(57)【要約】【課題】受信環境が良好でないときに受信動作を継続するか中断するか適切に選択して、無駄な受信動作による消費電流の低減を図ることのできる電波受信装置および電波時計を提供する。【解決手段】時刻判定のために一連の受信期間に受信部を動作させて該受信部からタイムコード信号を出力させる受信制御手段と、受信期間の開始直後の第１期間にタイムコード信号のエッジの数が第１設定範囲を外れたか否かを判別する第１エッジ数判別手段と、前記第１期間を過ぎた第２期間にタイムコード信号のエッジの数が第２設定範囲を外れたか否かを判別する第２エッジ数判別手段（Ｓ１３，Ｓ１５）とを備え、受信制御手段は、第１エッジ数判別手段または前記第２エッジ数判別手段（Ｓ１３，Ｓ１５）によりエッジ数が外れたと判別された場合に受信部の動作を中断させる（Ｓ１８）。【選択図】図６
2011163994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
標準電波を受信および復調してタイムコード信号を出力する受信部と、
前記タイムコード信号の立ち上りと立ち下りの何れか一方のエッジ又は両方のエッジを検出するエッジ検出手段と、
時刻の判定のために一連の受信期間に前記受信部を動作させて該受信部から前記タイムコード信号を出力させる受信制御手段と、
前記受信期間の開始直後の第１期間に前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの数が第１設定範囲を外れたか否かを判別する第１エッジ数判別手段と、
前記受信期間中の前記第１期間を過ぎた第２期間に前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの数が第２設定範囲を外れたか否かを判別する第２エッジ数判別手段と、
を備え、
前記受信制御手段は、
前記第１エッジ数判別手段または前記第２エッジ数判別手段により前記エッジの数が外れたと判別された場合に前記受信部の動作を中断させることを特徴とする電波受信装置。
【請求項２】
前記第１設定範囲は、前記第２設定範囲よりも狭い範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
【請求項３】
前記第２設定範囲は、前記第１設定範囲よりも狭い範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
【請求項４】
前記第１期間は、
前記タイムコード信号に基づいて秒同期点の検出処理が実行される期間に設定され、
前記第２期間は、
前記タイムコード信号に基づいて分同期点の検出またはタイムコードの復号処理が実行される期間に設定されていることを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
【請求項５】
前記第１エッジ数判別手段は、
前記第１期間の途中で前記エッジの数が前記第１設定範囲の上限値を超えたか否かを判別し、
前記第２エッジ数判別手段は、
前記第２期間の途中で前記エッジの数が前記第２設定範囲の上限値を超えたか否かを判別し、
前記受信制御手段は、
前記第１エッジ数判別手段または前記第２エッジ数判別手段により前記第１期間の途中又は前記第２期間の途中で前記エッジの数が前記上限値を超えたと判別されたら直ちに前記受信部の動作を中断させることを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
【請求項６】
前記第１エッジ数判別手段は、
前記第１期間を複数に分割してなる各々の部分期間に前記エッジの数が所定の下限値を下回ったか否かを判別し、
前記第２エッジ数判別手段は、
前記第２期間を複数に分割してなる各々の部分期間に前記エッジの数が所定の下限値を下回ったか否かを判別し、
前記受信制御手段は、
前記第１エッジ数判別手段または前記第２エッジ数判別手段により前記第１期間の途中又は前記第２期間の途中で前記エッジの数が前記下限値を下回ったと判別されたら直ちに前記受信部の動作を中断させることを特徴とする請求項１記載の電波受信装置。
【請求項７】
計時を行う計時手段と、
この計時手段の計時時刻に対応させて時刻を表示する時刻表示手段と、
請求項１〜６の何れか一項に記載の電波受信装置と、
前記電波受信装置により送られるタイムコード信号に基づいて現在時刻を取得して前記計時手段の計時時刻を修正する時刻修正手段と、
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】
この発明は、標準電波を受信してタイムコード信号を再生する電波受信装置ならびに電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイムコードが含まれる標準電波を受信して自動的に時刻の修正を行う電波時計が一般に知られている。このような電波時計においては、標準電波の電界強度が非常に弱いような受信環境で、タイムコードの再生が正確に行われないという事態が生じることがある。
【０００３】
また、本発明に関連する従来技術として、特許文献１には、電波修正時計において標準時刻電波信号のエッジ数に基づいて受信状態を評価して受信周波数を選択する技術が開示されている。また、特許文献２には、同様に受信状態を評価して、この評価を表示出力する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２６１３１号公報
【特許文献２】特開２００６−９８２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
受信環境が悪い状態で標準電波の受信処理を行った場合、タイムコード信号の正確な再生や時刻修正が出来ないにも拘わらず、長い時間をかけて受信動作が行われて比較的大きな電流消費がなされてしまうことがある。また、タイムコードの誤ったデコード処理が行われてしまう可能性も生じる。
【０００６】
一方、標準電波から時刻データを取得する受信アルゴリズムによっては、受信開始時に比較的に正確な信号受信ができれば、その後に受信状態が少し悪化しても時間を掛けてデコード処理を行うことで必要な時刻データが正確に得られるものもある。
【０００７】
この発明の目的は、標準電波の受信アルゴリズムに応じて、時刻の判定が上手く行えないような受信環境を判別して、無駄な受信動作による消費電流の低減を図ることのできる電波受信装置およ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】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
標準電波を受信および復調してタイムコード信号を出力する受信部と、
前記タイムコード信号の立ち上りと立ち下りの何れか一方のエッジ又は両方のエッジを検出するエッジ検出手段と、
時刻の判定のために一連の受信期間に前記受信部を動作させて該受信部から前記タイムコード信号を出力させる受信制御手段と、
前記受信期間の開始直後の第１期間に前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの数が第１設定範囲を外れたか否かを判別する第１エッジ数判別手段と、
前記受信期間中の前記第１期間を過ぎた第２期間に前記エッジ検出手段により検出された前記エッジの数が第２設定範囲を外れたか否かを判別する第２エッジ数判別手段と、
を備え、
前記受信制御手段は、
前記第１エッジ数判別手段または前記第２エッジ数判別手段により前記エッジの数が外れたと判別された場合に前記受信部の動作を中断させることを特徴としている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の電波受信装置において、
前記第１設定範囲は、前記第２設定範囲よりも狭い範囲に設定されていることを特徴としている。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の電波受信装置において、
前記第２設定範囲は、前記第１設定範囲よりも狭い範囲に設定されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の電波受信装置において、
前記第１期間は、
前記タイムコード信号に基づいて秒同期点の検出処理が実行される期間に設定され、
前記第２期間は、
前記タイムコード信号に基づいて分同期点の検出またはタイムコードの復号処理が実行される期間に設定されていることを特徴としている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１記載の電波受信装置において、
前記第１エッジ数判別手段は、
前記第１期間の途中で前記エッジの数が前記第１設定範囲の上限値を超えたか否かを判別し、
前記第２エッジ数判別手段は、
前記第２期間の途中で前記エッジの数が前記第２設定範囲の上限値を超えたか否かを判別し、
前記受信制御手段は、
前記第１エッジ数判別手段または前記第２エッジ数判別手段により前記第１期間の途中又は前記第２期間の途中で前記エッジの数が前記上限値を超えたと判別されたら直ちに前記受信部の動作を中断させることを特徴としている。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１記載の電波受信装置において、
前記第１エッジ数判別手段は、
前記第１期間を複数に分割してなる各々の部分期間に前記エッジの数が所定の下限値を下回ったか否かを判別し、
前記第２エッジ数判別手段は、
前記第２期間を複数に分割してなる各々の部分期間に前記エッジの数が所定の下限値を下回ったか否かを判別し、
前記受信制御手段は、
前記第１エッジ数判別手段または前記第２エッジ数判別手段により前記第１期間の途中又は前記第２期間の途中で前記エッジの数が前記下限値を下回ったと判別されたら直ちに前記受信部の動作を中断させることを特徴としている。
【００１４】
請求項７記載の発明は、
計時を行う計時手段と、
この計時手段の計時時刻に対応させて時刻を表示する時刻表示手段と、
請求項１〜６の何れか一項に記載の電波受信装置と、
前記電波受信装置により送られるタイムコード信号に基づいて現在時刻を取得して前記計時手段の計時時刻を修正する時刻修正手段と、
を備えたことを特徴とする電波時計である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に従うと、標準電波の電波状況が良好でないときに、タイムコード信号のエッジ数がエラー個数と判別されることで、受信動作が中断されて無駄な消費電流の低減を図ることができる。また、受信開始直後の第１期間におけるエッジ数の判定基準と、その後の第２期間におけるエッジ数の判定基準とを、それぞれ適宜な値に設定することで、受信アルゴリズムに応じた最適な受信継続又は中断の判断を行わせることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態の電波時計の全体構成を示すブロック図である。
【図２】タイムコード信号の立上りエッジと立下りエッジのカウント方法を説明する図である。
【図３】電界強度とエッジのカウント値との関係を示すグラフである。
【図４】弱電界時と無信号時におけるエッジのカウント値の発生確率を示すグラフである。
【図５】ＣＰＵにより実行される第１実施形態の受信制御処理の手順を示すフローチャートの第１部である。
【図６】同、第１実施形態の受信制御処理の手順を示すフローチャートの第２部である。
【図７】ＣＰＵにより実行される第３実施形態の受信制御処理の手順を示すフローチャートの第１部である。
【図８】同、第３実施形態の受信制御処理の手順を示すフローチャートの第２部である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の電波時計１の全体構成を示すブロック図である。
【００１９】
この実施形態の電波時計１は、例えば、日本の標準電波を受信すると共に標準電波に含まれるタイムコードを復調して、このタイムコードから時刻情報を取得して自動的に時刻修正を行う電子時計である。この電波時計１は、長波帯の標準電波を受信するアンテナ１９と、受信された標準電波を復調してタイムコード信号を出力する受信部としての電波受信ＩＣ（集積回路）２０と、時計の全体的な制御を行うＣＰＵ（中央演算処理装置）１０と、時刻を表示する例えば液晶表示器からなる時刻表示手段としての表示手段１１と、所定の周波数信号を生成する発振回路１４と、上記周波数信号を計数して計時を行う計時手段としての計時回路１５と、ＣＰＵ１０に作業用のメモリ空間を提供するＲＡＭ（Random Access Memory）１２と、ＣＰＵ１０が実行する制御プログラムや制御データを記憶したＲＯＭ（Read Only Memory）１３等を備えている。この実施形態においては、ＣＰＵ１０によりエッジ検出手段、受信制御手段、第１エッジ数判別手段、第２エッジ数判別手段、時刻修正手段が構成される。また、上記構成のうち、アンテナ１９、電波受信ＩＣ２０、ＣＰＵ１０により電波受信装置が構成される。
【００２０】
電波受信ＩＣ２０は、標準電波を受信するとともに信号波形に鈍りや乱れならびにノイズの混入等のある生のタイムコード信号を抽出する受信回路２１と、この生のタイムコード信号の波形成形を行って外部にタイムコード信号ＴＣＯを出力するコンパレータ２２等を備えている。受信回路２１には自動利得制御回路が設けられ、標準電波の電界強度が非常に弱いか或いはゼロであるときにも外来ノイズ等により一定以上のレベル差でハイレベルとローレベルに変化する生のタイムコード信号を出力する。コンパレータ２２は、生のタイムコード信号と所定のしきい値とを比較して、この比較結果に応じた所定のハイレベル又は所定のローレベルの信号を出力する。
【００２１】
従って、電波受信ＩＣ２０から出力されるタイムコード信号ＴＣＯは、標準電波の電界強度が弱かったり外来ノイズが混入することで、本来のタイムコードの波形と比較して立上りエッジや立下りエッジの発生タイミングが前後にずれたり、ノイズにより立上りエッジや立下りエッジの個数が増加したり、本来のタイムコードにある立上りエッジや立下りエッジが無くなったりと様々な変化を表わす。
【００２２】
また、上記の電波受信ＩＣ２０は、例えばＣＰＵ１０から入力されるスタンバイ信号Ｓｔｂが無効レベルにされることで受信動作を実行するとともに、ＣＰＵ１０から入力されるスタンバイ信号Ｓｔｂが有効レベルにされることで、受信動作を停止させて消費電流が非動作時の低いレベルまで低下するようになっている。
【００２３】
計時回路１５は、通常時には、発振回路１４からの周波数信号を計数して計時を行うとともに、例えば、時刻表示の切り換えタイミングにこれを通知するタイミング信号をＣＰＵ１０へ供給する。ＣＰＵ１０は、このタイミング信号に応じて表示手段１１の表示内容を更新することで計時時刻に従った時刻表示を実現する。また、計時回路１５の計時データは、ＣＰＵ１０により読み出しや書き換えが可能になっている。
【００２４】
ＲＯＭ１３には、計時回路１５の計時時刻に対応させて表示手段１１の表示時刻を更新していく時刻表示処理のプログラムや、所定の動作期間に標準電波を受信して復調されたタイムコードに基づいて時刻を判定して計時時刻を修正する受信制御処理のプログラムなどが格納されている。
【００２５】
次に、上記構成の電波時計１の電波受信時の動作について説明する。
【００２６】
この実施形態の電波時計１では、標準電波を受信して復調されたタイムコード信号によって時刻の判定を行う際に、この時刻の判定処理と並行させて、正確な時刻判定が難しい電波状況にあるか否かを判定して、時刻判定が難しい電波状況であれば電波受信の動作を中断させて無駄な電流消費が長く続けられないよう、ＣＰＵ１０によって受信制御が行われる。
【００２７】
時刻判定が難しい電波状況にあるか否かの判定は、電波受信ＩＣ２０から出力されるタイムコード信号ＴＣＯの立ち上りと立ち下がりのエッジの個数をカウントして、所定期間におけるエッジの個数が予め設定された範囲内にあるか否かに基づいて行う。
【００２８】
具体的には、先ず、受信開始から１５秒間の第１期間において早期終了判定処理を行う。すなわち、この第１期間においてエッジ数が第１設定値（例えば６２個）を超えないかカウントを行って、超えていればタイムコードに基づく時刻データの取得が困難とみなせるエッジ数（エラー個数）になったと判定して電波受信を中断させる。すなわち、この実施形態では、１５秒間のエッジ数が０個〜６１個の範囲がエラー個数と判定されない第１設定範囲となる。
【００２９】
この第１期間は、時刻判定処理においてタイムコード信号ＴＣＯの立上りエッジのうち１秒間隔で出現するエッジを識別して、それにより秒同期点（コンマゼロ秒点）を検出する秒同期処理が実行される期間である。
【００３０】
続いて、早期終了判定処理で受信継続と判断された場合には、上記の第１期間の終了時点から１５秒間の第２期間において中期終了判定処理を行う。すなわち、この第２期間においてエッジ数が第２設定値（例えば７７個）を超えないかカウントを行って、超えていればタイムコードに基づく時刻データの取得が困難とみなせるエッジ数（エラー個数）になったと判定して電波受信を中断させる。すなわち、この実施形態では、１５秒間のエッジ数が０個〜７７個の範囲がエラー個数と判定されない第２設定範囲となる。
【００３１】
また、上記の中期終了判定処理は、受信継続とされている限りにおいて、１５秒ごとに複数回繰り返し実行する。
【００３２】
この中期終了判定処理が複数回実行される各第２期間は、時刻判定処理においてタイムコード信号ＴＣＯの中からポジションマーカとマーカパルスが連続する分同期点（００秒点）を検出する処理と、タイムコード信号ＴＣＯにより表わされるタイムコードをデコードして日時や時分桁の値が示される時刻データを取得したり、タイムコードに誤りがないかパリティチェックを行ったりするデコード処理（これらの処理を分同期・デコード処理と呼ぶ）が実行される期間である。
【００３３】
上記の早期終了判定処理と中期終了判定処理とにおいて、エッジ数がエラー個数になったか否かの判断基準となる第１設定値と第２設定値とは、上述のように、前者が６２個、後者が７７個と異なる値に設定されている。理想的なタイムコード信号において１５秒間に検出されるエッジ数は３０個であるので、上記の第１設定値と第２設定値とでは前者の方が後者より厳しい（同じ電波状況でもエラー個数と判定され易い）設定値になっている。
【００３４】
図２には、タイムコード信号ＴＣＯの立上りエッジと立下りエッジとのカウント方法を説明する図を示す。
【００３５】
図２に示すように、理想的なタイムコード信号ＴＣＯにおいては、１秒間に１個のコードを表わすパルス信号が含まれ、このパルス信号のハイレベルのパルス幅によってコードの種類が示される。また、電波受信ＩＣ２０から出力されるタイムコード信号ＴＣＯは、図２に示すように、コンパレータ２２によってハイレベル「＋１」とローレベル「−１」とに２値化された信号となる。
【００３６】
従って、ＣＰＵ１０は、このタイムコード信号ＴＣＯを１秒より非常に小さい周期でサンプリングすることで、ローレベルからハイレベルに変化する立上りエッジＥｈと、ハイレベルからローレベルに変化する立下りエッジＥｌとを検出することができる。或いは、ＣＰＵ１０が、タイムコード信号ＴＣＯを割込信号として入力し、ローレベルからハイレベルおよびハイレベルからローレベルへと変化する信号により割り込みを発生させることで、立上りエッジＥｈと立下りエッジＥｌとを検出することができる。
【００３７】
また、ノイズ等の影響のない理想的なタイムコード信号ＴＣＯでは、エッジＥｈ，Ｅｌの個数は１秒間に２個、１５秒間に３０個検出されることになる。
【００３８】
図３には、標準電波の電界強度とエッジのカウント値との関係を表わしたグラフを示す。同図において、実線は、理想的なタイムコード信号における１５秒間のエッジのカウント値を示している。また、菱形プロット線は、標準電波の電界強度を小から大まで変化させて１５秒間のエッジのカウントを行ったシミュレーション結果におけるカウント値の最小値を示している。また、四角プロット線は、上記シミュレーション結果におけるカウント値の平均値を示し、三角プロット線は、上記シミュレーション結果におけるカウント値の最大値を示している。
【００３９】
図３のグラフの右側の範囲に示すように、標準電波の電界強度が大きいときには、理想に近いタイムコード信号ＴＣＯが出力されるため、１５秒間のエッジのカウント値は理想値「３０」に近づき、カウント値のバラツキも小さくなる。
【００４０】
一方、図３のグラフの左側の範囲に示すように、標準電波の電界強度が小さくなってくると、タイムコード信号ＴＣＯに外来ノイズ等によるエッジが加算されるため、１５秒間のエッジのカウント値は理想値「３０」よりも大きな値になってくる。また、カウント値のバラツキも大きくなる。さらに、電界強度が非常に小さな範囲では、カウント値の最小値でも理想値「３０」より大きな値になっている。
【００４１】
図４には、弱電界時と無信号時におけるエッジのカウント値の発生確率を表わしたグラフを示す。
【００４２】
図４において、四角プロット線は、通常のデコード処理で時刻データが取得可能な範囲で電界強度が最小となる弱電界の標準電波を受信した場合のシミュレーションを多数回行ったときの１５秒間のエッジ数のカウント値の発生率（縦軸の数値はこの発生率に比例した値）を示している。菱形プロット線は、上記弱電界時の多数回のシミュレーション結果を正規分布で表わしたものである。この正規分布は多数回のシミュレーション結果のカウント値の平均値と標準偏差とに基づいて作成したものである。
【００４３】
また、図４において、丸プロット線は、標準電波の電界強度がゼロである無信号の状態で受信処理のシミュレーションを多数回行ったときの１５秒間のエッジ数のカウント値の発生率を示している。三角プロット線は、上記無信号時の多数回のシミュレーション結果を正規分布で表わしたものである。この正規分布は多数回のシミュレーション結果のカウント値の平均値と標準偏差とに基づいて作成したものである。
【００４４】
また、図４において、点線ｆ２は、弱電界時の正規分布の平均値から＋３σ（σは標準偏差）の点に対応するカウント値を表わしており、この実施形態の電波受信ＩＣ２０ではカウント値「７７」となっている。点線ｆ１は、無信号時の正規分布の平均値から−３σ（σは標準偏差）の点に対応するカウント値を表わしており、この実施形態の電波受信ＩＣ２０ではカウント値「６２」となっている。
【００４５】
図４に示されるように、１５秒間のエッジのカウント値は、時刻データを取得することのできる弱電界時において“４５〜６８”の範囲、無信号時において“７２〜１０２”の範囲で主に変動していることが分かる。
【００４６】
従って、この弱電界時のカウント値が殆ど除外されないという条件で最小の範囲を求めれば、弱電界時の平均値から＋３σの点に対応するカウント値「７７」以内という範囲が得られる。また、無信号時のカウント値が殆ど除外されるという条件で最大の範囲を求めれば、無信号時の平均値から−３σの点に対応するカウント値「６２」以内という範囲が得られる。
【００４７】
つまり、上述した早期終了判定処理でエッジ数がエラー個数になったか否かの判断基準となる第１設定値「６２個」は、時刻情報の取得できる範囲の弱電界時の場合に、大部分の確率でエラー個数と判定されることのない値に設定されている。
【００４８】
一方、上述した中期終了判定処理でエッジ数がエラー個数になったか否かの判断基準となる第２設定値「７７個」は、時刻情報の取得ができる弱電界時の場合には殆どエラー個数と判定されることはなく、且つ、時刻情報の取得されることのない無信号時の場合には大部分の確率でエラー個数と判定される値に設定されている。
【００４９】
このような設定により、早期終了判定処理により秒同期処理中においてやや厳しい終了判定が行われ、その後、中期終了判定処理により分同期・デコード処理においてやや甘めの終了判定処理が行われるようになっている。このような異なる判定基準による二段階の終了判定処理は、次のような時刻判定処理の設計思想に対応させたものである。すなわち、この実施形態の時刻判定処理のアルゴリズムは、劣化の度合がさほど酷くないタイムコード信号ＴＣＯにより秒同期処理が比較的正確に遂行されることで、その後の分同期処理とデコード処理ではノイズの影響を排除しながらやや時間を掛けて処理することで、劣化したタイムコード信号でも必要な時刻データが正確に得られるように設計されている。従って、上記のような二段階の判定基準を用いた終了判定処理により、タイムコード信号ＴＣＯが劣化していても時刻データが取得できるぎりぎりの劣化状態までは、受信処理が最後まで継続され、時刻データが取得できないような非常に劣化した状態のときには電波受信が中断されて無駄な電流消費が生じないようになっている。
【００５０】
図５と図６には、標準電波を受信して時刻データを取得するとともにその途中で受信動作の中断と継続を判定する受信制御処理のフローチャートを示す。
【００５１】
この受信制御処理は、例えば、標準電波による時刻修正を実行する所定の時刻になった場合や、別のプログラムから標準電波による時刻修正の要求がなされた場合など、所定条件の成立に基づいて開始される。ここでは、計時回路１５の計時秒が「００秒」のタイミングから開始されるものとする。
【００５２】
受信制御処理が開始されると、先ず、ＣＰＵ１０は電波受信ＩＣ２０のスタンバイ信号Ｓｔｂを無効レベルにして電波受信の動作を開始させる（ステップＳ１）。そして、電波受信ＩＣ２０からのタイムコード信号ＴＣＯを入力して秒同期点を検出する秒同期検出処理を開始する（ステップＳ２）。この秒同期検出処理は、タイムコード信号ＴＣＯの立上りエッジのうち１秒間隔で発生するエッジを見つけてこのタイミングに所定のオフセットを加えたタイミングを秒同期点（コンマゼロ秒点）とするものであり、その後のステップＳ３〜Ｓ８の処理と並行して実行されるものである。
【００５３】
次いで、ＣＰＵ１０は、早期終了判定処理のステップへ移行する。先ず、タイムコード信号ＴＣＯのエッジ数がカウントされる変数Ｅｄｇｅをゼロに初期化し（ステップＳ３）、タイムコード信号ＴＣＯのエッジがあったか否かを判別し（ステップＳ４：エッジ検出手段）、あれば変数Ｅｄｇｅを「１」加算して（ステップＳ５）、ステップＳ６へ移行するが、無ければそのままステップＳ６へ移行する。
【００５４】
ステップＳ６へ移行すると、ＣＰＵ１０は変数Ｅｄｇｅの値（以下、これをエッジ数Ｅｄｇｅと記す）が第１設定値「６２個」を超えていないか判別し（ステップＳ６：第１エッジ数判別手段）、超えていれば、１５秒間の早期終了判定処理の途中でも、エッジ数Ｅｄｇｅがエラー個数になったと判断できるので電波受信を中断させるためにステップＳ１８へジャンプする。一方、第１設定値を超えていなければ、次へ進んで、計時回路１５の計時秒が「１５秒」になったか判別し、未だ「１５秒」になっていなければステップＳ４に戻る。一方、「１５秒」になったら１５秒間の早期終了判定処理の終了タイミングであるので、ステップＳ８へ移行する。なお、この１５秒間で秒同期処理も終了するように時刻判定処理のアルゴリズムが設計されている。
【００５５】
ステップＳ８へ移行すると、受信開始から１５秒間にカウントしたエッジ数Ｅｄｇｅが第１設定値「６２個」を超えていないか判別する（ステップＳ８：第１エッジ数判別手段）。そして、超えていればエラー個数であると判断して電波受信を中断させるためにステップＳ１８へジャンプする。一方、第１設定値を超えていなければ電波受信を継続したままステップＳ９へ移行する。
【００５６】
つまり、上記ステップＳ４〜Ｓ７のループ処理が電波受信開始から１５秒の間に繰り返し実行されて、その間のタイムコード信号ＴＣＯのエッジ数Ｅｄｇｅがカウントされていく。そして、１５秒の最後にエッジ数Ｅｄｇｅがエラー個数となったか確認されて、エラー個数になっていれば電波受信を中断し、エラー個数になっていなければ電波受信を継続するようになっている。また、早期終了判定処理の途中でもエッジ数Ｅｄｇｅが第１設定値を超えれば、ステップＳ６の判別処理によりそれが判別されて、直ちに電波受信が中断されるようになっている。
【００５７】
ステップＳ９へ移行すると、先ず、ＣＰＵ１０はタイムコード信号ＴＣＯから分同期点（００秒点）の検出とタイムコードを復号して時刻データを取得する分同期・デコード処理を開始する（ステップＳ９）。この分同期・デコード処理は、続くステップＳ１０〜Ｓ１７の処理と並行して実行されるものである。
【００５８】
次に、ＣＰＵ１０は、タイムコード信号ＴＣＯのエッジ数Ｅｄｇｅを「０」にリセットし、中期終了判定処理の実行回数を表わす変数Ｍ（初期値「０」）を「＋１」更新する（ステップＳ１０）。
【００５９】
続いて、ＣＰＵ１０は、タイムコード信号ＴＣＯのエッジがあったか否かを判別し（ステップＳ１１：エッジ検出手段）、あればエッジ数Ｅｄｇｅを「１」加算して（ステップＳ１２）、ステップＳ１３へ移行するが、なければそのままステップＳ１３へ移行する。
【００６０】
ステップＳ１３へ移行すると、ＣＰＵ１０はエッジ数Ｅｄｇｅが第２設定値「７７」を超えていないか判別し（ステップＳ１３：第２エッジ数判別手段）、超えていれば、１５秒間ずつの中期終了判定処理の途中でもエッジ数Ｅｄｇｅがエラー個数になったと判断できるので電波受信を中断させるためにステップＳ１８へジャンプする。一方、第２設定値を超えていなければ、次に進んで、計時回路１５の計時秒が「３０秒」、「４５秒」、「００秒」、「１５秒」など１５の倍数値になっているか判別する（ステップＳ１４）。その結果、これらの秒数値になっていなければステップＳ１１に戻る。一方、これらの秒数値になっていれば、１５秒間の１回分の中期終了判定処理の終了タイミングであるので、次へ進む。
【００６１】
次へ進むと、直前の１５秒間でカウントしたエッジ数Ｅｄｇｅが第２設定値「７７個」を超えていないか判別する（ステップＳ１５：第２エッジ数判別手段）。そして、超えていればエラー個数であると判断して電波受信を中断させるためにステップＳ１８へジャンプする。一方、第２設定値を超えていなければ、電波受信を継続したままステップＳ１６へ移行する。
【００６２】
つまり、上記ステップＳ１１〜Ｓ１４のループ処理が中期終了判定処理の１５秒の間に繰り返し実行されて、その間のタイムコード信号ＴＣＯのエッジ数Ｅｄｇｅがカウントされていく。そして、１５秒の最後にエッジ数Ｅｄｇｅがエラー個数となったか確認されて、エラー個数になっていれば電波受信を中断し、エラー個数になっていなければ電波受信を継続するようになっている。また、中期終了判定処理の途中でもエッジ数Ｅｄｇｅが第２設定値を超えれば、ステップＳ１３の判別処理によりそれが判別されて、直ちに電波受信が中断されるようになっている。
【００６３】
ステップＳ１６へ移行すると、中期終了判定処理の実行回数Ｍが所定回数ＭＡＸに達したか否かを判別し（ステップＳ１６）、達していなければステップＳ１０へ戻り、達していれば次のステップＳ１７へ移行する。この処理により、中期終了判定処理が、早期終了判定処理後の１５秒ごとに所定回数実行されることになる。
【００６４】
その結果、所定回数の中期終了判定処理が終了してステップＳ１７へ移行すると、ＣＰＵ１０は、終了判定処理のプロセスに対してタイムコードの残りのデコード処理が完了するまで待機状態とさせて、デコード処理が完了したら時刻データに基づいて計時回路１５の計時データを修正する（ステップＳ１７）。そして、ステップＳ１８へ移行する。
【００６５】
ステップＳ１８へ移行すると、ＣＰＵ１０は電波受信ＩＣ２０のスタンバイ信号Ｓｔｂを有効レベルにして受信動作を停止させる（ステップＳ１８）。そして、この受信制御処理を終了する。
【００６６】
［第２実施形態］
第２実施形態の電波時計は、早期終了判定処理でエッジ数がエラー個数に達したか否かの判断基準となる第１設定値と、中期終了判定処理でエッジ数がエラー個数に達したか否かの判断基準となる第２設定値とが、第１実施形態の電波時計１と異なるものである。第１実施形態と同様の構成については説明を省略する。
【００６７】
第２実施形態の電波時計では、第１設定値を「７７個」、第２設定値を「６２個」に設定いている。すなわち、早期終了判定処理と中期終了判定処理とでは、後者の方が前者より厳しい（同じ電波状況でもエラー個数と判定され易い）設定値になっている。
【００６８】
このような設定により、秒同期処理中において早期終了判定処理により中程度の終了判定が行われる。すなわち、時刻データの取得ができない無信号時の場合に大部分の確率でエラー個数と判定されて受信動作が中断され、時刻データの取得が可能な弱電界時の場合には殆どエラー個数とならない終了判定が行われる。
【００６９】
また、その後の分同期・デコード処理中において中期終了判定処理によりやや厳しい終了判定が行われるようになっている。すなわち、時刻データの取得が可能な弱電界時の場合に大部分の確率でエラー個数とならずに受信動作が継続され、僅かな確率でエラー個数となって受信動作が中断されるという終了判定が行われる。
【００７０】
このような終了判定処理は、次のような時刻判定処理の設計思想に対応させたものである。すなわち、この実施形態の時刻判定処理のアルゴリズムは、比較的良好な電波状態のときに短時間で時刻判定を行い、時刻判定できない確率が比較的に高い場合には時刻データの取得をあきらめるように設計されている。従って、上記のような判定基準を用いた二段階の終了判定処理により、分同期・デコード処理において時刻データの取得が困難な電波状況になったら、直ぐに電波受信が中断されて無駄な電流消費が確実に回避されるようになっている。
【００７１】
［第３実施形態］
第３実施形態の電波時計は、早期終了判定処理および中期終了判定処理において、エッジ数をエラー個数とする判断基準にエッジ数の下限値を設けた点が、第１および第２実施形態と異なる。従って、第１および第２実施形態と異なる構成については説明を省略する。
【００７２】
図３に示したように、標準電波の電界強度が小さくなってくると、エッジ数のカウント値は理想値よりも大きくなってくる。しかしながら、電波状態が異常な場合などに、電波受信ＩＣ２０の回路が異常動作して、標準電波や外来ノイズの影響を受けずにタイムコード信号ＴＣＯが長い期間一定レベルで推移するなど異常な出力がなされることがある。第３実施形態では、この異常な出力を早期に検出して電波受信の動作を停止するものである。
【００７３】
図７と図８には、第３実施形態の受信制御処理のフローチャートを示す。
【００７４】
第３実施形態の受信制御処理が開始されると、先ず、ＣＰＵ１０は電波受信ＩＣ２０のスタンバイ信号Ｓｔｂを無効レベルにして電波受信の動作を開始させる（ステップＳ２１）。そして、電波受信ＩＣ２０からのタイムコード信号ＴＣＯを入力して秒同期点を検出する秒同期検出処理を開始する（ステップＳ２２）。
【００７５】
次いで、ＣＰＵ１０は、早期終了判定処理のステップへ移行する。先ず、タイムコード信号ＴＣＯのエッジ数がカウントされる変数Ｅｄｇｅをゼロに初期化し（ステップＳ２３）、タイムコード信号ＴＣＯのエッジがあったか否かを判別し（ステップＳ２４：エッジ検出手段）、あればエッジ数Ｅｄｇｅを「１」加算して（ステップＳ２５）、ステップＳ２６へ移行するが、無ければそのままステップＳ２６へ移行する。
【００７６】
ステップＳ２６へ移行すると、ＣＰＵ１０は計時回路１５の計時秒が「５秒」、「１０秒」、「１５秒」であるか判別し、これらの値でなければステップＳ２４に戻る。一方、計時秒がこれらの値であれば、次へ進んで、直前の５秒間にカウントされたエッジ数Ｅｄｇｅが下限値（例えば２個）以下であるか判別する（ステップＳ２７：第１エッジ数判別手段）。そして、下限値以下であれば電波受信を中断させるためにステップＳ４０へジャンプする。
【００７７】
一方、下限値より大きければ、次に進んで、計時回路１５の計時秒が「１５秒」であるか判別する（ステップＳ２８）。その結果、未だ「１５秒」になっていなければステップＳ２４に戻る。一方、「１５秒」になっていれば１５秒間の早期終了判定処理の終了タイミングであるので、次へ進んで、早期終了判定を行う（ステップＳ２９：第１エッジ数判別手段）。すなわち、該ステップＳ２９において、エッジ数Ｅｄｇｅが第１設定値「６２個」を超えていないか判別する。
【００７８】
その結果、第１設定値を超えていればエラー個数であると判断して、電波受信を中断させるためにステップＳステップＳ４０へジャンプする。一方、第１設定値を超えていなければ電波受信を継続したままステップＳ３０へ移行する。
【００７９】
つまり、上記ステップＳ２４〜Ｓ２８のループ処理が１５秒間の早期終了判定処理の間に繰り返されて、その間のエッジ数Ｅｄｇｅがカウントされ、且つ、早期終了判定処理の最後にエラー個数になっているか判定されるようになっている。また、上記のステップＳ２６，Ｓ２７の処理により、１５秒の早期終了判定処理の間に５秒間ずつ、その間にカウントされたエッジ数が下限値（例えば２個）以下になっていないか判別し、下限値以下であればエラー個数であるとして、早期終了判定処理の途中でも電波受信が中断されるようになっている。すなわち、早期終了判定処理の１５秒間のうち０秒〜５秒の期間、５秒〜１０秒の期間、１０秒〜１５秒の期間の各々の期間において、当該各期間のみにカウントされたエッジ数Ｅｄｇｅが下限値（例えば２個）以下であれば、エラー個数であるとして電波受信が中断される。
【００８０】
ステップＳ３０へ移行すると、先ず、ＣＰＵ１０はタイムコード信号ＴＣＯから分同期点（００秒点）の検出とタイムコードを復号して時刻データを取得する分同期・デコード処理を開始する（ステップＳ３０）。
【００８１】
次に、ＣＰＵ１０は、タイムコード信号ＴＣＯのエッジ数Ｅｄｇｅを「０」にリセットし、中期終了判定処理の実行回数を表わす変数Ｍ（初期値「０」）を「＋１」更新する（ステップＳ３１）。
【００８２】
続いて、ＣＰＵ１０は、タイムコード信号ＴＣＯのエッジが有るか否かを判別し（ステップＳ３２：エッジ検出手段）、あればエッジ数Ｅｄｇｅを「１」加算して（ステップＳ３３）、次のステップＳ３４へ移行するが、なければそのままステップＳ３４へ移行する。
【００８３】
ステップＳ３４へ移行すると、ＣＰＵ１０は計時回路１５の計時秒が「５」で割り切れる値になっているか判別し（ステップＳ３４）、この値になっていなければステップＳ３２に戻る一方、この値になっていれば、続いて、直前の５秒間にカウントされたエッジ数Ｅｄｇｅが下限値（例えば２個）以下であるか判別する（ステップＳ３５：第２エッジ数判別手段）。
【００８４】
ステップＳ３５の判別の結果、下限値以下となっていれば、電波受信を中断させるためにステップＳ４０へジャンプする。一方、下限値以下となっていなければ、次へ進んで、計時回路１５の計時秒が「１５」で割り切れる値になっているか判別し（ステップＳ３６）、この値になっていなければステップＳ３２へ戻る。
【００８５】
一方、ステップＳ３６の判別処理の結果、計時秒が「１５」で割り切れる値になっていれば、中期終了判定処理の１回分の期間の経過を示すので、次に進んで、この期間にカウントされたエッジ数Ｅｄｇｅが第２設定値「７７」を超えているか判別する（ステップＳ３７：第２エッジ数判別手段）。そして、超えていればエッジ数Ｅｄｇｅがエラー個数になったことを示すので電波受信を中断するためにステップＳ４０へジャンプする。
【００８６】
また、ステップＳ３７の判別処理で、エッジ数Ｅｄｇｅが第２設定値「７７」を超えていなければ、電波受信を継続したまま次に進んで中期終了判定処理の回数が所定回数ＭＡＸに達したか判別する（ステップＳ３８）。その結果、達していなければステップＳ３１に戻るし、達していればステップＳ３９へ移行する。
【００８７】
つまり、上記ステップＳ３１〜Ｓ３８のループ処理が所定数繰り返し実行されることで、電波受信が継続した状態で１５秒ごとに中期終了判定処理が複数回実行されることになる。また、ステップＳ３４，Ｓ３５の処理により、各中期終了判定処理中の５秒ごとにエッジ数が下限値以下になっていないか確認されて、下限値以下になっていれば中期終了判定処理中の途中でも直ちに電波受信を中断するようになっている。
【００８８】
ステップＳ３９へ移行すると、ＣＰＵ１０は、終了判定処理のプロセスに対してタイムコードのデコード処理が完了するまで待機状態とし、デコード処理が完了したら時刻データに基づいて計時回路１５の計時データを修正する（ステップＳ３９）。そして、ステップＳ４０へ移行する。
【００８９】
ステップＳ４０へ移行すると、ＣＰＵ１０は電波受信ＩＣ２０のスタンバイ信号Ｓｔｂを有効レベルにして電波受信を停止させる（ステップＳ４０）。そして、この受信制御処理を終了する。
【００９０】
なお、この第３実施形態においては、早期終了判定処理でエラー個数と判別する第１設定値を「６２個」、中期終了判定処理でエラー個数と判別する第２設定値を「７７個」としているが、これらの設定値を第２実施形態の値に変更しても良い。
【００９１】
以上のように、上記第１〜第３実施形態の電波時計およびそれに搭載される電波受信装置によれば、電波受信の開始直後に早期終了判定処理が行われてタイムコード信号ＴＣＯのエッジ数が第１設定値を超えてエラー個数となっていれば電波受信が早期に中断される。また、早期終了判定処理で電波受信継続と判断されても、その後に、中期終了判定が行われてエッジ数が第２設定値を超えてエラー個数となっていれば電波受信が中断される。従って、上記の第１設定値と第２設定値とを、時刻判定処理の初期段階に許容されるタイムコード信号ＴＣＯの劣化度合と、時刻判定処理の中期段階に許容されるタイムコード信号ＴＣＯの劣化度合とに合わせて適宜設定することで、時刻の判定が困難であるときに電波受信が中断されて、無駄な消費電流の発生を防止することができる。また、無理なデコード処理により誤った時刻データを取得してしまうことも防止できる。
【００９２】
また、上記第１実施形態に示したように、早期終了判定処理におけるエッジ数のエラー判定を比較的に厳しくし（第１設定値が「６２個」）、中期終了判定処理におけるエッジ数のエラー判定を比較的に緩く（第２設定値が「７７個」）することで、次のように設計された時刻判定処理に上手く対応した電波受信の継続と中断の判定を行うことができる。すなわち、分同期・デコード処理においてある程度の時間が掛かってもノイズの影響を除去して正確な時刻判定を行うように設計された時刻判定処理に対して、最適な終了判定処理を実現できる。
【００９３】
また、上記第２実施形態に示したように、早期終了判定処理におけるエッジ数のエラー判定を中程度の厳しさ（第１設定値が「７７個」）とし、中期終了判定処理におけるエッジ数のエラー判定を厳しく（第２設定値が「６２個」）することで、次のように設計された時刻判定処理に上手く対応した電波受信の継続と中断の判定を行うことができる。すなわち、タイムコード信号が酷く劣化していないことを前提に速やかに秒同期や分同期の検出およびタイムコードのデコード処理を行うように設計された時刻判定処理に対して、最適な終了判定処理を実現できる。
【００９４】
また、上記第１〜第３実施形態に示したように、早期終了判定処理は秒同期検出処理の期間に実行され、中期終了判定処理は分同期・デコード処理の期間に実行されるので、秒同期の検出と、分同期の検出およびタイムコードのデコードとに許容されるタイムコード信号ＴＣＯの劣化度合がそれぞれ異なるときに、それらに対応することができる。
【００９５】
また、第１実施形態に示したように、各終了判定処理の最後にエッジ数がエラー個数になっているか否かを判別するだけでなく、各終了判定処理の途中でもエラー個数に達した場合には、速やかに電波受信を中断するようにしているので、無駄な電流消費をさらに削減できるようになっている。
【００９６】
また、第３実施形態に示したように、各終了判定処理の途中において、５秒ごとにエッジ数が下限値以下になっていないか判別して、下限値以下になっていれば各終了判定処理の途中でも速やかに電波受信を中断するようになっているので、異常な電波受信によりタイムコード信号ＴＣＯが一定レベルになってしまうと言った受信回路の異常動作にも速やかに対応して電波受信を中断させることができる。それにより、無駄な電流消費をさらに削減することができる。
【００９７】
なお、本発明は、上記実施形態の電波時計やそれに搭載された電波受信装置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、上記実施形態では、早期終了判定処理で電波受信を中断するかの判断基準となる第１設定値と、中期終了判定処理で電波受信を中断するかの判断基準となる第２設定値とについて、２つのパターンを示したが、例えば、第１設定値を「６２個」として早期終了判定処理を厳しめの設定とし、第２設定値を「６２個」より小さな値として中期終了判定処理をさらに厳しめの設定とすることもできる。この場合、無駄な消費電流の削減をより重視した終了判定処理を実現できる。また、第１設定値と第２設定値を同一の値としても良い。
【００９８】
また、上記実施形態では、第１設定値や第２設定値の値として弱電界時のエッジのカウント値が殆ど含まれる弱電界時の正規分布の平均＋３σの値「７７個」と、無信号時のエッジのカウント値を殆ど除外できる無信号時の正規分布の平均−３σの値「６２個」を適用した例を示したが、各正規分布の平均±２σの値を用いたり、別の論理で設定値を求めるようにしても良い。また、上記のような論理で第１設定値と第２設定値を求めるとしても、電波受信ＩＣ２０の内部構成によって数値は種々に変動するものである。
【００９９】
また、電波受信ＩＣ２０の外来ノイズ等の影響は、電池の残量（動作電圧の低下）や経年や温度などの外部要因によって変化する。また、外来ノイズは夜間の方が少なくなるなど外的条件は時刻によってことなってくる。従って、例えば、前回の受信結果（時刻判定出来たか否か）、電池残量、現在時刻等に応じて、上記第１設定値と第２設定値とを動的に変化させるようにしても良い。
【０１００】
また、上記実施形態では、早期終了判定処理や中期終了判定処理でエッジ数をカウントする期間を１５秒としたが１０秒や２０秒とするなど、この期間は適宜変更可能である。また、早期終了判定処理の期間長と、中期終了判定処理の期間長とを、それぞれ異ならせるようにしても良い。この場合、第１設定値と第２設定値の厳しさの度合は、設定値を期間長で割って正規化することで比較することができる。
【０１０１】
また、上記実施形態では、早期終了判定処理と中期終了判定処理の各期間終了時にエッジ数がエラー個数と判定されない設定範囲として、その上限値である第１設定値および第２設定値のみを設定した例を示したが、異常な電波受信による受信手段の異常動作を除外する下限値も設定するようにしても良い。
【０１０２】
また、上記実施形態では、立上りエッジと立下りエッジの両方をカウントしたが、何れか一方のみをカウントするようにしても良い。その他、上記実施形態では、コンパレータ２２により波形形成されたタイムコード信号ＴＣＯについてエッジ数のカウントを行っているが、波形成形されていない生のタイムコード信号を受けてレベル変化の検出によりエッジ数をカウントするようにしても良い。その他、実施形態で示した細部構成および細部方法は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１    電波時計
１０  ＣＰＵ
１１  表示手段
１２  ＲＡＭ
１３  ＲＯＭ
１５  計時回路
１９  アンテナ
２０  電波受信ＩＣ
２１  受信回路
２２  コンパレータ
Ｓｔｂ  スタンバイ信号
ＴＣＯ  タイムコード信号
Ｅｈ  立上りエッジ
Ｅｌ  立下りエッジ
【図１】
2011163994.tif 000003
【図２】
2011163994.tif 000004
【図３】
2011163994.tif 000005
【図４】
2011163994.tif 000006
【図５】
2011163994.tif 000007
【図６】
2011163994.tif 000008
【図７】
2011163994.tif 000009
【図８】
2011163994.tif 000010