JP4305205B2 - アンテナ装置 - Google Patents
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Description
電波時計は、所定時間毎に、内蔵しているアンテナを介して標準電波を受信し、増幅変調してタイムコードを解読することにより現在時刻を修正している。
また、小型の時計に適用するためにアンテナを小さくすると、標準電波の受信感度が低下してしまい、標準電波に基づく時刻修正性能が悪化してしまうという問題があった。
コア部(例えば、図3,4,6のコア部110)と、このコア部にコイルが巻きつけられて形成された巻線部(例えば、図3,4,6の巻線部120)とから成る主アンテナ部(例えば、図3,4,6の主アンテナ部100)が時計ケース(例えば、図3,4の時計ケース2)に配設されている時計(例えば、図3,4,5の腕時計1)と、
前記時計が係着可能であり、且つ、当該時計が係着された際に、前記主アンテナ部の長手方向両端部(例えば、図3,4の両端部110a)と対向する位置に副アンテナ部(例えば、図3,4の副アンテナ部200)を有する時計係着部材(例えば、図3,4の載置台300)とを備え、
前記時計は、
前記時計係着部材と係着しているか否かを検出する検出部(例えば、図5,6の検出部90)と、
前記検出部が検出した結果に基づき、前記時計が前記時計係着部材と係着している場合と係着していない場合のそれぞれに対して適した同調容量に切り替える切替制御手段(例えば、図5,6のCPU10)と、
を備えることを特徴とする。
そして、コア部にコイルが巻きつけられて形成された巻線部を有する主アンテナ部は時計の時計ケースに配設されており、また、副アンテナ部は時計係着部材に備えられている。
この時計と時計係着部材とが係着した際に、主アンテナ部の長手方向両端部と対向する位置に、副アンテナ部が配置されるようになっているので、時計と時計係着部材とが係着することにより、主アンテナ部(コア部)と副アンテナ部とが同一軸線上に配置されて、それらが磁気的に結合した状態となる。
このように、主アンテナ部(コア部)と副アンテナ部とが磁気的に結合することにより、主アンテナ部(コア部)が副アンテナ部に相当する分、長くなったことと同様の状態となるので、標準電波などの電波の受信感度が向上する。
アンテナ装置は、主アンテナ部を有する時計でも電波の受信が可能であるが、主アンテナ部(コア部)と副アンテナ部とを磁気的に結合させることにより、電波の受信感度を向上させることができる。
従って、このようなアンテナ装置であれば、より小型の時計には、主アンテナ部のみを備えることにより、その時計に電波受信機能を付与することができるので、電波受信機能を有する時計の小型化を図ることができる。そして、副アンテナ部を時計係着部材に備えることにより、時計と時計係着部材とを係着させることで、アンテナ装置として電波の受信感度を向上させることができる。
前記時計(例えば、図11の腕時計1b)は、前記時計ケースを手首に装着するためのバンド(例えば、図11のバンド部材8)を備え、
前記主アンテナ部は、前記時計ケースと前記バンドとの取付部の近傍に設けられていることを特徴とする。
主アンテナ部を、時計ケースとバンドとの取付部の近傍に設ける場合は、主アンテナ部を時計ケース内の中央側に設ける場合に比べ、自由度が大きい。これは、時計ケース内の中央側には様々な部材(例えば、時計計時部)が実装されるので、そこに主アンテナ部を備える場合には、主アンテナ部の大きさや配設位置に制約を受けてしまうからである。
よって、主アンテナ部を、時計ケースとバンドとの取付部の近傍に設けることは、時計に主アンテナ部を備える際に、制約が少なく、自由度が大きいので、好適に主アンテナ部を配置することができる。
前記時計係着部材は、前記時計に取り付けられる外装部材(例えば、図12,13のベゼル2f)であることを特徴とする。
そして、時計係着部材には、副アンテナ部が備えられているので、常に、主アンテナ部と副アンテナ部とが磁気的に結合するようにアンテナ装置が構成されることにより、電波の受信感度が向上するので、その時計をより正確な電波時計とすることができる。
このように、主アンテナ部(コア部)と副アンテナ部とが磁気的に結合することにより、主アンテナ部(コア部)が副アンテナ部に相当する分、長くなったことと同様の状態となるので、標準電波などの電波の受信感度が向上する。
アンテナ装置は、主アンテナ部を有する時計でも電波の受信が可能であるが、主アンテナ部(コア部)と副アンテナ部とを磁気的に結合させることにより、電波の受信感度を向上させることができる。
よって、単独でも電波を受信することができる主アンテナ部を備える時計は電波受信機能を有するとともに、副アンテナ部を備える時計係着部材と係着することによって、主アンテナ部(コア部)と副アンテナ部とを磁気的に結合させたアンテナ装置として、電波の受信感度を向上させることができる。
従って、このようなアンテナ装置であれば、より小型の時計には、主アンテナ部のみを備えることにより、その時計に電波受信機能を付与することができるので、電波受信機能を有する時計の小型化を図ることができる。そして、副アンテナ部を時計係着部材に備えることにより、時計と時計係着部材とを係着させることで、アンテナ装置として電波の受信感度を向上させることができる。
また、時計は、時計係着部材と係着しているか否かを検出する検出部と、検出部が検出した結果に基づき、時計が時計係着部材と係着している場合と、係着していない場合のそれぞれに対して適した同調容量に切り替える切替制御手段を備えているので、時計が時計係着部材と係着しておらず、時計の主アンテナ部が単独で動作し電波を受信する場合と、時計が時計係着部材と係着しており、主アンテナ部と副アンテナ部とが組み合わされて、時計と時計係着部材が係着したアンテナ装置として動作し電波を受信する場合とに応じて、それぞれに適した同調容量に自動的に切り替えることができ、それぞれの場合において、電波の受信を好適に行うことができる。
よって、主アンテナ部を、時計ケースとバンドとの取付部の近傍に設けることは、時計に主アンテナ部を備える際に、制約が少なく、自由度が大きいので、好適に主アンテナ部を配置することができる。
なお、本実施形態においては、時計として腕時計を例に挙げて説明する。また、説明の簡明のため、各図面においては、コイルの径を太くし、巻回数を少なく図示している。
図1に示すように、本発明に係るアンテナ装置1000は、標準電波を受信するためのものであり、電波を受信する主アンテナ部100を備える腕時計1と、受信感度を向上させるための副アンテナ部200、200を備える載置台300とにより構成されるのものである。
また、本発明に係る時計としての腕時計1は、主アンテナ部100を内蔵し、標準電波を受信して現在時刻データを修正する電波時計である。特に、本発明においては、その腕時計1と組み合わせて使用される電子機器係着装置としての載置台300に副アンテナ部200、200が備えられており、腕時計1と載置台300とを係着した際に、主アンテナ部100と副アンテナ部200、200とが位置合わせされることによりアンテナ装置1000が構成されて、標準電波の受信感度が向上するものである。
図2は、本実施の形態のアンテナ本体400を示す図である。同図(a)はアンテナ本体400の正面図を示し、同図(b)は(a)のb−b線における断面図を示している。なお、同図において、コイルと受信回路とを接続する導線の図示は省略している。
主アンテナ部100は、コア部110と、このコア部110の中央部分にコイルを巻きつけて形成した巻線部120と、により構成されている。
コア部110は、電波の受信感度が高い材料、例えばフェライト等、比透磁率が高く且つ電気抵抗が大きい磁性材料により形成される。具体的には、コア部110は、約1000〜100000程度の比透磁率を有する磁性材料を用いて形成される。このため、コア部110内部の磁気抵抗は、主アンテナ部100の周辺空間のそれの約1/1000〜1/100000程度と、極めて小さくなっている。
また、標準電波による信号磁束をスムーズに流すように、コア部110の両端部110aの径と、副アンテナ部200の小径部200aの径を同じサイズにすることが好ましい。
副アンテナ部200は、電波の受信感度が高い材料、例えばフェライト等の磁性材料により形成されており、特に、コア部110と同じ磁性材料であることが好ましい。
このアンテナ本体400を標準電波による信号磁界中に置くと、信号磁束がコア部110に集中して巻線部120と鎖交し、巻線部120には、巻線部120内部を通過する信号磁束の変化を妨げる向きに発生磁束が発生する。アンテナ本体400は、この発生磁束に基づき巻線部120に生じる誘導起電力を検出することにより、標準電波を受信するようになっている。
図3は、載置台300に腕時計1が係着されてなるアンテナ装置1000の拡大正面図であり、図4は、図3のIV−IV線における要部の拡大断面図である。
載置台300は、腕時計1を使用しない際に載置し保管するための台であり、載置台300には、腕時計1の外形に沿った係着部としての載置溝300aが形成されている。
そして、腕時計1を、その載置溝300aに合わせて載置することにより、腕時計1と載置台300とが係着するとともに、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とが同一軸線上に位置合わせされて、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とが、磁気的に結合し、アンテナ装置1000が構成される。
上部ハウジング部4a、下部ハウジング部4b、文字板5は、それぞれの周縁部が時計ケース2の内側周面に設けられている中枠2gに取り付けられた構造となっている。そして、下部ハウジング部4bと上部ハウジング部4aとの間に回路基板6が配置されている。また、上部ハウジング部4aの上面に文字板5が配置され、この文字板5の上面周縁部には、枠状部材5bが、時計ガラス2aの下面周縁部に当接した状態で配置されている。
また、主アンテナ部100の巻線部120を形成するコイルの端部120aは、回路基板6に接続されている。そして、主アンテナ部100の巻線部120に生じる誘導起電力を検出する受信回路(例えば、後述するCPU10、受信制御部60等)は、回路基板6上に実装されている。
また、CPU10は、標準電波の受信処理を実行した際、標準電波の受信を所定通りにできたか否かを判断する制御を行う。また、その標準電波に基づく時刻情報を所定回数受信したか否かを判断する制御を行う。
表示部30は、文字板5やCPU10によって制御されるアナログ指針機構7を含み、計時回路部80によって計時された現在時刻を表示する。
また、表示部30は、液晶表示機構や、LED点灯機構を備えてもよく、それらに標準電波の受信状態(例えば、受信良好表示や受信不能表示)を表示するようになっている。
例えば、ROM40には、所定時間毎に標準電波の受信処理を実行するための受信プログラム40aが記憶されている。
また、ROM40には、標準電波の受信に伴い、現在時刻データを修正するための時刻修正プログラム40bが記憶されている。
また、ROM40には、検出部90から入力される検出信号に基づいて、腕時計1が載置台300と係着しておらず、腕時計1(主アンテナ部100)のみで標準電波を受信する場合と、腕時計1が載置台300と係着しており、主アンテナ部100と副アンテナ部200とが磁気的に結合した状態であるアンテナ装置1000として標準電波を受信する場合とにおける最適な同調容量に自動的に切り替えるための同調容量切替プログラム40cが記憶されている。
例えば、RAM50には、CPU10の作業領域として用いたり、プログラムやデータ等を一時的に記憶するためのデータ格納領域50aが形成されている。
検出部90は、例えば、接触センサであり、腕時計1を、載置台300の載置溝300aに合わせて載置した際に、載置台300に設けられている突起部(図示省略)が腕時計1のセンサ穴(図示省略)に係合し、そのセンサ穴内の接触センサ(図示省略)を押下することにより、腕時計1と載置台300とが係着しているという検出信号を出力する。なお、この接触センサが押下されず、検出信号が出力されていない状態は、腕時計1が載置台300に載置されていない状態として処理する。
そして、CPU10が、検出部90から入力された検出信号に基づいて、切替スイッチ92を切り替えることにより、アンテナ装置1000(アンテナ本体400)の同調容量を調整し、腕時計1(主アンテナ部100)のみで標準電波を受信する場合と、主アンテナ部100と副アンテナ部200とが磁気的に結合した状態であるアンテナ装置1000(アンテナ本体400)として標準電波を受信する場合とにおける最適な同調容量に自動的に切り替えるようになっている。
次に、図7に示すフローチャートに基づいて、腕時計1の動作について説明する。
まず、腕時計1のCPU10が、検出部90から検出信号の入力があるか否かを判断する(ステップS101)。CPU10が、検出部90から検出信号の入力があると判断した場合、即ち、腕時計1が載置台300に載置されて、腕時計1と載置台300とが係着して腕時計1(主アンテナ部100)に副アンテナ部200が付加されていると判断されると(ステップS101;Yes)、ステップS102に進み、CPU10は切替スイッチ92を、副アンテナ部付加用に切り替えて、副アンテナ部200が主アンテナ部100と磁気的に結合するように載置台300と腕時計1とが係着した場合に適したアンテナ装置用の同調容量に切り替える(ステップS102)。そして、ステップS104へ進む。
次いで、CPU10は、標準電波を受信できたか否かを判断する(ステップS105)。
一方、CPU10が、標準電波を受信できたと判断すると(ステップS105;Yes)、ステップS107へ進む。
CPU10が、標準電波(時刻情報)を所定回数受信できていないと判断すると(ステップS107;No)、ステップS104へ戻る。
一方、CPU10が、標準電波(時刻情報)を所定回数受信したと判断すると(ステップS107;Yes)、標準電波の標準タイムコードに応じた時刻データに基づき、CPU10は、現在時刻の修正処理を実行し(ステップS108)、標準電波の受信処理を終了する。
また、腕時計1を載置する載置台300の所定の位置に副アンテナ部200が備えられており、その載置台300に腕時計1を載置し、それらを係着させることによって、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とが磁気的に結合し、アンテナ装置1000が構成されることにより、標準電波の受信感度が向上するので、腕時計1をより正確な電波時計とすることができる。
そして、標準電波の受信感度を向上させる際には、副アンテナ部200が内蔵された載置台300にその腕時計を載置すればよい。
つまり、夜間など、腕時計1を手首から外して使用していない時間帯に、その外した腕時計1を載置台300に載置しておけば、標準電波の受信を好適に行い、現在時刻の修正がより確実に行われるようになる。
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、アンテナ本体を次のように構成してもよい。
図8は、本実施の形態のアンテナ本体における主アンテナ部101を示す図である。同図(a)は主アンテナ部101の正面図を示し、同図(b)は(a)のb−b線における断面図を示している。なお、同図において、コイルと受信回路とを接続する導線の図示は省略している。
例えば、腕時計を次のように構成してもよい。
図9は、載置台300に腕時計1aが係着されてなるアンテナ装置1001の拡大正面図であり、図10は、図9のX−X線における要部の拡大断面図である。
主アンテナ部100は、図10に示されるように、回路基板6と文字板5との間のアンテナ収容部100aにおいて、主アンテナ部100(コア部110)の長手方向の軸線が裏蓋2c(或いは文字板5)と平行になるよう、上部ハウジング部4aに支持されて配置されている。また、主アンテナ部100のコア部110の両端部110aは、中枠2gに相当する位置に対向するように配置されている。
そして、中枠2gと時計ケース2を貫通するように、接続部材111が備えられており、その接続部材111の外端部111bは、時計ケース2から腕時計1aの外面に露出するように配設され、接続部材111の内端部111aは、主アンテナ部100のコア部110の両端部110aと接触するように配設されている。
接続部材111は、高透磁率で低導電率を有し、腕時計の最外装に使用可能な程度の強度を有する材料である、例えば、フェライトの金属粉末射出成形(MIM)品により形成されている。
また、腕時計1aを載置する載置台300の所定の位置に副アンテナ部200が備えられており、その載置台300に腕時計1aを載置し、それらを係着させることによって、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とが接続部材111を介して磁気的に結合してアンテナ装置1001が構成されることにより、標準電波の受信感度が向上するので、腕時計1aをより正確な電波時計とすることができる。
特に、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とは、接続部材111を介して接続されているので、より主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とが低い磁気抵抗で結合することにより、その結合が強くなり、標準電波の受信感度がより向上する。
また、腕時計や載置台を次のように構成してもよい。
図11は、載置台300に腕時計1bが係着されてなるアンテナ装置1002の拡大正面図である。
図11に示すように、腕時計1bに主アンテナ部100が内蔵されており、載置台300に副アンテナ部200が内蔵されている。
主アンテナ部100は、主アンテナ部100(コア部110)の長手方向の軸線が裏蓋2c(或いは文字板5)と平行になるよう、時計ケース2に支持されて配置されている。また、主アンテナ部100のコア部110の両端部110aは、時計ケース2から腕時計1bの外面に露出するように配設されている。
また、腕時計1bを載置する載置台300の所定の位置に副アンテナ部200が備えられており、その載置台300に腕時計1bを載置し、それらを係着させることによって、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とが磁気的に結合してアンテナ装置1002が構成されることにより、標準電波の受信感度が向上するので、腕時計1bをより正確な電波時計とすることができる。
特に、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とは、接触しているので、より主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部200とが低い磁気抵抗で結合することにより、その結合が強くなり、標準電波の受信感度がより向上する。
よって、主アンテナ部100を、時計ケース2とバンド部材8との取付部の近傍に設けることは、時計ケース2に主アンテナ部100を備える際に、制約が少なく、自由度が大きいので、好適に主アンテナ部100を配置することができる。
また、腕時計を次のように構成してもよい。
図12は、腕時計1cであり、アンテナ装置1003の拡大正面図であり、図13は、図12のXIII−XIII線における要部の拡大断面図である。
主アンテナ部100は、図13に示されるように、回路基板6と文字板5との間のアンテナ収容部100aにおいて、主アンテナ部100(コア部110)の長手方向の軸線が裏蓋2c(或いは文字板5)と平行になるよう、上部ハウジング部4aに支持されて配置されている。また、主アンテナ部100のコア部110の両端部110aは、中枠2gを貫通するとともに、時計ケース2も貫通し、そのコア部110の両端部110aは、時計ケース2の外面に露出するように配設されている。
そして、時計ケース2の上部外周に取り付けられた外装部材としてのベゼル2fに、その主アンテナ部100のコア部110の両端部110aが接触するように、主アンテナ部100が配設されている。
つまり、このベゼル2fは、アンテナ本体の副アンテナ部(200)として機能するようになっている。
また、ベゼル2fは、時計ケース2に着脱自在、交換可能に設けられており、つまり、ベゼル2fは、時計係着部材であるともいえる。
ベゼル2fは、ファッション性、嗜好性による交換を行うばかりでなく、副アンテナ部としての標準電波受信性能を調整するために交換してもよい。
なお、この腕時計1cにおいては、ベゼル2fが腕時計1c(時計ケース2)に係着されているか否かを検出部90が検出し、好適な同調容量に切り替えるようになっている。
特に、腕時計1cに係着されたベゼル2fが副アンテナ部として機能するので、腕時計1cにおいて、常に、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部としてのベゼル2fが磁気的に結合してアンテナ装置1003が構成されることにより、標準電波の受信感度が向上するので、腕時計1cをより正確な電波時計とすることができる。
特に、主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部としてのベゼル2fは、接触しているので、より主アンテナ部100(コア部110)と副アンテナ部とが低い磁気抵抗で結合することにより、その結合が強くなり、標準電波の受信感度がより向上する。
副アンテナ部によりアンテナ装置の標準電波の受信感度を向上させるためには、副アンテナ部200と主アンテナ部100が磁気的に結合するように、副アンテナ部200を主アンテナ部100のコア部110の長手方向に延在するように配設して、そのコア部を実質的に長くすることと、その副アンテナ部の外側端部が大きく広がった形状にすることがあげられる。そのため、角錐台形状や、平面視扇形を呈する形状の副アンテナ部であってもよい。
また、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
100、101 主アンテナ部
110 コア部
110a 両端部(端面部)
111 接続部材
120 巻線部
120a 端部
150 絶縁シート(絶縁部材)
160 金属箔
170 GNDライン
200 副アンテナ部
200a 小径部
200b 大径部(端面部)
300 載置台(電子機器係着部材、時計係着部材、電子機器係着装置)
300a 載置溝(係着部)
400 アンテナ本体
1、1a、1b、1c 腕時計(電子機器、時計)
2 時計ケース
2f ベゼル(副アンテナ部、電子機器係着部材、時計係着部材、外装部材)
8 バンド部材(バンド)
10 CPU(切替制御手段)
20 入力部
30 表示部
40 ROM
50 RAM
60 受信制御部
62 電波受信装置
70 タイムコード変換部
80 計時回路部
82 発振回路部
90 検出部
92 切替スイッチ
94 第1のコンデンサ
96 第2のコンデンサ
Claims (3)
- コア部と、このコア部にコイルが巻きつけられて形成された巻線部とから成る主アンテナ部が時計ケースに配設されている時計と、
前記時計が係着可能であり、且つ、当該時計が係着された際に、前記主アンテナ部の長手方向両端部と対向する位置に副アンテナ部を有する時計係着部材とを備え、
前記時計は、
前記時計係着部材と係着しているか否かを検出する検出部と、
前記検出部が検出した結果に基づき、前記時計が前記時計係着部材と係着している場合と係着していない場合のそれぞれに対して適した同調容量に切り替える切替制御手段と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。 - 前記時計は、前記時計ケースを手首に装着するためのバンドを備え、
前記主アンテナ部は、前記時計ケースと前記バンドとの取付部の近傍に設けら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。 - 前記時計係着部材は、前記時計に取り付けられる外装部材であることを特徴とする請求項1に記載のアンテナ装置。
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