよいし、二次電池とは異なる蓄電体(例えば容量素子)を用いてもよい。
[衛星信号受信装置の回路構成]
図3は、電子時計1における衛星信号受信装置10の回路構成を示すブロック図である。この図に示すように、衛星信号受信装置10は、ソーラーセル22と、二次電池24と、受信回路30(受信部)と、制御回路40(制御部)と、ダイオード41と、充電制御用スイッチ42と、充電状態検出回路43(充電状態検出部)と、発電状態検出回路44(発電状態検出部)と、計時部50とを備えている。
図3は、電子時計1における衛星信号受信装置10の回路構成を示すブロック図である。この図に示すように、衛星信号受信装置10は、ソーラーセル22と、二次電池24と、受信回路30(受信部)と、制御回路40(制御部)と、ダイオード41と、充電制御用スイッチ42と、充電状態検出回路43(充電状態検出部)と、発電状態検出回路44(発電状態検出部)と、計時部50とを備えている。
制御回路40は、衛星信号受信装置10を制御するためのCPUで構成されている。この制御回路40は、後述するように、受信回路30を制御して受信処理を実行する。また、制御回路40は、充電状態検出回路43、発電状態検出回路44の動作を制御する。
ダイオード41は、ソーラーセル22と二次電池24とを電気的に接続する経路に設けられ、ソーラーセル22から二次電池24への電流(順方向電流)を遮断せずに、二次電池24からソーラーセル22への電流(逆方向電流)を遮断する。なお、順方向電流が流れるのは、二次電池24の電圧よりもソーラーセル22の電圧が高い場合、すなわちソーラーセル22に光が入射している状態である充電時に限られる。また、ダイオード41に代えて電界効果トランジスター(FET)を採用してもよい。
充電制御用スイッチ42は、ソーラーセル22から二次電池24への電流の経路を接続及び切断するものであり、ソーラーセル22と二次電池24とを電気的に接続する経路に設けられたスイッチング素子421を備えている。スイッチング素子421がオフ状態からオン状態に遷移するとオン(接続)し、スイッチング素子421がオン状態からオフ状態へ遷移するとオフ(切断)する。
例えば、過充電により電池特性が劣化する状態にならないよう、二次電池24の電池電圧が所定値以上となる場合には、充電制御用スイッチ42をオフする。
例えば、過充電により電池特性が劣化する状態にならないよう、二次電池24の電池電圧が所定値以上となる場合には、充電制御用スイッチ42をオフする。
スイッチング素子421は、pチャネル型のトランジスターであり、ゲート電圧Vg1がローレベルの場合にはオン状態となり、ハイレベルの場合にはオフ状態となる。ゲート電圧Vg1は、制御回路40に制御される。
充電状態検出回路43は、充電状態の検出タイミングを指定する2値の制御信号CTL1に基づいて作動し、ソーラーセル22から二次電池24への充電の状態(充電状態)を検出し、検出結果RS1を制御回路40へ出力する。充電状態は「充電中」または「非充電中」であり、その検出は電池電圧VCCと充電制御用スイッチ42がオンのときのソーラーセル22のPVINとに基づいて行われる。例えば、ダイオード41の降下電圧をVthとし、スイッチング素子421のオン抵抗を無視したとき、PVIN−Vth>VCCの場合には「充電中」と判定し、PVIN−Vth≦VCCの場合には「非充電中」と判定することができる。
本実施形態では、制御信号CTL1は、周期が1秒のパルス信号であり、充電状態検出回路43は、制御信号CTL1がハイレベルの期間において充電状態の検出を行う。つまり、充電状態検出回路43は、充電制御用スイッチ42を接続状態に維持したまま、充電状態の検出を1秒周期で繰り返し行う。
なお、充電状態の検出を間欠的に行うのは、充電状態検出回路43の消費電力量を低減するためである。この低減が不要であれば、充電状態が連続的に検出されるようにしてもよい。充電状態検出回路43は、例えば、コンパレーター、A/Dコンバーター等を用いて構成することができる。
発電状態検出回路44は、電圧の検出タイミングを指定する2値の制御信号CTL2に基づいて作動し、この制御信号CTL2により充電制御用スイッチ42がオフとされた期間においてソーラーセル22の端子電圧PVIN、すなわちソーラーセル22が二次電池24に非接続の状態である開放電圧を検出する。また、発電状態検出回路44は、開放電圧の検出結果RS2を制御回路40へ出力する。発電状態検出回路44は、充電状態検出回路43と同様に、例えば、コンパレーター、A/Dコンバーター等を用いて構成することができる。
計時部50は、ムーブメント21を備え、二次電池24に蓄積された電力で駆動されて計時処理を行う。計時処理では、時刻を計時する一方、計時時刻に応じた時刻(表示時刻)を電子時計1の表面に表示させる。
[制御回路の動作]
このような衛星信号受信装置10における制御回路40の動作について、図4のフローチャートに基づき説明する。
制御回路40は、毎日0時0分0秒に制御を始める。先ず、制御回路40は、一定周期で充電状態検出回路43を作動する(SA11)。本実施形態では、図5に示すように、制御回路40は、1秒間隔の制御信号CTL1を出力し、充電状態検出回路43を作動している。制御信号CTL1が入力されると、充電状態検出回路43は、充電状態であるか否かを示す検出結果RS1を制御回路40に出力する。このため、制御回路40は、充電中であるか否かを判定する(SA12)。なお、充電制御用スイッチ42は、発電状態検出回路44が作動されるタイミングのみオフに切り替えられる。
このような衛星信号受信装置10における制御回路40の動作について、図4のフローチャートに基づき説明する。
制御回路40は、毎日0時0分0秒に制御を始める。先ず、制御回路40は、一定周期で充電状態検出回路43を作動する(SA11)。本実施形態では、図5に示すように、制御回路40は、1秒間隔の制御信号CTL1を出力し、充電状態検出回路43を作動している。制御信号CTL1が入力されると、充電状態検出回路43は、充電状態であるか否かを示す検出結果RS1を制御回路40に出力する。このため、制御回路40は、充電中であるか否かを判定する(SA12)。なお、充電制御用スイッチ42は、発電状態検出回路44が作動されるタイミングのみオフに切り替えられる。
[非充電状態での制御]
電子時計1のソーラーセル22に光が入射していない場合、充電状態検出回路43は「非充電中」の検出結果RS1を制御回路40に出力する。この場合、制御回路40は充電中ではない(SA12:NO)と判定し、制御回路40からはローレベルの制御信号CTL2を出力する。
従って、SA12でNOと判定された場合、制御回路40は、電子時計1が屋外に配置されておらず、衛星信号の受信に適した場所に配置されていない可能性が高いと判断できる。
電子時計1のソーラーセル22に光が入射していない場合、充電状態検出回路43は「非充電中」の検出結果RS1を制御回路40に出力する。この場合、制御回路40は充電中ではない(SA12:NO)と判定し、制御回路40からはローレベルの制御信号CTL2を出力する。
従って、SA12でNOと判定された場合、制御回路40は、電子時計1が屋外に配置されておらず、衛星信号の受信に適した場所に配置されていない可能性が高いと判断できる。
[充電状態での制御]
一方、制御回路40は、SA12で充電状態である(SA12:YES)と判定された場合、発電状態検出回路44を作動する(SA13)。この際、前述の通り、充電制御用スイッチ42は、制御回路40によってオフ状態に切り替えられる。すなわち、制御回路40は、充電状態検出回路43で充電中であることを検出すると、1秒間隔の制御信号CTL2を出力し、発電状態検出回路44を作動する。この際、充電制御用スイッチ42は、制御回路40からの制御信号CTL2によってオフ状態に制御されるので、ソーラーセル22及び発電状態検出回路44は、二次電池24とは切り離される。このため、発電状態検出回路44は、二次電池24の充電電圧の影響を受けることなく、ソーラーセル22に入射する光の照度に対応する開放電圧を検出できる。
なお、充電制御用スイッチ42がオフ状態では充電状態検出回路43によって充電状態を検出できない。このため、制御回路40は、充電状態検出回路43に対する制御信号CTL1の出力タイミングと、発電状態検出回路44に対する制御信号CTL2の出力タイミングとが一致しないように、制御信号CTL1と制御信号CTL2の出力タイミングをずらしている。
一方、制御回路40は、SA12で充電状態である(SA12:YES)と判定された場合、発電状態検出回路44を作動する(SA13)。この際、前述の通り、充電制御用スイッチ42は、制御回路40によってオフ状態に切り替えられる。すなわち、制御回路40は、充電状態検出回路43で充電中であることを検出すると、1秒間隔の制御信号CTL2を出力し、発電状態検出回路44を作動する。この際、充電制御用スイッチ42は、制御回路40からの制御信号CTL2によってオフ状態に制御されるので、ソーラーセル22及び発電状態検出回路44は、二次電池24とは切り離される。このため、発電状態検出回路44は、二次電池24の充電電圧の影響を受けることなく、ソーラーセル22に入射する光の照度に対応する開放電圧を検出できる。
なお、充電制御用スイッチ42がオフ状態では充電状態検出回路43によって充電状態を検出できない。このため、制御回路40は、充電状態検出回路43に対する制御信号CTL1の出力タイミングと、発電状態検出回路44に対する制御信号CTL2の出力タイミングとが一致しないように、制御信号CTL1と制御信号CTL2の出力タイミングをずらしている。
本実施形態では、発電状態検出回路44で検出される開放電圧は、図6に示すように、ソーラーセル22における照度が高くなるほど高くなる。
また、発電状態検出回路44として、ソーラーセル22の開放電圧の代わりにソーラーセル22の短絡電流を検出することで、ソーラーセル22に入射する光の照度を検出する構成を用いてもよい。すなわち、ソーラーセル22における照度が高くなるほど高くなる短絡電流が検出される構成を適用してもよい。なお、短絡電流を検出する構成においても、開放電圧を検出する構成と同様に、充電制御用スイッチ42をオフにしてソーラーセル22と二次電池24とを電気的に切断することで、二次電池24の影響を受けないようにする必要がある。
このような開放電圧及び短絡電流は、ソーラーセル22における出力値と相関関係がある。そこで、本実施形態では、検出値として開放電圧や短絡電流を検出している。
また、発電状態検出回路44として、ソーラーセル22の開放電圧の代わりにソーラーセル22の短絡電流を検出することで、ソーラーセル22に入射する光の照度を検出する構成を用いてもよい。すなわち、ソーラーセル22における照度が高くなるほど高くなる短絡電流が検出される構成を適用してもよい。なお、短絡電流を検出する構成においても、開放電圧を検出する構成と同様に、充電制御用スイッチ42をオフにしてソーラーセル22と二次電池24とを電気的に切断することで、二次電池24の影響を受けないようにする必要がある。
このような開放電圧及び短絡電流は、ソーラーセル22における出力値と相関関係がある。そこで、本実施形態では、検出値として開放電圧や短絡電流を検出している。
制御回路40は、発電状態検出回路44から出力される検出結果RS2により、開放電圧に対応する検出レベルを判定する(SA14)。本実施形態では、制御回路40は検出レベルを図7に示す関係に基づいて判定する。図7では、検出レベルとソーラーセル22の開放電圧と照度との対応関係が示されている。なお、図7における開放電圧と照度は、各検出レベルにおける下限値を表したものである。例えば、制御回路40は、開放電圧が4.8V以上5.0V未満の場合、検出レベルが「2」であり、5.0V以上5.2V未満の場合、検出レベルが「3」であると判定する。
図4に示すように、制御回路40は、SA14で判定して得られた検出レベルが、閾値レベル以上か否かを判定する(SA15)。
ここで、閾値レベルは、図7に示す関係に基づいて、予め設定されている照度閾値に対応した検出レベルに設定されている。なお、照度閾値は、電子時計1が屋内に配置されているか屋外に配置されているかをソーラーセル22に入射する光の照度を基準にして判定するために、予め設定されている閾値である。
すなわち、制御回路40は、検出レベルが閾値レベル以上か否かを判定することで、ソーラーセル22に入射する光の照度が、予め設定された照度閾値以上か否かを判定できる。従って、SA15でNOと判定された場合、制御回路40は、電子時計1が屋外に配置されておらず、衛星信号の受信に適した場所に配置されていない可能性が高いと判断できる。
ここで、照度閾値は、1000Lx(ルクス)以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている。つまり、図7に示す関係では、この範囲の照度に対応する検出レベルは、「2」、「3」、「4」、「5」であるため、閾値レベルはこれらのうちのいずれか1つに設定されている。
ここで、閾値レベルは、図7に示す関係に基づいて、予め設定されている照度閾値に対応した検出レベルに設定されている。なお、照度閾値は、電子時計1が屋内に配置されているか屋外に配置されているかをソーラーセル22に入射する光の照度を基準にして判定するために、予め設定されている閾値である。
すなわち、制御回路40は、検出レベルが閾値レベル以上か否かを判定することで、ソーラーセル22に入射する光の照度が、予め設定された照度閾値以上か否かを判定できる。従って、SA15でNOと判定された場合、制御回路40は、電子時計1が屋外に配置されておらず、衛星信号の受信に適した場所に配置されていない可能性が高いと判断できる。
ここで、照度閾値は、1000Lx(ルクス)以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている。つまり、図7に示す関係では、この範囲の照度に対応する検出レベルは、「2」、「3」、「4」、「5」であるため、閾値レベルはこれらのうちのいずれか1つに設定されている。
ここで、照度閾値を、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定する理由について説明する。
屋外における環境光の照度は、天候や時刻や季節によって変化する。図8に示すように、屋外の照度は、晴の日は夏冬ともに5000Lx以上となるが、夏の雨の日の15時や冬の雨の日等は5000Lxを下回る。このため、例えば、照度閾値が5000Lx以上に設定されていると、夏の雨の日の15時や冬の雨の日等は、電子時計1が屋外に配置されていても、照度が照度閾値未満となるため、屋内に配置されていると間違って判定されてしまう。
これに対して、照度閾値が5000Lx未満に設定されていると、夏の雨の日の15時や冬の雨の日等でも、電子時計1が屋外に配置されていることを検出できる。例えば、照度閾値が1000Lxに設定されていれば、日出1時間後であれば、天候や季節に関係なく、電子時計1が屋外に配置されていることを検出できる。
屋外における環境光の照度は、天候や時刻や季節によって変化する。図8に示すように、屋外の照度は、晴の日は夏冬ともに5000Lx以上となるが、夏の雨の日の15時や冬の雨の日等は5000Lxを下回る。このため、例えば、照度閾値が5000Lx以上に設定されていると、夏の雨の日の15時や冬の雨の日等は、電子時計1が屋外に配置されていても、照度が照度閾値未満となるため、屋内に配置されていると間違って判定されてしまう。
これに対して、照度閾値が5000Lx未満に設定されていると、夏の雨の日の15時や冬の雨の日等でも、電子時計1が屋外に配置されていることを検出できる。例えば、照度閾値が1000Lxに設定されていれば、日出1時間後であれば、天候や季節に関係なく、電子時計1が屋外に配置されていることを検出できる。
また、住宅や商店等における照明の照度には、ISO(International Organization for Standardization)8995、JIS(Japanese Industrial Standards)Z9110にて維持照度(ある面の平均照度を、使用期間中に下回らないように維持すべき値)が設定されている。例えば、小売業の店内における維持照度は、図9に示すように、ISO8995では、200〜750Lxであり、JISZ9110では、500〜750Lxである。また、レストランやホテルのフロントにおける維持照度は、ISO8995では、500Lxであり、JISZ9110では、750Lxである。ISO8995、JISZ9110のその他の項目を参照してみても、「住宅」では、手芸、裁縫、ミシン等の作業が行われる特別な場所を除いて、維持照度が1000Lx以上である場所はほとんどない。また、「商店、百貨店、その他」についても、店内重点陳列等の特別な場所を除いて、維持照度が1000Lx以上である場所はほとんどない。
また、維持照度は、各国において異なった値が設定されている。各国のオフィスや小売店や会議室等の維持照度は、図10に示すように、1000Lxに設定されているフランスの小売店を除いて、いずれも1000Lxを下回っている。
このように、屋内の場合は、環境光の照度が1000Lx以上となることはほとんどない。このため、照度閾値を1000Lx以上とすることで、電子時計1が屋内に位置している場合に、これを正しく判定できる。
以上の理由により、本実施形態では、照度閾値を、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定している。
また、維持照度は、各国において異なった値が設定されている。各国のオフィスや小売店や会議室等の維持照度は、図10に示すように、1000Lxに設定されているフランスの小売店を除いて、いずれも1000Lxを下回っている。
このように、屋内の場合は、環境光の照度が1000Lx以上となることはほとんどない。このため、照度閾値を1000Lx以上とすることで、電子時計1が屋内に位置している場合に、これを正しく判定できる。
以上の理由により、本実施形態では、照度閾値を、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定している。
図4に示すように、SA15で検出レベルが閾値レベル以上でありYESと判定された場合、制御回路40は、一定時間(例えば1秒)経過後、発電状態検出回路44から出力される検出結果RS2により、再度、開放電圧に対応する検出レベルを図7に示す関係に基づいて判定する(SA16)。そして、制御回路40は、SA16で判定して得られた検出レベルが、閾値レベル(SA15の閾値レベルと同じもの)以上か否かを判定する(SA17)。
このようにして、制御回路40は、SA15でYESと判定されてから、一定時間継続してソーラーセル22に照度閾値以上の光が入射しているか否かを判定する。
閾値レベルの設定は例えばSA15で「3」であれば、SA17も「3」と設定される。
このようにして、制御回路40は、SA15でYESと判定されてから、一定時間継続してソーラーセル22に照度閾値以上の光が入射しているか否かを判定する。
閾値レベルの設定は例えばSA15で「3」であれば、SA17も「3」と設定される。
SA12、SA15、及びSA17のいずれかでNOと判定された場合には、現在の時刻が、制御回路40が制御を始めた日の23時59分59秒以前か否か判定する(SA18)。このようにして、制御回路40は、受信処理を行わずに、予め設定された時間が経過したか否か判定する。この実施形態の場合、予め設定された時間は0時0分0秒から23時59分59秒の24時間である。そして、SA18でNOと判定された場合は、SA11に戻り、一定周期で充電状態検出回路43を作動する。
一方で、SA18でYESと判定された場合は処理を終了し、次に制御回路40での処理が開始される制御再開時間まで待機状態に移行する。ここで、制御再開時間は、翌日の0時0分0秒である。
一方で、SA18でYESと判定された場合は処理を終了し、次に制御回路40での処理が開始される制御再開時間まで待機状態に移行する。ここで、制御再開時間は、翌日の0時0分0秒である。
SA17でYESと判定された場合には、電子時計1が屋外に位置していると判断できるので、制御回路40は、受信回路30を作動して衛星信号の受信処理を開始する(SA19)。
なお、SA19で開始される受信処理は、所定の条件に該当した際に自動的に行われる自動受信処理である。この自動受信処理では、測時モードでの受信処理が行われる。すなわち、測位モードでは、位置を検出するために3個以上のGPS衛星100から信号を受信しなければならず、受信処理時間も長くなる。このため、信号受信が終了するまで電子時計1を屋外に配置しておくことが好ましいが、自動受信処理では使用者が受信中であることに気がつかず、受信中であっても屋内に移動してしまうおそれもある。このため、測位モードでの受信は、使用者が意図して受信操作を行った場合のみ、つまり強制受信処理時のみ行うことが好ましい。
一方、測時モードでは、1つのGPS衛星100からの信号受信でも時刻情報を取得でき、受信処理時間も短くできる。従って、使用者が意図しなくても、受信処理を実行することができ、自動受信処理に適している。
なお、SA19で開始される受信処理は、所定の条件に該当した際に自動的に行われる自動受信処理である。この自動受信処理では、測時モードでの受信処理が行われる。すなわち、測位モードでは、位置を検出するために3個以上のGPS衛星100から信号を受信しなければならず、受信処理時間も長くなる。このため、信号受信が終了するまで電子時計1を屋外に配置しておくことが好ましいが、自動受信処理では使用者が受信中であることに気がつかず、受信中であっても屋内に移動してしまうおそれもある。このため、測位モードでの受信は、使用者が意図して受信操作を行った場合のみ、つまり強制受信処理時のみ行うことが好ましい。
一方、測時モードでは、1つのGPS衛星100からの信号受信でも時刻情報を取得でき、受信処理時間も短くできる。従って、使用者が意図しなくても、受信処理を実行することができ、自動受信処理に適している。
制御回路40は、図4に示すように、SA19で開始される受信処理により衛星信号の受信に成功したか否かを判定する(SA20)。
なお、受信回路30では、先ず、GPS衛星100の検索を行い、受信回路30で衛星信号を検出する。そして、衛星信号を検出した場合には、引き続き衛星信号の受信を継続し、時刻情報を受信する。このように時刻情報を受信できた場合には、受信処理により衛星信号の受信に成功したと判定する。それ以外の場合、すなわち、受信回路30で衛星信号が検出されない場合や、時刻情報を受信できなかった場合には、受信処理により衛星信号の受信に失敗したと判定する。
受信処理により衛星信号の受信に成功した(SA20:YES)と判定された場合には、制御回路40は、受信した時刻情報に基づいて計時部50が計時する時刻を修正して(SA21)処理を終了し、制御再開時間である翌日の0時0分0秒まで待機状態に移行する。
一方で、受信処理により衛星信号の受信に失敗した(SA20:NO)と判定された場合には、処理を終了し、制御再開時間である翌日の0時0分0秒まで待機状態に移行する。
なお、受信回路30では、先ず、GPS衛星100の検索を行い、受信回路30で衛星信号を検出する。そして、衛星信号を検出した場合には、引き続き衛星信号の受信を継続し、時刻情報を受信する。このように時刻情報を受信できた場合には、受信処理により衛星信号の受信に成功したと判定する。それ以外の場合、すなわち、受信回路30で衛星信号が検出されない場合や、時刻情報を受信できなかった場合には、受信処理により衛星信号の受信に失敗したと判定する。
受信処理により衛星信号の受信に成功した(SA20:YES)と判定された場合には、制御回路40は、受信した時刻情報に基づいて計時部50が計時する時刻を修正して(SA21)処理を終了し、制御再開時間である翌日の0時0分0秒まで待機状態に移行する。
一方で、受信処理により衛星信号の受信に失敗した(SA20:NO)と判定された場合には、処理を終了し、制御再開時間である翌日の0時0分0秒まで待機状態に移行する。
[第1実施形態の作用効果]
このような第1実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
照度閾値が5000Lx未満に設定されているため、電子時計1が屋外に配置されている場合、曇りや雨の日等、太陽光が弱い日であっても、SA14及びSA16で判定して得られる検出レベルが、照度閾値に対応した閾値レベル以上となり(SA17:YES)、制御回路40は衛星信号の受信処理を開始させる(SA19)。これにより、衛星信号の受信頻度を向上できる。従って、時刻修正の頻度も向上し、時刻指示精度を向上できる。
また、住宅や商店等における照明の照度には、維持照度が設定されているが、維持照度が1000Lx以上である場所はほとんどない。このため、環境光の照度が1000Lx以上である場合は、屋内ではなく屋外であると判断できる。
第1実施形態によれば、照度閾値が1000Lx以上に設定されるため、電子時計1が屋内に配置されている場合、極めて高い確率で、SA14で判定して得られる検出レベルが閾値レベル未満となり(SA15:NO)、制御回路40は受信処理を開始させない。これにより、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、電子時計1の消費電力を低減できる。
このような第1実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
照度閾値が5000Lx未満に設定されているため、電子時計1が屋外に配置されている場合、曇りや雨の日等、太陽光が弱い日であっても、SA14及びSA16で判定して得られる検出レベルが、照度閾値に対応した閾値レベル以上となり(SA17:YES)、制御回路40は衛星信号の受信処理を開始させる(SA19)。これにより、衛星信号の受信頻度を向上できる。従って、時刻修正の頻度も向上し、時刻指示精度を向上できる。
また、住宅や商店等における照明の照度には、維持照度が設定されているが、維持照度が1000Lx以上である場所はほとんどない。このため、環境光の照度が1000Lx以上である場合は、屋内ではなく屋外であると判断できる。
第1実施形態によれば、照度閾値が1000Lx以上に設定されるため、電子時計1が屋内に配置されている場合、極めて高い確率で、SA14で判定して得られる検出レベルが閾値レベル未満となり(SA15:NO)、制御回路40は受信処理を開始させない。これにより、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、電子時計1の消費電力を低減できる。
制御回路40は、SA14で判定して得られる検出レベルが閾値レベル以上であると判定した場合(SA15:YES)、一定時間経過後にSA16で判定して得られる検出レベルが閾値レベル以上であるか否かを判定し(SA17)、検出レベルが閾値レベル以上であると判定した場合(SA17:YES)、衛星信号の受信処理を開始させる(SA19)。
これによれば、一定時間継続してソーラーセル22に照度閾値以上の光が入射しなければ制御回路40は受信処理を開始させない。このため、屋内において、例えば使用者が窓際を通過した際等、ソーラーセル22に入射する光の照度が瞬間的に大きくなる場合は、制御回路40は受信処理を開始させない。これにより、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、電子時計1の消費電力をさらに低減できる。
第1実施形態では、閾値レベルの設定は例えばSA15で「3」であれば、SA17も「3」と設定したが、より屋外にいる事を慎重に判断する場合は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内である「2」、「3」、「4」、「5」の範囲内で、変更しても良い。例えばSA15で「3」として、SA17では検出レベルを一つ上げて「4」としても良い。
第1実施形態では、充電状態検出回路43よりも発電状態検出回路44の消費電流が大きい為、出来るだけ発電状態検出回路44が動作しない様にする為に充電状態検出回路43で充電状態を検出した結果(SA11)、ソーラーセル22に光が入射している状態である充電中である時のみ発電状態検出回路44を動作させる(SA13)。二次電池24の電池容量が十分にあり、消費電流が大きくても良い場合は、充電状態検出を省略して、充電状態と非充電状態のいずれの場合でも、発電状態検出回路44を動作させてソーラーセル22に照度閾値以上の光が入射しているかを判断しても良い。
これによれば、一定時間継続してソーラーセル22に照度閾値以上の光が入射しなければ制御回路40は受信処理を開始させない。このため、屋内において、例えば使用者が窓際を通過した際等、ソーラーセル22に入射する光の照度が瞬間的に大きくなる場合は、制御回路40は受信処理を開始させない。これにより、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、電子時計1の消費電力をさらに低減できる。
第1実施形態では、閾値レベルの設定は例えばSA15で「3」であれば、SA17も「3」と設定したが、より屋外にいる事を慎重に判断する場合は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内である「2」、「3」、「4」、「5」の範囲内で、変更しても良い。例えばSA15で「3」として、SA17では検出レベルを一つ上げて「4」としても良い。
第1実施形態では、充電状態検出回路43よりも発電状態検出回路44の消費電流が大きい為、出来るだけ発電状態検出回路44が動作しない様にする為に充電状態検出回路43で充電状態を検出した結果(SA11)、ソーラーセル22に光が入射している状態である充電中である時のみ発電状態検出回路44を動作させる(SA13)。二次電池24の電池容量が十分にあり、消費電流が大きくても良い場合は、充電状態検出を省略して、充電状態と非充電状態のいずれの場合でも、発電状態検出回路44を動作させてソーラーセル22に照度閾値以上の光が入射しているかを判断しても良い。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
第1実施形態では、閾値レベルは、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した検出レベルである「2」〜「5」のいずれかに固定されているが、第2実施形態では、この閾値レベルを、当該照度閾値よりも値が高い高照度閾値に対応した検出レベルに変更できる。
次に、本発明の第2実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
第1実施形態では、閾値レベルは、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した検出レベルである「2」〜「5」のいずれかに固定されているが、第2実施形態では、この閾値レベルを、当該照度閾値よりも値が高い高照度閾値に対応した検出レベルに変更できる。
図11は、第2実施形態における制御回路40の動作を示すフローチャートである。
制御回路40は、図11に示すように、SB11〜SB23の処理を行う。ここで、SB11〜SB21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
制御回路40は、図11に示すように、SB11〜SB23の処理を行う。ここで、SB11〜SB21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
第1実施形態では、制御回路40は、SA18でYESと判定された場合は、そのまま処理を終了している。また、制御回路40は、SA20で受信失敗(SA20:NO)と判定された場合は、そのまま処理を終了している。
これに対して、第2実施形態では、制御回路40は、SB18でYESと判定された場合、閾値レベルを1つ下の検出レベルに変更して(SB22)、処理を終了する。また、制御回路40は、SB20で受信失敗(SB20:NO)と判定された場合、閾値レベルを1つ上の検出レベルに変更して(SB23)、処理を終了する。なお、閾値レベルの初期値には、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した検出レベルである「2」〜「5」のいずれかが設定されている。
これに対して、第2実施形態では、制御回路40は、SB18でYESと判定された場合、閾値レベルを1つ下の検出レベルに変更して(SB22)、処理を終了する。また、制御回路40は、SB20で受信失敗(SB20:NO)と判定された場合、閾値レベルを1つ上の検出レベルに変更して(SB23)、処理を終了する。なお、閾値レベルの初期値には、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した検出レベルである「2」〜「5」のいずれかが設定されている。
このような第2実施形態によれば、第1実施形態と同じ処理によって同じ作用効果が得られる上、以下のような作用効果が得られる。
例えば、電子時計1が、照度が特別高い屋内に配置されている場合、SB14及びSB16で判定して得られる検出レベルが、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した閾値レベル以上となり(SB17:YES)、SB19にて衛星信号の受信処理が開始されるものの、受信処理が失敗することが想定される。
このような場合、第2実施形態によれば、制御回路40が、閾値レベルを1つ上の検出レベルに変更する(SB23)。すなわち、制御回路40は、閾値レベルを、前記照度閾値よりも値の高い高照度閾値に対応した検出レベルに変更する。これにより、次回以降、SB14で判定して得られる検出レベルが閾値レベル未満となり(SB15:NO)、受信処理が開始されないことを期待できる。このため、衛星信号の無駄な受信処理を抑制でき、電子時計1の消費電力をさらに低減できる。
また、制御回路40は、一日待っても衛星信号の受信処理が開始されないと(SB18:YES)、閾値レベルを1つ下の検出レベルに変更する(SB22)。これにより、閾値レベルが高くなりすぎて、衛星信号の受信頻度が低下することを抑制できる。
また、電子時計1が一般的な照度の環境で使用される場合には、閾値レベルが、高照度閾値に対応した検出レベルに変更される機会は少なく、初期値、すなわち、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定された照度閾値に対応する閾値レベルに基づいて前記判定が行われるため、衛星信号の受信頻度を向上でき、さらに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。
なお、高照度閾値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値より高い閾値であればよい。例えば、高照度閾値に対応する閾値レベルも、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内を満たすように設定してもよいし、5000Lx以上(検出レベル「6」以上)に設定可能にしてもよい。後者の場合は、少なくとも初期値が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定される。
例えば、電子時計1が、照度が特別高い屋内に配置されている場合、SB14及びSB16で判定して得られる検出レベルが、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した閾値レベル以上となり(SB17:YES)、SB19にて衛星信号の受信処理が開始されるものの、受信処理が失敗することが想定される。
このような場合、第2実施形態によれば、制御回路40が、閾値レベルを1つ上の検出レベルに変更する(SB23)。すなわち、制御回路40は、閾値レベルを、前記照度閾値よりも値の高い高照度閾値に対応した検出レベルに変更する。これにより、次回以降、SB14で判定して得られる検出レベルが閾値レベル未満となり(SB15:NO)、受信処理が開始されないことを期待できる。このため、衛星信号の無駄な受信処理を抑制でき、電子時計1の消費電力をさらに低減できる。
また、制御回路40は、一日待っても衛星信号の受信処理が開始されないと(SB18:YES)、閾値レベルを1つ下の検出レベルに変更する(SB22)。これにより、閾値レベルが高くなりすぎて、衛星信号の受信頻度が低下することを抑制できる。
また、電子時計1が一般的な照度の環境で使用される場合には、閾値レベルが、高照度閾値に対応した検出レベルに変更される機会は少なく、初期値、すなわち、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定された照度閾値に対応する閾値レベルに基づいて前記判定が行われるため、衛星信号の受信頻度を向上でき、さらに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。
なお、高照度閾値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値より高い閾値であればよい。例えば、高照度閾値に対応する閾値レベルも、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内を満たすように設定してもよいし、5000Lx以上(検出レベル「6」以上)に設定可能にしてもよい。後者の場合は、少なくとも初期値が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定される。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
第1実施形態では、閾値レベルは、図7に示す関係に基づき、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した検出レベルに設定されているが、第3実施形態では、閾値レベルは、図12に示す関係に基づいて設定されている。
図12は、検出レベルとソーラーセル22の開放電圧と使用期間毎の照度との対応関係を示している。なお、図12における開放電圧と照度は、各検出レベルにおける下限値を表したものである。
ここで、ソーラーセル22の使用日数が長くなれば、ソーラーセル22が劣化して電力変換効率が落ちる。このため、図12に示すように、ソーラーセル22に同じ照度の光が入射していても、使用日数が長くなるほど、開放電圧が低くなり、対応する検出レベルは低い値となる。
図12は、検出レベルとソーラーセル22の開放電圧と使用期間毎の照度との対応関係を示している。なお、図12における開放電圧と照度は、各検出レベルにおける下限値を表したものである。
ここで、ソーラーセル22の使用日数が長くなれば、ソーラーセル22が劣化して電力変換効率が落ちる。このため、図12に示すように、ソーラーセル22に同じ照度の光が入射していても、使用日数が長くなるほど、開放電圧が低くなり、対応する検出レベルは低い値となる。
図13は、第3実施形態における制御回路40の動作を示すフローチャートである。
制御回路40は、図13に示すように、SC11〜SC21,SC24の処理を行う。ここで、SC11〜SC21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
制御回路40は、図13に示すように、SC11〜SC21,SC24の処理を行う。ここで、SC11〜SC21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
第1実施形態では、制御回路40は、SA14で検出レベルを判定した後、そのままSA15において検出レベルが閾値レベル以上であるか否かを判定している。
これに対して、第3実施形態では、制御回路40は、SC14で検出レベルを判定した後、図12に示す関係に基づいて、ソーラーセル22の使用日数及び1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した検出レベルを、閾値レベルとして選択する(SC24)。
例えば、照度閾値が2000Lxである場合、使用日数が0日〜249日であれば、検出レベル「3」が閾値レベルとして選択され、使用日数が1000日以上であれば、検出レベル「1」が閾値レベルとして選択される。
そして、SC15及びSC17では、SC14,SC16で判定され得られた検出レベルが、SC24で選択された閾値レベル以上であるか否かが判定される。
なお、使用日数は、以下のようにして算出することができる。
例えば、電子時計1の工場出荷時等に、制御回路40の記憶部に、その時点の日付を記憶させる。そして、SC14において、検出レベルを判定した後、計時部50で計時している現時点の日付と記憶している工場出荷時の日付との差を算出し、工場出荷時からの経過日数(使用日数)を取得する。現時点の日付は、受信に成功する毎に、受信した時刻情報に基づいて計時部50が計時する日付を含む時刻を修正しているので、現時点の日付を得る事が出来る。例えば、使用日数は、制御回路40の記憶部に記憶された工場出荷時の日付が2013年1月1日であり、現時点の日付が2014年1月1日であればその差は365日と算出することができる。
これに対して、第3実施形態では、制御回路40は、SC14で検出レベルを判定した後、図12に示す関係に基づいて、ソーラーセル22の使用日数及び1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている照度閾値に対応した検出レベルを、閾値レベルとして選択する(SC24)。
例えば、照度閾値が2000Lxである場合、使用日数が0日〜249日であれば、検出レベル「3」が閾値レベルとして選択され、使用日数が1000日以上であれば、検出レベル「1」が閾値レベルとして選択される。
そして、SC15及びSC17では、SC14,SC16で判定され得られた検出レベルが、SC24で選択された閾値レベル以上であるか否かが判定される。
なお、使用日数は、以下のようにして算出することができる。
例えば、電子時計1の工場出荷時等に、制御回路40の記憶部に、その時点の日付を記憶させる。そして、SC14において、検出レベルを判定した後、計時部50で計時している現時点の日付と記憶している工場出荷時の日付との差を算出し、工場出荷時からの経過日数(使用日数)を取得する。現時点の日付は、受信に成功する毎に、受信した時刻情報に基づいて計時部50が計時する日付を含む時刻を修正しているので、現時点の日付を得る事が出来る。例えば、使用日数は、制御回路40の記憶部に記憶された工場出荷時の日付が2013年1月1日であり、現時点の日付が2014年1月1日であればその差は365日と算出することができる。
このような第3実施形態によれば、第1実施形態と同じ処理によって同じ作用効果が得られる上、以下のような作用効果が得られる。
ソーラーセル22の使用期間が長くなれば、ソーラーセル22が劣化して電力変換効率が落ちる。このため、ソーラーセル22に同じ照度の光が入射していても、ソーラーセル22の使用期間が長くなれば、SC14及びSC16で判定して得られる検出レベルは低い値となる。
このため、検出レベルを常に同じ値の閾値レベルと比較する場合は、ソーラーセル22の使用期間が長くなると、ソーラーセル22に入射する光の照度が照度閾値以上であるにもかかわらず、検出レベルが閾値レベル未満となり、ソーラーセル22に入射する光の照度が照度閾値未満であると間違って判定されてしまうことがある。
これに対して、第3実施形態によれば、照度閾値及びソーラーセル22の使用期間に基づいて閾値レベルが選択される。すなわち、ソーラーセル22の使用期間が長くなるに従って、閾値レベルは低くなる。このため、ソーラーセル22の使用期間が長くなっても、ソーラーセル22に入射する光の照度が照度閾値以上であるか否かの判定を精度よく行うことができる。
ソーラーセル22の使用期間が長くなれば、ソーラーセル22が劣化して電力変換効率が落ちる。このため、ソーラーセル22に同じ照度の光が入射していても、ソーラーセル22の使用期間が長くなれば、SC14及びSC16で判定して得られる検出レベルは低い値となる。
このため、検出レベルを常に同じ値の閾値レベルと比較する場合は、ソーラーセル22の使用期間が長くなると、ソーラーセル22に入射する光の照度が照度閾値以上であるにもかかわらず、検出レベルが閾値レベル未満となり、ソーラーセル22に入射する光の照度が照度閾値未満であると間違って判定されてしまうことがある。
これに対して、第3実施形態によれば、照度閾値及びソーラーセル22の使用期間に基づいて閾値レベルが選択される。すなわち、ソーラーセル22の使用期間が長くなるに従って、閾値レベルは低くなる。このため、ソーラーセル22の使用期間が長くなっても、ソーラーセル22に入射する光の照度が照度閾値以上であるか否かの判定を精度よく行うことができる。
[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
次に、本発明の第4実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
図14,15は、第4実施形態における制御回路40の動作を示すフローチャートである。
制御回路40は、図14,15に示すように、SD11〜SD21,SD25〜SD28の処理を行う。ここで、SD11〜SD21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
制御回路40は、図14,15に示すように、SD11〜SD21,SD25〜SD28の処理を行う。ここで、SD11〜SD21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
第1実施形態では、制御回路40は、SA19で衛星信号の受信を開始した後、そのままSA20で衛星信号の受信に成功したか否かを判定している。
これに対して、第4実施形態では、制御回路40は、SD19で衛星信号の受信を開始した後、発電状態検出回路44から出力される検出結果RS2により、開放電圧に対応する検出レベルを判定する(SD25)。
さらに、制御回路40は、SD25で得られた検出レベルが、閾値レベル以上か否かを判定する(SD26)。
SD26でYESと判定された場合、制御回路40は、衛星信号の受信処理が終了したか否かを判定する(SD27)。SD27でYESと判定された場合、制御回路40は、処理をSD20に進める。一方、SD27でNOと判定された場合、制御回路40は、処理をSD25に戻す。
一方、SD26でNOと判定された場合は、制御回路40は、衛星信号の受信処理を終了して(SD28)、処理を終了する。
これに対して、第4実施形態では、制御回路40は、SD19で衛星信号の受信を開始した後、発電状態検出回路44から出力される検出結果RS2により、開放電圧に対応する検出レベルを判定する(SD25)。
さらに、制御回路40は、SD25で得られた検出レベルが、閾値レベル以上か否かを判定する(SD26)。
SD26でYESと判定された場合、制御回路40は、衛星信号の受信処理が終了したか否かを判定する(SD27)。SD27でYESと判定された場合、制御回路40は、処理をSD20に進める。一方、SD27でNOと判定された場合、制御回路40は、処理をSD25に戻す。
一方、SD26でNOと判定された場合は、制御回路40は、衛星信号の受信処理を終了して(SD28)、処理を終了する。
このような第4実施形態によれば、第1実施形態と同じ処理によって同じ作用効果が得られる上、以下のような作用効果が得られる。
制御回路40は、衛星信号の受信処理中にも、SD25で得られた検出レベルが閾値レベル以上であるか否かを判定し(SD26)、検出レベルが閾値レベル未満である場合と判定した場合(SD26:NO)、受信処理を終了させる(SD28)。
これによれば、例えば、受信処理中に電子時計1が屋外から屋内に移動する等して、検出レベルが閾値レベル未満になると、制御回路40は受信処理を終了させる。これにより、衛星信号を受信できない環境で受信処理が継続して行われるような状態を避けることができ、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、電子時計1の消費電力をさらに低減できる。
制御回路40は、衛星信号の受信処理中にも、SD25で得られた検出レベルが閾値レベル以上であるか否かを判定し(SD26)、検出レベルが閾値レベル未満である場合と判定した場合(SD26:NO)、受信処理を終了させる(SD28)。
これによれば、例えば、受信処理中に電子時計1が屋外から屋内に移動する等して、検出レベルが閾値レベル未満になると、制御回路40は受信処理を終了させる。これにより、衛星信号を受信できない環境で受信処理が継続して行われるような状態を避けることができ、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。従って、電子時計1の消費電力をさらに低減できる。
[第5実施形態]
次に、本発明の第5実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
次に、本発明の第5実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、第1実施形態と同様の内容については、その説明は省略する。
図16,17は、第5実施形態における制御回路40の動作を示すフローチャートである。
制御回路40は、図16,17に示すように、SE11〜SE21,SE29〜SE34の処理を行う。ここで、SE11〜SE21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
制御回路40は、図16,17に示すように、SE11〜SE21,SE29〜SE34の処理を行う。ここで、SE11〜SE21の処理は、第1実施形態におけるSA11〜SA21と同じ処理であるため、説明を省略する。
制御回路40は、毎日0時00分00秒に制御を始める。まず、制御回路40は、変数Rが「0」か否かを判定する(SE29)。この変数Rは、所定時間である24時間以内に、衛星信号の受信処理が行われた場合には、受信が成功したか否かにかかわらず、「1」に設定される。一方で、24時間以内に1回も受信処理が行われなかった場合には、すなわち、電子時計1の配置状態が屋内であると判断された屋内配置状態が24時間以上継続した場合などには、「0」に設定される。なお、前記所定時間は、24時間に限らずいずれの時間としてもよいが、通常は、半日(12時間)、1日(24時間)、2日(48時間)など、半日以上の時間に設定することが好ましい。
制御回路40は、SE29でNOと判定した場合(変数Rが「1」であり、所定時間内に受信処理が行われた場合)、処理をSE11に進める。
制御回路40は、SE29でNOと判定した場合(変数Rが「1」であり、所定時間内に受信処理が行われた場合)、処理をSE11に進める。
一方で、制御回路40は、SE29でYESと判定した場合(変数Rが「0」であり、所定時間内に受信処理が行われなかった場合)は、現在の時刻が予め設定された定時受信時刻か否かを判定する(SE30)。ここで、定時受信時刻は、詳しくは後述するが、光自動受信が成功した場合の受信開始時刻であり、制御回路40が記憶している。なお、定時受信時刻は、受信終了時刻であってもよい。光自動受信とは、前述のように、ソーラーセル22に入射する光の照度が照度閾値以上である場合に行われる受信処理である。
また、例えば、システムリセット後であって、定時受信時刻が記憶されていない場合には、デフォルトの時刻を定時受信時刻と見なしてSE30の処理を行ってもよいし、定時受信を行わずに定時受信を行わないと判定(SE30でNOと判定)してもよい。
また、例えば、システムリセット後であって、定時受信時刻が記憶されていない場合には、デフォルトの時刻を定時受信時刻と見なしてSE30の処理を行ってもよいし、定時受信を行わずに定時受信を行わないと判定(SE30でNOと判定)してもよい。
制御回路40は、SE30でNOと判定した場合、SE11に処理を進める。一方、制御回路40は、SE30でYESと判定した場合、SE19に処理を進める。
すなわち、制御回路40は、所定時間内に受信処理が行われなかった場合において、現在の時刻が定時受信時刻になるまでの間は、光自動受信を行えるか否かを判断する。そして、制御回路40は、定時受信時刻となったと判定すると、ソーラーセル22に入射する光の照度の大きさによらず、衛星信号の受信処理を強制的に行う定時受信を行う。
すなわち、制御回路40は、所定時間内に受信処理が行われなかった場合において、現在の時刻が定時受信時刻になるまでの間は、光自動受信を行えるか否かを判断する。そして、制御回路40は、定時受信時刻となったと判定すると、ソーラーセル22に入射する光の照度の大きさによらず、衛星信号の受信処理を強制的に行う定時受信を行う。
また、制御回路40は、受信処理により衛星信号の受信に失敗した(SE20:NO)と判定した場合には、変数Rを「1」に設定して(SE33)処理を終了し、制御再開
時刻である翌日の0時00分00秒まで待機状態に移行する。
時刻である翌日の0時00分00秒まで待機状態に移行する。
一方で、制御回路40は、受信処理により衛星信号の受信に成功した(SE20:YES)と判定した場合には、時刻修正(SE21)を行った後、この受信が光自動受信によるものか否かを判定する(SE31)。この後、制御回路40は、光自動受信が成功した(SE31:YES)と判定した場合には、記憶している定時受信時刻を削除するとともに、今回成功した光自動受信の開始時刻(自動受信成功時刻)を定時受信時刻として記憶し(SE32)、SE33の処理を行う。一方で、制御回路40は、定時受信が成功した(SE31:NO)と判定した場合には、SE32の処理を行わずにSE33の処理を行う。
なお、SE32の処理において、制御回路40は、自動受信成功時刻が「12時00分30秒」であっても、「12時00分00秒」を定時受信時刻として記憶する。すなわち、自動受信成功時刻を定時受信時刻として記憶する前に、当該自動受信成功時刻が1分間隔で設定された複数の時間帯のうちのいずれの時間帯に含まれるかを判定し、この時間帯の特定時刻を自動受信成功時刻として記憶する。例えば、自動受信成功時刻が「12時00分00秒」から「12時00分59秒」までの時間帯に含まれる場合には、この時間帯の秒単位の値を切り捨てた「12時00分00秒」を定時受信時刻として記憶する。
また、SE18でYESと判定した場合(所定時間経過した場合)は、変数Rを「0」に設定して(SE34)、処理を終了し、次に制御回路40での処理が開始される制御再開時刻まで待機状態に移行する。
このような第5実施形態によれば、第1実施形態と同じ処理によって同じ作用効果が得られる上、以下のような作用効果が得られる。
制御回路40は、SE17で検出レベルが閾値レベル以上であると判定した場合、電子時計1の配置状態が屋外であると判断して、衛星信号の受信を行う。一方で、屋内配置状態が所定時間である24時間以上の間継続したときには、予め設定された定時受信時刻に衛星信号の受信を行う。
このため、受信に失敗する可能性が高い屋内配置状態では衛星信号の受信を行わないので、無駄な電力消費を抑制できる。また、電子時計1が屋外に配置されているにもかかわらず、電子時計1が袖に隠れていることなどで屋外であると判断できない場合であっても、屋内配置状態が24時間以上の間継続したときには、予め設定された定時受信時刻に衛星信号の受信を行う。このため、電子時計1の配置状態の判断結果によらず、適切なタイミングで衛星信号を受信できる。
制御回路40は、SE17で検出レベルが閾値レベル以上であると判定した場合、電子時計1の配置状態が屋外であると判断して、衛星信号の受信を行う。一方で、屋内配置状態が所定時間である24時間以上の間継続したときには、予め設定された定時受信時刻に衛星信号の受信を行う。
このため、受信に失敗する可能性が高い屋内配置状態では衛星信号の受信を行わないので、無駄な電力消費を抑制できる。また、電子時計1が屋外に配置されているにもかかわらず、電子時計1が袖に隠れていることなどで屋外であると判断できない場合であっても、屋内配置状態が24時間以上の間継続したときには、予め設定された定時受信時刻に衛星信号の受信を行う。このため、電子時計1の配置状態の判断結果によらず、適切なタイミングで衛星信号を受信できる。
また、制御回路40は、光自動受信または定時受信を行うと、変数Rを「1」に設定する。そして、制御回路40は、次回の処理時に変数Rが「1」の場合には、定時受信の行わずに、光自動受信のみを行う。
このため、受信処理を行った翌日には、図18に示すように、定時受信よりも成功の可能性が高い光自動受信のみを行うため、定時受信と光自動受信とを両方行う場合と比べて、無駄な電力を消費することなく衛星信号を受信できる。
このため、受信処理を行った翌日には、図18に示すように、定時受信よりも成功の可能性が高い光自動受信のみを行うため、定時受信と光自動受信とを両方行う場合と比べて、無駄な電力を消費することなく衛星信号を受信できる。
さらに、制御回路40は、過去における光自動受信の成功時刻を定時受信時刻として設定する。
このため、定時受信時刻を、使用者の生活パターンに合わせて設定することができ、受信の成功確率を高めることができる。特に、最後に光自動受信が成功した時刻を定時受信時刻として設定することで、直近の生活パターンに合わせた時刻に受信を行うことができる。
このため、定時受信時刻を、使用者の生活パターンに合わせて設定することができ、受信の成功確率を高めることができる。特に、最後に光自動受信が成功した時刻を定時受信時刻として設定することで、直近の生活パターンに合わせた時刻に受信を行うことができる。
制御回路40は、自動受信成功時刻をそのまま定時受信時刻として記憶させずに、当該自動受信成功時刻が含まれる時間帯の特定時刻を自動受信成功時刻として記憶させる。
このため、使用者は、定時受信時刻を容易に把握できる。
このため、使用者は、定時受信時刻を容易に把握できる。
[他の実施形態]
なお、本発明は前記各実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、第2実施形態において、高照度閾値の値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されていてもよい。この場合、閾値レベルが、高照度閾値に対応した検出レベルに変更されている場合にも、衛星信号の受信頻度を向上できるとともに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。
また、前記実施形態では、照度閾値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されているが、衛星信号の受信頻度をより向上させるために、例えば、1000Lx以上、3000Lx未満の範囲内で設定してもよい。反対に、無駄な衛星信号の受信処理をより抑制するために、例えば、3000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定してもよい。
また、前記実施形態では、制御回路40は、発電状態検出回路44で検出された開放電圧に基づいて得られた検出レベルが閾値レベル以上であるか否かの判定を2回行っているが、1回、または、3回以上行うようにしてもよい。
また、前記実施形態では、自動受信処理は測時モードであるが、測位モードであってもよい。
また、前記実施形態では、ソーラーセル22が用いられているが、ソーラーセル22に替えて、フォトレジスター、フォトトランジスター、及びフォトダイオード等を用いてもよい。
なお、本発明は前記各実施形態の構成に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、第2実施形態において、高照度閾値の値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されていてもよい。この場合、閾値レベルが、高照度閾値に対応した検出レベルに変更されている場合にも、衛星信号の受信頻度を向上できるとともに、衛星信号の無駄な受信処理を抑制できる。
また、前記実施形態では、照度閾値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されているが、衛星信号の受信頻度をより向上させるために、例えば、1000Lx以上、3000Lx未満の範囲内で設定してもよい。反対に、無駄な衛星信号の受信処理をより抑制するために、例えば、3000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定してもよい。
また、前記実施形態では、制御回路40は、発電状態検出回路44で検出された開放電圧に基づいて得られた検出レベルが閾値レベル以上であるか否かの判定を2回行っているが、1回、または、3回以上行うようにしてもよい。
また、前記実施形態では、自動受信処理は測時モードであるが、測位モードであってもよい。
また、前記実施形態では、ソーラーセル22が用いられているが、ソーラーセル22に替えて、フォトレジスター、フォトトランジスター、及びフォトダイオード等を用いてもよい。
また、前記実施形態では、定時受信処理は測時モードに固定されていたが、予め利用者がボタン操作で受信モードを設定しておくことで、測時モードおよび測位モードを選択して定時受信処理を行うことができるように構成してもよい。
また、前記実施形態では、位置情報衛星の例としてGPS衛星について説明したが、本発明の位置情報衛星としては、GPS衛星だけではなく、ガリレオ(EU)、GLONASS(ロシア)、北斗(中国)などの他の全地球的航法衛星システム(GNSS)やSBASなどの静止衛星や準天頂衛星などの時刻情報を含む衛星信号を発信する位置情報衛星でも良い。
本発明の衛星信号受信装置やこの衛星信号受信装置を有する電子時計は、腕時計に限定されず、例えば、携帯電話、登山などに用いられる携帯型のGPS受信機など、電池等で駆動されて位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する装置に広く利用できる。
1…電子時計、10…衛星信号受信装置、22…ソーラーセル、30…受信回路(受信部)、40…制御回路(制御部)、43…充電状態検出回路、44…発電状態検出回路(発電状態検出部)、50…計時部。
Claims (8)
- 位置情報衛星から送信される衛星信号を受信する受信部と、
光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラーセルと、
前記ソーラーセルに入射する光の照度が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で予め設定された照度閾値以上である場合、前記受信部を制御して前記衛星信号の受信処理を開始させる制御部と、を備える
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1に記載の衛星信号受信装置において、
前記制御部は、前記ソーラーセルに入射する光の照度が前記照度閾値以上の場合であって、且つ、一定時間経過後の前記ソーラーセルに入射する光の照度が前記照度閾値以上である場合、前記受信処理を開始させる
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1または請求項2に記載の衛星信号受信装置において、
前記制御部は、前記受信処理中の前記ソーラーセルに入射する光の照度が前記照度閾値未満である場合、前記受信処理を終了させる
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の衛星信号受信装置において、
前記制御部は、前記受信処理に失敗した場合には、前記照度閾値をより値の高い高照度閾値に変更し、前記ソーラーセルに入射する光の照度が、前記高照度閾値以上である場合、前記受信処理を開始させる
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項4に記載の衛星信号受信装置において、
前記高照度閾値は、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で設定されている
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の衛星信号受信装置において、
前記ソーラーセルの発電状態を検出する発電状態検出部を有し、
前記制御部は、前記発電状態検出部で検出される検出値を、前記照度閾値及び前記ソーラーセルの使用期間に基づいて決定される閾値レベルと比較することで、前記ソーラーセルに入射する光の照度が、前記照度閾値以上であるか否かを判定する
ことを特徴とする衛星信号受信装置。 - 請求項1から請求項6のいずれかに記載の衛星信号受信装置と、
時刻を計時する計時部と、
前記計時部で計時する時刻を表示する時刻表示部と、を備え、
前記制御部は、前記受信処理により時刻情報の取得に成功した場合に、取得した前記時刻情報によって前記計時部が計時している時刻を修正する
ことを特徴とする電子時計。 - ソーラーセルに光が入射するステップと、
前記ソーラーセルに入射する光の照度が、1000Lx以上、5000Lx未満の範囲内で予め設定された照度閾値以上である場合、衛星信号の受信処理を開始させるステップと、を備える
ことを特徴とする衛星信号受信方法。
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