(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示画面を備え、方位マークと閉曲線上に並ぶ複数の太陽方向指標マークとが表面に印された方位指示装置であって、
時刻を計時する計時手段と、
太陽の軌道が南側を通過する場合と北側を通過する場合とを切り替える切替入力手段と、
前記計時手段により計時される時刻及び前記切替入力手段による切替指示に基づいて、前記方位マークが示す方位に対する太陽の方向を決定する決定手段と、
この決定手段により決定された太陽の方向に基づいて、前記複数の太陽方向指標マークのうちの少なくとも１つの太陽方向指標マークを示唆する示唆マークを前記表示画面に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする方位指示装置。
【請求項２】
表示画面を備え、方位マークと閉曲線上に並ぶ複数の太陽方向指標マークとが表面に印された方位指示装置であって、
時刻を計時する計時手段と、
緯度および日付を記憶する記憶手段と、
この記憶手段により記憶された緯度および日付に基づいて太陽の軌道が南側と北側の何れを通過するかを判定する判定手段と、
前記計時手段により計時される時刻及び前記判定手段の判定結果に基づいて、前記方位マークが示す方位に対する太陽の方向を決定する決定手段と、
この決定手段により決定された太陽の方向に基づいて、前記複数の太陽方向指標マークのうちの少なくとも１つの太陽方向指標マークを示唆する示唆マークを前記表示画面に表示させる表示制御手段と、
を備えることを特徴とする方位指示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の方位指示装置において、
前記判定手段は、太陽が天頂付近を通過するか否かを更に判定し、
前記判定手段により太陽が天頂付近を通過することが判定された場合には、正しく方位計測ができないことを警告する警告手段を、更に備えることを特徴とする方位指示装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の方位指示装置において、
経度を入力するための経度入力手段を更に備え、
前記決定手段は、前記経度入力手段により入力された経度と標準時子午線の経度との差により、決定する太陽の方向を補正することを特徴とする方位指示装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の方位指示装置において、
前記太陽方向指標マークおよび前記示唆マークは、前記方位マークの位置を基準とする角度を示す文字または記号であり、
前記決定手段は、時刻に基づいて、前記方位マークの方位に対する太陽の角度を算出することを特徴とする方位指示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時刻および太陽位置に基づいて方位を示す方位指示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、携帯用の電子機器に方位指示機能を具備させたものが多く開発されている。例えば、アウトドアスポーツ向けの腕時計に方位センサを搭載し、方位を図形表示するものがある。方位センサとは、地球磁場を検知して方位を判定するものであり、直交する２つのコイルと、磁気の大きさに応じて抵抗値が変化する磁気抵抗素子（ＭＲ素子）とから構成されるものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記方位センサを用いた電子機器では、判定した方位を正確に指し示すために、アナログ表示機能を採用する必要がある。また、使用する方位センサは、電子機器そのものにより発生する電波や磁場の影響を受けず、尚且つ携帯用として支障ない大きさ、厚さを有する必要がある。以上の観点から方位センサを用いた電子機器は比較的高価になりがちであった。また、日時のみを表示する単純なデジタル表示画面を有する腕時計などでは、正確な方位表示が困難であった。
【０００４】
本発明の課題は、方位指示装置において、方位センサを用いずに、より簡易な方法により方位を判定し、指示表示することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、表示画面を備え、方位マークと閉曲線上に並ぶ複数の太陽方向指標マークとが表面に印された方位指示装置であって、時刻を計時する計時手段と、太陽の軌道が南側を通過する場合と北側を通過する場合とを切り替える切替入力手段と、前記計時手段により計時される時刻及び前記切替入力手段による切替指示に基づいて、前記方位マークが示す方位に対する太陽の方向を決定する決定手段と、この決定手段により決定された太陽の方向に基づいて、前記複数の太陽方向指標マークのうちの少なくとも１つの太陽方向指標マークを示唆する示唆マークを前記表示画面に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この請求項１に記載の発明によれば、表面に方位マークと太陽方向指標マークとが印されている。また示唆マークは、太陽方向指標マークのうちの少なくとも１つの太陽方向指標マークを示唆することで、装置の位置を示す。故に、算出した太陽の方向を示唆マークによって示唆すれば、利用者は示唆された太陽方向指標マークの位置を実際の太陽に向けることで、方位を認知できる。即ち、示唆マークさえ表示できれば、グラフィカルな表示を必要とせずに方位を指示できる。また、時刻に基づいて太陽の方向を算出するといった簡易な方法により、特殊なセンサを用いることなく概ねの方位を指示できる。また、太陽の軌道が南側を通過する場合も、北側を通過する場合も、指示できる。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、表示画面を備え、方位マークと閉曲線上に並ぶ複数の太陽方向指標マークとが表面に印された方位指示装置であって、時刻を計時する計時手段と、緯度および日付を記憶する記憶手段と、この記憶手段により記憶された緯度および日付に基づいて太陽の軌道が南側と北側の何れを通過するかを判定する判定手段と、前記計時手段により計時される時刻及び前記判定手段の判定結果に基づいて、前記方位マークが示す方位に対する太陽の方向を決定する決定手段と、この決定手段により決定された太陽の方向に基づいて、前記複数の太陽方向指標マークのうちの少なくとも１つの太陽方向指標マークを示唆する示唆マークを前記表示画面に表示させる表示制御手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この請求項２に記載の発明によれば、表面に方位マークと太陽方向指標マークとが印されている。また示唆マークは、太陽方向指標マークのうちの少なくとも１つの太陽方向指標マークを示唆することで、装置の位置を示す。故に、算出した太陽の方向を示唆マークによって示唆すれば、利用者は示唆された太陽方向指標マークの位置を実際の太陽に向けることで、方位を認知できる。即ち、示唆マークさえ表示できれば、グラフィカルな表示を必要とせずに方位を指示できる。また、時刻に基づいて太陽の方向を算出するといった簡易な方法により、特殊なセンサを用いることなく概ねの方位を指示できる。また、太陽の軌道が南側を通過する場合も、北側を通過する場合も、指示できる。
【０００９】
また請求項３に記載の発明のように、請求項２に記載の方位指示装置において、前記判定手段は、太陽が天頂付近を通過するか否かを更に判定し、前記判定手段により太陽が天頂付近を通過することが判定された場合には、正しく方位計測ができないことを警告する警告手段を、更に備えることとしてもよい。
【００１０】
この請求項３に記載の発明によれば、太陽が天頂付近を通過する場合には、正しく方位計測ができないことを警告する。故に、利用者の誤った計測を防止することができる。
【００１１】
ところで、同じ標準時を採用する地域であっても、標準時子午線の位置から東西に離れた地域では、実際の太陽の位置と時間との間にその経度の差分だけ誤差が生じる。そこで、請求項４に記載の発明のように、請求項１から３のいずれかに記載の方位指示装置において、経度を入力するための経度入力手段を更に備え、前記決定手段は、前記経度入力手段により入力された経度と標準時子午線の経度との差により、決定する太陽の方向を補正することとしてもよい。このように、誤差を補正することで、より正確な方位を指示できる。
【００１２】
また請求項５に記載の発明のように、請求項１から４のいずれかに記載の方位指示装置において、前記太陽方向指標マークおよび前記示唆マークは、前記方位マークの位置を基準とする角度を示す文字または記号であり、前記決定手段は、時刻に基づいて、前記方位マークの方位に対する太陽の角度を算出することとしてもよい。
【００１３】
この請求項５に記載の発明によれば、角度によって太陽の方向を示す。故に、利用者は、より正確に且つ簡単に方位指示装置のケースと実際の太陽の向きとを合わせることが可能になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
以下に、図１〜図９を用いて第１の実施の形態について説明する。
図１は、本第１の実施の形態における携帯時計１の正面図である。同図によれば、携帯時計１は、日付や時刻などを表示する液晶表示画面２と、液晶表示画面２の縁部分をカバーするベゼル３と、利用者が各種指示入力をするためのスイッチ４ａ〜４ｆと、を備える。
【００１５】
図２は、液晶表示画面２の正面図である。同図によれば、液晶表示画面２は、時、分、秒をそれぞれ表示するための液晶セル群２０と、更にその下段に時、分、秒を表示するための液晶セル群２１が配置されている。携帯時計１の制御系は、各種処理結果に応じて各液晶セルの点灯有無を決定して、液晶表示画面２に各種情報を表示させる。なお本第１の実施の形態では、液晶表示画面２により時刻や日付を表示するだけでなく、スイッチ入力に応答して方位を指示する。
【００１６】
また、ベゼル３の表面上には、図１に示すように４つの方位を示す文字のマーク（N,E,S,W）が同心円周上に９０度間隔で右回りに刻印されている。更にその内側の同心円周上に方位「Ｎ」の位置を０度として５度間隔で角度目盛が刻印されていると共に、１０度間隔で角度（0,10,20,30…350）を示す数字のマークがそれぞれ右回りに刻印されている。
【００１７】
スイッチ４ａ〜４ｆは、利用者が時間合わせをしたり表示モードの切り替えを指示する際に用いられる。すなわち、利用者は液晶表示画面２に表示される情報を見ながら、スイッチ４ａ〜４ｆを押下して各種指示を入力する。表示モードとしては、少なくとも時刻や日付を表示する時計モードと、方位を表示する方位指示モードとを備える。即ち携帯時計１の制御系は、スイッチ入力により時計モードが選択されると時刻や日付を表示し、方位指示モードが選択されると方位を指示するための表示をする。
【００１８】
さて、本第１の実施の形態における携帯時計１の特徴の１つは、図２に示すような限られた表示形態（即ちデジタル表示機能）を有する液晶表示画面２においても正確に方位を指示することである。
【００１９】
図３は、北半球の任意の地表点（計測地点）３０を中心とする天球の模式図である。同図に示すように、計測地点３０を含む水平面上に太陽の軌道３１を投影して考えれば、太陽は投影軌道３２上を東から南を通って西へと移動する。本第１の実施の形態では、計測地点３０を中心として北方向３３と、その時刻に見える太陽の方向３４とが成す角θを算出して液晶表示画面２に表示する。より正確には、北方向３３を基準０°とした太陽の角度（以下、太陽方向角（Dir）という）を算出する。
【００２０】
図４は、太陽方向角を液晶表示画面２に表示した一例を示す図である。利用者は、ベゼル３上に刻印された角度（座標系）に基づいて、液晶表示画面２に表示される太陽方向角と、実際の太陽が見える方向とが一致するように携帯時計１を回転させる。ベゼル３上には、北（Ｎ）と角度０とが同一位置に刻印されている。故に、ベゼル３に刻印された角度（座標系）に基づいて太陽の方向に携帯時計１の向きを合わせれば、ベゼル３に刻印された方位（N,E,S,W）と地球上の方位とが一致することとなる。
【００２１】
本第１の実施の形態では、太陽方向角を現在時刻に基づいて簡易な方法によって算出する。
【００２２】
ただし、同じ時刻の地域（あるいは同じ経度の地域）であっても、その地点が南半球か北半球かに応じて太陽の見える方向が異なる。図５は、地球４０の中心４１を含む断面を模式的に描いたものであるが、例えば、北半球の地点ａでは太陽の軌道は南側に見えるし、南半球の地点ｂでは太陽の軌道は北側に見える。
【００２３】
そこで、本第１の実施の形態における携帯時計１は、利用者によるスイッチ入力に応答して、太陽が北側を通過する場合と、南側を通過する場合との２種類の太陽方向角を切り替えて表示する。利用者により北側が選択された場合には、図６（ａ）に示すように太陽が南方に見える場合の太陽方向角を表示し、南側が選択された場合には、図６（ｂ）に示すように太陽が北方に見える場合の太陽方向角を表示する。
【００２４】
以下に本第１の実施の形態における携帯時計１の内部構成について説明する。図７は、携帯時計１の内部構成の一例を示す図である。同図によれば、携帯時計１は、ＣＰＵ１０と、ＲＯＭ１１と、ＲＡＭ１２と、表示駆動回路１３と、表示部１４と、発振分周回路１５と、時刻日付計数回路１６と、スイッチ部１７と、を主に備える。
【００２５】
ＣＰＵ１０は、スイッチ部１７を介して入力される指示に基づいて、ＲＯＭ１１から所定のプログラムを読み出してＲＡＭ１２に一時記憶し、当該プログラムに基づく各種処理を実行して携帯時計１の各部を集中制御する。すなわち、ＣＰＵ１０は、読み出した所定プログラムに基づいて各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ１２内のワークメモリに格納すると共に、表示駆動回路１３を介して表示部１４に表示させる。
【００２６】
またＣＰＵ１０は、太陽方向角を算出して表示する処理（太陽位置表示処理）と、太陽の軌道が北側か南側かをスイッチ入力に応答して設定する処理（スイッチ処理）とを、ＲＯＭ１１内に記憶されるプログラムに従って実行する。
【００２７】
ＲＯＭ１１は、読出し専用の半導体メモリであり、携帯時計１が実行する基本プログラムを格納している。具体的には、日時を表示する為の日時表示プログラム、スイッチ入力に応答して各種モードを切り替えるためのモード切替プログラム、液晶表示画面２に各種文字や数字を表示させるための文字数字データなどを記憶する。また、ＲＯＭ１１は、ＣＰＵ１０が太陽位置表示処理を実行するための太陽位置表示プログラム１１０と、スイッチ処理を実行するための南北切替プログラム１１１を記憶する。
【００２８】
なお、ＲＯＭ１１はフラッシュメモリなどの消去／書き込み可能な記憶媒体であってもよく、ＣＰＵ１０による処理結果を記憶する構成にしてもよい。あるいは、外部通信手段を更に備えて、外部から入力されるプログラムやデータを取り込んで記憶できる構成とし、係るプログラムをＣＰＵ１０により実現できるように構成しても良い。すなわち、太陽位置表示プログラム１１０や南北切替プログラム１１１を外部から取り込んで記憶し、ＣＰＵ１０により処理する形態としても良い。
【００２９】
ＲＡＭ１２は、データを一時的に保存する記憶媒体であって、ＣＰＵ１０が実行するプログラムを展開するプログラム展開エリア、スイッチ部１７から入力されるデータやＣＰＵ１０の各種処理結果などを一時的に記憶するワークエリア、などを有する。また、ＲＡＭ１２は、スイッチ処理より設定される太陽軌道の方向（北or南）を記憶するための太陽軌道記憶エリア１２０を有する。ただし、ＲＯＭ１１としてフラッシュメモリを用いる場合には、太陽軌道の方向をフラッシュメモリに記憶しても良い。
【００３０】
表示部１４は、図１に示した液晶表示画面２を含み、日時や太陽方向角などを表示する機能部である。表示駆動回路１３は、ＣＰＵ１０から入力される表示信号に応答して、液晶表示画面２の各液晶セルの点灯有無を制御するための回路である。
【００３１】
発振分周回路１５は、発振器を有し、基本パルスやその分周信号を各部に分配する。時刻日付計数回路１６は、秒、分、時、日、曜日、月、年、などを記憶するレジスタと、発振分周回路１５から入力される電気信号に応答して係るレジスタをインクリメント、デクリメントする回路と、ＣＰＵ１０から入力される指示信号に応答してレジスタの情報を読出し更新するための回路と、を備える。
【００３２】
スイッチ部１７は、図１に示した携帯時計１のスイッチ４ａ〜４ｆに該当する機能部であり、利用者によりスイッチ４ａ〜４ｆが押下されると、係るスイッチ４ａ〜４ｆに基づく信号をＣＰＵ１０に出力する。
【００３３】
続いて、ＣＰＵ１０が実行する太陽位置表示処理について説明する。図８は、太陽位置表示処理を説明するフローチャートである。
ＣＰＵ１０は、スイッチ部１７から方位指示モードに切り換える指示が入力されると、時刻日付計数回路１６から現在時刻を取得する（ステップＳ１）。そして、時刻日付計数回路１６から入力された現在時刻に基づいて太陽方向角を算出する。なお、計測地点から見て太陽の軌道が南側にある場合と北側にある場合とで太陽の方向は異なるが、まずは軌道が南側にある場合を想定して太陽方向角（Dir）を算出する（ステップＳ２）。
【００３４】
本第１の実施の形態では、以下の計算式により簡易な方法で太陽方向角（Dir）を算出する。
Dir＝現在時刻×１５          …（１）
これは、計測地点に対して午前６時に太陽が東側（ベゼル３上の９０°の位置）に存在し、およそ１２時間かけて西側（ベゼル３上の１８０°の位置）に移動することを想定した計算方法である。換言すれば、太陽が１時間に１５°移動することを利用し、現在時刻から太陽方向角を導出する方法である。例えば、現在時刻が午前７時４０分である場合には、「分」を「時」の単位に換算して、
Dir＝（７＋（４０／６０））×１５          …（２）
として算出する。あるいは、現在時刻が１５時１６分の場合には、
Dir＝（１５＋（１６／６０））×１５ …（３）
として計算する。
【００３５】
太陽方向角（Dir）を算出すると、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１２の太陽軌道記憶エリア１２０に記憶された方向を読み出し、軌道が南側か否かを判定する（ステップＳ３）。軌道が南側を通過する場合には、ステップＳ２にて算出した太陽方向角（Dir）を液晶表示画面２にそのまま表示させる（ステップＳ７）。
【００３６】
一方、ステップＳ３にて太陽が北側を通過するものと判定した場合には、南側を想定して算出した太陽方向角の値（Dir）を、太陽が北側を通過する場合の太陽方向角に変換する。
【００３７】
以下、変換方法について説明する。太陽は、北半球では東から南を通って西に移動し、南半球では東から北を通って西に移動する。ベゼル３上の角度に換算すれば、北半球では、９０°から１８０°を通って２７０°へと時計回りに移動する。一方、南半球では、９０°から０°を通って２７０°へと反時計回りに移動する。即ち、南側と北側とでは、太陽は、東西(EW)を結ぶ線分を軸として線対称に移動する。
【００３８】
そこで、本第１の実施の形態では、太陽が北側を通過する場合には、南「Ｓ」の位置を基準として左回り（反時計回り）に角度を表示する。具体的には、次式によって１８０°の位置を基準とする角度に変換する（ステップＳ４）。
Dir＝１８０−Dir      …（４）
ここで、右辺の（Dir）の値は、太陽軌道を南側に想定して式（１）により算出した値である。
【００３９】
なお、式（４）により変換した太陽方向角（Dir）が負となる場合がある。故にＣＰＵ１０は、Dirが負か否かを判定する（ステップＳ５）。Dirが０以上の値である場合（Dir≧０）には、係るDirの値をそのまま液晶表示画面２に表示させる（ステップＳ７）。一方、Dirが負である場合（Dir＜０）には、次式によって正の数に変換する（ステップＳ６）。
Dir＝Dir＋３６０      …（５）
ここで、右辺の（Dir）の値は、ステップＳ４にて式（４）により算出した太陽方向角である。ＣＰＵ１０は、式（５）によって（Dir）を正の数に変換すると、その値を液晶表示画面２に表示させて（ステップＳ７）、本処理を終了する。
【００４０】
このように、太陽の軌道に応じた太陽方向角を表示することによって、利用者が北半球と南半球のいずれの位置に存在する場合であっても正しく方位を指示することが可能となる。
【００４１】
さて次にＣＰＵ１０が実行するスイッチ処理について説明する。図９はスイッチ処理を説明するフローチャートである。
ＣＰＵ１０は、スイッチ４ａ〜４ｆの何れかが押下されると、実行中の処理を中断してスイッチ処理を開始する。まずＣＰＵ１０は、入力されたスイッチが南北切替用のスイッチであるか否かを判定する（ステップＳ１０）。このとき、南北切替用のスイッチ以外が入力された場合には、他のスイッチ処理へと移行する。一方、スイッチ入力が南北切替を指示するものである場合には、係る指示が北側を指示するものか否かを判定する（ステップＳ１１）。
【００４２】
ステップＳ１１にて北側の判定をした場合には、ＲＡＭ１２の太陽軌道記憶エリア１２０に北側である旨を記憶させる（ステップＳ１２）。一方、南側の判定をした場合には、ＲＡＭ１２の太陽軌道記憶エリア１２０に南側である旨を記憶させる（ステップＳ１３）。そして、本処理を終了する。
【００４３】
係る処理によれば、利用者は太陽の軌道が南か北かについてスイッチ入力により簡単に設定することができる。
【００４４】
以上、本第１の実施の形態によれば、限られた表示画面、すなわちデジタル表示のみを可能とする表示画面を有する携帯時計であっても、より正確に太陽の方向を表示し、方位を指示することが可能となる。また、利用者が存在する地球上の南北を問わず、正確に方位を指示することが可能となる。
【００４５】
〔第２の実施の形態〕
次に、図１０〜図１４を用いて第２の実施の形態について説明する。
本第２の実施の形態は、第１の実施の形態にて説明した携帯時計１を用いて、太陽軌道の向きを自動的に算出する実施形態である。故に、第１の実施の形態との共通点については説明を省略し、同一の機能、構成については同一の符号により表し、相違点を中心に説明する。
【００４６】
図１０（ａ）は、春分、秋分における太陽と地球の位置関係を示す模式図である。同図によれば、赤道上のＡ地点では正中時の太陽は天頂を通る。一方、北緯ωのＢ地点では正中時（南中時）の太陽は、緯度ωの分だけ天頂から南側に傾く。
【００４７】
図１０（ｂ）は、冬至における太陽と地球の位置関係を示す模式図である。同図によれば、南回帰線上（南緯φ＝23.4°）のＣ地点では正中時の太陽が天頂を通る。さて、このとき赤道上のＡ地点での正中時の太陽は角度φの分だけ天頂から南に傾く。一方、北緯ωのＢ地点では正中時の太陽は、角度φより更に緯度ωの分だけ天頂から南に傾く。
【００４８】
図１１は、各計測地点における正中時の太陽高度を示す表である。係る表において、天頂を0°とし、北方向を＋に、南方向を−とした。同表によれば、緯度が0.0の地域、すなわち赤道上の地域では、春分、秋分時には太陽高度が0.0°すなわち太陽が天頂近傍を通過し、夏至には天頂から北側に23.4°傾いた方向に太陽が通過し、冬至には天頂から南側に23.4°傾いた方向に太陽が通過する。
【００４９】
さて、赤道以外の地域においては、赤道での太陽高度から緯度の値を引いた高度を太陽が通過する。
太陽高度＝赤道上での太陽高度−緯度         …（６）
例えば、緯度が15.0の地域では、春分、秋分時には太陽高度が−15.0°であり、夏至には8.4°、冬至には38.4°となる。
【００５０】
以上の原理を用いて、本第２の実施の形態では、太陽高度を算出し、太陽の軌道が南側であるか北側であるかを自動的に判定する。
【００５１】
なお、本第２の実施の形態における携帯時計１は、ＲＯＭ１１内に以下に説明する軌道判定処理を実行するための軌道判定プログラム１１２を記憶し（図１２（ａ））、ＣＰＵ１０が係る軌道判定プログラム１１２に従って後述する軌道判定処理を実行する。また、本第２の実施の形態におけるＲＡＭ１２は、緯度を記憶する緯度記憶エリア１２１を備え（図１２（ｂ））、ＣＰＵ１０は、スイッチ部１７からの入力信号に応答して、緯度の値を決定し、ＲＡＭ１２内の緯度記憶エリア１２１に記憶する。なお、ＲＯＭ１１をフラッシュメモリにより実現する場合には、緯度の値をフラッシュメモリに記憶して保持してもよい。
【００５２】
以下、軌道判定処理について、図１３に示すフローチャートを用いて説明する。
ＣＰＵ１０は、スイッチ部１７から方位指示モードに切り替える指示が入力されると、時刻日付計数回路１６から日付を取得する（ステップＳ２０）。そして、時刻日付計数回路１６から入力される日付に基づいて赤道上における正中時の太陽高度（頂点位置を０°とする角度：Ang）を算出する（ステップＳ２１）。
【００５３】
赤道上の正中時太陽高度を算出する方法は様々に考えられるが、例えば、以下のように計算する。冬至の日、すなわち太陽が南回帰線上を通過する日、からの通算日数をｎとして、
Ang＝−23.4＋（46.8/183）×ｎ       （1≦ｎ≦183）…（７）
Ang＝23.4−（46.8/183）×（ｎ−183）       （184≦ｎ≦365）…（８）
により算出する。ただし、うるう年には「365」から「364」に変更しても良い。
【００５４】
赤道上の太陽高度（Ang）を算出すると、ＣＰＵ１０はＲＡＭ１２の緯度記憶エリア１２１から緯度の値を読み出して、計測地点における正中時の太陽高度（LocAng）を算出する（ステップＳ２２）。計測地点の正中時太陽高度（LocAng）は、次式に基づいて決定する。すなわち、
LocAng＝Ang−緯度            …（９）
但し、緯度は、北半球を＋、南半球を−とする。
【００５５】
計測地点の正中時太陽高度（LocAng）を算出すると、ＣＰＵ１０は、（LocAng）が正であるか否かを判定する（ステップＳ２３）。正の場合（LocAng＞０）には、ＲＡＭ１２の太陽軌道記憶エリア１２０に北側である旨を記憶する（ステップＳ２４）。一方、負の場合（LocAng＜０）には、ＲＡＭ１２の太陽軌道記憶エリア１２０に南側である旨を記憶する（ステップＳ２５）。以上の処理が終了すると、太陽位置表示処理（図８参照）に移行し（ステップＳ２６）、本処理を終了する。
【００５６】
以上によれば、日付と計測地点の緯度とに基づいて、計測地点での正中時太陽高度を算出し、太陽軌道が南側か北側かを自動的に決定する。したがって、利用者が北回帰線と南回帰線との間の地域に存在する場合にあっても、利用者に太陽軌道の方向を判断させることなく、正確に方位を指示することが可能となる。
【００５７】
なお、第２の実施の形態において、正中時太陽高度（LocAng）が天頂近傍に位置する（LocAng＝０）場合がある。この場合には、太陽の軌道が南側とも北側とも判定できず、また、太陽が頭上を通過するために利用者は太陽の方向に合わせて携帯時計１を回転させることもできない。そこで、正中時の太陽高度が天頂近傍に位置するときには、方位が指示できない旨を警告してもよい。
【００５８】
図１４は、警告を実行するステップを含む「軌道判定処理２」を説明するためのフローチャートである。なお、同図において、ステップＳ２０〜Ｓ２５の処理は、図１３を用いて説明した軌道判定処理と同等の処理であるため、ここではその説明を省略する。
【００５９】
さて、ＣＰＵ１０は、ステップＳ２４あるいは、ステップＳ２５にて太陽の軌道が南側か北側かについて設定する処理を終了すると、計測地点の正中時太陽高度が天頂付近か否かを判定する（ステップＴ１）。具体的には、例えば正中時太陽高度（LocAng）が判定範囲（−γ≦LocAng≦γ）を満たすか否かを判定し、満たす場合には太陽が天頂付近であるものとして、正しく方位表示できないことを警告する（ステップＴ２）。警告は、方位が指示できない旨を液晶表示画面２により表示することで行っても良いし、あるいは簡易スピーカ（不図示）によりビープ音を発生して行っても良い。一方、ステップＴ１にて太陽が天頂付近ではない旨の判定をした場合には、太陽位置表示処理に移行し（ステップＳ２６）、本処理を終了する。
【００６０】
このように太陽が天頂付近を通過する場合には、警告をすることで利用者の誤った計測を防止できる。なお、上述のように警告をする場合であっても、太陽の南中時以外であれば、東と西のみは判別可能であるため、この場合には東の方向または西の方向のみを表示するようにしても良い。
【００６１】
〔第３の実施の形態〕
次に、図１５、図１６を用いて第３の実施の形態について説明する。
本第３の実施の形態は、第１の実施の形態にて説明した携帯時計１を用いて、算出した太陽方向角（Dir）の値を地域に応じて補正する場合の実施形態である。故に、第１の実施の形態との共通点については説明を省略し、同一の機能、構成については同一の符号により表し、相違点を中心に説明する。
【００６２】
第１の実施の形態にて説明したように、現在時刻を用いて太陽方向角を算出する場合、係る太陽方向角は標準時子午線上での値である為、標準時子午線以外の地域では経度の差分だけ同じ時刻であっても太陽の方向がずれる。例えば日本では、標準時子午線は明石市（経度135度）の位置であり、経度140°の東京とは太陽の方向が若干ずれる。
【００６３】
そこで本第３の実施の形態では、計測地点における経度と、標準時子午線の経度とに基づいて太陽方向角の角度差を補正する。角度差は、次の式により算出できる。
角度差＝計測地点の経度−標準時子午線の経度        …（１０）
なお、標準時子午線の経度は、グリニッジ標準時（Greenwich mean time：ＧＭＴ）との時差に基づいて決定しても良い。例えば、日本はＧＭＴ＋９．０であるから、標準時子午線の経度は、9.0×15により算出できる。すなわち式（１０）は、
角度差＝計測地点の経度−ＧＭＴ時差×１５          …（１１）
と同等であり、いずれの式を用いてもかまわない。
【００６４】
さて、式（１０）あるいは式（１１）により算出した角度差を、標準時（現在時刻）に基づいて算出した太陽方向角に加算すれば、より正しい値（Dir）を決定することができる。すなわち、
Dir＝（時＋分/60）×15＋（角度差）
＝（時＋分/60）×15＋（計測地経度−時差×15） …（１２）
により決定できる。
【００６５】
以上の原理を用いて本第３の実施の形態では、標準時を用いて算出した太陽方向角の補正をする。なお以下では、補正処理を含む太陽位置表示処理を、太陽位置表示処理２という。
【００６６】
なお、本第３の実施の形態における携帯時計１は、ＣＰＵ１０が太陽位置表示処理２を実行するための太陽位置補正プログラム１１３をＲＯＭ１１に記憶する（図１５（ａ））。また、本第３の実施の形態におけるＲＡＭ１２は、スイッチ部１７から入力される経度を記憶するための経度記憶エリア１２２と、スイッチ部１７から入力されるＧＭＴ時差を記憶するための時差記憶エリア１２３とを更に備える（図１５（ｂ））。すなわち、ＣＰＵ１０は、スイッチ部１７から経度が入力された場合には、係る経度をＲＡＭ１２の経度記憶エリア１２２に記憶し、ＧＭＴ時差が入力された場合には、係るＧＭＴ時差を時差記憶エリア１２３に記憶する。ただし、ＲＯＭ１１をフラッシュメモリにより実現する場合には、計測地点における経度やＧＭＴ時差等をフラッシュメモリに記憶して保持してもよい。
【００６７】
次に、図１６に示すフローチャートを用いて本第３の実施の形態におけるＣＰＵ１０が実行する太陽位置表示処理２について説明する。なお同図において、ステップＳ１〜Ｓ２およびステップＳ３〜Ｓ７の処理は、図８を用いて説明した太陽位置表示処理と同等であるため、ここではその説明を省略する。
【００６８】
さて、ステップＳ２にて、南側の軌道を想定して太陽方向角（Dir）を算出すると、ＣＰＵ１０は、ＲＡＭ１２の経度記憶エリア１２２に記憶された経度と、時差記憶エリア１２３に記憶されたＧＭＴ時差とを読出し、式（１１）に代入して角度差を算出する（ステップＰ１）。そして、ステップＳ２にて算出した太陽方向角（Dir）に、ステップＰ１にて算出した角度差を加算して太陽方向角（Dir）を補正する（ステップＰ２）。太陽の方向について補正が終了すると、ステップＳ３に移行して第１の実施の形態にて図８を用いて説明した太陽位置表示処理と同様の処理を行う。
【００６９】
以上のように、標準時子午線の経度と、計測地点の経度とにより太陽の方向について補正することで、標準時子午線の位置から離れた経度の地域においても、正確に方位を指示できる。
【００７０】
なお、本発明の実施については、上記第１から第３の実施の形態にて説明したものに限らず、種々の変形実施が可能である。例えば、本第１から第３の実施の形態では、太陽の方向を示す指標として角度を表示することとして説明したが、角度に限定する必要はない。
【００７１】
例えば、図１７に示すように、４つの方位（N,E,S,W）の下にそれぞれ１〜４の数字を右回りにベゼル３上に刻印し、係る数字１〜４を用いて太陽の方向を示すようにしてもよい。この場合、例えば、太陽が45°の方向に位置する場合には、「１２」と表示し、太陽の方向が280°の場合には「４４１」と表示する、といった具合に、方向を指示してもかまわない。このように、角度以外の文字や記号をベゼル３上に刻印し、係る文字や記号を組み合わせて表示することによって方向を指示することも可能である。
【００７２】
また、本第１〜第３の実施の形態では、方位を示す文字マーク、角度目盛及び角度を示す数字マークをベゼルに刻印により形成したが、ケースに直接形成したり、ガラス、文字板或いは見切板に形成してもよく、その形成方法も刻印に限らず印刷等他の方法でも良いことは勿論である。
【００７３】
また、方位指示装置として、第１〜第３の実施の形態では携帯時計１を例に説明したが、これに限定する必要はなく、計時機能を有する電子機器であれば、例えばＰＤＡ（Personal Digital Assistant）や携帯電話機に上記第１〜第３の実施の形態にて説明した各種機能を実行させてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
請求項１に記載の方位指示装置によれば、時刻に基づいて太陽の方向を決定し、その決定に基づいてケース上に印された太陽位置指標マークを示唆する。利用者は、示唆された太陽位置指標マークの位置関係と実際の太陽とが一致するようにケースを回転させることで方位を把握できる。故に、太陽位置指標マークを示唆するための示唆マークさえ表示できれば、簡易な表示画面によっても方位を指示することができる。また、時刻に基づいて太陽の方向を算出するため、センサなどを用いることなく、方位を指示することができる。また、切替指示に応答して太陽の軌道が北と南とで切り替えて太陽の方向を決定する。故に、時刻に基づいて太陽の方向を算出する場合であっても、常に正確に方位を指示することができる。
【００７６】
請求項２に記載の方位指示装置によれば、緯度と日付に基づいて太陽の軌道が南か北かを判定する。即ち、自動的に太陽の軌道を判定するため、利用者入力によらずに、常に正確に方位を指示することができる。
【００７７】
請求項３に記載の方位指示装置によれば、太陽が天頂付近を通過する場合には、正しく方位計測ができないことを警告するため、誤った計測を防止できる。
【００７８】
請求項４に記載の方位指示装置によれば、入力された経度と標準時子午線の経度との差により、太陽の方向を補正する。故に、標準時子午線の位置から東西に離れた地域においても、より正確に方位を指示することができる。
【００７９】
請求項５に記載の方位指示装置によれば、角度によって太陽の角度を示唆する。故に、利用者にとってより方向を判断しやすい形態で方位を指示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】携帯時計の正面図である。
【図２】液晶表示画面の正面図である。
【図３】計測地点を中心とする天球の模式図である。
【図４】ベゼルと液晶表示画面の正面図である。
【図５】北半球と南半球での太陽軌道の見え方の違いを説明する図である。
【図６】太陽方向角を表示した一例を示す図である。（ａ）は北半球の場合を、（ｂ）は南半球の場合をそれぞれ示す。
【図７】携帯時計の内部構成の一例を示す図である。
【図８】太陽位置表示処理を説明するフローチャートである。
【図９】スイッチ処理を説明するフローチャートである。
【図１０】（ａ）は春分秋分時の太陽と地球の位置関係を示す模式図である。（ｂ）は冬至のときの太陽と地球の位置関係を示す模式図である。
【図１１】正中時太陽高度表である。
【図１２】（ａ）は第２の実施の形態におけるＲＯＭの格納内容の一例を示す図である。
（ｂ）は第２の実施の形態におけるＲＡＭの格納内容の一例を示す図である。
【図１３】軌道判定処理を説明するフローチャートである。
【図１４】軌道判定処理２を説明するフローチャートである。
【図１５】（ａ）は第３の実施の形態におけるＲＯＭの格納内容の一例を示す図である。
（ｂ）は第３の実施の形態におけるＲＡＭの格納内容の一例を示す図である。
【図１６】太陽位置表示処理２を説明するフローチャートである。
【図１７】ベゼルに刻印するマークの変形例を示す携帯時計の正面図である。
【符号の説明】
１     携帯時計
２     液晶表示画面
３     ベゼル
４ａ〜４ｆ    スイッチ
１０   ＣＰＵ
１１   ＲＯＭ
１２   ＲＡＭ
１３   表示駆動回路
１４   表示部
１５   発振分周回路
１６   時刻日付計数回路
１７   スイッチ部
【図１】
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【図２】
0004039098.tif 000003
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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