JP4832747B2 - 電波修正時計 - Google Patents
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Description
この標準時刻信号は、1分毎に分情報、時情報、年月日情報、曜日情報、サマータイム情報等の時刻コードがパルス信号として符号化されており、またパルス信号のレベルの切り替り点が標準時刻に秒同期している。
受信状態は、たとえば設置場所と送信局間の距離により変化し、また郊外や都市部等の設置場所、設置場所の建物の構造、設置場所の窓際からの距離、設置場所でのノイズ発生源からのノイズの影響等により変化する。
また、標準時刻信号に含まれる全ての時刻情報を適正に受信するのに約数分間必要であり、消費電力が比較的大きい。
しかし、上述した時計では、毎正時に時報信号に基づいて秒情報や分情報を修正するが、時報信号からはそれ以外の情報、たとえば時情報や年情報、月情報、日情報、サマータイム情報等に関する情報を得ることができず、それらの情報を修正することができない。
また、他の本発明の目的は、時報信号により修正できる秒情報や分情報以外の時刻情報も修正することができる電波修正時計を提供することにある。
また、本発明によれば、時報信号により修正可能な秒情報や分情報以外の情報も修正することができる電波修正時計を提供することができる。
1.全国に複数の送信局が設置されている。
2.AMラジオ放送電波の送信出力は、標準電波送信局の送信出力よりも大きい。
たとえば札幌、東京、大阪、福岡等の都市部近郊には、表1に示すようにAMラジオ放送局が設置されている。札幌市、東京都、大阪府、福岡市等の都市部から50km以内にラジオ放送局が設けられている。
たとえば埼玉県南埼玉郡菖蒲町から東京NHK第1放送、周波数594kHz、送信出力300kWでAMラジオ放送電波が出力されている。大阪府南河内郡美原町丹上から大阪NHK第1放送、周波数666kHz、送信出力100kWでAMラジオ放送電波が出力されている。
多くの家庭電化製品等の電子装置は、この規格を満たすように設計されているために、それらの電子装置から出力されるノイズ強度が小さい。このためにAMラジオ放送の受信環境がよい。
以下、本実施形態に係る電波修正時計を、図面に関連付けて詳細に説明する。
また、電波受信系11は、たとえばAMラジオ放送局から送信された時報情報を含むラジオ放送電波を受信し、所定の処理を行い信号S1160として制御回路14に出力する。
ラジオ放送周波数切替部1140、AMラジオ受信回路1150、およびフィルタ部1160は、本発明に係る放送電波受信手段の一例に相当する。
本実施形態では、たとえば図2に示すように、フェライトバー1111の両端にコイル部L1111、およびコイル部L1112が設けられている。
詳細には、たとえば標準電波周波数切替部1120は、キャパシタ1121、キャパシタ1122、およびスイッチ1123を有する。
直列接続されたキャパシタ1122およびスイッチ1123は、キャパシタ1121とフェライトバーアンテナ1110に巻きつけられたコイル部L1111とに並列に接続されている。
また、キャパシタ1121の一端、コイル部L1111の一端、スイッチ1123の端子Tbは基準電位GNDに接続されている。スイッチ1123の端子Taにはキャパシタ1122の一端が接続されている。
キャパシタ1121の他端、コイル部L1111の他端、キャパシタ1122の他端は共通に接続され、また標準電波受信回路1130の入力端に接続されている。
詳細にはたとえば、60kHzの標準時刻電波信号を受信する場合には、制御回路14から端子Taと端子Tbを非導通状態に設定させる制御信号CTL1123が出力されると、スイッチ1123は、キャパシタ1122とコイル部L1111を非導通状態に設定することにより、コイル部L1111およびキャパシタ1121により共振回路を形成させ、共振周波数を60kHzに設定する。
詳細には、標準電波受信回路1130は、たとえば不図示のRFアンプ、検波回路、波形整形回路を有し、増幅処理、検波処理、波形整形処理等を行い、処理結果の標準時刻信号を信号S1130として出力する。制御回路14は標準時刻信号に基づいて時刻修正を行う。
電波受信系11で受信される標準電波は、図5(a)に示すような形態で送られてくる。
図6は、標準時刻電波信号の時刻コードの一例を示している。図6(a)は毎時15,45分以外のフォーマット、図6(b)は、毎時15分,45分のフォーマットを示す。送信情報は、分情報・時情報・1月1日からの積算日情報、サマータイム情報(SU1,SU2)、年情報、曜日情報、うるう秒情報(LS1,LS2)、停波情報(ST1〜ST6)となっている。
また、毎時15分および45分の場合に、時刻データの送信は、たとえば図6(b)に示すように、分情報は1秒目から9秒目、時情報は12秒目から19秒目、積算日情報(日情報)は22秒目から34秒目、停波情報は50秒目か56秒目に送信される。
詳細には、たとえばラジオ放送周波数切替部1140は、キャパシタ1141、キャパシタ1142、およびスイッチ1143を有する。
直列接続されたキャパシタ1142およびスイッチ1143は、キャパシタ1141とフェライトバーアンテナ1110に巻きつけられたコイル部L1112とに並列に接続されている。
また、キャパシタ1141の一端、コイル部L1112の一端、キャパシタ1142の一端は、基準電位GNDに接続されている。キャパシタ1142の他端は端子Tcに接続されている。
キャパシタ1141の他端、コイル部L1112の他端、端子Tdは共通に接続され、またAMラジオ受信回路1150の入力端に接続されている。
詳細には大阪NHK第1放送JOBKのラジオ放送電波を受信する場合には、端子Tcと端子Tdを非導通状態に設定させる制御信号CTL1143が制御回路14から出力される。これにより、スイッチ1143は、キャパシタ1142とコイル部L1112を非導通状態に設定させることにより、たとえばコイル部L1112とキャパシタ1141により共振回路を形成させ、共振周波数を666kHzに設定する。
また、AMラジオ受信回路1150は、たとえば制御回路14から出力されたラジオ放送の受信オン状態また受信オフ状態を制御させる制御信号CTL1150に基づいて、ラジオ放送電波の復調等の受信動作の受信オン状態また受信オフ状態を制御する。
たとえばAMラジオ受信回路1150は、図7に示すように、アンプ1151、水晶フィルタ部1152、および検波回路1153を有する。
アンプ1151は、たとえばフェライトバーアンテナ1110およびラジオ放送周波数切替部1140から出力された信号S1140を増幅して信号S1151として水晶フィルタ部1152に出力する。
たとえば、ラジオ放送局から送信されるAMラジオ放送電波には、毎正時(00分00秒)付近に図8に示すような時報情報が含まれている。詳細にはたとえば57秒,58,59秒に周波数440Hzのパルス信号pがAM変調され、毎正時(00分00秒)には予め設定された周波数、たとえば880Hzの正時信号(減衰信号)dがAM変調されている。たとえばパルス信号pおよび減衰信号dの立ち上がり時間T57,T58,T59,T00それぞれが、秒同期している。
時報情報を含むAMラジオ放送電波は、図8に示したパルス信号pおよび減衰信号dを含む場合には、たとえば図9に示すように、搬送波f0を中心に、周波数(f0+f1)および周波数(f0ーf1)に線形状の周波数スペクトラムを有する。
詳細には、水晶フィルタ部1152は、たとえば図7に示すように、第1水晶フィルタ部11521および第2水晶フィルタ11522部を有する。
水晶フィルタ部1152は、たとえば図9に示すように、アンプ1151から出力された信号S1151に基づいて、周波数(f0+f1)または周波数(f0ーf1)成分のみの信号S1152を出力する。
ラジオ受信回路1150にヘテロダイン検波方式を採用した場合、局部発振回路1155の出力する局部発振信号S1155の周波数を変えることにより異なる入力周波数を同一周波数の中間周波数fiに変化させることができる。その結果、図11に示すように、水晶の通過周波数を(fi−f1 )、または、(fi+f1 )となる。
具体的には、東京と大阪のNHK第1放送を受信する場合、中間周波数fiを455kHzとすると、周波数変換のための局部発振周波数は(fi+f1 )に設定されるので、東京のNHK第1放送の場合、局部発振周波数は1049kHzとなり、大阪のNHK第1放送の場合、1121kHzとなる。これにより、共に同一の455kHzに変換されることから、1種類の454.12kHzまたは455.880kHzのみを通過させる水晶フィルタを用いれば良い。
内部時計1401は、たとえばサマータイム情報カウンタ、年情報カウンタ、月情報カウンタ、日情報カウンタ、曜日情報カウンタ、時情報を計時する時カウンタ、分情報を計時する分カウンタ、および秒情報を計時する秒カウンタ等を含む。
詳細には、制御回路14は、受信タイミング制御として、たとえば内部時計1401が計時する時刻情報を基に毎正時を含む所定時間、たとえば毎正時の数10秒前からAMラジオ放送電波を受信させる制御信号CTL1150をAMラジオ受信回路1150に出力する。
通常、水晶時計は月差20秒の精度なので、上述したようにラジオ放送電波の受信を開始すれば確実に時報情報を受信することができる。
こうすることで、時報情報により修正できる分情報や秒情報以外の時刻情報を修正することができる。
たとえば図6(a),(b)に示すように、標準時刻信号のうち、時情報、年情報、月情報、日情報、サマータイム情報、および停波情報等の時刻情報が送信されるタイミングは、予め規定されている。
また、制御回路14は、設定された受信対象の時刻情報が停波情報の場合には、たとえば図6(b)に示すように、毎時15分,45分の50秒目か56秒目を受信させるように、標準電波受信回路1130の受信タイミング制御を行う。
また、たとえば制御回路14は、不図示の入力部(設定手段)により入力された信号に基づいて、受信対象の時刻情報を設定し、たとえば図6(a),(b)に示すように予め規定された標準時刻信号のうち各時刻信号と、送信タイミングを関連付けたテーブルに基づいて、入力された受信対象の時刻信号に対応する受信タイミングを決定し、その決定された受信タイミングに基づいて、標準電波受信回路1130の受信タイミング制御を行ってもよい。
制御回路14は、たとえば初期時やリセットスイッチ12が操作された場合には、指針車の原点検出処理を行い、内部時計1401で計時される時刻情報に応じた駆動信号CTL1およびCTL2を出力して、指針による時刻表示を行う。
制御回路14は、指針の位置検出処理は、時分針車および秒針車の位相合わせ処理、秒針の原点検索処理、時分針の原点検索処理を行い、各指針車の位置を検出した後、所定時刻に指針を設定する。
秒針の原点検索処理は、発光素子142から出力された光が、秒針車に設けられた遮光部および透光部により、受光素子144に受光される、光のオンオフパターンに基づいて原点が検索される。
時分針の原点検索処理は、後述するように、発光素子142から出力された光が、時分針車に設けられた遮光部および透光部により、受光素子144に受光される、光のオンオフパターンに基づいて位置が検索される。
ディスプレイ30は、たとえば図12に示すように、時計本体部100の文字盤201の略中央の指針軸より下側(6時側)に設けられている。
ディスプレイ30は、制御回路14による制御により時刻情報、たとえば、秒情報、分情報、時情報、年情報、月情報、日情報、曜日情報、サマータイム情報、停波情報等をデジタル方式により表示可能である。
発光素子16は、たとえば図5に示すように、文字盤201下側である6時表示部の近傍に設けられている。
また、明暗検出手段としてのCdSセンサ部140は、たとえば図12に示すように、文字盤201の5時表示部の近傍に設けられている。また、図12に示すように、時計本体部100には、秒針202、分針203、および時針204が設けられている。
時計本体部100は、図3および図4に示すように、互いに対向して接続されて輪郭を形成する下ケース111、上ケース112、ならびに、下ケース111および上ケース112で形成される空間内において下ケース111と連結した状態で配置される中板113を有する。
ここで、秒針用ステッピングモータ121は、ステータ121aが中板113に載置して固定され、ロータ121cが中板113と上ケース112とに軸支されており、制御回路14の出力制御信号CTL1に基づいて、その回転方向、回転角度、および回転速度が制御される。
また、これらの透孔123cの内側には、周方向に長尺で回転軸方向に突出する円弧状の付勢ばね123eが、切り欠き孔123fにより画定されている。この円弧状付勢ばね123eは、秒針車123をその回転軸方向に付勢するものである。
そして、発光素子142のアノードは一端がpnpトランジスタQ2のコレクタに接続されたドライブ回路18における抵抗素子R4の他端に接続され、カソードは、接地されると共に、受光素子144のエミッタに接続されている。
受光素子144のコレクタは、制御回路14に接続されている。この制御回路14との接続ラインは、検出信号DT1の制御回路14への出力ラインとなっている。
ドライブ回路18のトランジスタQ2のエミッタは電源電圧Vccの供給ラインに接続され、ベースは抵抗素子R3を介してドライブ信号DR2の出力ラインに接続されている。
すなわち、発光素子142は、制御回路14からローレベルのドライブ信号DR2が出力されたとき発光するようにドライブ回路18に接続されている。
同様に、受光素子144は、下ケース111の外側に開口するように形成された第2配置部としての取付け凹部111c内に配置されており、この取付け凹部111cの底面には、所定径の円形貫通孔111dが開けられている。この円形貫通孔111dは、発光素子142から発せられ、上記透孔を通過してきた光のみをできるだけ通過させて誤検出を防止できるようにするものである。
制御回路14は、指針駆動系を駆動して基準位置検出手段の検出処理に基づいて指針車の基準位置を検出した後、電波受信系11のフェライトバーアンテナ1101および標準電波受信回路1130で受信した標準時刻電波信号に基づいて内部時計1401の計時時刻を修正し、内部時計1401の計時時刻に基づいて指針車の指針位置を設定する。
図22を参照しながら指針位置検出処理を説明する。
そして、パルス数が9に達してもフォトトランジスタからの検出信号DT1出力がハイレベル(電源電圧Vccレベル)からローレベルに切り換わらない場合には、時分針用ステッピングモータ131が1ステップ(パルス)駆動され(ST107)、その後再び秒針用ステッピングモータ121がステップ駆動され(ST102)て、秒針車123が回転駆動される。
比較の結果、得られた出力パターンと記憶された出力パターンとが適合しない場合は、ステップST108に戻り、再び秒針車123が早送りされる。
比較の結果、得られた出力パターンと記憶された出力パターンとが適合しない場合は、ステップST111の処理に戻り、再び分針車134が早送りされる。
すなわち、分針車134によるフォトトランジスタの出力パターンは、図23(a)に示すように、遮光部が作用するオフの幅として、2つの幅狭のB部と1つの幅広のA部とが交互に現れるようなパターンとなり、また、時針車136によるフォトトランジスタの出力パターンは、図23(b)に示すように、遮光部が作用するオフの幅が3種類のD部、E部、C部が所定間隔をおいて交互に現れるようなパターンとなり、両者を合成した出力パターンは、図23(c)に示すように、D部,B部およびA部が組み合わされたパターンと、E部,B部およびA部が組み合わされたパターンと、C部,B部およびA部が組み合わされたパターンの3種類が所定の間隔をおいて現れるパターンとなる。
なお、図23に示すパターンのうちオンとなるパターンの部分は、実際には3番車133の遮光部によりオフとなる部分があるので、歯抜け状のパターンとなっている。
これにより、ドライブ回路18のトランジスタQ2がオフし、発光ダイオードの発光が停止され(ST114)、時刻修正動作を終了する。
たとえばユーザが外部電源201を投入すると、制御回路14は、位相合わせ処理、秒針原点検索処理、分針原点検索処理、および時刻合わせ処理を行う。出荷位置TSとして10時30分に設定した場合、図23(a)〜(c)に示したように、出荷位置TSから秒針車および時分針車を駆動させて検出光を貫通させた後、時分針を止めて秒針原点検索を行う。その後時分針車を回転させて、光検出センサ部140でC部を検出することで、略12時の位置であることを検出し、B部およびA部を検出した時点で停止させることにより、時分針が所定の基準位置12時00分に設定される。
また、標準時刻信号のうち、時報情報により修正できる分情報や秒情報以外の受信対象の時刻情報として時情報が設定されている。
この際、内部時計1401に、時刻情報として年情報、月情報、日情報、曜日情報、時情報、分情報、秒情報、サマータイム情報等が設定される。
ステップST203において、制御回路14は、内部時計1401が計時する標準時刻情報に基づいて表示部20、たとえば上述したように秒針駆動系120、分針駆動系130を駆動させて指針による表示時刻を修正し、ディスプレイ30の表示時刻を修正する。
詳細には、制御回路14は、受信タイミング制御として、たとえば内部時計1401が計時する時刻情報を基に毎正時を含む所定時間、たとえば毎正時の数10秒前からAMラジオ放送電波を受信させる制御信号CTL1150をAMラジオ受信回路1150に出力する。
通常、水晶時計は月差数10秒の精度なので、上述したようにラジオ放送電波の受信を開始すれば確実に時報情報を受信することができる。
詳細には、制御回路14は、標準電波信号の受信周波数を切り替えさせる制御信号CTL1123を出力して、標準電波周波数切替部1120に受信周波数を40kHzまたは60kHzに切り替えさせて、受信状態の良いほうの標準時刻電波信号を受信する。
詳細には、制御回路14は、図6(a),(b)に示すように、標準電波受信回路1130に標準時刻信号のフルコード受信を行わせるように受信タイミング制御を行う。
また、フルコード受信を行う場合と比べて消費電力を低減することができる。
本実施形態では、標準時刻信号のうち、予め受信対象の時刻情報、たとえば時情報やサマータイム情報等が設定されていたが、この形態に限られるものではない。
たとえば、図25に示すように、標準時刻信号のうち、時情報、年情報、月情報、日情報、サマータイム情報、または停波情報のいずれかの時刻情報を標準電波受信回路1130に受信させる受信設定を行う設定部19を設け、制御回路14は、その設定部19から入力された設定情報を示す信号S19に基づいて、標準時刻信号のうち、時情報、年情報、月情報、日情報、サマータイム情報、または停波情報のいずれかの時刻情報を標準電波受信回路1130に受信させる受信タイミング制御を行い、標準電波受信回路1130により受信された、時刻情報に基づいて内部時計1401により計時される時刻情報を修正してもよい。
たとえば、設定部19は、スイッチやボタン、タッチパネル、キーボード等を含む。
上述したように、ユーザにより、標準時刻信号のうち受信対象の時刻情報を設定することができる。
また、表示部20による指針と文字板による時刻表示だけでもよい。
Claims (1)
- 内部時計と、
所定時刻に時報信号を含む放送波を受信する放送波受信手段と、
標準時刻信号を含む標準電波信号を受信する標準電波受信手段と、
前記放送波受信手段により受信される時報信号に基づいて前記内部時計が計時する時刻情報を修正し、
前記標準電波受信手段により受信される標準時刻信号のうち、時情報、年情報、月情報、日情報、サマータイム情報、または停波情報のいずれかの時刻情報を受信させる受信設定を行う設定部を設け、該設定部の操作によって前記設定部から入力された設定情報を示す信号に基づいて、いずれかの前記時刻情報を前記標準電波受信手段に受信させる受信タイミング制御を行い、
操作スイッチを有し、前記操作スイッチが操作された場合に、前記標準電波受信手段に前記標準時刻信号のフルコード受信をさせる受信タイミング制御を行い、
受信された前記時刻情報あるいは前記フルコード受信の結果に基づいて前記内部時計が計時する時刻情報を修正する制御手段と
を有する電波修正時計。
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