JP7396086B2 - システム、電波修正時計およびシステムの制御方法 - Google Patents
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Description
特許文献2には、近隣の装置との間でBluetooth(登録商標)による近距離無線通信を行うことにより、当該装置から情報を取得して時刻を修正する電子時計が開示されている。
一方、特許文献2の電子時計は、例えば、スマートフォンと電子時計との間で近距離無線通信を行う場合、スマートフォンでは電子時計との通信を行うアプリケーションを起動しておく必要があり、ユーザーにとって煩わしい。
図1は、本実施形態に係るシステム10の構成を示す図である。システム10は、電波修正時計1と、携帯装置100とを含む。携帯装置100は、スマートフォンやタブレット、モバイルパソコン等であり、移動体通信網や公衆無線LAN(Local Area Network)などのネットワーク網を構成する基地局およびインターネット網を介して図示略のサーバー等と通信可能に構成されている。携帯装置100は、移動体通信網などを介して時刻情報を取得できるため、自動的に現在地の時刻に合わせた時刻を表示できる。
本実施形態の電波修正時計1は、図1に示すように、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星や準天頂衛星などの位置情報衛星Sからの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、表示時刻を修正できるように構成されている。さらに、電波修正時計1は、発電装置として太陽電池パネルを備え、太陽電池パネルで発電した電力を蓄電する二次電池を備える。
したがって、電波修正時計1は、太陽光などの光エネルギーを電気エネルギーに変換するソーラー機能と、位置情報衛星から受信した衛星信号に基づいて現在地時刻を表示する衛星電波修正機能とを備える。
なお、太陽電池パネルは、照射される光エネルギーに応じて発電電圧が変動するため、照射される光の光量が閾値レベル以上であるか否かを検出する光センサーとしても利用できる。
なお、本実施形態では、ケース胴13と裏蓋5とは、別体で構成されているが、これに限らず、ケース胴13および裏蓋5が一体化されたワンピースケースを用いてもよい。
また、以降の説明において、電波修正時計1を、文字板11の表面に直交する方向から見ることを平面視という。
外装ケース2の12時側には第1バンド15が接続され、6時側には第2バンド16が接続され、第1バンド15および第2バンド16は、図示略の中留で連結されている。第1バンド15、第2バンド16は、外装ケース2に取り付けられるチタン等の金属製のエンドピースと、複数の駒とを備えるメタルバンドである。なお、バンドとしては、メタルバンドに限らず、レザーバンドや樹脂バンドなどでもよい。
第1小窓770は、文字板11の平面中心に対して2時方向に設けられる。第2小窓780は、文字板11の平面中心に対して10時方向に設けられる。第3小窓790は、文字板11の平面中心に対して6時方向に設けられる。
文字板11には、その平面中心に対して、4時と5時との間の方向に矩形の日窓5Aが設けられている。文字板11の裏面側には日車5Bが配置され、日車5Bは日窓5Aから視認可能となっている。
前述の秒針3B、分針3C、時針3D、指針771、781、791、792および日車5Bは、図示略のモーターおよび輪列を介して駆動される。
パワーインジケーターは、第2小窓780の9時位置から略8時位置に渡って帯状に表示され、9時位置がF(Full)、8時位置がE(Empty)を意味する。すなわち、二次電池24の電池電圧が第一閾値以上の場合に指針781がFを指示して充電量が十分であることを示し、電池電圧が第一閾値より低い第二閾値未満の場合に指針781がEを指示して充電量が不足していることを示す。電池電圧が第二閾値以上、第一閾値未満の所定値の場合、指針781がFとEの間を指示して充電量が下がっていることを示す。
機内モードを示す飛行機マークは、第2小窓780の略9.5時位置に表示されている。機内モードは、後述するように、自動受信条件に該当しても自動受信処理を開始しない自動受信禁止モードの一例である。
受信モードの測時モードを示す「1」は略10時位置に表示され、測位モードを示す「4+」は略11時位置に表示されている。
近距離無線通信モードを示す記号「BLE」は、第2小窓780の6時位置から略8時位置に渡って表示されている。
クロノグラフ時を指示する目盛は、第2小窓780の12時位置から3時位置を経由して6時位置まで6時間分の目盛が設定されている。
次に、電波修正時計1の外装ケース2に内蔵される内部構造について説明する。
図3は電波修正時計1の要部断面図である。図3に示すように、円筒状のケース胴13の上側(表面側)には円筒状のベゼル14が嵌合されており、ベゼル14の上側の開口は、円板状のカバーガラス31で塞がれている。また、ケース胴13の下側(裏面側)の開口は、裏蓋5で塞がれている。ケース胴13と裏蓋5は、例えばスクリュー溝で固定されている。電波修正時計1の外装ケース2は、例えば、ケース胴13と、ベゼル14と、カバーガラス31と、裏蓋5とで構成されている。
外装ケース2の本体部分となるケース胴13と、裏蓋5およびベゼル14はステンレス、チタン、アルミ、真鍮などの金属で作られている。なお、ベゼル14部分はジルコニア(ZeO2)、炭化チタン(TiC)、窒化チタン(TiN)、アルミナ(Al2O3)などのセラミックから作られていてもよい。ベゼル14部分をセラミック製にすれば、セラミックは電波を透過するので無線通信性能が良くなるとともに、セラミックは硬く、耐傷性に優れ、長期間美観が維持できる利点がある。
ムーブメント20は、地板21、太陽電池パネル22、駆動機構23、二次電池24、回路基板25、回路押さえ26等を備えている。
また、地板21には、挿通孔が形成され、グランド板90にグランド電位を供給するための図示略の導通ピンが挿通されている。導通ピンは、少なくとも1本、例えば4本設けられ、グランド板90に当接している。このため、グランド板90の電位は、グランド電位に維持される。また、グランド板90は、ケース胴13の内周面に接触する複数の導通ばね90Aを備えている。従って、ケース胴13の電位は、グランド板90と同じ電位、つまりグランド電位に維持されている。
地板21の下側には、図3に示すように、指針軸4等を回転させて指針3を駆動する駆動機構23が設けられている。駆動機構23は、ステップモーターと、歯車等の輪列とを有し、ステップモーターが輪列を介して指針軸4を回転させることにより指針3を駆動する。なお、ステップモーターおよび輪列は、ムーブメント20において適宜設定される。例えば、本実施形態のムーブメント20では、秒針3B用の秒モーターと、分針3Cおよび時針3D用の時分モーターと、日車5B用の日車モーターと、指針771用のクロノグラフ分モーターと、指針781用のモード兼クロノグラフ時モーターと、指針791、792用の小時計用モーターとの6個のステップモーターを備えている。
次に、リングアンテナ40の構造について説明する。
リングアンテナ40は、GPS受信用の1.5GHz電極パターンとBLE通信用の2.4GHz電極パターンの両方を備えている。具体的には、プラスチックやセラミック等の誘電体で形成された円環状の基材401と、基材401の表面に形成された無給電素子402と、所定の電位が給電される導電性の給電素子403、407及び結合部404、408とを備える。
基材401とグランド板90は円環の中心軸が同じであり、この中心軸は指針軸4と一致する。基材401とグランド板90の離間間隔は、グランド板90と基材401上に設けられた給電素子403との間で共振を生じさせて電波を受信できる間隔に設定されている。
一方、無給電素子402に対しては外部から何ら電位は給電されない。
給電素子403は、GPS受信用の電極パターンであり、GPS衛星から送信される1.5GHzの衛星信号に共振するアンテナ長を有する。
給電素子407は、BLE通信用の電極パターンであり、近距離無線通信用の2.4GHzの電波に共振するアンテナ長を有する。
これらの給電素子403、407は、平面視で重ならない位置に形成されている。例えば、給電素子403を、文字板11の4時から6時を経由して8時までの範囲に沿って形成し、給電素子407を、文字板11の10時から12時を経由して2時までの範囲に沿って形成してもよい。結合部404は、給電素子403が形成された範囲内、例えば6時位置に形成し、結合部408は、給電素子407が形成された範囲内、例えば12時位置に形成すればよい。
図4は、電波修正時計1の回路構成を示すブロック図である。
電波修正時計1は、回路基板25に各々配置された制御表示モジュール60と、GPS受信モジュール50と、近距離無線通信モジュール150と、電源供給モジュール70とを有する。
GPS受信モジュール50は、リングアンテナ40の給電素子403、無給電素子402により実現されるGPSアンテナ40AおよびSAW(Surface Acoustic Wave)フィルター59を介して、位置情報衛星SであるGPS衛星から第1の時刻情報を含む衛星電波を受信し、その衛星信号を処理する。このため、GPS受信モジュール50、GPSアンテナ40A、SAWフィルター59は、第1の時刻情報を含む衛星電波を受信する受信部R1の一例である。
SAWフィルター59は、バンドパスフィルターであり、1.5GHzの衛星信号を通過させるものとなっている。なお、GPSアンテナ40AとSAWフィルター59との間に、受信感度を良好にするLNA(ローノイズアンプ)を別途挿入してもよい。また、SAWフィルター59をGPS受信モジュール50内に組み込んだ構成としてもよい。
SAWフィルター59を通過した衛星信号は、LNA513で増幅された後、ミキサー514によってVCO512からの局部発振信号とミキシングされ、IF帯のIF信号にダウンコンバートされる。
ミキサー514から出力されたIF信号は、IFアンプ515、IFフィルター516を通り、ADC(A/D変換器)517によってデジタル信号に変換される。
また、ベースバンド部52には、TCXO53やフラッシュメモリー54等も接続されている。
また、ベースバンド部52は、衛星信号に含まれるうるう秒のデータをSRAM524に記憶しているため、取得した衛星時刻情報つまりZカウントを前記うるう秒で補正し、世界協定時であるUTCを算出して制御部61に出力できるようになっている。
局部発振信号の基となるクロックは、TCXO53からベースバンド部52を介してPLL511に供給されるようになっている。
フラッシュメモリー54には、時差データベース等が記憶される。本実施形態において、フラッシュメモリー54内の情報は、BLE(Bluetooth Low Energy)規格の近距離無線通信により近隣の携帯装置100から取得され、フラッシュメモリー54内に格納される。
時差データベースは、緯度および経度によって特定される位置情報と、その場所の時差情報とが対応付けられている。このため、GPS受信モジュール50は、測位モードで位置情報を取得した場合、その位置情報(緯度、経度)に基づいて時差情報つまりUTCに対する時差を取得し、制御部61に出力できるようにされている。
したがって、受信部R1を構成するGPS受信モジュール50は、測時モードでの衛星電波の受信に成功した場合は、第1の時刻情報としてUTCを出力し、測位モードでの衛星電波の受信に成功した場合は、第1の時刻情報としてUTCと時差情報とを出力する。
近距離無線通信モジュール150は、リングアンテナ40の給電素子407、無給電素子402により実現される近距離無線通信アンテナ40Bによって、BLE規格の近距離無線通信を実行し、近隣の携帯装置100から送信される第2の時刻情報を含む電波を受信して処理する。このため、近距離無線通信モジュール150、近距離無線通信アンテナ40Bは、携帯装置100から送信される第2の時刻情報を含む電波を受信する近距離受信部R2の一例である。
近距離無線通信モジュール150は、RF(Radio Frequency)部1500と、ベースバンド部1600と、BLEコントローラー部1700と、16MHzのマスタークロックを発生する水晶発振器1701とを含む。
PLL1501およびVCO1502からなるシンセサイザーは、受信用選局周波数に対応した周波数の局部発振信号をミキサー1513に供給する。
ミキサー1513は、BPF1512を介して出力される信号を局部発振信号とミキシングすることによりダウンコンバートし、IF信号を出力する。
IFアンプ1514は、このIF信号を増幅し、ADC(Analog Digital Converter)1515は、このIFアンプ1514の出力するIF信号をデジタル信号に変換してベースバンド部1600に供給する。
ミキサー1523は、このIFアンプ1522が出力する中間周波信号を、PLL1501およびVCO1502からなるシンセサイザーにより生成される局部発振信号とミキシングすることによりアップコンバートし、送信用選局周波数に対応した帯域の高周波信号を出力する。
BPF1524は、このミキサー1523が出力する高周波信号から不要な帯域のノイズを除去する。
PA(Power Amplifier)1525は、このBPF1524が出力する高周波信号を増幅し、近距離無線通信アンテナ40Bから放射する。
ここで、復調部1610は、RF部1500のADC1515から出力されるデジタル形式のIF信号から受信情報を復調し、BLEコントローラー部1700に供給する。受信情報は、通信相手である携帯装置100から送信された送信情報であり、第2の時刻情報を含む。第2の時刻情報は、具体的には、UTCと時差情報である。すなわち、携帯装置100は、移動体通信網などを介して、UTCと現在地の時差情報とを取得でき、このUTCおよび時差情報を第2の時刻情報として送信する。このため、復調部1610は、第2の時刻情報つまりUTCと時差情報とをBLEコントローラー部1700に出力する。
また、変調部1620は、BLEコントローラー部1700から供給される送信情報によりキャリアを変調し、デジタル形式のIF信号を生成し、RF部1500のDAC1521に供給する。
制御表示モジュール60は、制御部(CPU)61と、指針3、771、781、791、792等の駆動を実施する駆動回路62と、水晶発振器63とを備えている。
RTC66は、水晶発振器63から出力される基準信号を用いて、内部時刻を計時している。このRTC66によって時刻情報生成部が構成されている。ROM67には、制御部61により実行される各種プログラムが記憶されている。本実施形態において、RTC66で計時される内部時刻は、世界協定時であるUTCである。制御部61は、測時モードまたは測位モードでの受信に成功した場合は、受信部R1から受信したUTCでRTC66を更新し、近距離無線通信モードでの受信に成功した場合は、近距離受信部R2から受信したUTCでRTC66を更新する。
このため、制御部61は、測位モードでの受信に成功した場合は、受信部R1から受信した時差情報を第1時差情報として記憶部68に記憶し、近距離無線通信モードでの受信に成功した場合は、近距離受信部R2から受信した時差情報を第1時差情報として記憶部68に記憶する。
GPS衛星信号は、周波数が約1.5GHzと高く、受信信号の強度は1/100程度と微弱である。このため、GPS受信モジュール50によるGPS衛星信号の受信処理では、大きな電力を必要とする。そこで、制御部61は、近距離無線通信モジュール150およびGPS受信モジュール50を同時に起動することはせず、切り換えて起動する。
電源供給モジュール70は、充電制御回路71、第1レギュレーター72、第2レギュレーター73および電圧検出回路74を含む。
二次電池24は、第1レギュレーター72を介して制御表示モジュール60および近距離無線通信モジュール150に駆動電力を供給し、第2レギュレーター73を介してGPS受信モジュール50に駆動電力を供給する。このように二次電池24によって駆動電力を供給する電源手段が構成されている。
制御部61は、電圧検出回路74で検出された電池電圧が入力されるため、二次電池24の電圧を把握して受信処理を制御できる。
この場合、電圧検出回路74は、二次電池24の電圧に影響されることなく、太陽電池パネル22の発電電圧(発電量)を検出できる。
したがって、電圧検出回路74は、太陽電池パネル22の発電量を検出する発電量検出部を構成し、この発電量は制御部61に入力される。
このため、制御部61は、太陽電池パネル22の発電量に基づいて、電波修正時計1に閾値レベル以上の光量の光が照射されているか否か、つまり屋外に配置されているか否かを判定できる。したがって、太陽電池パネル22、充電制御回路71、電圧検出回路74は、電波修正時計1に照射される光の光量が閾値レベル以上であるか否かを検出する光センサーの一例である。
図5は、制御部61の機能構成を示すブロック図である。
図5において、時刻情報修正部610、表示制御部620、電圧検出制御部630および受信制御部640は、CPUである制御部61がROM67に記憶されたプログラムを実行することにより実現される機能である。
時刻情報修正部610は、受信制御部640を制御し、時刻情報を受信して内部時刻を更新する処理と、りゅうず6の手動操作で時刻修正が行われた場合に内部時刻を修正する処理とを実行する。
例えば、時刻情報を受信してUTCを取得した場合、時刻情報修正部610は、RTC66が計時する内部時刻を取得したUTCで更新する。また、時刻情報を受信して第1時差情報も取得した場合、時刻情報修正部610は、記憶部68に記憶されている第1時差情報を取得した時差情報で更新する。
また、りゅうず6を1段目に引き出して回すと、時刻情報修正部610は、りゅうず6の回転量に応じて、RTC66が計時する内部時刻を更新し、基本時計の指針3が指示する時刻を修正する。また、りゅうず6を2段目に引き出して回すと、時刻情報修正部610は、りゅうず6の回転量に応じて、記憶部68に記憶されている第2時差情報を更新し、小時計の指針791、792が指示する時刻を修正する。
表示制御部620は、通常モードにおいては、RTC66が計時する内部時刻および記憶部68に記憶された時差情報に基づいて駆動回路62を制御し、指針3で基本時計の時刻(時、分、秒)を表示し、指針791、792で小時計の時刻(時、分)を表示する。基本時計では、通常、現在地の時刻であるローカルタイムを表示する。小時計では、通常、生活の拠点となっている場所の時刻であるホームタイムを表示する。
表示制御部620は、時刻情報修正部610によって、RTC66が計時する内部時刻や第1時差情報が更新された場合は、基本時計の指針3が指示する時刻を修正する。また、表示制御部620は、時刻情報修正部610によって、第2時差情報が更新された場合は、小時計の指針791、792が指示する時刻を修正する。
このため、受信処理で取得した時刻情報に基づいて表示時刻を修正する時刻修正部は、時刻情報修正部610および表示制御部620で構成されている。
また、表示制御部620は、指針781の表示を電池残量や受信制御状態等に応じて制御する。
電圧検出制御部630は、電圧検出回路74により二次電池24の電圧つまり蓄電量や、太陽電池パネル22の発電量を検出する。電圧検出制御部630は、一定時間間隔で電圧検出回路74により電圧を検出する。電圧検出制御部630は、充電制御回路71の動作も制御する。
受信制御部640は、受信モード選択部641と、衛星信号受信制御部642と、近距離無線通信制御部645と、受信判定部646とを備える。
受信モード選択部641は、操作部であるAボタン7A、Bボタン7Bによる所定の操作を検出して、各種の受信処理の選択を実行するものである。
具体的には、受信モード選択部641は、操作部により測時受信操作が行われた場合は、測時モードを選択し、後述する測時受信制御部643を起動し、操作部により測位受信操作が行われた場合は、測位モードを選択し、後述する測位受信制御部644を起動する。
また、受信モード選択部641は、操作部により近距離無線通信操作が行われた場合は、近距離無線通信モードを選択し、後述する近距離無線通信制御部645を起動する。
具体的な測時受信操作、測位受信操作、近距離無線通信操作は、電波修正時計1に設けられた操作部の数や種類に応じて設定すればよい。例えば、Aボタン7Aを3秒未満押す所定操作Aは測時受信操作の一例であり、Aボタン7Aを3秒以上押す所定操作Bは測位受信操作の一例であり、Bボタン7Bを3秒以上押す所定操作Cは近距離無線通信操作の一例である。
また、受信モード選択部641は、後述するように、自動受信条件に該当したと判定した場合に、測時受信制御部643を起動する。
したがって、受信制御部640は、測時受信制御部643、測位受信制御部644、近距離無線通信制御部645を選択的に起動して各受信処理を選択的に制御する。
衛星信号受信制御部642は、測時受信制御部643と、測位受信制御部644とを備える。
測時受信制御部643は、GPS受信モジュール50を起動して少なくとも1つの位置情報衛星Sを捕捉して衛星信号を受信し、受信した衛星信号から第1の時刻情報を取得して、内部時刻を修正する測時受信処理を実行する。具体的には、測時受信制御部643は、第1の時刻情報としてUTCを取得し、RTC66で計時する内部時刻を取得したUTCで更新する。
測位受信制御部644は、GPS受信モジュール50を起動して複数の位置情報衛星Sを捕捉して衛星信号を受信し、受信した複数の衛星信号に基づいて測位を行い、測位結果に基づいて得られた時刻情報に基づいて、内部時刻を修正する測位受信処理を実行する。具体的には、測位受信制御部644は、第1の時刻情報としてUTCおよび第1時差情報を取得し、RTC66で計時する内部時刻を取得したUTCで更新し、取得した第1時差情報を記憶部68に記憶する。
近距離無線通信制御部645は、近距離無線通信モジュール150を起動して、電波修正時計1の近くの携帯装置100とBLEによる近距離無線通信(BLE通信)を行い、この近距離無線通信により時刻情報を取得して、内部時刻を修正する。具体的には、近距離無線通信制御部645は、第2の時刻情報としてUTCおよび第1時差情報を取得し、RTC66で計時する内部時刻を取得したUTCで更新し、取得した第1時差情報を記憶部68に記憶する。
受信判定部646は、時刻情報の受信に成功したか否かを判定する機能を備えている。
受信判定部646は、受信した時刻情報が、例えば、「25時」や「70分」のように時刻情報として存在しないものである場合は、時刻情報の受信に失敗したと判定する。
受信判定部646は、受信した時刻情報が存在し得るものであった場合、RTC66で計時している内部時刻と比較する。例えば、衛星信号から衛星時刻情報であるZカウントを取得した場合は、受信判定部646は、Zカウントを現時点のうるう秒で補正した時刻と、RTC66の内部時刻とを比較する。また、近距離無線通信で時刻情報を取得した場合は、受信判定部646は、取得した時刻情報と、RTC66の内部時刻とを比較する。
受信判定部646は、受信により取得した時刻情報と、RTC66の内部時刻との差が小さい場合、時刻情報の受信に成功したと判定する。
受信判定部646は、前記差が大きい場合は、受信した時刻情報によって整合判定を行う。例えば、衛星信号を受信している場合は、複数のサブフレームのZカウントを取得して両者のZカウントを比較したり、捕捉した位置情報衛星Sが複数あれば、複数の位置情報衛星Sから取得した各Zカウントを比較して、取得した時刻情報の整合が取れたかを判定する。近距離無線通信で時刻情報を取得している場合も、複数の時刻情報を取得して比較し、取得した時刻情報の整合が取れたかを判定する。
時刻情報修正部610は、受信判定部646が時刻情報の整合が取れたと判定した場合に、時刻修正を行う。
携帯装置100には、予め電波修正時計1と通信を行うためのアプリケーションをインストールしておく。
次に、電波修正時計1と携帯装置100とのBLE通信の初期設定のために、ペアリングを実行する。すなわち、電波修正時計1のBluetooth設定をオン状態とし、電波修正時計1にインストールしたアプリケーションを起動し、接続準備のメニューを選択すると、携帯装置100のディスプレイ101には、図6に示すペアリング画面が表示される。
ユーザーがディスプレイ101に「ペアリングする」と表示された操作メニュー102をタッチすると、携帯装置100側はペアリング状態に移行する。
そして、ユーザーが、ディスプレイ101のガイダンスを参照し、電波修正時計1のBボタン7Bを3秒以上押すと、秒針3Bは30秒位置に移動し、インジケーター針である指針781は第2小窓780の「BLE」を指示し、携帯装置100とのペアリングを実行する。ペアリングは、Bluetooth機器同士の一般的なペアリングと同様であるため、説明を省略する。
次に、電波修正時計1の制御部61による制御について、図7のフローチャートを参照して説明する。なお、図7は、機内モードに設定されていない通常モードでの制御を示す。
本実施形態において、電圧検出回路74は、電圧検出制御部630の制御によって一定間隔、例えば60秒間隔で起動され、二次電池24の電池電圧を検出する。
制御部61は、電圧検出回路74で検出される二次電池24の電池残量つまり蓄電量が所定値以上であるか否かを判定する(ステップS1)。ここで、電圧検出制御部630は、二次電池24の電池電圧と比較する所定値として、GPS測位受信処理や近距離無線通信処理を行っても制御部61がシステムダウンしない電圧を設定する。例えば、前記所定値は3.6Vであり、この値は、二次電池24の放電特性に基づいて設定すればよい。
制御部61は、ステップS2でYESと判定した場合、受信モード選択部641によって、近距離無線通信制御部645を起動し、BLE通信処理を開始する(ステップS20)。BLE通信処理が実行される典型例として、電波修正時計1を装着したユーザーが屋内に所在する場合等、GPSの衛星信号の受信が困難な状況において時刻情報を取得する必要がある場合が挙げられる。
制御部61は、ステップS3でYESと判定した場合、受信モード選択部641によって、測位受信制御部644を起動し、GPS測位受信処理を開始する(ステップS40)。
制御部61は、ステップS4でYESと判定した場合と、ステップS5でYESと判定した場合、受信モード選択部641によって、測時受信制御部643を起動し、GPS測時受信処理を開始する(ステップS30)。
制御部61は、以上の処理を所定時間間隔で繰り返し実行する。
次に、ステップS20のBLE通信処理について、図8のフローチャートを参照して説明する。
近距離無線通信制御部645が起動されると、表示制御部620は、BLE通信中であることを指針781で指示する(ステップS201)。具体的には、指針781は、第2小窓780の「BLE」の文字部分を指示する。
次に近距離無線通信制御部645は、近距離無線通信モジュール150により携帯装置100との間にBLEのリンクを確立する処理を開始する(ステップS202)。
次に近距離無線通信制御部645は、BLEのリンクが確立したか否かを判断する(ステップS211)。
この判断結果が「No」である場合、近距離無線通信制御部645は、所定のタイムアウト時間が経過したか否かを判断する(ステップS240)。
この判断結果が「No」である場合、近距離無線通信制御部645は、ステップS211の判断を繰り返す。
この場合、近距離無線通信制御部645は、通信を終了する(ステップS231)。
これにより制御部61は、運針を通常運針に戻す(ステップS232)。
そして、制御部61の処理は、図7のステップS1に戻る。
次に受信判定部646は、携帯装置100から取得した時刻情報の整合性があるか否かを判断する(ステップS213)。
具体的には、受信判定部646は、前述したように、取得した時刻情報のUTCを、制御部61のRTC66の内部時刻と比較し、その差が所定値以内であるか否か等で整合がとれているかを確認する。
なお、ステップS231でNOと判定した場合、近距離無線通信制御部645は、携帯装置100に対して、不整合であることを通知してもよい。携帯装置100は、時刻情報の不整合が通知された場合は、ディスプレイ101に、不整合であるため、携帯装置100の時刻情報で、電波修正時計1の内部時刻を更新してよいかの確認ボタンを表示し、ユーザーがボタンを押した場合には、後述するステップS214の処理に進んでもよい。
本実施形態において、ユーザーは、電波修正時計1のフラッシュメモリー54の内蔵データの書き換えを希望する場合、携帯装置100にインストールされたデータ書き換え用のアプリケーションプログラムを起動し、携帯装置100から電波修正時計1にデータ更新指示を送信させ、携帯装置100に事前にダウンロードされた時差データベース等のデータを電波修正時計1に対して送信させる。
ステップS221では、この携帯装置100からのデータ更新指示が受信されたか否かを判断する。
このステップS221の判断結果が「No」である場合、受信判定部646は、携帯装置100から通信終了指示が受信されたか否かを判断する(ステップS224)。
このステップS224の判断結果が「No」である場合、受信判定部646は、ステップS221の判断を繰り返す。
そして、受信判定部646は、携帯装置100から通信終了指示が受信されたか否かを判断する(ステップS224)。
これにより制御部61は、通信を終了し(ステップS231)、運針を通常運針に戻す(ステップS232)。
そして、制御部61の処理は、図7のステップS1に戻る。
例えば、基本時計や小時計のタイムゾーン情報を変更する場合、携帯装置100のアプリケーションによって、図9に示すように、ディスプレイ101にタイムゾーン修正画面110を表示する。タイムゾーン修正画面110には、指針3で指示される基本時計のタイムゾーン、日付、時刻を修正する基本時計修正画面111と、指針791、792で指示される小時計のタイムゾーン、日付、時刻を修正する小時計修正画面112とが表示される。各画面111、112をユーザーがタップして、上下にフリックすると、タイムゾーンが変更され、連動して日付、時刻も変更される。
そして、「設定を時計に送る」と表示されたボタン113を押すと、各画面111、112のタイムゾーン情報が電波修正時計1に送信され、基本時計や小時計のタイムゾーンつまり第1時差情報および第2時差情報を変更することができる。
次に、ステップS30のGPS測時受信処理について、図10のフローチャートを参照して説明する。以下、GPS測時受信処理を単に測時受信処理という。
測時受信処理は、制御部61の測時受信制御部643がGPS受信モジュール50を制御して実行する。
測時受信制御部643は、測時受信処理を開始すると、まず、指針781で「1」を指示して測時モード中であることを表示し、GPS受信モジュール50を起動して時刻受信を開始する(ステップS301)。
そして、測時受信制御部643は、GPS受信モジュール50が衛星を捕捉できたか否かを判断する(ステップS311)。
この判断結果が「No」である場合、測時受信制御部643は、測時受信開始からの経過時間が、衛星捕捉用の所定のタイムアウト時間(例えば、15秒)になったか否かを判断する(ステップS351)。
これにより制御部61は、指針781を電池残量表示として通常運針に戻す(ステップS334)。
なお、GPS衛星信号の周波数は、約1.5GHzと高周波であり、モーターノイズの影響を受けないため、本実施形態では、衛星信号の受信中も、指針3の運針を継続させているが、運針を停止させてもよい。
そして、フラッシュメモリー54に記憶された衛星データの時間帯と同じ時間帯にGPS受信モジュール50が記憶された衛星データとは異なる新たな位置情報衛星Sを捕捉した場合、測時受信制御部643は、ステップS312において、新たに捕捉した衛星データにより、フラッシュメモリー54内の同じ時間帯の衛星データを更新する。
すなわち、一般的に位置情報衛星、例えばGPS衛星は、略12時間で地球を一周しており、地球も自転をしていることから、同じ場所で同じ時間、例えば24時間後に位置情報衛星をサーチすれば、過去、例えば前回に捕捉した位置情報衛星と同一の位置情報衛星を捕捉できる可能性が高い。
このため、ステップS302の衛星サーチ時に、フラッシュメモリー54に同じ時間帯で捕捉でした衛星データが存在する場合は、その衛星のサーチを優先させることで、短時間で位置情報衛星Sを捕捉できる確率が向上する。
したがって、測時受信制御部643は、ステップS302の衛星サーチ時に、フラッシュメモリー54に記憶された衛星データを参照し、同じ時間帯の衛星データが記憶されている場合は、その衛星のサーチを優先して行い、衛星データが記憶されていない場合は、予め決められた順番で位置情報衛星Sのサーチを行う。
なお、複数の衛星を捕捉できている場合には、信号強度(SNR)が高い衛星信号から時刻情報を取得してもよいし、複数の衛星からそれぞれ時刻情報を取得し、時刻情報の整合性を確認して時刻情報の取得成功を判断してもよい。
このステップS341の判断結果が「No」である場合、測時受信制御部643は、ステップS321の処理を繰り返す。
具体的には、測時受信制御部643は、最初のZカウントを取得した時点では、そのZカウントをうるう秒で補正した時刻と制御部61のRTC66の内部時刻と比較し、その差が所定値以内であるか否かで整合がとれているかを確認する(ステップS322)。
このステップS322において、比較した時刻の差が所定値より大きい場合、例えば、5秒以上の差がある場合には、整合が取れていないと判定する。
したがって、取得した時刻情報が内部時刻と整合していない場合には、測時受信制御部643は、次の6秒後のサブフレームのZカウントを取得することになる。
次に時刻情報修正部610は、取得した時刻情報に基づいて内部時刻を修正し、表示制御部620は修正された内部時刻と、記憶部68に記憶されている第1の時刻情報とに応じて指針3が指示する表示時刻を修正する(ステップS332)。
時刻情報修正部610が内部時刻を修正すると、表示制御部620は、修正した内部時刻に基づいて、駆動回路62を介して指針3の表示を修正し、指針781も電池残量表示に戻して、通常運針に戻る(ステップS334)。
この測時受信処理が終了すると、制御部61は、図7のステップS1に戻って処理を継続する。
測時受信処理では、5~15秒程度の受信時間で時刻情報を取得することができ、1つの衛星だけを捕捉できればよいので、省電力であり、かつ、受信感度も優れている。
ステップS40のGPS測位受信処理は、捕捉する衛星数が、少なくとも3個、通常は4個である点と、測位のために衛星軌道データを取得して測位計算を行う点などが相違する点を除き、ステップS30のGPS測時受信処理と同様の処理であるため、説明を省略する。なお、GPS測位受信処理では、測位計算を行って受信処理を行った地点の位置情報を取得できるので、取得した位置情報とフラッシュメモリー54に記憶された時差データベースに基づいて、現在地の時差情報を取得し、ローカルタイムに掛かる時差情報を修正することができる。
なお、測時受信処理は1つの衛星から時刻情報であるZカウントを受信すればよいので、空が開けていない環境でも受信でき、例えばビル街や屋内でも窓際であれば受信可能である。また、衛星軌道データを受信せずにZカウントのみの受信でよいので、受信に掛かる時間も短く、測位受信処理と比べて受信成功率が高い。ただし測位計算を行わないため測時受信処理ではタイムゾーンの自動修正はできない。
一方、測位計算を行う測位受信処理は3個以上の衛星から衛星軌道データを受信しなければならず、一般的に30秒以上の受信時間が必要であり、空が開けた屋外の環境下でないと受信成功率が低い。よって、測位受信処理は自動受信には適しておらず、ユーザーの意思で受信を開始する手動受信の方が適している。
機内モードが実行されている場合、制御部61は、自動受信は実行しない。すなわち、機内モードでの受信制御は、図7に示す通常モードでの受信制御に対し、ステップS4の判定処理を行わない点のみが相違する。このため、機内モードでの受信制御の説明は省略する。
本実施形態の電波修正時計1は、時刻情報を含む衛星電波を受信する受信部R1と、携帯装置100から送信される時刻情報を含む電波を受信する近距離受信部R2と、指示操作を受け付ける操作部であるAボタン7A、Bボタン7Bと、予め設定された時刻になると受信部による第1受信処理を動作させ、操作部からの指示操作に応じて近距離受信部による第2受信処理を動作させ、第1受信処理および第2受信処理を選択的に制御する受信制御部640と、第1受信処理で取得した時刻情報あるいは第2受信処理で取得した時刻情報に基づいて表示時刻を修正する時刻修正部である時刻情報修正部610および表示制御部620と、を備える。
このため、毎日、自動で行われる時刻修正は、予め設定された時刻に実行される第1受信処理つまりGPS測時受信処理で行われる。一方、第2受信処理つまりBLE通信処理は、ユーザーがBボタン7Bを押して指示操作を行った場合に実行される。
BLE通信処理は、予め携帯装置100のアプリケーションを起動させておく必要があり、毎日の時刻修正の目的のために、BLE通信処理を行う場合は、その都度、ユーザーはアプリケーションの起動操作を行う必要があり、ユーザーにとって操作が煩雑となる。また、携帯装置100のアプリケーションを起動し続けた場合は、携帯装置100の内部メモリーの一部を占有し、バッテリーも消費してしまう。
これに対し、本実施形態では、毎日の定時受信は、GPS測時受信処理であり、BLE通信処理は、ユーザーが操作する必要なときだけ実行すればよいため、ユーザーにとって操作が煩雑となることを防止でき、携帯装置100のメモリーの占有やバッテリーの消費も防止できる。
また、日常では、電波修正時計1は携帯装置100と連携しないので、携帯装置100において専用のアプリケーションを起動しておく煩わしさがなく、また携帯装置100と繋がらないというユーザーの不満を最小限にできる。
第2実施形態は、機内モード実行時の処理が第1実施形態と相違する。すなわち、機内モードが実行されていない通常モードでは、第1実施形態と同一の図7の処理を実行するため、説明を省略する。一方、機内モードが実行されている場合は、図11に示す機内モードの処理S401を実行する。
以下、第1実施形態と相違する機内モードの処理S401について、図11を参照して説明する。なお、図11において、図7のフローチャートと同じ処理には同じ符号を付して説明を省略する。
電波修正時計1の制御部61は、機内モードを実行し、蓄電量が所定値以上であるかを判定するステップS1でYESと判定すると、機内モード解除操作があるか否かを判定する(ステップS402)。
機内モードに移行する操作は、例えば、りゅうず6を1段目に引き出して、Bボタン7Bを3秒以上押す操作である。機内モードを解除する操作も同じ操作である。
制御部61は、機内モードの解除操作がなく、ステップS402でNOと判定した場合、ステップS2以降の処理を実行する。ステップS2、S3、S5、S10、S30、S40の各処理は図7に示す第1実施形態と同じであるため、説明を省略する。
制御部61は、機内モードの解除操作があり、ステップS404でYESと判定すると、機内モードを解除する(ステップS405)。この際、ステップS1でNOと判定され、二次電池24の蓄電量が所定値未満であるため、ステップS20のBLE通信処理は実行せずに、通常モードの制御に戻る。
また、制御部61は、ステップS404でNOと判定すると、ステップS5以降の処理を実行する。
この通信禁止モードを設定した後、通信禁止モードを解除すると、電波修正時計1との間でBLE通信を実行するアプリケーションを一定期間、自動的に起動するように構成してもよい。また、通信禁止モードを解除した後、使用者が電波修正時計1との間でBLE通信を実行するアプリケーションを起動する操作を行ってもよい。
第2実施形態によれば、タイムゾーンが異なる地域に飛行機で移動した場合に、機内モードを解除することで、自動的にBLE通信処理を開始できる。このため、飛行機の着陸時に必ず行う機内モードの解除操作と、BLE通信処理を開始する操作とを別々に行う場合に比べて、時差操作が簡略になり、操作性を向上できる。
また、スマートフォンなどの携帯装置100も、飛行機の着陸時に通信禁止モードの解除操作を行うため、携帯装置100のアプリケーションの起動も、携帯装置100の通信禁止モードを解除する操作に連動して自動的に行うようにすれば、操作性をより一層向上できる。
すなわち、ユーザーは、飛行機が着陸後に電波修正時計1および携帯装置100の機内モードを解除する操作を行うことで、空港到着後にすぐに現地の時刻に修正できる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、BLE通信処理で携帯装置100から送信される時刻情報としては、UTCおよび時差情報に限らず、時差情報のみでもよいし、現地時刻情報を送信してもよい。要するに、携帯装置100は、携帯装置100が取得した現地時刻に、電波修正時計1の表示時刻を修正できる情報を時刻情報として送信すればよい。
また、前記各実施形態では、RTC66ではUTCを計時していたが、RTC66ではUTCに現地の時差を反映した現地時刻を計時してもよい。この場合、制御部61は、受信部R1や近距離受信部R2からUTCおよび時差情報が出力されている場合は、UTCに時差情報を反映させた現地時刻でRTC66を更新すればよい。また、受信部R1や近距離受信部R2から現地時刻を出力できるように構成されている場合は、出力された現地時刻でRTC66を更新すればよい。
すなわち、受信制御部640は、自動受信条件に該当した場合、所定操作による受信処理の成功の有無に関係無く、第1受信処理を実行してもよいし、所定操作に成功してから所定時間経過するまでは、第1受信処理を実行せず、所定時間経過後に自動受信条件に該当した場合に第1受信処理を実行するように制御してもよい。
また、前記第2実施形態では、携帯装置100の通信禁止モードを解除した場合に、BLE通信を実行するアプリケーションを自動的に起動するようにしたが、携帯装置100のタイムゾーンを手動で修正した場合など、何らかの操作が行われたことを検知して、該アプリケーションを自動的に起動するようにしてもよい。この場合に、使用者が電波修正時計1においてBLE通信処理を実行すると、アプリケーションを起動する操作を少なくしつつ、内部時刻の修正を行うことができる。
また、近距離受信部は、BLEの電波を受信するものに限定されず、NFC等の他の電波を受信するものでもよい。
前記実施形態では、GPS測位受信処理を行って時差情報を修正することを説明したが、GPS測位受信処理は行わず、BLE通信処理でのみ時差情報を自動的に修正可能としてもよい。
本開示の電波修正時計は、第1の時刻情報を含む衛星電波を受信する受信部と、携帯装置から送信される第2の時刻情報を含む電波を受信する近距離受信部と、指示操作を受け付ける操作部と、予め設定された時刻になると前記受信部を動作させて前記第1の時刻情報を取得する第1受信処理と、前記操作部からの指示操作に応じて前記近距離受信部を動作させて前記第2の時刻情報を取得する第2受信処理と、を選択的に実行する受信制御部と、前記第1受信処理で取得した前記第1の時刻情報あるいは前記第2受信処理で取得した前記第2の時刻情報に基づいて表示時刻を修正する時刻修正部と、を備えることを特徴とする。
毎日、自動で行われる時刻修正は、予め設定された時刻に実行される第1受信処理つまり衛星電波を受信する受信部で実行される。一方、第2受信処理は、ユーザーが操作部で指示操作を行った場合に近距離受信部で実行される。
近距離受信部による電波受信処理は、予め携帯装置のアプリケーションを起動させておく必要がある。このため、毎日の時刻修正の目的のために、第2受信処理を行う場合は、その都度、ユーザーはアプリケーションの起動操作を行う必要があり、ユーザーにとって操作が煩雑となる。また、携帯装置のアプリケーションを起動し続けた場合は、携帯装置の内部メモリーの一部を占有し、バッテリーも消費してしまう。
本開示の電波修正時計によれば、毎日の定時受信は、受信部による第1受信処理であり、近距離受信部による第2受信処理は、ユーザーが指示操作した場合に実行されるため、携帯装置のアプリケーションの起動操作も必要最小限にでき、ユーザーにとって操作が煩雑となることを防止でき、携帯装置のメモリーの占有やバッテリーの消費も防止できる。
自動受信条件に該当しても第2受信処理は実行しないので、携帯装置のアプリケーションの起動操作も必要最小限にでき、ユーザーにとって操作が煩雑となることを防止でき、携帯装置のメモリーの占有やバッテリーの消費も防止できる。
受信制御部は、予め設定された時刻になった場合に加えて、光センサーで閾値レベル以上の光量を検出した場にも第1受信処理を動作させるので、衛星電波を受信する第1受信処理に成功する確率を向上できる。
BluetoothもしくはNFCは、スマートフォンなどの携帯機器に通常組み込まれている機能であるため、特別な携帯装置を準備する必要が無く、利便性を向上できる。
受信制御部は、電波修正時計の操作部の操作によって受信禁止モードが解除されると、第2受信処理を開始するため、飛行機の着陸後に機内モードのような自動受信禁止モードを解除する操作を行うだけで、第2受信処理を実行し、現地時刻に更新することができるため、利便性を向上できる。
本開示のシステムによれば、携帯装置の第2操作部の操作によって通信禁止モードを解除すると、電波修正時計と通信を行う機能を開始するため、飛行機の着陸後に携帯装置の通信禁止モードを解除する操作を行うだけで、電波修正時計と通信を行える状態に移行でき、通信機能の実行操作を別途行う必要が無いため、利便性を向上できる。
本開示の電波修正時計の制御方法によれば、毎日の定時受信は、受信部による第1受信処理であり、近距離受信部による第2受信処理は、ユーザーが指示操作した場合に実行されるため、携帯装置のアプリケーションの起動操作も必要最小限にでき、ユーザーにとって操作が煩雑となることを防止でき、携帯装置のメモリーの占有やバッテリーの消費も防止できる。
Claims (7)
- 電波修正時計と携帯装置とを備えるシステムであって、
前記電波修正時計は、
第1の時刻情報を含む衛星電波を受信する受信部と、
携帯装置から送信される第2の時刻情報を含む電波を受信する近距離受信部と、
指示操作を受け付ける操作部と、
予め設定された時刻になると前記受信部を動作させて前記第1の時刻情報を取得する第1受信処理と、前記操作部からの指示操作に応じて前記近距離受信部を動作させて前記第2の時刻情報を取得する第2受信処理と、を選択的に実行する受信制御部と、
前記第1受信処理で取得した前記第1の時刻情報あるいは前記第2受信処理で取得した前記第2の時刻情報に基づいて表示時刻を修正する時刻修正部と、を備え、
前記携帯装置は、第2操作部を備え、前記第2操作部の操作によって他の機器との通信を禁止する通信禁止モードに設定され、前記第2操作部の操作によって前記通信禁止モードが解除された場合に、前記電波修正時計と通信を行う機能を開始する
ことを特徴とするシステム。 - 請求項1のシステムに用いられる電波修正時計であって、
第1の時刻情報を含む衛星電波を受信する受信部と、
携帯装置から送信される第2の時刻情報を含む電波を受信する近距離受信部と、
指示操作を受け付ける操作部と、
予め設定された時刻になると前記受信部を動作させて前記第1の時刻情報を取得する第1受信処理と、前記操作部からの指示操作に応じて前記近距離受信部を動作させて前記第2の時刻情報を取得する第2受信処理と、を選択的に実行する受信制御部と、
前記第1受信処理で取得した前記第1の時刻情報あるいは前記第2受信処理で取得した前記第2の時刻情報に基づいて表示時刻を修正する時刻修正部と、を備える
ことを特徴とする電波修正時計。 - 請求項2に記載の電波修正時計において、
前記受信制御部は、前記第2受信処理を、前記操作部からの指示操作に応じてのみ実行する
ことを特徴とする電波修正時計。 - 請求項2または請求項3に記載の電波修正時計において、
照射される光の光量が閾値レベル以上であるか否かを検出する光センサーを備え、
前記受信制御部は、前記光センサーで前記閾値レベル以上の光量を検出した場合、前記受信部による第1受信処理を動作させる
ことを特徴とする電波修正時計。 - 請求項2から請求項4のいずれか一項に記載の電波修正時計において、
前記近距離受信部は、前記携帯装置とBluetoothもしくはNFCで無線通信を行うことを特徴とする電波修正時計。 - 請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の電波修正時計において、
前記受信制御部は、
前記操作部の操作によって設定され、前記予め設定された時刻になっても前記第1受信処理を実行しない自動受信禁止モードを備え、
前記操作部の操作によって前記自動受信禁止モードを解除させると前記第2受信処理を実行することを特徴とする電波修正時計。 - 電波修正時計と携帯装置とを備えるシステムの制御方法であって、
前記電波修正時計は、
第1の時刻情報を含む衛星電波を受信する受信部と、
携帯装置から送信される第2の時刻情報を含む電波を受信する近距離受信部と、
指示操作を受け付ける操作部と、を備え、
予め設定された時刻になると前記受信部による第1受信処理を実行し、
前記操作部からの指示操作に応じて前記近距離受信部による第2受信処理を実行し、
前記第1受信処理で取得した前記第1の時刻情報あるいは前記第2受信処理で取得した前記第2の時刻情報に基づいて表示時刻を修正し、
前記携帯装置は、
第2操作部を備え、
前記第2操作部の操作によって他の機器との通信を禁止する通信禁止モードに設定された後、前記第2操作部の操作によって前記通信禁止モードが解除された場合に、前記電波修正時計と通信を行う機能を開始する、
ことを特徴とするシステムの制御方法。
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