JP2009168656A - 無線機能付腕時計 - Google Patents

Abstract

【課題】良好な質感と良好なアンテナ性能とを同時に確保できる無線機能付腕時計を提供すること。
【解決手段】指針表示用のムーブメント６４と、ムーブメントを収容するケース６０と、ムーブメント６４の表面側を覆うカバーガラス１６０と、カバーガラスとムーブメントとの間に配置されたグランド板（文字板２）と、グランド板とカバーガラスとの間にグランド板の外周に沿って配置されたアンテナ１１とを備えて無線機能付腕時計とする。
【選択図】図２

Description

本発明は無線機能付腕時計に関する。

近年、無線通信機能を備えた腕時計が開発されている。このような無線通信機能としては、例えばGPS：Global Positioning System等、位置情報衛星からの電波を受けて現在位置を検出する機能が利用される。
このような無線機能付腕時計においては、腕時計という条件のもとで良好な機能を確保できる通信アンテナが要求される。

特許文献１〜４には、衛星通信システムの端末機能を有する腕時計あるいは無線放送信号の送受信機能を有する腕時計が開示されている。
特許文献１では、表示部の周囲に誘電体基板を伴うＣ型ループアンテナを配置するとともに、腕時計の金属製本体ベースをグランドプレーンとして利用している。
特許文献２では、腕時計の表示部の隣にＧＰＳアンテナを並べて設置している。ＧＰＳアンテナは、腕時計のメタルケースに両面テープで固定される。

特許文献３では、アンテナおよび送受信回路を一括して樹脂製のベゼルに設置し、ベゼルの着脱により腕時計に送受信機能を簡単に付加できるようにしている。アンテナはベゼルで覆われて外観上は隠される。
特許文献４では、文字板の表面にチップアンテナを設置する。チップアンテナは、外観上目立たないように、文字板上の時字に合わせて設置される。また、チップアンテナは、ＧＰＳ用途の円偏波に対応するべく、複数が交差方向に配置される。

特開２０００−５９２４１号公報 特開２００１−２７６８０号公報 特開平１０−１６０８７２号公報 特開２００７−１２４０１１号公報

腕時計においては、時刻表示や通信等の実用的な機能性だけではなく、装身具としての質感が要求される。特に、指針表示の腕時計ではこの傾向が顕著である。
このような腕時計では、ケースや文字板などの外装に、精密仕上げが施された金属素材が利用される。また、通信用アンテナ等の機能要素は、外観性を損なわないように極力内装化あるいは被覆等することが要求される。

このような要求に対して、前述した特許文献１，２の構成は、通信用アンテナが表示部に隣接して大きく露出し、前述した質感をも考慮すると採用することができない。
また、前述した特許文献３、４の構成は、外観上の問題を生じにくいものの、十分なアンテナ性能を確保できないという問題がある。すなわち、特許文献３では、通信用アンテナが露出しないものの、グランドプレーンが確保できない。特許文献４では、文字板上での外観性は良好であるが、アンテナ有効長が確保できない。
そして、前述した金属製のケースおよび文字板は、質感上好ましい反面、その導電性により内部を電磁遮蔽する。このため、これら金属製のケースおよび文字板の内部にアンテナを収容した場合、十分なアンテナ性能が得られないという問題がある。

本発明の主な目的は、良好な質感と良好なアンテナ性能とを同時に確保できる無線機能付腕時計を提供することである。

本発明の無線機能付腕時計は、指針表示用のムーブメントと、前記ムーブメントを収容するケースと、前記ムーブメントの表面側を覆うカバーガラスと、前記カバーガラスと前記ムーブメントとの間に配置されたグランド板と、前記グランド板と前記カバーガラスとの間に前記グランド板の外周に沿って配置されたアンテナとを備えたことを特徴とする。

このような本発明においては、カバーガラスで覆われる腕時計の表面側、つまり通常の腕時計のデザインでは文字板が現れる部位に、グランド板が配置される。グランド板は、文字板に相当する十分な面積を確保することができ、良好なアンテナ性能を確保できる。また、アンテナは、グランド板の表面側に配置され、ケースを導電性の金属材料にしても電磁遮蔽を受けることがなく、良好なアンテナ性能を確保できるとともに、外周に沿って配置することで被覆等しても文字板と干渉する等しないため、質感を考慮した外観性の向上が容易である。

なお、本発明において、無線通信機能としては、位置情報衛星からの電波を受けて現在位置を検出する機能（GPS：Global Positioning System、ガリレオ（欧州衛星ナビゲーションシステム）、SBAS：Satellite-Based Augmentation System等）、あるいは周囲の中継局との間で回線を結んで情報通信を行う機能（Bluetooth、WiMAX、ZigBee等）が挙げられる。

本発明において、非導電性のリング部材を備え、前記アンテナは前記リング部材内に収容されていることが望ましい。
このような本発明においては、リング部材によりアンテナを被覆することで外観性を向上できる。この際、リング部材を非導電性とすることで、アンテナの遮蔽を回避することができる。なお、アンテナはグランド板の外周（文字板の外周部分）にのみ配置することができるため、例えば金属製の文字板を用いて質感を向上した場合でも、このリング部材による質感の低下を招くことは回避できる。

本発明において、前記グランド板は、導電性の文字板とすることができる。
このような本発明においては、文字板を質感の高い金属製とした場合など、この文字板自体をグランド板として兼用することができ、構造の簡略化を図ることができる。

本発明において、前記グランド板は、ソーラパネルの導電性基板であってもよい。
このような本発明においては、ソーラパネルを組み込む場合など、その導電性基板をグランド板として兼用することができ、構造の簡略化を図ることができる。
なお、ソーラパネルは、透光性の文字板の背面に配置される構造とすることができる。

本発明において、更に、前記グランド板の前記ムーブメント側に配置された誘電性面材を備えることが望ましい。
このような本発明においては、誘電性面材の誘電率に応じた波長短縮効果によりグランド板の実効面積を拡張することができ、良好なアンテナ性能を確保できる。

本発明において、前記ムーブメント内に配置されかつグランド層を含む多層回路基板を備え、前記グランド板は、前記グランド層と電気的に導通されることが望ましい。
あるいは、前記グランド板は、前記ケースと電気的に導通されることが望ましい。 このような本発明においては、多層回路基板のグランド層あるいはケースがグランド板に導通されることにより、グランド板のグランドプレーンとしての実効面積を拡張することができ、良好なアンテナ性能を確保できる。

本発明において、前記カバーガラスの周囲に配置された非導電性のベゼルを備えることが望ましい。
このような本発明においては、腕時計に一般的なカバーガラスの周囲にベゼルを有する構成としても、このベゼルがアンテナに対する受信電波の入射角度によって同受信電波を遮蔽することを回避できる。

本発明において、前記アンテナは、少なくとも指針表示における６時方向から９時方向までの領域に配置されることが望ましい。
このような本発明においては、腕時計が利用者の左手首に装着された場合、６時方向から９時方向を経て１２時方向に至る領域が上空に向かう状態となる。特に、一般的な姿勢として、利用者の左腕の肘から先の部分が利用者の前側へ出ることを考慮すると、６時方向から９時方向が最も頻繁に上空に向かう状態となり、アンテナの受信性能を最良の状態とすることができる。

本発明において、前記アンテナは、前記グランド板の外周に沿って配置された誘電性基材と、前記誘電性基材の表面に形成されたアンテナ電極とを備えることが望ましい。
このような本発明においては、誘電体の誘電率に応じた波長短縮効果によりアンテナ電極の実効長さを拡張することができ、腕時計に内蔵する場合など実アンテナ長が短くなる場合でも、良好なアンテナ性能を確保できる。

本発明において、前記アンテナは、位置情報衛星からの電波を受信するものである
ことが望ましい。
このような本発明においては、位置情報衛星が視認できる場所であれば、地球上のどこであっても位置情報衛星からの電波信号を受信することができる。このため、位置情報衛星からの位置情報信号に含まれる時刻情報を利用して時刻修正を行う機能を備えた腕時計であれば、地球上のどこであっても位置情報衛星からの電波を確実に受信でき、常に正確な時刻を維持することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態を図面に基づいて説明する。
〔第１実施形態〕
図１ないし図６には、本発明の第１実施形態が示されている。
図１は、本発明に係る無線機能付腕時計であるＧＰＳ時刻修正装置付き腕時計１（以下「ＧＰＳ付き腕時計１」という）を示す概略図である。図２は、ＧＰＳ付き腕時計１の概略断面図である。図３は、ＧＰＳ付き腕時計１の拡大図であり、図４は、ＧＰＳ付き腕時計１に組み込まれるアンテナの拡大斜視図である。図５は、アンテナとグランドプレーン面積との関係を示すグラフである。図６は、ＧＰＳ付き腕時計１の主なハードウエア構成等を示す概略図である。

図１に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、文字板２および指針３からなる時刻表示部を備える。文字板２の一部には開口が形成され、ＬＣＤ表示パネル等からなるディスプレイ４が組み込まれている。
指針３は、秒針、分針、時針等を備えて構成され、後述するステップモータおよび歯車列を含む駆動機構を介して駆動される。
ディスプレイ４はＬＣＤ表示パネル等で構成され、緯度、経度や都市名等の位置情報を表示する他、メッセージ情報を表示する。

そして、ＧＰＳ付き腕時計１は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のＧＰＳ衛星５からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、内部時刻情報を修正できるように構成されている。
なお、ＧＰＳ衛星５は、本発明における位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約３０個のＧＰＳ衛星５が周回している。
また、ＧＰＳ付き腕時計１には、外部操作用のリュウズ６、ボタン７，８が設けられている。

［ＧＰＳ付き腕時計の内部構成］
次に、ＧＰＳ付き腕時計１の内部構成について説明する。
図２および図３に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、指針３を駆動するムーブメント６４と、ムーブメント６４を収容するケース６０とを備えている

ケース６０は、リング状の外装ケース１７と、この外装ケース１７の一方の開口（図２下側）を塞ぐ裏蓋２６とを備えている。
外装ケース１７および裏蓋２６には、ＢＳ（真鍮）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、チタン合金などの金属材料が利用される。裏蓋２６は外装ケース１７の開口に対してねじ構造により接続される。これにより、ケース６０内には、外装ケース１７の他方の開口（図２上側）に開口面６１を有するキャビティ６２が形成され、このキャビティ６２にムーブメント６４が収容される。

ムーブメント６４は、前述した指針３による時刻表示を行うとともにＧＰＳ衛星からの信号受信を行うためのものであり、時刻表示およびＧＰＳ機能を処理する回路素子（ＩＣなど）が実装された回路基板２５、指針３を駆動するステップモータおよび歯車列を含む駆動機構１９、これらに電力を供給する電池２４を備えている。
回路基板２５に実装された回路素子としては、ＧＰＳ衛星から受信した信号を処理する受信部１８、駆動機構１９の制御を行う制御部２０が含まれている。電池２４はリチウムイオン電池などの二次電池となっている。

ＧＰＳ付き腕時計１は、キャビティ６２の開口面６１には前述した文字板２が配置されている。
文字板２は、ＢＳ（真鍮）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、チタン合金などの金属材料で構成されている。文字板２の表面には、外観性を向上するために、塗装やメッキ、スパッタリング等による表面処理が施されている。
前述した指針３は文字板２の表面側（図２上側）に配置され、ムーブメント６４は文字板２の背面側（図２下側）に配置される。ムーブメント６４においては、文字板２側から裏蓋２６側にかけて駆動機構１９、回路基板２５、電池２４の順で層状に配置される。回路基板２５に実装された回路素子のうち、受信部１８は回路基板２５の文字板２に近い側の表面に配置され、制御部２０は回路基板２５の裏蓋２６に近い側の表面に配置されている。

ＧＰＳ付き腕時計１は、文字板２の外周に沿ってＧＰＳアンテナ１１を備えている。
ＧＰＳアンテナ１１は、前述したＧＰＳ衛星５からの信号を受信するものであり、文字板２の表面側に配置され、文字板２をグランド板として兼用するとともに、文字板２の外周に沿ってその内側を円弧状に延びる平面略Ｃ字形状とされている（図３参照）。
このＧＰＳ付き腕時計１の詳細については後述する。

ＧＰＳ付き腕時計１は、ＧＰＳアンテナ１１を収容するリング部材としてのダイヤルリング１１０を備えている。
ダイヤルリング１１０は、外周径が文字板２に一致したリング状に形成され、外周にＧＰＳアンテナ１１を収容する凹みを有する。ダイヤルリング１１０は、内周が文字板２へと向かう傾斜面（円錐面）とされ、この傾斜面には６０分割で指示目盛が印刷されている。

ダイヤルリング１１０の外周にはベゼル１６が配置され、ベゼル１６の内側には文字板２の表面側および指針３を覆うカバーガラス１６０が配置されている。
ベゼル１６は、外周が外装ケース１７の外周に連続するリング状に形成され、互いの対向面に形成された凹凸による嵌め合わせ構造あるいは両面粘着テープや接着剤等の手段によりケース６０の外装ケース１７に接続されている。ベゼル１６は、カバーガラス１６０を保持するとともに、ダイヤルリング１１０を文字板２側へ押しつけて保持している。
以上により、カバーガラス１６０がムーブメント６４の表面側を覆うように配置され、カバーガラス１６０とムーブメント６４との間にグランド板である文字板２が配置され、この文字板２とカバーガラス１６０との間に指針３およびＧＰＳアンテナ１１が配置されている。

ＧＰＳ付き腕時計１において、ケース６０の外装ケース１７および裏蓋２６は、それぞれ質感の優れた金属材料で形成され、その表面には適宜な表面仕上げが施されている。
ダイヤルリング１１０およびベゼル１６は合成樹脂あるいはセラミックス等の非導電性材料で形成され、カバーガラス１６０も非導電性のガラス質材料で形成されている。これらの各要素も質感を考慮した表面仕上げが施されている。
このような材質とすることで、文字板２よりも表面側（図２上側）にあるダイヤルリング１１０，ベゼル１６、カバーガラス１６０は全て非導電性材料となり、これらが文字板２の表面側外周に設置されたＧＰＳアンテナ１１に対して電磁気的な遮蔽物として影響することがない。

［ＧＰＳアンテナの詳細］
ＧＰＳアンテナ１１は、いわゆる逆Ｆ型の給電を行うとともに誘電体による波長短縮を図った逆Ｆ型誘電体アンテナである。
図４に示すように、ＧＰＳアンテナ１１は、矩形断面形状を有する円弧状の誘電体基材１１３を備え、その表面側にはアンテナ電極１１４が形成されている。
誘電体基材１１３に用いられる誘電体材料としては、高いアンテナ性能を重視する場合には高誘電率の誘電体セラミックスを用いることが望ましく、コストダウンを重視する場合には合成樹脂材料を用いることができる。
誘電体基材１１３は、前述した導電体材料の特性を考慮したうえで、使用する電波に応じた所定のアンテナ長が得られる長さとされている。

アンテナ電極１１４は、銅などの導電性の金属板を折り曲げて誘電体基材１１３の表面に貼り付けて形成される。なお、誘電体基材１１３の表面にパターン形成してもよい。
アンテナ電極１１４の一端側は、誘電体基材１１３の端面から背面側へと回り込み、誘電体基材１１３の底面（文字板２に当接される面）まで延長され、この部分により接地部１１５が形成されている。
アンテナ電極１１４の中間部には、誘電体基材１１３の側面を経由して底面まで延びる分岐部分が形成され、この部分により給電部１１６が形成されている。
接地部１１５および給電部１１６はアンテナ電極１１４と同材質とされる。

接地部１１５の先端には接地側固定部１１７が形成され、給電部１１６の先端にはねじ孔を有する給電側固定部１１８が接続されている。
接地側固定部１１７は、接地部１１５を更に延長したうえで、誘電体基材１１３とは反対側に折曲されている。接地側固定部１１７は、表裏を貫通する固定用の挿通孔が形成されているとともに、底面が誘電体基材１１３の底面と同一面に形成されている。
給電側固定部１１８は、給電部１１６の下端に接続された金属片により構成され、表裏を貫通する固定用の挿通孔が形成されているとともに、誘電体基材１１３の底面に沿って配置されている。

文字板２には、接地側固定部１１７の挿通孔に応じた位置にねじ孔１２１が形成され、給電側固定部１１８に対応した輪郭の切欠き１２２が形成されている。切欠き１２２からは給電端子１２３が露出されている。
給電端子１２３は、文字板２の背面側に配置され、回路基板２５の信号端子に電気的に接続されているとともに、給電側固定部１１８の挿通孔に応じた位置にねじ孔１２４が形成されている。

ＧＰＳアンテナ１１は、ねじ１２５，１２６により文字板２に固定される。
ねじ１２５は、接地側固定部１１７の挿通孔を通して、文字板２のねじ孔１２１に螺合される。ねじ１２６は、給電側固定部１１８の挿通孔を通して、給電端子１２３のねじ孔１２４に螺合される。このような固定により、給電側固定部１１８は文字板２の切欠き１２２内に収容され、接地側固定部１１７ないし誘電体基材１１３の底面が文字板２の表面に密着される。

ＧＰＳアンテナ１１が固定された状態では、接地側固定部１１７が文字板２に導通されるとともに、給電側固定部１１８は給電端子１２３と導通される。但し、給電側固定部１１８と文字板２とは絶縁状態に維持される。
これにより、ＧＰＳアンテナ１１の接地部１１５は、文字板２を経て回路基板２５の接地端子に接続される。また、ＧＰＳアンテナ１１の給電部１１６は、給電端子１２３を経て回路基板２５の信号端子に接続される。
なお、給電側固定部１１８と文字板２との絶縁を維持するためには、切欠き１２２を給電側固定部１１８の外周形状より大きく形成して互いに隙間を維持するとともに、給電端子１２３と文字板２の背面側との隙間を適切に維持するか、あるいは絶縁材を挟み込む等の処置を考慮すべきである。

図２に戻って、ＧＰＳアンテナ１１と回路基板２５との接続には、文字板２を貫通して回路基板２５に至る接続部材２５Ｃ，２５Ｄが用いられる。
回路基板２５において、ＧＰＳ衛星からの受信信号を処理する受信部１８は回路基板２５の文字板２側の表面に実装され、かつＧＰＳアンテナ１１と距離が近くなる領域に配置されている。

ＧＰＳアンテナ１１は、文字板２の外周に沿った領域のうち、文字板２の６時から１２時の角度範囲に配置されている（図３参照）。
このような配置により、腕時計１をユーザが左手首に装着した場合、歩行時等にＧＰＳアンテナ１１が上空に向いた状態に維持され、上空の位置情報衛星に対して受信状況を良好にすることができる。
また、このような配置とした場合、前述した外部操作用のリュウズ６あるいはボタン７，８等との干渉を避けることができる。

ＧＰＳアンテナ１１は、基本的に逆Ｆ型アンテナの動作となるので、アンテナ電極１１４のエレメント長は送受信信号の１／４波長が必要である。ＧＰＳ衛星からの信号受信では周波数１５７５．４２ＭＨｚであるため、誘電体がない状態ではエレメント長４８ｍｍが必要となる。しかし、本実施形態のＧＰＳアンテナ１１では、誘電体基材１１３として誘電率３程度の誘電体セラミック材料を用いることで、エレメント長２８ｍｍで十分な機能が得られる。

本実施形態において、文字板２はグランド板を兼ねるものであり、ＧＰＳアンテナ１１のグランドプレーンとしての機能を有する。
一般に、アンテナのグランドプレーンは、そのサイズがなるべく大きいことが望ましく、グランドプレーンが矩形であれば一辺のサイズが、円形であれば外径（外周の直径）のサイズが、それぞれアンテナで送受信する信号の１／４波長以上であることが望ましい。
図５には、アンテナとグランドプレーン面積との関係を示すグラフが示されている。このグラフにおいて、縦軸はアンテナに得られる信号の利得、横軸はアンテナで送受信する信号の１／４波長を１とした時のサイズの相対値を示す。
本実施形態において、グランド板としての文字板２は、ＧＰＳ衛星からの信号受信に適応するために外径４８ｍｍ以上とすることが好ましい。但し、腕時計として利用される文字板２は外径３５ｍｍ程度であり、必要な４８ｍｍを確保できない。この不足分を補うために、本実施形態では次のような構成が採用されている。

本実施形態において、回路基板２５は多層基板とされ、その一層にはグランド層２５Ｂが形成されている。グランド層２５Ｂは、回路基板２５の他の層を連結するスルーホール等の部分は除去されて絶縁されつつ、なるべく大面積が得られる適宜な形状に形成されている。グランド層２５Ｂは、回路基板２５の接地端子に接続され、前述した接続部材２５Ｃを介して文字板２に導通される。
ムーブメント６４の裏蓋２６に対向する側には、裏蓋２６に圧接する接触端子６５が形成されている。この接触端子６５は、図示しない配線を介して前述した接続部材２５Ｃに導通されており、これにより裏蓋２６および外装ケース１７に至る金属製のケース６０が文字板２と導通される。

これらにより、文字板２の全体、回路基板２５のグランド層２５Ｂ、ケース６０がＧＰＳアンテナ１１のグランドプレーンとして機能するように構成される。
なお、これらの導通部分、特に接触端子６５の裏蓋２６に接触する部分などには十分な接点の接触圧を確保するなど、高周波的に確実な接触（導通）が得られるように注意することが望ましい。

なお、ディスプレイ４として文字板２の背面側に沿ってＬＣＤ表示パネル等が設置されるが、このＬＣＤ表示パネルはノイズの影響を遮断するためにシールド板で覆われる。この際、文字板２がグランド板を兼ねることで、ディスプレイ４の周囲についてもシールド効果が得られる。
また、駆動機構１９のステップモータもノイズ源となりうるが、駆動機構１９はＧＰＳアンテナ１１に対して文字板２の反対側なので、文字板２によってシールドされ、ＧＰＳアンテナ１１への影響は抑止される。

さらに、裏蓋２６および外装ケース１７を含むケース６０が金属製なので、装着するユーザの腕によるＧＰＳアンテナ１１への影響を回避できる。つまり、ケース６０がプラスチックケースだと、近傍にある腕の影響を受けて装着時と非装着時でアンテナの共振周波数が変動し、性能差が出て好ましくない。しかし、ケース６０が金属製なので、そのシールド効果により腕の影響を回避でき、本実施形態では装着時と非装着時とのアンテナ特性差が殆どなく、安定した受信性能が得られる。

［ＧＰＳ付き腕時計の回路構成］
次に、ＧＰＳ付き腕時計１の回路構成に関して説明する。図６に示すように、ＧＰＳ付き腕時計１は、時刻表示装置４５、ＧＰＳ装置４０、時刻修正装置４４を備え、コンピュータとしての機能も発揮する構成となっている。なお、図６に示すように、ＧＰＳ装置４０、時刻修正装置４４は一部の構成が重複している。

ＧＰＳ装置４０は、ＧＰＳアンテナ１１、フィルタ（ＳＡＷ）３１、受信部１８を備える。フィルタ（ＳＡＷ）３１は、バンドパスフィルタであり、１．５ＧＨｚの衛星信号を抜き出すものとなっている。従って、ＧＰＳ装置４０により、本発明の受信部が構成されている。

受信部１８は、フィルタで抜き出された衛星信号を処理するものであり、ＲＦ部（Radio Frequency：無線周波数）２７とベースバンド部３０を備える。
ＲＦ部２７は、ＰＬＬ回路３４、ＩＦフィルタ３５、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）４１、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）４２、ミキサ４６、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）４７、ＩＦアンプ４８等を備えている。

そして、フィルタ３１で抜き出された衛星信号は、ＬＮＡ４７で増幅された後、ミキサ４６でＶＣＯ４１の信号とミキシングされ、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）にダウンコンバートされる。
ミキサ４６でミキシングされたＩＦは、ＩＦアンプ４８、ＩＦフィルタ３５を通り、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）４２でデジタル信号に変換される。

ベースバンド部３０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）３９、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３６、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）３７、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）３８を備える。また、ベースバンド部３０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）３２やフラッシュメモリ３３等も接続されている。
そして、ベースバンド部３０は、ＲＦ部２７のＡＤＣ４２からデジタル信号が入力され、制御信号に基づき、衛星信号の演算を行い、衛星時刻情報や測位情報を取得できるようになっている。

なお、ＰＬＬ回路３４用のクロック信号は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）３２から生成されるようになっている。
また、ＲＴＣ３８は、衛星信号を処理するために、受信機側の時刻情報を生成するものである。このＲＴＣ３８は、ＴＣＸＯ３２から出力される基準クロックでカウントアップされるようになっている。

時刻修正装置４４は、前記受信部１８と、制御部２０と、駆動回路４３とを備えている。この時刻修正装置４４で本発明の時刻情報修正部が構成されている。
制御部２０は、記憶部２０Ａを備えるとともに、ＧＰＳ装置４０や、指針３、ディスプレイ４の駆動を制御するものである。すなわち、制御部２０は、制御信号を受信部１８に送り、ＧＰＳ装置４０の受信動作を制御できるようになっている。

本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１は、上述のようなＧＰＳ装置４０を備え、特に時刻修正装置４４を備えていることで、ＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて時刻表示を自動的に修正することができる。

以上のような本実施形態によれば、以下のような効果が得られる。
ＧＰＳ付き腕時計１の表面側に、カバーガラス１６０で覆われた文字板２をグランド板として機能するように構成した。このため、ＧＰＳアンテナ１１においては、グランド板として文字板２に相当する十分な面積を確保することができ、良好なアンテナ性能を確保できる。
グランド板として、文字板２に導通するように、回路基板２５のグランド層２５Ｂを形成するとともに、ケース６０をも導通させるようにした。このため、ＧＰＳアンテナ１１においては更に大きなグランドプレーンを確保することができ、良好なアンテナ性能を確保できる。

ＧＰＳアンテナ１１は、文字板２の表面側に配置され、その周囲のダイヤルリング１１０、ベゼル１６等を非導電性の材料とした。このため、ケース６０を外観性の優れた金属材料にしても電磁遮蔽を受けることがなく、良好なアンテナ性能を確保できる。
ＧＰＳアンテナ１１において、アンテナ電極１１４に沿った誘電体基材１１３を設けたため、アンテナを小型化しても十分なアンテナ性能を得ることができる。

文字板２はグランド板としての導電性が得られればよいため、質感の高い金属製とすることができる。また、ＧＰＳアンテナ１１は文字板２の外周に沿って配置するため、ダイヤルリング１１０で被覆しても文字板２の表示部分を隠すことがない。このため、ＧＰＳ付き腕時計１質感を考慮した外観性の向上を図ることができる。
さらに、ＧＰＳ付き腕時計１は、文字板２自体をグランド板として兼用するため、構造の簡略化を図ることができる。

〔第２実施形態〕
図７には、本発明の第２実施形態が示されている。
本実施形態において、ＧＰＳ付き腕時計１の各部構成は前述した第１実施形態と同様であり、簡略化のため共通の構成については説明を省略する。
本実施形態においては、文字板２がグランド板として兼用されることに加え、文字板２の背面側に誘電性面材２Ａが貼り合わせられている。
このような誘電性面材２Ａを伴う文字板２を用いた場合、誘電性面材２Ａとして誘電率２程度の誘電体を用いることで、文字板２の外径が３５ｍｍ程度であってもＧＰＳ信号の受信に十分なアンテナ性能を確保できる。

このような本実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様な効果に加えて、文字板２に沿って誘電体面材２Ａを配置することで、グランドプレーンの有効面積を更に大きく確保することができ、良好なアンテナ性能を確保できる。
なお、このような誘電性面材２Ａにより十分なアンテナ性能が確保できるのであれば、前述した第１実施形態で用いた接触端子６５によるケース６０への導通あるいは回路基板２５のグランド層２５Ｂは適宜省略してもよい。

〔第３実施形態〕
図８には、本発明の第３実施形態が示されている。
本実施形態において、ＧＰＳ付き腕時計１の各部構成は前述した第１実施形態と同様であり、簡略化のため共通の構成については説明を省略する。
本実施形態においては、第１実施形態の文字板２に代えて、ケース６０のキャビティ６２の開口面６１にグランド板としてのソーラパネル基板６６が配置されている。
ソーラパネル基板６６は、表面側にソーラパネル６６Ａが形成されるステンレス等の導電性基板である。ソーラパネル基板６６は、回路基板２５の接地端子に接続されることによりグランドプレーンとして機能する。

ソーラパネル６６Ａの表面側には文字板２Ｂが張られている。
文字板２Ｂおよびソーラパネル６６Ａは、各々の外周径がダイヤルリング１１０の内周径に合わせて形成され、各々の外周はダイヤルリング１１０の内周に隙間なく密着され、ソーラパネル基板６６が外部から視認されることはない。
文字板２Ｂは透光性を有する合成樹脂材料で形成され、ソーラパネル６６Ａへの入射光
の透過を妨げることがない。

このような本実施形態によれば、前述した第１実施形態と同様な効果に加えて、ソーラパネル６６Ａによる電力供給を行うＧＰＳ付き腕時計１においても、良好な外観性とアンテナ性能の両立が図れる。

〔他の実施形態〕
前述した各実施形態では、ＧＰＳアンテナ１１を覆うリング部材としてダイヤルリング１１０を設けたが、これに限らず、リング部材は目盛のない部材であってもよく、内側面が傾斜面ではなく文字板２に対して垂直な面あるいは他の形状であるとしてもよい。また、リング部材は本発明に必須ではなく、例えばベゼル１６の内周が内側に張り出してＧＰＳアンテナ１１を覆い隠せるようであれば、別体のリング部材は省略することができる。

前述した各実施形態では、金属製の文字板２自体をグランド板として兼用した例、ソーラパネル用のソーラパネル基板６６をグランド板として兼用した例について説明したが、他の機能部材と兼用でない専用の金属板を用い、これをケース６０のキャビティ６２の開口面６１に配置するようにしてもよい。
グランド板の材料としては、金属製の板材に限らず、非金属材料からなる板材の表面に金属皮膜を形成したものであってもよい。また、連続した板材に限らず、複数の小片を連続させて平板状に形成したもの、概略形状が平板状とされた金属メッシュ材料などを用いてもよい。

前記各実施形態では、グランド板としての文字板２あるいはソーラパネル基板６６よりも表面側に配置される各部材（ベゼル１６、カバーガラス１６０、ダイヤルリング１１０）は、ＧＰＳアンテナ１１を除き合成樹脂材料やセラミックス材料などの非導電性材料として電磁遮蔽性を回避するようにしたが、全ての部分をこのような非導電性材料とすることは必須ではなく、これらの各要素の一部に金属材料が用いられることを妨げるものではない。但し、金属材料の増加に伴ってアンテナへの電磁遮蔽が増すため、アンテナ性能が確保できるように留意するべきである。
なお、指針３は面積が小さいことから、金属製であっても支承ないが、前述した非導電性材料であればアンテナへの影響を回避できて好ましい。

前記各実施形態では、ＧＰＳアンテナ１１を、文字板２の６時方向から９時方向を経て１２時方向の角度範囲に配置したが、例えば６時から９時の範囲にわたって配置してもよく、アンテナ長を確保したい場合などに好適である。使用する電波の周波数が高くアンテナ長を短くできる場合には７時から９時の角度範囲に短縮してもよい。
更に、右腕装着時の通信状況改善のため文字板２の１２時方向から３時方向を経て６時方向の角度範囲にＧＰＳアンテナ１１を配置した態様としてもよい。

前記各実施形態では、ＧＰＳアンテナ１１として誘電体を伴う逆Ｆ型アンテナを用いたが、これと同等以下の大きさで同等以上の通信性能が得られる他の構成（例えばパッチアンテナ、ループアンテナ、チップアンテナなど）があれば、これを採用してもよい。
その他、ケース６０を構成する外装ケース１７、裏蓋２６、あるいはベゼル１６、カバーガラス１６０の構成、各々の形状、材質など、あるいは文字板２，２Ｂの表面意匠などは実施にあたって適宜変更することができるものである。

本発明に係るＧＰＳ時刻修正装置付き腕時計１を示す概略図である。 前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の概略断面図である。 前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の拡大図であり、 前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計１に組み込まれるアンテナを示す斜視図である。 前記実施形態のアンテナとグランドプレーン面積との関係を示すグラフである。 前記実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の主なハードウエア構成等を示す概略図である。 本発明の第２実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の概略断面図である。 本発明の第３実施形態のＧＰＳ付き腕時計１の概略断面図である。

符号の説明

１…ＧＰＳ付腕時計（無線機能付腕時計）、２，２Ｂ…文字板（グランド板）、２Ａ…誘電性面材、３…指針、１１…ＧＰＳアンテナ、１１３…誘電体基材、１１４…アンテナ電極、１６…ベゼル、２５…回路基板、２５Ｂ…グランド層、１６０…カバーガラス、１１０…ダイヤルリング（リング部材）、６０…ケース、６４…ムーブメント、６６…ソーラパネル基板（グランド板）

Claims (11)

1. 指針表示用のムーブメントと、前記ムーブメントを収容するケースと、前記ムーブメントの表面側を覆うカバーガラスと、前記カバーガラスと前記ムーブメントとの間に配置されたグランド板と、前記グランド板と前記カバーガラスとの間に前記グランド板の外周に沿って配置されたアンテナとを備えた
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
2. 請求項１に記載の無線機能付腕時計において、
   非導電性のリング部材を備え、前記アンテナは前記リング部材内に収容されている
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
3. 請求項１または請求項２に記載の無線機能付腕時計において、
   前記グランド板は、導電性の文字板である
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
4. 請求項１または請求項２に記載の無線機能付腕時計において、
   前記グランド板は、ソーラパネルの導電性基板である
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
5. 請求項１から請求項４の何れかに記載の無線機能付腕時計において、
   前記グランド板の前記ムーブメント側に配置された誘電性面材を備えた
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
6. 請求項１から請求項５の何れかに記載の無線機能付腕時計において、
   前記ムーブメント内に配置されかつグランド層を含む多層回路基板を備え、
   前記グランド板は、前記グランド層と電気的に導通された
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
7. 請求項１から請求項６の何れかに記載の無線機能付腕時計において、
   前記グランド板は、前記ケースと電気的に導通された
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
8. 請求項１から請求項７の何れかに記載の無線機能付腕時計において、
   前記カバーガラスの周囲に配置された非導電性のベゼルを備えた
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
9. 請求項１から請求項８の何れかに記載の無線機能付腕時計において、
   前記アンテナは、少なくとも指針表示における６時方向から９時方向までの領域に配置された
   ことを特徴とする無線機能付腕時計。
10. 請求項１から請求項９の何れかに記載の無線機能付腕時計において、
    前記アンテナは、前記グランド板の外周に沿って配置された誘電性基材と、前記誘電性基材の表面に形成されたアンテナ電極とを備えた
    ことを特徴とする無線機能付腕時計。
11. 請求項１ないし請求項１０の何れかに記載の無線機能付腕時計において、
    前記アンテナは、位置情報衛星からの電波を受信するものである
    ことを特徴とする無線機能付腕時計。

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