JP2003046316A - 非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機器及び非接触データ通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 通信出力やアンテナの開口面積を増大しなく
ても、従来の非接触データ通信機能を有する腕装着型電
子機器よりも通信感度を高め、通信距離を長くすること
のできる構造を提供する。 【解決手段】 ケース体１０１には、前面側に表示窓１
０２が取り付けられ、背面側に裏蓋１０３が取り付けら
れている。内部にはムーブメント１０４が配置され、こ
の前面側に文字板１０７が取り付けられている。文字板
１０７の背面上には環状の基板１０８が設置され、この
基板１０８の表裏面上にアンテナ１１１が構成されてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は非接触データ通信機
能を備えた腕装着型電子機器及び非接触データ通信シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気カードは、テレフォンカードを始め
として、各種クレジットカード、各小売店が発行するポ
イントカード、高速道路のハイウェイカード、その他幅
広い用途のカードとして広く普及してきた。しかし、容
易に偽造されてしまう危険があることが社会的な問題と
もなった。そのため、偽造防止の観点、及び個人機密情
報の保持、更には記憶容量の増大などを目的として、Ｉ
Ｃカードが普及しつつある。

【０００３】しかし、ＩＣカードであっても読取・書込
み機に接触させてデータの授受を行う必要があるため
に、取引時、即ちＩＣカードデータの読取・書込み時
に、ＩＣカードを相手または読取・書込み機に渡す必要
があるため、偽造や機密保持に関して安全とは言い切れ
なかった。

【０００４】これに対して近年出現した非接触ＩＣカー
ドは、読取・書込み機と非接触でデータの授受ができる
ため、読取・書込み動作の簡便性、及び、安全性が改善
したものではあるものの、カード型であるために、依然
として紛失の危険はあり、また、使用時には都度ポケッ
ト等から取り出すことが必要など煩雑な面もある。

【０００５】そのため、最近、ユーザーが常時携帯する
腕時計に上記の非接触ＩＣカード機能を内蔵した製品が
実用化されている。この腕時計は、非接触ＩＣカードに
内蔵された構造、すなわち、アンテナと、このアンテナ
を介して外部と非接触データ通信を行う送受信手段とを
備えた非接触データ通信部を腕時計のケース体内に組み
込んだものである。

【０００６】図１０には、このように構成された腕時計
１０の構造を示す。裏蓋付きの腕時計における胴に相当
するケース部１Ａと裏蓋に相当する底部１Ｂとが一体化
されたワンピース型のケース体１が設けられ、このケー
ス体１の底部１Ｂの内面上に、フレキシブル配線基板上
に構成されたループ状のアンテナ１１が配置されてい
る。このフレキシブル配線基板には、送受信回路などを
内蔵した通信モジュール１０ＩＣが実装されている。な
お、この腕時計１０において、表示窓２はケース体１に
取り付けられ、また、ケース体１内に時間情報を表示す
るための時間情報表示処理部であるムーブメント４が配
置され、このムーブメント４の前面側に文字板７が取り
付けられ、文字板７を介してムーブメント４に秒針６
１、分針６２及び時針６３が取り付けられている。ムー
ブメント４には巻真（操作軸）５が接続され、巻真５の
先には、ケース体１の外側に配置された竜頭（外部操作
部材）６が接続されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の非接触データ通信機能を有する腕時計においては、
通常の非接触ＩＣカードに較べて平面形状が小さくなる
ため、アンテナの受信感度を決定する面積（ループアン
テナにおいては開口面積）が小さくなり、その結果、通
信感度が低下するとともに、通信距離が短くなるという
問題点があった。このため、外部送受信装置のアンテナ
にきわめて近い位置まで腕を伸ばさないと良好な通信が
できないという問題点がある。

【０００８】ところが、腕時計は常時腕に装着されてい
るため、非接触ＩＣカードのように取り出す必要はない
ものの、外部送受信装置のアンテナ部にきわめて近い場
所まで接近させることが難しくなるため、腕時計のよう
な腕装着型機器の非接触データ通信時の使い勝手を向上
させるには、実用上は非接触ＩＣカードよりも却って長
い通信距離が必要になる。

【０００９】一方、上記問題点を解決するために通信出
力を上げると、隣接する改札口などで混信が生じたり腕
時計の消費電力が増大したりすることが予想され、ま
た、アンテナの開口面積を増大させると、腕時計のケー
スが大型化してしまうという問題点がある。

【００１０】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、その課題は、通信出力やアンテナの開口面積を
増大しなくても、従来の非接触データ通信機能を有する
腕装着型電子機器よりも通信感度を高め、通信距離を長
くして、使い勝手を向上させることのできる構造を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子
機器は、表示部と、アンテナと、前記アンテナを介して
外部送受信装置に対して非接触データ通信を行うための
送受信手段と、前記表示部及び送受信手段を収容するケ
ース体と、を有し、前記アンテナが前記ケース体の底部
内面から離反した位置に配置されていることを特徴とす
る。

【００１２】この発明によれば、アンテナがケース体の
底部内面から離反した位置に配置されていることによ
り、腕への装着時にアンテナが人体から離れた位置に配
置されることとなるので通信に対する人体の影響が低減
されるとともに、アンテナよりも前面側（表示の視認者
側）に配置されるムーブメントなどの情報表示処理部や
表示部などの構成要素を低減することができるので、通
信感度を高め、通信距離を増大させることが可能にな
る。特に、腕に装着した状態で表示部を外部送受信装置
に向けるようにすることにより確実に通信を行うことが
可能になる。さらには、アンテナがケース体の底部内面
から離反しているので、ケース体をケース部（胴）と裏
蓋とを有する構造とした場合、裏蓋を外してもアンテナ
がケース部側に残るから、メンテナンスが容易になる。
なお本明細書中においてケース体とは、腕装着型電子機
器の本体の外形を構成する部分の全てを言うものとす
る。

【００１３】本発明において、前記アンテナが前記ケー
ス体の厚さ方向の中心位置よりも前記表示部の側に配置
されていることが好ましい。

【００１４】この発明によれば、アンテナがケース体の
厚さ方向の中心位置よりも表示部の側に配置されている
ことにより、さらに通信感度及び通信距離を向上させる
ことができる。

【００１５】本発明において、前記表示部内に配置され
た表示板を有し、前記アンテナが表示板の表面上若しく
は裏面上或いはこれらよりも視認側に配置されているこ
とが好ましい。アンテナが表示板の表面上若しくは裏面
上或いはこれらよりも視認側に配置されていることによ
り、さらに通信感度及び通信距離を向上できる。ここ
で、表示板は絶縁体で構成されていることが好ましい。
なお、この表示板は、腕時計の文字板に相当するもので
ある。

【００１６】本発明の別の非接触データ通信機能を備え
た腕装着型電子機器は、表示体を含む表示部と、アンテ
ナと、前記アンテナを介して外部送受信装置に対して非
接触データ通信を行うための送受信手段と、前記表示体
を実装した回路基板と、を有し、前記アンテナが前記回
路基板の表面上若しくは裏面上又はこれらよりも視認側
に配置されていることを特徴とする。

【００１７】この発明によれば、アンテナが回路基板の
表面上若しくは裏面上又はこれらよりも視認側に配置さ
れていることにより、通信感度及び通信距離を向上させ
ることができる。特に、表示部を外部送受信装置に向け
ることにより確実に通信を行うことが可能になる。ここ
で、回路基板には、液晶パネルなどの表示体が実装さ
れ、この表示体の駆動回路と、送受信手段とが構成され
る。また、時計機能などを有する場合にはこれらの機能
を実現する各種回路も構成される。

【００１８】本発明において、前記表示部は、時間情報
を表示する時間表示部であることが好ましい。これによ
って、通常の腕時計、ダイビングウォッチ、ストップウ
ォッチなどと同様に用いることができるので、これらの
本来有する機能と通信機能とを併用することが可能にな
る。

【００１９】本発明において、前記アンテナはループア
ンテナであることが好ましい。ループアンテナを用いる
ことによって、ケース体内にコンパクトにアンテナを格
納しつつ、通信感度や通信距離を向上させることができ
る。

【００２０】本発明において、前記アンテナのループ形
の内側に、情報を処理し前記表示部に表示させる情報表
示処理部が配置されていることが好ましい。アンテナの
ループ形の内側に情報表示処理部（時計ムーブメントな
ど）が配置されていることにより、機器の大型化を抑制
しつつ、アンテナの通信感度や通信距離を改善できる。

【００２１】本発明において、前記アンテナは基板上に
構成されていることが好ましい。このようにすると、ア
ンテナの製造やアンテナの機器内への組み込みが容易に
なる。ここで、上記基板には前記送受信手段が構成され
ていることが好ましい。基板上にアンテナと送受信手段
とが共に実装されていることによって、通信機能を有す
る部分をその他の部分とをそれぞれ構成した上で組み立
てることが可能になるので、製造が容易になる。

【００２２】本発明において、前記基板は環状に構成さ
れ、前記基板は、情報を処理し前記表示部に表示させる
情報表示処理部を取巻くように配置されていることが好
ましい。このようにすると、情報表示処理部を取巻くよ
うに環状の基板が配置されるので、基板上においてルー
プ状のアンテナを広範囲に構成することができるので、
通信感度及び通信距離を向上させることができる。

【００２３】本発明において、前記基板には、情報を処
理し前記表示部に表示する情報表示処理部が構成されて
いることが好ましい。アンテナを構成した基板上に情報
表示処理部もまた構成されていることによって、構造を
簡素にすることができるので、小型化を図ることができ
る。特に、液晶パネルなどの表示体を備えた腕装着型電
子機器の場合には、共通の回路基板上に、情報表示処理
部と、アンテナとを共に構成することが好ましい。

【００２４】本発明において、情報を処理し前記表示部
に表示させる情報表示処理部を有し、前記情報表示処理
部は、前記送受信手段によって受信されたデータ又は前
記送受信手段によって送信されるデータを前記表示部に
表示させ、或いは、前記いずれかのデータに処理を施し
て前記表示部に表示させるように構成されていることが
好ましい。このようにすると、非接触データ通信時にお
いて、通信状況、通信内容、通信結果などを表示部にて
確認することが可能になる。

【００２５】次に、本発明の非接触データ通信機能を備
えた腕装着型電子機器は、表示部と、アンテナと、前記
アンテナを介して外部送受信装置に対して非接触データ
通信を行うための送受信手段と、情報を処理し前記表示
部に表示させる情報表示処理部と、前記情報表示処理部
に所定動作をさせるための外部操作部材と、前記外部操
作部材と前記情報表示処理部とを連結する操作軸と、を
有し、前記アンテナが前記操作軸よりも前記表示部の側
に配置されていることを特徴とする。

【００２６】この発明によれば、アンテナが操作軸より
も表示部の側に配置されていることにより、通信感度及
び通信距離を向上させることができる。特に、表示部を
外部送受信装置へ向けることにより確実に通信を行うこ
とが可能になる。また、操作軸（例えば巻真）や情報表
示処理部内の部品が金属などの導電性素材で構成されて
いても、これらの部品が通信に与える影響を低減でき
る。

【００２７】本発明において、前記アンテナはループア
ンテナであることが好ましい。ループアンテナを用いる
ことによって、ケース体内にコンパクトにアンテナを格
納しつつ、通信感度や通信距離を向上させることができ
る。

【００２８】本発明において、前記アンテナのループ形
の内側に、前記情報表示処理部が配置されていることが
好ましい。アンテナのループ形の内側に情報表示処理部
（時計ムーブメントや液晶駆動回路その他の時計回路な
ど）が配置されていることにより、機器の大型化を抑制
しつつ、アンテナの通信感度や通信距離を改善できる。

【００２９】本発明において、前記アンテナは基板上に
構成されていることが好ましい。このようにすると、ア
ンテナの製造やアンテナの機器内への組み込みが容易に
なる。ここで、上記基板には前記送受信手段が構成され
ていることが好ましい。基板上にアンテナと送受信手段
とが共に実装されていることによって、通信機能を有す
る部分を構成した上でケース体内に組み込むことが可能
になるので、製造が容易になる。

【００３０】本発明において、前記基板は環状に構成さ
れ、前記基板は、前記情報表示処理部を取巻くように配
置されていることが好ましい。このようにすると、情報
表示処理部を取巻くように環状の基板が配置されるの
で、基板上においてループ状のアンテナを広範囲に構成
することができるから、通信感度及び通信距離を向上さ
せることができる。

【００３１】本発明において、前記基板には前記情報表
示処理部が構成されていることが好ましい。アンテナを
構成した基板上に情報表示処理部もまた構成されている
ことによって、構造を簡素にすることができるので、小
型化を図ることができる。特に、液晶パネルなどの表示
体を備えた腕装着型電子機器の場合には、共通の回路基
板上に、情報表示処理部と、アンテナとを共に構成する
ことが好ましい。

【００３２】本発明において、前記基板上には送受信手
段が構成され、該送受信手段は、前記操作軸と平面的に
重なる領域以外の領域に構成されていることが好まし
い。この発明によれば、基板上の送受信手段と操作軸と
が平面的に重ならないので、送受信手段と操作軸との干
渉を防止することができるため、機器をコンパクトに構
成することが可能になる。

【００３３】なお、上記腕装着型電子機器内には、前記
送受信手段による通信結果に基づいて内容の記録や更新
を行う内部メモリを備えていることが好ましい。これに
よって各種の決済システムなどを容易に構成することが
可能になる。

【００３４】次に、本発明の非接触データ通信システム
は、上記いずれかに記載の非接触データ通信機能を備え
た腕装着型電子機器と、該腕装着型電子機器と通信可能
な外部送受信装置とを有することを特徴とする。

【００３５】この発明によれば、外部送受信装置との非
接触データ通信を、煩わしい作業を要することなく良好
な通信状態で行うことができる。

【００３６】また、腕装着型電子機器は、非接触データ
通信の通信状態、通信内容、通信結果などを表示する表
示手段を有することが好ましい。この表示手段は、上記
の時間情報表示、通話状態表示なども表示可能に構成さ
れていることが望ましい。

【００３７】

【発明の実施の形態】次に、添付図面を参照して本発明
に係る非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機器
の実施形態について詳細に説明する。以下に説明する各
実施形態は、いずれも非接触データ通信機能を備えた腕
時計型電子機器（内部に非接触データ通信機能を組み込
んだ腕時計や、時計機能を有していなくても腕時計と同
様の外観を呈するもの）の構成例を示すものである。た
だし、本発明は、腕時計型電子機器に限らず、腕に装着
した状態で用いられる各種の電子機器に適用できるもの
である。

【００３８】［第１実施形態］図１は、本実施形態の腕
時計型電子機器１００を対象とした非接触データ通信シ
ステムの全体構成を示す斜視図である。この非接触デー
タ通信システムは、腕時計型電子機器１００と、この腕
時計型電子機器１００と非接触データ通信を行うことの
できる外部送受信装置５１０とを有する。図示例では、
外部送受信装置５１０は、電車やリフトへの搭乗時等に
通過すべき通門位置（改札口等）に設置されるゲート装
置５００に組み込まれたものを示してある。

【００３９】上記腕時計型電子機器１００と外部送受信
装置５１０との間の非接触データ通信は、一般的に１
３．５６［ＭＨｚ］又は１２５［ｋＨｚ］の搬送波（キ
ャリア信号）を用い、双方の装置の送信出力を低く制限
して行われる微弱無線通信である。したがって、外部送
受信装置５１０から数センチ程度の距離の範囲が通信可
能範囲になるので、ゲートＧを通過する直前に、双方向
データ通信を行うためにユーザは腕時計型電子機器１０
０を外部送受信装置５１０のアンテナに近接させる必要
がある。

【００４０】（外部送受信装置の構成）図２は、ゲート
装置５００内に組み込まれた外部送受信装置５１０の構
成を示すブロック図である。この外部送受信装置５１０
において、制御装置５１１は外部送受信装置５１０全体
を制御する。送信回路５１２は、制御装置５１１の制御
下で送信制御信号を生成し出力する。受信回路５１３
は、アンテナ５１５の受信信号を高周波回路５１４を介
して受け取り、この受信信号から受信データを復調して
制御装置５１１に出力する。高周波回路５１４は、上記
送信制御信号に基づいて送信信号を生成してアンテナ５
１５を介して腕時計型電子機器１００に送信するととも
に、アンテナ５１５によって受信された腕時計型電子機
器１００からの受信信号を受信回路５１３に出力する。

【００４１】なお、図２には、上記腕時計型電子機器１
００とともに、後述する第２実施形態に係る腕時計型電
子機器２００をも示してあるが、この腕時計型電子機器
２００については後述する。

【００４２】（非接触通信部の構成）図３は、腕時計型
電子機器１００の非接触データ通信機能を有する非接触
通信部１１０の構成を示すブロック図である。この腕時
計型電子機器１００の非接触通信部１１０においては、
アンテナ１１１と、このアンテナ１１１を介して通信を
行う送受信手段１１０ＲＦとを有する。アンテナ１１１
は、所定方向に向いたループ軸１１１ａを備えた周回状
のループ形状に構成されている。この非接触通信部１１
０は、例えば、ＩＳＯ１４４４３等の非接触ＩＣカード
規格を用いて構成することができる。

【００４３】送受信手段１１０ＲＦは、上記アンテナ１
１１の両端に接続された同調用コンデンサ１１２と、集
積回路（ＩＣ）等からなる通信モジュール１１０ＩＣの
一部（送受信回路部分）とから構成されている。

【００４４】通信モジュール１１０ＩＣは、上記アンテ
ナ１１１に接続された整流回路１１３と、アンテナ１１
１に接続され、アンテナ１１１で受信された受信信号を
復調して受信データを出力する受信回路１１４と、アン
テナ１１１に接続され、送信データを変調して送信信号
を生成し、アンテナ１１１へ送る送信回路１１５と、発
振回路等から出力されたクロック信号を元に所定の基準
信号を生成する基準信号生成回路１１６と、基準信号生
成回路１１６から送出された基準信号を受け、受信デー
タのデータ列から受信データ内容を取り出すとともに、
送信データ内容を受けて送信データを形成する変換処理
回路１１７と、変換処理回路１１７から受信データ内容
を受けるとともに、変換処理回路１１７へ送信データ内
容を出力する中央制御回路１１８と、中央制御回路１１
８の制御下において送信データの暗号化及び受信データ
の解読を行う暗号処理回路１１９と、ＩＤ番号やデータ
内容の記録を行う不揮発性メモリ等からなるメモリ１１
０Ｍとを有している。

【００４５】ここで、整流回路１１３はアンテナ１１１
にて受信された搬送波（キャリア信号）から電力を取り
出し、これを電源ラインを通じて各回路へと送るように
構成されている。なお、このような受信信号から生成し
た電力を供給する電力供給形態ではなく、機器に内蔵さ
れた電池等の電源から電力を供給するように構成しても
よい。また、メモリ１１０ＭはＥＥＰＲＯＭやフラッシ
ュメモリ等の書き換え可能メモリであることが好まし
い。また、腕時計内に固定されたメモリの代りに、或い
は、当該固定されたメモリに加えて、メモリカードなど
のリムーバブルメディアを設けてもよい。また、暗号処
理回路１１９は、ＤＥＳ（Data Encryption Standar
d）、ＲＳＡ（R. L. Riverst, A. Shamir, L. Adelma
n）等の暗号処理機能を備えている。

【００４６】（時間情報表示処理機能部分の構成）図４
は、腕時計型電子機器１００の本体機能を実現するため
の構造（時間情報表示処理表示部）を示す概略ブロック
図である。腕時計型電子機器１００は上記のような非接
触データ通信機能のみを備えたものであっても構わない
が、本実施形態の場合、腕時計本来の時間情報表示機能
をも有している。この機能を実現する構成には、ウォッ
チＣＰＵ１４と、指針駆動部１８とが含まれている。

【００４７】ウォッチＣＰＵ１４は時計機能（時間情報
表示機能）全体を制御するものであり、例えば、指針な
どの時間情報表示手段の駆動制御、後述する巻真などの
外部操作手段による操作に応じた表示態様や内部時間の
制御などを行う。

【００４８】また、指針駆動部１８は、駆動回路１８Ａ
と駆動機構１８Ｂとを含む。駆動機構１８Ｂには、ステ
ッピングモータ３１０と、駆動回路１８Ａから供給され
る駆動パルスによって磁力を発生する駆動コイル３１１
と、この駆動コイル３１１によって励磁されるステータ
３１２と、ステータ３１２の内部において励磁される磁
界により回転するロータ３１３とを備えている。ステー
タ３１２には、駆動コイル３１１で発生した磁力によっ
て異なった磁極がロータ３１３の回りにある対向部３１
５，３１６に発生するように、磁気飽和部３１７が設け
られている。また、ロータ３１３の回転方向を規制する
ために、ステータ３１２の内周の適宜の位置には内ノッ
チ３１８が設けられている。この構成において、駆動コ
イル３１１によってステータ３１２が励磁されると、コ
ギングトルクがロータ３１３に発生し、ロータ３１３は
適宜の位置に停止する。ステッピングモータ３１０のロ
ータ３１３の回転は、かなを介してロータ３１３に噛合
された５番車３５１、４番車３５２、３番車３５３、２
番車３５４、日の裏車３５５及び筒車３５６を有する輪
列３５０によって各指針に伝達される。

【００４９】上記４番車３５２の軸には秒針３６１が接
続され、２番車３５４には分針３６２が接続され、さら
に、筒車３５６には時針３６３が接続されており、ロー
タ３１３の回転に連動してこれらの各針によって時刻
（時間情報）が表示される。

【００５０】駆動回路１８Ａは、ウォッチＣＰＵ１４か
らの駆動指令に従ってステッピングモータ３１０に様々
な波形の駆動パルスを供給する回路である。この駆動回
路１８Ａは、ｐチャネルＭＯＳトランジスタ３３３ａ、
ｎチャンネルＭＯＳトランジスタ３３２ａ、ｐチャンネ
ルＭＯＳトランジスタ３３３ｂ及びｎチャンネルＭＯＳ
トランジスタ３３２ｂによって構成されたブリッジ回路
を備えている。ステッピングモータ３１０の駆動用コイ
ル３１１は、ｐチャンネルＭＯＳトランジスタ３３３ａ
及びｎチャンネルＭＯＳトランジスタ３３２ａの接続点
と、ｐチャンネルＭＯＳトランジスタ３３３ｂ及びｎチ
ャンネルＭＯＳトランジスタ３３２ｂの接続点との間に
介挿されている。これらのＭＯＳトランジスタ３３２
ａ，３３２ｂ，３３３ａ及び３３３ｂの各ゲート電極に
ウォッチＣＰＵ１４から制御パルスが印加されることに
より、駆動コイル３１１に駆動パルスが供給され、ロー
タ３１３が駆動される。

【００５１】（腕時計型電子機器の構造）本実施形態の
腕時計型電子機器１００は、図５及び図６に示すよう
に、ケース部１０１と、このケース部１０１の前面側開
口部１０１Ａに取り付けられた表示窓１０２と、ケース
部１０１の背面側開口部１０１Ｂに取り付けられた裏蓋
１０３と、ケース部１０１内に配置されたムーブメント
（時計情報表示処理部）１０４と、ムーブメント１０４
に対して接続された巻真（操作軸）１０５と、巻真１０
５の外端に取り付けられた竜頭（外部操作部材）１０６
と、表示窓１０２の内側に配置された文字板１０７と、
文字板１０７の背面側に固定された環状の基板１０８と
を備えている。

【００５２】ここで、ムーブメント（時間情報表示処理
部）１０４には、上記図４を参照して説明したウォッチ
ＣＰＵ１４、駆動回路１８Ａ及び駆動機構１８Ｂが内蔵
されている。ムーブメント１０４には、必要に応じて、
電池や大容量キャパシタ等の電源が内蔵されていてもよ
い。また、上記表示窓１０２、文字板１０７及び上記の
秒針３６１、分針３６２及び時針３６３等の指針部分に
よって表示部が構成される。

【００５３】基板１０８は必要に応じてガラス繊維やガ
ラス織布などで強化されたエポキシ樹脂やフェノール樹
脂等からなるプリント配線基板やポリイミド樹脂等から
なるフレキシブル配線基板などで構成される。環状の基
板１０８の表裏両面上にはループ状（図示例では表裏そ
れぞれに２周ずつ巻回された状態となっている）のアン
テナ１１１が形成されている。この図示例では、アンテ
ナ１１１は、基板１０８上に固着された銅箔などの導電
パターンによって構成されている。

【００５４】また、アンテナ１１１は図中において数周
巻回されたループ状に形成されているが、ループアンテ
ナとしてのターン数や形状は任意である。より具体的に
は、搬送波の周波数が１３．５６［ＭＨｚ］である場合
には２〜３ターンのループアンテナでよく、また、周波
数１２５［ｋＨｚ］の場合には数百ターンの巻数が必要
となる。

【００５５】ループアンテナは開口面積が大きい程アン
テナゲインが向上するので、アンテナ１１１はケース部
１０１内のなるべく外周部に形成することが好ましい。
本実施形態では、基板１０８はケース部１０１の内面に
沿った環状に形成され、この基板１０８上の外周側にア
ンテナ１１１のループが形成されている。基板１０８の
環形状の内側に設けられた開口部内には、上記ムーブメ
ント１０４が配置されている。

【００５６】また、基板１０８上には上記の通信モジュ
ール１１０ＩＣが実装され、アンテナ１１１の両端に接
続されている。なお、アンテナ１１１と接続された同調
用コンデンサ１１２もまた基板１０８上に実装されてい
るが、図示を省略してある。

【００５７】本実施形態において、ケース部１０１は合
成樹脂やセラミックスなどの絶縁体で構成されているこ
とが好ましい。また、裏蓋１０３も合成樹脂やセラミッ
クスなどの絶縁体で構成されていることが好ましい。さ
らに、表示部を構成する文字板もまた、合成樹脂やセラ
ミックスなどの絶縁体で構成されていることが好まし
い。これらが絶縁体で構成されていることによって、ア
ンテナ１１１の通信感度が高まり、通信距離が増大す
る。特に、表示窓１０２、文字板１０７、指針３６１，
３６２，３６３などからなる表示部は、アンテナ１１１
の前面側に配置されており、さらに、アンテナ１１１の
ループ形状の開口面と対向配置されているので、表示部
全体を絶縁体で構成することによって通信感度及び通信
距離を向上させることができる。

【００５８】なお、後述するように非接触データ通信時
の通信内容を表示する場合には、図６に２点鎖線にて示
すように、基板１０８上に液晶表示パネル等からなる表
示体１１０ＤＰを実装し、この表示体１１０ＤＰの表示
面を露出させる開口部を文字板１０７に設けることが好
ましい。これによって、文字板１０７の開口部から露出
する表示体１１０ＤＰの表示面に表示された表示内容を
視認することが可能になる。

【００５９】（腕時計型電子機器１００の動作）次に、
腕時計型電子機器１００の動作について説明する。図７
は、腕時計型電子機器１００と外部送受信装置５１０と
の間の非接触データ通信の手順を示すシーケンス図であ
る。

【００６０】図７に示すように、外部送受信装置５１０
は、通常、調歩同調プロトコルによりポーリング信号
（通信要求）を繰り返し（所定周期で）送信している
（ステップＳ１０１）。より具体的には、外部送受信装
置５１０の制御装置５１１は、送信回路５１２にポーリ
ング信号を生成させ、高周波回路５１４及びアンテナ５
１５を介してポーリング信号を送信し続けている。腕時
計型電子機器１００は、外部送受信装置５１０の通信圏
内に入って上記ポーリング信号を受信すると、通信を開
始する。通信に際しては、最初に相互認証のためのデー
タを外部送受信装置５１０へ送り（ステップＳ１０
２）、これによって相互認証期間Ｔ０１に移行する。外
部送受信装置５１０は、腕時計型電子機器１００が自己
の通信圏内に入ったことを検出し、相互認証のためのデ
ータを腕時計型電子機器１００に送信する（ステップＳ
１０３）。このデータを受信した腕時計型電子機器１０
０は、相互認証が完了した旨の応答データを外部送受信
装置５１０へ送信する（ステップＳ１０４）。

【００６１】上記のようにして相互認証が完了すると、
読み込み期間Ｔ０２へ移行し、外部送受信装置５１０
は、腕時計型電子機器１００からデータを読み込むべ
く、読み込み要求データを送信する（ステップＳ１０
５）。これにより、腕時計型電子機器１００は、読み込
み要求データに対応するメモリ１１０Ｍ（図３参照）内
のメモリアドレスから対応するデータを読み出し、外部
送受信装置５１０に送信する（ステップＳ１０６）。

【００６２】上記のようにして腕時計型電子機器１００
からのメモリデータが外部送受信装置５１０にて受信さ
れると、判定期間Ｔ０３へ移行する。この判定期間Ｔ０
３においては、外部送受信装置５１０は、受信したデー
タから乗車券、プリペイドカードなどのデータ種類や有
効期限などを認識し、当該内容が受け入れ可能なものか
否かを判定する（ステップＳ１０７）。

【００６３】上記判定が完了すると、外部送受信装置５
１０は書き込み期間Ｔ０４に移行し、乗車の有無や払い
出し額などのデータを腕時計型電子機器１００に送信す
る（ステップＳ１０８）。これにより、腕時計型電子機
器１００は、上記データを受信した旨を知らせるための
応答データを外部送受信装置５１０へ送信する（ステッ
プＳ１０９）。

【００６４】以上の手順によって通信は完了し、腕時計
型電子機器１００は内部処理期間Ｔ０５に移行する。こ
の期間Ｔ０５においては、メモリ１１０Ｍの対応するメ
モリアドレスに、上記ステップＳ１０８にて送られてき
たデータ内容を書き込み、必要事項の記録（乗車記録）
や更新（残高データなど）を行う。一方、外部送受信装
置５１０は、この期間Ｔ０５において、上記ステップＳ
１０９にて腕時計型電子機器１００から送信された応答
データを確認し、その後、次のポーリング処理に備える
こととなる（ステップＳ１１０）。

【００６５】なお、上記の相互承認期間Ｔ０１、読み込
み期間Ｔ０２、判定期間Ｔ０３、書き込み期間Ｔ０４及
び内部処理期間Ｔ０５を含む相互処理期間Ｔ１０におい
ては、例えば、上記図６に２点鎖線で示す表示体１１０
ＤＰを設けた場合、この表示体１１０ＤＰに通信状態、
通信処理段階、或いは、通信処理内容（乗車記録などの
記録や残高データ若しくは払い出しデータなど）の表示
を行うようにしてもよい。また、後述する第２実施形態
のように液晶表示パネルなどの表示体が時間情報をも表
示するように構成されている場合には、相互処理期間Ｔ
１０において時間情報の表示を一時的に停止してもよ
い。このとき、時間情報の代りに、上記通信状態、通信
処理段階、或いは通信処理内容などを表示するようにし
ても構わない。

【００６６】以上説明した実施形態においては、図９に
示すように、ケース部１０１の両端にバンド１０９を連
結し、このバンド１０９を腕（手首）１０に装着した状
態で用いられる。この状態において、ケース部１０１の
背面側に取り付けられた裏蓋１０３は腕（手首）１０の
皮膚表面に接触している。

【００６７】本実施形態の腕時計型電子機器１００で
は、ケース部１０１の内部において、基板１０８が文字
板１０７の裏面上に配置され、この基板１０８の表面上
にアンテナ１１１が構成されている。したがって、上記
従来例とは異なり、アンテナ１１１が裏蓋１０３の内面
から離反した位置に配置されていることとなるので、腕
などの生体との距離が長くなり、また、その分、表示窓
１０２の表面に近くなるので、通信感度を高め、通信距
離を増大することができる。

【００６８】特に、本実施形態の腕時計型電子機器１０
０は、図示の如く、その厚さ方向の中心位置ＣＰよりも
前面側（表示部の側）にアンテナ１１１が配置されてお
り、その結果、通信感度及び通信距離を向上させること
が可能になっている。

【００６９】本実施形態では、アンテナ１１１の構成さ
れた基板１０８が文字板１０７の裏面上に配置されてい
ることにより、巻真（操作軸）１０５よりも前面側（表
示部の側）にアンテナ１１１が配置されていることとな
る。このとき、基板１０８上の通信モジュール１１０Ｉ
Ｃの実装位置は、基板１０８と巻真１０５とが通過して
いる領域から外れた位置（図示例では巻真１０５が通過
する領域とは反対側の位置）に設定されている。したが
って、通信モジュール１１０ＩＣと巻真１０５との干渉
を防ぐことができ、その結果、ケース部１０１の薄型化
を図ることができる。

【００７０】さらに、アンテナ１１１の構成された基板
１０８が文字板１０７の裏面上に配置されていることに
より、アンテナ１１１は文字板１０７の裏面上に配置さ
れていることとなるので、文字板１０７によってアンテ
ナ１１１（実際にはアンテナ１１１を構成した基板１０
８）を支持することができるので、組み立て作業が容易
になる。

【００７１】［第２実施形態］次に、図８を参照して、
本発明に係る第２実施形態の腕時計型電子機器２００に
ついて説明する。この実施形態でも、図１及び図２に示
す外部送受信装置５１０との非接触データ通信を行うよ
うに構成されているので、外部送受信装置５１０の構成
についての説明は省略する。

【００７２】腕時計型電子機器２００は、合成樹脂やセ
ラミックス等の絶縁体で構成されたケース部２０１と、
ケース部２０１の前面側開口部に取り付けられた表示窓
２０２と、ケース部２０１の背面側開口部に取り付けら
れた、絶縁体よりなる裏蓋２０３と、ケース部２０１の
内部に配置された回路基板２０４とを備えている。ま
た、この回路基板２０４上には、時計用ＩＣ２０５と、
液晶パネル等からなる表示体２０６と、クロック生成用
の水晶発振器２０７とが実装され、また、化学２次電池
やキャパシタ等からなる蓄電池２０８が装着されてい
る。すなわち、この腕時計型電子機器２００は表示体２
０６を備えたデジタル表示型の腕時計となっている。

【００７３】回路基板２０４の表面上にはループ状のア
ンテナ２１１が形成され、また、回路基板２０４の裏面
上には、第１実施形態と同様の通信モジュール２１０Ｉ
Ｃが実装されている。

【００７４】この実施形態では、時計用ＩＣ２０５、表
示体２０６、水晶発振器２０７などが実装された回路基
板２０４の表面上にループ状のアンテナ２１１が構成さ
れているので、アンテナ２１１の位置は、裏蓋２０３の
内面上から離反しており、また、ケース部２０１の厚さ
方向の中心位置よりも前面側（表示部の側）であって、
さらに、回路基板２０４の表面上でもある。このように
すると、アンテナ１１１は表示部とほぼ同じ厚さ方向の
位置に配置されていることとなるので、通信感度が高め
られ、通信距離を増大させることができる。

【００７５】尚、本発明の非接触データ通信機能を有す
る腕装着型電子機器は、上述の図示例にのみ限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内におい
て種々変更を加え得ることは勿論である。

【００７６】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機器におい
て、通信機能の高出力化や機器の大型化を図らなくて
も、通信感度を高め、通信距離を増大させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る非接触データ通信機能を有する腕
装着型電子機器を備えた通信システムの実施形態の使用
態様を示す概略説明図である。

【図２】通信システムにおける外部送受信装置の概略構
成を示すブロック図である。

【図３】腕装着型電子機器の非接触データ通信部の概略
構成を示すブロック図である。

【図４】腕装着型電子機器の時間情報表示処理部の概略
構成を模式的に示す説明図である。

【図５】本発明の第１実施形態の腕時計型電子機器１０
０の内部構造を模式的に示す縦断面図である。

【図６】第１実施形態の腕時計型電子機器１００の内部
構造を模式的に示す横断面図である。

【図７】通信システムの通信手順を示すシーケンス図で
ある。

【図８】第２実施形態の腕時計型電子機器２００の構造
を模式的に示す概略斜視図である。

【図９】第１実施形態の腕時計型電子機器１００の使用
状態を示す説明図である。

【図１０】従来の非接触データ通信機能を有する腕時計
の構造を模式的に示す概略断面図である。

【符号の説明】

１００，２００ 腕時計型電子機器 １０１，２０１ ケース体 １０２，２０２ 表示窓 １０３，２０３ 裏蓋 １０４ ムーブメント １０５ 巻真 １０６ 竜頭 １０７ 文字板 １０８ 基板 １０９ 絶縁材 １１０ 非接触データ通信部 １１０ＲＦ 送受信手段 １１０ＩＣ 通信モジュール １１１ アンテナ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｂ 1/59 Ｇ０６Ｋ 19/00 Ｋ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示部と、アンテナと、前記アンテナを
   介して外部送受信装置に対して非接触データ通信を行う
   ための送受信手段と、前記表示部及び送受信手段を収容
   するケース体と、を有し、 前記アンテナが前記ケース体の底部内面から離反した位
   置に配置されていることを特徴とする非接触データ通信
   機能を備えた腕装着型電子機器。
2. 【請求項２】 前記アンテナが前記ケース体の厚さ方向
   の中心位置よりも前記表示部の側に配置されていること
   を特徴とする請求項１に記載の非接触データ通信機能を
   備えた腕装着型電子機器。
3. 【請求項３】 前記表示部内に配置された表示板を有
   し、前記アンテナが表示板の表面上若しくは裏面上に配
   置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に
   記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機
   器。
4. 【請求項４】 表示体を含む表示部と、アンテナと、前
   記アンテナを介して外部送受信装置に対して非接触デー
   タ通信を行うための送受信手段と、前記表示体を実装し
   た回路基板と、を有し、 前記アンテナが前記回路基板の表面上若しくは裏面上又
   はこれらよりも視認側に配置されていることを特徴とす
   る非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機器。
5. 【請求項５】 前記表示部は、時間情報を表示する時間
   表示部であることを特徴とする請求項１乃至請求項４の
   いずれか１項に記載の非接触データ通信機能を備えた腕
   装着型電子機器。
6. 【請求項６】 前記アンテナはループアンテナであるこ
   とを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に
   記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機
   器。
7. 【請求項７】 前記アンテナのループ形の内側に、情報
   を処理し前記表示部に表示させる情報表示処理部が配置
   されていることを特徴とする請求項６に記載の非接触デ
   ータ通信機能を備えた腕装着型電子機器。
8. 【請求項８】 前記アンテナは基板上に構成されている
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項
   に記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機
   器。
9. 【請求項９】 前記基板は環状に構成され、前記基板
   は、情報を処理し前記表示部に表示させる情報表示処理
   部を取巻くように配置されていることを特徴とする請求
   項８に記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着型電
   子機器。
10. 【請求項１０】 前記基板には、情報を処理し前記表示
    部に表示する情報表示処理部が構成されていることを特
    徴とする請求項８に記載の非接触データ通信機能を備え
    た腕装着型電子機器。
11. 【請求項１１】 情報を処理し前記表示部に表示させる
    情報表示処理部を有し、前記情報表示処理部は、前記送
    受信手段によって受信されたデータ又は前記送受信手段
    によって送信されるデータを前記表示部に表示させ、或
    いは、前記いずれかのデータに処理を施して前記表示部
    に表示させるように構成されていることを特徴とする請
    求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の非接触デー
    タ通信機能を備えた腕装着型電子機器。
12. 【請求項１２】 表示部と、アンテナと、前記アンテナ
    を介して外部送受信装置に対して非接触データ通信を行
    うための送受信手段と、情報を処理し前記表示部に表示
    させる情報表示処理部と、前記情報表示処理部に所定動
    作をさせるための外部操作部材と、前記外部操作部材と
    前記情報表示処理部とを連結する操作軸と、を有し、 前記アンテナが前記操作軸よりも前記表示部の側に配置
    されていることを特徴とする非接触データ通信機能を備
    えた腕装着型電子機器。
13. 【請求項１３】 前記アンテナはループアンテナである
    ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の非
    接触データ通信機能を備えた腕装着型電子機器。
14. 【請求項１４】 前記アンテナのループ形の内側に、前
    記情報表示処理部が配置されていることを特徴とする請
    求項１３に記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着
    型電子機器。
15. 【請求項１５】 前記アンテナは基板上に構成されてい
    ることを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれ
    か１項に記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着型
    電子機器。
16. 【請求項１６】 前記基板は環状に構成され、前記基板
    は、前記情報表示処理部を取巻くように配置されている
    ことを特徴とする請求項１５に記載の非接触データ通信
    機能を備えた腕装着型電子機器。
17. 【請求項１７】 前記基板には前記情報表示処理部が構
    成されていることを特徴とする請求項１５に記載の非接
    触データ通信機能を備えた腕装着型電子機器。
18. 【請求項１８】 前記基板上には送受信手段が構成さ
    れ、該送受信手段は、前記操作軸と平面的に重なる領域
    以外の領域に構成されていることを特徴とする請求項１
    ５に記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子
    機器。
19. 【請求項１９】 請求項１乃至請求項１８のいずれか１
    項に記載の非接触データ通信機能を備えた腕装着型電子
    機器と、該腕装着型電子機器と通信可能な外部送受信装
    置とを有することを特徴とする非接触データ通信システ
    ム。