(57)【要約】【課題】より的確に時刻情報の取得の可否を判断して途中で電波受信を中止することが出来る時刻情報取得装置、及び、電波時計を提供する。【解決手段】時刻情報を含む電波を受信してこの時刻情報を取得する時刻情報取得装置において、予め定められた単位時間内に受信された電波の復調信号に混入しているノイズが所定の閾値レベル以上であるか否かをそれぞれ判定するノイズ判定手段と、単位時間を複数含む設定時間内において、ノイズ判定手段により閾値レベル以上のノイズが混入していると判定された回数が所定の割合以上含まれる場合に、電波受信を中止する受信中止手段と、を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
時刻情報を含む電波を受信して当該時刻情報を取得する時刻情報取得装置において、
予め定められた単位時間内に受信された電波の復調信号に混入しているノイズが所定の閾値レベル以上であるか否かをそれぞれ判定するノイズ判定手段と、
前記単位時間を複数含む設定時間内において、前記ノイズ判定手段により前記閾値レベル以上のノイズが混入していると判定された回数が所定の割合以上含まれる場合に、電波受信を中止する受信中止手段と
を備えることを特徴とする時刻情報取得装置。
【請求項２】
前記ノイズ判定手段は、
前記単位時間内において、受信された電波の復調信号が所定の信号レベル以上変化した切り替わり回数を計数する信号変化計数手段と、
前記計数された信号レベルの切り替わり回数が予め設定された回数の範囲外の場合には、混入しているノイズが前記閾値レベル以上であると判定するノイズ混入判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の時刻情報取得装置。
【請求項３】
受信された電波の復調信号を所定の二値化閾値レベルに基づいて二値化する二値化手段を備え、
前記信号変化計数手段は、当該二値化された復調信号の切り替わり回数を計数する
ことを特徴とする請求項２記載の時刻情報取得装置。
【請求項４】
前記単位時間は、前記時刻情報を示す符号列の各符号の長さと等しいことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項５】
前記受信中止手段は、前記電波の受信中に所定時間が経過するごとに、繰り返し直近の当該設定時間内のノイズ混入に係る判定結果に基づいて当該電波受信の中止有無を判断することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項６】
前記復調信号における前記時刻情報を示す符号列の各符号を同定する符号同定手段と、
３以上の所定数回取得された当該符号列のうち、前記時刻情報に応じて前記所定数回以内に符号が変化しない各符号について、前記符号列の同一位置で同定された前記所定数の符号における多数決により、それぞれ一の符号を決定する多数決決定手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜５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１〜６の何れか一項に記載の時刻情報取得装置と、
現在時刻を計数する計時手段と、
前記時刻情報取得装置により取得された時刻情報に基づいて前記計時手段が計数する現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記計時手段の計数する現在時刻を所定の形式で表示する時刻表示手段と
を備える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】
この発明は、時刻情報取得装置及び電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、時刻情報を含む電波を受信して自動的に時刻を修正して正確な時刻表示を維持することの出来る電子時計がある。この時刻情報を含む電波としては、符号化された時刻情報を長波長帯の電波により送信する標準電波と呼ばれる放送電波があり、この標準電波を受信して時刻情報を取得する種々の電子時計（電波時計）が開発されている。
【０００３】
長波長帯の電波は、地球表面を長距離伝播するので、送信局から遠く離れた地点でも標準電波を受信して利用することが出来る。一方、同波長帯域で発生する雑音も同様に長距離伝播することや、鉄骨や鉄筋コンクリートの建物内部では伝播が減衰することなどから、以前より、電波時計では、種々の受信感度向上技術や雑音対策技術が講じられている。
【０００４】
また、特に、腕時計のように重量やサイズとの兼ね合いで電力容量が小さく限られている電子時計では、電波受信の際に消費する電力が非常に大きいので、受信状態が悪く、時刻情報の取得が望めない場合には、速やかに受信を中止又は中断する技術が開発されている。例えば、特許文献１には、ＡＧＣ（自動利得制御）電圧に基づいて電波受信強度を判断したり、信号（振幅）強度の変化位置決定の正確さの度合いに基づいてノイズ強度を判断したりする技術について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１８９５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、標準電波の受信の際、符号の判定に重要なタイミングでノイズが混入すると、その符号を判定することは困難となる。また、標準電波に混入するノイズが継続的なノイズではなく、突発的なノイズ（バーストノイズ）である場合には、従来の方法では、ノイズの影響を的確に判断して電波受信の継続又は中止の判断を行うことが出来ないという課題があった。
【０００７】
この発明の目的は、より的確に時刻情報の取得の可否を判断して途中で電波受信を中止することが出来る時刻情報取得装置、及び、電波時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するため、
時刻情報を含む電波を受信して当該時刻情報を取得する時刻情報取得装置において、
予め定められた単位時間内に受信された電波の復調信号に混入しているノイズが所定の閾値レベル以上であるか否かをそれぞれ判定するノイズ判定手段と、
前記単位時間を複数含む設定時間内において、前記ノイズ判定手段により前記閾値レベル以上のノイズが混入していると判定された回数が所定の割合以上含まれる場合に、電波受信を中止する受信中止手段と
を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従うと、時刻情報取得装置、及び、電波時計において、より的確に時刻情報の取得の可否を判断して途中で電波受信を中止することが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の電子時計の内部構成を示すブロック図である。
【図２】ＪＪＹの符号配列を説明する図である。
【図３】第１実施形態の時刻情報取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
【図４】ノイズ計測処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態の電子時計の内部構成を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態の電子時計における時刻情報取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施形態の電子時計１の内部構成を示すブロック図である。
【００１２】
この電子時計１は、標準電波を受信して時刻の修正を行うことが可能な電波時計であり、携帯型の腕時計や懐中時計であっても良いし、置時計や壁掛け時計であっても良い。
電子時計１は、表示部３１（時刻表示手段）と、表示部３１を駆動する表示ドライバ３２と、アンテナ３３と、このアンテナ３３を介して電波を受信する電波受信部３４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）４１（ノイズ判定手段、受信中止手段、信号変化計数手段、ノイズ混入判定手段、符号同定手段、多数決決定手段、時刻修正手段）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、発振回路４４と、分周回路４５と、計時回路４６（計時手段）と、電源部４７と、操作部４８と、などを備える。
【００１３】
表示部３１は、例えば、ドットマトリックス方式の液晶表示部を備えたデジタル式の表示部であり、表示ドライバ３２は、液晶表示ドライバである。この表示部３１は、セグメント方式の液晶表示部や、その他のデジタル表示方式、例えば、有機ＥＬ（Electro-Luminescent）ディスプレイを用いたものであっても良く、表示ドライバ３２には、表示部３１の種別に対応した方式で駆動するドライバが用いられる。或いは、この電子時計１は、表示部３１として複数の指針などの回転表示部を備え、ステッピングモータの駆動により歯車列を介して回転動作させるアナログ表示式電子時計であっても良い。
【００１４】
アンテナ３３及び電波受信部３４は、長波長帯の電波を受信し、振幅変調波を増幅、検波することで、時刻情報を含む標準電波から信号を復調する。この電波受信部３４は、複数の周波数の標準電波の中から選択された受信周波数に同調可能に構成されている。電波受信部３４には、コンパレータやＡＤＣ（アナログデジタル変換器）（二値化手段）を含み、取得された信号を所定の閾値レベル（二値化閾値レベル）に応じてハイレベル信号かローレベル信号の何れかに二値化して所定のサンプリング周波数（例えば、６４Ｈｚ）でＣＰＵ４１に出力する構成とすることが出来る。なお、データの二値化は、振幅の大きい期間にローレベルとなり、振幅の小さい期間にハイレベルとなるアクティブローで行われても良い。また、ＡＧＣを用いて増幅、復調された信号強度を出来る限り均等にすることで、ハイレベル信号とローレベル信号との境界を定める閾値レベルに対して入力信号レベルを規格化することが出来る。
【００１５】
ＣＰＵ４１は、種々の演算処理を行い、電子時計１の全体動作を統括制御する。電子時計１が起動されると、ＣＰＵ４１は、ＲＯＭ４２から制御プログラムを読み出して実行し、継続的に時刻の計数及び表示に係る処理を行うと共に、定期的に、例えば、一日に一回電波受信部３４を動作させて標準電波の受信を行わせ、時刻を修正する。上記のアンテナ３３、電波受信部３４、及び、ＣＰＵ４１により時刻情報取得装置が構成される。
【００１６】
ＲＯＭ４２には、種々のプログラムや設定データが格納されている。このプログラムには、復調された標準電波信号を復号して正確な時刻情報を取得するための解読プログラムが含まれている。また、ＲＯＭ４２には、連続した３フレームから取得された３個の一分桁をそれぞれ示す４個の符号を順番に配列した１２個の符号配列との一致度が算出される１０通り（即ち、先頭の一分桁が０〜９の何れか）のモデル配列が記憶されたモデル配列記憶部４２ａが含まれている。
ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４１に作業用のメモリ空間を提供し、一時データを記憶する。このＲＡＭ４３には、復号された複数フレーム分の符号データを記憶可能な符号データ記憶部４３ａが含まれている。
【００１７】
発振回路４４は、一の周波数信号を生成して出力する回路であり、例えば、水晶発振回路が用いられている。分周回路４５は、発振回路４４から入力された信号を、ＣＰＵ４１や計時回路４６などの各部で利用する周波数の信号に分周して出力する。計時回路４６は、分周回路４５から入力された所定の周波数信号の入力回数を計数し、予め設定された初期時刻に加算していくことで現在時刻を計数する。
【００１８】
電源部４７は、ＣＰＵ４１や表示ドライバ３２の動作に必要な所定の電力を供給する。この電源部４７は、例えば、ソーラ電池と二次電池とを備え、長期間に亘り継続的に電力を供給することが可能となっている。
【００１９】
操作部４８は、押しボタンやりゅうずなどを備えて外部からの操作を受け付け、受け付けられた操作を電気信号に変換してＣＰＵ４１に出力する。また、操作部４８は、タッチパネル用の検出センサを備え、表示部３１の表示画面と共用としても良い。
【００２０】
次に、標準電波に含まれる各符号とその同定について説明する。
ここでは、ＪＪＹの標準電波信号から時刻情報を取得する場合を例に挙げて説明するが、他の標準電波信号についても符号化フォーマットとして適宜なものを選択、利用することで、同様に時刻情報を取得することが出来る。
【００２１】
ＪＪＹでは、時刻情報は、「０」、「１」、「Ｐ」を示す３種類の符号（タイムコード）が所定のフォーマットに従って配列されることで表され、この時刻情報に係る符号列信号が振幅変調されて送信されている。この３種類の符号は、各秒の先頭のタイミング（秒同期点）に同期して開始される振幅の大きい期間（ハイレベル期間）の長さで区別される。即ち、符号「０」は、振幅の大きい期間が０．８秒継続された後、この振幅の１０％の振幅の期間（ローレベル期間）が０．２秒継続されることで表される。また、符号「１」は、振幅の大きい期間が０．５秒継続された後、この振幅の１０％の振幅の期間が０．５秒継続されることで表される。そして、符号「Ｐ」は、振幅の大きい期間が０．２秒継続された後、この振幅の１０％の振幅の期間が０．８秒継続されることで表される。
【００２２】
これらの符号をそれぞれ同定するには、復調された信号（復調信号）に対し、毎秒、振幅が大きい状態から小さい状態への変化のタイミング（信号強度の立下がりタイミング）を検出すれば良い。この立下がりタイミングは、上述のように、０．２秒、０．５秒、０．８秒の何れかであるので、これらの何れかであることが直接的又は間接的に同定されることで何れの符号であるかを読み取ることが出来る。同定の精度を上げるための技術を含む具体的な方法としては、従来周知の種々の方法を用いることが出来る。そして、これら同定された符号を１フレーム６０秒分６０個配列した符号列を所定のフォーマットに従って復号することにより、時刻情報が取得される。
【００２３】
図２は、ＪＪＹの１フレームデータの符号配列を説明する図である。
【００２４】
ＪＪＹでは、マーカ及びポジションマーカを示す符号「Ｐ」は、一桁秒の値が「９」であるタイミング及び各分の先頭（００秒）に固定されて送信され、その他のタイミングで送信される符号「０」、「１」が時刻情報の内容を示す。時刻や日付の数値の表示には、二進化十進表示（Binary Coded Decimal）が用いられ、１０分桁、１分桁、１０時間桁、１時間桁、１００日桁、１０日桁、１日桁、１０年桁、及び、１年桁の値がそれぞれ個別に２〜４ビットの二進数で表される。例えば、毎分１〜３秒に送信される３個の符号データの配列（３ビットデータ）により当該一分間の時刻における十分桁の値が示され、毎分５〜８秒に送信される４個の符号データの配列（４ビットデータ）により当該一分間の時刻における一分桁の値が示される。
【００２５】
その他の時刻情報としては、曜日、データチェック用パリティデータ、閏秒の挿入タイミングを示す情報、及び、夏時間情報などの将来の利用に備えた拡張ブロックがある。これらのうち、曜日を示す符号配列（３ビットデータ）以外のものは、必ずしも時刻や日付の表示には必要ない。従って、各分の先頭位置が同定された後には、これらに該当する２６個の符号（パリティチェックを行う場合には２４個）については、ノイズ等により符号の同定に失敗しても問題としないこととすることが出来る。
【００２６】
ここで、上述のように、通常では、１個の符号を示す１秒間に１回、信号強度の立下がりが現れることになる。しかしながら、受信レベルが低いなどによりＣ／Ｎ比が悪い場合には、この二値判定が正確に行われず、一秒間に複数回の立上がり及び立下がりが現れる。また、受信レベルが高い場合であっても一時的にノイズが混入すると、このノイズの期間に一時的に信号強度が上昇するなどにより二値化された信号の立上がり及び立下がりが複数回表れるような場合が生じる。この信号強度の立上がりや立下がりの回数が増えると、符号の同定が正確に行うことが出来なくなる。反対に、立上がりや立下がりが検出されない場合も、信号強度が符号の同定に不十分な程度に低いか、又は、ノイズが継続的に強いかを意味する。従って、一秒間の信号立下がり回数（又は、立上がり回数）を計数することで、ノイズの影響量を判断することが出来る。
【００２７】
次に、本発明の実施形態の電子時計１における時刻情報の取得動作について説明する。
本実施形態の電子時計１では、予め設定された所定時間（設定時間）、例えば、２０秒間の信号を各秒に同期して１秒（単位時間）ごとに２０分割し、各期間内における信号立下がり回数を計数する。そして、この計数された回数が０回又は予め定められた閾値以上である（閾値レベル以上）と判別された場合には、当該一秒をノイズ期間としてカウントする。そして、２０秒間におけるノイズ期間の数が所定数以上である場合には、正確な時刻情報の取得が困難であると判断して途中で標準電波の受信を中止する。
【００２８】
図３は、ＣＰＵ４１が実行する時刻情報取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
【００２９】
この時刻情報取得処理は、例えば、毎日所定の時刻に呼び出されて自動的に開始されたり、ユーザの操作部４８への操作入力に基づいて手動で開始されたりする処理である。
【００３０】
時刻情報取得処理が起動されると、ＣＰＵ４１は、先ず、電波受信部３４を動作させて標準電波の受信及び復調動作を開始させる（ステップＳ１０１）。次いで、ＣＰＵ４１は、電波受信部３４から復調された信号を取得し、波形パターンから秒同期点を検出、確定する（ステップＳ１０２）。秒同期点を確定させる方法としては、公知の種々の方法を用いることが出来る。例えば、この時刻情報取得処理では、ＣＰＵ４１は、各符号の長さ（１秒）に対して十分に高い時間分解能（例えば、３２Ｈｚ）でデータサンプリングされたデジタルデータを、１秒周期で同位相のデータごとに加算してゆく。その結果、ＣＰＵ４１は、ローレベルからハイレベルへ信号の振幅強度が最も顕著に変化する点を秒同期点として同定することが出来る。サンプリングされるデジタルデータは、二値データであっても多値データであっても良い。
【００３１】
秒同期点が同定されると、ＣＰＵ４１は、後述するノイズ計測に係る処理を開始する（ステップＳ１０３）。このノイズ計測に係る処理は、ＣＰＵ４１によりこの時刻情報取得処理と並列に実行される処理である。それから、ＣＰＵ４１は、各秒の信号から符号を順次同定する。ＣＰＵ４１は、符号「Ｐ」が２回連続する点を検出することで、毎分０秒の先頭のタイミング（分同期点）を確定する（ステップＳ１０４）。具体的には、例えば、この時刻情報取得処理では、ＣＰＵ４１は、上記高時間分解能でのサンプリングデータのうち、秒同期点から０．２秒〜０．５秒のデータ、及び、０．５秒〜０．８秒のデータをそれぞれ加算平均して各区間の平均振幅強度を求め、この平均振幅強度がローレベル又はハイレベルの何れに近いかに基づいて符号を同定する。
【００３２】
分同期点が検出されると、ＣＰＵ４１は、所定のフレーム数（ここでは、５フレーム）の符号列データが取得されたか否かを判別する（ステップＳ１０５）。所定のフレーム数の符号列データが未だ取得されていないと判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１は、次の秒の信号を取得し、符号を同定して、このときの秒の値と同定された符号とを関連付けて符号データ記憶部４３ａに記憶させていく（ステップＳ１０６）。それから、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１０５に戻る。
【００３３】
所定のフレーム数の符号列データが取得されたと判別された場合には（ステップＳ１０５で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、取得された５フレームの符号列データのうち、最初の３フレームの符号列データについて、１分桁を示すデータ部分（５秒〜８秒）及び分パリティを示すデータ部分（３７秒）を除く各秒で同定されたそれぞれ３個の符号の間で多数決を行う。そして、ＣＰＵ４１は、それぞれ多数側の符号を選択し、その結果生成された符号列データに基づいて時刻情報を取得する（ステップＳ１０７）。また、ＣＰＵ４１は、この３フレームにおいてそれぞれ同定された一分桁を示す各々４個の符号を受信順に配列した１２個の符号列について、モデル配列記憶部４２ａに記憶された１０通りの符号配列との一致度を算出し、一致する、又は、最も類似する符号列が示す３個の一分桁の値に基づいて、上記取得された時刻情報の一分桁の値を定める。
なお、このステップＳ１０７の処理は、３フレーム目の各符号が同定され、また、各ブロックの時刻情報が取得されるごとに当該符号、ブロックについて行われても良いし、或いは、残り２フレームの信号の受信、符号の同定に係る処理と並列に行われても良い。
【００３４】
ＣＰＵ４１は、残りの２フレームの符号配列から各々時刻情報を取得し、当該取得された２つの時刻情報と、ステップＳ１０７の処理で取得された多数決時刻情報との整合性の確認を行う（ステップＳ１０８）。ＣＰＵ４１は、この確認の結果、整合性が取れているか否かを判別する（ステップＳ１０９）。整合が取れていないと判別された場合には（ステップＳ１０９で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ１１０に移行する。ＣＰＵ４１は、整合が取れなかった取得データをリセットし、処理をステップＳ１０５の処理に戻して、再度データの取得を開始する。
このとき、５フレーム全ての符号列データをリセットしても良いし、１フレームの符号列データのみ整合が取れなかった場合には、そのフレームの符号列データだけリセットしても良いし、或いは、最も古いフレームの符号列データをリセットしても良い。
【００３５】
整合が取れていると判別された場合には（ステップＳ１０９で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、当該整合が取れた時刻情報に基づいて現在時刻を設定し、計時回路４６の現在時刻を上書き修正する（ステップＳ１１１）。ＣＰＵ４１は、最後に、ノイズ計測処理を終了し（ステップＳ１１２）、そして、時刻情報取得処理を終了する。
【００３６】
図４は、ステップＳ１０３の処理で呼び出されて並列に実行されるノイズ計測処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００３７】
ノイズ計測処理が開始されると、ＣＰＵ４１は、先ず、初期設定を行う（ステップＳ３０１）。即ち、ＣＰＵ４１は、各秒立下がり回数の計測数と、ノイズ期間の計測数をカウントする変数をＲＡＭ４３上に確保して、初期値「０」に設定する。
【００３８】
それから、ＣＰＵ４１は、各秒同期点に同期して開始される１秒間に電波受信部３４から所定のサンプリング周波数で取得される二値データに基づき、信号強度が強いことを示す値（例えば、アクティブローで「０」）から信号強度が弱いことを示す値（例えば、アクティブローで「１」）に変化した場合を検出して立下がり回数の計測数に１を加算する（ステップＳ３０２）。
【００３９】
１秒が経過すると、ＣＰＵ４１は、当該一秒間の立下がり回数の計測数が「０」又は閾値以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０３）。「０」又は閾値以上であると判別されて場合には（ステップＳ３０３で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、ノイズ期間の計測数に１を加算した後（ステップＳ３０４）、処理をステップＳ３０５に移行させる。「０」ではなく、且つ、閾値以上でもないと判別された場合には（ステップＳ３０３で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１の処理は、そのままステップＳ３０５に移行する。
【００４０】
ステップＳ３０５の処理に移行すると、ＣＰＵ４１は、２０秒が経過して２０秒間のノイズ期間数が取得されたか否かを判別する。２０秒が経過していないと判別された場合には（ステップＳ３０５で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１の処理は、ステップＳ３０２に戻り、ステップＳ３０２〜Ｓ３０５の処理が繰り返される。
【００４１】
２０秒が経過したと判別された場合には(ステップＳ３０５で“ＹＥＳ”)、続いて、ＣＰＵ４１は、取得された２０秒間のノイズ期間数が所定回数以上であるか否かを判別する（ステップＳ３０６）。所定回数以上ではないと判別された場合には（ステップＳ３０６で“ＮＯ”）、ＣＰＵ４１は、ノイズ期間の計測数をリセットし（ステップＳ３０７）、処理をステップＳ３０２に戻す。そして、ＣＰＵ４１は、再度ステップＳ３０２〜Ｓ３０６の処理を繰り返して、０秒からノイズ期間の検出、計測を行う。即ち、ＣＰＵ４１は、２０秒（所定時間）周期でノイズ期間の検出、計測を行う。
【００４２】
所定回数以上であると判別された場合には（ステップＳ３０６で“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、表示部３１に受信エラー表示を行わせると共にＲＡＭ４３にその旨を記憶させる（ステップＳ３０８）。ＣＰＵ４１は、標準電波の受信を中止させて（ステップＳ３０９）、時刻情報取得処理を中止する。そして、ＣＰＵ４１は、ノイズ計測処理を終了する。
【００４３】
ここで、本実施形態の時刻情報取得処理のように、各符号で多数決が用いられる場合、各符号に対し、３回中１回ノイズによる誤判定が混入しても正確な情報を取得可能となる。従って、この時刻情報取得処理では、２０秒間のうち１／３程度、即ち、６、７回以上の値が上述の所定回数として設定される。実際には、ノイズが時刻情報の取得に必要ではない符号に混入した場合や、ノイズの混入のタイミングが符号の同定に影響を及ぼさない場合があり得るので、所定回数をより大きい回数、例えば、１０回程度とすることも可能である。
【００４４】
以上のように、第１実施形態の電子時計１は、標準電波を受信する電波受信部３４及びアンテナ３３を備える。そして、ＣＰＵ４１は、電波受信部３４により復調された信号を取得し、この信号の１秒ごとにノイズに係る信号の変動の回数を計測する。この計測された変動の回数が所定回以上又は０回の場合には、ノイズ混入期間と判定し、２０秒以内にノイズ混入期間と判定された回数が所定秒以上の場合には、その時点で時刻情報の取得が困難であると判断して標準電波の受信を中止する。このような判定により、受信電波強度が低かったり恒常的なノイズが重畳されたりすることで継続的にＣ／Ｎ比が悪い場合とともに、イレギュラーに混入するバーストノイズなどにより離散的に混入するノイズの頻度に基づいて平均的には大きくないが各々が符号の同定に差し障る場合にも時刻情報の取得が困難か否かを的確に判別することが出来る。そして、この判別の結果、時刻情報の取得が困難な場合に途中で電波受信を中止することで、より効果的に不要な電力消費を抑えることが出来る。
【００４５】
また、信号レベルの変化を所定の閾値レベルに基づいて検出し、その回数を計数するだけでノイズの混入の判定を行うことが出来るので、複雑な処理を行わずに容易にノイズ混入の時刻情報取得に対する影響を判断することが出来る。
【００４６】
また、復調された信号をコンパレータやＡＤＣを用いて二値化した後にこの二値間での変化を計数することでノイズの混入の判定を行うので、更に容易な処理でノイズの混入量を判断することが出来る。
【００４７】
また、標準電波における各符号の長さと等しい１秒ごとにノイズの混入有無を判断するので、全体の符号のうちどの程度の符号に対して解読が困難となる可能性があるかを容易且つ客観的に判定して、電波受信の継続可否を判断することが出来る。
【００４８】
また、継続的にこのようなノイズ混入の判断を繰り返していくことで、突発的、及び／又は、不規則に発生するノイズに対しても的確に混入量の判断を行うことが出来、電力消費の無駄を抑えることが出来る。
【００４９】
また、特に、このように符号ごとにノイズ混入の割合を判断することで、複数フレーム（例えば３フレーム）間の多数決で正しい符号を各々決定する場合、多数決の結果に問題が生じないレベルのノイズ混入量を的確に判断し、標準電波から時刻情報の取得を続けるか、又は、早い段階で時刻情報の取得を断念するかを定めて電力消費の無駄を抑えることが出来る。
【００５０】
また、このようなノイズ混入の判定が可能な構成を電子時計１に搭載することで、電子時計１のバッテリの消費を抑え、特に、腕時計といったバッテリ容量に制限のある電子時計１において電力消費と時刻精度の維持との効率化を両立させることが出来る。
【００５１】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の電子時計１ａについて説明する。
図５は、第２実施形態の電子時計１ａの内部構成を示すブロック図である。
この第２実施形態の電子時計１ａの構成は、ＲＯＭ４２にモデル配列記憶部４２ａが格納されていない点を除き第１実施形態の電子時計１と同一であり、同一の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
図６は、第２実施形態の電子時計１ａにおける時刻情報取得処理の制御手順を示すフローチャートである。
この電子時計１ａにおいてＣＰＵ４１が実行する時刻情報取得処理は、第１実施形態の電子時計１においてＣＰＵ４１が実行する時刻情報取得処理におけるステップＳ１０５、Ｓ１０７、Ｓ１０８の処理がそれぞれステップＳ１０５ａ、Ｓ１０７ａ、Ｓ１０８ａに置換されたことを除いて同一であり、同一の処理については同一の符号を付して説明を省略する。
【００５３】
本実施形態の時刻情報取得処理では、分同期点の確定後（ステップＳ１０４）、ＣＰＵ４１は、３フレーム分のデータが取得されたと判別するまで、データの取得と各符号の同定を行う（ステップＳ１０５ａ）。そして、３フレーム分のデータが取得されたと判別されると（ステップＳ１０５ａで“ＹＥＳ”）、ＣＰＵ４１は、各フレームの符号配列を復号、解読して、それぞれ独立に時刻情報を取得する（ステップＳ１０７ａ）。ＣＰＵ４１は、これら取得された３フレーム分の時刻情報の整合性を確認し（ステップＳ１０８ａ）、これらの時刻情報の整合性が満たされているか否かを判別する（ステップＳ１０９）。
【００５４】
この時刻情報取得処理で呼び出されて実行されるノイズ計測処理は、第１実施形態の電子時計１で実行される時刻情報取得処理で呼び出されるノイズ計測処理と同一の処理手順で行われる。しかしながら、ステップＳ３０６の処理で判別条件となる所定回数の値の設定が異なる。即ち、この時刻情報取得処理では、各フレームの時刻情報が全て正確に取得される必要があるので、第１実施形態の電子時計１による時刻情報取得処理よりノイズの影響を受けやすい。但し、この場合にも、ノイズが時刻情報の取得に必要ではない符号に混入する場合や、ノイズの混入のタイミングが符号の同定に影響を及ぼさない場合があり得るので、例えば、所定回数を３、４回程度とすることが可能である。
【００５５】
以上のように、第２実施形態の電子時計１ａでは、第１実施形態の電子時計１と同様に、ＣＰＵ４１は、電波受信部３４により復調された信号を取得し、この信号の１秒ごとにノイズに係る信号の変動の回数を計測する。この計測された変動の回数が所定回以上又は０回の場合には、ノイズ混入期間と判定し、２０秒以内にノイズ混入期間と判定された回数が所定回以上の場合には、その時点で時刻情報の取得が困難であると判断して標準電波の受信を中止する。従って、所定フレーム数（ここでは、３フレーム）から続けて正確に時刻情報を取得することが要求される場合に、マーカ符号部分や拡張符号部分などのノイズが混入しても良い部分にノイズが混入する可能性や、バーストノイズの混入のタイミングが符号の同定に致命的ではない可能性を考慮しても正確な時刻情報の取得が困難な場合を判断することが出来、このような場合に、速やかに電波受信を中止することで無駄な電力消費を抑えることが出来る。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、ＪＪＹを例に挙げて説明したが、米国のＷＷＶＢ、英国のＭＳＦ、ドイツのＤＣＦ７７、中国のＢＰＣといった各国の長波長帯の振幅変調を用いた標準電波の受信の際に本発明を適用することが出来る。
【００５７】
また、上記実施の形態では、復調信号を二値化した後に当該二値化信号の立上がり又は立下がりの計数を行ったが、多値データやアナログデータにおける所定レベル以上の信号変化について計数することも可能である。
【００５８】
また、上記実施の形態では、秒同期点の確定後、ノイズ計測処理において２０秒ごとに繰り返し電波受信の中止有無に係る判定を繰り返したが、各判定に係るノイズ判定の間に所定の間隔を設けても良いし、逆に、一部分（例えば、１０秒）を重複させて判定を行わせても良い。
【００５９】
また、上記実施の形態では、秒同期点ごとに分割して毎秒信号の立上がり又は立下がりの回数を計数することとしたが、秒同期点に同期する必要はない。但し、この場合には、立下がり回数が分割期間ごとに１回とは限られないので、立上がり回数で判別することが好ましい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、一秒区切りで分割を行ったが、一秒で区切る必要はなく、０．５秒や２秒であっても同様に本発明を適用することが出来る。
【００６１】
また、上記実施の形態では、２０秒間におけるノイズ混入期間の回数を計数したが、この回数は適宜調整可能である。長い期間を設定した方が統計的により確実にノイズレベルの判定を行うことが出来るが、短い期間を設定した方がより速やかに受信動作を中止して電力消費を低減させることが出来る。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構成、制御内容及び手順などの細部は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００６３】
［付記］
＜請求項１＞
時刻情報を含む電波を受信して当該時刻情報を取得する時刻情報取得装置において、
予め定められた単位時間内に受信された電波の復調信号に混入しているノイズが所定の閾値レベル以上であるか否かをそれぞれ判定するノイズ判定手段と、
前記単位時間を複数含む設定時間内において、前記ノイズ判定手段により前記閾値レベル以上のノイズが混入していると判定された回数が所定の割合以上含まれる場合に、電波受信を中止する受信中止手段と
を備えることを特徴とする時刻情報取得装置。
＜請求項２＞
前記ノイズ判定手段は、
前記単位時間内において、受信された電波の復調信号が所定の信号レベル以上変化した切り替わり回数を計数する信号変化計数手段と、
前記計数された信号レベルの切り替わり回数が予め設定された回数の範囲外の場合には、混入しているノイズが前記閾値レベル以上であると判定するノイズ混入判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の時刻情報取得装置。
＜請求項３＞
受信された電波の復調信号を所定の二値化閾値レベルに基づいて二値化する二値化手段を備え、
前記信号変化計数手段は、当該二値化された復調信号の切り替わり回数を計数する
ことを特徴とする請求項２記載の時刻情報取得装置。
＜請求項４＞
前記単位時間は、前記時刻情報を示す符号列の各符号の長さと等しいことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
＜請求項５＞
前記受信中止手段は、前記電波の受信中に所定時間が経過するごとに、繰り返し直近の当該設定時間内のノイズ混入に係る判定結果に基づいて当該電波受信の中止有無を判断することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
＜請求項６＞
前記復調信号における前記時刻情報を示す符号列の各符号を同定する符号同定手段と、
３以上の所定数回取得された当該符号列のうち、前記時刻情報に応じて前記所定数回以内に符号が変化しない各符号について、前記符号列の同一位置で同定された前記所定数の符号における多数決により、それぞれ一の符号を決定する多数決決定手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜５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１〜６の何れか一項に記載の時刻情報取得装置と、
現在時刻を計数する計時手段と、
前記時刻情報取得装置により取得された時刻情報に基づいて前記計時手段が計数する現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記計時手段の計数する現在時刻を所定の形式で表示する時刻表示手段と
を備えることを特徴とする電波時計。
【符号の説明】
【００６４】
１     電子時計
１ａ   電子時計
３１   表示部
３２   表示ドライバ
３３   アンテナ
３４   電波受信部
４１   ＣＰＵ
４２   ＲＯＭ
４２ａ モデル配列記憶部
４３   ＲＡＭ
４３ａ 符号データ記憶部
４４   発振回路
４５   分周回路
４６   計時回路
４７   電源部
４８   操作部
【図１】
2014115083.tif 000003
【図２】
2014115083.tif 000004
【図３】
2014115083.tif 000005
【図４】
2014115083.tif 000006
【図５】
2014115083.tif 000007
【図６】
2014115083.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成25年10月23日(2013.10.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
長波長帯の電波は、地球表面を長距離伝播するので、送信局から遠く離れた地点でも標準電波を受信して利用することが出来る。一方、同波長帯域で発生する雑音も同様に長距離伝播することや、鉄骨や鉄筋コンクリートの建物内部では電波が減衰することなどから、以前より、電波時計では、種々の受信感度向上技術や雑音対策技術が講じられている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
発振回路４４は、一の周波数信号を生成して出力する回路であり、例えば、水晶発振器が用いられている。分周回路４５は、発振回路４４から入力された信号を、ＣＰＵ４１や計時回路４６などの各部で利用する周波数の信号に分周して出力する。計時回路４６は、分周回路４５から入力された所定の周波数信号の入力回数を計数し、予め設定された初期時刻に加算していくことで現在時刻を計数する。
【手続補正３】
【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】
以上のように、第１実施形態の電子時計１は、標準電波を受信する電波受信部３４及びアンテナ３３を備える。そして、ＣＰＵ４１は、電波受信部３４により復調された信号を取得し、この信号の１秒ごとにノイズに係る信号の変動の回数を計測する。この計測された変動の回数が閾値以上又は０回の場合には、ノイズ混入期間と判定し、２０秒以内にノイズ混入期間と判定された回数が所定秒以上の場合には、その時点で時刻情報の取得が困難であると判断して標準電波の受信を中止する。このような判定により、受信電波強度が低かったり恒常的なノイズが重畳されたりすることで継続的にＣ／Ｎ比が悪い場合とともに、イレギュラーに混入するバーストノイズなどにより離散的に混入するノイズの頻度に基づいて平均的には大きくないが各々が符号の同定に差し障る場合にも時刻情報の取得が困難か否かを的確に判別することが出来る。そして、この判別の結果、時刻情報の取得が困難な場合に途中で電波受信を中止することで、より効果的に不要な電力消費を抑えることが出来る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
以上のように、第２実施形態の電子時計１ａでは、第１実施形態の電子時計１と同様に、ＣＰＵ４１は、電波受信部３４により復調された信号を取得し、この信号の１秒ごとにノイズに係る信号の変動の回数を計測する。この計測された変動の回数が閾値以上又は０回の場合には、ノイズ混入期間と判定し、２０秒以内にノイズ混入期間と判定された回数が所定回以上の場合には、その時点で時刻情報の取得が困難であると判断して標準電波の受信を中止する。従って、所定フレーム数（ここでは、３フレーム）の受信データから続けて正確に時刻情報を取得することが要求される場合に、マーカ符号部分や拡張符号部分などのノイズが混入しても良い部分にノイズが混入する可能性や、バーストノイズの混入のタイミングが符号の同定に致命的ではない可能性を考慮しても正確な時刻情報の取得が困難な場合を判断することが出来、このような場合に、速やかに電波受信を中止することで無駄な電力消費を抑えることが出来る。
【手続補正５】
【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】
時刻情報を含む電波を受信して当該時刻情報を取得する時刻情報取得装置において、
予め定められた単位時間内に受信された電波の復調信号に混入しているノイズが所定の閾値レベル以上であるか否かをそれぞれ判定するノイズ判定手段と、
前記単位時間を複数含む設定時間内において、前記ノイズ判定手段により前記閾値レベル以上のノイズが混入していると判定された回数が所定の割合以上含まれる場合に、電波受信を中止する受信中止手段と
を備えることを特徴とする時刻情報取得装置。
【請求項２】
前記ノイズ判定手段は、
前記単位時間内において、受信された電波の復調信号が所定の信号レベル以上変化した切り替わり回数を計数する信号変化計数手段と、
前記計数された信号レベルの切り替わり回数が予め設定された回数の範囲外の場合には、混入しているノイズが前記閾値レベル以上であると判定するノイズ混入判定手段と、
を備えることを特徴とする請求項１記載の時刻情報取得装置。
【請求項３】
受信された電波の復調信号を所定の二値化閾値レベルに基づいて二値化する二値化手段を備え、
前記信号変化計数手段は、当該二値化された復調信号の切り替わり回数を計数する
ことを特徴とする請求項２記載の時刻情報取得装置。
【請求項４】
前記単位時間は、前記時刻情報を示す符号列の各符号の長さと等しいことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項５】
前記受信中止手段は、前記電波の受信中に所定時間が経過するごとに、繰り返し直近の前記設定時間内のノイズ混入に係る判定結果に基づいて当該電波受信の中止有無を判断することを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の時刻情報取得装置。
【請求項６】
前記復調信号における前記時刻情報を示す符号列の各符号を同定する符号同定手段と、
３以上の所定数回取得された当該符号列のうち、前記時刻情報に応じて前記所定数回以内に符号が変化しない各符号について、前記符号列の同一位置で同定された前記所定数の符号における多数決により、それぞれ一の符号を決定する多数決決定手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜５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１〜６の何れか一項に記載の時刻情報取得装置と、
現在時刻を計数する計時手段と、
前記時刻情報取得装置により取得された時刻情報に基づいて前記計時手段が計数する現在時刻を修正する時刻修正手段と、
前記計時手段の計数する現在時刻を所定の形式で表示する時刻表示手段と
を備えることを特徴とする電波時計。