JP5169919B2 - 電子機器、時差データ取得方法、時差データのデータ構造 - Google Patents

Description

本発明は、電子機器、時差データ取得方法、時差データのデータ構造に関するものである。

自己位置を測位するためのシステムであるＧＰＳ（Global Positioning System）シス
テムでは、地球を周回する軌道を有するＧＰＳ衛星が用いられており、このＧＰＳ衛星には、原子時計が備えられている。このため、ＧＰＳ衛星は、極めて正確な時刻情報（ＧＰＳ時刻、衛星時刻情報）を有している。

前記ＧＰＳ時刻は、すべてのＧＰＳ衛星で同じ時刻であり、ＵＴＣオフセット（現在は＋１５秒）を加えることで協定世界時（ＵＴＣ）となる。このため、電子時計において、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信してＧＰＳ時刻を取得し、その電子時計を利用している現地時刻（地方時）を表示する場合、ＵＴＣオフセットで補正した後に、ＵＴＣに対する時差を加えて現地時刻に修正する必要があり、予め前記時差を把握する必要がある。
なお、前記ＵＴＣオフセットは、受信した衛星信号のデータから取得するか、あるいは予めＲＯＭに書き込んでおいた所定値を取得して利用すればよい。

このようなＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を用いて位置情報および時刻情報（ＵＴＣ）を取得し、取得した位置情報から測位地点の時差を求めて現地時刻を算出して表示する電波修正時計やナビゲーションシステムが知られている（特許文献１，２参照）。

特開平８−６８８４８号公報 特開２００３−１３９８７５号公報

特許文献１は、測位データを境界位置データと比較することで時差情報を取得している。このため、特許文献１では、時差情報の誤検出を行わないように、記憶手段に全世界の時差領域の境界線データを蓄積する必要がある。
しかし、時差領域の境界線は、複雑に入り組んだ国境であることが多く、これらの境界線のデータを蓄積する場合、膨大なデータになってしまう。このため、腕時計のような小型の電子機器では、サイズやコスト的な制約からメモリ容量も大きくできないため、前記境界線データを蓄積できない。このため、特許文献１の技術は、適用できる機器が限定され、腕時計等の電子機器には適用できないという問題がある。

特許文献２は、移動***置情報に最も近い固定位置情報を抽出して時差情報を取得している。つまり、定点を中心とした円状の領域を設定し、移動***置情報がその領域内であればその定点の時差情報を設定している。このため、時差の境界線が複雑に入り組んだ地域では、誤判定を行う可能性が高い。
また、前記円状の領域のサイズを調整するため、固定範囲情報という重み付けの係数を用いて距離を正規化しているが、時差の境界線が入り組んでおり、移動***置情報の周囲に多くの定点が配置され、かつ位置も近い場合、誤判定が生じないように固定範囲情報を設定することが難しく、データ量も増大するという問題がある。
その上、移動***置情報と各定点の固定位置情報との距離を算出しなければならないため、移動***置情報の周囲に多くの定点があると、その演算処理が複雑で時間がかかり、演算装置の性能が低い腕時計等の電子機器には適用できないという問題がある。

本発明の目的は、精度を維持しながら時差データのデータ容量を削減できてメモリサイズを小さくすることができ、かつ、演算処理を減らして演算性能が低い電子機器でも短時間で時差を特定できる電子機器、時差データ取得方法、時差データのデータ構造を提供することにある。

本発明の電子機器は、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信して位置情報および時刻情報を取得可能な受信部と、データテーブルおよびメモリ位置テーブルが記憶された時差データ記憶手段と、前記受信部で取得した位置情報に対応する時差データを、前記時差データ記憶手段から取得する時差データ取得手段と、を備え、前記データテーブルは、時差データが設定される地理情報を一定サイズに区分した各セグメントに、１つの時差データのみを設定し、前記セグメントを所定数まとめてブロック化し、このブロック単位で前記各セグメントの時差データをブロックデータとして記憶するとともに、時差データの配列が同じブロックは１つのブロックデータのみを保存して、時差データの配列が互いに相違するブロックデータは１つずつ記憶することで構成され、前記メモリ位置テーブルは、前記データテーブルにおいて前記各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置が記憶され、前記時差データ取得手段は、前記受信部で取得した位置情報に対応するブロックを特定し、前記メモリ位置テーブルにおいて前記ブロックに対応するメモリ位置を読み出し、前記データテーブルにおいて前記メモリ位置で示されるブロックデータを取得し、このブロックデータにおいて前記位置情報に対応するセグメントの時差データを取得することを特徴とする。

本発明によれば、時差領域を一定のサイズに区分してセグメント化し、そのセグメント内は同じ時差データとするとともに、複数のセグメントをブロック化してデータテーブルに記憶している。この際、時差は経度を基準に決定されているため、隣接するブロックは同じ時差データを持つ場合が多い。このため、同じデータを持つブロックは１回のみデータテーブルに保存でき、各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置をメモリ位置テーブルに記憶して前記ブロックデータを読み出すことができるため、データ容量を大幅に低減できる。従って、腕時計のように、サイズやコストにより外部メモリの容量サイズに制約がある電子機器においても、必要な精度の時差データを保存することができる。
また、セグメントの幅やブロックの幅を演算しやすい幅に設定することで、浮動小数点、掛け算、割り算などの演算装置が無い低性能のシステムでも短時間で処理することができる。このため、特に、腕時計のような小型の電子機器であり、消費電力やコスト面で低性能のシステムを利用する必要がある電子機器にも適用できる。

本発明の電子機器において、前記データテーブルに記憶された各ブロックデータは、時差が変わる回数、１回目の時差データ、ｎ回目の先頭インデックス、ｎ回目の時差データ（ｎは２以上の整数）で構成されていることが好ましい。

本発明によれば、各ブロックデータを圧縮してデータテーブルに保存できるので、データ容量をより一層削減することができる。さらに、時差が変わる回数や、連続する同じ時差の先頭インデックスを記憶しているので、各ブロックデータ内の特定のセグメントの時差データを、比較演算のみで容易に取得することができる。

本発明の電子機器において、前記時差データ取得手段は、前記メモリ位置テーブルにおける各ブロックのインデックスの基準となる緯度・経度情報と、各ブロックの緯度方向および経度方向のサイズ情報と、取得した位置情報の緯度・経度とを用いて、取得した位置情報に対応するブロックのインデックスを算出して特定し、前記ブロックにおける各セグメントのサイズ情報をさらに用いて、取得した位置情報に対応するセグメントの前記ブロックデータにおける位置を特定してそのセグメントの時差データを取得することが好ましい。

本発明によれば、測位した位置情報がどのブロックやセグメントに該当するのかを計算によって容易に算出することができる。このため、測位情報（緯度・経度）と各ブロックデータとの関係を示すテーブルや、測位情報（緯度・経度）と各セグメントの関係を示すテーブルを用意する必要がないため、データ容量をより一層削減できる。

本発明の電子機器において、前記受信部で取得した時刻情報および前記時差データ取得手段で取得した時差データに基づいて現在時刻を算出する時刻算出手段と、前記現在時刻を表示する時刻表示手段とを備えることが好ましい。

本発明によれば、時刻算出手段は、時差データ取得手段で取得した時差データと、受信部で取得した時刻情報とで、電子機器の現在地の時刻を算出でき、この時刻を時刻表示手段で表示できるので、現在地のローカルタイムを容易に表示することができる。このため、特に、時差が異なる地域を跨って移動する利用者の利便性を高くすることができる。

本発明は、位置情報衛星から送信される衛星信号を受信して位置情報および時刻情報を取得可能な受信部と、データテーブルおよびメモリ位置テーブルが記憶された時差データ記憶手段とを備える電子機器における時差データ取得方法であって、前記データテーブルは、時差データが設定される地理情報を一定サイズに区分した各セグメントに、１つの時差データのみを設定し、前記セグメントを所定数まとめてブロック化し、このブロック単位で前記各セグメントの時差データをブロックデータとして記憶するとともに、時差データの配列が同じブロックは１つのブロックデータのみを保存して、時差データの配列が互いに相違するブロックデータは１つずつ記憶することで構成され、前記メモリ位置テーブルは、前記データテーブルにおいて前記各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置が記憶され、前記受信部で取得した位置情報に対応するブロックを特定し、前記メモリ位置テーブルにおいて前記ブロックに対応するメモリ位置を読み出し、前記データテーブルにおいて前記メモリ位置で示されるブロックデータを取得し、このブロックデータにおいて前記位置情報に対応するセグメントの時差データを取得することを特徴とする。

本発明においても、前記電子機器と同様に、必要な精度を確保しながら、時差データのデータ容量を削減できるため、サイズやコストにより外部メモリの容量サイズに制約がある電子機器においても、必要な精度の時差データを取得できる。
また、セグメントの幅やブロックの幅を演算しやすい幅に設定することで、浮動小数点、掛け算、割り算などの演算装置が無い低性能のシステムでも短時間で時差データを取得することができる。

本発明は、時差データのデータ構造であって、時差データが設定される地理情報を一定サイズに区分した各セグメントに、１つの時差データのみを設定し、前記セグメントを所定数まとめてブロック化し、このブロック単位で前記各セグメントの時差データをブロックデータとして記憶するとともに、時差データの配列が同じブロックは１つのブロックデータのみを保存して、時差データの配列が互いに相違するブロックデータは１つずつ記憶することで構成されたデータテーブルと、前記データテーブルにおいて前記各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置が記憶されたメモリ位置テーブルと、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、時差領域を一定のサイズに区分してセグメント化し、そのセグメント内は同じ時差データとするとともに、複数のセグメントをブロック化してデータテーブルに記憶している。この際、時差は経度を基準に決定されているため、隣接するブロックは同じ時差データを持つ場合が多い。このため、同じデータを持つブロックは１回のみデータテーブルに保存でき、各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置をメモリ位置テーブルに記憶して前記ブロックデータを読み出すことができるため、データ容量を大幅に低減できる。
また、セグメントの幅やブロックの幅を演算しやすい幅に設定することで、浮動小数点、掛け算、割り算などの演算装置が無い低性能のシステムでも短時間で処理することができる。このため、特に、腕時計のような小型の電子機器であり、消費電力やコスト面で低性能のシステムを利用する必要がある電子機器におけるデータ処理に適したデータ構造にすることができる。

本発明の時差データのデータ構造において、前記各ブロックデータは、そのブロックデータにおいて時差が変わる回数、１回目の時差データ、ｎ回目の先頭インデックス、ｎ回目の時差データ（ｎは２以上の整数）で構成されていることが好ましい。

本発明によれば、データテーブルの各ブロックデータを圧縮してデータテーブルに保存できるので、データ容量をより一層削減することができる。さらに、時差が変わる回数や、連続する同じ時差の先頭インデックスを記憶しているので、特定のセグメントの時差データを比較演算のみで容易に取得することができる。

本発明の実施形態であるＧＰＳ付き腕時計を示す概略図である。 ＧＰＳ付き腕時計の回路構成を示す概略図である。 ＧＰＳ付き腕時計の制御装置の構成を示すブロック図である。 時差情報が設定された地理情報の一例を示す図である。 地理情報を区分したセグメントの一例を示す図である。 セグメントをまとめたブロックの一例を示す図である。 時差テーブルの一例を示す図である。 データテーブルの一例を示す図である。 ブロックデータの圧縮方法を説明する図である。 圧縮されたデータテーブルの一例を示す図である。 時差テーブルの一例を示す図である。 オフセットテーブルの一例を示す図である。 圧縮されたデータテーブルの一例を示す図である。 本実施形態の受信処理を示すフローチャートである。

以下、この発明の一実施形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。
尚、以下に述べる一実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

〔ＧＰＳ付き腕時計〕
図１は、本発明に係る電子機器であるＧＰＳ衛星信号受信装置付き腕時計１（以下「ＧＰＳ付き腕時計１」という）を示す概略図である。また、図２は、ＧＰＳ付き腕時計１の主なハードウエア構成等を示す概略図である。
図１に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、文字板２および指針３からなる時刻表示部を備える。文字板２の一部には開口が形成され、ＬＣＤ表示パネル等からなるディスプレイ４が組み込まれている。従って、ＧＰＳ付き腕時計１は、指針３およびディスプレイ４を備えるコンビネーション時計である。

指針３は、秒針、分針、時針等を備えて構成され、ステップモーターで歯車を介して駆動される。
ディスプレイ４はＬＣＤ表示パネル等で構成され、後述するように時差データを表示する他、現在時刻やメッセージ情報等も表示可能とされている。
そして、ＧＰＳ付き腕時計１は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のＧＰＳ衛星５からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、内部時刻情報を修正したり、測位情報つまり現在位置をディスプレイ４に表示できるように構成されている。
なお、ＧＰＳ衛星５は、本発明における位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約３０個のＧＰＳ衛星５が周回している。

また、ＧＰＳ付き腕時計１には、入力装置（外部操作部材）であるボタン６やリュウズ７が設けられている。

［ＧＰＳ付き腕時計の回路構成］
次に、ＧＰＳ付き腕時計１の回路構成について説明する。
ＧＰＳ付き腕時計１は、図２に示すように、ＧＰＳ装置（ＧＰＳモジュール）１０、制御装置（ＣＰＵ）２０、記憶装置（記憶部）３０、表示装置（表示部）４０、外部メモリ５０を備えている。記憶装置３０は、ＲＡＭ３１およびＲＯＭ３２を備える。これらの各装置は、データバス６０等を介してデータを通信している。
なお、表示装置４０は、時刻や測位情報を表示する前記指針３やディスプレイ４で構成されている。
また、前記各装置を作動する電源は、一次電池や二次電池で構成されている。二次電池は、電磁誘導による非接触充電方式を利用したり、腕時計１の文字板２部分にソーラーパネルを設けることで発電した電力を利用して充電すればよい。

［ＧＰＳ装置の構成］
ＧＰＳ装置１０は、ＧＰＳアンテナ１１を備え、ＧＰＳアンテナ１１を介して受信した衛星信号を処理して時刻情報や位置情報を取得するものである。
ＧＰＳアンテナ１１は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のＧＰＳ衛星５からの衛星信号を受信するパッチアンテナとなっている。このＧＰＳアンテナ１１は文字板２の裏面側に配置され、ＧＰＳ付き腕時計１の表面ガラスおよび文字板２を通過した電波を受信するように構成されている。
このため、文字板２および表面ガラスは、ＧＰＳ衛星５から送信される衛星信号である電波を通す材料で構成されている。例えば、文字板２はプラスチックで構成されている。

そして、ＧＰＳ装置１０は、図示を略すが、通常のＧＰＳ装置と同様に、ＧＰＳ衛星５から送信される衛星信号を受信してデジタル信号に変換するＲＦ（Radio Frequency）部と、受信信号の相関判定を行って同期を行うＢＢ部（ベースバンド部）と、ＢＢ部で復調された航法メッセージ（衛星信号）から時刻情報や測位情報を取得する情報取得部とを備える。

ＲＦ部は、バンドパスフィルター、ＰＬＬ回路、ＩＦフィルター、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）、ミキサー、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）、ＩＦアンプ等を備えている。
そして、バンドパスフィルターで抜き出された衛星信号は、ＬＮＡで増幅された後、ミキサーでＶＣＯの信号とミキシングされ、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）にダウンコンバートされる。ミキサーでミキシングされたＩＦは、ＩＦアンプ、ＩＦフィルターを通り、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）でデジタル信号に変換される。

ＢＢ部は、ＧＰＳ衛星５で送信時に使用されたものと同一のＣ／Ａコードからなるローカルコードを生成するローカルコード生成部と、前記ローカルコードとＲＦ部から出力される受信信号との相関値を算出する相関部とを備える。
そして、前記相関部で算出された相関値が所定の閾値以上であれば、受信した衛星信号に用いられたＣ／Ａコードと生成したローカルコードが一致していることになり、衛星信号を捕捉（同期）することができる。このため、受信した衛星信号を、前記ローカルコードを用いて相関処理することで、航法メッセージを復調することができる。

情報取得部は、ＢＢ部で復調した航法メッセージから時刻情報や位置情報を取得する。すなわち、ＧＰＳ衛星５から送信される航法メッセージには、プリアンブルデータ及びＨＯＷワードのＴＯＷ（Time of Week、「Ｚカウント」ともいう）、各サブフレームデータが含まれている。サブフレームデータは、サブフレーム１からサブフレーム５まであり、各サブフレームには、例えば、週番号データや衛星健康状態データを含む衛星補正データ等や、エフェメリス（ＧＰＳ衛星５毎の詳細な軌道情報）や、アルマナック（全ＧＰＳ衛星５の概略軌道情報）などのデータが含まれている。
従って、情報取得部は、受信した航法メッセージから所定のデータ部分を抽出し、時刻情報や位置情報を取得している。このため、本実施形態では、ＧＰＳ装置１０によって受信部が構成されている。

［記憶装置および外部メモリ］
記憶装置３０のＲＯＭ３２には、制御装置２０で実行するプログラム等が記憶されている。一方、記憶装置３０のＲＡＭ３１には、受信により取得した時刻情報や位置情報、時差データが記憶される。
外部メモリ５０は、本発明の時差データ記憶手段であり、後述するように、オフセットテーブル５１と、データテーブル５５とが記憶されている。なお、外部メモリ５０は書き換え可能であるため、各テーブル５１，５５のデータも更新可能とされている。

［制御装置の構成］
制御装置（ＣＰＵ）２０は、ＲＯＭ３２に記憶されたプログラムにより各種制御を行う。このため、制御装置２０は、図３に示すように、受信制御手段２１、時差データ取得手段２２、時刻算出手段２５、時刻表示手段２６を備える。

受信制御手段２１は、ボタン６やリュウズ７などの入力装置によって受信操作が行われたことを検出した場合や、定時受信時刻が設定されている場合にその受信時刻になった場合に、ＧＰＳ装置１０を駆動して衛星信号の受信処理を実行する。
時差データ取得手段２２は、前記ＧＰＳ装置１０で取得した位置情報（経度・緯度）に基づき、外部メモリ５０に記憶されたメモリ位置テーブルであるオフセットテーブル５１およびデータテーブル５５を利用して、現在地の時差データを取得する。

時刻算出手段２５は、ＧＰＳ装置１０で取得した時刻情報（ＧＰＳ時刻＋ＵＴＣオフセット）と、時差データ取得手段２２で取得された時差データに基づいて、現在地における現在時刻（地方時）を算出する。

時刻表示手段２６は、通常は、発振回路からの基準信号で計時された内部時刻を、前記指針３で表示する。また、時刻表示手段２６は、内部時刻をディスプレイ４にデジタル表示することもできる。
そして、時刻算出手段２５で地方時が算出された場合には、この算出された地方時で前記内部時刻を修正して表示する。それ以降は、修正された内部時刻が前記基準信号で更新される。

表示装置４０は、前述したように、指針３やディスプレイ４であり、制御装置２０によって制御されている。すなわち、指針３は、ステップモーターおよび輪列で駆動され、受信した時刻データで修正された内部時刻を指示する。ディスプレイ４は、時刻情報や位置情報等の各種情報を表示する。

［時差データのデータ構造］
次に、前記オフセットテーブル５１およびデータテーブル５５に保存される時差データのデータ構造およびそのデータ作成手順について説明する。
時差は、各国や地域におけるローカルタイム（地方時）と、協定世界時（ＵＴＣ）との時間差であるから、理論的には経度によって設定される。但し、実際の時差領域の境界線は、図４に示すように、複雑に入り組んだ国境であることが多い。

このような全世界の時差領域の境界線データに対し、図５に示すように、経度および緯度を一定の幅でセグメント化する。セグメント化する際に、経度と緯度は同じ幅に設定してもよいし、異なる幅に設定してもよい。要するに、セグメントの経度の幅（サイズ）は、緯度の幅（サイズ）と同じでも良いし、異なっていても良い。そして、すべてのセグメントを同じサイズに設定している。
また、経度や緯度の幅は、１度、３０分、１０分などの演算しやすい幅に設定すれば、浮動小数点、掛け算、割り算などの演算装置が無い低性能のシステムでも短時間で処理できる。

この際、区分された各セグメント内の地域は時差を統一する。例えば、図５のセグメントＳは、時差＋６時間の地域と、＋８時間の地域が混在しているが、面積が大きい＋６時間の時差に統一する。上記の地域を異なるセグメントに設定する場合には、セグメントのサイズを変更すればよい。例えば、各セグメントの経度方向の幅を約１／３にすれば、前記時差領域も分けて設定できる。
従って、各セグメントの幅は、各地域の時差データを考慮して設定すればよい。

次に、図６に示すように、全領域に対してセグメントをブロック化する。ブロックのセグメント数は、経度と緯度でそれぞれ違う数を指定しても良い。図６の例では、経度方向には２つ、緯度方向には５つの計１０個のセグメントで１つのブロックＢとしている。そして、すべてのブロックＢは、同じサイズ（セグメント数）に設定している。
この際、ブロックのサイズが、１度、１０度、９０度などの演算しやすい幅となるようにセグメント数を設定すれば、浮動小数点、掛け算、割り算などの演算装置が無い低性能のシステムでも短時間でブロックの位置を計算することができる。

次に、各ブロックにおける各セグメントの時差データからなるブロックデータをデータテーブル５５に保存する。この際、時差は経度を基準に決定されているため、隣接のブロックは同じ時差データを持つケースが多い。このため、時差データの配列が同じブロックデータをまとめ、そのブロックデータはデータテーブルに１つのみ保存することで、データ量を削減できる。
例えば、図７に示すような時差データ（時差テーブル）が存在するとする。ここで、各ブロックは、経度方向（図７において横方向）の幅寸法は、１つのセグメント分とされ、緯度方向（図７において縦方向）の幅寸法は８個のセグメント分とされている。例えば、図７に示すように、経度方向のセグメントの番号を０〜７、緯度方向のセグメントの番号を０〜１５と設定した場合、時差データの左上のブロックデータＢ０は、経度方向のセグメント番号が「０」で、緯度方向のセグメント番号が「０〜８」の計８個のセグメントで構成されている。

そして、図７に示す時差データにおいて、上段の左４個のブロックデータＢ０は、各セグメントの時差がすべて「０（時間）」とされている。また、下段の右から４番目のブロックデータＢ２は、各セグメントの時差が上のセグメントから順に「＋１、＋１、０、０、＋１、＋１、＋１、＋１（時間）」とされている。その他のブロックデータＢ１は、各セグメントの時差が上のセグメントから順に「０、０、０、０、＋１、＋１、＋１、＋１（時間）」とされている。
従って、図７に示す時差データでは、１６個のブロックデータが存在するが、図８に示すように、データテーブル５５には、時差データの配列が同じブロックデータは１つのみ保存すれば良いため、３種類のブロックデータＢ０，Ｂ１，Ｂ２のみを保存すればよい。従って、１６個のブロックデータをそのまま保存する場合に比べて、データ容量を３／１６＝約１９％に削減できる。

上記の処理でもデータ容量を削減できるが、本実施形態では、データテーブル５５に記憶するデータ容量をさらに削減するために、データ圧縮処理を行っている。
すなわち、ブロック内の各セグメントの時差データは、同じ時差が連続するケースが多い。従って、この特徴を利用し、例えば、ランレングス法などのデータ圧縮方法を用いることで圧縮できる。

なお、一般的なランレングス法は、連続するデータを、その長さとデータで表すことで圧縮するものであるが、その場合、各ブロックデータにおける特定位置のセグメントの時差データを取得するためには算術演算が必要となる。このため、本実施形態では、ランレングス法を改良して用いている。
すなわち、図９に示すように、各データテーブル５５のデータを、「時差が変わる回数、１回目（最初）の時差、２回目の時差の先頭インデックス、２回目の時差、…、ｎ回目の時差の先頭インデックス、ｎ回目の時差」の形にして保存する。

例えば、ブロックデータＢ２は、時差が「＋１→０→＋１」と２回変化する。ここで、図８に示すように、ブロックデータＢ２の８個の時差データのインデックスを「０〜７」に設定した場合、ブロックデータＢ２は、インデックス「２」で時差「０」に変化し、インデックス「４」で時差「＋１」に変化する。
従って、ブロックデータＢ２は、時差が変わる回数が「２」、１回目の時差が「＋１」、２回目の時差の先頭インデックスが「２」、２回目の時差が「０」、３回目の時差の先頭インデックスが「４」、３回目の時差が「＋１」である。このため、データテーブル５５には、図１０に示すように、ブロックデータＢ２は圧縮されて「２、＋１、２、０、４、＋１」と記録される。

同様に、ブロックデータＢ０は、すべての時差が「０」であるため、時差が変わる回数は「０」、１回目の時差「０」で表すことができる。また、ブロックデータＢ１は、時差が変わる回数が「１」、１回目の時差が「０」、２回目の時差の先頭インデックスが「４」、２回目の時差が「＋１」で表される。
この本実施形態の方法によれば、特定位置のセグメントの時差データを取得するためには比較演算のみで取得できる利点がある。

以上の処理により、時差データを圧縮してデータテーブル５５に保存している。図７に示す例では、時差データには、１ブロック８個の時差データが、１６ブロック分あるが、データテーブルでは、１２個のデータに圧縮できるため、１２／（８＊１６）＝約１０％に圧縮することができる。

一方、オフセットテーブル（メモリ位置テーブル）５１には、データテーブル５５の各ブロックデータＢ０，Ｂ１，Ｂ２のメモリ位置を示すオフセットアドレスを保存する。
すなわち、オフセットテーブル５１には、各ブロックデータを示すオフセットアドレスが２次元の配列形式で保存されている。すなわち、図１１に示すように、各ブロックデータの緯度方向のインデックスをＡ，Ｂとし、経度方向のインデックスを０〜７とした場合、図１２に示すように、オフセットテーブル５１の配列（Ａ，０）〜（Ｂ，７）にそれぞれオフセットアドレスを保存する。
本実施形態では、図１３に示すように、データテーブル５５において、ブロックデータＢ０には「０ｘ００００」、ブロックデータＢ１には「０ｘ０００２」、ブロックデータＢ２には「０ｘ０００６」の各オフセットアドレスが付与されているので、これらの各アドレスデータがオフセットテーブル５１に保存されている。
なお、各オフセットアドレスにおいて、「０ｘ」は１６進数であることを示す接頭辞であり、その後ろの４桁の数字が１６進数であることを示している。従って、オフセットアドレス「０ｘ００００」は、データテーブル５５において、１６進数「００００」で示されるアドレスを指示していることになる。

［受信処理および時差データ取得処理］
次に、ＧＰＳ付き腕時計１の受信処理および時差データの取得処理について、図１４のフローチャートも参照して説明する。
図１４に示す処理は、通常、利用者の受信操作が行われた場合に実行される。すなわち、位置情報を取得つまり測位を行うためには、ＧＰＳ衛星５の正確な軌道情報であるエフェメリスパラメータを４衛星分、受信する必要がある。ＧＰＳ衛星５のエフェメリスパラメータを４衛星分取得するには約６０秒程度かかり、消費電力も大きくなる。このため、利用者が位置情報の受信が必要となった場合、例えば、自国から外国に旅行した場合や、外国から自国に戻った場合のように、ＧＰＳ付き腕時計１の時刻を修正する場合に受信操作を行えばよい。なお、予め決められた時間に，受信処理を自動的に行うように設定されている場合は、その時間になった時に図１４の処理を実行してもよい。

受信操作が行われると、制御装置２０の受信制御手段２１は、ＧＰＳ装置（ＧＰＳモジュール）１０を駆動して位置情報を取得する（Ｓ１１）。なお、位置情報を取得する場合、時刻情報も同時に取得できるため、Ｓ１１では時刻情報も取得される。この際、受信制御手段２１は、受信により取得した位置情報、時刻情報をＲＡＭ３１に記憶する。

次に、時差データ取得手段２２は、取得した位置情報に基づいてオフセットテーブル５１の位置を計算する（Ｓ１２）。すなわち、時差データ取得手段２２は、取得した位置情報に対応するブロックが、オフセットテーブル５１において、どの位置（インデックス）に該当するのかを計算する。
ここで、ブロックデータのインデックスは、予め決められた基準点から割り当てられているので、ブロックデータのサイズと緯度・経度が特定できれば、どのブロックデータに該当するかを計算で求めることができる。
例えば、ブロックデータの緯度の幅を３０度毎に設定し、北緯９０〜６０度の範囲をインデックス「Ａ」、北緯６０〜３０度の範囲をインデックス「Ｂ」等と設定すれば、北緯９０〜０度、南緯０〜９０度までの各ブロックは、インデックス「Ａ〜Ｆ」に設定できる。ここで、例えば、位置情報が北緯３５度４０分（東京駅近辺）であれば、上記インデックス「Ｂ」に該当することは計算で容易に求めることができる。
同様に、ブロックデータの経度の幅を１度毎に設定し、東経０〜１度の範囲をインデックス「０」、東経１〜２度の範囲をインデックス「１」等と設定すれば、東経０〜１８０度、西経１８０〜０度までは、順次インデックス「０〜３５９」に設定される。ここで、例えば、位置情報が東経１３９度４６分（東京駅近辺）であれば、上記インデックス「１３９」に該当することは計算で容易に求めることができる。
従って、緯度・経度の情報が分かれば、ブロックデータの基準点やサイズは予め分かっているため、その地点がどのブロックデータに該当するかを容易に算出できる。上記東京駅の例では、（Ｂ，１３９）のブロックデータであることが求められる。

次に、時差データ取得手段２２は、オフセットテーブル５１からデータテーブル５５のアドレス（メモリ位置）を読み取る（Ｓ１３）。例えば、図１２の例において、測位位置に対応するブロックが（Ａ，４）であれば、オフセットアドレス「０ｘ０００２」を読み取る。
そして、時差データ取得手段２２は、読み取ったデータテーブル５５のアドレスを元に、データテーブル５５から時差データを読み取る（Ｓ１４）。

このＳ１４における処理は具体的には以下の通りである。
時差データ取得手段２２は、ブロックデータに含まれる各セグメントの幅（サイズ）を把握しているため、位置情報からブロックデータの何番目のセグメントであるかを把握できる。
例えば、ブロックデータの幅が緯度３０度、経度１度に設定されている際に、そのブロックデータは、緯度５度、経度１度のサイズのセグメントで構成されているとする。この場合、ブロックデータ内のセグメントは、緯度方向に６個、経度方向に１個の計６個となる。例えば、上記北緯３５度４０分、東経１３９度４６分の地点が含まれるブロックデータ（Ｂ，１３９）においても、６個のセグメントが含まれる。そして、各セグメントにおいて、北緯６０〜５５度の範囲のインデックスを「０」、北緯５５〜５０度の範囲のインデックスを「１」、…、北緯４０〜３５度の範囲のインデックスを「４」、北緯３５〜３０度の範囲のインデックスを「５」と設定すると、北緯３５度４０分の地点は、インデックス「４」のセグメントに含まれる。すなわち、北緯３５度４０分の地点は、インデックス「０」のセグメントから数えて５番目のセグメントに該当することが分かる。

そして、時差データ取得手段２２は、ブロックデータにおいて何番目のセグメントに該当するかが分かれば、データテーブル５５に保存されたブロックデータを順次読み出すことで、そのセグメントの時差データを取得できる。
例えば、図１３に示すデータテーブル５５において、ブロックデータＢ０内に含まれるセグメントの場合、時差データ取得手段２２は、ブロックデータＢ０の最初のデータが０であるため、時差が変わる回数は０回と認識できる。そのため、ブロックデータＢ０内の全てのセグメントの時差データは、１回目の時差「０」であることも分かるため、その１回目の時差データを読み出せば、位置情報に対応する時差データ＝「０」時間を取得できる。
また、ブロックデータＢ１内に含まれるセグメントの場合、時差が変わる回数は１回であり、２回目の時差の先頭インデックスは「４」であるため、測位位置情報に対応するセグメントのインデックスが「０〜３」の場合には、１回目の時差データと、２回目の時差の先頭インデックスを読み出した時点で、時差データが「０」であることが分かる。また、インデックスが「４〜７」の場合には、２回目の時差データまで読み出せば、時差データが「＋１」であることが分かる。
同様に、ブロックデータＢ２内に含まれるセグメントの場合、測位位置情報に対応するセグメントのインデックスが「０〜１」の場合には、１回目の時差データと、２回目の時差の先頭インデックスを読み出した時点で、時差データが「＋１」であることが分かる。また、インデックスが「２〜３」の場合には、２回目の時差データと、３回目の時差の先頭インデックスまで読み出せば、時差データが「０」であることが分かる。さらに、インデックスが「４〜７」の場合には、３回目の時差データを読み出せば、時差データが「＋１」であることが分かる。

次に、時刻算出手段２５は、時差データ取得手段２２で取得した時差データを、ＲＡＭ３１の時差記憶領域に記憶して時差を設定する（Ｓ１５）。そして、時刻算出手段２５は、受信したＧＰＳ時刻にＵＴＣオフセットと前記時差データを加算する。すなわち、ＧＰＳ時刻をＵＴＣオフセットで補正すれば、ＵＴＣ（共通世界時）と同じになるため、さらにＵＴＣとの時差を加算すれば、現在地での現時刻を算出できる。
例えば、位置情報から求められた時差データが「＋９」である場合、時刻算出手段２５は、ＵＴＣに対する時差「＋９」を設定し、ＧＰＳ時刻＋ＵＴＣオフセットつまりＵＴＣが例えば「１時１０分」であれば、その時刻に９時間を加算し、現在地のローカルタイム「１０時１０分」を算出する。
なお、この時差設定情報は、前述の通り、ＲＡＭ３１に記憶されるため、その後に、ＧＰＳ衛星５から時刻情報のみを受信した場合には、時刻算出手段２５は、取得した時刻情報にＲＡＭ３１に記憶された時差を加算して現地時刻（地方時）を算出する。

次に、時刻表示手段２６は、時刻算出手段２５で算出された時刻、つまりＧＰＳ時刻に対して時差を反映した現時刻を表示する（Ｓ１６）。
すなわち、時刻表示手段２６は、ステッピングモーターを駆動して、算出された時刻を指示する位置まで指針３を早送りで移動する。また、ディスプレイ４に、例えば、取得された位置情報や時差データと、算出した時刻とを表示する。
これにより、表示時刻を現在地の時刻に修正するための受信処理が終了する。

［第１実施形態の効果］
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
時差データを保存する際に、まず、時差領域を一定のサイズに区分してセグメント化し、そのセグメント内は同じ時差データとするとともに、複数のセグメントをブロック化している。この際、時差は経度を基準に決定されているため、隣接するブロックは同じ時差データを持つ場合が多い。この特徴を利用し、同じデータを持つブロックは１回（１つ）のみデータテーブル５５に保存することで、データ容量を大幅に低減できる。また、各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置はメモリ位置テーブルに記憶しているので、データテーブル５５に同じブロックデータをまとめて１つのみ記憶しても、各ブロックに対応するブロックデータを確実に読み出すことができる。従って、腕時計１のように、サイズやコストにより外部メモリ５０の容量サイズに制約がある電子機器においても、必要な精度の時差データを保存することができる。

また、データテーブル５５内の各ブロックデータにおいても、隣接するセグメントの時差データは同じ時差が連続する場合が多くなる。この点に着目し、各ブロックデータを圧縮してデータテーブル５５に保存しているので、データ容量をより一層削減することができる。例えば、各セグメントのデータをそのまま保存した場合に比べて、１／１０以下のデータ容量にできる。
さらに、データの圧縮方法として、ブロックデータ内で同じデータが連続する場合が多いという時差データの特色を考慮し、最初に時差が変わる回数のデータを記録し、その後に、１回目の時差、…、ｎ回目の時差の先頭インデックス、ｎ回目の時差というランレングス法を改良した方法で圧縮しているので、ブロックデータ内の特定のセグメントの時差データを、比較演算のみで容易に取得することができる。すなわち、一般的なランレングス法は、データと、そのデータが連続する長さとで表す。このため、ブロック内の特定位置（例えばｎ番目）のセグメントの時差情報を取得する場合に、各データの長さを加算しながら前記ｎと比較してそのｎ番目のデータを取得しなければならない。一方、本発明では、各データの先頭インデックスが記憶されているので、データテーブル５５のブロックデータを順次読み出し、各先頭インデックスと特定位置（ｎ番）とを比較することで、時差データも取得することができ、データ加算演算が不要にできる利点がある。

さらに、各セグメントのサイズやブロックのサイズを統一しているので、測位した位置情報がどのブロックやセグメントに該当するのかを容易に算出することができる。このため、測位情報（緯度・経度）と各ブロックデータとの関係を示すテーブル、例えば、北緯９０〜６０度が「Ａ」、６０〜３０度が「Ｂ」、東経０〜１度が「０」、１〜２度が「１」等の関係を示すテーブルを別途用意する必要もなく、その分、データ容量を削減できる。
同様に、測位情報（緯度・経度）と各セグメントの関係を示すテーブルも用意する必要がないため、データ容量をより一層削減できる。

また、セグメントの幅やブロックの幅を演算しやすい幅に設定することで、浮動小数点、掛け算、割り算などの演算装置が無い低性能のシステムでも短時間で処理することができる。このため、特に、腕時計１のような小型の電子機器であり、消費電力やコスト面で低性能のシステムを利用する必要がある電子機器にも適用できる。特に、消費電力を削減できることで、電子機器の持続時間を長くでき、充電や電池交換の間隔を長くできて取り扱いやすい電子機器にすることができる。

ＧＰＳ付き腕時計１は、位置情報を取得できれば、自動的に時差データを取得できる。このため、現在地のローカルタイムを容易に表示することができ、特に、時差が異なる地域を跨って移動する利用者の利便性を高くすることができる。

さらに、時差データの精度は、セグメントのサイズによって調整することができる。従って、用途などに応じてセグメントのサイズを設定すれば、必要な精度の時差データを取得することができる。

また、ＧＰＳ付き腕時計１のような小型（携帯型）の電子機器は内部メモリ（記憶装置３０）の容量が小さいため、時差データは外部メモリ５０に保存する必要がある。また、割り当てられるメモリマップ上のアドレスも制限されているため、シリアルＩ／Ｆのように何らかのデータ通信を通じて外部メモリ５０からデータを読み取る必要がある。
本実施形態では、位置情報からオフセットテーブル５１のアドレス保存位置（ブロックデータのインデックス）を計算で特定でき、かつ、データテーブル５５のメモリ位置（オフセットアドレス）は、オフセットテーブル５１の保存データから特定できる。従って、最低限のメモリアクセスで時差データを取得することができる。

［変形例］
なお、本発明は前記各実施形態に限定されない。
例えば、セグメントのサイズは、時差データに要求する精度に応じて設定すればよい。
また、ブロックのサイズも適用する電子機器の外部メモリ５０の容量や、演算装置の性能などに応じて適宜設定すればよい。
ここで、ブロックサイズに対するデータ量と処理ステップ数の関係は、表１に示す通りである。

すなわち、ブロックサイズが大きいと、ブロック数が少なくなるため、オフセットテーブル５１のデータ量は減少できる。一方、ブロックサイズが大きくなると、異なるデータパターンのブロックも増えるため、データテーブル５５のデータ量は増加する。但し、前記実施形態の例でも分かるように、データテーブル５５のデータは圧縮処理を行うこともできて、元々のデータ量がオフセットテーブル５１に比べて小さいため、オフセットテーブル５１およびデータテーブル５５を含めた全体データ量は減少する。但し、ブロックサイズが大きいために、処理ステップ数は増加することになる。

一方、ブロックサイズが小さいと、ブロック数が増えるため、オフセットテーブル５１のデータ量は増加する。また、ブロックサイズが小さいと、同一のデータパターンのブロックも増えるため、データテーブル５５のデータ量は減少する。このため、オフセットテーブル５１およびデータテーブル５５を含めた全体データ量は増加する。また、ブロックサイズが小さいために、処理ステップ数は減少することになる。

このため、低いクロック周波数、低性能の演算装置を持つシステムでは、外部メモリ５０のメモリサイズが許容する範囲内でブロックサイズを小さくすることで、処理ステップ数を削減でき、短時間で時差を特定できる。
一方、高いクロック周波数、高性能の演算装置を持つシステムであれば、ブロックサイズを大きくして処理ステップ数が増えても処理時間を短くできるため、データ量を最大限削減することができる。
従って、ＧＰＳ付き腕時計１のような携帯型の電子機器においては、メモリサイズが許容する範囲でブロックサイズを小さくして、低いクロック周波数、低性能の演算装置を持つシステムでも時差データを取得できるように構成すればよい。

また、前記実施形態の図１１に示す時差テーブルの例では、各ブロックは経度方向には１つのセグメントで構成していたが、図６に示すブロックのように、経度方向にも複数のセグメントを設定してもよい。この場合、ブロックデータ内での各セグメントの時差データの並び順は、予め設定しておけばよい。例えば、図６に示すブロックの例では、左側の列の上から下の順で並べ、次に右側の列の上から下の順に並べればよい。

さらに、データテーブル５５におけるブロックデータとしては、図８に示すような圧縮しない状態で保存したものでもよいし、前記実施形態で説明した方法とは異なる圧縮方法で圧縮したものでもよい。

さらに、前記実施形態では、本発明を指針３およびディスプレイ４を備えるコンビネーション時計に適用していたが、指針を備えないデジタル時計に適用してもよい。
また、本発明の電子機器は、腕時計に限定されず、懐中時計でもよく、携帯して利用される各種の電子時計に広く利用できる。
さらに、電子機器としては、時計機能に加えて他の機能も備える各種の電子機器であってもよい。例えば、ＧＰＳ機能および時計機能を備える携帯電話機や、登山などに用いられるＧＰＳ付きのナビゲーション機器などの各種電子機器にも広く利用できる。
また、電子機器としては、時刻表示手段を備えずに外部の機器に時差データ等を出力するものでもよい。例えば、パソコンの外部インターフェースに接続可能とされ、取得した時差データや、位置情報・時刻情報を出力可能に構成された機器などでもよい。

また、本発明のデータ構造を有する時差データは、各種記憶媒体やネットワークを介して各種電子機器に提供できるものであればよい。このため、セグメントのサイズや、ブロックのサイズが異なる時差データを複数種類用意しておき、電子機器に記憶する時差データを利用者等が選択できるようにしてもよい。この場合、例えば、時差領域の境界線が複雑な地域で使用される機器に対しては、セグメントのサイズが小さな時差データを提供するなど、利用状況に応じて適切な精度の時差データを提供できる。

また、上述の実施形態は、位置情報衛星としてＧＰＳ衛星５について説明したが、本発明の位置情報衛星としては、ガリレオ（ＥＵ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、北斗（中国）などの他の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）や、ＳＢＡＳなどの静止衛星や準天頂衛星などの時刻情報を含む衛星信号を発信する位置情報衛星でも良い。

１…ＧＰＳ付き腕時計、３…指針、４…ディスプレイ、５…ＧＰＳ衛星、１０…ＧＰＳ装置、２０…制御装置、２１…受信制御手段、２２…時差データ取得手段、２５…時刻算出手段、２６…時刻表示手段、３０…記憶装置、３１…ＲＡＭ、３２…ＲＯＭ、４０…表示装置、５０…外部メモリ、５１…オフセットテーブル、５５…データテーブル。

Claims (7)

1. 位置情報衛星から送信される衛星信号を受信して位置情報および時刻情報を取得可能な受信部と、
   データテーブルおよびメモリ位置テーブルが記憶された時差データ記憶手段と、
   前記受信部で取得した位置情報に対応する時差データを、前記時差データ記憶手段から取得する時差データ取得手段と、を備え、
   前記データテーブルは、時差データが設定される地理情報を一定サイズに区分した各セグメントに、１つの時差データのみを設定し、前記セグメントを所定数まとめてブロック化し、このブロック単位で前記各セグメントの時差データをブロックデータとして記憶するとともに、時差データの配列が同じブロックは１つのブロックデータのみを保存して、時差データの配列が互いに相違するブロックデータは１つずつ記憶することで構成され、
   前記メモリ位置テーブルは、前記データテーブルにおいて前記各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置が記憶され、
   前記時差データ取得手段は、前記受信部で取得した位置情報に対応するブロックを特定し、前記メモリ位置テーブルにおいて前記ブロックに対応するメモリ位置を読み出し、前記データテーブルにおいて前記メモリ位置で示されるブロックデータを取得し、このブロックデータにおいて前記位置情報に対応するセグメントの時差データを取得する
   ことを特徴とする電子機器。
2. 請求項１に記載の電子機器において、
   前記データテーブルに記憶された各ブロックデータは、時差が変わる回数、１回目の時差データ、ｎ回目の先頭インデックス、ｎ回目の時差データ（ｎは２以上の整数）で構成されている
   ことを特徴とする電子機器。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子機器において、
   前記時差データ取得手段は、
   前記メモリ位置テーブルにおける各ブロックのインデックスの基準となる緯度・経度情報と、各ブロックの緯度方向および経度方向のサイズ情報と、取得した位置情報の緯度・経度とを用いて、取得した位置情報に対応するブロックのインデックスを算出して特定し、
   前記ブロックにおける各セグメントのサイズ情報をさらに用いて、取得した位置情報に対応するセグメントの前記ブロックデータにおける位置を特定してそのセグメントの時差データを取得する
   ことを特徴とする電子機器。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の電子機器において、
   前記受信部で取得した時刻情報および前記時差データ取得手段で取得した時差データに基づいて現在時刻を算出する時刻算出手段と、
   前記現在時刻を表示する時刻表示手段と
   を備えることを特徴とする電子機器。
5. 位置情報衛星から送信される衛星信号を受信して位置情報および時刻情報を取得可能な受信部と、
   データテーブルおよびメモリ位置テーブルが記憶された時差データ記憶手段とを備える電子機器における時差データ取得方法であって、
   前記データテーブルは、時差データが設定される地理情報を一定サイズに区分した各セグメントに、１つの時差データのみを設定し、前記セグメントを所定数まとめてブロック化し、このブロック単位で前記各セグメントの時差データをブロックデータとして記憶するとともに、時差データの配列が同じブロックは１つのブロックデータのみを保存して、時差データの配列が互いに相違するブロックデータは１つずつ記憶することで構成され、
   前記メモリ位置テーブルは、前記データテーブルにおいて前記各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置が記憶され、
   前記受信部で取得した位置情報に対応するブロックを特定し、前記メモリ位置テーブルにおいて前記ブロックに対応するメモリ位置を読み出し、前記データテーブルにおいて前記メモリ位置で示されるブロックデータを取得し、このブロックデータにおいて前記位置情報に対応するセグメントの時差データを取得する
   ことを特徴とする時差データ取得方法。
6. 時差データのデータ構造であって、
   時差データが設定される地理情報を一定サイズに区分した各セグメントに、１つの時差データのみを設定し、前記セグメントを所定数まとめてブロック化し、このブロック単位で前記各セグメントの時差データをブロックデータとして記憶するとともに、時差データの配列が同じブロックは１つのブロックデータのみを保存して、時差データの配列が互いに相違するブロックデータは１つずつ記憶することで構成されたデータテーブルと、
   前記データテーブルにおいて前記各ブロックに対応するブロックデータが保存されているメモリ位置が記憶されたメモリ位置テーブルと、を備える
   ことを特徴とする時差データのデータ構造。
7. 請求項６に記載の時差データのデータ構造において、
   前記各ブロックデータは、そのブロックデータにおいて時差が変わる回数、１回目の時差データ、ｎ回目の先頭インデックス、ｎ回目の時差データ（ｎは２以上の整数）で構成されている
   ことを特徴とする時差データのデータ構造。

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