JP2016080356A - 電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】薄型化でき、かつ、アンテナ特性を安定化できる電子時計を提供すること。
【解決手段】電子時計１は、非導電性部材からなる地板２１と、地板２１の裏面側に配置される平面アンテナ４０とを備える。平面アンテナ４０は、誘電体基材４１と、誘電体基材４１の地板２１側の表面に積層されたアンテナ電極４２とを有する。誘電体基材４１の表面には、アンテナ電極４２が積層されていない露出面４１１が形成される。地板２１は、アンテナ電極４２の少なくとも一部と平面的に重なる貫通孔２１６と、露出面４１１の少なくとも一部と平面的に重なる被覆部２１５とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は電子時計に関し、特に平面アンテナを備える電子時計に関する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）等の位置情報衛星から送信される電波を受信する平面アンテナを有する電子時計が知られている（特許文献１）。
この電子時計では、文字板の裏面側に平面アンテナを配置し、この平面アンテナを周囲の金属ケースから離間させることで、アンテナの感度劣化を抑制していた。

特開２０１２−１３６２７号公報

ところで、電子時計では、薄型化のために、平面アンテナを文字板の裏面側に設けられる地板に近接して配置することが求められる。地板は、プラスチックなど非導電性部材で構成され、電波を遮蔽することはないため、平面アンテナを地板に近接配置しても平面アンテナは電波を受信できる。
しかしながら、地板は誘電体であるため、アンテナ電極との間隔が非常に小さくなると、アンテナ周波数がシフトしてしまうという新たな課題が生じた。すなわち、平面アンテナのアンテナ電極と地板との間隔が約１．０ｍｍ以下になるとアンテナ周波数がシフトするという影響が出始める。特に、前記間隔が０．５ｍｍ以内では影響が顕著になり、地板とアンテナ電極とのわずかな間隔の変化で周波数シフト量が大きくなり、受信特性が劣化してアンテナ特性が安定化しないという課題がある。

本発明の目的は、薄型化でき、かつ、アンテナ特性を安定化できる電子時計を提供することにある。

本発明の電子時計は、非導電性部材からなる地板と、前記地板の裏面側に配置される平面アンテナと、を備え、前記平面アンテナは、誘電体基材と、前記誘電体基材の前記地板側の表面に積層されたアンテナ電極とを有し、前記誘電体基材の表面には、前記アンテナ電極が積層されていない露出面が形成され、前記地板は、前記アンテナ電極の少なくとも一部と平面的に重なる貫通孔と、前記露出面の少なくとも一部と平面的に重なる被覆部とを有することを特徴とする。

本発明では、平面アンテナのアンテナ電極と平面的に重なる貫通孔を地板に形成したので、平面アンテナを地板に近接させた場合に、貫通孔を形成していない場合に比べてアンテナ電極に近接する地板つまり誘電体が少なくなり、アンテナ周波数のシフト量も低減できてアンテナ特性を安定化できる。また、平面アンテナを地板に近接できるので、平面アンテナを内蔵するムーブメントを薄型化でき、前記ムーブメントを内蔵する電子時計も薄型化できる。
さらに、地板には、前記露出面の少なくとも一部と平面的に重なる被覆部を形成している。このため、平面アンテナの地板側への移動を、前記露出面が前記被覆部に直接的または間接的に当接することで規制できる。したがって、電子時計が落下した場合等に、平面アンテナが地板の貫通孔から飛び出して文字板等に衝突することも防止できる。

本発明の電子時計において、前記被覆部と前記露出面との間には、緩衝材が配置されていることが好ましい。
本発明では、地板の被覆部および誘電体基材の露出面間に緩衝材が配置されているので、平面アンテナの露出面を緩衝材に当接させることで、電子時計の高さ方向（厚さ方向）における平面アンテナの位置を設定できる。このため、地板に対する平面アンテナの位置精度を向上でき、位置精度のばらつきによるアンテナ周波数の変化量をさらに低減できてアンテナ特性をより安定化できる。
さらに、平面アンテナの露出面は、スポンジなどの緩衝材に当接するため、被覆部に直接接触することを防止できる。平面アンテナの誘電体基材を、硬く欠けやすいセラミックで形成していても、誘電体基材は直接地板に当接しないので破損を防止できる。

本発明の電子時計において、前記貫通孔は、少なくとも前記アンテナ電極の全体と平面的に重なって形成されていることが好ましい。
本発明では、地板に形成した貫通孔を、前記アンテナ電極全体と平面的に重なるように形成している。したがって、アンテナ電極には地板の貫通孔が対向し、誘電体である地板が対向しないので、アンテナ周波数の変化量を一層低減できてアンテナ特性を安定化できる。その上、地板の貫通孔部分にアンテナ電極を配置することもでき、ムーブメントの厚さ寸法をより小さくできる。

本発明の電子時計において、カレンダー情報を表示する非導電性部材からなるカレンダー車を備え、前記平面アンテナは、前記カレンダー車と平面的に重なる位置に配置されていることが好ましい。
本発明では、日車などのカレンダー車を非導電性部材で構成しているので、平面アンテナと平面的に重なる位置に配置しても、電波の受信を妨げない。また、時分秒針や情報指示用の指針の指針軸は、文字板、地板を貫通して配置されるので、日車や平面アンテナとは異なる平面位置に配置しなければならない。このため、平面アンテナがカレンダー車と平面的に重なる位置に配置されていれば、これらが異なる位置に配置されている場合に比べて、前記指針軸の配置の自由度が高まり、電子時計のデザイン自由度を向上できる。

本発明の電子時計において、前記地板の表面側に設けられ、前記平面アンテナと平面的に重ならない太陽電池パネルを備えることが好ましい。
例えば、太陽電池パネルにおいて、前記平面アンテナと平面的に重なる部分を切り欠くことで、平面アンテナに重ならないように太陽電池パネルを配置できる。
太陽電池パネルは電極を含んで構成されるが、本発明によれば、平面視において平面アンテナと太陽電池パネルとが重ならないため、時計の表面側から伝播されてくる電波は、太陽電池パネルで遮られることなくアンテナに入射する。このため、受信性能を低下させることなく、太陽電池パネルを電子時計に設けることができる。

本発明の実施形態に係る電子時計を示す概略図である。 前記電子時計の平面図である。 前記電子時計の概略断面図である。 前記電子時計の分解斜視図である。 前記電子時計の地板の貫通孔と平面アンテナとの位置関係を示す断面図である。 前記電子時計の地板の貫通孔と平面アンテナとの位置関係を示す平面図である。 前記電子時計の平面アンテナの構造を示す断面図である。 前記電子時計の回路構成を示すブロック図である。 本発明の変形例に係る電子時計の地板の貫通孔と平面アンテナとの位置関係を示す断面図である。 本発明の他の変形例に係る電子時計の回路基板および平面アンテナを示す概略斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、電子時計１のカバーガラス３１側を表面側（上側）とし、裏蓋１２側を裏面側（下側）として説明する。
図１、２に示すように、電子時計１は、文字板２および指針３からなる時刻表示用の時刻表示部と、文字板２のサブダイヤル２Ａおよび指針４からなる情報表示部と、文字板２の日窓２Ｂおよび日車５からなるカレンダー表示部とを備える腕時計である。

文字板２は、ポリカーボネートなどの非導電性部材にて円板状に形成されている。サブダイヤル２Ａは文字板２の６時位置に設けられ、日窓２Ｂは文字板２の３時位置に設けられている。文字板２には、図３，４に示すように、サブダイヤル２Ａ、日窓２Ｂの他、指針３の軸３Ａが挿通される貫通孔２Ｃと、指針４の軸４Ａが挿通される貫通孔２Ｄも形成されている。なお、サブダイヤル２Ａおよび指針（小針）４からなる情報表示部は、時計のモードや曜日や電池残量等の情報を表示する。
指針３は、秒針、分針、時針等を備えて構成される。指針３，４および日車５は、後述するステップモーターおよび歯車列を含む駆動機構を介して駆動される。
また、電子時計１には、外部操作用のリューズ６、ボタン７，８が設けられている。

電子時計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Ｓなど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、図１に示すＧＰＳ衛星Ｓは、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衛星が周回している。

［電子時計の外装構造］
図２、図３に示すように、電子時計１は、後述するムーブメント２０等を収容するケース１０を備える。ケース１０は、ケース本体１１と、裏蓋１２とを備える。
ケース本体１１は、円筒状の外装ケース１１１と、外装ケース１１１の表面側に設けられたベゼル１１２とを備える。
ベゼル１１２は、外周が外装ケース１１１の外周に連続するリング状に形成されている。そして、ベゼル１１２と外装ケース１１１とは、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接続されている。なお、ベゼル１１２は、外装ケース１１１に対して回転可能に取り付けられていてもよい。
また、ベゼル１１２の内側には、ベゼル１１２によって保持されたカバー部材としてのカバーガラス３１が取り付けられている。

外装ケース１１１の裏面側には、外装ケース１１１の裏面側の開口を塞ぐ円板状の裏蓋１２が設けられている。裏蓋１２は、外装ケース１１１にねじ構造により接続される。
なお、本実施形態では、外装ケース１１１と裏蓋１２とは、別体で構成されているが、これに限らず、外装ケース１１１および裏蓋１２が一体化されたワンピースケースでもよい。
外装ケース１１１、ベゼル１１２、裏蓋１２には、ＢＳ（真鍮）、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、チタン合金などの導電性の金属材料が利用される。

［電子時計の内部構造］
次に、電子時計１のケース１０に内蔵される内部構造について説明する。
図２、図３、図４に示すように、ケース１０内には、文字板２の他、ムーブメント２０、平面アンテナ（パッチアンテナ）４０、日車５、ダイヤルリング３２等が収容される。

ムーブメント２０は、地板２１、地板２１に支持される駆動体２２、回路基板２３、二次電池２４、太陽電池パネル２５を備える。
地板２１は、プラスチック等の非導電性部材にて形成されている。地板２１は、駆動体２２を収容する駆動体収容部２１Ａと、日車５が配置される日車配置部２１Ｂと、平面アンテナ４０を収容するアンテナ収容部２１Ｃとを備える。
日車配置部２１Ｂは、地板２１の表面から上側（文字板２側）に突出した複数のガイド部２１３の外側の領域によってリング状に構成されている。日車配置部２１Ｂに配置された日車５の平面方向の移動は、ガイド部２１３によって規制される。
駆動体収容部２１Ａおよびアンテナ収容部２１Ｃは、地板２１の裏面側に設けられている。アンテナ収容部２１Ｃは、図５、図６にも示すように、平面アンテナ４０の４つの側面に各々対向する４つの壁部２１４（図５には２つのみ図示）と、各壁部２１４から張り出して平面アンテナ４０の表面に対向する４つの被覆部２１５（図５には２つのみ図示）とを備える。さらに、各被覆部２１５間には、平面アンテナ４０のアンテナ電極４２の少なくとも一部と平面的に重なる貫通孔２１６が形成されている。なお、４つの壁部２１４は一体化して形成されており、４つの被覆部２１５も一体化して形成されている。
このアンテナ収容部２１Ｃは、平面位置が文字板２の１２時位置であるため、図２に示すように、平面アンテナ４０は１２時位置に配置されている。

駆動体２２は、地板２１の駆動体収容部２１Ａに収容され、時刻表示部、情報表示部、カレンダー表示部を駆動する。すなわち、駆動体２２は、指針３を駆動するステップモーターおよび歯車列を含む駆動機構２２１、指針４を駆動するステップモーターおよび歯車列を含む駆動機構２２２と、日車５を駆動するステップモーターおよび歯車列を含む駆動機構２２３（図４参照）等を含む。

回路基板２３は、表面が地板２１の裏面に当接され、ねじ等によって地板２１に固定されている。回路基板２３の表面側には、平面アンテナ４０が実装されている。また、回路基板２３の裏面側には、ＧＰＳ衛星Ｓから受信した衛星信号を処理する受信部５０（無線通信部）や、駆動機構２２１〜２２３の制御を行う制御部６１などが実装されている。ここで、受信部５０および制御部６１は、平面アンテナ４０に対して、回路基板２３の反対側に配置されている。さらに、受信部５０や制御部６１は、シールド板２６で囲まれている。このため、平面アンテナ４０が受信する電波が、受信部５０および制御部６１が発生するノイズの影響を受けることを回避できる。

二次電池２４には、リチウムイオン電池が用いられる。二次電池２４は、駆動体２２、受信部５０、制御部６１等に電力を供給する。二次電池２４は、平面視において受信部５０および制御部６１と重ならずに回路基板２３の裏面側に設けられている。

太陽電池パネル２５は、光を通すために表面電極はＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極で形成されている。また、樹脂フィルムで構成されたベース上に、発電層としてアモルファスシリコン半導体の薄膜が形成されている。
ＧＰＳ衛星信号の周波数は、約１．５ＧＨｚであり、高周波であるため、電波時計で受信する長波の標準電波と異なり、ソーラーパネルの薄い透明電極でも電波は減衰し、アンテナ特性が低下する。このため、円板状に形成された太陽電池パネル２５は、平面アンテナ４０と平面視で重なる部分に切欠部２５１が形成されている。このため、太陽電池パネル２５は、地板２１の表面側に配置され、平面アンテナ４０の表面側には配置されていない。したがって、平面アンテナ４０は、太陽電池パネル２５の切欠部２５１を通して電波を受信できる。
なお、太陽電池パネル２５には、文字板２の日窓２Ｂと平面的に重なる開口２５２や、指針３，４の軸３Ａ，４Ａが挿通される孔２５３，２５４が形成されている。

アンテナ収容部２１Ｃには、パッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）である平面アンテナ４０が配置される。平面アンテナ４０は、ＧＰＳ衛星Ｓからの衛星信号を受信するものである。この平面アンテナ４０の詳細については後述する。

地板２１の日車配置部２１Ｂには、リング状に形成され、表面に日付が表示されたカレンダー車である日車５が配置される。日車５は、プラスチック等の非導電性部材により形成されている。ここで、日車５は、平面視において、平面アンテナ４０の少なくとも一部と重なっている。なお、カレンダー車としては、日車に限らず、曜日を表示する曜車や、月を表示する月車などでもよい。

地板２１の表面側には、太陽電池パネル２５および日車５の表面側を覆って、文字板２が配置される。文字板２は、非導電性を有し、かつ、少なくとも一部の光を透過させる透光性を有するプラスチックなどの材料で形成されている。
ここで、平面視において平面アンテナ４０と重なる文字板２の表面に、略字等を設けることができる。この場合、平面アンテナ４０の受信性能を向上させるため、これらのパーツは、金属製ではなく、プラスチック等の非導電性部材にて形成することが好ましい。
また、文字板２は、透光性を有するため、時計の表面側から見て、文字板２の裏面側に配置された太陽電池パネル２５が透けて見える。このため、太陽電池パネル２５が配置されている領域と配置されていない領域とで、文字板２の色が違って見える。この色の違いが目立たないように、文字板２にはデザイン的なアクセントをつけてもよい。
さらに、太陽電池パネル２５に切欠部２５１を形成したことで、切欠部２５１に重なる部分の文字板２の色調が他の部分と違って見えることがある。それを防止するために太陽電池パネル２５と同色（例えば紺色や紫色）のプラスチックシートを太陽電池パネル２５の下に重ねてもよいし、太陽電池パネル２５全体を切り欠かずに、電波遮蔽する電極層を平面アンテナ４０と平面的に重なる部分のみ取り除いて、基材となる樹脂フィルム層を残して色調を合わせてもよい。

文字板２の表面側には、非導電性部材である合成樹脂にてリング状に形成されたダイヤルリング３２が設けられる。ダイヤルリング３２は、文字板２の周囲に沿って配置され、内周面が傾斜面（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３２は、ベゼル１１２によって文字板２側へ押しつけられて保持されている。

平面アンテナ４０は、平面視において、ケース本体１１（外装ケース１１１およびベゼル１１２）、太陽電池パネル２５とは重ならずに、非導電性部材にて形成された日車５、文字板２、カバーガラス３１と重なっている。すなわち、電子時計１では、平面アンテナ４０の時計表面側において、平面視で平面アンテナ４０と重なる部品はすべて非導電性部材にて形成されている。
このため、時計表面側から伝播されてくる衛星信号は、カバーガラス３１を透過した後、ケース本体１１または太陽電池パネル２５によって遮られることなく、文字板２、日車５、地板２１を透過して平面アンテナ４０に入射する。なお、指針３，４は平面アンテナ４０と重なる面積が小さいことから、金属製であっても無線電波の受信に支障ないが、非導電性部材であれば無線電波が遮断される影響を回避できて好ましい。

［平面アンテナの詳細］
ＧＰＳ衛星Ｓは、右旋円偏波で衛星信号を送信している。そのため、本実施形態の平面アンテナ４０は、円偏波特性に優れるパッチアンテナ（マイクロストリップアンテナともいう）で構成されている。
本実施形態の平面アンテナ４０は、図５に示すように、セラミックの誘電体基材４１に導電性のアンテナ電極４２を積層したパッチアンテナである。
この平面アンテナ４０は、次のようにして製造できる。まず、比誘電率が６０〜１００程度のチタン酸バリウムを主原料にプレス機で目的の形に成形し、焼成を経てアンテナの誘電体基材４１となるセラミックスを完成する。誘電体基材４１の裏面（回路基板２３側の面）には、主に銀（Ag）等のペースト材をスクリーン印刷すること等で、アンテナのグランド（ＧＮＤ）となるＧＮＤ電極４３を構成する。
誘電体基材４１の表面（地板２１、文字板２側の面）には、アンテナの周波数、受信する信号の偏波を決める放射アンテナ電極４２をＧＮＤ電極４３と同様な方法で構成する。アンテナ電極４２は、誘電体基材４１の表面よりも一回り小さく形成されており、誘電体基材４１の表面においてアンテナ電極４２の周囲には、アンテナ電極４２が積層されていない露出面４１１が設けられる。

図７は、平面アンテナ（パッチアンテナ）４０の原理説明図である。なお、図７において、点線４５は、平面アンテナ４０で受信する電波を示し、矢印４６は電気力線を示す。
パッチアンテナが方形の場合は一辺が半波長で共振し、円形の場合は直径が約０．５８波長で共振するが、誘電体を使うと波長短縮効果で小形化できる。パッチアンテナの動作原理は、パッチ（アンテナ電極４２）の縁に沿った強い電界が、縁から空間へ向かって放射されるため、アンテナ近傍の電気力線は強くなり、近傍の金属や誘電体の影響を受けやすい。このため、ＧＰＳ受信においては、金属製の外装ケース１１１とアンテナ電極４２との距離は少なくとも３ｍｍ、理想的には４ｍｍ程度離す必要がある。
本実施形態では、平面アンテナ４０と、外装ケース１１１との間には、前記壁部２１４等が配置されており、平面アンテナ４０は外装ケース１１１の内周面から所定寸法以上、離間した位置に配置される。このため、平面アンテナ４０を金属製の外装ケース１１１に近づけることで生じる受信特性の劣化等を抑制でき、電子時計１に求められる受信性能を確保できる。

この平面アンテナ４０は、回路基板２３に実装され、回路基板２３の裏面の受信部５０であるアンテナＧＰＳモジュールに電気的に接続される。さらに、平面アンテナ４０のＧＮＤ電極４３を回路基板２３のグランドパターンを介して受信部５０のグランド部に導通させることで、回路基板２３はグランド板（グランドプレーン）として機能する。さらに、受信部５０のグランド部を、回路基板２３のグランドパターンを介して金属製の外装ケース１１１や裏蓋１２に導通することで、外装ケース１１１や裏蓋１２もグランドプレーンとして利用できる。

この平面アンテナ４０は、回路基板２３を地板２１に固定することで、アンテナ収容部２１Ｃに配置される。ここで、平面アンテナ４０は、1.54542ＧＨｚという高周波の信号を受信するものであり、また、高誘電率のセラミックで誘電体基材４１を構成しているので、周囲の部品の影響を受けやすい。地板２１は、プラスチックではあるが、比誘電率が３〜４であり、特にアンテナ電極４２との間隔が約１．０ｍｍ以下になると受信周波数に影響する。すなわち、地板２１とアンテナ電極４２との間隔が僅かにばらつくだけでアンテナ周波数がシフトしてしまい、受信性能が劣化する。

このため、地板２１のアンテナ収容部２１Ｃにおいて、平面アンテナ４０のアンテナ電極４２に対向する面、つまり文字板２側の面には、図３〜６に示すように、貫通孔２１６が形成されている。
本実施形態の貫通孔２１６は、アンテナ電極４２の全体と平面的に重なるように構成されている。すなわち、アンテナ電極４２は平面略矩形状に形成されているため、貫通孔２１６も電子時計１の表面側から見た平面視で矩形状に形成されている。
そして、平面矩形状の貫通孔２１６の一辺の寸法Ｗ１は、アンテナ電極４２の一辺の寸法Ｗ２に比べて大きく設定され、誘電体基材４１の一辺の寸法Ｗ３に比べて小さく設定されている。なお、本実施形態では、図６に示すように、貫通孔２１６の各四辺の寸法は同一としていたが、平面長方形状に形成されて図６において縦寸法および横寸法が異なる寸法とされていてもよい。
このようにアンテナ電極４２に平面的に重なる地板２１に貫通孔２１６を設けることで、アンテナ電極４２に対向し、かつ１．０ｍｍ以下で近接する地板２１（誘電体）が存在しなくなるので、アンテナ電極４２と誘電体である地板２１との間隔変動によってアンテナ周波数がシフトすることも抑制される。

一方、壁部２１４間の寸法Ｗ４は前記寸法Ｗ３よりも大きくされ、平面アンテナ４０の誘電体基材４１が配置可能な寸法に設定されている。また、壁部２１４から突設される被覆部２１５は、誘電体基材４１の露出面４１１に平面的に重なって配置されている。
そして、前記露出面４１１と被覆部２１５との間には、スポンジなどで構成された緩衝材４７が配置されている。誘電体基材４１を緩衝材４７に接触させることで、平面アンテナ４０の時計厚さ方向の位置が設定されている。また、誘電体基材４１はセラミックで硬く欠けやすいが、緩衝材４７が介在されているため、誘電体基材４１が地板２１に衝突することを防止できる。このため、誘電体基材４１が地板２１にぶつかって破損することも防止できる。

また、平面アンテナ４０の文字板２側には、前記日車５の一部が配置される。この際、アンテナ電極４２と日車５とは、少なくとも被覆部２１５の厚さ寸法分は離れているので、日車５がアンテナ周波数のシフトに影響することもない。

［電子時計の回路構成］
図８は、電子時計１の回路構成を示す概略図である。
電子時計１は、図８に示すように、平面アンテナ４０と、フィルター（ＳＡＷ）３５と、受信部５０と、制御表示部６０と、電源供給部７０を含んで構成されている。
フィルター３５は、バンドパスフィルターであり、１．５ＧＨｚの衛星信号を通過させるものとなっている。また、平面アンテナ４０とフィルター３５との間に、受信感度を良好にするＬＮＡ（ローノイズアンプ）を別途組み込む構成としてもよい。
なお、フィルター３５が受信部５０内に組み込まれる構成としてもよい。

受信部５０は、フィルター３５を通過した衛星信号を処理するものであり、ＲＦ部（Radio Frequency：無線周波数）５１とベースバンド部５２を備える。
ＲＦ部５１は、ＰＬＬ回路５１１、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５１２、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５１３、ミキサー５１４、ＩＦアンプ５１５、ＩＦフィルター５１６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５１７等を備えている。

そして、フィルター３５を通過した衛星信号は、ＬＮＡ５１３で増幅された後、ミキサー５１４でＶＣＯ５１２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。
ミキサー５１４でミキシングされたＩＦは、ＩＦアンプ５１５、ＩＦフィルター５１６を通り、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５１７でデジタル信号に変換される。

ベースバンド部５２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）５２１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）５２２、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）５２３、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）５２４を備えている。また、ベースバンド部５２には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）５３やフラッシュメモリー５４等も接続されている。
そして、ベースバンド部５２は、ＲＦ部５１のＡＤＣ５１７からデジタル信号が入力され、相関処理や測位演算等を行うことにより、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５１１用のクロック信号は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）５３から生成されるようになっている。

制御表示部６０は、制御部（ＣＰＵ）６１と、指針３，４等の駆動を実施する駆動回路６２と、時刻表示部および情報表示部等とを備えている。
制御部６１は、ＲＴＣ６１１、記憶部６１２を含んで構成されている。
ＲＴＣ６１１は、水晶振動子６３から出力される基準信号を用いて、内部時刻情報を計時している。
記憶部６１２は、受信部５０から出力される衛星時刻情報や測位情報を記憶する。また、記憶部６１２には、測位情報に対応する時差データも記憶され、ＲＴＣ６１１で計時されている内部時刻情報および時差データにより、現在地のローカルタイムを算出できるようにされている。

本実施形態の電子時計１は、上述のような受信部５０および制御表示部６０を備えていることで、ＧＰＳ衛星Ｓから受信した衛星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。

電源供給部７０は、太陽電池パネル２５、充電制御回路７１、二次電池２４、第１レギュレーター７２、第２レギュレーター７３、電圧検出回路７４を含んで構成されている。

太陽電池パネル２５は、光が入射して発電すると、その光発電により得られる電力を、充電制御回路７１を通じて二次電池２４に供給して二次電池２４を充電する。
二次電池２４は、第１レギュレーター７２を介して制御表示部６０に駆動電力を供給し、第２レギュレーター７３を介して受信部５０に駆動電力を供給する。
電圧検出回路７４は、二次電池２４の電圧をモニターし、制御部６１に出力する。従って、制御部６１は、二次電池２４の電圧を把握して受信処理を制御できる。

［実施形態の作用効果］
平面アンテナ４０のアンテナ電極４２全体と平面的に重なる貫通孔２１６を地板２１に形成することで、アンテナ電極４２に近接する地板２１が存在しないので、アンテナ電極４２に誘電体である地板２１が近接することによってアンテナ周波数がシフトすることを防止できる。このため、周波数の変動が少なくなり、アンテナ特性を安定化できる。
また、アンテナ電極４２には貫通孔２１６が対向するため、平面アンテナ４０の露出面４１１と、地板２１の被覆部２１５との隙間をより小さくできる。このため、平面アンテナ４０を内蔵するムーブメント２０を薄型化でき、電子時計１も薄型化できる。

さらに、平面アンテナ４０の露出面４１１の少なくとも一部と平面的に重なる被覆部２１５を地板２１に形成しているので、平面アンテナ４０の時計表面側への移動を規制できる。したがって、電子時計１が落下した場合等に、平面アンテナ４０が地板２１の貫通孔２１６から飛び出して文字板２や日車５に衝突することも防止できる。

地板２１の被覆部２１５および誘電体基材４１の露出面４１１間に緩衝材４７を配置し、平面アンテナ４０の露出面４１１を緩衝材４７に当接させているので、電子時計１の高さ方向（厚さ方向）における平面アンテナ４０の位置を精度よく設定できる。このため、地板２１に対する平面アンテナ４０の位置精度を向上でき、位置精度のばらつきによるアンテナ周波数の変化量をさらに低減できてアンテナ特性をより安定化できる。
さらに、平面アンテナ４０の露出面４１１は、緩衝材４７に当接するため、被覆部２１５に直接接触することを防止でき、セラミックで形成された誘電体基材４１の破損を防止できる。

日車５を非導電性部材で形成したので、平面視において日車５を平面アンテナ４０と重ねて配置しても、衛星信号は日車５を透過してアンテナに入射するため、受信性能が低下することを防止できる。
また、日車５は、平面視において平面アンテナ４０と重なるため、日車５および平面アンテナ４０を避けて配置する指針３、４の軸３Ａ、４Ａの配置位置の自由度が高まり、電子時計１のデザイン自由度を向上できる。

平面アンテナ４０は、平面視において太陽電池パネル２５と重ならないため、時計の表面側から伝播されてくる衛星信号は、太陽電池パネル２５で遮られることなく平面アンテナ４０に入射する。このため、受信性能を低下させることなく、太陽電池パネル２５を電子時計１に設けることができる。

時計の表面側から見た平面視において、平面アンテナ４０は、ケース本体１１（外装ケース１１１およびベゼル１１２）と重なっていないため、時計の表面側から伝播されてくる衛星信号は、カバーガラス３１を透過した後、ケース本体１１で遮られることなく平面アンテナ４０に入射する。このため、受信性能を低下させることなく、ケース本体１１および裏蓋１２を金属等の導電性部材にて形成でき、電子時計１の質感を向上できる。
また、ベゼル１１２を導電性部材にて形成しているので、ベゼル１１２をセラミック製とした場合に比べて加工が容易になりデザインの自由度を向上でき、コストも低減できる。また、ベゼル１１２は金属製のため、セラミック製のベゼルに比べて小さな断面積で剛性を確保できる。このため、リング状のベゼル１１２の断面幅寸法を小さくでき、カバーガラス３１の平面サイズを大きくすることもでき、時計のデザインの自由度を向上できる。

外装ケース１１１および裏蓋１２は、受信部５０のグランド部に接続されるため、グランドプレーンとして機能する。これにより、グランドプレーンの面積を大きくとることができ、アンテナ利得が向上してアンテナ特性を向上できる。

［他の実施形態］
なお、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

地板２１のアンテナ収容部２１Ｃに形成する貫通孔２１６は、平面アンテナ４０のアンテナ電極４２全体と平面的に重なる大きさに形成することが好ましいが、図９に示すように、貫通孔２１６の一辺の寸法Ｗ１をアンテナ電極４２の一辺の寸法Ｗ２よりも小さくして、被覆部２１５がアンテナ電極４２の一部に平面的に重なるように構成してもよい。
この場合でも、地板２１に貫通孔２１６を形成しない場合に比べると、アンテナ電極４２に近接する地板２１つまり誘電体が少なくなり、アンテナ周波数がシフトする影響も軽減でき、アンテナ特性を安定化できる。
なお、図９に示すように、アンテナ電極４２と、地板２１（被覆部２１５）とが平面的に重なる場合、その重なる面積は小さいほうがアンテナ周波数のシフトの影響を軽減できる点で好ましく、前記重なる面積を概ねアンテナ電極４２全体の面積の３０％以下にすることが好ましい。

また、図１０に示す回路基板２３Ａおよび平面アンテナ４０Ａを用いてもよい。回路基板２３Ａは、電子時計１を薄型化するために、二次電池２４と平面的に重なる部分に貫通孔２３１を形成している。そして、駆動体２２のステップモーターや輪列などを二次電池２４と平面的に重ならないように配置することで、ムーブメント２０の厚さ寸法を小さくできる。
受信部５０、制御部６１等の各種ＩＣは、回路基板２３Ａにおいて平面アンテナ４０Ａが実装される表面とは反対側の裏面側に実装されている。これにより、前記実施形態と同様に、受信回路や電源回路から発生するデジタルノイズが平面アンテナ４０に入力し難くなるため、受信感度を向上できる。

さらに、平面アンテナ４０Ａでは、誘電体基材４１Ａの表面に積層されるアンテナ電極４２Ａを回路基板２３Ａの平面中心位置側、つまり電子時計１の平面中心位置側にずらして形成している。このため、誘電体基材４１Ａの表面の露出面４１１Ａにおいて、アンテナ電極４２Ａから外装ケース１１１側の露出面４１１Ａの長さ寸法Ｄ１は、アンテナ電極４２Ａから回路基板２３Ａの平面中心位置側の露出面４１１Ａの長さ寸法Ｄ２よりも大きく設定されている。言い換えると、アンテナ電極４２Ａの平面的な中心位置が、誘電体基材４１Ａの中心位置と一致しておらず、誘電体基材４１Ａの中心位置よりも電子時計１の平面中心位置側になるように形成されている。
また、長さ寸法Ｄ１は、平面視において、外装ケース１１１に最も近いアンテナ電極４２Ａの一辺から、外装ケース１１１に最も近い誘電体基材の一辺までの長さ寸法と言い換えることができる。そして、長さ寸法Ｄ２は、電子時計１の平面中心位置に最も近いアンテナ電極４２Ａの一辺から、電子時計１の平面中心位置に最も近い誘電体基材の一辺までの長さ寸法と言い換えることができる。
このように平面アンテナ４０Ａのアンテナ電極４２Ａを金属製の外装ケース１１１から離れるように配置することで、金属製の外装ケース１１１による電波の遮蔽の影響を低減することができる。

前記実施形態では、緩衝材４７を配置していたが、緩衝材４７を設けなくてもよい。この場合、平面アンテナ４０の露出面４１１を被覆部２１５に当接させてもよい。また、平面アンテナ４０の露出面４１１を被覆部２１５に当接させずに隙間が生じるように配置してもよい。

前記実施形態では、ケース本体１１は、外装ケース１１１およびベゼル１１２によって構成されていたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、外装ケース１１１のみによって構成されていてもよい。

前記実施形態では、ベゼル１１２は導電性部材で形成されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、ベゼル１１２は、非導電性部材であるジルコニア（ＺｒＯ_２）などのセラミックにて形成されていてもよい。ジルコニアは、抵抗率が高く電波受信に悪影響を与えないだけではなく、硬く耐傷性にも優れるため、時計の外装部材として優れている。また、ベゼル１１２をセラミック製とすると、ベゼル１１２をアンテナ電極４２と平面視で重ねることができる。このため、ベゼル１１２がアンテナ電極４２と平面的に重ならないように外装ケース１１１の直径を大きくする必要が無いため、外装ケース１１１の直径を小さくすることができ、電子時計１の平面サイズを小型化できる。

前記実施形態では、電子時計１は、日車５、太陽電池パネル２５、ダイヤルリング３２を備えているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、電子時計は、日車５、太陽電池パネル２５、ダイヤルリング３２を備えていなくてもよい。

前記実施形態および前記変形例では、外装ケース１１１および裏蓋１２は、受信部５０のグランド部に接続されているが、本発明はこれに限定されない。すなわち、外装ケース１１１および裏蓋１２は、当該グランド部に接続されていなくてもよい。

前記実施形態および変形例では、電子時計は、文字板２および指針３からなる時刻表示部を備えているが、本発明はこれに限定されない。電子時計は、液晶パネル等からなる時刻表示部を備えていてもよい。この場合、時刻表示部を駆動する駆動体は、液晶パネルを駆動する駆動部を備えて構成される。
また、この場合、電子時計は時刻表示機能を備えていればよく、時刻表示部は、時刻表示専用の表示部である必要はない。このような電子時計としては、ユーザーの腕に装着されて脈拍を計測する脈拍計や、ユーザーがランニングを行う際などにユーザーの腕に装着されて現在位置を計測して蓄積するＧＰＳロガー等のリスト型機器を例示できる。

位置情報衛星の例として、ＧＰＳ衛星Ｓについて説明したが、これに限られない。例えば、位置情報衛星としては、ガリレオ（ＥＵ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、Ｂｅｉｄｏｕ（中国）などの他の全地球的公航法衛星システム（ＧＮＳＳ）で利用される衛星が適用できる。また、静止衛星型衛星航法補強システム（ＳＢＡＳ）などの静止衛星や、準天頂衛星等の特定の地域のみで検索できる地域的衛星測位システム（ＲＮＳＳ）などの衛星も適用できる。

１…電子時計、５…日車、１１…ケース本体、１１１…外装ケース、１１２…ベゼル、１２…裏蓋、２１…地板、２１Ａ…駆動体収容部、２１Ｂ…日車配置部、２１Ｃ…アンテナ収容部、、２１５…被覆部、２１６…貫通孔、２２…駆動体、２３，２３Ａ…回路基板、２５…太陽電池パネル、、２５１…切欠部、４０，４０Ａ…平面アンテナ、４１，４１Ａ…誘電体基材、４１１，４１１Ａ…露出面、４２，４２Ａ…アンテナ電極、４７…緩衝材。

Claims (5)

1. 非導電性部材からなる地板と、
   前記地板の裏面側に配置される平面アンテナと、を備え、
   前記平面アンテナは、誘電体基材と、前記誘電体基材の前記地板側の表面に積層されたアンテナ電極とを有し、
   前記誘電体基材の表面には、前記アンテナ電極が積層されていない露出面が形成され、
   前記地板は、
   前記アンテナ電極の少なくとも一部と平面的に重なる貫通孔と、
   前記露出面の少なくとも一部と平面的に重なる被覆部とを有する
   ことを特徴とする電子時計。
2. 請求項１に記載の電子時計において、
   前記被覆部と前記露出面との間には、緩衝材が配置されている
   ことを特徴とする電子時計。
3. 請求項１または請求項２に記載の電子時計において、
   前記貫通孔は、少なくとも前記アンテナ電極の全体と平面的に重なって形成されている
   ことを特徴とする電子時計。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の電子時計において、
   カレンダー情報を表示する非導電性部材からなるカレンダー車を備え、
   前記平面アンテナは、前記カレンダー車と平面的に重なる位置に配置されている
   ことを特徴とする電子時計。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の電子時計において、
   前記地板の表面側に設けられ、前記平面アンテナと平面的に重ならない太陽電池パネルを備える
   ことを特徴とする電子時計。

Images