JP2003139876A - 通信機能付電子時計及び通信機能システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アンテナが不可欠で通信機能処理するための
機能部品が必要になる通信機能付き電子時計は構造的に
携帯性を損ねる大きな形になりがちである。そこで、小
型、薄型化を目指しながら、生産性が良く、コンパクト
な携帯性の良い構造が要求される。 【解決手段】 通信機能付き電子時計のムーブメントを
主ムーブメントユニット、アンテナユニット、通信回路
ユニットの３つのユニットに分け、このユニットをバン
ド方向に主ムーブメントを中心にほぼ同じ角度で配置
し、これらを可撓性接続部材で接続する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、受信装置を有する
電子時計に関する。とりわけ、この電子時計が携帯型の
腕時計であるものに関する。

【０００２】さらに、受信装置を有する電子時計を含む
通信機能システムに関する。

【０００３】

【従来の技術】デジタル技術の進歩により、時刻表示を
専らとしていた腕時計にアラームやクロノグラフなど腕
時計の時間標準を利用した付加機能をつけた多機能化が
実現して久しい。つまり、こうした多機能腕時計には発
信部品、それを処理する論理回路部品、処理結果を表示
する液晶などのデジタル表示や針式のアナログ表示する
表示部品とこれらを動かす電源である電池、さらにはこ
れらを操作する幾つものボタンやリューズを組み合わせ
た操作部材などを備えながら、携帯性の良い腕時計にま
とめる技術は確立してきた。

【０００４】更にはセンサー部品の小型化やその処理回
路の小型化も著しく、ＩＣの高密度化と相俟って脈拍計
や水深計や高度計のように各種センサーと組み合わせた
新たな機能と合体した腕時計が実現し、腕時計も時計と
一体となった小型(腕)携帯機器機器としてその一環を占
めるようになった。

【０００５】センサーとしてアンテナを用いた例として
標準電波を受信して時刻表示や時刻修正する腕電波時計
も出回るようになってきている。

【０００６】このように、最近では無線通信分野でも携
帯端末としての機能時計が各種提案されるようになっ
た。ＧＰＳ受信装置を搭載してＧＰＳ衛星から発信され
る位置情報などの電波を受信し、位置情報を表示する携
帯機器もその一つで、特開２００１−１３８６７号公報
にその例を見ることが出来る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】時計に対する機能化が
進んでも腕に携帯する電子時計には常に携帯性が要求さ
れる。即ち小型、薄型化を目指しながら、コンパクトな
携帯性の良い構造が要求される。一方、無線通信機能を
有する機器には電波を送受信するアンテナとこのアンテ
ナが送受信するためのための通信回路が必要となる。ア
ンテナの小型化が進んだとは言え、時計部品から見ると
アンテナ部品は大きな部品である。また、通信回路も一
般にアナログ処理・デジタル処理の両方を行わなければ
ならず、比較的複雑な構成となり通常のＩＣ技術ではワ
ンチップになりずらい形態をしている。ここに用いられ
るアンテナやアナログ回路はノイズの影響を受け易く、
電磁遮蔽を行うための構造物も必要となる。

【０００８】通信機能付き電子時計においては従来の電
子時計部品に加え、上述したような通信機能を処理する
ための機能部品が必要になり構造的にも携帯性を損ねる
大きな形になりがちである。

【０００９】例示した特開報においても同じ問題をかか
え、一つの解決策としてアンテナ部品と電池及び表示体
との関係でいろいろな配置を提案している。しかし、こ
の提案では時計を腕に装着したときに、バンド方向とは
直角関係にある腕方向にいずれかの構造物が飛び出す形
になり、携帯性でも、デザイン性でも制約をもたらす原
因となっていた。

【００１０】このように通信機能を有する携帯機器であ
っても、電子時計としての携帯性をよくすることが要求
される。

【００１１】本発明の課題は製造し易く、電磁ノイズの
影響も受けずらい、携帯性の高い構造をした通信機能を
備えた電子時計とそのシステムを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明では、時計の主ムーブメントユニットとア
ンテナユニットと通信回路ユニットとを別体にし、この
主ムーブメントユニットを中央に配し、この主ムーブメ
ントユニットの両端の位置にアンテナユニットと通信回
路ユニットとを配置した通信機能付電子時計であること
を特徴とする。

【００１３】前記通信機能付電子時計が通信機能付電子
ウオッチであり、前記主ムーブメントユニットを中央に
配し、この主ムーブメントユニットの両端の位置に前記
アンテナユニットと前記通信回路ユニットとを配する方
向をバンド方向としたことを特徴とする。

【００１４】中央に配した前記主ムーブメントユニット
を前記通信機能付電子ウオッチの表示面風防部と平行に
配し、この主ムーブメントユニットの両端の位置に一方
のバンド部との間に前記アンテナユニットを、もう一方
のバンド部との間に前記通信回路ユニットを配し、主ム
ーブメントユニットとアンテナユニットとの配置角度と
主ムーブメントユニットと通信回路ユニットとの配置角
度とを略同一としたことを特徴とする。

【００１５】前記主ムーブメントユニットと前記通信回
路ユニットと前記アンテナユニットとを可撓性接続部材
で接続する構造であることを特徴とする。

【００１６】前記アンテナユニットと前記通信回路ユニ
ットを接続する可撓性接続部材と前記主ムーブメントユ
ニットとの間に電磁遮蔽板を配置したことを特徴とす
る。

【００１７】前記アンテナユニットが通信衛星からの信
号を受信する通信アンテナユニット若しくは位置情報信
号等の近距離通信信号を受信する近距離通信アンテナユ
ニットであることを特徴とする。

【００１８】前記通信アンテナユニットが受信する前記
信号がＧＰＳ信号であることを特徴とする。

【００１９】時計の主ムーブメントユニットとアンテナ
ユニットと通信回路ユニットとより成り、各ユニットが
別体にて構成され、この主ムーブメントユニットを中央
に配し、この主ムーブメントユニットの両端の位置に前
記アンテナユニットと前記通信回路ユニットとを配した
通信機能付電子時計と、通信衛星からの信号を受信し、
この信号に基づき演算された所定の情報を前記通信機能
付電子時計に対して無線にて出力する通信インターフェ
ース装置とを備えたシステムであることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＧＰＳ通信機
能付き電子時計及びそれを含む通信システムについて図
面を参照しながら詳しく説明する。

【００２１】図１は本電子時計の機能を示すシステム図
で、ＧＰＳ衛星が発射する電波を受信するための受信ア
ンテナ部１が受信した電波を受信回路部で増幅・検波し
てＧＰＳ信号を取り出し、この信号を元に位置情報や時
刻情報としてデジタル化した信号を演算処理部２に送
る。演算処理部３は本時計を司る全ての演算処理を行う
部分で、ワンチップマイコンＩＣを中心として、時間標
準にとなる発振部など従来のデジタル時計を処理する機
能も含んでいる。入力部６からの指示で制御されたり、
記憶部４とのやり取りで行う演算処理に必要なプログラ
ムはワンチップマイコンＩＣに組み込まれている。従っ
て、この演算処理部３では前記受信回路部２から送られ
てきた位置情報や時刻情報を演算処理するばかりでな
く、時計としての時刻処理やクロノグラフやアラームな
ど通常の付加機能の処理も行う。この演算結果は従来の
電子時計と同じく液晶などの表示部５に送られその内容
を表示する。また受信関係以外の構成部である入出力処
理手段６４は、演算処理部３、記憶部４、表示部５及び
入力部６により成る。

【００２２】図２は本実施形態の完成電子時計で、図２
ａは正面図、図２ｂはその側面図である。１０はケー
ス、１１はこのケース１０の中央に位置し、ベゼル13に
囲われた風防１2に覆われた液晶表示部、１４ａ〜１４
ｄは操作ボタン、１5ａは上バンド、１ｂは下バンド、
１９は裏蓋である。

【００２３】液晶表示部１１は時刻（１２時３４分）と
北緯（４０度４３分３６秒）、東経（１３５度２４分１
２秒）の位置表示を示している例で、操作ボタン１４ｄ
の操作により別のモードを選択し、例えば日付表示と時
刻表示を並べて表示したり、或いはまた、距離モードを
選択して、ＧＰＳの示す２点間の距離計算や積算した移
動距離を計算し、表示することも出来る。また、クロノ
やアラームなど従来の電子時計と組み合わせた機能を搭
載し、表示することも出来る。

【００２４】ケース１０は上ケース１０ａと下ケース１
０ｂとからなり、少なくとも上ケース１０ａはプラスチ
ックのような電波の受信を阻害しない材料で作られてい
る。上ケース１０ａと下ケース１０ｂとはねじ止め又は
はめ込みなどで一体化構造となっている。

【００２５】ケース１０の中には裏蓋１９側に開いた１
６〜18の３つの収納部を有する。１６は中央収納部で裏
蓋の反対側はベゼル１３の内側に位置する風防１２側に
開き、一般の時計ケースと同じような空洞となってい
て、後述する主ムーブメントユニットを収納する。１７
はこの中央収納部16と上バンド１５ａとの間に位置する
上ケース１０ａ内にあって、後述するアンテナユニット
を収納する上収納部であり、１８は中央収納部１６と下
バンド１5ｂとの間に位置する下ケース１０ｂ内にあっ
て、後述する通信回路ユニットを収納する下収納部であ
る。

【００２６】上下ケース１０ａと１０ｂは風防１２の面
を基準にバンド方向に向け、腕形状に沿った傾きを持た
せた角度を有している。従って、腕と接する裏蓋１９の
形状もほぼ腕形状に沿った形となり、腕とのフィット感
を持たせるようになっている。

【００２７】図３はケース１０に収納するＧＰＳ通信機
能付き電子時計のムーブメント構造を示す側面図で、２
０が主ムーブメントユニット、３０が通信回路ユニッ
ト、４０がアンテナユニットである。

【００２８】主ムーブメントユニット２０は図１の点線
部で示す演算処理部３、記憶部４、表示部５、入力部６
にかかわる機能部品で構成し、ムーブメント体２１には
液晶表示部１１を備えている。ムーブメント体２１は電
源となる電池、時間基準を発生する水晶発信器、信号処
理をするＩＣ、機能選択など外部指示を行う操作ボタン
に係る接点構造部品などからなり、これらを搭載するメ
イン基板２２を含む。このメイン基板２２には、通信回
路ユニット３０へ電源を供給し、また、通信ユニット３
０からの情報を受けるための信号を受けるフレキシブル
な接続シート３３が接続している他は従来の多機能時計
と同じ要素で構成されており、通常の時計ケースに納ま
る構造をしているのでその詳細は省略する。

【００２９】通信回路ユニット３０は図１の受信回路部
２にかかわる機能部品で構成し、通信回路基板３１にア
ナログ信号である受信信号を処理する通信回路部品３２
を搭載している。具体的には抵抗やコンデンサーとＩＣ
部品を組み合わせたものである。通信回路基板３１の上
面では主ムーブメントユニット２０と接続シート３３で
接続し、下面ではアンテナ線４３が接続している。

【００３０】アンテナユニット４０は図１の受信アンテ
ナ部１にかかわる機能部品で構成され、アンテナ基板４
１とＧＰＳ電波を受信する受信アンテナ４２からなる。
受信アンテナ４２で受けた信号はフィーダー線など可撓
的な接続部材のアンテナ線４３で通信回路ユニット３０
に接続している。接続部材４３と主ムーブメントユニッ
トの間には電磁遮蔽板４４が設けてある。

【００３１】図において、接続シート３３、アンテナ線
４３、電磁遮蔽板４４は説明し易く充分な厚みをもって
示しているが、実際には百ミクロンオーダーの薄い素材
を使用している。

【００３２】図４は図３を平面的に展開した平面展開図
で、通信基板３１に搭載されている通信回路を構成する
ＩＣチップ３４や抵抗部品３５、コンデンサー部品３６
などの配置例を示す。他の部番は図３と同じである。

【００３３】このように構成されている事から、アンテ
ナユニット４０の受信アンテナ４２で受けたＧＰＳ電波
はフレキシブルなアンテナ線４３を介して通信回路ユニ
ット３０に送られ、ここの通信回路３２でデジタル信号
化された衛星情報は接続シート３３を介して主ムーブメ
ントユニット２０へ送られ、この主ムーブメントユニッ
ト２０内で演算処理され、その結果が液晶表示部に表示
される。

【００３４】時計ムーブメントを３つのユニットに分
け、アンテナユニットと通信回路ユニットを主ムーブメ
ントユニットから分離したことで、主ムーブメントユニ
ット２０の構成部品は従来の電子時計とほぼ同じにな
り、従来培ってきた構造技術が容易に取り入れ易くな
る。その結果、主ムーブメントユニットの小型薄型化が
容易に実現し易くなる。従って、中央収納部１６に収納
する主ムーブメントユニット２０は従来の構造そのまま
にコンパクトに納めることが出来る。

【００３５】主ムーブメントユニット２０は風防１２と
平行の中央収容部１６に配置され、通信回路ユニット３
０はこの主ムーブメントユニット２０と下バンド１5ｂ
の間に位置する下収容部１７に、アンテナユニット４０
は主ムーブメントユニット２０を挟んで反対側の上バン
ド１5ａとの間に位置する上収容部１８に配置されるか
ら、主ムーブメントユニット２０に対する通信回路ユニ
ット３０とのなす角とアンテナユニット４０とのなす角
は腕の形に沿ったほぼ同じ角度をもって配置される。こ
のように、バンド方向の角度をほぼ腕の丸みに合わせた
角度に持たせる事が出来るから、通信機能付きに伴なう
構成部品の増加で本来大きくなる時計構造物が、あたか
もバンドの一部に部品が納まったかのようになり、スマ
ートなデザイン感覚の装着性の良い電子時計が実現でき
る。

【００３６】このとき、アンテナユニット４０を収納す
る上ケース１０ａの材質は電波障壁にならないプラスチ
ックなどを使っているので、電波は容易に受信しやすく
なっている。アンテナユニットと通信回路ユニットを結
ぶアンテナ線４３と主ムーブメントユニットの間には電
磁遮蔽板４４が設けてあるので、ムーブメントの出すノ
イズを遮蔽でき安定した信号を通信回路ユニット３０に
送ることが出きる。

【００３７】アンテナ線４３に可撓的なシールド線を用
いることにより電磁遮蔽板を省略することが出来る。

【００３８】裏蓋１９は一体もので図示したが、各収納
部に対応してそれぞれ別体のものでも良く、さらに、裏
蓋材質が違うものでも良い。

【００３９】ケース内に収容された完成時計のムーブメ
ントは図3に示すように３つのユニット２０、３０、４0
はお互いに角度を持って配置しているが、ムーブメント
の組立段階ではお互いを平行位置にして作業出来る。図
5がその作業時の配置関係を示す側面図で、各ユニット
２０、３０、４０の間の接続に可撓性接続部材を使用し
ているから可能となる。

【００４０】即ち、図示するように、アンテナ線４３や
接続シート３３は作業性の良い比較的平行位置で行い、
ケースへの収納時には接続部材の可撓性を利用して角度
を持たせてそれぞれの収納部に納める事が出来、生産性
の良いムーブメント製造が可能となる。

【００４１】ここまで、本実施形態としてＧＰＳ衛星か
らの電波を直接受ける電子時計を例に説明してきたが、
ＧＰＳ電波は微弱であるのに加え、位置情報を抽出する
には同時に４個以上の衛星から受信し、複雑な計算を逐
次迅速に行う必要がある。そのために通信回路が複雑に
なり、電力消費も大きくなる。このことは、回路部品を
増やことになったり、大きな容量の電池が望まれ、構造
設計の困難さが増す。

【００４２】本電子時計にあっては、これを軽減するた
めにインターフェースをおくシステムを利用することが
ある。次に、その場合の実施形態を説明する。

【００４３】図６はＧＰＳインターフェースの機能シス
テムズである。ＧＰＳ受信アンテナ部５１が受信したＧ
ＰＳ衛星からの電波は受信回路部５２で増幅・検波さ
れ、演算処理部５３で記憶部５４とやり取りしながら位
置情報や時間情報のデジタル信号となるようにデジタル
処理する。その信号は、送信回路部５５に送られ、送信
アンテナ５６から前述した電子時計に向けて電波を発信
する。

【００４４】ＧＰＳ衛星からの電波は数ギガヘルツの極
超短波であるが、インターフェースから発射する電波は
携帯受信装置としては比較的扱い易いもっと低い周波数
帯の電波、例えば、３００メガヘルツ近辺の電波が利用
できる。また、インターフェースユニットそのものは時
計のように腕に携帯するという制約は受けないので、十
分大きな電源の搭載が可能であり、強い電力での発信が
可能となる。その分、時計側では電波が受け安くなるか
ら、時計側のアンテナ条件や受信回路の処理条件は緩和
され、構造的にも設計が容易になる。

【００４５】このようにインターフェースを用いるシス
テムにおいても、ムーブメントを３つのユニットに分け
てバンド方向に分散して収納する時計構造の特徴は利用
できることに変わりは無い。前述したように、通信回路
の負担を軽減し、ひいては回路ユニットの構成をより簡
素な形にし、併せて、主ムーブメントユニットの電池も
小さく出来るので、その分、小型かつ携帯性の良いもの
となる。

【００4６】

【発明の効果】本発明は、以上説明したように、アンテ
ナを装備する通信機能を有する電子時計において、その
ムーブメントを主ムーブメントユニットと通信回路ユニ
ットとアンテナユニットの３つのユニットに分け、主ム
ーブメントユニットの両端、バンドとの間に通信回路ユ
ニットとアンテナユニットをほぼ腕に沿った角度を持た
せて配置する事により、携帯性に富んだ電子時計を提供
できる。

【００４７】さらにアンテナユニットと通信回路ユニッ
ト及び通信回路ユニットと主ムーブメントユニットの間
を可撓性のある接続手段で接続することに加工性が高
く、組立性の良いムーブメントを提供できる。

【００４８】さらにまた、ムーブメントとアンテナ線の
間に遮蔽板を設けいることにより、ムーブメントの発す
るノイズに強い通信機能付き構造が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】電子時計の機能システム図

【図２】（ａ）完成電子時計の正面図、（ｂ）完成電子
時計の側面図

【図３】ムーブメントの構造側面図

【図４】ムーブメントの平面展開図

【図５】作業時の配置関係を示す側面図

【図６】ＧＰＳインターフェースユニットの機能システ
ム図

【符号の説明】

１ 受信アンテナ部 ２ 受信回路部 ３ 演算処理部 ４ 記憶部 ５ 表示部 ６ 入力手段 １０ ケース １１ 液晶表示部 １２ 風防 １３ ベゼル １４ 操作ボタン １５ａ 上バンド １５ｂ 下バンド １６ 中央収納部 １７ 上収納部 １８ 下収納部 １９ 裏蓋 ２０ 主ムーブメントユニット ２１ ムーブメント体 ２２ メイン基板 ３０ 通信回路ユニット ３１ 通信回路基板 ３２ 通信回路部品 ３３ 接続シート ３４ ＩＣチップ ３５ 抵抗部品 ３６ コンデンサー部品 ４０ アンテナユニット ４１ アンテナ基板 ４２ 受信アンテナ ４３ アンテナ線 ４４ 電磁遮蔽板 ５１ ＧＰＳ受信アンテナ部 ５２ ＧＰＳ受信回路部 ５３ 演算処理部 ５４ 記憶部 ５５ 送信回路部 ５６ 送信アンテナ部

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 時計の主ムーブメントユニットとアンテ
   ナユニットと通信回路ユニットとが別体であり、該主ム
   ーブメントユニットを中央に配し該主ムーブメントユニ
   ットの両端の位置に該アンテナユニットと該通信回路ユ
   ニットとを配したことを特徴とする通信機能付電子時
   計。
2. 【請求項２】 当該する通信機能付電子時計が通信機能
   付電子ウオッチであり、前記主ムーブメントユニットを
   中央に配し、該主ムーブメントユニットの両端の位置に
   前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットとを配す
   る方向をバンド方向としたことを特徴とする請求項１記
   載の通信機能付電子時計。
3. 【請求項３】 中央に配した前記主ムーブメントユニッ
   トを前記通信機能付電子ウオッチの表示面風防部と平行
   に配し、該主ムーブメントユニットの両端の位置に一方
   のバンド部との間に前記アンテナユニットを、もう一方
   のバンド部との間に前記通信回路ユニットを配し、該主
   ムーブメントユニットと該アンテナユニットとの配置角
   度と主ムーブメントユニットと通信回路ユニットとの配
   置角度とを略同一としたことを特徴とする請求項２記載
   の通信機能付電子時計。
4. 【請求項４】 前記主ムーブメントユニットと前記通信
   回路ユニットと前記アンテナユニットとを可撓性接続部
   材で接続する構造であることを特徴とする請求項１乃至
   ３の何れかに記載の通信機能付電子時計。
5. 【請求項５】 前記アンテナユニットと前記通信回路ユ
   ニットを接続する可撓性接続部材と前記主ムーブメント
   ユニットとの間に電磁遮蔽板を配置したことを特徴とす
   る請求項１乃至３の何れかに記載の通信機能付電子時計
6. 【請求項６】 前記アンテナユニットが通信衛星からの
   信号を受信する通信アンテナユニット若しくは位置情報
   信号等の近距離通信信号を受信する近距離通信アンテナ
   ユニットであることを特徴とする請求項１乃至５の何れ
   かに記載の通信機能付電子時計。
7. 【請求項７】 前記通信アンテナユニットが受信する前
   記信号がＧＰＳ信号であることを特徴とする請求項１乃
   至６記載の何れかに通信機能付電子時計。
8. 【請求項８】 時計の主ムーブメントユニットとアンテ
   ナユニットと通信回路ユニットとより成り、各ユニット
   が別体にて構成され、該主ムーブメントユニットを中央
   に配し、該主ムーブメントユニットの両端の位置に前記
   アンテナユニットと前記通信回路ユニットとを配した通
   信機能付電子時計と、通信衛星からの信号を受信し該信
   号に基づき演算された所定の情報を前記通信機能付電子
   時計に対して無線にて出力する通信インターフェース装
   置とを備えたことを特徴とする通信機能システム。