JP2022023316A

JP2022023316A - 電子時計

Info

Publication number: JP2022023316A
Application number: JP2020126167A
Authority: JP
Inventors: 照彦藤澤; Teruhiko Fujisawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2020-07-27
Filing date: 2020-07-27
Publication date: 2022-02-08
Anticipated expiration: 2040-07-27
Also published as: CN113985724A; JP7472702B2; US20220026858A1

Abstract

【課題】アンテナ素子同士の電磁結合を高めることができる電子時計を提供する。【解決手段】電子時計は、上面２１１、外周面２１２、底面２１３、内周面２１４を備える環状のアンテナ基材２１０と、外周面２１２に設けられた第１アンテナ素子２２１と、内周面２１４に設けられた第２アンテナ素子２２５と、を有し、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の少なくとも一方は、給電部に接続する給電端子を備え、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の間隔は、０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下である。【選択図】図６

Description

本発明は、環状のアンテナを内蔵した電子時計に関する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から送信される衛星信号を受信するリングアンテナを内蔵した電子時計が知られている（例えば特許文献１参照）。
この特許文献１のリングアンテナは、電源から給電される励振素子と、無給電素子とされるＣ型ループ素子とを、断面矩形状の環状基材の内周面と外周面に各々設ける構造が開示されている。

特開２０１３－１８３４３７号公報

特許文献１では、２本のアンテナ素子が離れており、素子同士の電磁結合が弱まるという不具合があった。

電子時計は、上面、外周面、底面、内周面を備える環状のアンテナ基材と、前記外周面に設けられた第１アンテナ素子と、前記内周面に設けられた第２アンテナ素子と、を有し、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の少なくとも一方は、給電部に接続する給電端子を備え、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の間隔は、０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下である。

実施形態の電子時計を示す平面図である。実施形態の電子時計を示す断面図である。実施形態の電子時計の要部を示す分解斜視図である。実施形態の電子時計の回路構成を示すブロック図である。実施形態のアンテナ体を示す斜視図である。実施形態のアンテナ体を示す断面図である。実施形態のソーラーパネルの取付構造を示す拡大斜視図である。実施形態の文字板の取付構造を示す拡大斜視図である。アンテナ体の放射パターンを示す特性図である。アンテナ体の特性を示すグラフである。アンテナ体の特性を示すグラフである。変形例のアンテナ体を示す斜視図である。変形例のアンテナ体を示す断面図である。

以下、本開示の実施形態に係る電子時計を図面に基づいて説明する。
図１は、電子時計１０を表面側から見た平面図であり、図２は、電子時計の概略を示す断面図であり、図３は電子時計１０の要部の分解斜視図である。
電子時計１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波を受信して内部時刻を修正する腕時計であり、腕と接触する側の面（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衛星は、地球の上空において、所定の軌道上を周回する航法衛星であり、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。

電子時計１０は、図１および図２に示すように、外装ケース３０と、カバーガラス３３と、金属製の裏蓋３４とを備えている。外装ケース３０は、金属製の円筒状のケース３１に、金属製のベゼル３２が嵌合されて構成されている。
外装ケース３０の側面には、文字板１１の中心より、８時方向の位置にＡボタン６１と、１０時方向の位置にＢボタン６２と、２時方向の位置にＣボタン６３と、４時方向の位置にＤボタン６４と、３時方向の位置にリュウズ５０とが、設けられている。

外装ケース３０の内側には、ベゼル３２の内周に取り付けられているダイヤルリング４０と、光透過性の文字板１１と、文字板１１を貫通した指針軸２５と、指針軸２５を中心に周回する指針２１，２２，２３と、図２では図示しない指針７１，８１，９１およびカレンダー車１６とを駆動する駆動機構１４０などが備えられている。
指針軸２５は、外装ケース３０の平面中心を通り、表裏方向つまり電子時計１０の厚さ方向に沿って設けられ、指針２１，２２，２３が取り付けられている。

文字板１１には、その平面中心に対して２時方向に円形の第１小窓７０と指針７１とが設けられ、１０時方向に円形の第２小窓８０と指針８１とが設けられ、６時方向に円形の第３小窓９０と指針９１とが設けられ、４時方向に矩形のカレンダー小窓１５が設けられている。文字板１１、指針２１，２２，２３、第１小窓７０、第２小窓８０、第３小窓９０およびカレンダー小窓１５などは、ベゼル３２の開口に取り付けられたカバーガラス３３を透して、視認可能となっている。
また、文字板１１の裏面側にはカレンダー車１６が配置され、このカレンダー車１６はカレンダー小窓１５から視認可能となっている。

文字板１１は、外装ケース３０の内側で時刻を表示する円形の板材であり、合成樹脂製の光透過性の材料で形成され、カバーガラス３３との間に指針２１，２２，２３などを備え、ダイヤルリング４０の内側に配置されている。本実施形態の文字板１１は、ポリカーボネイト製である。
文字板１１と、駆動機構１４０が取り付けられている地板１２５との間には、光発電を行うソーラーパネル１３５は配置されている。ソーラーパネル１３５は、図３にも示すように、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数のソーラーセルを直列接続した円形の平板である。文字板１１、ソーラーパネル１３５および地板１２５には、指針軸２５と、指針７１の指針軸２６と、指針８１の指針軸２７と、指針９１の指針軸２８とが貫通する穴が形成されているとともに、カレンダー小窓１５の開口部が形成されている。

駆動機構１４０は、地板１２５に取り付けられ、回路基板１２０で裏面側から覆われている。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する。本実施形態では、指針２２および指針２３を駆動する駆動機構と、指針２１、指針７１、指針８１、指針９１、カレンダー車１６をそれぞれ独立して駆動する駆動機構とを備える。なお、本実施形態では、指針２１はクロノグラフ秒針であり、指針７１はクロノグラフ分針であり、指針８１は秒針であり、指針９１はクロノグラフ時針であり、カレンダー車１６は日車である。
駆動機構１４０の文字板１１側および回路基板１２０側にはそれぞれ耐磁板１２６、１２７が設けられている。

回路基板１２０は、ＧＰＳ受信部３００、制御表示部４００を備えている。回路基板１２０のＧＰＳ受信部３００および制御表示部４００が設けられた裏蓋３４側（裏面側）には、これらの回路部品を覆うための回路押さえ１２２が設けられている。また、リチウムイオン電池などの二次電池１３０は、地板１２５と裏蓋３４との間に設けられ、ソーラーパネル１３５が発電した電力で充電される。
なお、回路押さえ１２２には、二次電池１３０を外装ケース３０内に収めるための開口が設けられている。回路押さえ１２２は、金属板で構成され、裏蓋３４に接触する導通バネ部１２３を有している。

ダイヤルリング４０は、平板部４１および傾斜部４２を備えたリング状の合成樹脂材で構成されている。本実施形態のダイヤルリング４０は、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）製である。
平板部４１は、カバーガラス３３と平行に設けられ、外周端がベゼル３２の内周面に接している。傾斜部４２は、平板部４１から延出され、内周端が文字板１１に接触する。傾斜部４２の表面つまりダイヤルリング４０の内周面は、平板部４１に接続する上端から文字板１１に接触する下端まで、電子時計１０の裏面つまり下方に向かって傾斜されている。このため、ダイヤルリング４０の内周面は、電子時計１０の内側に向かうほど文字板１１に対する高さが小さくなり、文字板１１は広い角度範囲で視認することができる。

ダイヤルリング４０と、ベゼル３２とによりドーナツ形状の収納空間が形成され、この収納空間内には、環状のアンテナ体２００が収納されている。アンテナ体２００と回路基板１２０との間には、環状に形成された地板受け１１６が配置されている。アンテナ体２００は、地板受け１１６を貫通して設けられるアンテナ接続ピン１１５によって回路基板１２０に電気的に接続されている。
また、回路基板１２０のグランドパターンは、回路押さえ１２２の導通バネ部１２３を介して金属製の裏蓋３４に導通しており、回路基板１２０とともに外装ケース３０や裏蓋３４もグランドプレーンとして利用できる。外装ケース３０や裏蓋３４をグランドプレーンとして利用することで、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。
ダイヤルリング４０は、合成樹脂などの非導電性材料で形成されているので、アンテナ体２００による電波受信を妨げない。また、ダイヤルリング４０がアンテナ体２００を覆うため、アンテナ体２００が隠され、電子時計１０の外観上の違和感を与えることが防止され、電子時計１０の意匠性を向上できる。

［電子時計の回路構成］
図４は、電子時計１０の回路構成を示すブロック図である。
電子時計１０は、回路基板１２０に配置されたＧＰＳ受信部３００と、制御表示部４００と、電源供給部５００とを有する。

［ＧＰＳ受信部］
ＧＰＳ受信部３００は、ＧＰＳ用のアンテナ体２００およびＳＡＷ（Surface Acoustic Wave）フィルター２３０を介して、ＧＰＳ衛星から衛星信号を受信して処理する。ＳＡＷフィルター２３０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。なお、アンテナ体２００とＳＡＷフィルター２３０との間に、受信感度を良好にするＬＮＡ（Low Noise Amplifier）を別途挿入してもよい。また、ＳＡＷフィルター２３０をＧＰＳ受信部３００内に組み込んだ構成としてもよい。

ＧＰＳ受信部３００は、ＳＡＷフィルター２３０を通過した衛星信号を処理するものであり、ＲＦ（Radio Frequency）部３１０と、ベースバンド部３２０と、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）３３０と、フラッシュメモリー３４０とを備えている。

ＲＦ部３１０は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）、ミキサー、ＩＦ（Intermediate Frequency）アンプ、ＩＦフィルター、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）等を備えたＧＰＳ受信用のＲＦ部として一般的なものである。

ベースバンド部３２０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）等を備えたＧＰＳ受信用のベースバンド部として一般的なものである。このベースバンド部３２０には、ＴＣＸＯ３３０やフラッシュメモリー３４０も接続されている。

ベースバンド部３２０は、ＲＦ部３１０からデジタル信号に変換された受信信号が入力され、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データを取得し、ＳＲＡＭに記憶されたうるう秒を利用して、取得した衛星時刻情報つまりＺカウントを補正して、時刻データである世界協定時であるＵＴＣを算出する。これにより、ベースバンド部３２０は、測位データおよび時刻データを制御表示部４００に出力する。
局部発振信号の基となるクロックは、ＴＣＸＯ３３０からベースバンド部３２０を介してＲＦ部３１０に供給される。

フラッシュメモリー３４０には、緯度および経度によって特定される位置情報と、その場所の時差情報とが対応付けられた時差データベース等が記憶される。ＧＰＳ受信部３００は、測位モードで位置情報を取得した場合、その位置情報（緯度、経度）に基づいて時差情報つまりＵＴＣに対する時差を取得し、制御表示部４００に出力する。

［制御表示部］
制御表示部４００は、制御部（ＣＰＵ）４１０と、指針等の駆動を実施する駆動回路４２０と、水晶発振器４３０とを備えている。

制御部４１０は、ＲＴＣ（Real Time Clock）４１１、ＲＯＭ４１２、記憶部４１３を含み、時刻を計時するとともに、ＧＰＳ受信部３００に制御信号を出力してその動作を制御する。
ＲＴＣ４１１は、水晶発振器４３０から出力される基準信号を用いて、内部時刻を計時している。ＲＯＭ４１２には、制御部４１０により実行される各種プログラムが記憶されている。本実施形態において、ＲＴＣ４１１で計時される内部時刻は、世界協定時であるＵＴＣである。制御部４１０は、測時モードまたは測位モードでの受信に成功した場合は、ＧＰＳ受信部３００から出力されたＵＴＣでＲＴＣ４１１を更新する。
記憶部４１３は、ＧＰＳ受信部３００から出力される衛星時刻情報や測位情報、時差情報を記憶する。このため、制御部４１０は、ＵＴＣおよび時差情報によって現在地の時刻を算出し、駆動回路４２０によって駆動機構１４０を駆動して、算出した時刻を指針２２、２３、８１で指示する。

［電源供給部］
電源供給部５００は、ＧＰＳ受信部３００および制御表示部４００に電力を供給するものであり、ソーラーパネル１３５、充電制御回路５１０、二次電池１３０、第１電圧変換部５２０、第２電圧変換部５３０および電圧検出回路５４０を備える。

充電制御回路５１０は、ソーラーパネル１３５で発電された電力を二次電池１３０に充電する制御を行う。
二次電池１３０は、第１電圧変換部５２０を介して制御表示部４００に駆動電力を供給し、第２電圧変換部５３０を介してＧＰＳ受信部３００に駆動電力を供給する。

電圧検出回路５４０は、二次電池１３０の出力電圧をモニターし、制御部４１０に出力する。このため、制御部４１０は、電圧検出回路５４０で検出された二次電池１３０の電圧を把握して受信処理を制御できる。

［アンテナの構成］
ＧＰＳ衛星信号を受信するアンテナであるアンテナ体２００は、図５および図６に示すように、リング形状の誘電体をアンテナ基材２１０とし、このアンテナ基材２１０にアンテナ素子２２０を、めっきや銀ペースト印刷などにより形成したものである。本実施形態のアンテナ基材２１０は、ボタン６１～６４、ソーラーパネル１３５、文字板１１などの他部品との干渉を避ける凹部２１７、２１８が形成された複雑な形状である。このような複雑な形状のアンテナ基材２１０上にアンテナ素子２２０を形成する場合は、レーザーダイレクトストラクチャリング（ＬＤＳ）プロセスを用いて、めっきで形成することが最適である。

ＧＰＳ衛星からの電波の周波数は約１．５７５ＧＨｚであり、１波長は約１９ｃｍとなる。円偏波を受信するためには、波長の１．０～１．２倍程度のアンテナ長が必要であるため、ＧＰＳ衛星からの電波を受信するためには、約１９～２４ｃｍのループアンテナが必要となる。このようなアンテナ長のループアンテナを腕時計の内部に収める場合、腕時計が大型化してしまう。
これに対して、本実施形態では、アンテナ体２００は、比誘電率εｒが７～１５程度の誘電体で形成されたリング状のアンテナ基材２１０を有しているため、波長短縮効果によってアンテナ長を短縮でき、アンテナ体２００を腕時計内部に収納できるサイズに小型化できる。

［アンテナ基材］
次に、アンテナ基材２１０の構成について説明する。なお、本実施形態において、環状のアンテナ基材２１０の中心軸方向は、指針軸２５の軸方向、つまり電子時計１０の厚さ方向と一致する。また、電子時計１０の厚さ方向において、電子時計１０の表面側を上方、裏面側を下方と定義する。
アンテナ基材２１０は、上面２１１と、外周面２１２と、底面２１３と、内周面２１４とを備える。内周面２１４は、上面２１１に連続する第１内周面２１５と、第１内周面２１５および底面２１３の間に設けられる第２内周面２１６とを備える。第１内周面２１５は、アンテナ基材２１０の中心軸方向に対して傾斜しており、上面２１１に連続する第１内周面２１５の上端に対して、第２内周面２１６に連続する第１内周面２１５の下端が、アンテナ基材２１０の中心軸に近づく方向に傾斜されている。つまり、第１内周面２１５の下端は、上端よりもアンテナ基材２１０の内側に位置している。
また、第２内周面２１６は、電子時計１０の厚さ方向に沿って形成されている。このため、図６に示すように、アンテナ基材２１０を直径方向で切断した際の断面は、五角形とされている。このアンテナ基材２１０の断面は、外周面２１２の高さ寸法Ｔｇおよび内周面２１４の高さ寸法Ｔｎが、上面２１１の幅寸法Ｗｊおよび底面２１３の幅寸法Ｗａ以上とされ、全体として縦長に設定されている。

本実施形態のアンテナ基材２１０は、各ボタン６１～６４と干渉する部分には円弧状の凹部２１７が形成されている。また、アンテナ基材２１０の内周面２１４には、複数の凹部２１８が形成されている。凹部２１８は、後述するように、ソーラーパネル１３５や文字板１１の固定用凸部１３５Ａ、１１Ａとの干渉を防止するために形成されている。

アンテナ基材２１０を形成する誘電体としては、酸化チタンなどの高周波で使えるセラミック誘電材料を合成樹脂に混ぜて成形したものを利用できる。
誘電体のベース樹脂材は、後述する無電解めっきが付やすい点で、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide：ポリフェニレンスルファイド）、ＬＣＰ（Liquid Crystal Polymer：液晶ポリマー）、ポリカーボネイトが望ましい。これにより誘電体の波長短縮と相俟ってアンテナ体２００をより小型化できる。例えば、比誘電率εｒのアンテナ基材２１０を用いる場合、当該アンテナ基材２１０による波長短縮率は一般的に（εｒ）^－1/2となる。つまり、比誘電率がεｒの誘電体を用いることで、アンテナ体２００の受信する電波の波長を短縮することができる。すなわち、本実施形態に係るアンテナ体２００は、比誘電率εｒのアンテナ基材２１０を備えるため、このようなアンテナ基材を備えない場合に比べて、アンテナ体２００のアンテナ長を短縮することができ、アンテナの小型化を図ることができる。

アンテナ素子２２０を構成する無電解メッキは、銅、ニッケル、金からなり、メッキの厚みは十数μｍ程度と薄い。このため、アンテナ素子２２０の抵抗値を下げるには、アンテナ素子２２０の幅は、０．５ｍｍ程度以上は必要となる。
ここで、本実施形態のアンテナ体２００のアンテナ基材２１０は、図６に示すように、断面五角形とされ、上面２１１の幅寸法Ｗｊは０．５ｍｍ未満と小さい。このため、アンテナ基材２１０の上面２１１にアンテナ素子２２０を形成すると、アンテナ素子２２０の幅が狭くなり、抵抗値が大きくなって損失が増えることでアンテナ利得が低下してしまう。
このため、本実施形態では、アンテナ基材２１０の外周面２１２に、第１アンテナ素子２２１を形成し、内周面２１４に第２アンテナ素子２２５を形成している。

第１アンテナ素子２２１は、アンテナ基材２１０の外周面２１２に形成され、アンテナ体２００を電子時計１０の表面から見た平面視で、円環の一部を切り欠いたＣ字形状に形成されている。第１アンテナ素子２２１は、ＧＰＳ衛星からの電波、つまり衛星信号に共振するようなアンテナ長を有している。

第２アンテナ素子２２５は、アンテナ基材２１０の内周面２１４に形成された円弧状の素子であり、第１内周面２１５に形成された第１内周部２２５Ａと、第２内周面２１６に形成された第２内周部２２５Ｂとを備えている。また、第２アンテナ素子２２５は、アンテナ基材２１０の周方向の一部の箇所、本実施形態では６時位置において、底面２１３に形成された給電端子２２５Ｃを備える。

第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の間隔は、アンテナ基材２１０の周方向の一部においてアンテナ基材２１０を挟んで対向配置されて互いに電磁的に結合し、電磁波を電流に変換する素子として機能する寸法以下に設定されている。本実施形態では、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の間隔が最も大きくなるのは、アンテナ基材２１０の外周面２１２および第２内周部２２５Ｂ間の幅寸法Ｗａ、つまり底面２１３の幅寸法Ｗａである。この幅寸法Ｗａ、つまり第１アンテナ素子２２１と、第２アンテナ素子２２５の第２内周部２２５Ｂとの間隔Ｗａは、０ｍｍより大きく、２．０ｍｍ以下とされている。特に、本実施形態では、前記間隔Ｗａは、１．５ｍｍ以下、例えば１．３ｍｍとされている。

第２アンテナ素子２２５は、給電端子２２５Ｃを介して給電される給電素子あるいは励振素子と呼ばれる素子である。第２アンテナ素子２２５の長さを適宜設定することによって、アンテナ体２００に電気的に接続されたＧＰＳ受信部３００のインピーダンスとアンテナ体２００のインピーダンスを整合させることが可能となる。

なお、本実施形態では、第１アンテナ素子２２１の周方向の角度範囲は、例えば、１７０度から３３０度の範囲で設定されている。また、第２アンテナ素子２２５の周方向の角度範囲は、例えば、４０度から１６０度の範囲で設定されている。図６は、第１アンテナ素子２２１と、第２アンテナ素子２２５とが対向配置された位置の断面であり、図６の左側の図は、給電端子２２５Ｃが形成された６時位置での断面であり、図６の右側の図は、３時位置での断面である。

第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の幅は、０．５ｍｍ以上とされている。本実施形態では、各アンテナ素子２２１、２２５の幅は、細い部分でも１ｍｍ以上とされ、その他の部分は２ｍｍ以上に設定されている。また、第１アンテナ素子２２１は外周面２１２に設けられているので、第１アンテナ素子２２１の幅Ｗ１は、外周面２１２の高さ寸法Ｔｇ以下に設定されている。第２アンテナ素子２２５は、内周面２１４に設けられているので、第２アンテナ素子２２５の幅Ｗ２、すなわち第１内周部２２５Ａの幅Ｗ２１と第２内周部２２５Ｂの幅Ｗ２２との合計寸法は、内周面２１４の第１内周面２１５の幅Ｗｎと第２内周面２１６の高さ寸法Ｔｎ２との合計寸法以下に設定されている。なお、本実施形態において、アンテナ素子２２０の内周面２１４の高さ寸法Ｔｎは、第１内周面２１５の高さ寸法Ｔｎ１と第２内周面２１６の高さ寸法Ｔｎ２との合計寸法である。また、アンテナ基材２１０の高さ寸法Ｔａおよび内周面２１４の高さ寸法Ｔｎは、外周面２１２の高さ寸法Ｔｇと同じである。
このため、アンテナ体２００は、抵抗値が小さく、損失が小さいため高いアンテナ性能を得ることができる。また前述の波長短縮効果は誘電体に接する面積に応じて短縮効果が大きくなるため、アンテナ素子２２０の幅を広くすることはアンテナ径の小型化に効果的である。さらにはアンテナ素子２２０の幅を大きくすることでアンテナ体２００の広帯域化を図ることができ、組立寸法のばらつきの影響を受けにくく、安定したアンテナ特性を実現できる。

次に、アンテナ体２００、ソーラーパネル１３５、文字板１１、ダイヤルリング４０の取付構造について説明する。
アンテナ体２００の外周面２１２には、図示略の複数の切欠部が形成され、切欠部にはフランジ部が設けられている。このフランジ部と地板受け１１６の図示略のフック部とが係合することにより、アンテナ体２００は地板受け１１６に固定される。

図７、８にも示すように、アンテナ体２００の内周面２１４には、周方向の複数箇所に凹部２１８が形成され、これらの凹部２１８には、地板１２５に形成された固定用凸部１２５Ａが配置されている。
図７に示すように、ソーラーパネル１３５には、一対の固定用凸部１３５Ａが複数箇所に形成され、一対の固定用凸部１３５Ａ間の溝部分に固定用凸部１２５Ａを嵌め込むことでソーラーパネル１３５が地板１２５に固定される。
図８に示すように、文字板１１には、一対の固定用凸部１１Ａが複数箇所に形成され、一対の固定用凸部１１Ａ間の溝部分に固定用凸部１２５Ａを嵌め込むことで文字板１１が地板１２５に固定される。

アンテナ体２００の凹部２１８には、地板１２５に形成された固定用ピン１２５Ｂが配置されている。固定用ピン１２５Ｂに、ダイヤルリング４０に形成された図示略の孔部を嵌め込むことで、ダイヤルリング４０は地板１２５に固定される。

アンテナ体２００は、文字板１１の外周に配置され、ベゼル３２の内側に配置され、さらに合成樹脂で形成されたダイヤルリング４０およびカバーガラス３３で覆われているため、良好な受信を確保することが可能となっている。
そして、アンテナ体２００は、給電端子２２５Ｃを通じて給電され、この給電端子２２５Ｃには、図２、３に示すように、アンテナ接続ピン１１５が接続されている。アンテナ接続ピン１１５は金属で形成されたピン状のコネクターであり、地板受け１１６を貫通して配置され、回路基板１２０のアンテナ給電回路の端子に当接している。これにより、回路基板１２０と、収納空間内部のアンテナ体２００とが、アンテナ接続ピン１１５を介して導通されている。このため、回路基板１２０のアンテナ給電回路およびアンテナ接続ピン１１５によって、第２アンテナ素子２２５の給電端子２２５Ｃに接続する給電部が構成されている。

［アンテナ体の特性］
次に、本実施形態のアンテナ体２００の特性について説明する。
図９は、アンテナ体２００の放射パターンを示す特性図である。図９において、実線９０１はアンテナの右旋偏波特性であり、点線９０２はアンテナの左旋偏波特性である。また、図９において、０度は文字板正面方向、１８０度は裏蓋方向であり、９０度および２７０度は電子時計１０の側面方向である。したがって、右旋偏波特性においては、文字板－裏蓋方向つまり電子時計１０の厚さ方向の指向性が得られる。このため、アンテナ体２００は、右旋偏波の円偏波である衛星信号の受信に適したアンテナである。

次に、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５間の寸法と、相対アンテナ利得との関係について図１０のグラフに示す。
図１０のグラフは、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５間の寸法に対するアンテナ利得を、前記寸法が２．５ｍｍの場合のアンテナ利得を基準として求めた相対アンテナ利得をシミュレーションにより求めたものである。
図１０に示すシミュレーション結果から、アンテナ基材２１０の幅が小さくなって、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５間の寸法が小さくなると、アンテナ利得も向上する点が明らかとなった。特に、各アンテナ素子２２１、２２５間の寸法が２ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下になると、アンテナ利得が向上し、アンテナ特性を向上できることが明らかとなった。

次に、アンテナ素子幅と相対アンテナ利得との関係について、図１１のグラフに示す。図１１のグラフは、アンテナ素子幅が０．５ｍｍの場合を基準とした場合のアンテナ素子幅に応じた相対アンテナ利得をシミュレーションにより求めたものである。
図１１に示すシミュレーション結果から、アンテナ素子２２０の幅が大きくなると、つまり、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の各幅が大きくなると、アンテナ利得も向上する点が明らかとなった。特に、各アンテナ素子２２１、２２５の幅が１．０ｍｍ以上となると、幅が０．５ｍｍの場合に比べてアンテナ利得が向上し、アンテナ特性を向上できることが明らかとなった。

［実施形態の作用効果］
本実施形態のアンテナ体２００によれば、アンテナ基材２１０の外周面２１２に第１アンテナ素子２２１を設けし、内周面２１４に第２アンテナ素子２２５を設けたので、アンテナ基材２１０の上面にアンテナ素子を設ける場合に比べて、アンテナ素子２２０の幅を大きくでき、アンテナ利得を保持しつつ、アンテナ基材２１０を細くでき、電子時計１０の小型化できる。
また、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の間隔Ｗａを、０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下としたので、２つのアンテナ素子２２１、２２５を互いに電磁的に結合しやすくでき、アンテナ利得も向上できてアンテナ特性を向上できる。
特に、本実施形態では、２つのアンテナ素子２２１、２２５の間隔Ｗａを、１．５ｍｍ以下、例えば１．３ｍｍに設定したので、アンテナ特性をより向上できる。

第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の幅Ｗ１、Ｗ２を０．５ｍｍ以上に設定しているので、アンテナ素子２２１、２２５の抵抗を小さくできてアンテナ性能を向上できる。特に、本実施形態では、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の幅Ｗ１、Ｗ２を１．０ｍｍ以上に設定したので、アンテナ特性をより向上できる。

アンテナ基材２１０の内周面２１４を、第１内周面２１５および第２内周面２１６で構成し、第１内周面２１５は傾斜面としているので、アンテナ基材２１０をカバーするダイヤルリング４０を傾斜された第１内周面２１５に沿って設けることができ、文字板１１の視認性を向上できる。
また、電子時計１０の厚さ方向に沿って内周面を形成した場合に比べて、第１内周面２１５および第２内周面２１６を設けた場合、これらの第１内周面２１５、第２内周面２１６に跨がって形成した第２アンテナ素子２２５の幅を大きくでき、第２アンテナ素子２２５の抵抗を小さくできてアンテナ性能を向上できる。

アンテナ基材２１０は、リング状のアンテナ基材２１０を径方向に切断した断面において、上面２１１、底面２１３の幅寸法Ｗｊ、Ｗａよりも外周面２１２、内周面２１４の高さ寸法Ｔｇ、Ｔｎが大きな縦長形状としているので、内周面２１４、内周面２１４に形成した第１アンテナ素子２２１、第２アンテナ素子２２５の幅寸法を大きくできる。このため、各アンテナ素子２２１、２２５の抵抗を小さくでき、アンテナ素子２２１、２２５と誘電体であるアンテナ基材２１０とが接する面積も大きくでき、波長短縮効果を大きくできるため、アンテナ性能を向上できる。

アンテナ基材２１０をＰＰＳ、ＬＣＰ、ポリカーボネイトで形成したので、高誘電率、低損失であり、めっきが付きやすい複雑な形状のアンテナ基材２１０を製造できる。そして、アンテナ素子２２１、２２５をめっきで形成したので、複雑な形状のアンテナ基材２１０に対してアンテナ素子２２１、２２５を容易に形成できる。
特に、比誘電率が７以上の誘電体でアンテナ基材２１０を形成すれば、十分な波長短縮効果が得られ、アンテナ体２００を小型化できる。

アンテナ基材２１０の内周面２１４に凹部２１８を形成し、この凹部２１８にソーラーパネル１３５や文字板１１、ダイヤルリング４０を固定する固定用凸部１２５Ａ、固定用ピン１２５Ｂを配置しているので、アンテナ基材の内周面に凹部を形成せずに、その内周面を固定用凸部１２５Ａや固定用ピン１２５Ｂの外側に設けた場合に比べて、アンテナ基材２１０の直径を小さくでき、アンテナ体２００を小型化でき、電子時計１０も小型化できる。

アンテナ体２００は、合成樹脂製のダイヤルリング４０に覆われるため、アンテナ性能を妨げずにデザイン性を向上できる。また、金属製のベゼル３２を用いているので、電子時計１０の外観を向上でき、高級感を高めることができる。

［他の実施形態］
なお、本開示は前述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、第２アンテナ素子２２５に給電端子２２５Ｃを設けていたが、図１２および図１３に示すように、第１アンテナ素子２２１に給電端子２２１Ｃを形成し、外周面２１２に形成した第１アンテナ素子２２１を給電素子としてもよい。この場合、第１アンテナ素子２２１は、例えば、アンテナ基材２１０の周方向において４０度～１６０度程度の範囲で形成される。また、第２アンテナ素子２２５は、例えば、アンテナ基材２１０の周方向において１７０度～３３０度程度の範囲で形成される。
また、前記実施形態では、第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の幅は、０．５ｍｍ以上として説明したが、第１アンテナ素子２２１または第２アンテナ素子２２５に設けられた給電端子２２１Ｃ、給電端子２２５Ｃは、少なくとも一部の幅が０．５ｍｍより細くなってもアンテナ利得に対する影響は少ない。そのため、「第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の幅が、０．５ｍｍ以上」とは、給電端子２２１Ｃ、給電端子２２５Ｃ以外の部分が０．５ｍｍ以上であることを意味する。

アンテナ体２００のアンテナ基材２１０は、断面五角形のものに限定されず、傾斜面を備えない断面矩形状のアンテナ基材を用いてもよい。この場合でも、アンテナ基材を断面縦長形状に形成することで、外周面および内周面に形成される第１アンテナ素子２２１および第２アンテナ素子２２５の幅を大きくできるため、アンテナ性能を向上できる。なお、この場合、第２アンテナ素子２２５の幅Ｗ２は、内周面の高さ寸法以下に設定される。
また、アンテナ基材２１０は、外周面２１２を環状のアンテナ基材２１０の中心軸に沿った第１外周面と、前記中心軸に対して傾斜した第２外周面とを備えた断面六角形のものとしてもよい。この際、第１内周面と第２外周面とが平行となるように形成してもよい。

前記実施形態では、金属製のベゼル３２を用いていたが、セラミック製のベゼルを用いてもよい。セラミック製のベゼルを用いれば、ベゼル部分も衛星信号を通過させることができるので受信感度を高めることができる。

アンテナ基材２１０は、比誘電率が７以上の材料に限定されず、受信する電波の種類やアンテナ体２００のサイズ、つまりアンテナ体２００を収納する電子時計１０のサイズなどによっては比誘電率が７未満の材料を用いてもよい。また、アンテナ基材２１０は、凹部２１７、２１８が形成されていない形状でもよい。

［本開示のまとめ］
本開示の電子時計は、上面、外周面、底面、内周面を備える環状のアンテナ基材と、前記外周面に設けられた第１アンテナ素子と、前記内周面に設けられた第２アンテナ素子と、を有し、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の少なくとも一方は、給電部に接続する給電端子を備え、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の間隔は、０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下である。
本開示の電子時計によれば、アンテナ基材の外周面に第１アンテナ素子を形成し、内周面に第２アンテナ素子を形成したので、アンテナ基材の上面にアンテナ素子を設ける場合に比べて、アンテナ素子の幅を大きくでき、アンテナ利得を向上できる。
また、第１アンテナ素子および第２アンテナ素子の間隔を、０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下としたので、２つのアンテナ素子を互いに電磁的に結合しやすくでき、この点でもアンテナ利得も向上できてアンテナ特性を向上できる。

本開示の電子時計において、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の間隔は、０ｍｍより大きく、１．５ｍｍ以下であることが好ましい。
第１アンテナ素子および第２アンテナ素子の間隔を、０ｍｍより大きく、１．５ｍｍ以下としたので、アンテナ基材の幅を小さくでき、その分、アンテナ基材の直径を小型化しやすくでき、電子時計も容易に小型化できる。

本開示の電子時計において、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の幅は０．５ｍｍ以上であり、前記外周面および前記内周面の高さ以下であることが好ましい。
各アンテナ素子の幅が０．５ｍｍ以上であるため、アンテナ素子の抵抗値を小さくでき、アンテナ利得を向上できる。

本開示の電子時計において、前記内周面は、前記上面に連続して設けられる第１内周面と、前記第１内周面および前記底面の間に設けられる第２内周面とを備え、前記第１内周面は、前記上面に連続する上端に対して前記第２内周面に連続する下端が前記アンテナ基材の中心軸に近づく方向に傾斜され、前記第２アンテナ素子は、前記第１内周面および前記第２内周面に連続して設けられるものでもよい。
内周面を第１内周面および第２内周面で構成し、第１内周面を上端から下端に向かって中心軸に近づくように傾斜させているので、アンテナ基材をカバーするダイヤルリングを傾斜された第１内周面に沿って設けることができ、文字板の視認性を向上できる。

本開示の電子時計において、前記アンテナ基材の高さ寸法は、前記アンテナ基材の幅寸法以上であるものでもよい。
アンテナ基材の高さ寸法が、アンテナ基材の幅寸法以上、つまり断面縦長形状とされていれば、第１アンテナ素子、第２アンテナ素子の幅を大きく確保でき、アンテナ利得を向上できる。

本開示の電子時計において、前記アンテナ基材の材質は、ポリフェニレンスルファイド、液晶ポリマー、ポリカーボネイトのいずれかであり、前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子は、めっきで形成されているものでもよい。
アンテナ基材の材質をポリフェニレンスルファイド、液晶ポリマー、ポリカーボネイトのいずれかにすれば、無電解めっきが付やすく、比誘電率も高くでき、アンテナ基材として適したものにできる。

本開示の電子時計において、前記アンテナ基材の内側に配置される文字板を備え、前記内周面には、前記文字板の固定用凸部が配置される凹部が形成されているものでもよい。
アンテナ基材の内周面に形成した凹部に、文字板の固定用凸部を配置しているので、アンテナ基材の直径を小さくでき、アンテナ体を小型化でき、電子時計も小型化できる。

本開示の電子時計において、前記アンテナ基材の比誘電率は７以上であることが好ましい。
比誘電率が７以上の誘電体でアンテナ基材を形成すれば、十分な波長短縮効果が得られ、アンテナ体を小型化できる。

本開示の電子時計は、前記アンテナ基材の外側に配置されるベゼルを備え、前記ベゼルの少なくとも一部は、導電性材料で形成されているものでもよい。
ベゼルの一部に導電性材料を用いれば、電子時計の外観を向上でき、高級感を高めることができる。

本開示の電子時計において、前記アンテナ基材は、合成樹脂製のダイヤルリングで覆われているものでもよい。
合成樹脂製のダイヤルリングでアンテナ基材を覆うことで、アンテナ性能を妨げずにデザイン性を向上できる。

１０…電子時計、１１…文字板、１１Ａ…固定用凸部、１５…カレンダー小窓、１６…カレンダー車、２１…指針、２２…指針、２３…指針、２５…指針軸、２６…指針軸、２７…指針軸、２８…指針軸、３０…外装ケース、３１…ケース、３２…ベゼル、３３…カバーガラス、３４…裏蓋、４０…ダイヤルリング、４１…平板部、４２…傾斜部、５０…リュウズ、６１…Ａボタン、６２…Ｂボタン、６３…Ｃボタン、６４…Ｄボタン、７０…第１小窓、７１…指針、８０…第２小窓、８１…指針、９０…第３小窓、９１…指針、１１５…アンテナ接続ピン、１１６…地板受け、１２０…回路基板、１２２…回路押さえ、１２５…地板、１２５Ａ…固定用凸部、１２５Ｂ…固定用ピン、１２６…耐磁板、１２７…耐磁板、１３０…二次電池、１３５…ソーラーパネル、１３５Ａ…固定用凸部、１４０…駆動機構、２００…アンテナ体、２１０…アンテナ基材、２１１…上面、２１２…外周面、２１３…底面、２１４…内周面、２１５…第１内周面、２１６…第２内周面、２１７…凹部、２１８…凹部、２２０…アンテナ素子、２２１…第１アンテナ素子、２２１Ｃ…給電端子、２２５…第２アンテナ素子、２２５Ａ…第１内周部、２２５Ｂ…第２内周部、２２５Ｃ…給電端子、２３０…ＳＡＷフィルター、３００…ＧＰＳ受信部、３１０…ＲＦ部、３２０…ベースバンド部、３４０…フラッシュメモリー、４００…制御表示部、４１０…制御部、４１１…ＲＴＣ、４１２…ＲＯＭ、４１３…記憶部、４２０…駆動回路、４３０…水晶発振器、５００…電源供給部、５１０…充電制御回路、５２０…第１電圧変換部、５３０…第２電圧変換部、５４０…電圧検出回路、９０１…実線、９０２…点線。

Claims

上面、外周面、底面、内周面を備える環状のアンテナ基材と、
前記外周面に設けられた第１アンテナ素子と、
前記内周面に設けられた第２アンテナ素子と、を有し、
前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の少なくとも一方は、給電部に接続する給電端子を備え、
前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の間隔は、０ｍｍより大きく、２ｍｍ以下である電子時計。
請求項１に記載の電子時計において、
前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の間隔は、０ｍｍより大きく、１．５ｍｍ以下である電子時計。
請求項１または請求項２に記載の電子時計において、
前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子の幅は０．５ｍｍ以上であり、前記外周面および前記内周面の高さ以下である電子時計。
請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の電子時計において、
前記内周面は、前記上面に連続して設けられる第１内周面と、前記第１内周面および前記底面の間に設けられる第２内周面とを備え、
前記第１内周面は、前記上面に連続する上端に対して前記第２内周面に連続する下端が前記アンテナ基材の中心軸に近づく方向に傾斜され、
前記第２アンテナ素子は、前記第１内周面および前記第２内周面に連続して設けられる電子時計。
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の電子時計において、
前記アンテナ基材の高さ寸法は、前記アンテナ基材の幅寸法以上である電子時計。
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の電子時計において、
前記アンテナ基材の材質は、ポリフェニレンスルファイド、液晶ポリマー、ポリカーボネイトのいずれかであり、
前記第１アンテナ素子および前記第２アンテナ素子は、めっきで形成されている電子時計。
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の電子時計において、
前記アンテナ基材の内側に配置される文字板を備え、
前記内周面には、前記文字板の固定用凸部が配置される凹部が形成されている電子時計。
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の電子時計において、
前記アンテナ基材の比誘電率は７以上である電子時計。
請求項１から請求項８までのいずれか一項に記載の電子時計において、
前記アンテナ基材の外側に配置されるベゼルを備え、
前記ベゼルの少なくとも一部は、導電性材料で形成されている電子時計。
請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の電子時計において、
前記アンテナ基材は、合成樹脂製のダイヤルリングで覆われている電子時計。