CN1137691A - 在表中使用的天线结构 - Google Patents

Abstract

适于戴在手腕上的表，包括用于安装除了显示时间所需的元件以外的元件的外壳(24，91，82)，一个天线(60)包括至少一个线圈绕组并能够捕获承载天线电漫射信号的电磁场，一个微接收器(71)可以接收由所述天线(60)捕获的信息并将其转换成戴表者可察觉的数据，以及一个非导电支撑结构(70)，其上至少安装了所述微接收器(71)，所述支撑结构(70)有导电路径(63，64，65，66)使所述天线(60)与所述微接收器(70)连接。线圈绕组由多段(61，62)组成，每一段直接与所述导电路径(63，64，65，66)连接，这样，所述天线(60)直接安装在所述支撑结构(70)上并由其支撑。

Description

在表中使用的天线结构

本发明一般涉及包括一个天线的表。特别是，本发明涉及包括一个可以捕获承载无线电漫射信息的电磁场的天线和一个接收由该天线捕获的信息以将这一信息转换成戴表者可察觉的数据的微接收器。

为了捕获无线电漫射信号，许多表中装有一个天线和一个微接收器。如果这种表是手表形式的，天线一般置于表带内。然而，将天线置于表带中会产生在微接收器和形成部分表带的天线之间提供连接的问题，其后者是移动式部件，一般通过销钉或凸片铰接在外壳内。导体天线的穿心会产生连接这两个部件的复杂装置的结构问题。在穿心时，例如，导体受到机械应力；并且如果装置不提供避免这种断线，则它们容易出现断线。这些装置难于制造，并且不仅表的装配，而且表带的更换都复杂，此外，由于表带装有天线而必须特殊制造，且该表带总是不能与容易在市场上得到的表带互换。

通过把天线和微接收器都安装在外壳内来简化这种表的结构的企图已经实现，因此，避免了把天线连接到微接收器的导体的机械应力。瑞士专利号672,870，由其申请人在一个实施例中描述了一个包括一个电感天线和一个整个被限制在由外壳限定的空间内的微接收器的表。形成天线线圈绕组的纵轴与表带的纵轴方向平行。在这一实施例中，该绕组的每一个包括两个互相连接的部分，其一是由淀积在玻璃上的镀金属层形成的，而其另一个是由嵌入外壳的后盖中的金属线形成的。

瑞士专利号679,356，也由其申请人描述了这种表的另一种结构，其中，线圈绕组沿第二玻璃和提供在外壳中的内盖缠绕。在第二玻璃和内盖中提供有槽，以便于绕组的布局。在微接收器的RF模块和天线之间的连接是通过使线圈绕组直接与RF模块接触并此后将它焊在那里来实现的。

虽然上述方案已实现了这种表的简化，但还需要进一步改进它们的组装和一般的结构。尤其，还存在必须简化和改进天线的结构，与微机的连接及其在表中的组装。

在上述的方案中，在表中天线的布局还或者需要包括几个用于天线的安装的附加构件，或者需要天线本身固定到或在表的各种部件上。这种方案显然使这种表的制造变复杂，和需要片并在组装期间小心地控制表，于是不需要增加组装表的成本。

本发明的一个目的是提供一种上述修正或克服了表的缺点的规定类型的表。

本发明的另一个目的是提供一种能容易地安装天线的表。

本发明的进一步的目的是提供一种表，其组装和一般结构由安装在其中的天线的性质，及如此安装天线的方式而简化。

根据本发明，这些目的都在适合戴在手腕上或身体其它部位的表中实现，这样的表包括：一个用于安装除了显示时间所需的元件以外的元件的外壳，一个至少包括一个线圈绕组，且可以捕获得承载天线电漫射信息的电磁场的天线。该表还包括一个可以接收由所述天线捕获的信息并将此信息变换成戴表者可察觉的数据的微接收器，以及还包括一个其上至少部分地安装微接收器的非导电支撑结构。该支撑结构承载能将天线与微接收器相连的导电路径。尤其是，天线的线圈绕组由一段或多段组成，每一段均直接与导电路径相连，由此，天线可以直接安装在支撑结构上并由其支撑。

具有这些特性的表具有制造简单且廉价的优点。这种表的天线的制造可与该表的其它部件无关，如表盘和玻璃，并且在表的最后组装期间以普通的方式插入表中。这种表中不必包括安装天线的附加部件。从而，复杂的组装过程和表的总体结构，以及有关制造的成本大大地减少了。

下面更详细地描述本发明的各种特征。为了便于理解本发明，参照示于几个实施例中的本发明的表的附图进行描述。然而，可以理解的是，本发明并不只局限于附图中所示出的实施例。

在附图中：

图1是按照本发明的手表的一个示意图；

图2是图1所示手表包括一个用于捕获无线传播信息的天线的第一实施例的示意图；

图3是根据图1所示手表并包括一个用于捕获无线电漫射信息的天线的第二实施例的示意图；

图4是图1所示手表的俯视图；

图5是图2所示手表的移动的截面图；

图6是图2所示的手表和固定在其中的天线的透视图；

图7是图6所示天线的侧视图；

图8是图2所示的手表在装配时的截面图；以及

图9是图6所示天线的第二实施例的俯视图。

现在参见附图1，它示出了佩戴有包括外壳2和表带3的手表1的手臂。电磁场理论告诉我们它的电和磁的分量在遇到人体的时候会被改变。本发明涉及包括能够捕获承载无线电漫射信息的这种电磁场的手表，然后这些信息被转换成戴表者可察觉的数据。在本发明的结构中可实现的许多测量已经表明这些分量在(i)径向方向4，即在与戴表者的皮肤垂直的方向，以及(ii)在方位角方向5，即在使用者身体的环绕或切线方向上其振幅最大。

从Maxwell(麦克司韦)方程可以说明，电磁场的电分量可以由容性天线捕获，而其磁分量可以由感性天线捕获。图2以示意图的方式示出了如何在表1的壳体2中安装一个能够以方位角方向5捕获电磁场的磁分量的感性天线。这里天线6只包括一个单个线圈绕组，该线圈绕组与微接收机7相连。在这个实例中，线圈的轴与壳体2的后盖平行排列，同时还与表带3的纵向方向平行。

同时，图3以示意图的方式示出了如何在表1的壳体2中安装一个能够在径向方向4上捕获电磁场的电分量的感性天线。同样，这里天线8只包括一个单个线圈绕组，它与微接收机9相连。线圈的轴与壳体2的后盖垂直排列。

图4是一个按照本发明的包括图2所示的天线6的手表20的总图。它包括一个模拟显示装置，用于显示日期及用时针21和分针22指示时间，这些指针在表盘23上旋转。在图11中，可见表的外壳带24以及附在其上的表带的钢带25和26。在通过表盘23切开的窗口27中，出现一个显示单元28，用于显示假设数字形式且例如可包括回呼的电话号码的无线电广播信息。该手表是由调节时间显示的时间凸起部分29。由使表的无线电部分开始和停止的第一按钮30，和由防止装在表内的声报警器的工作的第二按钮31来完成的。

现在参见图5，它示出了取自图4的表20的一个截面图。可以看到，机件40包括一个底板41，它用于支撑现在要描述的各种构件。底板41附加有初始时间显示装置，该装置在此实施例中包括驱动时针21和分针22的机构42。这个机构可以由已知的方式通过步进电机(未示出)自身驱动。时间显示装置是由装在底板41上的盒中的电池组成的第一能源43控制的。图5示出了底板31还支撑使无线广播信息出现的显示单元28。时间显示指针21和22在表盘23上转动，它本身具有一个使用户读出由单元28显示的指示信息的窗口27。表盘23固定在底板41上。

同样装在底板41上的机构40还包括一个用以控制上述的显示的电子电路。在图5的情况下，这样的电子电路包括两个不同的模块，一个第一RF模块44，及一个第二数字模块45。该RF模块接收由安装在表20上的天线捕获的信号，如下文将要描述的，将这个信号放大，然后再解调。数字模块45接收来自RF模块44的信号以便控制显示单元28，例如，通过一个斑纹连接器46。我们可以发现，在这种数字模块45上，根据其功能，希望它为表装备一个译码器，一个微接收器以及一个RAM存储器。在图示例子中，数字模块还装有需要的电子元件以便激励驱动机构42的步进电机，尤其还要激励石英、分频器和驱动器。这各种元件是由具有参数47和48的矩形表示的。

图5还示出了一个装在底板41下面的盖49。这个盖的作用是为第二能源或电池90形成一个盒50，如图8中可见，这个后面的图示出了当完成组装时的表20的截面图。电池90用于激励时间显示机构，并通过连接51和52与数字模块电耦合。电池90用于激励RF和数字模块，且通过连接53和54与RF模块耦合。

另外，如图5以截面的形式示出了安装在表20上的天线60的线圈绕组段61和62。上面段61直接安装在RF模块44上并由模块44支撑。这后者的一端从RF模块44通过，围绕数字模块45，跨过表盘23，再绕过数字模块45，然后将其另一端连接到RF模块。下面段61同样直接安装在RF模块44，并由模块44支撑。这个后者的一端从RF模块44通过，并绕过外壳49的外缘，然后再将其另一端连接到该RF模块44 。

图6和图7分别示出了更详细的天线60和RF模块44的透视图和侧视图。RF模块由一个不导电的支撑结构70组成，该支撑结构上固定有各种电子元件，它们在图6中由支撑结构70上表面示出的几何图形71表示。在这一实施例中天线60只包括分为二段61和62的一个线圈绕组。这两段61和62最好部分地或完全由铜制成，尽管如此，熟练的技术人员可以知道其它材料，例如银、金或具有合适的电磁性能的类似的导体可用在天线的制作中。

绕组段62连接在附加在支撑结构70上的二个导电路径63和64之间，而绕组段61连接在同样附加在支撑结构70上的二个导电路径65和66之间。导电路径63，64，65和66使天线60与RF模块44的电子元件71相连。导电路径63和65分别连接到RF模块的RF输入和接地端。电容器67，最好其容量可变，连接在导电路径64和66之间以便调节天线60的谐振频率。

从这个图中可以看出，绕组段61和62直接安装在支撑结构70上并由它支撑，这样，首先避免了在表20中还需要只用来支撑天线的附加构件，以及，其次还使得天线元件的制造与表20中所包括的其它计时元件无关。绕组段61和62最好是基本上刚性的，使得当它安装到RF模块44上时，完全可以自己支撑。在这个实施例中，绕组段61包括一个梁72和两个标为74和75的支撑部件，它们在从RF模块44横向移动的位置支撑横梁72。类似地，绕组段62包括一个横梁73和两个标为76和77的支撑部件，它们在从RF模块44横向移动的位置支撑横梁73。这样的方案尤其适合于表中，可以看出，技术人员还可以想象出绕组段的其它形式。

通常，线圈绕组段72和73由铜条或其它导电金属制成，并简单地做成根据公知制造技术的图6所示的形状。

现在参见图8，当线圈绕组段61和62的支撑部件74，75，76和77被焊接到支撑结构70上，则图5所示的机件40通过两个紧固螺钉(未示出)装到外壳带24上。在这一过程中，法兰盘80被插在盘45和嵌玻璃的沟缘81之间，以便使盘45保持在那里。在此实施例中，嵌玻璃的沟缘81即支撑玻璃82的表的构件与外壳带24连接。

此后，玻璃82嵌入到外壳带24的嵌玻璃的沟缘81中。在其安装位置上，玻璃82占着外壳带24上的外缘沟槽83。然后，玻璃82和外壳带83可以应用超声波能量而彼此扣紧，这样就保证了这两个部件之间的密封连接。

当机件40与外壳带24关紧时，再上紧后盖91就完成了手表的安装。在这个实施例中，后盖91是通过六个螺钉92固定在外壳带24上的，图8中只示出了其中的一个。每一个螺钉均被拧进攻入外壳带24中的螺纹插孔93中。

图8还示出了在后盖91的侧面有一个开口94，这个开口提供第二能源或电池90的入口，其后者被安装在可在由机壳49和后盖91所限定的盒中滑动的抽屉95中，以便允许更换。

上述的天线60可以在图1和图2所示的方位角方向5捕获电磁场的磁分量。从图6中可以看出，线圈绕组段61基本以第一方向从支撑结构70凸起，而线圈绕组段26却实际上以一个相反的方向从支撑结构70凸起。

相应的，图9示出了一个可以在图1和图2所示的径向方向捕获电磁场的磁分离的天线的实施例。图9示出了天线100，它包括一个分成两部分101和102的一个线圈绕组。这种形状的线圈的轴与手表20的后盖垂直。绕组段102连接在支撑结构70上的导电路径63和64之间，而绕组段101连接在支撑结构70上的导电路径65和66之间。如前所述，导电路径63，64，65和66使天线100与RF模块44的电子元件71连接。再有，电容67，最好具有可变电容量，连接在导电路径64和66之间，以便调节天线100的谐振频率。

从此图中可以看到，绕组段101和102直接安装在支撑结构70上并由其支撑，两个线圈绕组段基本以相同的方向从这个支撑结构凸起。如标为103的窗口，也可以形成在机架49上以使这样的安装简化。在这个实施例中，线圈绕组段101和102可在向外壳带上固定后盖91之前，迅速地安装在支撑结构70上。

刚刚描述的手表的实施例是戴在手腕上的，这样，安装在那里的天线捕获承载无线电漫射信息的电磁场的磁分量，并由微接收器接收，转换成手表的用户可察觉的数据。根据Maxwell方程，电磁场的电磁分量是彼此正交的。因此，场的电分量可由一个容性天线捕获，而其磁分量可由感性天线捕获，后者可由具有一个或多个绕组的线圈来实现。

天线60和100分别用于在方位角和径向方向捕获磁场。从而，这些天线是感性的，且形成它们的线圈绕组的纵轴分别与表带的纵向平行和垂直排列。技术人员可以理解，虽然天线60和100每个只有一个绕组，但构成包括在本发明的手表中的天线的绕组的实际数目将取决于被捕获的交替电磁场的振荡频率。一般来讲，当电磁场的振荡频率增加时，捕获该电磁场所需的线圈的绕组越少。

最后，可以理解，对本发明的手表的可能进行的各种改进和/或补充均不超出附加的权利要求所限定的范围。

据此，虽然手表的上述每一个实施例包括一个感性天线，本发明还可以应用在容性天线的情况下。例如，一个或两个图8中所示的瑞士专利号为672,870的容性天线板可以安装在RF模块的支撑结构上并由它支撑，这样就简化了它向手表中的安装。

另外，可以理解，当图11到16所示的手表涉及包括一个寻呼装置的手表时，本发明还可应用在其它的手表且更适用于同步手表，即，手表和那些将天线和微接收器结合起来以捕获无线电漫射信息的时钟，这些天线电漫射信息用于以标准的间隔设定手表的正确的时间。

Claims (8)

1.适合戴在腕上或身体的类似部位的表，它包括：

一个外壳(24，91，82)，用于安装除了显示时间所需的元件以外的元件，

一个天线(60)，它包括至少一个线圈绕组，并且能够捕获承载无线电漫射信息的电磁场；

一个微接收器(71)，它能够接收由所述天线(60)捕获的信息并将它们转换成戴表者可察觉的数据；以及

非导电支撑结构(70)，其上至少部分地安装了所述微接收器(71)，载有导电路径(63，64，65，66)的所述支撑结构(70)使所述天线与所述微接收器(70)相连；

其特征在于：

所述线圈绕组由多个段(61，62)构成，每一段直接与所述导电路径(63，64，65，66)连接，以致于所述天线(60)就直接安装在所述支撑结构(70)上并由其支撑。

2.如权利要求1的表，其特征在于：

所述线圈绕组段(61，62)实质上是刚性的。

3.如权利要求2所述的表，其特征在于：

所述线圈绕组段(61，62)每段包括一个横梁(72，73)和两个支撑部件(74，75，76，77)。

4.如权利要求3所述的表，其特征在于：

所述线圈绕组段(61，62)由导电金属条构成。

5.按照上述任何一个权利要求所述的表，其特征在于：

所述线圈绕组段之一(61)实质上以一个第一方向从所述支撑结构(70)凸起，而所述线圈绕组段的另一个(62)实质上以一个相反的方向从所述支撑结构(70)凸起。

6.如权利要求5所述的表，其特征在于：

所述线圈绕组段(61，62)用于捕获所述电磁场相对于所述手腕的方位再分量。

7.如权利要求1到4任何一个所述的表，其特征在于：

所述多个线圈绕组段(101，102)实质上以相同的方向从所述支撑结构(70)凸起。

8.如权利要求7所述的表，其特征在于：

所述线圈绕组段(101，102)用于捕获所述电磁场相对于所述手腕的径向分量。

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