(57)【要約】      （修正有）【課題】光信号を用いた通信において、データ通信にかかる時間を短縮するとともに、消費電力を低減する。【解決手段】電子時計２０は、他の電子機器から光信号を受信する太陽電池２０１と、所定の周波数で太陽電池２０１が受信する光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら光信号の同期信号を受信し、その後、同期信号を受信した周波数より大きな周波数で光信号のデータを受信する制御回路２０２と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
他の電子機器から光信号を受信する受信部と、
所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御回路と、
を備えることを特徴とする電子時計。
【請求項２】
前記制御回路は、前記光信号を検出した後に、所定時間内に前記同期信号を受信しなかった場合には、前記光信号を検出する周波数を前記所定の周波数に戻す
ことを特徴とする請求項１に記載の電子時計。
【請求項３】
時刻を計時する計時部と、
前記計時部が計時する時刻を表示する表示部と、
を備え、
前記光信号のデータが時刻情報を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の電子時計。
【請求項４】
他の電子機器から光信号を受信する受信部と、
所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御回路と、
を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項５】
他の電子機器から光信号を受信する受信部を備える電子時計のコンピュータに、
所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御ステップ
を実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項６】
電子機器と電子時計とを備える通信システムであって、
前記電子機器は、
光信号を送信する送信部と、
前記送信部を用いて同期信号を送信した後、データを前記電子時計に送信する送信制御部と、
を備え、
前記電子時計は、
前記電子機器から光信号を受信する受信部と、
所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御回路と、
を備えることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子時計、電子機器、プログラム及び通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ送信装置がＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）等から照明光の搬送波としてデータを送信し、データ受信装置がソーラパネルの出力変化を検出し、検出されたデータを復調することでデータの受信を行う可視光通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２２７９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された技術では、データ受信装置において、データ受信のサンプリングを常時行うと、消費電力が大きくなるという問題がある。一方、サンプリング周波数を小さくすると消費電力は抑えられるが、通信同期に時間がかかってしまう。
【０００５】
そこで、本発明は上述の事情を鑑みてなされたものであり、光信号を用いた通信において、データ通信にかかる時間を短縮するとともに、消費電力を低減することができる電子時計、電子機器、プログラム及び通信システ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】
【０００６】
本発明の幾つかの態様は、他の電子機器から光信号を受信する受信部と、所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御回路と、を備えることを特徴とする電子時計である。
【０００７】
また、本発明の他の態様の電子時計において、前記制御回路は、前記光信号を検出した後に、所定時間内に前記同期信号を受信しなかった場合には、前記光信号を検出する周波数を前記所定の周波数に戻すことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の他の態様の電子時計において、時刻を計時する計時部と、前記計時部が計時する時刻を表示する表示部と、を備え、光信号のデータが時刻情報を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の態様は、他の電子機器から光信号を受信する受信部と、所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御回路と、を備えることを特徴とする電子機器である。
【００１０】
また、本発明の他の態様は、他の電子機器から光信号を受信する受信部を備える電子時計のコンピュータに、所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御ステップを実行させることを特徴とするプログラムである。
【００１１】
また、本発明の他の態様は、電子機器と電子時計とを備える通信システムであって、前記電子機器は、光信号を送信する送信部と、前記送信部を用いて同期信号を送信した後、データを前記電子時計に送信する送信制御部と、を備え、前記電子時計は、前記電子機器から光信号を受信する受信部と、所定の周波数で前記受信部が受信する前記光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら前記光信号の同期信号を受信し、その後、前記同期信号を受信した周波数より大きな周波数で前記光信号のデータを受信する制御回路と、を備えることを特徴とする通信システムである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、電子時計は、受信部と制御回路とを備える。受信部は、他の電子機器から光信号を受信する。制御回路は、所定の周波数で受信部が受信する光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら光信号の同期信号を受信し、その後、同期信号を受信した周波数より大きな周波数で光信号のデータを受信する。これにより、光信号を用いた通信において、データ通信にかかる時間を短縮するとともに、消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における通信システムの構成を示した概略図である。
【図２】本発明の実施形態による電子時計の一動作例を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】本発明の実施形態による電子時計が実行する通信処理の処理手順を示したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態における通信システム１の構成を示した概略図である。図示する例では、通信システム１は、電子機器１０と電子時計２０とを含んでいる。電子機器１０は、例えば、スマートフォンや、携帯電話機や、タブレット端末等の電子機器である。図示する例では、電子機器１０は、時刻データ取得部１０１と、送信制御部１０２と、光源１０３とを備えている。
【００１５】
時刻データ取得部１０１は、現在日時（現在時刻（時分秒）及び現在日付（年月日））を取得する。例えば、時刻データ取得部１０１は、インターネット上の時刻サーバにアクセスして現在日時を取得する方法や、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）を用いて現在日時を取得する方法や、基地局からの制御信号から現在日時を取得する方法を用いる。なお、現在日時の取得方法は、どのような方法でもよい。
【００１６】
送信制御部１０２は、電子機器１０が備える各部の制御を行う。また、送信制御部１０２は、時刻データ取得部１０１が取得した現在日時に基づいて、電子時計２０の時刻を補正するための時刻データを生成する。そして、送信制御部１０２は、生成した時刻データを、光源１０３を用いて光信号として出力（送信）する。
【００１７】
送信制御部１０２は、光源１０３を用いて、信号を送信する周波数を段階的に上げながら同期信号を送信した後、同期信号を送信した周波数より大きい周波数で時刻データを送信する。同期信号は、予め定められている例えばハイレベルとローレベルとのパターンの信号である。
【００１８】
光源１０３は、例えば、電子機器１０が有するフラッシュ用のＬＥＤや、液晶ディスプレイのバックライト等である。光源１０３は、時刻データを示す光信号を電子時計２０に対して送信する送信部として動作する。
【００１９】
電子時計２０は、アナログ表示で時刻を表示する時計である。図示する例では、電子時計２０は、太陽電池２０１と、制御回路２０２と、スイッチ２０３と、二次電池２０４と、ダイオード２０５と、基準信号生成回路２０６と、表示部２０７とを備えている。
【００２０】
太陽電池２０１は、充電期間では、光（太陽、照明など）を受光して電気エネルギーに変換する発電部として動作する。また、太陽電池２０１は、通信期間では、電子機器１０と光通信を行い、電子機器１０から時刻データを示す光信号を受信する受信部として動作する。充電期間および通信期間については後述する。
【００２１】
制御回路２０２は、電子時計２０が備える各部の制御を行う。また、制御回路２０２は、太陽電池２０１による二次電池２０４への充電制御を行う。また、制御回路２０２は、二次電池２０４の過充電防止制御を行う。また、制御回路２０２は、太陽電池２０１を用いて光通信を行う。例えば、制御回路２０２は、電源端子とＧＮＤ端子に接続された二次電池２０４が出力する電力により作動する。このとき、制御回路２０２は、二次電池２０４の出力電圧を検出することで、二次電池２０４の充電状態（フル充電、過放電など）を判定し、所定の充電制御を行う。例えば、制御回路２０２は、二次電池２０４の充電状態に応じて、制御端子から出力する制御信号によってスイッチ２０３のオン／オフ制御を行う。これにより、制御回路２０２は、太陽電池２０１と二次電池２０４とを接続することで二次電池２０４への充電を行う。また、制御回路２０２は、太陽電池２０１と二次電池２０４とを切断することで、二次電池２０４への過充電を防止する。
【００２２】
また、制御回路２０２は、基準信号生成回路２０６が出力する基準信号に基づいてスイッチ制御信号を出力し、スイッチ２０３のオン／オフ制御を行う。これにより、制御回路２０２は、太陽電池２０１と二次電池２０４の接続と、太陽電池２０１と二次電池２０４の切り離しとを行う。
【００２３】
また、制御回路２０２は、通信期間において、入力端子に入力された太陽電池２０１の出力電圧を検出し、検出した電圧を電気信号に変換することで、外部機器(本実施形態では、電子機器１０）から光通信によって送信される時刻データを受信する。そして、制御回路２０２は、時刻データに基づいて指針が示す時刻を修正する。
【００２４】
制御回路２０２は、通信期間において、所定の周波数で太陽電池２０１が受信する光信号を検出し、その後、周波数を段階的に上げながら光信号の同期信号を受信し、その後、同期信号を受信した周波数より大きな周波数で光信号の時刻データを受信する。また、制御回路２０２は、通信期間において、光信号を検出した後に、所定時間内に同期信号を受信しなかった場合には、光信号を検出する周波数を所定の周波数に戻す。
【００２５】
スイッチ２０３は、制御回路２０２から入力されるスイッチ制御信号に基づいて、太陽電池２０１と二次電池２０４の接続と、太陽電池２０１と二次電池２０４の切り離しとを行う。二次電池２０４は、電子時計２０が備える各部に電力を供給する。ダイオード２０５は、二次電池２０４に対する電流の逆流を防止する。基準信号生成回路２０６は、発振回路（例えば３２ｋＨｚ）と分周回路からなり、例えば１Ｈｚの基準信号を生成する。制御回路２０２及び基準信号生成回路２０６が、時刻を計時する計時部として動作する。表示部２０７は、文字板と指針とを備え、計時部が計時する時刻を表示する。
【００２６】
次に、電子機器１０と電子時計２０との間の通信方法について説明する。本実施形態では、電子機器１０は光源１０３を用いてデータを送信する。例えば、電子機器１０は、「１」を送信する際には光源１０３を発光させ、「０」を送信する際には光源１０３を消灯させる。また、電子時計２０は、太陽電池２０１を用いてデータを受信する。例えば、電子時計２０の制御回路２０２は、太陽電池２０１が光を受光して電圧を発生した場合には「１」を受信したと判定し、太陽電池２０１が電圧を発生しない場合には「０」を受信したと判定する。
【００２７】
太陽電池２０１と二次電池２０４とが接続している場合、二次電池２０４の出力電圧により、太陽電池２０１が発生した電圧を正確に判定することができない。そこで、本実施形態では、データの受信時には、太陽電池２０１が発生する電圧をより精度良く検出するために、スイッチ２０３を制御し、太陽電池２０１と二次電池２０４とを切り離す。なお、太陽電池２０１と二次電池２０４とを切り離している期間を「通信期間（ＯＦＦ期間）」とする。
【００２８】
また、通信期間以外の期間では、スイッチ２０３を制御し、太陽電池２０１と二次電池２０４とを接続する。太陽電池２０１と二次電池２０４とを接続している期間を「充電期間（ＯＮ期間）」とする。これにより、受信期間においては、より精度良くデータを受信することができる。
【００２９】
また、通信期間では二次電池２０４を充電することができない。そのため、通信期間は短い方が望ましい。従って、本実施形態では、電子時計２０は、通常時には充電期間とし、一定期間毎に短い通信期間を設ける。そして、電子時計２０は、短い通信期間中に電子機器１０から同期信号を受信した場合、時刻データの受信が完了するまで通信期間を継続する。一方、電子時計２０は、通信期間中に電子機器１０から同期信号を受信しない場合、充電期間とする。
【００３０】
このように、電子時計２０は、充電期間と、充電期間よりも短い通信期間とを繰り返す。また、短い通信期間中に同期信号を受信した場合、時刻データの受信を完了するまで通信期間とする。これにより、電子時計２０は、充電期間をより長くしつつ、より精度良く光信号を受信することができる。
【００３１】
図２は、本実施形態による電子時計２０の一動作例を説明するためのタイミングチャートである。本図に示す受信信号は、太陽電池２０１が電子機器１０から受信する光信号である。また、本図に示す△は、制御回路２０２が、通信期間において、受信信号をサンプリングするタイミングを示す。
【００３２】
図２（Ａ）に示す通り、電子機器１０の送信制御部１０２は、同期信号を送信した後に、時刻データを送信する。本図に示す同期信号は、５つのパルスからなる信号である。電子機器１０は、同期信号を送信する際、最初のパルスを第１の周波数（１Ｈｚ）で送信した（時刻ｔ２〜時刻ｔ４）後、残りの４つのパルスを第１の周波数より大きい第２の周波数（４Ｈｚ）で送信する（時刻ｔ４〜時刻ｔ５）。また、電子機器１０は、同期信号の送信が完了した後、第２の周波数より大きい第３の周波数（６０Ｈｚ）で時刻データを送信する（時刻ｔ５〜時刻ｔ６）。
【００３３】
電子時計２０の制御回路２０２は、通信期間に移行すると、まず、第１の周波数（１Ｈｚ）で受信信号をサンプリングする（時刻ｔ１〜時刻ｔ３）。そして、制御回路２０２は、光信号（ハイレベルのパルス）を検出すると（時刻ｔ３）、受信信号のサンプリング周波数を第２の周波数（４Ｈｚ）に切り替えて同期信号を受信する（時刻ｔ３〜時刻ｔ５）。サンプリング周波数は、受信信号をサンプリングする周波数である。その後、制御回路２０２は、同期信号を検出（同期信号の受信が完了）すると（時刻ｔ５）、受信信号のサンプリング周波数を第３の周波数（６０Ｈｚ）に切り替えて時刻データを受信する（時刻ｔ５〜時刻ｔ６）。このとき、制御回路２０２は、サンプリング周波数を第２の周波数（４Ｈｚ）に切り替えた後に、所定のパターン（４つのパルス）を検出した場合に、同期信号を検出したと判定する。
【００３４】
また、図２（Ｂ）に示す通り、制御回路２０２は、通信期間中に光信号（ハイレベルのパルス）を検出して（時刻ｔ１１）、サンプリング周波数を第２の周波数（４Ｈｚ）に切り替えた後、一定期間（例えば、２秒）経過しても（時刻ｔ１２）、同期信号を検出できない場合には、サンプリング周波数を第１の周波数（１Ｈｚ）に戻す。
【００３５】
このように、電子時計２０は、通信期間では、まず、第１の周波数（１Ｈｚ）で光信号を検出し、その後、第１の周波数より大きい第２の周波数（４Ｈｚ）で同期信号を受信する。そして、電子時計２０は、同期信号を受信した後、第２の周波数より大きい第３の周波数（６０Ｈｚ）に切り替えて、時刻データを受信する。また、電子機器１０は、信号を送信する周波数を第１の周波数から第２の周波数に段階的に上げながら同期信号を送信する。そして、電子機器１０は、同期信号の送信を完了した後、第３の周波数で時刻データを送信する。これにより、電子機器１０及び電子時計２０の消費電力を低減することができる。
【００３６】
図３は、本実施形態における電子時計２０が実行する通信処理の処理手順を示したフローチャートである。本図に示す処理は、通信期間中に実行される。
【００３７】
（ステップＳ１０１）制御回路２０２は、太陽電池２０１を介して受信する受信信号のサンプリング周波数を第１の周波数（１Ｈｚ）とし、第１の周波数（１Ｈｚ）で受信信号をサンプリングする処理をスタートする。その後、ステップＳ１０２の処理に進む。
（ステップＳ１０２）制御回路２０２は信号を検出したか否かを判定する。信号を検出したと制御回路２０２が判定した場合にはステップＳ１０３の処理に進む。また、信号を検出していないと制御回路２０２が判定した場合にはステップＳ１０２の処理を再度実行する。
【００３８】
（ステップＳ１０３）制御回路２０２は、太陽電池２０１を介して受信する受信信号のサンプリング周波数を第２の周波数（４Ｈｚ）に切り替え、第２の周波数（４Ｈｚ）で受信信号をサンプリングする処理をスタートする。その後、ステップＳ１０４の処理に進む。
（ステップＳ１０４）制御回路２０２は、タイマー（例えば、２秒）をスタートさせる。その後、ステップＳ１０５の処理に進む。
【００３９】
（ステップＳ１０５）制御回路２０２は、受信信号のパターンに基づいて、同期信号を検出したか否かを判定する。同期信号を検出したと制御回路２０２が判定した場合にはステップＳ１０６の処理に進む。また、同期信号を検出していないと制御回路２０２が判定した場合にはステップＳ１０７の処理に進む。
【００４０】
（ステップＳ１０６）制御回路２０２は、太陽電池２０１を介して受信する受信信号のサンプリング周波数を第３の周波数（６０Ｈｚ）に切り替え、第３の周波数（６０Ｈｚ）で受信信号をサンプリングして時刻データを受信する。その後、ステップＳ１０１の処理に戻る。
【００４１】
（ステップＳ１０７）制御回路２０２は、タイマーが終了した（タイマーをスタートしてから２秒経過した）か否かを判定する。タイマーが終了したと制御回路２０２が判定した場合にはステップＳ１０１の処理に戻る。また、タイマーが終了していないと制御回路２０２が判定した場合にはステップＳ１０５の処理に戻る。
【００４２】
上述したとおり、本実施形態では、電子機器１０の送信制御部１０２は、光信号を送信する周波数を第１の周波数から第２の周波数に上げながら同期信号を送信し、その後、第３の周波数で時刻データを送信する。電子時計２０の制御回路２０２は、通信していない状況では第１の周波数で受信信号をサンプリングする。そして、制御回路２０２は、光信号を検出すると、サンプリング周波数を第２の周波数に上げて同期信号を受信し、同期信号の受信が完了すると、第３の周波数で時刻データを受信する。よって、電子時計２０は、通信していない状況ではサンプリング周波数を下げることにより、消費電力を軽減することができる。また、電子時計２０は、同期信号の受信時に段階的にサンプリング周波数を上げることで、同期信号を受信するための時間を短縮することができる。これにより、電子時計２０は、通信にかかる時間を短縮するとともに、消費電力を低減することができる。
【００４３】
なお、上述した実施形態における電子機器１０または電子時計２０が備える各部の機能全体あるいはその一部は、これらの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
【００４４】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶部のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００４６】
例えば、上述した実施形態では、同期信号の周波数を第１の周波数（１Ｈｚ）から第２の周波数（４Ｈｚ）に上げているが、これに限らず、段階的に上げるのであれば第１の周波数及び第２の周波数はいずれの値であってもよい。
【００４７】
また、上述した実施形態では、同期信号の周波数を２段階にしているが、これに限らず、３段階以上であってもよい。この場合、同期信号の周波数の段階を増やすことにより、光の影等で起こる光の変化による誤検出を低減することができる。
【００４８】
また、上述した実施形態では、電子時計２０は、上げたサンプリング周波数を第１の周波数（１Ｈｚ）に戻すタイマーを２秒としているが、これに限らず、タイマーは任意の時間でよい。また、電子時計２０は、タイマーの時間を任意に設定可能にしてもよい。
【００４９】
また、上述した実施形態では、電子時計２０をアナログ表示で時刻を表示するアナログ時計としたが、これに限らず、電子時計２０はデジタル表示で時刻を表示するデジタル時計であってもよい。
【００５０】
また、上述した実施形態では、電子時計２０は、充電期間と光通信を行う通信期間とを所定の周期で繰り返しているが、これに限らず、二次電池２０４の充電状態に応じて、スイッチ２０３を制御して充電期間と通信期間とを切り替えてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１  通信システム
１０  電子機器
２０  電子時計
１０１  時刻データ取得部
１０２  送信制御部
１０３  光源
２０１  太陽電池
２０２  制御回路
２０３  スイッチ
２０４  二次電池
２０５  ダイオード
２０６  基準信号生成回路
２０７  表示部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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