(57)【要約】【課題】時計の時刻が急激に変化することを防止しつつ、時計の周波数安定度の劣化を抑止して時計の時刻を補正すること。【解決手段】本発明に係る時計補正方法では、所定の期間内の単位時刻毎に時計の時刻を補正する補正量を、０からΔまで補正量が変化し、かつ、所定の期間の開始時点または終了時点に近い時点ほど前後の時点との補正量の差が小さくなるように決定することで時計の周波数が急激に変化することを回避し、このようにして決定した各時点の補正量にしたがって時計を制御する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の期間に時計の時刻をΔだけ補正する時計補正装置によって実行される時計補正方法であって、
前記時計補正装置が、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を、０からΔまで補正量が変化し、かつ、周波数安定度が所定以上劣化しないように決定する補正量決定工程と、
前記時計補正装置が、前記補正量決定工程において決定された単位時間毎の補正量にしたがって、前記時計の時刻の進行を制御する時計制御工程と
を含んだことを特徴とする時計補正方法。
【請求項２】
前記補正量決定工程は、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を、０からΔまで補正量が変化し、かつ、前記所定の期間の開始時点または終了時点に近い時点ほど前後の時点との補正量の差が小さくなるように決定することを特徴とする請求項１に記載の時計補正方法。
【請求項３】
前記補正量決定工程は、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を、三角関数を利用して、０からΔまで補正量が変化し、かつ、前記所定の期間の開始時点または終了時点に近い時点ほど前後の時点との補正量の差が小さくなるように決定することを特徴とする請求項２に記載の時計補正方法。
【請求項４】
前記補正量決定工程は、前記所定の期間の長さと周波数安定度の算出の基準となる時間の長さの関係に応じた異なる方式によって、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の時計補正方法。
【請求項５】
前記補正量決定工程は、周波数安定度の算出の基準となる時間の長さが前記所定の期間の長さよりも長い場合は、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量をΔの半分の大きさに決定することを特徴とする請求項４に記載の時計補正方法。
【請求項６】
前記補正量決定工程は、前記所定の期間の開始時刻である時点Ｔｓから前記所定の期間の終了時刻である時点Ｔｅまでの期間が単位時間τ０のＮ倍（ただし、Ｎは整数）である場合に、前記単位時間τ０のｋ倍（ただし、ｋは整数）である時間τでの周波数安定度を高めるために、時点Ｔｓ＋ｉτ０の時計の補正量δｉ（ただし、ｉは整数）を、
δｉ＝０                                                  （ｉ＝０の場合）
δｉ＝２δｉ＋ｋ／３−δｉ＋２ｋ／６                      （１≦ｉ≦ｋの場合）
δｉ＝（（４−ｂｉ）δｉ＋ｋ−２δｉ＋２ｋ）／（２（ａｉ＋１））  （ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−２ｋの場合）
δｉ＝（（４−ｂｉ）δｉ＋ｋ−２Δ）／（２（ａｉ＋１））      （Ｎ−２ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−ｋの場合）
δｉ＝−（ｂｉ−２）Δ／（２（ａｉ＋１））                  （Ｎ−ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−１の場合）
δｉ＝Δ                                                  （ｉ≦Ｎの場合）
ただし、ｋ＋１≦ｉ≦２ｋの場合、
ａｉ  ＝  ７／３
ｂｉ  ＝  −８／３
ｃｉ  ＝  ５／６
また、２ｋ＋１≦ｉ≦Ｎの場合、
ａｉ＝４＋ｃｉ−ｋ−（４−ｂｉ−ｋ）２／（４（ａｉ−ｋ＋１））
ｂｉ＝−４＋（４−ｂｉ−ｋ）／（ａｉ−ｋ＋１）
ｃｉ＝ａｉ−ｋ／（ａｉ−ｋ＋１）
を演算することによって決定することを特徴とする請求項１または２に記載の時計補正方法。
【請求項７】
所定の期間に時計の時刻をΔだけ補正する時計補正装置であって、
前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を、０からΔまで補正量が変化し、かつ、周波数安定度が所定以上劣化しないように決定する補正量決定手段と、
前記補正量決定手段によって決定された単位時間毎の補正量にしたがって、前記時計の時刻の進行を制御する時計制御手段と
を含んだことを特徴とする時計補正装置。
【請求項８】
前記補正量決定手段は、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を、０からΔまで補正量が変化し、かつ、前記所定の期間の開始時点または終了時点に近い時点ほど前後の時点との補正量の差が小さくなるように決定することを特徴とする請求項７に記載の時計補正装置。
【請求項９】
前記補正量決定手段は、前記所定の期間の開始時刻である時点Ｔｓから前記所定の期間の終了時刻である時点Ｔｅまでの期間が単位時間τ０のＮ倍（ただし、Ｎは整数）である場合に、前記単位時間τ０のｋ倍（ただし、ｋは整数）である時間τでの周波数安定度を高めるために、時点Ｔｓ＋ｉτ０の時計の補正量δｉ（ただし、ｉは整数）を、
δｉ＝０                                                  （ｉ＝０の場合）
δｉ＝２δｉ＋ｋ／３−δｉ＋２ｋ／６                      （１≦ｉ≦ｋの場合）
δｉ＝（（４−ｂｉ）δｉ＋ｋ−２δｉ＋２ｋ）／（２（ａｉ＋１））  （ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−２ｋの場合）
δｉ＝（（４−ｂｉ）δｉ＋ｋ−２Δ）／（２（ａｉ＋１））      （Ｎ−２ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−ｋの場合）
δｉ＝−（ｂｉ−２）Δ／（２（ａｉ＋１））                  （Ｎ−ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−１の場合）
δｉ＝Δ                                                  （ｉ≦Ｎの場合）
ただし、ｋ＋１≦ｉ≦２ｋの場合、
ａｉ  ＝  ７／３
ｂｉ  ＝  −８／３
ｃｉ  ＝  ５／６
また、２ｋ＋１≦ｉ≦Ｎの場合、
ａｉ＝４＋ｃｉ−ｋ−（４−ｂｉ−ｋ）２／（４（ａｉ−ｋ＋１））
ｂｉ＝−４＋（４−ｂｉ−ｋ）／（ａｉ−ｋ＋１）
ｃｉ＝ａｉ−ｋ／（ａｉ−ｋ＋１）
を演算することによって決定することを特徴とする請求項７または８に記載の時計補正装置。
【請求項１０】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の前記時計補正装置としてコンピュータを機能させることを特徴とする時計補正プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、時計補正方法、時計補正装置および時計補正プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、時計の誤差を修正するに際して、誤差を一気に修正するのでなく、所定の期間内に漸次的に誤差を修正する技術が知られている（例えば、非特許文献１）。時計の誤差を一気に修正することとすると、時計の時刻が逆戻りしたり、一瞬で数秒が経過したりして、時計に依存して実行される処理に不測の障害が生じるおそれがあるためである。
【０００３】
図２２は、従来技術による時計の補正の一例を示す図である。図２２に示すように、時計をΔだけ補正することが必要になった場合、従来技術では、時点Ｔｓから時点Ｔｅにかけて、時計の補正量を経過時間に比例して変化させることによって、時計が示す時刻が急激に変化することを防止していた。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】M. K. McKusick, K. Bostic, M. J. Karels, J. S. Quarterman, "The Design and Implementation of the 4.4BSD Operating System", Addison-Wesley Publishing Company, 1996.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術による時計の補正には、時計が示す時刻が急激に変化することを防止できるものの、時計の周波数安定度が損なわれるという問題があった。周波数安定度は、時計が示す時刻の進む速度である周波数のばらつきを表す二標本標準偏差であり、時計の品質を測る尺度の１つとなっている。
【０００６】
以下に、従来技術による時計の補正の実現の仕方と、時計の周波数安定度の問題について具体的に説明する。
【０００７】
周波数ｆ０の発振器を用いて時計を構成する場合、時計は、ｆ０回の振動をカウントすることによって、時間が１秒経過したと測定することとなる。この発振器の周波数を、ｆ０からｆ０＋ｆａに変更した場合、ｆ０回の振動をカウントすることで時間が１秒経過したと測定したときには、実際にはｆ０／（ｆ０＋ｆａ）秒しか経過していない。
【０００８】
すなわち、発振器の周波数を高く変化させると、時計によって測定される時間経過は、実際の時間経過よりも一定の割合で早くなる。この仕組みを利用して発振器の周波数を高めることにより、時計が示す時刻を進める補正が行われる。一方、ｆａとして負の値を設定して、発振器の周波数を低くすることで、時計が示す時刻を遅らせる補正を行うことができる。
【０００９】
この方法を用いた場合の周波数変化は、図２３のようになり、時点Ｔｓおよび時点Ｔｅの前後において、急激に変化している。このことは、従来技術による時計の補正では、時点Ｔｓおよび時点Ｔｅの前後において、周波数安定度が大きく劣化してしまうことを示している。
【００１０】
この周波数安定度の劣化の問題は、近年特に解決が強く要望されるようになっている。それは、かつては、時計に用いられる発振器の周波数安定度が低く、時計に依存して実行される処理が、そのことを前提として設計されていたのに対して、近年では、高精度な発振器が時計に用いられるようになっており、時計に依存して実行される処理が、時計の周波数安定度が高いことを前提として設計されることが多くなっているためである。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、時計の時刻が急激に変化することを防止しつつ、時計の周波数安定度の劣化を抑止することができる時計補正方法、時計補正装置および時計補正プログラム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】
【００１２】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、１つの態様において、所定の期間に時計の時刻をΔだけ補正する時計補正方法であって、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を、０からΔまで補正量が変化し、かつ、周波数安定度が所定以上劣化しないように決定する補正量決定工程と、前記補正量決定工程において決定された単位時間毎の補正量にしたがって、前記時計の時刻の進行を制御する時計制御工程とを含んだことを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、他の態様において、前記補正量決定工程は、前記所定の期間内の単位時刻毎に前記時計の時刻を補正する補正量を、０からΔまで補正量が変化し、かつ、前記所定の期間の開始時点または終了時点に近い時点ほど前後の時点との補正量の差が小さくなるように決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る時計補正方法、時計補正装置および時計補正プログラムは、時計の時刻が急激に変化することを防止しつつ、時計の周波数安定度の劣化を抑止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、実施例１に係る時計補正装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、決定された時計の補正量の一例を示す図である。
【図３】図３は、時計補正処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施例１に係る時計補正装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、時計の補正量を決定するための処理手順を示すフローチャートである。
【図６】図６は、決定された時計の補正量の一例を示す図である。
【図７】図７は、Ｎとｋの関係を示す図である。
【図８】図８は、周波数安定度の算出について説明するための図である。
【図９】図９は、実施例１に係る時計補正装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、時計の補正量を決定するための処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、第一領域時刻補正決定手段の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、第一領域時刻補正決定手段によって決定された時計の補正量の一例を示す図である。
【図１３】図１３は、第二領域時刻補正決定手段の処理手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、第二領域時刻補正決定手段によって決定された時計の補正量の一例を示す図である。
【図１５】図１５は、時刻補正用数列決定手段の処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、第三領域時刻補正決定手段の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、第四領域時刻補正決定手段の処理手順を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、第四領域時刻補正決定手段によって決定された時計の補正量の一例を示す図である。
【図１９】図１９は、時刻補正用数列決定手段と第三領域時刻補正決定手段で時計の補正量を算出する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図２０】図２０は、時刻補正用数列決定手段と第四領域時刻補正決定手段で時計の補正量を算出する場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、時計補正プログラムを実行するコンピュータを示す機能ブロック図である。
【図２２】図２２は、従来の方法で決定された時計の補正量の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、従来の方法で時計の補正量を決定した場合の周波数の変動の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明に係る時計補正方法、時計補正装置および時計補正プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００１７】
まず、図１のブロック図を参照しながら、本実施例に係る時計補正装置１０の構成について説明する。時計補正装置１０は、本実施例に係る時計補正方法を実行して時計装置１が示す時刻を補正する装置である。時計装置１は、時計機能を有する装置であり、例えば、情報処理装置、通信装置、時計サーバ等に相当する。
【００１８】
図１に示すように、時計補正装置１０は、補正量決定部１１と、時計制御部１２とを有する。なお、時計補正装置１０は、時計装置１と一体に構成されていてもよい。
【００１９】
補正量決定部１１は、時計装置１が示す時刻をΔだけ補正するために、時刻補正開始時刻Ｔｓから時刻補正終了時刻Ｔｅまでの期間における単位時間τ０毎の時計の補正量を決定する。なお、以下の説明では、時刻補正開始時刻Ｔｓから時刻補正終了時刻Ｔｅまでの期間を時刻補正期間と呼ぶことがあり、時刻補正期間は、単位時間τ０のＮ倍（ただし、Ｎは２以上の整数）であるものとする。また、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量をδｉとする。
【００２０】
具体的には、補正量決定部１１は、図２に示すように、時計装置１が示す時刻が急激に変化することがないように、補正量δｉをδ０＝０からδＮ＝Δの間で変化させる。さらに、補正量決定部１１は、図２に示すように、時刻補正開始時刻Ｔｓまたは時刻補正終了時刻Ｔｅに近い時点の補正量δｉほど前後の時点の補正量であるδｉ−１またはδｉ＋１との差が小さくなるように各時点の補正量を決定する。
【００２１】
このように、時刻補正開始時刻Ｔｓまたは時刻補正終了時刻Ｔｅに近い時点の補正量δｉほど変化量を小さくすることにより、図２３に示した時点Ｔｓおよび時点Ｔｅでの時計の周波数の急激な変化を解消し、時刻補正期間とその前後における時計装置１の周波数安定度が所定以上劣化しないようにすることができる。
【００２２】
補正量決定部１１によって決定される各時点の補正量δｉは、数学的には、以下の関係を満たす。
【００２３】
Δが正であれば、０≦ｉ≦Ｎ−１を満たす任意のｉについて、δｉ≦δｉ＋１であり、かつ、０≦ｉ≦Ｎ−２を満たす任意のｉについて、δｉ＋１−δｉ≠δｉ＋２−δｉ＋１となるｉが必ず一つ以上存在する。また、Δが負であれば、０≦ｉ≦Ｎ−１を満たす任意のｉについて、δｉ≧δｉ＋１であり、かつ、０≦ｉ≦Ｎ−２を満たす任意のｉについて、δｉ＋１−δｉ≠δｉ＋２−δｉ＋１となるｉが必ず一つ以上存在する。
【００２４】
補正量決定部１１による各時点の補正量δｉの決定は、例えば、時刻補正期間内の単位時間τ０毎に予め記憶されたパラメータを用いて実現される。一例として、補正量決定部１１は、図２２に示したように、時点Ｔｓから時点Ｔｅにかけて、経過時間に比例して変化するように各時点の補正量δｉを算出した後、単位時間τ０毎に予め記憶された係数を対応する補正量δｉに乗じることによって、各時点の補正量δｉを図２に示した例のように決定する。
【００２５】
時計制御部１２は、補正量決定部１１によって決定された各時点の補正量δｉにしたがって時計装置１の時刻の進行を制御する。なお、時計装置１の時刻の進行の制御については、いかなる周知の技術を用いてもよい。
【００２６】
次に、図３に示すフローチャートを参照しながら、時計補正装置１０が実行する時計補正処理の処理手順について説明する。図３に示すように、時計装置１の時刻の補正が必要になると、補正量決定部１１が、時刻補正期間内の各時点における時計の補正量を決定する（ステップＳ１００）。そして、時計制御部１２が、補正量決定部１１によって決定された各時点の補正量にしたがって時計装置１の時刻の進行を制御する（ステップＳ１０１）。
【００２７】
なお、図３に示した処理手順では、時刻補正期間内の各時点における時計の補正量を一括して決定することとしているが、時刻補正期間内の時点毎に、補正量決定部１１がその時点の補正量を決定し、その補正量にしたがって時計制御部１２が時計装置１を制御するという処理手順を繰り返して実行してもよい。
【００２８】
上述してきたように、本実施例では、補正量δｉをδ０＝０からδＮ＝Δの間で変化させつつ、時刻補正開始時刻Ｔｓまたは時刻補正終了時刻Ｔｅに近い時点の補正量ほど前後の時点の補正量との差が小さくなるように各時点の補正量を決定することとしたので、時刻を急激に変化させることなく、また、周波数安定度を所定以上劣化させることなく、時計の時刻を補正することができる。
【実施例２】
【００２９】
実施例１では、予め記憶されたパラメータを用いて時刻補正期間内の各時点における時計の補正量を決定する例を示したが、本実施例では、計算によって時刻補正期間内の各時点における時計の補正量を決定する例について説明する。
【００３０】
まず、図４のブロック図を参照しながら、本実施例に係る時計補正装置２０の構成について説明する。時計補正装置２０は、本実施例に係る時計補正方法を実行して時計装置１が示す時刻を補正する装置である。図４に示すように、時計補正装置２０は、補正量決定部２１と、時計制御部２２とを有する。なお、時計補正装置２０は、時計装置１と一体に構成されていてもよい。
【００３１】
補正量決定部２１は、時計装置１が示す時刻をΔだけ補正するために、時刻補正期間における単位時間τ０毎の時計の補正量を決定する。具体的には、補正量決定部２１は、三角関数による曲線を利用して、補正量δｉをδ０＝０からδＮ＝Δの間で変化させつつ、時刻補正開始時刻Ｔｓまたは時刻補正終了時刻Ｔｅに近い時点の補正量δｉほど前後の時点の補正量であるδｉ−１またはδｉ＋１との差が小さくなるように各時点の補正量を決定する。
【００３２】
補正量決定部２１が、補正量δｉを算出するために用いる数式の具体例として、以下に式（１）を示す。
【００３３】
【数１】
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【００３４】
補正量決定部２１は、式（１）を用いて、図５に示す処理手順を実行することにより、各時点における補正量δｉを決定する。すなわち、補正量決定部２１は、まず、変数ｉを０に設定する（ステップＳ２００）。そして、ｉがＮ以下であれば（ステップＳ２０１肯定）、式（１）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ２０２）。
【００３５】
そして、補正量決定部２１は、ｉに１を加算して（ステップＳ２０３）、ステップＳ２０１以降の処理手順を再実行する。こうして、時刻補正期間内の単位時間τ０毎に補正量δｉを算出した後、ｉがＮよりも大きくなったならば（ステップＳ２０１否定）、補正量決定部２１は、一連の処理手順を終了する。
【００３６】
上記の処理手順により、補正量決定部２１は、時刻補正期間内の単位時間τ０毎に時計の補正量δｉを図６のように決定する。図６に示す例では、コサイン曲線の効果により、時刻補正開始時刻Ｔｓまたは時刻補正終了時刻Ｔｅに近い時点の補正量ほど前後の時点の補正量との差が小さくなるように各時点の補正量が決定されており、時点Ｔｓおよび時点Ｔｅにおいて時計の周波数が急激に変化しないようになっている。
【００３７】
時計制御部２２は、補正量決定部２１によって決定された各時点の補正量δｉにしたがって時計装置１の時刻の進行を制御する。なお、時計装置１の時刻の進行の制御については、いかなる周知の技術を用いてもよい。
【００３８】
時計補正装置２０が実行する時計補正処理の処理手順については、実施例１で説明したものと同様であるので、説明を省略する。
【００３９】
なお、本実施例では、時刻補正開始時刻Ｔｓまたは時刻補正終了時刻Ｔｅに近い時点の補正量ほど前後の時点の補正量との差が小さくなるように各時点の補正量を算出するために三角関数の曲線を利用する例を示したが、同様の効果を得ることができれば、対数曲線等の他の数学的な曲線を利用して各時点の補正量を算出することとしてもよい。
【００４０】
上述してきたように、本実施例では、補正量δｉをδ０＝０からδＮ＝Δの間で変化させつつ、時刻補正開始時刻Ｔｓまたは時刻補正終了時刻Ｔｅに近い時点の補正量ほど前後の時点の補正量との差が小さくなるように、三角関数の曲線を利用して各時点の補正量を算出することとしたので、時刻を急激に変化させることなく、また、周波数安定度を所定以上劣化させることなく、時計の時刻を補正することができる。
【実施例３】
【００４１】
本実施例では、周波数安定度を算出するための区間の長さに注目して、時計補正方法を最適化する例について説明する。
【００４２】
まず、周波数安定度の算出の仕方について説明する。図７に示すように、単位時間τ０をｋ倍（ただし、ｋは整数）したものがτ秒であるものとする。なお、既に説明した通り、時刻補正開始時刻Ｔｓから時刻補正終了時刻Ｔｅまでの時刻補正期間は、単位時間τ０をＮ倍した長さであり、時点Ｔｓから時点Ｔｅまでの単位時間τ０毎の時計の補正量は、δ０〜δＮである。
【００４３】
そして、図８に示すように、連続するτ秒区間の組み合わせに含まれるそれぞれの区間の規格化周波数をｙｉおよびｙｉ＋ｋとすると、周波数安定度σｙ（τ）は、以下の式（２）によって算出される。
【００４４】
【数２】
2011102734.tif 000004
【００４５】
ここで、Ｍは、連続するτ秒区間の組み合わせの総数である。なお、典型的には、補正すべき時間であるΔと、時刻補正開始時刻Ｔｓと、時刻補正終了時刻Ｔｅは、補正対象の時計の時刻のズレの大きさに応じて外部から指定される。また、周波数安定度の算出の基準となるτは、時計に依存して動作する処理の特性等に応じて外部から指定される。このため、ｋとＮの大小関係は、図７および図８の例のように、ｋがＮよりも小さいとは限らず、ｋがＮよりも大きいこともある。
【００４６】
次に、図９のブロック図を参照しながら、本実施例に係る時計補正装置３０の構成について説明する。時計補正装置３０は、本実施例に係る時計補正方法を実行して時計装置１が示す時刻を補正する装置である。図９に示すように、時計補正装置３０は、補正量決定部３１と、時計制御部３２とを有する。なお、時計補正装置３０は、時計装置１と一体に構成されていてもよい。
【００４７】
補正量決定部３１は、時計装置１が示す時刻をΔだけ補正するために、時刻補正期間における単位時間τ０毎の時計の補正量を決定する。具体的には、補正量決定部３１は、ｋとＮの大小関係に応じて、異なる方式により、時刻が急激に変化することなく、また、周波数安定度が所定以上劣化しないように各時点の補正量を決定する。
【００４８】
時計制御部３２は、補正量決定部３１によって決定された各時点の補正量δｉにしたがって時計装置１の時刻の進行を制御する。なお、時計装置１の時刻の進行の制御については、いかなる周知の技術を用いてもよい。
【００４９】
次に、図１０〜１８を参照しながら、補正量決定部３１が、時刻補正期間における単位時間τ０毎の時計の補正量を決定するための処理手順について説明する。図１０に示すように、補正量決定部３１は、ｋとＮの大小関係に応じた方式で補正量の算出を実行する。
【００５０】
具体的には、２≦Ｎ≦ｋの場合、すなわち、Ｎがｋ以下の場合は（ステップＳ３００肯定）、補正量決定部３１は、第一領域時刻補正決定手段によって補正量を算出して処理を終了する（ステップＳ３０１）。また、ｋ＋１≦Ｎ≦２ｋの場合、すなわち、Ｎがｋより大きくｋの２倍以下の場合は（ステップＳ３００否定、ステップＳ３０２肯定）、補正量決定部３１は、第二領域時刻補正決定手段によって補正量を算出して処理を終了する（ステップＳ３０３）。
【００５１】
一方、Ｎがｋの２倍より大きい場合は（ステップＳ３００否定、ステップＳ３０２否定）、補正量決定部３１は、時刻補正用数列決定手段によって補正量を算出するための数列を決定する（ステップＳ３０４）。そして、２ｋ＋１≦Ｎ≦３ｋの場合、すなわち、Ｎがｋの２倍より大きくｋの３倍以下の場合は（ステップＳ３０５肯定）、補正量決定部３１は、第三領域時刻補正決定手段によって補正量を算出して処理を終了し（ステップＳ３０６）、Ｎがｋの３倍より大きい場合は（ステップＳ３０５否定）、補正量決定部３１は、第四領域時刻補正決定手段によって補正量を算出して処理を終了する（ステップＳ３０７）。
【００５２】
第一領域時刻補正決定手段によって補正量を算出する場合、補正量決定部３１は、図１１に示すように、まず、変数ｉを０に設定する（ステップＳ３１０）。そして、ｉが０であれば（ステップＳ３１１肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（３）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３１２）。
【００５３】
【数３】
2011102734.tif 000005
【００５４】
また、ｉが、１≦ｉ≦ｍ−１を満たす場合は（ステップＳ３１１否定、ステップＳ３１３肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（４）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３１４）。ここで、ｍは、Ｎをｋで割ったときの値より小さくならない最小の整数から１を減じた値をｎとした場合に、Ｎ−ｎｋで計算される整数である。
【００５５】
【数４】
2011102734.tif 000006
【００５６】
また、ｉが、ｉ＝ｍを満たす場合は（ステップＳ３１１否定、ステップＳ３１３否定、ステップＳ３１５肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（５）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３１６）。
【００５７】
【数５】
2011102734.tif 000007
【００５８】
こうして、いずれかの式を用いて補正量δｉを算出した後、補正量決定部３１は、ｉに１を加算して（ステップＳ３１７）、ステップＳ３１１以降の処理手順を再実行する。こうして、ｉがｍよりも大きくなったならば（ステップＳ３１５否定）、補正量決定部３１は、元の処理に復帰する。
【００５９】
図１１に示した手順を実行することにより、図１２に示す例のように各時点における時計の補正量が決定される。Ｎがｋ以下の場合、時刻補正期間の始期部分と終期部分の補正量の変化を穏やかにしても、τが時刻補正期間よりも長いため効果が小さい。むしろ、図１２の例のように時刻補正期間のほとんどを通じてΔの半分になるように補正量を決定することにより、極端に大きな補正量の変化が検出されなくなるため周波数安定度の劣化が少ない。
【００６０】
第二領域時刻補正決定手段によって補正量を算出する場合、補正量決定部３１は、図１３に示すように、まず、変数ｉを０に設定する（ステップＳ３２０）。そして、ｉが０であれば（ステップＳ３２１肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（６）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３２２）。
【００６１】
【数６】
2011102734.tif 000008
【００６２】
また、ｉが、１≦ｉ≦ｍ−１を満たす場合は（ステップＳ３２１否定、ステップＳ３２３肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（７）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３２４）。
【００６３】
【数７】
2011102734.tif 000009
【００６４】
また、ｉが、ｍ≦ｉ≦ｋを満たす場合は（ステップＳ３２１否定、ステップＳ３２３否定、ステップＳ３２５肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（８）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３２６）。
【００６５】
【数８】
2011102734.tif 000010
【００６６】
また、ｉが、ｋ＋１≦ｉ≦ｋ＋ｍ−１を満たす場合は（ステップＳ３２１否定、ステップＳ３２３否定、ステップＳ３２５否定、ステップＳ３２７肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（９）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３２８）。
【００６７】
【数９】
2011102734.tif 000011
【００６８】
また、ｉが、ｉ＝ｋ＋ｍを満たす場合は（ステップＳ３２１否定、ステップＳ３２３否定、ステップＳ３２５否定、ステップＳ３２７否定、ステップＳ３２９肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（１０）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３３０）。
【００６９】
【数１０】
2011102734.tif 000012
【００７０】
こうして、いずれかの式を用いて補正量δｉを算出した後、補正量決定部３１は、ｉに１を加算して（ステップＳ３３１）、ステップＳ３２１以降の処理手順を再実行する。こうして、ｉがｋ＋ｍよりも大きくなったならば（ステップＳ３２９否定）、補正量決定部３１は、元の処理に復帰する。
【００７１】
図１３に示した手順を実行することにより、図１４に示す例のように各時点における時計の補正量が決定される。Ｎがｋの２倍以下の場合、時刻補正期間の始期部分と終期部分の補正量の変化を穏やかにしても、τが時刻補正期間の半分よりも長いため効果が小さい。むしろ、図１４の例のように補正量を決定することにより、極端に大きな補正量の変化が検出されなくなるため周波数安定度の劣化が少ない。
【００７２】
時刻補正用数列決定手段によって補正量を算出するための数列を決定する場合、補正量決定部３１は、図１５に示すように、まず、変数ｉをｋ＋１に設定する（ステップＳ３４０）。そして、ｉが、ｋ＋１≦ｉ≦２ｋを満たす場合は（ステップＳ３４１肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（１１）、式（１２）、式（１３）を用いて、数列の要素ａｉ、ｂｉ、ｃｉを算出する（ステップＳ３４２〜ステップＳ３４４）。
【００７３】
【数１１】
2011102734.tif 000013
【００７４】
【数１２】
2011102734.tif 000014
【００７５】
【数１３】
2011102734.tif 000015
【００７６】
また、ｉが、２ｋ＋１≦ｉ≦Ｎを満たす場合は（ステップＳ３４１否定、ステップＳ３４５肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（１４）、式（１５）、式（１６）を用いて、数列の要素ａｉ、ｂｉ、ｃｉを算出する（ステップＳ３４６〜ステップＳ３４８）。
【００７７】
【数１４】
2011102734.tif 000016
【００７８】
【数１５】
2011102734.tif 000017
【００７９】
【数１６】
2011102734.tif 000018
【００８０】
こうして、数列の要素を算出した後、補正量決定部３１は、ｉに１を加算して（ステップＳ３４９）、ステップＳ３４１以降の処理手順を再実行する。こうして、ｉがＮよりも大きくなったならば（ステップＳ３４５否定）、補正量決定部３１は、元の処理に復帰する。
【００８１】
第三領域時刻補正決定手段によって補正量を算出する場合、補正量決定部３１は、図１６に示すように、まず、変数ｉを２ｋ＋ｍに設定する（ステップＳ３５０）。そして、ｉが０であれば（ステップＳ３５１肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（１７）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３５２）。
【００８２】
【数１７】
2011102734.tif 000019
【００８３】
また、ｉが、１≦ｉ≦ｍを満たす場合は（ステップＳ３５１否定、ステップＳ３５３肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（１８）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３５４）。
【００８４】
【数１８】
2011102734.tif 000020
【００８５】
また、ｉが、ｍ＋１≦ｉ≦ｋを満たす場合は（ステップＳ３５１否定、ステップＳ３５３否定、ステップＳ３５５肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（１９）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３５６）。
【００８６】
【数１９】
2011102734.tif 000021
【００８７】
また、ｉが、ｋ＋１≦ｉ≦ｋ＋ｍを満たす場合は（ステップＳ３５１否定、ステップＳ３５３否定、ステップＳ３５５否定、ステップＳ３５７肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２０）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３５８）。
【００８８】
【数２０】
2011102734.tif 000022
【００８９】
また、ｉが、ｋ＋ｍ＋１≦ｉ≦２ｋ＋ｍ−１を満たす場合は（ステップＳ３５１否定、ステップＳ３５３否定、ステップＳ３５５否定、ステップＳ３５７否定、ステップＳ３５９肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２１）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３６０）。
【００９０】
【数２１】
2011102734.tif 000023
【００９１】
また、ｉが、ｉ＝２ｋ＋ｍを満たす場合は（ステップＳ３５１否定、ステップＳ３５３否定、ステップＳ３５５否定、ステップＳ３５７否定、ステップＳ３５９否定、ステップＳ３６１肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２２）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３６２）。
【００９２】
【数２２】
2011102734.tif 000024
【００９３】
こうして、いずれかの式を用いて補正量δｉを算出した後、補正量決定部３１は、ｉから１を減算して（ステップＳ３６３）、ステップＳ３５１以降の処理手順を再実行する。こうして、ｉが０よりも小さくなったならば（ステップＳ３６１否定）、補正量決定部３１は、元の処理に復帰する。
【００９４】
第四領域時刻補正決定手段によって補正量を算出する場合、補正量決定部３１は、図１７に示すように、まず、変数ｉをＮに設定する（ステップＳ３７０）。そして、ｉが０であれば（ステップＳ３７１肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２３）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３７２）。
【００９５】
【数２３】
2011102734.tif 000025
【００９６】
また、ｉが、１≦ｉ≦ｋを満たす場合は（ステップＳ３７１否定、ステップＳ３７３肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２４）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３７４）。
【００９７】
【数２４】
2011102734.tif 000026
【００９８】
また、ｉが、ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−２ｋを満たす場合は（ステップＳ３７１否定、ステップＳ３７３否定、ステップＳ３７５肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２５）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３７６）。
【００９９】
【数２５】
2011102734.tif 000027
【０１００】
また、ｉが、Ｎ−２ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−ｋを満たす場合は（ステップＳ３７１否定、ステップＳ３７３否定、ステップＳ３７５否定、ステップＳ３７７肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２６）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３７８）。
【０１０１】
【数２６】
2011102734.tif 000028
【０１０２】
また、ｉが、Ｎ−ｋ＋１≦ｉ≦Ｎ−１を満たす場合は（ステップＳ３７１否定、ステップＳ３７３否定、ステップＳ３７５否定、ステップＳ３７７否定、ステップＳ３７９肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２７）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３８０）。
【０１０３】
【数２７】
2011102734.tif 000029
【０１０４】
また、ｉが、ｉ＝Ｎを満たす場合は（ステップＳ３７１否定、ステップＳ３７３否定、ステップＳ３７５否定、ステップＳ３７７否定、ステップＳ３７９否定、ステップＳ３８１肯定）、補正量決定部３１は、以下の式（２８）を用いて、時点Ｔｓ＋ｉτ０における時計の補正量δｉを算出する（ステップＳ３８２）。
【０１０５】
【数２８】
2011102734.tif 000030
【０１０６】
こうして、いずれかの式を用いて補正量δｉを算出した後、補正量決定部３１は、ｉから１を減算して（ステップＳ３８３）、ステップＳ３７１以降の処理手順を再実行する。こうして、ｉが０よりも小さくなったならば（ステップＳ３８１否定）、補正量決定部３１は、元の処理に復帰する。
【０１０７】
図１６または図１７に示した手順を実行することにより、図１８に示す例のように各時点における時計の補正量が決定される。Ｎがｋの２倍より大きい場合、τが時刻補正期間よりも十分に短いため、時刻補正期間の始期部分と終期部分の補正量の変化を穏やかにすることにより、周波数安定度の劣化を抑止することができる。
【０１０８】
時計補正装置３０が実行する時計補正処理の処理手順については、実施例１で説明したものと同様であるので、説明を省略する。
【０１０９】
なお、本実施例で時計の補正量δｉを算出するものとして示した数式は一例であり、同様の効果を得ることができるものであれば、他の数式を用いてもよい。また、処理を容易にするため、ｋ＝１、すなわち、τ＝τ０としてもよい。
【０１１０】
また、本実施例では、第一領域時刻補正決定手段、第二領域時刻補正決定手段、第三領域時刻補正決定手段、または、第四領域時刻補正決定手段のいずれかを選択して実行することとなっているが、これらが４つとも選択可能になっている必要はない。例えば、第一領域時刻補正決定手段のみが実行可能となっていてもよいし、第二領域時刻補正決定手段のみが実行可能となっていてもよい。また、図１９に示すように、時刻補正用数列決定手段と第三領域時刻補正決定手段のみが実行可能となっていてもよいし、図２０に示すように、時刻補正用数列決定手段と第四領域時刻補正決定手段のみが実行可能となっていてもよい。
【０１１１】
上述してきたように、本実施例では、ｋとＮの大小関係に応じた方式で補正量の算出を実行することとしたので、時計補正方法を最適化することができる。
【実施例４】
【０１１２】
上記の各実施例で示した時計補正装置１０、時計補正装置２０、時計補正装置３０の機能は、ソフトウェアによっても実現することもできる。本実施例では、時計補正装置１０等の機能をソフトウェアとして実装した時計補正プログラム１７１を実行するコンピュータの一例を示す。
【０１１３】
図２１は、時計補正プログラム１７１を実行するコンピュータ１００を示す機能ブロック図である。このコンピュータ１００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０と、ユーザからのデータの入力を受け付ける入力装置１２０と、各種情報を表示するモニタ１３０と、記録媒体からプログラム等を読み取る媒体読取り装置１４０と、ネットワークを介して他のコンピュータとの間でデータの授受を行うネットワークインターフェース装置１５０と、各種情報を一時記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１６０と、ハードディスク装置１７０と、時計装置１８０とをバス１９０で接続して構成される。
【０１１４】
そして、ハードディスク装置１７０には時計補正プログラム１７１が記憶される。時計補正プログラム１７１は、上述した補正量決定部１１、補正量決定部２１、または、補正量決定部３１のいずれかの機能を有する補正量決定部１７２と、時計制御部１２、時計制御部２２、または、時計制御部３２のいずれかの機能を有する時計制御部１７３とを含む。
【０１１５】
そして、ＣＰＵ１１０が時計補正プログラム１７１をハードディスク装置１７０から読み出してＲＡＭ１６０に展開することにより、時計補正プログラム１７１は、時計補正プロセス１６１として機能するようになる。そして、時計補正プロセス１６１は、各種情報等を適宜ＲＡＭ１６０上の自身に割り当てられた領域に展開し、この展開したデータ等に基づいて各種データ処理を実行して、時計装置１８０を制御する。
【０１１６】
なお、上記の時計補正プログラム１７１は、必ずしもハードディスク装置１７０に格納されている必要はなく、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたこのプログラムを、コンピュータ１００が読み出して実行するようにしてもよい。また、公衆回線、インターネット、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等を介してコンピュータ１００に接続される他のコンピュータ（またはサーバ）等にこのプログラムを記憶させておき、コンピュータ１００がこれらからプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。
【０１１７】
なお、上述した各実施例で示した発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更することができ、また、各実施例で示した発明を適宜組み合わせて利用することもできる。例えば、τ０が比較的大きい場合は、上述した方法で決定された補正量を、線形補間、スプライン補間、ラグランジュ補間、その他任意の補間方法を用いて、τ０の間の時点の補正量を求めて時計の時刻を補正することとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１８】
１  時計装置
１０、２０、３０  時計補正装置
１１、２１、３１  補正量決定部
１２、２２、３２  時計制御部
１００  コンピュータ
１１０  ＣＰＵ
１２０  入力装置
１３０  モニタ
１４０  媒体読取り装置
１５０  ネットワークインターフェース装置
１６０  ＲＡＭ
１６１  時計補正プロセス
１７０  ハードディスク装置
１７１  時計補正プログラム
１７２  補正量決定部
１７３  時計制御部
１８０  時計装置
１９０  バス
【図１】
2011102734.tif 000031
【図２】
2011102734.tif 000032
【図３】
2011102734.tif 000033
【図４】
2011102734.tif 000034
【図５】
2011102734.tif 000035
【図６】
2011102734.tif 000036
【図７】
2011102734.tif 000037
【図８】
2011102734.tif 000038
【図９】
2011102734.tif 000039
【図１０】
2011102734.tif 000040
【図１１】
2011102734.tif 000041
【図１２】
2011102734.tif 000042
【図１３】
2011102734.tif 000043
【図１４】
2011102734.tif 000044
【図１５】
2011102734.tif 000045
【図１６】
2011102734.tif 000046
【図１７】
2011102734.tif 000047
【図１８】
2011102734.tif 000048
【図１９】
2011102734.tif 000049
【図２０】
2011102734.tif 000050
【図２１】
2011102734.tif 000051
【図２２】
2011102734.tif 000052
【図２３】
2011102734.tif 000053