(57)【要約】   【課題】  電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、高精度で秒同期点を検出する。  【解決手段】  信号合成回路１２は、受信回路１０から出力されたタイムコードを含む信号から、各サンプル点が複数ビットにより表される値であり、かつ、単位時間長の入力波形データを取得し、入力波形データを累算して累算する。ＣＰＵ１３は、累算された入力波形データにおいて、最小値を示す時間軸上の位置である最小値位置と、累算された入力波形データにおいて、隣接するサンプル点の値の差異が最大となる時間軸上の位置である最大勾配位置とを見出し最小値位置および最大勾配位置に基づいて、タイムコードを含む信号の単位時間上の先頭位置を算出する。【選択図】  図１
2010019617.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準時刻電波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力されたタイムコードを含む信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングして、各サンプル点が複数ビットにより表される値であり、かつ、タイムコードを構成する１つの符号に相当する時間である単位時間長の入力波形データを取得する入力波形データ取得手段と、
前記入力波形データを累算する累算手段と、
前記累算手段により累算された入力波形データにおいて、最小値或いは最大値を示す時間軸上の位置である基準位置と、前記累算された入力波形データにおいて、隣接するサンプル点の値の差異が最大となる時間軸上の位置である最大勾配位置とを算出する位置取得手段と、
前記基準位置および最大勾配位置に基づいて、当該基準位置および最大勾配位置との間で、前記タイムコードを含む信号の単位時間上の先頭位置を算出する制御手段と、を備えたことを特徴とする時刻情報取得装置。
【請求項２】
前記制御手段が、前記受信手段により受信された標準時刻電波の信号強度を取得し、当該信号強度が小さくなるのにしたがって、前記基準位置および最大勾配位置との間で、前記先頭位置がより最大勾配位置に近くなるように、前記先頭位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の時刻情報取得装置。
【請求項３】
前記制御手段が、前記信号強度が小さくなるのにしたがって増加するパラメータｎ（０＜ｎ＜１）を用いて、前記先頭位置Ｔｓｙｎｃを、
Ｔｓｙｎｃ＝ｎＴｒｅｆ＋（１−ｎ）Ｔｄｍａｘ
（Ｔｒｅｆは基準位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
により算出することを特徴とする請求項２に記載の時刻情報取得装置。
【請求項４】
前記制御手段が、前記先頭位置Ｔｓｙｎｃを、
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｒｅｆ＋Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｄｍａｘ−Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｒｅｆ＋Ｔｄｍａｘ）／２
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｒｅｆ＋３Ｔｄｍａｘ）／４
（Ｔｒｅｆは基準位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
から選択されたいずれか１つに基づいて算出することを特徴とする請求項１に記載の時刻情報取得装置。
【請求項５】
前記制御手段が、前記入力波形データの累算により順次算出される最大勾配位置が一定の範囲内に収束した場合に、前記収束した最大勾配位置に基づいて、前記先頭位置を算出することを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項６】
前記制御手段が、隣接するサンプル点の値の差異が最大となるときの最大勾配値が、所定の範囲内である場合に、当該最大勾配値についての最大勾配位置を、前記先頭位置とすることを特徴とする請求項１ないし５の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項７】
請求項１ないし６の何れか一項に記載の時刻情報取得装置と、
前記時刻情報取得装置により算出された、前記タイムコードを含む信号の単位時間上の先頭位置に基づいて、当該タイムコードを構成する日、時、分を含むコードの値を取得するデコード手段と、
前記デコード手段により取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出する現在時刻算出手段と、
内部クロックにより現在時刻を計時する内部計時手段と、
前記現在時刻算出手段により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、標準時刻電波を受信してその時刻情報を取得する時刻情報取得装置、および、当該時刻情報取得装置を搭載した電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、日本およびドイツ、イギリス、スイスなどにおいて、長波の標準時刻電波が送信所から送出されている。たとえば、日本では、福島県および佐賀県の送信所から、それぞれ、４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの振幅変調された標準時刻電波が送出されている。標準時刻電波は、年月日時分を示すタイムコードを構成する符号の列を含み、１周期６０秒で送出されるようになっている。つまり、タイムコードの周期は６０秒である。
【０００３】
このようなタイムコードを含む標準時刻電波を受信し、受信した標準時刻電波からタイムコードを取り出して、時刻を修正することができる時計（電波時計）が実用化されている。電波時計の受信回路は、アンテナにより受信された標準時刻電波を受け入れ、標準時刻電波信号のみを取り出すためのバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、包絡線検波などによって振幅変調された標準時刻電波信号を復調する復調回路、および、復調回路によって復調された信号に含まれるタイムコードを読み出す処理回路を備える。
【０００４】
タイムコードは、単位時間（１秒）ごとに１つの符号が含まれる。日本では、符号には、単位時間の開始から０．２秒がハイレベルであり、残りの０．８秒がローレベルであるデューティ２０％の「Ｐ」符号、単位時間の開始から０．５秒がハイレベルであり、残りの０．５秒がローレベルであるデューティ５０％の「０」符号、および、単位時間の開始から０．８秒がハイレベルであり、残りの０．２秒がローレベルであるデューティ８０％の「１」符号が含まれる。
【０００５】
「Ｐ」符号は、タイムコードのフレームの１フレームの開始を示すマーカー、分、時間、日、年などのデータ区分を示すポジションマーカーとして使用される。「０」符号および「１」符号は、それぞれ、二進法の「０」および「１」を表す。また、各符号の立ち上がりが秒同期点に対応する。
【０００６】
したがって、従来の処理回路は、復調された信号の立ち上がりで同期をとった後、所定のサンプリング周期で２値化して、バイナリーのビット列を取得する。さらに、処理回路は、取得されたビット列のパルス幅（つまり、ハイレベルの時間長およびローレベルの時間長）を計測し、その幅の大きさに対応して、符号「Ｐ」、「０」、「１」の何れかを決定し、決定された符号の列に基づいて時刻情報を取得する。
【０００７】
しかしながら、タイムコードは、たとえば振幅変調（ＡＭ）されて４０ｋＨｚや６０ｋＨｚの電波により伝送されるが、建物を通過する際の減衰や外乱ノイズの混入により、受信時に適切な形態となっていない場合がある。
【０００８】
そこで、特許文献１においては、復調された信号を、所定のサンプリング間隔（５０ｍｓ）で２値化して得られたＴＣＯデータが取得され、１秒ごと（２０サンプル）のバイナリーのビット列からなるデータ群がリスト化される。リスト化したデータは、サンプリングポイントごとに加算されて階段状のグラフが生成され、そのグラフから秒同期点が検出される。
【特許文献１】特開２００５−２４９６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された技術においては、多少のノイズが混入されている程度であれば、秒同期点の検出は可能であったが、検波された信号を２値化したときに、元のデータパルスの形状が復元できないほど多くのノイズが混入されている場合には、生成されたグラフから秒同期点を見出すことは困難であった。
【００１０】
本発明は、電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、高精度で秒同期点を検出することができる時刻情報取得装置および当該時刻情報取得装置を備えた電波時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の目的は、標準時刻電波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力されたタイムコードを含む信号を、所定のサンプリング周期でサンプリングして、各サンプル点が複数ビットにより表される値であり、かつ、タイムコードを構成する１つの符号に相当する時間である単位時間長の入力波形データを取得する入力波形データ取得手段と、
前記入力波形データを累算する累算手段と、
前記累算手段により累算された入力波形データにおいて、最小値或いは最大値を示す時間軸上の位置である基準位置と、前記累算された入力波形データにおいて、隣接するサンプル点の値の差異が最大となる時間軸上の位置である最大勾配位置とを算出する位置取得手段と、
前記基準位置および最大勾配位置に基づいて、前記タイムコードを含む信号の単位時間上の先頭位置を算出する制御手段と、を備えたことを特徴とする時刻情報取得装置により達成される。
【００１２】
好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記受信手段により受信された標準時刻電波の信号強度を取得し、当該信号強度が小さくなるのにしたがって、前記基準位置および最大勾配位置との間において、前記先頭位置がより最大勾配位置に近くなるように、前記先頭位置を算出する。
【００１３】
より好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記信号強度が小さくなるのにしたがって増加するパラメータｎ（０＜ｎ＜１）を用いて、前記先頭位置Ｔｓｙｎｃを、
Ｔｓｙｎｃ＝ｎＴｒｅｆ＋（１−ｎ）Ｔｄｍａｘ
（Ｔｒｅｆは基準位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
により算出する。
【００１４】
別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記先頭位置Ｔｓｙｎｃを、
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｒｅｆ＋Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｄｍａｘ−Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｒｅｆ＋Ｔｄｍａｘ）／２
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｒｅｆ＋３Ｔｄｍａｘ）／４
（Ｔｒｅｆは基準位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
から選択されたいずれか１つに基づいて算出する。
【００１５】
また、好ましい実施態様においては、前記制御手段が、前記入力波形データの累算により順次算出される最大勾配位置が一定の範囲内に収束した場合に、前記収束した最大勾配位置に基づいて、前記先頭位置を算出する。
【００１６】
別の好ましい実施態様においては、前記制御手段が、隣接するサンプル点の値の差異が最大となるときの最大勾配値が、所定の範囲内である場合に、当該最大勾配値についての最大勾配位置を、前記先頭位置とする。
【００１７】
また、本発明の目的は、上述した時刻情報取得装置と、
前記時刻情報取得装置により算出された、前記タイムコードを含む信号の単位時間上の先頭位置に基づいて、当該タイムコードを構成する日、時、分を含むコードの値を取得するデコード手段と、
前記デコード手段により取得されたコードの値に基づいて現在時刻を算出する現在時刻算出手段と、
内部クロックにより現在時刻を計時する内部計時手段と、
前記現在時刻算出手段により取得された現在時刻によって、前記内部計時手段により計時された現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記内部計時手段により計時された、或いは、時刻修正手段により修正された現在時刻を表示する時刻表示手段と、を備えたことを特徴とする電波時計により達成する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電界強度の状態や信号のノイズに影響されず、高精度で秒同期点を検出することができる時刻情報取得装置および当該時刻情報取得装置を備えた電波時計を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態においては、電波時計は、長波帯の標準時刻電波を受信して、その信号を検波して、信号中に含まれるタイムコードを示す符号の列を取り出し、当該符号の列に基づいて時刻を修正する。
【００２０】
現在、日本、ドイツ、イギリス、スイスなどにおいて、所定の送信所から標準時刻電波が送信されるようになっている。たとえば、日本では、福島県および佐賀県の送信所から、それぞれ、４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの振幅変調された標準時刻電波が送出されている。標準時刻電波は、年月日時分を示すタイムコードを構成する符号の列を含み、１周期６０秒で送出されている。
【００２１】
図１は、本実施の形態にかかる電波時計の構成を示すブロックダイヤグラムである。本実施の形態にかかる電波時計１は、アンテナ５、受信回路１０、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）１１、信号合成回路１２、ＣＰＵ１３、ＲＯＭ１４、ＲＡＭ１５、入力部１６、表示部１７、計時回路１８および発振回路１９を有する。アンテナ５は、標準時刻電波を受信し、増幅回路や検波回路を有する受信回路１０が、アンテナ５にて受信された標準時刻電波から復調された信号を得て、ＡＤＣ１１に出力する。ＡＤＣ１１は、所定のサンプリング周期（たとえば、１００ｍｓ）で、復調された信号をディジタルデータに変換する。
【００２２】
信号合成回路１２は、後述するように、秒同期のタイミングを検出するために、単位時間長のデータを合成した合成データを生成する。信号合成回路１２は、ＣＰＵ１３とは別体のハードウェアであっても良い。或いは、ＣＰＵ１３に組み込まれて、ＣＰＵ１３によってその機能が実現されても良い。
【００２３】
ＣＰＵ１３は、所定のタイミングで、或いは、入力部１６から入力された操作信号に応じてＲＯＭ１４に格納されたプログラムを読み出して、ＲＡＭ１７に展開し、当該プログラムに基づいて、電波時計１を構成する各部への指示やデータの転送などを実行する。具体的には、たとえば所定時間毎に受信回路１０を制御して標準時刻電波を受信させて、受信回路１０から得られた信号に基づくディジタルデータから、標準電波信号に含まれる符号の列を特定し、この符号の列に基づいて計時回路１８で計時される現在時刻を修正する処理や、計時回路１８によって計時された現在時刻を表示部２６に転送する処理などを実行する。計時回路１８は、発振回路１９から出力されたクロック信号に基づいて時刻を計時する。
【００２４】
入力部１６は、電波時計１の各種機能の実行を指示するためのスイッチを含み、スイッチが操作されると、対応する操作信号をＣＰＵ１３に出力する。表示部１７は、文字盤やＣＰＵ１３よって制御されたアナログ指針機構、液晶パネルを含み、計時回路１８によって計時された現在時刻を表示する。ＲＯＭ１４は、電波時計１を動作させ、また、所定の機能を実現するためのシステムプログラムやアプリケーションプログラムなどを記憶する。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１３の作業領域として用いられ、ＲＯＭ１４から読み出されたプログラムやデータ、ＣＰＵ１３にて処理されたデータなどを一時的に記憶する。
【００２５】
図２は、本実施の形態にかかる受信回路１０の構成を示す図である。図２に示すように、受信回路１０は、アンテナ５により受信された信号を増幅するＲＦ増幅回路５０と、標準電波の周波数帯の信号を通過させるフィルタ回路５１と、フィルタ回路５１を通過した信号を増幅するＲＦ増幅回路５２と、ＲＦ増幅回路５２の出力からタイムコードを含む信号を復調する検波回路５３とを有する。検波回路５３からの出力がタイムコードを含む復調された信号となる。検波回路５３からは復調された信号の振幅を一定に保つようにゲインコントロール信号（ＡＧＣ信号）がＲＦ増幅回路５０に送られ、これによりＲＦ増幅回路５０においてゲインが制御される。
【００２６】
図３（ａ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の一例を示す図である。信号合成回路１８は、Ｍ個の遅延回路２０−１〜２０−Ｍを有している。遅延回路２０−１〜２０−Ｍは、ＡＤＣ１１から出力された単位時間長の入力波形データを順次受け入れて、これらを所定の時間だけ遅延させた上で出力する。本実施の形態においては、入力波形データは、１００ｍｓ周期でサンプルされた、各サンプル点が複数ビットで表された１０個のサンプルデータである。本実施の形態において、単位時間長は、１秒に相当する。これは、標準時刻電波信号が、それぞれ１秒の符号を６０個有するようなフォーマットを採用していることに相当する。
【００２７】
図３（ａ）に示す信号合成回路１８では、たとえば、第１番目の単位時間において、第１の遅延回路２０−１に単位時間長の第１の入力波形データが受け入れられて保持される。１秒後の第２番目の単位時間において、第２の遅延回路２０−１に単位時間長の第２の入力波形データが受け入れられて保持される。最終的に、当初の単位時間から（Ｍ−１）秒だけ遅れた第Ｍ番目の単位時間において、第Ｍの遅延回路２０−Ｍに単位時間長の第Ｍの入力波形データが受け入れられて保持される。
【００２８】
このようにして、それぞれが単位時間長のデータである第１の入力波形データから第Ｍの入力波形データが、それぞれ第１の遅延回路２０−１〜第Ｍの遅延回路２０−Ｍに保持された状態で、加算回路２１が、第１の入力波形データ〜第Ｍの入力波形データの、対応するサンプル点のビット値をそれぞれ加算する。図４は、本実施の形態にかかる信号合成回路における対応するサンプル点のビット値の加算を説明するための図である。図４においては、ｎ秒に相当する単位時間（第１番目の単位時間）から（ｎ＋３）秒に相当する単位時間（第４番目の単位時間）までの４つの入力波形データＳｉ（ｔ）（ｉ＝１〜４、ｔ＝１〜１０）(符号４００〜４０３参照)が示されている。加算回路により、Ｍ個（図４の例では４個）の入力波形データの対応するサンプル点が加算され、累算波形データＳ（ｔ）（＝ΣＳｉ（ｔ））が得られる（符号４１０参照）。
【００２９】
実際には、信号合成回路１８は、Ｍ個の遅延回路を有していなくても良い。図３（ｂ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の他の例を示す図である。図３（ｂ）に示すように、この信号合成回路１８は、入力波形データを一時的に保持して、遅延されたサンプル点のビット値を出力する遅延回路３０と、加算回路３１と、加算回路３１から出力された累算された波形データを保持して、各サンプル点のビット値を出力することができる累算データバッファ３２を有している。遅延されたサンプル点のビット値と、当該サンプル点に対応する累算された波形データのサンプル点のビット値とが加算回路３１において加算され、累算データバッファ３２に収容される。これを繰り返すことで、所望の回数だけ、対応するサンプル点のビット値が累算された累算波形データを得ることができる。
【００３０】
図１１は、日本における標準時刻電波信号の例を示す図である。図１１に示すように標準時刻電波信号は、決められたフォーマットで送信される。標準時刻電波信号においては、１秒の単位時間長の「Ｐ」、「１」および「０」を示す符号が連なっている。単位時間長の符号において、符号「Ｐ」は、２０％のデューティ（最初の２０％がハイレベル、残りの８０パーセントがローレベル）、符号「１」は、５０％のデューティ、符号「０」は、８０パーセントのデューティである。したがって、図１１に示す標準時刻信号について、ローレベルからハイレベルへの信号の立ち上がり位置が、秒の先頭位置（秒同期位置）となる。したがって、本実施の形態にかかる秒同期処理においては、信号の立ち上がり位置を検出する。
【００３１】
図５は、本実施の形態にかかるＣＰＵおよび信号合成回路により実行される秒同期処理の例を示すフローチャートである。図６は、本実施の形態にかかる秒同期処理における累算波形データを概略的に示す図である。図５に示す例では、信号合成回路１８は、図３（ｂ）に示すものを使用しているが、これに限定されるものではない。図５に示すように、ＣＰＵ１３は、累算した波形データの数を示すパラメータｉを「１」に初期化する（ステップ５０１）。次いで、信号合成回路１２の遅延回路３０は、単位時間長の入力波形データＳｉ（ｔ）を蓄積する（ステップ５０２）。次いで、加算回路３１において、当該単位時間長の入力波形データのサンプル点のデータ値と、累算データバッファ３２から出力された累算波形データの対応するサンプル点のデータ値とが加算されて、新たな累算波形データＳ（ｔ）が得られる（ステップ５０３）。得られた累算波形データは累算データバッファ３２に格納される。
【００３２】
次いで、ＣＰＵ１３は、累算データバッファ３２に格納された累算波形データを参照して、隣接するサンプル点の間の値の差異が最大となる最大勾配位置を算出する（ステップ５０４）。図４において、矢印４１１で示す位置が最大勾配値ΔＳｍａｘを示す位置（最大勾配位置）となる。なお、本実施の形態において、最大勾配位置は、上記差異が最大となるサンプル点のうち、時間軸上の値が大きい方を採用している。
【００３３】
次いで、ＣＰＵ１３は、最大勾配値ΔＳｍａｘが所定の範囲内であるか否かを判断する（ステップ５０５）。ステップ５０５では、ΔＳｍａｘの値自体が所定の範囲とすることで、図１０に示すように、所定の範囲より低い値（レベル）の最大勾配値ΔＳｍａｘ（１）を示す位置や、所定の範囲より高い値（レベル）の最大勾配値ΔＳｍａｘ（２）を示す位置を、最大勾配位置から排除している。このように、極端に小さな最大勾配値や極端に大きい最大勾配値にかかる位置を排除することで秒同期点検出の精度を高めることが可能となる。
【００３４】
ステップ５０５でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、最大勾配位置が、連続してＮ回（Ｎ＜Ｍ）、所定範囲の位置に出現しているか否かを判断する（ステップ５０６）。図６において、微細な点で表されている一群が累算波形データである（符号６０１、６０２参照）。また、累算波形データ中にある縦線（符号６１１、６２１参照）が、最大勾配位置を示す。最大勾配位置が、波形データにおける立ち上がりにほぼ相当するのであれば、ノイズの影響などにも関わらず、入力波形データを累算していくことで、最大勾配位置はほぼ一箇所に収束していくと考えられる。すなわち、データ加算開始（符号６２０参照）からしばらくの間は、最大勾配位置は不安定であるが、累算される波形の形状が収束していくと、その位置は収束してほぼ一定になる（符号６２１参照）。そこで、本実施の形態では、その位置がＮ回以上、ほぼ一定の状態（すなわち所定範囲の位置で安定している状態）となったときに、最大勾配位置が収束したと判断される（符号６２２参照）。
【００３５】
なお、ステップ５０６における所定範囲の位置に存在することは、たとえば、前回の処理において算出された最大勾配位置と今回の処理において算出された最大勾配位置との差が所定値より小さいことなどにより判断され得る。
【００３６】
ステップ５０５でＮｏ或いはステップ５０６でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、パラメータｉが「Ｍ」であるか、つまり、処理をＭ回実行したか否かを判断する（ステップ５０７）。ステップ５０７でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、パラメータｉをインクリメントして（ステップ５０８）、ステップ５０２に戻る。ステップ５０７でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、分同期処理を中止する（ステップ５１０）。或いは、ステップ５０７でＹｅｓと判断された場合には、ステップ５０１に戻り、再度分同期処理を開始しても良い。
【００３７】
ステップ５０６でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、最大勾配位置、および、累算波形データの最小値を示す位置である最小値位置に基づき、秒同期位置を算出する（ステップ５０９）。図７は、本実施の形態にかかる秒同期位置の算出を説明するための図である。図７において、本来の波形を符号７００で示す。したがって、秒同期位置の算出においては、波形７００の立ち上がりの時間Ｔｊｕｓｔが秒同期位置として得られるのが望ましい。しかしながら、実際に得られた波形（蓄積波形データの波形）は、符号７１０に示すように、過渡状態を含むものである。図７において、波形７１０の最大勾配位置をＴｄｍａｘ、最小値位置をＴｍｉｎで表している。なお、後述するように、本実施の形態では、波形の立ち上がりを検出するものであるため、基準位置Ｔｒｅｆとして、最小値位置Ｔｍｉｎを使用している。
【００３８】
図７に示すように、本来の秒同期位置Ｔｊｕｓｔは、最小値位置Ｔｍｉｎと最大勾配位置Ｔｍａｘとの間に表れる。そこで、本実施の形態では、最小値位置Ｔｍｉｎおよび最大勾配位置Ｔｍａｘにより、秒同期位置を推定する。たとえば、秒同期位置は以下の数式により算出することができる。なお、演算により得られる推定された秒同期位置をＴｓｙｎｃと表す。
（１）Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｍｉｎ＋Ｃ  （Ｃは定数）
（２）Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｄｍａｘ−Ｃ  （Ｃは定数）
（３）Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｍｉｎ＋Ｔｄｍａｘ）／２
（４）Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｍｉｎ＋３Ｔｄｍａｘ）／４
たとえば、上記（１）〜（４）のいずれかを、ＣＰＵ１３が、受信回路１０により受信された標準時刻電波の信号強度にしたがって選択し、或いは、ユーザによる入力部１６の操作にしたがって選択すれば良い。
【００３９】
また、本発明者は、信号強度が劣化するのにしたがって、波形７１０は、ＴｄｍａｘがＴｍｉｎに対してより後ろ側（時間軸上ではより時間が経過した側）に離間して位置することを知見している。つまり、図８に示すように、信号強度が大きい場合には、波形８００の立ち上がりは比較的急峻であり、Ｔｄｍａｘは、Ｔｍｉｎの直後（ＴｍｉｎのΔＴ１後）に表れる。その一方、信号強度が小さい場合には、波形８１０の立ち上がりはゆるやかであり、Ｔｍａｘは、Ｔｍｉｎから比較的長時間経過後（ＴｍｉｎのΔＴ２後（ΔＴ２＞ΔＴ１））に表れる。そこで、本実施の形態では、上記（１）〜（４）の他、ＣＰＵ１３は、受信回路１０により受信された標準時刻電波の信号強度を取得して、信号強度が小さくなるのにしたがって増大するパラメータｎ（０＜ｎ＜１）を用いて、下記の（５）式にしたがって秒同期位置Ｔｓｙｎｃを算出することもできる。
（５）Ｔｓｙｎｃ＝ｎＴｍｉｎ＋（１−ｎ）Ｔｄｍａｘ
秒同期位置が検出されると、以下、分の先頭位置の検出など必要な処理が実行される。図９は、本実施の形態にかかる電波時計において実行される処理の概略を示すフローチャートである。図９において、ステップ９０１の秒同期処理は、図５を参照して説明したとおりである。秒同期処理の後、ＣＰＵ１３は、ＡＤＣ１１から出力されたデータに基づいて、分の先頭位置の検出処理（分同期処理）を実行する(ステップ９０２)。図１１に示すように、１分（１フレーム）の標準時刻信号において、５９秒の位置、および、００秒の位置に、符号「Ｐ」が連続して表れる。したがって、分の先頭位置の検出処理において、ＣＰＵ１３は、ＡＤＣ１１から出力されたデータを参照して、符号「Ｐ」が連続して表れる位置を見出す。
【００４０】
また、ＣＰＵ１３は、標準時刻電波信号の種々のコード（分の一の位のコード（Ｍ１）、分の十の位のコード（Ｍ１０）、日時や曜日など他のコード）をデコードする。ステップ９０２において、分の先頭位置が確定すると、分の一の位（たとえば、先頭位置から５秒ないし８秒の位置）、分の十の位（先頭位置から１秒ないし３秒の位置）など、全てのコードの位置が確定する。したがって、ステップ９０３〜９０５においては、それぞれ、ＣＰＵ１３は、デコードすべきコードの位置の所定数のデータを入力波形データとして取得し、各入力波形データが「０」或いは「１」の符号の何れを表すかを検出して、コードが示す値を確定させている。
【００４１】
ＣＰＵ１３は、取得したコードの値に基づいて、正確な現在時刻を得る。ＣＰＵ１３は、計時回路１８により内部で計時された現在時刻を、正確な現在時刻によって修正する。修正された現在時刻は、表示部１７にて表示される。
【００４２】
本実施の形態によれば、単位時間長の入力波形データを累算した入力波形データを得て、その最小値を示す時間軸上の位置である最小値位置と、累算された入力波形データにおいて、隣接するサンプル点の値の差異が最大となる時間軸上の位置である最大勾配位置とに基づいて、これらの間で、タイムコードを含む信号の単位時間上の先頭位置、つまり、秒同期点を算出する。累算された入力波形データ中、最小値位置と最大勾配位置との間で先頭位置を特定することで、より正確に秒の先頭位置（秒同期点）を得ることが可能となる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、標準時刻電波の信号強度が小さくなるのにしたがって、最小値位置および最大勾配位置との間で、先頭位置がより最大勾配位置に近くなるよう、つまり時間軸上で後になるように、先頭位置が算出される。これにより、信号強度によって波形の形状が変化することを考慮して、より適切な先頭位置（秒同期点）を得ることが可能となる。
【００４４】
より具体的には、信号強度が小さくなるのにしたがって増加するパラメータｎ（０＜ｎ＜１）を用いて、先頭位置Ｔｓｙｎｃは、
Ｔｓｙｎｃ＝ｎＴｍｉｎ＋（１−ｎ）Ｔｄｍａｘ
（Ｔｒｅｆは最小値位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
により算出される。この構成によれば、シンプルな演算で適切な先頭位置を算出することができる。
【００４５】
また、本実施の形態においては、先頭位置Ｔｓｙｎｃを、
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｍｉｎ＋Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｄｍａｘ−Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｍｉｎ＋Ｔｄｍａｘ）／２
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｍｉｎ＋３Ｔｄｍａｘ）／４
（Ｔｒｅｆは基準位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
から選択されたいずれか１つに基づいて算出することができる。これにより、信号強度などの電波状態にしたがって、或いは、ユーザによる設定により、所望でかつ適切な先頭位置を算出することができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態によれば、入力波形データの累算により順次算出される最大勾配位置が一定の範囲内に収束した場合に、収束した最大勾配位置に基づいて、先頭位置を算出する。波形の形状が安定した段階の最大勾配位置を採用することで、先頭位置の算出をより正確なものとすることが可能となる。
【００４７】
また、本実施の形態によれば、隣接するサンプル点の値の差異が最大となるときの最大勾配値が、所定の範囲内である場合に、当該最大勾配値についての最大勾配位置が、先頭位置たり得ると判断される。極端に小さな最大勾配値や極端に大きい最大勾配値を排除することで先頭位置の検出精度を高めることが可能となる。
【００４８】
本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。
【００４９】
たとえば、本実施の形態においては、秒の先頭位置（秒同期点）において、波形はローレベルからハイレベルに立ち上がる。したがって、図５に示す処理において、隣接するサンプル点の間の値の差異が最大になるときには、サンプル点の値の増加の度合いが最大となることを示している。しかしながら、これに限定されるものではなく、秒同期点において波形がハイレベルからローレベルに立ち下がる場合には、隣接するサンプル点の間の値の差異が最大となるときには、サンプル点の値の減少度合いが最大となる。本発明はこの場合も包含する。また、秒同期点がハイレベルからローレベルへの立ち下がりにより示される場合には、累算波形データの最大値を示す位置である最大値位置が、基準位置（Ｔｒｅｆ）とされて、最大値位置と最大勾配位置とに基づいて、先頭位置が算出される。したがって、本発明は、ハイレベルからローレベルへの立ち下りが先頭位置となるようなタイムコードについても適用することができる。
【００５０】
また、前記実施の形態において、最大勾配位置は、サンプル点の間の値の差異が最大となるようなサンプル点のうち、時間軸上の値が大きい方を採用している。しかしながら、これに限定されるものでははなく、時間軸上の値が小さいほうを採用しても良い。或いは、これらサンプル点の中間位置を最大勾配位置としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる電波時計の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる受信回路１０の構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の一例を示す図、図３（ｂ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の他の例を示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかる信号合成回路における対応するサンプル点のビット値の加算を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかるＣＰＵおよび信号合成回路により実行される秒同期処理の例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる秒同期処理における累算波形データを概略的に示す図である。
【図７】図７は、本実施の形態にかかる秒同期位置の算出を説明するための図である。
【図８】図８は、本実施の形態にかかる秒同期位置の算出を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施の形態にかかる予想符号データの例を示す図である。
【図１０】図１０は、本実施の形態における秒同期処理のステップ５０５を説明するための図である。
【図１１】図１１は、日本における標準時刻電波信号の例を示す図である。
【符号の説明】
【００５２】
１      電波時計
５      アンテナ
１０    受信回路
１１    ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
１２    信号合成回路
１３    ＣＰＵ
１４    ＲＯＭ
１５    ＲＡＭ
１６    入力部
１７    表示部
１８    計時回路
１９    発振回路
２０    遅延回路
２１    加算回路
３０    遅延回路
３１    加算回路
３２    累算データバッファ
【図１】
2010019617.tif 000003
【図２】
2010019617.tif 000004
【図３】
2010019617.tif 000005
【図４】
2010019617.tif 000006
【図５】
2010019617.tif 000007
【図６】
2010019617.tif 000008
【図７】
2010019617.tif 000009
【図８】
2010019617.tif 000010
【図９】
2010019617.tif 000011
【図１０】
2010019617.tif 000012
【図１１】
2010019617.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成21年5月27日(2009.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図３（ａ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の一例を示す図である。信号合成回路１２は、Ｍ個の遅延回路２０−１〜２０−Ｍを有している。遅延回路２０−１〜２０−Ｍは、ＡＤＣ１１から出力された単位時間長の入力波形データを順次受け入れて、これらを所定の時間だけ遅延させた上で出力する。本実施の形態においては、入力波形データは、１００ｍｓ周期でサンプルされた、各サンプル点が複数ビットで表された１０個のサンプルデータである。本実施の形態において、単位時間長は、１秒に相当する。これは、標準時刻電波信号が、それぞれ１秒の符号を６０個有するようなフォーマットを採用していることに相当する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
図３（ａ）に示す信号合成回路１２では、たとえば、第１番目の単位時間において、第１の遅延回路２０−１に単位時間長の第１の入力波形データが受け入れられて保持される。１秒後の第２番目の単位時間において、第２の遅延回路２０−１に単位時間長の第２の入力波形データが受け入れられて保持される。最終的に、当初の単位時間から（Ｍ−１）秒だけ遅れた第Ｍ番目の単位時間において、第Ｍの遅延回路２０−Ｍに単位時間長の第Ｍの入力波形データが受け入れられて保持される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２９】
実際には、信号合成回路１２は、Ｍ個の遅延回路を有していなくても良い。図３（ｂ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の他の例を示す図である。図３（ｂ）に示すように、この信号合成回路１２は、入力波形データを一時的に保持して、遅延されたサンプル点のビット値を出力する遅延回路３０と、加算回路３１と、加算回路３１から出力された累算された波形データを保持して、各サンプル点のビット値を出力することができる累算データバッファ３２を有している。遅延されたサンプル点のビット値と、当該サンプル点に対応する累算された波形データのサンプル点のビット値とが加算回路３１において加算され、累算データバッファ３２に収容される。これを繰り返すことで、所望の回数だけ、対応するサンプル点のビット値が累算された累算波形データを得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
ステップ５０５でＮｏ或いはステップ５０６でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、パラメータｉが「Ｍ」であるか、つまり、処理をＭ回実行したか否かを判断する（ステップ５０７）。ステップ５０７でＮｏと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、パラメータｉをインクリメントして（ステップ５０８）、ステップ５０２に戻る。ステップ５０７でＹｅｓと判断された場合には、ＣＰＵ１３は、秒同期処理を中止する（ステップ５１０）。或いは、ステップ５０７でＹｅｓと判断された場合には、ステップ５０１に戻り、再度秒同期処理を開始しても良い。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、本発明者は、信号強度が劣化するのにしたがって、波形７１０は、ＴｄｍａｘがＴｍｉｎに対してより後ろ側（時間軸上ではより時間が経過した側）に離間して位置することを知見している。つまり、図８に示すように、信号強度が大きい場合には、波形８００の立ち上がりは比較的急峻であり、Ｔｄｍａｘは、Ｔｍｉｎの直後（ＴｍｉｎのΔＴ１後）に表れる。その一方、信号強度が小さい場合には、波形８１０の立ち上がりはゆるやかであり、Ｔｄｍａｘは、Ｔｍｉｎから比較的長時間経過後（ＴｍｉｎのΔＴ２後（ΔＴ２＞ΔＴ１））に表れる。そこで、本実施の形態では、上記（１）〜（４）の他、ＣＰＵ１３は、受信回路１０により受信された標準時刻電波の信号強度を取得して、信号強度が小さくなるのにしたがって増大するパラメータｎ（０＜ｎ＜１）を用いて、下記の（５）式にしたがって秒同期位置Ｔｓｙｎｃを算出することもできる。
（５）Ｔｓｙｎｃ＝ｎＴｍｉｎ＋（１−ｎ）Ｔｄｍａｘ
秒同期位置が検出されると、以下、分の先頭位置の検出など必要な処理が実行される。図９は、本実施の形態にかかる電波時計において実行される処理の概略を示すフローチャートである。図９において、ステップ９０１の秒同期処理は、図５を参照して説明したとおりである。秒同期処理の後、ＣＰＵ１３は、ＡＤＣ１１から出力されたデータに基づいて、分の先頭位置の検出処理（分同期処理）を実行する(ステップ９０２)。図１１に示すように、１分（１フレーム）の標準時刻信号において、５９秒の位置、および、００秒の位置に、符号「Ｐ」が連続して表れる。したがって、分の先頭位置の検出処理において、ＣＰＵ１３は、ＡＤＣ１１から出力されたデータを参照して、符号「Ｐ」が連続して表れる位置を見出す。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
より具体的には、信号強度が小さくなるのにしたがって増加するパラメータｎ（０＜ｎ＜１）を用いて、先頭位置Ｔｓｙｎｃは、
Ｔｓｙｎｃ＝ｎＴｍｉｎ＋（１−ｎ）Ｔｄｍａｘ
（Ｔｍｉｎは最小値位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
により算出される。この構成によれば、シンプルな演算で適切な先頭位置を算出することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
また、本実施の形態においては、先頭位置Ｔｓｙｎｃを、
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｍｉｎ＋Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝Ｔｄｍａｘ−Ｃ  （Ｃは定数）
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｍｉｎ＋Ｔｄｍａｘ）／２
Ｔｓｙｎｃ＝（Ｔｍｉｎ＋３Ｔｄｍａｘ）／４
（Ｔｍｉｎは最小値位置、Ｔｄｍａｘは最大勾配位置）
から選択されたいずれか１つに基づいて算出することができる。これにより、信号強度などの電波状態にしたがって、或いは、ユーザによる設定により、所望でかつ適切な先頭位置を算出することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
【図１】図１は、本実施の形態にかかる電波時計の構成を示すブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、本実施の形態にかかる受信回路１０の構成を示す図である。
【図３】図３（ａ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の一例を示す図、図３（ｂ）は、本実施の形態にかかる信号合成回路の他の例を示す図である。
【図４】図４は、本実施の形態にかかる信号合成回路における対応するサンプル点のビット値の加算を説明するための図である。
【図５】図５は、本実施の形態にかかるＣＰＵおよび信号合成回路により実行される秒同期処理の例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、本実施の形態にかかる秒同期処理における累算波形データを概略的に示す図である。
【図７】図７は、本実施の形態にかかる秒同期位置の算出を説明するための図である。
【図８】図８は、本実施の形態にかかる秒同期位置の算出を説明するための図である。
【図９】図９は、本実施の形態にかかる電波時計において実行される処理の概略を示すフローチャートである。
【図１０】図１０は、本実施の形態における秒同期処理のステップ５０５を説明するための図である。
【図１１】図１１は、日本における標準時刻電波信号の例を示す図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2010019617.tif 000014