(57)【要約】【課題】スイッチング素子を用いることなく簡単な構成で、複数の標準時刻電波信号を同時に受信可能な電波修正時計を提供する。【解決手段】同調回路１１０１ｂは、受信アンテナを形成する第１の同調コイル（インダクタ）Ｌ１１１、第２の同調コイル（インダクタ）Ｌ１１２、第１のキャパシタＣ１１１、第２のキャパシタＣ１１２、同調コイルＬ１１１の両端子がそれぞれ接続される第１のノードＮＤ１、および第２のノードＮＤ２とを含む。キャパシタＣ１１１がノードＮＤ１と上記第２のノードとの間に接続され、同調コイルＬ１１１と並列に、直列接続された同調コイルＬ１１２とキャパシタＣ１１２がノードＮＤ１とノードＮＤ２間に接続され、ノードＮＤ１により同調回路１１０１ｂの出力ノードが形成されている。【選択図】図６
2009031157.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基地局から送信された同じ時刻コードを含む異なる周波数の標準時刻電波信号に基づいて内部時計の時刻修正を行う電波修正時計であって、
上記標準時刻電波信号を受信する受信アンテナと、
上記受信アンテナが受信した上記異なる周波数の上記標準時刻電波信号を同調して所望する周波数の上記標準時刻電波信号を出力する同調回路と
を有し、
上記同調回路は、
上記受信アンテナを形成する第１のインダクタと、
第２のインダクタと、
第１および第２のキャパシタと、
上記第１のインダクタの両端子がそれぞれ接続される第１および第２のノードとを含み、
上記第１のキャパシタが上記第１のノードと上記第２のノードとの間に接続され、
上記第１のインダクタと並列に、直列接続された上記第２のインダクタと上記第２のキャパシタが上記第１のノードと上記第２のノード間に接続され、
上記第１のノードにより上記同調回路の出力ノードが形成されている
電波修正時計。
【請求項２】
上記同調回路は、第３キャパシタを有し、
上記第３キャパシタは、
上記第１のノードと上記第２のインダクタおよび上記第２のキャパシタの接続点との間に接続されている
請求項１に記載の電波修正時計。
【請求項３】
上記同調回路が出力した上記標準時刻電波信号から第１周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第１フィルタ部と、
上記同調回路が出力した上記標準時刻電波信号から第２周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第２フィルタ部と、
上記第１フィルタ部を通過した上記第１周波数の上記標準時刻電波信号、および上記第２フィルタ部を通過した上記第２周波数の上記標準時刻電波信号を合成する合成部と、
上記合成部が出力した上記標準時刻電波信号の合成波を検波し、上記標準時刻電波信号の合成波に含まれている時刻コードを出力する検波部と
を有する請求項１または２に記載の電波修正時計。
【請求項４】
上記同調回路が出力した上記標準時刻電波信号を増幅する増幅回路と、
上記増幅回路が出力した上記標準時刻電波信号から第１周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第１フィルタ部と、
上記増幅回路が出力した上記標準時刻電波信号から第２周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第２フィルタ部と、
上記第１フィルタ部を通過した上記第１周波数の上記標準時刻電波信号、および上記第２フィルタ部を通過した上記第２周波数の上記標準時刻電波信号を合成する合成部と、
上記合成部が出力した上記標準時刻電波信号の合成波を検波し、上記標準時刻電波信号の合成波に含まれている時刻コードを出力する検波部と
を有する請求項１または２に記載の電波修正時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば同じ時刻コードを含む異なる周波数の標準時刻電波信号を受信して時刻修正を行う電波修正時計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
たとえば佐賀県に設置された標準電波放送局から周波数６０ｋＨｚで送信された標準時刻電波信号や、福島県に設置された標準電波放送局から周波数４０ｋＨｚで送信された標準時刻電波信号を受信し、その同時刻コードを含む標準時刻電波信号に基づいて時刻修正を行う電波修正時計が知られている。
【０００３】
この周波数６０ｋＨｚの標準電波の送信出力は５０ｋＷであり、周波数４０ｋＨｚの標準電波の送信出力と同一である。そのため、関東より東の地域では、周波数４０ｋＨｚの標準電波が強く受信でき、近畿では同程度、近畿より西の地域では、周波数６０ｋＨｚの標準電波が強く受信できる傾向がある。
【０００４】
そこで、４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚの電波の双方を受信できる機能が要求されており、このような要求に応じた電波修正時計が提案されている（たとえば特許文献１および２を参照）。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２１４０５４号公報
【特許文献２】特開２００２−３１１１６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
異なる周波数の標準電波を受信可能な電波修正時計としては、特許文献１で開示されているように、ヘテロダイン方式により、複数の周波数の標準電波を同一中間周波数に変換して検波を行い、内蔵する時計本体部の時刻を修正する電波修正時計が知られている。
【０００７】
しかし、受信回路部に必要とされる機能が多く、回路規模が大きくなり、消費電力も増大するという問題がある。
【０００８】
上記問題の解決策の一つとして、たとえば特許文献２が開示されているが、受信周波数の選択動作を同調回路の切り替えスイッチにて適宜切り替えねばならない。したがって、受信周波数の選択動作にスイッチング素子等が必要で、さらに受信周波数の選択動作を行わなければならず、信号処理回路等に負荷が掛かる不利益がある。
【０００９】
本発明は、スイッチング素子を用いることなく簡単な構成で、複数の標準時刻電波信号を同時に受信可能な電波修正時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の電波修正時計は、複数の基地局から送信された同じ時刻コードを含む異なる周波数の標準時刻電波信号に基づいて内部時計の時刻修正を行う電波修正時計であって、上記標準時刻電波信号を受信する受信アンテナと、上記受信アンテナが受信した上記異なる周波数の上記標準時刻電波信号を同調して所望する周波数の上記標準時刻電波信号を出力する同調回路とを有し、上記同調回路は、上記受信アンテナを形成する第１のインダクタと、第２のインダクタと、第１および第２のキャパシタと、上記第１のインダクタの両端子がそれぞれ接続される第１および第２のノードとを含み、上記第１のキャパシタが上記第１のノードと上記第２のノードとの間に接続され、上記第１のインダクタと並列に、直列接続された上記第２のインダクタと上記第２のキャパシタが上記第１のノードと上記第２のノード間に接続され、上記第１のノードにより上記同調回路の出力ノードが形成されている。
【００１１】
好適には、上記同調回路は、第３キャパシタを有し、上記第３キャパシタは、上記第１のノードと上記第２のインダクタおよび上記第２のキャパシタの接続点との間に接続されている。
【００１２】
好適には、上記同調回路が出力した上記標準時刻電波信号から第１周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第１フィルタ部と、上記同調回路が出力した上記標準時刻電波信号から第２周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第２フィルタ部と、上記第１フィルタ部を通過した上記第１周波数の上記標準時刻電波信号、および上記第２フィルタ部を通過した上記第２周波数の上記標準時刻電波信号を合成する合成部と、上記合成部が出力した上記標準時刻電波信号の合成波を検波し、上記標準時刻電波信号の合成波に含まれている時刻コードを出力する検波部とを有する。
【００１３】
好適には、上記同調回路が出力した上記標準時刻電波信号を増幅する増幅回路と、上記増幅回路が出力した上記標準時刻電波信号から第１周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第１フィルタ部と、上記増幅回路が出力した上記標準時刻電波信号から第２周波数の上記標準時刻電波信号のみを通過させる第２フィルタ部と、上記第１フィルタ部を通過した上記第１周波数の上記標準時刻電波信号、および上記第２フィルタ部を通過した上記第２周波数の上記標準時刻電波信号を合成する合成部と、上記合成部が出力した上記標準時刻電波信号の合成波を検波し、上記標準時刻電波信号の合成波に含まれている時刻コードを出力する検波部とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、スイッチング素子を用いることなく簡単な構成で、複数の標準時刻電波信号を同時に受信可能な電波修正時計を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に関連付けて説明する。
【００１６】
本実施形態では、たとえば、電波修正時計は、福島県の標準時刻電波送信局から周波数４０ｋＨｚで送信された標準時刻電波信号、および九州の標準時刻電波送信局から周波数６０ｋＨｚで送信された標準時刻電波信号を受信し、標準時刻電波信号に含まれる時刻コードに基づいて、時刻の修正を行う。なお、２つの標準時刻電波送信局の送信する時刻は共に同じ日本標準時であり、時刻コード形式も同じとする。
【００１７】
図１は本実施形態に係る電波修正時計の信号処理系回路の一実施形態を示すブロック図、図２は本実施形態に係る電波修正時計の指針位置検出装置の全体構成を示す一例の図、図３は本実施形態に係る電波修正時計の指針位置検出装置の要部の平面図である。
【００１８】
図１において、１０は信号処理系回路、１１は標準電波信号受信系、１２はリセット／強制受信スイッチ、１３は発振回路、１４は制御回路、１５はドライブ回路、１６は報知手段としての発光素子、１７はバッファ回路、１８はドライブ回路、２０は修正用スイッチ群、３０は液晶表示パネル、ＶＣＣは電源電位、Ｃ1からＣ3 はキャパシタ、Ｒ1 からＲ5 は抵抗、１００は時計本体、１２０は秒針を駆動する第１駆動系、１３０は指針である分針および時針を駆動する第２駆動系、１４０は光透過型光検出センサ、１５０は利用者が手により直接時刻合わせを行う手動修正系をそれぞれ示している。
【００１９】
また、液晶表示パネル３０は、図４に示すように、文字盤２０１の略中央の指針軸より下側（６時側）に設けられている。液晶表示パネル３０は、制御回路１４による制御によりカレンダー表示をデジタルで表示可能である。また、図４において、２０２は秒針、２０３は分針、２０４は時針をそれぞれ示している。
【００２０】
図５は、本実施形態に係る電波修正時計の標準電波信号受信系の一実施形態を示すブロック図である。
【００２１】
標準電波信号受信系１１は、長波受信アンテナ部１１０１、アンプ（増幅回路）１１０２、第１の水晶フィルタ１１０３、第２の水晶フィルタ１１０４、合成部１１０５、検波回路１１０６を有する。
【００２２】
標準電波信号受信系１１は、異なる周波数および同一の時刻コードで送信される標準時刻電波を受信して検波し、２値化した信号パルス列である時刻コード信号Ｓ１１として制御回路１４に出力する。
【００２３】
長波受信アンテナ部１１０１は、受信アンテナ１１０１ａ、および同調回路１１０１ｂを有する。
【００２４】
同調回路１１０１ｂは、異なる標準時刻電波信号の周波数に対応可能なように、複数の同調周波数、たとえば、４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚに設定可能である。また、同調回路１１０１ｂは、受信アンテナが受信した標準時刻電波信号を周波数を４０ｋＨｚ、または６０ｋＨｚに同調させて、標準時刻電波信号Ｓ１１０１ｂをアンプ１１０２に出力する。この同調回路１１０１ｂの詳細については後述する。
【００２５】
アンプ１１０２は、長波受信アンテナ部１１０１で受信された標準時刻電波信号Ｓ１１０１ｂの振幅が一定になるように増幅し、第１の水晶フィルタ１１０３および第２の水晶フィルタ１１０４に標準時刻電波信号Ｓ１１０２を出力する。このアンプ１１０２の詳細については後述する。
【００２６】
第１の水晶フィルタ１１０３は、アンプ１１０２から出力された標準時刻電波信号から、周波数４０ｋＨｚの標準時刻電波信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。
【００２７】
第２の水晶フィルタ１１０４は、同様に、アンプ１１０２より入力された標準時刻電波信号から、周波数６０ｋＨｚの標準時刻電波信号のみを通過させるバンドパスフィルタである。
【００２８】
合成部１１０５は、第１の水晶フィルタ１１０３により出力された周波数４０ｋＨｚの標準時刻電波信号、および第２の水晶フィルタ１１０４により出力された周波数６０ｋＨｚの標準時刻電波信号を合成し、合成した標準時刻電波信号を検波回路１１０６に出力する。
【００２９】
具体的には、たとえば、合成部１１０５は、第１の水晶フィルタ１１０３の一端と、第２の水晶フィルタ１１０４の一端を単に接続したものであり、第１の水晶フィルタ１１０３により出力された周波数４０ｋＨｚの標準時刻電波信号、および第２の水晶フィルタ１１０４により出力された周波数６０ｋＨｚの標準時刻電波信号を加算し、加算結果の標準時刻電波信号を検波回路１１０６に出力する。
【００３０】
検波回路１１０６は、標準時刻電波信号を包絡線検波し、標準時刻電波信号に含まれる時刻コードを復調し、復調した時刻コードを制御回路１４に出力する。
【００３１】
（同調回路の第１構成例）
次に、同調回路１１０１ｂの第１構成例ついて、図６を参照しながら説明する。同調回路１１０１ｂは、受信アンテナを形成する第１の同調コイル（インダクタ）Ｌ１１１、第２の同調コイル（インダクタ）Ｌ１１２、第１のキャパシタＣ１１１、第２のキャパシタＣ１１２、同調コイルＬ１１１の両端子がそれぞれ接続される第１のノードＮＤ１、および第２のノードＮＤ２とを含む。なお、同調コイルＬ１１１およびＬ１１２のインダクタンスをそれぞれＬｎ１およびＬｎ２とする。また、キャパシタＣ１１１およびＣ１１２のキャパシタンスをそれぞれＣａ１およびＣａ２とする。
【００３２】
キャパシタＣ１１１がノードＮＤ１とノードＮＤ２との間に接続され、同調コイルＬ１１１と並列に、直列接続された同調コイルＬ１１２とキャパシタＣ１１２がノードＮＤ１とノードＮＤ２間に接続され、ノードＮＤ１により同調回路１１０１ｂの出力ノードが形成されている。また、ノードＮＤ２は、接地電位（グラウンド）ＧＮＤに接続されている。
【００３３】
同調回路１１０１ｂは、受信アンテナ１１０１ａから同調コイルＬ１１１を介して標準時刻電波信号入力されると、入力信号を同調して周波数４０ｋＨｚまたは６０ｋＨｚの標準時刻電波信号Ｓ１１０１ｂをアンプ１１０２に出力する。
【００３４】
同調回路１１０１ｂは２つの共振点を有する。この２つの共振点について、式を用いて説明する。インピーダンスが高くなる２つの並列共振点は、次式に示される角周波数ωｐについての方程式の解で与えられる。
【００３５】
【数１】
2009031157.tif 000003
【００３６】
並列共振点の一つである角周波数ωｐ１は、次式を満たす。
【００３７】
【数２】
2009031157.tif 000004
【００３８】
また、他の並列共振点である角周波数ωｐ２は、次式を満たす。
【００３９】
【数３】
2009031157.tif 000005
【００４０】
さらに、同調回路１１０１ｂにおいて、インピーダンスが低くなる直列共振点の角周波数ωｓ１は、次式で表される。
【００４１】
（数４）
ωｓ１＝１／√（Ｌｎ２・Ｃａ２）  …（式４）
【００４２】
本実施形態では、上述の（式２）および（式３）を満足するような各インダクタンスの同調コイルＬ１１１、Ｌ１１２および各キャパシタンスのキャパシタＣ１１１、Ｃ１１２を用いることで、２つの共振点を有する同調回路１１０１ｂを得ることができる。その結果、同調回路１１０１ｂは、スイッチング素子を用いることなく、たとえば標準時刻電波信号が周波数６０ｋＨｚの地域では６０ｋＨｚの周波数に、４０ｋＨｚの地域では４０ｋＨｚの周波数に同調させることができる。
【００４３】
（同調回路の第２構成例）
本構成例では、各同調コイルのインダクタンスの値にバラつきがあっても、第１構成例の同調回路１１０１ｂよりも同調周波数を調整しやすい同調回路について、図７を参照しながら説明する。
【００４４】
図７に示す同調回路１１０１ｂａは、図６に示す同調回路１１０１ｂがさらに第３のキャパシタＣ１１３を有するものである。具体的には、キャパシタンスＣａ３を有するキャパシタＣ１１３が、ノードＮＤ１と同調コイルＬ１１２およびキャパシタＣ１１２の接続点（ノードＮＤ３）との間に接続されている。
【００４５】
また、この同調回路１１０１ｂａを採用した標準電波信号受信系は、図５に示す標準電波信号受信系１１の同調回路１１０１ｂを同調回路１１０１ｂａに置き換えたものであるため、その図の詳細については割愛する。
【００４６】
本実施形態においても、同調回路１１０１ｂａは２つの共振点を有する。この２つの共振点について、式を用いて説明する。インピーダンスが高くなる２つの並列共振点の角周波数ωｐ３およびωｐ４は、次式に示される角周波数ωｐについての方程式の解で与えられる。
【００４７】
【数５】
2009031157.tif 000006
【００４８】
並列共振点の一つである角周波数ωｐ３は、次式を満たす。
【００４９】
【数６】
2009031157.tif 000007
【００５０】
また、他の並列共振点である角周波数ωｐ４は、次式を満たす。
【００５１】
【数７】
2009031157.tif 000008
【００５２】
さらに、同調回路１１０１ｂａにおいて、インピーダンスが低くなる直列共振点の角周波数ωｓ２は、次式で表される。
【００５３】
（数８）
ωｓ２＝１／√（Ｌｎ２（Ｃａ２＋Ｃａ３））  …（式８）
【００５４】
本構成例においても、上述の（式６）および（式７）を満足するような各インダクタンスの同調コイルＬ１１１、Ｌ１１２および各キャパシタンスのキャパシタＣ１１１〜Ｃ１１３を用いて、２つの共振点を得ることができるように調節する。
【００５５】
これらの値の調整は、はじめに、キャパシタＣ１１２およびＣ１１３がない状態で同調コイルL１１１のインダクタンスLｎ１を調整して、特定の周波数に合わせる（ステップＳＴａ）。なお、キャパシタＣ１１１のキャパシタンスＣa１は固定値とする。
【００５６】
次に、キャパシタＣ１１２のキャパシタンスＣａ２を所定の値に仮設定した後、キャパシタＣ１１３のキャパシタンスＣａ３を調整して周波数６０ｋＨｚに合わせ込む（ステップＳＴｂ）。
【００５７】
そして、キャパシタＣ１１２のキャパシタンスＣａ２を調整して４０ｋＨｚに合わせ込む（ステップＳＴｃ）。
【００５８】
上記のステップＳＴｂ、およびステップＳＴｃを再度実行することで（式６）および（式７）を満たした２つの並列共振点を容易に得ることができる（ステップＳＴｄ）。
【００５９】
次に、このときの計算機シミュレーションによるインピーダンスの周波数特性の一例を図８に示す。
【００６０】
図８に示す計算機シミュレーション結果によれば、２つの並列共振周波数４０ｋＨｚおよび６０ｋＨｚが発生している。同調回路１１０１ｂａは、たとえば標準時刻電波信号が周波数６０ｋＨｚの地域では６０ｋＨｚの周波数に、４０ｋＨｚの地域では４０ｋＨｚの周波数に同調させることができる。
【００６１】
また、表１は、キャパシタンスＣａ１およびインダクタンスＬｎ２の値にバラつきがある場合のキャパシタンスＣａ２およびＣａ３の値を示している。ただし、インダクタンスＬｎ１の値は、あらかじめキャパシタンスＣａ１のバラつきに対して、適当な周波数（たとえば５９ｋＨｚ）に合わせ込んだ場合の値である。
【００６２】
【表１】
2009031157.tif 000009
【００６３】
たとえば、表１の番号１〜３における各インダクタンスおよびキャパシタンスの各組み合わせを例にとって説明すると、キャパシタンスＣａ１の値が２２００ｐＦ±２％、またインダクタンスＬｎ２の値が３．３ｍＨ±５％のようにそれぞれバラついた場合でも、本構成例ではキャパシタンスＣａ２およびＣａ３の値を容易に調整できることを示している。
【００６４】
本構成例によれば、同調回路１１０１ｂａは、キャパシタＣ１１３をさらに有することで、第１構成例に係る同調回路１１０１ｂよりもキャパシタンスおよびインダクタンスの値のバラつきに強く、スイッチング素子を用いることなく同時に周波数を同調させることができる。
【００６５】
次に、アンプ１１０２の構成例について説明する。なお、本説明では、同調回路に上述の同調回路１１０１ｂａを採用して説明を行う。
【００６６】
図９に示すように、アンプ１１０２は、ｎｐｎ型のトランジスタＱ１１、抵抗Ｒ１１１〜抵抗Ｒ１１４、キャパシタＣ１１４〜キャパシタＣ１１６、およびノードＮＤ４〜ＮＤ８により構成されている。
【００６７】
キャパシタＣ１１４はノードＮＤ１とＮＤ４との間に、キャパシタＣ１１５はノードＮＤ５とＮＤ７との間に、キャパシタＣ１１６はノードＮＤ６とＮＤ８との間に、それぞれ接続されている。また、キャパシタＣ１１１およびＣ１１２の一電極が接地電位ＧＮＤにそれぞれ接続されている。
【００６８】
また、抵抗Ｒ１１１はノードＮＤ４とＮＤ５との間に、抵抗Ｒ１１２は電源電位ＶＣＣとＮＤ５との間に、抵抗Ｒ１１３はノードＮＤ６と接地電位ＧＮＤとの間に、ノイズ除去のために設けられた抵抗Ｒ１１４はノードＮＤ７とＮＤ８との間に、それぞれ接続されている。
【００６９】
トランジスタＱ１１は、ベースがノードＮＤ４に、コレクタがノードＮＤ５に、エミッタがノードＮＤ６にそれぞれ接続されている。        
【００７０】
同調回路１１０１ｂａによってノードＮＤ１に出力された標準時刻電波信号Ｓ１１０１ｂは、交流成分のみがキャパシタＣ１１４を通過してノードＮＤ４に出力される。トランジスタＱ１１は、自己バイアスされており、ノードＮＤ４の標準時刻電波信号Ｓ１１０１ｂを増幅してノードＮＤ６に出力する。
【００７１】
トランジスタＱ１１によって増幅され、ノードＮＤ６に出力された標準時刻電波信号Ｓ１１０１ｂは、交流成分のみがキャパシタＣ１１６を通過し、ノードＮＤ８に出力される。また、ノードＮＤ５の信号は交流成分のみがキャパシタＣ１１５を通過し、ノードＮＤ７に出力される。
【００７２】
アンプ１１０２は、ノードＮＤ７に出力された信号Ｓ１１０２ａと、ノードＮＤ８に出力された信号Ｓ１１０２ｂとの電位が反転した差分信号を出力することで、同調回路１１０１ｂａの共振時のインピーダンスを下げている。
【００７３】
このような構成の標準電波信号受信系１１で、異なる周波数および同一時刻コードで送信される標準時刻電波信号を受信し、時刻コードを復調できることを説明する。
【００７４】
標準電波信号受信系１１で受信される日本標準時を高精度で伝える長波の標準電波は、図１０（ａ）に示すような形態で送られてくる。
【００７５】
具体的には、福島県の標準時刻電波送信局および九州の標準時刻電波送信局から送信される時刻は、ともに同じ日本標準時であり、時刻コード形式も同じである。変調方式は、最大値１００％，最小値１０％の振幅変調である。
時刻コードは１，０，Ｐの３種類の信号パターンからなり、１ｓ（秒）の１信号パターン中の１００％振幅期間幅によって区別され、１，０，Ｐはそれぞれ５００ｍｓ，８００ｍｓ，２００ｍｓとなっている。
【００７６】
また、図１１（ａ），（ｂ）に示すように、２つの標準時刻電波送信局からの送信波形は搬送波の周波数が違うだけで、変調波形は全く同じである。
福島県の標準時刻電波送信局と九州の標準時刻電波送信局は、約１２００ｋｍ離れているので、標準時刻電波を受信する地点によっては、位相差が生じる。
２つの標準時刻電波送信局までの距離の差の最大値は、１２００ｋｍなので電波の伝播速度を３×１０8 ｍ／ｓとするとその位相差は最大４ｍｓとなる。
【００７７】
【数９】
2009031157.tif 000010
【００７８】
このため、４ｍｓの位相差は信号の判別において、ほとんど無視できる値であり、標準時刻電波信号の時刻コードパターンは重なっていると見てよい。
【００７９】
図１２は、標準時刻電波送信局から送信される周波数４０ｋＨｚ、６０ｋＨｚの搬送波波形とその合成波形を示した図である。
【００８０】
標準電波信号受信系１１では、図１２（ａ），（ｃ）に示すように、標準時刻電波信号の４０ｋＨｚと６０ｋＨｚが同レベルで重なって受信された場合には、合成波形は、正弦波とはならないが、図１２（ｂ）に示すように、２０ｋＨｚ周期で２倍の最大振幅をもつ波形になる。
そのため、図１１（ｃ）に示すように、合成波形の時刻コードのパターンも２倍になる。
【００８１】
検波回路１１０６では、上述のように、標準時刻電波信号の搬送波の波形は正弦波とはならないが、最も基本的検波方式である包絡線検波によって、問題なく検波が可能であり、標準時刻電波信号に含まれる時刻コードを復調することができる。
【００８２】
そして、受信状態が良好な場合には、標準電波信号受信系１１からは図１０（ｂ）に示すように、標準電波信号に応じたパルス信号として時刻コード信号Ｓ１１が、制御回路１４に出力される。
【００８３】
次に、長波標準電波の送信データについて説明する。
図１３は、標準時刻電波信号の時刻コードの一例を示している。
【００８４】
送信情報は、分・時・１月１日からの積算日となっている。
時刻データの送信は、１ｂｉｔ／秒で１分間を１フレームとしており、このフレーム内に前述した分・時・１月１日からの積算日の情報がＢＣＤコードで提供されている。また送信されるデータは、０・１の他にＰコードというマーカーが含まれており、このＰコードは、１フレームに数カ所あり、正分（０秒）、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒、５９秒に現れる。このＰコードが続けて現れるのは１フレーム中１回で５９秒、０秒の時だけで、この続けて現れる位置が正分位置となる。つまり分・時データ等の時刻データはこの正分位置を基準としてフレーム中の位置が決まっているためこの正分位置の検出を行わないと時刻データを取り出すことはできない。
【００８５】
日本の標準電波は以前（実験局当時）の送信データに加え、年下２桁、曜、分パリティ、時パリティ、サマータイム導入の際に使用予定である予備ビット、うるう秒が追加された（図１３（ｂ）参照）。以下これら新設された情報のうち、特に予備ビット、うるう秒情報、停波情報について説明する。
【００８６】
予備ビットは表２に示される如く、ＳＵ１、ＳＵ２を使用する。これらは将来の情報拡張のために用意されたものである。サマータイム情報でこのビットが活用されるときは、ＳＵ１＝ＳＵ２＝０では「６日以内に夏時間への変更無し」、ＳＵ１＝１・ＳＵ２＝０では「６日以内に夏時間への変更あり」、ＳＵ１＝０・ＳＵ２＝１では「夏時間実施中」、ＳＵ１＝ＳＵ２＝１では「６日以内に夏時間終了」となるような情報形態となっている。夏時間への切り換わりについては日本ではまだサマータイムが導入されておらず、未だ不明の状態であるが欧州のサマータイムの切り替わりをみると、夜中のうちに行っている場合が多い。
【００８７】
【表２】
2009031157.tif 000011
【００８８】
次に、うるう秒は表３に示される、ＬＳ１、ＬＳ２の２ビットを使用し、ＬＳ１＝ＬＳ２＝０では、「１ヶ月以内にうるう秒の補正を行わない」、ＬＳ１＝１・ＬＳ２＝０では「１ヶ月以内に負のうるう秒（削除）あり」つまり１分間が５９秒となり、ＬＳ１＝ＬＳ２＝１では「１ヶ月以内に正のうるう秒（挿入）あり」つまり１分間が６１秒となるような情報形態となっている。うるう秒の補正のタイミングは既に決められており、ＵＴＣ時刻の１月１日もしくは７月１日の直前に行われることになっている。よって、日本時間（ＪＴＣ）では１月１日もしくは７月１日午前９：００直前に行われることになる。
【００８９】
【表３】
2009031157.tif 000012
【００９０】
停波情報は表４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示されるように、ＳＴ１、ＳＴ２、ＳＴ３、ＳＴ４、ＳＴ５、ＳＴ６を使用し、ＳＴ１・ＳＴ２・ＳＴ３で停波開始予告、ＳＴ４で停波時間帯予告、ＳＴ５・ＳＴ６で停波期間予告の停波情報を提供する。まず停波開始予告について説明すると、ＳＴ１＝ＳＴ２＝ＳＴ３＝０では「停波予定無し」、ＳＴ１＝ＳＴ２＝０・ＳＴ３＝１では「７日以内に停波」、ＳＴ１＝０・ＳＴ２＝１・ＳＴ３＝０では「３から６日以内に停波」、ＳＴ１＝０・ＳＴ２＝ＳＴ３＝１では「２日以内に停波」、ＳＴ１＝１・ＳＴ２＝ＳＴ３＝０では「２４時間以内に停波」、ＳＴ１＝１・ＳＴ２＝０・ＳＴ３＝１では「１２時間以内に停波」、ＳＴ１＝ＳＴ２＝１・ＳＴ３＝０では「２時間以内に停波」となっている。次に停波時間帯予告は、ＳＴ４＝１では「昼間のみ」、ＳＴ４＝０では「終日、または停波予定無し」である。次に停波期間予告は、ＳＴ５＝ＳＴ６＝０では「停波予定無し」、ＳＴ５＝０・ＳＴ６＝１では「７日以上停波、または期間不明」、ＳＴ５＝１・ＳＴ６＝０では「２から６日以内で停波」、ＳＴ５＝ＳＴ６＝１では「２日未満で停波」となっている。
【００９１】
【表４】
2009031157.tif 000013
【００９２】
以上、独立行政法人情報通信研究機構（ＮＩＣＴ）が運用管理している長波の標準時刻情報を含む電波による送信情報について詳述したように、標準時刻情報以外に予備ビットによる情報、うるう秒情報、停波情報も送信情報に含まれる。
【００９３】
次に信号処理系回路１０について、図１を参照しながら説明する。
【００９４】
リセット／強制受信スイッチ１２は、制御回路１４の各種状態を初期状態に戻すときにオンされる。このリセット／強制受信スイッチ１２がオンされたとき、または図示しない電池をセットしたときに本電波修正時計は、標準時刻電波信号を強制的に受信して修正を行う修正モード（強制修正モード）になる。
【００９５】
発振回路１３は、水晶発振器ＣＲＹおよびキャパシタＣ2 ，Ｃ3 により構成され、所定周波数の基本クロックを制御回路１４に供給する。
【００９６】
制御回路１４は、図示しない分針カウンタ、秒針カウンタ、標準分・秒カウンタ等を有する。
制御回路１４は、標準電波信号受信系１１による時刻コード信号Ｓ１１を受けて、受信した標準電波信号の受信状態があらかじめ決められた基準範囲と比較し、受信状態が基準範囲内にある場合には、制御信号ＣＴＬ1 ，ＣＴＬ2 をバッファ回路１７を介して秒針用ステッピングモータ１２１および時分針用ステッピングモータ１３１に出力して指針位置検出（初期設定）を行い、受信状態が基準範囲内にない場合には、制御信号ＣＴＬ1 ，ＣＴＬ2 を出力せずに、ドライブ信号ＤＲ1 をドライブ回路１５に出力して、報知手段としての発光素子１６を発光させてユーザーに電波受信がほとんどできない旨を報知させる。
【００９７】
また、制御回路１４は、受信状態が基準範囲内にある場合に初期設定を行わせた後、受信した電波信号をデコードし、デコードの結果、時刻化が可能である場合には、発振回路１３による基本クロックに基づいて各種カウンタのカウント制御並びに光検出センサによる検出信号ＤＴ1 の入力レベルに応じて、制御信号ＣＴＬ1 ，ＣＴＬ2をバッファ回路１７を介して秒針用ステッピングモータ１２１および時分針用ステッピングモータ１３１に出力して回転制御を行うことにより早送り時刻制御を行う。また、制御回路１４は、液晶表示パネル３０に修正時刻を表示させる。
【００９８】
一方、デコードの結果、時刻化が不可能である場合には、制御信号ＣＴＬ1 ，ＣＴＬ2 を出力せずに、ドライブ信号ＤＲ1 をドライブ回路１５に出力して、報知手段としての発光素子１６を発光させてユーザーに電波受信が良好でない旨を報知させる。これにより、初期修正モードの動作を完了させる。
【００９９】
また、制御回路１４は、初期修正モードの動作を完了させた後、通常修正モードの制御を行う。通常修正モードにおいては、初期修正モード時の初期設定動作後と同様の動作を行う。
【０１００】
具体的には、受信した電波信号をデコードし、デコードの結果、時刻化が可能である場合には、発振回路１３による基本クロックに基づいて各種カウンタのカウント制御並びに光検出センサ１４０による検出信号ＤＴ1 の入力レベルに応じて、制御信号ＣＴＬ1 ，ＣＴＬ2 をバッファ回路１７を介して秒針用ステッピングモータ１２１および時分針用ステッピングモータ１３１に出力して回転制御を行うことにより早送り時刻修正制御を行う。
そして、制御回路１４は、液晶表示パネル３０に修正時刻を表示させる。
【０１０１】
一方、デコードの結果、時刻化が不可能である場合には、制御信号ＣＴＬ1 ，ＣＴＬ2 を出力せずに、ドライブ信号ＤＲ1 をドライブ回路１５に出力して、報知手段としての発光素子１６を発光させてユーザーに電波受信が良好でない旨を報知させる。
【０１０２】
なお、上記の説明では、受信状態が基準範囲外にあると判別するときは、電波が弱かったり、ノイズが多いときである。電波が非常に弱い場合には、図１０（ｃ）に示すように、数個の信号分、ローレベル（Ｌ）かハイレベル（Ｈ）のままになる。また、ノイズが多いときは、時刻電波と無関係にレベルが変化する。これらの状態にある時刻コード信号Ｓ１１を、たとえば１０秒に２回あるいはそれ以上受けたときには、受信状態が基準範囲外にあると判別する。
【０１０３】
具体的には、たとえば１０秒程度を検出時間として、時間内においてレベルの変化が１秒以内に検出されなかったときおよび検出したパルス幅が０．８、０．５、０．２秒付近でなかったときを不可として、不可が２回以上発生したときには受信不可能と判断する。
【０１０４】
ドライブ回路１５は、ｐｎｐ接合型のトランジスタＱ1 および抵抗Ｒ1 ，Ｒ2 により構成されている。トランジスタＱ1 のベースが抵抗Ｒ1 を介して制御回路１４のドライブ信号ＤＲ1 の出力ラインに接続され、コレクタが抵抗Ｒ2 を介して発光ダイオードからなる発光素子１６のアノードに接続され、エミッタが電源電位ＶCCの供給ラインに接続されている。そして、発光素子１６のカソードが接地されている。
【０１０５】
すなわち、発光素子１６は、制御回路１４からローレベルのドライブ信号ＤＲ1 が出力されたときに発光するようにドライブ回路１５に接続されている。
【０１０６】
また、ドライブ回路１８は、ｐｎｐ接合型のトランジスタＱ2 、および抵抗Ｒ3，Ｒ4 により構成されている。
【０１０７】
修正用スイッチ群２０は、液晶表示パネル３０のデジタル表示を修正するための修正モードスイッチ２１、表示切換スイッチ２２、アップスイッチ（ＵＰ）２３、およびダウンスイッチ（ＤＮ）２４が制御回路１４の４つの入力端子に対して並列に接続されている。
【０１０８】
たとえば、修正モードスイッチ２１がオンされると、制御回路１４は、ボタン修正モードに以降する。なお、制御回路１４は、標準電波信号の受信中または通常動作時に、この修正モードスイッチ２１を受け付けて、ボタン修正モードに移行する。
【０１０９】
アップスイッチ２３、またはダウンスイッチ２４はたとえば押しボタンスイッチであり、デジタル表示時刻の修正時に、これらのスイッチが押された瞬間に制御回路１４は、制御信号ＣＴＬ1 、ＣＴＬ2 の出力を停止させて、停止時刻を液晶表示パネル３０に表示させる。
【０１１０】
時計本体１００について、図１〜図３、および図１４〜図２２を参照しながら説明する。
【０１１１】
時計本体１００は、互いに対向して接続されて輪郭を形成する第２ケースとしての下ケース１１１および第１ケースとしての上ケース１１２と、この下ケース１１１および上ケース１１２で形成される空間内のほぼ中央部において下ケース１１１と連結した状態で配置される中板１１３とを備えており、空間内の下ケース１１１、中板１１３、上ケース１１２の所定の位置に対して、第１駆動系１２０、第２駆動系１３０、光検出センサ１４０、手動修正系１５０等が固定あるいは軸支されている。
【０１１２】
第１駆動系１２０は、図２、図３および図１４に示すように、略コ字状のステータ１２１ａ、このステータ１２１ａの一方側の脚片に巻回された駆動コイル１２１ｂ、このステータ１２１ａの他方の磁極間において回動自在に配置されたロータ１２１ｃにより構成された秒針用ステッピングモータ１２１と、ロータ１２１ｃのピニオン１２１Ｃ’に大径歯車１２２ａが噛合した第１伝達歯車（第１検出用歯車）としての第１の５番車１２２と、この第１の５番車１２２の小径歯車１２２ｂに噛合した第２検出用歯車（第１指針車）としての秒針車１２３とにより構成されている。
【０１１３】
ここで、秒針用ステッピングモータ１２１は、ステータ１２１ａが中板１１３に載置して固定され、ロータ１２１ｃが中板１１３と上ケース１１２とに軸支されており、制御回路１４の出力制御信号ＣＴＬ1 に基づいて、その回転方向、回転角度、および回転速度が制御される。
【０１１４】
第１の５番車１２２は、大径歯車１２２ａの歯数が６０個、小径歯車１２２ｂの歯数が１５個に形成され、下ケース１１１および上ケース１１２に回動自在に軸支され、その大径歯車１２２ａが秒針用ステッピングモータ１２１のロータ１２１ｃ（ピニオン１２１ｃ’）と噛合して、ロータ１２１ｃの回転速度を所定速度に減速させる。この第１の５番車１２２には、図１４および図１６に示すように、秒針車１２３と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α１が１２０°）で配置された３個の円形状をなす透孔１２２ｃが形成されている。この透孔１２２ｃは、光検出センサ１４０の検出光を通過させるだけでなく、少なくともその１つは、第１の５番車１２２を組付ける際の位置決め孔（度決め孔）として用いられるものである。
【０１１５】
秒針車１２３は、大径歯車１２３ａの歯数が６０個に形成され、その軸部の一端が上ケース１１２に軸支され、中板１１３を下ケース１１１側に貫通したその他端側には秒針軸１２３ｂが圧入されており、この秒針軸１２３ｂは、後述する分針パイプ１３４ｐの内側に挿通されて、その先端に秒針２０２が取り付けられている。この秒針車１２３には、図１７に示すように、回転により第１の５番車１２２と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α２が３０°）で配置された１１個の円形状をなす透孔１２３ｃと、一箇所だけピッチの異なる位置決め遮光部１２３ｄ（透孔１２３ｃと透孔１２２ｄとの中心角が６０°）とが形成されている。そして、上記第１の５番車１２２の透孔１２２ｃが位置決め遮光部１２３ｄに対向した後に最初に透孔１２３ｃと対向する時に、秒針が正時を指すように構成されている。
【０１１６】
透孔１２３ｃは、光検出センサ１４０の検出光を通過させるだけでなく、少なくともその１つは、秒針車１２３を組付ける際の位置決め孔（度決め孔）として用いられるものである。
【０１１７】
また、これらの透孔１２３ｃの内側には、周方向に長尺で回転軸方向に突出する円弧状の付勢ばね１２３ｅが、切り欠き孔１２３ｆにより画定されている。この円弧状付勢ばね１２３ｅは、秒針車１２３をその回転軸方向に付勢するものである。
【０１１８】
ここで、位置決め遮光部１２３ｄは、周方向において切り欠き孔１２３ｆから離れた位置、すなわち、２つの切り欠き孔１２３ｆが途切れて離れた領域に形成されている。したがって、切り欠き孔１２３ｆと位置決め遮光部１２３ｅとの距離を十分確保できるため、位置決め遮光部１２３ｄの領域において検出光が切り欠き孔１２３ｆに回り込むようなことはなく、確実にこの位置決め遮光部１２３ｄで検出光を遮ることができる。すなわち、検出光の回り込みによる誤検出を生じ易い切り欠き孔１２３ｆを設けた領域から離れた位置に位置決め遮光部１２３ｄが形成されていることから、この位置決め遮光部１２３ｄを秒針車１２３の回転角度位置の位置決めに用いることで、確実な位置決めを行うことができる。
【０１１９】
秒針車１２３においては、図１７に示すように、複数（１１個）の透孔１２３ｃを設ける代わりに、図１８に示すように、位置決め遮光部１２３ｄと径方向において対向する位置にある透孔１２３ｃのみを残して、その他の透孔１２３ｃをそれぞれ切り欠き孔１２３ｇと一体的に開けてもよい。これによれば、検出光の通過を許容する部分において、検出光の通過をより一層確実なものとし、また、秒針車１２３を形成する材料の無駄を低減することができる。
【０１２０】
第２駆動系１３０は、図２、図３、および図１５に示すように、略コ字状のステータ１３１ａ、このステータ１３１ａの一方側の脚片に巻回された駆動コイル１３１ｂ、このステータ１３１ａの他方の磁極間において回動自在に配置されたロータ１３１ｃにより構成された時分針用ステッピングモータ１３１とロータ１３１ｃのピニオン１３１ｃ’に大径歯車１３２ａが噛合した中間歯車としての第２の５番車１３２と、この第２の５番車１３２の小径歯車１３２ｂに大径歯車１３３ａが噛合した第２伝達歯車（第３検出用歯車）としての３番車１３３と、この３番車１３３の小径歯車１３３ｂに大径歯車１３４ａが噛合した第４検出用歯車（第２指針車）としての分針車１３４と、この分針車１３４の小径歯車１３４ｂに大径歯車１３５ａが噛合した中間歯車としての日の裏車１３５と、この日の裏車１３５の小径歯車１３５ｂに噛合した第５検出用歯車（第２指針車）としての時針車１３６とにより構成されている。
【０１２１】
ここで、時分針用ステッピングモータ１３１は、ステータ１３１ａが中板１１３に載置して固定され、ロータ１３１ｃが中板１１３と上ケース１１２とに軸支されており、制御回路の出力制御信号に基づいて、その回転方向、回転角度、および回転速度が制御される。
【０１２２】
第２の５番車１３２は、大径歯車１３２ａの歯数が６０個、小径歯車１３２ｂの歯数が１５個に形成され、中板１１３および上ケース１１２に軸支され、その大径歯車１３２ａが時分針用ステッピングモータ１３１のロータ１３１ｃ（ピニオン１３１ｃ’）と噛合して、ロータ１３１ｃの回転速度を所定速度に減速させる。なお、この第２の５番車１３２としては、前述の第１の５番車１２２を流用、すなわち、透孔１２２ｃが設けられたものを用いてもよい。これにより、部品の共用化が行え製品のコストを低減することができる。
【０１２３】
３番車１３３は、大径歯車１３２ａの歯数が６０個、小径歯車１３３ｂの歯数が１０個に形成され、軸部の一端が上ケース１１２に軸支され、他端側が中板１１３を貫通した状態で回動自在に配設されており、第２の５番車１３２の回転を減速して分針車１３４に伝達する。また、３番車１３３には、図１９に示すように、回転により秒針車１２３および第１の５番車１２２と重なる領域において周方向に等間隔（中心角α３が３６°）で配置された１０個の円形状をなす透孔１３３ｃが形成されている。この透孔１３３ｃは、光検出センサ１４０の検出光を通過させるだけでなく、少なくともその１つは、３番車１３３を組付ける際の位置決め孔（度決め孔）として用いられるものである。
【０１２４】
分針車１３４は、大径歯車１３４ａの歯数が６０個、小径歯車１３４ｂの歯数が１４個に形成され、その中央部には小径歯車１３４ｂが一体的に形成された分針パイプ１３４ｐが、側面視にて略Ｔ字形状をなすように形成されている。そして、分針パイプ１３４ｐの一端部が中板１１３に回動自在に軸支され、他端側の軸部は後述する時針車１３６の時針パイプ１３６ｐの内部に回動自在に挿通されている。また、分針パイプ１３４ｐは、下ケース１１１を貫通して時計の文字盤２０１側に突出しており、その先端には分針２０３が取り付けられている。
【０１２５】
また、分針車１３４には、図２０に示すように、回転により秒針車１２３，第１の５番車１２２，３番車１３３と重なる領域において周方向に長尺な３個の円弧状透孔１３４ｃ，１３４ｄ，１３４ｅが形成されている。これら円弧状透孔１３４ｄと円弧状透孔１３４ｄとは、中心角α５で３０°隔てて形成され、円弧状透孔１３４ｄと円弧状透孔１３４ｅとは、中心角α６で３０°隔てて形成され、また、円弧状透孔１３４ｅと円弧状透孔１３４ｃとは、中心角α７で６０°隔てて形成されている。すなわち、円弧状透孔１３４ｅと円弧状透孔１３４ｃとの間に、最も幅の広い遮光部Ａが形成され、円弧状透孔１３４ｃと円弧状透孔１３４ｄとの間および円弧状透孔１３４ｄと円弧状透孔１３４ｅとの間に、上記遮光部Ａよりも幅狭の遮光部Ｂが形成されている。
【０１２６】
また、円弧状透孔１３４ｃは、一端側の円形部１３４ｃ’と、他端側から伸びる幅広円弧部１３４ｃ’’と、両者を連結する幅狭円弧部１３４ｃ’’’とにより形成されている。この幅狭円弧部１３４ｃ’’’により画定される円形部１３４ｃ’は、検出光を通過させるだけでなく、分針車１３４を組み付ける際の位置決め孔（度決め孔）として用いられるものである。
【０１２７】
時針車１３６は、大径歯車１３６ａの歯数が４０個に形成され、その中央部に円筒状の時針パイプ１３６ｐが一体的に取り付けられており、この時針パイプ１３６ｐの内部に前述の分針パイプ１３４ｐが挿通されている。そして、時針パイプ１３６ｐは、下ケース１１１に形成された軸受け孔１１１ａに挿通されて回動自在に軸支されており、また、その先端側は下ケース１１１を貫通して時計の文字盤２０１側に突出しており、その先端には時針２０４が取り付けられている。
【０１２８】
また、時針車１３６には、図２１に示すように、回転により秒針車１２３，第１の５番車１２２，３番車１３３，分針車１３４と重なる領域において周方向に長尺な３個の円弧状透孔１３６ｃ，１３６ｄ，１３６ｅが形成されている。これら円弧状透孔１３６ｃと円弧状透孔１３６ｄとは、中心角α８で４５°隔てて形成され、円弧状透孔１３６ｄと円弧状透孔１３６ｅとは、中心角α９で６０°隔てて形成され、また、円弧状透孔１３６ｅと円弧状透孔１３６ｃとは、中心角α１０で３０°隔てて形成されており、さらに、円弧状透孔１３６ｃ，１３６ｄ，１３６ｅの長さは、中心角β１＋β２，β３，β４がそれぞれ７５°，６０°，９０°となるように設定されている。すなわち、円弧状透孔１３６ｅと円弧状透孔１３６ｃとの間に、最も幅の狭い遮光部Ｃが形成され、円弧状透孔１３６ｃと円弧状透孔１３６ｄとの間に、遮光部Ｃよりも幅の広い遮光部Ｄが形成され、円弧状透孔１３６ｄと円弧状透孔１３６ｅとの間に、遮光部Ｄよりも幅の広い遮光部Ｅが形成されている。
【０１２９】
また、円弧状透孔１３６ｃは、一端側から中心角β１で７．５°のところに位置する円形部１３６ｃ’と、他端側から伸びる幅広円弧部１３６ｃ’’と、両者を連結すると共に円形部１３６ｃ’の両側に位置する幅狭円弧部１３６ｃ’’’とにより形成されている。この幅狭円弧部１３６ｃ’’’により画定される円形部１３４ｃ’は、検出光を通過させるだけでなく、時針車１３６を組み付ける際の位置決め孔（度決め孔）として用いられるものである。
【０１３０】
日の裏車１３５は、大径歯車１３５ａの歯数が４２個、小径歯車１３５ｂの歯数が１０個に形成され、下ケース１１１に形成された突部１１１ｂに対して回動自在に軸支されており、大径歯車１３５ａが分針パイプ１３４ｐに形成された小径歯車１３４ｂに噛合し、また、小径歯車１３４ｂが時針車１３６（１３６ａ）に噛合して、分針車１３４の回転を減速して時針車１３６に伝達する。
【０１３１】
光検出センサ１４０は、図２に示すように、上ケース１１２の壁面に固定された回路基板１４１に取り付けられた発光ダイオードからなる発光素子１４２と、この発光素子１４２に対向するように、下ケース１１１の壁面に固定された回路基板１４３に取り付けられたフォトトランジスタからなる受光素子１４４とにより形成されている。
【０１３２】
そして、発光素子１４２のアノードは一端がトランジスタＱ2 のコレクタに接続されたドライブ回路１８における抵抗Ｒ4 の他端に接続され、カソードは、接地されるとともに、受光素子１４４のエミッタに接続されている。
【０１３３】
受光素子１４４のコレクタは、制御回路１４に接続されている。この制御回路との接続ラインは、検出信号ＤＴ1 の制御回路１４への出力ラインとなっており、この出力ラインは、抵抗Ｒ5 を介して電源電圧ＶCCの供給ラインに接続されている。
【０１３４】
ドライブ回路１８のトランジスタＱ2 のエミッタは電源電圧ＶCCの供給ラインに接続され、ベースは抵抗Ｒ3 を介してドライブ信号ＤＲ2 の出力ラインに接続されている。 すなわち、発光素子１４２は、制御回路１４からローレベルのドライブ信号ＤＲ2 が出力されたとき発光するようにドライブ回路１９に接続されている。
【０１３５】
また、図３に示すように、平面視にて第１の５番車１２２、秒針車１２３、３番車１３３、分針車１３４、時針車１３６の全てが同時に重なる位置に配置されている。そして、第１の５番車１２２の透孔１２２ｃ、３番車１３３の透孔１３３ｃ、秒針車１２３の透孔１２３ｃ、分針車１３４の透孔１３４ｃ（１３４ｄ、１３４ｅ）、時針車１３６の透孔１３６ｃ（１３６ｄ、１３６ｅ）が重なり合った時に、発光素子１４２から発せられた検出光が受光素子１４４により受光されて、秒針、分針、時針が正時等の位置を指していることを出力するようになっている。  
【０１３６】
さらに、発光素子１４２は、上ケース１１２の外側に開口するように形成された第１配置部としての取付け凹部１１２ｃ内に配置されており、この取付け凹部１１２ｃの底面には、所定径の円形貫通孔１１２ｄが開けられている。この円形貫通孔１１２ｄは、発光素子１４２から発せられる検出光が末広がり状に広がる性質があるため、その広がった部分の光を遮断して収束された光のみを通過させて誤検出を防止できるようにするものである。
【０１３７】
同様に、受光素子１４４は、下ケース１１１の外側に開口するように形成された第２配置部としての取付け凹部１１１ｃ内に配置されており、この取付け凹部１１１ｃの底面には、所定径の円形貫通孔１１１ｄが開けられている。この円形貫通孔１１１ｄは、発光素子１４２から発せられ、上記透孔を通過してきた光のみをできるだけ通過させて誤検出を防止できるようにするものである。
【０１３８】
第１の５番車１２２、３番車１３３、秒針車１２３、分針車１３４、時針車１３６を取り付ける場合は、所定の位置決めピンが、下ケース１１１の円形貫通孔１１１ｄ、位置決めとして用いられるそれぞれの透孔、および上ケース１１２の円形貫通孔１１２ｄを貫くように、順次に組付ける。そして、上ケース１１２および下ケース１１１を接合して一体化した後、位置決めピンを引き抜いて、貫通孔１１２ｄが位置する取付け凹部１１２ｃに発光素子１４２を取付け、また、貫通孔１１１ｄが位置する取付け凹部１１２ｃに受光素子１４４を取り付ける。
【０１３９】
これにより、貫通孔１１２ｄおよび１１１ｄは完全に塞がれ、上ケース１１２および下ケース１１１により画定される内部空間に外部の光が侵入するのを防止できる。したがって、外部の光が侵入することによる誤検出を防止できると共に、組付け時の位置決め孔と光検出用の透孔とを兼用していることから、これらの孔を別々に設ける場合にくらべて装置の集約化、小型化を行うことができる。
【０１４０】
手動修正系１５０は、図２および図３に示すように、上述の分針車１３４の小径歯車１３４ｂおよび時針車１３６の大径歯車１３６ａに噛合する日の裏車１３５と、この日の裏車１３５の大径歯車１３５ａに噛合する歯車１５１ａを有する手動修正軸１５１とにより構成されている。この手動修正軸１５１は、上ケース１１２の外側に位置付けられて利用者が直接指を触れることのできる頭部１５１ｂと、この頭部１５１ｂから伸びて上ケース１１２に形成された開口１１２ｅを貫挿し下ケース１１１に形成された突部１１１ｅに対して軸支された柱状部１５１ｃとからなり、この柱状部１５１ｃの下方領域に歯車１５１ａが形成されている。
【０１４１】
手動修正軸１５１は、分針車１３４と同位相で回転するように構成されており、上述の第２駆動系１３０により分針車１３４が駆動されているときには日の裏車１３５を介して分針車１３４と同位相で回転するとともに、第２駆動系１３０の非作動時には、頭部１５１ｂを指で回転させることにより、指針位置を手動修正できるようになっている。
【０１４２】
上記のように、秒針車１２３の秒針軸１２３ｂが分針車１３４の分針パイプ１３４ｐに挿通され、分針車１３４の分針パイプ１３４ｐが時針車１３６の時針パイプ１３６ｐに挿通されていることから、秒針車１２３と、分針車１３４と、時針車１３６とは、それぞれの回転中心軸が共通しており、また、時刻表示の際に、秒針が６０秒間に１回転、分針が６０分間に１回転、時針が１２時間に１回転するように駆動される。
【０１４３】
分針車１３４の分針パイプ１３４ｐの先端部および時針車１３６の時針パイプ１３６ｐの先端部には、図２２に示すように、径方向に所定幅をなして伸びる位置決めのための第１指標としての溝１３４ｇおよび第２指標としての溝１３６ｇが形成されている。そして、これらの溝１３４ｇおよび溝１３６ｇが、一直線に並んだとき所定の時刻例えば１２時００分を指すように設定されている。
【０１４４】
このような位置決め指標を設けたことにより、分針車１３４および時針車１３６を下ケース１１１および上ケース１１２により囲繞して覆ってしまった後においても、溝１３４ｇおよび１３６ｇが一直線に並んでいれば予め設定された概略の時刻を指していることが分かるため、その状態を基に分針および時針を容易に取り付けることができ、その他の位置合わせおよび位置確認工程が不要になり、製造ラインおよび検査ラインでの製造時間および検査時間を短縮することができる。なお、位置決め指標としては、上記の溝に限るものではなく、ポッチ等のマークでもよい。
【０１４５】
次に、上記構成による動作を、標準時刻電波信号および強制受信時の標準電波信号受信系１１および制御回路１４における動作を中心に、図２３、図２４、および図２５を参照しながら説明する。
【０１４６】
たとえばユーザーによりリセット／強制受信スイッチ１２がオンされると、制御回路１４において、各種状態が初期状態に戻され、強制修正モードとなる（ＳＴ１）。
【０１４７】
また、このときリセット／強制受信スイッチ１２がオンされたことにより、たとえば制御回路１４から標準電波信号受信系１１に駆動電力が供給されて、標準時刻電波信号の受信動作が行われる（ＳＴ２）。
【０１４８】
具体的には、標準電波信号受信系１１の受信アンテナ１１０１ａにおいて、異なる周波数（周波数４０ｋＨｚまたは６０ｋＨｚ）の標準時刻電波信号が受信される。同調回路１１０１ｂａは、受信アンテナ部が受信した信号を、たとえば標準時刻電波信号が周波数６０ｋＨｚの地域では６０ｋＨｚの周波数に、４０ｋＨｚの地域では４０ｋＨｚの周波数に同調する。
【０１４９】
アンプ１１０２では、標準時刻電波信号が一定の振幅になるように増幅され、第１の水晶フィルタ１１０３および第２の水晶フィルタ１１０４に入力される。
【０１５０】
第１の水晶フィルタ１１０３では、アンプ１１０２により入力された標準時刻電波信号Ｓ１１０２から、周波数４０ｋＨｚの標準時刻電波信号のみが出力される。また、第２の水晶フィルタ１１０４では、アンプ１１０２により入力された標準時刻電波信号Ｓ１１０２から、周波数６０ｋＨｚの標準時刻電波信号のみが出力される。
【０１５１】
そして、合成部１１０５では、第１の水晶フィルタ１１０３および第２の水晶フィルタ１１０４により出力された標準時刻電波信号が合成され、検波回路１１０６に出力される。そして、検波回路１１０６では、合成された標準時刻電波信号が、包絡線検波により検波され、時刻コード信号が復調される。そして、検波回路１１０６から、その時刻コードが制御回路１４に入力される。
【０１５２】
ステップＳＴ２の受信動作後、受信状態が基準範囲内にあり、ボタン修正モードでない場合には（ＳＴ３，ＳＴ４）、指針位置の検出が行われた後（ＳＴ５）時刻のアナログ表示を行う時針の早送り修正が行われる（ＳＴ６）。この指針の早送り修正は、内部カウンタの値に応じて秒針用ステッピングモータ１２１および時分針用ステッピングモータ１３１を早送りで回転駆動させ、指針位置をその時刻位置に修正する。
【０１５３】
図２３に示すように、以上の指針の早送り修正が終了し、１秒経過したならば（ＳＴ７）、制御回路１４において、時刻カウンタのカウントアップが行われ（ＳＴ８）、通常運針における通常修正モードに移行される（ＳＴ９）。
【０１５４】
通常修正モードにおいては、ボタン修正モードでない場合には（ＳＴ１０）、あらかじめ設定された受信時刻であるか否かの判断が行われ（ＳＴ１１）、設定時刻であれば標準電波信号の受信が行われる（ＳＴ１２）。ステップ１４の受信動作は、ステップＳＴ２の処理と同様に行われることから、ここでは詳細な説明は省略する。
【０１５５】
そして、ステップＳＴ１２の受信動作において、受信不可の場合には（ＳＴ１３）、ステップＳＴ６からの処理に移行する。一方、受信が可能であったならば、ステップＳＴ７からの処理に移行する。
【０１５６】
また、ステップＳＴ３において、修正モードスイッチ２１がオンされてボタン修正モ−ドに移行すると、所定のボタン修正動作が行われる（ＳＴ１４）。その後、ステップＳＴ７の処理に移行する。
【０１５７】
なお、ステップＳＴ５における指針の位置検出は、たとえば図２４に示すように行われる。すなわち、制御回路１４からドライブ信号ＤＲ2 がドライブ回路１８にローレベルで出力される。これにより、トランジスタＱ2 がオンし、発光素子１４２、すなわち発光素子から検出光が発せられる（ＳＴ１０１）。
【０１５８】
続いて、制御信号ＣＴＬ1 が出力されて秒針用ステッピングモータ１２１がパルス駆動され（ＳＴ１０２）、受光素子１４４すなわちフォトトランジスタがオンし、検出信号ＤＴ1 がハイレベル（電源電圧ＶCCレベル）からローレベルに切り換わったか否かの判断が行われる（ＳＴ１０３）。
【０１５９】
ここで、フォトトランジスタからの検出信号ＤＴ1 がハイレベルのままに保持されている場合には、ステップ駆動を行うためのパルス数を加算する度に、フォトトランジスタからの検出信号ＤＴ1 がハイレベル（電源電圧ＶCCレベル）からローレベルに切り換わったか否かの判断が行われる（ＳＴ１０４〜ＳＴ１０６）。
【０１６０】
そして、パルス数が９に達してもフォトトランジスタからの検出信号ＤＴ1 出力がハイレベル（電源電圧ＶCCレベル）からローレベルに切り換わらない場合には、時分針用ステッピングモータ１３１が１ステップ（パルス）駆動され（ＳＴ１０２）て秒針車１２３が回転駆動される。
【０１６１】
一方、ステップＳＴ１０３において、フォトトランジスタによる検出信号ＤＴ1 がハイレベルからローレベルに切り換わったと判断されると、秒針車１２３が早送りされて（ＳＴ１０８）、制御回路１４であらかじめ記憶された出力パターンとの比較が行われる（ＳＴ１０９）。
【０１６２】
比較の結果、得られた出力パターンと記憶された出力パターンとが適合しない場合には、ステップＳＴ１０８に戻り、再び秒針車１２３が早送りされる。
【０１６３】
一方、得られた出力パターンと記憶された出力パターンとが適合した場合には、その時点（５ステップ目でもフォトトランジスタにより検出信号ＤＴ1 のレベルがローレベルに切り換わらない場合において、次にフォトトランジスタの出力がローレベルに切り換わった時点）で、制御信号ＣＴＬ1 の出力が停止されて、秒針車１２３の回路駆動が停止される。そして、秒針車１２３が帰零位置で停止する（ＳＴ１１０）。このとき、秒針は所定時刻たとえば正時（０秒）の位置に修正される。
【０１６４】
続いて、制御回路１４から制御信号ＣＴＬ2 が出力されて時分針用ステッピングモータ１３１のみが所定の出力周波数でパルス駆動されて分針車１３４が早送りされる（ＳＴ１１１）。
【０１６５】
そして、フォトトランジスタからの出力パターンと制御回路１４にあらかじめ記憶された出力パターンとの比較が行われる（ＳＴ１１２）。比較の結果、得られた出力パターンと記憶された出力パターンとが適合しない場合には、ステップＳＴ１１１の処理に戻り、再び分針車１３４が早送りされる。
【０１６６】
一方、ステップＳＴ１１２の比較の結果、得られた出力パターンと記憶された出力パターンとが適合した場合は、その時点で、制御信号ＣＴＬ2 の出力が停止されて、時分針用ステッピングモータ１３１が停止されて、分針車１３４および時針車１３６の駆動が停止される（ＳＴ１１３）。
【０１６７】
ここで、上記出力パターンとあらかじめ記憶されたパターンとの比較による時刻修正は、３種類のパターンのいずれかに合わせることにより行われる。
【０１６８】
すなわち、分針車１３４によるフォトトランジスタの出力パターンは、図２５（ａ）に示すように、遮光部が作用するオフの幅として、２つの幅狭のＢ部と１つの幅広のＡ部とが交互に現れるようなパターンとなり、また、時針車１３６によるフォトトランジスタの出力パターンは、図２５（ｂ）に示すように、遮光部が作用するオフの幅が３種類のＤ部、Ｅ部、Ｃ部が所定間隔をおいて交互に現れるようなパターンとなり、両者を合成した出力パターンは、図２５（ｃ）に示すように、Ｄ部，Ｂ部およびＡ部が組み合わされたパターンと、Ｅ部，Ｂ部およびＡ部が組み合わされたパターンと、Ｃ部，Ｂ部およびＡ部が組み合わされたパターンの３種類が所定の間隔をおいて現れるパターンとなる。
【０１６９】
なお、図２５に示すパターンのうちオンとなるパターンの部分は、実際には３番車１３３の遮光部によりオフとなる部分があるので、歯抜け状のパターンとなっている。
【０１７０】
そこで、Ｄ部，Ｂ部およびＡ部の組み合わせからなるパターンが確認されたときを例えば４時００分、Ｅ部，Ｂ部およびＡ部の組み合わせからなるパターンが確認されたときを、たとえば８時００分、Ｃ部，Ｂ部およびＡ部の組み合わせからなるパターンが確認されたときを、たとえば１２時００分としてあらかじめ設定しておけば、これらのパターンのいずれかを検出したときに時分針用ステッピングモータ１３１を停止させることで、分針車１３４および時針車１３６すなわち分針２０３および時針２０４を所定の時刻に時刻修正することができる。
【０１７１】
そして、時分針用ステッピングモータ１３１を停止させた後、制御回路１４によるドライブ信号ＤＲ2 がハイレベルに切り替えられる。
それにより、ドライブ回路１８のトランジスタＱ2 がオフし、発光素子１４２の発光が停止され（ＳＴ１１４）、時刻修正動作を終了する。
【０１７２】
このように、指針の修正動作において、分針車１３４および時針車１３６に、検出光を通過させるための透孔として、円弧状透孔すなわち長孔を用いているため、光検出センサ１４０がオンとなる範囲が広がり、位置検出時間を短縮でき、その結果、秒針の時刻修正を行う時間を短縮することができる。また、時針車１３６に３種類の遮光部Ｃ，Ｄ，Ｅを設けたことから、３箇所のいずれかを検出して時刻修正を行うことができ、また、最も回転速度の遅い時針車１３６を従来に比べ略１／３回転させるだけで位置検出ができ、これにより、分針２０３および時針２０４の時刻修正を行う時刻を短縮することができる。
【０１７３】
以上説明したように、本実施形態によれば、標準時刻電波信号を受信する受信アンテナと、受信アンテナが受信した異なる周波数の標準時刻電波信号を同調して所望する周波数の標準時刻電波信号を出力する同調回路とを有する。この同調回路は、受信アンテナを形成する第１のインダクタと、第２のインダクタと、第１および第２のキャパシタと、第１のインダクタの両端子がそれぞれ接続される第１および第２のノードとを含み、第１のキャパシタが上記第１のノードと上記第２のノードとの間に接続され、第１のインダクタと並列に、直列接続された第２のインダクタと第２のキャパシタが第１のノードと第２のノード間に接続され、第１のノードにより同調回路の出力ノードが形成されている。
【０１７４】
このため、本電波修正時計は、スイッチング素子を用いることなく簡単な回路構成で受信周波数の選択動作が不要な利点がある。また、本電波修正時計は、標準時刻電波信号の受信中であっても受信周波数の選択動作が不要なため、即座に受信信号の処理が実行でき、信号処理回路の負荷が低減できる。さらに、本電波修正時計は、異なる２つの周波数が混在する地域では、標準時刻電波信号をより的確に受信できる。
【０１７５】
他の実施形態として、標準電波信号受信系１１はアンプ１１０２を有していなくてもよい。この場合、同調回路１１０１ｂａは、同調した標準時刻電波信号Ｓ１１０１ｂを第１の水晶フィルタ１１０３および第２の水晶フィルタ１１０４に出力する。
【０１７６】
また、本実施形態において、合成部１１０５は、第１の水晶フィルタ１１０３および第２の水晶フィルタ１１０４を単に接続して、標準時刻電波信号を加算する形態であったが、この形態に限られるものではない。たとえば、減算してもよい。
【０１７７】
また、本実施形態に係る同調周波数は一例であって、４０ｋＨｚまたは６０ｋＨｚに限定されるものではない。
【０１７８】
さらに、本電波修正時計は、本実施形態に限られるものではなく、本発明に係る同調回路を採用した他の任意好適な種々の改変が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本実施形態に係る電波修正時計の信号処理系回路の第１の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】本実施形態に係る電波修正時計の指針位置検出装置の第１の実施の形態の全体構成を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係る指針位置検出装置の要部の平面図である。
【図４】図１の電波修正時計の外観を示す正面図である。
【図５】図１の電波修正時計の第１の実施の形態の長波受信アンテナ系の構成を示す図である。
【図６】本実施形態に係る同調回路の第１構成例を示す回路図である。
【図７】本実施形態に係る同調回路の第２構成例を示す回路図である。
【図８】本実施形態に係る同調回路の他の実施形態におけるインピーダンスの周波数特性の一例を示す図である。
【図９】本実施形態に係るアンプの一構成例を示す回路図である。
【図１０】本実施形態に係る制御回路における初期修正モード実施の形態の帰零動作前の受信電波状態の判別基準を説明するための図である。
【図１１】標準時刻電波の信号パターンを示す図である。
【図１２】標準時刻電波の搬送波形と合成波形を示す図である。
【図１３】標準時刻電波信号の時刻コードの一例を示す図である。
【図１４】自動修正時計の一部である秒針を駆動する第１駆動系を示す平面図である。
【図１５】自動修正時計の一部である分針および時針を駆動する第２駆動系を示す平面図である。
【図１６】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす第１の５番車を示す平面図である。
【図１７】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車を示す平面図である。
【図１８】秒針を駆動する第１駆動系の一部をなす秒針車の他の例を示す平面図である。
【図１９】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす３番車を示す平面図である。
【図２０】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす分針車を示す平面図である。
【図２１】分針および時針を駆動する第２駆動系の一部をなす時針車を示す平面図である。
【図２２】分針パイプおよび時針パイプの先端部を示す端面図である。
【図２３】本実施形態に係る電波修正時計の動作を説明するためのフローチャートである。
【図２４】本実施形態に係る電波修正時計の制御回路における指針位置修正動作を説明するためのフローチャートである。
【図２５】修正操作において、分針車、時針車、および両者の合成による検出手段の出力パターンを示す図である。
【符号の説明】
【０１８０】
１０…信号処理系回路、１１…標準電波信号受信系、１２…リセット／強制受信スイッチ、１３…発振回路、１４…制御回路、１５、１８〜１９…ドライブ回路、１６…発光素子、１７…バッファ回路、２０…修正用スイッチ群、２１…修正モードスイッチ、２２…表示切換スイッチ、２３…アップスイッチ、２４…ダウンスイッチ、３０…液晶表示パネル、１００…時計本体、２０１…文字盤、２０２…秒針、２０３…分針、２０４…時針、１１０１…長波受信アンテナ部、１１０１ａ…受信アンテナ、１１０１ｂ、１１０１ｂａ…同調回路、１１０２…アンプ、１１０３…第１の水晶フィルタ、１１０４…第２の水晶フィルタ、１１０５…合成部、１１０６…検波回路、Ａ〜Ｅ…遮光部、Ｃ１〜Ｃ３、Ｃ１１１〜Ｃ１１６…キャパシタ、Ｃａ１〜Ｃａ３…キャパシタンス、ＣＲＹ…水晶発振器、ＧＮＤ…接地電位、Ｌ１１１〜Ｌ１１２…同調コイル、Ｌｎ１〜Ｌｎ２…インダクタンス、ＮＤ１〜ＮＤ８…ノード、Ｑ１〜Ｑ２、Ｑ１１…トランジスタ、Ｒ１〜Ｒ５、Ｒ１１１〜Ｒ１１４…抵抗、ＶＣＣ…電源電位、ωｐ１〜ωｐ４…角周波数、ωｓ１〜ωｓ２…角周波数。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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