JP2016148611A - アンテナ装置及び電子時計 - Google Patents

Abstract

【課題】金属ケース及び指針を有する電子時計において内蔵可能なアンテナ装置、特に２．４ＧＨｚ帯などの利用領域において良好な特性を有するアンテナ装置を提供する。【解決手段】電子時計１００の金属製のケース胴８１内に収納されるアンテナ装置であって、金属製のケース胴８１の裏蓋８５側に設けられ、グランドパターン及び給電回路としての通電部１２２が形成された第１基板１４５と、ムーブメント１２５を挟んで配置され、チップアンテナ９１が形成された第２基板１３５と、ムーブメント１２５内に配置され、一端が通電部１２２に接続されると共に他端がチップアンテナ９１に接続される導通電極９２とを備える【選択図】図２

Description

本発明は、アンテナ装置及び電子時計に関する。

電子機器間の近距離無線通信技術としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）が知られている。例えば、電子機器と時計との間でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従った無線通信を行う電子時計が開示されている（特許文献１）。

特開２００３−１５２５８２号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、チップアンテナを回路基板とは異なる位置に配置しているため、小型化することが困難であり、構造が複雑なものとなる。また、特許文献１の技術では、ケーシングを非導電部材で形成しており、金属製のケースを使用することが想定されていない。このように、アンテナが金属製のケース内に配置され、周囲を金属で囲まれることによるアンテナ特性の劣化、アンテナと電池との近接、アンテナとケースとの接触・近接等による特性劣化に対して十分な対策がとれるかどうかという点において、いまだ構成上の課題が解決しているとは言い難い。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、金属ケース及び指針を有する電子時計において、内蔵可能なアンテナ装置、特に２．４ＧＨｚ帯（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）などの利用領域において良好な特性を有するアンテナ装置、及びそれを備えた電子時計を提供することを解決課題としている。

以上の課題を解決するため、本発明に係るアンテナ装置は、電子時計の金属製ケース内に収納されるアンテナ装置であって、前記電子時計のムーブメントに対して前記金属製ケースの裏蓋側に設けられ、グランドパターン及び給電回路が形成された第１基板と、前記ムーブメントに取り付けられ、前記第１基板と前記電子時計のムーブメントを挟む位置に配置され、アンテナエレメントが形成された第２基板と、前記ムーブメント内に配置され、一端が前記給電回路に接続され、他端が前記アンテナエレメントに接続される導通電極と、を備えることを特徴とする。

本発明のアンテナ装置は、第２基板のアンテナエレメントと、導通電極と、第１基板のグランドパターンにより、アンテナが立体的に構成されるので、周囲を金属製ケースで囲まれていても、アンテナ特性の劣化、ゲインの劣化が低減される。また、アンテナエレメントが形成された第２基板は、第１基板及びムーブメントの厚さの分だけ金属製ケースの裏蓋から遠ざかる配置となり、比較的面積の大きな金属製ケースの裏蓋からの影響を低減でき、アンテナゲインの劣化が低減される。さらに、アンテナエレメントが形成される第２基板は、ムーブメントに取り付けられるので、アンテナ位置のばらつきが低減され、その結果、ゲインのばらつきを低減される。

上述したアンテナ装置において、前記第２基板には、前記アンテナエレメントと所定の距離を保ってグランドパターンが形成されており、前記第２基板の前記グランドパターンは、前記第１基板の前記グランドパターンと電気的に導通されていてもよい。この場合には、第２基板にもグランドパターンが形成されているので、アンテナの良好な指向性の特性が得られる。

上述したアンテナ装置において、前記第１基板は複数の層を有し、前記第１基板のグランドパターンは前記第１基板の少なくとも一つの層に形成され、前記少なくとも一つの層に形成された前記グランドパターンは、前記給電回路及び前記給電回路と前記導通電極との接続箇所を除く基板の全域に形成されていてもよい。この場合には、各層にグランドパターンが形成されているので、アンテナの良好な指向性の特性が得られる。

上述したアンテナ装置において、前記グランドパターンは前記電子時計の電池のプラス電位またはマイナス電位と同電位であってもよい。この場合には、一般的な電子時計の構成を利用することにより、アンテナ特性の劣化が低減される。
なお、この態様において、「全域」とは、ほぼ全域を含む概念である。

上述したアンテナ装置においては、前記ムーブメントは中枠を介して前記金属製ケースに取り付けられていてもよい。この場合には、ムーブメントが中枠によって金属製ケースに対して一定のクリアランスを設けて取り付けられるので、ムーブメントに取り付けられたアンテナエレメントについても金属製ケースに対して一定のクリアランスを設けて配置されることになる。その結果、アンテナゲインばらつきが抑制され、組み立て性もまた向上する。

上述したアンテナ装置において、前記中枠はダイヤルリングにより位置決めがなされるようにしてもよい。この場合には、ダイヤルリングによって、中枠が金属製ケースの厚さ方向に対して一定のクリアランスを設けて取り付けられるので、ムーブメントに取り付けられたアンテナエレメントについても金属製ケースの厚さ方向に対して一定のクリアランスを設けて配置されることになる。その結果、アンテナゲインばらつきが抑制され、組み立て性もまた向上する。

上述したアンテナ装置において、前記アンテナエレメントはチップアンテナであってもよい。この場合には、構成が容易な基本的なアンテナエレメントを用いることができる。

上述したアンテナ装置において、前記アンテナエレメントはプリントパターンであってもよい。この場合には、構成が容易な基本的なアンテナエレメントを用いることができる。

本発明は、上述したアンテナ装置を備えた電子時計としても把握することができる。この電子時計は、金属製ケースを用いたとしても、アンテナ特性の劣化、ゲインの劣化が少ない電子時計として提供される。

本発明の第１実施形態に係る電子時計の外観を示す平面図である。 電子時計の物理的構造を示す断面図である。 電子時計の電気的構成を示すブロック図である。 電子時計のアンテナ装置の平面図である。 図４ＡのＡ―Ａ’線断面図である。 アンテナ装置の第１基板の表面側を示す平面図である。 アンテナ装置の第１基板の裏面側を示す平面図である。 アンテナ装置の第２基板の表面側を示す平面図である。 アンテナ装置の第２基板の裏面側を示す平面図である。 アンテナ装置の特性例を示す図である。 第２実施形態におけるアンテナ装置の第１基板の表面側を示す平面図である。 第２実施形態におけるアンテナ装置の第１基板の裏面側を示す平面図である。 第２実施形態におけるアンテナ装置の第２基板の表面側を示す平面図である。 第２実施形態におけるアンテナ装置の第２基板の裏面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第１基板の表面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第１基板の裏面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第２基板の表面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第２基板の裏面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第１基板の表面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第１基板の裏面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第２基板の表面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の第２基板の裏面側を示す平面図である。 第３実施形態におけるアンテナ装置の特性例を示す図である。 比較例における電子時計のアンテナ装置の平面図である。 図１１ＡのＡ―Ａ’線断面図である。

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。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について図１及び図２を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の電子時計の外観を示す平面図である。図２は電子時計の概略を示す部分断面図である。
＜Ａ：電子時計の概要＞
図１に示す電子時計１００は、２．４ＧＨｚ帯（ＩＳＭ帯）を用いた近距離無線（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）による通信が可能な電子時計である。
図１及び図２に示すように、電子時計１００は、外装ケース８０を備えている。外装ケース８０は、金属で形成された円筒状のケース胴８１に、セラミックまたは金属で形成されたベゼル８２が嵌合されて構成されている。なお、本実施形態では、外装ケースを２部品で構成したが、１部品で構成するようにしてもよい。

ベゼル８２の内周側に、リング状のダイヤルリング８３を介して、円盤状の文字板１１が配置され、この文字板１１上には、時刻を表示する指針１３やカレンダー等が配置されている。指針１３は、時針１３ａと、分針１３ｂと、秒針１３ｃとから構成される。
外装ケース８０の表面側の開口は、ベゼル８２を介してカバーガラス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（時針１３ａ、分針１３ｂ、秒針１３ｃ）が視認可能となっている。

電子時計１００は、リュウズ１６を手動操作することにより、手動の時刻修正が可能であり、また、操作ボタン１７を手動操作することにより、通常の時刻表示モードと通信モードとを切り替えることが可能に構成されている。

図２に示すように、電子時計１００は、金属製の外装ケース８０の２つの開口のうち、表面側の開口は、ベゼル８２を介してカバーガラス８４で塞がれており、裏面側の開口は金属で形成された裏蓋８５で塞がれている。

ダイヤルリング８３は、外周端が、ベゼル８２の内周面に接触しているとともに、一面がカバーガラス８４と平行な平板部分と、内周端が文字板１１に接触するように、文字板１１側へ傾斜した傾斜部分を備えている。ダイヤルリング８３は、平面視においてはリング形状となっており、断面視においてはすり鉢形状となっている。

文字板１１と、駆動機構１４０が取り付けられているムーブメント１２５との間には、第２基板１３５が備えられている。第２基板１３５には、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１、給電パターン９４、及び接続点９５が備えられている（図５Ｃ、図５Ｄ参照）。第２基板１３５はネジ（図示せず）等によりムーブメント１２５に取り付けられている。

ムーブメント１２５は、プラスチック部品で構成されており、内部には駆動機構１４０が設けられている。駆動機構１４０は、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軸１４を回転させることにより、指針１３が駆動する。
本実施形態においては、ムーブメント１２５の外周に固定リング状の中枠８６を取り付け、中枠８６とケース胴８１により半径方向の位置決めを行い、中枠８６とダイヤルリング８３により上下方向の位置決めを行っている。

ムーブメント１２５の裏面には、第１基板１４５がネジ（図示せず）等によりムーブメント１２５に取り付けられている。第１基板１４５は、通信部１２２、制御部１５０、及び電池１３０を備えている。また、第１基板１４５は、接続点９５、給電パターン９６、マッチング素子９８、及び給電点９７を備えている（図５Ｄ参照）。

上述した第２基板１３５と、ムーブメント１２５と、第１基板の一部には、貫通孔が形成されており、この貫通孔には、導通電極９２が配置されている。導通電極９２は、第２基板１３５上の接続点９３及び給電パターン９４を介してチップアンテナ９１に接続されると共に、第１基板上の接続点９５及び給電パターン９６を介して給電点９７に接続されている。詳しくは後述する。

＜Ｂ：電子時計の電気的構成＞
本実施形態の電子時計１００は、図２に示すように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従った無線通信を行う通信部１２２と、指針の駆動を制御する制御部１５０と、指針を駆動する駆動機構１４０と、電池１３０と、リュウズ１６や操作ボタン１７などの外部入力装置８とを備えて構成されている。

通信部１２２は、アンテナ装置９０と、時刻情報管理部２２と、無線通信部２３と、時刻データ記憶回路部２４とを備えて構成されている。本実施形態では、通信部１２２は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従った無線通信を行うので、周波数としては２．４ＧＨｚ帯を用いる。
アンテナ装置９０は、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１、導通電極９２、及び給電点９７等により構成される。詳しくは後述する。
時刻情報管理部２２は、ＣＰＵ等により実現され、外部の電子機器との無線通信により取得した時刻情報に基づいて、現在の時刻を時刻情報に基づく時刻に修正する処理を行う。また、時刻情報管理部２２は、電子機器との無線通信により電子時計１００の現在の時刻を携帯機器に送信するための処理を行う。詳しくは後述する。
無線通信部２３は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従った無線通信を行う専用のＩＣ（集積回路装置）により実現される。無線通信部２３は、コンデンサ等で構成された同調部及びパワーアンプ等で構成された送受信部を含む送受信回路部２３ａと、リンク層部及び制御処理部を含む通信処理部２３ｂとを備える。送受信回路部２３ａは、電子機器との無線による情報の送受信を行う。通信処理部２３ｂのリンク層部は、リンク層の処理、すなわち、機器同士の論理的な接続に関する処理を行う。通信処理部２３ｂの制御処理部の機能は、ＣＰＵ等の各種プロセッサやＡＳＩＣ等のハードウェア回路や、このハードウェア回路上で動作するプログラムなどにより実現できる。
時刻データ記憶回路部２４は、メモリ等で構成され、無線通信部２３で処理された時刻データを記憶する。

制御部１５０を構成する運針制御部３は、図３に示すように、パルス合成回路３１からのパルス信号が入力される。パルス合成回路３１は、水晶振動子などの基準振動子３１１からの基準パルスを分周してクロックパルスを生成し、また、基準パルスからパルス幅やタイミングの異なるパルス信号を発生させる。運針制御部３は、通常モード時においては、時刻情報管理部２２から出力される時刻情報並びに前記クロックパルス及びパルス信号に基づいて、通常の時刻表示のために指針の駆動を制御する。

運針制御部３は、通常モード時においては、一秒に一回出力され秒針を駆動させる秒駆動パルス信号と、一分間に一回出力され時分針を駆動させる時分駆動パルス信号とを、秒駆動回路４１、時分駆動回路４２に出力して、指針の駆動を制御する。すなわち、各駆動回路４１，４２は、各駆動回路４１、４２からのパルス信号によって駆動されるステッピングモータからなる秒モータ４１１，時分モータ４２１を駆動し、これにより各モータ４１１，４２１に接続された秒針１３ｃと、分針１３ｂ及び時針１３ａとを駆動する。そして、各指針、モータ４１１，４２１、駆動回路４１，４２によって時刻を表示する時刻表示部が構成されている。なお、時刻表示部としては、１つのモータで、時針、分針、秒針を駆動するものでもよい。

制御部１５０を構成するカウンタ部６は、秒をカウントする秒カウンタ回路部６１と、時分をカウントする時分カウンタ回路部６２とを備えて構成されている。
秒カウンタ回路部６１は、秒位置カウンタ６１１と、秒時刻カウンタ６１２と、一致検出回路６１３とを備えて構成されている。秒位置カウンタ６１１及び秒時刻カウンタ６１２はともに６０カウント、つまり１Ｈｚの信号が入力された場合には６０秒でループするカウンタである。秒位置カウンタ６１１は、運針制御部３から秒駆動回路４１に供給される駆動パルス信号（秒駆動パルス信号ＰＳ１）をカウントしている。つまり、秒針を駆動させる駆動パルス信号をカウントすることによって、秒針が示している秒針の位置をカウントしている。
秒時刻カウンタ６１２は、通常は、運針制御部３から出力される１Ｈｚの基準パルス信号（クロックパルス)をカウントする。また、時刻情報管理部２２から時刻修正指示が出力された場合には、運針制御部３は、時刻データ記憶回路部２４から時刻データを読み取り、この時刻データのうちの秒データに合わせてカウンタ値が修正される。

同様に、時分カウンタ回路部６２は、時分位置カウンタ６２１と、時分時刻カウンタ６２２と、一致検出回路６２３とを備えて構成されている。時分位置カウンタ６２１および時分時刻カウンタ６２２はともに２４時間分の信号が入力されるとループするカウンタである。時分位置カウンタ６２１は、運針制御部３から時分駆動回路４２に供給される駆動パルス信号（時分駆動パルス信号ＰＳ２）をカウントし、時針、分針が示している時分針の位置をカウントしている。
時分時刻カウンタ６２２は、通常は、運針制御部３から出力される１Ｈｚのパルス（クロックパルス)をカウントする（正確には１Ｈｚを６０回計数したところで１カウントとする）。また、時刻情報管理部２２から時刻修正指示が出力された場合には、運針制御部３は、時刻データ記憶回路部２４から時刻データを読み取り、この時刻データのうちの時分データに合わせてカウンタ値が修正される。

各一致検出回路６１３，６２３は、各位置カウンタ６１１，６２１と各時刻カウンタ６１２，６２２とのカウント値の一致を検出し、一致しているか否かを示す検出信号を運針制御部３に出力する。
運針制御部３は、各一致検出回路６１３，６２３から不一致信号が入力されると、一致信号が入力されるまで各駆動パルス信号を出力し続ける。このため、通常運針時は、運針制御部３から１Ｈｚの基準信号によって各時刻カウンタ６１２，６２２のカウンタ値が変化して位置カウンタ６１１，６２１と不一致となると、各駆動パルス信号が出力されて各指針が動くとともに、各位置カウンタ６１１，６２１が時刻カウンタ６１２，６２２と一致することになり、この動作を繰り返すことで、通常の運針制御が行われる。
また、時刻データ記憶回路部２４から読み取った時刻データで各時刻カウンタ６１２，６２２が修正されると、そのカウンタ値に各位置カウンタ６１１，６２１のカウンタ値が一致するまで、各駆動パルス信号が出力され続け、指針が早送りされて正しい時刻に修正される。

電池１３０は、通信部１２２及び制御部１５０に電力を供給する。電池１３０は、銀電池等の一次電池を用いてもよいし、リチウムイオン電池のような二次電池を用いてもよい。
外部入力装置８は、リュウズ１６、操作ボタン１７を備え、受信動作や時刻合わせなどを行うために利用される。また、通常モードと通信モードの切り替えは、操作ボタン１７を押下することにより行う。

＜Ｃ：電子時計におけるアンテナ装置の構成＞
次に、電子時計１００におけるアンテナ装置９０の構成について図４Ａないし図６を参照しつつ説明する。
図４Ａは、カバーガラス８４側からアンテナ装置９０を見た場合の平面図であり、図４Ｂは、図４ＡのＡ―Ａ’線断面図である。図５Ａは第２基板１３５の表面側を示す平面図であり、図５Ｂは裏面側を示す平面図である。図５Ｃは第１基板１４５の表面側を示す平面図であり、図５Ｄは裏面側を示す平面図である。図６はアンテナ装置９０の特性例を示す図である。なお、本実施形態においては、第２基板１３５、ムーブメント１２５、及び第１基板１４５を図４Ｂのようにケース胴８１に収納した際に、第２基板１３５、ムーブメント１２５、及び第１基板１４５の面のうち、カバーガラス８４側の面を表面、裏蓋８５側の面を裏面とする。

本実施形態のアンテナ装置９０は、金属製のケース胴８１に取り付けられる金属製の裏蓋８５側に設けられた第１基板１４５と、第１基板１４５に対してムーブメント１２５を挟んで配置された第２基板１３５とを備えている。
第１基板１４５は、図５以下の説明においては、アンテナ装置にかかわる部分のみ両面基板（２層基板）として説明してあり、ムーブメント１２５の裏面側に接する第１基板１４５の表面１４５ａには、図５Ｃに示すように、グランドパターン２００を構成する表面側グランドパターン２００ａと、導通電極９２が取り付けられる接続点９５が形成されている。接続点９５は、導電性材料から形成されるパターンであり、導通電極９２が貫通する貫通孔の内面側に導通パターンを形成してもよいし、導通電極９２の端面が接触する平面の導通パターンとしてもよい。

裏蓋８５と対向する第１基板１４５の裏面１４５ｂには、図５Ｄに示すように、接続点９５と、給電パターン９６と、給電点９７と、グランドパターン２００を構成する裏面側グランドパターン２００ｂとが形成されている。接続点９５は、導電性の材料から形成されるパターンであり、第１基板１４５の表面１４５ａの接続点９５と電気的に導通している。第１基板１４５の裏面１４５ｂの接続点９５についても、導通電極９２が貫通する貫通孔の内面側に導通パターンを形成してもよいし、平面の導通パターンとしてもよい。給電パターン９６は導電性材料から形成されるパターンであり、接続点９５と給電点９７にそれぞれ接続される。給電パターン９６には、図４Ａに示すように、π型３素子構成のマッチング素子９８が接続される。給電点９７は、アンテナに接続される回路の入出力点であり給電回路としての通電部１２２（図４Ａ、図５Ｄにおいては図示を省略している）に接続される。また、裏面側グランドパターン２００ｂと表面側グランドパターン２００ａは電気的に導通されている。

カバーガラス８４と対向する第２基板１３５の表面１３５ａには、図５Ａに示すように、チップアンテナ取り付けパターン９１ａ，９１ｂと、給電パターン９４と、接続点９３とが形成されている。チップアンテナ取り付けパターン９１ａ，９１ｂは導電性材料から形成され、チップアンテナ取り付けパターン９１ａ，９１ｂには図４Ａに示すように、チップアンテナ９１が接続される。接続点９３は、導電性材料から形成されるパターンであり、導通電極９２が貫通する貫通孔の内面側に導通パターンを形成してもよいし、導通電極９２の端面が接触する平面の導通パターンとしてもよい。給電パターン９４は導電性材料から形成されるパターンであり、チップアンテナ取り付けパターン９１ｂと接続点９３にそれぞれ接続される。

ムーブメント１２５の表面側に接する第２基板１３５の裏面１３５ｂには接続点９３が形成されている。接続点９３は、第２基板１３５の表面１３５ａの接続点９３と電気的に導通している。第２基板１３５の裏面１３５ｂの接続点９３についても、導通電極９２が貫通する貫通孔の内面側に導通パターンを形成してもよいし、平面の導通パターンとしてもよい。

上述した第１基板１４５及び第２基板１３５をムーブメント１２５にネジ（図示せず）等により取り付け、第１基板１４５及び第２基板１３５によりムーブメント１２５を挟むように構成する。そして、図４Ｂに示すように、第１基板１４５及び第２基板１３５並びにムーブメント１２５を貫通する導通電極９２を配置し、導通電極９２の一端部を第２基板１３５の接続点９３に接続し、導通電極９２の他端部を第１基板１４５の接続点９５に接続する。

したがって、チップアンテナ９１、給電パターン９４、接続点９３、導通電極９２、接続点９５、給電パターン９６、マッチング素子９８、及び給電点９７は電気的に導通することになる。また、給電パターン９６、マッチング素子９８、及び給電点９７の周囲は、グランドパターン２００（表面側グランドパターン２００ａ，裏面側グランドパターン２００ｂ）により囲まれており、これらにより、本発明のアンテナ装置９０が構成される。

つまり、本発明のアンテナ装置９０は、電子時計１００の金属製のケース胴８１内に収納されるアンテナ装置であって、金属製のケース胴８１の裏蓋８５側に設けられ、グランドパターン２００及び給電回路としての通電部１２２が形成された第１基板１４５と、電子時計１００のムーブメント１２５を挟んで配置され、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１が形成された第２基板１３５と、ムーブメント１２５内に配置され、一端が給電点９７を介して給電回路としての通電部１２２に接続されると共に、他端がアンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１に接続される導通電極９２とを備え、グランドパターン２００に対して、９１〜９６がモノポールを形成することを特徴とするアンテナ装置である。

以上のような構成により、本発明のアンテナ装置９０は、グランドパターン２００と給電回路としての通電部１２２を含む第１基板１４５を裏蓋８５側に配置し、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１を第２基板１３５に配置し、両方の基板を貫通する導通電極９２によって通電部１２２とチップアンテナ９１を導通させるので、電子時計１００のケース胴８１という限られた空間内において、アンテナ装置を立体的に構成することができる。

この立体構成は電子時計１００に用いられている機械部品や、金属製のケース胴８１に大きな構造上の変更を加えることなく実現することができ、本発明は、小型の金属製のケース胴８１内に配置可能な新しいアンテナ装置９０を提供する。まず、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１がカバーガラス８４側に配置されることになり、面積の大きな金属製の裏蓋８５から遠ざかることとなり、また、ムーブメント１２５内の機械部品の上面にアンテナエレメントとしてチップアンテナ９１が配置されることになり、金属製の部材の影響を低減することができ、アンテナゲインの劣化が低減される。

また、導通電極９２が、第１基板１４５、第２基板１３５、及びグランドパターン２００に対して直立した立体構造となっているので、良好なアンテナ特性が得られ、ムーブメント１２５と金属製の裏蓋８５が近接する構造においても、ゲインの劣化の少ない構造を提供することができる。さらに、給電回路としての通電部１２２を電池１３０側に設けることができるので、回路構成が容易となる。また、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１は第２基板１３５上に形成され、第２基板１３５はムーブメント１２５に固定されることにより、さらには、導通電極９２についてもムーブメント１２５に内包されることにより、アンテナ位置のばらつきを低減できる。その結果、アンテナゲインのばらつきを低減することができる。
さらに、金属製のケース胴８１内にアンテナ装置９０を構成するにあたっては、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１またはプリントアンテナ９９と金属製のケース胴８１との位置関係によって、アンテナゲインが敏感に変化するため、両者間には一定のクリアランスを安定的に設けることが望ましい。本実施形態においては、ムーブメント１２５と金属製のケース胴８１との間に固定リング状の中枠８６を配置し、中枠８６にムーブメントを１２５固定する。つまり、ムーブメント１２５は中枠８６を介して金属製のケース胴８１に取り付けられる。これにより、第２基板１３５に形成されたアンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１またはプリントアンテナ９９はケース外周に対して、一定のクリアランスを設けて固定されることになる。したがって、アンテナゲインばらつきが抑制され、組み立て性を向上させることができる。

図６に本発明のアンテナ装置９０の特性例を示す。図６において、レーダーチャート軸の標記はアンテナゲインの相対値のデシベル表示であり、値が大きいほどアンテナゲインが大きいことを示す。
図６には。金属製の裏蓋８５を装着した本発明のアンテナ装置９０の特性例、金属製の裏蓋８５を装着しない本発明のアンテナ装置９０の特性例、及び、図１１Ａ、図１１Ｂに示すプラスチックケースを用いた比較例の電子時計におけるアンテナ装置の特性例を示している。

図１１Ａ、図１１Ｂに示す比較例は、ケースとしてプラスチック製のケース５００を用いており、単一の回路基板５０１上に、チップアンテナ９１、マッチング素子９８、給電パターン９６、給電点９７が形成されている。

図６に示すように、本発明のアンテナ装置９０は金属製の裏蓋８５を装着しない場合には、比較例のプラスチック製のケース５００内の回路基板５０１上のアンテナ装置に対して、特性を示すレーダーチャート図の面積が大きくなり、良好な特性を有していることがわかる。
また、金属製の裏蓋８５を装着すると、裏蓋８５を装着しない場合に比較して特性は劣化するものの、比較例のアンテナ装置の特性に対し、ほぼ同等の面積を有しているといえる。つまり、本発明のアンテナ装置９０は、金属製の裏蓋８５を用いているにも拘わらず、金属製の裏蓋８５を用いない比較例のアンテナ装置と同等の特性が得られることがわかる。

また、本発明のアンテナ装置９０には、次のような利点がある。つまり、本発明においては、グランドパターン２００と、給電回路としての通電部１２２を第１基板１４５上に形成し、第２基板１３５にはアンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１を配置することにより、立体的なアンテナ装置が構成できるため、第２基板１３５に構成されるアンテナエレメントとして、チップアンテナ９１という基本的なアンテナエレメントを用いることができる。

また、金属製のケース胴８１内にアンテナ装置９０を構成するにあたって、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１と金属製のケース胴８１及び裏蓋８５との位置関係によって、アンテナゲインが敏感に変化するが、両者間には一定のクリアランスを安定的に設けることが望ましい。本発明においては、ムーブメント１２５を挟むように第１基板１４５と第２基板１３５を取り付け、ムーブメント１２５をケース胴８１に中枠８６を介して位置決めするようにしたので、第２基板１３５に配置されたアンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１はケース胴８１に対して、一定のクリアランスを設けて固定されることになる。これにより、アンテナゲインのばらつきが抑制され、組み立て性もまた向上する。

なお、本実施形態においては、第２基板１３５上にグランドパターンを設けていないため、第２基板１３５上のレイアウトの自由度を向上させることができる。すなわち第２基板１３５上にアンテナエレメントとしてチップアンテナ９１、給電パターン９４、及び接続点９３のみを配置してもよいし、また、第２基板１３５のチップアンテナ９１等以外の部分に他の回路パターンを形成してもよい。あるいは第２基板１３５のチップアンテナ９１等以外の部分に金属板等の他の部品を配置しても、アンテナ特性に大きな劣化をもたらさず、良好なアンテナ装置を提供できる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について図７Ａないし図７Ｄを参照しつつ説明する。本実施形態においては、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、第２基板１３５にグランドパターン２０１（表面側グランドパターン２０１ａ，裏面側グランドパターン２０１ａ）を形成している。
表面側グランドパターン２０１ａは、アンテナエレメントとしてのチップアンテナ９１と所定の距離を保って形成されている。
また、第１基板１４５においては、グランドパターン２００（表面側グランドパターン２００ａ，裏面側グランドパターン２００ａ）の面積を第１実施形態よりも大きくしている。なお、第２基板１３５にグランドパターン２０１と第１基板１４５のグランドパターン２００は電気的に導通している。
つまり、多層基板としての第１基板１４５において、グランドパターン２００は第１基板１４５の各層に形成され、各層に形成されたグランドパターン２００は、給電回路としての通電部１２２及び給電回路としての通電部１２２と導通電極９２との接続箇所である給電点９７を除く基板のほぼ全域にわたって形成されている。

本実施形態によれば、第２基板１３５のアンテナエレメントとしてチップアンテナ９１及び導通電極９２が、立体的に構成された第１基板１４５のグランドパターン２００と第２基板１３５のグランドパターン２０１上に、立体的に構成される配置となり、立体的なモノポールアンテナとして動作することになる。したがって、金属製の裏蓋８５の影響がより一層低減されることになる。
また、グランドパターンの面積が第１実施形態よりも大きくなるため、アンテナの指向性を理想的な指向性に近づけることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態について図８Ａないし図１０を参照しつつ説明する。本実施形態においては、図８Ａないし図８Ｄ、及び図９Ａないし図９Ｄに示すように、アンテナエレメントとして、４分の１波長のプリントアンテナ９９を用いている。プリントアンテナ９９は、導電性の材料により形成したパターンであり、容易に製造することができる。
プリントアンテナ９９を用いる場合でも、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、第２基板１３５にグランドパターンを設けない構成としてもよいし、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、第２基板１３５にグランドパターン２０１を設ける構成としてもよい。

図１０に、図９Ａ及び図９Ｂに示すように第２基板１３５にグランドパターン２０１を設けた場合のアンテナ装置９０の特性例を示す。図１０に示すように、プリントアンテナ９９を用いた場合であっても、金属製の裏蓋８５の有無に関して、第１実施形態と同様の変化があるものの、比較例におけるプラスチック製のケース５００内のアンテナ装置に対し、ほぼ同等の特性を有していることがわかる。

つまり、本発明のアンテナ装置を用いることで、電子時計１００において、金属製のケース胴８１、金属製の裏蓋８５、歯車などを構成する金属製の機械部品などが存在する場合においても、プラスチック製のケース５００を有する比較例と同様に、アンテナゲインの劣化の少ない良好なアンテナ特性を得ることができる。

＜変形例＞
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば次に述べるような各種の変形が可能である。また、次に述べる変形の態様は、任意に選択された一または複数を、適宜に組み合わせることもできる。

（変形例１）
上述した各実施形態におけるグランドパターン２００，２０１は電子時計１００の電池１３０のプラス電位またはマイナス電位と同電位とすればよい。このようにすれば、簡単な構成で、電子時計１００の回路内のグランド電位を安定させることができる。

（変形例２）
上述した実施形態及び変形例においては、本発明をアナログ式の電子時計に適用したが、本発明は、置き時計型、もしくは、掛け時計型等の電子時計に適用可能である。

上述した本発明の各機能は、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ（記憶装置）等を備えたコンピュータにプログラムを組み込んで実現させてもよい。なお、このプログラムは、インターネット等の通信手段や、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリカード等の記録媒体を介してインストールされてもよい。

上述した実施形態及び各変形例においては、近距離無線通信の例として、Ｂｌｏｏｔｈ（登録商標）の規格に従った無線通信を用いたが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、Ｗｉ―Ｆｉ（登録商標）他の近距離無線通信を用いた場合にも適用可能である。

１３…指針、１３ａ…時針、１３ｂ…分針、１３ｃ…秒針、１６…リュウズ、１７…操作ボタン、８０…外装ケース、８１…ケース胴、８２…ベゼル、８３…ダイヤルリング、８４…カバーガラス、８５…裏蓋、８６…中枠、９０…アンテナ装置、９１…チップアンテナ、９２…導通電極、９３…接続点、９４…給電パターン、９５…接続点、９６…給電パターン、９７…給電点、９８…マッチング素子、１００…電子時計、１２２…通信部、１２５…ムーブメント、２００…グランドパターン、２０１…グランドパターン。

Claims (9)

1. 電子時計の金属製ケース内に収納されるアンテナ装置であって、
   前記電子時計のムーブメントに対して前記金属製ケースの裏蓋側に設けられ、グランドパターン及び給電回路が形成された第１基板と、
   前記ムーブメントに取り付けられ、前記第一基板と前記電子時計のムーブメントを挟む位置に配置され、アンテナエレメントが形成された第２基板と、
   前記ムーブメント内に配置され、一端が前記給電回路に接続され、他端が前記アンテナエレメントに接続される導通電極と、を備える、
   ことを特徴とするアンテナ装置。
2. 前記第２基板には、前記アンテナエレメントと所定の距離を保ってグランドパターンが形成されており、前記第２基板の前記グランドパターンは、前記第１基板の前記グランドパターンと電気的に導通されている、ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
3. 前記第１基板は複数の層を有し、前記第１基板のグランドパターンは前記第１基板の少なくとも一つの層に形成され、前記少なくとも一つの層に形成された前記グランドパターンは、前記給電回路及び前記給電回路と前記導通電極との接続箇所を除く基板の全域に形成されている、ことを特徴とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアンテナ装置。
4. 前記グランドパターンは前記電子時計の電池のプラス電位またはマイナス電位と同電位であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
5. 前記ムーブメントは中枠を介して前記金属製ケースに取り付けられることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
6. 前記中枠はダイヤルリングにより位置決めがなされることを特徴とする請求項５に記載のアンテナ装置。
7. 前記アンテナエレメントはチップアンテナであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
8. 前記アンテナエレメントはプリントパターンであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のアンテナ装置。
9. 請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のアンテナ装置を備えたことを特徴とする電子時計。
   

Images