JP2014173968A - 電子時計 - Google Patents
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Abstract
【課題】位置情報を取得して現地時刻に修正できる携帯可能な電子時計を提供すること。
【解決手段】電子時計1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装置30と、時刻を表示する表示装置10と、受信装置30で受信した衛星信号から時刻情報を取得して表示装置10に表示する時刻を修正する時刻修正部450と、受信装置30、表示装置10、時刻修正部450が収納される外装ケースとを備える。受信装置30の消費電力が30mW以下であり、ケースの体積が30000立方ミリメートル以下である。
【選択図】図3
【解決手段】電子時計1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装置30と、時刻を表示する表示装置10と、受信装置30で受信した衛星信号から時刻情報を取得して表示装置10に表示する時刻を修正する時刻修正部450と、受信装置30、表示装置10、時刻修正部450が収納される外装ケースとを備える。受信装置30の消費電力が30mW以下であり、ケースの体積が30000立方ミリメートル以下である。
【選択図】図3
Description
本発明は、電子時計に関し、特に衛星信号の受信部を有する電子時計に関する。
GPS(Global Positioning System)衛星から送信される衛星信号を受信して測位や時刻修正を行う電子時計が知られている(例えば、特許文献1)。
ところで、特許文献1の腕時計タイプの電子時計を実現するためには、電子時計のサイズを腕に装着可能な大きさに抑える必要がある。電子時計のサイズを小さくすると、そのケース内に内蔵できる電池のサイズも小さくなる。
一方、衛星信号を受信する受信装置(受信モジュール)は、時刻を計時して指針を駆動する時計駆動用の電力に比べて非常に大きな電力が必要となる。特に、現在地の位置情報を取得して、現在地のタイムゾーン情報を取得して自動的に現地時刻に修正しようとすると、3個以上の位置情報衛星を捕捉して衛星信号を受信しなければならず、消費電力も著しく大きくなる。
従って、位置情報を取得してタイムゾーン情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計等の携帯可能な電子時計の実現が求められていた。
一方、衛星信号を受信する受信装置(受信モジュール)は、時刻を計時して指針を駆動する時計駆動用の電力に比べて非常に大きな電力が必要となる。特に、現在地の位置情報を取得して、現在地のタイムゾーン情報を取得して自動的に現地時刻に修正しようとすると、3個以上の位置情報衛星を捕捉して衛星信号を受信しなければならず、消費電力も著しく大きくなる。
従って、位置情報を取得してタイムゾーン情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計等の携帯可能な電子時計の実現が求められていた。
本発明の目的は、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計等の携帯可能な電子時計を提供することにある。
本発明の電子時計は、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、時刻を表示する時刻表示部と、前記受信部で受信した前記衛星信号から時刻情報を取得して前記時刻表示部に表示する時刻を修正する時刻修正部と、前記受信部、時刻表示部、時刻修正部が収納されるケースとを備え、前記受信部の消費電力が30mW以下であり、前記ケースの体積が30000立方ミリメートル以下であることを特徴とする。
本発明によれば、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の消費電力を1時間あたり30mW以下に抑えているので、消費電力が30mWより大きな受信部を用いる場合に比べて電池の容量やサイズを小さくできる。
従って、体積が30000立方ミリメートル以下のケースを用いることができる。このため、電子時計を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計としても商品化できる。また、受信部の消費電力を低くしているので、電池の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
なお、受信部の消費電力は、通常、位置情報衛星のサーチ時や、衛星捕捉ができたあとのトラッキング時のピーク消費電力である。本発明の受信部は、サーチ時やトラッキング時の受信部の状態を制御することなどでピーク消費電力を30mW以下に抑えている。
従って、体積が30000立方ミリメートル以下のケースを用いることができる。このため、電子時計を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計としても商品化できる。また、受信部の消費電力を低くしているので、電池の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
なお、受信部の消費電力は、通常、位置情報衛星のサーチ時や、衛星捕捉ができたあとのトラッキング時のピーク消費電力である。本発明の受信部は、サーチ時やトラッキング時の受信部の状態を制御することなどでピーク消費電力を30mW以下に抑えている。
また、前記受信部の消費電力は、前記位置情報衛星の衛星軌道情報を用いずに、前記位置情報衛星を検索する際の最大の消費電力であることが好ましい。
本発明によれば、受信部の消費電力をさらに小さくしているので、電池の持続時間もさらに長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間もさらに確保できる。
本発明によれば、受信部の消費電力をさらに小さくしているので、電池の持続時間もさらに長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間もさらに確保できる。
電子時計は、透光性を有する文字板と、前記文字板の表示面と反対側に配置されたソーラーパネルと、前記ソーラーパネルで発電された電力を充電する二次電池とを備えることが好ましい。
本発明によれば、ソーラーパネルで二次電池を充電できるため、外部充電器による充電を不要にでき、電子時計を携帯して使用中でも充電できるため、利便性を向上できる。また電池交換を不要にできるため、電子時計の防水性を容易に維持できる。
本発明の電子時計は、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、透光性を有する文字板と、前記文字板の表示面と反対側に配置されたソーラーパネルと、前記ソーラーパネルで発電された電力を充電する二次電池とを備え、前記受信部の消費電力が30mW以下であり、前記ソーラーパネルの受光部の面積が700平方ミリメートル以下であることを特徴とする。
本発明によれば、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の消費電力を1時間あたり30mW以下に抑えているので、消費電力が30mWより大きな受信部を用いる場合に比べて二次電池の容量やサイズを小さくできる。
従って、二次電池を充電するソーラーパネルとして、受光部の面積が700平方ミリメートル以下のものを用いることができる。例えば、ソーラーパネルが円板状であれば、直径30mm以下のものを用いることができる。
このため、電子時計を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計としても商品化できる。また、受信部の消費電力を低くしているので、電池の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
さらに、ソーラーパネルで二次電池を充電できるため、外部充電器による充電を不要にでき、電子時計を携帯して使用中でも充電できるため、利便性を向上できる。また電池交換を不要にできるため、電子時計の防水性を容易に維持できる。
従って、二次電池を充電するソーラーパネルとして、受光部の面積が700平方ミリメートル以下のものを用いることができる。例えば、ソーラーパネルが円板状であれば、直径30mm以下のものを用いることができる。
このため、電子時計を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計としても商品化できる。また、受信部の消費電力を低くしているので、電池の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
さらに、ソーラーパネルで二次電池を充電できるため、外部充電器による充電を不要にでき、電子時計を携帯して使用中でも充電できるため、利便性を向上できる。また電池交換を不要にできるため、電子時計の防水性を容易に維持できる。
本発明の電子時計は、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、透光性を有する文字板と、前記文字板の表示面と反対側に配置されたソーラーパネルと、前記ソーラーパネルで発電された電力を充電する二次電池とを備え、前記受信部の消費電力が30mW以下であり、前記二次電池の体積が600立方ミリメートル以下であることを特徴とする。
本発明によれば、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の消費電力を1時間あたり30mW以下に抑えているので、消費電力が30mWより大きな受信部を用いる場合に比べて二次電池の容量やサイズを小さくできる。
従って、二次電池としてサイズ(体積)が600立方ミリメートル以下のものを用いることができる。すなわち、二次電池のサイズを、ボタン型やコイン型の電池と同程度のサイズに抑えることができる。
このため、電子時計を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計としても商品化できる。また、受信部の消費電力を低くしているので、電池の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
さらに、ソーラーパネルで二次電池を充電できるため、外部充電器による充電を不要にでき、電子時計を携帯して使用中でも充電できるため、利便性を向上できる。また電池交換を不要にできるため、電子時計の防水性を容易に維持できる。
従って、二次電池としてサイズ(体積)が600立方ミリメートル以下のものを用いることができる。すなわち、二次電池のサイズを、ボタン型やコイン型の電池と同程度のサイズに抑えることができる。
このため、電子時計を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計としても商品化できる。また、受信部の消費電力を低くしているので、電池の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
さらに、ソーラーパネルで二次電池を充電できるため、外部充電器による充電を不要にでき、電子時計を携帯して使用中でも充電できるため、利便性を向上できる。また電池交換を不要にできるため、電子時計の防水性を容易に維持できる。
ここで、前記文字板の透過率は、50%以上、70%以下であることが好ましい。
文字板の透過率は、文字板に設けられる略字(インデックス)や印刷などのデザイン要素に影響される。すなわち、略字などを無くせば透過率は向上できるが、文字板を自由にデザインすることができず、デザイン性が低下する。一方、透過率を70%以下に抑えることで、文字板のデザインの自由度を高めることができ、デザイン性を向上できる。
また、透過率が50%未満まで低下すると、ソーラーパネルでの発電電力も低下する。このため、受信部の消費電力に対応する発電電力(例えば30mW以上)を得るためには、ソーラーパネルのサイズを大きくしなければならず、腕時計のサイズに納めることができない。
これに対し、透過率を50%以上にすれば、ソーラーパネルのサイズを腕時計に組み込み可能なサイズに抑えることができる。
また、透過率が50%未満まで低下すると、ソーラーパネルでの発電電力も低下する。このため、受信部の消費電力に対応する発電電力(例えば30mW以上)を得るためには、ソーラーパネルのサイズを大きくしなければならず、腕時計のサイズに納めることができない。
これに対し、透過率を50%以上にすれば、ソーラーパネルのサイズを腕時計に組み込み可能なサイズに抑えることができる。
ここで、前記受信部は、位置情報を取得する測位モードの受信処理と、時刻情報を取得する測時モードでの受信処理とを実行可能に構成され、前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であり、満充電の状態で、前記時刻表示部の駆動を継続し、かつ、前記測位モードでの受信処理を1日に1回実行した場合に、持続時間が6ヶ月以上となる電池容量を有することが好ましい。
本発明によれば、二次電池としてリチウムイオン二次電池を用いているので、ニッケル水素電池等の二次電池に比べてエネルギー密度が高く、小型化できる。このため、腕時計サイズの電子時計に組み込むことができ、消費電力の大きな受信部も確実に駆動できる。
また、位置情報を取得する測位モードを1日1回実行しても、持続時間を6ヶ月以上にできる電池容量を備えているので、その間にソーラーパネルで充電する機会を確保できる。従って、電子時計を継続して使用でき、利便性を向上できる。
また、位置情報を取得する測位モードを1日1回実行しても、持続時間を6ヶ月以上にできる電池容量を備えているので、その間にソーラーパネルで充電する機会を確保できる。従って、電子時計を継続して使用でき、利便性を向上できる。
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算出するように構成されている。なお、GPS衛星100は、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算出するように構成されている。なお、GPS衛星100は、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]
電子時計1は、使用者の手首に装着される腕時計であり、時刻等を表示する表示装置10(時刻表示部)と、入力装置70とを備える。
電子時計1は、使用者の手首に装着される腕時計であり、時刻等を表示する表示装置10(時刻表示部)と、入力装置70とを備える。
[表示装置]
表示装置10は、文字板11、第1の指針12、第2の指針13、インジケーター針14を備える。
文字板11の大部分は、光および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。
文字板11は、第1の指針12に対応するメインダイヤル111と、第2の指針13に対応するサブダイヤル112と、インジケーター針14に対応する目盛部113とを備える。
表示装置10は、文字板11、第1の指針12、第2の指針13、インジケーター針14を備える。
文字板11の大部分は、光および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。
文字板11は、第1の指針12に対応するメインダイヤル111と、第2の指針13に対応するサブダイヤル112と、インジケーター針14に対応する目盛部113とを備える。
第1の指針12は、メインダイヤル111の表面側に設けられている。第1の指針12は、秒針121、分針122、時針123を備える。第1の指針12およびメインダイヤル111は、第1の時刻を表示する第1時刻表示部110(基本時計)を構成する。
第2の指針13は、サブダイヤル112の表面側に設けられている。第2の指針13は、分針131、時針132を備える。第2の指針13およびサブダイヤル112は、第2の時刻を表示する第2時刻表示部120(小時計)を構成する。
従って、本実施形態の電子時計1は、第1の時刻および第2の時刻を表示可能なデュアルタイム機能を備える。なお、第2時刻表示部120の表示面積は、第1時刻表示部110よりも小さく設定されている。
また、インジケーター針14は、メインダイヤル111の表面側に設けられ、エネルギー残量(電池残量)などの各種情報を指示する。
文字板11の表面側を表示面側という。
第2の指針13は、サブダイヤル112の表面側に設けられている。第2の指針13は、分針131、時針132を備える。第2の指針13およびサブダイヤル112は、第2の時刻を表示する第2時刻表示部120(小時計)を構成する。
従って、本実施形態の電子時計1は、第1の時刻および第2の時刻を表示可能なデュアルタイム機能を備える。なお、第2時刻表示部120の表示面積は、第1時刻表示部110よりも小さく設定されている。
また、インジケーター針14は、メインダイヤル111の表面側に設けられ、エネルギー残量(電池残量)などの各種情報を指示する。
文字板11の表面側を表示面側という。
なお、図示を略すが、電子時計1は、第1の指針12の針位置を検出する針位置検出手段を備える。この針位置検出手段は、発光素子および受光素子からなる光センサーと、各指針の輪列(歯車等)に設けられた貫通孔とを備え、各指針が12時位置に揃った場合に、発光素子からの光を受光素子で受光できるように構成するような公知の針位置検出手段を用いればよい。ただし、電子時計1では、第2の指針13の針位置検出手段は用意されていない。
指針12、13およびインジケーター針14は、歯車を介してステップモーターで駆動される。本実施形態では、第1の指針12の分針122、時針123を駆動するステップモーターと、秒針121を駆動するステップモーターと、インジケーター針14を駆動するステップモーターと、第2の指針13(分針131、時針132)を駆動するステップモーターとを備える。さらに、日車を設ける場合には、日車を駆動するためのステップモーターを設ければよい。
[入力装置]
入力装置70は、リューズ71と、3つのボタン72、73、74を備える。入力装置70を操作すると、そ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71を1段引くと、第2の指針13を手動修正可能となる。この状態で、ボタン73、74を押すと、第2の指針13が移動する。
また、リューズ71を2段引くと、第1の指針12を手動修正可能となる。この状態で、ボタン73、74を押すと、第1の指針12が移動する。
入力装置70は、リューズ71と、3つのボタン72、73、74を備える。入力装置70を操作すると、そ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71を1段引くと、第2の指針13を手動修正可能となる。この状態で、ボタン73、74を押すと、第2の指針13が移動する。
また、リューズ71を2段引くと、第1の指針12を手動修正可能となる。この状態で、ボタン73、74を押すと、第1の指針12が移動する。
ボタン72を押すと、各種操作モードのキャンセルや、受信処理の中止など、状況に応じた処理が実行される。
ボタン73が第1設定時間(例えば3秒以上、6秒未満)押されると、測時モードでの手動受信処理(強制受信処理)が実行される。また、ボタン73が第1設定時間よりも長い第2設定時間(例えば6秒以上)押されると、測位モードでの手動受信処理(強制受信処理)が実行される。さらに、ボタン73が第1設定時間よりも短い短時間(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。
ボタン74が押されると、タイムゾーンの設定を秒針121で指示する処理などが実行される。
なお、各ボタン72、73、74を押した際に実行される処理は、上記のものに限定されず、電子時計1の機能に応じて適宜設定すればよい。
ボタン73が第1設定時間(例えば3秒以上、6秒未満)押されると、測時モードでの手動受信処理(強制受信処理)が実行される。また、ボタン73が第1設定時間よりも長い第2設定時間(例えば6秒以上)押されると、測位モードでの手動受信処理(強制受信処理)が実行される。さらに、ボタン73が第1設定時間よりも短い短時間(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。
ボタン74が押されると、タイムゾーンの設定を秒針121で指示する処理などが実行される。
なお、各ボタン72、73、74を押した際に実行される処理は、上記のものに限定されず、電子時計1の機能に応じて適宜設定すればよい。
[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を介して開口を覆う部材である表面ガラス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、文字板11、ムーブメント21、ソーラーパネル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」、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を介して開口を覆う部材である表面ガラス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、文字板11、ムーブメント21、ソーラーパネル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」、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、第1の指針12、第2の指針13、インジケーター針14等の表示装置10を駆動する駆動機構210を備えている。駆動機構210は、ステップモーター、輪列211、前記ステップモーターを駆動する駆動回路など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12Aを介して第1の指針12等を駆動する。
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装置30と、前記受信装置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装置40と、ソーラーパネル22で発電した電力を二次電池24に充電する充電回路80などが取り付けられている。受信装置30や制御装置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装置30と、前記受信装置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装置40と、ソーラーパネル22で発電した電力を二次電池24に充電する充電回路80などが取り付けられている。受信装置30や制御装置40は、二次電池24から供給される電力で駆動される。
[ソーラーパネル]
ソーラーパネル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。ソーラーパネル22は、図示を略すが7〜8個のソーラーセルを備え、これらのソーラーセルを直列に接続して出力している。
図2に示すように、ソーラーパネル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。
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。
なお、ソーラーパネル22の表面側を受光面側という。
ソーラーパネル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。ソーラーパネル22は、図示を略すが7〜8個のソーラーセルを備え、これらのソーラーセルを直列に接続して出力している。
図2に示すように、ソーラーパネル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。
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。
なお、ソーラーパネル22の表面側を受光面側という。
文字板11およびソーラーパネル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、ソーラーパネル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および接続基部32は、プリント配線を介して受信装置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および接続基部32は、プリント配線を介して受信装置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の受信装置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を介して受信装置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および外装ケース17が金属製なので、グランド板として機能する他に、利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。
さらに、裏蓋20および外装ケース17が金属製なので、グランド板として機能する他に、利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。
[二次電池]
二次電池24は、電子時計1の電源装置であり、ソーラーパネル22で発生した電力を蓄積する。
電子時計1では、ソーラーパネル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27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、ソーラーパネル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二次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の電源装置であり、ソーラーパネル22で発生した電力を蓄積する。
電子時計1では、ソーラーパネル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27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、ソーラーパネル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二次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。
[電子時計の回路構成]
図3は、電子時計1の回路構成を示すブロック図である。電子時計1は、受信装置30(受信部)、制御装置40(制御部)、計時装置50(計時部)、記憶装置60(記憶部)、入力装置70(操作部)を備えている。
図3は、電子時計1の回路構成を示すブロック図である。電子時計1は、受信装置30(受信部)、制御装置40(制御部)、計時装置50(計時部)、記憶装置60(記憶部)、入力装置70(操作部)を備えている。
[受信装置]
受信モジュール(GPSモジュール)である受信装置30は、二次電池24に蓄積された電力で駆動される負荷であり、制御装置40によって駆動されると、GPSアンテナ23を通じてGPS衛星100から送信される衛星信号を受信する。そして、受信装置30は、衛星信号の受信に成功した場合には、取得した軌道情報やGPS時刻情報などの情報を制御装置40へ送信する。一方、衛星信号の受信に失敗した場合には、受信装置30は、その旨の情報を制御装置40へ送信する。なお、受信装置30の構成は、公知のGPS受信回路の構成と同様であるため、その説明を省略する。
受信モジュール(GPSモジュール)である受信装置30は、二次電池24に蓄積された電力で駆動される負荷であり、制御装置40によって駆動されると、GPSアンテナ23を通じてGPS衛星100から送信される衛星信号を受信する。そして、受信装置30は、衛星信号の受信に成功した場合には、取得した軌道情報やGPS時刻情報などの情報を制御装置40へ送信する。一方、衛星信号の受信に失敗した場合には、受信装置30は、その旨の情報を制御装置40へ送信する。なお、受信装置30の構成は、公知のGPS受信回路の構成と同様であるため、その説明を省略する。
[計時装置]
計時装置50は、二次電池24に蓄積された電力で駆動される水晶振動子等を備え、水晶振動子の発振信号に基づく基準信号を用いて時刻データを更新する。
計時装置50は、二次電池24に蓄積された電力で駆動される水晶振動子等を備え、水晶振動子の発振信号に基づく基準信号を用いて時刻データを更新する。
[記憶装置]
記憶装置60は、図4に示すように、時刻データ記憶部600と、タイムゾーンデータ記憶部680と、定時受信時刻記憶部690とを備えている。
記憶装置60は、図4に示すように、時刻データ記憶部600と、タイムゾーンデータ記憶部680と、定時受信時刻記憶部690とを備えている。
時刻データ記憶部600には、受信時刻データ610と、閏秒更新データ620と、内部時刻データ630と、時計表示用時刻データ640と、タイムゾーンデータ650とが記憶される。
受信時刻データ610には、衛星信号から取得した時刻情報(GPS時刻)が記憶される。この受信時刻データ610は、通常は計時装置50によって1秒毎に更新され、衛星信号を受信した際には、取得した時刻情報(GPS時刻)によって修正される。
閏秒更新データ620には、少なくとも現在の閏秒のデータが記憶される。すなわち、衛星信号のサブフレーム4、ページ18には、閏秒に関するデータとして、「現在の閏秒」、「閏秒の更新週」、「閏秒の更新日」、「更新後の閏秒」の各データが含まれる。このうち、本実施形態では、少なくとも「現在の閏秒」のデータを、閏秒更新データ620に記憶している。
内部時刻データ630には、内部時刻情報が記憶される。この内部時刻情報は、受信時刻データ610に記憶されたGPS時刻と、閏秒更新データ620に記憶している「現在の閏秒」とによって更新される。すなわち、内部時刻データ630には、UTC(協定世界時)が記憶されることになる。受信時刻データ610が前記計時装置50で更新される際に、この内部時刻情報も更新される。
時計表示用時刻データ640には、前記内部時刻データ630の内部時刻情報に、タイムゾーンデータ650のタイムゾーンデータ(タイムゾーン情報、時差情報)を加味した時刻データが記憶される。タイムゾーンデータ650は、測位モードで受信した場合に得られる位置情報で設定される。
タイムゾーンデータ記憶部680は、位置情報(緯度、経度)とタイムゾーン情報(時差情報)とを関連付けて記憶している。このため、測位モードで位置情報を取得した場合、制御装置40は、その位置情報(緯度、経度)に基づいてタイムゾーンデータを取得できるようにされている。
なお、タイムゾーンデータ記憶部680には、さらに、都市名とタイムゾーンデータとを関連付けて記憶してもよい。この場合、入力装置70の操作によって、利用者が現地時刻を知りたい都市名を選択すると、制御装置40は、タイムゾーンデータ記憶部680に対して利用者が設定した都市名を検索し、その都市名に対応するタイムゾーンデータを取得してタイムゾーンデータ650に設定すればよい。
定時受信時刻記憶部690には、測時部410における定時受信処理を実行する定時受信時刻が記憶される。この定時受信時刻は、前回、ボタン73を操作して強制受信に成功した時刻が記憶される。
[制御装置]
制御装置40は、電子時計1を制御するCPUで構成されている。制御装置40は、測時部410と、測位部420と、タイムゾーン設定部430と、タイムゾーン修正部440と、時刻修正部450を備える。
制御装置40は、電子時計1を制御するCPUで構成されている。制御装置40は、測時部410と、測位部420と、タイムゾーン設定部430と、タイムゾーン修正部440と、時刻修正部450を備える。
[測時部]
測時部410は、受信装置30を作動して測時モードでの受信処理を行う。本実施形態では、自動受信処理と手動受信処理とで測時モードでの受信処理を実行する。
自動受信処理は、定時自動受信処理と、光自動受信処理の2種類がある。すなわち、測時部410は、計時している内部時刻データ630が、定時受信時刻記憶部690に記憶された定時受信時刻になった場合に、受信装置30を作動して測時モードでの定時自動受信処理を行う。
また、測時部410は、ソーラーパネル22の発電電圧または発電電流が設定値以上となり、屋外においてソーラーパネル22に日光が照射していると判断できる場合に、受信装置30を作動して測時モードでの光自動受信処理を行う。なお、ソーラーパネル22の発電状態で受信装置30を作動する処理の回数は、1日に1回などに制約してもよい。
さらに、利用者が入力装置70のボタン73を押して強制受信操作を行った場合、測時部410は、受信装置30を作動して測時モードでの手動受信処理を行う。
測時部410は、受信装置30を作動して測時モードでの受信処理を行う。本実施形態では、自動受信処理と手動受信処理とで測時モードでの受信処理を実行する。
自動受信処理は、定時自動受信処理と、光自動受信処理の2種類がある。すなわち、測時部410は、計時している内部時刻データ630が、定時受信時刻記憶部690に記憶された定時受信時刻になった場合に、受信装置30を作動して測時モードでの定時自動受信処理を行う。
また、測時部410は、ソーラーパネル22の発電電圧または発電電流が設定値以上となり、屋外においてソーラーパネル22に日光が照射していると判断できる場合に、受信装置30を作動して測時モードでの光自動受信処理を行う。なお、ソーラーパネル22の発電状態で受信装置30を作動する処理の回数は、1日に1回などに制約してもよい。
さらに、利用者が入力装置70のボタン73を押して強制受信操作を行った場合、測時部410は、受信装置30を作動して測時モードでの手動受信処理を行う。
測時部410は、受信装置30で少なくとも1つのGPS衛星100を捕捉し、そのGPS衛星100から送信される衛星信号を受信して時刻情報を取得する。
[測位部]
測位部420は、利用者が入力装置70のボタン73を押して強制受信操作を行った場合に、受信装置30を作動して測位モードでの受信処理を行う。
なお、制御装置40は、ボタン73を押している時間に応じて、測時部410による測時モードでの受信処理と、測位部420による測位モードでの受信処理を切り替えて実行する。すなわち、制御装置40は、ボタン73を第1設定時間(3秒以上、6秒未満)押した場合には測時モードでの受信処理を行い、第2設定時間(6秒以上)押した場合には測位モードでの受信処理を行う。
測位部420は、利用者が入力装置70のボタン73を押して強制受信操作を行った場合に、受信装置30を作動して測位モードでの受信処理を行う。
なお、制御装置40は、ボタン73を押している時間に応じて、測時部410による測時モードでの受信処理と、測位部420による測位モードでの受信処理を切り替えて実行する。すなわち、制御装置40は、ボタン73を第1設定時間(3秒以上、6秒未満)押した場合には測時モードでの受信処理を行い、第2設定時間(6秒以上)押した場合には測位モードでの受信処理を行う。
測位部420は、測位モードでの受信処理を開始すると、受信装置30で少なくとも3個、好ましくは4個以上のGPS衛星100を捕捉し、各GPS衛星100から送信される衛星信号を受信して位置情報を算出して取得する。また、測位部420は、衛星信号を受信した際に時刻情報も同時に取得できる。
[タイムゾーン設定部]
タイムゾーン設定部430は、測位部420で位置情報の取得に成功した場合、取得した位置情報(緯度、経度)に基づいてタイムゾーンデータ記憶部680からタイムゾーンデータ(タイムゾーン情報つまり時差情報)を取得し、タイムゾーンデータ650に記憶する。
例えば、日本標準時(JST)は、UTCに対して9時間進めた時刻(UTC+9)であるため、測位部420で取得した位置情報が日本である場合には、タイムゾーン設定部430は、タイムゾーンデータ記憶部680から日本標準時の時差情報(+9時間)を読み出してタイムゾーンデータ650に記憶する。
タイムゾーン設定部430は、測位部420で位置情報の取得に成功した場合、取得した位置情報(緯度、経度)に基づいてタイムゾーンデータ記憶部680からタイムゾーンデータ(タイムゾーン情報つまり時差情報)を取得し、タイムゾーンデータ650に記憶する。
例えば、日本標準時(JST)は、UTCに対して9時間進めた時刻(UTC+9)であるため、測位部420で取得した位置情報が日本である場合には、タイムゾーン設定部430は、タイムゾーンデータ記憶部680から日本標準時の時差情報(+9時間)を読み出してタイムゾーンデータ650に記憶する。
[タイムゾーン修正部]
タイムゾーン修正部440は、タイムゾーン設定部430がタイムゾーン情報を設定すると、前記第1時刻つまり時計表示用時刻データ640を、前記タイムゾーンデータを用いて修正する。このため、時計表示用時刻データ640は、UTCである内部時刻データ630にタイムゾーンデータを加算した時刻となる。
一方、タイムゾーン修正部440は、前記第2時刻は前記タイムゾーン情報を用いて修正しない。
タイムゾーン修正部440は、タイムゾーン設定部430がタイムゾーン情報を設定すると、前記第1時刻つまり時計表示用時刻データ640を、前記タイムゾーンデータを用いて修正する。このため、時計表示用時刻データ640は、UTCである内部時刻データ630にタイムゾーンデータを加算した時刻となる。
一方、タイムゾーン修正部440は、前記第2時刻は前記タイムゾーン情報を用いて修正しない。
[時刻修正部]
時刻修正部450は、測時部410や測位部420の受信処理で時刻情報の取得に成功した場合、取得した時刻情報で受信時刻データ610を修正する。このため、内部時刻データ630および時計表示用時刻データ640も修正される。時計表示用時刻データ640が修正されると、針位置検出手段で時計表示用時刻データ640と同期している第1の指針12の指示時刻も修正される。
時刻修正部450は、測時部410や測位部420の受信処理で時刻情報の取得に成功した場合、取得した時刻情報で受信時刻データ610を修正する。このため、内部時刻データ630および時計表示用時刻データ640も修正される。時計表示用時刻データ640が修正されると、針位置検出手段で時計表示用時刻データ640と同期している第1の指針12の指示時刻も修正される。
[電子時計のサイズ]
電子時計1のケースは、外装ケース17、ベゼル18、表面ガラス19、裏蓋20によって構成されている。このケース17の体積は3万立方ミリメートル以下となるよう形成されている。本実施形態の外装ケース17は、略円筒状に形成されている。例えば、図1および図2に示す外装ケース17の直径DCが47mm、高さ寸法Hが16.5mmであれば、その体積は、(47/2)2×π×16.5=約28627mm3であり、3万立方ミリメートル以下となる。
この場合、ケースの直径DCは外装ケース17の直径である。具体的には、文字板11の中心(回転軸12A)を通り且つ裏蓋20に平行な直線が、外装ケース17の外周と交わる2点間の距離をいう。この距離は、例えば文字板11の3−9時方向の距離でよい。ただし、りゅうず等により凸形状となる部分は含まず、電子時計1を平面視した場合の外装ケース17の形状を円に近似した場合の距離とする。なお、ベゼル18の直径が外装ケース17の直径より大きい場合は、ケースの直径DCをベゼル18の直径としてもよい。要は、ケースの直径DCは、一般的な腕時計の径とされる距離である。
高さ寸法Hは、表面ガラス19の表面から、裏蓋20の裏面までの距離である。電子時計1のデザインによっては、表面ガラス19の中央部が膨らんでいる場合や、表面ガラス19よりベゼル18が高い(裏蓋20からの距離が大きい)場合が考えられる。これらの場合は、裏蓋20と最も離れた箇所と裏蓋20との距離を計測すればよい。要は、高さ寸法Hは、一般的な腕時計の厚さとされる距離である。
電子時計1のケースの体積が3万立方ミリメートルよりも大きくなると、外装ケース17のサイズが大きくなり、腕時計としての商品化が困難となる。
例えば、従来の受信装置(GPSモジュール)は、消費電力が30mWより大きく高いため、ケースから着脱できる交換可能な電池を電源としていた。このため、電池サイズが大きくなり、図5のサンプル1〜3に示すように、電池を内蔵するケースも3万立方ミリメートル以上の大きなサイズ(体積)が必要となり、一般的な腕時計サイズに小型化することができなかった。
また、近年では、体積エネルギー密度が大きなリチウムイオン二次電池を用いることで、図5のサンプル4に示すように、ケースサイズを従来に比べて小さくできるものも開発されている。
ただし、充電器に接続して外部充電を行う必要があったため、携帯しながら充電することができなかった。さらに、受信装置の消費電力が大きいため、電池の持続時間が短くなり、充電回数が増えてしまっていた。このため、腕時計等として利用するには利便性が低かった。
電子時計1のケースは、外装ケース17、ベゼル18、表面ガラス19、裏蓋20によって構成されている。このケース17の体積は3万立方ミリメートル以下となるよう形成されている。本実施形態の外装ケース17は、略円筒状に形成されている。例えば、図1および図2に示す外装ケース17の直径DCが47mm、高さ寸法Hが16.5mmであれば、その体積は、(47/2)2×π×16.5=約28627mm3であり、3万立方ミリメートル以下となる。
この場合、ケースの直径DCは外装ケース17の直径である。具体的には、文字板11の中心(回転軸12A)を通り且つ裏蓋20に平行な直線が、外装ケース17の外周と交わる2点間の距離をいう。この距離は、例えば文字板11の3−9時方向の距離でよい。ただし、りゅうず等により凸形状となる部分は含まず、電子時計1を平面視した場合の外装ケース17の形状を円に近似した場合の距離とする。なお、ベゼル18の直径が外装ケース17の直径より大きい場合は、ケースの直径DCをベゼル18の直径としてもよい。要は、ケースの直径DCは、一般的な腕時計の径とされる距離である。
高さ寸法Hは、表面ガラス19の表面から、裏蓋20の裏面までの距離である。電子時計1のデザインによっては、表面ガラス19の中央部が膨らんでいる場合や、表面ガラス19よりベゼル18が高い(裏蓋20からの距離が大きい)場合が考えられる。これらの場合は、裏蓋20と最も離れた箇所と裏蓋20との距離を計測すればよい。要は、高さ寸法Hは、一般的な腕時計の厚さとされる距離である。
電子時計1のケースの体積が3万立方ミリメートルよりも大きくなると、外装ケース17のサイズが大きくなり、腕時計としての商品化が困難となる。
例えば、従来の受信装置(GPSモジュール)は、消費電力が30mWより大きく高いため、ケースから着脱できる交換可能な電池を電源としていた。このため、電池サイズが大きくなり、図5のサンプル1〜3に示すように、電池を内蔵するケースも3万立方ミリメートル以上の大きなサイズ(体積)が必要となり、一般的な腕時計サイズに小型化することができなかった。
また、近年では、体積エネルギー密度が大きなリチウムイオン二次電池を用いることで、図5のサンプル4に示すように、ケースサイズを従来に比べて小さくできるものも開発されている。
ただし、充電器に接続して外部充電を行う必要があったため、携帯しながら充電することができなかった。さらに、受信装置の消費電力が大きいため、電池の持続時間が短くなり、充電回数が増えてしまっていた。このため、腕時計等として利用するには利便性が低かった。
一方、本実施形態では、サンプル5に示すように、受信装置30の消費電力を30mW以下(例えば25mW)に低減させている。
腕時計タイプの電子時計では、内蔵できる記憶装置60の容量に制約があり、GPS衛星100の衛星軌道情報(アルマナックやエフェメリス)を記憶しておくことが難しい。このため、衛星軌道情報を用いない状態で衛星のサーチを行うことになり(コールドスタート)、特にGPS衛星100のサーチ時の消費電力が増大する。そこで、本実施形態では、GPS衛星100のサーチ時の受信装置30の状態を制御することなどで、受信装置30におけるコールドスタートにおけるサーチ時のピーク消費電力(最大の消費電力)を低減した。
なお、受信装置30の消費電力としては、サーチ時の消費電力に限らず、トラッキング時の消費電力でもよい。すなわち、受信装置30の消費電力が30mW以下であるかを判断する際に、サーチ時の消費電力が30mW以下に低減させたか否かで判断する場合に限らず、トラッキング時の消費電力を30mW以下に低減させたか否かで判断してもよい。さらに、サーチ時およびトラッキング時の平均消費電力で判断してもよい。
すなわち、受信装置30であるGPSモジュールの消費電力は、サーチ時の消費電力で表すだけでなく、トラッキング時の消費電力で表す場合や、サーチ時およびトラッキング時の平均消費電力で表す場合もある。電子時計1を設計・製造する場合に、消費電力が30mW以下の受信装置30(GPSモジュール)を用いる必要があるが、この場合、公表されている受信装置30の消費電力で判断すればよい。
腕時計タイプの電子時計では、内蔵できる記憶装置60の容量に制約があり、GPS衛星100の衛星軌道情報(アルマナックやエフェメリス)を記憶しておくことが難しい。このため、衛星軌道情報を用いない状態で衛星のサーチを行うことになり(コールドスタート)、特にGPS衛星100のサーチ時の消費電力が増大する。そこで、本実施形態では、GPS衛星100のサーチ時の受信装置30の状態を制御することなどで、受信装置30におけるコールドスタートにおけるサーチ時のピーク消費電力(最大の消費電力)を低減した。
なお、受信装置30の消費電力としては、サーチ時の消費電力に限らず、トラッキング時の消費電力でもよい。すなわち、受信装置30の消費電力が30mW以下であるかを判断する際に、サーチ時の消費電力が30mW以下に低減させたか否かで判断する場合に限らず、トラッキング時の消費電力を30mW以下に低減させたか否かで判断してもよい。さらに、サーチ時およびトラッキング時の平均消費電力で判断してもよい。
すなわち、受信装置30であるGPSモジュールの消費電力は、サーチ時の消費電力で表すだけでなく、トラッキング時の消費電力で表す場合や、サーチ時およびトラッキング時の平均消費電力で表す場合もある。電子時計1を設計・製造する場合に、消費電力が30mW以下の受信装置30(GPSモジュール)を用いる必要があるが、この場合、公表されている受信装置30の消費電力で判断すればよい。
[制御装置の動作]
図6は、第1実施形態における電子時計1の受信処理を示すフローチャートである。
制御装置40は、受信処理を開始すると、自動受信を開始する条件に該当したかを判定する(S11)。前述のとおり、制御装置40は、定時受信時刻になった場合と、ソーラーパネル22での発電電圧や電流が設定値以上になった場合に、自動受信を開始する条件に該当したと判定する(S11:Yes)。
S11でYesと判定された場合、測時部410は、測時モードでの受信処理を開始する(S12)。
図6は、第1実施形態における電子時計1の受信処理を示すフローチャートである。
制御装置40は、受信処理を開始すると、自動受信を開始する条件に該当したかを判定する(S11)。前述のとおり、制御装置40は、定時受信時刻になった場合と、ソーラーパネル22での発電電圧や電流が設定値以上になった場合に、自動受信を開始する条件に該当したと判定する(S11:Yes)。
S11でYesと判定された場合、測時部410は、測時モードでの受信処理を開始する(S12)。
S11でNoと判定された場合、制御装置40は、ボタン74が第1設定時間(3秒以上、6秒未満)押される測時モードでの受信操作があったか否かを判定する(S13)。
S13でYesと判定された場合、測時部410は、測時モードでの受信処理を開始する(S12)。
S13でYesと判定された場合、測時部410は、測時モードでの受信処理を開始する(S12)。
[測時モードの受信処理]
S12での測時モードでの受信処理が開始されると、測時部410は、時刻情報の取得に成功したか否かを判定する(S14)。
なお、受信装置30は、まず、GPS衛星100を捕捉するためにサーチする。GPS衛星100を捕捉すると、受信装置30で衛星信号を受信し、時刻情報を取得する。なお、時刻情報は6秒間隔で送信されるため、衛星信号を6秒間受信すれば時刻情報を受信できる。時刻情報を取得できた場合、制御装置40は、S14でYesと判定する。それ以外の場合、すなわち、受信装置30でGPS衛星100を捕捉できない場合や、時刻情報を受信できなかった場合には、時刻情報の取得に失敗したと判定する(S14:No)。
S12での測時モードでの受信処理が開始されると、測時部410は、時刻情報の取得に成功したか否かを判定する(S14)。
なお、受信装置30は、まず、GPS衛星100を捕捉するためにサーチする。GPS衛星100を捕捉すると、受信装置30で衛星信号を受信し、時刻情報を取得する。なお、時刻情報は6秒間隔で送信されるため、衛星信号を6秒間受信すれば時刻情報を受信できる。時刻情報を取得できた場合、制御装置40は、S14でYesと判定する。それ以外の場合、すなわち、受信装置30でGPS衛星100を捕捉できない場合や、時刻情報を受信できなかった場合には、時刻情報の取得に失敗したと判定する(S14:No)。
〔測時モードでの内部時刻修正処理〕
制御装置40は、時刻情報の取得に成功したと判定した場合(S14:Yesの場合)には、時刻修正部450によって、取得した時刻情報によって受信時刻データ610を修正し、さらに閏秒更新データ620で補正して内部時刻データ630を修正する(S15)。内部時刻データ630が修正されると、設定されているタイムゾーンデータ650で時計表示用時刻データ640も修正される。
また、制御装置40は、駆動機構210を介して秒針121を所定位置に移動して受信に成功したことを表示する(S15)。この受信成功表示は、所定時間、例えば5秒間行われる。
さらに、制御装置40は、内部時刻データ630の修正前後の時間差から、時刻修正量を算出する(S15)。
制御装置40は、時刻情報の取得に成功したと判定した場合(S14:Yesの場合)には、時刻修正部450によって、取得した時刻情報によって受信時刻データ610を修正し、さらに閏秒更新データ620で補正して内部時刻データ630を修正する(S15)。内部時刻データ630が修正されると、設定されているタイムゾーンデータ650で時計表示用時刻データ640も修正される。
また、制御装置40は、駆動機構210を介して秒針121を所定位置に移動して受信に成功したことを表示する(S15)。この受信成功表示は、所定時間、例えば5秒間行われる。
さらに、制御装置40は、内部時刻データ630の修正前後の時間差から、時刻修正量を算出する(S15)。
ここで、第2の指針13は、内部時刻データ630つまり第1の指針12に連動して運針する。すなわち、計時装置50からの基準信号で、内部時刻データ630の時刻データが変化すると、第1の指針12に加えて第2の指針13も連動して運針する。なお、第2の指針13は、秒針を備えず、分針131、時針132のみであるため、1秒毎に運針するのではなく、例えば20秒毎に運針する。
本実施形態では、第1の指針12の指針位置を検出する針位置検出機構が設けられている。一方、第2の指針13の指針位置を検出する針位置検出機構は設けられていない。このため、内部時刻データ630の時刻データ(UTC)と、実際に第2の指針13で指示される時刻は一致せず、手動で設定した際の時差で動作する。例えば、内部時刻データ630(UTC)が1時0分0秒である際に、手動操作で第2の指針13を10時0分0秒に設定したとする。この場合、第2の指針13は、内部時刻データ630に対して手動操作で+9時間の時差を設定されたことになる。
その後、受信時刻データ610および内部時刻データ630が、計時装置50からの基準信号で更新されるのに連動して、第2の指針13も運針される。
また、測時部410や測位部420が時刻情報を受信し、受信時刻データ610が受信した時刻情報で更新され、連動して内部時刻データ630も更新されると、第2の指針13も連動して内部時刻データ630の時刻修正分だけ移動する。
例えば、内部時刻データ630(UTC)が3時25分40秒であり、第2の指針13で指示する時刻が12時25分40秒であった場合に、受信した時刻情報により、内部時刻データ630が3時26分00秒に更新されたとする。この場合、内部時刻データ630の時刻修正量は、+20秒であるため、第2の指針13も+20秒進められ、12時26分00秒を指示する。
また、測時部410や測位部420が時刻情報を受信し、受信時刻データ610が受信した時刻情報で更新され、連動して内部時刻データ630も更新されると、第2の指針13も連動して内部時刻データ630の時刻修正分だけ移動する。
例えば、内部時刻データ630(UTC)が3時25分40秒であり、第2の指針13で指示する時刻が12時25分40秒であった場合に、受信した時刻情報により、内部時刻データ630が3時26分00秒に更新されたとする。この場合、内部時刻データ630の時刻修正量は、+20秒であるため、第2の指針13も+20秒進められ、12時26分00秒を指示する。
次に、制御装置40の時刻修正部450は、時計表示用時刻データ640に基づいて、第1の指針12による表示時刻を修正する(S16)。また、時刻修正部450は、第2の指針13を前記時刻修正量に応じて修正する(S16)。すなわち、第1の指針12および第2の指針13は、同じ内部時刻データ630の修正分だけ運針するため、連動して修正される。
制御装置40は、S14でNoと判定した場合(受信に失敗した場合)は、内部時刻の修正処理(S15)を行わずに、駆動機構210を介して秒針121を所定位置に移動して受信に失敗したことを表示する(S17)。この受信失敗表示も、所定時間、例えば5秒間行われる。
S16、S17の処理が終わると、制御装置40は、S11の処理に戻る。
S16、S17の処理が終わると、制御装置40は、S11の処理に戻る。
[測位モードの受信処理]
S13でNoと判定された場合、制御装置40は、ボタン74が第2設定時間(6秒以上)押される測位モードでの受信操作があったか否かを判定する(S18)。
S18でNoと判定された場合、制御装置40は、S11の処理に戻る。
一方、S18でYesと判定された場合、測位部420は、測位モードでの受信処理を実行する(S20)。
S13でNoと判定された場合、制御装置40は、ボタン74が第2設定時間(6秒以上)押される測位モードでの受信操作があったか否かを判定する(S18)。
S18でNoと判定された場合、制御装置40は、S11の処理に戻る。
一方、S18でYesと判定された場合、測位部420は、測位モードでの受信処理を実行する(S20)。
次に、測位モードでの受信処理S20を図7に示す。
測位部420は、まず、測位モードでの受信処理を開始する(S21)。
S21での受信処理が開始された後、制御装置40は、時刻情報および位置情報の受信に成功したか否かを判定する(S22)。
測位部420は、まず、測位モードでの受信処理を開始する(S21)。
S21での受信処理が開始された後、制御装置40は、時刻情報および位置情報の受信に成功したか否かを判定する(S22)。
〔測位モードでの時刻修正処理〕
制御装置40は、受信処理により時刻情報および位置情報の受信に成功したと判定した場合(S22:Yesの場合)には、取得した位置情報に対応するタイムゾーンデータをタイムゾーンデータ記憶部680から取得し、タイムゾーンデータ650を修正する(S23)。
また、制御装置40は、取得した時刻情報によって内部時刻データ630を修正し、新たなタイムゾーンデータ650で時計表示用時刻データ640を修正する。さらに、秒針121を所定位置に移動して受信に成功したことを表示し、時刻修正量の算出処理を行う(S24)。この受信成功表示も、所定時間、例えば5秒間行われる。
そして、時刻修正部450は、S25で第1の指針12および第2の指針13による時刻表示を修正する。この際、S23で位置情報から取得したタイムゾーンデータで表示時刻が修正されるのは、第1の指針12のみであり、第2の指針13は内部時刻データ630の時刻修正分だけ修正される。これにより、飛行機などで異なるタイムゾーンの国に移動した場合も、第1の指針12を現地の時刻(ローカルタイム)に自動的に修正できる。
制御装置40は、受信処理により時刻情報および位置情報の受信に成功したと判定した場合(S22:Yesの場合)には、取得した位置情報に対応するタイムゾーンデータをタイムゾーンデータ記憶部680から取得し、タイムゾーンデータ650を修正する(S23)。
また、制御装置40は、取得した時刻情報によって内部時刻データ630を修正し、新たなタイムゾーンデータ650で時計表示用時刻データ640を修正する。さらに、秒針121を所定位置に移動して受信に成功したことを表示し、時刻修正量の算出処理を行う(S24)。この受信成功表示も、所定時間、例えば5秒間行われる。
そして、時刻修正部450は、S25で第1の指針12および第2の指針13による時刻表示を修正する。この際、S23で位置情報から取得したタイムゾーンデータで表示時刻が修正されるのは、第1の指針12のみであり、第2の指針13は内部時刻データ630の時刻修正分だけ修正される。これにより、飛行機などで異なるタイムゾーンの国に移動した場合も、第1の指針12を現地の時刻(ローカルタイム)に自動的に修正できる。
例えば、電子時計1の利用者がニューヨークに滞在しており、タイムゾーンデータがアメリカ東部標準時(EST)の−5時間の時差に設定され、第2の指針13を日本標準時(JST)に設定していたとする。
ここで、内部時刻データ630(UTC)が6時25分50秒であり、第1の指針12で指示する時刻が1時25分50秒(EST)であり、手動設定された第2の指針13で指示する時刻が15時25分50秒(JST)であった場合に、出張で移動したドイツにおいて測位モードでの受信処理を行ったとする。
その結果、受信した時刻情報により、内部時刻データ630(UTC)が6時25分55秒に更新され、位置情報から得られたタイムゾーンデータが+1時間(中央ヨーロッパ時間:CET)に設定されたとする。
この場合、内部時刻データ630の時刻修正量は、+5秒であるため、第2の指針13も+5秒進められ、15時25分55秒を指示する。また、タイムゾーンデータが+1時間に変更されたため、時計表示用時刻データ640は7時25分55秒となり、第1の指針12も7時25分55秒を指示する。
ここで、内部時刻データ630(UTC)が6時25分50秒であり、第1の指針12で指示する時刻が1時25分50秒(EST)であり、手動設定された第2の指針13で指示する時刻が15時25分50秒(JST)であった場合に、出張で移動したドイツにおいて測位モードでの受信処理を行ったとする。
その結果、受信した時刻情報により、内部時刻データ630(UTC)が6時25分55秒に更新され、位置情報から得られたタイムゾーンデータが+1時間(中央ヨーロッパ時間:CET)に設定されたとする。
この場合、内部時刻データ630の時刻修正量は、+5秒であるため、第2の指針13も+5秒進められ、15時25分55秒を指示する。また、タイムゾーンデータが+1時間に変更されたため、時計表示用時刻データ640は7時25分55秒となり、第1の指針12も7時25分55秒を指示する。
一方、制御装置40は、S22でNoと判定した場合(受信に失敗した場合)は、駆動機構210を介して秒針121を所定位置に移動して受信に失敗したことを表示する(S26)。この受信失敗表示も、所定時間、例えば5秒間行われる。
S25、S26の処理が終わると、制御装置40は、測位モードでの受信処理S20を終了し、図6のS11の処理に戻る。このため、S11,S13,S18のいずれかでYesと判定されるまで、制御装置40は受信処理を開始しない待機状態に維持される。
S25、S26の処理が終わると、制御装置40は、測位モードでの受信処理S20を終了し、図6のS11の処理に戻る。このため、S11,S13,S18のいずれかでYesと判定されるまで、制御装置40は受信処理を開始しない待機状態に維持される。
〔第1実施形態の作用効果〕
このような本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
電子時計1は、GPS衛星100から送信される衛星信号を受信する受信装置30の消費電力を1時間あたり30mW以下に抑えているので、消費電力が30mWより大きい受信装置を用いる場合に比べて二次電池24の容量やサイズを小さくできる。
従って、体積が30000立方ミリメートル以下の外装ケース17を用いることができる。このため、電子時計1を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として商品化できる。
また、受信装置30の消費電力を低くしているので、二次電池24の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
なお、受信装置30のサーチ時のピーク消費電力は、少なくとも0より大きいものとする(例えば1mW以上)。
このような本実施形態によれば、以下のような作用効果が得られる。
電子時計1は、GPS衛星100から送信される衛星信号を受信する受信装置30の消費電力を1時間あたり30mW以下に抑えているので、消費電力が30mWより大きい受信装置を用いる場合に比べて二次電池24の容量やサイズを小さくできる。
従って、体積が30000立方ミリメートル以下の外装ケース17を用いることができる。このため、電子時計1を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として商品化できる。
また、受信装置30の消費電力を低くしているので、二次電池24の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
なお、受信装置30のサーチ時のピーク消費電力は、少なくとも0より大きいものとする(例えば1mW以上)。
電子時計1は、ソーラーパネル22で二次電池24を充電できるため、外部充電器による充電を不要にでき、電子時計1を携帯して使用中でも充電できるため、利便性を向上できる。また電池交換を不要にできるため、電子時計1の防水性を容易に維持できる。
第1時刻表示部110である第1の指針12と、第2時刻表示部120である第2の指針13との2つの時刻表示部を備える。このため、第1の指針12でローカルタイムを表示し、第2の指針13でホームタイムを表示することができる。
そして、測位部420が現在地の位置情報を取得し、タイムゾーン設定部430が現在地のタイムゾーンデータ650を設定すると、タイムゾーン修正部440がタイムゾーンデータ650を用いて第1の指針12で指示する第1時刻を修正する。従って、電子時計1を装着した利用者が、飛行機などでタイムゾーンの異なる国に移動した際に、測位部420で位置情報を取得するだけで、第1の指針12で第1時刻つまり現在地のローカルタイムを表示できる。
一方で、タイムゾーン修正部440は、タイムゾーンデータ650が設定されても第2の指針13で指示される第2時刻は修正しない。このため、第2の指針13は、ホームタイムを常に表示できる。
従って、第1の指針12は現地のローカルタイムを容易に表示でき、第2の指針13は、利用者が設定したホームタイムを常に表示できるので、海外に移動している場合でも、生活拠点の時刻を容易に確認できる。
そして、測位部420が現在地の位置情報を取得し、タイムゾーン設定部430が現在地のタイムゾーンデータ650を設定すると、タイムゾーン修正部440がタイムゾーンデータ650を用いて第1の指針12で指示する第1時刻を修正する。従って、電子時計1を装着した利用者が、飛行機などでタイムゾーンの異なる国に移動した際に、測位部420で位置情報を取得するだけで、第1の指針12で第1時刻つまり現在地のローカルタイムを表示できる。
一方で、タイムゾーン修正部440は、タイムゾーンデータ650が設定されても第2の指針13で指示される第2時刻は修正しない。このため、第2の指針13は、ホームタイムを常に表示できる。
従って、第1の指針12は現地のローカルタイムを容易に表示でき、第2の指針13は、利用者が設定したホームタイムを常に表示できるので、海外に移動している場合でも、生活拠点の時刻を容易に確認できる。
また、自動受信処理時は測時モードでの受信処理を行い、受信時間が長くなる測位モードでの受信はボタン74を第2設定時間押した場合のみ実行するように構成している。このように、測位モードの受信処理を、電子時計1の利用者が意図的に受信操作を行った場合のみ実行しているので、衛星信号を受信できない状態で長時間受信を継続することがなく、電力を大幅に消費することを防止できる。
なお、電子時計1のケースは、外装ケース17、ベゼル18、表面ガラス19、裏蓋20によって構成されているものとしたが、ベゼル18を用いない構成や、外装ケース17と裏蓋20とが一体化した構成としてもよい。要は、文字板11、ムーブメント21、ソーラーパネル22、GPSアンテナ23、二次電池24などの電子時計1の構成物を内部に収納するものであればよい。
なお、電子時計1のケースは、外装ケース17、ベゼル18、表面ガラス19、裏蓋20によって構成されているものとしたが、ベゼル18を用いない構成や、外装ケース17と裏蓋20とが一体化した構成としてもよい。要は、文字板11、ムーブメント21、ソーラーパネル22、GPSアンテナ23、二次電池24などの電子時計1の構成物を内部に収納するものであればよい。
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図8に基づいて説明する。なお、第2実施形態は、受信装置30の消費電力、ソーラーパネル22のサイズ(発電電力)および文字板11の透過率を設定したものである。それ以外の電子時計1の構造や制御処理に関しては、前記第1実施形態と同様であるから、その説明は省略する。
第2実施形態では、第1実施形態と同じく消費電力が30mW以下の受信装置30を用いている。さらに、ソーラーパネル22のサイズ(文字板11と略同じサイズ)を、直径30mm以下に設定して文字板11やソーラーパネル22のサイズを抑制している。すなわち、ソーラーパネル22の受光部の面積を約700mm2以下に設定している。
具体的には、ソーラーパネル22の受光部とは、ソーラーパネル22の受光面(文字板11側の面)のうち、文字板11を通過した光が直接入射する部分である。例えば、ソーラーパネル22のうち、ダイヤルリング140で隠れた部分を除く部分である。例えば、受光部は図2に直径Aで示される略円状の部分となる。この際、ソーラーパネル22のサイズ(外周)を直径30mm以下に設定し、受光部の直径Aを28mm以下に設定できる。直径28mmの円の面積は約615mm2であるから、約700mm2以下という条件を満たすことができる。なお、受光部としては、ダイヤルリング140で隠れた部分だけでなく、文字板11のデザインによりソーラーパネル22に光が入射しない部分や、日を表示するための日窓部分を除いた部分としてもよい。
これにより、適切なサイズの腕時計を製品化できるように設定している。
次に、本発明の第2実施形態を図8に基づいて説明する。なお、第2実施形態は、受信装置30の消費電力、ソーラーパネル22のサイズ(発電電力)および文字板11の透過率を設定したものである。それ以外の電子時計1の構造や制御処理に関しては、前記第1実施形態と同様であるから、その説明は省略する。
第2実施形態では、第1実施形態と同じく消費電力が30mW以下の受信装置30を用いている。さらに、ソーラーパネル22のサイズ(文字板11と略同じサイズ)を、直径30mm以下に設定して文字板11やソーラーパネル22のサイズを抑制している。すなわち、ソーラーパネル22の受光部の面積を約700mm2以下に設定している。
具体的には、ソーラーパネル22の受光部とは、ソーラーパネル22の受光面(文字板11側の面)のうち、文字板11を通過した光が直接入射する部分である。例えば、ソーラーパネル22のうち、ダイヤルリング140で隠れた部分を除く部分である。例えば、受光部は図2に直径Aで示される略円状の部分となる。この際、ソーラーパネル22のサイズ(外周)を直径30mm以下に設定し、受光部の直径Aを28mm以下に設定できる。直径28mmの円の面積は約615mm2であるから、約700mm2以下という条件を満たすことができる。なお、受光部としては、ダイヤルリング140で隠れた部分だけでなく、文字板11のデザインによりソーラーパネル22に光が入射しない部分や、日を表示するための日窓部分を除いた部分としてもよい。
これにより、適切なサイズの腕時計を製品化できるように設定している。
この際、ソーラーパネル22の発電電力は、前記受信装置30の消費電力以上にする必要がある。このため、ソーラーパネル22のサイズも、発電電力を考慮して設定している。
例えば、消費電力が25mWの受信装置30を電子時計1に組み込んだ場合、発電電力を25mW以上とするには、文字板11の透過率およびソーラーパネル22のサイズを調整する必要がある。
なお、文字板11の透過率は、電子時計1の表面に光を照射した場合に、表面ガラス19および文字板11を透過してソーラーパネル22の表面に入射する光量と、電子時計1の表面に入射する光量との比である。
このため、文字板11の透過率は、主に電子時計1のデザインによって左右される。すなわち、文字板11の透過率は、表面ガラス19や文字板11上の印刷、略字(インデックス)などの光を遮るデザイン要素に影響される。このため、電子時計1における通常の透過率は70%以下となる。
例えば、消費電力が25mWの受信装置30を電子時計1に組み込んだ場合、発電電力を25mW以上とするには、文字板11の透過率およびソーラーパネル22のサイズを調整する必要がある。
なお、文字板11の透過率は、電子時計1の表面に光を照射した場合に、表面ガラス19および文字板11を透過してソーラーパネル22の表面に入射する光量と、電子時計1の表面に入射する光量との比である。
このため、文字板11の透過率は、主に電子時計1のデザインによって左右される。すなわち、文字板11の透過率は、表面ガラス19や文字板11上の印刷、略字(インデックス)などの光を遮るデザイン要素に影響される。このため、電子時計1における通常の透過率は70%以下となる。
ここで、図8に示すように、文字板11の透過率が70%で発電電力を25mW以上とするには、ソーラーパネル22の直径サイズは約22mm以上にすればよい。
一方、文字板11の透過率が50%で発電電力を25mW以上とするには、ソーラーパネル22の直径サイズは約28mm以上必要となる。
さらに、文字板11の透過率が30%に低下すると、ソーラーパネル22の直径サイズが30mm以下の範囲では発電電力を25mW以上とすることはできない。
このため、本実施形態では、文字板11の透過率は、50%以上、70%以下としている。
一方、文字板11の透過率が50%で発電電力を25mW以上とするには、ソーラーパネル22の直径サイズは約28mm以上必要となる。
さらに、文字板11の透過率が30%に低下すると、ソーラーパネル22の直径サイズが30mm以下の範囲では発電電力を25mW以上とすることはできない。
このため、本実施形態では、文字板11の透過率は、50%以上、70%以下としている。
従って、電子時計1を設計・製造する場合、腕時計として携帯でき、かつ、ソーラーパネル22で充電できて利便性を向上させるために、受信装置30の消費電力を30mW以下とし、ソーラーパネル22のサイズを30mm以下に設定し、さらに、ソーラーパネル22の発電電力が受信装置30の消費電力以上となるように、文字板11の透過率に応じてソーラーパネル22のサイズの下限値を設定すればよい。
なお、ソーラーパネル22が円板状でない場合でも、受光部の面積が700mm2以下となるように設定し、受光部の面積の下限値は文字板11の透過率に応じて設定すればよい。
なお、ソーラーパネル22が円板状でない場合でも、受光部の面積が700mm2以下となるように設定し、受光部の面積の下限値は文字板11の透過率に応じて設定すればよい。
〔第2実施形態の作用効果〕
このような第2実施形態によれば、前記第1実施形態と同じ構成によって同じ作用効果が得られる上、以下の作用効果が得られる。
本発明によれば、二次電池24を充電するソーラーパネル22として、受光部の面積が700平方ミリメートル以下のもの、例えば円板状のソーラーパネル22であれば、直径30mm以下のものを用いることができる。
このため、電子時計1を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として商品化できる。また、受信装置30の消費電力を低くしているので、二次電池24の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
このような第2実施形態によれば、前記第1実施形態と同じ構成によって同じ作用効果が得られる上、以下の作用効果が得られる。
本発明によれば、二次電池24を充電するソーラーパネル22として、受光部の面積が700平方ミリメートル以下のもの、例えば円板状のソーラーパネル22であれば、直径30mm以下のものを用いることができる。
このため、電子時計1を小型化でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として商品化できる。また、受信装置30の消費電力を低くしているので、二次電池24の持続時間も長くでき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計として必要な持続時間も確保できる。
文字板11の透過率を70%以下に抑えているので、文字板11のデザインの自由度を高めることができ、デザイン性を向上できる。
また、文字板11の透過率を50%以上にしているので、ソーラーパネル22を直径30mm以下で、かつ、25mW以上の発電電力が得られるサイズに設定できる。このため、ソーラーパネル22を腕時計に組み込み可能なサイズに抑えることができる。
また、文字板11の透過率を50%以上にしているので、ソーラーパネル22を直径30mm以下で、かつ、25mW以上の発電電力が得られるサイズに設定できる。このため、ソーラーパネル22を腕時計に組み込み可能なサイズに抑えることができる。
[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を図9,10に基づいて説明する。なお、第3実施形態は、受信装置30の消費電力と、二次電池24のサイズとを設定したものである。それ以外の電子時計1の構造や制御処理に関しては、前記第1実施形態と同様であるから、その説明は省略する。
次に、本発明の第3実施形態を図9,10に基づいて説明する。なお、第3実施形態は、受信装置30の消費電力と、二次電池24のサイズとを設定したものである。それ以外の電子時計1の構造や制御処理に関しては、前記第1実施形態と同様であるから、その説明は省略する。
本実施形態では、二次電池24のサイズを設定する際に、持続時間と電池容量とを考慮している。この持続時間を考慮する場合、平均消費電力の把握が必要なため、電子時計1における平均消費電力について説明する。
[平均消費電力]
電子時計1の平均消費電力は、指針12、13の運針のために必要となる電子時計1の駆動用の平均消費電力と、受信装置30の平均消費電力とで求めることができる。
図9に示すように、電子時計1の駆動用の平均消費電力は、制御装置40、計時装置50、駆動機構210等を動作させるために必要な電力であり、通常、1μW程度である。
また、受信装置30の消費電力は、主に受信装置30の動作時間に比例する。時刻情報のみを取得する測時モードでの1回の受信処理時間は、約10秒である。位置情報を取得する測位モードでの1回の受信処理時間は、約30秒である。そこで、10秒間の測時モードの受信処理を1日に1回行った場合と、30秒間の測位モードの受信処理を1日に1回行った場合の平均消費電力を求めた。
その結果、消費電力30mWの受信装置30を用いた場合、10秒間の受信で約2μWであり、30秒間の受信で約6μWであった。
一方、消費電力50mWの受信装置を用いた場合、10秒間の受信で約4μWであり、30秒間の受信で約12μWであった。
電子時計1の平均消費電力は、指針12、13の運針のために必要となる電子時計1の駆動用の平均消費電力と、受信装置30の平均消費電力とで求めることができる。
図9に示すように、電子時計1の駆動用の平均消費電力は、制御装置40、計時装置50、駆動機構210等を動作させるために必要な電力であり、通常、1μW程度である。
また、受信装置30の消費電力は、主に受信装置30の動作時間に比例する。時刻情報のみを取得する測時モードでの1回の受信処理時間は、約10秒である。位置情報を取得する測位モードでの1回の受信処理時間は、約30秒である。そこで、10秒間の測時モードの受信処理を1日に1回行った場合と、30秒間の測位モードの受信処理を1日に1回行った場合の平均消費電力を求めた。
その結果、消費電力30mWの受信装置30を用いた場合、10秒間の受信で約2μWであり、30秒間の受信で約6μWであった。
一方、消費電力50mWの受信装置を用いた場合、10秒間の受信で約4μWであり、30秒間の受信で約12μWであった。
このため、図9に示すように、30mWの受信装置30を用いて毎日10秒間の受信処理を行う場合の平均消費電力は、電子時計1の駆動用の平均消費電力:約1μW+受信装置30の平均消費電力:約2μW=約3μWである。
一方、30mWの受信装置30を用いて毎日30秒間の受信処理を行う場合の平均消費電力は、電子時計1の駆動用の平均消費電力:約1μW+受信装置30の平均消費電力:約6μW=約7μWである。
一方、30mWの受信装置30を用いて毎日30秒間の受信処理を行う場合の平均消費電力は、電子時計1の駆動用の平均消費電力:約1μW+受信装置30の平均消費電力:約6μW=約7μWである。
また、リチウムイオン二次電池24はニッケル水素電池等に比べてエネルギー密度が高いため、サイズが600mm3と小さい場合でも電池容量を約30mAhにできる。このため、図10に示すように、毎日1回、測時モードの受信処理を行った場合、持続時間は約16ヶ月にできる。また、毎日1回、測位モードの受信処理を行った場合、持続時間は約6ヶ月にできる。
なお、50mWの受信装置を用いた場合には、平均消費電力が2倍弱に増加するため、持続時間は半分程度まで短くなる。
また、電池は一般的に劣化すると体積が増加するが、この場合のサイズはこの増加を考慮しないものとする。
なお、50mWの受信装置を用いた場合には、平均消費電力が2倍弱に増加するため、持続時間は半分程度まで短くなる。
また、電池は一般的に劣化すると体積が増加するが、この場合のサイズはこの増加を考慮しないものとする。
〔第3実施形態の作用効果〕
このような第3実施形態によれば、前記第1実施形態と同じ構成によって同じ作用効果が得られる上、以下の作用効果が得られる。
受信装置30の消費電力を1時間あたり30mW以下に抑えているので、二次電池24の容量やサイズを小さくできる。特に、ニッケル水素電池等に比べてエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池24を用いているので、そのサイズ(体積)を600mm3以下に小型化できる。すなわち、二次電池24のサイズを、ボタン型やコイン型の電池と同程度のサイズに抑えることができる。このため、受信装置30のような消費電力の大きなデバイスも駆動でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計サイズの電子時計1として商品化できる。
このような第3実施形態によれば、前記第1実施形態と同じ構成によって同じ作用効果が得られる上、以下の作用効果が得られる。
受信装置30の消費電力を1時間あたり30mW以下に抑えているので、二次電池24の容量やサイズを小さくできる。特に、ニッケル水素電池等に比べてエネルギー密度が高いリチウムイオン二次電池24を用いているので、そのサイズ(体積)を600mm3以下に小型化できる。すなわち、二次電池24のサイズを、ボタン型やコイン型の電池と同程度のサイズに抑えることができる。このため、受信装置30のような消費電力の大きなデバイスも駆動でき、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計サイズの電子時計1として商品化できる。
また、二次電池24は、位置情報を取得する測位モードを1日1回実行しても、持続時間を6ヶ月以上にできる電池容量を備えているので、その間にソーラーパネル22で二次電池24を充電する機会を確保できる。従って、位置情報を取得して現地時刻に修正できる腕時計サイズの電子時計1として継続して使用でき、利便性を向上できる。
[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。
電子時計1としては、前記各実施形態に他の実施形態の構成を適用してもよい。例えば、受信装置30の消費電力が30mW以下であり、ケースの体積が3万mm3以下であり、受光部の面積が700mm2以下のソーラーパネル22を備え、体積が600mm3以下の二次電池24を備え、文字板11の透過率が50%以上、70%以下の電子時計としてもよい。
すなわち、各実施形態の構成は、GPS衛星100の衛星信号を受信して位置情報を取得できる携帯可能な腕時計サイズの電子時計を実現するためのものであるため、適宜組み合わせて設定できる。
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。
電子時計1としては、前記各実施形態に他の実施形態の構成を適用してもよい。例えば、受信装置30の消費電力が30mW以下であり、ケースの体積が3万mm3以下であり、受光部の面積が700mm2以下のソーラーパネル22を備え、体積が600mm3以下の二次電池24を備え、文字板11の透過率が50%以上、70%以下の電子時計としてもよい。
すなわち、各実施形態の構成は、GPS衛星100の衛星信号を受信して位置情報を取得できる携帯可能な腕時計サイズの電子時計を実現するためのものであるため、適宜組み合わせて設定できる。
前記各実施形態では、測位部420は、位置情報に加えて時刻情報も取得していたが、位置情報のみを取得するように設定してもよい。この場合、タイムゾーン設定部430でタイムゾーンデータ650のみが修正され、タイムゾーン修正部440で時計表示用時刻データ640、つまり第1の指針12の表示時刻のみが修正される。
また、受信装置30の消費電力を30mW以下に低減させる方法として、例えば特開2011−220998号公報に開示されている技術を用いることもできる。
また、受信装置30の消費電力を30mW以下に低減させる方法として、例えば特開2011−220998号公報に開示されている技術を用いることもできる。
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、消費電力の大きなデバイスを有し、携帯して利用される時計機構を有する装置に広く利用できる。
1…電子時計、10…表示装置、12…第1の指針、13…第2の指針、23…アンテナ、30…受信装置、40…制御装置、50…計時装置、60…記憶装置、70…入力装置、100…GPS衛星、110…第1時刻表示部、120…第2時刻表示部、210…駆動機構、410…測時部、420…測位部、430…タイムゾーン設定部、440…タイムゾーン修正部、450…時刻修正部、600…時刻データ記憶部、610…受信時刻データ、620…閏秒更新データ、630…内部時刻データ、640…時計表示用時刻データ、650…タイムゾーンデータ、680…タイムゾーンデータ記憶部、690…定時受信時刻記憶部。
Claims (7)
- 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、
時刻を表示する時刻表示部と、
前記受信部で受信した前記衛星信号から時刻情報を取得して前記時刻表示部に表示する時刻を修正する時刻修正部と、
前記受信部、時刻表示部、時刻修正部が収納されるケースとを備え、
前記受信部の消費電力が30mW以下であり、前記ケースの体積が30000立方ミリメートル以下である
ことを特徴とする電子時計。 - 請求項1に記載の電子時計において、
前記受信部の消費電力は、前記位置情報衛星の衛星軌道情報を用いずに、前記位置情報衛星を検索する際の最大の消費電力である
ことを特徴とする電子時計。 - 請求項1または請求項2に記載の電子時計において、
透光性を有する文字板と、
前記文字板の表示面と反対側に配置されたソーラーパネルと、
前記ソーラーパネルで発電された電力を充電する二次電池とを備える
ことを特徴とする電子時計。 - 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、
透光性を有する文字板と、
前記文字板の表示面と反対側に配置されたソーラーパネルと、
前記ソーラーパネルで発電された電力を充電する二次電池とを備え、
前記受信部の消費電力が30mW以下であり、
前記ソーラーパネルの受光部の面積が700平方ミリメートル以下である
ことを特徴とする電子時計。 - 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、
透光性を有する文字板と、
前記文字板の表示面と反対側に配置されたソーラーパネルと、
前記ソーラーパネルで発電された電力を充電する二次電池とを備え、
前記受信部の消費電力が30mW以下であり、
前記二次電池の体積が、600立方ミリメートル以下である
ことを特徴とする電子時計。 - 請求項3から請求項5のいずれかに記載の電子時計において、
前記文字板の透過率は、50%以上、70%以下である
ことを特徴とする電子時計。 - 請求項3から請求項6のいずれかに記載の電子時計において、
前記受信部は、位置情報を取得する測位モードの受信処理と、時刻情報を取得する測時モードでの受信処理とを実行可能に構成され、
前記二次電池は、リチウムイオン二次電池であり、満充電の状態で、前記時刻表示部の駆動を継続し、かつ、前記測位モードでの受信処理を1日に1回実行した場合に、持続時間が6ヶ月以上となる電池容量を有する
ことを特徴とする電子時計。
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