JP2007124011A - Antenna system and electronic apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antenna system or the like for requiring only a small mount area and capable of excellently receiving a circularly polarized wave signal. <P>SOLUTION: In a wrist watch 1 incorporating the GPS, chip-shaped print antennas 31a, 31b singly capable of receiving a linearly polarized wave signal are employed for indexes 23a respectively corresponding to, e.g. 12 and 2 among indexes 23a formed on a dial 23. Then the antenna system receives a GPS radio wave being a circularly polarized wave by shifting at least one of received signals, e.g. the received signal by the antenna 31a so that a phase difference between the respective received signals by the antennas 31a, 31b is equal to a cross angle θ in th length direction of the antennas 31a, 31b, that is, in a reception characteristic direction and composing the resulting received signals. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、チップ状のアンテナ素子を備えるアンテナ装置等に関する。   The present invention relates to an antenna device or the like provided with a chip-like antenna element.

電子機器の一種であるGPS(Global Positioning System)を内蔵する従来の腕時計として、GPS電波を受信するアンテナは時計ケースの外部に取り外し可能に構成され、GPSを使用しない場合には取り外すことができるものがあった(例えば、特許文献1参照)。   As a conventional wristwatch with a built-in GPS (Global Positioning System), which is a kind of electronic equipment, the antenna that receives GPS radio waves can be removed outside the watch case, and can be removed when GPS is not used (For example, see Patent Document 1).

また近年では、実装される製品の小型化を妨げないよう、機器本体の内部に設けられたプリント配線基板上にフォトエッチング技術を利用してアンテナ導体を形成した、いわゆるプリントアンテナが多く利用されている。   In recent years, so-called printed antennas, in which an antenna conductor is formed on a printed wiring board provided inside the device body using a photo-etching technique, are not used so as not to hinder downsizing of mounted products. Yes.

GPS電波を受信するアンテナの場合、円偏波の信号を受信する必要がある。そこで、GPS電波等の円偏波の信号を受信するアンテナとして、プリント配線基板上に、直線偏波の信号を受信するチップ状の2つのプリントアンテナが互いに直交する軸に沿って配置されて成る少なくとも1つのプリントアンテナ対を実装した構成が知られている(例えば、特許文献2参照)。
特開2001−102827号公報 特開2004−282109号公報
In the case of an antenna that receives GPS radio waves, it is necessary to receive a circularly polarized signal. Therefore, as antennas for receiving circularly polarized signals such as GPS radio waves, two chip-shaped printed antennas for receiving linearly polarized signals are arranged on a printed wiring board along axes orthogonal to each other. A configuration in which at least one printed antenna pair is mounted is known (see, for example, Patent Document 2).
JP 2001-102827 A JP 2004-282109 A

しかしながら、特許文献2に開示されている技術では、1つのアンテナ対を構成する各プリントアンテナを互いに直交する軸に沿って配置する必要があるが、このことはアンテナを製品に実装する際の制約となり、製品の小型化の妨げとなっていた。上記事情に鑑み、本発明は、実装面積が小さく且つ円偏波の信号を良好に受信可能なアンテナ装置等を実現することを目的としている。   However, in the technique disclosed in Patent Document 2, it is necessary to arrange the printed antennas constituting one antenna pair along axes orthogonal to each other, which is a limitation in mounting the antenna on a product. This hindered the miniaturization of products. In view of the above circumstances, an object of the present invention is to realize an antenna device or the like that has a small mounting area and can receive a circularly polarized signal satisfactorily.

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
直線偏波受信用の所定の受信特性方向が交差するように配置されたチップ状の2つのアンテナ素子(例えば、図1〜図3のアンテナ31a,31b)と、
この2つのアンテナ素子の受信信号のうち、少なくとも一方の受信信号の位相を変化させて、前記アンテナ素子それぞれの受信特性方向の交差角度に応じた位相差にする位相変化手段(例えば、図2,図3の移相回路部32)と、
この位相変化手段により位相差が与えられた両受信信号を合成して出力する信号合成手段(例えば、図2,図3の移相回路部32)と、
を備えるアンテナ装置(例えば、図3のアンテナ装置620)である。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention described in claim 1
Two chip-shaped antenna elements (for example, antennas 31a and 31b in FIGS. 1 to 3) arranged so that predetermined reception characteristic directions for linearly polarized wave reception intersect,
Phase change means (for example, FIG. 2) changes the phase of at least one of the received signals of the two antenna elements to make a phase difference according to the crossing angle in the reception characteristic direction of each of the antenna elements. Phase shift circuit section 32) of FIG.
Signal synthesizing means (for example, the phase shift circuit unit 32 in FIGS. 2 and 3) for synthesizing and outputting both received signals given a phase difference by the phase changing means;
Is an antenna device (for example, the antenna device 620 in FIG. 3).

請求項2に記載の発明は、
直線偏波受信用の所定の受信特性方向が交差するように配置されたチップ状の複数のアンテナ素子(例えば、図1〜図3のアンテナ31a,32b)と、
この複数のアンテナ素子の受信信号のうち、一部又は全部の受信信号の位相を変化させて、前記アンテナ素子それぞれの受信特性方向の交差角度に応じた位相差にする位相変化手段(例えば、図2,図3の移相回路部32)と、
この位相変化手段により位相差が与えられた各受信信号を合成して出力する信号合成手段(例えば、図2,図3の移相回路部32)と、
を備えるアンテナ装置(例えば、図3のアンテナ装置620)である。
The invention described in claim 2
A plurality of chip-like antenna elements (for example, antennas 31a and 32b in FIGS. 1 to 3) arranged so that predetermined reception characteristic directions for linearly polarized wave reception intersect;
Phase changing means for changing the phase of some or all of the received signals of the plurality of antenna elements to obtain a phase difference according to the crossing angle in the reception characteristic direction of each of the antenna elements (for example, FIG. 2, the phase shift circuit section 32) of FIG.
Signal synthesizing means (for example, the phase shift circuit unit 32 in FIGS. 2 and 3) for synthesizing and outputting the received signals to which the phase difference is given by the phase changing means;
Is an antenna device (for example, the antenna device 620 in FIG. 3).

請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載のアンテナ装置において、
前記アンテナ素子は、隣接するアンテナ素子同士の受信特性方向が直交しないように配置されていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the antenna device according to claim 1 or 2,
The antenna elements are arranged such that reception characteristic directions of adjacent antenna elements are not orthogonal to each other.

請求項4に記載の発明は、
外部から視認可能な視認空間(例えば、図2の文字盤23と時計ガラス12との間の空間)と、
この視認空間に直線偏波受信用の所定の受信特性方向が異なる向きになるように配置されたチップ状の複数のアンテナ素子(例えば、図1〜図3のアンテナ31a,31b)と、
この複数のアンテナ素子の受信信号のうち、一部又は全部の受信信号の位相を変化させて、前記アンテナ素子それぞれの受信方向特性の差異に応じた位相差にする位相変化手段(例えば、図2,図3の移相回路部32)と、
この位相変化手段により位相差が与えられた後の各受信信号を合成して出力する合成出力手段(例えば、図2,図3の移相回路部32)と、
この合成出力手段により出力された信号に基づいて現在位置を検出する位置検出手段(例えば、図3のCPU100)と、
を備える電子機器(例えば、図1〜図3の腕時計1)である。
The invention according to claim 4
A viewing space that is visible from the outside (for example, the space between the dial 23 and the watch glass 12 in FIG. 2);
A plurality of chip-like antenna elements (for example, the antennas 31a and 31b in FIGS. 1 to 3) disposed in the viewing space so that predetermined reception characteristic directions for linearly polarized wave reception are different directions;
Phase changing means (for example, FIG. 2) changes the phase of some or all of the received signals of the plurality of antenna elements to make a phase difference corresponding to the difference in the receiving direction characteristic of each of the antenna elements. , A phase shift circuit unit 32) of FIG.
Combined output means (for example, the phase shift circuit unit 32 in FIGS. 2 and 3) for combining and outputting the received signals after the phase difference is given by the phase change means;
Position detecting means (for example, the CPU 100 in FIG. 3) for detecting the current position based on the signal output by the combined output means;
Is an electronic device (for example, the wristwatch 1 of FIGS. 1 to 3).

請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の電子機器において、
前記アンテナ素子は、受信特性方向が平行な複数のアンテナ素子片が電気的に接続されて成ることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the electronic device according to claim 4,
The antenna element is formed by electrically connecting a plurality of antenna element pieces whose reception characteristic directions are parallel.

請求項6に記載の発明は、請求項4に記載の電子機器において、
前記アンテナ素子は、前記視認空間に配置された所定の装飾部材であることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the electronic device according to claim 4,
The antenna element is a predetermined decorative member disposed in the viewing space.

請求項7に記載の発明は、請求項4に記載の電子機器において、
アナログ時計機構(例えば、図2のアナログ指針機構26)を備え、
前記視認空間は文字盤(例えば、図2の文字盤23)とガラス面(例えば、図2の時計ガラス12)との間に形成された空間であり、
前記アンテナ素子は時字(例えば、図1,図2の12時及び2時それぞれに対応する時字23a)であることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the electronic device according to claim 4,
An analog clock mechanism (for example, the analog pointer mechanism 26 in FIG. 2) is provided,
The visual recognition space is a space formed between a dial (for example, the dial 23 of FIG. 2) and a glass surface (for example, the watch glass 12 of FIG. 2),
The antenna element has a time character (for example, a time character 23a corresponding to 12:00 and 2 o'clock in FIGS. 1 and 2).

請求項1に記載の発明によれば、直線偏波受信用の2つのアンテナ素子の受信信号が、アンテナ素子それぞれの受信特性方向の交差角度に応じた位相差にされて合成される。これにより、直線偏波受信用の2つのアンテナ素子を用いて、実装面積が小さく且つ円偏波を良好に受信することが可能なアンテナ装置を実現できる。またこのとき、2つのアンテナ素子の受信特性方向が必ずしも直交しなくとも良いので、製品に実装する際のレイアウトの自由度が高まり、この製品の小型化を妨げない。   According to the first aspect of the present invention, the reception signals of the two antenna elements for linearly polarized wave reception are combined with the phase difference corresponding to the crossing angle in the reception characteristic direction of each antenna element. As a result, an antenna device that can receive circularly polarized waves with a small mounting area can be realized by using two antenna elements for receiving linearly polarized waves. Further, at this time, the receiving characteristic directions of the two antenna elements do not necessarily have to be orthogonal to each other, so that the degree of freedom in layout when mounted on the product is increased, and miniaturization of the product is not hindered.

請求項2に記載の発明によれば、直線偏波受信用の複数のアンテナ素子の受信信号が、アンテナ素子それぞれの受信特性方向の交差状態に応じた位相差にされて合成される。
これにより、直線偏波受信用の複数のアンテナ素子を用いて、実装面積が小さく且つ円偏波を良好に受信することが可能なアンテナ装置を実現できる。またこのとき、複数のアンテナ素子の受信特性方向が必ずしも直交しなくとも良いので、製品に実装する際のレイアウトの自由度が高まり、この製品の小型化を妨げない。
According to the second aspect of the present invention, the reception signals of the plurality of antenna elements for linearly polarized wave reception are combined with the phase difference corresponding to the crossing state of the reception characteristic directions of the antenna elements.
Thereby, the antenna device which can receive circular polarization favorably with a small mounting area can be realized by using a plurality of antenna elements for linearly polarized wave reception. At this time, the reception characteristic directions of the plurality of antenna elements do not necessarily have to be orthogonal to each other, so that the degree of freedom in layout when mounted on a product is increased, and downsizing of the product is not hindered.

請求項3に記載の発明によれば、アンテナ素子は、隣接するアンテナ素子同士の受信特性方向が直交しないように配置される。即ち、隣接するアンテナ素子同士の受信特性方向を直交させて配置させなくとも円偏波を受信可能となるので、このアンテナ装置を製品に実装する際のレイアウトの自由度を高めることができる。   According to the invention described in claim 3, the antenna elements are arranged so that the reception characteristic directions of the adjacent antenna elements are not orthogonal to each other. That is, since circularly polarized waves can be received without arranging the reception characteristic directions of adjacent antenna elements to be orthogonal to each other, the degree of freedom in layout when mounting this antenna device on a product can be increased.

請求項4に記載の発明によれば、視認空間に受信特性方向が異なるように配置された直線偏波受信用の複数のアンテナ素子の受信信号が、アンテナ素子それぞれの受信特性方向の交差角度に応じた位相差にされて合成され、この合成された信号に基づいて現在位置が検出される。これにより、直線偏波受信用の複数のアンテナ素子を用いて円偏波を良好に受信し、受信信号を基に現在位置を検出する電子機器を実現できる。またこのとき、複数のアンテナ素子の受信特性方向が必ずしも直交しなくとも良いので、このアンテナ素子を用いることにより、電子機器の小型化を妨げるような実装方法の制約を回避できる。   According to the fourth aspect of the present invention, the reception signals of the plurality of antenna elements for linearly polarized wave reception, which are arranged in the viewing space so that the reception characteristic directions are different, are at the intersection angles of the reception characteristic directions of the respective antenna elements. The corresponding phase difference is combined and combined, and the current position is detected based on the combined signal. Accordingly, it is possible to realize an electronic device that receives circularly polarized waves satisfactorily using a plurality of antenna elements for linearly polarized wave reception and detects the current position based on the received signal. At this time, since the reception characteristic directions of the plurality of antenna elements do not necessarily have to be orthogonal to each other, the use of this antenna element can avoid restrictions on the mounting method that hinder downsizing of electronic equipment.

請求項5に記載の発明によれば、アンテナ素子は、受信特性方向が平行な複数のアンテナ素子片が電気的に接続されて成る。これにより、例えば分離して配置した複数のアンテナ素子片を接続することで1つのアンテナ素子を構成できるので、アンテナ素子を電子機器に実装する際のレイアウトの自由度が高まり、電子機器の小型化を妨げるようなアンテナ素子の実装方法の制約を回避できる。   According to the invention described in claim 5, the antenna element is formed by electrically connecting a plurality of antenna element pieces whose reception characteristic directions are parallel. As a result, for example, one antenna element can be configured by connecting a plurality of antenna element pieces arranged separately, so that the degree of freedom in layout when the antenna element is mounted on the electronic device is increased, and the electronic device is downsized. It is possible to avoid restrictions on the mounting method of the antenna element that hinders.

請求項6に記載の発明によれば、視認空間に配置された装飾物の装飾部材をアンテナ素子として用いることができる。これにより、視認空間内にアンテナ素子の実装のためのスペースを特に用意する必要が無く、電子機器の小型化を妨げない。   According to the invention described in claim 6, the decorative member of the decorative object arranged in the viewing space can be used as the antenna element. Thereby, it is not necessary to particularly prepare a space for mounting the antenna element in the viewing space, and it does not hinder downsizing of the electronic device.

請求項7に記載の発明によれば、電子機器の一種であるアナログ時計において、時字をアンテナ素子として用いることができる。   According to the seventh aspect of the present invention, in an analog timepiece that is a kind of electronic equipment, time characters can be used as antenna elements.

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する、尚、以下では、本発明を、GPSを内蔵する腕時計に適用した場合を説明するが、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following, a case where the present invention is applied to a wristwatch incorporating a GPS will be described. However, it is not limited to this.

[外観]
図1は、本実施形態における腕時計1の平面図であり、図2は、腕時計1のA−A´矢視断面図(12時−6時断面図)である。腕時計1は、時計モジュールやGPSモジュール等を内部に収納する時計ケース10を備えている。時計ケース10の外周部分であって6時及び12時それぞれの位置には、これをユーザの手首に装着するための時計バンド60が取り付けられているとともに、時計ケース10の外周側面には、腕時計1の各種機能の実行を指示するためのスイッチ11が設けられている。
[appearance]
FIG. 1 is a plan view of a wristwatch 1 in the present embodiment, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the wristwatch 1 (cross-sectional view at 12 o'clock to 6 o'clock). The wristwatch 1 includes a watch case 10 that houses a watch module, a GPS module, and the like. A watch band 60 for attaching the watch case 10 to the user's wrist is attached to the outer peripheral portion of the watch case 10 at 6 o'clock and 12 o'clock. A switch 11 is provided for instructing execution of the various functions 1.

時計ケース10は、ステンレスやチタン等の金属により環状の短柱形状に形成されている。また、時計ケース10の12時及び6時それぞれの位置の側方部分には、時計バンド60を取り付けるための延出部が形成されており、この延出部には、時計バンド60を取り付けるピンを通す孔部が形成されている。   The watch case 10 is formed in an annular short column shape from a metal such as stainless steel or titanium. In addition, an extension part for attaching the watch band 60 is formed on the side part of each position of the watch case 10 at 12:00 and 6 o'clock, and a pin for attaching the watch band 60 is formed on this extension part. A hole through which the hole passes is formed.

時計ケース10の上端部(図2中、上側)には、この上端部を塞ぐように時計ガラス12がパッキン13を介して嵌められており、時計ケース10の下端部(図2中、下側)には、この下端部を塞ぐように裏蓋(バック)14がOリング15を介して取り付けられている。裏蓋14は、ステンレスやチタン等の強度が強い金属により、厚みが薄いほぼ平板状に形成されている。   A watch glass 12 is fitted on the upper end portion (upper side in FIG. 2) of the watch case 10 via a packing 13 so as to close the upper end portion, and the lower end portion (lower side in FIG. 2). ), A back cover (back) 14 is attached via an O-ring 15 so as to close the lower end portion. The back cover 14 is made of a strong metal such as stainless steel or titanium and has a substantially flat plate shape with a small thickness.

時計ケース10の内部には、上部ハウジング21及び下部ハウジング22が、それぞれの周縁部が時計ケース10の内側周面に設けられている中枠に取り付けられて配置されている。   Inside the watch case 10, an upper housing 21 and a lower housing 22 are arranged with their peripheral portions attached to an inner frame provided on the inner peripheral surface of the watch case 10.

上部ハウジング21の上面には所定の樹脂で形成されたプリント配線基板30が配置されており、更にその上面には文字盤23が配置され、この文字盤23の上面にはリング状の見切り板24が時計ガラス12の周縁部に当接した状態で配置されている。また、文字盤23の6時寄りの位置に形成された開口部23bの下方には、時刻等を表示する液晶表示パネル25が上部ハウジング21に支持されて配置されている。即ち、腕時計1を正面から見たときに、時計ガラス12を通して文字盤23を視認できるとともに、文字盤23の開口部23bを介して液晶表示パネル25に表示された時刻が視認できるようになっており、この視認空間中を指針26aが運針される。   A printed wiring board 30 formed of a predetermined resin is disposed on the upper surface of the upper housing 21, and a dial plate 23 is disposed on the upper surface of the printed circuit board 30. A ring-shaped parting plate 24 is disposed on the upper surface of the dial 23. Are arranged in contact with the peripheral edge of the watch glass 12. A liquid crystal display panel 25 for displaying time and the like is supported by the upper housing 21 below the opening 23b formed at a position near 6 o'clock on the dial 23. That is, when the wristwatch 1 is viewed from the front, the dial 23 can be seen through the watch glass 12, and the time displayed on the liquid crystal display panel 25 can be seen through the opening 23b of the dial 23. The pointer 26a is moved through the viewing space.

また、文字盤23の上面には、平面視略矩形状に形成された12個の時字23aが円周方向に等間隔で設けられており、これら各時字23aが1時から12時の各時に対応している。本実施形態では、これらの時字23aのうち、12時及び2時それぞれに対応する時字23aは、単独で直線偏波の信号を受信するアンテナ31a,31bであり、この2つのアンテナ31a,31bにより、円偏波の信号であるGPS電波を受信可能に構成されている。アンテナ31a,31bは、プリント配線基板30の上面(表面)に所定のアンテナ導体をパターニング形成したいわゆるプリントアンテナであり、文字盤23の対応する位置に形成された開口部からその上方に露出するように形成されている。   In addition, on the upper surface of the dial 23, twelve time letters 23a formed in a substantially rectangular shape in plan view are provided at equal intervals in the circumferential direction, and these time letters 23a are arranged from 1 o'clock to 12 o'clock. It corresponds to each time. In the present embodiment, among these time characters 23a, the time characters 23a corresponding to 12:00 and 2 o'clock are antennas 31a and 31b that individually receive linearly polarized signals, and these two antennas 31a, 31a, 31b is configured to be able to receive GPS radio waves that are circularly polarized signals. The antennas 31 a and 31 b are so-called printed antennas in which a predetermined antenna conductor is formed by patterning on the upper surface (front surface) of the printed wiring board 30, so that the antennas 31 a and 31 b are exposed upward from openings formed at corresponding positions on the dial 23. Is formed.

また、プリント配線基板30の下面(裏面)であって12時寄りの位置には、プリント配線により形成された移相回路部32が配置されている。この移相回路部32は、アンテナ31a,31bそれぞれと電気的に接続され、アンテナ31a,31bそれぞれによる受信信号の位相差が所定角度θとなるよう、少なくとも一方の受信信号の位相を変化(移相)させる。   In addition, a phase shift circuit unit 32 formed by printed wiring is disposed on the lower surface (back surface) of the printed wiring board 30 at a position close to 12:00. The phase shift circuit unit 32 is electrically connected to each of the antennas 31a and 31b, and changes (shifts) the phase of at least one of the received signals so that the phase difference between the received signals by the antennas 31a and 31b becomes a predetermined angle θ. Phase).

また、上部ハウジング21は、時計ケース10内部のほぼ中央付近に配置されたアナログ指針機構26を備える。アナログ指針機構26は、文字盤23の中央部に形成された軸孔からその上方に延びる指針軸と、この指針軸に取り付けられた時針や分針等の指針26aとを有し、指針26aを文字盤23の上方で運針させる。   In addition, the upper housing 21 includes an analog pointer mechanism 26 disposed in the vicinity of the center of the inside of the watch case 10. The analog pointer mechanism 26 has a pointer shaft extending upward from a shaft hole formed in the central portion of the dial 23, and a pointer 26a such as an hour hand or a minute hand attached to the pointer shaft. The needle is moved above the board 23.

下部ハウジング22には、電池27が組み込まれている。また、上部ハウジング21と下部ハウジング22との間には、アナログ指針機構26やアンテナ31a,31b等を接続してこれらを制御する回路基板28が配置されている。   A battery 27 is incorporated in the lower housing 22. A circuit board 28 is connected between the upper housing 21 and the lower housing 22 to connect and control an analog pointer mechanism 26, antennas 31a, 31b, and the like.

回路基板28が有する回路要素としては、CPU等の制御ICと、発振回路を有して現在時刻を計時する計時回路と、移相回路部32を介してアンテナ31a,31bと電気的に接続され、このアンテナ31a,31bによる受信信号から位置データを取り出す受信回路とがある。制御ICは、受信回路で取り出された位置データに基づいて当該腕時計1の現在位置を特定する処理や、計時回路により計時された現在時刻を液晶表示パネル25に表示させる、或いは、現在時刻を示すようにアナログ指針機構26を制御して指針26aを運針させる処理等を行う。   The circuit elements included in the circuit board 28 are electrically connected to the antennas 31 a and 31 b via the control IC such as a CPU, a clock circuit that has an oscillation circuit and measures the current time, and the phase shift circuit unit 32. There is a receiving circuit for extracting position data from signals received by the antennas 31a and 31b. The control IC specifies the current position of the wristwatch 1 based on the position data extracted by the receiving circuit, displays the current time measured by the time measuring circuit on the liquid crystal display panel 25, or indicates the current time. In this way, the analog pointer mechanism 26 is controlled to move the pointer 26a.

[内部構成]
図3は、腕時計1の内部構成を示すブロック図である。同図によれば、腕時計1は、CPU100と、入力部200と、表示部300と、ROM400と、RAM500と、位置検出制御回路部600と、移相回路部32と、計時回路部700と、発振回路部720とを備えて構成される。
[Internal configuration]
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the wristwatch 1. According to the figure, the wristwatch 1 includes a CPU 100, an input unit 200, a display unit 300, a ROM 400, a RAM 500, a position detection control circuit unit 600, a phase shift circuit unit 32, a time measuring circuit unit 700, And an oscillation circuit unit 720.

CPU100は、所定のタイミング或いは入力部200から入力された操作信号に応じてROM400に格納されたプログラムを読み出してRAM500に展開し、該プログラムに基づいて腕時計1を構成する各部への指示やデータの転送等を行う。具体的には、例えば、計時回路部700による現在時刻を表示部300に表示させる計時処理や、位置検出制御回路部600から入力される位置情報の信号を基に現在位置を検出する位置検出処理等を行う。   The CPU 100 reads out a program stored in the ROM 400 in response to a predetermined timing or an operation signal input from the input unit 200 and develops it in the RAM 500. Based on the program, instructions and data to each unit constituting the wristwatch 1 are read. Perform forwarding, etc. Specifically, for example, a timing process for displaying the current time by the timing circuit unit 700 on the display unit 300, or a position detection process for detecting the current position based on a position information signal input from the position detection control circuit unit 600. Etc.

入力部200は、腕時計1の各種機能の実行を指示するためのスイッチ11を含み、このスイッチ11が操作されると、対応する操作信号をCPU100に出力する。表示部300は、文字盤23やCPU100によって制御されるアナログ指針機構26、液晶表示パネル25を含み、計時回路部700によって計時された現在時刻を表示する。   The input unit 200 includes a switch 11 for instructing execution of various functions of the wristwatch 1, and outputs a corresponding operation signal to the CPU 100 when the switch 11 is operated. The display unit 300 includes the dial 23 and the analog pointer mechanism 26 controlled by the CPU 100 and the liquid crystal display panel 25, and displays the current time measured by the time measuring circuit unit 700.

ROM400は、腕時計1にかかるシステムプログラムやアプリケーションプログラム、本実施の形態を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。RAM500は、CPU100の作業領域として用いられ、ROM400から読み出されたプログラムやCPU100で処理されたデータ等を一時的に記憶する。   The ROM 400 stores system programs and application programs for the wristwatch 1, programs and data for realizing the present embodiment, and the like. The RAM 500 is used as a work area of the CPU 100, and temporarily stores programs read from the ROM 400, data processed by the CPU 100, and the like.

移相回路部32は、アンテナ31a,31bそれぞれの受信信号の位相差が、アンテナ31a,31bの長手方向即ち受信特性方向の交差角度θとなるよう、アンテナ31a,31bによる受信信号のうち、少なくとも一方の受信信号の位相を変化(移相)させる。具体的には、例えば、一方の受信信号を「θ」だけ移相させることで双方の受信信号の位相差を「θ」とさせる。そして、この位相差を「θ」とした2つの受信信号を合成して出力する。また、この移相回路部32は、アンテナ31a,31bとともにアンテナ装置620を構成する。   The phase-shift circuit unit 32 includes at least one of the reception signals from the antennas 31a and 31b so that the phase difference between the reception signals of the antennas 31a and 31b becomes the crossing angle θ in the longitudinal direction of the antennas 31a and 31b, that is, the reception characteristic direction. The phase of one received signal is changed (shifted). Specifically, for example, the phase difference between both received signals is set to “θ” by shifting the phase of one received signal by “θ”. Then, two received signals having this phase difference as “θ” are synthesized and output. The phase shift circuit unit 32 constitutes an antenna device 620 together with the antennas 31a and 31b.

図4に、移相回路部32の回路構成とアンテナ31a,31bの一例を示す。同図によれば、移相回路部32はオフセット給電型の移相回路であり、移相器33を備えている。移相器33は、アンテナ31bによる受信信号を「θ」だけ移相させて出力する。ここで、「θ」は、アンテナ31a,31bの長手方向の交差角度である。そして、移相回路部32からは、アンテナ31aの受信信号と、移相器33からの出力信号とが合成されて出力される。即ち、互いの位相差が「θ」であるアンテナ31a,31bそれぞれの受信信号が合成されて出力される。   FIG. 4 shows an example of the circuit configuration of the phase shift circuit unit 32 and the antennas 31a and 31b. According to the figure, the phase shift circuit unit 32 is an offset power feeding type phase shift circuit and includes a phase shifter 33. The phase shifter 33 shifts the phase of the signal received by the antenna 31b by “θ” and outputs it. Here, “θ” is the crossing angle in the longitudinal direction of the antennas 31a and 31b. Then, from the phase shift circuit unit 32, the reception signal of the antenna 31a and the output signal from the phase shifter 33 are combined and output. That is, the reception signals of the antennas 31a and 31b having a mutual phase difference of “θ” are combined and output.

図5に、移相器33の回路構成の一例を示す。同図によれば、移相器33は、インダクタL1,L2と、コンデンサCとを有する周知の構成であり、これらインダクタL1,L2及びコンデンサCの設定値により、入力信号の移相角度が決まる。またこの移相器33は、プリント配線基板30上に所定の導体をパターニングすることにより形成される。   FIG. 5 shows an example of the circuit configuration of the phase shifter 33. According to the figure, the phase shifter 33 has a known configuration including inductors L1 and L2 and a capacitor C, and the phase shift angle of the input signal is determined by the set values of the inductors L1 and L2 and the capacitor C. . The phase shifter 33 is formed by patterning a predetermined conductor on the printed wiring board 30.

図3において、位置検出制御回路部600は、移相回路部32から入力される信号に基づいて、位置情報(例えば、緯度や経度、高度等)を算出する。CPU100は、この位置情報を基に当該腕時計1の現在位置を算出する。   In FIG. 3, the position detection control circuit unit 600 calculates position information (for example, latitude, longitude, altitude, etc.) based on the signal input from the phase shift circuit unit 32. The CPU 100 calculates the current position of the wristwatch 1 based on this position information.

計時回路部700は、発振回路部720から入力される信号を計数して現在時刻を計時し、計時した現在時刻データをCPU100に出力する。発振回路部720は、常時一定周波数のクロック信号を出力する回路である。   The clock circuit unit 700 counts the signal input from the oscillation circuit unit 720 to clock the current time, and outputs the clocked current time data to the CPU 100. The oscillation circuit unit 720 is a circuit that always outputs a clock signal having a constant frequency.

[作用・効果]
以上、本実施形態によれば、腕時計1は、12時及び2時それぞれに対応する時字23aが、単独で直線偏波の信号を受信可能なチップ状のプリントアンテナであるアンテナ31a,31bとして構成される。そして、移相回路部32により、このアンテナ31a,31bそれぞれによる受信信号の位相差が、アンテナ31a,31bの長手方向即ち受信特性方向の交差角度θとなるよう、少なくとも一方の受信信号が移相されて合成される。これにより、円偏波であるGPS電波を良好に受信することができる。また、アンテナ31a,31bは、時字23aとして兼用されるとともに、その長手方向が直交しなくとも良いので、レイアウトの自由度が高まり、アンテナの実装による腕時計1の小型化を妨げない。
[Action / Effect]
As described above, according to the present embodiment, the wristwatch 1 has the antennas 31a and 31b which are chip-shaped printed antennas whose time letters 23a corresponding to 12:00 and 2 o'clock can individually receive linearly polarized signals. Composed. Then, the phase shift circuit 32 shifts at least one of the received signals so that the phase difference of the received signals from the antennas 31a and 31b becomes the crossing angle θ in the longitudinal direction of the antennas 31a and 31b, that is, the receiving characteristic direction. And synthesized. As a result, GPS radio waves that are circularly polarized waves can be received well. Further, since the antennas 31a and 31b are also used as the time letters 23a and the longitudinal directions thereof do not have to be orthogonal, the degree of freedom in layout is increased, and miniaturization of the wristwatch 1 by mounting the antenna is not hindered.

[変形例]
尚、本発明を適用可能な実施形態は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。
[Modification]
It should be noted that embodiments to which the present invention can be applied are not limited to the above-described embodiments, and can of course be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

(A)移相回路部32
例えば、上述した実施形態では、移相回路部32を図4に示す回路構成としたが、他の構成としても良い。
(A) Phase shift circuit section 32
For example, in the above-described embodiment, the phase shift circuit unit 32 has the circuit configuration illustrated in FIG. 4, but may have other configurations.

図6に、移相回路部32の他の回路構成例として、分布定数型の移相回路である移相回路部32Aの回路構成を示す。同図によれば、移相回路部32Aはオフセット給電型のマイクロストリップ線路で成る分布定数回路であり、一端がアンテナ31aに接続されたマイクロストリップ線路34aと、一端がアンテナ31bに接続された、線路長が線路34aより「λ・θ/(2π)」だけ長いマイクロストリップ線路34bとの他端同士が接続されて成る。   FIG. 6 shows a circuit configuration of a phase shift circuit unit 32A, which is a distributed constant type phase shift circuit, as another circuit configuration example of the phase shift circuit unit 32. According to the figure, the phase shift circuit section 32A is a distributed constant circuit composed of an offset feeding type microstrip line, one end of which is connected to the antenna 31a, and one end of which is connected to the antenna 31b. The other end of the microstrip line 34b whose line length is longer than the line 34a by “λ · θ / (2π)” is connected.

ここで、「λ」は、アンテナ31a,31bが受信するGPS電波の波長が誘電体の波長短縮効果により短縮された波長であり、GPS電波の波長そのものよりも短くなっている。この波長の短縮率は、主に、プリント配線基板30の材料である誘電体の比誘電率や厚さ、線路34a,34bの線路幅等によって決まる。   Here, “λ” is a wavelength obtained by shortening the wavelength of the GPS radio wave received by the antennas 31a and 31b due to the wavelength shortening effect of the dielectric, and is shorter than the wavelength of the GPS radio wave itself. The shortening rate of this wavelength is mainly determined by the relative permittivity and thickness of the dielectric material that is the material of the printed wiring board 30, the line widths of the lines 34a and 34b, and the like.

このように、線路34a,34bの線路長の差が「λ・θ/(2π)」であることにより、線路34a,34bの接続点においてアンテナ31a,31bそれぞれの受信信号の位相差が「θ」となり、アンテナ31a,31bの長手方向の交差角度θに応じた移相が為される。   Thus, since the difference in line length between the lines 34a and 34b is “λ · θ / (2π)”, the phase difference between the received signals of the antennas 31a and 31b at the connection point between the lines 34a and 34b is “θ The phase is shifted according to the crossing angle θ in the longitudinal direction of the antennas 31a and 31b.

また、特に、例えば12時及び3時それぞれに対応する時字23aがアンテナ31a,31bである場合等、アンテナ31a,31bの長手方向が直交する場合には、図7に示すブランチライン型の移相回路である移相回路部32Bとしても良い。同図において、「λ」は、上述のように、GPS電波の波長がプリント配線基板30の材料である誘電体の波長短縮効果によって短縮された波長である。そして、この移相回路部32Bからは、互いの位相差が「θ=90°」とされたアンテナ31a,31bそれぞれによる受信信号が合成されて出力される。   In particular, when the longitudinal directions of the antennas 31a and 31b are orthogonal to each other, for example, when the time letters 23a corresponding to 12:00 and 3 o'clock are the antennas 31a and 31b, the branch line type transition shown in FIG. A phase shift circuit unit 32B that is a phase circuit may be used. In the drawing, “λ” is a wavelength obtained by shortening the wavelength of the GPS radio wave due to the wavelength shortening effect of the dielectric that is the material of the printed wiring board 30 as described above. The phase shift circuit 32B synthesizes and outputs reception signals from the antennas 31a and 31b whose phase difference is “θ = 90 °”.

尚、上述した実施形態では、移相回路部32は、アンテナ31a,31bそれぞれの受信信号のうち、一方の受信信号を移相することとしたが、双方の受信信号を適当に移相してその位相差が「θ」となるようにしても良い。   In the above-described embodiment, the phase shift circuit 32 shifts one of the received signals of the antennas 31a and 31b, but appropriately shifts the phase of both received signals. The phase difference may be “θ”.

(B)アンテナの数
また、上述した実施形態では2つのアンテナ31a,31bを備えることとしたが、3以上のアンテナを備えることとしても良い。この場合、各アンテナについて、当該アンテナ及び他のアンテナそれぞれの受信信号の位相差が、当該2つのアンテナの長手方向の交差角度に等しくなるよう、受信信号を移相すれば良い。
(B) Number of Antennas In the above-described embodiment, the two antennas 31a and 31b are provided. However, three or more antennas may be provided. In this case, for each antenna, the received signal may be phase-shifted so that the phase difference between the received signals of the antenna and the other antennas is equal to the crossing angle in the longitudinal direction of the two antennas.

具体的には、例えば、アンテナ31a,31bに加え、更に4時に対応する時字23aをアンテナ31cとする。ここで、アンテナ31cは、アンテナ31a,31bと同様に、単独で直線偏波の信号を受信可能であり、プリント配線基板30の上面に所定のアンテナ導体がパターニングされて形成されたプリントアンテナである。この場合、アンテナ31a,31bの長手方向の交差角度、及び、アンテナ31b,31cの長手方向の交差角度は、ともに等しく「θ」である。   Specifically, for example, in addition to the antennas 31a and 31b, a time character 23a corresponding to 4 o'clock is defined as an antenna 31c. Here, similarly to the antennas 31a and 31b, the antenna 31c is a printed antenna that can receive a linearly polarized signal alone and is formed by patterning a predetermined antenna conductor on the upper surface of the printed wiring board 30. . In this case, the crossing angle in the longitudinal direction of the antennas 31a and 31b and the crossing angle in the longitudinal direction of the antennas 31b and 31c are both equal to “θ”.

図8に、3つのアンテナ31a,31b,31cを備える場合の移相回路部32Cの回路構成の一例を示す。同図によれば、移相回路部32Cは、2つの移相器33a,33bを有する。移相器33aは、アンテナ31bによる受信信号の位相を「θ」だけ変化(移相)させて出力する。移相器33bは、アンテナ31cによる受信信号の位相を「2θ」だけ変化(移相)させて出力する。   FIG. 8 shows an example of a circuit configuration of the phase shift circuit unit 32C when the three antennas 31a, 31b, and 31c are provided. According to the figure, the phase shift circuit section 32C has two phase shifters 33a and 33b. The phase shifter 33a changes (phase shifts) the phase of the signal received by the antenna 31b by “θ” and outputs it. The phase shifter 33b changes (phase shifts) the phase of the signal received by the antenna 31c by “2θ” and outputs it.

そして、移相回路部32Cからは、アンテナ31aによる受信信号と、移相器33a,33bそれぞれの出力信号とが合成されて出力される。即ち、アンテナ31aの受信信号と、アンテナ31aの受信信号との位相差が「θ」とされたアンテナ31bの受信信号と、アンテナ31aの受信信号との位相差が「2θ」とされたアンテナ31cの受信信号とが合成されて出力される。   Then, from the phase shift circuit unit 32C, the reception signal from the antenna 31a and the output signals of the phase shifters 33a and 33b are combined and output. That is, the antenna 31c in which the phase difference between the reception signal of the antenna 31b and the reception signal of the antenna 31a is "2θ" between the reception signal of the antenna 31a and the reception signal of the antenna 31a is "θ". The received signal is synthesized and output.

このように、3以上のアンテナを備える場合、移相回路部32は、これらのアンテナのうち、何れか1つのアンテナを基準として、他の各アンテナの受信信号を、該アンテナ及び基準としたアンテナの長手方向の交差角度だけ移相させる。これにより、3以上の直線偏波の信号を受信するアンテナで円偏波を受信することが可能となる。尚、アンテナ31a,31bの長手方向の交差角度、及び、アンテナ31b,31cの長手方向の交差角度は、ともに等しく「θ」であるとしたが、異なることとしても良い。   As described above, when three or more antennas are provided, the phase shift circuit unit 32 uses any one of these antennas as a reference, and the received signal of each of the other antennas as an antenna. The phase is shifted by the crossing angle in the longitudinal direction. This makes it possible to receive circularly polarized waves with an antenna that receives signals of three or more linearly polarized waves. The crossing angle in the longitudinal direction of the antennas 31a and 31b and the crossing angle in the longitudinal direction of the antennas 31b and 31c are both equal to “θ”, but may be different.

(C)複数のアンテナで1つのアンテナを形成
また、上述した実施形態では、1つの時字23aを1つのアンテナとしたが、長手方向が平行な2つ以上のアンテナを電気的に接続して1つのアンテナとしても良い。
(C) Forming one antenna with a plurality of antennas In the above-described embodiment, one time character 23a is one antenna. However, two or more antennas whose longitudinal directions are parallel are electrically connected. One antenna may be used.

具体的には、例えば、図9に示すように、アンテナ31a,31bに加え、更に、6時及び8時に対応する時字23aを、それぞれアンテナ31d,31eとする。同図は、文字盤23の平面図である。ここで、アンテナ31d,31eは、アンテナ31a,31bと同様に、単独で直線偏波を受信可能であり、プリント配線基板30の上面に所定のアンテナ導体をパターニングして形成されたプリントアンテナである。そして、長手方向が平行なアンテナ31aとアンテナ31d、アンテナ31bとアンテナ31eを、それぞれ、例えばプリント配線基板30上で配線により接続する。このように、長手方向即ち受信特性方向が一致する2つのアンテナを接続して1つのアンテナとすることで、GPS電波の受信感度を更に向上させることができる。   Specifically, for example, as shown in FIG. 9, in addition to the antennas 31a and 31b, time letters 23a corresponding to 6 o'clock and 8 o'clock are antennas 31d and 31e, respectively. The figure is a plan view of the dial 23. Here, similarly to the antennas 31a and 31b, the antennas 31d and 31e can receive linearly polarized waves independently, and are printed antennas formed by patterning a predetermined antenna conductor on the upper surface of the printed wiring board 30. . Then, the antenna 31a and the antenna 31d, which are parallel in the longitudinal direction, and the antenna 31b and the antenna 31e are connected by wiring on the printed wiring board 30, for example. As described above, by connecting two antennas having the same longitudinal direction, that is, the reception characteristic direction to form one antenna, it is possible to further improve the reception sensitivity of GPS radio waves.

(D)アンテナとする装飾部材
また、上述した実施形態では、時字23aをアンテナとすることとしたが、文字盤23上の装飾部材、例えば文字盤23上のメーカ名等の装飾文字をアンテナとしても良い。
(D) Decorative member used as antenna In the above-described embodiment, the time character 23a is used as an antenna. However, a decorative member on the dial 23, for example, a decorative character such as a manufacturer name on the dial 23 is used as an antenna. It is also good.

(E)電子機器
また、上述した実施形態では、本発明を、GPSを内蔵する腕時計に適用した場合を説明したが、円偏波を受信するアンテナを備える電子機器であれば、同様に適用可能なのは勿論である。
(E) Electronic Device In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a wristwatch with a built-in GPS has been described. However, the present invention can be similarly applied to any electronic device including an antenna that receives circularly polarized waves. Of course.

腕時計の正面図。The front view of a wristwatch. 腕時計の断面図。FIG. 腕時計の内部構成図。The internal block diagram of a wristwatch. 移相回路部の回路構成例。The circuit structural example of a phase-shift circuit part. 移相器の回路構成例。The circuit structural example of a phase shifter. 移相回路部の他の回路構成例。The other circuit structural example of a phase shift circuit part. 移相回路部の他の回路構成例。The other circuit structural example of a phase shift circuit part. 移相回路部の他の回路構成例。The other circuit structural example of a phase shift circuit part. アンテナの他の配置例。Other arrangement examples of antennas.

符号の説明Explanation of symbols

1 腕時計
100 CPU
200 入力部
300 表示部
400 ROM
500 RAM
600 アンテナ装置
31a,31b アンテナ
32 移相回路部
33 位相器
700 位置検出制御回路部
800 計時回路部
820 発振回路部
1 Watch 100 CPU
200 Input unit 300 Display unit 400 ROM
500 RAM
600 Antenna device 31a, 31b Antenna 32 Phase shift circuit unit 33 Phase shifter 700 Position detection control circuit unit 800 Timing circuit unit 820 Oscillation circuit unit

Claims (7)

直線偏波受信用の所定の受信特性方向が交差するように配置されたチップ状の2つのアンテナ素子と、
この2つのアンテナ素子の受信信号のうち、少なくとも一方の受信信号の位相を変化させて、前記アンテナ素子それぞれの受信特性方向の交差角度に応じた位相差にする位相変化手段と、
この位相変化手段により位相差が与えられた両受信信号を合成して出力する信号合成手段と、
を備えるアンテナ装置。
Two chip-shaped antenna elements arranged so that predetermined reception characteristics directions for linearly polarized wave reception intersect;
Phase changing means for changing the phase of at least one of the received signals of the two antenna elements to make a phase difference corresponding to the crossing angle of the reception characteristic direction of each of the antenna elements;
Signal synthesis means for synthesizing and outputting both received signals given a phase difference by the phase change means;
An antenna device comprising:
直線偏波受信用の所定の受信特性方向が交差するように配置されたチップ状の複数のアンテナ素子と、
この複数のアンテナ素子の受信信号のうち、一部又は全部の受信信号の位相を変化させて、前記アンテナ素子それぞれの受信特性方向の交差角度に応じた位相差にする位相変化手段と、
この位相変化手段により位相差が与えられた各受信信号を合成して出力する信号合成手段と、
を備えるアンテナ装置。
A plurality of chip-like antenna elements arranged so that predetermined reception characteristic directions for linearly polarized wave reception intersect;
Phase changing means for changing the phase of some or all of the received signals of the plurality of antenna elements to make a phase difference according to the crossing angle of the reception characteristic directions of each of the antenna elements;
Signal synthesis means for synthesizing and outputting each received signal given a phase difference by the phase change means;
An antenna device comprising:
前記アンテナ素子は、隣接するアンテナ素子同士の受信特性方向が直交しないように配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のアンテナ装置。   The antenna device according to claim 1, wherein the antenna elements are arranged so that reception characteristic directions of adjacent antenna elements are not orthogonal to each other. 外部から視認可能な視認空間と、
この視認空間に直線偏波受信用の所定の受信特性方向が異なる向きになるように配置されたチップ状の複数のアンテナ素子と、
この複数のアンテナ素子の受信信号のうち、一部又は全部の受信信号の位相を変化させて、前記アンテナ素子それぞれの受信方向特性の差異に応じた位相差にする位相変化手段と、
この位相変化手段により位相差が与えられた後の各受信信号を合成して出力する合成出力手段と、
この合成出力手段により出力された信号に基づいて現在位置を検出する位置検出手段と、
を備える電子機器。
A viewing space visible from the outside,
A plurality of chip-like antenna elements arranged in this viewing space so that the predetermined reception characteristic directions for linearly polarized wave reception are different directions;
Phase changing means for changing a phase of a part or all of the received signals of the plurality of antenna elements to make a phase difference according to a difference in reception direction characteristics of each of the antenna elements;
Combined output means for combining and outputting the received signals after the phase difference is given by the phase changing means;
Position detecting means for detecting the current position based on the signal output by the combined output means;
Electronic equipment comprising.
前記アンテナ素子は、受信特性方向が平行な複数のアンテナ素子片が電気的に接続されて成ることを特徴とする請求項4に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 4, wherein the antenna element is formed by electrically connecting a plurality of antenna element pieces whose reception characteristic directions are parallel. 前記アンテナ素子は、前記視認空間に配置された所定の装飾部材であることを特徴とする請求項4に記載の電子機器。   The electronic device according to claim 4, wherein the antenna element is a predetermined decorative member disposed in the viewing space. アナログ時計機構を備え、
前記視認空間は文字盤とガラス面との間に形成された空間であり、
前記アンテナ素子は時字であることを特徴とする請求項4に記載の電子機器。
It has an analog clock mechanism,
The viewing space is a space formed between the dial and the glass surface,
The electronic apparatus according to claim 4, wherein the antenna element is a time character.
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