(57)【要約】【課題】  時計や目覚まし時計を理解できない乳幼児でも、１日の生活リズムの中で継続的、無意識的に絶対音感を学習できるようにした時報時計を提供する。特公昭５２−３５３０９号公報に示される時報時計を音感教育に特化させて、教育効果を一段と高める。【解決手段】  掛時計１０は、スピーカー２１を通じて、正時ごとに半音づつ音階を高めた時報を出力する。時報の出力中には、液晶素子１６に音階名が表示され、時報出力に続いて時刻を読み上げ出力する。モード設定スイッチ１７を操作して上級モードを設定すると、時刻の読み上げ出力をしなくなるので、学習負荷が高まる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、時報出力の前または後に時刻、時報音階名、または時報周波数を音声出力することを特徴とする時報時計。
【請求項２】
請求項１の時報時計において、時刻、時報音階名、または時報周波数を音声出力する初級モードと音声出力しない上級モードを選択して設定する切替手段を設けたことを特徴とする時報時計。
【請求項３】
請求項１の時報時計において、テスト操作の開始スイッチを設け、このスイッチが操作されると、全正時の時報を時刻順にひととおり出力することを特徴とする時報時計。
【請求項４】
刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、音階を視覚的に特定可能な表示素子を設け、時報出力中に表示素子を通じて時報の音階を視覚的に表示することを特徴とする時報時計。
【請求項５】
請求項４の時報時計において、文字を表示する表示素子とし、通常時の表示素子には日付を文字表示する一方、時報出力中の表示素子には、この日付に代えて音階名または音階周波数を文字表示することを特徴とする時報時計。
【請求項６】
請求項４の時報時計において、音符位置または楽器演奏状態を表示する表示素子とし、時報出力中の表示素子には、時報の音階音の音符位置または演奏状態を表示することを特徴とする時報時計。
【請求項７】
請求項６の時報時計において、キーごとの操作状態を表示可能な表示素子にピアノの鍵盤を表示させ、時報出力中の表示素子には、時報の音階音のキーを他のキーから区別して表示することを特徴とする時報時計。
【請求項８】
請求項４の時報時計において、テスト操作の開始スイッチを設け、このスイッチが操作されると、全正時の音階の視覚的な表示を時刻順にひととおり実行することを特徴とする時報時計。
【請求項９】
刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、短い時報に続いて同じ音階の長い時報を出力することを特徴とする時報時計。
【請求項１０】
刻々の時刻を表示し、１２時を基点にして正時ごとに音階を半音階上昇または下降させた時報を出力する時報時計において、１２時の時報の音階を所定の選択肢から任意に設定する設定手段を設けたことを特徴とする時報時計。
【請求項１１】
請求項９の時報時計において、文字を表示可能な表示素子を設け、１２時の時報の設定音階名を常時文字表示することを特徴とする時報時計。
【請求項１２】
刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、複数種類の音源または楽器音による時報の録音データを保持するデータ保持装置を備え、任意に音源または楽器を選択して時報出力の音色を設定できることを特徴とする時報時計。
【請求項１３】
請求項１２の時報時計において、音源または楽器を特定して視覚的に表示可能な表示素子を設け、選択された音源または楽器を視覚的に常時表示することを特徴とする時報時計。
【請求項１４】
刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、正時３０分の中間時刻では、その中間時刻を挟む２つの正時の時報を連続して出力することを特徴とする時報時計。
【請求項１５】
刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、それぞれの時刻と関連付けた録音データの記録媒体を交換可能に保持して録音データを読み取る読み取り装置と、時報の音階判断の難易度に関する再生条件を設定する設定スイッチとを設け、記録媒体から読み取った録音データを用いて再生条件に対応した時報を再生することを特徴とする時報時計。
【請求項１６】
１２時から１時までの各時刻と関連付けて１２種類の音階の時報の録音データと音階名の読み上げ録音データを記録した記録媒体。
【請求項１７】
刻々の時刻を画像ディスプレイに表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報をスピーカーから出力させる時報時計ソフトウエアにおいて、
（１）時報出力の前または後に時刻、時報音階名、または時報音階周波数を音声出力させる、
（２）時報出力時に時報音階名または時報音階周波数を画像ディスプレイに表示させる、うちの少なくとも１つを実行することを特徴とする時報時計ソフトウエア。
【請求項１８】
請求項１〜１５の時報時計において、時報出力の音量を調整する調整手段を設けたことを特徴とする時報時計。
【請求項１９】
請求項１８の時報時計において、調整手段は手動ボリウムであることを特徴とする時報時計。
【請求項２０】
請求項１８の時報時計において、調整手段は、周囲の明るさレベルを検知して時報出力の音量を制御し、暗い場合には明るい場合よりも音量を下げることを特徴とする時報時計。
【請求項２１】
請求項１８の時報時計において、調整手段は、周囲の騒音レベルを検知して時報出力の音量を制御し、騒音レベルが低い場合には高い場合よりも音量を下げることを特徴とする時報時計。
【請求項２２】
請求項１８の時報時計において、調整手段は、周囲の明るさを検知して時報出力の音量を制御し、所定明るさを割り込む場合には時報出力を停止させることを特徴とする時報時計。
【請求項２３】
請求項１〜１５の時報時計において、時報出力の再生音質を調整する調整手段を設けたことを特徴とする時報時計。
【請求項２４】
請求項１〜１５の時報時計において、正時ごとに音階を異ならせた時報の替わりに、一定パターンの通常時報または時報なしを設定可能な切替スイッチを設けたことを特徴とする時報時計。
【請求項２５】
請求項１〜１５の時報時計において、太陽電池と、太陽電池の電力を電池に充電する充電回路とを設けて、電池の出力で消費電力を賄うことを特徴とする時報時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、掛時計、置時計、腕時計などはもちろん、鍵盤楽器、電子メトロノーム、調律器、携帯電話などに組み込まれた付属の時計機能を含めた「刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計」に関する。
【背景技術】
【背景技術】
【０００２】  乳幼児の育児や就学児童の家庭教育にピアノや録音教材を取り入れて、彼らに絶対音感を習得させる試みが行われている。絶対音感は、記憶音同士または記憶音と聴音における音階の一致／不一致、高／低を瞬時に判断する能力であって、作曲や楽器演奏には不可欠とされ、訓練開始は早いほど、また、訓練頻度は習慣的かつ無意識的であることが望ましいと言われている。絶対音感は、楽器の音色だけでなく日常の物音の音程まで分かってしまう、全ての音に対して音程を判断できる能力であって、楽譜の音符配列から瞬時にメロディーを思い浮かべたり、耳で聞いたメロディーから瞬時に楽器操作の運指を連想する能力の基礎となる。【０００３】  特許文献１には、正時ごとに半音づつ上昇させた音階の時報を出力する時報時計が示される。この時報時計によれば、時計の時報として毎日繰り返しで無意識的に１オクターブ１２段階の音階を乳幼児や就学児童に聞かせ、彼らの１日の生活リズムや時刻に対応させて１２段階の音階を記憶させることができる。
特許文献２には、基準クロックを分周して異なる音階音を準備し、正時ごとに異なる音階やメロディーの時報を出力する、電子式に構成された時報時計が示される。この時報時計によれば、正時ごとに異なる音階の時報を出力する時報時計を電子式に構成できる。
特許文献３には、鍵盤スイッチを備えた目覚まし時計が示され、設定時刻になると予め準備された複数種類の音階アラーム音の１つがランダムに選択されて鳴り始め、同じ音階の鍵盤を押すことで音階アラーム音を停止できるようにしている。この目覚まし時計によれば、設定時刻ごとに音階と鍵盤の関係を学習できる。
特許文献４には、ＣＤ読み取り装置を設けたアラーム時計が示され、ＣＤから読み取った正時ごとに異なる音楽データを時報として再生している。このアラーム時計によれば、ＣＤを交換して時報の音声データを入れ替えることにより、様々な音色やメロディーの時報を利用できる。
【特許文献１】特公昭５２−３５３０９号公報
【特許文献２】特開昭５６−６７７８５号公報
【特許文献３】特開２００１−２１６７３号公報
【特許文献４】特開２０００−２７８８８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  ピアノや録音教材を用いる音感教育には、それなりの知識と経験を必要とし、音感教育を長期に持続するには強い意志と熱い情熱が必要であるから、音楽理論に無知で子育てに忙殺される普通の家庭では長続きしない。あきっぽい乳幼児の興味をつなぎとめることは容易でなく、嫌がる就学児童に音感教育を強制し続けるのは親にとっても苦痛だし、そもそも、子供が嫌がるまでもなく１ヶ月を待たずして親が教材に飽きて放り出すに違いない。【０００５】  特許文献１、２に示される時報時計では、時計を見て時刻と音階の関係を理解する必要があり、時計を読めない乳幼児には、時刻と関連付けて音階を記憶することができない。
特許文献３に示される目覚まし時計によれば、アラームと鍵盤における音階の一致／不一致を学習できるが、１日にせいぜい１〜２回しか学習機会がなく、目覚まし時計の意味が判らない乳幼児は使うことができない。
特許文献４に示されるアラーム時計によれば、時報時計で高音質でデータ量の多い時報を利用できるが、音階学習の難易度は一定不変、音感の習熟度に合せて学習負荷を変更できるようなフレキシビリティに欠ける。【０００６】  本発明は、時計や目覚まし時計を理解できない乳幼児でも、１日の生活リズムや時刻名（音階名）に対応させて音階を記憶させて絶対音感を学習できるようにした時報時計、言い換えれば、特公昭５２−３５３０９号公報に示される時報時計を音感教育に特化させて学習負荷のフレキシビリティを確保し、その教育効果を一段と高めた時報時計を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  本発明の時報時計は、刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、時報に続いて時刻、音階名、または周波数を音声出力するようにしたものである。
本発明の時報時計は、刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、周波数表示など、時報の音階を視覚的に表示する表示素子を設け、時報の出力中に表示手段を通じて、この時報の音階を視覚的に表示するものである。
本発明の時報時計は、刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する時報時計において、短い時報に続いて同じ音階の長い時報を出力するものである。
本発明の時報時計は、刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を半音階上昇または下降させた時報を出力する時報時計において、１２時の時報の音階を所定の選択肢から任意に設定する設定手段を設けたものである。
【発明の効果】
【０００８】  本発明の時報時計では、時報に続いて時刻または音階名を読み上げ音声出力するから、時計を見なくても、時計を理解できなくても、時刻名（または音階名）に関連付けて時報の音階を記憶できる。そして、時報の音階判断があやふやな場合には読み上げ音声出力を聞いて判断を確認／訂正できる。従って、絶対音感の習熟度に応じて学習負荷を段階的に調整して、反射的、無意識的な音階判断の訓練効果を高めることができる。
本発明の時報時計では、時報の出力中にその音階を視覚的に表示するから、耳で聞いた判断を視覚的に確認／訂正できる。従って、絶対音感の習熟度に応じて学習負荷を段階的に調整して、反射的、無意識的な音階判断の訓練効果を高めることができる。日付を表示する表示素子を短時間だけ占有して音階名や周波数を表示する場合、新たな表示素子の追加が不要で日付表示の邪魔にもならない。
本発明の時報時計では、短い時報で反射的、無意識的な音階判断を行った後に、同じ音階の長い時報で思考的、意識的な音階判断を行って両方の判断を比較することになる。従って、絶対音感の習熟度に応じて学習負荷を段階的に調整して、反射的、無意識的な音階判断の訓練効果を高めることができる。
本発明の時報時計では、選択設定した１２時の音階を出発点にして、１時、２時と正時ごとに時報の音階を半音上昇または下降させることにより、１１時までの１２回の時報で１オクターブ（倍音は含まない）の音階を順に辿らせる。従って、慣れて時報への集中力がなくなったころに音階を切り替えれば、新たな刺激と変化を楽しめ、絶対音感の習熟度に応じて学習負荷を段階的に調整して、反射的、無意識的な音階判断の訓練効果が高まる。ここで、１２時の音階は、Ｃ音（ド）とＡ音（ラ）の一方を切り替えるようにしてもよく、任意の音階を設定できるようにしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】  読み上げ音声の出力有／無の切替スイッチを設け、単→長の順で同音階の時報を配列することにより、絶対音感の習熟レベルに応じて学習負荷を段階的に調整できるようにした。
【実施例１】
【００１０】  図１は実施例１の掛時計の正面図、図２は掛時計の回路図、図３は時報の説明図、図４は時報のタイムチャート、図５は掛時計の制御のフローチャート、図６は和音による時報の説明図である。
図１、図２に示すように、実施例１の掛時計１０は、１〜１２の数字を印刷した文字板１１の上を長針１２が６０分で、短針１３が１２時間でそれぞれ一周する１２時間周期のアナログ時計である。文字板１１の一部を切り欠いて６桁の液晶素子１６が配置され、文字板１１の上半分のスペースを占めて太陽電池２３が配置される。液晶素子１６は、上の行に英語の月名（ＪＡＮ、ＦＥＢ、ＭＡＲ、・・・ＤＥＣ）と日付け（１、２、３、・・・３１）が表示され、下の行に設定モード（上級／初級）と１２時の音階設定（Ｃ４／Ａ４）と消音の有無が表示される。なお、日付と音階設定は、８セグメント素子により表示し、設定モードと消音は、ガラスに印刷した黒文字を液晶の黒セグメントで消すことにより表示している。
掛時計１０の内部には、時計の駆動と時報出力の制御を行う回路基板１４、電源回路２３および電池１５が収納され、回路基板１４に固定したスピーカー２１を通じて前方へ時報が出力される。【００１１】  回路基板１４に取付けられた集積回路２５は、メロディークロック用途に開発された汎用１チップＩＣであって、入出力部２６、メモリ部２７、演算部２８、およびＤ／Ａ部２９を含み、メモリ部２７に書き込んだ音声データを時報やアラームに利用できる。
メモリ部２７は、各種データ、設定内容、プログラムなどを書き込み可能で不揮発に保持する。入出力部２６は、液晶１６およびモーター３０を駆動し、各種の設定スイッチ１７〜２０を通じた設定操作をラッチして読み込む。演算部２８は、ＲＡＭ素子を含み、メモリ部２７に書き込まれたプログラムに従って必要な演算と制御を実行する。【００１２】  演算部２８は、入出力部２６を通じてモーター３０をパルス駆動する。モーター３０の回転は、ギアユニット３１を通じて減速され、長針１３を１回転／６０分の速度で、また短針１２を１回転／１２時間の速度でそれぞれ回転させる。演算部２８は、入出力部２６を通じて液晶１６を作動し、液晶１６に日付と各種の設定内容を表示させる。演算部２８は、正時ごとにメモリ部２７の蓄積データから時報の音声データを選択し、クロック信号に同期させて音声デジタル信号を再生する。
Ｄ／Ａ部２９は、音声デジタル信号をアナログ信号に変換する。アナログ信号は、トランジスタ３２で増幅されてスピーカー２１を駆動する。ボリウム２２は、手動操作されてトランジスタ３２のベース電流を調整し、スピーカー２１の再生音量を調整する。【００１３】  太陽電池２２は、文字板１１に入射する光の一部を電流に変換する。電源回路２４は、太陽電池２３の出力で電池１５を充電させるとともに、外界の照度を検知して３段階に判定し、判定信号を入出力部２６へ入力させる。
演算部２８は、外界が明るい場合には通常の音量で時報を再生し、初級モードが設定されておれば時刻の音声読み上げも実行する。しかし、暗い場合には最低の音量で時報を再生し、初級モードが設定されていても時刻の音声読み上げは実行しない。中間の明るさ範囲では、中間の音量で時報を再生する一方で初級モードが設定されていても時刻の音声読み上げは割愛する。【００１４】  図３、図４に示すように、設定スイッチ１８を通じて１２時の時報の音階がＣ４に設定されている場合（Ｃ４モード）、１２時〜１１時の時報の音階は、Ｃ４から半音づつ上がって１２段階、１１時で丁度１オクターブ（厳密にはＣ５を除いて）となる。そして、正時ごとの時報は、０．１秒間の短い時報に続いて１秒置いて２秒間の長い時報が出力される。
液晶素子１６には、その音階の時報の出力中、通常の日付表示に代えて、音階名と周波数が表示される。また、モード設定スイッチ１７を通じて初級モードが設定されている場合、時報に続いて時刻が音声で読み上げ出力される。
また、正時３０分ごとの時報は、３０分前の音階による０．１秒間の時報に続いて０．３秒後に３０分後の音階による０．１秒の短い時報が出力され、さらに１秒空白を置いて３０分前の音階と３０分後の音階で１秒づつ合計２秒間の長い時報が出力される。そして、その後、〜時３０分という音声読み上げが実行される。【００１５】  図５に示すように、演算部２８は、掛時計１０を制御する。
ステップ１１１では、レベルの設定スイッチ１７が操作されたか否かを判定し、操作されていればステップ１１２へ進んで現行のレベルを変更し、液晶表示１６のレベル表示も反転させる。初級モードでは、図４に示すように短い時報に続いて長い時報を行い、さらに続いて時刻の読み上げを行う。上級モードでも同様に短い時報に続いて長い時報を行うが、時刻の読み上げは実行しない。【００１６】  ステップ１１３では、設定スイッチ１８が操作されたか否かを判定し、操作されていればステップ１１４へ進んで現行のモードを変更し、液晶表示１６に設定された１２時の時報の音階名を表示する。Ｃ４モードに設定されていれば、図３に示すように、１２時から１１時までＣ４から半音づつ上がる。一方、Ａ４モードに設定されていれば、１２時から１１時までＡ４から半音づつ上がって１１時でＧ５シャープとなる。【００１７】  ステップ１１５では、消音設定スイッチ１９が操作されたか否かを判定し、操作されていればステップ１１６へ進んで現行の消音状態を変更し、液晶表示１６に消音の有無を表示する。消音に設定されていれば、時報出力も時刻読み上げも停止され、時報出力期間の音階名と周波数の表示も行われない。つまり、見かけ上は、音階学習機能の無い普通の掛時計となる。
ステップ１１７では、時刻設定スイッチ２０が操作されたか否かを判定し、操作されていればステップ１１８へ進んでモーター３０を高速回転させて長針１２と短針１３を早回しする。【００１８】  ステップ１１９では、設定スイッチ１７〜２０が過去１秒間継続して操作されていないか否かを判定し、操作されていなければ、通常の時計動作と設定された時報出力を実行する。【００１９】  実施例１の時報時計によれば、時報に続いて時刻を読み上げ出力するから、音感レベルが未熟でも、時計を見なくても、時計を理解できなくても、時刻名や生活リズムに関連付けて時報の音階を記憶できる。そして、音感が習得できたら、モード切替スイッチ１７を操作して上級モードを設定して、読み上げへの依存を断ち切り、真剣勝負の音感学習を行える。
また、時報の出力中、液晶素子１６に音階名と周波数を文字表示するから、音感が未熟な期間や時報を聞いて判断が怪しい場合には文字板１１に注目して音階を確認できる。そして、時報の出力中以外は日付表示を行うから液晶素子１６の数が節約され、限られた文字板１１の面積の中で、大きく目立つ表示を行える。
また、正時ごとの時報は、短い時報に続いて長い時報を出力するから、音感が未熟なうちは、短い時報で反射的、無意識的な音階判断を行った後に、長い時報で思考的、意識的な音階判断を行って両方の判断を比較する練習を無意識的に繰り返すことになる。そして、音感が習熟すれば短い時報で瞬時に音階名が想起されるようになる。
また、音階設定スイッチ１８を操作して１２時の音階をＣ４とＡ４の二通りに選択できるから、Ｃ４を基点とする音階に習熟したらＡ４を基点とする音階に切り替えて、新たな刺激と変化を付け加えることができる。
従って、絶対音感の習熟度に応じて学習負荷を段階的に調整して、反射的、無意識的な音階判断の訓練効果が高まる。【００２０】  また、ボリウム２２を設けて時報出力の音量を手動調整できるようにしたから、掛時計１０と乳幼児のベッドの距離、部屋の広さ、騒音の程度、来客の有無などに応じてきめ細かく音量を調整して、快適で効果的な学習環境を準備できる。
また、太陽電池２３の出力から周囲の明るさを検知して、明るい場合には暗い場合よりも音量を下げるようにしたから、時間的な騒音レベルに適合した効果的な学習環境を準備でき、電池の出力を節約して停電を予防できる。そして、所定明るさを割り込む場合には時報出力を停止させるから、無人の部屋で空しく時報を続けて電池が放電し尽くされたり、深夜の安眠を妨げることがない。
また、消音設定スイッチ１９を設けて音感学習機能を停止できるから、重要な来客がある場合や音階学習に飽きた場合には普通の掛時計として利用できる。
また、充電回路２４が太陽電池２３の出力を電池に貯めて、電池が電力消費を賄うようにしたから、省資源、省エネルギー、目障りな電源コードが無くて済み、電池交換も不要である。【００２１】  また、集積回路２５として汎用のメロディークロックＩＣを使用したから、録音データの変更も容易で、安価軽量、デザイン優先で高信頼性、商品価値の高い掛時計１０を構成できる。【００２２】  なお、実施例１では、単音で時報出力を行ったが、図６に示されるように和音で時報出力を行ってもよい。この場合、１２時から１１時までベース音を半音づつ上げて１２段階１オクターブに変化させ、ベース音の上に２度上と３度半上の音階を乗せている。このような和音でも録音や合成によって音楽データを形成して集積回路２５に書き込むことで簡単に実現できる。
また、実施例１では、消音設定スイッチ１９で時報を消すことにしたが、一定パターンの通常時報に切り替えるようにしてもよい。
また、実施例１では、１２時の音階は、Ｃ音（ド）とＡ音（ラ）の一方へ交互に切り替えるようにしたが、任意の音階から始まる昇順または降順の音階を設定できるようにしてもよい。
また、実施例１では、時刻や音階名の読み上げの有無による学習難度の調整を説明したが、時報の音色を変更して学習難度を変化させてもよい。例えば、音叉による音階変化を初級モードとして、ピアノ、ギター、尺八、オーケストラ、鈴虫という具合に聞き取り難度を上げて、新鮮さを維持しつつ、常に謙虚な気持ちで時報を迎えられるようにする。
【実施例２】
【００２３】  図７は実施例２の置時計の外観図、図８は置時計の回路図である。
図７、図８に示すように、実施例２の置時計４０は、アルカリ乾電池４５から電力供給されて液晶素子４６に２４時間一周期の時刻を表示する。そして、０時の音階の時報からスタートして正時ごとに別々の異なる音階の時報を出力し、２３時までの一周期２４回で丁度２オクターブ２４種類の音階を網羅することになる。【００２４】  液晶素子４６の上段には時刻、下段には実施例１と同様に日付と各種モードの設定（図示略）内容が表示されている。そして、実施例１と同様に、時報の出力中は日付に代えて時報音階名と時報周波数が表示される。
レベル設定スイッチ４７は初級／上級の設定スイッチであって、初級を設定すると短い時報と長い時報に続いて音階名が読み上げ出力され、上級では音階名の読み上げが省略される。【００２５】  音階の設定スイッチ４８は、０時の時報の音階を設定するもので、Ｃ４からＢ５まで２４種類の音階を液晶素子４６に順送りして設定できる。０時の時報の音階が設定されると、その音階に応じた順序で各正時の時報の音階が設定される。例えば、Ｃ４を設定するとＣ４からＢ５まで正時ごとに半音ずつ上昇、Ｂ５を設定するとＢ５からＣ４まで正時ごとに半音ずつ下降となる。【００２６】  消音設定スイッチ４９は、音感学習機能を停止させるもので、消音モードを選択すると、時報の無い普通の目覚まし時計として機能させることができる。
時刻設定スイッチ５０は、液晶素子４６の時刻表示を早送りして時刻設定を行うもので、押し操作を止めて１秒後に時計としての時刻カウントが再開される。
音量設定スイッチ５１は、時報の音量を設定するもので、集積回路５５のデジタルボリウム機能を使って音階名の読み上げ音量が設定される。【００２７】  集積回路５５は、メロディークロック用途に開発された汎用の１チップＩＣであって、内部にＩ／Ｏ部５６、メモリ部５７、演算部５８、Ｄ／Ａ部５９を備える。演算部５８は、メモリ部５７に書き込まれたプログラムに従って動作し、メモリ部５７に書き込んだ２４種類の音階読み上げデータから正時ごとに１つを選んで再生する。Ｉ／Ｏ部５６は、液晶素子４６のドライブと、トランジスタ４４、５３を通じた時報の選択と音声出力のＯＮ／ＯＦＦを行うとともに、設定スイッチ４７〜５１の操作内容をラッチして演算部５８に読み込ませる。【００２８】  クロック回路４２は、集積回路５５の動作クロックを発生するとともに、各種音階の時報を発生させる基本クロック信号を発生させる。２４個の分周回路４３は、方形波のクロック信号から２オクターブ２４種類のアナログ正弦波信号を発生する。正時ごとに２４個のトランジスタ４４のうちの１つが選択されてＯＮされると、接続された分周回路４３からのアナログ信号がスピーカー４１へ供給され、時報として再生される。Ｉ／Ｏ回路５２は、集積回路５５のＩ／Ｏ部から５ビットの信号を得て２４個のトランジスタ４４をドライブする。【００２９】  実施例２の置時計によれば、クロック回路４２と２４個の分周回路４３で構成される２４個の音源を有するから、２４個のトランジスタ４４をドライブするプログラムの変更で種々の音階音や和音やメロディーを再生することができる。
【実施例３】
【００３０】  図９は実施例３の液晶素子の説明図、図１０は実施例３の時報時計の回路図である。実施例３の時報時計は、ほぼ実施例２の置時計と同様の外観を持たせ、図７、図８の液晶表示４６を図９、図１０の液晶表示６０に置き換えるなど、若干の回路変更を行って構成される。図１０の回路図中、図８と共通の構成要素には共通の符号を付して詳しい説明を省略している。【００３１】  図９に示すように、液晶表示６０には、時刻表示６２、秒数表示６３、午前／午後の表示６４、日付表示６５に加えて、１２時の音階設定表示６１が８セグメントを用いて文字表示される。
図１０に示すように、分周回路４３Ａは、クロック回路４２の基本クロック信号を分周、整形して、Ｃ４（２６２Ｈｚ）からＧ５シャープ（８３１Ｈｚ）まで半音ごとの２１種類の正弦波信号を発生する。Ｃ４（２６２Ｈｚ）からＢ４（４９４Ｈｚ）まではＣ４モード、Ａ４（４４０Ｈｚ）からＧ５シャープ（８３１Ｈｚ）まではＡ４モードに割り当てられる。
集積回路５５は、液晶表示６０を制御して時刻表示を行い、１２時から１１時までの１２個の正時には、２１個のトランジスタ４４とトランジスタ５３を制御して音源を選択し、スピーカー４１から正時ごとの時報を出力させる。【００３２】  図９に示すように、１２時をＡ４（４４０Ｈｚ）に設定したＡ４モードではＡ４が文字表示（６１）され、１２時をＣ４（２６２Ｈｚ）に設定したＣ４モードではＣ４が文字表示（６６）される。なお、午前／午後の表示６４は、Ｍが固定の文字で表現され、ＡとＰが７セグメント１桁で切替表示される。
そして、時報出力中の日付表示６５は、時報の音階説明に置き換えられる。月名と日数の９セグメント１桁と７セグメント５桁を用いて音階名６７が表示され、年号の７セグメント４桁を用いて周波数６９が表示される。曜日名の９セグメント１桁と７セグメント２桁は周波数の単位Ｈｚを表示する。なお、９セグメントは英大文字のＭ、Ｗを表示するための縦の中心線２セグメントを数値表示の７セグメントに追加した幅広の桁である。【００３３】  Ａ４モードに設定すると、１時、２時、３時の正時には、半音ずつ上がってＡ４シャープ（４６６Ｈｚ）、Ｂ４（４９４Ｈｚ）、Ｃ５（５２３Ｈｚ）の時報が出力され、それぞれＡ４Ｓ（シャープ）と４６６Ｈｚ、Ｂ４と４９４Ｈｚ、Ｃ５と５２３Ｈｚが文字表示される。そして、２時３０分には、２時のＢ４（４９４Ｈｚ）と３時のＣ５（５２３Ｈｚ）が途中で切り替わる形式で連続して出力される。時報出力開始から１０秒間、日付表示６５には、音階名６７（Ｂ４／Ｃ５）と周波数６９（４９４Ｈｚと５２３Ｈｚが交互に）が文字表示される。【００３４】  実施例３の時報時計によれば、時報出力開始から１０秒間、液晶素子６０に音階名６７と周波数６９が文字表示されるから、時報を聞いて音階判断した後に液晶素子６０を見て音階名６７と周波数６９を確認できる。
また、正時３０分には前後の正時の音階を連続して出力するから、途中で半音階上がるメロディーとなり、平坦なメロディーの正時の時報と混同しないで済む。
また、正時３０分には、前後の音階のうち片方を聞き取れれば時刻を類推して聞き取れなかった音階を推定することにより耳慣れ、すなわち音階判断を確実にする訓練にもなる。
また、時報の出力中に周波数が表示されるから音階名と周波数の関係も学習できる。
【実施例４】
【００３５】  図１１は実施例４の時報時計の液晶素子の説明図、図１２は実施例４の時報時計の回路図である。実施例４の時報時計は、実施例１の時報時計の時刻表示をアナログ文字板の針表示から液晶素子７０の数値表示に置き換えたもので、図１２の回路図中、図２と共通の構成要素には共通の符号を付して詳しい説明を省略している。
図１１に示すように、液晶素子７０は、ドットマトリクスを用いてＡＭ／ＰＭの表示を含む時刻表示７７と各種設定内容を表示する。また、液晶素子７０の下部には時報の音階を視覚的に表示するピアノの鍵盤７４が表示される。鍵盤７４は、個々のキー（７５、７６、７７など）と音階名表示７９に独立した電極を配置してそれぞれ個別に白黒の表示を可能にしてある。
図１２に示すように、大容量メモリを搭載してアナログ音声の録音機能を有する時計用途向けで開発された１チップ型の集積回路２５Ａが回路基板１４Ａに搭載されている。集積回路２５Ａは、ドライバ７０Ａを介して液晶素子７０のドットマトリクスを制御して時刻表示７７などを行うが、正時になるとメモリ部２７から時報データを読み出して音声信号を再生してスピーカー２１を駆動する。
メモリ部２７には、３種類の楽器（フルート、ピアノ、バイオリン）を用いて録音したそれぞれ２１種類の時報データが記録されている。また、実施例１と同様に、時刻と音階名と周波数の読み上げデータも記録されている。
２１種類の時報データは、実施例３と同様に、Ｃ４（２６２Ｈｚ）からＧ５シャープ（８３１Ｈｚ）まで半音ごとの２１音階であって、Ｃ４（２６２Ｈｚ）からＢ４（４９４Ｈｚ）まではＣ４モード、Ａ４（４４０Ｈｚ）からＧ５シャープ（８３１Ｈｚ）まではＡ４モードに割り当てられる。
楽器の選択はスイッチ１７を１秒以上押し続けると順番に切替えられる。１２時の音階はスイッチ１８を１秒以上押し続けると交互に切り替わる。スイッチ１８を１秒以下押して放すと、設定された音階モードの全時報が１２時から１１時までの順序で連続的に出力される。音感レベルの設定はスイッチ１９を１秒以上押し続けると順番に切り替わる。スイッチ２０は、時刻合わせに使用される。
集積回路２５Ａは、時報出力中、液晶素子７０の下部のピアノの鍵盤７４による音階表示を制御して、時報と同じ音階のキー（７５、７６、７８）を点滅（白黒反転の繰り返し）で表示する。【００３６】  図１１に示すように、液晶素子７０には、楽器表示７１、１２時の音階表示７２、音感レベル表示７３がドットマトリックスにより文字表示される。ここでは、楽器表示７１がピアノ、１２時の音階表示７２がＡ４、音感レベル表示７３が初級者にそれぞれ設定されている。楽器は、他にフルートとバイオリンを選択でき、楽器名が英語で表示される。１２時の音階は、実施例３と同様にＣ４も選択でき、Ａ４かＣ４が表示される。
音感レベルは、初級者の他に中級者（Ｉｎｔｅｒｍｅｄ）と上級者（Ａｄｖａｎｃｅｄ）と最上級者（Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ）を選択できる。
初級者モードでは、各正時において、短い時報と長い時報と音階名が音声出力され、さらに続いて同じ音階の長い時報が２回続けて出力される。
中級者モードでは、短い時報と長い時報と音階名が音声出力される。
上級者モードでは、短い時報と長い時報が音声出力され、音階名は省略される。鍵盤７４の音階名表示７９も白く消される。
最上級者モードでは、短い時報のみが音声出力される。鍵盤７４の音階名表示７９も白く消される。【００３７】  実施例４の時報時計によれば、被訓練者の音感の熟練レベルに合せて初級者、中級者、上級者、最上級者という具合に聞き取りの難度を替えることにより、最適な学習負荷で訓練を行うことができる。特に、初級者レベルでは、音階名に続いてその音階の時報を聞かせるから、スムーズに音を記憶できる。
また、楽器を選択できるから、楽器によらない周波数の聞き取り能力（音感）を訓練できるし、１つの楽器音に飽きて集中力が欠けたら、他の楽器を選択して気分転換して、被訓練者の集中力や興味を持続させることもできる。そして、液晶素子７０に楽器名を表示しているから、聞きたくない楽器の設定は、最初の時報を聞くまでもなく早々に変更できる。
また、Ｃモードの１２時にはキー７５、１時にはキー７６、Ａモードの１２時にはキー７８という具合に、液晶素子７０にピアノの鍵盤７４を表示させて、時報と同期して時報の音階のキー（７５など）を点滅表示させるから、時報の音階を聞き分けられない場合には即座に液晶表示７０を見て、鍵盤７４のキー（７５など）に対応させてその時報の音を記憶できる。
また、時報ごとに点滅するキーの位置が移動するから、ピアノ操作のイメージトレーニングとなり、時報が１オクターブの音階構成のどこの音であるかも感覚的に記憶できる。【００３８】  なお、実施例５の時報時計では、録音機能を有する時計用途向けに開発された１チップ型の集積回路２５Ａを採用し、集積回路２５Ａに内蔵されたメモリ部２７に録音データを蓄積したが、独立した大容量のメモリ素子を採用して、個々の録音データの大容量化を図り、これにより時報の音質を改善してもよい。このような独立したメモリ素子は、コンパクトフラッシュなどの半導体メモリデバイスを着脱可能に保持した読み取り装置（メディアリーダー）に置き換えてもよい。
また、ピアノの鍵盤７４は、図６に示すような音符付きの五線譜に置き換えてもよい。例えば、音符ごとに電極を配置した五線譜の液晶を採用して、キー（７５など）の代わりに出力中の時報と同じ音階の音符を点滅表示することができる。演奏状態を表示するためには、キーの色を反転する代りに、ランプを点けたり、指や鬼の絵を重ねて表示してもよい。
また、スイッチ２０を手動操作して現在時刻を合わせる代わりに、電波時計機能を搭載して現在時刻を自動的に調整させてもよい。
【実施例５】
【００３９】  図１３は実施例５の時報時計の外観図、図１４は実施例５の時報時計のシステム構成図である。実施例５の時報時計は、音響性能を確保するために、独立したスピーカー筐体とディスプレイ筐体を連結して構成される。
図１３、図１４に示すように、時報時計８０は、タッチパネル８１を設けた液晶ディスプレイ８２を備え、液晶ディスプレイ８２にアナログ時計の画像を表示する。液晶ディスプレイ８２には、音源の種類（楽器名など）、音感レベル、１２時の音階など各種の設定内容８８が表示され、タッチパネル３１を通じて設定変更や時刻設定を行うための操作ボタン８７も表示される。【００４０】  時報時計８０の下部にはスピーカー８３が配置され、スピーカー８３の保護カバーを取り付ける挿入孔８９が形成されている。
液晶ディスプレイ８２とスピーカー８３の間には、ＣＤ読み取り装置９７のトレイ８４、そのイジェクトボタン、システムの電源スイッチなどが配置される。トレイ８４には、時報データを記録したＣＤ８５がセットされる。【００４１】  図１４に示すように、実施例５の時報時計８０のシステムは、読み取り専用メモリ回路９４と演算回路９５と演算メモリ回路９６とＣＤ読み取り装置９７とインターフェイス回路９１とビデオ回路９２とオーディオ回路９３を共通のバスラインで接続して構成される。読み取り専用メモリ回路９４は時刻表示と時報出力に関する処理プログラムと基本データを記録している。演算回路９５と演算メモリ回路９６は、読み取り専用メモリ回路９４から読み出した処理プログラムに従って、演算を行い、ＣＤ読み取り装置９７とインターフェイス回路９１とビデオ回路９２とオーディオ回路９３を制御する。
ＣＤ読み取り装置９７は正時ごとにＣＤ８５からその正時の時報データを読み取る。インターフェイス回路９１は、タッチパネル８１を通じた入力を信号変換して演算回路９５に送出する。ビデオ回路９２は、演算回路９５の演算結果を画像信号に変換して液晶ディスプレイ８２を駆動する。オーディオ回路９３は、演算回路９５の演算結果を音声信号に変換してスピーカー８３を駆動する。【００４２】  ＣＤ８５には、音源の種類（楽器名など）と時刻に関連付けて記録トラックを作成した時報の録音データが多数記録されている。録音データは、短い時報、長い時報、時刻の読み上げ、周波数の読み上げの音声データを含み、読み上げは男性、女性、子供、俳優、音声合成、エコー付きなど複数種類が準備されている。
演算回路９５は、正時の数秒前にＣＤ読み取り装置９７を起動し、設定された楽器（音源）、設定された１２時の音階、設定された読み上げ人、正時の時刻から該当する記録トラックを特定してＣＤ８５から時報データを読み取る。そして、正時のタイミングで、設定された音感の熟練レベルに応じて時報データを再生する。
また、タッチパネル８１を通じてテスト開始を指令入力することにより、設定に基づく全ての正時の時報を１２時から１１時までの順序で連続的に再生する。【００４３】  実施例５の時報時計によれば、ＣＤ８５から時報データを読み取るから、大きな容量で多種類の録音データを利用できる。そして、音響特性に優れたスピーカー８３とオーディオ回路９３を採用して、この大きな容量の録音データの再生音質を確保したから、高音質でリアルな時報再生が可能である。
また、液晶ディスプレイ８２にバーチャルな時計画像８６を表示させるから、デジタル／アナログ、モダン／クラシック、教会／市庁舎／回教寺院／日時計／からくりなど、画像データやプログラム変更によって種々の時刻表示を実現できる。
例えば、液晶ディスプレイ８２にバーチャルなオーディオスペクトルグラフとイコライザボリウムを表示し、イコライザボリウムをタッチして時報の各周波数帯域の音量を個別に調整できるようにし、時報の音質調整を行ってもよい。
また、時報データをＣＤ８５から読み取るから、ＣＤ８５を交換すれば、別の楽器、時報構成、読み上げ言語、俳優による時報を再生でき、興味と集中力を持続させて学習効果を長く維持できる。【００４４】  なお、実施例５では、時報データの記録媒体としてＣＤ８５を使用したが、他の着脱可能な記録メディア（コンパクトフラッシュメモリ素子など）でもよい。
また、正時ごとにＣＤ８５から時報データを読み取る代わりに、ハードディスク装置を追加してＣＤ８５の時報データを最初にまるごとコピーしてもよい。
また、スピーカー筐体とディスプレイ筐体を接続して時報時計に専用のシステムを組立てる代わりに、汎用のノートパソコンに時報時計プログラ厶をインストールしてシステムを構成してもよい。このとき、時報データと時刻表示画像データと時報時計プログラムを搭載したＣＤ−ＲＯＭで時報時計を社会に提供してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４５】  本発明は、実施例に掲げた掛時計、置時計の他に、腕時計はもちろん、鍵盤楽器、電子メトロノーム、調律器、携帯電話などに組み込まれた付属の時計機能を含めて、「刻々の時刻を表示し、正時ごとに音階を異ならせた時報を出力する」装置に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】  実施例１の掛時計の正面図である。（実施例１）
【図２】  掛時計の回路図である。（実施例１）
【図３】  時報の説明図である。（実施例１）
【図４】  時報のタイムチャートである。（実施例１）
【図５】  掛時計の制御のフローチャートである。（実施例１）
【図６】  和音による時報の説明図である。
【図７】  実施例２の置時計の説明図である。（実施例２）
【図８】  置時計の回路図である。（実施例２）
【図９】  実施例３の時報時計の液晶素子の説明図である。（実施例３）
【図１０】  実施例３の時報時計の回路図である。（実施例３）
【図１１】  実施例４の時報時計の液晶素子の説明図である。（実施例４）
【図１２】  実施例４の時報時計の回路図である。（実施例４）
【図１３】  実施例５の時報時計の外観図である。（実施例５）
【図１４】  実施例５の時報時計のシステム構成図である。（実施例５）
【符号の説明】
【００４７】１０  掛時計
１１  文字板
１２  長針
１３  短針
１４、１４Ａ  回路基板
１５  電池
１６、４６、６０、７０  液晶素子
１７、４７  モード設定スイッチ
１８、４８  音階設定スイッチ
１９、４９  消音設定スイッチ
２０、５０  時刻設定スイッチ
２１、４１  スピーカー
２２  ボリウム
２３  太陽電池
２４  電源回路
２５、２５Ａ、５５  集積回路
２６、５６  入出力部
２７、５７  メモリ部
２８、５８  演算部
２９、５９  Ｄ／Ａ部
３０  モータ
３１  ギアユニット
３２、４４、５３  トランジスタ
４０  置時計
４２  クロック回路
４３、４３Ａ  分周回路
４５  アルカリ電池
５１  音量設定スイッチ
５２  Ｉ／Ｏ回路
６１、６６、７２  １２時の音階表示
６２、７７  時刻表示
６３  秒数表示
６４  午前／午後表示
６５  日付表示
６７  音階名表示
６９  周波数表示
７１  楽器表示
７３  熟練度表示
７４  時刻
７５、７６、７８  キー７９  音階名表示
７０Ａ  ドライバ
８０  時報時計
８１  タッチパネル
８２  液晶ディスプレイ
８３  スピーカー
８４  トレイ
８５  ＣＤ（着脱可能な記録メディア）
８６  時計画像
８７  操作ボタン
８８  設定内容
８９  挿入孔
９１  インターフェイス回路
９２  ビデオ回路
９３  オーディオ回路
９４  読み出し専用メモリ回路
９５  演算回路
９６  演算メモリ回路
９７  ＣＤ読み取り装置（着脱可能な記録メディアの読み取り装置）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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