JP2015169550A - 衛星電波腕時計 - Google Patents

Abstract

【課題】衛星電波の受信感度を実用上十分なものに保ちつつ、時字に導電体を使用することができる衛星電波腕時計を提供すること。
【解決手段】衛星電波腕時計１は、時刻情報を含む衛星電波を受信するアンテナ５０と、前記アンテナ５０より視認側に配置される文字板２２と、前記文字板２２より視認側に配置される１以上の指針３０、３２、３４と、前記指針の回転面Ｓ３０、Ｓ３２、Ｓ３４のうち少なくともいずれかより視認側に配置され、少なくとも導電体を含む時字２０と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は衛星電波腕時計に関する。

ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星等の測位システムに用いられる人工衛星からの電波（以降、衛星電波と称する。）を受信し時刻を修正する電波腕時計（以降、衛星電波腕時計と称する。）が提案されている。ＧＰＳ信号に代表される測位信号には、正確な時刻情報が含まれるためである。

ここで、衛星電波は電離層をまたぐ必要があるため極超短波を使用していることから、衛星電波腕時計では、極超短波の受信に適し、腕時計に収まる程度に小型で薄型のアンテナ、例えばパッチアンテナが用いられる。

下記特許文献１には、指針のうちアンテナと平面的に重なる部分に、金属材料よりも電波透過性の良い電波透過領域を形成した電波時計が記載されている。

特開２０１１−１６３９１４号公報

アナログ時計では一般に盤面に時字が設けられ、指針が指し示す時刻を読み取れるようになされているが、この時字は同時に時計の重要な装飾要素でもあり、特に高級感が要求される場合には金属等の導電体を使用したいとの要求がある。

しかしながら、金属等の導電体は、電波を反射・吸収するため、アンテナの受信面付近に金属などの導電体を配置すると、受信しようとする電波が遮蔽されたり、マルチパス干渉の影響を受けたりすることにより受信感度が低下する。この効果は、導電体の影響を受けやすい短波長の電波ほど顕著になるため、極超短波を使用する衛星電波を受信しようとする場合、アンテナの受信面近辺に配置する時字に導電体、特に金属材料を使用することが実用上困難となっていた。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、衛星電波の受信感度を実用上十分なものに保ちつつ、時字に導電体を使用することができる衛星電波腕時計の提供を目的とする。

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下の通りである。

（１）時刻情報を含む衛星電波を受信するアンテナと、前記アンテナより視認側に配置される文字板と、前記文字板より視認側に配置される１以上の指針と、前記指針の回転面のうち少なくともいずれかより視認側に配置され、少なくとも導電体を含む時字と、を備える衛星電波腕時計。

（２）（１）において、少なくとも一部の前記時字は風防に設けられる衛星電波腕時計。

（３）（１）又は（２）のいずれかにおいて、前記文字板の外周に配置される見返しリングをさらに備え、少なくとも一部の前記時字は前記見返しリングに設けられる衛星電波腕時計。

（４）（１）乃至（３）において、平面視において前記アンテナと重畳して配置される時字は、少なくとも１の他の時字よりも小さい衛星電波腕時計。

（５）（１）乃至（４）において、平面視において前記アンテナと重畳して配置される時字は、少なくとも１の他の時字よりも視認側に配置される衛星電波腕時計。

上記本発明の（１）乃至（３）の側面によれば、衛星電波の受信感度を実用上十分なものに保ちつつ、時字に導電体を使用することができる衛星電波腕時計が得られる。

また、上記本発明の（４）の側面によれば、時字の視認性を保ちつつ、衛星電波の受信感度をさらに向上させた衛星電波腕時計が得られる。

また、上記本発明の（５）の側面によれば、衛星電波の受信感度をさらに向上させた衛星電波腕時計が得られる。

本発明の第１の実施形態に係る衛星電波腕時計を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る衛星電波腕時計の断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る衛星電波腕時計の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る衛星電波腕時計を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１の実施形態に係る衛星電波腕時計１を示す図である。図１には、胴１０、見返しリング１２、時字２０、文字板２２、分針３０、時針３２、秒針３４、竜頭４０を示している。本実施形態に係る衛星電波腕時計１において、胴１０と図示されない裏蓋、並びに時字２０は金属材料で形成されている。さらに、特に材質を限定するものではないが、本実施形態では分針３０、時針３２及び竜頭４０についても金属材料製とされている。文字板２２には種々の装飾を施すことができる。ただし、文字板２２を金属等の導電体で形成することとすると、文字板２２によって衛星電波が遮蔽されるおそれがあり、電波受信感度の低下を招くおそれがあるので、文字板２２は絶縁材料で形成することが望ましい。例えば、文字板２２は、各種の合成樹脂、セラミックス、又は貝等の生体鉱物で形成することとしてよい。

本実施形態に係る衛星電波腕時計１はアナログ時計であり、毎正時を示す時字２０が配置され、分針３０、時針３２、及び秒針３４で時字２０を指し示すことによって、それぞれ時分秒を表示する。衛星電波腕時計１のユーザは、竜頭４０を回転させることで時刻合わせをはじめとする各種操作を行うことができる。また、衛星電波腕時計１は、ＧＰＳ衛星等より送信される衛星信号に含まれる日付や時刻に関する情報に基づき時刻合わせを行うことができる。

本実施形態において、時字２０は金属材料で形成されることとするが、金属材料を含んで形成することとしてもよいし、金属以外の導電体を含んで形成することとしてもよい。また、図１に示した時字２０の大きさ及び形状は一例であり、これ以外にも種々の大きさ及び形状を採用することができる。もっとも、時字２０は、分針３０や秒針３４と干渉しないように設計する必要がある。

なお、本実施形態に係る衛星電波腕時計１は、指針として分針３０、時針３２、及び秒針３４を有するものであるが、その他に各種の表示を行う補助指針、例えば２４時間表示やパワーリザーブを設けてもよい。また、竜頭４０に替えて又は加えてプッシュボタンを設けることとして、ユーザが種々の操作を行えるようにしてもよい。

なお、図１に示した衛星電波腕時計１のデザインは一例にすぎない。ここで示したもの以外にも、例えば、衛星電波腕時計１の外形形状を、丸型でなく角型にしてもよいし、文字板２２に日窓を設けて日付や曜日を表示することとしてもよい。また、見返しリング１２に替えて又は加えて、樹脂材料等の透明な材料で形成したスペーサリングを設けることとしてもよい。

なお、本明細書では、衛星電波腕時計という用語を、腕時計であって、かつ、ＧＰＳ衛星等からの衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる日付や時刻に関する情報に基づき、腕時計内部に保持している時刻の情報である内部時刻を修正する機能を有している腕時計を指すものとして用いる。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る衛星電波腕時計１の断面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す図であり、衛星電波腕時計１の１２時方向及び６時方向を含む断面を示す図である。図２には、図１に示したもののほか、風防１４、裏蓋１６、ムーブメント５０並びにムーブメント５０に取り付けられたパッチアンテナ５２及び電池５４を示している。ここで、分針３０、時針３２、及び秒針３４は、それぞれ文字板２２より視認側（風防１４側）に設けられる。なお、ムーブメント５０は、各指針を駆動する輪列及びモータや、水晶振動子を有する時計回路、衛星電波受信のための高周波回路及び衛星電波腕時計１全体の動作を制御する制御回路等を実装した回路基板等を地板と呼ばれる枠に組み付けたものであり、多数の部材からなっているが、図２ではその外形のみを示している。

電池５４は、衛星電波腕時計１の電源であり、衛星電波腕時計１が有する各種電装品に電源を供給する。すなわち、電池５４は、衛星電波を受信するための高周波回路の駆動電源であり、衛星電波腕時計１全体の制御を行う制御回路の電源であり、各指針を駆動するモータの電源でもある。電池５４は、例えばリチウム電池等の１次電池であってよい。

なお、文字板２２の裏蓋１６側に太陽電池を配置し、電池５４としてリチウムイオン二次電池等の二次電池を採用することとしてもよい。その場合、文字板２２は、太陽電池が十分な発電量を確保できる程度に光を透過する材料で形成することが望ましい。

パッチアンテナ５２は、矩形の平面形状を有する平面アンテナであり、衛星電波等の極超短波の電波を受信するのに適したアンテナである。パッチアンテナ５２は、文字板２２の裏蓋１６側に文字板２２と平行に配置され、受信面が文字板２２側を向くように配置される。この配置は、衛星電波が金属材料製の胴１０及び裏蓋１６により遮蔽されるため、文字板２２を透過して視認側から入射する衛星電波を受信するためのものである。

前述の通り、衛星電波等の極超短波の電波は、導電体によって反射・吸収されるため、電波を受信する観点からは、パッチアンテナ５２の受信面側の近傍には導電体が配置されないことが望ましい。しかしながら、衛星電波腕時計１等の腕時計では、装飾効果の観点から金属等の導電体を用いたいという要求があり、パッチアンテナ５２の受信感度との両立が望まれる。

本実施形態に係る衛星電波腕時計１の時字２０は、時針３２の回転面Ｓ３２より視認側に配置される。ここで、時針３２の回転面Ｓ３２とは、時針３２が回転することによって描かれる軌跡を含む平面をいい、時字２０が回転面Ｓ３２より視認側に配置されるとは、時字２０の最下面（最も裏蓋１６側の面）が回転面Ｓ３２より視認側にあることをいうものとする。このように時字２０を配置すると、時字２０を文字板２２に直接固定して設ける場合と比較して、時字２０がパッチアンテナ５２の受信面から遠ざかることとなり、時字２０による衛星電波の反射・吸収による影響が低減されるため、パッチアンテナ５２の受信感度が向上する。

ここで、理論的には、時字２０の配置位置はパッチアンテナ５２の受信面から遠ければ遠いほどよいことになるが、実用的には、時字２０を少なくとも１の指針の回転面より視認側に配置することが配置位置を定める上での目安となる。一般的には、時針３２が最も文字板２２に近接して配置されるため、この目安は、本実施形態のように、時針３２の回転面Ｓ３２より時字２０を視認側に配置することをいうものとなる。

この理由について、時針３２や分針３０は本実施形態のように金属材料製とされる場合があるところ、かかる指針は時刻によってはパッチアンテナ５２と平面視において重畳するため、その配置高さは、パッチアンテナ５２の受信性能に大きな影響を与えないように設計される。したがって、かかる指針の回転面のいずれかより視認側に時字２０を配置することにより、時字２０によるパッチアンテナ５２への受信性能を相当程度軽減することができ、実用上十分な受信感度が得られると考えられるのである。

なお、本実施形態では、時字２０は、分針３０の回転面Ｓ３０の延長線と交差する位置に配置されているが、さらにその配置位置を視認側とし、複数の指針の回転面より視認側、すなわち、分針の回転面Ｓ３０や秒針３４の回転面Ｓ３４より視認側に配置してもよい。時字２０がパッチアンテナ５２の受信感度に与える影響は、時字２０がパッチアンテナ５２の受信面から遠ざかるほど少なくなると考えられるため、受信感度を向上させる観点からは、時字２０は、複数の指針の回転面より視認側に設けることが望ましいといえる。

本実施形態において、時字２０は、見返しリング１２に設けられた平坦部１８に片持ちとなるように取り付けられる。平坦部１８の高さ方向の位置は、時針３２の回転面Ｓ３２より視認側とされており、これにより、時字２０は時針３２の回転面Ｓ３２より視認側に設けられる。なお、時字２０は必ずしも見返しリング１２の平坦部１８に設けられなくともよく、見返しリング１２の傾斜面に直接設けてもよいし、平坦部と傾斜部にまたがって設けてもよい。いずれの場合であっても、時字２０は、少なくともいずれかの指針の回転面より視認側に配置される。

本実施形態において、時字２０は、見返しリング１２の平坦部１８から文字板２２の中心側に突出し、文字板２２と間隔をあけて空中に飛び出すように配置されている。このため、時字２０は文字板２２から浮き上がっているように視認され、特有の意匠が得られる。

なお、本実施形態の効果の例としては、本実施形態に係る衛星電波腕時計１と、比較例として時字２０を文字板２２に直接設けた衛星電波腕時計をそれぞれ実際に制作したところ、本実施形態に係る衛星電波腕時計１では、パッチアンテナ５２の受信感度がおおよそ０．５ｄＢ向上することが確認された。

なお、本実施形態に係る衛星電波腕時計１では、全ての時字２０を少なくとも１の指針（ここでは、時針３２）の回転面Ｓ３２より視認側に配置したが、少なくとも一部の時字２０をかかる回転面より視認側に配置するようにしてもよい。特に、平面視においてパッチアンテナ５２と重畳する位置及びその近傍に位置する時字２０をかかる回転面より視認側に配置することは重要である半面、平面視においてパッチアンテナ５２から遠い位置にある時字、例えば、本実施形態では４時〜８時位置にある時字２０については、その高さ方向の配置位置は必ずしも重要でない。

また、本実施形態においては、衛星電波腕時計１に金属製の見返しリング１２を設け、かかる見返しリング１２に時字２０を設けたが、これに替え、樹脂材料等の絶縁材料で形成したスペーサリングを文字板２２の外周に設け、当該スペーサリング上に時字２０を設けることとしてもよい。この場合においても、時字２０は、少なくともいずれかの指針の回転面より視認側に配置される。スペーサリングを透明な材料で形成すると、時字２０が文字板２２から浮いているかのように視認され、特有の意匠が得られる。

さらに、衛星電波腕時計１に補助指針が設けられた場合についても、上記と同様の考え方が適用できる。このことは、特殊な補助指針、例えば、文字板２２よりも裏蓋１６側に（すなわち、文字板２２より沈み込むように）配置された補助指針や、平面視においてパッチアンテナ５２と全く重畳することのない補助指針については、これを考慮する必要が無いことを意味している。なぜなら、このような補助指針はそもそもパッチアンテナ５２の受信性能に影響を殆ど与えないと考えられるため、その配置高さを決定するにあたり、受信性能への影響が考慮されていないためである。したがって、時字２０の配置高さを決定するにあたっては、文字板２２より視認側に配置される指針のみを考慮すればよく、さらに、平面視においてパッチアンテナ５２と重畳することのある指針について考慮すればよいことになる。

[第２の実施形態]
図３は、本発明の第２の実施形態に係る衛星電波腕時計の断面図である。第２の実施形態における時字２０の一部は、第１の実施形態におけるものと設けられる位置が異なる。第２の実施形態において、時字２０のうち平面視においてパッチアンテナ５２と重畳して配置される時字２０（図３の紙面右側に示される時字２０）は、風防１４に設けられる。時字２０のうち平面視においてパッチアンテナ５２と重畳せずに配置される時字２０（図３の紙面左側に示される時字２０）は、第１の実施形態と同様、見返しリング１２に設けられる。

時字２０を風防１４に設けることにより、パッチアンテナ５２の受信面から時字２０までの距離がさらに大きくなり、時字２０がパッチアンテナ５２の受信感度に与える影響をさらに低減することができる。ここで、本実施形態では、時字２０のうち平面視においてパッチアンテナ５２と重畳して配置される時字２０を風防１４に設けることとしたが、全ての時字２０を風防１４に設けることとしてもよい。

本実施形態では、時字２０は風防１４の裏面、すなわち文字板２２に向き合う面に貼付固定されることにより設けられている。しかしながら、これ以外の構成、例えば、金属などの導電体を風防１４に印刷したり、蒸着したりすることにより時字２０を形成してもよいし、貼付、印刷及び蒸着等の方法を組み合わせて時字２０を形成してもよい。また、時字２０はその脱落や損傷を防止する観点から、風防１４に設ける場合にはその裏面に設けることが望ましいが、風防１４の表面に時字２０を設けることを妨げるものではない。

本実施形態では、時字２０の一部を他の時字２０よりも視認側に配置する構成として、一部の時字２０を風防１４に設け、他の時字２０を見返しリング１２に設けるようにしているが、その他の構成を採用しても差し支えない。例えば、見返しリング１２に複数段の平坦部を設け、一部の時字２０を視認側の平坦部に配置し、他の時字２０を文字板２２側の平坦部に配置してもよい。或いは、複数段の平坦部を有する透明なスペーサリングを設け、同様の構成を採用してもよい。また、見返しリング１２の平坦部より視認側となる位置の傾斜面に時字２０を配置することとしてもよい。いずれにしても、より視認側に配置される時字２０は平面視においてパッチアンテナ５２と重畳して配置されるものであることが望ましい。

[第３の実施形態]
図４は、本発明の第３の実施形態に係る衛星電波腕時計を示す図である。第３の実施形態と第１の実施形態との相違点は、１１時方向乃至１時方向に小型時字２４が配置されている点である。本実施形態において、平面視でパッチアンテナ５２と重畳して配置される時字は小型時字２４であり、他の時字２０（２時方向乃至１０時方向に配置される時字２０）と比較して大きさが小さい。もっとも、１０時方向や２時方向に配置される時字２０も小型時字２４に置き換えることとしてもよい。

小型時字２４は他の時字２０と比較して幅が細く、パッチアンテナ５２の受信面に入射する衛星電波を遮蔽する場合が少ないと考えられる。そのため、小型時字２４を採用することにより、１１時方向乃至１時方向に比較的大きい時字２０を配置する場合に比べて、パッチアンテナ５２の受信感度が向上することとなる。

本実施形態では、小型時字２４を採用することにより、比較的大きい時字２０によってより自由度の高い装飾表現を可能としつつ、パッチアンテナ５２に対する時字の影響をさらに抑えることができ、時字の美的外観を保ちつつ、パッチアンテナ５２の受信感度を向上させることができる。

なお、本実施形態では、時字２０及び小型時字２４は、第１の実施形態と同様に見返しリング１２に設けることとしているが、小型時字２４を風防１４に設けることとしてもよい。また、透明なスペーサリングを設けることとして、時字２０及び小型時字２４を、スペーサリングに設けることとしてもよい。

以上、本発明に係る実施形態について説明したが、この実施形態に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

１ 衛星電波腕時計、１０ 胴、１２ 見返しリング、１４ 風防、１６ 裏蓋、１８ 平坦部、２０ 時字、２２ 文字板、２４ 小型時字、３０ 分針、３２ 時針、３４ 秒針、４０ 竜頭、５０ ムーブメント、５２ パッチアンテナ、５４ 電池。

Claims (5)

1. 時刻情報を含む衛星電波を受信するアンテナと、
   前記アンテナより視認側に配置される文字板と、
   前記文字板より視認側に配置される１以上の指針と、
   前記指針の回転面のうち少なくともいずれかより視認側に配置され、少なくとも導電体を含む時字と、
   を備える衛星電波腕時計。
2. 少なくとも一部の前記時字は風防に設けられる請求項１に記載の衛星電波腕時計。
3. 前記文字板の外周に配置される見返しリングをさらに備え、
   少なくとも一部の前記時字は前記見返しリングに設けられる請求項１又は２のいずれかに記載の衛星電波腕時計。
4. 平面視において前記アンテナと重畳して配置される時字は、少なくとも１の他の時字よりも小さい請求項１乃至３のいずれかに記載の衛星電波腕時計。
5. 平面視において前記アンテナと重畳して配置される時字は、少なくとも１の他の時字よりも視認側に配置される請求項１乃至４のいずれかに記載の衛星電波腕時計。

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