JP2019132684A - 電波時計 - Google Patents

Abstract

【課題】外観上の制約が少なく、受信感度を維持できる電波時計１００を提供する。【解決手段】導電性を有する中空の外装ケース１と、外装ケース１の内側に配置される文字板２と、文字板２の下側に配置される回路基板１０と、共振巻線３１と、平面視において共振巻線３１の内側に設けられ、回路基板１０に電気的に接続される給電巻線３２と、を有するループアンテナ３０と、を備え、ループアンテナ３０は、平面視において文字板２の中心と外装ケース１との間の領域に、共振巻線３１及び給電巻線３２の軸線が文字板２を貫く方向を向くように配置される、電波時計１００。【選択図】図３

Description

本発明は、電波時計に関する。

従来より、衛星電波を受信して時刻修正を行う電波時計が知られている。衛星電波は一般にＵＨＦ（Ultra High Frequency）帯の高周波であり、電波時計にはこのような周波数帯の電波の受信に適した形態のアンテナが内蔵される。例えば、特許文献１には、電波時計の外装ケースに沿った円環状のリングアンテナが開示されている。

特開２００３−３１５４７５号公報

特許文献１に開示されるようなリングアンテナを内蔵する電波時計においては、電波時計が外観上の制約を受ける。さらに、外装ケースが金属製である場合、アンテナの側面全周が金属に隣接することとなるため、受信感度が低下するおそれがある。

本発明はかかる観点に立ちなされたものであり、その目的は、外観上の制約が少なく、受信感度を維持できる電波時計を提供することにある。

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とおりである。

（１）導電性を有する中空の外装ケースと、前記外装ケースの内側に配置される文字板と、前記文字板の下側に配置される回路基板と、共振巻線と、平面視において少なくとも一部が前記共振巻線の内側に設けられ、前記回路基板に電気的に接続される給電巻線と、を有するループアンテナと、を備え、前記ループアンテナは、平面視において前記文字板の中心と前記外装ケースとの間の領域に、前記共振巻線及び前記給電巻線の軸線が前記文字板を貫く方向を向くように配置される、電波時計。

（２）（１）において、電池をさらに備え、前記ループアンテナは、平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部が前記電池と重ならないように配置される、電波時計。

（３）（２）において、前記電池に電力を供給する太陽電池をさらに備え、前記太陽電池は、半導体層と、前記半導体層上に設けられる電極層を有し、少なくとも前記電極層の一部に切り欠きが形成されており、平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部が前記切り欠きと重なるように配置される、電波時計。

（４）（３）において、前記太陽電池は、前記切り欠きの内側に設けられる絶縁層を有し、前記共振巻線は、前記絶縁層を介して前記給電巻線が設けられる側の反対側に配置される、電波時計。

（５）（３）又は（４）において、平面視における前記共振巻線と前記切り欠きの内面との距離は、前記給電巻線の半径よりも大きい、電波時計。

（６）（１）又は（２）において、可撓性基板を備え、前記共振巻線と前記給電巻線のうち一方は、前記可撓性基板の一の面に設けられ、前記共振巻線と前記給電巻線のうち他方は、前記可撓性基板の他の面に設けられる、電波時計。

（７）（６）において、前記可撓性基板は、前記共振巻線及び前記給電巻線が設けられる第１領域と、前記給電巻線と前記回路基板を電気的に接続する導線が設けられる第２領域とを含み、前記第１領域と前記第２領域との境界において屈曲することにより、前記第１領域が前記文字板に沿うように配置されると共に、前記第２領域が前記外装ケースに沿うように配置される、電波時計。

（８）（７）において、前記導線は、前記第２領域のうち前記外装ケースから遠い側の面に設けられる、電波時計。

（９）（６）〜（８）において、前記共振巻線は、前記可撓性基板の下面に設けられ、前記給電巻線は、前記可撓性基板の上面に設けられると共に、前記可撓性基板に形成される貫通孔を介して前記ループアンテナの下側に配置される前記回路基板に電気的に接続される、電波時計。

（１０）（１）〜（９）のいずれかにおいて、前記外装ケースの裏側を塞ぐ導電性の裏蓋を備え、前記裏蓋は、平面視において前記共振巻線の受信面と重なる部分の少なくとも一部に貫通孔を有する、電波時計。

（１１）（１０）において、前記貫通孔の内側に非導電性部材が設けられる、電波時計。

（１２）（１）〜（１１）のいずれかにおいて前記共振巻線の軸線から見て前記給電巻線が設けられる側の反対側に、前記共振巻線に電気的に接続される周波数調整用の電子部品が設けられる、電波時計。

（１３）（１）〜（１２）のいずれかにおいて、前記回路基板は、平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部と重なる切り欠きを有する、電波時計。

（１４）（１）〜（１３）のいずれかにおいて、前記電波時計の状態を示す状態表示が設けられる、非導電性の円盤針を備え、前記円盤針は、平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部と重なるように設けられる、電波時計。

第１実施形態に係る電波時計の上面図である。 第１実施形態に係る電波時計の内部構造を示す上面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ切断線で切断した断面を示す図である。 第１実施形態における可撓性基板及びループアンテナを示す上面図である。 第１実施形態における可撓性基板及びループアンテナを示す側面図である。 ループアンテナにおいて発生する磁束について説明する斜視図である。 第１実施形態における太陽電池とループアンテナの配置関係を説明する上面図である。 変形例における可撓性基板及びその周辺の部材を示す断面図である。 ムーブメントに実装される部品の一部を示す上面図である。 円盤針について説明する図である。 第２実施形態の太陽電池を説明するための上面図である。 図１１のＸ−Ｘ線で切断した太陽電池の断面を示す断面図である。 第３実施形態におけるループアンテナ及びその周辺部材を示す断面図である。 第３実施形態の変形例におけるループアンテナ及びその周辺部材を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態に係る電波時計を図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る電波時計の上面図である。電波時計１００は、ここでは腕時計として示しているが、その他の形式、例えば、懐中時計であってもよい。電波時計１００は、図示の通り、アナログ式の電子時計であるが、一部に液晶表示器などを用いたデジタル表示を備えるものであってもよい。なお、図１では、電波時計１００を腕に装着するためのバンドは図示を省略している。

図１で見て、電波時計１００の文字板２のほぼ中心を軸として、時針３ａ、分針３ｂ及び秒針３ｃ等の指針３が設けられている。文字板２の外周縁には、見返しリング４が設けられ、見返しリング４上には、「ＲＸ」、「ＯＫ」、「ＮＧ」の状態表示５が刻印又は印刷されている。また、文字板２の外周に沿って、時刻を示す目印、いわゆる時字６が１時間を示す３０度毎に取り付けられている（図中では、煩雑となるため１２時位置の時字６にのみ符号を付した）。

図２は、第１実施形態に係る電波時計の内部構造を示す上面図であって、図１に示した文字板２、指針３等、紙面手前側に配置される部材の図示を省略し、電波時計１００の内部の構造が分かるように図示したものである。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ切断線で切断した断面を示す図である。第１実施形態においては、文字板２の中心を通る軸線を中心線Ｏとして示す。なお、図２、図３においては、図面が煩雑になることを避けるため、第１実施形態に係る電波時計１００の説明をする上で必要のない部品等についての図示は省略する。また、図３においては、図面が煩雑になるのを避けるためループアンテナ３０及び可撓性基板４０を簡略化して図示している。

電波時計１００は、中空の外装ケース１の内側に、時計の機構部材である所謂ムーブメント７を収容する。図３に示すように、外装ケース１は、中空の胴１ａ及びベゼル１ｂで構成されており、本例ではいずれもステンレスやチタン合金等の金属製となっており、耐久性に富み、外観上の高級感がある仕上げとなっている。ベゼル１ｂに対しては風防１２が嵌め込まれて取り付けられおり、また、胴１ａに対しては裏蓋１１が嵌め込まれて取り付けられている。本明細書では、電波時計１００に関して、風防１２が取り付けられている側を上側、裏蓋１１が取り付けられている側を下側と呼ぶこととする。また、上側の面を上面、下側の面を下面と呼ぶこととする。

また、図３に示すように、ムーブメント７の上側には、太陽電池８、文字板２が重ねて配置されている。ムーブメント７は、合成樹脂製のベースである地板５０を含み、地板５０には、各種電子部品を実装する回路基板１０、二次電池８０、モータ１８、輪列１７その他駆動機構、及び後述の可撓性基板４０などの多数の部品が組み付けられている。

太陽電池８は、外光により発電し、ムーブメント７に取り付けられた二次電池８０を充電するためのものである。太陽電池８は、シリコン等からなる半導体層と、その半導体層の上面及び下面に配置される電極層とを含み、外光が入射されることにより半導体層で発生した電荷を、電極層で回収し、電極層から二次電池８０へ電力を供給する。図３に示すように、太陽電池８は、文字板２の下側に配置される。

文字板２は、半透過性の合成樹脂等の不導体製であり、文字板２に入射した外光の一部を太陽電池８へと透過して、太陽電池８による発電がなされるようになっている。文字板２の外周縁には、適宜の位置に時字６が取り付けられる。

文字板２の外周縁には、見返しリング４が載置される。見返しリング４は、電波時計１００の主として外観を整える装飾部品としての役割を果たすものである。見返しリング４は、中空の環状部材であり、合成樹脂やセラミックスなどの非導電性部材である。見返しリング４の表面は、必要に応じて塗装がなされ、また、その内側側面は斜面となっている。ムーブメント７、太陽電池８、文字板２及び見返しリング４は、ベゼル１ｂと裏蓋１ｃに挟まれるように配置されており、外装ケース１内での位置が固定される。

ムーブメント７から延びる指針軸２３には、時針３ａ、分針３ｂ及び秒針３ｃ等の指針３が取り付けられる。第１実施形態においては、電波時計１００はいわゆる３針式のアナログ時計であるが、これ以外に適宜の副針やレトログラード、液晶表示器などの平面ディスプレイを備えるようにしてもよく、また、指針軸２３の位置は必ずしも電波時計１００の中心と一致せずともよい。さらに、電波時計１００の外形は、円形のものとして示したが、これ以外の形状、例えば角型としてもよい。その場合、文字板２、太陽電池８等の外形も、電波時計１００の外形に対応させて円形以外の形状としてもよい。

また、ムーブメント７の地板５０上には、電波を受信するためのループアンテナ３０が設けられる。第１実施形態においては、ループアンテナ３０がＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）等の可撓性基板４０に設けられ、その可撓性基板４０が地板５０上に配置される構成となっている。

図４は、第１実施形態における展開された状態の可撓性基板及びループアンテナを示す上面図である。図５は、図４のＶ−Ｖ切断線で切断した可撓性基板及びループアンテナを示す断面図である。第１実施形態においては、ループアンテナ３０の共振巻線３１の中心を通る軸線を軸線Ｏ１、給電巻線３２の中心を通る軸線を軸線Ｏ２として図中に示す。

ループアンテナ３０は、共振巻線３１と、平面視において共振巻線３１の内側に設けられ、回路基板１０に電気的に接続される給電巻線３２とを有する。第１実施形態においては、図５に示すように、共振巻線３１が可撓性基板４０の下面に設けられ、給電巻線３２が可撓性基板４０の上面に設けられる。また、共振巻線３１と給電巻線３２とは、互いに電気的に浮遊している。ただし、これに限られるものではなく、可撓性基板４０に貫通孔を形成し、その貫通孔を通じて、共振巻線３１と給電巻線３２とを直流接続しても構わない。

ループアンテナ３０は、図３等に示すように、平面視において文字板２の中心Ｏと外装ケース１との間の領域に、共振巻線３１及び給電巻線３２の軸線Ｏ１、Ｏ２が文字板２を貫く方向を向くように配置される。

図４に示すように、共振巻線３１の内側の領域を受信面３１０とし、給電巻線３２の内側の領域を受信面３２０とすると、第１実施形態においては、受信面３２０の全面が受信面３１０と重なるように、共振巻線３１に対して給電巻線３２を隣接して配置した。このように、給電巻線３２の受信面３２０の全面が共振巻線３１の受信面３１０に重なるように配置することにより、共振巻線３１での共振により生じた磁束を効率良く給電巻線３２で検出することができる。また、このような配置にすることにより、ループアンテナ３０の外径をほぼ共振巻線３１の外径に対応させることができ、ループアンテナ３０の平面視における大きさを最小限にし、電波時計１００内におけるレイアウト自由度を確保することが可能となる。ただし、図４等に示す配置に限られるものではなく、給電巻線３２の受信面３２０の一部のみが共振巻線３１の受信面３１０と重なるように、共振巻線３１に対して給電巻線３２を配置しても構わない。

可撓性基板４０は、絶縁性の誘電体からなるとよい。ＦＰＣである可撓性基板４０の誘電率は２〜５程度であるとよい。

また、図４、図５等に示すように、共振巻線３１の閉ループの一部を構成するように、周波数調整用のコンデンサ３３が設けられるとよい。コンデンサ３３は、高インピーダンスであり、回路基板１０に接地される給電巻線３２から離れた位置に配置されることが好ましい。第１実施形態においては、共振巻線３１のうち、軸線Ｏ１から見て給電巻線３２が配置される側の反対側にコンデンサ３３を配置した。なお、製造ばらつきを考慮して、コンデンサ３３を複数並列に配置しても良いし、容量を可変できるコンデンサ３３を用いてもよい。

なお、ループアンテナ３０の薄型化を考慮すると、コンデンサ３３が設けられる共振巻線３１を可撓性基板４０の下面側に配置することが好ましい。コンデンサ３３を可撓性基板４０の上面側に配置すると、コンデンサ３３がループアンテナ３０の厚み方向に突出することとなり、その分厚さが増してしまうためである。ただし、これに限られるものではなく、可撓性基板４０の上面側に共振巻線３１を設け、下面側に給電巻線３２を設けても構わない。また、共振巻線３１の形状は真円である必要はなく、例えば、中心からの距離が他の部分より短い領域を、周方向の一部に有する形状であってもよい。その場合、中心からの距離が短い領域にコンデンサ３３を配置するとよい。それにより、共振巻線３１の径方向にコンデンサ３３が突出して配置されることを抑制し、ループアンテナ３０の外径をほぼ共振巻線３１の外径に対応させることができ、ループアンテナ３０の平面視における大きさを最小限にすることができる。

図４に示すように、可撓性基板４０は、ループアンテナ３０が配置される第１領域であるアンテナ配置部４１と、各種電子部品が搭載される第２領域である部品搭載部４２とを有する。そして、可撓性基板４０は、アンテナ配置部４１と部品搭載部４２との境界において屈曲可能な構成となっており、アンテナ配置部４１は文字板２に沿うように配置され、部品搭載部４２は外装ケース１に沿うように配置される。可撓性基板４０をこのような構成にすることにより、アンテナ配置部４１に設けられる共振巻線３１及び給電巻線３２の軸線Ｏ１、Ｏ２が文字板２を貫く方向を向くように、ループアンテナ３０を配置することができる。なお、各種電子部品は、少なくとも一部が部品搭載部４２に搭載されていればよく、可撓性基板４０の形状や大きさ等によっては他の領域にも搭載されていてもよい。

また、給電巻線３２は、部品搭載部４２に沿うように設けられる導線３２ａを介して、回路基板１０に接続される。また、部品搭載部４２には、図４、図５に示すように、増幅器であるＬＮＡ（Ｌｏｗ Ｎｏｉｓｅ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ）４２ａや、マッチング用のコンデンサ４２ｂ等が搭載されるとよい。また、図５に示すように、部品搭載部４２の基端部には、回路基板１０との接続用のコネクタ４２ｃが設けられるとよい。ただし、ここで示した各種電子部品は一例であって、適宜追加又は削除しても構わない。このように、第１実施形態においては、可撓性基板４０を用いることで簡易な構成かつ安価に、ループアンテナ３０及び各種電子部品を電波時計１内に実装することができる。

さらに、図６を参照して、ループアンテナにおいては発生する磁束について説明する。図６は、ループアンテナにおいて発生する磁束について説明する斜視図である。

共振巻線３１は、電気的に浮遊しており、外部から入射した電波と共振して励起され、軸線Ｏ１方向に磁束を生じる。図６において示される矢印が、共振巻線３１により発生した磁束を表している。すなわち、磁束は図６中の矢印Ｍ方向に生じる。一方、給電巻線３２は、回路基板１０に接続されて、回路基板１０へ給電する。ループアンテナ３０は、共振巻線３１の電磁的共振により生じた磁束を、給電巻線３２により検出することにより、アンテナとし機能する。

ここで、ループアンテナ３０において発生する磁束の通過する領域に金属等の導電性の部材が配置されると、ループアンテナ３０の受信感度（共振巻線３１の電気的特性）に影響がでるおそれがある。そこで、第１実施形態においては、平面視において共振巻線３１の受信面３１０に重なる位置に導電性の部材を配置することを避けることとした。

具体的には、共振巻線３１の受信面３１０が平面視において二次電池８０と重ならないようループアンテナ３０を配置した。

また、第１実施形態においては、図７に示すように、ループアンテナ３０を太陽電池８の下側に配置すると共に、太陽電池８に切り欠き８３を設け、平面視において共振巻線３１の受信面３１０が切り欠き８３と重なるようにループアンテナ３０を配置した。図７においては、太陽電池８の切り欠き８３を介して、可撓性基板４０に設けられるループアンテナ３０が見えている様子を示している。なお、切り欠き８３の形状は図７に示すものに限られるわけではなく、矩形等であってもよい。少なくとも、共振巻線３１の受信面３１０の一部が平面視において切り欠き８３と重なるように配置されるとよい。

なお、図７に示す例においては、太陽電池８の半導体層及び電極層に切り欠きが形成された構成について示すが、これに限られるものではなく、少なくとも電極層に切り欠きが形成されていればよい。なお、太陽電池８において、切り欠き８３を設ける代わりに、平面視において共振巻線３１の受信面３１０と重なる領域を絶縁性の部材で構成してもよい。

ここで、太陽電池８に切り欠き８３を設けた場合、その分太陽電池８の発電能力が低下するおそれがある。そのため、環状の太陽電池を見返しリング４の下側にもさらに配置するとよい。この場合、見返しリング４が光透過性を有する部材からなるとよい。

また、第１実施形態においては、図３に示すように、裏蓋１１は、共振巻線３１の軸線Ｏ１と平面視において重なる位置に貫通孔１１ａを有する。このように、共振巻線３１により発生する磁束の通り道に金属製の裏蓋１１が配置されることを避けることにより、ループアンテナ３０の受信感度を維持することができる。なお、第１実施形態においては、共振巻線３１の受信面３１０の全面が平面視において貫通孔１１ａと重なるような構成としたが、少なくとも受信面３１０の一部が平面視において貫通孔１１ａと重なるような構成であるとよい。また、貫通孔１１ａの内部は空洞であるものに限らず、非導電性の樹脂やガラス等が貫通孔１１ａ内に設けられてもよい。

貫通孔１１ａの平面視における形状は、共振巻線３１の受信面３１０の形状と同じであることが好ましい。すなわち、共振巻線３１が円形の場合、貫通孔１１ａの平面視における形状は円形であることが好ましい。また、貫通孔１１ａの直径は、共振巻線３１の外径と同等、又は共振巻線３１よりも大きい方が好ましい。貫通孔１１ａの直径が、共振巻線３１の直径よりも大きい場合、共振巻線３１において発生した磁束の大半は貫通孔１１ａを通過することとなり、裏蓋１１の存在による受信感度への影響が少なくなるためである。

また、第１実施形態においては、図５に示すように、アンテナ配置部４１と部品搭載部４２との境界で屈曲可能な可撓性基板４０にループアンテナ３０を設ける構成にしたことにより、部品搭載部４２の長さ分、ループアンテナ３０を金属製の裏蓋１１から遠ざけることができ、裏蓋１１の存在による受信感度への影響が低減される。

また、第１実施形態においては、図３等に示すように、ループアンテナ３０を文字板２の中心Ｏと外装ケース１との間の領域に配置した。すなわち、ループアンテナ３０を文字板２の中心Ｏに配置される指針軸２３と重ならない領域に配置した。指針軸２３の軸受（不図示）は、強度の観点から金属製の部材からなることが好ましいところ、図３に示すレイアウトにおいては、指針軸２３の軸受けの存在によるループアンテナ３０の受信感度への影響が低減される。

なお、第１実施形態においては、ループアンテナ３０が設けられる可撓性基板４０を、ムーブメント７の地板５０上に配置する構成としたが、これに限られるものではなく、ループアンテナ３０が平面視において文字板２の中心と外装ケース１との間の領域に配置されるものであれば他の位置に配置されても構わない。

以上説明したように、第１実施形態においては、共振巻線３１の受信面３１０と平面視において重なる位置に導電性の部材が配置されることを避ける構成とした。これにより、ループアンテナ３０の受信感度の低下を抑制することができる。

また、第１実施形態においては、ループアンテナ３０は、平面視において、文字板２の中心Ｏと、外装ケース１との間の領域に配置されるため、ループアンテナ３０を金属製の外装ケース１から離して配置することができることから、ループアンテナ３０の受信感度を維持することができる。また、第１実施形態において、ループアンテナ３０は、平面視において、文字板２の中心Ｏと、外装ケース１との間の領域に配置され得る程度の大きさであるため、電波時計１が大型化することを抑制することができる。さらに、ループアンテナ３０は、共振巻線３１及び給電巻線３２の軸線Ｏ１、Ｏ２が文字板２を貫く方向を向くように配置されることより、それら軸線Ｏ１、Ｏ２が外装ケース１を貫く方向を向くように配置される構成と比較して、電波時計１の厚み方向でループアンテナ３０が幅をとることがなく、電波時計１の薄型化が可能となる。

次に、図８を参照して、可撓性基板の変形例について説明する。図８は、変形例における可撓性基板及びその周辺の部材を示す断面図である。なお、図５で示した部材と同じ部材について同じ符号を用いて、その説明の詳細については省略する。

図５で示した構成と同様に、本変形例においては、可撓性基板４０の上面に給電巻線３２を設け、下面に共振巻線３１を設ける。上述したように、共振巻線３１に周波数調整用のコンデンサ３３を設ける必要があるところ、コンデンサ３３を可撓性基板４０の上側の面に設けることは、薄型化の観点から好ましくないためである。

一方、ループアンテナ３０のレイアウト上、可撓性基板４０の部品搭載部４２は外装ケース１に近接して設けられることとなる。また、図５で示した構成においては、給電巻線３２を可撓性基板４０の上面に設けたことにより、給電巻線３２と回路基板１０を電気的に接続する導線３１ａ、及び各種電子部品は、部品搭載部４２の面のうち外装ケース１に近い側の面に設けられることとなる。そのため、図５で示した構成においては、部品搭載部４２に搭載されるＬＮＡ４２ａ等の各種電子部品が外装ケース１に接触して、接触不良を起こしたり、また金属製の外装ケース１の影響によりノイズが生じたりするおそれがある。各種電子部品と外装ケース１間にプラスチックやセラミックなどの絶縁部材で覆うことによりノイズの影響を回避することは可能であるが、ムーブメント７の外径が大きくなるため、好ましくない。

そこで、本変形例においては、図８に示すように、部品搭載部４２うち外装ケース１から遠い側の面に各種電子部品を、搭載することとした。また、これに伴い、給電巻線３２と回路基板１０とを電気的に接続する導線３２ａも、部品搭載部４２のうち外装ケース１から遠い側の面に設けた。そして、可撓性基板４０に貫通孔４１ａを形成し、貫通孔４１ａに導線３２ａを形成することにより、給電巻線３２と回路基板１０とを電気的に接続することとした。さらに、可撓性基板４０のうち外装ケース１に近い側の面に、外装ケース１に沿うようにＧＮＤ電極層（不図示）を配置してもよい。このように、ＧＮＤ電極層を配置することにより外装ケース１からのノイズ影響をより低減することができる。

さらに、図９を参照して、回路基板の変形例について説明する。図９は、ムーブメントに実装される部品の一部を示す上面図である。図９に示す例においては、回路基板１０のうち、平面視において共振巻線３１の受信面３１０と重なる領域に切り欠き１１０を設けた。これにより、接地電極が設けられる回路基板１０の存在によるループアンテナ３０の受信感度への影響を低減することができる。なお、給電巻線３２は、平面視において切り欠き１１０よりも外側まで延びる導線３２ａを介して、回路基板１０に電気的に接続されるとよい。なお、回路基板１０に切り欠きを設ける構成に限られるものではなく、平面視において共振巻線３１の受信面３１０と重なる領域に少なくとも接地電極が設けられない構成とするとよい。

また、図９に示すように、ムーブメント７内には複数の金属製のモータコイル１８が配置されるところ、それらモータコイル１８は平面視において共振巻線３１の受信面３１０と重ならないように配置されることが好ましい。なお、モータコイル１８の数は任意であり、副針や日板等の表示部材の有無により、適宜の数設けられるものである。

さらに、図１０を参照して、サブダイヤルを備える電波時計１００について説明する。図１０は、円盤針について説明する図である。図１０に示すように、電波時計１００にサブダイヤルを設ける場合、円盤針７０を平面視において共振巻線３１の受信面３１０と重なるように設けるとよい。なお、図１０においてはループアンテナ３０の図示は省略し、受信面３１０の位置のみ示している。一般的に円盤針７０は樹脂等の非導電性の部材からなり、ループアンテナ３０と平面視において重なるように設けられても、受信感度に影響がないためである。これに対して、サブダイヤルに指針を用いた場合、強度の観点から指針の軸や軸受けを金属製にすることが好ましいため、それら軸や軸受けによる受信感度への影響を考慮するとループアンテナ３０のレイアウトの自由度が低下することとなってしまう。一方、サブダイヤルに円盤針７０を用いることで、共振巻線３１０の受信面３１０とサブダイヤルが平面視において重なる場合であっても受信感度への影響が少ないため、レイアウトの自由度が向上する。なお、円盤針７０を回転駆動させるための輪列も樹脂等の非導電性の部材で構成するとより好ましい。なお、円盤針７０には、例えば、電池電圧の残量等の状態を示す状態表示が刻印又は印刷されている。図１０に示す円盤針７０は、軸Ｏ３を中心軸として回転することにより、文字板２上に設けられる矢印７１に指し示されるよう状態表示を移動させ、電波時計１００の状態をユーザに知らせるものである。

サブダイヤルを指針で構成する場合、サブダイヤルの指針回転軸と同心円状に装飾を行う場合がある。装飾はプラスチック樹脂などの非導電性部材であることが好ましいが、金属等の導電性部材を用いる場合は、サブダイヤルの金属装飾は連続した円形の形状とするのではなく、少なくとも２以上の独立した金属装飾の組み合わせとする構成にするとよい。例えば、円形のサブダイヤルの外形に沿うように断続的に金属装飾が配置されるとよい。このように１のループを構成しないように金属装飾を形成し、かつ金属装飾の占める面積の割合を小さくすることにより、ループアンテナ３０をサブダイヤルと平面視において重なるように設けた場合であっても、受信感度に対する影響を抑制することができる。

次に、図１１、図１２を参照して、第２実施形態について説明する。図１１は、第２実施形態の太陽電池を説明するための上面図である。図１２は、図１１のＸ−Ｘ線で切断した太陽電池の断面を示す断面図である。第１実施形態においては、可撓性基板４０に設けられるループアンテナ３０について説明したが、第２実施形態においては、太陽電池１０８に一体的にモジュール化されたループアンテナ３０について説明する。なお、第１実施形態と同様の構成については、同じ符号を用いてその説明については省略する。

図１２に示すように、太陽電池１０８は基材１８４を有する。基材１８４上には下側電極層１８５が設けられ、下側電極層１８５上にはｎ型、ｉ型、ｐ型のアモルファスシリコン層（以下、単にシリコン層という）１８６が設けられる。さらに、シリコン層１８６上には上側電極層１８１が設けられる。下側電極層１８５はアルミニウム等からなるとよい。上側電極層１８１は酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）や酸化スズ（ＳｎＯ_２）等からなる透明電極であるとよい。第２実施形態においては、図１２に示すように、所謂ｐｉｎ接合型の太陽電池について示したが、これに限られるものではなく、ｐｎ接合型であってもよい。

また、第２実施形態においては、太陽電池１０８の一部に切り欠き１８３が形成されており、その切り欠き１８３の内側を埋めるように絶縁層１８７が設けられている。そして、ループアンテナ３０が絶縁層１８７に一体に設けられる。すなわち、共振巻線３１の受信面３１０は、平面視において太陽電池１０８のうち、上側電極層１８１、シリコン層１８６、下側電極層１８５と重ならないように配置され、かつ絶縁層１８７と重なるように配置される。

また、図１２に示すように、共振巻線３１と給電巻線３２とを絶縁層１８７を介して反対側に配置する構成とした。具体的には、給電巻線３２を下側電極層１８５と同層に設け、共振巻線３１を上側電極層１８１と同層に設けた。また、周波数調整用のコンデンサ３３を下側電極層１８５の下面に配置し、基材１８４及び絶縁層１８７に形成される貫通孔内に設けられる導線６２を介して、共振巻線３１とコンデンサ３３とを導通する構成とした。また、給電巻線３２は、基材１８４に形成される貫通孔内に設けられる導線６１を介して、太陽電池１０８の下面側に配置される回路基板（図１２においては不図示）と電気的に接続される構成とした。なお、図１２に示すように、貫通孔の開口部にはパッド６３、６４を配置してもよい。なお、図１２に示す構成に限られるものではなく、共振巻線３１を下側電極層１８５と同層に設け、給電巻線３２を上側電極層１８１と同層に設ける構成としてもよい。

以上説明したように、第２実施形態においては、共振巻線３１の受信面３１０は平面視において太陽電池１０８の下側電極層１８５、上側電極層１８１、及びシリコン層１８６のいずれとも重ならないように配置される。そのため、ループアンテナ３０が太陽電池１０８から受ける受信感度への影響を最小限にすることができる。ただし、これに限られるものではなく、共振巻線３１の受信面３１０は、下側電極１８５、上側電極１８１の少なくともいずれかと重ならないように配置される構成であってもよい。共振巻線３１の受信面３１０と平面視において重なる導電性の部材を少なくすることにより、太陽電池１０８による受信感度への影響を低減できる。

なお、平面視における共振巻線３１から太陽電池１０８の切り欠き１８３の内面までの距離ｌ（図１１参照）は長い方が好ましい。具体的には、距離ｌが給電膜線３２の半径ｒよりも長い方が好ましい。共振巻線３１を、太陽電池８の上側電極層１８１等から離して配置することにより、受信感度を維持することができる。また、距離ｌは、共振巻線３１の全周で同じであることが好ましい。第２実施形態においては、図１１に示すように、切り欠き１８３の平面形状と、共振巻線３１の形状を同心相似形としたため、距離ｌは共振巻線３１の全周で同じとなっている。このように、共振巻線３１を、導電性の上側電極層１８１等から等距離離して配置することにより、共振巻線３１における電気的特性が安定し、受信感度を維持することができる。

図１３を参照して、第３実施形態について説明する。図１３は、第３実施形態におけるループアンテナ及びその周辺部材を示す断面図である。なお、第１実施形態と同様の構成については同じ符号を用いて、その説明の詳細は省略する。

第３実施形態に係る電波時計においては、文字板２にサブダイヤルが設けられる。そして、図１３に示すように、サブダイヤルにおける機能針として、円盤針１７０を用いる。円盤針１７０は、円盤状であって、軸１７１を中心に回転可能に設けられる。また、円盤針１７０の文字板２側の面には、「ＲＸ」、「ＯＫ」、「ＮＧ」等の状態表示２５が刻印又は印刷されているとよい。また、文字板２には、平面視における状態表示２５の回転軌跡に重なるように開口２１が形成されている。電波時計のユーザは、開口２１を介して、円盤針１７０の状態表示２５を視認することにより、電波時計の状態を確認することができる。例えば、開口２１を介して「ＲＸ」が視認できる場合は電波を受信中であること、「ＯＫ」が視認できる場合は電波の受信に成功したこと、「ＮＧ」が視認できる場合は電波の受信に失敗したことを確認することができる。

第３実施形態においては、円盤針１７０の下面に、円盤針１７０の軸１７１と同軸上に軸線Ｏ１が配置されると共に、円盤針１７０の外縁に沿うように、共振巻線３１が固定して設けられる。すなわち、円盤針１７０が回転することにより、共振巻線３１も軸線Ｏ１を中心に回転する。また、第１実施形態と同様に、共振巻線３１上には周波数調整用のコンデンサ３３が設けられる。コンデンサ３３は、円盤針１７０の回転に伴い回転移動する。また、給電巻線３２が、円盤針１７０の上側に、円盤針１７０から離間して設けられる。給電巻線３２は、導線３２ｅを通じて回路基板１０に電気的に接続される。

なお、上記各実施形態においては、周波数を調整するためにコンデンサ３３を用いたが、これに限られるものではない。例えば、共振巻線３１の巻数を１より大きくし、共振巻線３１同士が並行に配置される領域において線間容量を形成することにより、周波数の調整を行う構成としてもよい。ここで、第３実施形態のように、円盤針１７０に共振巻線３１を固定して、共振巻線３１を回転させる構成において、コンデンサ３３を共振巻線３１に実装した場合、円盤針１７０の重心がコンデンサ３３の重みによって偏ってしまい、円盤針１７０を回転駆動させるモータの性能を維持することが困難になるおそれがある。そのため、特に第３実施形態のような構成においては、コンデンサ３３を用いず、共振巻線３１の巻数を調整することにより周波数を調整する構成を採用する利点があるといえる。

第１実施形態でも説明したように、高インピーダンスのコンデンサ３３は、給電巻線３２と離れて配置されることが好ましい。上述のように、コンデンサ３３は円盤針１７０の回転と共に回転するものであるが、コンデンサ３３が、軸線Ｏ１から見て給電巻線３２の反対側に配置される状態において、電波の受信動作が行われるのが好ましい。そこで、第３実施形態においては、受信中であることを表示する「ＲＸ」が開口２１を介して視認できる位置に円盤針１７０がある状態において、コンデンサ３３が、軸線Ｏ１から見て給電巻線３２の反対側に配置されるような構成とするとよい。なお、図１３は、コンデンサ３３が軸線Ｏ１から見て給電巻線３２の反対側にある状態を示している。

なお、図１３においては、給電巻線３２が円盤針１７０の上側に配置される例について説明したが、これに限られるものではなく、図１４に示すように、給電巻線３２を円盤針１７０の下側に配置してもよい。この場合、給電巻線３２をムーブメント７の地板５０に直接接するように設けることができるため、円盤針１７０と文字板２との間に給電巻線３２を設けた図１３の構成と比較して、ループアンテナ３０の組み付けが容易となる。

なお、上記各実施形態においては、共振巻線３１及び給電巻線３２の形状は円として示しているが、必ずしも円でなくともよく、楕円あるいは多角形であってもよい。巻線が非円形の場合の外径は、例えばその最大幅により示してよい。すなわち、巻線の平面視における形状が正方形である場合は、その正方形の対角線を、巻線の外径とするとよい。また、巻線が正方形の場合、その中心を軸線Ｏ１、Ｏ２とするとよい。なお、共振巻線３１及び給電巻線３２の巻数は、上記各実施形態においては１としたが、１より多くしても構わない。

なお、上記各実施形態においては、共振巻線３１及び給電巻線３２を、導電性の線材、例えば、銅線を成形したものとして示したが、これに限らず、導電パターンにより可撓性基板４０や、太陽電池８上に形成したものとしてもよい。

なお、上記各実施形態で説明したループアンテナの構成は、高周波帯域の電波の受信、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの衛星電波を受信するためのアンテナに適用することが好ましい。ただし、これに限られるものではなく、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）などの近距離通信を行うためのアンテナに適用してもよい。

以上説明した実施形態に示した具体的な構成は例示として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定するものではない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形、例えば、各部材あるいはその部分の形状や数、配置等を適宜変更したり、例示された実施形態を互いに組み合わせたりしてもよい。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 外装ケース、１ａ 胴、１ｂ ベゼル、２ 文字板、３ 指針、３ａ 時針、３ｂ 分針、３ｃ 秒針、４ 見返しリング、５，２５ 状態表示、６ 時字、７ ムーブメント、８，１０８ 太陽電池、８３ 切り欠き、１８１ 上側電極層、１８４ 基材、１８５ 下側電極層、１８６ シリコン層、１８７ 絶縁層、１０ 回路基板、１１０ 切り欠き、１１ 裏蓋、１１ａ 貫通孔、１２ 風防、１７ モータコイル、２３ 指針軸、３０ ループアンテナ、３１ 共振巻線、３１０ 受信面、３２ 給電巻線、３２０ 受信面、３２ａ 導線、３３ コンデンサ、４０ 可撓性基板、４１ アンテナ配置部、４１ａ 貫通孔、４２ 部品搭載部、４２ａ ＬＮＡ、４２ｂ コンデンサ、４２ｃ コネクタ、５０ 地板、７０，１７０ 円盤針、１７１ 軸、８０ 二次電池、１００ 電波時計。

Claims (14)

1. 導電性を有する中空の外装ケースと、
   前記外装ケースの内側に配置される文字板と、
   前記文字板の下側に配置される回路基板と、
   共振巻線と、平面視において少なくとも一部が前記共振巻線の内側に設けられ、前記回路基板に電気的に接続される給電巻線と、を有するループアンテナと、
   を備え、
   前記ループアンテナは、平面視において前記文字板の中心と前記外装ケースとの間の領域に、前記共振巻線及び前記給電巻線の軸線が前記文字板を貫く方向を向くように配置される、
   電波時計。
2. 電池をさらに備え、
   前記ループアンテナは、平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部が前記電池と重ならないように配置される、
   請求項１に記載の電波時計。
3. 前記電池に電力を供給する太陽電池をさらに備え、
   前記太陽電池は、半導体層と、前記半導体層上に設けられる電極層を有し、少なくとも前記電極層の一部に切り欠きが形成されており、
   平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部が前記切り欠きと重なるように配置される、
   請求項２に記載の電波時計。
4. 前記太陽電池は、前記切り欠きの内側に設けられる絶縁層を有し、
   前記共振巻線は、前記絶縁層を介して前記給電巻線が設けられる側の反対側に配置される、
   請求項３に記載の電波時計。
5. 平面視における前記共振巻線と前記切り欠きの内面との距離は、前記給電巻線の半径よりも大きい、
   請求項３又は４に記載の電波時計。
6. 可撓性基板を備え、
   前記共振巻線と前記給電巻線のうち一方は、前記可撓性基板の一の面に設けられ、
   前記共振巻線と前記給電巻線のうち他方は、前記可撓性基板の他の面に設けられる、
   請求項１又は２に記載の電波時計。
7. 前記可撓性基板は、
   前記共振巻線及び前記給電巻線が設けられる第１領域と、前記給電巻線と前記回路基板を電気的に接続する導線が設けられる第２領域とを含み、
   前記第１領域と前記第２領域との境界において屈曲することにより、前記第１領域が前記文字板に沿うように配置されると共に、前記第２領域が前記外装ケースに沿うように配置される、
   請求項６に記載の電波時計。
8. 前記導線は、前記第２領域のうち前記外装ケースから遠い側の面に設けられる、
   請求項７に記載の電波時計。
9. 前記共振巻線は、前記可撓性基板の下面に設けられ、
   前記給電巻線は、前記可撓性基板の上面に設けられると共に、前記可撓性基板に形成される貫通孔を介して前記ループアンテナの下側に配置される前記回路基板に電気的に接続される、
   請求項６〜８のいずれか１項に記載の電波時計。
10. 前記外装ケースの裏側を塞ぐ導電性の裏蓋を備え、
    前記裏蓋は、平面視において前記共振巻線の受信面と重なる部分の少なくとも一部に貫通孔を有する、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の電波時計。
11. 前記貫通孔の内側に非導電性部材が設けられる、
    請求項１０に記載の電波時計。
12. 前記共振巻線の軸線から見て前記給電巻線が設けられる側の反対側に、前記共振巻線に電気的に接続される周波数調整用の電子部品が設けられる、
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の電波時計。
13. 前記回路基板は、平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部と重なる切り欠きを有する、
    請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電波時計。
14. 前記電波時計の状態を示す状態表示が設けられる、非導電性の円盤針を備え、
    前記円盤針は、平面視において前記共振巻線の受信面の少なくとも一部と重なるように設けられる、
    請求項１〜１３のいずれか１項に記載の電波時計。

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