JP2008089496A - Antenna circuit, receiving circuit, and timepiece - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To raise the sensitivity of an MI magnetometric sensor to be used for an antenna circuit. <P>SOLUTION: The antenna circuit 42 has the MI magnetometric sensor Z1 being a magnetic field detecting means whose electric property changes according to changes in a magnetic field, a high-frequency signal generator S1 for applying a high-frequency signal to the magnetometric sensor Z1, and a detection means for detecting a received signal obtained by the magnetometric sensor Z1. The magnetometric sensor Z1 is composed of a body 102 in a meandrous shape which is made of magnetic thin wire or a thin film of magnetic material, and has a plurality of linear portions 107 stretching approximately in the same direction and arranged approximately in parallel individually, and turning portions 108 connecting between the ends of adjoining linear portions, and a pair of leads 106 stretching from both ends of the body. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、磁気センサを用いたアンテナ回路、受信回路および受信回路を備えた時計に関する。   The present invention relates to an antenna circuit using a magnetic sensor, a receiving circuit, and a timepiece including the receiving circuit.

近年、磁気インピーダンス効果素子(MI素子)を使った磁気センサを用いてアンテナを形成する技術が提案されている(たとえば、特許文献1)。特許文献1に記載されているように、ワイヤ状或いはリボン状等に形成された軟磁性材料に微少高周波電流を通電すると、軟磁性材料の両端にインピーダンスによる出力電圧が発生する。磁気インピーダンス効果とは、微少高周波電流を通電した軟磁性材料に、外部磁界を印加すると軟磁性材料のインピーダンスが敏感に変化して、軟磁性材料両端の出力電圧が変化する効果をいう。   In recent years, a technique for forming an antenna using a magnetic sensor using a magneto-impedance effect element (MI element) has been proposed (for example, Patent Document 1). As described in Patent Document 1, when a minute high-frequency current is applied to a soft magnetic material formed in a wire shape or a ribbon shape, an output voltage due to impedance is generated at both ends of the soft magnetic material. The magneto-impedance effect refers to an effect that when an external magnetic field is applied to a soft magnetic material that is energized with a minute high-frequency current, the impedance of the soft magnetic material changes sensitively and the output voltage across the soft magnetic material changes.

したがって、MI素子を使った磁気センサ(以下、「MI磁気センサ」と称する。)を用いたアンテナ回路では、に高周波信号を流して表皮効果を生じさせ、磁束に対する感度を高めて、表皮効果によるインピーダンス変化を検出する。
特開2000−188558号公報
Therefore, in an antenna circuit using a magnetic sensor using an MI element (hereinafter referred to as “MI magnetic sensor”), a high-frequency signal is caused to flow to cause a skin effect, thereby increasing the sensitivity to magnetic flux, and thus due to the skin effect. Detect impedance changes.
JP 2000-188558 A

図5は、MI磁気センサを用いたアンテナ回路およびアンテナ回路に後続するフィルタ回路の一例を示す図である。図5において、S1は高周波信号発生器、R1は抵抗、C1はコンデンサ、Z1はMI磁気センサを示す。図1のアンテナ回路42においては、高周波信号発生器S1からの信号は、抵抗R1およびMI磁気センサZ1で分割され、コンデンサC1を通して出力される。コンデンサC1からの出力は、ダイオードD1およびD2により包絡線検波され、その後、たとえば、抵抗R2およびコンデンサC2で構成されたフィルタ回路70によりフィルタされる。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an antenna circuit using an MI magnetic sensor and a filter circuit following the antenna circuit. In FIG. 5, S1 is a high-frequency signal generator, R1 is a resistor, C1 is a capacitor, and Z1 is an MI magnetic sensor. In the antenna circuit 42 of FIG. 1, the signal from the high frequency signal generator S1 is divided by the resistor R1 and the MI magnetic sensor Z1, and is output through the capacitor C1. The output from the capacitor C1 is envelope-detected by the diodes D1 and D2, and then filtered by a filter circuit 70 constituted by, for example, a resistor R2 and a capacitor C2.

現状のMI磁気センサの感度は、通常のセンサ形状の場合には50mV/G程度であり、1μVの信号検出が可能だとしても、その1/(5*10)の磁界検出である。つまり、10−8Gの受信できる必要があるのに対して、2*10−5G程度が受信可能であるにすぎない。したがって、たとえば電波時計に利用するには感度不足となる。 The sensitivity of the current MI magnetic sensor is about 50 mV / G in the case of a normal sensor shape, and is 1 / (5 * 10 4 ) magnetic field detection even if 1 μV signal detection is possible. That is, while it is necessary to receive 10 −8 G, only about 2 * 10 −5 G can be received. Therefore, for example, the sensitivity is insufficient for use in a radio timepiece.

このため、MI磁気センサの感度を向上させること、つまり、インピーダンス変化を大きくすることが望まれる。   For this reason, it is desired to improve the sensitivity of the MI magnetic sensor, that is, to increase the impedance change.

本発明は、MI磁気センサを用いた高感度なアンテナ回路、受信回路および当該受信回路を備えた電波時計を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a highly sensitive antenna circuit using a MI magnetic sensor, a receiving circuit, and a radio timepiece including the receiving circuit.

本発明の目的は、磁界の変化に応じて電気的な特性が変化する磁界検出手段、前記磁界検出手段に高周波信号を印加する高周波信号発生手段、並びに、前記磁界検出手段および高周波信号発生手段により得られた受信信号を検波する検波手段を有するアンテナ回路であって、前記磁気検出手段が、磁性細線或いは磁性材料の薄膜からなり、それぞれがほぼ同一方向に延び、ほぼ平行に配置された複数の直線部分、および、隣接する直線部分の端部の間をつなぐ折り返し部分を有するミアンダ形状の本体と、前記本体の両端から延びる1対の引き出し線と、を有することを特徴とするアンテナ回路により達成される。   An object of the present invention is to provide a magnetic field detecting means whose electrical characteristics change according to a change in a magnetic field, a high frequency signal generating means for applying a high frequency signal to the magnetic field detecting means, and the magnetic field detecting means and the high frequency signal generating means. An antenna circuit having detection means for detecting an obtained received signal, wherein the magnetic detection means is composed of a magnetic thin wire or a thin film of magnetic material, each extending in substantially the same direction and arranged in parallel. Achieved by an antenna circuit comprising: a meander-shaped main body having a straight portion and a folded portion connecting between ends of adjacent straight portions; and a pair of lead lines extending from both ends of the main body. Is done.

本発明によれば、磁性体の部分を長くすることができるため磁束密度の高い中央付近を長くすることができる。したがって、磁束による高周波信号通過部のインピーダンス変化を大きくすることで、感度を向上させることが可能となる。   According to the present invention, the portion of the magnetic body can be lengthened, so that the vicinity of the center having a high magnetic flux density can be lengthened. Therefore, the sensitivity can be improved by increasing the impedance change of the high-frequency signal passing portion due to the magnetic flux.

好ましい実施態様においては、前記磁気検出手段が、前記折り返し部分或いは前記直線部分の端部から、前記直線部分とほぼ平行に前記本体から突出するように延びる複数の延長部を有する。   In a preferred embodiment, the magnetic detection means has a plurality of extensions extending from the end of the folded portion or the linear portion so as to protrude from the main body substantially parallel to the linear portion.

本実施態様によれば、延長部を設けたことにより、磁性体を、磁路方向により長い形状とすることができ、集磁効果を高めることが可能となる。   According to this embodiment, by providing the extension portion, the magnetic body can be made longer in the magnetic path direction, and the magnetic flux collecting effect can be enhanced.

また、別の好ましい実施態様においては、前記磁気検出手段が、前記直線部分の端部において前記折り返し部分と隣接或いは接触するように配置された、磁性体による耳状部材を有する。   In another preferred embodiment, the magnetic detection means has an ear-shaped member made of a magnetic material arranged so as to be adjacent to or in contact with the folded portion at the end of the linear portion.

この実施態様によれば、耳状部材が磁束をひきつけることで、本体への磁束を増大させることが可能となる。   According to this embodiment, the ear-shaped member attracts the magnetic flux, so that the magnetic flux to the main body can be increased.

より好ましい実施態様においては、複数の耳状部材が、前記本体の両側に配置される。   In a more preferred embodiment, a plurality of ear-shaped members are arranged on both sides of the main body.

別の好ましい実施態様においては、前記一対の引き出し線が、それぞれ、前記直線部分とほぼ垂直方向及びその両方を合わせた形に延びる。   In another preferred embodiment, the pair of lead lines each extend substantially perpendicular to the straight line portion and both.

また、本発明の目的は、磁界の変化に応じて電気的な特性が変化する磁界検出手段、前記磁界検出手段に高周波信号を印加する高周波信号発生手段、並びに、前記磁界検出手段および高周波信号発生手段により得られた受信信号を検波する検波手段を有し、前記磁気検出手段が、磁性細線或いは磁性材料の薄膜からなり、それぞれがほぼ同一方向に延び、ほぼ平行に配置された複数の直線部分、および、隣接する直線部分の端部の間をつなぐ折り返し部分を有するミアンダ形状の本体と、前記本体の両端から延びる1対の引き出し線と、を有するようなアンテナ回路と、
前記アンテナ回路により得られた受信信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段から出力された信号を検波する検波手段と、を備えたことを特徴とする受信回路により達成される。
Another object of the present invention is to provide a magnetic field detecting means whose electrical characteristics change in response to a change in the magnetic field, a high frequency signal generating means for applying a high frequency signal to the magnetic field detecting means, and the magnetic field detecting means and high frequency signal generation. Having a detecting means for detecting the received signal obtained by the means, wherein the magnetic detecting means is made of a magnetic thin wire or a thin film of a magnetic material, each extending in substantially the same direction and arranged in a substantially parallel manner. And an antenna circuit having a meander-shaped main body having a folded portion connecting between the ends of the adjacent linear portions, and a pair of lead lines extending from both ends of the main body;
Amplifying means for amplifying the received signal obtained by the antenna circuit;
This is achieved by a receiving circuit comprising: detecting means for detecting a signal output from the amplifying means.

さらに、本発明の目的は、上記受信回路と、前記受信回路により受信および復調された、時刻情報を含む標準電波の信号から、時刻情報を抽出する時刻情報抽出手段と、時刻を計時する計時手段と、当該計時手段により計時された時刻を表示する時刻表示手段と、前記時刻情報抽出手段により抽出された時刻情報に基づいて、前記計時手段により計時された時刻を修正する時刻修正手段と、を備えたことを特徴とする時計により達成される。   Another object of the present invention is to provide the receiving circuit, time information extracting means for extracting time information from a standard radio wave signal including time information received and demodulated by the receiving circuit, and time measuring means for measuring time. Time display means for displaying the time measured by the time measuring means, and time correction means for correcting the time measured by the time measuring means based on the time information extracted by the time information extracting means. This is achieved by a timepiece characterized by comprising.

本発明によれば、MI磁気センサを用いた高感度なアンテナ回路、受信回路、および、当該受信回路を備えた電波時計を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a highly sensitive antenna circuit using a MI magnetic sensor, a receiving circuit, and a radio timepiece including the receiving circuit.

[腕時計]
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1、図2は、それぞれ、本発明の実施の形態にかかる受信回路を含む腕時計の正面図、および、図1のA−A’断面図(12時−6時断面図)である。腕時計1は、時計モジュール等を内部に収容する時計ケース10を備えている。時計ケース10の外周部分であって6時および12時のそれぞれの位置には、腕時計1をユーザが手首に装着するための時計バンド16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の各種機能を実行するためのスイッチ11が設けられている。
[Watches]
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 are a front view of a wristwatch including a receiving circuit according to an embodiment of the present invention, and a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1 (a cross-sectional view at 12 o'clock to 6 o'clock), respectively. The wristwatch 1 includes a watch case 10 that houses a watch module and the like. A watch band 16 for the user to wear the wristwatch 1 on his / her wrist is attached to the outer peripheral portion of the watch case 10 at 6 o'clock and 12 o'clock. A switch 11 for executing various functions of the wristwatch 1 is provided.

時計ケース10は、ステンレスやチタンなど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6時及び12時のそれぞれの位置の側方部分には、時計バンド16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16を取り付けるピンを通すための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 16 is formed on the side part of each position of the watch case 10 at 6 o'clock and 12 o'clock, and the watch band 16 is attached to this extension part. A hole for passing a pin is formed.

時計ケース10の上端部には、当該上端部を塞ぐように時計ガラス12が、シール部材13を介して嵌められており、時計ケース10の下端部には、当該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など強度が強い金属により厚みが薄いほぼ平面状に形成されている。   A watch glass 12 is fitted on the upper end portion of the watch case 10 via a seal member 13 so as to close the upper end portion, and a back cover is provided on the lower end portion of the watch case 10 so as to close the lower end portion. A (back) 14 is attached via an O-ring 15. The back cover 14 is formed in a substantially flat shape with a small thickness using a strong metal such as stainless steel or titanium.

時計ケース10の内部には、上部ハウジング21および下部ハウジング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、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23a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。すなわち、腕時計1を正面から見たときに、時計ガラス12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いる。   A printed wiring board 30 made of a predetermined resin is disposed on the upper surface of the upper housing 21, and a dial 23 is further disposed on the upper surface, and 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 an opening 23 a formed at a position near 6 o'clock on the dial 23. That is, when the wristwatch 1 is viewed from the front, the time displayed on the liquid crystal display panel 25 through the watch glass 12 can be visually recognized.

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23bが円周方向に等間隔で設けられており、これら各時字23bが1時から12時までの各時に対応している。本実施の形態においては、これら時字23bのうち、12時に対応する時字23bには、外部磁界に応じて磁気抵抗が変化する磁気抵抗効果素子を用いたMI磁気センサ40が形成されている。このMI磁気センサ40が、標準電波を受信するアンテナとして機能する。MI磁気センサ40は、プリント配線基板30の上面にパターニングされた磁性体からなり、文字盤23の対応する位置形成された開口部からその上面が露出するようになっている。本実施の形態においては、アンテナとしてのMI磁気センサ40を12時の時字23bに設置しているが、これに限定されるものでなく、それ以外の場所でも良く、後述する回路基盤や回路要素上に設置しても良い。   Further, on the upper surface of the dial 23, twelve time letters 23b formed in a substantially rectangular shape in plan view are provided at equal intervals in the circumferential direction, and these time letters 23b are from 1 o'clock to 12 o'clock. It corresponds to each time. In the present embodiment, among these time characters 23b, an MI magnetic sensor 40 using a magnetoresistive effect element whose magnetic resistance changes according to an external magnetic field is formed in the time character 23b corresponding to 12:00. . The MI magnetic sensor 40 functions as an antenna that receives standard radio waves. The MI magnetic sensor 40 is made of a magnetic material patterned on the upper surface of the printed wiring board 30, and the upper surface of the MI magnetic sensor 40 is exposed from an opening formed at a corresponding position on the dial 23. In this embodiment, the MI magnetic sensor 40 as an antenna is installed at the 12 o'clock time character 23b. However, the present invention is not limited to this, and other locations may be used. It may be placed on the element.

また、上部ハウジング21は、時計ケース10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、指針軸に取り付けられた時針、分針などの指針26a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 watch case 10. The analog pointer mechanism 26 includes 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 and a minute hand attached to the pointer shaft. Move the needle over the top.

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、アンテナ回路42と接続された回路基盤28が配置されている。   A battery 27 is incorporated in the lower housing 22. Further, between the upper housing 21 and the lower housing 22, an analog pointer mechanism 26 and a circuit board 28 connected to the antenna circuit 42 are disposed.

回路基盤28には種々の回路要素が配置される。回路要素には、CPUなどの制御IC、発振回路を備え現在時刻を計時する計時回路、アンテナ回路(ただし、アンテナ回路中、MI磁気センサ40のみは時字23bに形成されている)、アンテナ回路を含み、当該アンテナ回路の出力信号を増幅、検波して標準電波に含まれるタイムコードの信号を取り出す受信回路などが含まれる。制御ICは、受信回路で取り出された信号中のタイムコードに基づいて計時回路による現在時刻を修正し、修正し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を運針させる処理などを行う。
[回路構成]
図3は、腕時計1の回路の内部構成を示すブロックダイヤグラムである。図3に示すように、腕時計1は、CPU50、入力部51、表示部52、ROM53、RAM54、受信回路44、計時回路部55および発振回路部56を備える。
Various circuit elements are arranged on the circuit board 28. The circuit elements include a control IC such as a CPU, an oscillation circuit, a clock circuit that clocks the current time, an antenna circuit (in the antenna circuit, only the MI magnetic sensor 40 is formed in the time character 23b), an antenna circuit And a receiving circuit for amplifying and detecting the output signal of the antenna circuit to extract a time code signal included in the standard radio wave. The control IC corrects the current time by the clock circuit based on the time code in the signal extracted by the receiving circuit, and causes the liquid crystal display panel 25 to display the corrected current time. Alternatively, the analog pointer mechanism 26 is controlled to move the pointer 26a so as to indicate the current time.
[Circuit configuration]
FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the circuit of the wristwatch 1. As shown in FIG. 3, the wristwatch 1 includes a CPU 50, an input unit 51, a display unit 52, a ROM 53, a RAM 54, a receiving circuit 44, a time measuring circuit unit 55, and an oscillation circuit unit 56.

CPU50は、所定のタイミングで、或いは、入力部200から入力された操作信号に応じてROM53に格納されたプログラムを読み出して、RAM54に展開し、当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などを実行する。具体的には、たとえば所定時間毎に受信回路44を制御して標準電波を受信させて、受信回路44からのタイムコードの信号に基づいて計時回路部55で計時される現在時刻データを修正する処理や、計時回路部55によって計時された現在時刻を表示部52に転送する処理などを実行する。   The CPU 50 reads out a program stored in the ROM 53 at a predetermined timing or in response to an operation signal input from the input unit 200, expands the program in the RAM 54, and based on the program to each unit constituting the wristwatch 1 Instructions and data transfer are executed. Specifically, for example, the reception circuit 44 is controlled every predetermined time so that the standard radio wave is received, and the current time data measured by the timing circuit unit 55 is corrected based on the time code signal from the reception circuit 44. Processing, processing for transferring the current time measured by the timing circuit unit 55 to the display unit 52, and the like are executed.

入力部51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、スイッチ11が操作されると、対応する操作信号をCPU50に出力する。表示部52は、文字盤23やCPU50によって制御されたアナログ指針機構26、液晶パネル25を含み、計時回路部55によって計時された現在時刻を表示する。ROM53は、腕時計1を動作させ、また、所定の機能を実現するためのシステムプログラムやアプリケーションプロググラム、データなどを記憶する。RAM54は、CPU50の作業領域として用いられ、ROM53から読み出されたプログラムやデータ、CPU50にて処理されたデータなどを一時的に記憶する。   The input unit 51 includes a switch 11 for instructing execution of various functions of the wristwatch 1, and outputs a corresponding operation signal to the CPU 50 when the switch 11 is operated. The display unit 52 includes the analog pointer mechanism 26 and the liquid crystal panel 25 controlled by the dial plate 23 and the CPU 50, and displays the current time measured by the timing circuit unit 55. The ROM 53 stores the system program, application program, data, etc. for operating the wristwatch 1 and realizing a predetermined function. The RAM 54 is used as a work area for the CPU 50, and temporarily stores programs and data read from the ROM 53, data processed by the CPU 50, and the like.

後に詳述するが、受信回路44は、アンテナ回路42を含み、アンテナ回路42にて受信された信号から所定の周波数の信号を取り出して、取り出された信号をCPU50に出力する。計時回路部55は、発振回路部56から入力される信号を計数して現在時刻を計時し、現在時刻データをCPU50に出力する。発振回路部56は、常時一定周波数のクロック信号を出力する。   As will be described in detail later, the receiving circuit 44 includes an antenna circuit 42, extracts a signal of a predetermined frequency from the signal received by the antenna circuit 42, and outputs the extracted signal to the CPU 50. The clock circuit unit 55 counts the signal input from the oscillation circuit unit 56, clocks the current time, and outputs the current time data to the CPU 50. The oscillation circuit unit 56 always outputs a clock signal having a constant frequency.

図4は、受信回路44の概略を示すブロックダイヤグラムである。図4に示すように、受信回路44は、アンテナ回路42、フィルタ回路70、増幅回路80、バンドパスフィルタ(BPF)90および検波回路100を有する。フィルタ回路70は、例示的にローパスフィルタとしているが(たとえば、図5参照)、これに限定されるものではなく、バンドパスフィルタ(BPF)を利用しても良い。   FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the receiving circuit 44. As illustrated in FIG. 4, the reception circuit 44 includes an antenna circuit 42, a filter circuit 70, an amplifier circuit 80, a bandpass filter (BPF) 90, and a detection circuit 100. The filter circuit 70 is illustratively a low-pass filter (see, for example, FIG. 5), but is not limited to this, and a band-pass filter (BPF) may be used.

アンテナ回路42は、図5を参照して説明するように、高周波信号発生器S1、抵抗R1、MI磁気センサZ1(図1においては、符号40で示す)、コンデンサC1、および、ダイオードD1、D2を含む。   As will be described with reference to FIG. 5, the antenna circuit 42 includes a high-frequency signal generator S1, a resistor R1, an MI magnetic sensor Z1 (indicated by reference numeral 40 in FIG. 1), a capacitor C1, and diodes D1 and D2. including.

アンテナ回路42からは標準電波の相当する信号が出力され、フィルタ回路70および増幅回路80およびBPF90を経て、周波数変換・検波回路100に与えられる。   A signal corresponding to a standard radio wave is output from the antenna circuit 42, and is supplied to the frequency conversion / detection circuit 100 through the filter circuit 70, the amplification circuit 80, and the BPF 90.

検波回路100は、標準電波の信号を復調する。復調された信号は、CPU50に与えられ、CPU50においてデコードされ、時間情報が抽出される。   The detection circuit 100 demodulates a standard radio wave signal. The demodulated signal is given to the CPU 50, where it is decoded and time information is extracted.

図5に示すアンテナ回路42において、高周波信号発生器S1は、たとえば、20MHzの信号を発生する。高周波信号発生器S1は、抵抗R1の一端に接続される。抵抗R1の他端は、MI磁気センサZ1およびコンデンサC1のそれぞれの一端に接続される。また、ダイオードD1、D2は、包絡線検波回路として機能する。   In the antenna circuit 42 shown in FIG. 5, the high frequency signal generator S1 generates, for example, a 20 MHz signal. The high frequency signal generator S1 is connected to one end of the resistor R1. The other end of the resistor R1 is connected to one end of each of the MI magnetic sensor Z1 and the capacitor C1. The diodes D1 and D2 function as an envelope detection circuit.

このように構成されたアンテナ回路42の作用について説明する。アンテナ回路42の抵抗R1とMI磁気センサZ1の間の位置(a点)における電圧Vaは以下のように表すことができる。   The operation of the antenna circuit 42 thus configured will be described. The voltage Va at the position (point a) between the resistor R1 of the antenna circuit 42 and the MI magnetic sensor Z1 can be expressed as follows.

Va≒Asinωt・Z(1+Bsinpt)/(R1+Z) ・・・(1)
(Asinωt:高周波信号発生器S1の信号、Z(1+Bsinpt):MI磁気センサZ1の信号)
(1)式に示すように変調信号は、振幅変調(AM)と同じ形式であり、高周波信号発生器S1の信号が磁界周波数により振幅変調を受けることを示す。したがって、高周波信号発生器S1によるキャリア信号の両側に、磁界受信による側波帯が現れる。したがって、ダイオードD1およびD2による包絡線検波回路により検波される。
[第1の実施の形態]
以下、本実施の形態にかかるアンテナ回路、特に、アンテナ回路のMI磁気センサZ1についてより詳細に説明する。図6は、本発明の第1の実施の形態にかかるアンテナ回路の部分を詳細に示す図である。第1の実施の形態にかかるMI磁気センサZ1は、磁性細線、或いは、フィルムなどのベース(図示せず)上に形成された磁性材料の薄膜からなる。図6に示すように、MI磁気センサZ1は、ミアンダ形状の本体102を有する。本体102は、直線部分107と、直線部分の間に形成される折り返し部分108とを有する。本体102の両端は電極として機能し、当該電極から、それぞれ、引き出し線104、106が延び、一方の引き出し線104は、抵抗R1およびコンデンサC1に接続し、もう一方の引き出し線106は接地される。
Va≈Asinωt · Z (1 + Bsinpt) / (R1 + Z) (1)
(Asinωt: signal of the high-frequency signal generator S1, Z (1 + Bsinpt): signal of the MI magnetic sensor Z1)
As shown in equation (1), the modulation signal has the same format as amplitude modulation (AM), and indicates that the signal of the high-frequency signal generator S1 undergoes amplitude modulation by the magnetic field frequency. Therefore, sidebands due to magnetic field reception appear on both sides of the carrier signal from the high-frequency signal generator S1. Therefore, detection is performed by the envelope detection circuit including the diodes D1 and D2.
[First Embodiment]
Hereinafter, the antenna circuit according to the present embodiment, in particular, the MI magnetic sensor Z1 of the antenna circuit will be described in more detail. FIG. 6 is a diagram showing in detail the part of the antenna circuit according to the first embodiment of the present invention. The MI magnetic sensor Z1 according to the first embodiment is composed of a magnetic thin film or a thin film of magnetic material formed on a base (not shown) such as a film. As shown in FIG. 6, the MI magnetic sensor Z1 has a meander-shaped main body 102. The main body 102 includes a straight portion 107 and a folded portion 108 formed between the straight portions. Both ends of the main body 102 function as electrodes, and lead wires 104 and 106 extend from the electrodes, respectively. One lead wire 104 is connected to the resistor R1 and the capacitor C1, and the other lead wire 106 is grounded. .

本実施の形態においては、アンテナの本体102を変形したミアンダ形状とすることで、磁束密度を大きくすることができ、これにより、磁束によるインピーダンス変化を大きくすることで、その変化をアンテナ回路で捉えやすくしている。
[第2の実施の形態]
次に、第2の実施の形態にかかるMI磁気センサについて、図7を参照して説明する。図7に示すように、第2の実施の形態にかかるMI磁気センサZ1の本体102には、直線部分107の端部や折り返し部分108から、直線部分107とほぼ平行に、かつ、本体102から突出するように延びる延長部114、114、・・・を有している。図7の左側の延長部114と、引き出し線104とは、実際には接触していない。
In the present embodiment, the antenna body 102 has a deformed meander shape, so that the magnetic flux density can be increased, thereby increasing the impedance change due to the magnetic flux and capturing the change with the antenna circuit. It is easy.
[Second Embodiment]
Next, an MI magnetic sensor according to a second embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the main body 102 of the MI magnetic sensor Z <b> 1 according to the second embodiment includes an end portion of the straight portion 107 and a folded portion 108, substantially parallel to the straight portion 107 and from the main body 102. It has the extension part 114 extended so that it may protrude. The extension 114 on the left side of FIG. 7 and the lead wire 104 are not actually in contact with each other.

このように延長部114を設けることにより、集磁効果を高めることができる。集磁効果とは、空間中の磁力線を一点の限られた範囲に集中させることを言うが、集磁効果は、たとえば、磁路方向に長い形状であることにより高めることができる。第2の実施の形態では、直線部分107から延長するように延長部114が形成されている。これにより、磁路方向により長い形状とすることが可能となる。
[第3の実施の形態]
次に、第3の実施の形態にかかるMI磁気センサについて、図8を参照して説明する。図8に示すように、第3の実施の形態においては、MI磁気センサZ1の本体102のそれぞれの側の折り返し部分108、108に隣接するように、平面状の磁性体による耳状部材126、126が形成されている。つまり、耳状部材126、126は、直線部分107の両端の側に形成される。耳状部材126は、たとえば、フィルムなどのベース上に磁性材料の薄膜を形成することにより実現される。耳状部材126は、折り返し部分108、108および引き出し線104、106に隣接して配置されるが、これらに接続されていなくても良い。
Thus, by providing the extension part 114, the magnetic flux collection effect can be enhanced. The magnetic flux collecting effect refers to concentrating magnetic lines of force in a limited range of one point. The magnetic flux collecting effect can be enhanced by, for example, a shape that is long in the magnetic path direction. In the second embodiment, the extension 114 is formed so as to extend from the straight portion 107. Thereby, it is possible to make the shape longer in the magnetic path direction.
[Third Embodiment]
Next, an MI magnetic sensor according to a third embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 8, in the third embodiment, the ear-shaped member 126 made of a planar magnetic body is adjacent to the folded portions 108, 108 on the respective sides of the main body 102 of the MI magnetic sensor Z1. 126 is formed. That is, the ear-shaped members 126 and 126 are formed on both ends of the linear portion 107. The ear-shaped member 126 is realized, for example, by forming a thin film of a magnetic material on a base such as a film. The ear-shaped member 126 is disposed adjacent to the folded portions 108 and 108 and the lead lines 104 and 106, but may not be connected to these.

第3の実施の形態によれば、磁性体からなる耳状部材126により、MI磁気センサZ1の本体102に磁束をひきつけることで、本体102への磁束を増大させて、アンテナを高感度化することが可能となる。   According to the third embodiment, the magnetic flux to the main body 102 of the MI magnetic sensor Z1 is attracted to the main body 102 of the MI magnetic sensor Z1 by the ear-shaped member 126 made of a magnetic material, thereby increasing the sensitivity of the antenna. It becomes possible.

なお、第3の実施の形態では、耳状部材126は、本体102に接続しないように若干の距離をおいて配置されている。さらにアモルファス金属のような導電率の高い磁性材料を利用するときには、耳状部材126の周囲を絶縁体とすること、たとえば、耳状部材126の周囲に絶縁物質の層を形成することにより、本体102と密着させることも可能である。   In the third embodiment, the ear-shaped member 126 is disposed at a slight distance so as not to be connected to the main body 102. Furthermore, when using a magnetic material having high conductivity such as amorphous metal, the periphery of the ear-shaped member 126 is made an insulator, for example, by forming a layer of an insulating material around the ear-shaped member 126, It is also possible to make it closely contact with 102.

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることは言うまでもない。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the invention described in the claims, and these are also included in the scope of the present invention. Needless to say.

たとえば、本発明においては、アンテナ回路42のMI磁気センサとして、ミアンダ形状のもの(第1の実施の形態)、ミアンダ形状の直線部分と同じ方向に、折り返し部分から突出する延長部を設けたもの(第2の実施の形態)、折り返し部分の付近に磁性材料からなる耳状部材を設けたものが利用されている。しかしながら、MI磁気センサの形状は上述したものに限定されず、第2の実施の形態のように折り返し部に延長部を設け、かつ、折り返し部の付近に、耳状部材を設けても良い。   For example, in the present invention, the MI magnetic sensor of the antenna circuit 42 has a meander shape (first embodiment), and an extension that protrudes from the folded portion in the same direction as the meander-shaped linear portion. (Second Embodiment) A device in which an ear-shaped member made of a magnetic material is provided in the vicinity of a folded portion is used. However, the shape of the MI magnetic sensor is not limited to that described above, and an extension portion may be provided in the folded portion as in the second embodiment, and an ear-shaped member may be provided in the vicinity of the folded portion.

また、第2の実施の形態において、延長部は折り返し部分から突出しているが、これに限定されず、直線部分の端部から突出するように構成しても良い。   Moreover, in 2nd Embodiment, although the extension part protrudes from the folding | returning part, it is not limited to this, You may comprise so that it may protrude from the edge part of a linear part.

また、第3の実施の形態において、本体の両側のそれぞれに2つの耳状部材を配置したが、これに限定されるものではなく、片側に配置するのでも良いし、3以上の耳状部材を配置しても良い。   Further, in the third embodiment, two ear-shaped members are arranged on both sides of the main body. However, the present invention is not limited to this, and may be arranged on one side, or three or more ear-shaped members. May be arranged.

図1は、本発明の実施の形態にかかる受信回路を含む腕時計の正面図である。FIG. 1 is a front view of a wristwatch including a receiving circuit according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1のA−A’断面図(12時−6時断面図)である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A ′ of FIG. 図3は、本実施の形態にかかる腕時計の回路の内部構成を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 3 is a block diagram showing the internal configuration of the watch circuit according to the present embodiment. 図4は、本実施の形態にかかる受信回路の概略を示すブロックダイヤグラムである。FIG. 4 is a block diagram showing an outline of the receiving circuit according to the present embodiment. 図5は、本発明の実施の形態にかかるアンテナ回路を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating an antenna circuit according to an embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施の形態にかかるアンテナ回路の部分を詳細に示す図である。FIG. 6 is a diagram showing in detail the part of the antenna circuit according to the first embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第2の実施の形態にかかるアンテナ回路の部分を詳細に示す図である。FIG. 7 is a diagram showing in detail the part of the antenna circuit according to the second embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第3の実施の形態にかかるアンテナ回路の部分を詳細に示す図である。FIG. 8 is a diagram showing in detail the part of the antenna circuit according to the third embodiment of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

42 アンテナ回路
44 受信回路
50 CPU
51 入力部
52 表示部
55 計時回路部
56 発振回路部
70 フィルタ回路
80 増幅回路
90 BPF
100 周波数変換・検波回路
S1 高周波信号発生器
R1 抵抗
Z1 MI磁気センサ
C1 コンデンサ
D1、D2 ダイオード
42 Antenna circuit 44 Receiving circuit 50 CPU
51 Input Unit 52 Display Unit 55 Timekeeping Circuit Unit 56 Oscillation Circuit Unit 70 Filter Circuit 80 Amplification Circuit 90 BPF
100 Frequency Conversion / Detection Circuit S1 High Frequency Signal Generator R1 Resistance Z1 MI Magnetic Sensor C1 Capacitor D1, D2 Diode

Claims (7)

磁界の変化に応じて電気的な特性が変化する磁界検出手段、前記磁界検出手段に高周波信号を印加する高周波信号発生手段、並びに、前記磁界検出手段および高周波信号発生手段により得られた受信信号を検波する検波手段を有するアンテナ回路であって、
前記磁気検出手段が、磁性細線或いは磁性材料の薄膜からなり、それぞれがほぼ同一方向に延び、ほぼ平行に配置された複数の直線部分、および、隣接する直線部分の端部の間をつなぐ折り返し部分を有するミアンダ形状の本体と、前記本体の両端から延びる1対の引き出し線と、を有することを特徴とするアンテナ回路。
Magnetic field detection means whose electrical characteristics change in response to changes in the magnetic field, high frequency signal generation means for applying a high frequency signal to the magnetic field detection means, and reception signals obtained by the magnetic field detection means and the high frequency signal generation means An antenna circuit having detection means for detecting,
The magnetic detection means is composed of a magnetic thin wire or a thin film of magnetic material, each extending in substantially the same direction and arranged substantially in parallel, and a folded portion connecting between the ends of adjacent linear portions An antenna circuit comprising: a meander-shaped main body having a pair of lead wires extending from both ends of the main body.
前記磁気検出手段が、前記折り返し部分或いは前記直線部分の端部から、前記直線部分とほぼ平行に前記本体から突出するように延びる複数の延長部を有することを特徴とする請求項2に記載の受信回路。   3. The magnetic detection unit according to claim 2, wherein the magnetic detection unit includes a plurality of extensions extending from the end of the folded portion or the linear portion so as to protrude from the main body substantially parallel to the linear portion. Receiver circuit. 前記磁気検出手段が、前記直線部分の端部において前記折り返し部分と隣接或いは接触するように配置された、平面状の磁性体による耳状部材を有することを特徴とする請求項1または2に記載の受信回路。   The said magnetic detection means has an ear-shaped member by the planar magnetic body arrange | positioned so that it may adjoin or contact the said folding | turning part in the edge part of the said linear part. Receiver circuit. 複数の耳状部材が、前記本体の両側に配置されたことを特徴とする請求項3に記載の受信回路。   The receiving circuit according to claim 3, wherein a plurality of ear-shaped members are arranged on both sides of the main body. 前記一対の引き出し線が、それぞれ、前記直線部分とほぼ垂直方向に延びることを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載のアンテナ回路。   5. The antenna circuit according to claim 1, wherein each of the pair of lead lines extends in a direction substantially perpendicular to the straight line portion. 6. 磁界の変化に応じて電気的な特性が変化する磁界検出手段、前記磁界検出手段に高周波信号を印加する高周波信号発生手段、並びに、前記磁界検出手段および高周波信号発生手段により得られた受信信号を検波する検波手段を有し、前記磁気検出手段が、磁性細線或いは磁性材料の薄膜からなり、それぞれがほぼ同一方向に延び、ほぼ平行に配置された複数の直線部分、および、隣接する直線部分の端部の間をつなぐ折り返し部分を有するミアンダ形状の本体と、前記本体の両端から延びる1対の引き出し線と、を有するようなアンテナ回路と、
前記アンテナ回路により得られた受信信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段から出力された信号を検波する検波手段と、を備えたことを特徴とする受信回路。
Magnetic field detection means whose electrical characteristics change in response to changes in the magnetic field, high frequency signal generation means for applying a high frequency signal to the magnetic field detection means, and reception signals obtained by the magnetic field detection means and the high frequency signal generation means A detecting means for detecting, the magnetic detecting means comprising a thin magnetic wire or a thin film of a magnetic material, each extending substantially in the same direction and arranged substantially in parallel, and adjacent straight portions An antenna circuit having a meander-shaped main body having a folded portion connecting between the ends, and a pair of lead lines extending from both ends of the main body;
Amplifying means for amplifying the received signal obtained by the antenna circuit;
And a detecting means for detecting the signal output from the amplifying means.
請求項6に記載の受信回路と、
前記受信回路により受信および復調された、時刻情報を含む標準電波の信号から、時刻情報を抽出する時刻情報抽出手段と、
時刻を計時する計時手段と、
当該計時手段により計時された時刻を表示する時刻表示手段と、
前記時刻情報抽出手段により抽出された時刻情報に基づいて、前記計時手段により計時された時刻を修正する時刻修正手段と、を備えたことを特徴とする時計。
A receiving circuit according to claim 6;
Time information extracting means for extracting time information from a standard radio wave signal including time information received and demodulated by the receiving circuit;
A time measuring means for measuring time;
Time display means for displaying the time measured by the time measuring means;
A timepiece comprising: time correction means for correcting the time counted by the timekeeping means based on the time information extracted by the time information extraction means.
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