JP2005274247A - 携帯時計 - Google Patents

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Abstract

【課題】 電波時計とソーラーセル時計との両方の機能をもって、ソーラーセルの濃紫色が視認されず、しかも、金属感を持つ携帯時計を提供する。
【解決手段】 風防ガラス51と文字板55との間で、文字板55の外周縁部に透光性の見返しリング53と、該見返しリング53の外周にリング状のソーラーセル52とを備え、該ソーラーセル52の前面側にある見返しリング53の下面に反射機能を有するアンテナ60を備える。あるいはまた、ソーラーセル52の背面側で、時計ケース57とソーラーセル52との間にアンテナを備える。あるいはまた、その両方にアンテナを備える。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電波受信・時刻修正機能とソーラーセル発電機能との両方の機能を有する携帯時計に関する。
時刻情報を含む標準電波(搬送波)を受信し、この電波から時刻情報を取り出すことにより、正確な時刻に修正することのできる電波時計の機能と、ソーラーセルを備えて、太陽光などの光を受光して発電させ、その電気エネルギーを電池に蓄電して時刻を刻むことのできるソーラーセル時計の機能との両方の機能を有した携帯時計がソーラー電波時計と称して既に知られている。時刻情報を含む電波は、各国毎に周波数が異なり、例えば、日本では総務省、郵政事業庁の管轄下において、40kHz及び60kHzの標準電波が発信されている。
図10は、このような電波時計の機能の概略を示すブロック図である。この電波時計は、アンテナ1、電波時計受信機2、CPU3、表示駆動部4、入力装置5等から構成されている。その他、図示していないが時分秒の各指針又は液晶等による表示部が含まれている。
この電波時計においては、はじめにアンテナ1で時刻情報を含む電波を受信する。電波時計受信機2は、アンテナ1が受信した電波を増幅検波し、電波から時刻情報を取り出して出力する。CPU3は、電波時計受信機2から出力された時刻情報に基づき、現在時刻データを出力する。表示駆動部4は、CPU3から出力された現在時刻データに基づき、表示部に現在時刻を表示させる。尚、入力装置5は、例えば、CPU3に対してリセット等の操作情報を入力する際に使用される。
電波に含まれている時刻情報(タイムコード)は、60秒周期のパルス信号であり、国によって異なるが、日本の場合は1秒ごとに、200、500、800msecのいずれかの幅を有するパルスが1つ乗っている。これらパルスの組み合わせにより、60秒で時刻情報が得られる。CPU3は、受け取ったパルス信号から1秒ごとのパルスのパルス幅を読み取っていくことにより、時刻情報(現在時刻)を取得する。そして、CPUは、取得した時刻情報により、表示駆動部4を介して表示部における表示時刻を修正する。よって、電波時計は、受信した時刻情報に基づき、表示時刻が所定間隔毎に修正されることにより、常に正確な時刻を表示できる。
このような電波時計として、アンテナ、電波時計受信機、CPU、表示駆動部および表示部を、アンテナ収納体であるケースの中に収納した腕時計が、すでに提供されている。このケースの素材には、アンテナが電波を受信するために合成樹脂やセラミックなどの非導電性材料が主として用いられてきた。即ち、金属などの導電材料からなるケース内部にアンテナを収納すると、アンテナ近傍に発生する磁束が導電材料に吸い取られ、共振現象が妨げられるため、アンテナの受信機能が著しく低下してしまうからである。
しかしながら、このようなアンテナの受信障害を避けるため、合成樹脂製のケースを用いると、ケースの耐傷性、あるいは耐薬品性の低下をまねくばかりか、装身具としての腕時計に必要とされる高級感や美観も損なわれることになる。このため、ケースに金属を用いた電波腕時計が提案されている。その一つに、下記の特許文献1をあげることができる。
特開2001−33571号公報
図11は、ケースの一部に金属を用いた電波腕時計の構造の一例を示す断面図である。この腕時計のケース10は、胴11と裏蓋12と風防13とから概略構成されている。バンド(図示せず)が連結される胴内部に、ムーブメント14が公知の手段で配置されている。ムーブメント14の上方には、時刻表示部である文字板15と針16が、同じく公知の手段で配置されている。そして、ムーブメント14の下方で、かつ裏蓋12の上方に位置するように、磁気長波アンテナであるバーアンテナ17が配置されている。このバーアンテナ17は、磁芯部材18と、この磁芯部材18に巻回されたコイル20とよりなり、合成樹脂製の保持部材の上面に固定されている。
ムーブメント14は、前述した電波時計受信機、CPU、および表示駆動部を備え、導線21によってバーアンテナ17と電気的に導通される。従って、バーアンテナ17が受信した標準電波に基づいて、ムーブメント14のCPUが、表示駆動部における、図示しないギア機構を動作させて、表示部の針16の位置を常に修正するように駆動する。なお、ここで、上下方向とは、図11における上下を示している。
胴11は、上記の特許文献1においては、金属で中空でない、即ち、ソリッド金属で鉄鋼材料またはチタニウム若しくはその合金製の金属が好ましいとされている。胴11の最上部には、非導電材料であるガラスからなる風防13が、シーリング材などを用いて公知の手段で固定される。また、上記の特許文献1においては、裏蓋12は、胴11に固定された環状の電気導電性を有する金属の縁枠22と、縁枠22内に固定されたガラスやセラミックなどからなる非導電材料23とから構成することができるとされている。即ち、特許文献1においては、時計の裏蓋側、即ち、裏面側を、ガラスやセラミックなどからなる非導電材料で構成すれば、時計の側面側は金属などで構成することができるとされている。そして、これによりデザインの自由度を向上させることができるとされている。
一方、ソーラーセルを備えて発電機能を持たせたソーラーセル付時計の従来の一般的な構造は、多くの発電効率を得るために文字板の裏面にソーラーセルを配置していた。しかしながら、ソーラーセルを文字板の裏面に配設する構造は、文字板は太陽光を透過させるために少なくとも半透過性であることが必要であり、材料が限定されると同時に、文字板を通してソーラーセル独特の濃紫色や分割線などの色調が視認され、外観品質を損なうという問題があった。また、文字板の下に日板、曜板を配設するカレンダー時計においては、文字板と日板、曜板の間にソーラーセルを配設するために、曜、日の視認性も極めて悪く、発電効率への影響を考慮すると日窓、曜窓の位置に自由度がないものとなっていた。
そして、このような問題を解決する構造として、風防ガラスと文字板との間の隙間に、文字板の外周周縁に位置する見返しリングの外周部に直立したリング状のソーラーセルを配設した構造のものが下記の特許文献2に開示を見ている。
特開2001−305249号公報
上記の特許文献2に開示されたソーラーセル付時計を図12、図13を用いて簡単に説明する。尚、特許文献2においては、ソーラーセルを太陽電池と呼称して説明しているが、ここではソーラーセルと呼称して説明する。ここで、図12は上記の特許文献2に示されたソーラーセル付時計の要部断面図で、図13は図12におけるA部の拡大断面図を示している。図12において、このソーラーセル付時計30は、時計ケース37内に文字板35、ムーブメント36、ムーブメント36の指針軸に取り付けた指針34を収納し、
表面からは風防ガラス31、裏面からは裏蓋38で封止した構成を取っており、また、風防ガラス31と文字板35の間にあって、文字板35の外周縁部に見返しリング33を配設し、その見返しリング33の外周部に直立したリング状のソーラーセル32を配設した構成を取っているものである。
また、このリング状のソーラーセル32はその受光面が時計中心側に向かって配設されていて、このリング状のソーラーセル32は、図13に示すように、フレキシブルプリント基板40上にアルミニウム薄膜等からなる金属電極膜である第1の電極41、アモルファスシリコン薄膜からなる光電変換層42、ITOなどの透明導電膜である第2の電極43、透明な保護膜44を積層した構成になっている。
風防ガラス31を透過して見返しリング33を介して直接入射する光、文字板35の表面で反射を繰り返した光が見返しリング33を介して入射する光などをソーラーセル32に導き、そこで得た光を光電変換し電流としてムーブメント内に配した二次電池に供給するようになっている。
しかしながら、特許文献1に示されている電波時計の構造は、携帯使用する上での電波受信性能について大きな問題はないが、図11に示されるように、裏蓋12の縁枠22にガラスからなる非導電性材料23を係合した場合に、腕時計を落とす等の衝撃を与えるとガラスが破損するという問題がある。また、裏蓋12は、腕に密接しているので、長期の使用において、汗等によりガラスが縁枠22から外れたり、腕時計内部のムーブメント(アンテナ1、電波時計受信機2、CPU3、表示駆動部4等)に汗、水、ホコリ等が入り込み、腕時計としての機能を著しく低下させる恐れもある。
更に、裏蓋12に非導電性材料23が設けられているので、部品点数が増えると共に組立工数も増え、コストアップをまねくという問題を有する。また、非金属部材が外装に使用されているため、腕時計としての重厚感や高級感にも欠けるものとなる。
また、特許文献2に示されているソーラーセル付時計の構造は、比較的外部から目立たない所にある見返しリングの外周部にソーラーセルを配設する構造で、これにより、文字板35に金属などを用いることができるので色々な装飾を施して外観的な装飾を高めることができる。しかしながら、見返しリングは、材質が透光性材料で構成されるために、ソーラーセル本来の濃紫色の色調が透視され、外観品質がどうしても損なわれてしまう。また同時に、見返しリングに透光性を持たせる理由で金属が使用できず、金属色の持つ重厚さや、高級感の表現が極めて困難であった。また、入射効率を上げるため、見返しリングに切分などのデザインができなくなる等の問題があった。
本発明は、上記従来技術の課題に鑑みなされたもので、通常の金属時計ケースを使用しても、携帯上、何の支障もなく時刻情報等の電波を受信して時刻修正することができ、また、ソーラーセルで時刻表示を駆動させると共に、ソーラーセル独特の濃紫色などが視認されず、安定した防水品質の下で高級感が得られる携帯時計を提供する。また同時に、一般の時計と同様のデザインバリエーションの拡大を図ることが可能な携帯時計を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するための手段として、本発明の請求項1に記載の携帯時計は、風防ガラスと文字板との間で、該文字板の外周縁部に透光性の見返しリングと、該見返しリングの外周にリング状に配設したソーラーセルとを備え、該ソーラーセルの前面側又は背面
側の少なくとも一方側にアンテナを備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項2に記載の携帯時計は、アンテナがソーラーセルの前面側又は背面側の少なくとも一方側にあって、見返しリングに入射した光の一部を反射し、該反射した光の一部がソーラーセルの受光面に入射する部位に備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項3に記載の携帯時計は、アンテナをソーラーセルの前面側にある見返しリングの下面側に備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項4に記載の携帯時計は、アンテナをソーラーセルの背面側で時計ケースとの間に備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項5に記載の携帯時計は、アンテナをソーラーセルの前面側にある見返しリングの下面側と、ソーラーセルの背面側で時計ケースとの間にそれぞれ備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項6に記載の携帯時計は、アンテナを見返しリングの下面に、見返しリングと一体にして備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項7に記載の携帯時計は、アンテナを見返しリングの下面側に位置する文字板の上面に、文字板と一体にして備えたことを特徴とするものである。
また、本発明の請求項8に記載の携帯時計は、アンテナが少なくとも1個からなることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項9に記載の携帯時計は、アンテナの少なくとも一部の表面が、反射率の高い反射表面をなしていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項10に記載の携帯時計は、上記の反射率の高い反射表面が金属表面であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項11に記載の携帯時計は、透光性の見返しリングが非導電性材料からなることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項12に記載の携帯時計は、上記の非導電性材料が樹脂であることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項13に記載の携帯時計は、見返しリングの採光表面に透過性を有する金属薄膜が設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項14に記載の携帯時計は、上記の金属薄膜の膜厚が150Å〜500Åであることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項15に記載の携帯時計は、時計ケースが金属で形成されていることを特徴とするものである。
また、本発明の請求項16に記載の携帯時計は、上記の金属がステンレス鋼、チタン、チタン合金などであることを特徴とするものである。
本発明の効果として、本発明の請求項1及び請求項2に記載の発明において、リング状のソーラーセルを透光性の見返しリングの外周に備えていることにより、見返しリングに入射した光がソーラーセルの採光面に入射し、ソーラーセルに発電機能を起こさせる。また、見返しリングに入射した光の一部は見返しリングの下面側にある文字板に入射する。また、一部の光はソーラーセルの背面側にも回り込む。アンテナを、請求項9に記載の如く、高反射率の反射表面仕様にして、見返しリングを介して入射する文字板の部位(請求項3、5に記載の発明)やソーラーセルの背面側に光が回り込む部位(請求項4、5に記載の発明)にアンテナを配設することによって、文字板に入射する光を反射させてソーラーセルに入射させることができる。また、ソーラーセルの背面側に回り込んだ光をソーラーセルの前面側に反射させ、見返しリング内で再び反射・屈折などをさせてソーラーセルに入射させることができる。これにより、見返しリング内に入射した光を無駄なく利用でき、ソーラーセルの発電効率をアップさせる効果を生む。また、反射率の高い金属膜からなるアンテナを使用した場合などは、請求項10に記載の如く、その金属膜そのものを反射面として使用できるので、大変利便性のある、安いコストでの組立構成が取れる。本発明は、反射能力を持つアンテナをソーラーセルの前面側または背面側に配設することでソーラーセルに多くの光量を入射させ、ソーラーセルの発電効率を向上させる発明である。そして、ソーラーセルに多くの光量を入射させる目的からすると、ソーラーセルの前面側としては見返しリングの下面側に配設するのが最適な場所として選択するものである。また、見返しリングに、請求項13に記載の如く、その採光表面に金属薄膜を設けることによって、見返しリングの下面側に配設したアンテナは見えなくなると云う効果も生まれる。また、ソーラーセルの背面側としてはソーラーセルと時計ケースとの間が最適な場所として選択するものである。この場所は時計ケースに隠れてアンテナが見えない。
また、本発明の請求項6及び請求項7に記載の発明の下では、アンテナと見返しリング、あるいはアンテナと文字板とが一体となっているので、持ち運びや組立取扱いが容易となり、組立工数の削減などが図れる。
また、本発明の請求項8に記載の如く、アンテナを1個のみならず複数個備えることにより、電波の受信が確実に行える。例えば、1個のアンテナが受信感度の性能低下が発生しても他の受信感度の良いアンテナが確実に電波受信する。
また、本発明の請求項11に記載の発明の下では、見返しリングが非導電性の材料で形成されているので、アンテナの電波受信には影響せず、支障無くアンテナの機能が働く。また、請求項12に記載の如く、非導電性材料として樹脂を選択すると、安いコストで見返しリングが得られる。
また、本発明の請求項13に記載の発明の下では、見返しリングに透過性を有する金属薄膜を設けることにより、見返しリングに金属色の着色が施せる。そして、この着色によってソーラーセル独特の濃紫色が見えないようにすることができる。また、請求項14に記載の如く、金属薄膜の厚みを150Å〜500Åの範囲にすることにより、ソーラーセルに必要とする透過光量を得ることができ、満足する発電量が確保できる。
また、本発明の請求項15に記載の発明の下では、時計ケースを金属で形成することにより、金属感を伴って重厚さの感じる携帯時計が得られる。特に、請求項16に記載の如く、ステンレス鋼やチタン、チタン合金などを用いると装飾性や耐蝕性に優れた外装の携帯時計が得られる。
以下、本発明の最良の実施形態を図1〜図9を用いて説明する。図1は本発明の第1実
施形態に係る携帯時計の要部断面図を示しており、図2は図1における携帯時計のB部の拡大断面図、図3は図1におけるアンテナを下面側からみた平面図を示している。また、図4は他のアンテナの構造を示したもので、図4(a)は金属膜と絶縁膜を交互に積層した構造のアンテナの要部断面図、図4(b)は磁芯材にコイルを巻回した構造のアンテナの要部断面図を示している。また、図5は本発明の第2実施形態に係る携帯時計のアンテナを複数個配設したときのアンテナの平面図を示している。また、図6は本発明の第3実施形態に係る携帯時計の要部断面図、図7は図6における携帯時計のC部の拡大断面図を示したものである。また、図8は本発明の第4実施形態に係る携帯時計の要部断面図、図9は図8における携帯時計のD部の拡大断面図を示したものである。
本発明の第1実施形態に係る携帯時計は、図1に示すように、時計ケース57の内部に、文字板55とムーブメント56が弾性力のある中枠59を介して時計ケース57に固定されている。また、文字板55の上面側では、ムーブメント56より突き出た指針軸に時針、分針などの指針54が固定されている。また、文字板55の外周縁に見返しリング53、この見返しリング53の外周にリング状に形成されたソーラーセル52、文字板55と見返しリング53との間に挟まれてアンテナ60が配設されている。そして、これらの部品を封止するようにして表面側に風防ガラス51が防水パッキン61を介して時計ケース57と固定されており、裏面側には裏蓋58が時計ケース57と固定された構成を取っている。ここで、風防ガラス51と防水パッキン61は、時計ケース57の内側に向かって形成した突起部57aの上面がその落着き面になって、支持されている。また、見返しリング53の外周に配設したソーラーセル52は、中枠59を介して固定することもできるが、本実施形態では、見返しリング53に接着して固定されており、丁度時計ケース57の突起部57aの下面側に配設されて、真上からは殆ど見えないようになっている。また、文字板55と見返しリング53との間に配設したアンテナ60は、本実施形態では、金属の薄膜からなるアンテナを用い、見返しリング53と一体にして設けてある。また、図示はしていないが、ソーラーセル52及びアンテナ60は導通部材を介してムーブメント56に設けた回路基板に接続されている。
本実施形態で用いている見返しリング53、及び、この見返しリング53と一体的に設けたソーラーセル52、アンテナ60については図2を用いて説明する。図2より、見返しリング53は、上面53aと斜面53bが風防ガラス51側に向いており、この面が風防ガラスを透過した光、あるいは文字板55から反射した光の採光面になっている。上面53aと斜面53bには透過性の金属薄膜63を設けていて、この透過性の金属薄膜63はソーラーセル52の所要の発電量を得るに支障がない透過光が得られるようになっている。そして、この金属薄膜63でもって見返しリング53を着色すると共に、ソーラーセル52の濃紫色や分割線が視認されないようにしている。この見返しリング53は非導電性材料で形成するが、本実施形態では、樹脂を用いて射出成形方法で形成している。使用する樹脂としては特に限定されるものではないが、アクリル樹脂、ポリカーボネイト樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリプロプレン樹脂などを選択することができる。樹脂以外の非導電性材料として光透過性を有するセラミック、ガラスなどが選択できるが、樹脂を用いたものが材料コストや成形コストなどの面で一番安い。この見返しリング53に用いる材料として非導電性材料を選択することで、アンテナの受信を妨げない効果もある。見返しリング53の外周側面53dにはソーラーセル52が接着剤を介して固定されている。このソーラーセル52は、背景技術で説明したと同じ構成、即ち、フレキシブルプリント基板上にアルミニウム薄膜等からなる金属電極膜である第1の電極、アモルファスシリコン薄膜からなる光電変換層、ITOなどの透明導電膜である第2の電極、透明な保護膜とを積層した構成を取っており、その全体の厚みは100〜150μmの厚みをなしている。従って、厚みが薄いために可撓性があり、帯状に形成したものを巻いてリング状に整形して使用している。このソーラーセル52の内面52aが光の採光面になっていて、この採光面に入射した光でもって発電機能が働くようになっている。
例えば、図中に示すように、見返しリング53に入射するL1の光などは直接ソーラーセル52の採光面に入射する。
ここで、金属薄膜63は、乾式メッキ法により形成する。乾式メッキ法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、又はスパッタリング法を用いることが可能である。真空蒸着で金属薄膜63を形成する場合は、蒸着機のチャンバー内の蒸着時の圧力を1×10-6〜5×10-5torr(1.33×10-4〜6.65×10-3Pa)で行うのが好ましい。湿式メッキ等に比較して、非導電体である樹脂に対しての膜付け、特に片面のみへの処理が容易に実施可能であると同時に、膜厚をモニターしながらの成膜によって膜厚の精密な制御と、良好な再現性のある量産が可能となる。
また、金属薄膜63は、その膜厚は、光透過率などを考慮して適宜設定できるものであるが、膜厚としては150Å〜500Åであるのが好ましい。この範囲の膜厚は、見返しリング53の側面側にあるソーラーセル52が透けて見えることがなく、しかもある程度光を透過して、ソーラーセルの所要の発電量に支障がない透過光量が得られるものとなっている。即ち、膜厚が150Åより小さければソーラーセルなどが透けてソーラーセル独特の濃紫色が見え、逆に、500Åより大きければ、光透過率が低く、ムーブメント(時計)を駆動する必要限度の発電が得られなくなる。そして、このような範囲で、金属薄膜の膜厚を変化させることによって、同一金属薄膜であっても種々の金属色を得ることが可能で、光透過率も変化させることができる。例えば、金の場合、膜厚が増加するに従い赤味のある金色から黄金色へと変化する。
なお、この場合、下記の表1および表2に示したように、金属薄膜63の膜厚と光透過率とは、いずれの金属においても指数関数の関係にて増減する。すなわち、膜厚が薄くなれば透過率が大きくなり、膜厚が厚くなれば透過率が小さくなる。また、同じ膜厚でも透過率は、金属の種類によって特性が異なる。
下記の表1及び表2は、透明なポリカーボネイト樹脂で成形した見返しリング53の表面、即ち、上面53aと斜面53bに砂地模様と放射模様の2種類の模様を形成したものを用意し、それぞれに金の薄膜層と銀の薄膜層を真空蒸着法で厚みを変えて形成し、その透過率を測定して、その透過率によって見返しリングを介してソーラーセルを見たときのソーラーセルの色合いの見えや外観状態を評価した表である。見返しリング53の金属薄膜を設ける上面と斜面に微小な凹凸を設けた砂地模様や放射模様などを施して装飾すると、その上に設けた金属薄膜に光沢がなくなり、落ち着きを感じさせる外観仕様が得られる。また、この外観仕様は比較的文字板の外観仕様に適合し易く、全体的に落ち着きの感じる、そして高級感を感じさせる外観仕様を得ることができる。
Figure 2005274247














Figure 2005274247














なお、表1、表2中の×印、△印、○印、◎印は次の判定基準に基づいている。
×・・・・下のソーラーセルの分割線が透けて見える。使用できない。
△・・・・分割線は見えない。ほとんどの模様で使用できる。
特定の模様ではセルが角度によって透けて見え、使用できない。
○・・・・ソーラーセルは目立たない。あらゆる模様に使用できる。
◎・・・・ソーラーセルは見えない。金属そのものの色調が出せる。
表1及び表2の結果を基に、更にまた、他の金属の場合なども考慮して、金属薄膜63の厚みは150Å〜500Åが好適な範囲と設定している。
また、金属薄膜63を構成する金属としては、Au、Ag、Al、Cu、Ni、Pd、Pt、Rh、Sn、Tiからなるグループから選択した1種の金属若しくは2種以上の合金金属から構成することが可能である。例えば、二元系合金としては、Au−Ag、Au
−Cu、Au−Ni、Ag−Pd、Au−Al、Cu−Al、Pd−Niなどが使用可能である。このように、金属薄膜63の厚みを変えたり、二元合金などを使用したりするこ
とによって種々の金属色を出現させることができる。そして、色調のバリエーションを増やすことができる。また、これによってソーラーセル52の独特の色調を消し去ることができる。また、この金属薄膜63は、厚みが薄いために電気抵抗の影響を殆ど考慮せずにすみ、アンテナ60の感度に殆ど影響を与えない。
本実施形態においては、見返しリング53とソーラーセル52とは接着剤を介して接着している。接着によって一体化すると、見返しリング53とソーラーセル52との間に隙間が出ない。隙間が有るとその隙間で光の減衰が起き、ソーラーセルの発電効率を下げる影響が現れる。従って、見返しリング53とソーラーセル52との隙間は小さければ小さいほど発電効率を上げる効果を生む。また、隙間があると、時計の振動でソーラーセル52が動くことが生じる。ソーラーセル52が動くとその発電量に変化が生じる。見返しリング53とソーラーセル52とを接着固定することによって発電量に変化のない絶えず一定の発電量が得られる。過去の実験結果から、接着することによって約10%程度発電効率がアップすることが確認されている。しかしながら、必ずしも接着して一体化しなければならないものでもなく、多少発電効率は落ちるものの、ソーラーセル52と見返しリング53との間に少しの隙間を設けてソーラーセル52を配設しても良いものである。この場合は、中枠59を介してソーラーセル52を固定する構造を取る。
アンテナ60は見返しリング53の下面53cに一体的に設けている。本実施形態のアンテナ60は、見返しリング53の下面53cに、真空蒸着などの手法で形成したAgの金属膜60eと、その上にメッキ手法で形成したNiの金属膜60fと、樹脂塗料で形成した絶縁膜60gとから構成している。この絶縁膜60gは金属で形成した文字板55との絶縁目的で設けているもので、文字板55の表面に絶縁膜を設けているものを使用している限りにおいては、アンテナ60側に設ける必要性はない。また、アンテナ60は、図3(図3は見返しリングの下面に一体的に設けたアンテナの平面図)に示すように、見返しリング53の下面に沿ってCリング状に形成され、一部の箇所において外周側に突出した2つの接続端子部60a、60bを持っている。この接続端子部60a、60bに導通部材が接続されて、背景技術で説明した電波時計受信機、CPU、表示駆動部、入力装置などを設けた回路基板と導通が図られるようになっている。
本実施形態のアンテナ60はAgの金属膜60eの上にNiの金属膜60fを積層したもので形成してあるが、他に、Cu、Au、Pt、Alなどの金属も用いることができる。これらの金属は電気抵抗が低いためにアンテナの感度を向上させることができる。また、金属膜の形成方法は、スパッタリング法や真空蒸着法、イオンプレーティング法などの乾式メッキ法、電解メッキ法や無電解メッキ法などの湿式メッキ法などを用いて形成する。
このアンテナ60は上面にAgの金属膜60eを有していることから非常に反射率が高い。従って、図中に示すように、見返しリング53に入射したL2の光などはこのアンテナ60に反射されてソーラーセル52の採光面に入射する。このことによって、アンテナ60によって反射した光をソーラーセル52に取り入れることができるため、ソーラーセル52の発電効率を高めることができる。アンテナ材として用いることのできるAg、Ni、Au、Pt、Alなどは反射率が高いことなどで有効に反射材として作用する。また、光の反射能力を持ったアンテナ60は、ソーラーセル52の採光面に多くの光量を入射させる目的からすると、ソーラーセル52の前面側にある見返しリング53の下面側に配設するのが最良の位置として選択することができる。そして更に、見返しリング53に設けた金属薄膜63によってアンテナ60は隠れて見えなくなる。従って、携帯時計50の上面側からはアンテナ60は視認することができないので、外観的な装飾に影響を及ぼすことがない。
ここで、反射機能を持つアンテナとしては、上記のように金属膜を積層したものに限るものではなく、既に知られているアンテナの構造として図4に示す構造のものがある。図4は他のアンテナの構造を示したもので、図4(a)は金属膜と絶縁膜を交互に積層した構造のアンテナを示しており、図4(b)は磁芯材にコイルを巻回した構造のアンテナを示したものである。図4(a)に示すアンテナ64は、金属膜64a1、64a2、64a3と絶縁膜64b1、64b2、64b3とを交互に挟んで形成したアンテナである。金属膜64a1、64a2、64a3にはAg、Ni、Au、Pt、Al、Cuなどの金属から選択して用いることができるが、高い反射率のものとなると、Ag、Ni、Pt、Alなどが好適に選択できる。また、絶縁膜64b1、64b2、64b3には樹脂塗膜や樹脂シートなどが使用できる。このような構造を取るアンテナ64は一番上層部に反射率の高い金属膜64a1があることで、光を良く反射する。図4(b)に示すアンテナ65は、薄い板状に形成した磁芯材65cに導体コイル65bを巻回して、その表面に白色顔料や白色染料を混ぜ合わせた樹脂塗料膜65aを設けて形成したアンテナである。樹脂塗料膜65aは電波受信の感度には影響を及ぼさず、しかも、白色を呈することから光を良く反射する。磁心材65cを0.3mm位の薄板に形成し、導体コイル65bの線径を50μm前後のものを使用し、樹脂塗料膜65aの厚みを20〜30μmの厚みに形成すれば、アンテナ65の全体の厚みを0.5mm前後の厚みに形成することができ、十分、文字板55の外周縁に配設することができる。また、白色の樹脂塗料膜65aが光を反射することから反射材として作用させることができる。図4(b)においては、白色の樹脂塗料膜65aを被覆した構成のものを示したが、透明な樹脂で被覆して、その透明な樹脂の上面側のみに500Å〜1000Åの厚みの反射率の高い金属膜を設けたものでも、アンテナとして正常に機能する。また、図4(b)に示したアンテナ65は巻回した導体コイルの上面と下面の両方に白色の樹脂塗料膜65aを設けた構成を取っているが、反射面として使用する側にのみ白色の樹脂塗料膜を設けた構成にしても良い。
文字板55は、ソーラーセル52を文字板55の上面側の外周縁部に配設したことで金属材料を用いることができる。洋白材、真鍮材、リン青銅材などが使用でき、また、表面に各種の模様や塗装、メッキなどの表面処理も施すことができるので、装飾豊かな文字板仕様に形成することができる。勿論、セラミックやプラスチック材なども使用できることは云うまでもない。なお、アンテナ60が文字板55の上に配設しているので、金属材の表面が露出した状態で使用するのを避けるのが好ましく、表面に塗装などの絶縁層を設けて使用するのが好ましい。なお、本実施形態においては、アンテナ60を見返しリング53と一体構成にしてあるが、アンテナ60を文字板55と一体構成にして、見返しリング53の下面側に配設する構造を取っても同じ効果が得られる。この場合には、文字板55上に絶縁層を設けて、その絶縁層の上にアンテナ60を設けるようにする。
風防ガラス51は、従来用いていた仕様と同じ仕様のもの、即ち、透明なガラス材やアクリル樹脂などで形成したプラスチック材を用いて形成する。
本実施形態の携帯時計では、時計ケース57や裏蓋58の素材はステンレス鋼を用いている。ステンレス鋼はチタンやチタン合金などと同様に耐蝕性能などに優れていることから、チタンやチタン合金などと同様に、携帯時計には良く使用される。ステンレス鋼やチタン、チタン合金で形成した時計ケースや裏蓋は電気抵抗率が高いが、その表面に金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属や、あるいは、これらの合金金属などの電気抵抗率が7.0μΩ・cm以下である非磁性金属をメッキなどの手法で設けることによってアンテナの受信感度を高められることが各種の実験などから確認されている。なお、時計ケース57や裏蓋58の材料として、これ以外に、黄銅、アルミニウム、亜鉛などの金属も良く使われる。これらの金属素材を用いた場合でも、その表面に金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属や、あるいは、これらの合金金属などの電気抵抗率が7.0μΩ・cm以下である非磁性金属をメッキなどの手法で設けることによってアンテナの受信感度を高めることができる。
なお、本実施形態では、上記電気抵抗率が7.0μΩ・cm以下の非磁性金属を設けなくても、時計の受信機能に支障はない。
以上の構成を取る携帯時計50は、アンテナ60が非導電性の見返しリング53の下面側にあって、その上面側には電波を遮るものはない。電波を効率良く受信できる位置にあることから、感度良く電波受信ができ、電波時計としての機能を十分果たすことができる。また、見返しリング53の採光面に所要の厚みで金属薄膜63を設けていることからソーラーセル52の独特の濃紫色や分割線が視認されず、見返しリング53の金属色調も伴って装飾豊かな携帯時計が得られる。また同時に、ソーラーセル52の発電に必要とする必要透過光を得る構成になっていると共に、アンテナ60の反射作用を利用してソーラーセル52に光を入射させることができるため、多くの光量をソーラーセル52に取り入れることができる。そして、ソーラーセル52の発電効率を更に高める効果が現れる。
次に、本発明の第2実施形態に係る携帯時計を図5を用いて説明する。図5は携帯時計にアンテナを複数個配設したときのアンテナの平面図を示している。本発明の第2実施形態に係る携帯時計は図5に示すようにアンテナを4個持っている。配設してある場所は前述の第1実施形態の携帯時計と同じ場所で、見返しリングの下面に見返しリングと一体的に設けてある。なお、見返しリングは前述の第1実施形態の見返しリングと全く同じ仕様のものを用いている。このアンテナは、1/4円弧状のアンテナで、アンテナ66A、66B、66C、66Dの4個が見返しリングの下面に一周に渡って設けてある。この4個のアンテナ66A、66B、66C、66Dのそれぞれは接続端子部を有しており、アンテナ66Aは接続端子部66A1、66A2を、アンテナ66Bは接続端子部66B1、66B2を、アンテナ66Cは接続端子部66C1、66C2を、アンテナ66Dは接続端子部66D1、66D2を持っている。そして、これらの接続端子部からは導通部材を介して回路基板に接続されている。また、これらの4つのアンテナ66A、66B、66C、66Dは前述の第1実施形態で用いたアンテナと同じ構成の金属膜からなるアンテナを用いているが、前述の図4(a)で説明した金属膜と絶縁膜とを交互に積層して形成したアンテナや、図4(b)で説明した磁芯材にコイルを巻回したアンテナなどを用いても良いものである。
これら4つのアンテナ66A、66B、66C、66Dは、いずれも表面に反射機能を有しており、見返しリング内に入射した光を反射して、反射した一部の光をソーラーセルに入射させる働きをなす。従って、前述の第1実施形態で得られた効果と同じ効果が得られると同時に、更に、アンテナが4個有ることで、感度が悪くなったアンテナが発生しても他の感度の良いアンテナが電波をとらえるので確実に電波捕捉ができる効果が生まれる。本実施形態においては4個のアンテナを設けたが、特に4個に限定するものではなく、2個であっても良いし、また、3個であっても良いものである。
次に、本発明の第3実施形態に係る携帯時計を図6、図7を用いて説明する。図6は本発明の第3実施形態に係る携帯時計の要部断面図、図7は図6における携帯時計のC部の拡大断面図を示したものである。図6、図7より、本実施形態の携帯時計70は、前述の第1実施形態の携帯時計と大きく異なる所は、アンテナ80をソーラーセル72の背面側で、ソーラーセル72と時計ケース77との間に配設した構造を取っていることである。なお、風防ガラス71、指針74、文字板75、ムーブメント76、裏蓋78、ソーラーセル72は前述の第1実施形態で用いたものと全く同じ仕様のものを用いているので、ここでの説明は省略する。そして、構成及び構造の異なっている所を主体にして説明することにする。
図7より、見返しリング73はその上面73aと斜面73bに、前述の第1実施形態と同様に、真空蒸着方法で形成した金属薄膜83を設けている。また、見返しリング73の外
周側面73dには、前述の第1実施形態と同様に、ソーラーセル72を接着剤を介して接着固定している。見返しリング73の下面73cは文字板75と接している。文字板75にメッキ処理などが施されていて高い反射機能を有していれば、その文字板の反射能力を利用するとソーラーセル72の発電効率を高めることができる。
ソーラーセル72は、前述の第1実施形態に用いたものと同じ仕様のものを使用している。見返しリング73の外周側面73dと接着された内面72aがソーラーセル72の採光面になっている。
アンテナ80はソーラーセル72の背面側と時計ケース77との間に配設する。本実施形態では、アンテナ80はソーラーセル72の背面に接着剤を介してソーラーセル72に接着してソーラーセル72と一体にして配設している。本実施形態のアンテナ80はリング状になっている。薄いフイルム上に導電性が良く、反射率の高い金属、例えば、Ag、Ni、Ptなど、を乾式メッキ法や湿式メッキ法などで薄膜に形成し、更に、この薄膜の表面に透明なクリヤー塗膜を設けたものから形成している。このようにして形成した薄いアンテナ80は可撓性を持っており、リング状に整形してソーラーセル72の裏面側に配設することができる。このアンテナ80は反射率の高い金属で形成していることから高い反射能力を持っており、図中において、見返しリング73に入射した光でアンテナ80に入射した光L2を見返しリング73側に反射させる。このアンテナ80から見返しリング73側に再度反射された光L2は、見返しリング73に設けた金属薄膜83によって反射されてソーラーセル72の採光面に入射する。見返しリング73に設けた金属薄膜83は、前述の第1実施形態で詳しく述べたように、150Å〜500Åの厚みに形成されていて半透過反射膜になっている。つまり、金属薄膜83は光の透過機能と光の反射機能の両方の機能を持っており、金属薄膜83に入射する光の角度によっては光を反射する。従って、アンテナ80から反射されて見返しリング73内を透過した光の一部は、金属薄膜83でもって再び反射されて見返しリング73内を透過し、ソーラーセル80の受光面に到達する。このように、ソーラーセル72の背面に回り込む光がアンテナ80によって再び反射され、この反射された反射光の一部がソーラーセル72に入射するから、見返しリング73内に入射した光は無駄なく有効に利用でき、ソーラーセル72の発電効率を高める効果を生む。また、見返しリング73に設けた金属薄膜83によってソーラーセル72の濃紫色や分割線は視認されない。
本実施形態の時計ケース77は、前述の第1実施形態の時計ケースと同様に、ステンレス鋼を用いている。そして、この時計ケース77の一番厚い胴元の所の厚みtを500〜2000μmの厚みの範囲で設定している。更にまた、時計ケース77とアンテナ80との隙間mを500μm以上の範囲で隙間を設けている。アンテナの電波受信感度は、そのアンテナを覆う金属の厚みと、その金属とアンテナとの距離に大きく左右される。各種実験の結果から、ステンレス鋼を用いた場合には、そのステンレス鋼の厚みを500〜2000μmの厚みの範囲に設定し、且つ、アンテナをステンレス鋼から500〜10000μmの距離の範囲に設定すればアンテナの感度を保持できることが確認されている。このことから、時計ケース77の一番厚い胴元の厚みを2mm以下に設計し、アンテナ80と時計ケース77との隙間を0.5mm以上確保するようにすれば、アンテナ80に所要の感度を保持することができる。また、時計ケース77は、その表面に金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属や、あるいは、これらの合金金属などの電気抵抗率が7.0μΩ・cm以下である非磁性金属をメッキなどの手法で設けることによってアンテナの受信感度を高めることができる。なお、時計ケース77の素材としてステンレス鋼以外のものとして、チタン、チタン合金、黄銅、アルミニウム、亜鉛などの金属も使用することができる。これらの金属素材を用いた場合でも、その表面に金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属や、あるいは、これらの合金金属などの電気抵抗率が7.0μΩ・cm以下である非磁性金属をメッキなどの手法で設けるこ
とによってアンテナの受信感度を高めることができる。
更にまた、本実施形態におけるアンテナ80の内周側はソーラーセル72を配設しているが、ソーラーセル72を構成するアモルファスシリコン薄膜からなる光電変換層やアルミニウム薄膜からなる電極薄膜、ITOからなる透明電極薄膜の積層厚みは数μm単位の厚みであるので殆どアンテナ80の感度には障害を与えない。従って、リング状に形成したアンテナ80の内周面側には電波障害になるような障害物が無いに等しいような状態にあることから、アンテナ80は所要の受信感度を保持した状態でその機能を果たすことができる。
本実施形態においては、アンテナ80はソーラーセル72と一体にして配設したが、別体にして配設しても同じ効果を得るものである。なお、別体にして配設する場合はプラスチックで形成した中枠79を介して固定する構造を取る。
また、本実施形態におけるアンテナ80は1個設けた構成を取っているが、前述の第2実施形態と同様に、ソーラーセル72の外周に複数個配設する構成を取ることもできる。
また、本実施形態におけるアンテナ80は1層の金属膜を形成したものを用いているが、前述の図4(a)で示した金属膜と絶縁膜を交互に積層して形成したアンテナや図4(b)で示した磁芯材にコイルを巻回した薄いアンテナでも適用できることは云うまでもない。
次に、本発明の第4実施形態に係る携帯時計を図8、図9を用いて説明する。図8は本発明の第4実施形態に係る携帯時計の要部断面図、図9は図8における携帯時計のD部の拡大断面図を示したものである。図8、図9より、本実施形態の携帯時計90はソーラーセル92の前面側と背面側の両方にアンテナを配設したものである。従って、前述の第1実施形態の構成に前述の第3実施形態の構成を加えた構成の携帯時計になっている。即ち、見返しリング93の下面に第1のアンテナ100を設け、ソーラーセル92の背面に第2のアンテナ110を設ける構成を取っている。ここで、風防ガラス91、指針94、文字板95、ムーブメント96、裏蓋98などは前述の第1実施形態のものと同じ仕様のものを使用しているので、これらの構成部品の説明は省略する。
本実施形態の見返しリング93は、前述の第1実施形態及び第3実施形態と同様に、上面93aと斜面93bに金属薄膜103を設けている。また、下面93cには、第1実施形態と同様に、第1のアンテナ100を導電率が良く反射率の高い金属膜で形成し、見返しリング93と一体的に設けている。更に、見返しリング93の外周側面93dにはソーラーセル92を接着剤を介して接着固定し、更にそのソーラーセル92の外周面には第2のアンテナ110を接着剤を介して接着固定している。ここでの第1のアンテナ100は前述の第1実施形態のものと同じ仕様のアンテナを用いており、第2のアンテナ110も前述の第3実施形態のものと同じ仕様のアンテナを用いている。
また、時計ケース97は、前述の第3実施形態のものと同じ素材、即ち、ステンレス鋼で形成しており、その表面に金、銀、銅、黄銅、アルミニウム、亜鉛、マグネシウムなどの金属や、あるいは、これらの合金金属などの電気抵抗率が7.0μΩ・cm以下である非磁性金属をメッキなどの手法で設けてもよい。そして更に、時計ケース97の一番厚い胴元の所の厚みtを500〜2000μmの厚みの範囲に設計し、時計ケース97と第2のアンテナ110との隙間mを500μm以上の範囲で隙間を設けている。
以上の構成を取る携帯時計90はアンテナを2個所有することになり、感度高く電波受信することができる。また、見返しリング93に設けた金属薄膜103によってソーラー
セル92の濃紫色は視認されない。また、図9に示すようにソーラーセル92の採光面となる内面92aには、見返しリング93から直接入射する光L1、第2のアンテナ110から反射され、更に、見返しリング93の金属薄膜103から反射されて入射する光L2、第1のアンテナ100から反射されて入射する光L3など、多くの光量を採光することができる。これにより、ソーラーセル92の発電効率を高める効果が得られる。また、時計ケース97は金属を用いていることから重厚さを感じ、金属感を伴った高級感を感じさせる携帯時計が得られる。
以上、本発明について4つの実施形態を詳述したが、これらの実施形態においては、見返しリングの上面と斜面に全て金属薄膜を設けたもので説明した。しかしながら、金属薄膜に代えて着色顔料や光拡散剤を見返しリングの中に混ぜ合わせることによって見返しリングを着色し、光を散乱させ、ソーラーセルの濃紫色を消し去ることも可能である。そして、この光拡散剤でアンテナからの反射光を拡散して、ソーラーセルに入射させることができるのでソーラーセルの発電効率を向上させる働きもなす。また、見返しリングに金属薄膜を設けると共に光拡散剤を混ぜ合わせることも可能で、ソーラーセルの濃紫色を消し去る効果やソーラーセルへの入射光量を増やす効果は更に向上させることができる。
また、本発明の4つの実施形態においては、時計ケースは全て金属素材で形成したもので説明したが、非導電性の合成樹脂で形成した時計ケースは全く問題なく使用できることは云うまでもない。また、ソーラーセルの発電効率を考慮できれば、アンテナの位置は見返しリングの下面ではなく、ソーラーセルと見返しリングの間で、ソーラーセルと対向する前面に配設しても問題はない。
本発明の第1実施形態に係る携帯時計の要部断面図である。 図1における携帯時計のB部の拡大断面図である。 図1におけるアンテナを下面側からみた平面図である。 他のアンテナの構造を示したもので、図4(a)は金属膜と絶縁膜を交互に積層した構造のアンテナの要部断面図、図4(b)は磁芯材にコイルを巻回した構造のアンテナの要部断面図である。 本発明の第2実施形態に係る携帯時計のアンテナを複数個配設したときのアンテナの平面図である。 本発明の第3実施形態に係る携帯時計の要部断面図である。 図6における携帯時計のC部の拡大断面図である。 本発明の第4実施形態に係る携帯時計の要部断面図である。 図8における携帯時計のD部の拡大断面図である。 電波時計の機能の概略を示すブロック図である。 従来のケースの一部に金属を用いた電波腕時計の構造の一例を示す断面図である。 特許文献2に示されたソーラーセル付時計の要部断面図である。 図12におけるA部の拡大断面図である。
符号の説明
50、70、90 携帯時計
51、71、91 風防ガラス
52、72、92 ソーラーセル
52a、72a、92a 内面
53、73、93 見返しリング
53a、73a、93a 上面
53b、73b、93b 斜面
53c、73c、93c 下面
53d、73d、93d 外周側面
54、74、94 指針
55、75、95 文字板
56、76、96 ムーブメント
57、77、97 時計ケース
58、78、98 裏蓋
59、79、99 中枠
60、64、65、80 アンテナ
63、83、103 金属薄膜
100 第1のアンテナ
110 第2のアンテナ

Claims (16)

  1. 風防ガラスと文字板との間で、前記文字板の外周縁部に透光性の見返しリングと、該見返しリングの外周にリング状に配設したソーラーセルとを備え、該ソーラーセルの前面側又は背面側の少なくとも一方側にアンテナを備えたことを特徴とする携帯時計。
  2. 前記アンテナは、前記ソーラーセルの前面側又は背面側の少なくとも一方側にあって、前記見返しリングに入射した光の一部を反射し、該反射した光の一部が前記ソーラーセルの受光面に入射する部位に備えたことを特徴とする請求項1に記載の携帯時計。
  3. 前記アンテナは、前記ソーラーセルの前面側にある前記見返しリングの下面側に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の携帯時計。
  4. 前記アンテナは、前記ソーラーセルの背面側で時計ケースとの間に備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の携帯時計。
  5. 前記アンテナは、前記ソーラーセルの前面側にある前記見返しリングの下面側と、前記ソーラーセルの背面側で時計ケースとの間にそれぞれ備えたことを特徴とする請求項1又は2に記載の携帯時計。
  6. 前記アンテナは、前記見返しリングの下面に、見返しリングと一体にして備えたことを特徴とする請求項1、2、3、5のいずれか1項に記載の携帯時計。
  7. 前記アンテナは、前記見返しリングの下面側に位置する前記文字板の上面に、文字板と一体にして備えたことを特徴とする請求項1、2、3、5のいずれか1項に記載の携帯時計。
  8. 前記アンテナは、少なくとも1個からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載の携帯時計。
  9. 前記アンテナの少なくとも一部の表面が、反射率の高い反射表面をなしていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の携帯時計。
  10. 前記反射率の高い反射表面は、金属表面であることを特徴とする請求項9に記載の携帯時計。
  11. 前記透光性の見返しリングは、非導電性材料からなることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の携帯時計。
  12. 前記非導電性材料は、樹脂であることを特徴とする請求項11に記載の携帯時計。
  13. 前記見返しリングの採光表面は、透過性を有する金属薄膜が設けられていることを特徴とする請求項1乃至7、及び請求項11、12のいずれか1項に記載の携帯時計。
  14. 前記の金属薄膜は、膜厚が150Å〜500Åであることを特徴とする請求項13に記載の携帯時計。
  15. 前記時計ケースは、金属で形成されていることを特徴とする請求項4又は5に記載の携帯時計。
  16. 前記金属は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金などであることを特徴とする請求項15に記載の携帯時計。
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