(57)【要約】【課題】親子時計システムにおいて、無線通信の伝達距離やノイズ等の電波環境の問題により無線通信ができない場合にシステムのネットワークが途切れてしまう問題を解決する。【解決手段】親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムであって、子時計（３）は、時刻情報を無線又は有線で受信する受信手段（３１、５１Ａ、５２Ａ）と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段（３３）と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線又は有線で送信する送信手段（３８、５１Ａ、５２Ａ）と、受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を送信される時刻情報に付して送信するため送信手段にランク情報を与えるランク制御手段（３７Ａ）とを有する。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親時計からリレー式に時刻情報を送信して時刻修正を行なう子時計を含む親子時計システムであって、
前記子時計は、時刻情報を無線又は有線で受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線又は有線で送信する送信手段と、前記受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記送信手段に前記ランク情報を与えるランク制御手段とを有することを特徴とする親子時計システム。
【請求項２】
請求項１に記載の親子時計システムにおいて、前記子時計は、無線による時刻情報の受信時間と有線による時刻情報の受信時間との間の時間差に相当する遅延時間を与える遅延時間調整手段をさらに有し、前記子時計が時刻情報を有線により受信する際に上記遅延時間調整手段でもって受信時間を調整することを特徴とする親子時計システム。
【請求項３】
請求項１又は２のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、前記子時計は、無線による時刻情報の受信と有線による時刻情報の受信の両方を使用し、受信状態の良好な方の時刻情報を採用することを特徴とする親子時計システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、前記子時計は、自己を識別する個体識別情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記個体識別情報を前記送信手段に与える個体識別情報制御手段を有することを特徴とする親子時計システム。
【請求項５】
請求項４に記載の親子時計システムにおいて、前記送信手段は、前記ランク制御手段からの前記ランク情報及び前記個体識別情報制御手段からの前記個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に前記時刻情報を送信することを特徴とする親子時計システム。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、前記受信手段は、時刻情報の受信に成功したら、その後所定時間の間、時刻情報の受信を停止する手段を有することを特徴とする親子時計システム親子時計システム。
【請求項７】
親時計からリレー式に時刻情報を送信して時刻修正を行なう親子時計システム用の子時計であって、
時刻情報を無線又は有線で受信する受信手段と、前記受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線又は有線で送信する送信手段と、前記受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を前記送信される時刻情報に付して送信するため前記送信手段に前記ランク情報を与えるランク制御手段とを有することを特徴とする親子時計システム用の子時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般に子時計の時刻修正等を行なう親子時計システムに関する。より詳細には、本発明は、親時計からの時刻情報で子時計の時刻修正等を行なう親子時計システムにおける時刻情報伝達の確実性を高めた親子時計システム及びその子時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
親時計が基準となる時刻情報を電波等の無線で発信し、周囲に配置された子時計がこれを受信して親時計の基準時刻情報に基づいて時刻を修正して親時計の時刻に一致させる無線式の親子時計システムが知られている。親時計の基準時刻は外部の標準時刻情報源から電波等で受信して作られる。この無線式親子時計システムは、時刻情報のリレー式伝達に有線を必要としないから、親時計の時刻と一致した時刻を表示する複数の子時計を比較的に自由に敷地内又は構内に配置するのに好適である。
【０００３】
例えば、比較的広い敷地内又は複雑な建物内等に設置された無線式親子時計システムにおいて、親時計が基準時刻情報を子時計にリレー式に送信でき、さらに、子時計の位置を比較的に自由に選択又は変更できるものとして、特許文献１に開示されるものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１４８３７１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この特許文献１に記載された親子時計システムでは、時刻情報がシステム内でリレー式に転送されるため、比較的広い敷地内又は複雑な建物内等に無線式親子時計システムを設置でき、また、子時計の位置を比較的に自由に選択又は変更できる。しかし、従来の親子時計システムでは、法的規制を受けず免許を必要としない微弱な電波を使用して時刻情報を送信するために、伝達距離に限界があり、また、雑音等の電波受信環境により必ずしも十分な時刻情報の伝達ができない場合が有るという問題点がある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従って、本発明は上記した従来技術の問題点を解決することを目的とする。
この目的を達成するため、請求項１に記載の本発明は、親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう複数の子時計を含む親子時計システムであって、子時計は、時刻情報を無線又は有線で受信する受信手段と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線又は有線で送信する送信手段と、受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を送信される時刻情報に付して送信するため送信手段にランク情報を与えるランク制御手段とを有することを特徴とする親子時計システムを提供する。
【０００７】
本発明は上記構成により、親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう子時計を含む親子時計システムにおいて、子時計が時刻情報を有線又は無線で送受信することができるから、子時計の設置場所に応じて最適な時刻情報伝達の手段を選ぶことができ、確実な時刻情報の伝達ができる。
【０００８】
請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載の親子時計システムにおいて、子時計は、無線による時刻情報の受信時間と有線による時刻情報の受信時間との間の時間差に相当する遅延時間を与える遅延時間調整手段をさらに有し、子時計が時刻情報を有線により受信する際に遅延時間調整手段でもって受信時間を調整することを特徴とする親子時計システムを提供する。
【０００９】
本発明は上記構成により、一般に有線による時刻情報の送受信が無線による場合と比べて早く短時間で終了するため、子時計において無線による時刻情報の受信と有線による時刻情報の受信が使用される場合、有線による時刻情報を受信した子時計が無線による時刻情報を受信した子時計よりも早く時刻修正を行なって、同じ時刻情報でも各子時計間の時刻修正のタイミングがばらつくおそれがあるが、遅延時間調整手段を用いることで比較的早い有線による時刻情報の受信の場合は無線による時刻情報の受信時間に合うように調整して、子時計間における受信時間のずれに伴なう不具合を防ぐことができる。このように、使用する通信媒体の変更による時刻情報の受信時間のずれに伴なう親子時計システムへの影響を、通常の無線通信による通信時間と同じになるように遅延する遅延時間調整手段を設けることにより、無線通信以外の有線通信、例えば、汎用の有線シリアル送信、有線パラレル通信、若しくは光ファイバーを使用した光通信、さらには赤外線を使用した光通信、超音波を使用した通信等による時刻情報の伝達に親子時計システムが対応できるようにして、電波の到達限界からくる距離的問題や、ノイズ等の電波環境による通信品質の問題を回避することができる。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、請求項１又は２のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、子時計は、無線による時刻情報の受信と有線による時刻情報の受信の両方を使用し、受信状態の良好な方の時刻情報を採用することを特徴とする親子時計システム。親子時計システムを提供する。
【００１１】
本発明は上記構成により、受信状態の良い方の時刻情報を採用することで、時刻情報の伝達の二重化により親子時計システム間の時刻情報の伝達の確実性を高めることができる。
【００１２】
請求項４に記載の本発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、子時計はさらに、自己を識別する個体識別情報を送信される時刻情報に付して送信するため個体識別情報を送信手段に与える個体識別情報制御手段を有することを特徴とする親子時計システムを提供する。
【００１３】
本発明は上記構成により、各子時計が自己を識別する個体識別情報を時刻情報に付して送信するため、送信された時刻情報を受信して時刻修正に使用する子時計は、その時刻情報の出所を確認することができる。
【００１４】
請求項５に記載の本発明は、請求項４に記載の親子時計システムにおいて、送信手段は、ランク制御手段からのランク情報及び個体識別情報制御手段からの個体識別情報に従い、他の子時計と重複しないように予め定められた時間に時刻情報を送信することを特徴とする親子時計システム親子時計システムを提供する。
【００１５】
本発明は上記構成により、複数の子時計が重複して時間情報を無線送信した場合の混信を防ぐことができる。
【００１６】
請求項６に記載の本発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の親子時計システムにおいて、受信手段は、時刻情報の受信に成功したら、その後所定時間の間、時刻情報の受信を停止する手段を有することを特徴とする親子時計システム親子時計システムを提供する。
【００１７】
本発明は上記構成により、子時計が時刻情報の受信に成功した場合は所定時間は受信を停止することで電力の節約を図ることかできる。
【００１８】
請求項７に記載の本発明は、親時計からリレー式に時刻情報を受信して時刻修正を行なう親子時計システム用の子時計であって、時刻情報を無線又は有線で受信する受信手段と、受信された時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正手段と、修正された自己の時刻に基づいて他の子時計の時刻を修正するための時刻情報を無線又は有線で送信する送信手段と、受信手段で受信された時刻情報と区別するランク情報を送信される時刻情報に付して送信するため送信手段にランク情報を与えるランク制御手段とを有することを特徴とする親子時計システム用の子時計を提供する。
【００１９】
本発明は上記構成により、親時計から時刻情報をリレー式に受信して時刻修正を行なう子時計を含む親子時計システムにおいて、子時計が時刻情報を有線又は無線で送受信することができるから、子時計の設置場所に応じて最適な時刻情報伝達の手段を選ぶことができ、確実な時刻情報の伝達ができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態による無線式親子時計システム１の概略を示す。無線式親子時計システム１は、親時計２と、複数の第１ランクの子時計３Ａ１及び３Ａ２、複数の第２ランクの子時計３Ｂ１及び３Ｂ２、複数の第３ランクの子時計３Ｃ１、３Ｃ２、及び３Ｃ３、第４ランクの子時計３Ｄ１、第５ランクの子時計３Ｅ１、そして複数の中継器４１及び４２とを備える。
【００２１】
親時計２と第１ランクの子時計３Ａ１及び３Ａ２の間、第１ランクの子時計３Ａ１と第２ランクの子時計３Ｂ１の間、第２ランクの子時計３Ｂ２と中継器４１の間、中継器４１と第４ランクの子時計３Ｄ１の間、第２ランクの子時計３Ｂ１と第３ランクの子時計３Ｃ１の間、第２ランクの子時計３Ｂ２と第３ランクの子時計３Ｃ２及び３Ｃ３の間、第３ランクの子時計３Ｃ３と中継器４２の間、中継器４２と第５ランクの子時計３Ｅ１の間は、所定の出力と所定の周波数を持った電波で双方向に通信可能に接続されている。この出力と周波数は法規制による免許や許可を必要としない値の大きさに選ばれている。この電波は同一周波数であってよい。
【００２２】
図１の親時計２と第１ランクの子時計３Ａ１の間、第１ランクの子時計３Ａ２と第２ランクの子時計３Ｂ２の間は、有線通信５１又は５２により双方向通信可能に接続されている。この有線通信５１及び５２は、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４２２／４８５、ＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４（fire wire）等の有線シリアル通信、セントロニクス、ＧＰ−ＩＢ等の有線パラレル通信、イーサネット（登録商標）等のＰＣ用の通信又はその他の汎用有線通信、光ファイバによる光通信であってよい。さらに、近赤外線を利用した光通信又は超音波を使用した無線通信であってもよい。親時計２、第１ランクの子時計３Ａ１、第１ランクの子時計３Ａ２、及び第２ランクの子時計３Ｂ２はそれぞれ有線通信５１又は５２のための送受信手段５１Ａ又は５２Ａ（コネクタ）を備えている。なお、親時計２と第１ランクの子時計３Ａ１の間は、低出力による無線と有線通信５１の両方により時刻情報を含む情報の送受信ができるように二重化されている。
【００２３】
親時計２は、図２のブロック図に示す構成を有する。すなわち、親時計２は、アンテナ２０及び受信器２１により外部の標準時刻情報の電波（放送の時報、長波標準電波または全地球測位システム（ＧＰＳ）の時刻情報等）を受信して、デコーダ２２により標準時刻情報の時刻コードにする。これに限らず、親時計２はテレホンＪＪＹまたは専用回線等の有線にて標準時刻情報を受信するようにしても良い。なお、親時計２が外部から標準時刻情報を受信する時間は、受信器２１に電力を供給する電源制御手段２９を制御する識別番号制御手段２７により所定の時間帯に制御できる。受信された標準時刻情報の時刻コードはデコーダ２２を経由して時刻修正手段２３に送られる。そして標準時刻情報の時刻コードに基づいて時刻修正手段２３は標準時刻に一致するように修正する修正情報を作り、計時手段２４に送る。計時手段２４は自己の時刻を標準時刻に合うように修正して時刻表示手段２５の時刻表示を修正する。計時手段２４は、子時計に送信して子時計の時刻を修正するための基準時刻情報をエンコーダ２６に送る。エンコーダ２６は、親時計２からの情報であることを識別するためのデータを識別番号制御手段２７から受けて、これを基準時刻情報に付して送信器２８へ送る。
【００２４】
送信器２８には、親時計２が基準時刻情報を送信する所定の時間になると、識別番号制御手段２７により電源制御手段２９から電力が供給される。そして、送信器２８はアンテナ２０を介して、基準時刻情報に親時計からの情報を識別する情報を付して、所定の周波数と出力の搬送電波で親子時計システム１内の子時計へ向けて送信する。
【００２５】
さらに、計時手段２４は、子時計に送信して子時計の時刻を修正するための基準時刻情報をシリアル信号エンコーダ６１にも送る。シリアル信号エンコーダ６１は有線通信に適した形、例えば、ＲＳ４２２等のフォーマット、で時刻情報をエンコードして、親時計２からの情報であることを識別するためのデータを識別番号制御手段２７から受けて基準時刻情報に付して有線通信用の送受信器６２へ送る。送受信器６２には、親時計が基準時刻情報を送信する所定の時間になると識別番号制御手段２７により第２電源制御手段６３から電力が供給される。そして、送受信器６２は有線通信５１に接続された送受信手段５１Ａ（コネクタ）を経由して、基準時刻情報に親時計からの情報を識別する情報を付して有線通信５１により親子時計システム１内の子時計３Ａ１へ向けて送信する。
【００２６】
親時計２は、後述するように親子時計システム１内の各子時計からの状態を伝える情報をアンテナ２０及び受信器２１により受信して、デコーダ２２により各子時計から情報を識別して表示手段２２Ａにより各子時計の状態を表示する。また、親子時計システム１内の各子時計からの状態を伝える情報を送受信手段５１Ａ及び送受信器６２により受信して、第２デコーダ６４により各子時計から情報を識別して表示手段２２Ａにより各子時計の状態を表示する。もし、親子時計システム１内の各子時計からの状態データに異常、例えば、時刻情報の解読不能、受信不可能等、があれば、親子時計システム１の管理者がこれを表示手段２２Ａを見て知ることができる。
【００２７】
なお、親時計２が送信する電波と各子時計が送信する後述の電波は同一の周波数でもよい。但し、後述するように親時計２と子時計の送信時間が一致しないように時間をシフトして送信して、混信を回避する。これに代えて、親時計２が送信する電波と各子時計が送信する電波を異なる周波数として、混信を回避してもよい。
【００２８】
計時手段２４は、上記したように親時計２であることを識別する識別番号制御手段２７と共同して、電源制御手段２９を制御して、所定の基準時刻情報の送信時間又は子時計からの電波の受信時間にのみ、送信器２８、受信器２１、送受信器６２、及びその他の必要な回路に電力を送り、電力消費を節約するようになっている。
【００２９】
図３には子時計３の構成が示されている。第１ランクの子時計３Ａ１等、第２ランクの子時計３Ｂ１等、第３ランクの子時計３Ｃ１等、第４ランクの子時計３Ｄ１及び第５ランクの子時計３Ｅ１は図３に示す子時計３と同一の構成を有する。各子時計は同一の構成を有し、アンテナ３０と受信器３１と送信器３８により、又は、有線通信５１又は５２と送受信手段５１Ａ又は５２Ａと送受信器により、親時計２及び他の子時計と双方向に通信可能である。
【００３０】
図１に示すように、第１ランクの子時計３Ａ１、３Ａ２は、親時計２と直接に電波又は有線通信５１により双方向の通信可能な子時計である。第２ランクの子時計３Ｂ１、３Ｂ２は、親時計２と直接に双方向の通信することはできないが、第１ランクの子時計３Ａ１又は３Ａ２と電波若しくは有線通信５２により双方向に通信可能な子時計である。第３ランクの子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３は、親時計２及び第１の子時計３Ａと直接に双方向の通信することはできないが、第２ランクの子時計３Ｂ１又は３Ｂ２と電波により双方向に通信可能な子時計である。第４ランクの子時計３Ｄ１は、第２ランクの子時計３Ｂ２と中継器４１を介して双方向に通信可能である。第５ランクの子時計３Ｅ１は、第３ランクの子時計３Ｃ３と中継器４２を介して双方向に通信可能である。
【００３１】
再び、図３を参照して、子時計３の構成を第１ランクの時計３Ａ１を例として説明する。子時計３は、アンテナ３０と受信器３１により親時計２から基準時刻情報を含む無線情報を受信して、デコーダ３２で時刻コードにした後、時刻修正手段３３に送る。さらにデコーダ３２は親時計２から送られたことを示す情報を解読して、ランク制御手段３７Ａと表示手段３２Ａに送る。表示手段３２Ａは親時計２から基準時刻情報の受信に成功したことを示す表示を行い、さらにランク制御手段３７Ａは電源制御手段３９から受信器３１及びその他の回路への電力供給を停止して、次ぎの基準時刻情報の受信までの所定時間の間、受信を停止する。
【００３２】
同時に、子時計３は、有線通信５１と送受信手段５１Ａ（コネクタ）と送受信器７２により親時計２から基準時刻情報を含むＲＳ４２２等のシリアル信号を受信して、第２のデコーダ７４で時刻コードにした後、遅延時間調整手段７５に送る。遅延時間調整手段７５は、有線通信による時刻情報の通信時間は無線通信による時刻情報の通信時間よりも早いから、この通信時間の差を遅延時間として予め設定しておいて、有線通信による時刻情報の出力を予め設定された時間だけ遅延させて両通信手段による通信時間差をなくして、同じランクの子時計同士の時刻修正のタイミングを等しくするようにして時刻修正手段３３に送る。遅延時間調整手段７５は、予め設定された遅延時間で出力するＦＩＦＯ（First-in First-out）レジスタであってよい。
【００３３】
一方、第２のデコーダ７４は、有線通信による時刻情報が親時計２から送られた情報を示すランク情報をランク制御手段３７Ａと表示手段３２Ａに送る。表示手段３２Ａは親時計２から基準時刻情報の受信に成功したことを示す表示を行い、さらにランク制御手段３７Ａは第２電源制御手段７３から送受信器７２及びその他の回路への電力供給を停止して所定時間の間、受信を停止する。
ランク制御手段３７Ａは、無線と有線の両方から時刻情報の受信に成功した場合は、ランクの上位の時刻情報を優先する。今、両方とも親時計２から受信しているために、ランクの差がない。このために、時刻情報の受信に成功した方を優先するが、共に時刻情報の受信に成功している場合は、デフォルトとして、有線通信による時刻情報を使用して時刻修正手段３３において時刻修正を行なうようにする。
【００３４】
もし、デコーダ３２が、親時計２（又は他の子時計）から送られる時刻情報（本実施例の場合は、無線と有線の両方による時刻情報）を時刻コードに復元できなかった場合は、時刻修正手段３３による時刻修正を停止する。そして、子時計３から時刻情報を他の子時計に送らないように指示する。さらに、デコーダ３２は、表示手段３２Ａに時刻情報の取得に失敗したことを表示する。そして、アップリンク時にエンコーダ３６、送信器３８、アンテナ３０を介して無線により、若しくは、シリアル信号エンコーダ７１、送受信器７２、送受信手段５１Ａ又は５２Ａを介して有線により、親時計２又は上位の子時計に時刻情報の受信失敗を通知する。親時計２に送られた子時計の通知は、親時計２の表示手段２２Ａに表示される及び／又は親時計２の送信器２８等を介して親子時計システム１の管理者又は管理用の機器へ送信される。
【００３５】
時刻修正手段３３は、親時計２から受信（無線又は有線により）された基準時刻情報に基づいて自己の時刻を修正する修正情報を作り、計時手段３４の時刻を修正し親時計２の時刻に合わせる。そして、計時手段３４は時刻表示器３５の時刻表示を修正する。そして、計時手段３４の時刻に基づいて、第２ランクの子時計３Ｂ１の時刻を修正するための第１ランクの参照時刻情報を作成して、エンコーダ３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１に送る。この第１ランクの参照時刻情報は、後述する第１ランクの子時計３Ａ１の所定の送信時間に送信される。
この第１ランクの参照時刻情報はこの第１ランクの子時計３Ａ１の所定の送信時間に対応した計時手段３４の時刻情報であり、親時計２からの基準時刻情報とは異なり、それよりも時間的に後の時間情報である。
【００３６】
エンコーダ３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１は、この第１ランクの参照時刻情報に親時計の基準時刻情報から区別するためのデータを追加する。ランク制御手段３７Ａはデコーダ３２若しくは第２デコーダからの情報に基づき、送信する時刻情報が第１ランクの参照時刻情報であることを表すデータをエンコーダ３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１に送る。また、個体識別番号制御手段３７はこの子時計３Ａを親子時計システム１内の他の子時計から識別するデータをエンコーダ３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１に与える。エンコード３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１は、計時手段３４からの第１ランクの参照時刻情報に、ランク制御手段３７Ａからの第１ランクの参照時刻情報であることを示すデータと、個体識別番号制御手段３７からの特定の子時計３Ａを示すデータとを付け加えて、送信器３８若しくは送受信器７２に送る。
【００３７】
送信器３８若しくは送受信器７２は、所定の送信時刻に情報をアンテナ３０若しくは送受手段５１Ａ又は５２Ａ（コネクタ）を経由して他の子時計へ送信する。この所定の送信時刻は後述するように決められていて、同一送信周波数を使用する親時計２や他の子時計の送信時間と重複しないようになっていて、混信を回避している。各子時計の送信時間は、子時計のランク、すなわち、親時計２からの基準時刻情報を直接に受信する第１ランクの子時計３Ａ、第１ランクの子時計からの第１ランクの参照時刻情報を受信する第２ランクの子時計３Ｂ、第２ランクの子時計からの第２ランクの参照時刻情報を受信する第３ランクの子時計３Ｃ、に応じて、順次時間が遅れるようにシフトされている。さらに、同じランクでも複数の子時計（例えば、第１ランクには子時計３Ａ１と３Ａ２、第２ランクには子時計３Ｂ１と３Ｂ２、第３ランクには子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３）が存在し得るため、各子時計は子時計の個体識別番号に応じてさらに細分して割当てられた送信時間に送信するようになっている。
【００３８】
電源制御手段３９若しくは第２の電源制御手段７３は、上記した自己のランクをランク制御手段３７Ａから得て、自己の個体識別番号を個体識別番号制御制御手段３７から得て、自己のランクと個体識別番号に基づいて割当てられた所定時刻に達したことを計時手段３４から知り、送信器３８若しくは送受信器７２に電力を供給して送信を行なう。
【００３９】
この電源制御手段３９若しくは第２の電源制御手段７３は、親時計２及び自己のランクより上位ランクの子時計からの時刻情報の所定の送信時間に受信器３１若しくは送受信器７２等への電力を供給を開始して、時刻情報を受信し、受信後に受信器３１若しくは送受信器７２等への電力の供給を停止する。ここでは、第１の子時計３Ａ１は、最上位ランクとされているので、親時計２の送信時間に受信器３１及び送受信器７２等を動作させる。これにより受信のための消費電力を節約することができる。これに加えて、他の子時計が送信する第１又は第２ランクの参照時間情報の受信を防止して、繰返しの時刻修正や再度の参照時刻情報の送信を防止する。
【００４０】
また、子時計３は上記の通り、時刻情報の受信に成功したか否か等の情報を、予め定められたアップリンク時に親時計２に送信する。後述するように、この予め定められたアップリンク時は、時刻情報の送信時間とは異なる時間帯であって、ランクごと、個体識別番号ごと、に異なる時間が割当てられている。電源制御手段３８若しくは第２電源制御手段７３は、計時手段３４、個体識別番号制御手段３７、及びランク制御手段３７Ａからこの予め定められた時間になったことを知ると、自己の個体識別番号の情報、時刻情報の受信の可否等を含んだ情報を親時計２にアップリンク送信するために、送信器３８若しくは送受信器７２へ電力を供給する。
【００４１】
さらに、子時計３Ａは、下位のランクの子時計、例えば、第２ランクの子時計３Ｂと第３ランクの子時計３Ｃが、自己の個体識別番号の情報と時刻情報の受信の可否等の情報を親時計２にアップリンク送信する際、電波の中継を行う。このため、子時計３Ａは下位のランクの子時計が親時計に受信情報を送信する時間帯に受信器３１若しくは送受信器７２に電力を供給して、下位のランクの子時計からの電波を受信する。
【００４２】
第２ランクの子時計３Ｂは第１の子時計３Ａと同じ構成を有し、類似した作用を行う。第２ランクの子時計３Ｂは、第１ランクの子時計３Ａからの第１ランクの参照時刻情報を受信したことをデコーダ３２若しくは第２デコーダ７４で解析してランク制御手段３７Ａに伝える。ランク制御手段３７Ａは、自己が第２ランクの子時計であることを識別し、自己が発信する時刻情報が第２ランクの参照時刻情報であることを示すデータをエンコーダ３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１に送り、さらに第２ランクの子時計に割当てられた受信時間と送信時間に受信と送信をするために電源制御手段３９若しくは第２の電源制御手段７３を介して受信器３１及び送信器３８若しくは送受信器７２への電力供給の時間を指示する。受信器３１若しくは送受信器７２は、第１ランクの参照時刻情報を受信した後は、次回の第１ランクの参照時刻情報の受信時間まで一定時間受信を停止し、他のランクの子時計の発信する時刻情報を受信することを防止する。さらにデコーダ３２若しくは第２デコーダ７４は、表示手段３２Ａに受信した時刻情報の送信元の子時計の識別番号及び第１ランクの参照時刻情報を受信したことを示す表示を行なう。
【００４３】
なお、上述の動作説明では、第２ランクの子時計３Ｂは、親時計２の送信する基準時刻情報を受信できない状態にあるとして説明したが、もし、親時計２から基準時刻情報を受信できた場合には、第１ランクの子時計３Ａと同様に動作し、自己が発信する時刻情報を第１ランクの参照時刻情報とすることもできる。このように、子時計は一般に上位のランクの時刻情報が送信される時に受信可能な状態にし、より上位のランクの時刻情報を受信できるかどうかを検出して、もし、より上位のランクの時刻情報が受信できた場合は、そのランクの受信に切り換えるようにしてもよい。
【００４４】
時刻修正手段３３は、第１ランクの参照時刻情報に基づいて自己の計時手段３４の時刻を修正し、時刻表示手段３５の時刻表示を修正する。そして、次の第３ランクの子時計３Ｃが時刻修正に使用するための第２ランクの参照時刻情報をエンコーダ３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１に送る。エンコーダ３６若しくはシリアル信号エンコーダ７１は、この時刻情報に個体識別番号制御手段３７からの当該子時計３Ｂの特定の個体識別番号と第２ランクの参照時刻情報であることを示す情報を付け加えて、送信器３８若しくは送受信器７２に送る。この第２ランクの子時計３Ｂが送信する第２ランクの参照時刻情報は、後述のように第２ランクと個体識別番号により割当てられた送信時間における時刻情報である。
【００４５】
第３ランクの子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３と、第４ランクの子時計３Ｄ１と第５ランクの子時計３Ｅ１は、上記第１及び第２ランクの子時計３Ａ及び３Ｂと同じ構成を有し、類似した作用を行う。ここで注意すべきことは、第４ランクの子時計３Ｄ１は第２ランクの子時計３Ｂ２から直接に電波を受信できない位置にあるため、第２ランクの子時計３Ｂ２と第４ランクの子時計３Ｄ１の間に、必要な数の電波中継器、例えば図１の場合は、１つの電波中継器４１を介在させて双方向の電波の通信を行なう。
電波中継器４１（及び４２）は時刻表示部を持たない他、各ランクの子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃと同じ構成のものであり、子時計としての個体識別番号を備える。電波中継器４１、４２はそれぞれ第３、第４の子時計のランクである。
また、中継器４１及び４２は、子時計と同じ表示手段により、電波の受信の可否、受信された電波のランク、すなわち、時刻情報の区別、及びその送信元とを表示して、中継器４１及び４２の設置の際に利用できる。なお、中継器として単なる電波中継器のための受信・送信手段からなるものとしても良い。
【００４６】
図１は、第１ランクの子時計３Ａ１から第５ランクの子時計３Ｅ１までを示しているが、これ以上の子時計を配置して、リレー式に電波で双方向通信可能に接続することもできる。
【００４７】
各子時計３は、独自の個体識別番号を個体識別番号制御手段３７に有するがその他は同じ構成を有し、ランク制御手段３７Ａにより親時計２からの基準時刻情報を受信する場合は第１ランクの子時計３Ａに、第１ランクの子時計３Ａからの第１ランクの参照時刻情報を受信する場合は第２ランクの子時計３Ｂに、又は第２ランクの子時計３Ｂからの第２ランクの参照時刻情報を受信する場合は第３ランクの子時計３Ｃに、自動的にランク付けされる。この結果、子時計同士は交換可能である。
【００４８】
次に、図４を参照して、親時計と子時計の間で時刻修正のための時刻情報を送信するダウンリンク時の時間割当てを説明する。ダウンリンクは、例えば１日に１回、午前２時台に１時間を使用して行なう。但し、各子時計が時刻情報の受信と送信に要する時間は、その内の割当てられた時間、この例では１秒間である。
しかも子時計は時刻修正のための時刻情報を一旦受信すると、上記のように受信器の電源を切るために無駄な電力消費を防ぐことができる。以降の時刻情報の受信は受信器による受信を停止して行なわないから、繰返しの時刻修正や送信が防止できる。各子時計は受信可能な基準時刻情報、第１ランクの参照時刻情報、第２ランクの参照時刻情報等の時刻情報の内、より高いランク、すなわち、より親時計に近い方の時刻情報を優先して受信するように構成されている。なお、ダウンリンクは１日に１回に限るものではない。２〜３時間に１回間隔でダウンリンクを行なうこととすれば、システム内の時計の累積誤差をさらに抑えることができる。また、低精度の時計では品質や設置環境の温度変化の影響等によって１日の誤差が１秒程度になるものがあり、このようなものでは、１日に１回のダウンリンクを行なうとすれば、本例のシステムの１秒の間に通信を完結する方式から逸脱するおそれがあるため、子時計に採用することは難しい。２〜３時間に１回間隔でダウンリンクを行なうシステムとすれば、システム内の時計の累積誤差が抑えられ、低精度の時計であっても子時計に採用することができ、安価にシステム構築が可能となる。
【００４９】
図４に示すように、午前２時から午前２時１分までの１分間がランク１である第１ランクの子時計３Ａの時刻情報、すなわち、第１ランクの参照時刻情報、の送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、第１の子時計３Ａの個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間に無線若しくは有線送信を行なう。２時１分から２時２分までの１分間がランク２である第２ランクの子時計３Ｂの時刻情報、すなわち、第２ランクの参照時刻情報、の送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、第２ランクの子時計３Ｂの個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。以下のランクの子時計がある場合も同様である。このようにして、同一の周波数の電波を用いても、混信することがない。
【００５０】
次に、図５を参照して、第１ランク乃至第３ランクの子時計３Ａ、３Ｂ、３Ｃから親時計２へ各子時計の受信状態等を示す情報を電波で送信するアップリンクの時間割当てを説明する。各子時計の情報は、子時計の個体識別番号、時刻修正のための時刻情報の受信の可否、受信した時刻情報のランク（すなわち、基準時刻情報、第１、第２ランクの参照時刻情報等の区別）、そして受信した時刻情報の送信元の個体識別番号等を含む。アップリンクは、例えば、１日に１回、午前３時台に１時間を使用して行なう。但し、各子時計が情報の送信に要する時間は、その内の割当てられた時間、この例では１秒間である。したがって、無駄な電力消費を防ぐことができる。アップリンク開始とともに各子時計において中継のための受信動作が開始される。アップリンクは、情報を親時計に集めて、システム全体の稼動状況を監視し、保守作業に利用し、必要ならば、中継器の配置あるいは子時計の位置の変更を行なうこともできる。
【００５１】
図５に示すように、ダウンリンクの場合とは逆により下位の子時計からアップリンク送信が開始される。すなわち、３時から３時１分までの１分間がランク６０の子時計の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯はさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計の個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）ごとに割当てられた時間帯の１秒間に無線若しくは有線による送信を行なう。この子時計の送信した電波は上位の子時計により順次無線若しくは有線で中継されて親時計２まで送られる。
【００５２】
３時５５分から３時５６分までの１分間が、例えば、ランク５である第５ランクの子時計３Ｅ１の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計３Ｅ１は自己の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。子時計３Ｅ１は、自己の個体識別番号と時刻情報の受信の可否と時刻情報のランク（すなわち、第５ランクの参照時刻情報であること）とその送信元の中継器４２の個体識別番号を含む情報を送信する。この第５ランクの子時計３Ｅ１の情報は、中継器４２、第３ランクの子時計３Ｃ３、第２ランクの子時計３Ｂ２、第１ランクの子時計３Ａ２により中継される。すなわち、中継される子時計のそれぞれの送信タイミングに送信されるそれぞれの子時計の情報に付加されて、親時計２で受信される。
３時５６分から３時５７分までの１分間がランク４である中継器４２及び子時計３Ｄ１の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、中継器４２及び子時計３Ｄ１は自己の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。
３時５７分から３時５８分までの１分間がランク３である中継器４１及び子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、中継器４１及び子時計３Ｃ１、３Ｃ２、３Ｃ３は自己の個体識別番号に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。
【００５３】
３時５８分から３時５９分までの１分間がランク２である第２ランクの子時計３Ｂ１及び３Ｂ２の情報の送信時間帯である。この１分の時間帯は上記のようにさらに１秒間間隔で６０の時間帯に細分されて、子時計３Ｂ及び３Ｂ２は自己の個体識別番号（１から６０の間の特定の番号とする）に対応して割当てられた時間帯の１秒間に送信を行なう。第２ランクの子時計３Ｂ１及び３Ｂ２の情報は第１ランクの子時計３Ａ１及び３Ａ２に受信されて、子時計３Ａ１及び３Ａ２の情報に付加されて親時計２に届けられる。
【００５４】
第１のランクである第１の子時計３Ａ１及び３Ａ２は、３時５９分から４時までの１分間の内の割当てられた１秒の間に、直接に親時計２に情報を送信する。
このようにして、同一の周波数の電波を用いても、混信することがない。
【００５５】
親時計２では、４時の時点で全ての子時計からの情報が受信され、その受信情報が表示手段２２Ａに表示される。この表示された受信状態により、各子時計が実際に時刻情報を受信して時刻を修正することができたか否か及び伝播経路を確認でき、必要ならば中継器を配置したり子時計を移設したりして、親子時計システムの信頼性を高めることができる。
【００５６】
なお、実施の形態では、デコーダと第２デコーダ、電源制御手段と第２電源制御手段を別の構成としたが同一構成により２つの機能を持たせるようにしてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の親子時計システムによれば、無線通信の伝達距離やノイズ等の電波環境の問題により無線通信ができない場合に、システムのネットワークが途切れてしまうことを回避できる。さらに、本発明の親子時計システムによれば、無線だけによるネットワークよりも広範囲のネットワークを構築することができて、システムの集中管理がしやすくなる。さらに、本発明の親子時計システムによれば、特に無線通信による難しい電波環境において通信手段を選択することができる柔軟性を有する。また、本発明の親子時計システムの子時計によれば、ネットワーク内の子時計に無線通信と有線通信の二重の通信経路を共存させることにより、システムの動作の安定を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による親子時計システムの概略図。
【図２】本発明の実施の形態による親子時計システムの親時計のブロック図。
【図３】本発明の実施の形態による親子時計システムの子時計のブロック図。
【図４】本発明の実施の形態による親子時計システムの時刻修正用の時刻情報のダウンリンク時の時間割当てを示すタイムチャート。
【図５】本発明の実施の形態による親子時計システムの子時計の情報のアップリンク時の時間割当てを示すタイムチャート。
【符号の説明】
１                  親子時計システム
２                  親時計
３                  子時計
２１、３１          受信器
２３、３３          時刻修正手段
２４、３４          計時手段
３７                個体識別番号制御手段
３７Ａ              ランク制御手段
２８、３８          送信器
５１、５２          有線通信
５１Ａ、５２Ａ      送受信手段
６１、７１          シリアル信号エンコーダ
６２、７２          送受信器
６４、７４          第２デコーダ
７５                遅延時間調整手段
【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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