(57)【要約】  全地球測位システムにおける衛星からの日に関する情報を含む電波を受信する電波腕時計において、電源電圧の低下があった場合にも、日に関する情報の周回数を正しく更新する電波腕時計を提供する。本発明に係る電波腕時計１は、衛星からの電波を受信し、日に関する情報を抽出する受信手段１１と、電源電圧に応じて計時回路の動作を停止させる計時回路停止手段と、前記計時回路停止手段による計時回路１３の動作の停止があったことを検出する計時回路停止検出手段と、前記日に関する情報及び、前記日に関する情報の周回数を記憶する不揮発性メモリ２３と、前記計時回路停止検出手段により、前記計時回路の動作の停止があったことが検出された場合に、受信手段１１により抽出された前記日に関する情報と、不揮発性メモリ２３に記憶された前記日に関する情報との比較結果に応じて、前記日に関する情報の周回数を更新する周回数更新手段と、を有する。
2012132875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星からの電波を受信し、日に関する情報を抽出する受信手段と、
電源電圧に応じて計時回路の動作を停止させる計時回路停止手段と、
前記計時回路停止手段による前記計時回路の動作の停止があったことを検出する計時回路停止検出手段と、
前記日に関する情報及び、前記日に関する情報の周回数を記憶する不揮発性メモリと、
前記計時回路停止検出手段により、前記計時回路の動作の停止があったことが検出された場合に、前記受信手段により抽出された前記日に関する情報と、前記不揮発性メモリに記憶された前記日に関する情報との比較結果に応じて、前記日に関する情報の周回数を更新する周回数更新手段と、を有する電波腕時計。
【請求項２】
前記周回数更新手段は、前記不揮発性メモリに記憶された前記日に関する情報と、前記受信手段により抽出された前記日に関する情報の差が予め定められた値以上の場合に前記日に関する情報の周回数を更新し、前記差が予め定められた値より小さい場合には前記日に関する情報の周回数を更新しない請求項１に記載の電波腕時計。
【請求項３】
前記計時回路による計時により、前記日に関する情報及び前記日に関する情報の周回数を更新すべきタイミングを検知し、前記不揮発性メモリに更新された前記日に関する情報及び前記日に関する情報の周回数を書き込む不揮発性メモリ書き込み手段を有する請求項１又は２に記載の電波腕時計。
【請求項４】
前記不揮発性メモリ書き込み手段による書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、前記不揮発性メモリ書き込み手段による前記不揮発性メモリへの書き込みを禁止する書き込み禁止手段を有する請求項３に記載の電波腕時計。
【請求項５】
前記書き込み禁止手段は、前記書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、前記不揮発性メモリ書き込み手段による前記不揮発性メモリへの書き込みを延期し、前記書き込みが失敗する可能性が消失した場合に、前記不揮発性メモリ書き込み手段による前記不揮発性メモリへの書き込みを許可する請求項４に記載の電波腕時計。
【請求項６】
前記書き込みが失敗する可能性が検知される場合は、前記電源電圧の低下、前記受信手段による衛星からの電波の受信、日車の駆動、指針の早送り、付加機能の駆動、前記受信手段による衛星からの電波の受信待機中の少なくとも１以上である請求項４又は５に記載の電波腕時計。
【請求項７】
前記受信手段は、前記日に関する情報の周回数を参照して予測されたタイミングで、閏秒に関する情報を受信する請求項１乃至６のいずれかに記載の電波腕時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波腕時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年腕時計においても、時刻情報を含む外部電波を受信し内部に保持している時刻を修正するいわゆる電波時計が普及している。一般的に電波時計が受信する電波は、標準電波と呼ばれる長波帯の電波であるが、かかる標準電波の受信は、地理的な制限を受け、また、低周波の搬送波を用いているため受信に時間がかかる欠点がある。【０００３】
これに対し、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）に代表される全地球測位システムにおいて用いられる極超短波を受信する電波腕時計が提案されている。例えば、特許文献１には、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信し、かかる衛星信号に含まれるＧＰＳ時刻情報に基づいて時刻を修正するＧＰＳ付き腕時計が記載されている。【０００４】
また、特許文献２には、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信するカーナビゲーション装置において、地図情報記録媒体に記録されたＷＮの周回数又は閏秒情報を参照して現在のＷＮの周回数を検出するものが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１６８６２０号公報
【特許文献２】特許第３６１４７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＧＰＳにおいては、日時の情報はＷＮ（Ｗｅｅｋ  Ｎｕｍｂｅｒ）と呼ばれる週番号と、ＴＯＷ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｗｅｅｋ、Ｚカウントとも）と呼ばれる現在の時刻に関する情報により構成されている。ここで、ＷＮは１週毎に１ずつインクリメントされる値であるが、１０ビットの情報量しかないため、１０２４週を経過すると桁あふれを起こし、０にリセットされる。このため、ＧＰＳ時刻の計時が開始された１９８０年１月６日から１０２４週の倍数の週後には、ＧＰＳ衛星からは再び同じＷＮが送信されることとなる。この現象は、過去には１９９９年８月２１日に生じた。次は、２０１９年４月６日にＷＮが桁あふれを起こすと予想される（いずれもＧＰＳ時刻による）。【０００７】
そのため、ＧＰＳ衛星からの日時の情報のみによっては、現在の日付を正確に知ることができない。そのため、ＧＰＳ衛星からの衛星信号を受信する電波腕時計にあっては、別途ＷＮの周回数を記憶する機構を設けなければ、ＷＮの桁あふれを起こす日時をまたいでのパーペチュアルカレンダーや日付、曜日の表示機能を持たせることができない。【０００８】
ここで、例えばカーナビゲーションシステムなどのＧＰＳ受信機であれば、前述の特許文献２のように定期的あるいは不定期になされる地図情報の更新の際に最新のＷＮの周回数をシステムに通知することができる。しかしながら、腕時計にたいしてそのような通知をすることは難しい。そのため、腕時計自身が内部にＷＮの周回数を記憶保持するとともに、ＷＮの桁あふれが起こるタイミングで内部のＷＮの周回数を更新しなければならないが、腕時計は、長期間電池の交換がなされなかったり、二次電池を使用するものであれば、充電電圧が低下したりする等により、電源電圧が低下して計時回路が停止し、ＷＮの桁あふれが起こるタイミングにおいてＷＮの周回数の更新ができない恐れがある。【０００９】
なお、上述の議論は、米国により運用されているＧＰＳのみならず、現時点で存在する、あるいは将来構築される他の全地球測位システムにおいても、日に関する情報に割り当てられた情報量が少ないために実用上桁あふれを起こす仕様である限り同様にあてはまる。従って、以降本明細書ではＧＰＳに倣ってＷＮを用いて本発明の説明をするが、このＷＮは、必ずしも週情報に限られるものではなく、日に関する情報と読み替えることが可能である。【００１０】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、全地球測位システムにおける衛星からの日に関する情報を含む電波を受信する電波腕時計において、電源電圧の低下があった場合にも、日に関する情報の周回数を正しく更新することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係る電波腕時計は、衛星からの電波を受信し、日に関する情報を抽出する受信手段と、電源電圧に応じて計時回路の動作を停止させる計時回路停止手段と、前記計時回路停止手段による前記計時回路の動作の停止があったことを検出する計時回路停止検出手段と、前記日に関する情報及び、前記日に関する情報の周回数を記憶する不揮発性メモリと、前記計時回路停止検出手段により、前記計時回路の動作の停止があったことが検出された場合に、前記受信手段により抽出された前記日に関する情報と、前記不揮発性メモリに記憶された前記日に関する情報との比較結果に応じて、前記日に関する情報の周回数を更新する周回数更新手段と、を有する。
【発明の効果】
【００１２】
上記本発明によれば、全地球測位システムにおける衛星からの日に関する情報を含む電波を受信する電波腕時計において、電源電圧の低下があった場合にも、日に関する情報の周回数を正しく更新することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態に係る電波腕時計を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る電波腕時計の機能ブロック図である。
【図３】ＧＰＳ衛星から送信される信号のサブフレームの構成を示す概略図である。
【図４】サブフレーム１の構成を示す図である。
【図５】サブフレーム４のページ１８の構成を示す図である。
【図６】メモリに保持される情報を示す図である。
【図７】ＥＥＰＲＯＭに保持される情報を示す図である。
【図８】周回数更新回路の動作を示すフロー図である。
【図９Ａ】横軸に西暦を、縦軸にＷＮの値をとったグラフである。
【図９Ｂ】横軸に西暦を、縦軸にＷＮの値をとったグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は、本発明の実施形態に係る電波腕時計１を示す平面図である。ここで、電波腕時計とは、腕時計であって、かつ、電波時計であるものを指している。
【００１５】
図中符号２は外装ケースであり、その１２時位置と６時位置にはバンド取付部３が設けられている。また、電波腕時計１の３時側側面には、竜頭４が設けられている。なお、同図中において、電波腕時計１の１２時方向は図中上方向であり、６時方向は図中下方向となっている。
【００１６】
電波腕時計１は図示のとおり指針式であり、時針、分針、秒針が電波腕時計１の中央位置を回転中心として、同軸に設けられている。なお、本実施形態では秒針が時針と同軸となっているが、クロノグラフ型の時計のように、秒針をいわゆるクロノ針に置き換え、秒針を副針として任意の位置に配置してもよい。そして、外装ケース２の文字板６の外側の位置には、ユーザに受信状態を知らせるための表示５が刻印又は印刷されている。全地球測位システム、本実施形態ではＧＰＳの人工衛星からの時刻情報を含んだ電波の受信中及びその前後には、秒針がこれらの表示５のいずれかを指し示す。また、文字板６の６時位置には、デジタル表示部７が設けられ、日付表示が視認されるようになっている。本実施形態では、デジタル表示部７は液晶表示装置であり、図示した年月日及び曜日表示以外にも各種の情報が表示可能となっている。しかしながら、かかる表示は一例であり、デジタル表示部７に替え、適宜のアナログ表示、例えば、日板や他の回転円板を用いた日表示や曜日表示、副針を用いた各種の表示を用いてもよい。いずれにせよ、電波腕時計１は少なくとも内部においては、現在の時刻だけでなく、現在の日付についての情報を保持している。
【００１７】
また、本実施形態の電波腕時計１は、文字板６の裏側であって、９時側の位置に高周波受信用のアンテナとしてパッチアンテナを有している。なお、アンテナの形式は、受信しようとする電波に応じて決定すればよく、他の形式のアンテナ、例えば、逆Ｆ型アンテナ等を用いてもよい。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る電波腕時計１の機能ブロック図である。アンテナ８により受信されたＧＰＳ衛星からの電波は、高周波回路９によりベースバンド信号に変換され、デコード回路１０により時刻に関する情報であるＴＯＷやＷＮ、あるいは必要に応じて現在の閏秒に関する情報であるΔｔＬＳが抽出され、コントローラ１２へと受け渡される。すなわち、アンテナ８、高周波回路９及びデコード回路１０は、衛星からの電波を受信し、日に関する情報であるＷＮを抽出する受信手段を構成している。
【００１９】
コントローラ１２は、電波腕時計１全体の動作を制御するマイクロコンピュータであると同時に、その内部に計時回路１３を有しており、かかる計時回路１３が保持する時刻である、内部時刻を計時する機能を有している。計時回路１３の精度は、用いる水晶振動子の精度や温度等の使用環境にも依存するが、月差±１５秒程度である。もちろん、この精度は、必要に応じて任意に設定して良い。また、計時回路１３により保持される内部時刻は、受信手段１１により抽出されたＴＯＷ、ＷＮ、ΔｔＬＳに基づき、時刻修正回路１４により適宜修正され、正確に保たれる。
【００２０】
コントローラ１２には、使用者等による外部からの操作を受け付ける入力手段（竜頭４）からの信号が入力される。また、コントローラ１２からは、内部時刻に基づいてモータ１５を駆動する信号が出力され、指針を駆動し、時刻が表示されるとともに、デジタル表示部７に表示すべき情報、例えば現在の年月日及び曜日が出力される。
【００２１】
また、本実施形態に係る電波腕時計１は、その電源として、二次電池１６を備えており、文字板６（図１参照）の上又は下に配置された太陽電池１７による発電により得られた電力を蓄積するようになっている。そして、二次電池１６からは、高周波回路９、デコード回路１０及びコントローラ１２に電力が供給される。
【００２２】
電源回路１８は、二次電池１６の出力電圧を監視しており、二次電池１６の出力電圧が予め定められたしきい値より低下した場合にはスイッチ１９をオフとし、コントローラ１２への電源供給を停止する。これにより、計時回路１３への電源供給も停止されるため、スイッチ１９がオフとなった場合には計時回路１３に保持されている内部時刻は失われる。したがって、電源回路１８は、電源電圧に応じて計時回路１３の動作を停止させる計時回路停止手段を構成している。また、電源回路１８は、太陽電池１７による発電等により、二次電池１６の出力電圧が回復した場合にはスイッチ１９をオンとし、コントローラ１２への電源を供給して、電波腕時計１の機能を回復させる。なお、電源回路１８は、スイッチ１９をオフとする際に、後述する不揮発性メモリ２３のＰＢフラグに１をセットする。これにより、コントローラ１２はＰＢフラグの値を参照することにより、スイッチ１９がオフとされたか否かを検出することができる。したがって、コントローラ１２は、計時回路１３の動作の停止があったことを検出する計時回路停止検出手段を構成している。
【００２３】
スイッチ２０は、高周波回路９及びデコード回路１０への電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチであり、コントローラ１２により制御される。高周波数で動作する高周波回路９とデコード回路１０はその消費電力が大きいため、コントローラ１２は、衛星からの電波を受信する時のみスイッチ２０をオンとして高周波回路９及びデコード回路１０を動作させ、それ以外の時はスイッチ２０をオフとして、消費電力を低減する。
【００２４】
なお、太陽電池１７からは、その発電量を示す情報がコントローラ１２に入力されるようにされているが、これは、必要無ければ省略してもよい。
【００２５】
電波の受信は、竜頭４等の入力手段による使用者からの要求がなされた時や、あらかじめ定められた時刻となったとき、前回の時刻修正があった時刻からの経過時間、あるいは太陽電池１７の発電量やその他の電波腕時計１の周囲の環境を示す情報等に基づいて行うようにして良い。
【００２６】
コントローラ１２は、さらに内部にメモリ２１、周回数更新手段を構成する周回数更新回路２２、不揮発性メモリ２３への書き込みを行う不揮発性メモリ書き込み手段を構成する書き込み回路２４、不揮発性メモリ２３への書き込みを禁止する書き込み禁止手段を構成する書き込み禁止回路２５を備えている。これらの回路の動作については後述する。
【００２７】
続いて、本実施形態に係る電波腕時計１が受信するＧＰＳ衛星からの信号について説明する。ＧＰＳ衛星から送信される信号は、Ｌ１帯と呼ばれる１５７５．４２ＭＨｚをキャリア周波数としており、１．０２３ＭＨｚの周期でＢＰＳＫ（二位相偏移変調）により変調された各ＧＰＳ衛星固有のＣ／Ａコードにより符号化され、いわゆるＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ａｃｃｅｓｓ；符号分割多元接続）の手法により多重化されている。Ｃ／Ａコード自体は１０２３ビット長であり、信号に乗せられるメッセージ・データは２０個のＣ／Ａコード毎に変化する。すなわち、１ビットの情報は、２０ｍｓの信号として送信される。
【００２８】
ＧＰＳ衛星から送信される信号は、１５００ビット、すなわち３０秒を単位とするフレームに区切られ、さらに、フレームは５つのサブフレームに分けられる。図３は、ＧＰＳ衛星から送信される信号のサブフレームの構成を示す概略図である。各サブフレームは、３００ビットの情報を含む６秒間の信号であり、順番に１から５のサブフレーム番号が付けられている。ＧＰＳ衛星は、サブフレーム１から順次送信を行い、サブフレーム５の送信を終えると、再度サブフレーム１の送信に戻り、以降同様に繰り返す。
【００２９】
各サブフレームの先頭では、ＴＬＭとして示すテレメトリワードが送信される。ＴＬＭは、各サブフレームの先頭を示すコードと、地上管制局の情報を含んでいる。続いて、ＨＯＷとして示すハンドオーバワードが送信させる。ＨＯＷには、Ｚカウントとも呼ばれる現在の時刻に関する情報であるＴＯＷが含まれている。これは、ＧＰＳ時刻の日曜日の午前０時からカウントした６秒単位の時間であり、次のサブフレームが開始される時刻を示している。
【００３０】
ＨＯＷに続く情報は、サブフレームごとに異なっており、サブフレーム１には、衛星時計の補正データが含まれている。図４は、サブフレーム１の構成を示す図である。サブフレーム１には、ＨＯＷに続いてＷＮとして示す週番号が含まれている。ＷＮは、１９８０年１月６日を０週としてカウントした現在の週を示す数値である。したがって、ＷＮ及びＴＯＷを受信することにより、ＧＰＳ時刻における正確な日時が得られる。なお、ＷＮは一度受信に成功すれば、電波腕時計１が内部時刻を何らかの理由、例えば、電池切れ等により失わない限り、内部時刻の計時により正しい値を知ることができるため、再度の受信は必要ない。なお、前述したように、ＷＮは１０ビットの情報であるため、１０２４週を経過すると再び０に戻る。また、ＧＰＳ衛星からの信号には、この他にも種々の情報が含まれるが、本発明に直接関係の無い情報については、図に示すにとどめ、その説明は省略する。
【００３１】
再び図３に戻ると、サブフレーム２及びサブフレーム３にはＨＯＷに続いてエフェメリスと呼ばれる各衛星の軌道情報が含まれているが、その説明は本明細書では割愛する。
【００３２】
さらに、サブフレーム４及び５には、ＨＯＷに続いてアルマナックと呼ばれる全ＧＰＳ衛星の概略軌道情報が含まれる。サブフレーム４及び５に収容される情報は、その情報量が多いため、ページと呼ばれる単位に分割されて送信される。そして、サブフレーム４及び５により送信されるデータはそれぞれページ１〜２５に分割されており、フレームごとに異なるページの内容が順番に送信される。したがって、全てのページの内容を送信するには２５フレーム、すなわち、１２．５分を要することになる。
【００３３】
図５は、サブフレーム４のページ１８の構成を示す図である。同図に示すように、サブフレーム４のページ１８の２４１ビット目には、現在の閏秒に関する情報である現在の閏秒ΔｔＬＳが含まれる。ΔｔＬＳは、ＵＴＣ（協定世界時）とＧＰＳ時刻とのずれを秒数で示したものであり、ＧＰＳ時刻にΔｔＬＳを加算することによりＵＴＣが求められる。電波腕時計１の計時回路１３（図２参照）が保持する時刻は、ＧＰＳ時刻であっても、ＵＴＣであっても、或いは特定の地域の時刻である標準時であってもよい。電波腕時計１は、保持している時刻を、衛星からの電波を受信する際にはＧＰＳ時刻に、また、ユーザに時刻を示す際には標準時に換算して用いる。本実施形態では、電波腕時計１は、内部時刻をＵＴＣにより保持している。
【００３４】
なお、以上の説明より明らかなように、ＴＯＷは全てのサブフレームに含まれているために６秒毎に、ＷＮはサブフレーム１に含まれているために３０秒毎に取得可能であるのに対し、ΔｔＬＳは２５フレームに一度しか送信されないため、１２．５分毎にしか取得することができない。
【００３５】
図６は、メモリ２１（図２参照）に保持される情報を示す図である。なお、同図に示した情報は、メモリ２１に保持される情報の一部を示すものであり、メモリ２１が他の情報をさらに保持することを妨げるものではない。なお、以降の説明では、適宜図２を参照することとする。
【００３６】
同図に示すように、メモリ２１は、１０ビットの情報であるＷＮＭＥＭと、ＷＮＭＥＭの周回数である３ビットの情報であるＬＰＣＮＴＭＥＭと、不揮発性メモリ２３への書き込みを要することを示す１ビットのフラグＷＲＦを保持している。ここで、ＷＮＭＥＭは、メモリ２１にて保持されているＷＮを指しており、計時回路１３による計時により、ＷＮＭＥＭを更新すべきタイミングでインクリメントされる。すなわち、ＧＰＳ時刻（又はＵＴＣ）の日曜日午前０時に１インクリメントされる。ＬＰＣＮＴＭＥＭは、ＷＮＭＥＭの周回数、すなわち、ＷＮがこれまで何回桁あふれをしたかを示す情報である。従って、ＷＮＭＥＭとＬＰＣＮＴＭＥＭにより現在の年及び週を知ることができ、さらに計時回路１３にて保持されている時刻情報（この場合は、日曜日午前０時を起点とした週内の時刻情報）を加味することにより、現在の正確な年月日を知ることができる。なお、本実施形態では、ＬＰＣＮＴＭＥＭはＷＮＭＥＭの上位ビットとして配置されているため、ＷＮＭＥＭの桁あふれが生じた場合には自動的にＬＰＣＮＴＭＥＭはインクリメントされる。
【００３７】
あるいは、ＷＮＭＥＭは、受信手段１１により受信されたＷＮとメモリ２１に保持されているＷＮＭＥＭとが異なる場合に、受信されたＷＮをもって更新されてもよい。なお、計時回路１３が連続して動作している限りは、メモリ２１に保持されたＷＮＭＥＭと受信されるＷＮとに差異は生じないため、誤受信による誤ったＷＮ情報による上書きを避けるため、計時回路１３が連続して動作している限りは、メモリ２１に保持されたＷＮＭＥＭの上書きをしないようにしてもよい。または、メモリ２１に保持されたＷＮＭＥＭと受信されたＷＮとが異なる場合は、再度ＷＮの受信を行い、正しいＷＮが得られた場合のみ（すなわち、２回連続で同じＷＮが受信されるなどの場合）にメモリ２１に保持されたＷＮＭＥＭの上書きをするようにしてもよい。あるいは、竜頭４等によるユーザの操作によって日付が変更され、メモリ２１に保持されたＷＮＭＥＭが変更されている場合に限り、メモリ２１に保持されたＷＮＭＥＭの上書きをするようにしてもよい。
【００３８】
ＷＮＭＥＭ或いはＬＰＣＮＴＭＥＭの更新があった場合には、メモリ２１のＷＲＦに１が書き込まれる。これは、後述する不揮発性メモリ２３に保持される情報を更新することを示している。なお、メモリ２１は、本実施形態では揮発性のＲＡＭである。
【００３９】
図７は、不揮発性メモリ２３に保持される情報を示す図である。同図に示すように、不揮発性メモリ２３もまた、１０ビットの情報であるＷＮＥＥＰＲＯＭと、ＷＮＥＥＰＲＯＭの周回数である３ビットの情報であるＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭとを保持しており、これらの情報は、メモリ２１にて保持されているＷＮＭＥＭ及びＬＰＣＮＴＭＥＭと同一である。このように、同一の情報をメモリ２１と不揮発性メモリ２３の２カ所で保持している理由は、本実施形態では、メモリ２１は揮発性の記憶素子であり、電源回路１８によりコントローラ１２への電力の供給が停止した場合にはその記憶情報が失われるため、不揮発性メモリ２３によりそのバックアップをしているのである。さらに、不揮発性メモリ２３は１ビットのフラグであるＰＢを保持している。ＰＢは、本実施形態では、その値が１である場合に計時回路１３の動作の停止があったことを示す。なお、不揮発性メモリ２３として用いる素子はどのようなものであってもよいが、数年にわたる長期間の電力の供給の停止においても記憶情報を失わない堅牢性の高いものが望ましく、本実施形態では、ＭＯＮＯＳ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｎｉｔｒｉｄｅ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）型のＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を用いている。
【００４０】
メモリ２１と不揮発性メモリ２３との情報の同期は、メモリ２１におけるＷＮＭＥＭ（又はＬＰＣＮＴＭＥＭ）が更新されたタイミングで、メモリ２１に記憶された情報を不揮発性メモリ２３に書き込むことによって行う。この動作は、書き込み回路２４がメモリ２１中のフラグＷＲＦをチェックし、これが１である場合にＷＮＥＥＰＲＯＭ及びＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭを更新すべきタイミングであると検知し、不揮発性メモリ２３に更新されたＷＮＥＥＰＲＯＭ及びＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭを書き込むことによりなされる。なお、ＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭの更新がない場合には、必ずしもＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭを書き込む必要はないが、ＷＮＥＥＰＲＯＭの更新のタイミングで書き込みを行えば、不揮発性メモリ２３中に保持された電荷の補充がなされるため情報保持の堅牢性が増し好ましい。不揮発性メモリ２３への書き込みが終了すると、メモリ２１のＷＲＦは０にリセットされる。
【００４１】
ここで、不揮発性メモリ２３への書き込みには、通常高い書き込み電圧が必要であり、また書き込みには一定の時間を要する。そして、書き込み中に電圧が低下して書き込み電圧が不足すると、書き込みが行えないばかりか、不揮発性メモリ２３が保持している情報の信頼性も損なわれるため、不揮発性メモリ２３上の情報が失われる可能性がある。そこで、不揮発性メモリ２３への書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、書き込み回路２４による不揮発性メモリ２３への書き込みを禁止する書き込み禁止回路２５が設けられている。書き込み禁止回路２５は、不揮発性メモリ２３への書き込み電圧が不足している状態あるいは書き込み中に書き込み電圧が不足する可能性の高い場合を検知して、そのような状況が存在する場合には、不揮発性メモリ２３への書き込み回路２４による書き込みを停止させる。このような状況には種々のものがあるが、例えば、二次電池１６の電圧が低下している場合や、他の大電力を使用する機構が動作している場合あるいは動作し得る場合が挙げられる。他の大電力を使用する機構には、受信手段１１による受信、日車や曜車（あれば）の駆動、指針の早送り、付加機能の駆動がある。付加機能とは、日時及び時刻の計時及び表示以外の機能を指しており、アラームやストップウォッチの機能、照明、通信、気圧や水深の計測等が含まれる。他の大電力を使用する機構が動作し得る場合とは、例えば、受信手段１１が、電波の受信環境が良くなったことを検知して受信を行う待機状態である場合等が挙げられる。電波の受信環境の良否の検知には、例えば、太陽電池１７の発電量を検知することにより、電波腕時計１が屋外にあることを判定する等の方法がある。
【００４２】
本実施形態では、書き込みが失敗する可能性が消失し、書き込み禁止回路２５による書き込みの禁止が解除された場合、すなわち、書き込みが許可された場合には、書き込み回路２４はメモリ２１のフラグＷＲＦが１であるならば、不揮発性メモリ２３への書き込みを直ちに行う。換言するならば、書き込み禁止回路２５により書き込みが禁止されている間は、書き込み回路２４による不揮発性メモリ２３への書き込みは延期されている。これにより、メモリ２１の情報と不揮発性メモリ２３の情報との速やかな同期が取られるが、これ以外にも、計時回路１３からの計時情報に基づき、書き込み回路２４が書き込みを試みるタイミングを予め定めておき、かかるタイミングにおいて書き込みが許可されている場合のみ不揮発性メモリ２３への書き込みを行うようにしてもよい。このタイミングは、例えば、毎日午前０時過ぎとするか、或いは毎日曜日の午前０時過ぎとして良い。
【００４３】
なお、前述の書き込み禁止回路２５において、書き込みが失敗する可能性がある場合として他の大電力を使用する機構が動作している場合あるいは動作し得る場合には、本実施形態のように、書き込み回路２４による書き込みを禁止する構成に替えて、他の大電力を使用する機構の動作を禁止するようにしてもよい。
【００４４】
続いて、電源回路１８によるコントローラ１２への電源供給が停止された後、電源供給が再開された場合における処理を説明する。コントローラ１２、すなわち、計時回路１３への電源供給が停止されている期間がある場合には、上述したＷＮＭＥＭの更新がなされない。そのため、かかる期間中にＷＮが桁あふれを起こした場合には、ＷＮＭＥＭの周回数であるＬＰＣＮＴＭＥＭを正しく更新することができない。そこで、周回数更新回路２２は、電源回路１８による電源供給の停止があった場合に、受信手段１１により受信されたＷＮと不揮発性メモリ２３に記憶されているＷＮＥＥＰＲＯＭを比較することにより、周回数であるＬＰＣＮＴＭＥＭを更新する。
【００４５】
図８は、周回数更新回路２２の動作を示すフロー図である。まず、ステップＳ１において、フラグＰＢが１であるか否かを判定する。ＰＢ＝０、すなわち、電源回路１８による計時回路１３の動作の停止がない場合には、ＬＰＣＮＴＭＥＭの更新は不要であるため、処理を終了する。
【００４６】
ＰＢ＝１、すなわち、電源回路１８による計時回路１３の動作の停止があった場合には、ステップＳ２に進み、フラグＰＢに０をセットする。さらにステップＳ３に進み、受信手段１１によるＷＮの受信があったか否かを判定する。衛星からのＷＮの受信がなされていない場合には、ＷＮＭＥＭの値は不定であるため、ＷＮが受信されるまで待つ。
【００４７】
ＷＮが受信された場合にはステップＳ４と進みＷＮＥＥＰＲＯＭとＷＮとを比較する。このとき、ＷＮＥＥＰＲＯＭ＞ＷＮ、すなわち、受信されたＷＮの値が不揮発性メモリ２３に保持されたＷＮＥＥＰＲＯＭの値より小さい場合には、計時回路１３の動作の停止中にＷＮが桁あふれを起こした可能性が高い。ＷＮＥＥＰＲＯＭ＞ＷＮである場合にはステップＳ５へと進む。そうでない場合には、ＷＮは桁あふれを起こしていないとして、ステップＳ８へと進み、メモリ２１のＬＰＣＮＴＭＥＭの値をＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭの値に更新し、処理を終了する。
【００４８】
ステップＳ５では、ＷＮＥＥＰＲＯＭとＷＮの差ΔＷＮを計算する。そして続くステップＳ６では、ΔＷＮの値が予め定めたしきい値以上であるか否かを判定する。ΔＷＮ≧しきい値である場合にはステップＳ７へと進み、周回数を更新、すなわち、ＬＰＣＮＴＭＥＭの値をＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭ＋１の値に更新し、処理を終了する。そうでない場合、すなわち、ΔＷＮ＜しきい値である場合にはステップＳ８へと進み、ＬＰＣＮＴＭＥＭの値をＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭの現在の値に更新し処理を終了する。
【００４９】
このステップＳ６における判別の意味について図９Ａ及び図９Ｂを参照しつつ説明する。図９Ａ及び図９Ｂは、横軸に西暦を、縦軸にＷＮの値をとったグラフである。ＷＮは、前述の通り１０ビットの情報であり、週毎に１ずつインクリメントされ、１０２４週で一周する。ＧＰＳにおけるＷＮの値は、西暦１９８０年１月６日が属する週を０としてカウントされているため、図９Ａに示すようにＷＮの値は増加していき、１９９９年８月２１日及び２０１９年４月７日には桁あふれにより０にリセットされる。
【００５０】
ここで、１９９９年８月２１日の直前（例えば、１月前等）であるＡ点において、電波腕時計１の計時回路１３が停止したとする。このとき、ＷＮＥＥＰＲＯＭに記憶されている値は、図中ＷＮＡで示されている値である。そして、ＷＮの桁あふれが生じる日である１９９９年８月２１日を跨いであまり間をおかない時点（例えば、Ａ点から３月後）であるＢ点において電波腕時計１の計時回路１３が再起動したものとすると、Ｂ点において新たに受信されるＷＮは、図中ＷＮＢで示されている値である。図から明らかな通り、ＷＮＡはＷＮの最大値である１０２３に近い値であるのに対し、ＷＮＢは０に近い値となり、ＷＮＥＥＰＲＯＭ（＝ＷＮＡ）とＷＮ（＝ＷＮＢ）の大小関係が桁あふれを境に逆転していることが分かる。このとき、ＷＮＥＥＰＲＯＭとＷＮの差ΔＷＮの物理的な意味は、ＷＮが正確に受信されていると仮定した場合には、最後にＷＮＥＥＰＲＯＭが更新された週から、今回ＷＮが受信された時点まで、（１０２４−ΔＷＮ）週が経過しているということを示す。
【００５１】
ここで、図９Ｂを参照し、計時回路１３が長期間にわたり停止していた状況を考える。この場合、電波腕時計１の計時回路１３が再起動した時点ＢはＷＮの桁あふれが生じる日である１９９９年８月２１日から何年もの期間（例えば、１０年）が経過した時点であるとする。このとき、図示のように、ＷＮＢは十分大きな値となり、計時回路１３の停止期間が長ければ長いほどその値はＷＮＡに近づくため、ΔＷＮが先の図９Ａに示した例に比べて小さくなっていることが分かる。すなわち、ΔＷＮが小さいほど、計時回路１３の動作が停止していた期間が長いことになる。
【００５２】
しかしながら、図９Ｂに示すような状況が現実に生じると仮定するのは実用的でない。なぜなら、計時回路１３の動作が停止している期間があまりにも長期間にわたっている場合には、過放電や経年変化による劣化により二次電池１６の再充電が行えなくなり、また、不揮発性メモリ２３に保持された情報は電荷の消失による揮発により失われていると考えられ、その信頼性が保証できなくなっていると考えられるからである。このような場合には、現実的には、ＬＰＣＮＴＭＥＭの値を更新する意義に乏しい。なぜなら、前者の場合には、電波腕時計１自体をサービスセンタ等に送り二次電池１６を交換しなければならないが、その際にＬＰＣＮＴＭＥＭの値を正しい値に更新することができるからである。また、後者の場合には、そもそも信頼性のないＬＰＣＮＴＥＥＰＲＯＭの値に基づいてＬＰＣＮＴＭＥＭの値を設定することに意味がない。
【００５３】
このような事情があるにもかかわらず、なお図９Ｂに示したような状況が検出されたとしたならば、それは、ＷＮの受信にあたり、誤受信を起こした可能性が高い。ＷＮの誤受信は、そのビットごとに起こす可能性があるが、仮に、ＷＮ１０ビットのうち、あるビットの誤受信をしたとして、それにより誤ってＬＰＣＮＴＭＥＭの値が更新される可能性を考える。このような誤受信によるＬＰＣＮＴＭＥＭの値の更新は、図８のステップＳ４の結果が肯定的となる、すなわち、ＷＮ１０ビットのうち、任意のビットにおいて、その値が１であるところを０であると誤受信した場合に起こり得る。すなわち、図９Ｂに示すように、現実にはおよそ起こりえないと考えられる状況においてＷＮＥＥＰＲＯＭ（＝ＷＮＡ）とＷＮ（＝ＷＮＢ）の大小関係が逆転していることが検出されたならば、それはＷＮを誤受信したためであると考えられるのである。
【００５４】
したがって、このような場合にまでＬＰＣＮＴＭＥＭの値を更新することをせず、むしろＬＰＣＮＴＭＥＭの値の更新を禁止することにより、誤受信により誤ってＬＰＣＮＴＭＥＭの値が更新される可能性を低減できる。例えば、ΔＷＮのしきい値として、７６８（二進表記では１１００００００００となる）を選択した場合には、ＷＮの上位２ビットを誤受信した場合にはＬＰＣＮＴＭＥＭの値は更新されない。この場合、誤受信によりＬＰＣＮＴＭＥＭの値が更新される可能性は、ステップＳ６における判別を行わない場合に比して８０％に減少する。この場合、計時回路１３の動作が停止している期間が１０２４−７６８＝２５６週（およそ４．７年）以内であれば、電源電圧の復活に伴いＬＰＣＮＴＭＥＭの値が更新され得ることになる。このしきい値をより大きい値、例えば８９６（二進表記では１１１１０００００００となる）とすれば、ＬＰＣＮＴＭＥＭの誤更新の可能性は７０％に低減し、計時回路１３の動作が停止している期間が１０２４−８９６＝１２８週（およそ２．４年）以内であれば、電源電圧の復活に伴いＬＰＣＮＴＭＥＭの値が更新され得ることになる。かかるしきい値を具体的にどのように定めるかは、二次電池１６及び不揮発性メモリ２３の情報保持特性に基づいて定めればよい。また、電波腕時計１が複数のしきい値を有するようにしておき、二次電池１６の種類に応じてしきい値を選択するように構成してもよい。
【００５５】
なお、誤受信によるＬＰＣＮＴＭＥＭの誤更新の可能性が低いかあるいは無視できる場合には、図８のステップＳ５及びＳ６の処理は不要となるため、省略してもよい。
【００５６】
また、図８のステップＳ７及びＳ８でＬＰＣＮＴＭＥＭの値が書き込まれた場合には、フラグＷＲＦの値が１となるため（図６参照）、上述した適切なタイミングにおいて、ＬＰＣＮＴＭＥＭの値がさらに不揮発性メモリ２３に書き込まれることになる。
【００５７】
以上説明した実施形態では、図２に示す書き込み禁止回路２５により、不揮発性メモリ２３への書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、書き込み回路２４による書き込みを禁止するものとした。そして、不揮発性メモリ２３への書き込みが失敗する可能性がある代表的な事例として、電源電圧、すなわち、二次電池１６の電圧低下を挙げた。
【００５８】
ここで、二次電池１６の電圧が低下している状態は、太陽電池１７による充電が行われないまま電波腕時計１が放置されている状態と考えられ、そのまま電圧が下がり続け、電源回路１８によりコントローラ１２への電力供給が停止される可能性が高い。この場合、メモリ２１上で更新されたＬＰＣＮＴＭＥＭ及びＷＮＭＥＭは不揮発性メモリ２３に書き込まれることなく失われてしまうことになる。
【００５９】
しかしながら、二次電池１６の出力電圧が回復し、衛星からＷＮが受信された折には、ＷＮＭＥＭは受信されたＷＮにより、また、ＬＰＣＮＴＭＥＭは周回数更新回路２２により正しく更新される。すなわち、書き込み禁止回路２５は、ＬＰＣＮＴＭＥＭの不揮発性メモリ２３へのバックアップを妨げるが、周回数更新回路２２が存在することにより、更新されたＬＰＣＮＴＭＥＭがバックアップされなかったとしても、ＬＰＣＮＴＭＥＭを正しい値に更新することができるのである。
【００６０】
ところで、先に説明したように、閏秒ΔｔＬＳは、ＧＰＳ衛星からの信号のうち、サブフレーム４のページ１８にのみ含まれる情報であり、１２．５分に一度しか送信されないため、使用者の要求による受信や、閏秒ΔｔＬＳの送信タイミングを考慮しない自動受信によってはその取得は難しい。したがって、閏秒ΔｔＬＳを取得すべき状況、例えば、前回の閏秒ΔｔＬＳの受信から所定の期間（例えば６月）が経過していたり、計時回路１３が停止したりしたといった状況においては、閏秒ΔｔＬＳが送信されるタイミングを予測して受信を行う必要がある。しかしながら、このタイミングは、単純に現在の正確なＧＰＳ時刻、すなわちＷＮ及びＴＯＷより換算される時刻からは予測することができない。なぜならば、ＧＰＳ衛星からの信号に含まれる２５ページの周回は、ＷＮと同期することなく（すなわち、ＷＮの桁あふれを考慮することなく）、ＧＰＳ信号の送信が開始された１９８０年１月６日午前０時から繰り返されているため、閏秒ΔｔＬＳが送信されるタイミングを知るためには、現在のＷＮの周回数を知る必要があるためである。
【００６１】
そこで、本実施形態の電波腕時計１では、コントローラ１２は、日に関する情報の周回数たるＬＰＣＮＴＭＥＭを参照して閏秒ΔｔＬＳが送信されるタイミングを予測し、受信手段１１を起動して閏秒に関する情報たる閏秒ΔｔＬＳを受信する。具体的には、ＧＰＳ信号の送信開始からの積算週数であるＷＮＡＣＣは、
ＷＮＡＣＣ＝１０２４×ＬＰＣＮＴＭＥＭ＋ＷＮＭＥＭ
として求めることができ、これに現在の時刻を加味して得られるＧＰＳ信号の送信開始からの積算時間から、閏秒ΔｔＬＳが送信されるタイミングを正確に予測するのである。
【００６２】
以上説明した実施形態に示した具体的な構成は例示であり、当業者は種々の変形を行ってもよい。例えば、機能ブロックは、同様の機能を実現し得る構成であれば必ずしも図示したとおりのものでなくともよい。また、フロー図についても、同様の機能を実現し得るアルゴリズムであれば、必ずしも図示したものと同一でなくともよい。
【００６３】
なお、以上説明した本発明の実施形態の一つの観点においては、周回数更新手段は、不揮発性メモリに記憶された日に関する情報と、受信手段により抽出された日に関する情報の差が予め定められた値以上の場合に日に関する情報の周回数を更新し、前記差が予め定められた値より小さい場合には日に関する情報の周回数を更新しない。
【００６４】
このようにすれば、誤受信により誤って周回数を更新する危険が減少する。
【００６５】
また、本発明の実施形態の別の観点においては、計時回路による計時により、日に関する情報及び日に関する情報の周回数を更新すべきタイミングを検知し、不揮発性メモリに更新された日に関する情報及び日に関する情報の周回数を書き込む不揮発性メモリ書き込み手段を有する。
【００６６】
このようにすれば、衛星からの電波の受信が無くとも、計時回路による計時に基づいて日に関する情報及び日に関する情報の周回数が更新される。
【００６７】
また、本発明の実施形態の別の観点においては、不揮発性メモリ書き込み手段による書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、不揮発性メモリ書き込み手段による不揮発性メモリへの書き込みを禁止する書き込み禁止手段を有する。
【００６８】
このようにすれば、不揮発性メモリへの書き込み時に書き込み電圧が不足することによる不揮発性メモリに保持された情報の消失を防止するとともに、書き込みがなされないまま計時回路の動作が停止した場合にも、電源電圧が回復した後衛星からの電波の受信をすることにより、日に関する情報の周回数を正しく更新することができる。
【００６９】
また、本発明の実施形態の別の観点においては、書き込み禁止手段は、書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、不揮発性メモリ書き込み手段による不揮発性メモリへの書き込みを延期し、書き込みが失敗する可能性が消失した場合に、不揮発性メモリ書き込み手段による不揮発性メモリへの書き込みを許可する。
【００７０】
このようにすれば、不揮発性メモリに保持された情報を可能な限り最新のものに保つことができる。
【００７１】
また、本発明の実施形態の別の観点においては、書き込みが失敗する可能性が検知される場合は、電源電圧の低下、受信手段による衛星からの電波の受信、日車の駆動、指針の早送り、付加機能の駆動、受信手段による衛星からの電波の受信待機中の少なくとも１以上である。
【００７２】
このようにすれば、電源電圧の低下のみならず、大電力を使用することにより一時的に電圧低下をもたらす場合においても、不揮発性メモリに保持された情報の消失を防止することができる。
【００７３】
また、本発明の実施形態の別の観点においては、受信手段は、日に関する情報の周回数を参照して予測されたタイミングで、閏秒に関する情報を受信する。
【００７４】
このようにすれば、日に関する情報の周回数によらず、閏秒に関する情報の送信タイミングを正確に予測し受信することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【手続補正書】
【提出日】平成24年7月20日(2012.7.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星からの電波を受信し、日に関する情報を抽出する受信手段と、
電源電圧に応じて計時回路の動作を停止させる計時回路停止手段と、
前記計時回路停止手段による前記計時回路の動作の停止があったことを検出する計時回路停止検出手段と、
前記日に関する情報及び、前記日に関する情報の周回数を記憶する不揮発性メモリと、
前記計時回路停止検出手段により、前記計時回路の動作の停止があったことが検出された場合に、前記受信手段により抽出された前記日に関する情報と、前記不揮発性メモリに記憶された前記日に関する情報とを比較し、前記受信手段により抽出された前記日に関する情報より前記不揮発性メモリに記憶された前記日に関する情報の方が大きい場合に、前記日に関する情報の周回数を更新する周回数更新手段と、を有する電波腕時計。
【請求項２】
前記周回数更新手段は、前記不揮発性メモリに記憶された前記日に関する情報と、前記受信手段により抽出された前記日に関する情報の差が予め定められた値以上の場合に前記日に関する情報の周回数を更新し、前記差が予め定められた値より小さい場合には前記日に関する情報の周回数を更新しない請求項１に記載の電波腕時計。
【請求項３】
前記計時回路による計時により、前記日に関する情報及び前記日に関する情報の周回数を更新すべきタイミングを検知し、前記不揮発性メモリに更新された前記日に関する情報及び前記日に関する情報の周回数を書き込む不揮発性メモリ書き込み手段を有する請求項１又は２に記載の電波腕時計。
【請求項４】
前記不揮発性メモリ書き込み手段による書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、前記不揮発性メモリ書き込み手段による前記不揮発性メモリへの書き込みを禁止する書き込み禁止手段を有する請求項３記載の電波腕時計。
【請求項５】
前記書き込み禁止手段は、前記書き込みが失敗する可能性を検知した場合に、前記不揮発性メモリ書き込み手段による前記不揮発性メモリへの書き込みを延期し、前記書き込みが失敗する可能性が消失した場合に、前記不揮発性メモリ書き込み手段による前記不揮発性メモリへの書き込みを許可する請求項４に記載の電波腕時計。
【請求項６】
前記書き込みが失敗する可能性が検知される場合は、前記電源電圧の低下、前記受信手段による衛星からの電波の受信、日車の駆動、指針の早送り、付加機能の駆動、前記受信手段による衛星からの電波の受信待機中の少なくとも１以上である請求項４又は５に記載の電波腕時計。
【請求項７】
前記受信手段は、前記日に関する情報の周回数を参照して予測されたタイミングで、閏秒に関する情報を受信する請求項１乃至６のいずれかに記載の電波腕時計。
【国際調査報告】
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