JP2013178190A - アンテナ内蔵式電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】スペースの利用効率を向上させるとともにアンテナ体に混入するノイズを低減する。
【解決手段】電子時計１００は、筒状の外装ケース８０と、外装ケース８０の二つの開口のうち、一方の開口を塞ぐカバーガラス８４と、外装ケース８０の内周に沿って設けられたリング状のアンテナ体４０と、カバーガラス８４から見てアンテナ体４０の下部に設けられ、シールドパターンＧが形成された回路基板２５と、シールドパターンＧを境界として、回路基板２５においてアンテナ体４０と反対の面に設けられ、アンテナ体４０で受信した信号を増幅して処理するＧＰＳ受信部２６とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、アンテナを内蔵したアンテナ内蔵式電子時計に関する。

携帯型電子時計では、ＧＰＳ（Global Positioning System）の衛星などから微弱な電波を受信して、時刻補正を行うものが知られている。携帯型電子時計では、小型化の観点より、アンテナと受信部を極めて近接して実装する必要がある。その一方で、受信部で発生するノイズがアンテナに混入してしまうと、受信電波のＳＮ比が低下し、正確な時刻補正ができないといった問題がある。
特許文献１には、パッチアンテナを用いた携帯型電子時計においてシールド層を備えた回路基板にパッチアンテナとアナログ回路部及びデジタル回路部を配置することによって、回路基板の表面と裏面とを電磁的に分離して、受信電波のＳＮ比を向上させる技術が開示されている。

特開平１０−１９７６６２号公報

しかしながら、従来の携帯型電子時計では、直方体のパッチアンテナを採用するが、小型化の観点から、パッチアンテナが配置された面には、何らかの回路部を配置する必要があった。このため、回路基板の表面と裏面とをシールド層により分離できたとしても、パッチアンテナが設けられた面にある回路部からノイズがパッチアンテナに混入するといった問題があった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、スペースの利用効率を向上しつつアンテナに混入するノイズを低減することなどを解決課題とする。

以上の課題を解決するため、本発明に係るアンテナ内蔵式電子時計は、筒状の外装ケースと、前記外装ケースの二つの開口のうち、一方の開口を塞ぐカバーガラスと、前記外装ケースの内周に沿って設けられたリング状のアンテナ体と、前記アンテナ体の内周より内側に配置され、時刻を表示する指針と、前記カバーガラスから見て前記アンテナ体の下部に設けられ、シールドパターンが形成された回路基板と、前記シールドパターンを境界として、前記回路基板において前記アンテナ体と反対の面に設けられ、前記アンテナ体で受信した信号を増幅して処理する受信部と、を備えたことを特徴とする。

この発明によれば、リング状のアンテナ体を外装ケースの内周に沿って設けたので、アンテナ体の内側に指針などの各種の構造を配置でき、スペースの利用効率を向上させることができる。くわえて、シールドパターンを境界として、リング状のアンテナ体と反対の面に受信部を配置したので、受信部で発生するノイズがリング状のアンテナ体に混入するのを防止することができる。

また、上述したアンテナ内蔵式電子時計において、前記受信部は、前記アンテナ体の内周よりも内側に設けられることが好ましい。この発明によれば、受信部で発生するノイズは、回路基板の外側を回り込んでリング状のアンテナ体に混入するが、受信部をアンテナ体の内周よりも内側に設けるので、アンテナ体の直下に受信部を設ける場合と比較して、受信部からアンテナ体までの距離を長くすることができ、ノイズの混入を低減することができる。

また、上述したアンテナ内蔵式電子時計において、前記リング状のアンテナ体に設けられた一対の給電点と、前記一対の給電点と前記回路基板とを接続する一対の接続ピンと、 前記回路基板の前記受信部が設けられた面に配置され、前記一対の接続ピンと電気的に接続されるバランとを備え、前記受信部は、前記バランよりも前記リング状のアンテナ体の中心側に配置されることが好ましい。
この発明によれば、受信部で発生するノイズは、回路基板の外側を回り込んでリング状のアンテナ体に混入するが、受信部をバランよりもリング状のアンテナ体の中心側に配置するので、バランと受信部をリング状のアンテナ体の中心からの距離が等しくなるように配置した場合と比較して、受信部からアンテナ体までの距離を長くすることができ、ノイズの混入を低減することができる。
さらに、前記バランは、前記リング状のアンテナ体の内周より内側に配置されることが好ましい。

本発明の実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００を含むＧＰＳシステムの全体図である。 電子時計１００の平面図である。 電子時計１００の一部断面図である。 回路基板２５を実装面側から見た平面図である。 電子時計１００の一部の分解斜視図である。 電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。 変形例に係る電子時計１００の一部断面図である。

＜１．実施形態＞
以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

図１は、本発明の実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００（以下「電子時計１００」という）を含むＧＰＳシステムの全体図である。電子時計１００は、ＧＰＳ衛星２０からの電波（無線信号）を受信して内部時刻を修正する腕時計であり、腕に接触する面（以下、「裏面」という）の反対側の面（以下「表面」という）に時刻を表示する。

ＧＰＳ衛星２０は、地球上空における所定の軌道上を周回する位置情報衛星であり、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波を「衛星信号」という。衛星信号は、右旋偏波の円偏波である。

現在、約３１個のＧＰＳ衛星２０（図１においては、約３１個のうち４個のみを図示）が存在しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星２０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星２０はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。したがって、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。

ＧＰＳ衛星２０は原子時計を搭載しており、衛星信号には原子時計で計時された極めて正確な時刻情報（以下、「ＧＰＳ時刻情報」という）が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星２０に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。電子時計１００は、１つのＧＰＳ衛星２０から送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメータを使用して内部時刻を正確な時刻に修正する。

衛星信号にはＧＰＳ衛星２０の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。電子時計１００は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、電子時計１００の内部時刻にはある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、電子時計１００の３次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメータに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、電子時計１００は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行う。

図２は、電子時計１００の平面図である。図２に示すように、電子時計１００は、金属製の導電性部材で形成された円筒状の外装ケース８０を備え、外装ケース８０の内側に、プラスチックで形成された環状のダイヤルリング８３を介して、円盤状の文字板１１が時刻表示部として配置され、この文字板１１上には、時刻や日付等を表示する指針１３（１３ａ〜ｃ）が配置されている。また、文字板１１の下部には液晶パネル１４が配置されており、文字板１１に形成された開口部１１ａから液晶パネル１４が視認できるようになっている。そして、外装ケース８０の表面側の開口は、カバーガラス８４で塞がれており、カバーガラス８４を通じて、内部の文字板１１、指針１３（１３ａ〜ｃ）及び液晶表示パネル１４が視認可能となっている。なお、図２中において、液晶表示パネル１４に表示された"ＴＹＯ"の文字は、「東京」の意味であり、ワールドタイム機能の日本の時刻を表示している。

なお、本実施形態において外装ケース８０は、セラミック（ジルコニア）製の非導電性部材を用いて構成してもよい。この場合は、アンテナ性能を向上することができる。セラミックは高価であるが硬いので傷がつきにくい。なお、非導電性の部材であればセラミックには限定されず、例えばプラスチックで外装ケース８０を形成してもよい。さらに、外装ケース８０を非導電性部材と導電性部材を用いて構成してもよい。この場合には、外装ケース８０において、後述するリング状のアンテナ体４０（図３参照）の近傍の部分を非導電性部材で構成し、それ以外の部分を金属などの導電性部材で構成することによって、衛星信号の受信劣化を低減することができる。

また、電子時計１００は、図１及び図２に示す竜頭１６や操作ボタン１７及び１８を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信して内部時刻情報の修正を行うモード（時刻情報取得モード）と複数のＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信して測位計算を行い内部時刻情報の時差を修正するモード（位置情報取得モード）に設定できるように構成されている。また、電子時計１００は、時刻情報取得モードや位置情報取得モードを定期的に（自動的に）実行することもできる。

図３は電子時計１００の内部構造を示す一部断面図であり、図４は回路基板２５を裏面側から見た平面図であり、図５は電子時計１００の一部の分解斜視図である。図３乃至図５に示すように、電子時計１００は、金属製の外装ケース８０の表面側には、プラスチックで形成された環状のダイヤルリング８３が取り付けられている。さらに、ダイヤルリング８３の内側にはリング状のアンテナ体４０が設けられている。
外装ケース８０の二つの開口のうち、時刻表示部の表示方向である表面側の開口は、カバーガラス８４で塞がれており、裏面側の開口はステンレス等の金属で形成された裏蓋８５で塞がれている。なお、カバーガラス８４はパッキンリング（図示せず）を挟み込むことで外装ケース８０に嵌め込まれている。

また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、リチウムイオン電池などの二次電池２７を備える。二次電池２７は、後述のソーラーパネル８７が発電した電力で充電される。すなわち、ソーラー充電が行われる。電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光透過性の文字板１１と、文字板１１を貫通した指針軸１２と、指針軸１２を中心に周回して現在時刻を指し示す複数の指針１３（秒針１３ａ、分針１３ｂ及び時針１３ｃ）と、指針軸１２を回転させて複数の指針１３を駆動する駆動体３０とを備える。指針軸１２は、外装ケース８０の中心軸に沿って表裏方向に延在している。

文字板１１は、外装ケース８０の内側で時刻を表示する時刻表示部を構成する円形の板材であり、プラスチックなどの光透過性の材料で形成され、カバーガラス８４との間に指針１３（１３ａ〜ｃ）を挟み、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。文字板１１の中央部には、指針軸１２が貫通する穴が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部１１ａが形成されている。

駆動体３０は、地板３８に取り付けられ、ステップモーターと歯車などの輪列とを有し、当該ステップモーターが当該輪列を介して指針１３を回転させることにより、複数の指針１３を駆動する。具体的には、時針１３ｃは１２時間、分針１３ｂは６０分、秒針１３ａは６０秒で一周する。また、駆動体３０が取り付けられた地板３８は、指針１３との間に文字板１１を挟むように配置されている。また、地板３８の内部には、後述する制御部７０やスッテプモーターを駆動する駆動回路７４（図６参照）を設けてもよい。

また、電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光発電を行うソーラーパネル８７を備える。ソーラーパネル８７は、光エネルギーを電気エネルギー（電力）に変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続した円形の平板であり、文字板１１と駆動体３０との間に配置され、指針軸１２の横断面に沿って延在している。またソーラーパネル８７は、その延在方向において、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。またソーラーパネル８７の中央部には、指針軸１２が貫通する穴又は切欠が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部１１ａが形成されている。

また、電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、アンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂと、回路基板２５と、回路基板２５に実装されたバラン１０及びＧＰＳ受信部（無線受信部）２６とを備える。ＧＰＳ受信部２６は、例えば、１チップのＩＣモジュールで構成され、そこにはアナログ回路とデジタル回路とが含まれている。バラン１０は、平衡−不平衡の変換素子であり、平衡給電で作動するアンテナ体４０からの平衡信号を、ＧＰＳ受信部２６で扱うことができる不平衡信号に変換する。回路基板２５は、樹脂や誘電体を含む素材で形成され、地板３８の下部に配置されている。

また、回路基板２５の下面（裏蓋８５側）は、実装面であり、そこには、バラン１０及びＧＰＳ受信部２６が配置されている。また、回路基板２５の実装面と反対側の面（カバーガラス８４側）には、シールドパターンＧが形成されて、グランド板としても機能するようになっている。なお、回路基板２５を多層基板で構成する場合には、内層にシールドパターンＧを形成してもよい。このシールドパターンＧは、電磁的・電界的なシールドとして機能する。なを、シールドパターンＧにはグランド電位を供給することが好ましい。

そして、電子時計１００は、環状の一部を切り欠いたリング形状のアンテナ体４０を備える。このアンテナ体４０は、例えば、ステンレス等の金属部材で板状に形成されてもよよく、さらに誘電体と組み合わせてもよい。このアンテナ体４０は、本実施形態では、外装ケース８０の内側で駆動体３０の周囲に配置される。すなわち、アンテナ体４０は、回路基板２５よりもカバーガラス８４側に配置される。

また、アンテナ体４０は、アンテナ体４０の両端、すなわちＣ形状の切欠部分を挟んで位置する一対の給電点４０ａ及び４０ｂを通じて給電され、この給電点４０ａ及び４０ｂでは、アンテナ下面に配置されたアンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂと接続されている。アンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂはスプリングを内蔵した金属で形成されたピン状のコネクタであり、回路基板２５上に突設されて、地板３８に開口された挿通孔３８ａ及び３８ｂを貫通されて、回路基板２５とアンテナ体４０とを接続する。

本実施形態において、アンテナ体４０への給電は、バラン１０から２箇所の給電点４０ａ及び４０ｂを通じての平衡給電となる。具体的には、アンテナ体４０の両端に、プラス及びマイナスの給電点４０ａ及び４０ｂを有し、これら二つの給電点４０ａ及び４０ｂがアンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂと接続されている。これらアンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂを介して平衡給電が行われ、ＧＰＳ受信部２６は、アンテナ体４０を用いて無線信号を受信する。なお、アンテナ体４０は、１波長ループアンテナであることから、給電に対して自己平衡作用があり、上記バラン１０を介さず、直接給電することも可能である。

本実施形態で、リング状のアンテナ体４０を採用したのは、以下の理由による。従来の電子時計のようにパッチアンテナを採用して、回路基板の一方の面にパッチアンテナを設けると、一方の面に空きスペースができてしまう。小型化の観点からは、空きスペースに回路モジュールを配置する必要がある。しかしながら、空きスペースに回路モジュールを配置すると、回路モジュールからパッチアンテナに混入するノイズが問題となる。ノイズの混入を防止するには、回路モジュールをシールドする必要があり、シールド構造のためにスペースを占有され、構造が複雑になり、さらにコストが上昇するといった欠点がある。そこで、本実施形態では、リング状のアンテナ体４０をケース８０の内周に沿って設けることにより、中央部に回路以外の構造物である指針１３などを配置できるようにしてスペースの利用効率を向上させた。くわえて、回路基板２５にシールドパターンＧを形成し、シールドパターンＧを境として、一方の側にアンテナ体４０を配置し、他方の側にバラン１０及びＧＰＳ受信部２６を配置した。即ち、アンテナ体４０が配置される側には、信号を増幅するアナログ回路と増幅された信号を処理するデジタル回路とが配置されない。このため、ＧＰＳ受信部２６で発生するノイズがアンテナ体４０に混入することを防止することができる。
よって、本実施形態によれば、スペースの利用効率を向上しつつ、アンテナ体４０に混入するノイズを大幅に低減することができる。

また、図４に示すように、この例のバラン１０は、アンテナ体４０の内周４０１より内側に配置され、さらに、バラン１０よりも内側にＧＰＳ受信部２６が配置される。ここで、回路基板２５にはシールドパターンＧが形成されているので、ＧＰＳ受信部２６から放射されるノイズＮは、回路基板２５の外周を回り込んでリング状のアンテナ体４０に至ることになる。リング状のアンテナ体４０に混入するノイズＮの大きさは、ノイズの発生源となるＧＰＳ受信部２６からの距離が長くなる程、低減する。本実施形態では、バラン１０よりも内側にＧＰＳ受信部２６を配置したので、リング状のアンテナ体４０に混入するノイズＮを大幅に低減することができる。なお、バラン１０をアンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂの直下に配置してもよいが、その場合でもＧＰＳ受信部２６は、アンテナ体４０の内周４０１より内側に配置することが好ましい。

図６は、電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。図６に示すように、電子時計１００は、ＧＰＳ受信部２６及び制御表示部３６を含んで構成されている。ＧＰＳ受信部２６は、衛星信号の受信、ＧＰＳ衛星２０の捕捉、位置情報の生成、時刻修正情報の生成等の処理を行う。制御表示部３６は、内部時刻情報の保持及び内部時刻情報の修正等の処理を行う。

ソーラーパネル８７は、充電制御回路２９を通じて二次電池２７を充電する。電子時計１００はレギュレータ３４及び３５を備え、二次電池２７は、レギュレータ３４を介して制御表示部３６に、レギュレータ３５を介してＧＰＳ受信部２６に駆動電力を供給する。また電子時計１００は、二次電池２７の電圧を検出する電圧検出回路３７を備える。なお、レギュレータ３５に代えて、例えば、ＲＦ部５０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−１と、ベースバンド部６０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−２（ともに図示せず）とに分けて設けてもよい。レギュレータ３５−１は、ＲＦ部５０の内部に設けてもよい。

また電子時計１００は、アンテナ体４０、バラン１０、及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３２を含む。アンテナ体４０は、図１で説明したように、複数のＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信する。ただし、アンテナ体４０は衛星信号以外の不要な電波も若干受信してしまうため、ＳＡＷフィルタ３２は、アンテナ体４０が受信した信号から衛星信号を抽出する処理を行う。すなわち、ＳＡＷフィルタ３２は、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。なお、ＳＡＷフィルタ３２は、図３及び図４において、バラン１０とＧＰＳ受信部２６との間に配置すればよい。

また、ＧＰＳ受信部２６は、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部５０とベースバンド部６０を含んで構成されている。以下に説明するように、ＧＰＳ受信部２６は、ＳＡＷフィルタ３２が抽出した１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する処理を行う。

ＲＦ部５０は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５１、ミキサ５２、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５３、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５４、ＩＦアンプ５５、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルタ５６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７等を含んで構成されている。

ＳＡＷフィルタ３２が抽出した衛星信号は、ＬＮＡ５１で増幅される。ＬＮＡ５１で増幅された衛星信号は、ミキサ５２でＶＣＯ５３が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯の信号にダウンコンバートされる。ＰＬＬ回路５４は、ＶＣＯ５３の出力クロック信号を分周したクロック信号と基準クロック信号を位相比較してＶＣＯ５３の出力クロック信号を基準クロック信号に同期させる。その結果、ＶＣＯ５３は基準クロック信号の周波数精度の安定したクロック信号を出力することができる。なお、中間周波数として、例えば、数ＭＨｚを選択することができる。

ミキサ５２でミキシングされた信号は、ＩＦアンプ５５で増幅される。ここで、ミキサ５２でのミキシングにより、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も生成される。そのため、ＩＦアンプ５５は、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も増幅する。ＩＦフィルタ５６は、中間周波数帯の信号を通過させるとともに、この数ＧＨｚの高周波信号を除去する（正確には、所定のレベル以下に減衰させる）。ＩＦフィルタ５６を通過した中間周波数帯の信号はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７でデジタル信号に変換される。

ベースバンド部６０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）６４を含んで構成されている。また、ベースバンド部６０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）６５やフラッシュメモリ６６等が接続されている。

温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５は、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。フラッシュメモリ６６には、例えば時差情報が記憶されている。時差情報は、時差データ（座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられたＵＴＣに対する補正量等）が定義された情報である。

ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、ＲＦ部５０のＡＤＣ５７が変換したデジタル信号（中間周波数帯の信号）からベースバンド信号を復調する処理を行う。

また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、後述する衛星検索工程において、各Ｃ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、ベースバンド信号に含まれる各Ｃ／Ａコードとローカルコードの相関をとる処理を行う。そして、ベースバンド部６０は、各ローカルコードに対する相関値がピークになるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が閾値以上となる場合にはそのローカルコードのＧＰＳ衛星２０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星２０を捕捉）したものと判断する。ここで、ＧＰＳシステムでは、すべてのＧＰＳ衛星２０が異なるＣ／Ａコードを用いて同一周波数の衛星信号を送信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用している。したがって、受信した衛星信号に含まれるＣ／Ａコードを判別することで、捕捉可能なＧＰＳ衛星２０を検索することができる。

また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードにおいて、捕捉したＧＰＳ衛星２０の衛星情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星２０のＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号をミキシングする処理を行う。ミキシングされた信号には、捕捉したＧＰＳ衛星２０の衛星情報を含む航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド部６０は、航法メッセージの各サブフレームのＴＬＭワード（プリアンブルデータ）を検出し、各サブフレームに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する（例えばＳＲＡＭ６３に記憶する）処理を行う。ここで、ＧＰＳ時刻情報は、週番号データ（ＷＮ）及びＺカウントデータであるが、以前に週番号データが取得されている場合にはＺカウントデータのみであってもよい。
そして、ベースバンド部６０は、衛星情報に基づいて、内部時刻情報を修正するために必要な時刻修正情報を生成する。

時刻情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報に基づいて測時計算を行い、時刻修正情報を生成する。時刻情報取得モードにおける時刻修正情報は、例えば、ＧＰＳ時刻情報そのものであってもよいし、ＧＰＳ時刻情報と内部時刻情報との時間差の情報であってもよい。

一方、位置情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報や軌道情報に基づいて測位計算を行い、位置情報（より具体的には、受信時に電子時計１００が位置する場所の緯度及び経度）を取得する。さらに、ベースバンド部６０は、フラッシュメモリ６６に記憶されている時差情報を参照し、位置情報により特定される電子時計１００の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得する。このようにして、ベースバンド部６０は、時刻修正情報として衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データを生成する。位置情報取得モードにおける時刻修正情報は、上記の通り、ＧＰＳ時刻情報と時差データそのものであってもよいが、例えば、ＧＰＳ時刻情報の代わりに内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の時間差のデータであってもよい。
なお、ベースバンド部６０は、１つのＧＰＳ衛星２０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよいし、複数のＧＰＳ衛星２０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよい。

また、ベースバンド部６０の動作は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５が出力する基準クロック信号に同期する。ＲＴＣ６４は、衛星信号を処理するためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ６４は、ＴＣＸＯ６５から出力される基準クロック信号でカウントアップされる。また、ベースバンド部６０に設けられたＲＴＣ６４は、ＧＰＳ衛星２０の衛星情報を受信中にのみ動作し、ＧＰＳ時刻情報を保持する。

制御表示部３６は、制御部７０、駆動回路７４及び水晶振動子７３を含んで構成されている。
制御部７０は、記憶部７１、ＲＴＣ（Real Time Clock）７２を備え、各種制御を行う。制御部７０は、例えばＣＰＵで構成することが可能である。制御部７０は、制御信号をＧＰＳ受信部２６に送り、ＧＰＳ受信部２６の受信動作を制御する。また制御部７０は、電圧検出回路３７の検出結果に基づいて、レギュレータ３４及びレギュレータ３５の動作を制御する。また制御部７０は、駆動回路７４を介してすべての指針の駆動を制御する。

記憶部７１には内部時刻情報が記憶されている。ＲＴＣ７２は、常時動作し、時刻表示のための内部時刻を計時し内部時刻情報を生成する。内部時刻情報は、電子時計１００の内部で計時される時刻の情報であり、水晶振動子７３によって生成される基準クロック信号によって更新される。したがって、ＧＰＳ受信部２６への電力供給が停止されていても、内部時刻情報を更新して指針の運針を継続することができるようになっている。

制御部７０は、時刻情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、ＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。より具体的には、内部時刻情報は、取得したＧＰＳ時刻情報にＵＴＣオフセットを加算することで求められるＵＴＣ（協定世界時）に修正される。また、制御部７０は、位置情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。

以上説明したように、電子時計１００では、リング状のアンテナ体４０をケース８０の内周に沿って設けることにより、中央部に回路以外の構造物である指針１３などを配置できるようにしてスペースの利用効率を向上した。さらに、シールドパターンＧを境として、アンテナ体４０と反対の側にバラン１０及びＧＰＳ受信部２６を配置したので、アンテナ体４０が配置される側には、信号を増幅するアナログ回路と増幅された信号を処理するデジタル回路とが配置されない。このため、ＧＰＳ受信部２６で発生するノイズがアンテナ体４０に混入することを防止して、アンテナ体４０に混入するノイズを大幅に低減することができる。これにより、電子時計１００は、スペースの利用効率を向上しつつ、受信性能を向上させることができる。

＜２．変形例＞
上述した実施形態では、バラン１０とＧＰＳ受信部２６とをシールドパターンＧを境界として、リング状のアンテナ体４０とは反対の回路基板２５の実装面に配置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図７に示すようにバラン１０を回路基板２５のアンテナ体４０の側に配置し、ＧＰＳ受信部２６をリング状のアンテナ体４０とは反対の回路基板２５の実装面に配置してもよい。この変形例によれば、ＧＰＳ受信部２６からノイズがバラン１０に混入することを防止できる。この場合にも、バラン１０はアンテナ体４０の内周より内側に配置し、さらにＧＰＳ受信部２６をバラン１０よりもリング状のアンテナ体４０の中心側に配置することが、ＧＰＳ受信部２６からのノイズがリング状のアンテナ体４０に混入するのを防止する観点から好ましい。なお、シールドパターンＧを回路基板２５の表面に形成する場合には、アンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂからバラン１０への配線とバラン１０が配置される領域は、シールドパターンＧが除かれている。また、ＳＡＷフィルタ３２は、バラン１０とＧＰＳ受信部２６との間に配置すればよい。

１００…アンテナ内蔵式電子時計、４０…アンテナ体、４０ａ，４０ｂ…給電点、４４Ａ，４４Ｂ…アンテナ接続ピン、１０…バラン、１１…文字板、１２…指針軸、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…指針、２６…ＧＰＳ受信部、３０…駆動機構、８０…外装ケース、８３…ダイヤルリング、８４…カバーガラス、８５…裏蓋、８７…ソーラーパネル、Ｇ…シールドパターン。

Claims (4)

1. 筒状の外装ケースと、
   前記外装ケースの二つの開口のうち、一方の開口を塞ぐカバーガラスと、
   前記外装ケースの内周に沿って設けられたリング状のアンテナ体と、
   前記アンテナ体の内周より内側に配置され、時刻を表示する指針と、
   前記カバーガラスから見て前記アンテナ体の下部に設けられ、シールドパターンが形成された回路基板と、
   前記シールドパターンを境界として、前記回路基板において前記アンテナ体と反対の面に設けられ、前記アンテナ体で受信した信号を増幅して処理する受信部と、
   を備えたことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
2. 前記受信部は、前記アンテナ体の内周よりも内側に設けられたことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
3. 前記リング状のアンテナ体に設けられた一対の給電点と、
   前記一対の給電点と前記回路基板とを接続する一対の接続ピンと、
   前記回路基板の前記受信部が設けられた面に配置され、前記一対の接続ピンと電気的に接続されるバランとを備え、
   前記受信部は、前記バランよりも前記リング状のアンテナ体の中心側に配置された、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
4. 前記バランは、前記リング状のアンテナ体の内周より内側に配置されたことを特徴とする請求項３に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
   

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