JP6400400B2 - 電子機器、時刻処理システム、時刻処理方法、及び時刻処理プログラム - Google Patents

電子機器、時刻処理システム、時刻処理方法、及び時刻処理プログラム Download PDF

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Description

本発明は、電子機器、時刻処理システム、時刻処理方法、及び時刻処理プログラム、に関する。
従来から、アナログ時計の文字盤と針を撮影し、撮影した画像から針の指針位置を画像認識により検出して時刻情報を取得することが提案されている。例えば、特許文献1には、撮影対象の時計の画像データを予め登録しておき、登録した画像データと、撮影した時計の画像とのパターンマッチングにより時針を検出する。そして、検出した時針の0時方向を基準とした角度に基づいて、分単位で時計が表示する時刻を算出する技術が提案されている。また、特許文献2には、撮影した時計の画像から分針、時針をそれぞれ認識し、0時方向を基準として、分針、時針の角度を認識し、それぞれの角度から時計が表示している時刻情報を認識する技術が提案されている。
特開平11−326563号公報 特開2001−197342号公報
特許文献1に記載されているように時針の指針位置から「時」と「分」を算出すると、時刻情報を形成する「時」を誤認識する可能性は低くなるが、より細かい計時単位である「分」の判定が、カメラを基準とした時計の相対位置や方向のずれにより変化しやすくなる。そのため、「分」の認識精度が低下してしまうという課題がある。
一方、特許文献2に記載されているように、「時」と「分」を別個に認識すると、「時」のみよりも「分」の認識精度が向上する。しかしながら、0時方向を基準とした回転角に基づいて、時針が指示する「時」を読み取る場合、カメラを基準とした時計の相対位置や方向のずれによって、「時」を誤認識してしまうことがある。例えば、0°〜30°は、0時、30°〜60°は、1時のように0時方向を基準とした回転角で読み取ろうとすると、特に分針の指針位置が0分の指針位置付近である場合に、「時」を1時間誤認識することがある。例えば、正しい時刻が2:58である場合に3:58と認識してしまい、結果として時刻を正しい時刻から1時間異なって認識してしまうという課題がある。
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、複数の指針で時刻が表される時計の画像情報から正確に時刻を読み取ることを可能とする電子機器、時刻処理システム、時刻処理方法、及び時刻処理プログラムを提供することを目的とする。
本発明の一態様は、時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する撮像部と、前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する位置検出部と、前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、第1の指針の計時数あたりの第2の指針の移動量に基づき設定する識別範囲設定部と、前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する時刻特定部と、を備える電子機器である。
また、本発明の他の態様は、上述した電子機器において、前記第1の指針は軸中心に回転可能に備えられ、前記識別範囲設定部は、前記第1の指針が前記軸中心に回転するときの、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の前記第2の指針の回転量に基づいて、前記第1の指針の指示値に対応する前記第2の指針の位置の変化量を算出し、前記第2の指針の前記指示値の候補の個数である候補数で前記軸中心の一回転分の角度を等分した角度に対応する位置と、前記第2の指針の位置の変化量とに基づいて、前記識別範囲を設定する。
また、本発明の他の態様は、上述した電子機器において、前記識別範囲設定部は、前記等分した角度に対応する位置を中心として、前記一回転分の角度を前記候補数で等分した角度に対応する領域よりも狭い領域を前記識別範囲として設定し、前記時刻特定部は、前記第2の指針の位置が前記識別範囲内である場合、前記識別範囲に基づいて前記第2の指針の指示値を特定することで時刻を特定し、前記第2の指針の位置が前記識別範囲外である場合、時刻を特定しない。
また、本発明の他の態様は、上述した電子機器において、現在時刻を取得する時刻データ取得部と、前記時刻特定部が特定した表示時刻と前記現在時刻の差分に基づいて前記表示時刻を補正するのに用いられる時刻補正量を算出し、算出した時刻補正量のデータを前記時計に送信するように制御する時刻補正処理部とを備える。
また、本発明の他の態様は、上述した電子機器において、前記第1の指針が秒針である場合、前記第2の指針は分針であり、前記第1の指針が分針である場合、前記第2の指針は時針である。
また、本発明の他の態様は、時計と、電子機器とを備える時刻処理システムであって、前記電子機器は、前記時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する撮像部と、前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する位置検出部と、前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、第1の指針の計時数あたりの第2の指針の移動量に基づき設定する識別範囲設定部と、前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する時刻特定部と、を備える時刻処理システムである。
また、本発明の他の態様は、電子機器の時刻処理方法であって、時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する過程と、前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する過程と、前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、第1の指針の計時数あたりの第2の指針の移動量に基づき設定する過程と、前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する過程と、を有する時刻処理方法である。
また、本発明の他の態様は、電子機器のコンピュータに、時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する手順、前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する過程と、前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、第1の指針の計時数あたりの第2の指針の移動量に基づき設定する手順、前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する手順、を実行させるための時刻処理プログラムである。
本発明によれば、第1の指針位置に基づいて設定された識別範囲を用いて第2の指針の指示値を判定するので、複数の指針で時刻が表される時計の画像情報から正確に時刻を読み取ることが可能となる。
本発明の実施形態による時刻処理システムの構成を示した概略図である 本実施形態による電子機器と電子時計で行われる通信のタイミングチャートである。 本実施形態による「分」の値を特定する処理を説明するための図である。 本実施形態による「時」の値を特定する処理を説明するための図である。 本実施形態による時刻特定処理の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態による時刻補正処理の処理手順を示すフローチャートである。 本実施形態による識別範囲設定の他の例を説明するための図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において同一構成には、同一符号を付す。図1は、本実施形態による時刻処理システム1の構成を示す概略図である。時刻処理システム1は、電子機器10と、電子時計20とを備える。電子機器10は、例えば、スマートフォン、携帯電話機、タブレット端末、等である。電子機器10は、時刻データ取得部101と、制御部102と、光源103と、撮像部104と、表示部105と、入力部106とを備える。
電子機器10において、時刻データ取得部101は、基準時刻として、それぞれ異なる計時単位(例えば、時、分、秒)で表される現在時刻の情報を取得する。時刻データ取得部101は、例えば、インターネット上の時刻サーバにアクセスして現在時刻の情報を取得してもよい。なお、現在時刻の情報を取得する手法は、この手法に限られるものではなお。例えば、GPS(Global Positioning System)を用いて現在時刻の情報を取得する手法や、基地局からの制御信号から現在時刻の情報を取得する手法、電子機器10の内部に備える計時手段の時刻を現在時刻の情報として取得する手法などが用いられてもよい。
光源103は、例えば、電子機器10が有するフラッシュ用のLED(Light Emitting Diode)や、液晶ディスプレイのバックライト等である。また、光源103は、時刻補正量データを示す光信号を電子時計20に対して送信する送信部として動作する。撮像部104は、被写体(例えば、電子時計20の表示部208)を撮像した画像信号を生成する。撮像部104は、例えば、CCD(Charge−Coupled Device)カメラである。表示部105は、自部に入力された各種の情報を表示する。表示部105は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、等である。入力部106は、ユーザの操作入力を受けて、各種の情報を示す操作信号を制御部102に出力する。入力部106は、例えば、タッチセンサ、スイッチボタン等である。
制御部102は、電子機器10が備える各部の制御を行う。また、制御部102は、位置検出部1021と、識別範囲設定部1022と、時刻特定部1023と、時刻補正処理部1024と、を備える。制御部102において、位置検出部1021は、撮像部104が電子時計20の表示部208を撮像した際に得られる画像のデータについて公知の画像処理技術(例えば、二値化及び画像認識)を用いて指針2082の位置を検出する。具体的には、位置検出部1021は、画像データを形成する画素毎の輝度値に基づいて、予め定められる所定の輝度値の閾値よりも高い輝度値を有する明領域(信号値1)と、当該所定の輝度値の閾値以下の輝度値を有する暗領域(信号値0)の二領域に画像データを分けることにより二値化して、二値化データを生成する。位置検出部1021は、二値化データにおける明領域と暗領域の境界の形状や大きさに基づいて、電子時計20の表示部208の時針2083、分針2084、秒針2085と、文字盤2081上に付された目盛などを識別し、それぞれの位置を検出する。位置検出部1021は、検出した目盛の位置などを基準として時針2083、分針2084、秒針2085それぞれの指針の位置を、例えば、基準方向となる0時方向からの回転角として検出する。
識別範囲設定部1022は、秒針2085の回転角の角度から、その指示値である「秒」の値を算出し、算出した「秒」の値に応じて、「分」毎の識別範囲301(後述)を設定する。ここで、算出する「秒」の値は、0〜59のいずれかの整数値になるようにする必要があり、除算によって小数点が現れる場合には、例えば、小数点以下を四捨五入することにより整数値を算出する。また、識別範囲設定部1022は、時刻特定部1023によって特定される分針2084の指示値である「分」の値に応じて、「時」毎の識別範囲302(後述)を設定する。時刻特定部1023は、分針2084の位置と、「分」毎の識別範囲301とに基づいて「分」の値を特定する。また、時刻特定部1023は、時針2083の位置と、「時」毎の識別範囲302とに基づいて「時」の値を特定する。ここで、「特定する」とは、「分」については、分針2084の指示値の候補である0〜59の整数値の中からいずれか1つを、分針2084の位置と、「分」毎の識別範囲301とに基づいて選択することである。また、「時」については、時針2083の指示値の候補である0〜11の整数値の中からいずれか1つを、時針2083の位置と、「時」毎の識別範囲302とに基づいて選択することである。時刻特定部1023は、特定した「分」、「時」の値と、識別範囲設定部1022が算出した「秒」の値に基づいて撮像した画像が表示する表示時刻を特定する。
時刻補正処理部1024は、時刻特定部1023が特定した表示時刻と、時刻データ取得部101が取得した現在時刻との差分から電子時計20の画像が表示する表示時刻のずれを補正するための時刻補正量を算出する。ここで、時刻補正量とは、時刻のずれを解消するために、電子時計20のステッピングモータ207を駆動させて、指針2082を進めたり戻したりする際の、ステッピングモータ207を駆動させる量である。例えば、ステッピングモータ207が1ステップ動作することで指針2082が1秒進むとする。この例では、電子時計20の表示部208が表示する時刻が10秒遅れていたときには、時刻補正量は「10」となる。また、時刻補正処理部1024は、算出した時刻補正量のデータ(以下、時刻補正量データという)を、光源103を用いて光信号として送信する。また、時刻補正処理部1024は、時刻補正量データを送信する際に電子時計20との間で行う通信の制御に用いられる同期信号ならびにスタート信号を、光源103を用いて光信号として送信する。
電子時計20は、アナログ表示で時刻を表示する時計である。電子時計20は、太陽電池201と、制御回路202と、スイッチ203と、二次電池204と、ダイオード205と、基準信号生成回路206と、ステッピングモータ207と、表示部208と、記憶部209と、入力部210とを備える。電子時計20において、表示部208は、文字盤2081と、指針2082と、日付を表示する日窓である日付表示部2086とを備える。また、文字盤2081の背後には、図示しない、ステッピングモータ207と接続され、指針2082や、日付表示部2086に表示される日付が印刷された円盤を駆動させる構造が備えられている。
表示部208において、文字盤2081の周縁部には、基準方向を起点とした6°間隔の目盛が表示されている。表示されている目盛のうち、基準方向を起点に30°間隔で表示されている目盛は、その他の目盛よりも長く、太く表示されている。文字盤2081の中心から上方の領域には、左右方向にわたって植字「Solar Watch」が配置されている。指針2082には、時針2083、分針2084及び秒針2085が含まれる。各指針の長さは、時針2083、分針2084、秒針2085の順に長く、秒針2085が最も長い。また、秒針2085の幅は、時針2083又は分針2084の幅よりも狭い。日付表示部2086は、図1に示す例では文字盤2081の中心から下方の領域に設けられており、上述した文字盤2081の背面に備えられる日付が印刷された円盤を回転させることにより、表示される日付の切り替えが行われる。すなわち、表示部208は、文字盤2081及び指針2082の位置によりアナログ表示で時刻を示し、日付表示部2086により日付を示すことになる。
なお、前述した電子機器10の制御部102の位置検出部1021は、各々の指針2082の長さや幅に基づいて、時針2083、分針2084、秒針2085を判別する。また、位置検出部1021は、植字の位置「Solar Watch」や、日付表示部2086の位置に基づいて、基準方向(例えば、0時方向)を検出する。ここで、図1に示す例では、表示部208の中心である、時針2083、分針2084、秒針2085の回転の中心と、日付表示部2086とを結ぶ直線であって上下2つの太く表示された目盛を通過する直線が示す方向のうち、「Solar Watch」の植字が存在する上方向を基準方向として検出してもよい。
太陽電池201は、充電期間では、光(太陽、照明など)を受光して電気エネルギーに変換する発電部として動作する。また、太陽電池201は、通信期間では、電子機器10と光通信を行い、電子機器10から時刻補正量データを示す光信号を受信する受信部として動作する。
制御回路202は、電子時計20が備える各部の制御を行う。また、制御回路202は、太陽電池201による二次電池204への充電制御を行う。また、制御回路202は、二次電池204の過充電防止制御を行う。また、制御回路202は、太陽電池201を用いて光通信を行う。また、制御回路202は、例えば、電源端子とGND端子に接続された二次電池204が出力する電力により動作する。また、制御回路202は、二次電池204の出力電圧を検出して、二次電池204の充電状態(フル充電、過放電など)を判定し、所定の充電制御を行う。例えば、二次電池204の充電状態に応じて、制御回路202は、制御端子から出力する制御信号に基づいてスイッチ203をON状態、又はOFF状態にする制御(以下、オン/オフ制御という)を行う。また、制御回路202は、スイッチ203のオン/オフ制御により、太陽電池201と二次電池204とを接続する(ON状態)ことで二次電池204への充電を行い、太陽電池201と二次電池204とを絶縁する(OFF状態)ことで、二次電池204への過充電を防止する。
また、制御回路202は、基準信号生成回路206が出力する基準信号に基づいてスイッチ制御信号を出力し、スイッチ203のオン/オフ制御を行う。また、制御回路202は、通信期間において、入力端子に供給される太陽電池201の出力電圧を検出することで、外部機器(例えば、本実施形態の電子機器10)から光通信によって送信される時刻補正量データを受信する。また、制御回路202は、受信した時刻補正量データに基づいてステッピングモータ207を駆動し、指針2082が示す時刻を補正する。
スイッチ203は、制御回路202が入力するスイッチ制御信号に基づいて、太陽電池201と二次電池204の接続又は切断を制御する。二次電池204は、電子時計20が備える各部に電力を供給する。ダイオード205は、二次電池204に対する電流の逆流を防止する。基準信号生成回路206は、発振回路(例えば、32kHz)と分周回路からなり、例えば、1Hzの基準信号を生成する。
ステッピングモータ207は、制御回路202が入力するパルス信号に基づいて、指針2082の針を駆動させ、日付表示部2086に表示される日付が印刷された円盤を駆動させる。記憶部209は、電子時計20が備える各部が用いるデータを記憶する。記憶部209は、例えば、不揮発性メモリを含んで構成される。入力部210は、ユーザの操作入力を受け付け、受け付けた操作入力に応じた操作信号を制御回路202に出力する。
次に、図1を用いて、電子機器10の光源103と電子時計20の太陽電池201を用いた電子機器10から電子時計20へのデータを送信する構成について説明する。例えば、電子機器10は、「1」を送信する際には光源103を発光させ、「0」を送信する際には光源103を消灯させる。電子時計20は、太陽電池201を用いてデータを受信する。電子時計20の制御回路202は、太陽電池201が発生した電圧を検出する。制御回路202は、検出した電圧が、所定の電圧の閾値よりも高い場合には「1」を受信したと判定し、検出した電圧が、その電圧の閾値ほど高くない場合には「0」を受信したと判定する。
一般に、太陽電池201と二次電池204とが接続している場合、二次電池204の出力電圧により、太陽電池201が発生した電圧を正確に測定することは困難である。そこで、本実施形態では、データの受信時には、太陽電池201が発生する電圧をより精度良く測定するために、制御回路202がスイッチ制御信号をスイッチ203に出力してOFF状態とし、太陽電池201と二次電池204とを絶縁する。ここで、太陽電池201と二次電池204とを切断している期間を「通信期間(OFF期間)」という。また、通信期間以外の期間では、制御回路202がスイッチ制御信号をスイッチ203に出力してON状態とし、太陽電池201と二次電池204とを接続する。ここで、太陽電池201と二次電池204とを接続している期間を「充電期間(ON期間)」とする。これにより、通信期間においては、より精度良くデータを受信することができる。
また、通信期間では、太陽電池201と二次電池204とを切断するため、二次電池204を充電することができないため、通信期間は短い方が望ましい。そこで、本実施形態では、電子時計20は、通常時には充電期間とし、一定期間毎に短い通信期間を設ける。電子時計20は、この短い通信期間中に電子機器10から同期信号を受信した場合、時刻補正量データを受信し終えるまで通信期間を継続する。一方、電子時計20は、通信期間中に電子機器10から同期信号を受信しない場合、短い通信期間の終了直後に充電期間を開始する。
図2(A)は、電子機器10の制御部102の時刻補正処理部1024が、電子時計20に対して送信する同期信号と、スタート信号と、時刻補正量データとの送信タイミングを示したタイミングチャートである。図2(B)は、電子時計20の制御回路202が出力するスイッチ制御信号の出力タイミングを示したタイミングチャートである。
図2(A)に示すように、電子機器10の時刻補正処理部1024は、時刻補正量データを送信する前に、同期信号を送信する(時刻t3〜時刻t5)。その後、電子機器10の時刻補正処理部1024は、スタート信号を送信する(時刻t6〜時刻t7)。その後、電子機器10の時刻補正処理部1024は、時刻補正量データを送信する(時刻t8〜時刻t9)。
また、図2(B)に示すように、電子時計20は、充電期間に移行してから一定時間経過した後、スイッチ203をOFF状態にし、通信期間に移行する(時刻t1)。また、電子時計20は、通信期間に移行してから同期信号を受信せず一定時間経過した後、スイッチ203をON状態にし、充電期間に移行する(時刻t2)。また、電子時計20は、充電期間に移行してから一定時間経過した後、スイッチ203をOFF状態にし、通信期間に移行する(時刻t4)。時刻t4では、電子機器10の時刻補正処理部1024が光源103を通じて同期信号を送信している。そのため、電子時計20は太陽電池201を通じて同期信号を受信する。同期信号を受信したことにより、電子時計20は、時刻補正量データの受信が完了する時刻t9まで通信期間とする。また、電子時計20は、時刻補正量データの受信が完了した後に、充電期間に移行する(時刻t9)。以降、同様に、電子時計20は、充電期間と通信期間とを繰り返し、電子機器10の時刻補正処理部1024が送信する時刻補正量データを受信する。
上記のように、電子時計20は、充電期間と、充電期間よりも短い通信期間とを繰り返す。また、短い通信期間中に同期信号を受信した場合、時刻補正量データの受信を完了するまで通信期間とする。これにより、電子時計20は、充電期間をより長くしつつ、より精度良く光信号を受信することができる。
次に、電子機器10の識別範囲設定部1022及び時刻特定部1023による処理について、図3、4を参照しつつ説明する。図3、4では、説明を明瞭なものとするために、文字盤2081上に付された目盛、植字、及び日付表示部2086の図示が省略されている。図3は、秒針2085の位置から分針2084の識別範囲301を設定して「分」の値を特定する処理を説明する図である。識別範囲設定部1022は、基準方向(図3に示す垂直方向の破線の方向、すなわち、0時の方向)からの右回りの回転角の角度で表される秒針2085の角度を、秒針2085の1秒当たりの角度の変化率である6°で除算して「秒」の値を算出する。上述したように、「秒」の値としては、0〜59のいずれかの整数とするため、小数点以下の端数が現れた場合、端数を四捨五入する。識別範囲設定部1022は、算出した「秒」の値に応じて、以下の式(1)により、「分」毎の識別範囲301を設定する。
Min×6+秒×0.1±α・・・(1)
式(1)において、Minには、分針2084の指示値(すなわち「分」の値)が示す値の候補となる候補値が代入される。ここで、候補値は、前述したように、0〜59の整数値となる。「分」毎の識別範囲301を設定するため、式(1)では、0〜59のそれぞれの値が代入され、0分〜59分までの60個の識別範囲301が求められる。式(1)において、Min×6は、0分〜59分のいずれかの指示値Minに係る分針2084の基準方向からの右回りのそれぞれの回転角の角度を示す。また、6は、1分あたりの分針2084が回転する角度、すなわち第2の計時単位「分」に相当する移動量である。秒×0.1は、秒針2085が1秒進むごとに、分針2084が進む角度を示す。0.1は、第2の計時単位に相当する移動量(1分あたり分針2084が回転する角度である6°)を第1の指針(秒針2085)が軸中心に回転するときの計時数(60秒)で除した値である。すなわち、0.1は、第1の計時単位である「秒」に係る第1の指針(秒針)の計時数(1秒)あたりの第2の指針(分針2084)の移動量である。これら2項を足し合わせたMin×6+秒×0.1は、秒針2085の位置に応じた分針2084の位置、すなわち、図3の扇形で示される「分」毎の識別範囲301の円弧の中央と、円形である表示部208の中心とを結ぶ線分の位置を示す。この位置は、全周360°を「分」の候補値の個数である候補数、すなわち60で等分した位置から、それぞれ秒針2085の位置に応じて変位した位置に相当し、理論上の分針2084の指針位置である。αは、指針位置から前後何秒までを、その「分」として認識する識別範囲を示す角度である。αは、例えば、前後0.5秒に相当する角度までを範囲とする場合、3°となる。これにより、「分」毎の扇形形状の識別範囲301が定められることになる。なお、αを3°とした場合、「分」毎の識別範囲301は、全周360°を「分」の候補数60で等分した角度6°を有する範囲となる。
例えば、「秒」の値が13秒であるとき、分針2084の識別範囲301として、0分と識別する識別範囲301は、1.3°±αの範囲となり、1分と識別するための識別範囲301は、7.3°±αの範囲となり、20分と識別する識別範囲301は、121.3°±αの範囲となる。ここで、αを3°とすると、0分と識別する識別範囲301は、−1.7°〜4.3°となり、1分と識別する識別範囲301は、4.3°〜10.3°となり、20分と識別する識別範囲301は、118.3°〜124.3°となり、「分」ごとの識別範囲301は全周(360°)において切れ目なく空間的に連続に6°の領域ごとに設定されることになる。図3は、20分を識別する際の識別範囲301である121.3±3°の範囲の例を示す。時刻特定部1023は、「分」毎の識別範囲301のうち、分針2084の位置、すなわち分針2084の回転角で示される位置を含む識別範囲301に対応する指示値Minを分針2084が示す「分」の値として特定する。
図4は、分針2084の位置から時針2083の識別範囲302を設定して「時」の値を特定する処理を説明する図である。なお、図4では、秒針2085の表示を省略している。識別範囲設定部1022は、図3の手法により算出した「分」の値に応じて、以下の式(2)により「時」毎の識別範囲302を設定する。
Hour×30+分×0.5±β・・・(2)
式(2)において、Hourには、時針2083の指示値(すなわち「時」の値)が示す値の候補となる候補値が代入される。ここで、候補値は、前述したように、0〜11の整数値となる。「時」毎の識別範囲302を設定するため、式(2)には、0〜11のそれぞれの値が代入され、0時〜11時までの12個の識別範囲302が求められる。式(2)において、Hour×30は、時針2083が、0時〜11時のいずれかの指示値Hourに係る時針2083の基準方向からの右回りのそれぞれの回転角の角度を示す。また、30は、1時間あたりの時針2083が回転する角度、すなわち第2の計時単位「時」に相当する移動量である。分×0.5は、分針2084が1分進むごとに、時針2083が進む角度を示す。0.5は、第2の計時単位に相当する移動量(1時間あたり時針2083が回転する角度である30°)を第1の指針(分針)が軸中心に回転するときの計時数(60分)で除した値である。すなわち、0.5は、第1の計時単位である「分」に係る第1の指針(分針2084)の計時数(1分)あたりの第2の指針(時針2083)の移動量である。これら2項を足し合わせたHour×30+分×0.5は、分針2084の位置に応じた時針2083の位置、すなわち、図4の扇形で示される「時」毎の識別範囲302の円弧の中央と、円形である表示部208の中心とを結ぶ線分の位置を示す。この位置は、全周360°を「時」の候補値の個数である候補数、すなわち12で等分した位置から、それぞれ分針2084の位置に応じて変位した位置に相当し、理論上の時針2083の指針位置である。βは、指針位置から前後何分までを、その「時」として認識する識別範囲とするかを定める角度であり、例えば、前後30分に相当する角度までを範囲とする場合、βは15°となる。これにより、「時」毎の扇形の識別範囲302が定められることになる。なお、βを15°とした場合、「時」毎の識別範囲302は、全周360°を「時」の候補数12で等分した角度30°を有する範囲となる。
例えば、「分」の値が20分であるとき、0時と識別するための識別範囲302は、10°±βの範囲、1時と識別するための識別範囲302は、40°±β、6時と識別するための識別範囲302は、190°±βの範囲となる。βが15°であるとすると、0時と識別する識別範囲302は、−5°〜25°となり、1時と識別する識別範囲302は、25°〜55°となり、6時と識別する識別範囲302は、175°〜205°となり、「時」ごとの識別範囲302は全周(360°)において切れ目なく30°の領域ごとに設定されることになる。図4は、6時として識別するための識別範囲302として190±15°の範囲の例を示す。時刻特定部1023は、「時」毎の識別範囲302のうち、時針2083の位置、すなわち時針2083の回転角で示される位置を含む識別範囲302に対応するHourを時針2083が示す「時」の値として特定する。
次に、図5を参照しつつ、本実施形態の電子機器10による時刻特定処理の処理手順について説明する。
(ステップS101)撮像部104が、電子時計20のアナログ時計、すなわち表示部208を撮像し、撮像した画像データを制御部102に出力する。その後、ステップS102に進む。
(ステップS102)制御部102の位置検出部1021は、撮像部104によって撮像された電子時計20の表示部208の画像データに対して、上述した閾値処理により二領域に画像データを分けることにより二値化して、二値化データを生成する。その後、ステップS103に進む。
(ステップS103)位置検出部1021は、表示部208の植字「Solar Watch」の位置や、日付表示部2086の位置に基づいて、基準方向としての0時方向を検出する。位置検出部1021は、二値化データにおける明領域と暗領域の境界の形状や大きさ、検出した基準方向に基づいて、電子時計20の表示部208の時針2083、分針2084、秒針2085と、文字盤2081上に付された目盛を識別し、それぞれの位置を検出する。位置検出部1021は、更に、各々の指針2082の長さや幅に基づいて、時針2083、分針2084、秒針2085を判別する。そして、位置検出部1021は、識別した目盛の位置を基準として、時針2083、分針2084、秒針2085それぞれの指針位置を、基準方向となる0時方向からの回転角として検出する。その後、ステップS104に進む。
(ステップS104)位置検出部1021は、基準方向からの秒針2085の位置を6°で除算して「秒」の値を算出する。除算により小数点以下の端数が現れる場合、端数を四捨五入して、0〜59の整数値にする。その後、ステップS105に進む。
(ステップS105)識別範囲設定部1022は、算出した「秒」の値から分針2084の識別範囲301を式(1)に基づいて設定する。その後、ステップS106に進む。
(ステップS106)時刻特定部1023は、分針2084の回転角が、いずれの識別範囲301に含まれているかを判定し、含まれていると判定した識別範囲301のMinの値を「分」の値と定める。その後、ステップS107に進む。
(ステップS107)識別範囲設定部1022は、時刻特定部1023が特定した「分」の値に基づいて、時針2083の識別範囲302を式(2)に基づいて設定する。その後、ステップS108に進む。
(ステップS108)時刻特定部1023は、時針2083の位置が、いずれの識別範囲302に含まれているかを判定し、含まれていると判定した識別範囲302のHourの値を「時」の値と定める。その後、ステップS109に進む。
(ステップS109)時刻特定部1023は、特定した「分」、「時」、識別範囲設定部1022が算出した「秒」から撮像部104によって撮像した画像が表示する表示時刻を特定する。その後、図5に示す処理を終了する。
上述したとおり、本実施形態では、位置検出部1021が、撮像部104によって撮像された電子時計20の表示部208の画像から、各々の指針2082の位置として、基準方向からの回転角を検出する。識別範囲設定部1022は、秒針2085の回転角から「秒」の値を算出し、算出した「秒」の値から、分針2084の識別範囲を設定する。時刻特定部1023は、どの識別範囲に分針2084が存在しているかを、分針2084の回転角から検出し、検出した識別範囲から分針2084が示す「分」の値を検出する。更に、識別範囲設定部1022は、検出した「分」の値から、時針2083の識別範囲を設定する。時刻特定部1023は、どの識別範囲に時針2083が存在しているかを、時針2083の回転角から検出し、検出した識別範囲から時針2083が示す「時」の値を検出する。時刻特定部1023は、検出した「分」、「時」の値と、識別範囲設定部1022が特定した「秒」の値から、撮像された画像の表示部208が表示する表示時刻を特定する。これにより、画像から特定される秒針2085と分針2084の位置の情報と、式(1)で示される秒針2085と分針2084の単位時間当たりの回転量の関係を用いて、算出した秒針2085の指示値に基づいて分針2084の指示値の候補値ごとの識別範囲を定めることができる。式(1)で示される回転量の関係は、1分あたりの分針2084が回転する角度、すなわち第2の計時単位「分」に係る第2の指針に相当する移動量と、この第2の計時単位に相当する移動量を第1の指針である秒針2085が軸中心に回転するときの計時数(60秒)で除した値、すなわち第1の計時単位である「秒」に係る第1の指針の計時数(1秒)あたりの第2の指針の移動量である。
また、画像から特定される分針2084と時針2083の位置の情報と、式(2)で示される分針2084と時針2083の単位時間当たりの回転量の関係を用いて、特定した分針2084の指示値に基づいて時針2083の指示値の候補値ごとの識別範囲を定めることができる。式(2)で示される回転量の関係は、1時間あたりの時針2083が回転する角度、すなわち第2の計時単位「時」に係る第2の指針に相当する移動量と、この第2の計時単位に相当する移動量を第1の指針である分針2084が軸中心に回転するときの計時数(60分)で除した値、すなわち第1の計時単位である「分」に係る第1の指針の計時数(1分)あたりの第2の指針の移動量である。そして、分針2084、または時針2083がどの識別範囲に含まれるかを判定し、判定した識別範囲に対応する「分」、または「時」の値から、各々の指示値を特定することが可能となる。したがって、分針2084または時針2083の画像の位置のみから判定する場合よりも、回転量の関係を判定のために適用することで、より正確に値を検出することが可能であり、その結果、より正確に時刻を検出することが可能となる。
次に、図6を参照して、本実施形態における電子機器10が実行する時刻補正処理の処理手順について説明する。
(ステップS201)電子機器10の入力部106は、ユーザの操作を待機する。ユーザは、電子機器10が電子時計20の表示部208の画像を撮像できる位置に電子機器10と電子時計20とを移動させる。ユーザは、電子機器10の入力部106を操作し、入力部106が時刻補正指示情報を制御部102の時刻補正処理部1024に入力する。その後、ステップS202に進む。
(ステップS202)時刻補正処理部1024は、入力部106が入力する入力情報が時刻補正指示情報であるか否かを判定し、当該入力情報が時刻補正指示情報でない場合(ステップS202 NO)、ステップS201の処理に戻る。他方、時刻補正処理部1024は、当該入力情報が時刻補正指示情報である場合(ステップS202 YES)、ステップS203に進む。
(ステップS203)時刻補正処理部1024は、光源103を制御し、所定期間、同期信号を送信する。その後、ステップS204に進む。
(ステップS204)時刻補正処理部1024は、同期信号の送信を完了した後、撮像部104を制御し、撮像部104に電子時計20の表示部208の画像を撮像させる。その後、ステップS205に進む。
(ステップS205)電子機器10は、上述した時刻特定処理(図5)を実行する。ここで、時刻補正処理部1024は、撮像部104が撮像した電子時計20の表示部208の画像データに対して、位置検出部1021に二値化データを生成させる(ステップS102)。時刻補正処理部1024は、画像処理された画像データに基づいて、位置検出部1021,識別範囲設定部1022及び時刻特定部1023に撮像した画像が表示する表示時刻を特定させる(ステップS103〜S109)。その後、ステップS206に進む。
(ステップS206)時刻データ取得部101は、基準となる現在時刻を取得する。その後、ステップS207に進む。
(ステップS207)時刻補正処理部1024は、ステップS205の処理で特定された表示時刻と、ステップS206の処理で時刻データ取得部101が取得した現在時刻との差分を算出することで、電子時計20の時刻のずれを算出する。また、時刻補正処理部1024は、電子時計20の時刻のずれを補正する時刻補正量を算出する。その後、ステップS208に進む。
(ステップS208)時刻補正処理部1024は、光源103を制御し、スタート信号を送信する。その後、ステップS209に進む。
(ステップS209)時刻補正処理部1024は、光源103を制御し、時刻補正量データを送信する。電子時計20の制御回路202は、送信された時刻補正量データを、太陽電池201を通じて通信期間中に受信し、受信した時刻補正量データに基づいて表示部208の表示時刻を補正する。その後、図6に示す処理を終了する。
上述したとおり、本実施形態では、電子機器10は、電子時計20の表示部208を撮像し、撮像した画像に基づいて電子時計20が示す時刻を特定する。そして、電子機器10は、現在時刻と電子時計20が示す時刻との差分に基づいて時刻補正量を算出し、算出した時刻補正量を電子時計20に送信する。電子時計20は、受信した時刻補正量に基づいて表示部208が示す時刻を補正する。これにより、ユーザが電子時計20を操作することなく、電子時計20の示す時刻を正しい時刻に、より正確にかつ容易に補正することができる。また、電子機器10と電子時計20とは、上述した光通信により時刻補正量を送受信するため、電子機器10と電子時計20とを有線で接続するためのコネクタや無線通信するためのアンテナを電子機器10や電子時計20に搭載する必要がない。すなわち、電子機器10は光源103、電子時計20は太陽電池201のような既存のハードウェアを用いて通信が可能であるため、新たなデバイスを搭載することによる部品点数の増大、これに伴う経済性やデザイン性の低下を抑えることができる。
なお、上記の実施形態において、識別範囲設定部1022が、「分」毎の識別範囲301を設定する際の式(1)において、αの値を、3°よりも小さい値、例えば2°にしてもよい。また、識別範囲設定部1022は、式(2)に基づいて「時」毎の識別範囲302を設定する際の式(2)において、βの値を、15°よりも小さい値、例えば、10°にしてもよい。これらの場合、隣接する「分」の候補値の識別範囲301同士が互いに離れ、不連続になり、隣接する「時」の候補値の識別範囲302同士も互いに離れ、不連続になる。分針2084または時針2083がいずれかの識別範囲301または識別範囲302に含まれる場合、時刻特定部1023は、「分」または「時」の値を特定することができる。これに対して、分針2084または時針2083がいずれかの識別範囲301または識別範囲302に含まれない場合、時刻特定部1023は、「分」または「時」の値を特定することができない。
図7は、本実施形態による識別範囲設定の他の例を説明するための図である。図7では、説明を明瞭なものとするために、文字盤2081上に付された目盛、植字、及び日付表示部2086の図示が省略されている。図7に示す例は、βが10°であり、6時と識別するための識別範囲301−6として190±10°の範囲と、7時と識別するための識別範囲301−7として220±10°の範囲が表されている。時針2083の位置が、200°〜210°の範囲内である場合、識別範囲301−6、301−7のいずれにも含まれないので、時刻特定部1023は、「時」の値を特定することができない。時刻特定部1023は、「分」の値、もしくは「時」の値を特定できない場合には、時刻の特定に失敗したと判定する。時刻特定部1023は、時刻の特定に失敗した場合、表示部105に対して時刻特定エラーを示すエラー表示をさせてもよい。このようにすることで、時刻の誤判定が生じがちな識別範囲同士が隣接もしくは近接する領域における時刻の特定を回避することができる。そのため、不正確な時刻の特定、ひいては、不正確な時刻に基づく時刻の補正を回避することができる。
なお、時刻特定部1023が、「分」もしくは「時」の値の特定に失敗した場合には、分針2084の位置がいずれかの「分」毎の識別範囲に含まれ、かつ、時針2083の位置がいずれかの「時」毎の識別範囲に含まれるまで、時刻処理を繰り返してもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、時刻補正処理部1024は、時刻補正量を算出し、算出した時刻補正量に基づいて、電子時計20において時刻の補正に要する時間に応じた付加補正量を算出してもよい。付加補正量とは、電子時計20において時刻を補正するために要する時間に対応する、電子時計20のステッピングモータ207を駆動する量である。付加補正量は、時刻補正量が大きいほど大きく、時刻補正量が小さいほど小さい。これは、時刻補正量が大きいほど時刻を補正するために時間を要すると考えられるためである。そして、時刻補正処理部1024は、時刻補正量に付加補正量を加算した時刻補正量データを、光源103を用いて光信号として出力する。
電子時計20の制御回路202は、時刻補正量データを受信すると、受信した時刻補正量データに基づき時刻を補正するとともに、時刻の計時を再開する。即ち、電子機器10及び電子時計20は、時刻の補正に要する時間も考慮して時刻を補正するため、本実施形態の効果に加えて、より正確に時刻を補正することができる。
また、電子機器10の撮像部104で、撮像したアナログ時計の画像から特定した時刻を電子機器10の時刻として設定してもよい。また、上記の実施形態では、電子時計20は、機械的な構成を有し、ステッピングモータ207によって駆動されるアナログ時計を例にするが、これには限られない。電子時計20は、例えば、ディスプレイ上で指針位置により時刻を画面表示するソフトウェアのアナログ時計機能を実現する電子機器、例えば、パーソナルコンピュータ、タブレット端末装置、多機能携帯電話機、等であってもよい。この場合、アナログ時計の駆動は、ステッピングモータ207等の電気機械部品ではなく、プログラムで構成されることになり、時刻補正量も、当該プログラムの構成に応じた値となる。また、電子機器10と電子時計20間の通信は、上述したように光源103と太陽電池201を含む構成に限られるものではなく、いかなる方式、例えば、有線であってもよい。
なお、上記の実施形態において、電子時計20は、指針2082として時針2083、分針2084及び秒針2085を備えた三針時計である場合を例にしたが、指針2082の数は3本に限られない。指針2082の数は、時針2083と分針2084のみの2本でもよいし、相互に単位時間当たりの回転量の関係が既知であれば4本以上であってもよい。例えば、12分で1周回る分針を新たに加えて、秒針、12分針、60分針、時針といった時計を構成してもよく、この場合、12分針は、秒針が一周すると30°動き、また、12分針が一周すると、60分針は、72°動くことになる。このとき、60分針については、秒針に基づいて識別範囲を設定することもできるし、12分針に基づいて識別範囲を設定することもできる。
また、指針2082の数が、時針2083と分針2084の2本である場合、制御部102は、分針2084の回転角を6°で除算して、分針2084の指示値を求め、この指示値に基づいて、時針2083に対する識別範囲を設定することになる。この構成に加えて、表示部208に、ディジタルで秒を示す表示領域があり、その表示領域の画像を画像解析することにより、「秒」の値を特定できるのであれば、特定した「秒」の値により、分針2084の識別範囲を設定するようにしてもよい。
また、表示部208は、上述したように、「時」の候補値として、0〜11を有する12時間で時針2083が1周するものに限られず、「時」の候補値として、0〜23を有し、24時間で時針2083が1周するものであってもよい。
また、上記の実施形態では、表示部208において、秒針2085、分針2084及び時針2083の間で回転の中心点が同一である場合を例にするが、指針間で回転の中心点が別個の点であってもよい。その場合、位置検出部1021は、秒針2085、分針2084、時針2083の各々について基準方向を画像から検出することになる。
また、上記の実施形態において、秒針2085、分針2084、時針2083の位置が、基準方向からの回転角で表わされていたが、本発明では、回転角に限られず、例えば、各々の指針の位置が直交座標で表わされるようにしてもよい。
また、上記の実施形態において、識別範囲設定部1022は、秒針2085の回転角を6°で除算して、0〜59の整数値とする場合に、小数点以下の端数を四捨五入する場合を例にしたが、小数点以下の端数を切り上げても切り下げてもよい。
なお、上述した実施形態における電子機器10または電子時計20が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、CPU(Central Processing Unit)等の制御装置に限らず、OS(Operating System)や周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。
1…時刻処理システム、10…電子機器、101…時刻データ取得部、102…制御部、
1021…位置検出部、1022…識別範囲設定部、1023…時刻特定部、
1024…時刻補正処理部、
103…光源、104…撮像部、105…表示部、106…入力部、
20…電子時計、201…太陽電池、202…制御回路、203…スイッチ、
204…二次電池、205…ダイオード、206…基準信号生成回路、
207…ステッピングモータ、208…表示部、2081…文字盤、2082…指針、
2083…秒針、2084…分針、2085…時針、2086…日付表示部、
209…記憶部、210…入力部

Claims (8)

  1. 時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する撮像部と、
    前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する位置検出部と、
    前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、前記共通の計時単位を計時する際に、前記第1の指針が計時する数あたりの前記第2の指針の移動量に基づき設定する識別範囲設定部と、
    前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する時刻特定部と、
    を備える電子機器。
  2. 前記第1の指針は軸中心に回転可能に備えられ、
    前記識別範囲設定部は、
    前記第1の指針が前記軸中心に回転するときの、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の前記第2の指針の回転量に基づいて、前記第1の指針の指示値に対応する前記第2の指針の位置の変化量を算出し、前記第2の指針の前記指示値の候補の個数である候補数で前記軸中心の一回転分の角度を等分した角度に対応する位置と、前記第2の指針の位置の変化量とに基づいて、前記識別範囲を設定する
    請求項1に記載の電子機器。
  3. 前記識別範囲設定部は、
    前記等分した角度に対応する位置を中心として、前記一回転分の角度を前記候補数で等分した角度に対応する領域よりも狭い領域を前記識別範囲として設定し、
    前記時刻特定部は、
    前記第2の指針の位置が前記識別範囲内である場合、前記識別範囲に基づいて前記第2の指針の指示値を特定することで時刻を特定し、前記第2の指針の位置が前記識別範囲外である場合、時刻を特定しない
    請求項2に記載の電子機器。
  4. 現在時刻を取得する時刻データ取得部と、
    前記時刻特定部が特定した表示時刻と前記現在時刻の差分に基づいて前記表示時刻を補正するのに用いられる時刻補正量を算出し、算出した時刻補正量のデータを前記時計に送信するように制御する時刻補正処理部と、
    を備える請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電子機器。
  5. 前記第1の指針が秒針である場合、前記第2の指針は分針であり、前記第1の指針が分針である場合、前記第2の指針は時針である
    請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電子機器。
  6. 時計と、電子機器とを備える時刻処理システムであって、
    前記電子機器は、
    前記時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する撮像部と、
    前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する位置検出部と、
    前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、前記共通の計時単位を計時する際に、前記第1の指針が計時する数あたりの前記第2の指針の移動量に基づき設定する識別範囲設定部と、
    前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する時刻特定部と、
    を備える時刻処理システム。
  7. 電子機器の時刻処理方法であって、
    時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する過程と、
    前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する過程と、
    前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、前記共通の計時単位を計時する際に、前記第1の指針が計時する数あたりの前記第2の指針の移動量に基づき設定する過程と、
    前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する過程と、
    を有する時刻処理方法。
  8. 電子機器のコンピュータに、
    時計の第1の指針と、前記第1の指針より計時単位の大きく、前記第1の指針と共通の計時単位を計時する際の移動量が前記第1の指針よりも小さい第2の指針との画像を撮像する手順、
    前記画像に基づいて前記第1の指針の位置と前記第2の指針の位置とを検出する過程と、
    前記第2の指針の指示する指示値を識別する識別範囲を、前記共通の計時単位を計時する際に、前記第1の指針が計時する数あたりの前記第2の指針の移動量に基づき設定する手順、
    前記第2の指針の位置と前記識別範囲とに基づいて、前記第2の指針の指示値を特定する手順、
    を実行させるための時刻処理プログラム。
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