JP5435195B2 - 指針表示装置 - Google Patents

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本発明は、極超短波帯の周波数以上の無線信号を受信する機能を有し、指針により所定の情報を表示する指針表示装置に関する。
近年、無線信号を受信し、当該無線信号に重畳された情報を取得する指針式の電子機器が開発されている。例えば、４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚの標準電波を受信し、標準電波に重畳された正確な時刻データを取得して時刻を修正する指針式の電波時計が知られている。この時刻データは１月１日からの累積日数、時、分等がバイナリコードで表現され、バイナリコードの各ビットにはその値に応じて２種類の異なる幅のパルスのいずれかが割り当てられる。このような指針式の電波時計では、時刻データの解読を誤ると誤った時刻修正を行ってしまうため、バイナリコードの各ビットのパルス幅を正確に判定することが要求される。そのため、特許文献１では、指針の駆動モータを駆動させる際に発生するノイズがバイナリコードのパルスに混入しないように、パルス列におけるパルス非発生タイミングにおいて駆動モータを駆動させる指針式電波時計が提案されている。また、特許文献２には、金属製の文字板に開口部を設け、開口部の背後のケース内にアンテナを配置することにより、金属製文字板による受信感度の劣化を抑制する指針式電波時計が提案されている。
特開平６−２５８４６２号公報 特開２００６−１８９３７９号公報
一方、指針式の時計では、通常、指針の軸が文字板の中心付近に配置され、指針が文字板の表面を３６０°回転移動するため、アンテナを文字板の裏面側のどこに配置しても、受信時刻によってはアンテナの受信面と指針が重なる場合がある。標準電波のような長波に対する金属製指針のシールド効果は非常に小さいため、特許文献１や特許文献２に記載された指針式電波時計では、アンテナと指針の配置関係については考慮されていない。しかし、極超短波帯の周波数以上の無線信号に対しては、金属製指針によるシールド効果が非常に大きいため、極超短波帯の周波数以上の無線信号を受信するアンテナを文字板の裏面側に配置する場合には、指針による受信感度の劣化にも配慮する必要がある。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、極超短波帯の周波数以上の無線信号を受信するアンテナを文字板の裏面側に配置しながらも、必要に応じて指針による受信感度の劣化を抑制することができる指針表示装置を提供することを目的とする。
（１）本発明は、極超短波帯の周波数以上の無線信号を受信する機能を有し、指針により所定の情報を表示する指針表示装置であって、文字板と、前記文字板の表面上を移動し、前記所定の情報を表示する少なくとも１つの指針と、前記文字板の裏面側に配置され、前記無線信号を受信するアンテナと、前記指針の配置を制御する指針制御部と、を含み、前記指針制御部は、前記無線信号の受信中、前記文字板の前記アンテナと対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域を含む所定の配置制限領域に少なくとも１つの前記指針が配置されている場合には、所定の条件に応じて、当該指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるか否かを決定することを特徴とする。
極超短波帯の周波数以上の無線信号は、例えば、ＧＰＳ等の衛星測位システム、ブルートゥース（Bluetooth）、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）等で使用される無線信号である。
本発明の指針表示装置では、無線信号の受信中は所定の条件に応じて配置制限領域に配置されている指針を配置制限領域外に移動させるか否かを決定する。従って、所定の条件として、指針による受信感度の劣化が無線信号の受信に影響を与えるような受信環境であるか否かを判断できるような条件を選択すれば、受信環境が良くない場合は配置制限領域に配置されている指針を配置制限領域外に移動させることができる。すなわち、受信環境が良くなければ、無線信号の受信中は配置制限領域に指針が配置されない。そのため、本発明の指針制御装置によれば、受信環境が良くなければ、指針による無線信号のシールド効果を低下させて受信感度の劣化をできるだけ抑制することができる。
（２）本発明の指針表示装置は、前記アンテナが受信した前記無線信号から所定の情報を取得する処理を行う情報取得部を含み、前記情報取得部は、前記指針が前記配置制限領域に含まれない位置に移動している間も前記処理を継続するようにしてもよい。
本発明の指針表示装置では、指針の移動中も所定情報の取得処理を継続するので、指針移動に時間がかかる場合であっても指針の移動中に所定情報を取得することができる場合もある。従って、本発明の指針表示装置によれば、受信時間をできるだけ短くして消費電力を低減することができる。
（３）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、前記無線信号の受信中、前記配置制限領域に含まれない位置において、少なくとも１つの前記指針に前記無線信号の受信状況を表示させるようにしてもよい。
指針制御部は、少なくとも１つの指針に、固定されたタイミングで無線信号の受信状況を表示させるようにしてもよいし、任意のタイミングで無線信号の受信状況を表示させるようにしてもよい。
また、指針により表示される無線信号の受信状況は、無線信号の受信レベルや無線信号の受信終了までの概略時間等である。また、無線信号が位置情報衛星から送信される衛星信号である場合には、無線信号の受信状況として位置情報衛星の捕捉数を表示するようにしてもよい。
本発明の指針表示装置では、無線信号の受信中は、少なくとも１つの指針は配置制限領域外で受信状況を表示し、所定の条件に応じて配置制限領域に配置されているその他の指針を配置制限領域外に移動させるか否かを決定する。従って、本発明の指針表示装置によれば、受信環境が良くなければ、すべての指針を配置制限領域外に配置することにより受信感度の劣化をできるだけ抑制することができる。
また、本発明の指針表示装置によれば、受信中にすべての指針が停止するわけではなく少なくとも１つの指針は受信状況を表示するので、ユーザが受信状況に応じて受信処理を中止するか否か等の選択をより適切に行うことができる。
（４）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、外部からの入力操作に基づいて、前記無線信号の受信中の任意のタイミングで、前記指針に前記無線信号の受信状況を表示させるようにしてもよい。
本発明の指針表示装置では、外部からの入力操作に基づいて、受信中の任意のタイミングで受信状況が表示される。そのため、本発明によれば、ユーザが要求する時に受信状況を表示可能な、より使い易い指針表示装置を提供することができる。
（５）本発明の指針表示装置は、前記指針により、前記所定の情報として時刻情報を表示するようにしてもよい。
本発明の指針表示装置は時計として機能するため、受信中の時刻によっては指針の少なくとも１つが配置制限領域に配置されている場合もあり得る。しかし、本発明の指針表示装置によれば、受信環境が良くなければ、受信中はすべての指針が配置制限領域外に配置されるので、受信感度の劣化をできるだけ抑制することができる。
（６）本発明の指針表示装置は、前記指針として、前記時刻情報を表示する、時針と、分針と、秒針と、を含み、前記指針制御部は、前記無線信号の受信中、前記時針及び前記分針の少なくとも一方が前記配置制限領域に配置されている場合には、前記所定の条件に応じて前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるか否かを決定するとともに、前記配置制限領域に含まれない位置において、前記秒針に前記無線信号の受信状況を表示させるようにしてもよい。
（７）本発明の指針表示装置は、前記指針として、所定の副情報を表示する少なくとも１つの副情報表示針を含み、前記指針制御部は、前記無線信号の受信中、前記配置制限領域に含まれない位置において、前記副情報表示針に前記無線信号の受信状況を表示させるようにしてもよい。
所定の副情報は、時針、分針、秒針により表示される時刻情報以外の任意の情報であり、例えば、曜日や第２時刻等の情報であってもよいし、ストップウォッチ機能を用いて計測される計測時間の情報であってもよい。副情報表示針は、例えば、曜日を表示する曜日針、第２時刻を表示する２４時間針、６０秒間等を計測表示するセンター針、１２時間を計測表示する１２時間針、３０分間を計測表示する３０分間針等である。
（８）本発明の指針表示装置において、前記無線信号は、位置情報衛星から送信される衛星信号であってもよい。
位置情報衛星は、位置情報を含む衛星信号を送信する人工衛星であり、例えば、ＧＰＳ、ガリレオ、ＧＬＯＮＡＳＳ等の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）に使用される衛星、静止衛星、準天頂衛星等である。
（９）本発明の指針表示装置において、前記位置情報衛星は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星であってもよい。
（１０）本発明の指針表示装置は、前記アンテナが受信した前記衛星信号に基づいて、前記位置情報衛星を捕捉する処理を行う衛星捕捉部を含み、前記指針制御部は、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベル及び前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数の少なくとも一方に基づいて、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるか否かを決定するようにしてもよい。
一般的に、衛星信号の受信レベルが低いほど受信時間が長くなり、あるいは受信不可能になる可能性が高くなる。また、受信不可能な衛星信号があった場合には、位置情報衛星の捕捉数が少ないほど、代わりに受信可能な他の衛星信号が少ないので受信不可能になる可能性が高くなる。そこで、本発明の指針表示装置では、衛星信号の受信レベルと位置情報衛星の捕捉数の少なくとも一方に基づいて、指針を配置制限領域外に移動させるか否かを決定する。従って、本発明の指針表示装置によれば、受信環境が良くなければ、すべての指針を配置制限領域外に配置することにより受信感度の劣化をできるだけ抑制することができる。
（１１）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、前記受信レベルが所定値より低い場合には前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるようにしてもよい。
（１２）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、前記受信レベルが前記所定値より高い場合には、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させないようにしてもよい。
（１３）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、前記位置情報衛星の数が所定数より少ない場合には、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるようにしてもよい。
（１４）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、前記受信レベルが前記所定値より高く、かつ、前記位置情報衛星の数が前記所定数以上である場合には、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させないようにしてもよい。
（１５）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、前記衛星捕捉部が捕捉した複数の前記位置情報衛星からそれぞれ送信された複数の衛星信号の受信レベルの中で最も低い受信レベルを前記所定値との比較対象とするようにしてもよい。
（１６）本発明の指針表示装置において、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号から衛星時刻情報を取得する処理を行う時刻情報取得部を含み、前記時刻情報取得部は、前記指針が前記配置制限領域に含まれない位置に移動している間も前記処理を継続するようにしてもよい。
本発明の指針表示装置では、指針の移動中も時刻情報の取得処理を継続するので、指針移動に時間がかかる場合であっても指針の移動中に時刻情報を取得することができる場合もある。従って、本発明の指針表示装置によれば、受信時間をできるだけ短くして消費電力を低減することができる。
（１７）本発明の指針表示装置は、光発電を行うソーラーセルと、前記ソーラーセルの発電量を検出するソーラー発電量検出部と、を含み、前記指針制御部は、前記ソーラーセルの発電量に基づいて、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるか否かを決定するようにしてもよい。
一般的に、屋外の周囲に建物がない受信環境の良い場所では、室内や屋外の建物の陰に隠れた受信環境が良くない場所よりもソーラーセルの受光量が多くなり、ソーラーセルは受光量が多いほど発電量が多くなる。そこで、本発明の指針表示装置では、ソーラーセルの発電量に基づいて指針を配置制限領域外に移動させるか否かを決定する。従って、本発明の指針表示装置によれば、受信環境が良くないと推測される場合には、すべての指針を配置制限領域外に配置することにより受信感度の劣化をできるだけ抑制することができる。
（１８）本発明の指針表示装置において、前記指針制御部は、前記ソーラーセルの発電量が所定値より低い場合には前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させ、前記ソーラーセルの発電量が所定値より高い場合には前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させないようにしてもよい。
（１９）本発明の指針表示装置において、前記配置制限領域は、前記文字板の前記アンテナと対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域と、当該領域を囲む周辺領域と、により構成される領域であってもよい。
周辺領域は、一定の幅で形成されていてもよいし、一定の幅で形成されていなくてもよい。
（２０）本発明の指針表示装置において、前記アンテナは、前記文字板と対向する受信面の形状が正方形又は長方形であり、前記配置制限領域は、縦の辺の長さが前記アンテナの前記受信面の縦の辺の長さに第１の所定値を加算した長さであり、横の辺の長さが前記アンテナの前記受信面の横の辺の長さに第２の所定値を加算した長さの正方形又は長方形の領域であってもよい。
第１の所定値と第２の所定値は異なる値であってもよいし、同じ値であってもよい。
以下、本発明の好適な実施形態について図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１．ＧＰＳシステム
１−１．概要
図１は、ＧＰＳシステムの概要について説明するための図である。
ＧＰＳ衛星１０は、地球の上空の所定の軌道上を周回しており、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以下では、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波を「ＧＰＳ信号」という。
現在、約３０個のＧＰＳ衛星１０が存在しており、ＧＰＳ信号がどのＧＰＳ衛星１０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星１０はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンをＧＰＳ信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。従って、ＧＰＳ信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、ＧＰＳ信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。
ＧＰＳ衛星１０は原子時計を搭載しており、ＧＰＳ信号には原子時計で計時された極めて正確な時刻情報（以下、「ＧＰＳ時刻情報」という）が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星１０に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、ＧＰＳ信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。そのため、ＧＰＳ受信機９は、１つのＧＰＳ衛星１０から送信されたＧＰＳ信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメータを使用して内部時刻を正確な時刻に修正することができる。
ＧＰＳ信号にはＧＰＳ衛星１０の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。ＧＰＳ受信機９は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、ＧＰＳ受信機９の内部時刻にある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、ＧＰＳ受信機９の３次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメータに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、ＧＰＳ受信機９は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星からそれぞれ送信されたＧＰＳ信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行う。
１−２．航法メッセージ
図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、航法メッセージの構成について説明するための図である。
図２（Ａ）に示すように、航法メッセージは、全ビット数１５００ビットのメインフレームを１単位とするデータとして構成される。メインフレームは、それぞれ３００ビットの５つのサブフレーム１〜５に分割されている。１つのサブフレームのデータは、各ＧＰＳ衛星１０から６秒で送信される。従って、１つのメインフレームのデータは、各ＧＰＳ衛星１０から３０秒で送信される。
サブフレーム１には、週番号データ（ＷＮ）等の衛星補正データが含まれている。週番号データは、現在のＧＰＳ時刻情報が含まれる週を表す情報である。ＧＰＳ時刻情報の起点は、ＵＴＣ（協定世界時）における１９８０年１月６日００：００：００であり、この日に始まる週は週番号０となっている。週番号データは、１週間単位で更新される。
サブフレーム２、３には、エフェメリスパラメータ（各ＧＰＳ衛星１０の詳細な軌道情報）が含まれる。また、サブフレーム４、５には、アルマナックパラメータ（全ＧＰＳ衛星１０の概略軌道情報）が含まれている。
さらに、サブフレーム１〜５には、先頭から、３０ビットのＴＬＭ（T elemetry word）データが格納されたＴＬＭ（Telemetry）ワードと３０ビットのＨＯＷ（hand over word）データが格納されたＨＯＷワードが含まれている。
従って、ＴＬＭワードやＨＯＷワードは、ＧＰＳ装置衛星１０から６秒間隔で送信されるのに対し、週番号データ等の衛星補正データ、エフェメリスパラメータ、アルマナックパラメータは３０秒間隔で送信される。
図２（Ｂ）に示すように、ＴＬＭワードには、プリアンブルデータ、ＴＬＭメッセージ、Reservedビット、パリティデータが含まれている。
図２（Ｃ）に示すように、ＨＯＷワードには、ＴＯＷ（Time of Week、「Ｚカウント」ともいう）という時刻情報が含まれている。Ｚカウントデータは毎週日曜日の０時からの経過時間が秒で表示され、翌週の日曜日の０時に０に戻るようになっている。つまり、Ｚカウントデータは、週の初めから一週間毎に示される秒単位の情報であって、経過時間が１．５秒単位で表した数となっている。ここで、Ｚカウントデータは、次のサブフレームデータの先頭ビットが送信される時刻情報を示す。例えば、サブフレーム１のＺカウントデータは、サブフレーム２の先頭ビットが送信される時刻情報を示す。また、ＨＯＷワードには、サブフレームのＩＤを示す３ビットのデータ(ＩＤコード)も含まれている。すなわち、図２（Ａ）に示すサブフレーム１〜５のＨＯＷワードには、それぞれ「００１」、「０１０」、「０１１」、「１００」、「１０１」のＩＤコードが含まれている。
ＧＰＳ受信機９は、サブフレーム１に含まれる週番号データとサブフレーム１〜５に含まれるＨＯＷワード（Ｚカウントデータ）を取得することで、ＧＰＳ時刻情報を取得することができる。ただし、ＧＰＳ受信機９は、以前に週番号データを取得し、週番号データを取得した時期からの経過時間を内部でカウントしている場合は、週番号データを取得しなくてもＧＰＳ衛星の現在の週番号データを得ることができる。従って、ＧＰＳ受信機９は、Ｚカウントデータを取得すれば、現在のＧＰＳ時刻情報が概算で分かるようになっている。このため、ＧＰＳ受信機９は、通常、時刻情報としてＺカウントデータのみを取得する。
なお、ＴＬＭワード、ＨＯＷワード（Ｚカウントデータ）、衛星補正データ、エフェメリスパラメータ、アルマナックパラメータ等は、本発明における衛星情報の一例である。
ＧＰＳ受信機９として、例えば、ＧＰＳ装置付き腕時計（以下、「ＧＰＳ付き腕時計」という）を考えることができる。
なお、ＧＰＳ衛星１０は本発明における位置情報衛星の一例である。また、ＧＰＳ信号は、本発明における極超短波帯の周波数以上の無線信号の一例であるとともに、本発明における衛星信号の一例である。そして、ＧＰＳ付き腕時計は本発明に係る指針表示装置の一例であり、本実施形態のＧＰＳ付き腕時計について以下に説明する。
２．ＧＰＳ付き腕時計
２−１．第１実施形態
［ＧＰＳ付き腕時計の構造］
図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造について説明するための図である。図３（Ａ）はＧＰＳ付き腕時計の概略平面図であり、図３（Ｂ）はＧＰＳ付き腕時計の概略断面図である。
図３（Ａ）に示すように、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計１は、文字板１１及び金属製の指針１２を備えている。指針１２は、時針１２１、分針１２２、秒針１２３等により構成されており、歯車を介してステップモータで駆動される。
ＧＰＳ付き腕時計１は、リューズ１４やボタン１５（Ａボタン）、ボタン１６（Ｂボタン）を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星１０からのＧＰＳ信号を受信して内部時刻情報の修正を行うモード（測時モード）と複数のＧＰＳ衛星１０からのＧＰＳ信号を受信して測位計算を行い内部時刻情報の時差まで修正するモード（測位モード）に設定できるように構成されている。また、ＧＰＳ付き腕時計１は、測時モードや測位モードを定期的に（自動的に）実行することもできる。
例えば、ボタン１５（Ａボタン）が数秒（例えば３秒）以上押されると、ＧＰＳ付き腕時計１は測時モードによる時刻修正処理を行う。また、例えば、ボタン１６（Ｂボタン）が数秒（例えば３秒）以上押されると、ＧＰＳ付き腕時計１は測位モードによる時刻修正処理（時差修正処理）を行う。
また、ＧＰＳ付き腕時計１は、例えば、測時モード又は測位モードの実行中にボタン１５（Ａボタン）又はボタン１６（Ｂボタン）が押されると指針１２により現在の受信状況を表示する。例えば、ボタン１５（Ａボタン）が押された場合は、秒針１２３が文字板１１の「Ｈｉｇｈ」又は「Ｌｏｗ」の位置に移動し、それぞれＧＰＳ信号の受信レベルが高いか低いかを表示する。また、例えば、ボタン１６（Ｂボタン）が押された場合は、秒針１２３が文字板１１の「≦１０」、「≦３０」、「≦６０」のいずれかの位置に移動し、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間（それぞれ、１０秒以下、３０秒以下、６０秒以下）を表示する。
さらに、ＧＰＳ付き腕時計１は、例えば、ボタン１５（Ａボタン）が短い時間押されると指針１２により直前の測時モードにおける受信結果を表示し、ボタン１６（Ｂボタン）が短い時間押されると指針１２により直前の測位モードにおける受信結果を表示する。例えば、受信成功の場合には、秒針１２３が文字板１１の「Ｙ」の位置に移動し、受信失敗の場合には秒針１２３が文字板１１の「Ｎ」の位置に移動する。また、ＧＰＳ付き腕時計１は、測時モードや測位モードの終了時に、秒針１２３を文字板１１の「Ｙ」又は「Ｎ」の位置に移動させることにより、受信成功又は受信失敗を自動的に表示することもできる。
なお、以下では、秒針１２３のように、ＧＰＳ信号の受信レベルや受信終了までの概略時間等の受信状況を表示する機能を有する指針を「受信状況表示針」ということにする。
図３（Ｂ）に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）、チタン等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、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。また、外装ケース１７の裏面側の開口には、リング状に金属で形成された裏蓋２６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１３、ソーラーセル２２、ＧＰＳアンテナ２７、電池２４等が配置されている。
ムーブメント１３は、ステップモータや輪列２１を含んで構成されている。ステップモータは、モータコイル２０、ステータ、ロータ等で構成されており、輪列２１を介して指針１２を駆動する。
ムーブメント１３の裏蓋側には回路基板２５が配置され、回路基板２５は、コネクタ３２を介してアンテナ基板２３及び電池２４と接続されている。
回路基板２５には、ＧＰＳアンテナ２７で受信したＧＰＳ信号を処理する受信回路を含む受信用ＩＣ３０、ステップモータの駆動制御等を行う制御用ＩＣ４０等が取り付けられている。受信用ＩＣ３０や制御用ＩＣ４０は、シールド板３３に覆われており、電池２４から供給される電力で駆動される。
電池２４はリチウムイオン電池等の充電可能な二次電池であり、ソーラーセル２２が発電した電力を蓄えられるようになっている。すなわち、ソーラーセル２２の電極と電池２４の電極の間を電気的に接続することにより、ソーラーセルが光発電を行い、電池２４が充電される。なお、本実施形態では、電池２４として、リチウムイオン電池等の二次電池を用いているが、コンデンサ等の蓄電体やリチウム電池などの一次電池を用いてもよい。また、二次電池を設けた場合の充電方法は、本実施形態のような、光発電方式で充電するものに限らす、充電用コイルを設けて外部の充電器から電磁誘導方式で充電するようにしてもよい。
ソーラーセル２２は、受光面（図３（Ｂ）では上面）が文字板１１の時刻表示面（表面）の反対側の面（裏面）の一部と対向するように配置され、表面ガラス１９及び文字板１１を通過した光を受光して光発電を行う。
文字板１１は、外部から視認できるため、透過率の低い材料を用いて出来るだけ光を透過させつつ見栄えをよくすることが望ましい。そのため、文字板１１は、光を透過させるプラスチックやガラス等の非金属の材料で構成されている。
アンテナ基板２３に実装されたＧＰＳアンテナ２７は、複数のＧＰＳ衛星１０からのＧＰＳ信号を受信するアンテナであり、パッチアンテナ、ヘリカルアンテナ、チップアンテナ、逆Ｆアンテナ等により実現される。なお、ＧＰＳ衛星１０から送信される１．５ＧＨｚ帯のマイクロ波は円偏波であるので、ＧＰＳアンテナ２７は円偏波を受信可能なパッチアンテナにより実現することが望ましい。
ＧＰＳアンテナ２７は、文字板１１の時刻表示面の反対側の面（裏面側）に配置され、表面ガラス１９及び文字板１１を通過したＧＰＳ信号を受信する。例えば、図３（Ａ）に示すように、ＧＰＳアンテナ２７は、その受信面（図３（Ｂ）では上面）が文字板１１の時刻表示面の６時と９時の間の位置の裏面と対向するように配置されている。そのため、文字板１１及び表面ガラス１９は、１．５ＧＨｚ帯の電波を通す材料、例えばプラスチックで構成されている。また、ベゼル１８は、金属部材よりも受信性能の劣化が少ないセラミック等で構成される。
後述するように、ＧＰＳアンテナ２７の近傍にある金属部材は、ＧＰＳアンテナ２７の受信感度を劣化させる要因となる。そのため、ＧＰＳアンテナ２７は、金属製の電極（図示しない）が形成されたソーラーセル２２との距離Ｌ１が所定値以上になるように配置される。また、外装ケース１７やムーブメント１３が金属部材で構成されている場合、ＧＰＳアンテナ２７は、外装ケース１７との距離Ｌ２及びムーブメント１３との距離Ｌ３がともに所定値以上になるように配置される。
一方、時針１２１、分針１２２、秒針１２３等の指針１２が金属部材で構成されている場合、指針１２は内部時刻に応じて文字板１１の中心を軸として回転移動するため、ＧＰＳアンテナ２７を文字板１１の裏面と対向するように配置するとＧＰＳアンテナと指針１２との距離を常に所定値以上にすることは極めて困難である。そこで、後述するように、本実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中、文字板１１のＧＰＳアンテナ２７と対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域（ＧＰＳアンテナ２７の受信面（図３（Ｂ）では上面）と重なる領域）を含む所定領域に少なくとも１つの指針１２が配置されている場合には、ＧＰＳ信号の受信レベルが所定値より低ければ所定領域の外側に指針１２を移動させるように制御する。
［ＧＰＳ付き腕時計の回路構成］
図４は、第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成について説明するための図である。
ＧＰＳ付き腕時計１は、ＧＰＳ装置７０、時刻表示装置８０及び電源供給装置９０を含んで構成されている。
［ＧＰＳ装置の構成］
ＧＰＳ装置７０は、ＧＰＳアンテナ２７及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３１を含む。ＧＰＳアンテナ２７は、図３（Ｂ）で説明したように、複数のＧＰＳ衛星１０からのＧＰＳ信号を受信するアンテナである。ただし、ＧＰＳアンテナ２７が受信する信号にはＧＰＳ信号以外の不要な信号も含まれるため、ＳＡＷフィルタ３１は、ＧＰＳアンテナ２７が受信した信号からＧＰＳ信号を抽出する処理を行う。すなわち、ＳＡＷフィルタ３１は、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。
また、ＧＰＳ装置７０は、受信用ＩＣ（受信回路）３０を含む。受信回路３０は、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部５０とベースバンド部６０を含んで構成されている。以下に説明するように、ＧＰＳ装置７０が起動されると、受信回路３０は、ＳＡＷフィルタ３１が抽出した１．５ＧＨｚ帯のＧＰＳ信号から航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する処理を行う。すなわち、受信回路３０は、本発明における情報取得部又は時刻情報取得部として機能する。
ＲＦ部５０は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５１、ミキサ５２、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５３、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５４、ＩＦアンプ５５、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルタ５６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７等を含んで構成されている。
ＳＡＷフィルタ３１が抽出したＧＰＳ信号は、ＬＮＡ５１で増幅される。ＬＮＡ５１で増幅されたＧＰＳ信号は、ミキサ５２でＶＣＯ５３が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯の信号にダウンコンバートされる。ＰＬＬ回路５４は、ＶＣＯ５３の出力クロック信号を分周したクロック信号と基準クロック信号を位相比較してＶＣＯ５３の出力クロック信号を基準クロック信号に同期させる。その結果、ＶＣＯ５３は基準クロック信号の周波数精度の安定したクロック信号を出力することができる。なお、中間周波数として、例えば、数ＭＨｚを選択することができる。
ミキサ５２でミキシングされた信号は、ＩＦアンプ５５で増幅される。ここで、ミキサ５２でのミキシングにより、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も生成される。そのため、ＩＦアンプ５５は、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も増幅する。ＩＦフィルタ５６は、中間周波数帯の信号を通過させるとともに、この数ＧＨｚの高周波信号を除去する（正確には、所定のレベル以下に減衰させる）。ＩＦフィルタ５６を通過した中間周波数帯の信号はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７でデジタル信号に変換される。
ベースバンド部６０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）６４を含んで構成されている。また、ベースバンド部６０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）６５やフラッシュメモリ６６等が接続されている。
温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５は、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。
フラッシュメモリ６６には時差情報が記憶されている。時差情報は、時差データ（座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられたＵＴＣに対する補正量等）が定義された情報である。
ベースバンド部６０は、測時モード又は測位モードによりＧＰＳ装置７０が起動されると、ＲＦ部５０のＡＤＣ５７が変換したデジタル信号（中間周波数帯の信号）からベースバンド信号を復調する処理を行う。
具体的には、測時モード又は測位モードによりＧＰＳ装置７０が起動されると、ベースバンド部６０は、まず衛星検索工程を開始する。
ベースバンド部６０は、衛星検索工程において、各Ｃ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、発生したローカルコードとベースバンド信号をミキシングする処理を行う。
ベースバンド部６０は、各ローカルコードとベースバンド信号のミキシング処理により得られる信号の信号レベルがピークになるように各ローカルコードの発生タイミングを調整する。そして、ベースバンド部６０は、当該信号レベルが閾値以上となる場合にはそのローカルコードのＧＰＳ衛星１０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星１０を捕捉）したものと判断し、捕捉したＧＰＳ衛星１０の情報（例えば、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０の衛星番号や捕捉したＧＰＳ衛星１０の数）をＳＲＡＭ６３に記憶する。すなわち、ベースバンド部６０は、本発明における衛星捕捉部として機能する。
ＧＰＳでは、すべてのＧＰＳ衛星１０が異なるＣ／Ａコードを用いて同一周波数のＧＰＳ信号を送信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用している。従って、受信したＧＰＳ信号に含まれるＣ／Ａコードを判別することで、捕捉可能なＧＰＳ衛星１０を検索することができる。
そして、ベースバンド部６０は、捕捉したＧＰＳ衛星１０毎に、ベースバンド信号とローカルコードをミキシングした信号のパワー（受信レベル）を計算し、ＳＲＡＭ６３に記憶する。
捕捉したＧＰＳ衛星１０のベースバンド信号とローカルコードをミキシングした信号には航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド部６０は、航法メッセージの各サブフレームのＴＬＭワードに含まれるプリアンブルデータを検出し、各サブフレームに含まれる軌道情報（エフェメリスパラメータ等）やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得し、ＳＲＡＭ６３に記憶する。ここで、ＧＰＳ時刻情報は、週番号データ（ＷＮ）及びＺカウントデータであるが、以前に週番号データが取得されている場合にはＺカウントデータのみであってもよい。
測時モードでは、ベースバンド部６０は、少なくとも１つのＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報を取得すればよい。
一方、測位モードでは、ベースバンド部６０は、Ｎ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報と軌道情報を取得する。そして、ベースバンド部６０は、取得したＧＰＳ時刻情報と軌道情報に基づいて測位計算を行い、位置情報（より具体的には、受信時にＧＰＳ付き腕時計１が位置する場所の緯度および経度）を取得する。具体的には、取得した軌道情報から各ＧＰＳ衛星１０の位置を計算し、さらに、取得したＧＰＳ時刻情報と内部情報の時間差から各ＧＰＳ衛星１０との距離を計算する。そして、位置情報を未知数とする各ＧＰＳ衛星１０とＧＰＳ付き腕時計１の距離についての連立方程式解くことにより位置情報を取得することができる。そして、ベースバンド部６０は、フラッシュメモリ６６に記憶されている時差情報を参照し、位置情報により特定されるＧＰＳ付き腕時計１の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得する。
なお、ベースバンド部６０の動作は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５が出力する基準クロック信号に同期する。ＲＴＣ６４は、ＧＰＳ信号を処理するためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ６４は、ＴＣＸＯ６５から出力される基準クロック信号でカウントアップされる。
［時刻表示装置の構成］
時刻表示装置８０は、制御用ＩＣ（制御部）４０、駆動回路４４、ＬＣＤ駆動回路４５及び水晶振動子４３を含んで構成されている。
制御部４０は、記憶部４１、発振回路４２を備え、各種制御を行う。
記憶部４１には内部時刻情報が記憶されている。内部時刻情報は、ＧＰＳ付き腕時計１の内部で計時される時刻の情報である。内部時刻情報は、水晶振動子４３および発振回路４２によって生成される基準クロック信号によって更新される。従って、受信回路３０への電力供給が停止されていても、内部時刻情報を更新して指針１２の運針を継続することができるようになっている。
制御部４０は、手動操作により、又は所定のタイミングで自動的に、測時モード又は測位モードでＧＰＳ装置７０を起動する。制御部４０は、測時モードでＧＰＳ装置７０を起動した場合、ＧＰＳ装置７０が取得したＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻情報を修正して記憶部４１に記憶する。具体的には、内部時刻情報は、取得したＧＰＳ時刻情報にＵＴＣオフセット（現在は＋１４秒）を加算することで求められるＵＴＣ（協定世界時）に修正される。一方、制御部４０は、測位モードでＧＰＳ装置７０を起動した場合、ＧＰＳ装置７０が取得したＧＰＳ時刻情報及び時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して記憶部４１に記憶する。すなわち、測時モードでは内部時刻情報の時差は修正されないが、測位モードでは内部時刻情報の時差まで修正される。
また、制御部４０は、駆動回路４４を介して指針１２の駆動を制御する。制御部４０は、ＧＰＳ装置７０の起動中、文字板１１のＧＰＳアンテナ２７と対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域を含む所定領域に少なくとも１つの指針１２が配置されている場合には、ＧＰＳ信号の受信レベルが所定値より低ければ所定領域の外側に指針１２を移動させるように制御する。すなわち、制御部４０は、本発明における指針制御部として機能する。
さらに、制御部４０は、ＬＣＤ駆動回路４５を介してディスプレイ（図示しない）等の駆動を制御する。例えば、制御部４０は、測位モードにおいてディスプレイに現在位置の表示が行われるように制御してもよい。
［電源供給装置の構成］
電源供給装置９０は、ソーラーセル２２、充電制御回路２８、電池２４、レギュレータ２９を含んで構成されている。
電池２４は、レギュレータ２９を介して、ＧＰＳ装置７０及び時刻表示装置８０等に駆動電力を供給する。
充電制御回路２８は、ソーラーセル２２と電池２４の間に接続され、制御部４０からの制御信号に従ってソーラーセル２２と電池２４を電気的に接続又は切断する。ソーラーセル２２と電池２４が電気的に接続されると、ソーラーセル２２の光発電により発生した電流が充電制御回路２８を通じて電池２４に供給され、電池２４が充電される。
［ＧＰＳ装置の受信性能］
前記の通り、ＧＰＳ装置７０は、１．５ＧＨｚ帯の電波であるＧＰＳ信号を受信してＧＰＳ時刻情報や軌道情報等の衛星情報を取得する。
図５は、ＧＰＳアンテナ２７の受信感度の特性データを示す図である。図５において、横軸は受信レベルであり、縦軸はＧＰＳ時刻情報の平均取得率又は平均取得時間である。
図５の特性データによれば、受信レベルが−１３０ｄＢｍ〜−１３７ｄＢｍの範囲では平均取得率はほとんど変わらない。しかし、受信レベルが−１３７ｄＢｍ〜−１３８ｄＢｍにかけての範囲から受信レベルの低下に伴い平均取得率も少しずつ低下し、受信レベルが−１３８ｄＢｍ以下の範囲では受信レベルの低下に伴い平均取得率が急激に低下する。
また、受信レベルが−１３０ｄＢｍ〜−１３５ｄＢｍの範囲では平均取得時間はほとんど変わらない。しかし、受信レベルが−１３５ｄＢｍ以下の範囲では受信レベルの低下に伴い平均取得時間が急激に長くなる。
すなわち、周囲に高い建物がない屋外の場所等の電波の強い環境では、受信レベルがわずかに低下してもＧＰＳ時刻情報の取得時間や取得率はほとんど変わらないのに対して、室内や建物の陰に隠れた場所等の電波の弱い環境では、受信レベルのわずかな低下によりＧＰＳ時刻情報の取得時間や取得率が急激に劣化する。そのため、特に電波の弱い環境では受信感度を劣化させる要因をできるだけ排除することが要求される。受信感度を劣化させる要因の１つに、金属部材による電波のシールド効果が挙げられる。
シールド効果の指標として表皮深さという概念が知られている。表皮深さ（skin depth）とは、ある材質に入射した電磁界が１／ｅに減衰する距離をいい、表皮深さが小さい材質ほど電波を通しにくい。周波数ｆの電波に対する、透磁率μ、導電率σの導体の表皮深さｄは、以下の式で与えられる。
式（１）によれば、導電率σが高い材質ほど表皮深さｄが小さくなるので電波を通しにくい。従って、導電率σが高い金属部材は電波をシールドする効果が高い。また、式（１）によれば、電波の周波数ｆが大きいほど表皮深さｄが小さくなる。すなわち、極超短波帯の周波数以上の電波に対しては、特に表皮深さへの影響が大きい。以上より、ＧＰＳアンテナ２７の近傍にある金属部材によるシールド効果は、極超短波帯の周波数以上の電波であるＧＰＳ信号に対して大きく作用する事になる。そのため、本実施形態では、ＧＰＳアンテナ２７近傍の金属部材によるシールド効果を低減するために、図３（Ｂ）に示したように、ＧＰＳアンテナ２７は、金属部材で構成されるソーラーセルの電極（図示しない）、ムーブメント１３、外装ケース１７との各距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３が所定値以上となるように配置されている。
図６は、金属製指針のシールド効果による受信感度の劣化について説明するための図である。図６において、横軸は受信周波数であり、縦軸は受信レベルである。図６の点線で示されたデータは、図７（Ａ）に示すように、文字板１１のＧＰＳアンテナ２７と対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域１１０（図７（Ａ）において縦線で示される矩形領域）に、時針１２１、分針１２２、秒針１２３等の金属製指針１２が配置されていない時の１．５７５４２ＧＨｚの電波の受信レベルを示すデータである。一方、図６の実線で示されたデータは、図７（Ｂ）に示すように、領域１１０に時針１２１等の金属製指針１２が配置されている時の１．５７５４２ＧＨｚの電波の受信レベルを示すデータである。
図６からわかるように、領域１１０に金属製指針１２が配置されている時は、領域１１０に金属製指針１２が配置されていない時と比べて、ＧＰＳアンテナ２７の最大受信レベルを示す周波数が数ＭＨｚ程度ずれ、１．５７５４２ＧＨｚの電波の受信レベルが数ｄＢｍ程度低下する。
図５を参照すると、例えば、ＧＰＳ信号の受信レベルが−１３０ｄＢｍ程度の受信環境であれば、受信レベルが数ｄＢｍ程度低下してもＧＰＳ時刻情報の平均取得時間及び取得率はほとんど変わらない。しかし、例えば、ＧＰＳ信号の受信レベルが−１３８ｄＢｍしかないような受信環境では、受信レベルが１ｄＢｍ低下するだけでＧＰＳ時刻情報の平均取得時間が１０秒程度長くなり、平均取得率も１０％程度低下する。そのため、受信レベルが低い環境においては、領域１１０に金属製指針１２が配置されている状態でＧＰＳ信号を受信すると消費電力の増加を招くことになる。
さらに、図７（Ｂ）に示すように、領域１１０の近傍に分針１２２等の金属製指針１２が配置されている場合、低仰角からのＧＰＳ信号の受信を考慮すると、文字板１１に対して斜め方向から進んでくる電波に対してはＧＰＳアンテナ２７と金属製指針１２が重なるため、金属製指針１２が領域１１０に配置されていることと等価になる。従って、図８に示すように、領域１１０と領域１１０を囲む周辺領域１１２（図８において横線で示されるロの字型の領域）により構成される領域１１４（図８において格子状の斜線で示される矩形領域）を、ＧＰＳ信号の受信中の指針配置を制限する領域（以下、「配置制限領域」という）とし、受信レベルが比較的高い時は配置制限領域１１４における指針配置を許可し、受信レベルが比較的低い時は配置制限領域１１４における指針配置を禁止する必要がある。
ここで、ＧＰＳアンテナ２７の文字板１１と対向する矩形状の受信面の縦横の長さをそれぞれｎ、ｍとすると、領域１１０は縦横の長さがそれぞれｎ、ｍの矩形領域である。また、周辺領域１１２は、一部が幅ｗ１で形成され、一部が幅ｗ２で形成されている。従って、配置制限領域１１４は縦横の長さがそれぞれｎ＋２ｗ１（ＧＰＳアンテナ２７の受信面の縦の辺の長さｎに２ｗ１（本発明における第１の所定値）を加算した長さ）、ｍ＋２ｗ２（ＧＰＳアンテナ２７の受信面の横の辺の長さｍに２ｗ２（本発明における第２の所定値）を加算した長さ）の矩形領域である。なお、ｗ１、ｗ２は、異なる値であってもよいし、同じ値であってもよい。
以下、第１実施形態の時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）の手順について説明する。なお、制御部４０は、専用回路により実現してこれらの処理の各種制御を行うようにすることもできるが、記憶部４１に記憶された制御プログラムを実行することによりこれらの処理の各種制御を行うようにすることもできる。すなわち、図９に示すように、制御プログラムにより、制御部４０は指針制御手段４０−１、受信制御手段４０−２及び時刻情報修正手段４０−３として機能することにより、時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）が実行されるようにしてもよい。
［時刻修正処理（測時モード）］
図１０は、時刻修正処理（測時モード）手順の一例を示すフローチャートである。
ＧＰＳ付き腕時計１は、測時モードに設定された場合、図１０に示す時刻修正処理（測時モード）を実行する。
時刻修正処理（測時モード）が開始されると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針を配置制限領域１１４の外側にある受信状況表示開始位置に移動させる（ステップＳ１０）。
次に、制御部４０（受信制御手段４０−２）がＧＰＳ装置７０を起動し、ＧＰＳ装置７０によるＧＰＳ信号の受信処理が開始される（ステップＳ１２）。
ＧＰＳ装置７０がＧＰＳ信号の受信を開始すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信が終了するまで受信状況表示針に受信状況を表示させる（ステップＳ１４）。
一方、ＧＰＳ装置７０は、起動後まず、ベースバンド部６０においてＧＰＳ衛星１０を捕捉する処理を行う。
ベースバンド部６０がＧＰＳ衛星１０を捕捉することができないままタイムアウトした場合（ステップＳ１６でＮｏ、かつステップＳ１８でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了し（ステップＳ４４）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針に受信失敗の結果を表示させる（ステップＳ４６）。ＧＰＳ付き腕時計１が、受信できない環境である場合、例えば、屋内であるような場合には、すべてのＧＰＳ衛星１０のサーチを行ってもＧＰＳ衛星１０を捕捉できる可能性が非常に低い。ＧＰＳ付き腕時計１は、所定時間が経過しても捕捉可能なＧＰＳ衛星１０を検出できない場合、ＧＰＳ衛星１０のサーチを強制的に終了することにより無駄に電力が消費されることを低減することができる。
一方、タイムアウトする前にＧＰＳ衛星１０を捕捉することができた場合（ステップＳ１６でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０は捕捉したＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報の取得を開始する（ステップＳ２０）。具体的には、ベースバンド部６０は、捕捉した各ＧＰＳ衛星からの航法メッセージをそれぞれ復調してＺカウントデータを取得し、取得したＺカウントデータをＳＲＡＭ６３に記憶する。
次に、ベースバンド部６０は、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信されたＧＰＳ信号の受信レベルを計算する（ステップＳ２２）。ベースバンド部６０は、新たなＧＰＳ衛星１０を捕捉する毎に、計算した受信レベルのデータをＳＲＡＭ６３に記憶し、ＳＲＡＭ６３に記憶されたＧＰＳ衛星１０の捕捉数を更新する。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、所定のタイミングで、ＳＲＡＭ６３から受信レベルデータを読み出して受信レベルが閾値以上か否かを判断する（ステップＳ２４）。制御部４０は、この判断結果に基づいて、配置制限領域１１４にある指針１２を配置制限領域１１４の外側に移動させるか否かを決定する。従って、受信レベルの閾値をどの程度にするかが重要である。
図５の特性データによれば、受信レベルが−１３５ｄＢｍ以上の範囲ではＧＰＳ時刻情報の平均取得率及び平均取得時間がほとんど変わらない。従って、指針１２が配置制限領域１１４に配置されている状態でＧＰＳ信号を受信しても、その受信レベルが−１３５ｄＢｍ以上であれば比較的短時間でＧＰＳ時刻情報を取得できる可能性が高い。また、図６のデータによれば、配置制限領域１１４に配置されているすべての指針１２を配置制限領域１１４の外側に移動させることにより、受信レベルが数ｄＢｍ改善する。図５の特性データによれば、受信レベルが−１３５ｄＢｍより低い時に受信レベルが数ｄＢｍ改善すると、ＧＰＳ時刻情報の平均取得率及び平均取得時間が大幅に改善される。そこで、受信レベルの閾値は、例えば、−１３５ｄＢｍに設定される。
一方、ＧＰＳ衛星１０が捕捉数が少ないほどＧＰＳ時刻情報を取得できる可能性が低くなる。例えば、２つ以上のＧＰＳ衛星１０が捕捉されていれば１つのＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報が取得できなくても他のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報の取得を試みることができるが、１つのＧＰＳ衛星１０しか捕捉されていない場合はＧＰＳ時刻情報を取得することができない時に他のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報の取得を試みることができない。そこで、ステップＳ２４において、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信レベルが閾値以上であり、かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数が所定数Ｍ以上であるか否かを判断するようにしてもよい。例えば、受信レベルの閾値及び所定数Ｍは、それぞれ−１３５ｄＢｍ及び２に設定される。
なお、複数のＧＰＳ衛星が捕捉されている場合には、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、例えば、複数のＧＰＳ信号の受信レベルの中で最も低い受信レベルと閾値を比較するようにしてもよい。また、後続のステップＳ５２において１つ以上のＧＰＳ時刻情報の取得が要求されるので、最も高い受信レベルと閾値を比較するようにしてもよい。
受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）の場合（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針以外の指針１２をその位置のまま停止させる（ステップＳ３２）。すなわち、指針１２が配置制限領域１１４にあるか否かにかかわらずその位置で停止させる。
受信レベルが閾値より低い（又は、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭより少ない）場合（ステップＳ２４でＮｏの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、記憶部４１から内部時刻情報を読み出し、現在の指針１２の位置を確認する（ステップＳ２６）。そして、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に指針１２があるか否かを判断する（ステップＳ２８）。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に指針１２がない場合（ステップＳ２８でＮｏの場合）は受信状況表示針以外の指針１２をその位置のまま停止させ（ステップＳ３２）、配置制限領域１１４に指針１２がある場合（ステップＳ２８でＹｅｓの場合）は当該指針１２を配置制限領域１１４の外側に移動させて停止する（ステップＳ３０、Ｓ３２）。
なお、受信状況表示針は、受信中は配置制限領域１１４の外側で受信状況を表示するので、ステップＳ２６、Ｓ２８、Ｓ３０、Ｓ３２の処理対象となる指針１２は、受信状況表示針以外の指針である。
ステップＳ２２〜Ｓ３２の処理により、ＧＰＳ信号が弱い環境では配置制限領域１１４に指針１２を配置しないようにして受信感度の劣化を低減させることを優先し、ＧＰＳ信号が強い環境では指針１２による受信感度の劣化がほとんどないので指針駆動による消費電力の増加を抑制することを優先させることができる。
ベースバンド部６０は、制御部４０（指針制御手段４０−１）によるステップＳ２２〜Ｓ３２の指針移動処理が行われている間もＧＰＳ時刻情報の取得処理を継続している。そして、ベースバンド部６０がＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）を取得することができないままタイムアウトした場合（ステップＳ３４でＮｏ、かつステップＳ３６でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了し（ステップＳ４４）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針に受信失敗の結果を表示させる（ステップＳ４４）。例えば、すべての指針１２を配置制限領域１１４の外側に配置してもＧＰＳ信号の受信レベルが低いために、ＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）を正しく復調することができないままタイムアウトすることが考えられる。
一方、タイムアウトする前にＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）を取得することができた場合（ステップＳ３４でＹｅｓの場合）、制御部４０（時刻情報修正手段４０−３）は、ＳＲＡＭ６３からＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）を読み出し、ＧＰＳ時刻情報記憶部４１に記憶されている内部時刻情報をＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）により特定される時刻に書き換える（ステップＳ３８）。このようにして内部時刻情報が修正される。
そして、ＧＰＳ装置７０の受信動作が終了し（ステップＳ４０）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針に受信成功の結果を表示させる（ステップＳ４２）。
最後に、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、駆動回路４４を制御し、内部時刻を表示する位置に指針１２を移動させて計時を再開する（ステップＳ４８）。すなわち、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、内部時刻情報が修正された場合は修正後の内部時刻情報を表示する位置に指針１２を移動させ、内部時刻情報が修正されなかった場合は未修正の内部時刻情報を表示する位置に指針１２を移動させる。
［時差修正処理（測位モード）］
図１１は、時差修正処理（測位モード）手順の一例を示すフローチャートである。なお、図１１において、図１０の時刻修正処理（測時モード）手順と同じ処理については同じ番号を付しており、その説明を簡略する。
ＧＰＳ付き腕時計１は、測位モードに設定された場合、図１１に示す時差修正処理（測位モード）を実行する。
時刻修正処理（測時モード）が開始されると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針を配置制限領域１１４の外側にある受信状況表示開始位置に移動させる（ステップＳ１０）。
次に、制御部４０（受信制御手段４０−２）がＧＰＳ装置７０を起動し、ＧＰＳ装置７０によるＧＰＳ信号の受信処理が開始される（ステップＳ１２）。
ＧＰＳ装置７０がＧＰＳ信号の受信を開始すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信が終了するまで受信状況表示針に受信状況を表示させる（ステップＳ１４）。
一方、ＧＰＳ装置７０は、起動後まず、ベースバンド部６０においてＧＰＳ衛星１０を捕捉する処理を行う。
ベースバンド部６０がＧＰＳ衛星１０を捕捉することができないままタイムアウトした場合（ステップＳ１６でＮｏ、かつステップＳ１８でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了し（ステップＳ４４）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針に受信失敗の結果を表示させる（ステップＳ４６）。
一方、タイムアウトする前にＧＰＳ衛星１０を捕捉することができた場合（ステップＳ１６でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０は捕捉したＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報及び軌道情報の取得を開始する（ステップＳ５０）。具体的には、ベースバンド部６０は、捕捉した各ＧＰＳ衛星１０からの航法メッセージをそれぞれ復調してＺカウントデータ及びエフェメリスパラメータを取得し、取得したＺカウントデータ及びエフェメリスパラメータをＳＲＡＭ６３に記憶する。
次に、ベースバンド部６０は、捕捉したＧＰＳ衛星１０から送信されたＧＰＳ信号の受信レベルを計算し（ステップＳ２２）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、所定のタイミングで受信レベルが閾値以上か否かを判断する（ステップＳ２４）。図１０の時刻修正処理（測時モード）手順と同様に、ステップＳ２４において、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信レベルが閾値以上であり、かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数が所定数Ｍ以上であるか否かを判断するようにしてもよい。受信レベルの閾値は、前述したように、例えば、−１３５ｄＢｍに設定される。また、ステップＳ５２においてＮ個以上のＧＰＳ時刻情報及び軌道情報の取得が要求されるので、所定数ＭはＮ以上に設定する必要があり、例えばＮ＝４の場合はＭ＝５に設定される。
なお、複数のＧＰＳ衛星が捕捉されている場合には、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、例えば、複数のＧＰＳ信号の受信レベルの中で最も低い受信レベルと閾値を比較するようにしてもよい。また、ステップＳ５２においてＮ個（例えば４個）以上のＧＰＳ時刻情報及び軌道情報の取得が要求されるので、Ｎ番目（例えば４番目）に高い受信レベルと閾値を比較するようにしてもよい。
受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）の場合（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針以外の指針１２をその位置のまま停止させる（ステップＳ３２）。
受信レベルが閾値より低い（又は、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭより少ない）場合（ステップＳ２４でＮｏの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、記憶部４１から内部時刻情報を読み出し、現在の指針１２の位置を確認する（ステップＳ２６）。そして、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に指針１２があるか否かを判断する（ステップＳ２８）。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に指針１２がない場合（ステップＳ２８でＮｏの場合）は受信状況表示針以外の指針１２をその位置のまま停止させ（ステップＳ３２）、配置制限領域１１４に指針１２がある場合（ステップＳ２８でＹｅｓの場合）は当該指針１２を配置制限領域１１４の外側に移動させて停止する（ステップＳ３０、Ｓ３２）。
ステップＳ２２〜Ｓ３２の処理により、ＧＰＳ信号が弱い環境では配置制限領域１１４に指針１２を配置しないようにして受信感度の劣化を低減させることを優先し、ＧＰＳ信号が強い環境では指針１２による受信感度の劣化がほとんどないので指針駆動による消費電力の増加を抑制することを優先させることができる。
ベースバンド部６０は、制御部４０（指針制御手段４０−１）によるステップＳ２２〜Ｓ３２の指針移動処理が行われている間もＧＰＳ時刻情報の取得処理を継続している。そして、ベースバンド部６０がＮ個以上のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）及び軌道情報（エフェメリスパラメータ）を取得することができないままタイムアウトした場合（ステップＳ５２でＮｏ、かつステップＳ５４でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了し（ステップＳ４４）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針に受信失敗の結果を表示させる（ステップＳ４４）。ここで、ＧＰＳ付き腕時計１の３次元の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を特定するためにはｘ，ｙ，ｚが３つの未知数となる。そのため、ＧＰＳ付き腕時計１の３次元の位置（ｘ，ｙ，ｚ）を計算するためには、３個以上のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）及び軌道情報（エフェメリスパラメータ）が必要である。さらに、測位精度を高めるためにＧＰＳ付き腕時計１の内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）の時刻誤差も未知数と考えると、４個以上のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）及び軌道情報（エフェメリスパラメータ）が必要である。
一方、タイムアウトする前にＮ個（例えば４個）以上のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）及び軌道情報（エフェメリスパラメータ）を取得することができた場合（ステップＳ５２でＹｅｓの場合）、ベースバンド部６０は、ＳＲＡＭ３６からＮ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）及び軌道情報（エフェメリスパラメータ）を読み出して測位計算を開始する（ステップＳ５６）。
前述したように、ＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）はＧＰＳ衛星１０が航法メッセージのサブフレームの先頭ビットを送信した時刻を表している。従って、ベースバンド部６０は、サブフレームの先頭ビットを受信した時の内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）の時間差から、Ｎ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０とＧＰＳ付き腕時計１の距離をそれぞれ計算することができる。また、ベースバンド部６０は、軌道情報（エフェメリスパラメータ）を用いてＮ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０の位置をそれぞれ計算することができる。そして、ベースバンド部６０は、Ｎ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０とＧＰＳ付き腕時計１の擬似的な距離及びＮ個（例えば４個）のＧＰＳ衛星１０の位置に基づいて、ＧＰＳ付き腕時計１の位置情報を生成することができる。そして、ベースバンド部６０は、フラッシュメモリ６６に記憶された時差情報を参照して位置情報により特定されるＧＰＳ付き腕時計１の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得し、取得した時差データをＳＲＡＭ６３に記憶する。
ベースバンド部６０が時差データを取得することができないままタイムアウトした場合（ステップＳ５８でＮｏ、かつステップＳ６０でＹｅｓの場合）、ＧＰＳ装置７０の受信動作が強制的に終了し（ステップＳ４４）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針に受信失敗の結果を表示させる（ステップＳ４６）。例えば、測位計算の精度が低いためにＧＰＳ付き腕時計１の正確な座標値を特定できないような場合には、正しい時差データを取得することができない可能性がある。そのため、測位計算の精度が基準値をクリアするまで測位計算を終了させないようにしている場合には、測位計算が終了しないために時差データを取得することができないままタイムアウトすることが考えられる。
一方、タイムアウトする前に時差データを取得することができた場合（ステップＳ５８でＹｅｓの場合）、制御部４０（時刻情報修正手段４０−３）は、ＳＲＡＭ６３からＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）及び時差データを読み出し、記憶部４１に記憶されている内部時刻情報をＧＰＳ時刻情報（Ｚカウントデータ）及び時差データにより特定される時刻に書き換える（ステップＳ６２）。
そして、ＧＰＳ装置７０の受信動作が終了し（ステップＳ４０）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針に受信成功の結果を表示させる（ステップＳ４２）。
最後に、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、駆動回路４４を制御し、内部時刻を表示する位置に指針１２を移動させて計時を再開する（ステップＳ４８）。
図１２は、図１０に示した時刻修正処理（測位モード）又は図１１に示した時差修正処理（測位モード）における第１実施形態の具体的な指針駆動制御の手順の一例を示すフローチャートである。図１２において、指針駆動制御と無関係な図１０又は図１１の処理の一部については表記を省略している。また、図１３（Ａ）〜図１３（Ｆ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｆ）及び図１５（Ａ）〜図１５（Ｆ）は、それぞれ図１２の手順における指針配置の第１の例、第２の例及び第３の例を時系列に並べた図である。図１３（Ａ）、図１４（Ａ）及び図１５（Ａ）は、測時モード又は測位モードにおける受信開始直前の指針配置を示している。以下、図１３（Ａ）〜図１３（Ｆ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｆ）及び図１５（Ａ）〜図１５（Ｆ）を参照しながら図１２の手順について説明する。なお、図１２において、図１０、図１１の手順における各ステップと同じ処理を行うステップには同じ番号を付している。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、まず、図１３（Ｂ）、図１４（Ｂ）又は図１５（Ｂ）に示すように、秒針１２３を配置制限領域１１４の外側の受信状況表示開始位置（例えば、文字板１１の１２時の位置）に移動させて停止する（ステップＳ１０）。
次に、ＧＰＳ装置７０が起動して受信が開始されると（ステップＳ１２）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信が終了するまでユーザによる受信状況表示操作の有無を判断する（ステップＳ１４−１）。
受信中に受信状況表示操作があった場合（ステップＳ１４−１でＹｅｓの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、秒針１２３を移動させて受信状況を表示する（ステップＳ１４−２）。秒針１２３により表示される受信状況としては、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数、ＧＰＳ衛星１０の受信レベル、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間等が挙げられる。例えば、ＧＰＳ信号の受信中に、ボタン１５（Ａボタン）が押された時の受信状況表示の種類とボタン１６（Ｂボタン）が押された時の受信状況表示の種類が異なるようにしてもよい。制御部４０（指針制御手段４０−１）は、ＧＰＳ信号の受信中にボタン１５（Ａボタン）が押されると、図１３（Ｃ）及び図１５（Ｃ）に示すように、第１の例及び第３の例では秒針１２３を「Ｌｏｗ」の位置まで移動させて受信レベルが低いことを表示し、図１４（Ｃ）に示すように、第２の例では秒針１２３を「Ｈｉｇｈ」の位置まで移動させて受信レベルが高いことを表示する。また、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、ＧＰＳ信号の受信中にボタン１６（Ｂボタン）が押されると、図１３（Ｃ）に示すように、第１の例では秒針１２３を「≦３０」の位置まで移動させて受信終了までの概略時間が３０秒以下であることを表示し、図１４（Ｃ）及び図１５（Ｃ）に示すように、第２の例及び第３の例では秒針１２３を「≦６０」の位置まで移動させて受信終了までの概略時間が６０秒以下であることを表示する。
なお、ステップＳ１４−１、Ｓ１４−２、Ｓ１４−３は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ１４に相当する。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、所定のタイミングで、捕捉したＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ信号の受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）か否かを判断し（ステップＳ２４）、受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）の場合（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）は、時針１２１と分針１２２を移動させずにその位置のまま停止させる（ステップＳ３２）。図１４（Ｄ）に示すように、第２の例では受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）であり、時針１２１と分針１２２を図１４（Ｃ）の位置のまま停止させる。
受信レベルが閾値より低い（又は、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭより少ない）場合（ステップＳ２４でＮｏの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、記憶部４１から内部時刻情報を読み出して時針１２１と分針１２２の位置（例えば、図１３（Ｃ）又は図１５（Ｃ）に示す位置）を確認し（ステップＳ２６）、配置制限領域１１４に時針１２１、分針１２２があるか否かを判断する（ステップＳ２８−１、Ｓ２８−２、Ｓ２８−３）。
配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方がある場合（ステップＳ２８−１でＹｅｓ、かつステップＳ２８−２でＹｅｓの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ３０−１）。図１３（Ｃ）に示すように、第１の例では時針１２１の一部と分針１２２の一部が配置制限領域１１４にかかっているので、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方があると判断する。そして、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図１３（Ｄ）に示すように時針１２１と分針１２２を配置制限領域１１４の外側に、例えば最短距離で移動させる。
配置制限領域１１４に時針１２１のみがある場合（ステップＳ２８−１でＹｅｓ、かつステップＳ２８−２でＮｏの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ３０−２）。
配置制限領域１１４に分針１２２のみがある場合（ステップＳ２８−１でＮｏ、かつステップＳ２８−３でＹｅｓの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、分針１２２を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ３０−３）。
配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方がない場合（ステップＳ２８−１でＮｏ、かつステップＳ２８−３でＮｏの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２をその位置のままにしておいてもよいし、配置制限領域１４の外側の他の位置に移動させてもよい。図１５（Ｃ）に示すように、第３の例では、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に時針１２１時針１２１と分針１２２の両方がないと判断する。そして、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図１５（Ｄ）に示すように時針１２１と分針１２２を図１５（Ｃ）に示す位置のまま停止させる。
ステップＳ３０−１、Ｓ３０−２、Ｓ３０−３の処理において、時針１２１と分針１２２が１つのモータにより同時に回転移動する場合には、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２を同時に配置制限領域外に移動させる。また、時針１２１と分針１２２が別々のモータにより回転移動する場合には、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２を必要に応じて別々に配置制限領域１１４の外側に移動させるようにしてもよい。
なお、ステップＳ２８−１、Ｓ２８−２、Ｓ２８−３は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ２８に相当し、ステップＳ３０−１、Ｓ３０−２、Ｓ３０−３は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ１４に相当する。
時針１２１、分針１２２の移動が終了すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は時針１２１と分針１２２を停止させる（ステップＳ３２）。
その後、ＧＰＳ装置７０によるＧＰＳ信号の受信が終了すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、秒針１２３を移動させて受信成功又は受信失敗を表示する（ステップＳ４２、Ｓ４６）。制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図１３（Ｅ）及び図１４（Ｅ）に示すように、第１の例及び第２の例では秒針１２３を「Ｙ」の位置まで移動させて受信成功を表示し、図１５（Ｅ）に示すように、第３の例では秒針１２３を「Ｎ」の位置まで移動させて受信失敗を表示する。なお、図１５（Ｅ）では、秒針１２３の一部が配置制限領域１１４にかかっているが、秒針１２３による受信成功又は受信失敗の表示は受信終了後に行われるので受信感度に影響しない。
最後に、図１３（Ｆ）、図１４（Ｆ）又は図１５（Ｆ）に示すように、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１、分針１２２、秒針１２３を移動させて内部時刻を表示し、計時を再開する（ステップＳ４４）。なお、第１の例及び第２の例では受信が成功したので図１３（Ｆ）及び図１４（Ｆ）で時針１２１、分針１２２、秒針１２３が表示する時刻は修正後の内部時刻であり、第３の例では受信が失敗したので図１５（Ｆ）で時針１２１、分針１２２、秒針１２３が表示する時刻は未修正の内部時刻である。
［第１実施形態の効果］
第１実施形態では、ＧＰＳ信号の受信レベルが閾値より低い（又は、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数が所定数より少ない）場合、すなわち、受信環境が良くない場合は、ＧＰＳ信号の受信時の時刻により時針１２１及び分針１２２の少なくとも一方が配置制限領域１１４の内側に配置されていれば配置制限領域１１４の外側に移動させる。従って、第１実施形態によれば、受信環境が良くない場合には、指針１２によるＧＰＳ信号のシールド効果を低下させて、受信感度の劣化をできるだけ抑制することができる。
逆に、ＧＰＳ信号の受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数が所定数以上）の場合、すなわち、受信環境が良い場合は、受信感度の劣化がほとんどないので、ＧＰＳ信号の受信時の時刻により時針１２１及び分針１２２の少なくとも一方が配置制限領域１１４の内側に配置されていても配置制限領域１１４の外側に移動させない。従って、第１実施形態によれば、受信環境が良い場合には、指針駆動による消費電力の増加を抑制することができる。
また、第１実施形態によれば、受信中に秒針１２３が受信状況を表示するので、受信状況に応じてユーザが受信を中止するか否か等の選択をより適切に行うことができる。
また、第１実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中に、ボタン１５（Ａボタン）、ボタン１６（Ｂボタン）を操作することにより、任意のタイミングで受信状況が表示される。そのため、第１実施形態によれば、ユーザが要求する時に受信状況を表示可能な、より使い易いＧＰＳ付き腕時計を提供することができる。
また、第１実施形態によれば、回転速度の速い秒針１２３に受信状況を表示させるので、より迅速に受信状況を表示させることができる。また、受信状況を表示させるための専用の指針が不要であるので、コストの増加を抑制することができる。
さらに、第１実施形態によれば、秒針１２３が、受信終了後は受信成功表示位置（「Ｙ」の位置）又は受信失敗表示位置（「Ｎ」の位置）で停止するので、ユーザは受信が終了したか否か及び時刻修正がされたか否かを容易に判断することができる。
２−２．第２実施形態
受光量が多いほどソーラーセル２２の発電量が多くなる。一般的に、室内よりも屋外の受光量の方が多く、屋外でも建物の陰に隠れた場所よりも周囲に建物がない場所の方が受光量が多いと考えられる。つまり、ソーラーセル２２の発電量と受信環境の間にはある程度の相関性がある。そこで、第２実施形態では、測時モード又は測位モードの実行中に配置制限領域１１４にある指針１２を移動させるか否かをソーラーセル２２の発電量によって制御する。すなわち、第２実施形態では、ソーラーセル２２の発電量が比較的高い時は配置制限領域１１４における指針配置を許可し、ソーラーセル２２の発電量が比較的低い時は配置制限領域１１４における指針配置を禁止する。
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造は、図３（Ｂ）に示した第１実施形態の構造と同様であるが、第２実施形態では、所定のタイミングでソーラーセル２２の発電量を検出するために、図１６に示すように、第１実施形態のソーラーセル２２と充電制御回路２８の間に電流検出回路３４が付加される。なお、便宜上、図１６では図４に示した第１実施形態の回路構成の一部のみを図示しているが、第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計は図４のその他の構成を同様に含む。
図１６に示すように、例えば、電流検出回路３４は、抵抗器３４−１、差動増幅器３４−２及びスイッチ回路３４−３を含んで構成される。スイッチ回路３４−３は、制御信号に応じて、ソーラーセル２２と充電制御回路２８を直接接続するか、又は、ソーラーセル２２と充電制御回路２８の間に抵抗器３４−１を接続する。差動増幅器３４−２は、抵抗器３４−１の両端に接続されている。
通常は、制御部４０は、ソーラーセル２２と充電制御回路２８が接続されるようにスイッチ回路３４−３を制御する。一方、制御部４０は、測時モード又は測位モードが開始された後の所定のタイミングでソーラーセル２２と充電制御回路２８の間に抵抗器３４−１が接続されるようにスイッチ回路３４−３を制御する。なお、所定のタイミングは、ＧＰＳ装置７０の起動前であってもよいし、起動後であってもよい。
ソーラーセル２２と充電制御回路２８の間に抵抗器３４−１が接続されると、差動増幅器３４−２が抵抗器３４−１に流れる電流により生じる抵抗器３４−１の両端の電圧差を増幅し、制御部４０に出力する。
ソーラーセル２２の発電量が多いほど抵抗器３４−１に流れる電流量が多くなるので、電流検出回路３４はソーラーセル２２の発電量を検出することができる。制御部４０は、検出結果を取得すると、ソーラーセル２２と充電制御回路２８が接続されるようにスイッチ回路３４−３を制御する。すなわち、制御部４０及び検出回路３４は、本発明におけるソーラー発電量検出部として機能する。
以下、第２実施形態の時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）の手順について説明する。なお、図１７に示すように、制御プログラムにより、制御部４０は指針制御手段４０−１、受信制御手段４０−２、時刻情報修正手段４０−３及びソーラー発電量検出手段４０−４として機能することにより、時刻修正処理（測時モード）及び時差修正処理（測位モード）が実行されるようにしてもよい。
図１８及び図１９は、それぞれ第２実施形態の時刻修正処理（測時モード）手順及び時差修正処理（測位モード）手順の一例を示すフローチャートである。図１８に示す時刻修正処理（測時モード）手順は、図１０のステップＳ２２及びＳ２４の処理が削除されるとともにステップＳ７０及びＳ７２の処理が追加されている点を除いて、図１０に示した第１実施形態の時刻修正処理（測時モード）手順と同じである。また、図１９に示す時差修正処理（測位モード）手順は、図１１のステップＳ２２及びＳ２４の処理が削除されるとともにステップＳ７０及びＳ７２の処理が追加されている点を除いて、図１１に示した第１実施形態の時刻修正処理（測時モード）手順と同じである。そのため、図１８及び図１９において、それぞれ図１０及び図１１の手順の各ステップと同じ処理を行うステップには同じ番号を付しており、その説明を省略又は簡略する。
第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計は、測時モードに設定された場合は図１８に示す時刻修正処理（測時モード）を実行し、測位モードに設定された場合は図１９に示す時差修正処理（測位モード）を実行する。
時刻修正処理（測時モード）又は時差修正処理（測位モード）が開始されると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況表示針を受信状況表示開始位置に移動させ（ステップＳ１０）、ＧＰＳ装置７０を起動する（図１８又は図１９のステップＳ１２）。
ＧＰＳ装置７０がＧＰＳ信号の受信を開始すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信が終了するまで受信状況表示針に受信状況を表示させる（ステップＳ１４）。
また、制御部４０（ソーラー発電量検出手段４０−４）は、所定のタイミングでソーラーセル２２の発電量を検出する（図１８又は図１９のステップＳ７０）。具体的には、制御部４０は、図１６で説明したように検出回路３４を制御して検出結果を取得する。
そして、制御部４０（ソーラー発電量検出手段４０−４）は、ソーラーセル２２の発電量が閾値以上か否かを判断する（図１８又は図１９のステップＳ７２）。制御部４０は、この判断結果に基づいて、配置制限領域１１４にある指針１２を配置制限領域１１４の外側に移動させるか否かを決定する。従って、発電量の閾値をどの程度にするかが重要である。例えば、同じ場所でも天候によって受光量が大きく異なるため、屋外で周囲に建物がない場所での晴天の日の受光量を基準として、閾値を高めに設定しておいてもよい。こうすることにより、非常に良い受信環境でなければ配置制限領域１１４にある指針を移動させるので、受信感度の劣化の低減を優先させることができる。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、ソーラーセル２２の発電量が閾値以上の場合（図１８又は図１９のステップＳ７２でＹｅｓの場合）は受信状況表示針以外の指針１２をその位置のまま停止させ（図１８又は図１９のステップＳ３２）、受信レベルが閾値より低い場合（図１８又は図１９のステップＳ７２でＮｏの場合）は記憶部４１から内部時刻情報を読み出して現在の指針１２の位置を確認し（図１８又は図１９のステップＳ２６）、配置制限領域１１４に指針１２があるか否かを判断する（図１８又は図１９のステップＳ２８）。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に指針１２がない場合（図１８又は図１９のステップＳ２８でＮｏの場合）は受信状況表示針以外の指針１２をその位置のまま停止させ（図１８又は図１９のステップＳ３２）、配置制限領域１１４に指針１２がある場合（図１８又は図１９のステップＳ２８でＹｅｓの場合）は当該指針１２を配置制限領域１１４の外側に移動させて停止する（図１８又は図１９のステップＳ３０、Ｓ３２）。
図１８及び図１９の以降の各ステップの処理は、それぞれ図１０及び図１１の同じ符号が付されたステップの処理と同様であるので、説明を省略する。
図１８又は図１９のステップＳ７０、Ｓ７２、Ｓ２６〜Ｓ３２の処理により、ＧＰＳ信号が弱いと推測される環境では配置制限領域１１４に指針１２を配置しないようにして受信感度の劣化を低減させることを優先し、ＧＰＳ信号が強いと推測される環境では指針１２による受信感度の劣化がほとんどないので指針駆動による消費電力の増加を抑制することを優先させることができる。
なお、図１８に示した時刻修正処理（測位モード）又は図１９に示した時差修正処理（測位モード）における第２実施形態の具体的な指針駆動制御の手順は、図１２に示した第１実施形態の具体的な指針駆動制御の手順と同様であってもよいので、その説明を省略する。
［第２実施形態の効果］
第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果を奏する。
一般的に、屋外の周囲に建物がない受信環境の良い場所では、室内や屋外の建物の陰に隠れた受信環境が良くない場所よりもソーラーセルの受光量が多くなり、ソーラーセルは受光量が多いほど発電量が多くなる。そこで、第２実施形態では、ソーラーセル２２の発電量が閾値より低い場合、すなわち、受信環境が良くないと推測される場合は、ＧＰＳ信号の受信時の時刻により時針１２１及び分針１２２の少なくとも一方が配置制限領域１１４の内側に配置されていれば配置制限領域１１４の外側に移動させる。従って、第２実施形態によれば、受信環境が良くないと推測される場合には、指針１２によるＧＰＳ信号のシールド効果を低下させて、受信感度の劣化をできるだけ抑制することができる。
逆に、ソーラーセル２２の発電量が閾値以上の場合、すなわち、受信環境が良いと推測される場合は、受信感度の劣化がほとんどないので、ＧＰＳ信号の受信時の時刻により時針１２１及び分針１２２の少なくとも一方が配置制限領域１１４の内側に配置されていても配置制限領域１１４の外側に移動させない。従って、第２実施形態によれば、受信環境が良いと推測される場合には、指針駆動による消費電力の増加を抑制することができる。
２−３．第３実施形態
図２０は第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の概略平面図である。
第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計３は、第１実施形態と同様に、文字板１１、時針１２１、分針１２２、リューズ１４、ボタン１５（Ａボタン）、ボタン１６（Ｂボタン）、ＧＰＳアンテナ２７等を備え、さらに、センター針２２２を備えている。
また、第３実施形態では、文字板１１の９時位置、６時位置、３時位置の近傍にそれぞれ円形の小秒計１２０、１２時間計２００、３０分計２１０が設けられている。そして、小秒計１２０、１２時間計２００、３０分計２１０の中には、それぞれ、秒針（小秒針）１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２が配置されている。
１２時間計２００は、１２時間針２０２により１２時間を計測表示する。３０分計２１０は、３０分針２１２により３０分間を計測表示する。センター針２２２は、６０秒間を計測表示する。
すなわち、第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計３は、時針１２１、分針１２２及び秒針１２３による時刻表示機能の他に、１２時間針２０２、３０分針２１２及びセンター針２２２により経過時間を計測するストップウォッチ機能も備え、一般に「クロノグラフ」と呼ばれる腕時計である。
第３実施形態では、第１実施形態と同様に、手動操作により、又は定期的に（自動的に）測時モードや測位モードが実行される。
そして、第３実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中は、時針１２１、分針１２２、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２、センター針２２２がすべて配置制限領域１１４の外側に配置される。
また、第３実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中は、センター針２２２を文字板１１の「Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ」の位置に配置してＧＰＳ信号の受信中であることを表示する。
さらに、第３実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中に、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２により現在の受信状況を自動的に表示する。
具体的には、秒針１２３は、ＧＰＳ信号の受信中に文字板１１の「Ｈｉｇｈ」又は「Ｌｏｗ」の位置に自動的に移動し、それぞれＧＰＳ信号の受信レベルが高いか低いかを表示する。１２時間針２０２は、ＧＰＳ信号の受信中にＧＰＳ衛星１０の捕捉数に応じて１２時間計２００のいずれかの位置に順次移動することにより、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数を表示する。例えば、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数が１、２、３、・・・、１２の時は、１２時間針２０２はそれぞれ１２時間計２００の１時間、２時間、３時間、・・・、１２時間の位置に移動する。３０分針２１２は、ＧＰＳ信号の受信中にＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間に応じて３０分計２１０のいずれかの位置に順次移動することにより、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間を表示する。例えば、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間が６０秒、５０秒、４０秒、３０秒、２０秒、１０秒の時、３０分針２１２は３０分計２１０の３０分、５分、１０分、１５分、２０分、２５分の位置に移動する。
そして、第３実施形態では、測時モードや測位モードの終了時に、センター針２２２を文字板１１の「Ｙ」又は「Ｎ」の位置に移動することにより、それぞれ受信成功又は受信失敗を自動的に表示する。
以上の通り、第３実施形態では、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２、センター針２２２が受信状況表示針であり、時針１２１、分針１２２は受信状況表示針ではない。
なお、第３実施形態のその他の構造及び回路構成は、図３（Ｂ）及び図４に示した第１実施形態の構造及び回路構成と同様であるため、その説明を省略する。また、第３実施形態における時刻修正処理（測時モード）手順及び時差修正処理（測位モード）手順は、図１０及び図１１に示した第１実施形態における各手順と同じであるため、その説明を省略する。
図２１は、図１０に示した時刻修正処理（測位モード）又は図１１に示した時差修正処理（測位モード）における第３実施形態の具体的な指針駆動制御の手順の一例を示すフローチャートである。図２１において、指針駆動制御と無関係な図１０又は図１１の処理の一部については表記を省略している。また、図２２（Ａ）〜図２２（Ｆ）は図２１の手順における指針配置の一例を時系列に並べた図である。図２２（Ａ）は、測時モード又は測位モードにおける受信開始直前の指針配置を示している。以下、図２２（Ａ）〜図２２（Ｆ）を参照しながら図２１の手順について説明する。なお、図２１において、図１０、図１１の手順における各ステップと同じ処理を行うステップには同じ番号を付している。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、まず、図２２（Ｂ）に示すように、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２、センター針２２２を配置制限領域１１４の外側の受信状況表示開始位置（例えば、それぞれ６０秒の位置、１２時間の位置、３０分の位置、「Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ」の位置）に移動させて停止する（ステップＳ１０）。
次に、ＧＰＳ装置７０が起動して受信が開始されると（ステップＳ１２）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信が終了するまで受信状況の変化に応じて、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２を移動させて受信状況を表示する（ステップＳ２１４−１〜Ｓ２１４−７）。
具体的には、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況１（例えば、ＧＰＳ衛星１０の受信レベル）が変化した場合（ステップＳ２１４−１でＹｅｓの場合）は秒針１２３を移動させて受信状況１の表示を更新する（ステップＳ２１４−２）。また、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況２（例えば、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数）が変化した場合（ステップＳ２１４−３でＹｅｓの場合）は１２時間針２０２を移動させて受信状況２の表示を更新する（ステップＳ２１４−４）。さらに、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況３（例えば、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間）が変化した場合（ステップＳ２１４−５でＹｅｓの場合）は３０分針２１２を移動させて受信状況３の表示を更新する（ステップＳ２１４−６）。
例えば、図２２（Ｃ）では、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２はそれぞれ「Ｌｏｗ」の位置、１時間の位置、５分の位置に配置されているので、受信レベルが低いこと、ＧＰＳ衛星の捕捉数が１であること、受信終了までの概略時間が５０秒以下であることを表示している。
なお、ステップＳ２１４−１〜Ｓ２１４−７は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ１４に相当する。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、所定のタイミングで、捕捉したＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ信号の受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）か否かを判断し（ステップＳ２４）、受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）の場合（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）は、時針１２１と分針１２２を移動させずにその位置のまま停止させる（ステップＳ３２）。
受信レベルが閾値より低い（又は、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭより少ない）場合（ステップＳ２４でＮｏの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、記憶部４１から内部時刻情報を読み出して時針１２１と分針１２２の位置（例えば、図２２（Ｃ）に示す位置）を確認し（ステップＳ２６）、配置制限領域１１４に時針１２１、分針１２２があるか否かを判断する（ステップＳ２２８−１、Ｓ２２８−２、Ｓ２２８−３）。
配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方がある場合（ステップＳ２２８−１でＹｅｓ、かつステップＳ２２８−２でＹｅｓの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ２３０−１）。図２２（Ｃ）に示す例では、時針１２１の一部と分針１２２の一部が配置制限領域１１４にかかっているので、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方があると判断する。そして、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図２２（Ｄ）に示すように時針１２１と分針１２２を配置制限領域１１４の外側に、例えば最短距離で移動させる。
なお、図２２（Ｄ）では、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２はそれぞれ「Ｈｉｇｈ」の位置、９時間の位置、２５分の位置に配置されているので、受信レベルが高いこと、ＧＰＳ衛星の捕捉数が９であること、受信終了までの概略時間が１０秒以下であることを表示している。
配置制限領域１１４に時針１２１のみがある場合（ステップＳ２２８−１でＹｅｓ、かつステップＳ２２８−２でＮｏの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ２３０−２）。
配置制限領域１１４に分針１２２のみがある場合（ステップＳ２２８−１でＮｏ、かつステップＳ２２８−３でＹｅｓの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、分針１２２を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ２３０−３）。
配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方がない場合（ステップＳ２２８−１でＮｏ、かつステップＳ２２８−３でＮｏの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２をその位置のままにしておいてもよいし、配置制限領域１４の外側の他の位置に移動させてもよい。
なお、ステップＳ２２８−１、Ｓ２２８−２、Ｓ２２８−３は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ２８に相当し、ステップＳ２３０−１、Ｓ２３０−２、Ｓ２３０−３は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ３０に相当する。
時針１２１、分針１２２の移動が終了すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は時針１２１と分針１２２を停止させる（ステップＳ３２）。
その後、ＧＰＳ装置７０によるＧＰＳ信号の受信が終了すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、センター針２２２を移動させて受信成功又は受信失敗を表示する（ステップＳ４２、Ｓ４６）。例えば、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図２２（Ｅ）に示すように、センター針２２２を「Ｙ」の位置まで移動させて受信成功を表示する。
最後に、図２２（Ｆ）に示すように、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１、分針１２２、秒針１２３を移動させて内部時刻を表示し、計時を再開する（ステップＳ４８）。
なお、第３実施形態において、第２実施形態と同様の回路構成にして図１８及び図１９にそれぞれ示した時刻修正処理（測位モード）及び時差修正処理（測位モード）を実行するようにしてもよい。その場合、図２１のステップＳ２４の処理を図１８又は図１９のステップＳ７２の処理に置き換えれば、図２１の指針駆動制御の手順を適用することができる。
［第３実施形態の効果］
第３実施形態によれば、第１実施形態又は第２実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第１実施形態又は第２実施形態では秒針１２３が複数種類の受信状況を表示するのに対して、第３実施形態では、秒針１２３、１２時間針２０２、３０分針２１２がそれぞれ異なる種類の受信状況を同時に表示する。従って、第３実施形態によれば、同時に複数種類の受信状況を認識することができるので、ユーザが受信状況に応じて受信処理を中止するか否か等の選択をより適切に行うことができる。
また、第１実施形態又は第２実施形態では手動操作により受信状況表示が更新されるのに対して、第３実施形態では、受信状況が変化する度に自動的に表示が更新される。従って、第３実施形態によれば、ユーザによる操作ミスを防止するとともに、リアルタイムに受信状況を確認することができる。
また、第１実施形態又は第２実施形態では文字板１１の一部の領域を使用して受信状況を表示するため粗い単位での表示になっているのに対して、第３実施形態では、１２時間計２００と３０分計２１０のすべての領域を使用するのでより細かい単位で受信状況を表示することができる。
さらに、第３実施形態によれば、センター針２２２が、受信中は受信表示位置（「Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ」の位置）で停止するので、ユーザは受信中であることを容易に判断することができる。
２−４．第４実施形態
図２３は第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計の概略平面図である。
第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計４は、第１実施形態と同様に、時針１２１、分針１２２、秒針１２３、リューズ１４、ボタン１５（Ａボタン）、ボタン１６（Ｂボタン）、ＧＰＳアンテナ２７等を備えている。
また、ＧＰＳ付き腕時計４では、文字板１１の９時位置と１２時位置の間に扇形の曜日計３００が設けられており、文字板１１の６時位置に円形の第２時計３１０が設けられている。曜日計３００、第２時計３１０の中には、それぞれ、曜日針３０２、２４時間針３１２が配置されている。
曜日計３００は、曜日針３０２により曜日を表示する。また、第２時計３１０は、２４時間針３１２により第２時刻を表示する。
すなわち、第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計４は、時針１２１、分針１２２及び秒針１２３による時刻表示機能の他に、曜日針３０２による曜日表示機能と２４時間針３１２による第２時刻表示機能も備えるワールドタイム対応の腕時計である。
第４実施形態では、第１実施形態と同様に、手動操作により、又は定期的に（自動的に）測時モードや測位モードが実行される。
そして、第４実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中は、時針１２１、分針１２２、秒針１２３、曜日針３０２、２４時間針３１２がすべて配置制限領域１１４の外側に配置される。
また、第４実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中は、秒針１２３を文字板１１の「Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ」の位置に移動してＧＰＳ信号の受信中であることを表示する。
さらに、第４実施形態では、ＧＰＳ信号の受信中に、曜日針３０２、２４時間針３１２により現在の受信状況を自動的に表示する。
具体的には、曜日針３０２は、ＧＰＳ信号の受信中に曜日計３００の「Ｈｉｇｈ」又は「Ｌｏｗ」の位置に自動的に移動し、それぞれＧＰＳ信号の受信レベルが高いか低いかを表示する。２４時間針３１２は、ＧＰＳ信号の受信中にＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間に応じて第２時計３１０の０時から１２時のいずれかの位置（右半分のいずれかの位置）に順次移動することにより、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間を表示する。例えば、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間が６０秒、４５秒、３０秒、０秒の時は、２４時間針３１２がそれぞれ第２時計３１０の０時、３時、６時、９時、１２時の位置に移動する。
そして、第４実施形態では、第１実施形態と同様に、測時モードや測位モードの終了時に、秒針１２３を文字板１１の「Ｙ」又は「Ｎ」の位置に移動することにより、それぞれ受信成功又は受信失敗を自動的に表示する。
以上の通り、第４実施形態では、秒針１２３、曜日針３０２、２４時間針３１２が受信状況表示針であり、時針１２１、分針１２２は受信状況表示針ではない。
なお、第４実施形態のその他の構造及び回路構成は、図３（Ｂ）及び図４に示した第１実施形態の構造及び回路構成と同様であるため、その説明を省略する。
図２４は、図１０に示した時刻修正処理（測位モード）又は図１１に示した時差修正処理（測位モード）における第４実施形態の具体的な指針駆動制御の手順の一例を示すフローチャートである。図２４において、指針駆動制御と無関係な図１０又は図１１の処理の一部については表記を省略している。また、図２５（Ａ）〜図２５（Ｆ）は図２４の手順における指針配置の一例を時系列に並べた図である。図２５（Ａ）は、測時モード又は測位モードにおける受信開始直前の指針配置を示している。以下、図２５（Ａ）〜図２５（Ｆ）を参照しながら図２４の手順について説明する。なお、図２４において、図１０、図１１の手順における各ステップと同じ処理を行うステップには同じ番号を付している。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、まず図２５（Ｂ）に示すように、秒針１２３、曜日針３０２、２４時間針３１２を配置制限領域１１４の外の受信状況表示開始位置（例えば、それぞれ「Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ」の位置、Ｔ（Ｔｕｅｓｄａｙの頭文字）の位置と０時の位置）に移動させて停止する（ステップＳ１０）。
次に、ＧＰＳ装置７０が起動して受信が開始されると（ステップＳ１２）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況の変化に応じて、曜日針３０２、２４時間針３１２を移動させて受信状況を表示する（ステップＳ３１４−１〜Ｓ３１４−５）。
具体的には、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況１（例えば、ＧＰＳ衛星１０の受信レベル）が変化した場合（ステップＳ３１４−１でＹｅｓの場合）は曜日針３０２を移動させて受信状況１の表示を更新する（ステップＳ３１４−２）。また、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、受信状況２（例えば、ＧＰＳ信号の受信終了までの概略時間）が変化した場合（ステップＳ３１４−３でＹｅｓの場合）は２４時間針３１２を移動させて受信状況３の表示を更新する（ステップＳ３１４−４）。
例えば、図２５（Ｃ）では、曜日針３０２と２４時間針３１２はそれぞれ「Ｌｏｗ」の位置と３時の位置に配置されているので、受信レベルが低いこと及び受信終了までの概略時間が４５秒であることを表示している。
なお、ステップＳ３１４−１〜Ｓ３１４−５は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ１４に相当する。
制御部４０（指針制御手段４０−１）は、所定のタイミングで、捕捉したＧＰＳ衛星１０のＧＰＳ信号の受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）か否かを判断し（ステップＳ２４）、受信レベルが閾値以上（かつ、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭ以上）の場合（ステップＳ２４でＹｅｓの場合）は、時針１２１と分針１２２を移動させずにその位置のまま停止させる（ステップＳ３２）。
受信レベルが閾値より低い（又は、ＧＰＳ衛星１０の捕捉数がＭより少ない）場合（ステップＳ２４でＮｏの場合）、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、記憶部４１から内部時刻情報を読み出して時針１２１と分針１２２の位置（例えば、図２５（Ｃ）に示す位置）を確認し（ステップＳ２６）、配置制限領域１１４に時針１２１、分針１２２があるか否かを判断する（ステップＳ３２８−１、Ｓ３２８−２、Ｓ３２８−３）。
配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方がある場合（ステップＳ３２８−１でＹｅｓ、かつステップＳ３２８−２でＹｅｓの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ３３０−１）。
配置制限領域１１４に時針１２１のみがある場合（ステップＳ３２８−１でＹｅｓ、かつステップＳ３２８−２でＮｏの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ３３０−２）。図２５（Ｃ）に示す例では、時針１２１の一部が配置制限領域１１４にかかっているが分針１２２は配置制限領域１１４にかかっていないので、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、配置制限領域１１４に時針１２１のみがあると判断する。そして、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図２５（Ｄ）に示すように時針１２１を配置制限領域１１４の外側に、例えば最短距離で移動させ、分針は図２５（Ｃ）の位置のまま移動させない。
なお、図２５（Ｄ）では、曜日針３０２と２４時間針３１２はそれぞれ「Ｈｉｇｈ」の位置と９時の位置に配置されているので、受信レベルが高いこと及び受信終了までの概略時間が１５秒であることを表示している。
配置制限領域１１４に分針１２２のみがある場合（ステップＳ３２８−１でＮｏ、かつステップＳ３２８−３でＹｅｓの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、分針１２２を配置制限領域１１４の外側に移動させる（ステップＳ３３０−３）。
配置制限領域１１４に時針１２１と分針１２２の両方がない場合（ステップＳ３２８−１でＮｏ、かつステップＳ３２８−３でＮｏの場合）は、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１と分針１２２をその位置のままにしておいてもよいし、配置制限領域１４の外側の他の位置に移動させてもよい。
なお、ステップＳ３２８−１、Ｓ３２８−２、Ｓ３２８−３は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ２８に相当し、ステップＳ３３０−１、Ｓ３３０−２、Ｓ３３０−３は、図１０、図１１の手順におけるステップＳ３０に相当する。
時針１２１、分針１２２の移動が終了すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は時針１２１と分針１２２を停止させる（ステップＳ３２）。
その後、ＧＰＳ装置７０によるＧＰＳ信号の受信が終了すると、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、秒針１２３を移動させて受信成功又は受信失敗を表示する（ステップＳ４２、Ｓ４６）。例えば、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図２５（Ｅ）に示すように、秒針１２３を「Ｙ」の位置まで移動させて受信成功を表示する。
最後に、図２５（Ｆ）に示すように、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、時針１２１、分針１２２、秒針１２３を移動させて内部時刻を表示し、計時を再開する（ステップＳ４４）。なお、制御部４０（指針制御手段４０−１）は、図２５（Ｆ）に示すように、２４時間針３１２と曜日針３０２も移動させてそれぞれ第２時刻及び曜日の計時も再開する。
なお、第４実施形態において、第２実施形態と同様の回路構成にして図１８及び図１９にそれぞれ示した時刻修正処理（測位モード）及び時差修正処理（測位モード）を実行するようにしてもよい。その場合、図２１のステップＳ２４の処理を図１８又は図１９のステップＳ７２の処理に置き換えれば、図２１の指針駆動制御の手順を適用することができる。
［第４実施形態の効果］
第４実施形態によれば、第１実施形態又は第２実施形態と同様の効果に加えて、以下の効果を奏する。
第１実施形態又は第２実施形態では秒針１２３が複数種類の受信状況を表示するのに対して、第４実施形態では、曜日針３０２、２４時間針３１２がそれぞれ異なる種類の受信状況を同時に表示する。従って、第４実施形態によれば、同時に複数種類の受信状況を認識することができるので、ユーザが受信状況に応じて受信処理を中止するか否か等の選択をより適切に行うことができる。
また、第１実施形態又は第２実施形態では手動操作により受信状況表示が更新されるのに対して、第４実施形態では、受信状況が変化する度に自動的に表示が更新される。従って、第４実施形態によれば、ユーザによる操作ミスを防止するとともに、リアルタイムに受信状況を確認することができる。
また、第１実施形態又は第２実施形態では文字板１１の一部の領域を使用して受信状況を表示するため粗い単位での表示になっているのに対して、第４実施形態では、曜日計３００と第２時計３１０の多くの領域を使用するのでより細かい単位で受信状況を表示することができる。
さらに、第４実施形態によれば、秒針１２３が、受信中は受信表示位置（「Ｒｅｃｅｉｖｉｎｇ」の位置）で停止するので、ユーザは受信中であることを容易に判断することができる。
なお、本発明は本実施形態に限定されず、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１、第２実施形態では、手動操作のタイミングで最新の受信状況が表示されるように構成されているが、受信状況が変化する毎に自動的に受信状況表示が更新されるように構成してもよい。
また、例えば、第３、第４実施形態では、受信状況が変化する毎に自動的に受信状況表示が更新されるように構成されているが、手動操作のタイミングで最新の受信状況が表示されるように構成してもよい。
また、例えば、第１〜第４実施形態において、リューズ１４、ボタン１５、ボタン１６等を手動操作することにより、受信状況の自動表示機能と手動表示機能のいずれかを選択できるように構成してもよいし、リューズ１４、ボタン１５、ボタン１６等を手動操作することにより受信状況の自動表示機能と手動表示機能の少なくとも一方を停止することができるように構成してもよい。
また、例えば、前述の各実施形態はＧＰＳ付き腕時計を例に挙げて説明したが、本発明の指針表示装置はＧＰＳ付き腕時計に限らず、他の種類の指針表示装置であってもよい。他の種類の指針表示装置としては、例えば、ブルートゥースやＣＤＭＡ方式等で携帯電話や基地局等と通信を行う指針表示装置が考えられる。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
ＧＰＳシステムの概要について説明するための図。 航法メッセージの構成について説明するための図。 第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の構造について説明するための図。 第１実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成について説明するための図。 ＧＰＳアンテナ２７の受信感度の特性データを示す図。 金属製指針のシールド効果による受信感度の劣化について説明するための図。 金属製指針のシールド効果による受信感度の劣化について説明するための図。 指針の配置制限領域について説明するための図。 第１実施形態の制御部の構成について説明するための図。 第１実施形態の時刻修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第１実施形態の時差修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第１実施形態の指針駆動制御の手順の一例を示すフローチャート。 第１実施形態の指針配置の第１の例を示す図。 第１実施形態の指針配置の第２の例を示す図。 第１実施形態の指針配置の第３の例を示す図。 第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計の回路構成について説明するための図。 第２実施形態の制御部の構成について説明するための図。 第２実施形態の時刻修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第２実施形態の時差修正処理手順の一例を示すフローチャート。 第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計の概略平面図。 第３実施形態の指針駆動制御の手順の一例を示すフローチャート。 第３実施形態の指針配置の例を示す図。 第４実施形態のＧＰＳ付き腕時計の概略平面図。 第４実施形態の指針駆動制御の手順の一例を示すフローチャート。 第４実施形態の指針配置の例を示す図。
符号の説明
１ ＧＰＳ付き腕時計、３ ＧＰＳ付き腕時計、４ ＧＰＳ付き腕時計、９ ＧＰＳ受信機、１０ ＧＰＳ衛星、１１ 文字板、１２ 指針、１３ ムーブメント、１４ リューズ、１５ ボタン、１６ ボタン、１７ 外装ケース、１８ ベゼル、１９ 表面ガラス、２０ モータコイル、２２ ソーラーセル、２４ 電池、２５ 回路基板、２６ 裏蓋、２７ ＧＰＳアンテナ、２８ 充電制御回路、２９ レギュレータ、３０ 受信用ＩＣ（受信回路）、３１ ＳＡＷフィルタ、３２ コネクタ、３３ シールド板、３４ 電流検出回路、３４−１ 抵抗器、３４−２ 差動増幅器、３４−３ スイッチ回路、４０ 制御用ＩＣ（制御部）、４１ 記憶部、４２ 発振回路、４３ 水晶振動子、４４ 駆動回路、４５ ＬＣＤ駆動回路、５０ ＲＦ部、５１ ＬＮＡ、５２ ミキサ、５３ ＶＣＯ、５４ ＰＬＬ回路、５５ ＩＦアンプ、５６ ＩＦフィルタ、５７ ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、６０ ベースバンド部、６１ ＤＳＰ、６２ ＣＰＵ、６３ ＳＲＡＭ、６４ ＲＴＣ、６５ 温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）、６６ フラッシュメモリ、７０ ＧＰＳ装置、８０ 時刻表示装置、９０ 電源供給装置、１１４ 配置制限領域、１２０ 小秒計、１２１ 時針、１２２ 分針、１２３ 秒針、２００ １２時間計、２０２ １２時間針、２１０ ３０分計、２１２ ３０分針、２２２ センター針、３００ 曜日計、３０２ 曜日針、３１０ 第２時計、３１２ ２４時間針

Claims (19)

  1. 極超短波帯の周波数以上の無線信号を受信する機能を有し、指針により所定の情報を表示する指針表示装置であって、
    文字板と、
    前記文字板の表面上を移動し、前記所定の情報を表示する少なくとも１つの指針と、
    前記文字板の裏面側に配置され、前記無線信号を受信するアンテナと、
    前記指針の配置を制御する指針制御部と、
    衛星捕捉部と、を含み、
    前記無線信号は、位置情報衛星から送信される衛星信号であり、
    前記衛星捕捉部は、
    前記アンテナが受信した前記衛星信号に基づいて、前記位置情報衛星を捕捉する処理を行い、
    前記指針制御部は、
    前記無線信号の受信中、前記文字板の前記アンテナと対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域を含む所定の配置制限領域に少なくとも１つの前記指針が配置されている場合には、前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号の受信レベル及び前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星の数の少なくとも一方に基づいて、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるか否かを決定することを特徴とする指針表示装置。
  2. 請求項１において、
    前記指針制御部は、
    前記受信レベルが所定値より低い場合には前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させることを特徴とする指針表示装置。
  3. 請求項２において、
    前記指針制御部は、
    前記受信レベルが前記所定値より高い場合には、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させないことを特徴とする指針表示装
    置。
  4. 請求項２又は３において、
    前記指針制御部は、
    前記位置情報衛星の数が所定数より少ない場合には、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させることを特徴とする指針表示装置。
  5. 請求項４において、
    前記指針制御部は、
    前記受信レベルが前記所定値より高く、かつ、前記位置情報衛星の数が前記所定数以上である場合には、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させないことを特徴とする指針表示装置。
  6. 請求項２乃至５のいずれかにおいて、
    前記指針制御部は、
    前記衛星捕捉部が捕捉した複数の前記位置情報衛星からそれぞれ送信された複数の衛星信号の受信レベルの中で最も低い受信レベルを前記所定値との比較対象とすることを特徴とする指針表示装置。
  7. 請求項１乃至６のいずれかにおいて、
    前記衛星捕捉部が捕捉した前記位置情報衛星から送信された前記衛星信号から衛星時刻情報を取得する処理を行う時刻情報取得部を含み、
    前記時刻情報取得部は、
    前記指針が前記配置制限領域に含まれない位置に移動している間も前記処理を継続することを特徴とする指針表示装置。
  8. 極超短波帯の周波数以上の無線信号を受信する機能を有し、指針により所定の情報を表示する指針表示装置であって、
    文字板と、
    前記文字板の表面上を移動し、前記所定の情報を表示する少なくとも１つの指針と、
    前記文字板の裏面側に配置され、前記無線信号を受信するアンテナと、
    前記指針の配置を制御する指針制御部と、
    光発電を行うソーラーセルと、
    前記ソーラーセルの発電量を検出するソーラー発電量検出部と、を含み、
    前記指針制御部は、
    前記無線信号の受信中、前記文字板の前記アンテナと対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域を含む所定の配置制限領域に少なくとも１つの前記指針が配置されている場合には、前記ソーラーセルの発電量に基づいて、前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるか否かを決定することを特徴とする指針表示装置。
  9. 請求項８において、
    前記指針制御部は、
    前記ソーラーセルの発電量が所定値より低い場合には前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させ、前記ソーラーセルの発電量が所定値より高い場合には前記配置制限領域に配置されている前記指針を前記配置制限領域に含まれない位置に移動させないことを特徴とする指針表示装置。
  10. 請求項１乃至９のいずれかにおいて、
    前記アンテナが受信した前記無線信号から所定の情報を取得する処理を行う情報取得部を含み、
    前記情報取得部は、
    前記指針が前記配置制限領域に含まれない位置に移動している間も前記処理を継続することを特徴とする指針表示装置。
  11. 請求項１乃至１０のいずれかにおいて、
    前記指針制御部は、
    前記無線信号の受信中、前記配置制限領域に含まれない位置において、少なくとも１つの前記指針に前記無線信号の受信状況を表示させることを特徴とする指針表示装置。
  12. 請求項１１において、
    前記指針制御部は、
    外部からの入力操作に基づいて、前記無線信号の受信中の任意のタイミングで、前記指針に前記無線信号の受信状況を表示させることを特徴とする指針表示装置。
  13. 請求項１乃至１２のいずれかにおいて、
    前記指針により、前記所定の情報として時刻情報を表示することを特徴とする指針表示装置。
  14. 請求項１３において、
    前記指針として、前記時刻情報を表示する、時針と、分針と、秒針と、を含み、
    前記指針制御部は、
    前記無線信号の受信中、前記時針及び前記分針の少なくとも一方が前記配置制限領域に配置されている場合には、前記所定の条件に応じて前記配置制限領域に含まれない位置に移動させるか否かを決定するとともに、前記配置制限領域に含まれない位置において、前記秒針に前記無線信号の受信状況を表示させることを特徴とする指針表示装置。
  15. 請求項１３又は１４において、
    前記指針として、所定の副情報を表示する少なくとも１つの副情報表示針を含み、
    前記指針制御部は、
    前記無線信号の受信中、前記配置制限領域に含まれない位置において、前記副情報表示針に前記無線信号の受信状況を表示させることを特徴とする指針表示装置。
  16. 請求項１３乃至１５のいずれかにおいて、
    前記無線信号は、位置情報衛星から送信される衛星信号であることを特徴とする指針表示装置。
  17. 請求項１６において、
    前記位置情報衛星は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星であることを特徴とする指針表示装置。
  18. 請求項１乃至１７のいずれかにおいて、
    前記配置制限領域は、
    前記文字板の前記アンテナと対向する裏面上の領域の反対側の位置にある表面上の領域と、当該領域を囲む周辺領域と、により構成される領域であることを特徴とする指針表示装置。
  19. 請求項１乃至１８のいずれかにおいて、
    前記アンテナは、
    前記文字板と対向する受信面の形状が正方形又は長方形であり、
    前記配置制限領域は、
    縦の辺の長さが前記アンテナの前記受信面の縦の辺の長さに第１の所定値を加算した長さであり、横の辺の長さが前記アンテナの前記受信面の横の辺の長さに第２の所定値を加算した長さの正方形又は長方形の領域であることを特徴とする指針表示装置。
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