JPH04370790A

JPH04370790A - 電子時計および表示制御方法

Info

Publication number: JPH04370790A
Application number: JP3147669A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Kita; 一記喜多
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1991-06-19
Filing date: 1991-06-19
Publication date: 1992-12-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＧＰＳ衛星からの信号
の受信機能を有し、任意地点の日の出、日の入り時刻又
は月データを表示する受信機能付電子時計に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】人工衛星を利用して地球上
の任意地点の緯度、経度、高度を測定するＧＰＳ（Ｇｒ
ｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）　
が実用化されつつある。

【０００３】このＧＰＳは、衛星から送信された信号が
受信機に到達するまでにかかった時間を測定して衛星か
ら受信地点までの距離を算出し、複数の衛星から受信地
点までの距離から、受信地点の経度、緯度等を求めるも
のである。

【０００４】ＧＰＳ衛星を利用した船舶、自動車などの
ナビゲーションシステムが実用化されているが、これら
のナビゲーションシステムのＧＰＳ受信機は、装置も大
型で消費電力も多く、時計等に組み込めるものではなか
った。

【０００５】一方、地球上の任意地点の緯度、経度デー
タを入力し、その地点の日の出、日の入り時刻、月齢、
月の時角等を演算により求め、それらのデータを表示す
る装置が考えられている。例えば、特開平２−３１１７
８５号公報には、月の朔望運動データ、日周運動データ
を記憶しておき、それらのデータから指定された地点の
月齢、月の時角データ等を求め、その月齢、月の時角デ
ータ等から生物の食餌活動データを得て、その食餌活動
データを表示する表示装置について記載されている。

【０００６】しかしながら、この表示装置では、食餌活
動データを表示させる為にはユーザが現在居る地点の位
置情報をキー入力する必要があり、入力操作が面倒であ
るという問題点があった。

【０００７】

【発明の目的】本発明の目的は、ユーザが現在居る地点
の位置情報を入力しなくとも、その地点の日の出、日の
入り時刻、月データ等を表示できる受信機能付電子時計
を実現することである。

【０００８】

【発明の要点】本発明の要点は、衛星から送信される信
号から衛星から受信地点までの距離を算出して受信地点
の位置情報を求め、その位置情報に基づいて受信地点の
日の出、日の入り時刻、月データ等を表示することであ
る。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は、本発明の一実施例の受信機能付電子腕時
計の外観図である。この電子腕時計は、ＧＰＳ（Ｇｒｏ
ｂａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）　用
衛星からの無線信号を受信して受信地点の位置を算出す
る機能と、算出した位置情報に基づいて受信地点の時刻
、日の出、日の入り時刻、月齢、月の時角データ等を表
示する機能とを持っている。

【００１０】図１において、時計本体１中央には、世界
の任意の都市の時刻及び受信地点の緯度、経度からなる
位置情報を表示するドットマトリックス表示部２が設け
られており、その下部には、衛星からの信号の受信を指
示するＫ１キーと、日の出、日の入り時刻を表示させる
とき操作するＫ２キーとが設けられている。

【００１１】また、時計本体１の右側面には、月齢、月
相を表示させるとき操作するＫ３キーと、時刻修正等の
とき操作するＫ４キーとが設けられている。時計本体１
の左側には、衛星からの無線信号を受信する為のマイク
ロストリップアンテナなどを収納したアンテナ収納部３
が設けられている。

【００１２】次に図２は、上記電子腕時計の回路構成図
である。同図において、衛星から送信される約１．５　
ＧＨｚの信号は、アンテナ１７を介して中間周波増幅部
４に入力し、中間周波増幅部４において所定の中間周波
数信号に変換、増幅された後、信号処理部５に出力され
る。

【００１３】信号処理部５は、この中間周波数信号に受
信機内部で発生したＰＲＮコードを同期させ、スペクト
ラム拡散された衛星からの受信信号を逆拡散し、逆拡散
により得られる信号から衛星と受信地点との間の疑似距
離データを求める。

【００１４】衛星からの信号の遅延時間を算出する為に
は、受信機内部に衛星の時計と同じ精度で、かつ同期し
た時計が必要となる。受信機に衛星と同じセシウム、ル
ビジウム等の原子時計を内蔵している場合には、３個の
衛星からの信号で受信地点の位置を算出することができ
る。一方、受信器を小型化、低価格化する為には衛星と
同じ精度を持つ原子時計を内蔵することができないので
、この場合には時間測定の誤差を打ち消す為に４個の衛
星からの疑似距離データを算出して受信位置を求める必
要がある。この実施例では、信号処理部５は、４個の衛
星からの疑似距離データを求め、それらのデータと受信
信号の中のメッセージ（衛星時計の補正情報、軌道情報
、衛星の暦情報など）を高速制御部６に出力している。

【００１５】なお、高周波増幅部４及び信号処理部５は
、高速制御部６からの動作指令信号ａがオンとなったと
き動作を開始し、動作指令信号ａがオフとなると動作を
停止する。

【００１６】高速制御部６は、１６ビットのマイクロプ
ロセッサなどからなり、前記１．５ＧＨｚの信号を受信
出来る極めて高速のクロック信号を出力する高精度の発
振器（例えば、セシウム等の高精度の発振源、第２の発
振手段に該当する）７から出力される高速のクロック信
号により駆動される。高速制御部６は、衛星データメモ
リ８に記憶されているＧＰＳ用の２４個の衛星の軌道情
報等から、その時刻に受信可能な衛星を判断し、その衛
星のＰＲＮコードの発生を信号処理部５に指示する。ま
た、高速制御部６は、信号処理部５から出力される複数
の衛星の疑似距離データから受信地点の位置情報を求め
、その位置情報を後述するメイン制御部９に出力する。なお、高速制御部６及び発振器７は、メイン制御部９か
らの起動信号ｂがオンとなったとき動作を開始し、起動
信号ｂがオフとなると動作を停止する。

【００１７】発振器１１（第１の発振手段に該当する）
は、時刻計時の基準となる低速、例えば３２．７６８Ｋ
Ｈｚ　のクロック信号を生成する回路であり、この発振
器１１で生成されたクロック信号は分周回路１２で分周
されタイミング信号生成回路１３に出力される。タイミ
ング信号生成回路１３は、上記分周回路１２で分周され
た信号から、時刻計時の基準となる１６Ｈｚの計時信号
を作成してメイン制御部９に出力する。

【００１８】キー入力部１６は、前述したＫ１〜Ｋ４キ
ーからなり、それぞれのキーの操作信号をメイン制御部
９に出力する。メイン制御部９は、回路全体の動作を制
御する制御部であり、ＲＯＭ１０に格納されている制御
プログラムに従って後述する計時処理、受信処理等を実
行し、これらの処理結果をＲＡＭ１４に格納すると共に
、ＲＡＭ１４の時刻データ、位置情報等をデコーダドラ
イバ１５に出力してドットマトリックス表示部２に表示
させる。

【００１９】図３は、上記ＲＡＭ１４のレジスタの構成
を示す図である。ＲＡＭ１４には、都市に対応した数値
を記憶する都市名カウンタＮと、その都市名カウンタＮ
で指定される都市の現在時刻を記憶する計時レジスタＴ
と、高速制御部６で算出される受信地点の位置情報を記
憶する位置情報記憶レジスタＰと、後述する月齢、月相
演算で求められる月の月齢及び時角を記憶する月齢レジ
スタＭＡ及び時角レジスタＭＢと、後述する日の出、日
の入り時刻演算で求められる日の出時刻及び日の入り時
刻を記憶する日の出時刻レジスタＳＡ及び日の入り時刻
レジスタＳＢとが設けられている。

【００２０】また、ＲＡＭ１４には、ドットマトリック
ス表示部２に表示するデータを一時記憶する表示レジス
タＤＰが設けられている。図４は、ＲＯＭ１０に記憶さ
れている世界の複数の都市のデータを示す図である。Ｒ
ＯＭ１０には、世界の複数の都市の世界標準時刻に対す
る時差と、経度、緯度データとが記憶されており、例え
ばＢＡＮＧＫＯＫ　の位置には、時差、＋７時間と、そ
の位置、東経１１４　°、北緯１４°とが記憶されてい
る。都市名カウンタＮは、このＲＯＭ１０のデータの格
納位置を指定するものであり、都市名カウンタＮの数値
と都市名とが１対１で対応するようになっている。

【００２１】次に、図５及び図６のフローチャートを参
照して実施例の電子腕時計の動作を説明する。図５は、
実施例の全体の動作を示すフローチャートである。メイ
ン制御部９は、通常、図５のステップＳ１のホルト状態
にあり、１６Ｈｚの計時信号が入力したときには、ステ
ップＳ２の計時処理を実行し、キーの操作信号が入力し
たときには、ステップＳ８以降のキー処理を実行する。

【００２２】ステップＳ２の計時処理では、計時信号に
より秒キャリー、分キャリー、時キャリー等が発生した
か否かを判断し、キャリー信号が発生したときにはＲＡ
Ｍ１４の計時レジスタＴの時刻データを更新する。

【００２３】次に、ステップＳ３で１時間キャリーが発
生したか否かを判断し、時キャリーが発生した場合には
、ステップＳ４の受信処理を起動させ衛星からの無線信
号の受信を開始させる。

【００２４】ここでステップＳ４の受信処理の内容を、
図６のフローチャートを参照して説明する。図６のステ
ップＳ２１の起動処理では、メイン制御部９は、起動信
号ｂをオンにして、発振器７及び高速制御部６の動作を
開始させる。

【００２５】次のステップＳ２２の受信処理では、高速
制御部６は、動作指令信号ａをオンにして、高周波増幅
部４及び信号処理部５を動作させ、衛星からの信号の受
信を開始させる。

【００２６】ステップＳ２３の時間差測定処理では、処
理部５は、衛星からの信号の遅延時間を求め、その遅延
時間から衛星と受信地点との間の距離を算出する。さら
に、ステップＳ２４で４個の衛星からの距離が全て算出
出来たか否かを判別する。

【００２７】４個の衛星からの信号が正常に受信でき、
衛星からの距離が全て算出出来た場合には、ステップＳ
２５において、高速制御部６は、それらの距離データか
ら受信地点の緯度、経度からなる位置情報を算出し、そ
の位置情報をメイン制御部９に出力する。

【００２８】これにより受信地点の位置情報が得られた
ので、ステップＳ２６において、高速制御部６は、動作
指令信号ａをオフし、高周波増幅部４及び信号処理部５
の動作を停止させ、さらにメイン制御部９に対し処理が
完了したことを通知する。メイン制御部９は、この停止
通知を受け取ると、起動信号ｂをオフして発振器７及び
高速制御部６の動作を停止させ受信処理を終了する。

【００２９】また、ステップＳ２４の判別で、４個の衛
星からの信号を受信できなかった場合には、ステップＳ
２７で、高速制御部６はメイン制御部９に対しエラーの
発生を通知する。このエラー発生通知を受け、メイン制
御部９は、ドットマトリックス表示部２に受信エラーが
発生したことを表示させ、次のステップＳ２６で高速制
御部６等の動作を停止させる。

【００３０】このように、衛星からの信号の受信時だけ
、発振器７、高速制御部６、信号処理部５等を動作させ
、受信時以外はそれらの動作を停止させることにより、
回路全体の消費電力を減らし、電子腕時計などの電池で
駆動される小型機器にＧＰＳ受信機を組み込むことを可
能にしている。

【００３１】衛星からの信号の受信が終了したなら、次
に図５のステップＳ５に進み、メイン制御部９は、高速
制御部６で算出された受信地点の位置情報と、ＲＯＭ１
０に格納されている各都市の経度、緯度データとを比較
し、受信地点に対応する都市、例えば受信地点に最も近
い都市を探す。このときＲＡＭ１４の都市名カウンタＮ
には、前回受信時の受信地点に最も近い都市を示す数値
（以下、単に都市名と呼ぶ）が設定されているので、こ
の都市名カウンタＮに記憶されている都市名と今回の位
置情報から求めた都市名とが一致するか否かを判別する
。

【００３２】都市名が一致する場合には、ステップＳ６
に進み、計時レジスタＴに記憶されている時刻データを
、そのとき都市名カウンタＮで指定される都市名と共に
ドットマトリックス表示部２に表示させる。

【００３３】図７（ａ）　は、このときの表示の一例を
示す図であり、受信地点の位置情報から、受信地点に最
も近い都市として、例えば「東京」と、その都市の現在
時刻「　６月１２日１２時５６分５６秒」とが表示され
る。

【００３４】なお、ＲＯＭ１０の各都市の緯度、経度デ
ータを、例えば「ＨＯＮＧＫＯＮＧ　Ｅ１０８　°〜Ｅ
１２７°」というように一定の幅を持たせて記憶させ、
受信地点の位置情報がどの都市の緯度、経度データの範
囲内にあるかを調べることにより、受信地点に対応する
都市を決めるようにしてもよい。

【００３５】一方、ステップＳ５の判別で都市名が一致
しないときは、この時計を携帯しているユーザが移動し
たことにより、今回の受信地点に最も近い都市と、前回
の受信地点に最も近い都市とが異なってしまった場合で
ある。この場合には、ステップＳ７に進み、今回の受信
地点に最も近い都市名を都市名カウンタＮに設定した後
、新たに都市名カウンタＮに設定した都市との時差デー
タに基づいて計時レジスタＴの時刻を訂正して受信地点
の時刻に変更し、その時刻を都市名と共にドットマトリ
ックス表示部２に表示させる。

【００３６】これにより、例えば図７（ａ）　、（ｂ）
　に示すように東京から香港に移動した場合には、移動
先の都市、香港の時刻が自動的に表示される。一方、メ
イン制御部９がホルト状態にあるときに（図５、Ｓ１）
、キーの操作信号を検出したときには、ステップＳ８に
進み、先ず操作されたのがＫ１キーか否を判別する。

【００３７】Ｋ１キーが操作された場合には、ステップ
Ｓ９に進み上述したステップＳ４と同じ受信処理を実行
し衛星からの距離を算出し、受信地点の位置情報を求め
る。さらに、次のステップＳ１０で受信地点の位置情報
をドットマトリックス表示部２に表示する。

【００３８】図７（ｅ）　は、このときの表示の一例を
示す図であり、ドットマトリックス表示部２には、受信
地点に最も近い都市「東京」と、受信地点の経度「北緯
３８°」と緯度「東経１４２　°」が表示される。

【００３９】すなわち、ユーザは、Ｋ１キーを操作する
ことで受信地点に最も近い都市名と、受信地点の位置情
報とを表示させることができる。図５のステップＳ８の
判別で操作されたキーがＫ１キーでなければ、ステップ
Ｓ１１に進みＫ２キーの操作か否かを判別する。

【００４０】操作されたキーがＫ２キーであった場合に
は、次のステップＳ１２で、受信地点の位置情報と計時
レジスタＴで計時されている時刻データのうちの日付デ
ータとから受信地点の日の出、日の入り時刻を算出し、
算出した時刻データをＲＡＭ１４の日の出、日の入り時
刻レジスタＳＡ、ＳＢに格納する。さらに、次のステッ
プＳ１３で、それらの日の出、日の入り時刻をドットマ
トリックス表示部２に表示する。

【００４１】図７（Ｃ）　は、このときの表示の一例を
示す図であり、ドットマトリックス表示部２には、受信
地点に最も近い都市は「東京」であり、受信地点におけ
る当日の６月１２日の日の出時刻は「午前　５時２５分
」であり、日の入り時刻は「午後　７時３５分」である
ことが表示される。

【００４２】すなわち、ユーザはＫ２キーを操作するこ
とで、受信地点に最も近い都市と、受信地点の日の出、
日の入り時刻を知ることができる。なお、このとき最も
近い都市、即ち東京の日の出、日の入り時刻を算出して
表示させてもよい。

【００４３】図５のステップＳ１１の判別で操作された
キーがＫ２キーでなければ、ステップＳ１４に進みＫ３
キーの操作か否かを判別する。操作されたキーがＫ３キ
ーであった場合には、次のステップＳ１５で、受信地点
の位置データとレジスタＴの時刻データとから受信地点
における月齢、月相を演算により求め、その月齢、月の
時角データをＲＡＭ１４の月齢、時角レジスタＭＡ、Ｍ
Ｂに格納する。さらに、次のステップＳ１６で、それら
の月齢、月の時角データをドットマトリックス表示部２
に表示する。

【００４４】図７（ｄ）　は、このときの表示の一例を
示す図であり、ドットマトリックス表示部２には、受信
地点に最も近い都市「東京」と、受信地点における月齢
「２２．５」と、月の離角「２６５　°」とが表示され
る。

【００４５】すなわち、ユーザはＫ３キーを操作するこ
とで、受信地点に最も近い都市と、受信地点の月齢、月
の時角データとを知ることができる。また、図５のステ
ップＳ１４の判別で操作されたキーがＫ３キーでなけれ
ば、Ｋ４キーが操作された場合であり、この場合には、
ステップＳ１７に進み時刻修正処理等を実行する。

【００４６】なお、位置情報、日の出、日の入り時刻、
あるいは月齢、月相データを表示した状態で一定時間経
過すると、ステップＳ６の時刻情報表示処理が実行され
、その地点における現在時刻の表示に切り替わる。

【００４７】以上のように上記実施例によれば、ＧＰＳ
衛星からの信号を受信して受信地点の位置情報を求め、
その位置情報に基づいて受信地点の日の出、日の入り時
刻又は月齢、月の時角データ等を求めるようにしたので
、ユーザがキー等を操作して位置情報を入力しなくとも
、常にユーザが居る地点の日の出、日の入り時刻及び月
齢、月の時角等を表示させることができる。

【００４８】また、受信時のみ発振器７、高速制御部６
、信号処理部５等を動作させ、受信時以外はそれらの動
作を停止させるようにしたので、回路の消費電力を少な
くでき、電池で駆動される腕時計にＧＰＳ受信機を組み
込むことが可能となる。

【００４９】また、上記実施例では、１時間毎に衛星か
らの信号を受信して位置情報を算出するようにしている
が、１時間より長い又は短い時間間隔で信号を受信する
ようにしてもよい。あるいは、一定時間間隔ではなく、
特定のキーが操作されたとき受信を行うようにしてもよ
い。さらに、緯度、経度と共に高度を算出して表示させ
てもよい。

【００５０】なお、上記実施例では、受信地点の位置情
報を算出する為のマイクロコンピュータ（高速制御部６
）と、計時その他の制御の為のマイクロコンピュータ（
メイン制御部９）との２個のマイクロコンピュータを使
用しているが、１個のマイクロコンピュータで両者を兼
用させることもできる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、ＧＰＳ衛星からの信号
を受信して受信地点の位置情報を算出し、その位置情報
に基づいて受信地点の日の出、日の入り時刻又は月齢、
月の時刻データ等を表示させることができる。従って、
ユーザが現在居る地点の位置情報を入力しなくとも、そ
の地点の日の出、日の入り時刻、月データ等を知ること
ができる。また、受信時のみ衛星の信号の受信回路の発
振器を動作させ、それ以外ときは発振器の動作を停止さ
せることで、回路の消費電力を減らすことができる。こ
れにより、電池等で駆動される電子時計にＧＰＳ受信機
を組み込むことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の外観正面図である。

【図２】実施例の回路構成図である。

【図３】ＲＡＭのレジスタ構成図である。

【図４】ＲＯＭの構成図である。

【図５】実施例の動作を示すフローチャートである。

【図６】受信処理のフローチャートである。

【図７】表示状態を示す図である。

【符号の説明】

Ｋ１〜Ｋ４　　　　キー６　　　　　　　　　　高速制御部９　　　　　　　　　　メイン制御部７、１１　　　　　　発振器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】時刻情報を計時する計時手段と、衛星から
の信号を受信する受信手段と、この受信手段で受信され
る衛星からの信号に基づいて受信地点の位置情報を算出
する位置算出手段と、この位置算出手段で算出される位
置情報及び前記計時手段で計時される時刻情報に基づい
て受信地点の日の出、日の入り時刻又は月データを演算
する演算手段と、この演算手段で演算された前記位置情
報、日の出、日の入り時刻又は月データを表示する表示
手段とを備えることを特徴とする受信機能付電子時計。
【請求項２】時刻を計時する計時手段と、この計時手段
での時刻計時の基準となるクロック信号を発生する第１
の発振手段と、衛星からの信号を受信する受信手段と、
この受信手段で受信される衛星からの信号に基づいて受
信地点の位置を算出する位置算出手段と、前記受信手段
及び位置算出手段の動作の基準となる前記第１の発振手
段によるクロック信号より高い周波数のクロック信号を
発生する第２の発振手段と、衛星からの信号の受信時に
、前記第２の発振手段を動作させ、受信時以外はその動
作を停止させる発振制御手段と、前記位置算出手段で算
出される位置情報に基づいて受信地点の日の出、日の入
り時刻又は月データを求める演算手段と、この演算手段
で得られた前記位置情報、日の出、日の入り時刻又は月
データを表示する表示手段とを備えることを特徴とする
受信機能付電子時計。