(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のアンテナコイルと、上記第１のアンテナコイルと並列接続された第１のコンデンサと、第２のアンテナコイルと、上記第２のアンテナコイルと並列接続された第２のコンデンサと、を含み、時刻情報を含む第１の周波数の信号と時刻情報を含む第２の周波数の信号とを受信する受信部と、
上記第１の周波数に対応した周波数通過帯域を有した第１のフィルタ素子と、上記第２の周波数に対応した周波数通過帯域を有した第２のフィルタ素子と、を並列接続してあるフィルタ回路と
を含み、さらに、
上記第１のアンテナコイルと上記第１のコンデンサとから構成される第１の共振回路の共振周波数は上記第１の周波数に対応し、
上記第２のアンテナコイルと上記第２のコンデンサとから構成される第２の共振回路の共振周波数は上記第２の周波数に対応し、
上記第１の共振回路の一端と上記第２の共振回路の一端を同一電位にしてあり、
上記受信部は、上記第１の共振回路の他端および上記第２の共振回路の他端から上記受信した信号を出力し、
上記フィルタ回路によって、上記受信部が出力した信号から上記時刻情報を含む第１の周波数の信号と上記時刻情報を含む第２の周波数の信号とを抽出する
ことを特徴とする時刻情報受信装置。
【請求項２】
上記第１のアンテナコイルおよび上記第２のアンテナコイルの巻き方向を同一とした
ことを特徴とする請求項１に記載の時刻情報受信装置。
【請求項３】
上記第１のフィルタ素子および上記第２のフィルタ素子は、水晶フィルタである
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の時刻情報受信装置。
【請求項４】
上記受信部が出力した信号を、上記フィルタ回路で抽出した信号の信号レベルに応じたゲインで増幅して上記フィルタ回路に入力する増幅部
をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の時刻情報受信装置。
【請求項５】
上記フィルタ回路で抽出された信号を検波して出力する検波手段と、
上記受信部が出力した信号を、上記検波手段の出力信号の信号レベルに応じたゲインで増幅して上記フィルタ回路に入力する増幅部と
をさらに含むことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の時刻情報受信装置。
【請求項６】
上記第１の周波数の信号は４０ＫＨｚの長波標準電波信号であり、上記第２の周波数の信号は６０ＫＨｚの長波標準電波信号である
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の時刻情報受信装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の時刻情報受信装置と、
上記時刻情報受信装置が抽出した上記時刻情報を含む信号から上記時刻情報を検出する時刻情報検出部と、
現在時刻を計時する時刻計時部と、
上記時刻情報検出部で検出された時刻情報に基づき上記時刻計時部が計時する計時時刻を修正する時刻修正部と
を含むことを特徴とする電波修正時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、時刻情報を含む複数の周波数の信号を受信可能な時刻情報受信装置およびその時刻情報受信装置が受信した時刻情報を含む信号に基づき時刻を修正できる電波修正時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、郵政省通信総合研究所の運用する時刻情報を含む長波標準電波は、送信周波数４０ｋＨｚで発信されているが、平成１３年より第２局として送信周波数６０ｋＨｚの長波標準電波の運用が計画されている。これにより周波数の異なる複数の標準電波を受信することが可能となり、受信成功の機会が増すことになる。しかしながら、従来市販されているほとんどの電波修正時計は４０ｋＨｚの単一周波数を受信する機能しか有していない。
【０００３】
複数の周波数を選択的に受信する技術としては、特開平６−１２５２８０号公報にスーパーヘテロダイン方式受信回路を用いた電子式周波数選択受信機が開示されており、特開平６−２１４０５４号公報には上記電子式周波数選択受信機を利用した電波受信機能付き電子時計が開示されている。なお、スーパーヘテロダイン方式の受信回路は、受信した所定周波数の信号と局部発振回路が出力する局部発振周波数の信号とをミキシング回路にてミキシングして中間周波数の信号を出力し、この中間周波数の信号を復調回路で検波するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のスーパーヘテロダイン方式の受信回路は、局部発振回路やミキシング回路が必要なため構成が大きくなり、また消費電流を低く抑えることが困難であった。よって、例えば受信回路の電源として電池を使用した場合、電池寿命が短くなり、電池を取り替える頻度が増すという問題を有していた。この問題は、スーパーヘテロダイン方式の受信回路を用いて長波標準電波を受信し、時刻を修正するような電波修正時計でも共通する。
【０００５】
また、高い感度を要求される電波修正時計の受信回路としては、スーパーヘテロダイン方式の受信回路ではＱ（quality factor）が低く好適とはいえない。なお、スーパーヘテロダイン方式の受信回路でＱを大きくするには、例えば周波数変換を２回行う方法もあるが、構成が複雑になってしまうという問題が生じる。また、複数の周波数の長波標準電波を受信可能な環境で使用する場合には、アンテナの同調周波数および中間周波数を選択して、より良好な電波を選択する必要が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、時刻情報を含む複数の周波数の信号を受信可能な時刻情報受信装置およびその時刻情報受信装置が受信した時刻情報を含む信号に基づき時刻を修正できる電波修正時計の省電力化や小型化を図ることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明の第１の観点に係る時刻情報受信装置は、第１のアンテナコイルと、上記第１のアンテナコイルと並列接続された第１のコンデンサと、第２のアンテナコイルと、上記第２のアンテナコイルと並列接続された第２のコンデンサと、を含み、時刻情報を含む第１の周波数の信号と時刻情報を含む第２の周波数の信号とを受信する受信部と、上記第１の周波数に対応した周波数通過帯域を有した第１のフィルタ素子と、上記第２の周波数に対応した周波数通過帯域を有した第２のフィルタ素子と、を並列接続してあるフィルタ回路とを含み、さらに、上記第１のアンテナコイルと上記第１のコンデンサとから構成される第１の共振回路の共振周波数は上記第１の周波数に対応し、上記第２のアンテナコイルと上記第２のコンデンサとから構成される第２の共振回路の共振周波数は上記第２の周波数に対応し、上記第１の共振回路の一端と上記第２の共振回路の一端を同一電位にしてあり、上記受信部は、上記第１の共振回路の他端および上記第２の共振回路の他端から上記受信した信号を出力し、上記フィルタ回路によって、上記受信部が出力した信号から上記時刻情報を含む第１の周波数の信号と上記時刻情報を含む第２の周波数の信号とを抽出する構成を持つ。
かかる構成によれば、局部発振回路やミキシング回路を不要にできるので、時刻情報を含む２つの周波数の信号を受信可能な時刻情報受信装置の小型化や省電力化が図れる。また、フィルタ回路は２つのフィルタ素子を並列接続してあるので、周波数の通過帯域を択一的に選択する必要がなく、フィルタ素子が抽出する周波数を選択するための素子等を不要にできる。
さらに、かかる構成によれば、受信部が２つの並列共振点を有することになるので、時刻信号を含む第１および第２の周波数の信号のいずれも受信可能となる。よって、受信する周波数の信号を指定することなく、時刻情報を含む第１および第２の周波数の信号を受信可能となる。また、上記第１の共振回路の他端および上記第２の共振回路の他端から信号を出力するので、２つの共振回路を有しているにもかかわらず、受信部の出力端子は２つですみ、構成の簡略化が図れる。
【００１１】
上記時刻情報受信装置は、上記第１のアンテナコイルおよび上記第２のアンテナコイルの巻き方向を同一とした構成であって良い。かかる構成によれば、第１および第２の共振回路が直列に接続されていることに起因する直列共振点を２つの並列共振点から離すことが可能となり、２つの並列共振点の共振インピーダンスの低下を防止できる。
また、上記時刻情報受信装置は、上記第１のフィルタ素子および上記第２のフィルタ素子が、水晶フィルタである構成であって良い。かかる構成によれば、スーパーヘテロダイン方式の受信回路に比べて簡単な構成で非常に高いＱが得られ、受信感度の向上が図れる。
【００１２】
本願発明の第２の観点に係る電波修正時計は、本願発明の第１の観点に係る時刻情報受信装置と、上記時刻情報受信装置が抽出した上記時刻情報を含む信号から上記時刻情報を検出する時刻情報検出部と、現在時刻を計時する時刻計時部と、上記時刻情報検出部で検出された時刻情報に基づき上記時刻計時部が計時する計時時刻を修正する時刻修正部とを含む。かかる構成によれば、電波修正時計の省電力化や小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に示す一実施例に基づき具体的に説明する。なお、本例では、上述した４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚの長波標準電波がともに送信されている電波環境下での受信動作について説明する。
【００１４】
図１は本発明の第１の実施例を示したもので、同図において、アンテナブロック１は同調周波数を選択可能な共振回路（同調回路）で、フェライト等をコアとするバーアンテナ１ａ、バーアンテナ１ａと並列接続され６０ｋＨｚの共振回路を形成する共振用コンデンサ１ｂ、共振回路１の共振周波数を４０ｋＨｚにするためのコンデンサ１ｃ、コンデンサ１ｃの共振回路１への接続を制御する受信周波数選択部としてのスイッチ素子１ｄを備える。本例では、スイッチ素子１ｄとして、電気的に導通を制御可能なアナログスイッチを用いており、後述する制御回路８からの周波数選択信号がＶｓｓレベルであるとオープン状態となり、Ｖｄｄレベルになると導通状態となる。
【００１５】
電圧制御増幅回路２は、アンテナブロック１から出力される信号を増幅する。
【００１６】
フィルタ回路３は、共振周波数が４０ｋＨｚの水晶振動子（水晶フィルタ）３ａと共振周波数が６０ｋＨｚの水晶振動子（水晶フィルタ）３ｂとの並列回路を備える。水晶フィルタは一般に非常にＱが高く（数千〜数万）、鋭い周波数弁別特性を示すので、４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚと一致した信号のみを通過させることが可能となる。
【００１７】
増幅回路４はフィルタ回路３で抽出された信号を増幅する。検波回路５は増幅回路４で増幅された信号を検波する。整流回路６は検波回路５で検波された信号を整流するとともに検波回路５で検波された信号の大きさ、すなわちアンテナブロック１が受信した長波標準信号の電界強度に応じたＤＣ信号を電圧制御増幅回路２に出力し、受信した長波標準信号の電界強度に応じて電圧制御増幅回路２のゲインを調整する。具合的には、アンテナブロック１が受信した長波標準信号の電界強度が弱いとき電圧制御増幅回路２のゲインを大きくするように制御する。デコード回路７は整流回路６からの信号を受け、信号のレベル変化から０／１判定を行い、長波標準電波の変調タイミングに同期したデジタル信号すなわちタイムコード信号に変換する。時刻修正部としての制御回路８はデコード回路７からのタイムコード信号を読み取り、時刻データ（時刻情報）を取得するとともに種々の制御を行う。時刻表示部９は、指針の表示位置検出機能を備えた電子調時式のもので、内部の発振回路の出力に基づき現在時刻を計時する時刻計時部９ａを備え、時刻計時部９ａの計時時刻を表示する。なお、検波回路５、整流回路６、デコード回路７および制御回路８とで時刻情報検出部を構成する。
【００１８】
次に、動作を説明する
制御回路８は最初に周波数選択信号をＶｓｓレベルにし、アンテナブロック１の共振周波数を６０ｋＨｚに設定する。この設定がなされたアンテナブロック１は６０ｋＨｚの長波標準電波を受信し、電気信号として出力する。この周波数６０ｋＨｚの信号は電圧制御増幅回路２で増幅されフィルタ回路３に入力し、水晶フィルタ３ｂを通過する。なお、ここまでの処理を時刻情報信号取得処理という。水晶フィルタ３ｂを通過した周波数６０ｋＨｚの信号は、増幅回路４で増幅され、検波回路５でダイオード検波される。ダイオード検波されることによって生じる周波数６０ｋＨｚの信号の片波信号は、整流回路６で平滑化されて長波標準電波の包絡線と一致した信号となる。このとき、整流回路６は入力する信号の大きさに応じたＤＣ信号を出力し、電圧制御増幅回路２のゲインを調整するとともに入力する信号の大きさ、すなわち受信した長波標準電波の受信強度を制御回路８に伝える。整流回路６で平滑化されて長波標準電波の包絡線と一致した信号は、デコード回路７で長波標準電波の変調タイミングに同期したデジタル信号すなわちタイムコード信号にデコードされる。制御回路８はデコード回路７からのタイムコード信号を読み取り、時刻データ（時刻情報）を取得し、取得した時刻データと時刻計時部９ａの計時時刻とを比較し、一致していなければ時刻計時部９ａの計時時刻を修正し、時刻表示部９の表示が修正される。ここまでの処理を時刻修正処理という。
【００１９】
なお、受信した長波標準電波の受信強度を示すＤＣ信号が所定の所定のレベルに達していないと、制御回路８は周波数選択信号をＶｄｄレベルにし、アンテナブロック１の共振周波数を４０ｋＨｚに設定する。この設定がなされたアンテナブロック１は４０ｋＨｚの長波標準電波を受信して電気信号として出力する。この周波数４０ｋＨｚの信号は電圧制御増幅回路２で増幅されフィルタ回路３に入力し、水晶フィルタ３ａを通過する。以下、上記と同様の時刻情報信号取得処理および時刻修正処理を行う。なお、本例では最初に６０ｋＨｚの周波数を選択し次に４０ｋＨｚの周波数を選択するようにしたが、この順番は適宜変更可能である。
【００２０】
このように、フィルタ回路３がマルチパス式なので、異なる周波数の長波標準電波を受信する場合でも、フィルタ素子の切換えが不要になる。よって、フィルタ切換えに必要なスイッチ等の切換え素子やフィルタ切換え制御信号等が不要になり、構成の簡略化や信号の簡素化が図れる。
【００２１】
また、異なる周波数の長波標準電波の中から所望の周波数の信号をアンテナブロック１（受信部）に受信させるスイッチ素子１ｄを備えるので、受信する長波標準電波を選択可能になる。また、このスイッチ素子１ｄをアンテナブロック１（受信部）が受信する長波標準電波の電界強度に応じて制御するので、先に受信した長波標準電波の電界強度が弱かった場合、先に受信した長波標準電波と異なる周波数の長波標準電波を受信するように切り換えることが可能になり、時刻情報を確実に受信できる確率が向上する。
【００２２】
なお、上記では受信周波数選択部としてアナログスイッチを用いたが、これに限らず、機械式スイッチでもよく、適宜変更可能である。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施例について図２に基づき説明する。なお、同図において、図１と同一構成のものには同一符号を附してある。第２の実施例が第１の実施例と大きく異なっている点は、アンテナブロック１０が２つの周波数の信号を同時に受信できる点であり、これによりアンテナブロック１０に周波数選択用のスイッチ素子を設けなくてすみ、またそのスイッチ素子を制御する信号も不要にできる。
【００２４】
図２において、アンテナブロック１０は、４０ｋＨｚと６０ｋＨｚの２つの並列共振点を有する同調回路で、４０ｋＨｚの共振回路を形成するアンテナコイル１０ａと共振用コンデンサ１０ｂ、６０ｋＨｚの共振回路を形成するアンテナコイル１０ｃと共振用コンデンサ１０ｄを備え、２つの共振回路の一端同士を接続して同一電位（コモン）し、２つの共振回路の他端が電圧制御増幅回路２に接続してある。
【００２５】
図３は、アンテナブロック１０の要部を示したもので、アンテナコイル１０ａとアンテナコイル１０ｃには共通のコア１ｅが挿入してあり、出力が大きくなるようにしてある。
【００２６】
上述したように構成されたアンテナブロック１０は、図４に示すように２つの並列共振点（図４のａおよびｃ）を有する同調回路となる。なお、アンテナブロック１０は図４に示すように２つの並列共振点の間に直列共振点（図４のｂ）が存在するが、これはアンテナコイルの巻数や位置、アンテナコイルの巻き方向になどに起因して図４のａに近づいたり、図４のｃに近づいたりする。直列共振点が極端に偏ると共振インピーダンスが低下してアンテナ特性の低下につながる。そこで、本例では、アンテナコイル１０ａとアンテナコイル１０ｃの巻き方向を揃えることで、直列共振点が並列共振点に極端に近づかないようにしている。
【００２７】
次に、動作を説明する。
【００２８】
アンテナブロック１０で４０ｋＨｚの長波標準電波を受信した場合、その信号に応じた４０ｋＨｚの電気信号が電圧制御増幅回路２に出力される。また、アンテナブロック１０で６０ｋＨｚの長波標準電波を受信した場合、その信号に応じた６０ｋＨｚの電気信号が電圧制御増幅回路２に出力される。電圧制御増幅回路２以降の処理は上述した実施例１の時刻情報信号取得処理および時刻修正処理と同様である。
【００２９】
このように、第２の実施例ではアンテナブロックも水晶フィルタもマルチパス式になっているので、受信する周波数の信号を制御回路８で選択する必要がなくなり構成の簡略化が図れ、４０ｋＨｚと６０ｋＨｚのいずれかの長波標準電波が受信できる環境であれば、時刻データ（時刻情報）を取得可能となる。よって、この場合、従来の４０ｋＨｚの長波標準電波を受信して時刻修正を行う電波修正時計で使用できる制御回路（ソフトウエア）を変更することなくそのまま利用でき、制御回路（ソフトウエア）の共通化が図れる。
【００３０】
また、４０ｋＨｚと６０ｋＨｚの２つの長波標準電波の電界強度がほぼ等しくなる受信地点では、双方の電波が重畳されるので、単一の長波標準電波を選択する場合よりも強い信号を得ることが可能となり、受信感度的に有効となる。
【００３１】
なお、上記それぞれの実施例では、時刻表示部として指針を用いたものを採用したが、デジタル表示式の時刻表示部を用いてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、時刻情報を含む複数の周波数の信号を受信可能な時刻情報受信装置やその時刻情報受信装置が受信した時刻情報を含む信号に基づき時刻を修正できる電波修正時計において、局部発振回路やミキシング回路を不要にでき、構成の簡略化や省電力化が図れる。また、時刻情報を含む複数の周波数のそれぞれに対応した通過帯域を有するフィルタ素子を並列接続して時刻情報を含む複数の周波数が同時に通過できるようにしているので、フィルタが通す周波数を選択するための回路素子等を不要にできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示したブロック図。
【図２】本発明の他の実施例を示したブロック図。
【図３】図２の要部詳細図。
【図４】図２のアンテナブロック１０のインピーダンス特性を示した説明図。
【符号の説明】
１      受信部
１ｄ    周波数選択部
３ａ    フィルタ素子  水晶フィルタ
３ｂ    フィルタ回路
５、６、７、８  時刻情報検出部
８      時刻修正部
９ａ    時刻計時部
１０ａ    第１のアンテナコイル
１０ｂ    第１のコンデンサ
１０ｃ    第２のアンテナコイル
１０ｄ    第２のコンデンサ
１０ａ、１０ｂ    第１の共振回路
１０ｃ、１０ｄ    第２の共振回路
【図１】
0004785259.tif 000002
【図２】
0004785259.tif 000003
【図３】
0004785259.tif 000004
【図４】
0004785259.tif 000005