JPH04370791A - 時計機能付電子機器および表示制御方法 - Google Patents

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、腕時計や時計機能付の
小型電子機器等の時計機能付電子機器に関する。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】従来、世界の複数の都市の
時差を記憶しておき、都市名を指定することで世界の任
意の都市の時刻を表示できる世界時計が実現されている
。また、月齢、日の出、日の入り時刻等を表示できる電
子時計も考えられている。

【０００３】今日では、交通手段が高速化したことによ
り時差の異なる複数の地域を短時間で移動することがあ
り、この場合それぞれの地点における時刻を知りたいと
きには、その都度スイッチを操作して都市名を選択し、
その都市の時刻を表示させる必要があり、操作が煩雑で
あるという問題点があった。

【０００４】ところで、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（Ｇｒｏｂ
ａｌ　Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）　が実
用化されつつある。ＧＰＳとは、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から衛星から
受信地点までの距離を算出し、複数の衛星からの距離の
交点となる位置を現在位置として求めるものである。

【０００５】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。受信機内部に衛星と同じセシウム
、ルビジウム等の原子時計が設けられている場合には、
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個の衛星からの距離を算出することで受信位置を算出
することができる。

【０００６】

【発明の目的】本発明の目的は、ユーザが地域の指定を
行わなくとも、現在居る地点の時刻を表示できるように
することである。

【０００７】

【発明の要点】本発明の要点は、衛星から送信される信
号の遅延時間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、その位置情報から受信地
点の時刻情報を得るようにしたものである。

【０００８】

【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腕時計の外観図であ
る。この腕時計は、ＧＰＳ（Ｇｒｏｂａｌ　Ｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｉｎｇ　Ｓｙｓｔｅｍ）用衛星からの無線信号を
受信し、複数の衛星からの距離を算出して受信地点の位
置情報（緯度、経度など）を表示する機能と、世界の任
意の都市の現在時刻を表示する世界時計機能を持ってい
る。

【０００９】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。

【００１０】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。

【００１１】次に図２は、上記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　ＧＨ
ｚ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。

【００１２】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。なお、このとき、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ることで、時間
成分の誤差を補正している。信号処理部５は、これらの
疑似距離データと、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に出力する。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に従って動
作を開始する。

【００１３】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、高精度の発振器（例えば、セシ
ウム等の高精度の発振源）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している。

【００１４】発振器１１は、時刻計時の基準となる例え
ば３２．７６８ＫＨｚ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（ＣＰＵ）９に出力する
。

【００１５】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。

【００１６】図３は、上記ＲＡＭ１４のレジスタの構成
を示す図である。ＲＡＭ１４には、地域、例えば都市に
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（緯度、経度等）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。

【００１７】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。更に、ＲＯＭ１０には世界の
複数の都市の時差と、緯度、経度データが固定的に記憶
されており、これを示したものが図４である。

【００１８】即ち、ＲＯＭ１０には、世界の多数の都市
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１
４°とが記憶されている。都市名カウンタＮは、このＲ
ＯＭ１０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。

【００１９】次に、図５及び図６のフローチャートを参
照して動作を説明する。図５は、世界時計の全体の動作
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。

【００２０】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。

【００２１】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メイン制御部９か
ら信号ｂを出力して衛星からの無線信号の受信を開始さ
せる。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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測定
出来たか否かを判別する。

【００２５】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測定出来た場合には、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。

【００２６】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、起動信号ｂをオフし発振器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。

【００２７】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。

【００２８】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
。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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、受信地点に最も近い
都市を決めるようにしてもよい。

【００３２】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
た結果、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の時刻データ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。

【００３３】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、即ち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、ス
テップ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。

【００３４】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と同様な受信処理を実
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。

【００３５】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。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。

【００３６】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。

【００３７】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
ータとからその日付の受信地点での日の出、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。尚、位置
情報と日付情報とから日の出、日の入り時刻を算出する
技術は、例えば特開平２−３１１７８５号公報に記載さ
れている。

【００３８】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　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。

【００３９】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。

【００４０】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、月相を例えば上記特開平２−３１１７８
５号公報に示されているような方法で演算により求め、
その月齢、月の時角データをＲＡＭ１４の月齢、時角レ
ジスタＭＡ、ＭＢに格納する。さらに、次のステップＳ
１６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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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に対応する都市の時刻
を表示するようにしたので、ユーザがキー等を操作して
都市を指定しなくとも、常にユーザが居る地点の現在時
刻、日の出、日の入り時刻及び月齢、月相を表示させる
ことができる。

【００４５】なお、上記実施例では、図５のステップＳ
７で、時計内部のレジスタＴで計時される現在時刻を該
当する都市の時差分だけ補正して、その都市の時刻を算
出しているが、ＧＰＳ衛星からは世界標準時の時刻デー
タが送信されているので、その時刻データと該当する都
市との時差を加算し、さらにこれらの処理に要する時間
を補正してその都市の現在時刻を求めることもできる。 この場合、衛星からの信号を受信する毎に、計時される
時刻を、衛星内部のセシウム等の原子時計で計時される
高精度の時刻データで補正することができるので、正確
な時刻を計時することができ、秒単位の時刻の修正も不
要となる。

【００４６】また、上記レジスタＮの都市名及びレジス
タＴの時刻は固定的に予め設定された都市の現在時刻を
計時するようにしておき、受信地点での位置情報、都市
情報、時刻情報を計時するもう１つのレジスタを設けて
もよい。

【００４７】更に、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。

【００４８】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。

【００４９】また、本発明は、実施例に述べた腕時計に
限らず、他の電子機器に組み込むことができる。例えば
、船舶、車等に搭載されるナビゲーション装置は、ＧＰ
Ｓによる位置検出を行っているので、これらの装置に組
み込むこともできる。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】また、上記実施例では計時レジスタＴの時
刻を受信した位置での時刻に訂正するようにしたが、例
えば計時手段としてステップモータで駆動される指針機
構を用い、時差分だけ指針を早送り回転させて受信した
位置の時刻を表示させるようにしてもよいものである。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、ユーザが地域を指定し
なくとも、ＧＰＳ衛星からの信号を受信して現在地点の
位置情報を算出し、その位置情報に基づいて常に現在地
点の正確な時刻を表示させることができる。また、衛星
から送られる世界標準時刻データを基に計時中の時刻を
補正することで、高精度の時刻データを得ることができ
る。さらに、位置情報を入力することなく、任意地点の
月データ及び日の出、日の入り時刻を知ることができる
。

【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 (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】時刻情報を計時する計時手段と、この計時
   手段で計時されている時刻情報を現在時刻とする地域の
   地域情報を記憶する地域情報記憶手段と、衛星から送信
   される信号を受信する受信手段と、この受信手段で受信
   された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た位置情報
   と前記地域情報記憶手段に記憶されている地域情報と前
   記計時手段で計時されている時刻情報とから前記受信地
   点の時刻を算出する時刻算出手段とを備えることを特徴
   とする時計機能付電子機器。
2. 【請求項２】時刻を計時する時刻計時手段と、この時刻
   計時手段で計時されている時刻を現在時刻とする地域の
   地域情報を記憶する地域情報記憶手段と、衛星から送信
   される信号を受信する受信手段と、この受信手段による
   受信情報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た位置情報と
   前記地域情報記憶手段に記憶されている地域情報とから
   、前記時刻計時手段で計時される時刻を前記受信地点の
   時刻に変更する時刻変更手段とを備えることを特徴とす
   る時計機能付電子機器。
3. 【請求項３】時刻情報を計時する計時手段と、衛星から
   送信される信号を受信する受信手段と、この受信手段で
   受信された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た位置
   情報と前記計時手段で計時される時刻情報とから受信地
   点の時刻情報を算出する時刻算出手段と、この時刻算出
   手段で算出された受信地点の時刻情報から月データを算
   出する月データ算出手段と、この月データ算出手段で算
   出された月データを表示する表示手段とを備えることを
   特徴とする時計機能付電子機器。
4. 【請求項４】日付情報を計時する計時手段と、衛星から
   送信される信号を受信する受信手段と、この受信手段で
   受信された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た位置
   情報と前記計時手段で計時される日付情報とから受信地
   点の日付情報を算出する時刻算出手段と、この時刻算出
   手段で算出された受信地点の日付情報から日の出、日の
   入り時刻を算出する日の出、日の入算出手段と、この日
   の出、日の入算出手段で算出された日の出、日の入り時
   刻を表示する表示手段とを備えることを特徴とする時計
   機能付電子機器。