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技術 電子時計および電子時計の制御方法

出願人 セイコーエプソン株式会社
発明者 藤澤照彦
出願日 2017年5月12日 (2年11ヶ月経過) 出願番号 2017-095529
公開日 2018年12月6日 (1年4ヶ月経過) 公開番号 2018-194310
状態 未査定
技術分野 電子時計 電気機械時計
主要キーワード 樹脂製枠 導通バネ 対角部分 スイッチ入力端子 アモルファス金属箔 電圧検出制御 平面中心 断面円弧
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2018年12月6日)のものです。
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図面 (20)

課題

時刻情報自動受信処理において必要となる消費電力を低減でき、小型化も容易な電子時計および電子時計の制御方法の提供。

解決手段

電子時計は、衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、第1受信部を作動して受信した第1信号から時刻情報を取得して内部時刻を修正する第1時刻修正処理部と、第2受信部を作動して受信した第2信号から時刻情報を取得して内部時刻を修正する第2時刻修正処理部と、外部操作部材の所定の操作を検出して手動受信処理を行う手動受信処理部と、予め設定された条件に該当した際に自動受信処理を行う自動受信処理部とを備え、手動受信処理部は、第1時刻修正処理部によって手動受信処理を実行し、自動受信処理部は、第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行する。

概要

背景

衛星信号を受信する衛星信号受信部と、標準電波信号を受信する標準電波受信部と、各受信部の自動受信を制御する衛星信号受信制御部および標準電波受信制御部とを備える電子時計が知られている(特許文献1)。
標準電波受信制御部は、電池残量が受信禁止電圧以上であれば、予め設定した定時受信時刻になると自動的に標準電波受信部を作動して標準電波信号の自動受信処理を行う。
衛星信号受信制御部は、電池残量が受信禁止電圧よりも高い第1閾値以上の場合であり、衛星信号の自動受信条件に該当した際に、衛星信号受信部の作動を制御し、電池残量が第1閾値未満の場合は、衛星信号の自動受信条件に該当しても、衛星信号受信部を作動しないように制御する。

概要

時刻情報の自動受信処理において必要となる消費電力を低減でき、小型化も容易な電子時計および電子時計の制御方法の提供。電子時計は、衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、第1受信部を作動して受信した第1信号から時刻情報を取得して内部時刻を修正する第1時刻修正処理部と、第2受信部を作動して受信した第2信号から時刻情報を取得して内部時刻を修正する第2時刻修正処理部と、外部操作部材の所定の操作を検出して手動受信処理を行う手動受信処理部と、予め設定された条件に該当した際に自動受信処理を行う自動受信処理部とを備え、手動受信処理部は、第1時刻修正処理部によって手動受信処理を実行し、自動受信処理部は、第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行する。

目的

本発明の目的は、時刻情報の自動受信処理において必要となる消費電力を低減でき、小型化も容易な電子時計および電子時計の制御方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、前記第1受信部を作動して前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第1時刻修正処理部と、前記第2受信部を作動して前記第2信号を受信し、受信した前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第2時刻修正処理部と、外部操作部材の所定の操作を検出して手動受信処理を行う手動受信処理部と、予め設定された条件に該当した際に自動受信処理を行う自動受信処理部と、を備え、前記手動受信処理部は、前記第1時刻修正処理部によって手動受信処理を実行し、前記自動受信処理部は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行することを特徴とする電子時計

請求項2

請求項1に記載の電子時計において、前記手動受信処理部は、前記外部操作部材の第1の操作を検出した場合は、前記第1時刻修正処理部によって手動受信処理を実行し、前記外部操作部材の第2の操作を検出した場合は、前記第2時刻修正処理部によって手動受信処理を実行することを特徴とする電子時計。

請求項3

請求項1または請求項2に記載の電子時計において、前記第1時刻修正処理部は、前記第1受信部を作動して複数の位置情報衛星から前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号に基づいて測位を行い、測位結果に基づいて得られた時刻情報で前記内部時刻を修正する測位処理部と、前記第1受信部を作動して少なくとも1つの位置情報衛星から前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号から取得した時刻情報で前記内部時刻を修正する測時処理部と、を備え、前記手動受信処理部は、前記外部操作部材の測位受信操作を検出した場合は、前記測位処理部によって手動受信処理を実行し、前記外部操作部材の測時受信操作を検出した場合は、前記測時処理部によって手動受信処理を実行することを特徴とする電子時計。

請求項4

位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、前記第1受信部を作動して前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第1時刻修正処理部と、前記第2受信部を作動して前記第2信号を受信し、受信した前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第2時刻修正処理部と、予め設定された条件に該当した際に自動受信処理を行う自動受信処理部と、を備え、前記自動受信処理部は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第1時刻修正処理部によって自動受信処理を行うことを禁止し、前記第1時刻修正処理部によって自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を行うことを禁止することを特徴とする電子時計。

請求項5

請求項4に記載の電子時計において、前記自動受信処理部は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行できない環境にある場合は、前記第1時刻修正処理部によって自動受信処理を実行するモードを設定することを特徴とする電子時計。

請求項6

請求項5に記載の電子時計において、前記第2信号は前記標準電波信号であり、前記自動受信処理部は、現在地が前記標準電波信号を受信できない地域である場合に、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行できない環境にあると判定することを特徴とする電子時計。

請求項7

請求項5に記載の電子時計において、前記第2信号は電子機器から送信される近距離無線信号であり、前記自動受信処理部は、前記第2受信部と前記電子機器との通信リンク確立していない場合に、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行できない環境にあると判定することを特徴とする電子時計。

請求項8

位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、外部操作部材とを備えた電子時計の制御方法であって、前記外部操作部材の所定の操作を検出した際に、前記第1受信部を作動して前記第1信号の受信処理を実行し、前記第1信号を受信できた場合に、前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する手動受信処理を実行し、予め設定された条件に該当した際に、前記第2受信部を作動して前記第2信号の受信処理を実行し、前記第2信号を受信できた場合に、前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する自動受信処理を実行することを特徴とする電子時計の制御方法。

請求項9

位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部とを備えた電子時計の制御方法であって、予め設定された条件に該当した際に、前記第2受信部を作動して前記第2信号の受信処理を実行し、前記第2信号を受信できた場合に、前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第1受信部による前記第1信号の自動受信処理を禁止し、予め設定された条件に該当した際に、前記第1受信部を作動して前記第1信号の受信処理を実行し、前記第1信号を受信できた場合に、前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第2受信部による前記第2信号の自動受信処理を禁止することを特徴とする電子時計の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、衛星信号と、標準電波信号または近距離無線信号近距離通信信号)とのいずれかを受信して時刻情報を取得し、時刻修正を行う電子時計および電子時計の制御方法に関する。

背景技術

0002

衛星信号を受信する衛星信号受信部と、標準電波信号を受信する標準電波受信部と、各受信部の自動受信を制御する衛星信号受信制御部および標準電波受信制御部とを備える電子時計が知られている(特許文献1)。
標準電波受信制御部は、電池残量が受信禁止電圧以上であれば、予め設定した定時受信時刻になると自動的に標準電波受信部を作動して標準電波信号の自動受信処理を行う。
衛星信号受信制御部は、電池残量が受信禁止電圧よりも高い第1閾値以上の場合であり、衛星信号の自動受信条件に該当した際に、衛星信号受信部の作動を制御し、電池残量が第1閾値未満の場合は、衛星信号の自動受信条件に該当しても、衛星信号受信部を作動しないように制御する。

先行技術

0003

特開2017−3304号公報

発明が解決しようとする課題

0004

特許文献1の電子時計では、標準電波信号の自動受信条件と、衛星信号の自動受信条件とがそれぞれ設定されているため、短期間に、各自動受信処理が続けて実行される場合がある。例えば、衛星信号の自動受信条件に該当して衛星信号の自動受信処理が実行された後に、標準電波定時受信時刻になると標準電波信号の自動受信処理を実行する。このため、異なる種類の電波を自動的に受信できて時刻情報を自動取得できる確率を向上できる一方で、一方の自動受信処理に失敗しても他方の自動受信処理を実行できる電池残量を確保できるように設計する必要がある。すなわち、時刻情報の自動受信処理では、標準電波信号および衛星信号の2種類の自動受信処理を実行する可能性があるため、自動受信処理に必要な消費電力が大きくなる。したがって、電子時計に組み込む電池の容量も大きくする必要があり、電池が大型化するため、電子時計の小型化が困難であった。

0005

本発明の目的は、時刻情報の自動受信処理において必要となる消費電力を低減でき、小型化も容易な電子時計および電子時計の制御方法を提供することにある。

課題を解決するための手段

0006

本発明の電子時計は、位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、前記第1受信部を作動して前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第1時刻修正処理部と、前記第2受信部を作動して前記第2信号を受信し、受信した前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第2時刻修正処理部と、外部操作部材の所定の操作を検出して手動受信処理を行う手動受信処理部と、予め設定された条件に該当した際に自動受信処理を行う自動受信処理部と、を備え、前記手動受信処理部は、前記第1時刻修正処理部によって手動受信処理を実行し、前記自動受信処理部は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行することを特徴とする。

0007

本発明によれば、自動受信処理部は、第2時刻修正処理部による自動受信処理を行い、第1時刻修正処理部による自動受信処理は行わない。このため、時刻情報の自動受信処理に必要な消費電力を低減でき、電子時計に組み込む電池の容量も小さくできて電池を小型化できるため、電子時計を容易に小型化できる。
また、自動受信処理は、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2時刻修正処理部によって実行するため、衛星信号である第1信号を受信する第1時刻修正処理部によって自動受信処理を行う場合に比べて、自動受信処理に必要な消費電力をさらに低減できて電池サイズをさらに小型化できる。さらに、標準電波信号や近距離無線信号の自動受信処理は、衛星信号の自動受信処理に比べて受信確率を向上しやすいため、自動受信処理に成功する確率も向上でき、時刻情報を自動的に修正できる確率も向上し、ユーザーの利便性を向上できる。
また、衛星信号である第1信号を受信する第1時刻修正処理部は、手動受信処理部により、ユーザーが外部操作部材で所定の操作を行った際に受信処理を実行する。このため、ユーザーが、屋外などの衛星信号の受信に適した環境で受信操作を意図的に行った場合に衛星信号の受信処理を実行できるため、衛星信号の受信成功確率も向上できる。
さらに、標準電波信号または近距離無線信号は、自動受信処理によって受信され、手動操作で受信されるのは衛星信号であるため、手動受信操作を絞ることもでき、ユーザーにとって受信操作が理解しやすくなり、操作性も向上できる。

0008

本発明の電子時計において、前記手動受信処理部は、前記外部操作部材の第1の操作を検出した場合は、前記第1時刻修正処理部によって手動受信処理を実行し、前記外部操作部材の第2の操作を検出した場合は、前記第2時刻修正処理部によって手動受信処理を実行することが好ましい。

0009

本発明によれば、手動受信処理部は、ユーザーが外部操作部材で第1の操作を行った場合は、第1時刻修正処理部を制御して、衛星信号である第1信号の手動受信処理を実行する。また、手動受信処理部は、ユーザーが外部操作部材で第2の操作を行った場合は、第2時刻修正処理部を制御して、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号の手動受信処理を実行する。
したがって、ユーザーは、手動受信操作時に、現在の受信環境等に応じて、第1信号または第2信号のいずれを受信するかを選択でき、その分、受信に成功する確率も向上できる。

0010

本発明の電子時計において、前記第1時刻修正処理部は、前記第1受信部を作動して複数の位置情報衛星から前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号に基づいて測位を行い、測位結果に基づいて得られた時刻情報で前記内部時刻を修正する測位処理部と、前記第1受信部を作動して少なくとも1つの位置情報衛星から前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号から取得した時刻情報で前記内部時刻を修正する測時処理部と、を備え、前記手動受信処理部は、前記外部操作部材の測位受信操作を検出した場合は、前記測位処理部によって手動受信処理を実行し、前記外部操作部材の測時受信操作を検出した場合は、前記測時処理部によって手動受信処理を実行することが好ましい。

0011

複数の衛星信号(第1信号)を受信して測位を行い、現在の時刻情報で時刻修正を行う測位処理は、少なくとも1つの衛星信号から取得した時刻情報で時刻修正を行う測時処理に比べて処理時間が長くなり、消費電力も増大する。本発明では、ユーザーは、測位処理または測時処理のいずれを実行するのかを、外部操作部材の操作の仕方によって選択できるため、測位処理はユーザーが必要と判断した場合のみ実行することができ、不要な測位処理を実行してしまうことを防止でき、電力を無駄に消費することも防止できる。

0012

本発明の電子時計は、位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、前記第1受信部を作動して前記第1信号を受信し、受信した前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第1時刻修正処理部と、前記第2受信部を作動して前記第2信号を受信し、受信した前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する第2時刻修正処理部と、予め設定された条件に該当した際に自動受信処理を行う自動受信処理部と、を備え、前記自動受信処理部は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第1時刻修正処理部によって自動受信処理を行うことを禁止し、前記第1時刻修正処理部によって自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を行うことを禁止することを特徴とする。

0013

本発明によれば、自動受信処理部は、第1時刻修正処理部または第2時刻修正処理部のいずれか一方のみを自動受信処理を実行するモードに設定しており、他方は自動受信処理を禁止する。このため、両方の時刻修正処理部による自動受信処理が行われる場合に比べて、自動受信処理に必要な消費電力を低減でき、電子時計に組み込む電池の容量も小さくできて電池を小型化できるため、電子時計を容易に小型化できる。

0014

本発明の電子時計において、前記自動受信処理部は、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行できない環境にある場合は、前記第1時刻修正処理部によって自動受信処理を実行するモードを設定することが好ましい。

0015

本発明では、第2時刻修正処理部を制御して自動受信処理を実行することができない環境にある場合、第1時刻修正処理部によって衛星信号の自動受信処理を実行するモードを設定する。すなわち、自動受信処理部は、消費電力が低い第2信号の自動受信処理を優先して設定し、第2信号の自動受信処理を実行できない環境の場合のみ、消費電力が高い第1信号の自動受信処理を実行可能に設定するため、自動受信処理時の平均的な消費電力を低く抑えることができる。

0016

本発明の電子時計において、前記第2信号は前記標準電波信号であり、前記自動受信処理部は、現在地が前記標準電波信号を受信できない地域である場合に、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行できない環境にあると判定することが好ましい。

0017

長波の標準電波信号は、世界において、日本や北米など特定の受信エリアのみで受信でき、受信エリア外では、受信することができない。従って、電子時計が記憶する現在地情報が前記受信エリア外であれば、自動受信処理部は、標準電波信号の自動受信処理を実行しないため、無駄な受信処理の実行を防止でき、消費電力を低減できる。なお、現在地情報は、ユーザーがタイムゾーンを指定することで設定したり、複数の衛星信号を受信して測位処理を行うことで記憶できる。

0018

本発明の電子時計において、前記第2信号は電子機器から送信される近距離無線信号であり、前記自動受信処理部は、前記第2受信部と前記電子機器との通信リンク確立していない場合に、前記第2時刻修正処理部によって自動受信処理を実行できない環境にあると判定することが好ましい。

0019

近距離無線信号は、電波が到達する距離が短いため、信号を送信する機器が近くに存在しない場合には、通信リンクが確立せず、近距離無線信号を受信できない。この場合、自動受信処理部は、近距離無線信号の自動受信処理を実行しないため、無駄な受信処理の実行を防止でき、消費電力を低減できる。

0020

本発明の電子時計の制御方法は、位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部と、外部操作部材とを備えた電子時計の制御方法であって、前記外部操作部材の所定の操作を検出した際に、前記第1受信部を作動して前記第1信号の受信処理を実行し、前記第1信号を受信できた場合に、前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する手動受信処理を実行し、予め設定された条件に該当した際に、前記第2受信部を作動して前記第2信号の受信処理を実行し、前記第2信号を受信できた場合に、前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する自動受信処理を実行することを特徴とする。

0021

本発明の電子時計の制御方法は、位置情報衛星から送信される衛星信号である第1信号を受信する第1受信部と、標準電波信号または近距離無線信号である第2信号を受信する第2受信部と、内部時刻を生成する時刻情報生成部とを備えた電子時計の制御方法であって、予め設定された条件に該当した際に、前記第2受信部を作動して前記第2信号の受信処理を実行し、前記第2信号を受信できた場合に、前記第2信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第1受信部による前記第1信号の自動受信処理を禁止し、予め設定された条件に該当した際に、前記第1受信部を作動して前記第1信号の受信処理を実行し、前記第1信号を受信できた場合に、前記第1信号から時刻情報を取得して前記内部時刻を修正する自動受信処理を実行するモードに設定されている場合は、前記第2受信部による前記第2信号の自動受信処理を禁止することを特徴とする。
これらの各制御方法によれば、前記電子時計と同じ作用効果を奏することができる。

図面の簡単な説明

0022

本発明の第1実施形態に係る電子時計を示す概略図である。
前記電子時計の正面図である。
前記電子時計の概略断面図である。
前記電子時計の概略断面図である。
前記電子時計の要部を示す分解斜視図である。
前記電子時計の平面アンテナバーアンテナ、電池、ステップモーターの配置を示す概略平面図である。
前記電子時計の第1回路基板を示す斜視図である。
前記電子時計の第2回路基板を示す斜視図である。
前記電子時計の回路構成を示すブロック図である。
標準電波信号の受信エリアを示す図である。
JJYのタイムコードフォーマットを示す図である。
GPS衛星信号航法メッセージの構成を説明する図である。
GPS衛星信号のTLワードの構成を説明する図である。
GPS衛星信号のHOWワードの構成を説明する図である。
前記電子時計の制御部の構成を示すブロック図である。
前記制御部の受信処理を示すフローチャートである。
前記実施形態の標準電波受信処理を示すフローチャートである。
前記実施形態の測時受信処理を示すフローチャートである。
前記実施形態の測位受信処理を示すフローチャートである。
本発明の第2実施形態の電子時計の概略断面図である。
本発明の第2実施形態の平面アンテナ、バーアンテナ、電池、ステップモーターの配置を示す概略図である。
本発明の第3実施形態の第2回路基板を示す斜視図である。
本発明の第3実施形態の通信シーケンスを示す図である。
本発明の第4実施形態の受信処理を示すフローチャートである。
本発明の第4実施形態の標準電波自動受信モード処理を示すフローチャートである。
本発明の第4実施形態の衛星信号自動受信モード処理を示すフローチャートである。
本発明の変形例の平面アンテナの構成を示す斜視図である。

実施例

0023

[第1実施形態]
以下、本発明に係る第1実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、電子時計1のカバーガラス33側を表面側(上側)とし、裏蓋34側を裏面側(下側)として説明する。

0024

[電子時計の概要
電子時計1は、図1に示すように、長波標準電波送信所Rからの標準電波信号と、地球の上空を所定の軌道周回している複数のGPS衛星Sなどからの衛星信号との両方の信号を受信できるように構成されている。
電子時計1は、長波標準電波送信所Rからの標準電波信号を受信し、その送信所Rが設置されている国の時刻情報を取得するように構成されている。
また、電子時計1は、GPS衛星Sからの衛星信号を受信する処理として、測時モードでの受信処理(測時受信処理)と、測位モードでの受信処理(測位受信処理)との2つの受信処理を実行可能に構成されている。ここで、測時モードとは、少なくとも1機以上のGPS衛星Sから衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる時刻情報に基づいて、電子時計1の内部時刻を修正するモードである。また、測位モードとは、3機以上(好ましくは4機以上)のGPS衛星Sから衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる軌道情報および時刻情報を用いて電子時計1から各GPS衛星Sまでの距離を算出して電子時計1の現在位置を求める測位を行い、電子時計1の現在位置(測位結果)に基づいて電子時計1が指示する時刻タイムゾーン情報を修正し、前記衛星信号から取得した時刻情報と前記タイムゾーン情報とから電子時計1の内部時刻を修正するモードである。
電子時計1は、標準電波信号から時刻情報を取得した場合には、内部で計時している内部時刻情報をその時刻情報で修正できる。また、衛星信号から時刻情報を取得した場合は、前記内部時刻情報を、前記時刻情報および前記タイムゾーン情報に基づいて修正できる。タイムゾーン情報は、前記衛星信号から算出した位置情報と、電子時計1に記憶した地図情報とに基づいて設定できる。また、ユーザーが電子時計1のボタン36,37やリューズ38などを操作して、前記タイムゾーン情報を手動で選択して設定できるように構成してもよい。

0025

[電子時計の構成]
次に、標準電波信号および衛星信号を受信可能な電子時計1の構成について説明する。図2は電子時計1の正面図であり、図3は電子時計1の6時−12時方向に沿った概略断面図であり、図4は電子時計1の4.5時−電子時計1の平面中心−9時方向に沿った(図2のA−A線に沿った)概略断面図であり、図5は電子時計1の要部の分解斜視図であり、図6ムーブメント2の要部の概略平面図である。

0026

電子時計1は、図3,4にも示すように、時計ケースである外装ケース30と、カバーガラス33と、裏蓋34とを備えている。外装ケース30は、円筒状のケース31に、ベゼル32が嵌合されて構成されている。なお、外装ケース30としては、ケースおよび裏蓋が一体化されたワンピースケースでもよい。
外装ケース30の側面には、外部操作部材として、Aボタン36と、Bボタン37と、リューズ38とが設けられている。

0027

ケース31の二つの開口のうち、表面側の開口は、ベゼル32を介してカバーガラス33で塞がれており、裏面側の開口は裏蓋34で塞がれている。ベゼル32の内周側には、プラスチックで形成されたリング状のダイヤルリング35を介して、円盤状の文字板11が配置されている。
ケース(胴)31および裏蓋34は、SUS(ステンレス鋼)、チタン合金アルミBS真鍮)などの金属材料が利用される。ベゼル32は、ケース31と同じ金属材料で構成してもよいが、電波受信に影響しないセラミックで構成することが好ましい。

0028

[電子時計の内部構造
次に、電子時計1の外装ケース30に内蔵される内部構造について説明する。
図3〜5に示すように、外装ケース30内には、光透過性の部材で構成された文字板11やムーブメント2が収容される。
また、外装ケース30内には、図2〜4に示すように、GPS衛星信号を受信する衛星信号用アンテナとして、平面アンテナ(パッチアンテナ)40が配置され、長波標準電波を受信する標準電波用アンテナとして、バーアンテナ150が配置されている。本実施形態では、図2に示すように、電子時計1をカバーガラス33側から見た平面視において、文字板11の平面中心に対して12時位置に平面アンテナ40が配置され、9時位置にバーアンテナ150が配置されている。

0029

[文字板]
文字板11は、非導電性を有し、かつ、少なくとも一部の光を透過させる透光性を有するポリカーボネートなどのプラスチック材料で形成され、図2に示すように、文字板11の6時位置側に設けられた第1サブダイヤル12と、文字板11の10時〜11時側に設けられた第2サブダイヤル13と、カレンダー車20を視認するためのカレンダー小窓15とを備える。

0030

文字板11の平面中心位置には、指針軸27が配置される貫通孔16(図3,5参照)が形成され、指針軸27には、ローカルタイムを指示する指針秒針)21、指針(分針)22、指針(時針)23が取り付けられている。このため、指針軸27は、各指針21,22,23が取り付けられる3つの指針軸(回転軸)で構成されている。

0031

第1サブダイヤル12には、指針軸28が配置される貫通孔17が形成され、指針軸28にはホームタイムを指示する指針(分針)24、指針(時針)25が取り付けられている。このため、指針軸28は、各指針24,25が取り付けられる2つの指針軸(回転軸)で構成されている。

0032

第2サブダイヤル13には、指針軸29が配置される貫通孔18(図5参照)が形成され、指針軸29には曜日や各種情報を指示する指針26が取り付けられている。
第2サブダイヤル13の左半分の10時位置から8時位置には電池残量を示す三日月鎌状目盛表記されている。さらに、第2サブダイヤル13には、測時受信モードを実行中であることや、測時受信処理に成功した場合に指示するマーク数字の「1」)と、測位受信モードを実行中であることや、測位受信処理に成功した場合に指示するマーク(「4+」)とが表記され、指針26で指示できるように構成されている。
したがって、第2サブダイヤル13および指針26からなる情報表示部は、時計の電池残量の情報と、時計の受信モードや受信結果の情報を表示する。
なお、第2サブダイヤル13および指針26は、その他の情報も表示できるように構成してもよい。例えば、第2サブダイヤル13の右半分に、曜日を示す「S、M、T、W、T、F、S」の文字を表記し、指針26で曜日を指示できるように構成してもよい。また、第2サブダイヤル13に、サマータイムの設定の有無を示すマークや、機内モードの設定の有無を示すマークを表記し、指針26で設定状態を指示できるように構成してもよい。このようにすれば、第2サブダイヤル13および指針26からなる情報表示部は、曜日表示等の各種情報も表示できる。これらの各種情報の表示の切り替えは、Aボタン36、Bボタン37を適宜操作することで行える。なお、電子時計1の電池残量等の各種情報は、他の指針、例えば、秒針21で指示してもよい。

0033

[ダイヤルリング]
文字板11の表面側には、図3,4に示すように、非導電性部材である合成樹脂(例えばABS樹脂)にて形成されたダイヤルリング35が設けられる。ダイヤルリング35は、文字板11の周囲に沿って配置され、内周面が傾斜面(円錐面)とされ、この傾斜面には時字マークやワールドタイム時差などの目盛が印刷されている。ダイヤルリング35をプラスチックで成形すれば、受信性能も確保でき、かつ、複雑な形状も形成できて意匠性を向上できる。

0034

ベゼル32の表面には、図2に示すように、協定世界時(UTC)との時差を表す時差情報が数字で表記されている。なお、時差情報としては、数字と数字以外の記号とで表記されるものでもよい。さらに、タイムゾーンの代表都市名を表す都市情報を、時差情報に併記してもよい。都市情報は、例えば、「TYO(東京)」のように、都市名を三文字のアルファベットで略したスリレターコードで表記できる。

0035

[ムーブメント]
ムーブメント2は、図3〜5に示すように、文字板11側から裏蓋34に向かって順次配置された太陽電池パネル80、カレンダー車20、地板125、駆動機構140(図5では図示略)、輪列受け127(図5では図示略)、第1回路基板710、スペーサー128(図5では図示略)、二次電池130、第2回路基板720、回路押え板725を備える。カレンダー車20、地板125、輪列受け127、スペーサー128は、平面アンテナ40やバーアンテナ150での受信に影響しないように、プラスチック製とされている。
第2回路基板720には、後述するように、平面アンテナ(パッチアンテナ)40、バーアンテナ150が実装されている。

0036

駆動機構140は、図6にも示すように、地板125に取り付けられたステップモーター141〜145と、地板125および輪列受け127間に軸支される歯車などの輪列(図示略)とを有する。
本実施形態の駆動機構140は、第1〜第5駆動機構を備える。第1駆動機構は、秒針21を駆動する第1ステップモーター141および第1輪列141A(図3、4)を備える。第2駆動機構は、分針22および時針23を駆動する第2ステップモーター142および第2輪列(図示略)を備える。第3駆動機構は、デュアルタイム用の分針24および時針25を駆動する第3ステップモーター143および第3輪列143A(図3)を備える。第4駆動機構は、電池残量などの各種情報の指示用の指針26を駆動する第4ステップモーター144および第4輪列(図示略)を備える。第5駆動機構は、カレンダー車20を駆動する第5ステップモーター145および第5輪列(図示略)を備える。第5輪列は、図5に示すカレンダー車20に噛み合ってカレンダー車20を回転する歯車(日回し車)146を備えている。

0037

[アンテナ、電池、ステップモーターの配置位置関係
図6に示すように、平面視でムーブメント2の中心に対して12時方向には平面アンテナ40が配置され、3時方向には巻真381やオシドリ382等の切換機構が配置されている。ムーブメント2の中心から4時方向には、リチウムイオン電池などの二次電池130が配置され、ムーブメント2の9時方向には、バーアンテナ150が配置されている。
したがって、図6に示すように、平面アンテナ40、バーアンテナ150、二次電池130は、外装ケース30内で互いに平面的に重ならない位置、すなわち、ムーブメント2の平面視で互いに重ならない位置に配置されている。

0038

[ステップモーターの配置位置]
図6に示すように、各ステップモーター141〜145は、平面アンテナ40、バーアンテナ150、二次電池130とは、外装ケース30内で互いに平面的に重ならない位置、すなわち、ムーブメント2の平面視で互いに重ならない位置に配置されている。
第1ステップモーター141は、平面視でムーブメント2の中心位置に設けられる指針軸27に対して略8時方向の位置に配置されている。本実施形態では、第1ステップモーター141は、第1サブダイヤル12および第2サブダイヤル13の間に配置されている。
第2ステップモーター142は、平面視で指針軸27に対して略2時方向の位置に配置されている。
第3ステップモーター143は、平面視で指針軸27に対して略6時方向の位置に配置されている。
第4ステップモーター144は、平面視で指針軸27に対して略11時方向の位置に配置されている。本実施形態では、第4ステップモーター144は、平面アンテナ40、バーアンテナ150間に配置されている。
第5ステップモーター145は、平面視で指針軸27に対して略7時方向の位置に配置されている。

0039

[指針軸の配置位置]
図6に示すように、文字板11の中心に設けられる指針軸27と、第1サブダイヤル12の指針軸28と、第2サブダイヤル13の指針軸29とは、外装ケース30内で二次電池130、平面アンテナ40、バーアンテナ150と平面的に重ならない位置に配置されている。

0040

[回路基板]
電子時計1は、前述のとおり、時計駆動制御用の第1回路基板710と、標準電波・GPS受信用の第2回路基板720との2枚の回路基板を備え得ている。なお、第1回路基板710および第2回路基板720は、図3、5に示すように、コネクター730を介して接続されている。
[第1回路基板]
第1回路基板710は、図7に示すように、平面略円形に形成され、かつ、配線などが電波受信に影響することを防止するため、平面アンテナ40と平面的に重なる部分には略矩形切欠部713が形成され、バーアンテナ150と平面的に重なる弓形の部分は直線状に切断されて切断部714とされている。
第1回路基板710の表面側には、電源制御IC711と、時計駆動制御用ICであるCPU−IC712と、水晶振動子63とが実装されている。これらの各素子は、第1回路基板710の片面に実装されている。
また、第1回路基板710には、ムーブメント2の薄型化のために、ステップモーター141〜145において厚みのあるモーターコイルが配置される穴715や溝716が形成されている。
さらに、第1回路基板710には、スイッチ接点ばね(図示略)が挿通される穴717も形成されている。スイッチ接点ばねは、リューズ38を0段位置から1段位置や2段位置に引き出した際に、巻真381の回転に連動してその回転方向往復移動し、穴717の内周面に形成された一対の電極の一方に当接するものである。これにより、リューズ38による巻真381の回転方向および回転量を検出できる。
また、第1回路基板710には、二次電池130が配置される切欠部718も形成されている。

0041

電源制御IC711は、図9のブロック図に示すように、太陽電池パネル80から二次電池130への充電制御を行い、過充電過放電の発生を防止する充電制御回路71と、太陽電池パネル80や二次電池130の電圧もしくは電流を測定する電圧検出回路74と、制御表示部6および標準電波受信回路部400に電力を供給する第1電圧変換部72とを備えている。
電圧検出回路74は、太陽電池パネル80に太陽光のような強い光が当たったことを検出することで、電子時計1が屋外に配置されていることを検出する屋外検出機能も備えている。
第1電圧変換部72は、電源制御IC711に組み込まれたレギュレーター等で構成され、二次電池130の電圧を、標準電波受信回路部400を駆動するのに適した電圧に変換している。第1電圧変換部72は、標準電波受信回路部400の駆動用に用いられるため、ノイズの発生が少ないリニアレギュレーターなどを用いることが好ましい。

0042

[第2回路基板]
第2回路基板720は、図8に示すように、平面略円形に形成され、かつ、二次電池130が配置される略円形の切欠部721が形成されている。各切欠部718、721に二次電池130を配置することで、電子時計1を薄型化できる。
第2回路基板720の表面側には、平面アンテナ40と、バーアンテナ150と、衛星信号受信用ICであるGPS−IC501と、温度補償回路付き水晶発振回路(TCXO)530と、メモリー用ICであるフラッシュメモリー540と、標準電波受信用IC401と、フィルター用水晶410と、DC/DCコンバーター731で構成される第2電圧変換部73とが実装されている。これらの各素子は、第2回路基板720の片面に実装されている。第1回路基板710、第2回路基板720は、共に片面実装であるため、両面実装とした場合に比べて基板部分の厚さを薄くでき、薄型の電子時計1を構成できる。なお、バーアンテナ150は、必ずしも回路基板上に配置する必要は無く、バーアンテナ150は回路基板の側方に配置してもよい。
GPS−IC501は、図9に示す、RF部510およびベースバンド部520を内蔵する。そして、GPS−IC501と、TCXO530と、フラッシュメモリー540とで、後述するGPS受信部500が構成される。また、標準電波受信用IC401とフィルター用水晶410とで後述する標準電波受信回路部400が構成される。
平面アンテナ40は、GPS−IC501に接続され、バーアンテナ150は、標準電波受信用IC401に接続されている。
フラッシュメモリー540には、GPS受信用のファームウェアプログラムや、測位受信処理において算出した位置情報からタイムゾーンを判別するためのタイムゾーンデータが記憶されている。

0043

DC/DCコンバーター731で構成された第2電圧変換部73は、GPS受信部500を駆動する際に用いられる。なお、DC/DCコンバーター731は、変換効率は高いがノイズが発生しやすい。このため、第2回路基板720上で、平面アンテナ40とDC/DCコンバーター731とは離して配置することが好ましい。一方で、腕時計のように小型の機器においては、第2回路基板720のサイズにも制約があり、また第2回路基板720には複数の部品を実装する必要がある。
このため、本実施形態では、平面アンテナ40およびバーアンテナ150と、DC/DCコンバーター731とのレイアウトを以下のように設計し、ムーブメント2内での部品の実装効率と、衛星信号受信時のノイズの影響軽減を両立した。すなわち、ムーブメント2の平面視において、DC/DCコンバーター731と平面アンテナ40との間隔(距離)を、DC/DCコンバーター731とバーアンテナ150との間隔よりも長くした。DC/DCコンバーター731の動作中は、バーアンテナ150は動作しておらず、バーアンテナ150の動作中は、DC/DCコンバーター731は停止している。このため、バーアンテナ150をDC/DCコンバーター731に近接配置しても、バーアンテナ150での長波標準電波の受信中に、DC/DCコンバーター731が作動してノイズを発生することがなく、受信感度の低下も防止できる。
一方、平面アンテナ40の動作中は、DC/DCコンバーター731も動作中であるが、平面アンテナ40はDC/DCコンバーター731から離して配置しているので、DC/DCコンバーター731で発生するノイズが、平面アンテナ40での受信に影響することを軽減できる。

0044

第2回路基板720を、文字板11の3時位置および9時位置を結ぶ直径で2つの領域に区分けした際に、平面アンテナ40は12時側の領域に配置され、DC/DCコンバーター731は6時側の領域に配置されている。平面アンテナ40およびDC/DCコンバーター731は、それぞれ第2回路基板720の外周面近接する位置に配置されているため、それらの間隔を第2回路基板720の半径程度つまり最大限離して配置できる。

0045

[平面アンテナ]
地板125のアンテナ収容部には、平面アンテナ40が配置される。平面アンテナ40は、GPS衛星Sからの衛星信号を受信するものである。
平面アンテナ40は、図5、8に示すように、第2回路基板720において、平面視で文字板11の12時位置に実装され、GPS−IC501に配線46を介して電気的に接続されている。
平面アンテナ40は、平面視において、外装ケース30(ケース31およびベゼル32)、太陽電池パネル80や第1回路基板710とは重ならずに、非導電性部材にて形成されたカバーガラス33、文字板11、カレンダー車20、地板125と重なっている。すなわち、電子時計1では、平面アンテナ40の時計表面側において、平面視で平面アンテナ40と重なる部品はすべて非導電性部材にて形成されている。
このため、時計表面側から伝播されてくる衛星信号は、カバーガラス33を透過した後、外装ケース30、太陽電池パネル80、第1回路基板710によって遮られることなく、文字板11、カレンダー車20、地板125を透過して平面アンテナ40に入射する。なお、指針21〜23、26は、運針時に平面アンテナ40と重なる場合があるが、指針の面積が小さいことから、金属製であっても衛星信号の受信に支障ない。ただし、指針21〜23、26を非導電性部材で構成すれば、衛星信号が遮断される影響をより回避できる点で好ましい。

0046

GPS衛星Sは、右旋円偏波で衛星信号を送信している。そのため、本実施形態の平面アンテナ40は、円偏波特性に優れるパッチアンテナ(マイクロストリップアンテナともいう)で構成されている。
本実施形態の平面アンテナ40は、図3,8に示すように、セラミックの誘電体基材41に導電性アンテナ電極部42と、GND電極(図示略)と、給電部44とを積層した面実装型のパッチアンテナである。給電部44は、給電電極441と、側面電極442とを備えた帯状ストリップ電極である。側面電極442と、アンテナ電極部42とは電磁結合で結合する。
この平面アンテナ40は、次のようにして製造できる。まず、比誘電率が80〜200程度のチタン酸バリウム主原料プレス機で目的の形に成形し、焼成を経てアンテナの誘電体基材41となるセラミックスを完成する。誘電体基材41の裏面(第2回路基板720側の面)には、主に銀(Ag)等のペースト材スクリーン印刷すること等で、アンテナのグランド(GND)となるGND電極(図示略)と、給電電極441とを構成する。誘電体基材41の側面(本実施形態では、指針軸27に対向する側面)41Aには、給電電極441に導通する側面電極442が形成されている。本実施形態の給電部44は、給電電極441に加えて側面電極442を備えているので、側面電極442の配線パターンや形状を調整できる。したがって、給電電極441のみで給電部44を構成した場合に比べて、インピーダンス調整の自由度が高く、受信感度を容易に向上できる。

0047

誘電体基材41の表面(地板125、文字板11側の面)には、アンテナの周波数、受信する信号の偏波を決めるアンテナ電極部42をGND電極と同様な方法で構成する。アンテナ電極部42は、図8に示すように、平面視で矩形状に形成され、一対の対角部分には、円偏波を受信するために縮退分離素子部45が形成されている。縮退分離素子部45は、アンテナ電極部42で発生する直交する2つの偏波のバランスをずらすものであり、切り欠きや突出部等であれば良い。本実施形態では、アンテナ電極部42の角部を切り欠くことで縮退分離素子部45を構成している。
アンテナ電極部42は、誘電体基材41の表面よりも一回り小さく形成されており、誘電体基材41の表面においてアンテナ電極部42の周囲には、アンテナ電極部42が積層されていない露出面が設けられる。
誘電体基材41は、例えば、表面形状は略正方形状であり、一辺の寸法は約11mmである。アンテナ電極部42は、例えば、表面形状は略正方形状であり、一辺の寸法は約8〜9mmである。誘電体基材41の四隅は、図8に示すように、割れ防止のためにコーナーカットしているが、コーナーカットしていないものを用いてもよい。
この平面アンテナ40は、図3に示すように、第2回路基板720を地板125に固定することで、ムーブメント2に取り付けられる。平面アンテナ40の誘電体基材41は、セラミックで硬く欠けやすいため、地板125との間にはスポンジなどの緩衝材47が介在されている。このため、誘電体基材41が地板125に衝突して破損することを防止できる。
さらに、図6、8に示すように、誘電体基材41の4つの側面のうち、第2回路基板720の外周面に沿った側面41B、つまり外装ケース30からの距離が最も短い側面41Bは、第2回路基板720の外周に沿って略円弧状に外側に膨らんで形成されている。これにより、誘電体基材41が第2回路基板720の外周面から突出しない範囲で誘電体基材41の体積を増加することができる。高誘電体である誘電体基材41の体積を増加できれば、誘電体基材41の波長短縮効果により、等価的に平面アンテナ40を外装ケース30から距離を離したこととなり、平面アンテナ40への金属ケース31の影響を低減することができる。

0048

平面アンテナ40は、第2回路基板720の表面に実装され、第2回路基板720に実装されたGPS−IC501に電気的に接続される。さらに、平面アンテナ40のGND電極を第2回路基板720のグランドパターンに導通させることで、第2回路基板720はグランド板グランドプレーン)として機能する。
さらに、第2回路基板720のグランドパターンを、回路押え板725を介して金属製のケース31や裏蓋34に導通することで、ケース31や裏蓋34もグランドプレーンとして利用できる。本実施形態では、図3、5に示すように、第2回路基板720を押さえる回路押え板725に、裏蓋34に導通するための裏蓋導通バネ725Aを一体に形成しており、第2回路基板720のグランドパターンを、回路押え板725および裏蓋導通バネ725Aを介して裏蓋34およびケース31に導通させることで、グランドプレーンとして利用している。裏蓋34やケース31をグランドプレーンとして利用することで、グランドプレーンの面積を大きくとることができ、アンテナ利得が向上してアンテナ特性を向上できる。また、回路押え板725を加工して設けられる裏蓋導通バネ725Aを、金属製の裏蓋34に導通させているので、裏蓋34をアースとして利用でき、耐静電気性能や受信性能を向上できる。特に、複数の裏蓋導通バネ725Aを設けていれば、耐静電気性能や受信性能を一層向上できる。

0049

回路押え板725には、Aボタン36、Bボタン37の入力を検出するスイッチ入力端子726が形成されている。スイッチ入力端子726は、Aボタン36が当接する当接部726Aと、Bボタン37が当接する当接部726Bとが形成され、各ボタン36、37が押された場合に、各当接部726A、726Bが、第1回路基板710や第2回路基板720の側面に配置された接続端子(図示略)に接触し、ボタン操作を検出できるように構成されている。
また、回路押え板725は、二次電池130が配置される略円形の切欠部727が形成されている。これにより、回路押え板725を二次電池130の裏蓋側に配置する必要が無く、ムーブメント2の厚さ寸法を小さくできる。

0050

[バーアンテナ]
長波標準電波を受信するバーアンテナ150は、図4、8に示すように、アンテナコア151と、アンテナコア151に巻かれたコイル152とで構成されたバーアンテナである。
アンテナコア151は、例えば、磁性箔材としてのコバルト系アモルファス金属箔を、複数枚積層して磁気特性を高めている。アンテナコア151の製造方法は、例えば、前記アモルファス金属箔を型で打ち抜くか、エッチングで形成し、電子時計1の厚さ方向に10〜30枚程接着して重ね合わせる。次に、断面形状が凹型溝型)の樹脂製枠に、アンテナコア151を配置し、アンテナコア151の周囲にコイル152を巻いてバーアンテナ150を製造している。
アンテナコア151は、コイル152が巻かれるコイル巻部と、コイル巻部の長手方向の両端にそれぞれ延長されたリード部とを備えて構成されている。各リード部は、コイル巻部側の基端部から先端部に向かうにしたがって幅寸法が小さくなる先細りの形状とされている。
なお、アンテナコア151としては、積層アモルファス箔に限定されず、軟磁性金属薄帯等でもよい。また、アンテナコア151としては、性能は劣るが安価なフェライトを用いてもよく、この場合には、型等で成形し、熱処理して製造すればよい。
アンテナコア151のコイル巻部に巻回されるコイル152は、長波標準電波(40〜77.5kHz)を受信する場合は、20〜100mH程度のインダクタンス値が必要となる。このため、本実施形態では、コイル152として直径約50μm程度のウレメット線を数百から千数百ターンほど巻いて構成している。
このような構成のバーアンテナ150は、第2回路基板720において、平面視で文字板11の9時位置に実装され、標準電波受信用IC401に電気的に接続されている。

0051

[太陽電池パネル]
太陽電池パネル80は、例えば、透光性を有する表面保護材透明電極(TCO:Transparent Conductive Oxide)、アモルファスシリコン半導体薄膜(a-si)、アルミ製の裏面電極樹脂フィルム基材裏面保護材が積層されて構成されている。
太陽電池パネル80は、図5に示すように、ムーブメント2の平面視において、平面アンテナ40と重なる部分には切欠部810が形成され、バーアンテナ150と重なる部分には切欠部は形成されていない。このため、太陽電池パネル80の透明電極、裏面電極は、平面アンテナ40とは平面的に重ならず、バーアンテナ150とは平面的に重なる。
すなわち、アモルファスシリコン半導体薄膜は厚さ寸法が薄く、各電極の厚さ寸法も数μmと薄いため、長波の標準電波は、フィルム状の太陽電池パネル80を透過し、バーアンテナ150は、透明電極、裏面電極と平面的に重なっても、標準電波を受信できる。
一方、GPS衛星信号の周波数は、約1.5757GHzであり、高周波であるため、長波の標準電波と異なり、太陽電池パネル80の薄い電極でも電波は減衰し、アンテナ特性が低下する。このため、平面アンテナ40が、各電極と平面的に重なっていると、GPS衛星信号を受信できない。

0052

このため、図5に示すように、円板状に形成された太陽電池パネル80は、平面アンテナ40と平面視で重なる部分には切欠部810が形成されている。
太陽電池パネル80には、文字板11のカレンダー小窓15と平面的に重なる開口部820や、指針軸27〜29が挿通される貫通孔831,832、833が形成されている。
さらに、太陽電池パネル80は、複数のセルに分割され、各セルは直列に接続されている。本実施形態の太陽電池パネル80は、図5に示すように、4個のソーラーセルを有し、各ソーラーセルが直列に接続されている。そして、太陽電池パネル80の正極および負極は、コイルバネなどで構成されて地板125の貫通孔に配置された一対の導通部材88によって、第1回路基板710の正極用および負極用の電源端子に導通されている。そして、太陽電池パネル80で発電された電力の二次電池130への充電などは、電源制御IC711の充電制御回路71によって制御される。なお、ソーラーセルの数は、5個以上としてもよく、必要な発電電圧に応じて設定すればよい。

0053

文字板11は、透光性を有するため、時計の表面側から見て、文字板11の裏面側に配置された太陽電池パネル80が透け見える。このため、太陽電池パネル80が配置されている領域と配置されていない領域とで、文字板11の色が違って見える。この色の違いが目立たないように、文字板11にはデザイン的なアクセントをつけてもよい。
さらに、太陽電池パネル80に切欠部810を形成したことで、切欠部810に重なる部分の文字板11の色調が他の部分と違って見えることがある。それを防止するために太陽電池パネル80と同色(例えば紺色や紫色)のプラスチックシートを太陽電池パネル80の下に重ねてもよいし、太陽電池パネル80全体を切り欠かずに、電波遮蔽する電極層を平面アンテナ40と平面的に重なる部分のみ取り除いて、基材となる樹脂フィルム層を残して色調を合わせてもよい。

0054

[カレンダー車]
地板125には、リング状に形成され、表面に日付が表示されたカレンダー車20が配置される。カレンダー車20は、プラスチック等の非導電性部材により形成されている。ここで、カレンダー車20は、平面視において、平面アンテナ40やバーアンテナ150の少なくとも一部と重なっている。なお、カレンダー車としては、日車に限らず、曜日を表示する曜車や、月を表示する月車などでもよい。

0055

[二次電池]
二次電池130は、図4〜6に示すように、平面円形に形成されたリチウムイオン電池である。二次電池130は、駆動機構140、標準電波受信回路部400、GPS受信部500等に電力を供給する。二次電池130は、第2回路基板720の切欠部721に設けられ、前述のとおり、平面視において、平面アンテナ40、バーアンテナ150、ステップモーター141〜145等と重ならない位置に配置されている。
本実施形態の二次電池130は、特に衛星信号の受信時には、10mA以上の電流を流す必要があるため、数十mAhの容量の電池が必要となる。このため、本実施形態では、二次電池130として、直径は9mm程度(本実施形態では文字板11の半径よりも小さい寸法)と小さいが、厚みが4mm程度あるボタン型のリチウムイオン電池を用いている。
二次電池130の直径が小さいため、ムーブメント2の直径を容易に小さくでき、ムーブメント2の小型化に有利となる。このため、前述したように、平面アンテナ40、バーアンテナ150、ステップモーター141〜145のモーターコイルと、二次電池130とは平面的に重ならない配置を採用できる。
また、二次電池130は、第1回路基板710、第2回路基板720、回路押え板725の切欠部718、721、727に配置され、さらに、平面アンテナ40、バーアンテナ150、ステップモーター141〜145と平面的に重ならないため、二次電池130の厚さが4mm程度と比較的大きくても、電子時計1を薄型化できる。

0056

[電子時計の回路構成]
図9は、電子時計1の回路構成を示すブロック図である。
電子時計1は、主に、長波標準電波信号を受信して時刻情報を取得する標準電波受信部4と、衛星信号を受信して時刻情報を取得する衛星信号受信部5と、制御表示部6と、電源供給部7とを含んで構成されている。したがって、本発明において、衛星信号受信部5は、衛星信号(第1信号)を受信する第1受信部であり、標準電波受信部4は、標準電波信号(第2信号)を受信する第2受信部である。

0057

ここで、長波標準電波信号は、図10に示すように、世界において特定のエリアのみで受信できる。すなわち、JJY40およびJJY60は日本を中心とするエリアで受信でき、BPCは中国を中心とするエリア、WWVBはアメリカを中心とするエリア、MSFイギリスを中心とするエリア、DCF77はドイツを中心とするエリアで受信できる。
一方、GPS衛星信号は、長波標準電波の受信エリアに比べて受信可能エリアが圧倒的に広く、地球上のどこでも受信可能である。
この長波標準電波を受信可能な受信エリアに関する情報は、後述する記憶部68に記憶されている。

0058

[長波標準電波信号のタイムコードフォーマット]
長波標準電波信号の時刻情報(タイムコード)は、各国毎に所定の時刻情報フォーマット(タイムコードフォーマット)に合わせて構成されている。
例えば、図11に示す日本の標準電波JJYのタイムコードフォーマットでは、1秒ごとに1つの信号が送信され、60秒で1レコード(1フレーム)として構成されている。つまり、1フレームが60ビットのデータである。また、データ項目として現時刻の分、時、現在年の1月1日からの通算日、年(西下2桁)、曜日および「うるう秒」等が含まれている。各項目の値は、各秒毎(各ビット毎)に割り当てられた数値の組み合わせによって構成され、この組み合わせが信号の種類から判断される。また、通算日のビット列と年のビット列の間には、時に対応するパリティビットPA1と、分に対応するパリティビットPA2が設定されている。なお、図11中「M」で示されるのは正分(毎分0秒)に対応するマーカーであり、「P1〜P5」で示されるのはポジションマーカーであり、予めその位置が定められている信号である。
各項目において「1」を表す信号は約0.5秒のパルス幅の信号であり、「0」を表す信号は約0.8秒のパルス幅の信号であり、各マーカーを示す信号Pは、約0.2秒のパルス幅の信号である。
標準電波信号のタイムコードフォーマットや、各信号のパルス幅(デューティー)は、長波標準電波信号の種類に応じて設定されている。

0059

[衛星信号の航法メッセージ]
図12図14は、航法メッセージの構成について説明するための図である。
図12に示すように、航法メッセージは、全ビット数1500ビットのメインフレームを1単位とするデータとして構成される。メインフレームは、それぞれ300ビットの5つのサブフレーム1〜5に分割されている。1つのサブフレームのデータは、各GPS衛星から6秒で送信される。従って、1つのメインフレームのデータは、各GPS衛星から30秒で送信される。

0060

サブフレーム1には、週番号データや衛星健康状態を含む衛星補正データが含まれている。週番号データは、現在のGPS時刻情報が含まれる週を表す情報である。GPS時刻情報の起点は、UTC(協定世界時)における1980年1月6日00:00:00であり、この日に始まる週は週番号0となっている。週番号データは、1週間単位更新される。衛星健康状態は、その衛星に異常があるか否かを示すコードであり、このコードを確認することで、異常がある衛星の信号を利用することがないように制御できる。

0061

5組のサブフレームのうち、サブフレーム1〜3は各衛星に固有の情報を含んでいるため、毎回同じ内容が繰り返し送信され、具体的には、送信している衛星自身のクロック補正情報や軌道情報(エフェメリス)が含まれている。これに対し、サブフレーム4および5は、全衛星の軌道情報(アルマナック)や電離層補正情報が含まれ、これらはデータ数が多いためにページ1〜25のページ単位に分割されてサブフレームに収容される。すべてのページの内容を送信するには25フレームを必要とするため、航法メッセージの全情報を受信するには12分30秒の時間を要する。

0062

さらに、サブフレーム1〜5には、先頭から、30ビットのTLM(Telemetry word)データが格納されたTLM(Telemetry)ワードと30ビットのHOW(hand over word)データが格納されたHOWワードが含まれている。
従って、TLMワードやHOWワードは、GPS衛星から6秒間隔で送信されるのに対し、週番号データ等の衛星補正データ、エフェメリスパラメーター、アルマナックパラメーターは30秒間隔で送信される。

0063

図13に示すように、TLMワードには、プリアンブルデータ、TLMメッセージ、Reservedビット、パリティデータが含まれている。
図14に示すように、HOWワードには、TOW(Time of Week、「Zカウント」ともいう)というGPS時刻情報が含まれている。Zカウントデータ毎週日曜日の0時からの経過時間が秒で表示され、翌週の日曜日の0時に0に戻るようになっている。つまり、Zカウントデータは、週の初めから一週間毎に示される秒単位の情報である。このZカウントデータは、次のサブフレームデータの先頭ビットが送信されるGPS時刻情報を示す。例えば、サブフレーム1のZカウントデータは、サブフレーム2の先頭ビットが送信されるGPS時刻情報を示す。また、HOWワードには、サブフレームのIDを示す3ビットのデータ(IDコード)も含まれている。すなわち、図12に示すサブフレーム1〜5のHOWワードには、それぞれ「001」、「010」、「011」、「100」「101」のIDコードが含まれている。なお、時刻受信であれば、一つの衛星信号のTOWのみ取得すればよく、時刻情報の受信時間は、条件が良い環境であれば3秒程度である。

0064

[標準電波受信部]
標準電波受信部4は、図9に示すように、バーアンテナ150と、標準電波受信回路部400とを備えている。バーアンテナ150は、長波標準電波(以下、「標準電波」または「標準電波信号」と称す)を受信し、受信した標準電波を標準電波受信回路部400に出力する。標準電波受信回路部400は、バーアンテナ150にて受信した標準電波の受信信号復調して、TCO(Time Code Out:タイムコード出力)信号として、制御表示部6の制御部61に出力する。

0065

標準電波受信回路部400は、標準電波受信用IC401と、フィルター用水晶410とを備えている。標準電波受信用IC401は、同調回路411と、増幅回路412と、ミキサー回路413と、フィルター用水晶410を用いたIF(Intermediate Frequency)増幅回路414と、包絡線検波回路415と、自動利得制御回路としてのAGC(Auto Gain Control)回路416と、二値化回路417と、PLL(phase locked loop)回路418と、VCO(Voltage Controlled Oscillator)419とを備えて構成されている。この標準電波受信回路部400は、標準電波を受信する一般的な回路である。

0066

同調回路411は、コンデンサーを備えて構成され、同調回路411とバーアンテナ150とにより並列共振回路が構成される。この同調回路411により、「JJY(JJY40とJJY60)」、「WWVB」、「DCF77」、「MSF」、「BPC」の各標準電波を選択して受信可能に構成されている。
なお、後述するように、衛星信号受信部5によって電子時計1の位置情報(緯度経度)が得られている場合には、制御部61は、前記位置情報に基づく受信局選択信号を標準電波受信回路部400に出力する。標準電波受信回路部400の同調回路411は、前記制御信号によって受信局を自動的に選択する。
また、衛星信号受信部5によって電子時計1の位置情報が得られていない場合には、ユーザーがリューズ38等の操作部材を操作してタイムゾーン(時差)を選択することで、対応する受信局を選択できる。

0067

増幅回路412は、AGC回路416から入力する信号(AGC電圧)に応じてゲインを調整し、同調回路411から入力する受信信号を一定の振幅増幅してミキサー回路413に入力する。
ミキサー回路413は、前記受信信号をVCO419の信号とミキシングし、IF(Intermediate Frequency:中間周波数)にダウンコンバートする。
IF増幅回路414は、ミキサー回路413から入力する受信信号をさらに増幅し、包絡線検波回路415に出力する。
包絡線検波回路415は、図示しない整流器と、図示しないローパスフィルターLPF:Low-Pass Filter)とを備え、入力した受信信号を整流およびろ波し、ろ波して得られた包絡線信号を、AGC回路416および二値化回路417に出力する。
AGC回路416は、包絡線検波回路415から入力した包絡線信号に基づいて、増幅回路412にて受信信号を増幅する際のゲインを決定する信号を出力する。
二値化回路417は、包絡線検波回路415から入力した包絡線信号と、基準電圧(閾値)とを比較して二値化信号、すなわち、TCO信号を出力する。

0068

[衛星信号受信部]
衛星信号受信部5は、平面アンテナ40と、フィルターSAW)111と、GPS受信部(受信モジュール)500とを含んで構成されている。
フィルター111は、バンドパスフィルターであり、1.5GHzの衛星信号を通過させるものとなっている。また、平面アンテナ40とフィルター111との間に、受信感度を良好にするLNA(ローノイズアンプ)を別途組み込む構成としてもよい。なお、フィルター111がGPS受信部500内に組み込まれる構成としてもよい。

0069

GPS受信部500は、フィルター111を通過した衛星信号を処理するものであり、衛星信号受信用ICであるGPS−IC501と、温度補償回路付き水晶発振回路(TCXO)530と、フラッシュメモリー540とを備えている。
GPS−IC501は、RF部(Radio Frequency:無線周波数)510とベースバンド部520を備える。
RF部510は、PLL回路511、VCO(Voltage Controlled Oscillator)512、LNA(Low Noise Amplifier)513、ミキサー514、IFアンプ515、IFフィルター516、ADC(A/D変換器)517等を備えている。

0070

フィルター111を通過した衛星信号は、LNA513で増幅された後、ミキサー514でVCO512の信号とミキシングされ、IF(Intermediate Frequency:中間周波数)にダウンコンバートされる。
ミキサー514でミキシングされたIFは、IFアンプ515、IFフィルター516を通り、ADC(A/D変換器)517でデジタル信号に変換される。

0071

ベースバンド部520は、DSP(Digital Signal Processor)521、CPU(Central Processing Unit)522、RTC(リアルタイムクロック)523、SRAM(Static Random Access Memory)524を備えている。また、ベースバンド部520には、温度補償回路付き水晶発振回路(TCXO)530やフラッシュメモリー540等も接続されている。
そして、ベースバンド部520は、RF部510のADC517からデジタル信号が入力され、相関処理測位演算等を行うことにより、衛星時刻情報測位情報を取得できるようになっている。
なお、PLL回路511用のクロック信号は、TCXO530から生成されるようになっている。

0072

フラッシュメモリー540には、測位情報(緯度データおよび経度データ)と時差データ(タイムゾーンデータ)とを関連づけた時差データベースが記憶されている。したがって、衛星信号の受信よって測位情報を算出できれば、その緯度・経度データと、時差データベースとから受信した地点の時差(タイムゾーン)を検出して設定できる。なお、フラッシュメモリー540の代わりにEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)を用いてもよい。
また、本実施形態では、時差データベースをGPS受信部500のフラッシュメモリー540に記憶していたが、制御表示部6の制御部61内にEEPROMやフラッシュメモリーなどの不揮発性メモリーを設け、この不揮発性メモリーに時差データベースを記憶してもよい。

0073

[制御表示部]
制御表示部6は、制御部(CPU)61と、指針21〜26等の駆動を実施する駆動回路62と、水晶振動子63と、時刻表示部および情報表示部等とを備えている。
制御部61は、RTC66、ROM67、記憶部68を含んで構成されている。RTC66は、水晶振動子63から出力される基準信号を用いて、内部時刻情報を計時している。このため、RTC66によって時刻情報生成部が構成されている。ROM67は、制御部61で実行される各種プログラムが記憶されている。
記憶部68は、GPS受信部500から出力される衛星時刻情報や測位情報と、標準電波受信回路部400から出力されるTCO(標準電波の時刻情報)とを記憶する。

0074

制御部61は、標準電波受信部4および衛星信号受信部5に制御信号を出力することで、標準電波受信部4および衛星信号受信部5を切り換え起動させる。GPS衛星信号は、長波標準電波に比べて、周波数は約1.5GHzと高く、受信信号の強度は1/100程度と微弱である。このため、衛星信号受信部5によるGPS衛星信号の受信処理は、標準電波受信部4による標準電波の受信処理に比べて約500倍もの電力を必要とする。
このため、制御部61は、標準電波受信部4および衛星信号受信部5を同時に作動することはせず、切り換えて起動する。
本実施形態の電子時計1は、上述のような標準電波受信部4、衛星信号受信部5および制御表示部6を備えていることで、長波標準電波送信所Rから受信した標準電波信号に基づいて時刻情報を自動的に修正でき、GPS衛星Sから受信した衛星信号に基づいて時刻表示を自動的に修正することができる。

0075

[電源供給部]
電源供給部7は、太陽電池パネル80、充電制御回路71、二次電池130、第1電圧変換部72、第2電圧変換部73、電圧検出回路74を含んで構成されている。

0076

太陽電池パネル80は、光が入射して発電すると、その光発電により得られる電力を、充電制御回路71を通じて二次電池130に供給して二次電池130を充電する。
二次電池130は、第1電圧変換部72を介して制御表示部6および標準電波受信回路部400に駆動電力を供給し、第2電圧変換部73を介してGPS受信部500に駆動電力を供給する。したがって、二次電池130によって駆動電力を供給する電源手段が構成されている。

0077

電圧検出回路74は、二次電池130の電圧をモニターし、制御部61に出力する。したがって、電圧検出回路74によって、電源手段である二次電池130の電池残量を検出する電池残量検出部が構成されている。制御部61は、電圧検出回路74で検出された電池電圧が入力されるため、二次電池130の電圧を把握して受信処理を制御できる。
また、充電制御回路71は、制御部61からの制御により、太陽電池パネル80と二次電池130とを切断した状態で、太陽電池パネル80の電圧を電圧検出回路74で検出するように制御できる。この場合、電圧検出回路74は、二次電池130の電圧に影響されることなく、太陽電池パネル80の発電電圧(発電量)を検出できる。したがって、電圧検出回路74は、太陽電池パネル80の発電量を検出する発電量検出部を構成し、この発電量は制御部61に入力される。このため、制御部61は、太陽電池パネル80の発電量に基づいて、電子時計1が屋外に配置されているか否かを判定できる。

0078

[制御部の構成]
次に、図15に基づいて、制御部61の構成について説明する。図15は、主に制御部61において実行されるプログラムで実現される機能ブロックである。
制御部61は、時刻情報修正部610と、表示制御部620と、電圧検出制御部630と、受信処理部640とを備える。
時刻情報修正部610は、衛星信号受信部(第1受信部)5を作動して衛星信号(第1信号)を受信し、受信した衛星信号から時刻情報を取得して、内部時刻情報を修正する第1時刻修正処理部611と、標準電波受信部(第2受信部)4で受信した標準電波信号(第2信号)から時刻情報を取得して、内部時刻情報を修正する第2時刻修正処理部615とを備える。

0079

第1時刻修正処理部611は、測時処理部612と、測位処理部613とを備える。
測時処理部612は、衛星信号受信部(第1受信部)5を作動して少なくとも1つの衛星信号(第1信号)を受信し、受信した衛星信号から時刻情報を取得して、内部時刻情報を修正する。
測位処理部613は、衛星信号受信部(第1受信部)5を作動して複数の位置情報衛星から衛星信号(第1信号)を受信し、受信した複数の衛星信号に基づいて測位を行い、測位結果に基づいて得られた時刻情報に基づいて、内部時刻情報を修正する。

0080

第2時刻修正処理部615は、標準電波受信部4を作動して標準電波信号を受信し、受信した標準電波信号から時刻情報を取得して、内部時刻情報を修正する。
なお、第1時刻修正処理部611、第2時刻修正処理部615は、測時処理部612による測時受信処理、測位処理部613による測位受信処理、第2時刻修正処理部615による標準電波受信処理が成功したか否かを判定する機能も備えている。
例えば、測時受信処理時には、測時処理部612は、受信した衛星信号から取得した時刻情報(Zカウント)と、RTC66の時刻データとを比較する。これらの差が大きい場合は、誤修正防止のために次のサブフレームのZカウントを取得して両者のZカウントを比較したり、捕捉した衛星が複数あれば、複数の衛星から取得した各Zカウントを比較したりして、取得した時刻データの整合が取れたかを判定する。測時処理部612は、時刻データの整合が取れたと判定した場合に、時刻修正を行う。
測位処理部613、第2時刻修正処理部615においても同様に時刻データの整合判定を行い、整合が取れている場合に時刻修正を行う。

0081

表示制御部620は、通常モードにおいては、内部時刻情報に基づいて駆動回路62を制御し、指針21〜23でローカルタイムの時刻(時、分、秒)を表示し、指針24,25でホームタイムの時刻(時、分)を表示する。また、表示制御部620は、指針26の表示を電池残量や受信制御状態等に応じて制御する。
電圧検出制御部630は、電圧検出回路74を作動して二次電池130の電圧つまり電池残量や、太陽電池パネル80の発電量を検出する。電圧検出制御部630は、一定時間間隔で電圧検出回路74を作動して電圧を検出する。電圧検出制御部630は、充電制御回路71の動作も制御する。

0082

[受信処理部]
受信処理部640は、手動受信処理部641と、自動受信処理部645とを備える。
手動受信処理部641は、外部操作部材(Aボタン36、Bボタン37)による所定の受信操作を検出して手動受信処理を実行するものである。このため、手動受信処理部641は、外部操作部材により測時受信操作が行われた場合は、測時処理部612によって手動受信処理を実行し、外部操作部材により測位受信操作が行われた場合は、測位処理部613によって手動受信処理を実行する。
具体的な測時受信操作および測位受信操作は、電子時計1に設けられた外部操作部材の数や種類に応じて設定すればよい。例えば、測時受信操作は、Aボタン36を押すことであり、測位受信操作はBボタン37を押すことのように、異なる外部操作部材の操作で各受信操作を判定してもよい。また、Aボタン36を第1所定時間(例えば3秒以上、6秒未満)押すことを測時受信操作とし、Aボタン36を第1所定時間よりも長い第2所定時間(例えば6秒以上)押すことを測位受信操作としてもよい。

0083

なお、本実施形態では設定されていないが、手動受信処理部641は、外部操作部材により標準電波受信操作が行われた場合は、第2時刻修正処理部615によって標準電波信号の手動受信操作を行ってもよい。この場合、標準電波受信操作は、例えば、電子時計1にボタン36、37とは異なるボタンを設けてそのボタンを押すものとしてもよいし、Aボタン36を第3所定時間(例えば、1秒以上、3秒未満)押すものとしてもよい。
この場合、第1時刻修正処理部611によって手動受信処理を実行する操作(測時受信操作または測位受信操作)が第1の操作となり、第2時刻修正処理部615によって手動受信処理を実行する操作が第2の操作となる。

0084

[受信処理]
次に、本実施形態における制御部61による受信処理について、図16〜19に基づいて説明する。なお、電圧検出回路74は、電圧検出制御部630の制御によって一定間隔、例えば60秒間隔で作動される。電圧検出回路74が60秒間隔で二次電池130の電池電圧を検出するため、制御部61は、常時、二次電池130の電池残量(蓄電量)の状態を把握している。
また、電圧検出制御部630は、二次電池130の電池電圧として、標準電波の受信処理に比べて消費電流が大きいGPS衛星信号の受信処理を行っても制御部61がシステムダウンしない電圧を所定値に設定する。なお、所定値は、通常、測位受信処理を行っても制御部61がシステムダウンしない電圧に設定する。例えば、前記所定値は3.6Vであり、この値は、二次電池130の放電特性に基づいて設定すればよい。
なお、本実施形態では、二次電池130の電池電圧を検出することで、二次電池130の電池残量を検出していたが、例えば、二次電池130に対する充放電電流の検出手段も追加して、充放電電流量と電池電圧との組合せで判断すればより電池残量の検出精度が高まる。

0085

制御部61は、電池残量検出部である電圧検出回路74によって二次電池130の電池電圧(蓄電量)を60秒毎に検出し、予め設定された所定値以上であるかを判定する(S1)。
制御部61は、電池電圧が所定値未満であり、S1でNOと判定すると、手動受信処理部641によるGPS衛星信号の受信操作の判定を行わない。このため、電池電圧が所定値未満の場合に、Aボタン36やBボタン37を操作しても、受信処理が開始することはない。
制御部61は、S1でNOと判定すると、自動受信処理部645を作動し、自動受信処理部645は、RTC66で計時している内部時刻(現在時刻)が、予め設定された標準電波定時受信時刻であるかを判定する(S2)。標準電波定時受信時刻は、ノイズが少ない時間帯である午前2時や午前4時などに設定されている。また、標準電波定時受信時刻は、午前2時、午前3時、午前4時のように、複数の時刻を設定してもよい。この場合、午前2時で受信処理に失敗した場合には、午前3時でも受信処理を行い、午前3時も受信処理に失敗した場合には、午前4時に受信処理を行うようにすればよい。

0086

自動受信処理部645は、内部時刻が標準電波定時受信時刻ではなかった場合は、S2でNOと判定し、S1の処理に戻る。一方、自動受信処理部645は、内部時刻が標準電波定時受信時刻になった場合に、S2でYESと判定する。この場合、制御部61は、駆動回路62により各指針21〜26の運針を停止する(S3)。ステップモーター141〜145の駆動時に発生するノイズが、長波標準電波の受信に悪影響を与えるためである。この際、指針26等で標準電波の受信中であることを表示してもよい。
次に、自動受信処理部645は、標準電波の受信処理を開始する(S20)。この標準電波の受信処理は後述する。

0087

制御部61は、電池電圧が所定値以上であり、S1でYESと判定すると、手動受信処理部641により所定操作Aが行われたか否かを判定する(S4)。また、手動受信処理部641は、S4でNOと判定すると、所定操作Bが行われたか否かを判定する(S5)。ここで、所定操作Aは、通常、4機以上のGPS衛星Sから衛星信号を受信して現在位置の情報を算出する測位受信処理を行う測位受信操作である。所定操作Bは、少なくとも1機のGPS衛星Sから衛星信号を受信して現在時刻の情報を取得する測時受信処理を行う測時受信操作である。
所定操作Aは、Aボタン36を押した場合に実行され、所定操作Bは、Bボタン37を押した場合に実行される。なお、1つのボタンの操作で、所定操作A、所定操作Bを行う場合は、Aボタン36やBボタン37を押す時間を変更することで入力操作を切り換えることができる。例えば、手動受信処理部641は、Aボタン36を3秒以上、6秒未満押し続けると所定操作Aが行われたと判定し、Aボタン36を6秒以上押し続けると所定操作Bが行われたと判定することもできる。

0088

制御部61は、S4、S5で共にNOと判定した場合、つまり測位受信処理または測時受信処理を実行する手動操作が行われなかった場合は、S2の判定処理を行う。
一方、制御部61は、S5でYESと判定した場合、指針26を「1」の位置に移動し、GPS時刻受信(測時受信)モードでのGPS衛星信号の受信中であることを表示する(S6)。次に、手動受信処理部641は、GPS時刻受信処理を開始する(S40)。
また、制御部61は、S4でYESと判定した場合、指針26を「4+」の位置に移動し、GPS測位受信(測位受信)モードでのGPS衛星信号の受信中であることを表示する(S7)。次に、手動受信処理部641は、GPS測位受信処理を開始する(S50)。
したがって、本実施形態の受信処理部640は、電子時計1が予め設定した標準電波の受信時刻になると、長波標準電波の受信処理(S20)を実行し、ユーザーによって所定操作A,Bが行われた場合には、GPS測位受信処理(S50)、GPS時刻受信処理(S40)を実行する。

0089

[自動受信処理(標準電波受信処理)]
次に、制御部61(自動受信処理部645)が実行する自動受信処理である標準電波受信処理(S20)について図17に基づいて説明する。
自動受信処理部645は、定時受信時刻であるか否かを確認する(S21)。図16のS2で定時受信時刻であると判定しているため、通常、S21においてもYESと判定される。なお、本実施形態では、標準電波の定時受信時刻であるかを、図16のS2と、図17のS21とで判定しているが、S2のみで判定し、S21の判定処理を無くしてもよい。
自動受信処理部645は、S21でYESと判定すると、第2時刻修正処理部615を作動して標準電波の受信処理を開始し、第2時刻修正処理部615は標準電波受信回路部400を起動する(S22)。次に、第2時刻修正処理部615は、受信局(標準電波の種類)を選択する(S23)。受信局は、前述のとおり、測位受信処理で得られた位置情報や、ユーザーの選択で設定されたタイムゾーンデータに基づいて選択される。また、前回の受信処理に成功している場合には、前回の受信局が設定される。

0090

次に、第2時刻修正処理部615は、二値化回路417から出力されるTCO信号に基づいて秒同期処理を行う(S24)。第2時刻修正処理部615は、入力されたTCO信号の立ち上がりタイミングが1秒間隔になったかを確認することで、秒同期を確立する。

0091

S24で秒同期に失敗したと判定した場合(S24でNO)、第2時刻修正処理部615は、すべての局の受信が終了したかを判断する(S25)。そして、S25でNOの場合、第2時刻修正処理部615は、S23の受信局選択に戻って他の局を選択し、処理を続行する。なお、S25で判定する「すべての局」とは、電子時計1において受信可能な標準電波のすべて(例えば、JJY40、JJY60、WWVB、BPC、DCF77、MSFを受信可能に設定されている場合、これらのすべての局)でもよいし、測位受信時に得られた位置情報に基づいて受信可能な局のみ(例えば、位置情報がロンドンであれば、MSFと、DCF77の2つの局)でもよい。
第2時刻修正処理部615は、S25でYESと判定した場合、標準電波を受信できる状態ではないと判断し、受信を終了し(S26)、図16のS3で停止していた運針を再開し、通常運針に戻る(S27)。

0092

第2時刻修正処理部615は、S24で秒同期に成功したと判定した場合、タイムコードの0秒位置を示すマーカーを取得してフレーム同期を行う(S28)。例えば、日本の標準電波JJYでは、P0およびMのマーカーが連続する部分がタイムコードの開始時点となり、この連続するマーカーを検出することでフレーム同期を確立することができる。

0093

マーカーを取得してフレーム同期が確立すると、第2時刻修正処理部615は、二値化回路417から出力されるTCO信号をデコードしてタイムコード(TC)を取得する(S29)。
次に、第2時刻修正処理部615は、受信開始から所定時間(たとえば5分)経過したかを判断する(S30)。S30でYESの場合、それ以上、受信処理を継続しても標準電波を受信できる状態ではなく、電力を無駄に消費してしまうと判断し、第2時刻修正処理部615は、受信を終了し(S26)、通常運針に戻る(S27)。

0094

第2時刻修正処理部615は、S30でNOと判断した場合、時刻データが整合するかを判断する(S31)。すなわち、第2時刻修正処理部615は、パリティビットによるチェックや、時刻データが存在しない時刻になっていないか等を判断する。
第2時刻修正処理部615は、S31でYESと判断した場合、3フレームデータが一致するかを判断する(S32)。第2時刻修正処理部615は、3つの連続するタイムコードを取得して得られた各時刻データが1分間隔である場合、3フレームデータが一致すると判断する。

0095

第2時刻修正処理部615は、S31やS32でNOと判断した場合、S29のタイムコード取得処理に戻る。
第2時刻修正処理部615は、S32でYESと判断した場合、正確なTCが取得されたため、標準電波の受信動作を終了させる(S33)。この後、第2時刻修正処理部615は、取得したTCで内部時刻を修正し(S34)、通常運針に戻る(S27)。
以上により、定時受信時刻になると自動的に実行される標準電波受信処理S20が終了する。この標準電波受信処理S20が終了すると、制御部61は、図16のS1に戻って処理を継続する。

0096

[GPS時刻受信処理(測時受信処理)]
次に、図18に示す測時受信処理(S40)について説明する。測時受信処理は、制御部61の測時処理部612がGPS受信部500を制御して実行する。測時処理部612は、測時受信処理を実行すると、まず、指針26で「1」を指示して時刻受信中であることを表示し、衛星信号受信部5を作動して時刻受信を開始する(S41)。
測時処理部612によって測時受信処理を指示されたGPS受信部500は、衛星サーチを開始する(S42)。そして、GPS受信部500は、衛星を捕捉できたか否かを判断する(S43)。GPS受信部500は、S43で衛星を捕捉できていないためにNOと判断した場合、測時受信開始からの経過時間が、衛星捕捉用の所定のタイムアウト時間(例えば、15秒)になったか否かを判断する(S44)。

0097

GPS受信部500は、S44でタイムアウト時間を経過してタイムアウトになった場合(S44でYES)には受信を終了し(S45)、制御部61は指針26を電池残量表示として通常運針に戻す(S46)。なお、GPS衛星信号の周波数は、約1.5GHzと高周波であり、モーターノイズの影響を受けないため、本実施形態では、衛星信号の受信中も、指針21〜23の運針を継続させているが、標準電波受信処理と同様に、運針を停止させてもよい。
一方、GPS受信部500は、S44でタイムアウトになっていない場合(S44でNO)には、S42の衛星サーチ処理を継続する。

0098

GPS受信部500は、S43で衛星を捕捉できたと判断した場合(S43でYES)は、捕捉できたGPS衛星Sに関する情報(以下、衛星データという)を、記憶部68に記憶する。記憶部68には、過去の受信時に捕捉した衛星データが、受信時間帯と共に記憶されており、同じ時間帯(例えば1時間単位)にGPS衛星Sを捕捉した場合には、その衛星データを更新して記憶する。記憶部68に記憶された衛星データは、S42の衛星サーチ時に利用される。すなわち、一般的に位置情報衛星(例えば、GPS衛星)は、略12時間で地球を一周しており、地球も自転をしていることから、同じ場所で同じ時間(例えば、24時間後)に位置情報衛星を探索すれば、過去(例えば、前回)に捕捉した位置情報衛星と同一の位置情報衛星を捕捉できる可能性が高い。このため、S42の衛星サーチ時に、記憶部68に同じ時間帯で捕捉でした衛星データが存在する場合は、その衛星のサーチを優先させることで、短時間でGPS衛星Sを捕捉できる確率が向上する。従って、測時処理部612は、S42の衛星サーチ時に、記憶部68に記憶された衛星データを参照し、同じ時間帯の衛星データが記憶されている場合は、その衛星のサーチを優先して行い、衛星データが記憶されていない場合は、予め決められた順番でGPS衛星Sのサーチを行う。

0099

GPS受信部500は、時刻データ(Zカウント)が取得できたか否かを判断する(S48)。なお、複数の衛星を捕捉できている場合には、信号強度(SNR)が高い衛星信号から時刻データを取得してもよいし、複数の衛星からそれぞれ時刻データを取得し、時刻データの整合性を確認して時刻データの取得成功を判断してもよい。
GPS受信部500は、S48でNOと判断した場合、所定のタイムアウト時間(例えば60秒)を経過したか否かを判断する(S49)。GPS受信部500は、S49で「NO」と判断した場合、S48の処理を繰り返す。GPS衛星信号では、Zカウントは6秒間隔で受信できるため、S49のタイムアウト時間が60秒であれば、タイムアウトになるまでにZカウントを最大で10回受信することができる。
GPS受信部500は、S49でタイムアウトになった場合(S49でYES)、受信処理を終了し(S45)、通常運針に戻る(S46)。

0100

一方、S48で時刻データが取得できていた場合(S48でYES)、測時処理部612は、取得した時刻データ(Zカウント)の整合性を確認する(S50)。具体的には、測時処理部612は、最初のZカウントを取得した時点では、そのZカウントを制御部61のRTC66の時刻データと比較し、その差が所定値以内であるか否かで整合がとれているかを確認する(S50)。なお、S50では、比較した時刻の差があまりにも大きい場合(例えば、5秒以上の差がある場合)には、整合が取れていないと判定する。
そして、S50でNOと判定された場合、測時処理部612は、S49、S48、S50の処理を繰り返す。したがって、取得したZカウントが内部時刻と整合していない場合には、測時処理部612は、次の6秒後のサブフレームのZカウントを取得することになる。
測時処理部612は、複数のZカウントを取得した場合には、複数のZカウント同士で整合が取れている場合、つまり6秒間隔のデータとなっている場合には、取得したZカウント(時刻データ)の整合が取れている(S50でYES)と判定する。

0101

測時処理部612は、S50でYESと判断した場合は、受信を終了する(S51)。時刻情報修正部610は、取得した時刻データに基づいて時刻情報を修正する(S52)。時刻情報修正部610が時刻情報を修正すると、表示制御部620は、修正した時刻情報に基づいて、駆動回路62を介して指針21〜23の表示を修正し、指針26も電池残量表示に戻して、通常運針に戻る(S46)。
以上により、所定操作Aが行われた場合の測時受信処理が終了する。この測時受信処理が終了すると、制御部61は、図16のS1に戻って処理を継続する。

0102

[GPS測位受信処理(測位受信処理)]
次に、測位受信処理S50について、図19を参照して説明する。
測位受信処理S50が開始されると、表示制御部620は、測位受信中であることを指針26で指示する(S51)。すなわち、表示制御部620は、測位受信処理中は、第2サブダイヤル13に表示された「4+」の記号を指針26で指示する。また、測位処理部613は、GPS受信部500に制御信号を出力して測位受信処理を開始する(S51)。

0103

測位受信開始が指示されると、GPS受信部500(ベースバンド部520)は、衛星サーチ処理を行う(S52)。
GPS受信部500は、衛星サーチ処理において、衛星信号の受信レベルが予め設定された所定レベル以上の場合に、そのGPS衛星Sを捕捉できたものと判断する。
そして、GPS受信部500は、測位を行うために必要な所定数(少なくとも3個、通常は4個)以上の衛星信号を捕捉できたかを判断する(S53)。

0104

GPS受信部500は、S53で「NO」と判断した場合、衛星サーチ処理用のタイムアウト時間を経過したかを判断する(S54)。この衛星サーチ処理用のタイムアウト時間は、例えば15秒である。
GPS受信部500は、S54で「NO」と判断した場合、S52の衛星サーチ処理を継続する。
また、GPS受信部500は、S54で「YES」と判断した場合、測位受信処理を終了し(S55)、制御部61は通常運針に戻す(S56)。この場合、電子時計1は、GPS衛星Sを捕捉できない環境に配置されていると判断し、受信処理を継続して二次電池130の電力を消費することを避けるためである。

0105

GPS受信部500は、S53で「YES」と判断した場合、捕捉した衛星信号から衛星軌道データ(エフェメリス)を取得できたかを判断する(S57)。
GPS受信部500は、S57で「Yes」と判断した場合、取得した衛星軌道データに基づいて測位計算を行い、測位計算を完了したかを判断する(S58)。

0106

GPS受信部500は、S57,S58で「No」と判断した場合、測位計算用のタイムアウト時間を経過したかを判断する(S59)。この測位計算用のタイムアウト時間は、例えば120秒である。
GPS受信部500は、S59でタイムアウトであると判定すると(S59でYES)、受信処理を終了し(S55)、制御部61は通常運針処理に戻す(S56)。
一方、GPS受信部500は、S59でタイムアウトではないと判定した場合(S59でNO)は、S57に戻り処理を継続する。

0107

GPS受信部500は、S58で「Yes」と判定した場合、受信処理を終了し(S60)、測位計算によって算出された測位情報に対応する時差情報を、フラッシュメモリー540に記憶された時差データベースから読み出し、制御部61に出力する(S61)。
制御部61の時刻情報修正部610は、GPS受信部500から出力された時差情報を用いて時刻情報を修正し、表示制御部620は修正された時刻を指針21〜23で表示する(S62)。その後、制御部61は、通常運針処理を行う(S56)。
以上により、自動受信条件に該当した場合の測位受信処理が終了する。この測位受信処理が終了すると、制御部61は、図16のS1に戻って処理を継続する。

0108

[長波標準電波の手動受信処理]
長波標準電波の受信は、数分の時間が必要で有り、かつ、受信中はステップモーター141〜145を停止して指針21〜23の運針を停止する必要がある。このため、長波標準電波の手動受信機能は、ユーザーの利便性が低下するため、必ずしも設ける必要は無い。本実施形態の電子時計1においても、長波標準電波に関しては、自動受信処理のみを設定している。ただし、GPS衛星信号が受信できない屋内環境において、緊急で表示時刻を正しい時刻に修正したい場合に備えて、長波標準電波の手動受信機能を設けてもよい。

0109

[GPS衛星信号の自動受信処理]
本実施形態では、GPS衛星信号は、ユーザーによる所定操作A、Bが行われた場合のみ受信処理を行っているが、予め設定された時刻になった場合や、電子時計1を装着したユーザーが屋外にいると判定した場合に、測時受信処理S40を自動的に実行することも考えられる。ただし、定時自動受信の時刻を、通勤通学時にユーザーが屋外にいる時刻に設定した場合、通勤、通学がない週末に、定時自動受信ができない可能性が高い。また、1万ルクス程度以上の光を太陽電池パネル80で受光した場合の太陽電池での発電電圧を検出して、電子時計1が屋外に配置されていると判定して自動受信を開始する場合も、屋内で窓から入射する太陽光を受光して自動受信を開始した場合に、受信に失敗する可能性があり、常に受信に成功するものではない。GPS衛星信号は、屋内では減衰して平面アンテナ40で受信できないため、本実施形態では、GPS衛星信号の自動受信機能は設けずに、毎日の自動受信は、GPS衛星信号の受信処理に比べて消費電力が小さい長波標準電波の受信処理のみを行うように設定した。

0110

[第1実施形態の作用効果]
第1実施形態では、自動受信処理部645は、第2時刻修正処理部615による自動受信処理を行い、第1時刻修正処理部611による自動受信処理は行わない。このため、衛星信号の受信処理に比べて消費電力が大幅に小さい標準電波の受信処理のみが自動的に実行されるため、時刻情報の自動受信処理に必要な消費電力を低減できる。したがって、電子時計1に組み込む二次電池130の容量も小さくできて二次電池130を小型化でき、電子時計1も容易に小型化できる。
また、標準電波の自動受信処理は、衛星信号の自動受信処理に比べて受信確率を向上しやすいため、自動受信処理に成功する確率も向上でき、時刻情報を自動的に修正できる確率も向上し、ユーザーの利便性を向上できる。

0111

衛星信号の受信処理を実行する第1時刻修正処理部611は、手動受信処理部641により、ユーザーがAボタン36、Bボタン37等の外部操作部材で所定の操作を行った際に受信処理を実行する。このため、ユーザーが、屋外などの衛星信号の受信に適した環境で受信操作を意図的に行った場合に衛星信号の受信処理を実行できるため、衛星信号の受信成功確率も向上できる。

0112

標準電波は自動受信処理によって受信され、手動操作で受信されるのは衛星信号であるため、手動受信操作を絞ることができ、ユーザーにとって受信操作が理解しやすくなり、操作性も向上できる。

0113

手動受信処理部641は、所定操作Aがあった場合は測位処理部613による受信処理を実行し、所定操作Bがあった場合は測時処理部612による受信処理を実行するため、ユーザーは、測位処理または測時処理のいずれを実行するのかを、外部操作部材の操作の仕方によって選択できる。このため、測位処理はユーザーが必要と判断した場合のみ実行することができ、不要な測位処理を実行してしまうことを防止でき、電力を無駄に消費することも防止できる。

0114

電子時計1に、衛星信号受信部5と標準電波受信部4との2種類の電波を受信する受信部を設けたので、時刻情報を取得できる確率を向上できる。
また、電子時計1の外装ケース30内に配置される部品のうち、比較的厚さ寸法が大きな部品である平面アンテナ40、バーアンテナ150、二次電池130を互いに平面的に重ならない位置に配置したので、電子時計1を薄型化できる。
さらに、ステップモーター141〜145を、平面アンテナ40、バーアンテナ150、二次電池130と平面的に重ならない位置に配置したので、さらに電子時計1を薄型化できる。

0115

太陽電池パネル80に切欠部810を形成し、太陽電池パネル80の電極と平面アンテナ40とが平面的に重ならないように配置したので、平面アンテナ40でのアンテナ特性の劣化を防止できる。
また、太陽電池パネル80の電極と、バーアンテナ150とは平面的に重ねているので、ソーラーセルの面積を大きくでき、発電量を確保できる。

0116

第2回路基板720に、各アンテナ40、150と、各アンテナ40,150の受信用のIC(GPS−IC501、標準電波受信用IC401)とをまとめて実装しているので、各アンテナ40、150から受信用IC401,501までの信号経路を短くでき、アンテナで受信した信号にノイズが影響する可能性を低くできる。このため、各受信用ICは、ノイズの影響が軽減された信号を処理でき、正しい時刻情報を取得できる可能性も向上できる。
また、第2回路基板720とは異なる第1回路基板710に、電源制御IC711と、ステップモーター141〜145の駆動制御用のCPU−IC712を設けたので、第2回路基板720と第1回路基板710とを離して配置でき、ステップモーター141〜145の駆動信号などが受信信号に影響することも防止できる。

0117

電池残量を表示する指針26および第2サブダイヤル13を備え、受信開始時に電池残量を表示することができる。この場合、ユーザーは電池残量が低いために受信処理が実行されなかったことを把握できる。したがって、受信に失敗した理由をユーザーが把握できるので、電池を充電して受信条件に該当するように対応することもでき、利便性を向上できる。
表示制御部620は、指針26によって、測位受信中、測時受信中であることをそれぞれ表示できるので、ユーザーは、現在の受信モードを容易に確認できる。

0118

電源供給部7は、太陽電池パネル80および二次電池130を備えているので、仮に電池残量が各所定値未満に低下して受信処理を実行できなかった場合には、ユーザーが太陽電池パネル80による発電を意識的に行うことで、二次電池130を充電することができる。したがって、再度受信操作を行った場合に、電池残量が各所定値以上になっていれば、受信処理を実行することができる。

0119

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態について、図20、21を参照して説明する。なお、第2実施形態において、第1実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
第2実施形態の電子時計1Bは、外部磁界の影響を軽減するための耐磁板91、92が設けられている点と、扁平な二次電池130Bを用いた点が第1実施形態の電子時計1と相違する。

0120

[耐磁板]
近年、スマートフォンなどの携帯端末用のケースに、高性能磁石が多く使われるようになり、腕時計にも耐磁性が求められている。このため、外部磁界を迂回させて、ステップモーター141〜145の誤動作を防止するために、電子時計1Bのムーブメント2Bでは、図20に示すように、純鉄などの高透磁率材からなる第1耐磁板91および第2耐磁板92が、平面的にステップモーター141〜145と重なる位置に配置されている。なお、各ステップモーター141〜145は、コアに巻回されたコイルと、ステーターと、ローターとを備える。これらのうち、コイル部分は外部磁界の影響を受けにくいので、耐磁板91、92とは必ずしも平面的に重ならなくてもよい。従って、耐磁板91、92は、ステップモーター141〜145の少なくとも一部に平面的に重なり、特に、ステーターやローターと平面的に重なることが好ましい。

0121

第1耐磁板91は、太陽電池パネル80の裏面側(裏蓋34側)であり、地板125およびカレンダー車20の時計表面側(カバーガラス33側)に配置されている。この第1耐磁板91は、ステップモーター141〜145の表面(文字板11側の面)をほぼ覆うように配置される。
第1耐磁板91には、文字板11のカレンダー小窓15と平面的に重なる切欠部や、指針軸27〜29が配置される貫通孔が形成されている。第1耐磁板91において、前記平面アンテナ40やバーアンテナ150と平面視で重なる領域も切欠部とされている。

0122

第2耐磁板92は、輪列受け127や第1回路基板710の時計裏面側(裏蓋34側)であり、スペーサー128、第2回路基板720や二次電池130Bよりも時計表面側に配置されている。これにより、第2耐磁板92は、ステップモーター141〜145の裏面(裏蓋34側の面)をほぼ覆うように配置される。
第2耐磁板92においても、前記平面アンテナ40およびバーアンテナ150と平面視で重なる領域は切欠部とされている。
したがって、第1耐磁板91および第2耐磁板92は、平面アンテナ40およびバーアンテナ150とは、平面的に重ならないように構成されている。
なお、電子時計1Bでは、ステップモーター141〜145を挟んで配置される第1耐磁板91、第2耐磁板92の2枚の耐磁板を設けていたが、いずれか一方の耐磁板のみを設けてもよい。ただし、2枚の耐磁板91、92でステップモーター141〜145を挟んだほうが、耐磁性能を向上できる。

0123

図20、21に示すように、二次電池130Bは、例えば、直径20mm程度(本実施形態では文字板11の半径よりも大きい寸法)、厚み1.6mm程度のコイン型電池で構成されている。薄型の二次電池130Bは、ステップモーターと平面的に重ねて配置できる。電子時計1Bでは、図21に示すように、ステップモーター141、143、145と、二次電池130Bとを平面的に重ねて配置している。このため、多機能で多モーターを必要とする機種に適している。

0124

[第2実施形態の作用効果]
このような第2実施形態の電子時計1Bにおいても、第1実施形態の電子時計1と同様の作用効果を奏することができる。
また、複数のステップモーター141〜145のうち、第1ステップモーター141、第3ステップモーター143、第5ステップモーター145の3つのモーターを、二次電池130Bと平面的に重なる位置に配置したので、すべてのステップモーター141〜145を二次電池130Bと平面的に重ならないように配置する場合に比べて、外装ケース30の平面サイズを小さくし易くでき、電子時計1を容易に小型化できる。
さらに、ステップモーター141〜145および二次電池130Bは、平面アンテナ40およびバーアンテナ150に比べると厚さ寸法を小さくできるため、ステップモーター141、143、145を二次電池130Bと平面的に重ねても、ステップモーター141〜145を各アンテナ40,150と重ねる場合に比べて、電子時計1の厚さ寸法を小さくでき、電子時計1を薄型化できる。

0125

さらに、ステップモーター141〜145を二次電池130Bと平面的に重ねた場合、金属製の電池130Bが耐磁板としても機能するため、ステップモーター141〜145が外部磁界の影響を受けて誤動作することも防止できる。
その上、複数の指針軸27〜29のうち、指針軸27,28は二次電池130Bと平面的に重なる位置に配置したので、指針軸27,28に指針21〜25を押し込んで取り付ける場合に、指針軸27,28に加わる力を二次電池130Bで支持することができる。すなわち、輪列受け127、第1回路基板710、第2耐磁板92、スペーサー128、二次電池130Bが順次積層されている。このため、指針21〜25を指針軸27,28に押し込む際の力を、樹脂部品などに比べて強度の高い金属製の二次電池130Bで支持でき、安定した針取り付け性を確保できる。

0126

電子時計1Bのムーブメント2Bは、第1耐磁板91および第2耐磁板92の2枚の耐磁板を備えているので、ステップモーター141〜145の時計表面側および時計裏面側にそれぞれ第1耐磁板91および第2耐磁板92を配置することができる。このため、ステップモーター141〜145に時計表面側および時計裏面側から外部磁界が影響することを防止でき、ステップモーター141〜145の誤動作を防止できる。
さらに、各耐磁板91、92は、各アンテナ40,150と平面的に重なる部分が除かれているので、各アンテナ40、150で受信する電波が耐磁板91、92によって妨げられることがなく、受信性能も確保できる。

0127

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態について、図22、23を参照して説明する。なお、第3実施形態において、第1実施形態と同一または同様の構成には同一符号を付し、説明を省略する。
第3実施形態の電子時計は、第2受信部として、標準電波受信部4の代わりに、近距離無線信号を送受信する近距離無線受信部を設けたものである。第3実施形態では、近距離無線としてBluetooth(登録商標)を採用しており、第2回路基板720Cには、バーアンテナ150に代えて、Bluetooth用のチップアンテナ750が実装されている。
近距離無線受信部は、第2時刻修正処理部615によって作動される。第2時刻修正処理部615は、自動受信処理または手動受信処理によって作動される。すなわち、第3実施形態の制御部61では、自動受信処理部645は、RTC66で計時する内部時刻が、予め設定された自動受信時刻になると第2時刻修正処理部615を作動して近距離無線信号受信処理を実行する。前記自動受信時刻は、例えば、1日に2〜4回程度に設定すればよく、例えば、7時および19時に設定される。
また、手動受信処理部641は、外部操作部材による近距離無線信号受信操作が行われると、第2時刻修正処理部615を作動し、近距離無線信号受信処理を実行する。近距離無線信号受信操作は、測時受信操作や測位受信操作と区別できるものであればよい。

0128

次に、近距離無縁受信部を用いた時刻情報の通信処理に関し、図23を参照して説明する。
図23に示す携帯機器(電子機器)100は、Bluetooth4.0のTIP(Time Profile)機能を有するスマートフォン等である。本実施形態では、携帯機器100がマスターであり、電子時計1Cがスレーブである。携帯機器100は、ネットワーク携帯電話回線を介して時刻情報やタイムゾーン情報を取得しており、現在地の時刻情報を保持している。このため、電子時計1Cに対して時刻情報を送信することができる。

0129

次に、携帯機器100と、電子時計1Cとの通信シーケンスに関して説明する。
携帯機器100は、電子時計1Cと初めて通信する際に、初期化のための制御データを用いて認証を行い、ペアリングを完了させて電子時計1Cと通信リンクを確立する。ペアリングにより作成されたリンクキーは、携帯機器100および電子時計1Cの不揮発性メモリーに保存され、ペアリングの完了後は、携帯機器100および電子時計1Cを近づけることで、ペアリング処理を行わずにリンクを確立できる。
次に、携帯機器100は、所定の時刻になったら時刻情報を送信する時刻情報送信処理を実行する。この時刻情報送信処理を行う時刻は、ユーザーが設定でき、携帯機器100と電子時計1Cとが通信可能な距離に配置されている可能性が高い時刻を設定すればよい。なお、時刻情報送信処理は、消費電力を低減するため、1日に2回以下などに制限することが好ましい。
時刻情報送信処理では、携帯機器100の送信手段は、時刻情報を無線信号に変換し、アンテナから電波を出力して電子時計1Cに時刻情報を送信する。

0130

電子時計1Cは、チップアンテナ750を用いて時刻情報を受信する。
次に、電子時計1Cは、受信時刻確認処理を実行して、受信した時刻情報が正しい時刻であるかを確認する。時刻情報の確認方法は、例えば、電子時計1Cの内部時刻との差が所定範囲内にあるか確認し、所定範囲外なら携帯機器100から時刻情報を複数回受信してエラーがないことを確認する方法などが採用できる。

0131

電子時計1Cは、時刻情報の整合性の確認後、取得された時刻情報と、電子時計1C内の遅延時間記憶手段(図示せず)に記憶された通信に要する時間である受信遅延時間から修正時刻演算し、修正時刻記憶手段(図示せず)に記憶する。
次に、電子時計1Cは、時刻修正処理を実行する。具体的には、電子時計1Cの時刻修正手段は、修正時刻記憶手段に記憶される修正時刻を用いて、電子時計1Cの内部時刻を修正する。
その後、電子時計1Cは、確認信号を送信し、携帯機器100が確認信号を受信すると通信が終了する。そして、電子時計1Cは、モーターを駆動して指針21〜23による時刻表示を修正する。

0132

なお、携帯機器100からの時刻情報送信処理は、予め設定された時刻に自動的に行われるが、さらに携帯機器100を手動操作することで実行してもよい。携帯機器100から送信される時刻情報は、通常、現在地の時刻情報であるため、飛行機などでタイムゾーンの異なる地域に移動した際に、ユーザーの手動操作で時刻情報送信処理を行うことで、電子時計1Cの表示時刻を現在地の時刻に設定できる。
また、携帯機器100および電子時計1C間の近距離無縁としては、Bluetoothに限定されず、300MHz帯微弱電波無線、400MHz帯の特定小電力無線、Wi-Fi等でもよい。

0133

[第3実施形態の作用効果]
第3実施形態においても、前記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。すなわち、Bluetoothのような近距離無線信号の通信は、ピーク電流は数mAで衛星信号の受信処理と同程度であるが、通信速度が速いために通信時間が数十msecと短いため、衛星信号の受信に比べて消費電力が小さい。このため、Bluetoothの自動受信処理を実行しても消費電力を低く抑えることができる。また、Bluetoothは携帯機器100と電子時計1Cとのリンクが確立してから時刻情報の送受信を行うため、自動受信処理に成功する確率も高い。この点からも、無駄な受信処理の発生を防止でき、消費電力を低減できる。
また、電子時計1Cは、時刻情報を携帯機器100から受信するため、長波標準電波を受信できない地域や場所でも電子時計1Cの表示時刻を容易に修正することができる。

0134

[第4実施形態]
次に、本発明の第4実施形態について説明する。第4実施形態の電子時計は、第1実施形態と同じ構成であり、制御部61によって実行される制御処理が相違する。すなわち、第4実施形態は、自動受信処理として、標準電波自動受信モードに加えて、衛星信号自動受信モードを設け、これらを切り換えて設定するものである。このため、図24〜26のフローチャートを参照して制御処理を説明する。

0135

第4実施形態の制御部61は、受信処理を開始すると、現在地が標準電波受信エリア内であるか否かを判定する(S100)。具体的には、記憶部68には、標準電波受信エリアの情報と、電子時計1の現在地情報とが記憶されており、制御部61は、これらの情報を比較することで、現在地が標準電波受信エリア内であるかを判定する。なお、電子時計1の現在地情報は、測位受信処理で得られた測位情報で更新されるため、直近の測位受信処理時の現在地情報に設定されている。

0136

制御部61は、S100でYESと判定した場合、電子時計1が標準電波を受信できるエリアに配置されているため、標準電波自動受信モード処理を実行する(S200)。一方、制御部61は、S100でNOと判定した場合、電子時計1が標準電波を受信できないエリアに配置されているため、標準電波自動受信モードを実行せず、衛星信号自動受信モード処理を実行する(S300)。

0137

図25は、標準電波自動受信モード処理S200のフローチャートである。制御部61は、標準電波自動受信モード処理S200を開始すると、第1実施形態の図16と同じく、蓄電量が所定値以上であるかを判定し(S1)、所定値以上であれば、所定操作A,Bが行われたかを判定し(S4、S5)、S1でNOの場合と、S5でNOの場合に、標準電波定時受信処理時刻になったかを判定する(S2)。制御部61は、S2でYESと判定した場合は、運針を停止し(S3)、標準電波受信処理を開始する(S20)。これにより、標準電波の定時自動受信処理が実行される。
また、制御部61は、第1の操作である所定操作A,Bが行われると(S4、S5でYES)、第1実施形態と同じく、受信中を指針で表示(S6、S7)した後、測時受信処理S40、測位受信処理S50を実行する。
S20、S40、S50の各受信処理の終了後、または、S2でNOと判定された場合、制御部61は、標準電波自動受信モード処理S200を終了し、S110の判定処理に戻って処理を継続する。

0138

図26は、衛星信号自動受信モード処理S300のフローチャートである。制御部61は、衛星信号自動受信モード処理S300を開始すると、標準電波自動受信モード処理S200と同様に、蓄電量が所定値以上であるかを判定し(S1)、所定値以上であれば、所定操作A,Bが行われたかを判定し(S4、S5)、さらに衛星信号の自動受信条件に該当したかを判定する(S310)。衛星信号の自動受信条件としては、太陽電池パネル80の発電電圧が設定値以上であるかなど、電子時計が屋外に配置されていることを検出できる条件であればよい。さらに、衛星信号の自動受信処理は、消費電力を考慮し、通常、1日に1回実行すればよいので、当日に既に衛星信号の受信処理が行われれている場合は、自動受信条件に該当しないと判定すればよい。
制御部61は、所定操作Aが行われた場合は、S7,S50の処理を実行し、所定操作Bが行われた場合と、S310でYESと判定された場合は、S6,S40の処理を実行する。すなわち、衛星信号自動受信処理は、ユーザーが意図せずに自動的に実行されるため、測位受信処理S50に比べて処理時間が短い測時受信処理S40を実行するようにしている。

0139

制御部61は、S1でNOの場合と、S310でNOの場合に、標準電波の手動受信操作(第2の操作)である所定操作Cがあるかを判定する(S320)。S320でYESと判定された場合、制御部61は、S3、S20の処理を実行する。すなわち、図24のS110で標準電波受信エリア外であると判定されているため、標準電波の自動受信処理は実行しないが、ユーザーによる標準電波の手動受信操作が行われた場合には、その操作を優先して標準電波受信処理を実行している。なお、標準電波受信エリア外であることを重視して、S320でYESの場合も、S3,S20の処理を実行しないように制御して、標準電波の手動受信処理を禁止してもよい。
S20、S40、S50の各受信処理の終了後、または、S320でNOと判定された場合、制御部61は、衛星信号自動受信モード処理S300を終了し、S110の判定処理に戻って処理を継続する。

0140

なお、第4実施形態において、第2信号が標準電波信号ではなく、第3実施形態のような近距離無線信号の場合は、S100では、携帯機器100と通信リンクが確立しているかを判定条件とすればよい。すなわち、第2受信部で携帯機器100から近距離無線信号を受信可能な環境にあれば、近距離無線信号の自動受信モード処理を実行し、近距離無線信号を受信できない環境にある場合のみ、衛星信号自動受信モード処理S300を実行すればよい。

0141

[第4実施形態の作用効果]
第4実施形態においても前記実施形態と同様の作用効果を奏することができる。標準電波自動受信モード処理S200および衛星信号自動受信モード処理S300は、必ず一方のみが実行されるため、2種類の自動受信処理が連続して実行されることがなく、消費電力を低減できる。
また、標準電波の受信エリア外で電子時計を使用しているユーザーは、衛星信号の自動受信処理を実行できるため、ユーザーが手動受信操作を行わなくても内部時刻を修正することができる。

0142

太陽電池パネル80の発電量を電圧検出回路74で検出することで屋外に配置されていることを判定できるので、衛星信号を受信しやすい環境に電子時計1が配置されている場合に屋外であると判定できる。したがって、衛星信号の自動受信時に受信に成功する確率を向上できる。

0143

[他の実施形態]
なお、本発明は前記各実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
例えば、平面アンテナ40、バーアンテナ150、チップアンテナ750の具体的な構成は前記実施形態に限定されず、受信する信号の種類に応じたアンテナを用いれば良い。例えば、衛星信号を受信する平面アンテナ40としては、図27に示す平面アンテナ40Dでもよい。平面アンテナ40Dは、平面略矩形状に形成され、角部は断面円弧状に形成された誘電体基材41Dを備えている。また、平面アンテナ40Dの給電部44は、給電電極441のみで構成され、側面電極442を備えていない。アンテナ電極部42や、グランド電極43、縮退分離素子部45等は、前記平面アンテナ40と同様である。
このような平面アンテナ40Dを用いれば、誘電体基材41Dの角部が円弧状に形成されているので、セラミックで成形された誘電体基材41Dの角部が欠けることを抑制できる。また、給電部44は、給電電極441のみで構成し、側面電極442を備えていないので、誘電体基材41Dに各電極を印刷などで形成する場合に、誘電体基材41Dの下面および上面の2つの面のみに電極を形成すればよく、誘電体基材41Dの側面に電極を形成する必要が無いため、製造コストを低減できる。

0144

平面アンテナ40、バーアンテナ150、二次電池130、130B、ステップモーター141〜145のレイアウトとしては、前記実施形態に限定されない。例えば、バーアンテナ150の配置位置は、文字板11の9時位置以外でもよく、12時位置または6時位置でもよい。なお、バーアンテナ150の配置位置は、6時、9時、12時位置に限定されるものではないが、巻真381があるためバーアンテナ150を配置できない3時位置を除く、電子時計1の90度刻みの位置(6時、9時、12時)が好ましい。すなわち、長波標準電波を受信するバーアンテナ150は指向性があり、電波塔(長波標準電波送信所R)の方角に向ける必要がある。ここで、バーアンテナ150が電子時計1の90度刻みの位置(6時、9時、12時)に配置されていれば、電子時計1のユーザーにとってもバーアンテナ150の配置位置を把握しやすい。このため、ユーザーは、バーアンテナ150を電波塔の方角に向けて、標準電波の手動受信操作を行うこともでき、標準電波を受信しやすくできる。

0145

電子時計1としては、第1サブダイヤル12、第2サブダイヤル13を備えるものに限定されず、また、第1サブダイヤル12、第2サブダイヤル13で表示される情報も、例えばクロノグラフ指針による経過時間などでもよい。受信モードの表示は、指針26で行うものに限定されず、文字板11やダイヤルリング35に「1」(測時受信モード)、「4+」(測位受信モード)、「RC」(標準電波受信モード)等の文字や記号を表記し、指針21で指示することで、受信モードを表示してもよい。同様に、受信結果を指針21で指示してもよい。
さらに、本実施形態では、自動受信処理時は、指針26等は受信モードを指示する位置には移動しないように設定してもよい。自動受信処理時には、ユーザーが電子時計1を放置していて指針26を視認していない場合が多いためである。ただし、自動受信処理時に、指針26が受信モードおよび受信中であることを指示すれば、自動受信処理時にもユーザーが受信モードなどを確認できる。

0146

前記実施形態および変形例では、電子時計は、文字板11および指針21〜23からなる時刻表示部を備えているが、本発明はこれに限定されない。電子時計は、液晶パネル等からなる時刻表示部を備えていてもよい。この場合、時刻表示部を駆動する駆動体は、液晶パネルを駆動する駆動部を備えて構成される。
また、この場合、電子時計は時刻表示機能を備えていればよく、時刻表示部は、時刻表示専用の表示部である必要はない。このような電子時計としては、ユーザーの腕に装着されて脈拍計測する脈拍計や、ユーザーがランニングを行う際などにユーザーの腕に装着されて現在位置を計測して蓄積するGPSロガー等のリスト型機器を例示できる。

0147

位置情報衛星の例として、GPS衛星Sについて説明したが、これに限られない。例えば、位置情報衛星としては、ガリレオ(EU)、GLONASSロシア)などの他の全地球的公航法衛星ステム(GNSS)で利用される衛星が適用できる。また、静止衛星衛星航法補強システム(SBAS)などの静止衛星や、準天頂衛星みちびき)等の特定の地域のみで検索できる地域的衛星測位システム(RNSS)などの衛星も適用できる。
受信可能な標準電波の種類は、前述の5カ国の標準電波ではなく、一部の標準電波のみを受信可能に構成してもよい。

0148

1、1B、1C…電子時計、4…第2受信部である標準電波受信部、5…第1受信部である衛星信号受信部、6…制御表示部、11…文字板、40…平面アンテナ、61…制御部、66…時刻情報生成部であるRTC、74…電圧検出回路、80…太陽電池パネル、91…第1耐磁板、92…第2耐磁板、130、130B…二次電池、150…バーアンテナ、400…標準電波受信回路部、401…標準電波受信用IC、500…GPS受信部、501…GPS−IC、610…時刻情報修正部、611…第1時刻修正処理部、612…測時処理部、613…測位処理部、615…第2時刻修正処理部、640…受信処理部、641…手動受信処理部、645…自動受信処理部。

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