JP4472951B2 - 電波時計装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電波時計装置に関し、更に詳しくは所定の電波（例えばＪＪＹ規格に従う日本標準時刻電波）を受信・復調して時刻情報を再生（デコード）する電波時計装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、この種の電波時計装置では、受信した時刻情報を時計として単に表示するのみならず、外部の様々な機器に時刻情報を提供することが行なわれつつある（特許文献１）。
【０００３】
図６に従来の電波時計装置の典型的な構成を示す。図において、８０は従来の電波時計装置、８１は標準電波の受信アンテナ、８２は標準電波（４０又は６０ｋＨｚ）を受信・検波して０／１レベルのタイムコードＴＣを生成する受信復調部、８３はタイムコードＴＣのデューティー比を解析して時刻情報を再生するデコーダ部、８４は外部装置１００との間でディジタル信号のやり取りを行うシリアルインタフェース（ＳＩＦ）、８５は前記各部８２〜８４に給電するための本装置内部又は外部に設けたＤＣ電源（主電源ユニット）である。このＤＣ電源８５には、１次電池、充電可能な２次電池、太陽電池、３端子レギュレータによる出力安定化電源、スイッチングレギュレータによるＡＣ−ＤＣコンバータ等が含まれる。
【０００４】
このような構成により、定期的に標準電波を受信・デコードし、得られた時刻情報で内蔵の時計（不図示）を更新すると共に、外部装置１００からの要求に応じて所要精度（例えば日差１秒）以内の時刻情報を提供することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８９２９６号公報（要約、図１，図８〜図１０）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、標準電波は４０ｋＨｚの長波であるため、ビル等における回り込みはあるが、反射はせず、ビル内の奥までは十分な電波が届かないのが実情である。一方、電波時計装置８０を外部装置１００と接続するためには、信号のやり取りに十分な容量の主電源ユニット８５が必要であると共に、外部装置１００との間をケーブル等で接続する必要がある。このため、微弱な標準電波を受信復調する受信復調部８２が主電源ユニット８５や接続ケーブルから伝わって来るノイズの影響を受け易くなり、標準電波受信の信頼性が低下する問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行える電波時計装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明の一例の電波時計装置１ａは、所定の電波を受信・復調してタイムコード信号ＴＣを再生する受信復調手段１０と、前記再生されたタイムコード信号ＴＣを解析して時刻情報をデコードするデコーダ手段２０と、前記各手段１０，２０の次段の給電ライン３ａ，３ｂに直列に設けたスイッチ手段４１，４２であって、少なくとも前記受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時に遮断されるものと、給電遮断時の前記各手段１０，２０に給電するための蓄電気手段（図の例では２次電池）３２とを備えるものである。
【０００９】
本発明によれば、受信復調手段１０及びデコーダ手段２０への給電ライン３ａ，３ｂは、少なくとも受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時には電気的に遮断されるため、主電源装置２からのノイズの影響を十分に抑圧でき、よって、微弱な時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行える。
【００１０】
好ましくは、デコーダ手段２０と外部回路（例えばデータ通信手段５０等）との間の信号のやり取りを光又は磁気を信号伝達媒体とする信号伝達手段（図の例ではフォトカプラ）を介して行うように構成したものである。従って、外部回路からの信号ルートを介するノイズの影響も十分に抑圧される。
【００１１】
また、上記の課題は例えば図１（Ｂ）の構成により解決される。即ち、本発明（１）の電波時計装置１ｂは、所定の電波を受信・復調してタイムコード信号ＴＣを再生する受信復調手段１０と、前記再生されたタイムコード信号ＴＣを解析して時刻情報をデコードするデコーダ手段２０と、前記受信復調手段と前記デコーダ手段とに直流を給電する給電ライン３ａ，３ｂと、前記受信復調手段１０のみへの前記給電ライン３ａ，３ｂに設けたスイッチ手段４１，４２であって、少なくとも前記受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時に遮断されるものと、前記スイッチ手段による給電遮断時の前記受信復調手段１０に給電するための蓄電気手段（図の例では電気二重層コンデンサ）３３とを備えるものである。
【００１２】
本発明（１）によれば、受信復調手段１０のみへの給電ライン３ａ，３ｂは、少なくとも受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時には遮断されるため、主電源装置２のみならずデコーダ手段２０からの給電ライン３ａ，３ｂを介するノイズの影響も十分に抑圧でき、よって、微弱な時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行える。
【００１３】
本発明（２）では、上記本発明（１）において、受信復調手段１０とデコーダ手段２０との間の信号のやり取りを光又は磁気を信号伝達媒体とする信号伝達手段（図の例ではフォトカプラ）を介して行うように構成したものである。従って、デコーダ手段２０からの信号ルートを介するノイズの影響も十分に抑圧される。
【００１４】
本発明（３）では、上記本発明（１）において、給電ライン３ａ，３ｂに給電するための太陽光発電手段（図の主電源装置２に相当）を更に備えるものである。太陽光発電手段を使用してフローティングの給電系を構成することにより、外部のＡＣ給電ラインや接地ラインを介して混入するようなノイズの影響を十分に抑圧できる。
【００１５】
本発明（４）では、上記本発明（２）において、デコーダ手段２０の出力の時刻情報を外部装置１００に出力するためのデータ通信手段５０を更に備えるものである。従って、外部の１又は２以上の様々なタイプの外部装置１００に正確な時刻情報を提供可能となる。
【００１６】
本発明（５）では、上記本発明（４）において、データ通信手段５０はデコーダ手段２０の出力の時刻情報を電波、赤外線、光又は超音波を信号伝達媒体として送信する無線通信手段よりなるものである。従って、本電波時計装置１ａ／１ｂと１又は２以上の外部装置１００との間に別段の有線による配線をする必要もなく、よって、各装置を任意にレイアウトできる。
【００１７】
本発明（６）では、上記本発明（２）において、内臓のクロック信号を計数して実時刻を刻むリアルタイムクロック手段であって、受信及びデコードした時刻情報により定期的に更新されるもの、を更に備えるものである。従って、常時所要精度（例えば日差１秒以内）の時刻情報を容易に管理できる。
【００１８】
本発明（７）では、上記本発明（６）において、データ通信手段５０は受信及びデコードした時刻情報又はリアルタイムクロック手段から取得した実時刻情報を外部装置に出力するものである。従って、所要精度の時刻情報を外部装置に提供できる。
【００１９】
本発明（８）では、上記本発明（４）、（５）又は（７）において、データ通信手段５０は外部装置１００からの信号を受信可能に構成されているものである。従って、外部装置１００からの任意時点の要求に応じて正確な時刻情報を提供可能となる。
【００２０】
本発明（９）では、上記本発明（１）において、スイッチ手段４１，４２は複数の給電ライン（図の例ではＶ＋ラインとＧＮＤライン）３ａ，３ｂを遮断可能に構成されているものである。従って、Ｖ＋／−の給電ライン３ａのみならず、ＧＮＤライン３ｂからのノイズも完全に遮断できる。
【００２１】
本発明（１０）では、上記本発明（５）において、無線通信手段は、少なくとも受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時にその動作を停止され又は該無線通信手段への給電を遮断されるものである。従って、無線通信手段で生成されるＲＦ波（キャリア等）、及び電源ラインノイズの影響を阻止できるのは元より、各部の波の干渉により生成さ
れるビート波（低周波等）の影響も完全に阻止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図２は第１の実施の形態による電波時計装置の構成を示す図で、電波受信時の装置本体部（即ち、電波の受信部と標準時刻情報のデコーダ部）に対する主電源からの給電ラインを遮断可能な場合を示している。
【００２３】
図において、この電波時計装置１ａは、本装置の内部又は外部に設けたＤＣ電源（主電源ユニット）２より給電ライン３ａ，３ｂを介して給電可能に構成されると共に、汎用のデータ通信回線４を介して標準時刻情報を利用する各種の外部装置１００ａと接続可能になっている。図の例では、給電ライン３ａがＶ＋端子に接続され、給電ライン３ｂがＶ−端子に接続されている。このＤＣ電源２には、充電可能な２次電池、太陽電池、ＡＣ入力を整流・濾波してＤＣ出力を３端子レギュレータにより安定化させるＤＣ出力安定化電源、スイッチングレギュレータによるＡＣ−ＤＣコンバータ等が含まれる。
【００２４】
電波時計装置１ａにおいて、１０は例えばＪＪＹ規格に従う日本標準時刻電波の受信・復調を行う受信復調部、１１はその受信アンテナ、１２は受信部、１３は復調部、２０は本装置の主制御及び時刻情報のデコード処理を行うマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）、２１はそのＣＰＵ、２２はＣＰＵ２１が使用するＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、２３は受信復調部１０との間で信号のやり取りを行うためのシリアルインタフェース（ＳＩＦ）、２４はＣＰＵ２１のペリフェラルＩ／Ｏ（ＰＩＯ）、２５は内部のクロック信号を計数して実時刻を刻むリアルタイムクロック（ＲＴＣ）、２６は外部装置１００ａとの間でデータのやり取りを行うためのシリアルインタフェース（ＳＩＦ）、２７はＣＰＵ２１の共通バスである。
【００２５】
更に、３１は装置本体部１０，２０への給電電圧を制限するためのツエナーダイオード、３２は再充電可能な２次電池（ニッケル・水素蓄電池等）であって、ＤＣ電源２からの給電が遮断された期間における装置本体部１０，２０への給電を賄う。
【００２６】
更に、４０は給電ライン３ａ，３ｂを開放／閉成可能なスイッチ部、４１，４２は給電スイッチとして機能するフォトＭＯＳリレー、４３は電気的に遮断（絶縁）された状態でＭＣＵ２０がフォトＭＯＳリレー４１，４２をＯＮ／ＯＦＦ駆動するためのフォトカプラ、５０は外部装置１００ａと接続するための通信ＩＦ部、５１，５２は電気的に遮断された状態でＭＣＵ２０と通信ＩＦ部５０とがデータ信号のやり取りを行うためのフォトカプラ、５３は汎用のシリアルインタフェース規格（例えばＲＳ２３２Ｃ，ＲＳ４２２，ＲＳ４８５等）に準拠したトランスミッタ／レシーバ（Ｔ／Ｒ）である。
【００２７】
受信アンテナ１１は例えば棒状のフェライトコアにコイルを巻装したバーアンテナにより構成される。受信復調部１０はＭＣＵ２０からの受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮ（論理１レベル）によって、受信動作を付勢される。一例の受信動作を概説すると、受信部１２は微弱な標準電波ＲＦ（例えば４０ｋＨｚ）を受信、増幅、周波数変換（ダウンコンバート）すると共に、その出力をフィルタリングして中間周波信号ＩＦを生成する。復調部１３は中間周波信号ＩＦを包絡線検波してベースバンド信号を再生すると共に、これらをディジタル信号に波形整形又は原波形を再生可能なナイキスト間隔でサンプリング（Ａ／Ｄ変換又は２値化）して０／１のタイムコード（受信信号系列）ＴＣを生成する。ＣＰＵ２１はタイムコードＴＣを入力すると共に、所定の同期信号（マーカ）に同期して該タイムコードＴＣのデューティー比等を解析することにより標準時刻情報を再生（デコード）する。
【００２８】
ＣＰＵ２１は、通常は、スイッチ部４０を導通させることによりＤＣ電源２からの給電を維持する。即ち、ＣＰＵ２１がスイッチ駆動信号ＰＣ＝１（論理１レベル）にすると、フォトカプラ４３のフォトダイオード（ＬＥＤ）が点灯してフォトトランジスタが導通し、これによりフォトＭＯＳリレー４１，４２の各フォトダイオードが点灯する。更に、この発光を受けた内部の太陽電池が発電してＭＯＳＦＥＴのゲート回路部を充電し、これによりＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間が導通する。そして、これによりＤＣ電源２から装置本体部１０，２０に十分な給電が行われると共に、２次電池３２への充電も行われる。
【００２９】
次に、ＣＰＵ２１は上記標準時刻情報の受信を行う場合には、その受信動作に先立って給電ライン３ａ，３ｂのＤＣ電源２を装置本体部から切り離す。即ち、ＣＰＵ２１がスイッチ駆動信号ＰＣ＝０（論理０レベル）にすると、フォトカプラ４３のフォトダイオードが消灯してフォトトランジスタがカットオフし、これによりフォトＭＯＳリレー４１，４２の各フォトダイオードが消灯する。また、これにより太陽電池が発電を止めてＭＯＳＦＥＴのゲート回路部は急速に放電し、これによりＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間がカットオフする。
【００３０】
この状態では、ＤＣ電源２からの給電ライン３ａ，３ｂが共に遮断されるため、該給電ライン３ａ，３ｂに重畳するような雑音を十分にカット（抑制）できる。また、ＭＣＵ２０と通信ＩＦ部５０との間の電気的な接続はフォトカプラ５１，５２により電気的に遮断されているため、これらの信号ルートを介して外部から混入するような雑音も十分にカットされる。従って、標準電波の受信期間中は２次電池３２のみによりフローティングの状態で給電されることとなり、こうして、微弱な標準電波の受信・解析を、極めて低雑音な環境下で、高精度にかつ高信頼性で行える。そして、ＣＰＵ２１は、上記標準電波の受信・解析動作を終了すると、スイッチ部４０を導通させることによりＤＣ電源２からの給電を復帰させる。
【００３１】
次に上記構成による時刻情報の受信動作を具体的に説明する。図３は第１の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートで、ＣＰＵ２１により実行される。図３（Ａ）はメイン処理を示し、本装置１ａに電源投入されるとこの処理に入力する。
【００３２】
ステップＳ１１では低雑音環境下における標準電波の受信を実現するために給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、装置本体部１０，２０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ１２では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮを送って時刻情報の受信動作を起動（付勢）する。ステップＳ１３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ１４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ１３に戻る。本実施の形態では、時間にして例えば３分程度経過すると全データの受信完了となる。
【００３３】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ１５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにし、ＭＣＵ２０の側を十分な給電状態にする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹ（論理０レベル）を送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ１６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５にセットする。こうして、ＲＴＣ２５は現在の正確な標準時刻に初期設定され、その後は所要の時刻精度を維持しつつ自走することになる。
【００３４】
ステップＳ１７では所定時間（又は時刻）のタイマを起動する。ここで、所定時間のタイマとは、例えば１時間又は数時間の経過後にタイムアウトするようなタイマを意味する。また、所定時刻のタイマとは、例えば１日を２４時間で管理する場合に、毎日６時と１８時に一致（タイムアウト）するようなタイマを意味する。これらの時間や時刻は予め任意に設定可能である。
【００３５】
ステップＳ１８では外部装置１００ａから時刻情報の受信要求があるか否かを判別し、無い場合はステップＳ１８に戻る。また、受信要求がある場合は、ステップＳ１９で現時点の時刻情報を取得する。この時刻情報は、単に現時点のＲＴＣ２５から取得してもよいし、又は上記ステップＳ１１〜Ｓ１６で述べたと同様に、実際に現時点の標準時刻を受信・デコードすることにより取得してもよい。いずれにしても、所要精度以内の時刻情報を取得できる。そして、ステップＳ２０では取得した時刻情報を外部装置１００ａに送信し、ステップＳ１８に戻る。
【００３６】
図３（Ｂ）はタイマ割込処理を示し、上記ステップＳ１７で起動したタイマがタイムアウトするとこの処理に割込入力する。ステップＳ３１では給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、装置本体部１０，２０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ３２では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮを送って時刻情報の受信動作を起動する。ステップＳ３３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ３４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ３３に戻る。
【００３７】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ３５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにし、ＭＣＵ２０の側を十分な給電状態にする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹ（論理０レベル）を送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ３６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５にセット（又は時刻情報でＲＴＣ２５を更新）する。こうして、ＲＴＣ２５は常に所要の時刻精度以内に維持されつつ自走する。ステップＳ３７では、必要なら（例えば時刻提供サービスモードの設定に応じて）、該取得した時刻情報を外部装置１００ａに一斉に送信（ブロードキャスト）する。この場合は、外部装置１００ａが時刻情報を要求するまでも無く、正確な時刻情報が定期的にブロードキャストされることになる。そして、ステップＳ３８では次の時刻更新のために所定時間（又は時刻）のタイマを起動し、この割込処理を抜ける。
【００３８】
図４は第２の実施の形態による電波時計装置１ｂの構成を示す図で、標準電波受信時における少なくとも受信復調部１０に対する主電源２からの給電ラインを遮断可能な場合を示している。この第２の実施の形態では、ＤＣ電源２のみならず、高速のクロック信号で動作するようなＭＣＵ２０からの雑音の影響も十分に抑制できるため、微弱な標準電波の受信・復調の信頼性が一層向上する。
【００３９】
図において、この例の受信復調部１０は、標準電波受信時におけるＭＣＵ２０からの雑音の影響を最小限とすべく、ＭＣＵ２０からも切り離される。これを実現するために、スイッチ部４０は受信復調部１０の直後に設けられている。またこの例では、上記の２次電池３２に代えて、小型で比較的大容量の得られる電気二重層コンデンサ３３を備えており、これによって、標準電波受信時における受信復調部１０への給電パワーを賄う。
【００４０】
なお、この例ではＤＣ電源２として、太陽電池２を使用しており、これにより、外部のＡＣ給電ラインや接地線（フレームＧＮＤ）から本装置１ｂをフローティングさせた低雑音状態で、ＤＣ給電可能としている。更に、夜間や雨天の稼働を考慮して、本装置１ｂには太陽電池２の出力電圧をクランプするためのツエナーダイオード３１と、再充電可能な２次電池３２が設けられている。
【００４１】
また、この例では、受信復調部１０とＭＣＵ２０との間における受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹのやり取りは上記同様にフォトカプラ５３を介して行われるが、タイムコードＴＣのやり取りは磁気を信号伝達媒体とするような信号伝達手段５６により行われる。
【００４２】
一例の信号伝達手段５６は、磁界を発生するコイルと、磁界の大きさにより抵抗が変化する磁気抵抗素子(Magnetic Resistor)ＭＲとの組み合わせにより構成されている。好ましくは、タイムコードＴＣのドライバは タイムコード信号が一方の信号（例えば「０」）レベルの時はコイルに電流を流さず、またタイムコード信号が他方の信号（例えば「１」）レベルの時だけ電流を流す様に構成される。こうすれば、受信復調部１０の側の消費電力の大幅な節約が図れる。なお、タイムコード信号が他方の信号（例えば「１」）レベルの時だけパルス状の電流を流す様に構成してもよく、こうすれば、更に消費電力の節約が図れる。
【００４３】
なお、信号伝達手段５６は、磁界を発生するコイルと、磁界の大きさによりホール電圧を発生するホール素子との組み合わせにより構成しても良い。ホール素子は、４端子素子からなっており、その入力端子間に電流を流した状態で、側面から磁界を加えると、その出力端子には該磁界の大きさに比例するホール電圧が生成される。このホール電圧を検出することで２値信号を容易に伝達できる。また、通常のパルストランスを用いることもできる。
【００４４】
また、この例の電波時計装置１ｂは、無線通信部５４とアンテナ５５を備えており、１又はｎ台の外部装置１００ｂと無線により接続可能となっている。一例の無線通信部５４は、所定周波数の微弱電波（半径５０〜１００ｍ程度で有効な）を、上記受信・デコードされた標準時刻情報又はリアルタイムクロック２５から取得された時刻情報によりＡＭＫ変調、ＦＭＫ変調又はＰＳＫ変調して一斉に送信するような簡単なものである。これを１又はｎ台の外部装置１００ｂが一斉に受信・復調することにより時刻情報を効率よく提供（ブロードキャスト）できる。
【００４５】
また、この無線通信部５４への給電ライン３ａには、給電スイッチ５７が設けられており、少なくとも受信復調部１０による標準電波の受信・復調時には該無線通信部５４への給電が遮断される。従って、無線通信部５４で生成されるＲＦ波（キャリア等）の影響を阻止できるのは元より、各部の波の干渉により生成されるようなビート波（低周波等）の影響も完全に阻止できる。また、消費電力の節約にもなる。なお、標準電波の受信・復調時における無線通信部５４にリセット信号ＲＳを入力することにより、無線通信部５４の動作を停止させても良い。
【００４６】
なお、より複雑なシステム構成では、無線通信部５４と１又はｎ台の外部装置１００ｂとの間を公知の無線ＬＡＮで接続することが可能であり、こうすれば、いずれかの外部装置１００ｂからの任意タイミングの時刻情報の要求に従って該外部装置１００ｂにその時点の正確な時刻情報を提供する如く、より高度な時刻情報の提供サービスを行える。
【００４７】
また、図示しないが、電波時計装置１ｂと外部装置１００ｂとの間のデータ通信は赤外線等の光又は超音波を利用して行うように構成してもよい。
【００４８】
次に上記構成による時刻情報の受信動作を具体的に説明する。図５は第２の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートで、ＣＰＵ２１により実行される。図５（Ａ）はメイン処理を示し、本装置に電源投入され、所定時間（例えば３０秒）が経過するとこの処理に入力する。この区間中に電気二重層コンデンサ３３が十分に充電される。
【００４９】
ステップＳ４１では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮ（論理１レベル）を送って時刻情報の受信動作を起動（付勢）する。ステップＳ４２では低雑音環境下における標準電波の受信を実現するために給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、受信復調部１０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ４３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ４４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ４３に戻る。本実施の形態では、時間にして例えば３分程度経過すると全データの受信完了となる。
【００５０】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ４５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹ（論理０レベル）を送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ４６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５をセットする。こうして、ＲＴＣ２５は現在の正確な標準時刻に初期設定され、その後は所要の時刻精度を維持しつつ自走することになる。
【００５１】
ステップＳ４７では所定時間（又は時刻）のタイマを起動する。ステップＳ４８では外部装置１００ｂから時刻情報の受信要求があるか否かを判別し、無い場合はステップＳ４８に戻る。また、受信要求がある場合は、ステップＳ４９で現時点の時刻情報を取得する。この時刻情報は、単に現時点のＲＴＣ２５から取得してもよいし、又は上記ステップＳ４１〜Ｓ４６で述べたと同様に、実際に現時点の標準時刻を受信・デコードすることにより取得してもよい。いずれにしても、所要精度以内の時刻情報を取得できる。そして、ステップＳ５０では取得した時刻情報を外部装置１００ｂに送信し、ステップＳ４８に戻る。
【００５２】
図５（Ｂ）はタイマ割込処理を示し、上記ステップＳ４７で起動したタイマがタイムアウトするとこの処理に割込入力する。ステップＳ６１では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮを送って時刻情報の受信動作を起動する。ステップＳ６２では給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、受信復調部１０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ６３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ６４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ６３に戻る。
【００５３】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ６５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹを送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ６６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５にセット（又は時刻情報でＲＴＣ２５を更新）する。こうして、ＲＴＣ２５は常に所要の時刻精度以内に維持されつつ自走する。ステップＳ６７では、必要なら、該取得した時刻情報を外部装置１００ｂに一斉に送信（ブロードキャスト）する。この場合は、外部装置１００ｂが時刻情報を要求するまでも無く、正確な時刻情報が定期的にブロードキャストされることになる。そして、ステップＳ６８では次の時刻更新のために所定時間（又は時刻）のタイマを起動し、この割込処理を抜ける。
【００５４】
なお、上記各実施の形態では給電スイッチ４１，４２としてフォトＭＯＳリレーを使用したが、これに限らない。他の様々なタイプのリレーを使用できる。
【００５５】
また、上記図４で述べた如く、太陽電池２をＤＣ給電源とする場合には、極めて低雑音環境下でのＤＣ給電が可能となるため、この場合の給電スイッチ部４０を省略しても良い。但し、この場合でも無線通信部５４は停止させることで、ビートなどの発生を阻止する。
【００５６】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。例えば、上記各実施の形態で示したような各特徴的な構成を組み合わせることにより、本発明を様々な構成で実現可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行えるため、電波時計装置の信頼性向上に寄与するところが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態による電波時計装置の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態による電波時計装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートである。
【図６】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１ 電波時計装置
２ ＤＣ電源
３ａ，３ｂ 給電ライン
４ 通信回線
１０ 受信復調部
１１ 受信アンテナ
１２ 受信部
１３ 復調部
２０ マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）
２１ ＣＰＵ
２２ 主メモリ（ＭＭ）
２３ シリアルインタフェース（ＳＩＦ）
２４ ペリフェラルＩ／Ｏ（ＰＩＯ）
２５ リアルタイムクロック（ＲＴＣ）
２６ シリアルインタフェース（ＳＩＦ）
２７ 共通バス
３１ ツエナーダイオード
３２ ２次電池
３３ 電気二重層コンデンサ
４０ スイッチ部
４１，４２ 給電スイッチ（フォトＭＯＳリレー）
４３，５１，５２ フォトカプラ
５０ 通信ＩＦ部
５３ トランスミッタ／レシーバ（Ｔ／Ｒ）
５４ 無線通信部
５５ アンテナ
５６ 信号伝達手段
５７ 給電スイッチ
１００ 外部装置
【発明の属する技術分野】
本発明は電波時計装置に関し、更に詳しくは所定の電波（例えばＪＪＹ規格に従う日本標準時刻電波）を受信・復調して時刻情報を再生（デコード）する電波時計装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
今日、この種の電波時計装置では、受信した時刻情報を時計として単に表示するのみならず、外部の様々な機器に時刻情報を提供することが行なわれつつある（特許文献１）。
【０００３】
図６に従来の電波時計装置の典型的な構成を示す。図において、８０は従来の電波時計装置、８１は標準電波の受信アンテナ、８２は標準電波（４０又は６０ｋＨｚ）を受信・検波して０／１レベルのタイムコードＴＣを生成する受信復調部、８３はタイムコードＴＣのデューティー比を解析して時刻情報を再生するデコーダ部、８４は外部装置１００との間でディジタル信号のやり取りを行うシリアルインタフェース（ＳＩＦ）、８５は前記各部８２〜８４に給電するための本装置内部又は外部に設けたＤＣ電源（主電源ユニット）である。このＤＣ電源８５には、１次電池、充電可能な２次電池、太陽電池、３端子レギュレータによる出力安定化電源、スイッチングレギュレータによるＡＣ−ＤＣコンバータ等が含まれる。
【０００４】
このような構成により、定期的に標準電波を受信・デコードし、得られた時刻情報で内蔵の時計（不図示）を更新すると共に、外部装置１００からの要求に応じて所要精度（例えば日差１秒）以内の時刻情報を提供することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−２８９２９６号公報（要約、図１，図８〜図１０）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、標準電波は４０ｋＨｚの長波であるため、ビル等における回り込みはあるが、反射はせず、ビル内の奥までは十分な電波が届かないのが実情である。一方、電波時計装置８０を外部装置１００と接続するためには、信号のやり取りに十分な容量の主電源ユニット８５が必要であると共に、外部装置１００との間をケーブル等で接続する必要がある。このため、微弱な標準電波を受信復調する受信復調部８２が主電源ユニット８５や接続ケーブルから伝わって来るノイズの影響を受け易くなり、標準電波受信の信頼性が低下する問題があった。
【０００７】
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなされたもので、その目的とする所は、時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行える電波時計装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題は例えば図１（Ａ）の構成により解決される。即ち、本発明の一例の電波時計装置１ａは、所定の電波を受信・復調してタイムコード信号ＴＣを再生する受信復調手段１０と、前記再生されたタイムコード信号ＴＣを解析して時刻情報をデコードするデコーダ手段２０と、前記各手段１０，２０の次段の給電ライン３ａ，３ｂに直列に設けたスイッチ手段４１，４２であって、少なくとも前記受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時に遮断されるものと、給電遮断時の前記各手段１０，２０に給電するための蓄電気手段（図の例では２次電池）３２とを備えるものである。
【０００９】
本発明によれば、受信復調手段１０及びデコーダ手段２０への給電ライン３ａ，３ｂは、少なくとも受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時には電気的に遮断されるため、主電源装置２からのノイズの影響を十分に抑圧でき、よって、微弱な時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行える。
【００１０】
好ましくは、デコーダ手段２０と外部回路（例えばデータ通信手段５０等）との間の信号のやり取りを光又は磁気を信号伝達媒体とする信号伝達手段（図の例ではフォトカプラ）を介して行うように構成したものである。従って、外部回路からの信号ルートを介するノイズの影響も十分に抑圧される。
【００１１】
また、上記の課題は例えば図１（Ｂ）の構成により解決される。即ち、本発明（１）の電波時計装置１ｂは、所定の電波を受信・復調してタイムコード信号ＴＣを再生する受信復調手段１０と、前記再生されたタイムコード信号ＴＣを解析して時刻情報をデコードするデコーダ手段２０と、前記受信復調手段と前記デコーダ手段とに直流を給電する給電ライン３ａ，３ｂと、前記受信復調手段１０のみへの前記給電ライン３ａ，３ｂに設けたスイッチ手段４１，４２であって、少なくとも前記受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時に遮断されるものと、前記スイッチ手段による給電遮断時の前記受信復調手段１０に給電するための蓄電気手段（図の例では電気二重層コンデンサ）３３とを備えるものである。
【００１２】
本発明（１）によれば、受信復調手段１０のみへの給電ライン３ａ，３ｂは、少なくとも受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時には遮断されるため、主電源装置２のみならずデコーダ手段２０からの給電ライン３ａ，３ｂを介するノイズの影響も十分に抑圧でき、よって、微弱な時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行える。
【００１３】
本発明（２）では、上記本発明（１）において、受信復調手段１０とデコーダ手段２０との間の信号のやり取りを光又は磁気を信号伝達媒体とする信号伝達手段（図の例ではフォトカプラ）を介して行うように構成したものである。従って、デコーダ手段２０からの信号ルートを介するノイズの影響も十分に抑圧される。
【００１４】
本発明（３）では、上記本発明（１）において、給電ライン３ａ，３ｂに給電するための太陽光発電手段（図の主電源装置２に相当）を更に備えるものである。太陽光発電手段を使用してフローティングの給電系を構成することにより、外部のＡＣ給電ラインや接地ラインを介して混入するようなノイズの影響を十分に抑圧できる。
【００１５】
本発明（４）では、上記本発明（２）において、デコーダ手段２０の出力の時刻情報を外部装置１００に出力するためのデータ通信手段５０を更に備えるものである。従って、外部の１又は２以上の様々なタイプの外部装置１００に正確な時刻情報を提供可能となる。
【００１６】
本発明（５）では、上記本発明（４）において、データ通信手段５０はデコーダ手段２０の出力の時刻情報を電波、赤外線、光又は超音波を信号伝達媒体として送信する無線通信手段よりなるものである。従って、本電波時計装置１ａ／１ｂと１又は２以上の外部装置１００との間に別段の有線による配線をする必要もなく、よって、各装置を任意にレイアウトできる。
【００１７】
本発明（６）では、上記本発明（２）において、内臓のクロック信号を計数して実時刻を刻むリアルタイムクロック手段であって、受信及びデコードした時刻情報により定期的に更新されるもの、を更に備えるものである。従って、常時所要精度（例えば日差１秒以内）の時刻情報を容易に管理できる。
【００１８】
本発明（７）では、上記本発明（６）において、データ通信手段５０は受信及びデコードした時刻情報又はリアルタイムクロック手段から取得した実時刻情報を外部装置に出力するものである。従って、所要精度の時刻情報を外部装置に提供できる。
【００１９】
本発明（８）では、上記本発明（４）、（５）又は（７）において、データ通信手段５０は外部装置１００からの信号を受信可能に構成されているものである。従って、外部装置１００からの任意時点の要求に応じて正確な時刻情報を提供可能となる。
【００２０】
本発明（９）では、上記本発明（１）において、スイッチ手段４１，４２は複数の給電ライン（図の例ではＶ＋ラインとＧＮＤライン）３ａ，３ｂを遮断可能に構成されているものである。従って、Ｖ＋／−の給電ライン３ａのみならず、ＧＮＤライン３ｂからのノイズも完全に遮断できる。
【００２１】
本発明（１０）では、上記本発明（５）において、無線通信手段は、少なくとも受信復調手段１０による所定の電波の受信・復調時にその動作を停止され又は該無線通信手段への給電を遮断されるものである。従って、無線通信手段で生成されるＲＦ波（キャリア等）、及び電源ラインノイズの影響を阻止できるのは元より、各部の波の干渉により生成さ
れるビート波（低周波等）の影響も完全に阻止できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に従って本発明に好適なる実施の形態を詳細に説明する。なお、全図を通して同一符号は同一又は相当部分を示すものとする。図２は第１の実施の形態による電波時計装置の構成を示す図で、電波受信時の装置本体部（即ち、電波の受信部と標準時刻情報のデコーダ部）に対する主電源からの給電ラインを遮断可能な場合を示している。
【００２３】
図において、この電波時計装置１ａは、本装置の内部又は外部に設けたＤＣ電源（主電源ユニット）２より給電ライン３ａ，３ｂを介して給電可能に構成されると共に、汎用のデータ通信回線４を介して標準時刻情報を利用する各種の外部装置１００ａと接続可能になっている。図の例では、給電ライン３ａがＶ＋端子に接続され、給電ライン３ｂがＶ−端子に接続されている。このＤＣ電源２には、充電可能な２次電池、太陽電池、ＡＣ入力を整流・濾波してＤＣ出力を３端子レギュレータにより安定化させるＤＣ出力安定化電源、スイッチングレギュレータによるＡＣ−ＤＣコンバータ等が含まれる。
【００２４】
電波時計装置１ａにおいて、１０は例えばＪＪＹ規格に従う日本標準時刻電波の受信・復調を行う受信復調部、１１はその受信アンテナ、１２は受信部、１３は復調部、２０は本装置の主制御及び時刻情報のデコード処理を行うマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）、２１はそのＣＰＵ、２２はＣＰＵ２１が使用するＲＡＭ，ＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ等からなる主メモリ（ＭＭ）、２３は受信復調部１０との間で信号のやり取りを行うためのシリアルインタフェース（ＳＩＦ）、２４はＣＰＵ２１のペリフェラルＩ／Ｏ（ＰＩＯ）、２５は内部のクロック信号を計数して実時刻を刻むリアルタイムクロック（ＲＴＣ）、２６は外部装置１００ａとの間でデータのやり取りを行うためのシリアルインタフェース（ＳＩＦ）、２７はＣＰＵ２１の共通バスである。
【００２５】
更に、３１は装置本体部１０，２０への給電電圧を制限するためのツエナーダイオード、３２は再充電可能な２次電池（ニッケル・水素蓄電池等）であって、ＤＣ電源２からの給電が遮断された期間における装置本体部１０，２０への給電を賄う。
【００２６】
更に、４０は給電ライン３ａ，３ｂを開放／閉成可能なスイッチ部、４１，４２は給電スイッチとして機能するフォトＭＯＳリレー、４３は電気的に遮断（絶縁）された状態でＭＣＵ２０がフォトＭＯＳリレー４１，４２をＯＮ／ＯＦＦ駆動するためのフォトカプラ、５０は外部装置１００ａと接続するための通信ＩＦ部、５１，５２は電気的に遮断された状態でＭＣＵ２０と通信ＩＦ部５０とがデータ信号のやり取りを行うためのフォトカプラ、５３は汎用のシリアルインタフェース規格（例えばＲＳ２３２Ｃ，ＲＳ４２２，ＲＳ４８５等）に準拠したトランスミッタ／レシーバ（Ｔ／Ｒ）である。
【００２７】
受信アンテナ１１は例えば棒状のフェライトコアにコイルを巻装したバーアンテナにより構成される。受信復調部１０はＭＣＵ２０からの受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮ（論理１レベル）によって、受信動作を付勢される。一例の受信動作を概説すると、受信部１２は微弱な標準電波ＲＦ（例えば４０ｋＨｚ）を受信、増幅、周波数変換（ダウンコンバート）すると共に、その出力をフィルタリングして中間周波信号ＩＦを生成する。復調部１３は中間周波信号ＩＦを包絡線検波してベースバンド信号を再生すると共に、これらをディジタル信号に波形整形又は原波形を再生可能なナイキスト間隔でサンプリング（Ａ／Ｄ変換又は２値化）して０／１のタイムコード（受信信号系列）ＴＣを生成する。ＣＰＵ２１はタイムコードＴＣを入力すると共に、所定の同期信号（マーカ）に同期して該タイムコードＴＣのデューティー比等を解析することにより標準時刻情報を再生（デコード）する。
【００２８】
ＣＰＵ２１は、通常は、スイッチ部４０を導通させることによりＤＣ電源２からの給電を維持する。即ち、ＣＰＵ２１がスイッチ駆動信号ＰＣ＝１（論理１レベル）にすると、フォトカプラ４３のフォトダイオード（ＬＥＤ）が点灯してフォトトランジスタが導通し、これによりフォトＭＯＳリレー４１，４２の各フォトダイオードが点灯する。更に、この発光を受けた内部の太陽電池が発電してＭＯＳＦＥＴのゲート回路部を充電し、これによりＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間が導通する。そして、これによりＤＣ電源２から装置本体部１０，２０に十分な給電が行われると共に、２次電池３２への充電も行われる。
【００２９】
次に、ＣＰＵ２１は上記標準時刻情報の受信を行う場合には、その受信動作に先立って給電ライン３ａ，３ｂのＤＣ電源２を装置本体部から切り離す。即ち、ＣＰＵ２１がスイッチ駆動信号ＰＣ＝０（論理０レベル）にすると、フォトカプラ４３のフォトダイオードが消灯してフォトトランジスタがカットオフし、これによりフォトＭＯＳリレー４１，４２の各フォトダイオードが消灯する。また、これにより太陽電池が発電を止めてＭＯＳＦＥＴのゲート回路部は急速に放電し、これによりＭＯＳＦＥＴのソース・ドレイン間がカットオフする。
【００３０】
この状態では、ＤＣ電源２からの給電ライン３ａ，３ｂが共に遮断されるため、該給電ライン３ａ，３ｂに重畳するような雑音を十分にカット（抑制）できる。また、ＭＣＵ２０と通信ＩＦ部５０との間の電気的な接続はフォトカプラ５１，５２により電気的に遮断されているため、これらの信号ルートを介して外部から混入するような雑音も十分にカットされる。従って、標準電波の受信期間中は２次電池３２のみによりフローティングの状態で給電されることとなり、こうして、微弱な標準電波の受信・解析を、極めて低雑音な環境下で、高精度にかつ高信頼性で行える。そして、ＣＰＵ２１は、上記標準電波の受信・解析動作を終了すると、スイッチ部４０を導通させることによりＤＣ電源２からの給電を復帰させる。
【００３１】
次に上記構成による時刻情報の受信動作を具体的に説明する。図３は第１の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートで、ＣＰＵ２１により実行される。図３（Ａ）はメイン処理を示し、本装置１ａに電源投入されるとこの処理に入力する。
【００３２】
ステップＳ１１では低雑音環境下における標準電波の受信を実現するために給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、装置本体部１０，２０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ１２では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮを送って時刻情報の受信動作を起動（付勢）する。ステップＳ１３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ１４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ１３に戻る。本実施の形態では、時間にして例えば３分程度経過すると全データの受信完了となる。
【００３３】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ１５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにし、ＭＣＵ２０の側を十分な給電状態にする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹ（論理０レベル）を送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ１６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５にセットする。こうして、ＲＴＣ２５は現在の正確な標準時刻に初期設定され、その後は所要の時刻精度を維持しつつ自走することになる。
【００３４】
ステップＳ１７では所定時間（又は時刻）のタイマを起動する。ここで、所定時間のタイマとは、例えば１時間又は数時間の経過後にタイムアウトするようなタイマを意味する。また、所定時刻のタイマとは、例えば１日を２４時間で管理する場合に、毎日６時と１８時に一致（タイムアウト）するようなタイマを意味する。これらの時間や時刻は予め任意に設定可能である。
【００３５】
ステップＳ１８では外部装置１００ａから時刻情報の受信要求があるか否かを判別し、無い場合はステップＳ１８に戻る。また、受信要求がある場合は、ステップＳ１９で現時点の時刻情報を取得する。この時刻情報は、単に現時点のＲＴＣ２５から取得してもよいし、又は上記ステップＳ１１〜Ｓ１６で述べたと同様に、実際に現時点の標準時刻を受信・デコードすることにより取得してもよい。いずれにしても、所要精度以内の時刻情報を取得できる。そして、ステップＳ２０では取得した時刻情報を外部装置１００ａに送信し、ステップＳ１８に戻る。
【００３６】
図３（Ｂ）はタイマ割込処理を示し、上記ステップＳ１７で起動したタイマがタイムアウトするとこの処理に割込入力する。ステップＳ３１では給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、装置本体部１０，２０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ３２では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮを送って時刻情報の受信動作を起動する。ステップＳ３３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ３４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ３３に戻る。
【００３７】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ３５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにし、ＭＣＵ２０の側を十分な給電状態にする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹ（論理０レベル）を送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ３６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５にセット（又は時刻情報でＲＴＣ２５を更新）する。こうして、ＲＴＣ２５は常に所要の時刻精度以内に維持されつつ自走する。ステップＳ３７では、必要なら（例えば時刻提供サービスモードの設定に応じて）、該取得した時刻情報を外部装置１００ａに一斉に送信（ブロードキャスト）する。この場合は、外部装置１００ａが時刻情報を要求するまでも無く、正確な時刻情報が定期的にブロードキャストされることになる。そして、ステップＳ３８では次の時刻更新のために所定時間（又は時刻）のタイマを起動し、この割込処理を抜ける。
【００３８】
図４は第２の実施の形態による電波時計装置１ｂの構成を示す図で、標準電波受信時における少なくとも受信復調部１０に対する主電源２からの給電ラインを遮断可能な場合を示している。この第２の実施の形態では、ＤＣ電源２のみならず、高速のクロック信号で動作するようなＭＣＵ２０からの雑音の影響も十分に抑制できるため、微弱な標準電波の受信・復調の信頼性が一層向上する。
【００３９】
図において、この例の受信復調部１０は、標準電波受信時におけるＭＣＵ２０からの雑音の影響を最小限とすべく、ＭＣＵ２０からも切り離される。これを実現するために、スイッチ部４０は受信復調部１０の直後に設けられている。またこの例では、上記の２次電池３２に代えて、小型で比較的大容量の得られる電気二重層コンデンサ３３を備えており、これによって、標準電波受信時における受信復調部１０への給電パワーを賄う。
【００４０】
なお、この例ではＤＣ電源２として、太陽電池２を使用しており、これにより、外部のＡＣ給電ラインや接地線（フレームＧＮＤ）から本装置１ｂをフローティングさせた低雑音状態で、ＤＣ給電可能としている。更に、夜間や雨天の稼働を考慮して、本装置１ｂには太陽電池２の出力電圧をクランプするためのツエナーダイオード３１と、再充電可能な２次電池３２が設けられている。
【００４１】
また、この例では、受信復調部１０とＭＣＵ２０との間における受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹのやり取りは上記同様にフォトカプラ５３を介して行われるが、タイムコードＴＣのやり取りは磁気を信号伝達媒体とするような信号伝達手段５６により行われる。
【００４２】
一例の信号伝達手段５６は、磁界を発生するコイルと、磁界の大きさにより抵抗が変化する磁気抵抗素子(Magnetic Resistor)ＭＲとの組み合わせにより構成されている。好ましくは、タイムコードＴＣのドライバは タイムコード信号が一方の信号（例えば「０」）レベルの時はコイルに電流を流さず、またタイムコード信号が他方の信号（例えば「１」）レベルの時だけ電流を流す様に構成される。こうすれば、受信復調部１０の側の消費電力の大幅な節約が図れる。なお、タイムコード信号が他方の信号（例えば「１」）レベルの時だけパルス状の電流を流す様に構成してもよく、こうすれば、更に消費電力の節約が図れる。
【００４３】
なお、信号伝達手段５６は、磁界を発生するコイルと、磁界の大きさによりホール電圧を発生するホール素子との組み合わせにより構成しても良い。ホール素子は、４端子素子からなっており、その入力端子間に電流を流した状態で、側面から磁界を加えると、その出力端子には該磁界の大きさに比例するホール電圧が生成される。このホール電圧を検出することで２値信号を容易に伝達できる。また、通常のパルストランスを用いることもできる。
【００４４】
また、この例の電波時計装置１ｂは、無線通信部５４とアンテナ５５を備えており、１又はｎ台の外部装置１００ｂと無線により接続可能となっている。一例の無線通信部５４は、所定周波数の微弱電波（半径５０〜１００ｍ程度で有効な）を、上記受信・デコードされた標準時刻情報又はリアルタイムクロック２５から取得された時刻情報によりＡＭＫ変調、ＦＭＫ変調又はＰＳＫ変調して一斉に送信するような簡単なものである。これを１又はｎ台の外部装置１００ｂが一斉に受信・復調することにより時刻情報を効率よく提供（ブロードキャスト）できる。
【００４５】
また、この無線通信部５４への給電ライン３ａには、給電スイッチ５７が設けられており、少なくとも受信復調部１０による標準電波の受信・復調時には該無線通信部５４への給電が遮断される。従って、無線通信部５４で生成されるＲＦ波（キャリア等）の影響を阻止できるのは元より、各部の波の干渉により生成されるようなビート波（低周波等）の影響も完全に阻止できる。また、消費電力の節約にもなる。なお、標準電波の受信・復調時における無線通信部５４にリセット信号ＲＳを入力することにより、無線通信部５４の動作を停止させても良い。
【００４６】
なお、より複雑なシステム構成では、無線通信部５４と１又はｎ台の外部装置１００ｂとの間を公知の無線ＬＡＮで接続することが可能であり、こうすれば、いずれかの外部装置１００ｂからの任意タイミングの時刻情報の要求に従って該外部装置１００ｂにその時点の正確な時刻情報を提供する如く、より高度な時刻情報の提供サービスを行える。
【００４７】
また、図示しないが、電波時計装置１ｂと外部装置１００ｂとの間のデータ通信は赤外線等の光又は超音波を利用して行うように構成してもよい。
【００４８】
次に上記構成による時刻情報の受信動作を具体的に説明する。図５は第２の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートで、ＣＰＵ２１により実行される。図５（Ａ）はメイン処理を示し、本装置に電源投入され、所定時間（例えば３０秒）が経過するとこの処理に入力する。この区間中に電気二重層コンデンサ３３が十分に充電される。
【００４９】
ステップＳ４１では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮ（論理１レベル）を送って時刻情報の受信動作を起動（付勢）する。ステップＳ４２では低雑音環境下における標準電波の受信を実現するために給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、受信復調部１０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ４３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ４４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ４３に戻る。本実施の形態では、時間にして例えば３分程度経過すると全データの受信完了となる。
【００５０】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ４５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹ（論理０レベル）を送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ４６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５をセットする。こうして、ＲＴＣ２５は現在の正確な標準時刻に初期設定され、その後は所要の時刻精度を維持しつつ自走することになる。
【００５１】
ステップＳ４７では所定時間（又は時刻）のタイマを起動する。ステップＳ４８では外部装置１００ｂから時刻情報の受信要求があるか否かを判別し、無い場合はステップＳ４８に戻る。また、受信要求がある場合は、ステップＳ４９で現時点の時刻情報を取得する。この時刻情報は、単に現時点のＲＴＣ２５から取得してもよいし、又は上記ステップＳ４１〜Ｓ４６で述べたと同様に、実際に現時点の標準時刻を受信・デコードすることにより取得してもよい。いずれにしても、所要精度以内の時刻情報を取得できる。そして、ステップＳ５０では取得した時刻情報を外部装置１００ｂに送信し、ステップＳ４８に戻る。
【００５２】
図５（Ｂ）はタイマ割込処理を示し、上記ステップＳ４７で起動したタイマがタイムアウトするとこの処理に割込入力する。ステップＳ６１では受信復調部１０に受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＯＮを送って時刻情報の受信動作を起動する。ステップＳ６２では給電スイッチ４１，４２を共にＯＦＦにし、受信復調部１０からＤＣ電源２を切り離す。ステップＳ６３では時系列に発生する受信データ（タイムコード）ＴＣを入力し、時刻情報をデコードする。ステップＳ６４では１回分の全データの受信完了か否かを判別し、完了でない場合はステップＳ６３に戻る。
【００５３】
こうして、やがて、１回分の全データを受信完了すると、ステップＳ６５では給電スイッチ４１，４２を共にＯＮにする。また、このとき受信付勢信号ＯＮ／ＳＴＢＹ＝ＳＴＢＹを送って受信復調部１０をスタンバイ状態にする。ステップＳ６６では前記デコードした時刻情報をＲＴＣ２５にセット（又は時刻情報でＲＴＣ２５を更新）する。こうして、ＲＴＣ２５は常に所要の時刻精度以内に維持されつつ自走する。ステップＳ６７では、必要なら、該取得した時刻情報を外部装置１００ｂに一斉に送信（ブロードキャスト）する。この場合は、外部装置１００ｂが時刻情報を要求するまでも無く、正確な時刻情報が定期的にブロードキャストされることになる。そして、ステップＳ６８では次の時刻更新のために所定時間（又は時刻）のタイマを起動し、この割込処理を抜ける。
【００５４】
なお、上記各実施の形態では給電スイッチ４１，４２としてフォトＭＯＳリレーを使用したが、これに限らない。他の様々なタイプのリレーを使用できる。
【００５５】
また、上記図４で述べた如く、太陽電池２をＤＣ給電源とする場合には、極めて低雑音環境下でのＤＣ給電が可能となるため、この場合の給電スイッチ部４０を省略しても良い。但し、この場合でも無線通信部５４は停止させることで、ビートなどの発生を阻止する。
【００５６】
また、上記本発明に好適なる複数の実施の形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部の構成、制御、処理及びこれらの組み合わせの様々な変更が行えることは言うまでも無い。例えば、上記各実施の形態で示したような各特徴的な構成を組み合わせることにより、本発明を様々な構成で実現可能である。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明によれば、時刻電波の受信・復調を高い信頼性で行えるため、電波時計装置の信頼性向上に寄与するところが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の原理を説明する図である。
【図２】第１の実施の形態による電波時計装置の構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートである。
【図４】第２の実施の形態による電波時計装置の構成を示す図である。
【図５】第２の実施の形態による時刻情報受信処理のフローチャートである。
【図６】従来技術を説明する図である。
【符号の説明】
１ 電波時計装置
２ ＤＣ電源
３ａ，３ｂ 給電ライン
４ 通信回線
１０ 受信復調部
１１ 受信アンテナ
１２ 受信部
１３ 復調部
２０ マイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）
２１ ＣＰＵ
２２ 主メモリ（ＭＭ）
２３ シリアルインタフェース（ＳＩＦ）
２４ ペリフェラルＩ／Ｏ（ＰＩＯ）
２５ リアルタイムクロック（ＲＴＣ）
２６ シリアルインタフェース（ＳＩＦ）
２７ 共通バス
３１ ツエナーダイオード
３２ ２次電池
３３ 電気二重層コンデンサ
４０ スイッチ部
４１，４２ 給電スイッチ（フォトＭＯＳリレー）
４３，５１，５２ フォトカプラ
５０ 通信ＩＦ部
５３ トランスミッタ／レシーバ（Ｔ／Ｒ）
５４ 無線通信部
５５ アンテナ
５６ 信号伝達手段
５７ 給電スイッチ
１００ 外部装置
Claims (10)
- 所定の電波を受信・復調してタイムコード信号を再生する受信復調手段と、
前記再生されたタイムコード信号を解析して時刻情報をデコードするデコーダ手段と、
前記受信復調手段と前記デコーダ手段とに直流を給電する給電ラインと、
前記受信復調手段のみへの前記給電ラインに設けたスイッチ手段であって、少なくとも前記受信復調手段による前記所定の電波の受信・復調時に遮断されるものと、
前記スイッチ手段による給電遮断時の前記受信復調手段に給電するための蓄電気手段とを備えることを特徴とする電波時計装置。 - 前記受信復調手段と前記デコーダ手段との間の信号のやり取りを光又は磁気を信号伝達媒体とする信号伝達手段を介して行うように構成したことを特徴とする請求項１記載の電波時計装置。
- 前記給電ラインに給電するための太陽光発電手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の電波時計装置。
- 前記デコーダ手段の出力の時刻情報を外部装置に出力するためのデータ通信手段を更に備えることを特徴とする請求項２記載の電波時計装置。
- 前記データ通信手段は前記デコーダ手段の出力の時刻情報を電波、赤外線、光又は超音波を信号伝達媒体として送信する無線通信手段よりなることを特徴とする請求項４記載の電波時計装置。
- 内臓のクロック信号を計数して実時刻を刻むリアルタイムクロック手段であって、前記受信及びデコードされた時刻情報により定期的に更新されるもの、を更に備えることを特徴とする請求項２記載の電波時計装置。
- 前記データ通信手段は前記受信及びデコードされた時刻情報又は前記リアルタイムクロック手段から取得した実時刻情報を外部装置に出力することを特徴とする請求項６記載の電波時計装置。
- 前記データ通信手段は外部装置からの信号を受信可能に構成されていることを特徴とする請求項４、５又は７記載の電波時計装置。
- 前記スイッチ手段は複数の前記給電ラインを遮断可能に構成されていることを特徴とする請求項１記載の電波時計装置。
- 前記無線通信手段は、少なくとも前記受信復調手段による所定の電波の受信・復調時にその動作を停止され又は該無線通信手段への給電を遮断されることを特徴とする請求項５記載の電波時計装置。
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