電波時計
【課題】標準電波の受信中にデジタル表示部の駆動を継続可能な電子時計を提供する。
【解決手段】現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、設定された駆動波形周波数の駆動信号で表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して標準電波を受信する受信手段と、を備え、表示駆動制御手段は、受信手段による標準電波の受信中に、駆動波形周波数の高調波周波数が標準電波の受信周波数と異なるように駆動波形周波数を設定する。
【解決手段】現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、設定された駆動波形周波数の駆動信号で表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して標準電波を受信する受信手段と、を備え、表示駆動制御手段は、受信手段による標準電波の受信中に、駆動波形周波数の高調波周波数が標準電波の受信周波数と異なるように駆動波形周波数を設定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタル表示を行う電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、電子時計において、所定のフォーマット（タイムコード）で表された時刻情報を含む標準電波を受信して時刻データを取得し、内部時計の時刻を修正する機能を備えた電波時計がある。
【０００３】
このような機能を備えた電波時計のうち、液晶などによるデジタル表示機能を備えたデジタル電波時計では、液晶の駆動信号に係る電流、電圧の変化により電磁ノイズが生ずる。この電磁ノイズが標準電波を受信する際に混入し、復調されるタイムコード信号の質を劣化させるという問題があった。
【０００４】
そこで、従来、デジタル電波時計において、標準電波の受信中には、液晶の駆動を中断させる技術や、タイムコード信号を離散的にサンプリングするタイミングと液晶の駆動タイミングとが異なるように動作制御を行う技術が開発されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１５９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、標準電波の受信期間にデジタル表示部の駆動を停止するといった機能の制限を加えると、その期間中には、ユーザが時刻を確認できないなどの不便を強いられることになるという課題がある。
【０００７】
この発明の目的は、標準電波の受信中にデジタル表示部の駆動を継続可能な電波時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、
現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、
設定された駆動波形周波数の駆動信号で前記表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、
時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して当該標準電波を受信する受信手段と、
を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記標準電波の受信周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする電波時計である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従うと、電波時計において、標準電波の受信中にデジタル表示部の駆動を継続的に行わせることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の電波時計の全体構造を示すブロック図である。
【図２】電波受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】表示ドライバに記憶されたＣＯＭ波形、ＳＥＧ波形、及び、ＣＯＭ波形とＳＥＧ波形とを組み合わせた出力波形の例を示す図である。
【図４】表示ドライバによる表示部の駆動の際に発生するノイズのスペクトルを示した図である。
【図５】電波受信部による受信信号、復調信号、及び、ＴＣＯの波形をそれぞれ示す図である。
【図６】標準電波受信処理を行う際にＣＰＵが実行する制御動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】標準電波受信処理中における表示部への表示例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の電波時計の全体構造を示すブロック図である。
本発明の実施形態の電波時計１は、液晶表示により時刻をデジタル表示可能なデジタル電波時計である。この電波時計１は、腕時計であっても良いし、置時計であっても良い。或いは、電波時計の機能を備えたデジタル表示装置であっても良い。
電波時計１は、受信手段としてのアンテナＡＮＴ及び電波受信部４１と、ＣＰＵ４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４４と、表示部４５（表示手段）と、表示ドライバ４６と、発振回路４７と、分周回路４８と、計時回路４９と、電源部５０と、操作部５１などを備えている。
【００１３】
図２は、電波受信部の内部構成を示すブロック図である。
電波受信部４１は、長波帯の電波を受信するアンテナＡＮＴを用いて受信した標準電波からタイムコード信号を復調する。標準電波は、長波帯の振幅変調波（ＡＭ波）であり、本実施形態の電波受信部４１では、特に限られないが、例えば、スーパーヘテロダイン方式により復調を行う。電波受信部４１は、ＬＮＡ（低雑音増幅器）４１１、局部発振器４１２、ミキサ４１３、ＢＰＦ（狭帯域フィルタ）４１４（狭帯域透過手段）、ＩＦ（中間周波数）アンプ４１５、検波回路４１６などを備える。電波受信部４１は、アンテナＡＮＴの同調周波数に対応する標準電波（例えば、日本の標準電波送信局であるＪＪＹからの４０ｋＨｚ、又は、６０ｋＨｚのもの）の受信信号をＬＮＡ４１１で増幅し、ミキサ４１３で中間周波数の信号に変換した後、ＢＰＦ４１４において所定の周波数範囲（例えば、±１０Ｈｚ程度の幅）の信号を選択的に通過させる。それから、ＢＰＦ４１４の出力信号をＩＦアンプ４１５で増幅した後に検波回路４１６でタイムコード信号を復調する。この電波受信部４１は、ＣＰＵ４２からの指令により、標準電波を受信する際にのみ電源がオンされる構成となっている。また、アンテナＡＮＴによる同調周波数は、電波受信部４１における同調回路の設定を微調整することによって変更することが可能となっている。
【００１４】
また、この電波受信部４１は、更に、図示略のＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）を備え、復調されたタイムコード信号を所定のサンプリング周波数でデジタル二値化してＴＣＯ（タイムコード出力）としてＣＰＵ４２へ出力する。
なお、ＣＰＵ４２においてタイムコード信号から時刻データを復号する方法によっては、多値データを出力することとしても良い。また、コンパレータを用いてアナログ信号を直接二値化することとしても良い。また、ＴＣＯの出力は、特には限られないが、ＡＤＣにおいて設定された所定の閾値電圧より大きい場合にはローレベル電圧信号となり、この閾値電圧より小さい場合には、ハイレベル電圧信号となるように構成されている。
【００１５】
ＣＰＵ４２は、電波時計１の動作全体を制御統括する。また、ＣＰＵ４２は、電波受信部４１からＴＣＯが入力されると、このタイムコードから時刻データを復号して取得する。時刻データの復号方法及び復号時における感度の向上方法については、種々の従来技術を利用可能である。また、ＣＰＵ４２は、この取得された時刻データに基づいて計時回路４９に信号を送り、計時回路４９が保持する現在時刻データを修正する。
【００１６】
ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４２に作業用のメモリ空間を提供する。また、ＲＡＭ４３は、標準電波の受信時刻や最初に受信を試みる標準電波送信局に関する設定データを記憶する。
【００１７】
ＲＯＭ４４には、電波時計１が各種動作を行うための種々のプログラムや初期設定データが格納されている。ＲＯＭ４４に格納されているプログラムには、標準電波を受信して時刻を修正するためのプログラム４４ａが含まれている。ＲＡＭ４３に記憶された設定時刻、または、操作部５１からの操作入力に基づいてプログラム４４ａの実行が指示されると、ＣＰＵ４２は、プログラム４４ａをＲＡＭ４３上に展開して実行する。また、ＲＯＭ４４には、電波時計１が受信可能な世界各地における標準電波送信局の送信周波数、タイムコードのフォーマット、各符号パターン、及び、当該標準電波送信局の電波を受信する期間中に表示部４５を駆動するフレーム周波数が関連付けられて記憶された標準電波受信設定テーブル４４ｂ（記憶手段）が含まれている。
【００１８】
表示部４５は、時刻データのデジタル表示が可能な構成であり、例えば、数字や文字のセグメント表示が可能なＬＣＤ（液晶ディスプレイ）である。表示部は、他の方式のディスプレイ、例えば、ドットマトリックス方式のディスプレイでもよいし、有機ＥＬ（Electro Luminescent）ディスプレイであってもよい。
【００１９】
表示ドライバ４６は、ＣＰＵ４２からの制御信号に基づいて表示部４５のＬＣＤに時刻や他の情報を表示させるための電圧信号を出力するＬＣＤドライバである。表示ドライバ４６には、予め所定数（例えば４個）のＣＯＭ（Common）電圧信号波形と、所定数（例えば８個）のＳＥＧ（Segment）電圧信号波形とが記憶されている。表示部４５の各セグメントは、ＣＯＭ電圧信号波形と、表示部４５により選択的に出力されたＳＥＧ電圧信号波形とを組み合わせることで、ＣＯＭ電圧とＳＥＧ電圧の電位差により各々点灯、消灯が制御される。
ＣＰＵ４２と表示ドライバ４６とにより、表示駆動制御手段が構成される。
【００２０】
発振回路４７は、例えば、３２ｋＨｚの発振信号を出力する。分周回路４８は、この発振信号を分周し、必要な周波数信号を生成して出力する。この分周回路４８から出力される周波数信号のうち１Ｈｚ信号は、計時回路４９に入力されて現在時刻の計数に用いられる。また、分周回路４８は、ＣＰＵ４２からの指令により、適宜に分周比を切り替えて異なる周波数の信号を出力させることが可能となっている。
【００２１】
計時回路４９は、カウンタであり、分周回路４８から毎秒入力される信号をカウントして初期設定時刻に加算していくことにより現在時刻を計数する。また、この計時回路４９に記憶されている現在時刻データは、ＣＰＵ４２からの制御命令により修正可能となっている。
【００２２】
電源部５０は、ＣＰＵ４２に所定の駆動電圧を供給すると共に、表示部４５を駆動するために必要な各電圧を表示ドライバ４６に供給する。例えば、表示部４５を１／３Ｂ（バイアス）で駆動するには、電源部５０は、接地電圧（Ｖ０）、及び、３種類の駆動電圧（Ｖ３、Ｖ２＝Ｖ３×２／３、Ｖ１＝Ｖ３×１／３）を表示ドライバ４６に供給する。
【００２３】
操作部５１は、複数のキーやボタンを備え、これらのキーやボタンが操作されると、操作内容を電気信号に変換して入力信号としてＣＰＵ４２へ出力する。
【００２４】
次に、表示部４５の各セグメントに対する点灯制御について説明する。
図３は、表示ドライバ４６に設定された４通りのＣＯＭ電圧信号波形（ａ）〜（ｄ）、ＳＥＧ電圧信号波形のうちの１パターン（ｅ）、及び、これらのＣＯＭ電圧信号波形とＳＥＧ電圧信号波形とが組み合わされたセグメントにおける出力電圧信号波形の例（ｆ）〜（ｉ）を示す図である。各図の下部に表記された０〜３の数字は、横軸が示す各タイミングにおける電圧値Ｖ０〜Ｖ３の数値部分を示す。本実施形態の表示ドライバ４６は、通常状態では、それぞれ１／４Ｄ（デューティ）のＣＯＭ電圧信号波形とＳＥＧ電圧信号波形とをフレーム周波数ｆ１＝１００Ｈｚ（フレーム周期１０ｍｓ）で出力する。出力電圧信号波形では、このフレーム周期の波形と当該波形を正負反転させた波形とが続けて現れるので、出力電圧信号は、図３（ｆ）〜（ｉ）に示されているように、フレーム周波数ｆ１の半分である５０Ｈｚの周期信号となり、この周波数（駆動波形周波数）で表示部４５が駆動される。
【００２５】
ここで図３（ｆ）〜（ｈ）に示すように、ＣＯＭ電圧信号波形（ａ）〜（ｃ）とＳＥＧ電圧信号波形（ｅ）との組み合わせでは、正負の電圧Ｖ１のみが出力されて、当該電圧が供給されるセグメントは、何れも消灯状態となる。一方、図３（ｉ）に示すように、ＣＯＭ電圧信号波形（ｄ）とＳＥＧ電圧信号波形（ｅ）との組み合わせでは、フレーム周期内の所定のタイミングで正負の電圧Ｖ３が出力されて、当該電圧が供給されるセグメントが点灯される。このように、ＣＯＭ電圧信号波形（ａ）〜（ｄ）との組み合わせにより任意の０〜４個のセグメントを点灯可能となるようにＳＥＧ電圧信号波形を複数設定、記憶しておき、ＣＰＵ４２からの制御信号に基づいてＳＥＧ電圧信号波形を選択することで、４個のセグメントの点灯状態又は消灯状態を制御することが可能となる。また、複数のＳＥＧ電圧信号波形を並列的に選択、出力することで、より多くのセグメントの点灯、消灯を制御することが出来る。
【００２６】
次に、この電圧信号波形の出力により生ずる電磁ノイズについて説明する。
図４は、表示ドライバにより表示部を駆動する際に発生する電磁ノイズ強度のスペクトルを示した図である。図４（ａ）には、０Ｈｚ（直流成分）から５００Ｈｚまでの電磁ノイズのスペクトル強度を示している。また、図４（ｂ）には、３９．７５ｋＨｚから４０．２５ｋＨｚまでの電磁ノイズのスペクトル強度を示している。
【００２７】
フレーム周波数ｆ１＝１００Ｈｚ、即ち、駆動波形周波数５０Ｈｚの矩形波電圧信号により生ずる電磁ノイズは、５０Ｈｚの整数倍の周波数にパルス状に現れる。この各周波数の電磁ノイズのうち、アンテナＡＮＴによる受信周波数範囲内のものが標準電波と共に受信される。
【００２８】
このとき、図４（ｂ）に示すように、電磁ノイズの発生周波数が電波受信部４１におけるＢＰＦ４１４の通過周波数帯域Ｒ１に含まれる場合には、電磁ノイズがタイムコード信号に上乗せされて受信感度（Ｃ／Ｎ比）が低下する。一方、電磁パルスの高調波の周波数間隔である５０Ｈｚは、ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域幅である１０Ｈｚ程度に比して十分広い。従って、電磁ノイズの発生周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に含まれない場合があり得る。このときの電磁ノイズは、ＢＰＦ４１４によりカットされてタイムコード信号の受信感度に対して影響を及ぼさない。
【００２９】
そこで、本実施形態の電波時計１では、標準電波の受信時にフレーム周波数を適宜に変更して、電磁ノイズの発生周波数が何れもＢＰＦ４１４による通過周波数帯域から外れるようにする。即ち、標準電波の受信周波数に応じて、電磁ノイズの発生周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域Ｒ１と重ならないようにフレーム周波数が設定される。
【００３０】
図５は、電波受信部により４０ｋＨｚの標準電波を受信した際のＢＰＦの出力信号、復調信号、及び、ＴＣＯの電圧波形をそれぞれ示す図である。図５（ａ）には、ＢＰＦの通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれる場合の信号を示す。また、図５（ｂ）には、ＢＰＦの通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれない場合の信号を示す。
【００３１】
ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれる場合には、ＢＰＦの出力信号（ａ２）、復調信号（ａ１）、及び、ＴＣＯ（ａ３）には、ノイズ成分が混入する。ここで、電磁ノイズの発生源である液晶駆動信号のフレーム周波数には、発振回路４７から出力される３２ｋＨｚの発振信号の出力精度や分周回路４８の設定などにより、微小な周波数誤差や端数が含まれ得る。従って、図５（ａ）に示すように、駆動波形周波数の高調波周波数と標準電波の受信周波数とが完全に一致せず、ズレが存在することにより、復調信号（ａ１）にビートが生じている。このビートによる信号強度の変動により復調信号の電圧が低下した期間では、ＴＣＯ（ａ３）がしばしば誤ってハイレベルに変換されて出力されている。
【００３２】
一方、図５（ｂ）に示すように、ＢＰＦの通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれない場合には、ＢＰＦの出力信号（ｂ２）、及び、復調信号（ｂ１）に電磁ノイズの成分が含まれない。従って、正しいＴＣＯ（ｂ３）が取得されて出力される。
【００３３】
ここで、実際の電圧波形では、矩形波において有限の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を含むことなどにより、図５に示したように、各スペクトル強度のピークには、パルス幅が存在する。従って、通過周波数帯域Ｒ１の中心周波数と、上下に隣接する二つの電磁ノイズの発生周波数の中間値とが等しくなるようにフレーム周波数を設定することで、最も効果的に電磁ノイズの影響を抑えることが出来る。
【００３４】
また、電磁ノイズの発生周波数の間隔は、フレーム周波数が大きくなるに従って広くなる。従って、フレーム周波数を上昇させることによって電磁ノイズの発生周波数を通過周波数帯域Ｒ１からより隔離させることが出来る。一方、フレーム周波数が上昇するに従って消費電力が増大する。これらの長所及び短所を踏まえて、標準電波の受信時におけるフレーム周波数の上昇幅が適宜に設定される。ＣＰＵ４２からの指令により分周回路４８における分周比の設定が変更されて、変更されたフレーム周波数信号が出力されて表示ドライバ４６に入力される。
【００３５】
又は、表示ドライバ４６には、分周回路４８から高周波数信号が入力されて、当該高周波数信号をカウントすることで所望のフレーム周期長を計数し、ＳＥＧ電圧信号波形の出力を制御することとしても良いし、ＣＰＵ４２により実行されるプログラムに基づき、分周回路４８から出力された高周波数信号をＣＰＵ４２においてカウントし、所望のフレーム周期長ごとに周期信号を表示ドライバ４６へ送ることとしても良い。
【００３６】
なお、標準電波の受信時におけるフレーム周波数は、その高調波の周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域だけではなく、イメージ周波数や、局部発振器のスプリアス周波数とも異なる値となるように設定されることが望ましい。
【００３７】
次に、本実施形態の電波時計１における標準電波受信時の動作手順について説明する。
【００３８】
図６は、標準電波受信処理を行う際にＣＰＵ４２が実行する制御動作の手順を示すフローチャートである。
【００３９】
この標準電波受信処理は、計時回路４９が計時する現在時刻が予め設定された時刻になった場合、又は、操作部５１へのユーザの操作入力により標準電波受信処理の実行命令が入力された場合に、ＲＯＭ４４からプログラム４４ａを読み出してＲＡＭ４３に展開した後に実行される。
【００４０】
標準電波受信処理が開始されると、ＣＰＵ４２は、先ず、電波受信部４１をオンする（ステップＳ１１）。続いて、ＣＰＵ４２は、ＲＡＭ４３に記憶された設定情報に基づき、必要に応じて同調回路の設定を変更し、標準電波の受信周波数を設定する（ステップＳ１２）。この設定情報は、例えば、ユーザ操作により入力された都市情報や、前回の標準電波受信処理の際に受信された標準電波送信局の情報である。
【００４１】
次に、ＣＰＵ４２は、設定された受信周波数に対応付けられてＲＯＭ４４に格納された標準電波受信設定テーブル４４ｂを読み出して、表示部４５を駆動する表示ドライバ４６の出力信号に係るフレーム周波数を変更させる（ステップＳ１３）。変更後のフレーム周波数は、その１／２の周波数の高調波が何れも電波受信部４１におけるＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に含まれない値である。ＣＰＵ４２は、電波受信部４１から入力されるＴＣＯを用いて時刻データの解読処理を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、ＣＰＵ４２は、タイムコードを復号し、日付や時分秒の値を取得すると共に、毎秒の先頭のタイミングを示す秒同期点を同定する。
【００４２】
それから、ＣＰＵ４２は、時刻データの取得に成功したか否かを判別する（ステップＳ１５）。時刻データの取得に失敗したと判別された場合には、ＣＰＵ４２の処理は、ステップＳ１２に戻り、ＣＰＵ４２は、受信周波数を他の標準電波の周波数に変更して時刻を取得するための各処理を繰り返す（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。
【００４３】
ステップＳ１５の判別処理において、時刻データの取得に成功したと判別された場合には、ＣＰＵ４２は、表示ドライバ４６から出力する表示部４５の駆動信号のフレーム周波数を元の値に戻す（ステップＳ１６）。また、ＣＰＵ４２は、取得された時刻データに基づいて計時回路４９の時刻データを修正して（ステップＳ１７）、電波受信部４１をオフする（ステップＳ１８）。そして、標準電波受信処理を終了する。
【００４４】
なお、上記の標準電波受信処理では、時刻の取得が成功するまで受信周波数を変更しながら処理を繰り返すが、ＲＯＭ４４に設定登録された受信周波数の標準電波を全て受信した時点で時刻の取得が成功しなかった場合には、時刻の修正を行わずにその時点で標準電波受信処理を終了する。
【００４５】
図７には、標準電波受信処理中における表示部への表示例を示す。
【００４６】
本実施形態の電波時計１では、標準電波受信処理中であっても表示部４５に継続的に表示を行わせることが可能である。例えば、図７（ａ）に示すように、標準電波受信処理中には、表示部４５に当該処理中であることを示す「ＲＣ」（Radio Control）の表示を行わせると共に、受信中の標準電波送信局や受信周波数（例えば、ＪＪＹ局４０ｋＨｚ）を表示させることとしても良い。或いは、図７（ｂ）に示すように、表示部４５には、通常の日時の表示を継続させると共に、受信処理中であることを示すマーク４５１「ＲＣ」を表示させることとしてもよい。
【００４７】
以上のように、本実施形態の電波時計１によれば、ＬＣＤなどにより現在時刻のデジタル表示が可能な表示部４５と、ＣＰＵ４２からの制御命令に基づいて設定されたフレーム周波数に基づく、駆動波形周波数の駆動信号でこの表示部４５を駆動する表示ドライバ４６と、標準電波の受信周波数に同調して標準電波を受信するアンテナＡＮＴ及び電波受信部４１と、を備え、標準電波を受信すべく標準電波の受信周波数に電波受信部４１が同調している際に、この電波受信部４１の同調周波数と、表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数の高調波周波数とが異なる値となるように駆動波形周波数を設定することで、表示部４５を駆動することにより発生する電磁ノイズが電波受信部４１で受信されることによる標準電波の受信感度に対する悪影響を低減させることができる。
【００４８】
また、電波受信部４１による標準電波の受信中に、受信対象の標準電波の受信周波数が表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数に対する高調波周波数のうち、この高調波周波数の上下に隣接した二つの周波数の中間値と等しくなるように設定されるので、受信対象の標準電波から電磁ノイズの周波数を最も遠くへ離すことで、電波受信部４１により受信される電磁ノイズの影響を低減させることが出来る。
【００４９】
また、電波受信部４１には、駆動波形周波数の高調波における周波数間隔よりも狭い周波数範囲の信号を選択的に通過させるＢＰＦ４１４が設けられおり、電波受信部４１による標準電波の受信時に、表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数の高調波周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に入らないようにフレーム周波数、即ち、駆動波形周波数が設定されるので、表示部４５を駆動する際の駆動信号によって生じる電磁ノイズがＢＰＦ４１４によってカットされ、標準電波からタイムコードを復号する際の受信感度を維持することが出来る。
【００５０】
また、電波受信部４１による標準電波の受信中に、ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域の中心値と、表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数に対する高調波周波数のうち、高調波周波数の上下に隣接した二つの周波数の中間値とが等しくなるように設定されるので、ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域から電磁ノイズの周波数を最も遠くへ離すことで、電波受信部４１が受信する電波に電磁ノイズが混入する影響を最小限に抑えることが出来る。
【００５１】
また、電波受信部４１による標準電波の受信時に、表示部４５のフレーム周波数、即ち、駆動波形周波数を通常時の周波数から変更して表示部の表示をさせることで、受信中及び受信外の場合にそれぞれ適した駆動波形周波数を設定することが出来る。
【００５２】
特に、電波受信部４１による標準電波の受信時に、表示部４５の駆動波形周波数を通常時より高くなるように設定することで、標準電波の受信外の場合には必要以上に駆動波形周波数を高くせずに電力消費を抑える一方、標準電波の受信時には、通常より高めの駆動波形周波数により高調波間の周波数間隔を広げることで、より確実にＢＰＦ４１４の通過周波数帯域から高調波周波数を外すことが出来る。
【００５３】
また、標準電波受信時に変更するフレーム周波数、即ち、駆動波形周波数を標準電波の受信周波数と関連付けてＲＯＭ４４の標準電波受信設定テーブル４４ｂに予め記憶させておくことで、複数の標準電波の受信周波数を切り替えて受信を行う場合でも表示ドライバ４６による駆動波形周波数を容易に適切な値に変更することができる。
【００５４】
また、駆動波形周波数の高調波周波数をＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に含まれないようにするだけではなく、イメージ周波数や局部発振器４１２のスプリアス周波数といった電波受信の感度を低下させ得る周波数にも重ならないように標準電波受信時の駆動波形周波数を設定することで、標準電波の受信感度をより安定的に維持することが出来る。
【００５５】
また、標準電波の受信時に、時刻情報を表示させながら、同時に標準電波を受信中である表示を行わせることが出来るので、ユーザが時刻情報を取得することを妨げないと共に、ユーザに電波状態の悪い位置に移動しないように知らせることが出来る。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、標準電波の受信時にフレーム周波数を通常の値から変更して電磁ノイズの混入を防いだが、初めからタイムコード信号に電磁ノイズが混入しないフレーム周波数によって表示部４５を常に駆動することとしても良い。
【００５７】
また、上記実施の形態では、標準電波受信設定テーブル４４ｂを用いて標準電波の受信周波数毎にフレーム周波数を個別に設定したが、全ての受信可能な標準電波の受信周波数に対するＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に高調波周波数が含まれない一のフレーム周波数を設定することとしても良い。このような周波数を設定することで、表示部４５の構成を簡略化しながら継続的に表示を行わせることが出来る。
【００５８】
また、上記実施の形態では、標準電波の受信時に表示部４５に受信中である旨の表示を行わせる処理を行ったが、一切そのような処理を行わずに通常通りの時刻表示を行わせることとしても良い。
【００５９】
また、上記実施の形態ではデジタル表示を行う表示部４５のみを備えたデジタル電波時計について説明したが、デジタル表示部と指針によるアナログ表示部とを兼ね備えた電波時計についても同様に本発明を適用可能である。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構造、配置や制御の順番などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００６１】
［付記］
＜請求項１＞
現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、
設定された駆動波形周波数の駆動信号で前記表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、
時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して当該標準電波を受信する受信手段と、
を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記標準電波の受信周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする電波時計。
＜請求項２＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、当該標準電波の受信周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
＜請求項３＞
前記受信手段は、前記駆動波形周波数の高調波周波数における周波数間隔よりも狭い所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させることで抽出する狭帯域透過手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記所定の周波数範囲内に含まれないように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電波時計。
＜請求項４＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記所定の周波数範囲の中心周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の電波時計。
＜請求項５＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数とは異なる周波数に変更する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電波時計。
＜請求項６＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数より高い周波数に変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の電波時計。
＜請求項７＞
受信可能な前記標準電波の受信周波数と、当該受信周波数毎に設定された前記駆動波形周波数とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段において設定された前記受信周波数に応じた前記駆動波形周波数を前記記憶手段から取得して当該駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電波時計。
＜請求項８＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段が受信可能な標準電波のうちの何れの標準電波を受信する場合にも、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該標準電波の受信周波数に対する前記所定の周波数範囲内に含まれない値に前記駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電波時計。
＜請求項９＞
前記受信手段は、ヘテロダイン方式を用いた受信回路を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該受信手段におけるイメージ周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の電波時計。
＜請求項１０＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記表示手段に標準電波の受信中であることを示す表示を行わせる
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の電波時計。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電波時計
４１ 電波受信部
４１１ ＬＮＡ
４１２ 局部発振器
４１３ ミキサ
４１４ ＢＰＦ
４１５ ＩＦアンプ
４１６ 検波回路
４２ ＣＰＵ
４３ ＲＡＭ
４４ ＲＯＭ
４４ａ プログラム
４４ｂ 標準電波受信設定テーブル
４５ 表示部
４６ 表示ドライバ
４７ 発振回路
４８ 分周回路
４９ 計時回路
５０ 電源部
５１ 操作部
ＡＮＴ アンテナ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタル表示を行う電波時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
以前より、電子時計において、所定のフォーマット（タイムコード）で表された時刻情報を含む標準電波を受信して時刻データを取得し、内部時計の時刻を修正する機能を備えた電波時計がある。
【０００３】
このような機能を備えた電波時計のうち、液晶などによるデジタル表示機能を備えたデジタル電波時計では、液晶の駆動信号に係る電流、電圧の変化により電磁ノイズが生ずる。この電磁ノイズが標準電波を受信する際に混入し、復調されるタイムコード信号の質を劣化させるという問題があった。
【０００４】
そこで、従来、デジタル電波時計において、標準電波の受信中には、液晶の駆動を中断させる技術や、タイムコード信号を離散的にサンプリングするタイミングと液晶の駆動タイミングとが異なるように動作制御を行う技術が開発されている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１５９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、標準電波の受信期間にデジタル表示部の駆動を停止するといった機能の制限を加えると、その期間中には、ユーザが時刻を確認できないなどの不便を強いられることになるという課題がある。
【０００７】
この発明の目的は、標準電波の受信中にデジタル表示部の駆動を継続可能な電波時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明は、
現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、
設定された駆動波形周波数の駆動信号で前記表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、
時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して当該標準電波を受信する受信手段と、
を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記標準電波の受信周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする電波時計である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に従うと、電波時計において、標準電波の受信中にデジタル表示部の駆動を継続的に行わせることが出来るという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態の電波時計の全体構造を示すブロック図である。
【図２】電波受信部の内部構成を示すブロック図である。
【図３】表示ドライバに記憶されたＣＯＭ波形、ＳＥＧ波形、及び、ＣＯＭ波形とＳＥＧ波形とを組み合わせた出力波形の例を示す図である。
【図４】表示ドライバによる表示部の駆動の際に発生するノイズのスペクトルを示した図である。
【図５】電波受信部による受信信号、復調信号、及び、ＴＣＯの波形をそれぞれ示す図である。
【図６】標準電波受信処理を行う際にＣＰＵが実行する制御動作の手順を示すフローチャートである。
【図７】標準電波受信処理中における表示部への表示例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態の電波時計の全体構造を示すブロック図である。
本発明の実施形態の電波時計１は、液晶表示により時刻をデジタル表示可能なデジタル電波時計である。この電波時計１は、腕時計であっても良いし、置時計であっても良い。或いは、電波時計の機能を備えたデジタル表示装置であっても良い。
電波時計１は、受信手段としてのアンテナＡＮＴ及び電波受信部４１と、ＣＰＵ４２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）４３と、ＲＯＭ（Read Only Memory）４４と、表示部４５（表示手段）と、表示ドライバ４６と、発振回路４７と、分周回路４８と、計時回路４９と、電源部５０と、操作部５１などを備えている。
【００１３】
図２は、電波受信部の内部構成を示すブロック図である。
電波受信部４１は、長波帯の電波を受信するアンテナＡＮＴを用いて受信した標準電波からタイムコード信号を復調する。標準電波は、長波帯の振幅変調波（ＡＭ波）であり、本実施形態の電波受信部４１では、特に限られないが、例えば、スーパーヘテロダイン方式により復調を行う。電波受信部４１は、ＬＮＡ（低雑音増幅器）４１１、局部発振器４１２、ミキサ４１３、ＢＰＦ（狭帯域フィルタ）４１４（狭帯域透過手段）、ＩＦ（中間周波数）アンプ４１５、検波回路４１６などを備える。電波受信部４１は、アンテナＡＮＴの同調周波数に対応する標準電波（例えば、日本の標準電波送信局であるＪＪＹからの４０ｋＨｚ、又は、６０ｋＨｚのもの）の受信信号をＬＮＡ４１１で増幅し、ミキサ４１３で中間周波数の信号に変換した後、ＢＰＦ４１４において所定の周波数範囲（例えば、±１０Ｈｚ程度の幅）の信号を選択的に通過させる。それから、ＢＰＦ４１４の出力信号をＩＦアンプ４１５で増幅した後に検波回路４１６でタイムコード信号を復調する。この電波受信部４１は、ＣＰＵ４２からの指令により、標準電波を受信する際にのみ電源がオンされる構成となっている。また、アンテナＡＮＴによる同調周波数は、電波受信部４１における同調回路の設定を微調整することによって変更することが可能となっている。
【００１４】
また、この電波受信部４１は、更に、図示略のＡＤＣ（アナログ／デジタル変換器）を備え、復調されたタイムコード信号を所定のサンプリング周波数でデジタル二値化してＴＣＯ（タイムコード出力）としてＣＰＵ４２へ出力する。
なお、ＣＰＵ４２においてタイムコード信号から時刻データを復号する方法によっては、多値データを出力することとしても良い。また、コンパレータを用いてアナログ信号を直接二値化することとしても良い。また、ＴＣＯの出力は、特には限られないが、ＡＤＣにおいて設定された所定の閾値電圧より大きい場合にはローレベル電圧信号となり、この閾値電圧より小さい場合には、ハイレベル電圧信号となるように構成されている。
【００１５】
ＣＰＵ４２は、電波時計１の動作全体を制御統括する。また、ＣＰＵ４２は、電波受信部４１からＴＣＯが入力されると、このタイムコードから時刻データを復号して取得する。時刻データの復号方法及び復号時における感度の向上方法については、種々の従来技術を利用可能である。また、ＣＰＵ４２は、この取得された時刻データに基づいて計時回路４９に信号を送り、計時回路４９が保持する現在時刻データを修正する。
【００１６】
ＲＡＭ４３は、ＣＰＵ４２に作業用のメモリ空間を提供する。また、ＲＡＭ４３は、標準電波の受信時刻や最初に受信を試みる標準電波送信局に関する設定データを記憶する。
【００１７】
ＲＯＭ４４には、電波時計１が各種動作を行うための種々のプログラムや初期設定データが格納されている。ＲＯＭ４４に格納されているプログラムには、標準電波を受信して時刻を修正するためのプログラム４４ａが含まれている。ＲＡＭ４３に記憶された設定時刻、または、操作部５１からの操作入力に基づいてプログラム４４ａの実行が指示されると、ＣＰＵ４２は、プログラム４４ａをＲＡＭ４３上に展開して実行する。また、ＲＯＭ４４には、電波時計１が受信可能な世界各地における標準電波送信局の送信周波数、タイムコードのフォーマット、各符号パターン、及び、当該標準電波送信局の電波を受信する期間中に表示部４５を駆動するフレーム周波数が関連付けられて記憶された標準電波受信設定テーブル４４ｂ（記憶手段）が含まれている。
【００１８】
表示部４５は、時刻データのデジタル表示が可能な構成であり、例えば、数字や文字のセグメント表示が可能なＬＣＤ（液晶ディスプレイ）である。表示部は、他の方式のディスプレイ、例えば、ドットマトリックス方式のディスプレイでもよいし、有機ＥＬ（Electro Luminescent）ディスプレイであってもよい。
【００１９】
表示ドライバ４６は、ＣＰＵ４２からの制御信号に基づいて表示部４５のＬＣＤに時刻や他の情報を表示させるための電圧信号を出力するＬＣＤドライバである。表示ドライバ４６には、予め所定数（例えば４個）のＣＯＭ（Common）電圧信号波形と、所定数（例えば８個）のＳＥＧ（Segment）電圧信号波形とが記憶されている。表示部４５の各セグメントは、ＣＯＭ電圧信号波形と、表示部４５により選択的に出力されたＳＥＧ電圧信号波形とを組み合わせることで、ＣＯＭ電圧とＳＥＧ電圧の電位差により各々点灯、消灯が制御される。
ＣＰＵ４２と表示ドライバ４６とにより、表示駆動制御手段が構成される。
【００２０】
発振回路４７は、例えば、３２ｋＨｚの発振信号を出力する。分周回路４８は、この発振信号を分周し、必要な周波数信号を生成して出力する。この分周回路４８から出力される周波数信号のうち１Ｈｚ信号は、計時回路４９に入力されて現在時刻の計数に用いられる。また、分周回路４８は、ＣＰＵ４２からの指令により、適宜に分周比を切り替えて異なる周波数の信号を出力させることが可能となっている。
【００２１】
計時回路４９は、カウンタであり、分周回路４８から毎秒入力される信号をカウントして初期設定時刻に加算していくことにより現在時刻を計数する。また、この計時回路４９に記憶されている現在時刻データは、ＣＰＵ４２からの制御命令により修正可能となっている。
【００２２】
電源部５０は、ＣＰＵ４２に所定の駆動電圧を供給すると共に、表示部４５を駆動するために必要な各電圧を表示ドライバ４６に供給する。例えば、表示部４５を１／３Ｂ（バイアス）で駆動するには、電源部５０は、接地電圧（Ｖ０）、及び、３種類の駆動電圧（Ｖ３、Ｖ２＝Ｖ３×２／３、Ｖ１＝Ｖ３×１／３）を表示ドライバ４６に供給する。
【００２３】
操作部５１は、複数のキーやボタンを備え、これらのキーやボタンが操作されると、操作内容を電気信号に変換して入力信号としてＣＰＵ４２へ出力する。
【００２４】
次に、表示部４５の各セグメントに対する点灯制御について説明する。
図３は、表示ドライバ４６に設定された４通りのＣＯＭ電圧信号波形（ａ）〜（ｄ）、ＳＥＧ電圧信号波形のうちの１パターン（ｅ）、及び、これらのＣＯＭ電圧信号波形とＳＥＧ電圧信号波形とが組み合わされたセグメントにおける出力電圧信号波形の例（ｆ）〜（ｉ）を示す図である。各図の下部に表記された０〜３の数字は、横軸が示す各タイミングにおける電圧値Ｖ０〜Ｖ３の数値部分を示す。本実施形態の表示ドライバ４６は、通常状態では、それぞれ１／４Ｄ（デューティ）のＣＯＭ電圧信号波形とＳＥＧ電圧信号波形とをフレーム周波数ｆ１＝１００Ｈｚ（フレーム周期１０ｍｓ）で出力する。出力電圧信号波形では、このフレーム周期の波形と当該波形を正負反転させた波形とが続けて現れるので、出力電圧信号は、図３（ｆ）〜（ｉ）に示されているように、フレーム周波数ｆ１の半分である５０Ｈｚの周期信号となり、この周波数（駆動波形周波数）で表示部４５が駆動される。
【００２５】
ここで図３（ｆ）〜（ｈ）に示すように、ＣＯＭ電圧信号波形（ａ）〜（ｃ）とＳＥＧ電圧信号波形（ｅ）との組み合わせでは、正負の電圧Ｖ１のみが出力されて、当該電圧が供給されるセグメントは、何れも消灯状態となる。一方、図３（ｉ）に示すように、ＣＯＭ電圧信号波形（ｄ）とＳＥＧ電圧信号波形（ｅ）との組み合わせでは、フレーム周期内の所定のタイミングで正負の電圧Ｖ３が出力されて、当該電圧が供給されるセグメントが点灯される。このように、ＣＯＭ電圧信号波形（ａ）〜（ｄ）との組み合わせにより任意の０〜４個のセグメントを点灯可能となるようにＳＥＧ電圧信号波形を複数設定、記憶しておき、ＣＰＵ４２からの制御信号に基づいてＳＥＧ電圧信号波形を選択することで、４個のセグメントの点灯状態又は消灯状態を制御することが可能となる。また、複数のＳＥＧ電圧信号波形を並列的に選択、出力することで、より多くのセグメントの点灯、消灯を制御することが出来る。
【００２６】
次に、この電圧信号波形の出力により生ずる電磁ノイズについて説明する。
図４は、表示ドライバにより表示部を駆動する際に発生する電磁ノイズ強度のスペクトルを示した図である。図４（ａ）には、０Ｈｚ（直流成分）から５００Ｈｚまでの電磁ノイズのスペクトル強度を示している。また、図４（ｂ）には、３９．７５ｋＨｚから４０．２５ｋＨｚまでの電磁ノイズのスペクトル強度を示している。
【００２７】
フレーム周波数ｆ１＝１００Ｈｚ、即ち、駆動波形周波数５０Ｈｚの矩形波電圧信号により生ずる電磁ノイズは、５０Ｈｚの整数倍の周波数にパルス状に現れる。この各周波数の電磁ノイズのうち、アンテナＡＮＴによる受信周波数範囲内のものが標準電波と共に受信される。
【００２８】
このとき、図４（ｂ）に示すように、電磁ノイズの発生周波数が電波受信部４１におけるＢＰＦ４１４の通過周波数帯域Ｒ１に含まれる場合には、電磁ノイズがタイムコード信号に上乗せされて受信感度（Ｃ／Ｎ比）が低下する。一方、電磁パルスの高調波の周波数間隔である５０Ｈｚは、ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域幅である１０Ｈｚ程度に比して十分広い。従って、電磁ノイズの発生周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に含まれない場合があり得る。このときの電磁ノイズは、ＢＰＦ４１４によりカットされてタイムコード信号の受信感度に対して影響を及ぼさない。
【００２９】
そこで、本実施形態の電波時計１では、標準電波の受信時にフレーム周波数を適宜に変更して、電磁ノイズの発生周波数が何れもＢＰＦ４１４による通過周波数帯域から外れるようにする。即ち、標準電波の受信周波数に応じて、電磁ノイズの発生周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域Ｒ１と重ならないようにフレーム周波数が設定される。
【００３０】
図５は、電波受信部により４０ｋＨｚの標準電波を受信した際のＢＰＦの出力信号、復調信号、及び、ＴＣＯの電圧波形をそれぞれ示す図である。図５（ａ）には、ＢＰＦの通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれる場合の信号を示す。また、図５（ｂ）には、ＢＰＦの通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれない場合の信号を示す。
【００３１】
ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれる場合には、ＢＰＦの出力信号（ａ２）、復調信号（ａ１）、及び、ＴＣＯ（ａ３）には、ノイズ成分が混入する。ここで、電磁ノイズの発生源である液晶駆動信号のフレーム周波数には、発振回路４７から出力される３２ｋＨｚの発振信号の出力精度や分周回路４８の設定などにより、微小な周波数誤差や端数が含まれ得る。従って、図５（ａ）に示すように、駆動波形周波数の高調波周波数と標準電波の受信周波数とが完全に一致せず、ズレが存在することにより、復調信号（ａ１）にビートが生じている。このビートによる信号強度の変動により復調信号の電圧が低下した期間では、ＴＣＯ（ａ３）がしばしば誤ってハイレベルに変換されて出力されている。
【００３２】
一方、図５（ｂ）に示すように、ＢＰＦの通過周波数帯域に電磁ノイズが含まれない場合には、ＢＰＦの出力信号（ｂ２）、及び、復調信号（ｂ１）に電磁ノイズの成分が含まれない。従って、正しいＴＣＯ（ｂ３）が取得されて出力される。
【００３３】
ここで、実際の電圧波形では、矩形波において有限の立ち上がり時間及び立ち下がり時間を含むことなどにより、図５に示したように、各スペクトル強度のピークには、パルス幅が存在する。従って、通過周波数帯域Ｒ１の中心周波数と、上下に隣接する二つの電磁ノイズの発生周波数の中間値とが等しくなるようにフレーム周波数を設定することで、最も効果的に電磁ノイズの影響を抑えることが出来る。
【００３４】
また、電磁ノイズの発生周波数の間隔は、フレーム周波数が大きくなるに従って広くなる。従って、フレーム周波数を上昇させることによって電磁ノイズの発生周波数を通過周波数帯域Ｒ１からより隔離させることが出来る。一方、フレーム周波数が上昇するに従って消費電力が増大する。これらの長所及び短所を踏まえて、標準電波の受信時におけるフレーム周波数の上昇幅が適宜に設定される。ＣＰＵ４２からの指令により分周回路４８における分周比の設定が変更されて、変更されたフレーム周波数信号が出力されて表示ドライバ４６に入力される。
【００３５】
又は、表示ドライバ４６には、分周回路４８から高周波数信号が入力されて、当該高周波数信号をカウントすることで所望のフレーム周期長を計数し、ＳＥＧ電圧信号波形の出力を制御することとしても良いし、ＣＰＵ４２により実行されるプログラムに基づき、分周回路４８から出力された高周波数信号をＣＰＵ４２においてカウントし、所望のフレーム周期長ごとに周期信号を表示ドライバ４６へ送ることとしても良い。
【００３６】
なお、標準電波の受信時におけるフレーム周波数は、その高調波の周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域だけではなく、イメージ周波数や、局部発振器のスプリアス周波数とも異なる値となるように設定されることが望ましい。
【００３７】
次に、本実施形態の電波時計１における標準電波受信時の動作手順について説明する。
【００３８】
図６は、標準電波受信処理を行う際にＣＰＵ４２が実行する制御動作の手順を示すフローチャートである。
【００３９】
この標準電波受信処理は、計時回路４９が計時する現在時刻が予め設定された時刻になった場合、又は、操作部５１へのユーザの操作入力により標準電波受信処理の実行命令が入力された場合に、ＲＯＭ４４からプログラム４４ａを読み出してＲＡＭ４３に展開した後に実行される。
【００４０】
標準電波受信処理が開始されると、ＣＰＵ４２は、先ず、電波受信部４１をオンする（ステップＳ１１）。続いて、ＣＰＵ４２は、ＲＡＭ４３に記憶された設定情報に基づき、必要に応じて同調回路の設定を変更し、標準電波の受信周波数を設定する（ステップＳ１２）。この設定情報は、例えば、ユーザ操作により入力された都市情報や、前回の標準電波受信処理の際に受信された標準電波送信局の情報である。
【００４１】
次に、ＣＰＵ４２は、設定された受信周波数に対応付けられてＲＯＭ４４に格納された標準電波受信設定テーブル４４ｂを読み出して、表示部４５を駆動する表示ドライバ４６の出力信号に係るフレーム周波数を変更させる（ステップＳ１３）。変更後のフレーム周波数は、その１／２の周波数の高調波が何れも電波受信部４１におけるＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に含まれない値である。ＣＰＵ４２は、電波受信部４１から入力されるＴＣＯを用いて時刻データの解読処理を実行する（ステップＳ１４）。具体的には、ＣＰＵ４２は、タイムコードを復号し、日付や時分秒の値を取得すると共に、毎秒の先頭のタイミングを示す秒同期点を同定する。
【００４２】
それから、ＣＰＵ４２は、時刻データの取得に成功したか否かを判別する（ステップＳ１５）。時刻データの取得に失敗したと判別された場合には、ＣＰＵ４２の処理は、ステップＳ１２に戻り、ＣＰＵ４２は、受信周波数を他の標準電波の周波数に変更して時刻を取得するための各処理を繰り返す（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。
【００４３】
ステップＳ１５の判別処理において、時刻データの取得に成功したと判別された場合には、ＣＰＵ４２は、表示ドライバ４６から出力する表示部４５の駆動信号のフレーム周波数を元の値に戻す（ステップＳ１６）。また、ＣＰＵ４２は、取得された時刻データに基づいて計時回路４９の時刻データを修正して（ステップＳ１７）、電波受信部４１をオフする（ステップＳ１８）。そして、標準電波受信処理を終了する。
【００４４】
なお、上記の標準電波受信処理では、時刻の取得が成功するまで受信周波数を変更しながら処理を繰り返すが、ＲＯＭ４４に設定登録された受信周波数の標準電波を全て受信した時点で時刻の取得が成功しなかった場合には、時刻の修正を行わずにその時点で標準電波受信処理を終了する。
【００４５】
図７には、標準電波受信処理中における表示部への表示例を示す。
【００４６】
本実施形態の電波時計１では、標準電波受信処理中であっても表示部４５に継続的に表示を行わせることが可能である。例えば、図７（ａ）に示すように、標準電波受信処理中には、表示部４５に当該処理中であることを示す「ＲＣ」（Radio Control）の表示を行わせると共に、受信中の標準電波送信局や受信周波数（例えば、ＪＪＹ局４０ｋＨｚ）を表示させることとしても良い。或いは、図７（ｂ）に示すように、表示部４５には、通常の日時の表示を継続させると共に、受信処理中であることを示すマーク４５１「ＲＣ」を表示させることとしてもよい。
【００４７】
以上のように、本実施形態の電波時計１によれば、ＬＣＤなどにより現在時刻のデジタル表示が可能な表示部４５と、ＣＰＵ４２からの制御命令に基づいて設定されたフレーム周波数に基づく、駆動波形周波数の駆動信号でこの表示部４５を駆動する表示ドライバ４６と、標準電波の受信周波数に同調して標準電波を受信するアンテナＡＮＴ及び電波受信部４１と、を備え、標準電波を受信すべく標準電波の受信周波数に電波受信部４１が同調している際に、この電波受信部４１の同調周波数と、表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数の高調波周波数とが異なる値となるように駆動波形周波数を設定することで、表示部４５を駆動することにより発生する電磁ノイズが電波受信部４１で受信されることによる標準電波の受信感度に対する悪影響を低減させることができる。
【００４８】
また、電波受信部４１による標準電波の受信中に、受信対象の標準電波の受信周波数が表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数に対する高調波周波数のうち、この高調波周波数の上下に隣接した二つの周波数の中間値と等しくなるように設定されるので、受信対象の標準電波から電磁ノイズの周波数を最も遠くへ離すことで、電波受信部４１により受信される電磁ノイズの影響を低減させることが出来る。
【００４９】
また、電波受信部４１には、駆動波形周波数の高調波における周波数間隔よりも狭い周波数範囲の信号を選択的に通過させるＢＰＦ４１４が設けられおり、電波受信部４１による標準電波の受信時に、表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数の高調波周波数がＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に入らないようにフレーム周波数、即ち、駆動波形周波数が設定されるので、表示部４５を駆動する際の駆動信号によって生じる電磁ノイズがＢＰＦ４１４によってカットされ、標準電波からタイムコードを復号する際の受信感度を維持することが出来る。
【００５０】
また、電波受信部４１による標準電波の受信中に、ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域の中心値と、表示ドライバ４６による表示部４５の駆動波形周波数に対する高調波周波数のうち、高調波周波数の上下に隣接した二つの周波数の中間値とが等しくなるように設定されるので、ＢＰＦ４１４の通過周波数帯域から電磁ノイズの周波数を最も遠くへ離すことで、電波受信部４１が受信する電波に電磁ノイズが混入する影響を最小限に抑えることが出来る。
【００５１】
また、電波受信部４１による標準電波の受信時に、表示部４５のフレーム周波数、即ち、駆動波形周波数を通常時の周波数から変更して表示部の表示をさせることで、受信中及び受信外の場合にそれぞれ適した駆動波形周波数を設定することが出来る。
【００５２】
特に、電波受信部４１による標準電波の受信時に、表示部４５の駆動波形周波数を通常時より高くなるように設定することで、標準電波の受信外の場合には必要以上に駆動波形周波数を高くせずに電力消費を抑える一方、標準電波の受信時には、通常より高めの駆動波形周波数により高調波間の周波数間隔を広げることで、より確実にＢＰＦ４１４の通過周波数帯域から高調波周波数を外すことが出来る。
【００５３】
また、標準電波受信時に変更するフレーム周波数、即ち、駆動波形周波数を標準電波の受信周波数と関連付けてＲＯＭ４４の標準電波受信設定テーブル４４ｂに予め記憶させておくことで、複数の標準電波の受信周波数を切り替えて受信を行う場合でも表示ドライバ４６による駆動波形周波数を容易に適切な値に変更することができる。
【００５４】
また、駆動波形周波数の高調波周波数をＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に含まれないようにするだけではなく、イメージ周波数や局部発振器４１２のスプリアス周波数といった電波受信の感度を低下させ得る周波数にも重ならないように標準電波受信時の駆動波形周波数を設定することで、標準電波の受信感度をより安定的に維持することが出来る。
【００５５】
また、標準電波の受信時に、時刻情報を表示させながら、同時に標準電波を受信中である表示を行わせることが出来るので、ユーザが時刻情報を取得することを妨げないと共に、ユーザに電波状態の悪い位置に移動しないように知らせることが出来る。
【００５６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。
例えば、上記実施の形態では、標準電波の受信時にフレーム周波数を通常の値から変更して電磁ノイズの混入を防いだが、初めからタイムコード信号に電磁ノイズが混入しないフレーム周波数によって表示部４５を常に駆動することとしても良い。
【００５７】
また、上記実施の形態では、標準電波受信設定テーブル４４ｂを用いて標準電波の受信周波数毎にフレーム周波数を個別に設定したが、全ての受信可能な標準電波の受信周波数に対するＢＰＦ４１４の通過周波数帯域に高調波周波数が含まれない一のフレーム周波数を設定することとしても良い。このような周波数を設定することで、表示部４５の構成を簡略化しながら継続的に表示を行わせることが出来る。
【００５８】
また、上記実施の形態では、標準電波の受信時に表示部４５に受信中である旨の表示を行わせる処理を行ったが、一切そのような処理を行わずに通常通りの時刻表示を行わせることとしても良い。
【００５９】
また、上記実施の形態ではデジタル表示を行う表示部４５のみを備えたデジタル電波時計について説明したが、デジタル表示部と指針によるアナログ表示部とを兼ね備えた電波時計についても同様に本発明を適用可能である。
その他、上記実施の形態で示した具体的な構造、配置や制御の順番などは、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
【００６０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
【００６１】
［付記］
＜請求項１＞
現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、
設定された駆動波形周波数の駆動信号で前記表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、
時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して当該標準電波を受信する受信手段と、
を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記標準電波の受信周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする電波時計。
＜請求項２＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、当該標準電波の受信周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
＜請求項３＞
前記受信手段は、前記駆動波形周波数の高調波周波数における周波数間隔よりも狭い所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させることで抽出する狭帯域透過手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記所定の周波数範囲内に含まれないように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電波時計。
＜請求項４＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記所定の周波数範囲の中心周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の電波時計。
＜請求項５＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数とは異なる周波数に変更する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電波時計。
＜請求項６＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数より高い周波数に変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の電波時計。
＜請求項７＞
受信可能な前記標準電波の受信周波数と、当該受信周波数毎に設定された前記駆動波形周波数とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段において設定された前記受信周波数に応じた前記駆動波形周波数を前記記憶手段から取得して当該駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電波時計。
＜請求項８＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段が受信可能な標準電波のうちの何れの標準電波を受信する場合にも、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該標準電波の受信周波数に対する前記所定の周波数範囲内に含まれない値に前記駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電波時計。
＜請求項９＞
前記受信手段は、ヘテロダイン方式を用いた受信回路を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該受信手段におけるイメージ周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の電波時計。
＜請求項１０＞
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記表示手段に標準電波の受信中であることを示す表示を行わせる
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の電波時計。
【符号の説明】
【００６２】
１ 電波時計
４１ 電波受信部
４１１ ＬＮＡ
４１２ 局部発振器
４１３ ミキサ
４１４ ＢＰＦ
４１５ ＩＦアンプ
４１６ 検波回路
４２ ＣＰＵ
４３ ＲＡＭ
４４ ＲＯＭ
４４ａ プログラム
４４ｂ 標準電波受信設定テーブル
４５ 表示部
４６ 表示ドライバ
４７ 発振回路
４８ 分周回路
４９ 計時回路
５０ 電源部
５１ 操作部
ＡＮＴ アンテナ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、
設定された駆動波形周波数の駆動信号で前記表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、
時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して当該標準電波を受信する受信手段と、
を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記標準電波の受信周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする電波時計。
【請求項２】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、当該標準電波の受信周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
【請求項３】
前記受信手段は、前記駆動波形周波数の高調波周波数における周波数間隔よりも狭い所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させることで抽出する狭帯域透過手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記所定の周波数範囲内に含まれないように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電波時計。
【請求項４】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記所定の周波数範囲の中心周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の電波時計。
【請求項５】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数とは異なる周波数に変更する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電波時計。
【請求項６】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数より高い周波数に変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の電波時計。
【請求項７】
受信可能な前記標準電波の受信周波数と、当該受信周波数毎に設定された前記駆動波形周波数とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段において設定された前記受信周波数に応じた前記駆動波形周波数を前記記憶手段から取得して当該駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電波時計。
【請求項８】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段が受信可能な標準電波のうちの何れの標準電波を受信する場合にも、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該標準電波の受信周波数に対する前記所定の周波数範囲内に含まれない値に前記駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電波時計。
【請求項９】
前記受信手段は、ヘテロダイン方式を用いた受信回路を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該受信手段におけるイメージ周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の電波時計。
【請求項１０】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記表示手段に標準電波の受信中であることを示す表示を行わせる
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の電波時計。
【請求項１】
現在時刻のデジタル表示が可能な表示手段と、
設定された駆動波形周波数の駆動信号で前記表示手段を駆動制御する表示駆動制御手段と、
時刻情報を含む標準電波の受信周波数に同調して当該標準電波を受信する受信手段と、
を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記標準電波の受信周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする電波時計。
【請求項２】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、当該標準電波の受信周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１に記載の電波時計。
【請求項３】
前記受信手段は、前記駆動波形周波数の高調波周波数における周波数間隔よりも狭い所定の周波数範囲の信号を選択的に通過させることで抽出する狭帯域透過手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記駆動波形周波数の高調波周波数が前記所定の周波数範囲内に含まれないように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電波時計。
【請求項４】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中に、前記所定の周波数範囲の中心周波数が隣接する二つの前記高調波周波数の中間値と等しくなるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項３に記載の電波時計。
【請求項５】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数とは異なる周波数に変更する
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の電波時計。
【請求項６】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数を当該標準電波の非受信時における周波数より高い周波数に変更する
ことを特徴とする請求項５に記載の電波時計。
【請求項７】
受信可能な前記標準電波の受信周波数と、当該受信周波数毎に設定された前記駆動波形周波数とを対応付けて記憶する記憶手段を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段において設定された前記受信周波数に応じた前記駆動波形周波数を前記記憶手段から取得して当該駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の電波時計。
【請求項８】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段により標準電波を受信する際には、前記受信手段が受信可能な標準電波のうちの何れの標準電波を受信する場合にも、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該標準電波の受信周波数に対する前記所定の周波数範囲内に含まれない値に前記駆動波形周波数を変更する
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電波時計。
【請求項９】
前記受信手段は、ヘテロダイン方式を用いた受信回路を備え、
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記駆動波形周波数の高調波周波数が当該受信手段におけるイメージ周波数と異なるように前記駆動波形周波数を設定する
ことを特徴とする請求項１〜８の何れか一項に記載の電波時計。
【請求項１０】
前記表示駆動制御手段は、前記受信手段による標準電波の受信中には、前記表示手段に標準電波の受信中であることを示す表示を行わせる
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか一項に記載の電波時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２４２１９４（Ｐ２０１２−２４２１９４Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１１０１７（Ｐ２０１１−１１１０１７）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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