電波腕時計
【課題】ＧＰＳ衛星等の衛星からの電波を受信し、時刻を修正する電波腕時計において、使用者の指示に基づいて電波の受信を行う際、受信環境が良いタイミングで電波を受信すること。
【解決手段】本発明に係る衛星からの送信波に含まれる現在の時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて内部時刻を修正する電波腕時計１００は、前記電波腕時計の置かれた受信環境に関する環境情報を取得する環境情報取得手段と、使用者の操作を受け付ける操作手段と、を有し、前記操作手段の操作に基づいて前記環境情報取得手段により環境情報を監視する環境情報監視状態となり、前記環境情報監視状態において、前記環境情報に基づいて、前記衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う。
【解決手段】本発明に係る衛星からの送信波に含まれる現在の時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて内部時刻を修正する電波腕時計１００は、前記電波腕時計の置かれた受信環境に関する環境情報を取得する環境情報取得手段と、使用者の操作を受け付ける操作手段と、を有し、前記操作手段の操作に基づいて前記環境情報取得手段により環境情報を監視する環境情報監視状態となり、前記環境情報監視状態において、前記環境情報に基づいて、前記衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波腕時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの衛星信号を受信し、かかる衛星信号に含まれるＧＰＳ時刻情報に基づいて時刻を修正するＧＰＳ付き腕時計が記載されている。同文献記載の発明では、ソーラパネルからの発電量や、加速度センサからの出力波形に基づいて屋内外を判断し、受信の可否を決定する。受信を行うタイミングは、特定の時間に行われる（段落００３７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＧＰＳ衛星からの電波は１５７５．４２ＭＨｚのＵＨＦ帯であり、直進性が高い。そのため、アンテナと衛星との間の電波経路が建造物等の障害物に遮られることや、あるいは反射波によるマルチパスによる影響を大きく受ける。そのため、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して時刻修正を行う電波腕時計にあっては、同じ位置に電波腕時計があっても、受信しようとする瞬間のＧＰＳ衛星の配置如何によっては受信の可否が異なる場合があり得る。また、電波腕時計の使用者が時刻修正すべく、電波の受信を指示する操作を行った場合、例えばボタンを押すなどするその操作自体によってアンテナが使用者の手に覆われ、受信環境が損なわれ得る。
【０００５】
もしもこのように、電波腕時計が使用者の指示に基づいて電波の受信を行う際、受信環境が悪い場合に直ちに受信に失敗し、それにより受信動作そのものが終了するものであると、使用者にとり使い勝手が良くない。また、なかなか受信ができないため、使用者が何度も繰り返し電波の受信を指示する操作を行うと、その都度電力消費の大きい高周波回路及びデコード回路を動作させねばならず、電力消費が大きくなってしまうことが懸念される。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ衛星等の衛星からの電波を受信し、時刻を修正する電波腕時計において、使用者の指示に基づいて電波の受信を行う際、受信環境が良いタイミングで電波を受信することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る衛星からの送信波に含まれる現在の時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて内部時刻を修正する電波腕時計は、前記電波腕時計の置かれた受信環境に関する環境情報を取得する環境情報取得手段と、使用者の操作を受け付ける操作手段と、を有し、前記操作手段の操作に基づいて前記環境情報取得手段により環境情報を監視する環境情報監視状態となり、前記環境情報監視状態において、前記環境情報に基づいて、前記衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明によれば、ＧＰＳ衛星等の衛星からの電波を受信し、時刻を修正する電波腕時計において、使用者の指示に基づいて電波の受信を行う際、受信環境が良いタイミングで電波を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電波腕時計の平面図である。
【図２】電波腕時計の内部に配置された部材の位置関係を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る電波腕時計の機能ブロック図である。
【図４】ＧＰＳ衛星から送信される信号のサブフレームの構成を示す概略図である。
【図５】サブフレーム１の構成を示す図である。
【図６】サブフレーム４のページ１８の構成を示す図である。
【図７】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図８】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図９】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１０】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１１】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１２】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電波腕時計１００を示す平面図である。同図には、電波腕時計１００の外装である胴１、胴１内に配置された文字板２と時刻を示す指針である時針３、分針４及び秒針５が同軸上に配置されて示されている。文字板２は、衛星から到達する電波が透過し、文字板２の背後に配置されたパッチアンテナで受信されるよう、非磁性かつ非導電性の材料、例えば、合成樹脂で形成される。また、時針３、分針４及び秒針５とは別の軸上に、電波腕時計１００の状態を表示する指針である状態表示針６が配置されており、文字板２上には、電波腕時計１００の種々の状態を示す目盛である状態表示目盛７が記されている。また、胴１の３時側の側面にはユーザが種々の操作を行うための竜頭８、ボタン９が配置されている。胴１の１２時側及び６時側の側面からは、バンドを固定するためのバンド固定部１０が伸びている。
【００１１】
なお、同図に示した電波腕時計１００のデザインは一例である。ここで示したもの以外にも、例えば、胴１を丸型でなく角型にしてもよいし、竜頭８やボタン９の有無、数、配置は任意である。また、本実施形態では、指針を時針３、分針４、秒針５及び状態表示針６の４本としているが、これに限定されず、秒針５を省略したり別軸で設けたり、あるいは秒針５を状態表示針６を兼ねるものとしてもよい。さらに、曜日、タイムゾーンやサマータイムの有無、電池の残量等、各種の表示を行う指針や、日付表示等を追加したりしてもよく、状態表示針６がこれらの表示を兼ねるものとしても良い。
【００１２】
なお、本明細書では、電波腕時計という用語を、腕時計であって、かつ、外部からの電波を受信し、当該電波に含まれる時刻に関する情報に基づき、腕時計内部に保持している時刻の情報である内部時刻を修正する機能を有している腕時計を指すものとして用いる。
【００１３】
図２は、電波腕時計１００の内部に配置された部材の位置関係を示す図である。同図では、参考のため、胴をはじめとする電波腕時計１００の外装を二点鎖線で示した。
【００１４】
符号１１で示されているのは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するパッチアンテナであり、その受信面が風防側を向くように配置される。パッチアンテナの横には、電池１２が配置される。本実施形態では、電池１２は充電可能な二次電池であり、ボタン型のリチウムイオン二次電池を用いている。そして、文字板に形成され、あるいは文字板の背後に設置された太陽電池により発電された電力が蓄積されるようになっている。
【００１５】
ところで、一般に長波帯を用いて地上局から送信される標準電波を用いて時刻修正を行う電波時計では、フェライトあるいはアモルファス合金等の磁芯にコイルを巻いた形式のいわゆるバーアンテナが用いられることが多い。これに対し、本実施形態に係る電波腕時計１００では、はるかに周波数の高いＵＨＦ帯を用いてＧＰＳ衛星から送信される信号を受信する。そのため、ＵＨＦ帯の信号の受信に適した小型のアンテナとして、パッチアンテナ１１を用いている。
【００１６】
また、本実施形態では、電波腕時計１００は太陽光発電による電力により駆動し、蓄電可能な二次電池を備えたものとして示したが、これに換え、一次電池を使用するものとしてもよい。その場合には、太陽電池は不要である。また、電池１２の形状はボタン型に限定されず、任意である。さらに、二次電池としてリチウムイオン二次電池以外のもの、例えば、リチウムイオンキャパシタやニッケル水素畜電池を用いてもよい。
【００１７】
符号１３は、電波腕時計１００全体の動作を制御するとともに、内部回路により時刻を計時するコントローラである。またパッチアンテナ１１及び電池１２を挟んだ反対側には、パッチアンテナ１１により受信された信号をベースバンド信号へと変換する高周波回路１４及び、ベースバンド信号より情報を抽出するデコード回路１５の位置が示されている。
【００１８】
なお、ここで示したコントローラ１３、高周波回路１４及びデコード回路１５の配置は一例である。特に、本実施形態では高周波回路１４とデコード回路１５は、回路基板の両面の相対する位置に配置されており、両者をスルーホールで接続することにより、両者を結ぶ配線経路を短くし、寄生容量やインピーダンスを小さくしてノイズの影響を低減している。しかしながら、これに限定されず、高周波回路１４とデコード回路１５を回路基板の同一の面に配置してもよいし、高周波回路１４とデコード回路１５の機能を統合したワンチップの集積回路を用いてもよい。
【００１９】
図３は、本実施形態に係る電波腕時計１００の機能ブロック図である。パッチアンテナ１１により受信されたＧＰＳ衛星からの電波は、高周波回路１４によりベースバンド信号に変換され、デコード回路１５により時刻に関する情報であるＴＯＷや必要に応じてＷＮＷｅｅｋ Ｎｕｍｂｅｒ）、あるいは現在の閏秒に関する情報である現在の閏秒ΔｔＬＳが抽出され、コントローラ１３へと受け渡される。コントローラ１３は、電波腕時計１００全体の動作を制御するマイクロコンピュータであると同時に、その内部に時計回路を有しており、かかる時計回路が保持する時刻である、内部時刻を計時する機能を有している。時計回路の精度は、用いる水晶振動子の精度や温度等の使用環境にも依存するが、月差±１５秒程度である。もちろん、この精度は、必要に応じて任意に設定して良い。また、時計回路により保持される内部時刻は、受信された時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて適宜修正されることにより、正確に保たれる。
【００２０】
コントローラ１３には、ユーザ等による外部からの操作を受け付ける操作手段（竜頭８、ボタン９）からの信号が入力される。また、コントローラ１３からは、内部時刻に基づいてモータ１７を駆動する信号が出力され、指針（時針３、分針４及び秒針５）が駆動されることにより時刻が表示される。さらに、電波腕時計１００の状態に応じた信号がモータ１７に出力され、状態表示針６が駆動される。なお、指針を駆動するモータ１６は１つに限定されず、独立して動作させたい指針の数に応じて複数のモータを設けてよい。
【００２１】
また、太陽電池１８はスイッチ２１を介して電池１２に接続されており、コントローラ１３からの指示によりスイッチ２１が太陽電池１８と電池１２とを導通させている状態では、太陽電池１８により発電された電力は、電池１２に蓄積される。そして、電池１２からは、高周波回路１４、デコード回路１５及びコントローラ１３に電力が供給される。また、太陽電池１８はスイッチ２１を介して発電量検出部２０にも接続されており、コントローラ１３からの指示によりスイッチ２１が太陽電池１８と発電量検出部２０を導通させている状態では、太陽電池１８により生じる電流は発電量検出部２０に流れる。発電量検出部２０はこの電流を電圧に変換するとともに、この電圧をさらにデジタル値に変換し、コントローラ１３に供給する。スイッチ２１は、高周波回路１４及びデコード回路１５への電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチであり、コントローラ１３により制御される。高周波数で動作する高周波回路１４とデコード回路１５はその消費電力が大きいため、コントローラ１３は、衛星からの電波を受信する時のみスイッチ２１をオンとして高周波回路１４及びデコード回路１５を動作させ、それ以外の時はスイッチ２１をオフとして、消費電力を低減する。
【００２２】
なお、太陽電池１８の発電量をコントローラ１３により検知するための構成（スイッチ１９及び発電量検出部２０）は、後述するように、太陽電池１８の発電量を電波腕時計の周囲の環境を示す環境情報に関する情報として用いるためのものである。従って、環境情報に関する情報として太陽電池１８の発電量を用いない場合には、かかる構成は必須のものではなく、必要無ければ省略してもよい。
【００２３】
電波の受信は、電波腕時計の使用者が時刻修正すべく、竜頭８やボタン９等の操作手段の操作により電波の受信を指示する操作を行った場合のほか、あらかじめ定められた時刻となったとき、前回の時刻修正があった時刻からの経過時間、あるいは太陽電池１８の発電量やその他の電波腕時計１００の周囲の環境を示す情報等に基づいて行うようにして良い。
【００２４】
続いて、本実施形態に係る電波腕時計が受信するＧＰＳ衛星からの信号について説明する。ＧＰＳ衛星から送信される信号は、Ｌ１帯と呼ばれる１５７５．４２ＭＨｚをキャリア周波数としており、１．０２３ＭＨｚの周期でＢＰＳＫ（二位相偏移変調）により変調された各ＧＰＳ衛星固有のＣ／Ａコードにより符号化され、いわゆるＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；符号分割多元接続）の手法により多重化されている。Ｃ／Ａコード自体は１０２３ビット長であり、信号に乗せられるメッセージ・データは２０個のＣ／Ａコード毎に変化する。すなわち、１ビットの情報は、２０ｍｓの信号として送信される。
【００２５】
ＧＰＳ衛星から送信される信号は、１５００ビット、すなわち３０秒を単位とするフレームに区切られ、さらに、フレームは５つのサブフレームに分けられる。図４は、ＧＰＳ衛星から送信される信号のサブフレームの構成を示す概略図である。各サブフレームは、３００ビットの情報を含む６秒間の信号であり、順番に１から５のサブフレーム番号が付けられている。ＧＰＳ衛星は、サブフレーム１から順次送信を行い、サブフレーム５の送信を終えると、再度サブフレーム１の送信に戻り、以降同様に繰り返す。
【００２６】
各サブフレームの先頭では、ＴＬＭとして示すテレメトリワードが送信される。ＴＬＭは、各サブフレームの先頭を示すコードと、地上管制局の情報を含んでいる。続いて、ＨＯＷとして示すハンドオーバワードが送信させる。ＨＯＷには、Ｚカウントとも呼ばれる現在の時刻に関する情報であるＴＯＷ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｗｅｅｋ）が含まれている。これは、ＧＰＳ時刻の日曜日の午前０時からカウントした１．５秒単位の時間であり、次のサブフレームが開始される時刻を示し、各サブフレーム毎、すなわち、６秒毎に送信される。
【００２７】
ＨＯＷに続く情報は、各サブフレーム毎に異なっており、サブフレーム１には、衛星時計の補正データが含まれている。図５は、サブフレーム１の構成を示す図である。サブフレーム１には、ＨＯＷに続いてＷＮ（Ｗｅｅｋ Ｎｕｍｂｅｒ）として示す週番号が含まれている。すなわち、ＷＮは３０秒毎に送信される。ＷＮは、１９８０年１月６日を０週としてカウントした現在の週を示す数値である。したがって、ＷＮ及びＴＯＷを受信することにより、ＧＰＳ時刻における正確な日時が得られる。なお、ＷＮは一度受信に成功すれば、電波腕時計が内部時刻を何らかの理由、例えば、電池切れ等により失わない限り、内部時刻の計時により正しい値を知ることができるため、再度の受信は必要ない。なお、ＷＮは１０ビットであるため、１０２４週を経過すると再び０に戻る。また、ＧＰＳ衛星からの信号には、この他にも種々の情報が含まれるが、本発明に直接関係の無い情報については、図に示すにとどめ、その説明は省略する。
【００２８】
再び図４に戻ると、サブフレーム２及びサブフレーム３にはＨＯＷに続いてエフェメリスと呼ばれる各衛星の軌道情報が含まれているが、その説明は本明細書では割愛する。
【００２９】
さらに、サブフレーム４及び５には、ＨＯＷに続いてアルマナックと呼ばれる全ＧＰＳ衛星の概略軌道情報が含まれる。サブフレーム４及び５に収容される情報は、その情報量が多いため、ページと呼ばれる単位に分割されて送信される。そして、サブフレーム４及び５により送信されるデータはそれぞれページ１〜２５に分割されており、フレームごとに異なるページの内容が順番に送信される。したがって、全てのページの内容を送信するには２５フレーム、すなわち、１２．５分を要することになる。
【００３０】
図６は、サブフレーム４のページ１８の構成を示す図である。同図に示すように、サブフレーム４のページ１８の２４１ビット目には、現在の閏秒に関する情報である現在の閏秒ΔｔＬＳが含まれる。すなわち、ΔｔＬＳは１２．５分に一度送信されることになる。ΔｔＬＳは、ＵＴＣとＧＰＳ時刻とのずれを秒数で示したものであり、ＧＰＳ時刻にΔｔＬＳを加算することによりＵＴＣが求められる。
【００３１】
以上の通り、任意のＧＰＳ衛星からの送信波に含まれるＴＯＷ及びＷＮを取得することにより現在の日付が得られ、さらにΔｔＬＳを取得することにより現在の正確な時刻が得られる。
【００３２】
なお、ここで閏秒について簡単に説明しておくと、閏秒は、地球の自転周期のずれ等を補正するためのものであり、天文学的な観測結果に基づき、必要に応じて毎月１日の午前０時に追加あるいは削除されうるものである。しかしながら、これまでのところ、不定期に１月１日午前０時又は７月１日午前０時のいずれか若しくはその両方における追加のみがなされている。ＧＰＳ衛星からの信号に含まれるΔｔＬＳは、かかる閏秒の追加により累積されたＧＰＳ時刻とＵＴＣとのずれを示すものであり、ＵＴＣに閏秒の追加が行われた際に更新されるものと思われる。
【００３３】
再び図１に戻ると、状態表示目盛７には、状態表示針６が指し示す種々の電波腕時計１００の状態が記されており、本実施形態では、それらは、受信動作表示部２２、受信環境表示部２３及び、時刻精度表示部２４に分けられる。
【００３４】
受信動作表示部２２は、電波腕時計１００が現在受信に関するどのような動作中であるかを示す表示であり、「Ｒ」及び「Ｗ」の表示からなる。「Ｒ」は電波腕時計１００が現在電波を受信中、すなわち、高周波回路及びデコーダ回路を動作させていることを示している。一方、「Ｗ」は、電波腕時計１００が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信しようとしていることの予告である。すなわち、現時点ではまだ高周波回路及びデコーダ回路を動作させてはいないが、次に取得しようとしている情報が送信される時点で受信を行うことを使用者に伝える。次に取得しようとしている情報は、この場合、ＴＯＷ、ＷＮ及びΔｔＬＳの内のいずれか若しくは複数であり、例えば、次に取得しようとしている情報がΔｔＬＳであれば、最大で１２．５分先の時点まで、ΔｔＬＳが送信されるのを待つことになる。本実施形態では、ＷＮ及びΔｔＬＳについて、次の送信タイミングを待って受信するようになっている。
【００３５】
受信環境表示部２３は、電波腕時計１００がおかれている環境が衛星からの電波の受信にどれほど適しているかを示す環境情報に関する情報の表示である。本実施形態では、電波腕時計１００に入射する外光の強度を環境情報とし、その大きさを３段階に評価することにより、環境情報を「１」、「２」及び「３」の３つの表示で示す。これは、電波腕時計１００に強い光があたっている状態は、日中の屋外や窓際など、直接衛星が見通せ、受信に適した環境にある可能性が高いことに基づいている。電波腕時計１００に入射する外光の強度は種々の手段により得られるが、本実施形態では、太陽電池からの発電量を外光の強度を示すものとして用いる。なお、環境情報の表示は、ここで示した３段階には限られず、２段階や、４段階以上の複数段階、あるいは、連続的な表示としてもよい。もちろん、この他にも、光センサや紫外線センサなどの受光手段を設け、その出力を外光の強度を示すものとして用いても良い。なお、これは一例であり、この他にも種々の情報を環境情報として用いて良く、後述の他の実施形態において他の例を説明する。なお、「環境情報に関する情報」とは、環境情報そのもの（本実施形態では、太陽電池の発電量）だけでなく、かかる環境情報に基づく評価値をも含むものである。
【００３６】
時刻精度表示部２４は、電波腕時計１００の内部時刻の精度に関する情報を示す表示である。かかる表示には、種々の形態が考えられるが、本実施形態では、現在の時刻に関する情報の信頼性及び現在の閏秒に関する情報の信頼性を直接示す表示を採用している。そして、現在の時刻に関する情報とは、パッチアンテナにより受信されたＴＯＷであり、現在の閏秒に関する情報とは、同様に受信されたΔｔＬＳを意味することになる。時刻精度表示部２４において、「ＰＦＴ」とあるのは、ＴＯＷ及びΔｔＬＳの双方に信頼性がある状態を示している。「ＴＷ」は、ＴＯＷの信頼性が無い状態を、「ＬＳ」は、ΔｔＬＳの信頼性が無い状態を、そして、「ＴＬ」はＴＯＷ及びΔｔＬＳの双方の信頼性が無い状態を意味している。なお、ここで示した具体的な表示の内容は一例であり、各状態をどのように表現するかは任意である。また、ここでは、「ＰＦＴ」は”Ｐｅｒｆｅｃｔ”を、「ＬＳ」は”Ｌｅａｐ Ｓｅｃｏｎｄ”をそれぞれ略して示したものである。
【００３７】
ここで、現在の時刻に関する情報の信頼性及び現在の閏秒に関する情報の信頼性について考察する。まず、現在の時刻に関する情報の信頼性、すなわち、ＴＯＷの信頼性については、最後にＴＯＷを受信した時点からの経過時間に依存する。本実施形態の電波腕時計１００の時計回路は、月差±１５秒程度の精度であるから、最後にＴＯＷを受信した時点からの経過時間が４８時間（すなわち、２日）を超えると、現在の正確な時刻と内部時刻とのずれが１秒を超える可能性が生じる。そこで、一例として、最後にＴＯＷを受信した時点からの経過時間が４８時間以内であれば現在の時刻に関する情報の信頼性があると判定し、それを超えると現在の時刻に関する情報の信頼性がないと判定することが考えられる。もちろん、判定に用いる経過時間をどのようにするかは、時計回路の精度や正確な時刻とのずれをどの程度許容するかに依存するため、任意に設定して良い。あるいは、日付が変わると、すなわち、午前零時を過ぎると一律に、現在の時刻に関する情報の信頼性がないと判定するようにしてもよい。いずれにせよ、現在の時刻に関する情報の信頼性は、最後に現在の時刻に関する情報を受信した時点からの経過時間に基づくか、若しくは、現在の時刻に関する情報の受信後、あらかじめ定められた時刻を経過するか否かに基づいて定めてよい。
【００３８】
また、現在の閏秒に関する情報の信頼性について、前述の通り、閏秒は毎月１日の午前０時に追加あるいは削除される可能性がある。従って、現在の閏秒に関する情報、すなわち、ΔｔＬＳの信頼性は、ΔｔＬＳを受信した時点より後の閏秒が追加あるいは削除されうる時点を経過しているか否かに基づいて定めるとよい。具体的には、ΔｔＬＳを受信してから、翌月の１日午前０時を経過するまでは現在の閏秒に関する情報の信頼性があるとし、経過後は現在の閏秒に関する情報の信頼性がないとする。もしくは、これまでのところ、閏秒の追加が１月１日又は７月１日の午前０時にしかなされていないことを考慮すると、ΔｔＬＳを受信してから、次の１月１日又は７月１日の午前０時を経過するまでは現在の閏秒に関する情報の信頼性があるとすることも考えられる。この場合には、ΔｔＬＳを受信した時点より後の閏秒が追加あるいは削除されうる時点を１月１日又は７月１日の午前０時であるとみなしていることになる。
【００３９】
なお、これまでのところ、概ね年に１回ほどの頻度で閏秒の追加が行われていることに鑑みて、現在の閏秒に関する情報の信頼性を、最後に現在の閏秒に関する情報を受信した時点から所定の時間、例えば、１年を経過するか否かによって定めることも考えられる。
【００４０】
また、電波腕時計１００が、長時間充電されることなく稼働するなどして、電源電圧が下がり、いわゆるパワーオフの状態となった場合や、何らかの原因により電波腕時計１００の初期化が行われた場合から再び起動した場合には、ＴＯＷ、ΔｔＬＳに加え、ＷＮについても正しい値ではないと考えられる。このような場合には、現在の時刻に関する情報の信頼性及び現在の閏秒に関する情報の信頼性の双方が無いとすることはもちろん、現在の日付に関する情報についても信頼性が無いと考えられる。本実施形態に係る電波腕時計１００では、現在の日付に関する情報についての信頼性の有無は特に表示を行っていないが、これを表示するようにしても良い。
【００４１】
なお、状態表示針６は、以上の状態表示目盛７に含まれる各表示を指し示す指針であるため、受信動作表示部２２を指し示している際には、電波腕時計１００が現在受信に関するどのような動作中であるかを示す受信動作表示手段として、受信環境表示部２３を指し示している際には、電波腕時計１００がおかれている環境が衛星からの電波の受信にどれほど適しているかを示す受信環境表示手段として、また、時刻精度表示部２４を指し示している際には、電波腕時計１００の内部時刻の精度に関する情報を示す時刻精度表示手段として機能することになる。
【００４２】
続いて、本実施形態に係る電波腕時計の受信の際の動作を説明する。なお、ここで説明する動作は、電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合に開始されるものであり、現在の時刻に関する情報の信頼性、現在の閏秒に関する情報の信頼性及び現在の日付に関する情報の信頼性が無い場合にそれぞれＴＯＷ、ΔｔＬＳ及びＷＮを１度の操作時に順に取得しようとするものである。しかしながら、どのような場合にどの情報を取得するかは仕様により任意に設定して良い。例えば、各情報に優先順位を設け、１度の操作手段でＴＯＷ、ΔｔＬＳ及びＷＮのいずれか１つのみを受信するようにしても良いし、これら情報の信頼性にかかわらず、必ず全ての情報を受信するようにしても良い。また、これら情報を受信する順番は、特に限定されず任意である。
【００４３】
図７及び図８は、電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
コントローラは、まず、ステップＳ１において、ＴＯＷに信頼性があるか否かを判定する。信頼性があればステップＳ８（図８）へと進む。信頼性が無ければステップＳ２へと進み、環境情報取得手段を用いて、環境情報の取得を開始する。本実施形態では、太陽電池による発電量を環境情報として用いる。続くステップＳ３では、取得した環境情報に基づいて、発電量の大小を３段階で評価し、状態表示針６（図１参照）により表示し、使用者に示す。これにより、使用者は、現在の環境がＧＰＳ衛星からの送信波の受信に適しているか否かを判断する手掛かりを得られる。さらに、ステップＳ４では、環境情報があらかじめ定められた条件を満足しているか否かを判定する。本実施形態では、一例として、環境情報の評価段階が「２」以上であるか否かを判定する。環境が良好、すなわち、環境情報があらかじめ定められた条件を満足している場合には、ステップＳ５へと進み、状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示する。そして、続くステップＳ６にて、コントローラは、高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＴＯＷの受信を試みる。なお、ステップＳ５における「Ｒ」の表示は、ステップＳ６における高周波回路及びデコード回路の動作のタイミングより若干速く、例えば、２秒早めに行い、使用者に受信を試みることを事前に伝えるようにしても良い。そして、ステップＳ７へと進み、ＴＯＷの受信に成功していれば、さらに図８のステップＳ９へと進む。
【００４５】
一方、ステップＳ４において環境情報があらかじめ定められた条件を満足していないと判定された場合若しくは、ステップＳ７においてＴＯＷの受信に失敗した場合には、ステップＳ８へと進む。ステップＳ８では、タイマーにより、ステップＳ２により環境情報の取得を開始してからの時間を計測し、あらかじめ定められた時間、例えば、３０秒を経過したか否かを判定する。またあらかじめ定められた時間に達していなければ、ステップＳ２へと戻り環境情報の取得から繰り返す。達しているならば、ＴＯＷの受信を断念し、続く図８のステップＳ９へと進む。なお、このあらかじめ定められた時間をどのように設定するかは任意である。また、使用者が設定できるようにすることも好ましい。
【００４６】
このように、本実施形態の電波腕時計は、使用者によるボタンの操作が行われると、ステップＳ２からステップＳ８を繰り返すことにより、環境情報を繰り返し取得する。換言すれば、使用者による操作手段の操作に基づいて、環境情報を監視する環境情報監視状態となるのである。そして、環境情報監視状態において、ステップＳ４に示すように、環境情報に基づいて、衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う。なお、環境情報を監視するとは、断続的あるいは連続的に環境情報を継続して取得する状態を指す。また、同図でステップＳ８へと進むことは、同時に、環境情報監視状態を終了することを意味する。また、使用者の操作、例えば、ボタン操作等により、環境情報監視状態を終了するようにしてもよい。
【００４７】
図８へと進み、続くステップＳ９以降では、ＷＮ及びΔｔＬＳの取得を試みる。ステップＳ９では、ＷＮの信頼性の有無を判定し、無いと判定されればステップＳ１０で状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を表示する。そして、ステップＳ１１では、３０秒に一度のタイミングで送信されるＷＮが送信されるタイミングが到来するまで待ち、ステップＳ１２で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ１３で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＷＮの受信を試みる。なお、ステップＳ１２における「Ｒ」の表示もまた、ステップＳ１３における高周波回路及びデコード回路の動作のタイミングより若干速く、例えば、２秒早めに行うようにしても良い。ステップＳ１３以降は同様に、ステップＳ１４でΔｔＬＳの信頼性の有無を判定し、無いと判定されればステップＳ１５で状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を表示する。そして、ステップＳ１６では、１２．５分に一度のタイミングで送信されるΔｔＬＳが送信されるタイミングが到来するまで待ち、ステップＳ１７で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ１８で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ΔｔＬＳの受信を試みる。ステップＳ１７における「Ｒ」の表示をステップＳ１８における高周波回路及びデコード回路の動作のタイミングより若干速く、例えば、２秒早めに行うようにしても良い点についてはこれまでと同様である。
【００４８】
以上の動作がすべて終了すると、ステップＳ１９へと進み、通常表示、すなわち、通常の時刻を指し示す状態へと復帰させ、終了する。なお、本実施形態の場合、図１に示すように、時針３、分針４及び秒針５により内部時刻に基づく現在時刻を表示するとともに、状態表示針６は、ＴＯＷの信頼性及びΔｔＬＳの信頼性に基づいて、時刻精度表示部２４のいずれかの位置を表示する状態となる。なお、このとき、状態表示針６の中立位置がある場合には、かかる中立位置を示すようにしてもよい。あるいは、秒針５が状態表示針６の機能を兼ねている場合には、受信結果、すなわち、時刻精度表示部２４のいずれかの位置を一定時間表示した後、現在時刻の秒を示すようにしてもよい。
【００４９】
また、ステップＳ６、ステップＳ１３及びステップＳ１８の終了後、受信結果を使用者に通知するようにしても良い。かかる通知の方法は、一例として、状態表示針６を、得られたＴＯＷの信頼性及びΔｔＬＳの信頼性に基づいて、時刻精度表示部２４のいずれかの位置を一定時間指し示すようにすることが挙げられる。あるいは、状態表示目盛７に、受信結果を示す「Ｙ」及び「Ｎ」の表示を追加し、そのいずれかの位置を状態表示針６により一定時間指し示すようにする等しても良い。
【００５０】
さらに、ステップＳ１１及びステップＳ１６においてＷＮ又はΔｔＬＳが送信されるタイミングを待つ間に、ステップＳ３と同様に環境情報を使用者に通知するようにしても良い。環境情報の取得は例えば一定時間ごとに繰り返し行い、常に現在の環境情報を示すようにしても良いし、あるいは使用者の操作、例えばボタンの押下等を検知して環境情報を取得し、一定時間示すようにしても良い。常に現在の環境情報を示す場合、状態表示針６が受信環境表示部２３の「１」乃至「３」のいずれかの位置を指し示すことをもって「Ｗ」表示に換えるようにしてもよく、あるいは、状態表示針６が受信環境表示部２３のいずれかの位置を指し示す状態と、受信動作表示部２２の「Ｗ」の位置を指し示す状態とを交互に繰り返すようにしても良い。
【００５１】
以上説明したフローチャートによる制御では、ＴＯＷの受信時のみ環境情報を参照して、受信を試みるか否か、すなわち、衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行うか否かを決定し、ＷＮ及びΔｔＬＳの受信時には環境情報を参照することなく、単にそれぞれの情報の送信タイミングの到来を順番に待ち、受信を試みる。しかしながら、ＷＮ及びΔｔＬＳのいずれかまたは両方の受信時にも環境情報を参照してよい。以下に、そのような例として、ＷＮの受信時に環境情報を参照する制御を、図９乃至１２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
図９乃至図１２に示したフローチャートは、図８のフローチャートを代替するものである。すなわち、図９のステップＳ２０は、既に説明した図７のステップＳ１，Ｓ７またはＳ８に続けて実行される。同ステップにおいては、ＷＮ及びΔｔＬＳの信頼性の有無に基づき、処理を４つに分岐する。ＷＮ及びΔｔＬＳの両者に信頼性がある場合には、ＷＮ及びΔｔＬＳを受信する必要が無いため、ステップＳ２１へと進み、各指針を通常表示、すなわち、時針３、分針４及び秒針５が内部時刻を表示するとともに、状態表示針６が時刻精度表示部２４のいずれかの位置を指し示す状態にし（図１参照）、処理を終了する。
【００５３】
ステップＳ２０においてＷＮに信頼性が無いが、ΔｔＬＳに信頼性がある場合には、ＷＮのみ受信を試みればよく、図１０のステップＳ２２へとすすむ。図１０に示すステップＳ２２乃至ステップＳ３０の処理は、環境情報が良好でかつＷＮが送信されるタイミングでＷＮの受信を試みる処理を、あらかじめ定められた時間が経過するか、ＷＮの受信に成功するまで繰り返すというものである。まず、ステップＳ２２では、状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を指し示す状態とし、続くステップＳ２３でＷＮの受信を試みるタイミングであるか否かを判定する。このタイミングは、３０秒に一度送信されるＷＮの送信のタイミングより所定の時間前、例えば、２秒から３秒前であることが好ましい。ＷＮの受信を試みるタイミングが到来していれば、ステップＳ２４へと進み、環境情報を取得し、ステップＳ２５で取得された環境情報を表示し、使用者に通知する。そして、ステップＳ２６において、環境情報があらかじめ定められた条件を満足しているか否かを判定する。本実施形態では、一例として、環境情報の評価段階が「２」以上であるか否かを判定する。環境が良好、すなわち、環境情報があらかじめ定められた条件を満足している場合には、ステップＳ２７へと進み、状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ２８で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＷＮの受信を試みる。続くステップＳ２９では、ＷＮの受信に成功したか否かを判定し、成功していれば、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。ＷＮの受信に失敗した場合、及び、ステップＳ２３においてＷＮの受信タイミングでない場合並びにステップＳ２６において受信環境が良好でない場合には、ステップＳ３０で、ＷＮの受信をするための環境情報の監視を開始してから、あらかじめ定められた時間、例えば、１５０秒が経過したか否かを判定する。まだあらかじめ定められた時間が経過していなければ、ステップＳ２２へと戻り、再度「Ｗ」を表示し、ＷＮの受信に成功するか、あらかじめ定められた時間が経過するまで繰り返す。ステップＳ３０であらかじめ定められた時間が経過すると、タイムアウトとして、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。
【００５４】
再び図９に戻り、ステップＳ２０でＷＮに信頼性が有り、ΔｔＬＳに信頼性が無い場合には、ΔｔＬＳのみ受信を試みればよく、図１１のステップＳ３１へと進む。ステップＳ３１乃至Ｓ３４の処理は、図８のステップＳ１５乃至ステップＳ１８の処理と同様であり、ΔｔＬＳが送信されるタイミングを待ち、ΔｔＬＳの受信を行うというものである。まず、ステップＳ３１で状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を表示する。そして、ステップＳ３２では、１２．５分に一度のタイミングで送信されるΔｔＬＳが送信されるタイミングが到来するまで待ち、ステップＳ３３で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ３４で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ΔｔＬＳの受信を試みる。ΔｔＬＳの受信を試みた後は、受信の成否にかかわらず、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。
【００５５】
三度図９へ戻り、ステップＳ２０でＷＮ及びΔｔＬＳの両者に共に信頼性が無い場合には、ＷＮ及びΔｔＬＳの両者に対し受信を試みるべく図１２のステップＳ３５へと進む。図１２に示すステップＳ３５乃至ステップＳ４６の処理は、ΔｔＬＳの受信タイミングが到来するまでは、ＷＮが送信されるタイミング毎に環境情報に基づいてＷＮの受信を試み、ΔｔＬＳの受信タイミングの到来後は、あらかじめ定められた期間が経過するまでは、ＷＮが送信されるタイミング毎に環境情報に基づいてＷＮの受信を試みるというものである。ΔｔＬＳの受信タイミングの到来時点であらかじめ定められた期間を過ぎていた場合には直ちに処理を終了する。
【００５６】
まず、ステップＳ３５では、状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を指し示す状態とし、続くステップＳ３６でＷＮの受信を試みるタイミングであるか否かを判定する。このタイミングは、３０秒に一度送信されるＷＮの送信のタイミングより所定の時間前、例えば、２秒から３秒前であることが好ましい。ＷＮの受信を試みるタイミングが到来していれば、ステップＳ３７へと進み、環境情報を取得し、ステップＳ３８で取得された環境情報を表示し、使用者に通知する。そして、ステップＳ３９において、環境情報があらかじめ定められた条件を満足しているか否かを判定する。本実施形態では、一例として、環境情報の評価段階が「２」以上であるか否かを判定する。環境が良好、すなわち、環境情報があらかじめ定められた条件を満足している場合には、ステップＳ４０へと進み、状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ４１で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＷＮの受信を試みる。続くステップＳ４２では、ＷＮの受信に成功したか否かを判定し、成功していれば、図１１のステップＳ３２へと進む。これは、ΔｔＬＳの受信を試みるより前にＷＮの受信に成功したことから、後はΔｔＬＳの受信のみすれば良いからである。ＷＮの受信に失敗した場合、及び、ステップＳ３６においてＷＮの受信タイミングでない場合並びにステップＳ３９において受信環境が良好でない場合には、ステップＳ４３へと進み、１２．５分に一度のタイミングで送信されるΔｔＬＳを受信すべきタイミングであるか否か判定する。ΔｔＬＳの受信のタイミングでなければ、ステップＳ３５へと戻り以後同様に繰り返す。ΔｔＬＳの受信のタイミングであれば、ステップＳ４４で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ４５で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ΔｔＬＳの受信を試みる。ΔｔＬＳの受信を試みた後は、受信の成否にかかわらず、ステップＳ４６へと進み、ＷＮの受信をするための環境情報の監視を開始してから、あらかじめ定められた時間、例えば１５０秒を経過したか否かを判定する。あらかじめ定められた時間を経過していれば、タイムアウトとして、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。未だあらかじめ定められた時間を経過していなければ、引き続きＷＮを受信するため処理を継続するので、図１０のステップＳ２３へと進み、ＷＮの受信に成功するか、タイムアウトとなるまで処理を継続する。
【００５７】
なお、ここで説明した制御では、少なくともΔｔＬＳの受信を試みるまでは処理を継続するため、タイムアウトとなる時間とΔｔＬＳが送信されるまでの時間の内いずれか長い方まで処理を継続するようになっているが、ΔｔＬＳが送信されるまでの時間にかかわらず、あらかじめ定められた時間の経過をもって処理を終了するようにしても良い。また、ここではΔｔＬＳの受信を試みるのは一度のみであるが、これを複数回試みるようにしても良く、その際に環境情報を参照するようにしても良い。
【００５８】
以上説明した本実施形態に係る電波腕時計１００では、環境情報として、電波腕時計１００に入射する外光の強度を太陽電池の発電量により求めた。しかしながら、環境情報としては、これ以外にも種々の量を用いてよく、以下説明する実施形態では、電波腕時計１００に入射する外光の強度以外の量を環境情報として用いる場合について説明する。
【００５９】
［実施形態２］
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図には、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成がブロック図で示されている。
【００６０】
パッチアンテナ１１により受信された信号は、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；低雑音増幅器）２５により初段の増幅がされた後、ＧＣＡ（Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；利得制御増幅器）２６により増幅される。ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２７を通過した信号は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；電圧制御発振器）２８により発振された信号とミキサ２９により混合され、周波数変換が行われる。ＢＰＦ３０により不要な周波数成分が除かれた信号は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＡＤ変換器）３１によりデジタル信号に変換され、コントローラ３２によりさらにデジタル信号処理が施され、後段のデコード回路へと出力される。なお、ＶＣＯ２８については、発振周波数が制御できる局部発振器であれば、どのような形式のものであってもかまわない。
【００６１】
一方、ＧＣＡ２６における利得３４は、ＢＰＦ３０を出た信号がＡＤＣ３１の分解能に応じた振幅となるよう、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）３３により決定される。ＡＧＣ３３は、ＢＰＦ３０を出た信号の電力が小さければ利得３４を大きく設定し、ＢＰＦ３０を出た信号の電力が大きければ利得３４を小さく設定する働きを有する。すなわち、利得３４は、パッチアンテナ１１により受信された電波の強度が大きければ小さくなり、パッチアンテナ１１により受信された電波の強度が小さければ大きくなることになる。
【００６２】
そこで、本実施形態では、かかるＡＧＣ３３により決定された利得３４を環境情報として用いる。すなわち、利得３４がある値より小さければ衛星からの送信波の受信強度が高く、受信に適していると判断するのである。なお、利得３４を求めるためには、高周波回路１４に電源を供給すればよく、デコード回路への電源の供給はしなくともよい。
【００６３】
その他の点については、本実施形態は、第１の実施形態と特段の相違はないため、両者に共通する部分については、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
［実施形態３］
続いて、図１４は、本発明の第３の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図もまた、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成をブロック図で示すものである。
【００６５】
本実施形態の特徴は、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信するパッチアンテナ１１から制御部３２に至る受信系列に加え、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波を受信する受信系列を備えている。そして、本実施形態では、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波として、地上デジタルテレビジョン放送の放送波を用いる。
【００６６】
アンテナ３５は地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信するアンテナであり、パッチアンテナ１１とは別個に設けられる。そして、アンテナ３５により受信された信号は、ＧＰＳ衛星からの送信波の受信の際と同様に、ＬＮＡ３６、ＧＣＡ３７、ＢＰＦ３８を通過し、ＶＣＯ３９から発振された信号とミキサ４０により混合され、さらにＢＰＦ４１を通過する。そして、ＡＧＣ４２はＢＰＦ４１からの信号に基づいて、ＧＣＡ３７における利得４３を決定する。本実施形態では、この地上デジタルテレビジョン放送の放送波について得られた利得４３を環境情報として用いる。なお、利得４３が小さいほど受信環境が良いと考えられる点については、第２の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態が、ＧＰＳ衛星からの送信波についての利得３４を用いないのは、次の理由による。ＧＰＳ衛星からの送信波は、先に説明した通り、スペクトラム拡散変調の一種であるＣＤＭＡ方式により多重化されており、疑似乱数雑音であるＣ／Ａコードによる復号を行うまでは背景のノイズと信号との区別が難しい。加えて、ＧＰＳ衛星からの送信波は極めて微弱であるため、制御部３２により、受信信号とＣ／Ａコードとの相関を求めるまでは、ＧＰＳ衛星からの送信波の強度を得ることは難しいことが予想される。
【００６８】
そこで、若干周波数は違うものの、ＧＰＳ衛星からの送信波と同じＵＨＦ帯の信号である地上デジタルテレビジョン放送の放送波を用い、受信環境の推定を行う。地上デジタルテレビジョン放送の放送波は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）方式による多重化を行っており、その電波強度も高いため、その信号強度の測定は比較的容易となる。
【００６９】
なお、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波として用い得る電波は、地上デジタルテレビジョン放送の放送波に限定されない。ＧＰＳ衛星からの送信波と周波数帯が比較的近く、かつ、その電波強度が高いものであればどのようなものであっても良い。他には例えば、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）規格による電送波等が挙げられる。
【００７０】
また、ここではパッチアンテナ１１とアンテナ３５を別個に設けるものとして説明したが、両者を共用できる場合には共用しても良い。
【００７１】
その他の点については、本実施形態は、第１の実施形態と特段の相違はないため、両者に共通する部分については、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
［実施形態４］
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図もまた、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成をブロック図で示すものである。また、図中、先の実施形態と同様の部分については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７３】
本実施形態においても、第３の実施形態同様、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信するアンテナ１１からの受信系列の他に、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波、ここでは、一例として、地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信するアンテナ３５からの受信系列が備えられている。本実施形態では、ＡＧＣ３３からの利得３４やＡＧＣ４２からの利得４３ではなく、アンテナ３５により受信された地上デジタルテレビジョン放送の放送波の受信品質を環境情報として用いる。すなわち、アンテナ３５により受信され、ＢＰＦ４１を通過した信号は、ＡＤＣ４４によりデジタル信号に変換された後、制御部３２に入力される。制御部３２は、ＡＤＣ４４の信号から、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ；符号誤り率）４５を求め、得られたＢＥＲ４５を環境情報として出力する。この場合、ＢＥＲ４５が小さいほど受信環境が良いと考えられる。
【００７４】
なお、ＡＤＣ４４の信号から得られる環境情報としては、ＢＥＲ４５のほかにも、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ；信号対雑音比）や、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ；信号対干渉比）を用いても良い。ＳＮＲ、ＳＩＲを用いる場合には、これらの値が大きいほど受信環境が良いと考えられる。
【００７５】
その他の点については、本実施形態は、第１の実施形態と特段の相違はないため、両者に共通する部分については、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
［実施形態５］
そして、図１６は、本発明の第５の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図もまた、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成をブロック図で示すものである。また、図中、先の実施形態と同様の部分については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
本実施形態もまた、ＧＰＳ衛星からの送信波と、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波を受信するものである。ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波の例としては、先の実施形態同様に地上デジタルテレビジョン放送の放送波が挙げられる。一方、本実施形態では、ＬＮＡ２５から制御部３２に至る受信回路はＧＰＳ衛星からの送信波と地上デジタルテレビジョン放送の放送波とで共通のものを使用している。そのため、アンテナ３５からの信号と、パッチアンテナ１１からの信号はスイッチ４６により切り替えられる。スイッチ４６の切り替えは、制御部３２からの指令に基づき行われる。また、ＩＭＣ（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ；インピーダンス整合回路）４７及び４８は、ＬＮＡ２５から制御部３２に至る高周波回路１４とアンテナ３５、パッチアンテナ１１それぞれとのインピーダンスの整合を取るために挿入されている。
【００７８】
まず、地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信する場合には、制御部３２はスイッチ４６をアンテナ３５側に切り替え、アンテナ３５により受信された信号をＬＮＡ２５へと導く。同時に、ＶＣＯ２８に対し電圧指令を出し、地上デジタルテレビジョン放送の放送波をベースバンド周波数に変換するための周波数で発振する信号を出力させ、ミキサ２９で両者を混合する。このとき、ＡＧＣ３３より出力されるＧＣＡ２６の利得３４を環境情報として用いる。かかる利得３４は、第３の実施形態における利得４３（図１０参照）と同様のものであり、その値が小さいほど受信環境が良好であると考えられる。このとき、ＡＤＣ３１を動作させ、ＢＰＦ３０を通過した信号をデジタル信号に変換する必要はない。しかしながら、利得３４に換え、第４の実施形態同様に、受信された地上デジタルテレビジョン放送の信号のＢＥＲ、ＳＮＲまたはＳＩＲを環境情報として用いてもよい。その場合には、ＢＰＦ３０を通過した信号をＡＤＣ３１によりデジタル信号に変換し、制御部３２がかかる信号のＢＥＲ、ＳＮＲまたはＳＩＲを求め環境情報として出力するとよい。
【００７９】
また、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信する場合には、制御部３２はスイッチ４６をパッチアンテナ１１側に切り替えるとともに、ＶＣＯ２８に対し電圧指令を出し、ＧＰＳ衛星からの送信波をベースバンド周波数に変換するための周波数で発振する信号を出力させる。両者はミキサ２９で混合され、必要な周波数成分をＢＰＦ３０により抽出したのち、ＡＤＣ３１によるデジタル信号への変換、制御部３２による信号処理が行われ、後段のデコード回路へと出力される。
【００８０】
本実施形態では、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信する場合と、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波を受信する場合とにおいて、高周波回路１４を共用するため、高周波回路１４の回路規模が小さく抑えられる。
【００８１】
以上説明した各実施形態では、衛星からの電波として、ＧＰＳ衛星からの送信波を用いるものとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、衛星における時刻の情報が送信される間隔に比して、衛星における自国と協定世界時とのずれを示す情報が送信される間隔が長い信号を送信する衛星であればどのようなものであってもよい。その場合、本明細書中で用いたＴＯＷ、ＷＮやΔｔＬＳなどの呼び名やフォーマットは、適宜その衛星に合わせて読み換えて良い。
【符号の説明】
【００８２】
１ 胴、２ 文字板、３ 時針、４ 分針、５ 秒針、６ 状態表示針、７ 状態表示目盛、８ 竜頭、９ ボタン、１０ バンド固定部、１１ パッチアンテナ、１２ 電池、１３ コントローラ、１４ 高周波回路、１５ デコード回路、１６，１７ モータ、１８ 太陽電池、１９ スイッチ、２０ 発電量検出部、２１ スイッチ、２２ 受信動作表示部、２３ 受信環境表示部、２４ 時刻精度表示部、２５ ＬＮＡ、２６ ＧＣＡ、２７ ＢＰＦ、２８ ＶＣＯ、２９ ミキサ、３０ ＢＰＦ、３１ ＡＤＣ、３２ 制御部、３３ ＡＧＣ、３４ 利得、３５ アンテナ、３６ ＬＮＡ、３７ ＧＣＡ、３８ ＢＰＦ、３９ ＶＣＯ、４０ ミキサ、４１ ＢＰＦ、４２ ＡＧＣ、４３ 利得、４４ ＡＤＣ、４５ ＢＥＲ、４６ スイッチ、４７，４８ ＩＭＣ、１００ 電波腕時計。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電波腕時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星からの衛星信号を受信し、かかる衛星信号に含まれるＧＰＳ時刻情報に基づいて時刻を修正するＧＰＳ付き腕時計が記載されている。同文献記載の発明では、ソーラパネルからの発電量や、加速度センサからの出力波形に基づいて屋内外を判断し、受信の可否を決定する。受信を行うタイミングは、特定の時間に行われる（段落００３７）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−３９５６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＧＰＳ衛星からの電波は１５７５．４２ＭＨｚのＵＨＦ帯であり、直進性が高い。そのため、アンテナと衛星との間の電波経路が建造物等の障害物に遮られることや、あるいは反射波によるマルチパスによる影響を大きく受ける。そのため、ＧＰＳ衛星からの電波を受信して時刻修正を行う電波腕時計にあっては、同じ位置に電波腕時計があっても、受信しようとする瞬間のＧＰＳ衛星の配置如何によっては受信の可否が異なる場合があり得る。また、電波腕時計の使用者が時刻修正すべく、電波の受信を指示する操作を行った場合、例えばボタンを押すなどするその操作自体によってアンテナが使用者の手に覆われ、受信環境が損なわれ得る。
【０００５】
もしもこのように、電波腕時計が使用者の指示に基づいて電波の受信を行う際、受信環境が悪い場合に直ちに受信に失敗し、それにより受信動作そのものが終了するものであると、使用者にとり使い勝手が良くない。また、なかなか受信ができないため、使用者が何度も繰り返し電波の受信を指示する操作を行うと、その都度電力消費の大きい高周波回路及びデコード回路を動作させねばならず、電力消費が大きくなってしまうことが懸念される。
【０００６】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ＧＰＳ衛星等の衛星からの電波を受信し、時刻を修正する電波腕時計において、使用者の指示に基づいて電波の受信を行う際、受信環境が良いタイミングで電波を受信することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る衛星からの送信波に含まれる現在の時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて内部時刻を修正する電波腕時計は、前記電波腕時計の置かれた受信環境に関する環境情報を取得する環境情報取得手段と、使用者の操作を受け付ける操作手段と、を有し、前記操作手段の操作に基づいて前記環境情報取得手段により環境情報を監視する環境情報監視状態となり、前記環境情報監視状態において、前記環境情報に基づいて、前記衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う。
【発明の効果】
【０００８】
上記本発明によれば、ＧＰＳ衛星等の衛星からの電波を受信し、時刻を修正する電波腕時計において、使用者の指示に基づいて電波の受信を行う際、受信環境が良いタイミングで電波を受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電波腕時計の平面図である。
【図２】電波腕時計の内部に配置された部材の位置関係を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係る電波腕時計の機能ブロック図である。
【図４】ＧＰＳ衛星から送信される信号のサブフレームの構成を示す概略図である。
【図５】サブフレーム１の構成を示す図である。
【図６】サブフレーム４のページ１８の構成を示す図である。
【図７】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図８】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図９】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１０】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１１】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１２】電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第４の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第５の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電波腕時計１００を示す平面図である。同図には、電波腕時計１００の外装である胴１、胴１内に配置された文字板２と時刻を示す指針である時針３、分針４及び秒針５が同軸上に配置されて示されている。文字板２は、衛星から到達する電波が透過し、文字板２の背後に配置されたパッチアンテナで受信されるよう、非磁性かつ非導電性の材料、例えば、合成樹脂で形成される。また、時針３、分針４及び秒針５とは別の軸上に、電波腕時計１００の状態を表示する指針である状態表示針６が配置されており、文字板２上には、電波腕時計１００の種々の状態を示す目盛である状態表示目盛７が記されている。また、胴１の３時側の側面にはユーザが種々の操作を行うための竜頭８、ボタン９が配置されている。胴１の１２時側及び６時側の側面からは、バンドを固定するためのバンド固定部１０が伸びている。
【００１１】
なお、同図に示した電波腕時計１００のデザインは一例である。ここで示したもの以外にも、例えば、胴１を丸型でなく角型にしてもよいし、竜頭８やボタン９の有無、数、配置は任意である。また、本実施形態では、指針を時針３、分針４、秒針５及び状態表示針６の４本としているが、これに限定されず、秒針５を省略したり別軸で設けたり、あるいは秒針５を状態表示針６を兼ねるものとしてもよい。さらに、曜日、タイムゾーンやサマータイムの有無、電池の残量等、各種の表示を行う指針や、日付表示等を追加したりしてもよく、状態表示針６がこれらの表示を兼ねるものとしても良い。
【００１２】
なお、本明細書では、電波腕時計という用語を、腕時計であって、かつ、外部からの電波を受信し、当該電波に含まれる時刻に関する情報に基づき、腕時計内部に保持している時刻の情報である内部時刻を修正する機能を有している腕時計を指すものとして用いる。
【００１３】
図２は、電波腕時計１００の内部に配置された部材の位置関係を示す図である。同図では、参考のため、胴をはじめとする電波腕時計１００の外装を二点鎖線で示した。
【００１４】
符号１１で示されているのは、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するパッチアンテナであり、その受信面が風防側を向くように配置される。パッチアンテナの横には、電池１２が配置される。本実施形態では、電池１２は充電可能な二次電池であり、ボタン型のリチウムイオン二次電池を用いている。そして、文字板に形成され、あるいは文字板の背後に設置された太陽電池により発電された電力が蓄積されるようになっている。
【００１５】
ところで、一般に長波帯を用いて地上局から送信される標準電波を用いて時刻修正を行う電波時計では、フェライトあるいはアモルファス合金等の磁芯にコイルを巻いた形式のいわゆるバーアンテナが用いられることが多い。これに対し、本実施形態に係る電波腕時計１００では、はるかに周波数の高いＵＨＦ帯を用いてＧＰＳ衛星から送信される信号を受信する。そのため、ＵＨＦ帯の信号の受信に適した小型のアンテナとして、パッチアンテナ１１を用いている。
【００１６】
また、本実施形態では、電波腕時計１００は太陽光発電による電力により駆動し、蓄電可能な二次電池を備えたものとして示したが、これに換え、一次電池を使用するものとしてもよい。その場合には、太陽電池は不要である。また、電池１２の形状はボタン型に限定されず、任意である。さらに、二次電池としてリチウムイオン二次電池以外のもの、例えば、リチウムイオンキャパシタやニッケル水素畜電池を用いてもよい。
【００１７】
符号１３は、電波腕時計１００全体の動作を制御するとともに、内部回路により時刻を計時するコントローラである。またパッチアンテナ１１及び電池１２を挟んだ反対側には、パッチアンテナ１１により受信された信号をベースバンド信号へと変換する高周波回路１４及び、ベースバンド信号より情報を抽出するデコード回路１５の位置が示されている。
【００１８】
なお、ここで示したコントローラ１３、高周波回路１４及びデコード回路１５の配置は一例である。特に、本実施形態では高周波回路１４とデコード回路１５は、回路基板の両面の相対する位置に配置されており、両者をスルーホールで接続することにより、両者を結ぶ配線経路を短くし、寄生容量やインピーダンスを小さくしてノイズの影響を低減している。しかしながら、これに限定されず、高周波回路１４とデコード回路１５を回路基板の同一の面に配置してもよいし、高周波回路１４とデコード回路１５の機能を統合したワンチップの集積回路を用いてもよい。
【００１９】
図３は、本実施形態に係る電波腕時計１００の機能ブロック図である。パッチアンテナ１１により受信されたＧＰＳ衛星からの電波は、高周波回路１４によりベースバンド信号に変換され、デコード回路１５により時刻に関する情報であるＴＯＷや必要に応じてＷＮＷｅｅｋ Ｎｕｍｂｅｒ）、あるいは現在の閏秒に関する情報である現在の閏秒ΔｔＬＳが抽出され、コントローラ１３へと受け渡される。コントローラ１３は、電波腕時計１００全体の動作を制御するマイクロコンピュータであると同時に、その内部に時計回路を有しており、かかる時計回路が保持する時刻である、内部時刻を計時する機能を有している。時計回路の精度は、用いる水晶振動子の精度や温度等の使用環境にも依存するが、月差±１５秒程度である。もちろん、この精度は、必要に応じて任意に設定して良い。また、時計回路により保持される内部時刻は、受信された時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて適宜修正されることにより、正確に保たれる。
【００２０】
コントローラ１３には、ユーザ等による外部からの操作を受け付ける操作手段（竜頭８、ボタン９）からの信号が入力される。また、コントローラ１３からは、内部時刻に基づいてモータ１７を駆動する信号が出力され、指針（時針３、分針４及び秒針５）が駆動されることにより時刻が表示される。さらに、電波腕時計１００の状態に応じた信号がモータ１７に出力され、状態表示針６が駆動される。なお、指針を駆動するモータ１６は１つに限定されず、独立して動作させたい指針の数に応じて複数のモータを設けてよい。
【００２１】
また、太陽電池１８はスイッチ２１を介して電池１２に接続されており、コントローラ１３からの指示によりスイッチ２１が太陽電池１８と電池１２とを導通させている状態では、太陽電池１８により発電された電力は、電池１２に蓄積される。そして、電池１２からは、高周波回路１４、デコード回路１５及びコントローラ１３に電力が供給される。また、太陽電池１８はスイッチ２１を介して発電量検出部２０にも接続されており、コントローラ１３からの指示によりスイッチ２１が太陽電池１８と発電量検出部２０を導通させている状態では、太陽電池１８により生じる電流は発電量検出部２０に流れる。発電量検出部２０はこの電流を電圧に変換するとともに、この電圧をさらにデジタル値に変換し、コントローラ１３に供給する。スイッチ２１は、高周波回路１４及びデコード回路１５への電力供給のオン／オフを切り替えるスイッチであり、コントローラ１３により制御される。高周波数で動作する高周波回路１４とデコード回路１５はその消費電力が大きいため、コントローラ１３は、衛星からの電波を受信する時のみスイッチ２１をオンとして高周波回路１４及びデコード回路１５を動作させ、それ以外の時はスイッチ２１をオフとして、消費電力を低減する。
【００２２】
なお、太陽電池１８の発電量をコントローラ１３により検知するための構成（スイッチ１９及び発電量検出部２０）は、後述するように、太陽電池１８の発電量を電波腕時計の周囲の環境を示す環境情報に関する情報として用いるためのものである。従って、環境情報に関する情報として太陽電池１８の発電量を用いない場合には、かかる構成は必須のものではなく、必要無ければ省略してもよい。
【００２３】
電波の受信は、電波腕時計の使用者が時刻修正すべく、竜頭８やボタン９等の操作手段の操作により電波の受信を指示する操作を行った場合のほか、あらかじめ定められた時刻となったとき、前回の時刻修正があった時刻からの経過時間、あるいは太陽電池１８の発電量やその他の電波腕時計１００の周囲の環境を示す情報等に基づいて行うようにして良い。
【００２４】
続いて、本実施形態に係る電波腕時計が受信するＧＰＳ衛星からの信号について説明する。ＧＰＳ衛星から送信される信号は、Ｌ１帯と呼ばれる１５７５．４２ＭＨｚをキャリア周波数としており、１．０２３ＭＨｚの周期でＢＰＳＫ（二位相偏移変調）により変調された各ＧＰＳ衛星固有のＣ／Ａコードにより符号化され、いわゆるＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ；符号分割多元接続）の手法により多重化されている。Ｃ／Ａコード自体は１０２３ビット長であり、信号に乗せられるメッセージ・データは２０個のＣ／Ａコード毎に変化する。すなわち、１ビットの情報は、２０ｍｓの信号として送信される。
【００２５】
ＧＰＳ衛星から送信される信号は、１５００ビット、すなわち３０秒を単位とするフレームに区切られ、さらに、フレームは５つのサブフレームに分けられる。図４は、ＧＰＳ衛星から送信される信号のサブフレームの構成を示す概略図である。各サブフレームは、３００ビットの情報を含む６秒間の信号であり、順番に１から５のサブフレーム番号が付けられている。ＧＰＳ衛星は、サブフレーム１から順次送信を行い、サブフレーム５の送信を終えると、再度サブフレーム１の送信に戻り、以降同様に繰り返す。
【００２６】
各サブフレームの先頭では、ＴＬＭとして示すテレメトリワードが送信される。ＴＬＭは、各サブフレームの先頭を示すコードと、地上管制局の情報を含んでいる。続いて、ＨＯＷとして示すハンドオーバワードが送信させる。ＨＯＷには、Ｚカウントとも呼ばれる現在の時刻に関する情報であるＴＯＷ（Ｔｉｍｅ Ｏｆ Ｗｅｅｋ）が含まれている。これは、ＧＰＳ時刻の日曜日の午前０時からカウントした１．５秒単位の時間であり、次のサブフレームが開始される時刻を示し、各サブフレーム毎、すなわち、６秒毎に送信される。
【００２７】
ＨＯＷに続く情報は、各サブフレーム毎に異なっており、サブフレーム１には、衛星時計の補正データが含まれている。図５は、サブフレーム１の構成を示す図である。サブフレーム１には、ＨＯＷに続いてＷＮ（Ｗｅｅｋ Ｎｕｍｂｅｒ）として示す週番号が含まれている。すなわち、ＷＮは３０秒毎に送信される。ＷＮは、１９８０年１月６日を０週としてカウントした現在の週を示す数値である。したがって、ＷＮ及びＴＯＷを受信することにより、ＧＰＳ時刻における正確な日時が得られる。なお、ＷＮは一度受信に成功すれば、電波腕時計が内部時刻を何らかの理由、例えば、電池切れ等により失わない限り、内部時刻の計時により正しい値を知ることができるため、再度の受信は必要ない。なお、ＷＮは１０ビットであるため、１０２４週を経過すると再び０に戻る。また、ＧＰＳ衛星からの信号には、この他にも種々の情報が含まれるが、本発明に直接関係の無い情報については、図に示すにとどめ、その説明は省略する。
【００２８】
再び図４に戻ると、サブフレーム２及びサブフレーム３にはＨＯＷに続いてエフェメリスと呼ばれる各衛星の軌道情報が含まれているが、その説明は本明細書では割愛する。
【００２９】
さらに、サブフレーム４及び５には、ＨＯＷに続いてアルマナックと呼ばれる全ＧＰＳ衛星の概略軌道情報が含まれる。サブフレーム４及び５に収容される情報は、その情報量が多いため、ページと呼ばれる単位に分割されて送信される。そして、サブフレーム４及び５により送信されるデータはそれぞれページ１〜２５に分割されており、フレームごとに異なるページの内容が順番に送信される。したがって、全てのページの内容を送信するには２５フレーム、すなわち、１２．５分を要することになる。
【００３０】
図６は、サブフレーム４のページ１８の構成を示す図である。同図に示すように、サブフレーム４のページ１８の２４１ビット目には、現在の閏秒に関する情報である現在の閏秒ΔｔＬＳが含まれる。すなわち、ΔｔＬＳは１２．５分に一度送信されることになる。ΔｔＬＳは、ＵＴＣとＧＰＳ時刻とのずれを秒数で示したものであり、ＧＰＳ時刻にΔｔＬＳを加算することによりＵＴＣが求められる。
【００３１】
以上の通り、任意のＧＰＳ衛星からの送信波に含まれるＴＯＷ及びＷＮを取得することにより現在の日付が得られ、さらにΔｔＬＳを取得することにより現在の正確な時刻が得られる。
【００３２】
なお、ここで閏秒について簡単に説明しておくと、閏秒は、地球の自転周期のずれ等を補正するためのものであり、天文学的な観測結果に基づき、必要に応じて毎月１日の午前０時に追加あるいは削除されうるものである。しかしながら、これまでのところ、不定期に１月１日午前０時又は７月１日午前０時のいずれか若しくはその両方における追加のみがなされている。ＧＰＳ衛星からの信号に含まれるΔｔＬＳは、かかる閏秒の追加により累積されたＧＰＳ時刻とＵＴＣとのずれを示すものであり、ＵＴＣに閏秒の追加が行われた際に更新されるものと思われる。
【００３３】
再び図１に戻ると、状態表示目盛７には、状態表示針６が指し示す種々の電波腕時計１００の状態が記されており、本実施形態では、それらは、受信動作表示部２２、受信環境表示部２３及び、時刻精度表示部２４に分けられる。
【００３４】
受信動作表示部２２は、電波腕時計１００が現在受信に関するどのような動作中であるかを示す表示であり、「Ｒ」及び「Ｗ」の表示からなる。「Ｒ」は電波腕時計１００が現在電波を受信中、すなわち、高周波回路及びデコーダ回路を動作させていることを示している。一方、「Ｗ」は、電波腕時計１００が、ＧＰＳ衛星からの電波を受信しようとしていることの予告である。すなわち、現時点ではまだ高周波回路及びデコーダ回路を動作させてはいないが、次に取得しようとしている情報が送信される時点で受信を行うことを使用者に伝える。次に取得しようとしている情報は、この場合、ＴＯＷ、ＷＮ及びΔｔＬＳの内のいずれか若しくは複数であり、例えば、次に取得しようとしている情報がΔｔＬＳであれば、最大で１２．５分先の時点まで、ΔｔＬＳが送信されるのを待つことになる。本実施形態では、ＷＮ及びΔｔＬＳについて、次の送信タイミングを待って受信するようになっている。
【００３５】
受信環境表示部２３は、電波腕時計１００がおかれている環境が衛星からの電波の受信にどれほど適しているかを示す環境情報に関する情報の表示である。本実施形態では、電波腕時計１００に入射する外光の強度を環境情報とし、その大きさを３段階に評価することにより、環境情報を「１」、「２」及び「３」の３つの表示で示す。これは、電波腕時計１００に強い光があたっている状態は、日中の屋外や窓際など、直接衛星が見通せ、受信に適した環境にある可能性が高いことに基づいている。電波腕時計１００に入射する外光の強度は種々の手段により得られるが、本実施形態では、太陽電池からの発電量を外光の強度を示すものとして用いる。なお、環境情報の表示は、ここで示した３段階には限られず、２段階や、４段階以上の複数段階、あるいは、連続的な表示としてもよい。もちろん、この他にも、光センサや紫外線センサなどの受光手段を設け、その出力を外光の強度を示すものとして用いても良い。なお、これは一例であり、この他にも種々の情報を環境情報として用いて良く、後述の他の実施形態において他の例を説明する。なお、「環境情報に関する情報」とは、環境情報そのもの（本実施形態では、太陽電池の発電量）だけでなく、かかる環境情報に基づく評価値をも含むものである。
【００３６】
時刻精度表示部２４は、電波腕時計１００の内部時刻の精度に関する情報を示す表示である。かかる表示には、種々の形態が考えられるが、本実施形態では、現在の時刻に関する情報の信頼性及び現在の閏秒に関する情報の信頼性を直接示す表示を採用している。そして、現在の時刻に関する情報とは、パッチアンテナにより受信されたＴＯＷであり、現在の閏秒に関する情報とは、同様に受信されたΔｔＬＳを意味することになる。時刻精度表示部２４において、「ＰＦＴ」とあるのは、ＴＯＷ及びΔｔＬＳの双方に信頼性がある状態を示している。「ＴＷ」は、ＴＯＷの信頼性が無い状態を、「ＬＳ」は、ΔｔＬＳの信頼性が無い状態を、そして、「ＴＬ」はＴＯＷ及びΔｔＬＳの双方の信頼性が無い状態を意味している。なお、ここで示した具体的な表示の内容は一例であり、各状態をどのように表現するかは任意である。また、ここでは、「ＰＦＴ」は”Ｐｅｒｆｅｃｔ”を、「ＬＳ」は”Ｌｅａｐ Ｓｅｃｏｎｄ”をそれぞれ略して示したものである。
【００３７】
ここで、現在の時刻に関する情報の信頼性及び現在の閏秒に関する情報の信頼性について考察する。まず、現在の時刻に関する情報の信頼性、すなわち、ＴＯＷの信頼性については、最後にＴＯＷを受信した時点からの経過時間に依存する。本実施形態の電波腕時計１００の時計回路は、月差±１５秒程度の精度であるから、最後にＴＯＷを受信した時点からの経過時間が４８時間（すなわち、２日）を超えると、現在の正確な時刻と内部時刻とのずれが１秒を超える可能性が生じる。そこで、一例として、最後にＴＯＷを受信した時点からの経過時間が４８時間以内であれば現在の時刻に関する情報の信頼性があると判定し、それを超えると現在の時刻に関する情報の信頼性がないと判定することが考えられる。もちろん、判定に用いる経過時間をどのようにするかは、時計回路の精度や正確な時刻とのずれをどの程度許容するかに依存するため、任意に設定して良い。あるいは、日付が変わると、すなわち、午前零時を過ぎると一律に、現在の時刻に関する情報の信頼性がないと判定するようにしてもよい。いずれにせよ、現在の時刻に関する情報の信頼性は、最後に現在の時刻に関する情報を受信した時点からの経過時間に基づくか、若しくは、現在の時刻に関する情報の受信後、あらかじめ定められた時刻を経過するか否かに基づいて定めてよい。
【００３８】
また、現在の閏秒に関する情報の信頼性について、前述の通り、閏秒は毎月１日の午前０時に追加あるいは削除される可能性がある。従って、現在の閏秒に関する情報、すなわち、ΔｔＬＳの信頼性は、ΔｔＬＳを受信した時点より後の閏秒が追加あるいは削除されうる時点を経過しているか否かに基づいて定めるとよい。具体的には、ΔｔＬＳを受信してから、翌月の１日午前０時を経過するまでは現在の閏秒に関する情報の信頼性があるとし、経過後は現在の閏秒に関する情報の信頼性がないとする。もしくは、これまでのところ、閏秒の追加が１月１日又は７月１日の午前０時にしかなされていないことを考慮すると、ΔｔＬＳを受信してから、次の１月１日又は７月１日の午前０時を経過するまでは現在の閏秒に関する情報の信頼性があるとすることも考えられる。この場合には、ΔｔＬＳを受信した時点より後の閏秒が追加あるいは削除されうる時点を１月１日又は７月１日の午前０時であるとみなしていることになる。
【００３９】
なお、これまでのところ、概ね年に１回ほどの頻度で閏秒の追加が行われていることに鑑みて、現在の閏秒に関する情報の信頼性を、最後に現在の閏秒に関する情報を受信した時点から所定の時間、例えば、１年を経過するか否かによって定めることも考えられる。
【００４０】
また、電波腕時計１００が、長時間充電されることなく稼働するなどして、電源電圧が下がり、いわゆるパワーオフの状態となった場合や、何らかの原因により電波腕時計１００の初期化が行われた場合から再び起動した場合には、ＴＯＷ、ΔｔＬＳに加え、ＷＮについても正しい値ではないと考えられる。このような場合には、現在の時刻に関する情報の信頼性及び現在の閏秒に関する情報の信頼性の双方が無いとすることはもちろん、現在の日付に関する情報についても信頼性が無いと考えられる。本実施形態に係る電波腕時計１００では、現在の日付に関する情報についての信頼性の有無は特に表示を行っていないが、これを表示するようにしても良い。
【００４１】
なお、状態表示針６は、以上の状態表示目盛７に含まれる各表示を指し示す指針であるため、受信動作表示部２２を指し示している際には、電波腕時計１００が現在受信に関するどのような動作中であるかを示す受信動作表示手段として、受信環境表示部２３を指し示している際には、電波腕時計１００がおかれている環境が衛星からの電波の受信にどれほど適しているかを示す受信環境表示手段として、また、時刻精度表示部２４を指し示している際には、電波腕時計１００の内部時刻の精度に関する情報を示す時刻精度表示手段として機能することになる。
【００４２】
続いて、本実施形態に係る電波腕時計の受信の際の動作を説明する。なお、ここで説明する動作は、電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合に開始されるものであり、現在の時刻に関する情報の信頼性、現在の閏秒に関する情報の信頼性及び現在の日付に関する情報の信頼性が無い場合にそれぞれＴＯＷ、ΔｔＬＳ及びＷＮを１度の操作時に順に取得しようとするものである。しかしながら、どのような場合にどの情報を取得するかは仕様により任意に設定して良い。例えば、各情報に優先順位を設け、１度の操作手段でＴＯＷ、ΔｔＬＳ及びＷＮのいずれか１つのみを受信するようにしても良いし、これら情報の信頼性にかかわらず、必ず全ての情報を受信するようにしても良い。また、これら情報を受信する順番は、特に限定されず任意である。
【００４３】
図７及び図８は、電波腕時計の使用者がボタン等の操作手段を操作して、ＧＰＳ衛星からの電波の受信を指示した場合の動作を示すフローチャートである。
【００４４】
コントローラは、まず、ステップＳ１において、ＴＯＷに信頼性があるか否かを判定する。信頼性があればステップＳ８（図８）へと進む。信頼性が無ければステップＳ２へと進み、環境情報取得手段を用いて、環境情報の取得を開始する。本実施形態では、太陽電池による発電量を環境情報として用いる。続くステップＳ３では、取得した環境情報に基づいて、発電量の大小を３段階で評価し、状態表示針６（図１参照）により表示し、使用者に示す。これにより、使用者は、現在の環境がＧＰＳ衛星からの送信波の受信に適しているか否かを判断する手掛かりを得られる。さらに、ステップＳ４では、環境情報があらかじめ定められた条件を満足しているか否かを判定する。本実施形態では、一例として、環境情報の評価段階が「２」以上であるか否かを判定する。環境が良好、すなわち、環境情報があらかじめ定められた条件を満足している場合には、ステップＳ５へと進み、状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示する。そして、続くステップＳ６にて、コントローラは、高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＴＯＷの受信を試みる。なお、ステップＳ５における「Ｒ」の表示は、ステップＳ６における高周波回路及びデコード回路の動作のタイミングより若干速く、例えば、２秒早めに行い、使用者に受信を試みることを事前に伝えるようにしても良い。そして、ステップＳ７へと進み、ＴＯＷの受信に成功していれば、さらに図８のステップＳ９へと進む。
【００４５】
一方、ステップＳ４において環境情報があらかじめ定められた条件を満足していないと判定された場合若しくは、ステップＳ７においてＴＯＷの受信に失敗した場合には、ステップＳ８へと進む。ステップＳ８では、タイマーにより、ステップＳ２により環境情報の取得を開始してからの時間を計測し、あらかじめ定められた時間、例えば、３０秒を経過したか否かを判定する。またあらかじめ定められた時間に達していなければ、ステップＳ２へと戻り環境情報の取得から繰り返す。達しているならば、ＴＯＷの受信を断念し、続く図８のステップＳ９へと進む。なお、このあらかじめ定められた時間をどのように設定するかは任意である。また、使用者が設定できるようにすることも好ましい。
【００４６】
このように、本実施形態の電波腕時計は、使用者によるボタンの操作が行われると、ステップＳ２からステップＳ８を繰り返すことにより、環境情報を繰り返し取得する。換言すれば、使用者による操作手段の操作に基づいて、環境情報を監視する環境情報監視状態となるのである。そして、環境情報監視状態において、ステップＳ４に示すように、環境情報に基づいて、衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う。なお、環境情報を監視するとは、断続的あるいは連続的に環境情報を継続して取得する状態を指す。また、同図でステップＳ８へと進むことは、同時に、環境情報監視状態を終了することを意味する。また、使用者の操作、例えば、ボタン操作等により、環境情報監視状態を終了するようにしてもよい。
【００４７】
図８へと進み、続くステップＳ９以降では、ＷＮ及びΔｔＬＳの取得を試みる。ステップＳ９では、ＷＮの信頼性の有無を判定し、無いと判定されればステップＳ１０で状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を表示する。そして、ステップＳ１１では、３０秒に一度のタイミングで送信されるＷＮが送信されるタイミングが到来するまで待ち、ステップＳ１２で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ１３で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＷＮの受信を試みる。なお、ステップＳ１２における「Ｒ」の表示もまた、ステップＳ１３における高周波回路及びデコード回路の動作のタイミングより若干速く、例えば、２秒早めに行うようにしても良い。ステップＳ１３以降は同様に、ステップＳ１４でΔｔＬＳの信頼性の有無を判定し、無いと判定されればステップＳ１５で状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を表示する。そして、ステップＳ１６では、１２．５分に一度のタイミングで送信されるΔｔＬＳが送信されるタイミングが到来するまで待ち、ステップＳ１７で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ１８で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ΔｔＬＳの受信を試みる。ステップＳ１７における「Ｒ」の表示をステップＳ１８における高周波回路及びデコード回路の動作のタイミングより若干速く、例えば、２秒早めに行うようにしても良い点についてはこれまでと同様である。
【００４８】
以上の動作がすべて終了すると、ステップＳ１９へと進み、通常表示、すなわち、通常の時刻を指し示す状態へと復帰させ、終了する。なお、本実施形態の場合、図１に示すように、時針３、分針４及び秒針５により内部時刻に基づく現在時刻を表示するとともに、状態表示針６は、ＴＯＷの信頼性及びΔｔＬＳの信頼性に基づいて、時刻精度表示部２４のいずれかの位置を表示する状態となる。なお、このとき、状態表示針６の中立位置がある場合には、かかる中立位置を示すようにしてもよい。あるいは、秒針５が状態表示針６の機能を兼ねている場合には、受信結果、すなわち、時刻精度表示部２４のいずれかの位置を一定時間表示した後、現在時刻の秒を示すようにしてもよい。
【００４９】
また、ステップＳ６、ステップＳ１３及びステップＳ１８の終了後、受信結果を使用者に通知するようにしても良い。かかる通知の方法は、一例として、状態表示針６を、得られたＴＯＷの信頼性及びΔｔＬＳの信頼性に基づいて、時刻精度表示部２４のいずれかの位置を一定時間指し示すようにすることが挙げられる。あるいは、状態表示目盛７に、受信結果を示す「Ｙ」及び「Ｎ」の表示を追加し、そのいずれかの位置を状態表示針６により一定時間指し示すようにする等しても良い。
【００５０】
さらに、ステップＳ１１及びステップＳ１６においてＷＮ又はΔｔＬＳが送信されるタイミングを待つ間に、ステップＳ３と同様に環境情報を使用者に通知するようにしても良い。環境情報の取得は例えば一定時間ごとに繰り返し行い、常に現在の環境情報を示すようにしても良いし、あるいは使用者の操作、例えばボタンの押下等を検知して環境情報を取得し、一定時間示すようにしても良い。常に現在の環境情報を示す場合、状態表示針６が受信環境表示部２３の「１」乃至「３」のいずれかの位置を指し示すことをもって「Ｗ」表示に換えるようにしてもよく、あるいは、状態表示針６が受信環境表示部２３のいずれかの位置を指し示す状態と、受信動作表示部２２の「Ｗ」の位置を指し示す状態とを交互に繰り返すようにしても良い。
【００５１】
以上説明したフローチャートによる制御では、ＴＯＷの受信時のみ環境情報を参照して、受信を試みるか否か、すなわち、衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行うか否かを決定し、ＷＮ及びΔｔＬＳの受信時には環境情報を参照することなく、単にそれぞれの情報の送信タイミングの到来を順番に待ち、受信を試みる。しかしながら、ＷＮ及びΔｔＬＳのいずれかまたは両方の受信時にも環境情報を参照してよい。以下に、そのような例として、ＷＮの受信時に環境情報を参照する制御を、図９乃至１２に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５２】
図９乃至図１２に示したフローチャートは、図８のフローチャートを代替するものである。すなわち、図９のステップＳ２０は、既に説明した図７のステップＳ１，Ｓ７またはＳ８に続けて実行される。同ステップにおいては、ＷＮ及びΔｔＬＳの信頼性の有無に基づき、処理を４つに分岐する。ＷＮ及びΔｔＬＳの両者に信頼性がある場合には、ＷＮ及びΔｔＬＳを受信する必要が無いため、ステップＳ２１へと進み、各指針を通常表示、すなわち、時針３、分針４及び秒針５が内部時刻を表示するとともに、状態表示針６が時刻精度表示部２４のいずれかの位置を指し示す状態にし（図１参照）、処理を終了する。
【００５３】
ステップＳ２０においてＷＮに信頼性が無いが、ΔｔＬＳに信頼性がある場合には、ＷＮのみ受信を試みればよく、図１０のステップＳ２２へとすすむ。図１０に示すステップＳ２２乃至ステップＳ３０の処理は、環境情報が良好でかつＷＮが送信されるタイミングでＷＮの受信を試みる処理を、あらかじめ定められた時間が経過するか、ＷＮの受信に成功するまで繰り返すというものである。まず、ステップＳ２２では、状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を指し示す状態とし、続くステップＳ２３でＷＮの受信を試みるタイミングであるか否かを判定する。このタイミングは、３０秒に一度送信されるＷＮの送信のタイミングより所定の時間前、例えば、２秒から３秒前であることが好ましい。ＷＮの受信を試みるタイミングが到来していれば、ステップＳ２４へと進み、環境情報を取得し、ステップＳ２５で取得された環境情報を表示し、使用者に通知する。そして、ステップＳ２６において、環境情報があらかじめ定められた条件を満足しているか否かを判定する。本実施形態では、一例として、環境情報の評価段階が「２」以上であるか否かを判定する。環境が良好、すなわち、環境情報があらかじめ定められた条件を満足している場合には、ステップＳ２７へと進み、状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ２８で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＷＮの受信を試みる。続くステップＳ２９では、ＷＮの受信に成功したか否かを判定し、成功していれば、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。ＷＮの受信に失敗した場合、及び、ステップＳ２３においてＷＮの受信タイミングでない場合並びにステップＳ２６において受信環境が良好でない場合には、ステップＳ３０で、ＷＮの受信をするための環境情報の監視を開始してから、あらかじめ定められた時間、例えば、１５０秒が経過したか否かを判定する。まだあらかじめ定められた時間が経過していなければ、ステップＳ２２へと戻り、再度「Ｗ」を表示し、ＷＮの受信に成功するか、あらかじめ定められた時間が経過するまで繰り返す。ステップＳ３０であらかじめ定められた時間が経過すると、タイムアウトとして、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。
【００５４】
再び図９に戻り、ステップＳ２０でＷＮに信頼性が有り、ΔｔＬＳに信頼性が無い場合には、ΔｔＬＳのみ受信を試みればよく、図１１のステップＳ３１へと進む。ステップＳ３１乃至Ｓ３４の処理は、図８のステップＳ１５乃至ステップＳ１８の処理と同様であり、ΔｔＬＳが送信されるタイミングを待ち、ΔｔＬＳの受信を行うというものである。まず、ステップＳ３１で状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を表示する。そして、ステップＳ３２では、１２．５分に一度のタイミングで送信されるΔｔＬＳが送信されるタイミングが到来するまで待ち、ステップＳ３３で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ３４で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ΔｔＬＳの受信を試みる。ΔｔＬＳの受信を試みた後は、受信の成否にかかわらず、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。
【００５５】
三度図９へ戻り、ステップＳ２０でＷＮ及びΔｔＬＳの両者に共に信頼性が無い場合には、ＷＮ及びΔｔＬＳの両者に対し受信を試みるべく図１２のステップＳ３５へと進む。図１２に示すステップＳ３５乃至ステップＳ４６の処理は、ΔｔＬＳの受信タイミングが到来するまでは、ＷＮが送信されるタイミング毎に環境情報に基づいてＷＮの受信を試み、ΔｔＬＳの受信タイミングの到来後は、あらかじめ定められた期間が経過するまでは、ＷＮが送信されるタイミング毎に環境情報に基づいてＷＮの受信を試みるというものである。ΔｔＬＳの受信タイミングの到来時点であらかじめ定められた期間を過ぎていた場合には直ちに処理を終了する。
【００５６】
まず、ステップＳ３５では、状態表示針６（図１参照）により「Ｗ」を指し示す状態とし、続くステップＳ３６でＷＮの受信を試みるタイミングであるか否かを判定する。このタイミングは、３０秒に一度送信されるＷＮの送信のタイミングより所定の時間前、例えば、２秒から３秒前であることが好ましい。ＷＮの受信を試みるタイミングが到来していれば、ステップＳ３７へと進み、環境情報を取得し、ステップＳ３８で取得された環境情報を表示し、使用者に通知する。そして、ステップＳ３９において、環境情報があらかじめ定められた条件を満足しているか否かを判定する。本実施形態では、一例として、環境情報の評価段階が「２」以上であるか否かを判定する。環境が良好、すなわち、環境情報があらかじめ定められた条件を満足している場合には、ステップＳ４０へと進み、状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ４１で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ＷＮの受信を試みる。続くステップＳ４２では、ＷＮの受信に成功したか否かを判定し、成功していれば、図１１のステップＳ３２へと進む。これは、ΔｔＬＳの受信を試みるより前にＷＮの受信に成功したことから、後はΔｔＬＳの受信のみすれば良いからである。ＷＮの受信に失敗した場合、及び、ステップＳ３６においてＷＮの受信タイミングでない場合並びにステップＳ３９において受信環境が良好でない場合には、ステップＳ４３へと進み、１２．５分に一度のタイミングで送信されるΔｔＬＳを受信すべきタイミングであるか否か判定する。ΔｔＬＳの受信のタイミングでなければ、ステップＳ３５へと戻り以後同様に繰り返す。ΔｔＬＳの受信のタイミングであれば、ステップＳ４４で状態表示針６（図１参照）により「Ｒ」を表示した後、ステップＳ４５で高周波回路及びデコード回路を動作させ、ΔｔＬＳの受信を試みる。ΔｔＬＳの受信を試みた後は、受信の成否にかかわらず、ステップＳ４６へと進み、ＷＮの受信をするための環境情報の監視を開始してから、あらかじめ定められた時間、例えば１５０秒を経過したか否かを判定する。あらかじめ定められた時間を経過していれば、タイムアウトとして、図９のステップＳ２１へと進み、通常表示に戻し、処理を終える。未だあらかじめ定められた時間を経過していなければ、引き続きＷＮを受信するため処理を継続するので、図１０のステップＳ２３へと進み、ＷＮの受信に成功するか、タイムアウトとなるまで処理を継続する。
【００５７】
なお、ここで説明した制御では、少なくともΔｔＬＳの受信を試みるまでは処理を継続するため、タイムアウトとなる時間とΔｔＬＳが送信されるまでの時間の内いずれか長い方まで処理を継続するようになっているが、ΔｔＬＳが送信されるまでの時間にかかわらず、あらかじめ定められた時間の経過をもって処理を終了するようにしても良い。また、ここではΔｔＬＳの受信を試みるのは一度のみであるが、これを複数回試みるようにしても良く、その際に環境情報を参照するようにしても良い。
【００５８】
以上説明した本実施形態に係る電波腕時計１００では、環境情報として、電波腕時計１００に入射する外光の強度を太陽電池の発電量により求めた。しかしながら、環境情報としては、これ以外にも種々の量を用いてよく、以下説明する実施形態では、電波腕時計１００に入射する外光の強度以外の量を環境情報として用いる場合について説明する。
【００５９】
［実施形態２］
図１３は、本発明の第２の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図には、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成がブロック図で示されている。
【００６０】
パッチアンテナ１１により受信された信号は、ＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；低雑音増幅器）２５により初段の増幅がされた後、ＧＣＡ（Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ；利得制御増幅器）２６により増幅される。ＢＰＦ（Ｂａｎｄ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）２７を通過した信号は、ＶＣＯ（Ｖｏｌｔａｇｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ；電圧制御発振器）２８により発振された信号とミキサ２９により混合され、周波数変換が行われる。ＢＰＦ３０により不要な周波数成分が除かれた信号は、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ＡＤ変換器）３１によりデジタル信号に変換され、コントローラ３２によりさらにデジタル信号処理が施され、後段のデコード回路へと出力される。なお、ＶＣＯ２８については、発振周波数が制御できる局部発振器であれば、どのような形式のものであってもかまわない。
【００６１】
一方、ＧＣＡ２６における利得３４は、ＢＰＦ３０を出た信号がＡＤＣ３１の分解能に応じた振幅となるよう、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）３３により決定される。ＡＧＣ３３は、ＢＰＦ３０を出た信号の電力が小さければ利得３４を大きく設定し、ＢＰＦ３０を出た信号の電力が大きければ利得３４を小さく設定する働きを有する。すなわち、利得３４は、パッチアンテナ１１により受信された電波の強度が大きければ小さくなり、パッチアンテナ１１により受信された電波の強度が小さければ大きくなることになる。
【００６２】
そこで、本実施形態では、かかるＡＧＣ３３により決定された利得３４を環境情報として用いる。すなわち、利得３４がある値より小さければ衛星からの送信波の受信強度が高く、受信に適していると判断するのである。なお、利得３４を求めるためには、高周波回路１４に電源を供給すればよく、デコード回路への電源の供給はしなくともよい。
【００６３】
その他の点については、本実施形態は、第１の実施形態と特段の相違はないため、両者に共通する部分については、その詳細な説明を省略する。
【００６４】
［実施形態３］
続いて、図１４は、本発明の第３の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図もまた、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成をブロック図で示すものである。
【００６５】
本実施形態の特徴は、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信するパッチアンテナ１１から制御部３２に至る受信系列に加え、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波を受信する受信系列を備えている。そして、本実施形態では、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波として、地上デジタルテレビジョン放送の放送波を用いる。
【００６６】
アンテナ３５は地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信するアンテナであり、パッチアンテナ１１とは別個に設けられる。そして、アンテナ３５により受信された信号は、ＧＰＳ衛星からの送信波の受信の際と同様に、ＬＮＡ３６、ＧＣＡ３７、ＢＰＦ３８を通過し、ＶＣＯ３９から発振された信号とミキサ４０により混合され、さらにＢＰＦ４１を通過する。そして、ＡＧＣ４２はＢＰＦ４１からの信号に基づいて、ＧＣＡ３７における利得４３を決定する。本実施形態では、この地上デジタルテレビジョン放送の放送波について得られた利得４３を環境情報として用いる。なお、利得４３が小さいほど受信環境が良いと考えられる点については、第２の実施形態と同様である。
【００６７】
本実施形態が、ＧＰＳ衛星からの送信波についての利得３４を用いないのは、次の理由による。ＧＰＳ衛星からの送信波は、先に説明した通り、スペクトラム拡散変調の一種であるＣＤＭＡ方式により多重化されており、疑似乱数雑音であるＣ／Ａコードによる復号を行うまでは背景のノイズと信号との区別が難しい。加えて、ＧＰＳ衛星からの送信波は極めて微弱であるため、制御部３２により、受信信号とＣ／Ａコードとの相関を求めるまでは、ＧＰＳ衛星からの送信波の強度を得ることは難しいことが予想される。
【００６８】
そこで、若干周波数は違うものの、ＧＰＳ衛星からの送信波と同じＵＨＦ帯の信号である地上デジタルテレビジョン放送の放送波を用い、受信環境の推定を行う。地上デジタルテレビジョン放送の放送波は、ＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ；直交周波数分割多重）方式による多重化を行っており、その電波強度も高いため、その信号強度の測定は比較的容易となる。
【００６９】
なお、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波として用い得る電波は、地上デジタルテレビジョン放送の放送波に限定されない。ＧＰＳ衛星からの送信波と周波数帯が比較的近く、かつ、その電波強度が高いものであればどのようなものであっても良い。他には例えば、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ８０２．１６）規格による電送波等が挙げられる。
【００７０】
また、ここではパッチアンテナ１１とアンテナ３５を別個に設けるものとして説明したが、両者を共用できる場合には共用しても良い。
【００７１】
その他の点については、本実施形態は、第１の実施形態と特段の相違はないため、両者に共通する部分については、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
［実施形態４］
図１５は、本発明の第４の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図もまた、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成をブロック図で示すものである。また、図中、先の実施形態と同様の部分については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７３】
本実施形態においても、第３の実施形態同様、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信するアンテナ１１からの受信系列の他に、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波、ここでは、一例として、地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信するアンテナ３５からの受信系列が備えられている。本実施形態では、ＡＧＣ３３からの利得３４やＡＧＣ４２からの利得４３ではなく、アンテナ３５により受信された地上デジタルテレビジョン放送の放送波の受信品質を環境情報として用いる。すなわち、アンテナ３５により受信され、ＢＰＦ４１を通過した信号は、ＡＤＣ４４によりデジタル信号に変換された後、制御部３２に入力される。制御部３２は、ＡＤＣ４４の信号から、ＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ；符号誤り率）４５を求め、得られたＢＥＲ４５を環境情報として出力する。この場合、ＢＥＲ４５が小さいほど受信環境が良いと考えられる。
【００７４】
なお、ＡＤＣ４４の信号から得られる環境情報としては、ＢＥＲ４５のほかにも、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ；信号対雑音比）や、ＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ；信号対干渉比）を用いても良い。ＳＮＲ、ＳＩＲを用いる場合には、これらの値が大きいほど受信環境が良いと考えられる。
【００７５】
その他の点については、本実施形態は、第１の実施形態と特段の相違はないため、両者に共通する部分については、その詳細な説明を省略する。
【００７６】
［実施形態５］
そして、図１６は、本発明の第５の実施形態に係る電波腕時計の電波受信部の構成を示す図である。同図もまた、パッチアンテナ１１と、高周波回路１４の構成をブロック図で示すものである。また、図中、先の実施形態と同様の部分については同符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００７７】
本実施形態もまた、ＧＰＳ衛星からの送信波と、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波を受信するものである。ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波の例としては、先の実施形態同様に地上デジタルテレビジョン放送の放送波が挙げられる。一方、本実施形態では、ＬＮＡ２５から制御部３２に至る受信回路はＧＰＳ衛星からの送信波と地上デジタルテレビジョン放送の放送波とで共通のものを使用している。そのため、アンテナ３５からの信号と、パッチアンテナ１１からの信号はスイッチ４６により切り替えられる。スイッチ４６の切り替えは、制御部３２からの指令に基づき行われる。また、ＩＭＣ（Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ｃｉｒｃｕｉｔ；インピーダンス整合回路）４７及び４８は、ＬＮＡ２５から制御部３２に至る高周波回路１４とアンテナ３５、パッチアンテナ１１それぞれとのインピーダンスの整合を取るために挿入されている。
【００７８】
まず、地上デジタルテレビジョン放送の放送波を受信する場合には、制御部３２はスイッチ４６をアンテナ３５側に切り替え、アンテナ３５により受信された信号をＬＮＡ２５へと導く。同時に、ＶＣＯ２８に対し電圧指令を出し、地上デジタルテレビジョン放送の放送波をベースバンド周波数に変換するための周波数で発振する信号を出力させ、ミキサ２９で両者を混合する。このとき、ＡＧＣ３３より出力されるＧＣＡ２６の利得３４を環境情報として用いる。かかる利得３４は、第３の実施形態における利得４３（図１０参照）と同様のものであり、その値が小さいほど受信環境が良好であると考えられる。このとき、ＡＤＣ３１を動作させ、ＢＰＦ３０を通過した信号をデジタル信号に変換する必要はない。しかしながら、利得３４に換え、第４の実施形態同様に、受信された地上デジタルテレビジョン放送の信号のＢＥＲ、ＳＮＲまたはＳＩＲを環境情報として用いてもよい。その場合には、ＢＰＦ３０を通過した信号をＡＤＣ３１によりデジタル信号に変換し、制御部３２がかかる信号のＢＥＲ、ＳＮＲまたはＳＩＲを求め環境情報として出力するとよい。
【００７９】
また、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信する場合には、制御部３２はスイッチ４６をパッチアンテナ１１側に切り替えるとともに、ＶＣＯ２８に対し電圧指令を出し、ＧＰＳ衛星からの送信波をベースバンド周波数に変換するための周波数で発振する信号を出力させる。両者はミキサ２９で混合され、必要な周波数成分をＢＰＦ３０により抽出したのち、ＡＤＣ３１によるデジタル信号への変換、制御部３２による信号処理が行われ、後段のデコード回路へと出力される。
【００８０】
本実施形態では、ＧＰＳ衛星からの送信波を受信する場合と、ＧＰＳ衛星からの送信波とは異なる電波を受信する場合とにおいて、高周波回路１４を共用するため、高周波回路１４の回路規模が小さく抑えられる。
【００８１】
以上説明した各実施形態では、衛星からの電波として、ＧＰＳ衛星からの送信波を用いるものとして説明した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、衛星における時刻の情報が送信される間隔に比して、衛星における自国と協定世界時とのずれを示す情報が送信される間隔が長い信号を送信する衛星であればどのようなものであってもよい。その場合、本明細書中で用いたＴＯＷ、ＷＮやΔｔＬＳなどの呼び名やフォーマットは、適宜その衛星に合わせて読み換えて良い。
【符号の説明】
【００８２】
１ 胴、２ 文字板、３ 時針、４ 分針、５ 秒針、６ 状態表示針、７ 状態表示目盛、８ 竜頭、９ ボタン、１０ バンド固定部、１１ パッチアンテナ、１２ 電池、１３ コントローラ、１４ 高周波回路、１５ デコード回路、１６，１７ モータ、１８ 太陽電池、１９ スイッチ、２０ 発電量検出部、２１ スイッチ、２２ 受信動作表示部、２３ 受信環境表示部、２４ 時刻精度表示部、２５ ＬＮＡ、２６ ＧＣＡ、２７ ＢＰＦ、２８ ＶＣＯ、２９ ミキサ、３０ ＢＰＦ、３１ ＡＤＣ、３２ 制御部、３３ ＡＧＣ、３４ 利得、３５ アンテナ、３６ ＬＮＡ、３７ ＧＣＡ、３８ ＢＰＦ、３９ ＶＣＯ、４０ ミキサ、４１ ＢＰＦ、４２ ＡＧＣ、４３ 利得、４４ ＡＤＣ、４５ ＢＥＲ、４６ スイッチ、４７，４８ ＩＭＣ、１００ 電波腕時計。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衛星からの送信波に含まれる現在の時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて内部時刻を修正する電波腕時計であって、
前記電波腕時計の置かれた受信環境に関する環境情報を取得する環境情報取得手段と、
使用者の操作を受け付ける操作手段と、を有し、
前記操作手段の操作に基づいて前記環境情報取得手段により環境情報を監視する環境情報監視状態となり、
前記環境情報監視状態において、前記環境情報に基づいて、前記衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う電波腕時計。
【請求項２】
前記環境情報監視状態において、前記環境情報に関する情報を表示する環境情報表示手段を有する請求項１記載の電波腕時計。
【請求項３】
予め定められた時間の経過により、前記環境情報監視状態を終了する請求項１又は２に記載の電波腕時計。
【請求項４】
前記環境情報は、前記電波腕時計に入射する外光の強度に関する情報である請求項１乃至３のいずれかに記載の電波腕時計。
【請求項５】
前記環境情報は、アンテナにより受信された前記衛星からの送信波を増幅する際の利得に関する情報である請求項１乃至３のいずれかに記載の電波腕時計。
【請求項６】
前記環境情報は、前記衛星からの送信波とは異なる電波の強度に関する情報である請求項１乃至３のいずれかに記載の電波腕時計。
【請求項７】
前記衛星からの送信波とは異なる電波の強度に関する情報は、アンテナにより受信された前記衛星からの送信波とは異なる電波を増幅する際の利得に関する情報である請求項６に記載の電波腕時計。
【請求項８】
前記衛星からの送信波とは異なる電波の強度に関する情報は、アンテナにより受信された前記衛星からの送信波とは異なる電波のＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）及びＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）の少なくともいずれかである請求項６に記載の電波腕時計。
【請求項１】
衛星からの送信波に含まれる現在の時刻に関する情報及び現在の閏秒に関する情報に基づいて内部時刻を修正する電波腕時計であって、
前記電波腕時計の置かれた受信環境に関する環境情報を取得する環境情報取得手段と、
使用者の操作を受け付ける操作手段と、を有し、
前記操作手段の操作に基づいて前記環境情報取得手段により環境情報を監視する環境情報監視状態となり、
前記環境情報監視状態において、前記環境情報に基づいて、前記衛星からの送信波に含まれる情報の抽出を行う電波腕時計。
【請求項２】
前記環境情報監視状態において、前記環境情報に関する情報を表示する環境情報表示手段を有する請求項１記載の電波腕時計。
【請求項３】
予め定められた時間の経過により、前記環境情報監視状態を終了する請求項１又は２に記載の電波腕時計。
【請求項４】
前記環境情報は、前記電波腕時計に入射する外光の強度に関する情報である請求項１乃至３のいずれかに記載の電波腕時計。
【請求項５】
前記環境情報は、アンテナにより受信された前記衛星からの送信波を増幅する際の利得に関する情報である請求項１乃至３のいずれかに記載の電波腕時計。
【請求項６】
前記環境情報は、前記衛星からの送信波とは異なる電波の強度に関する情報である請求項１乃至３のいずれかに記載の電波腕時計。
【請求項７】
前記衛星からの送信波とは異なる電波の強度に関する情報は、アンテナにより受信された前記衛星からの送信波とは異なる電波を増幅する際の利得に関する情報である請求項６に記載の電波腕時計。
【請求項８】
前記衛星からの送信波とは異なる電波の強度に関する情報は、アンテナにより受信された前記衛星からの送信波とは異なる電波のＢＥＲ（Ｂｉｔ Ｅｒｒｏｒ Ｒａｔｉｏ）、ＳＮＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）及びＳＩＲ（Ｓｉｇｎａｌ ｔｏ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ Ｒａｔｉｏ）の少なくともいずれかである請求項６に記載の電波腕時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−２０８９４８（Ｐ２０１１−２０８９４８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７３８５２（Ｐ２０１０−７３８５２）
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（３０７０２３３７３）シチズン時計株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２６日（２０１０．３．２６）
【出願人】（０００００１９６０）シチズンホールディングス株式会社 (1,939)
【出願人】（３０７０２３３７３）シチズン時計株式会社 (227)
【Ｆターム（参考）】
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