JP4635803B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナ装置に関する。

現在、各国（例えば、日本、ドイツ、イギリス、スイス等）において、時刻データ即ちタイムコード入りの長波標準電波が送出されている。我が国（日本）では、２つの送信所（福島県及び佐賀県）より、４０ｋＨｚ及び６０ｋＨｚの長波標準電波が送出されている。近年では、このような標準電波を受信して現在時刻を修正する、いわゆる電波時計が実用化されている。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、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、電波時計が寸法上の大型化或いは重量の増加を招くことなく確実に時刻修正を行うための装置として、電波時計を載置可能な該電波時計とは別体の補助アンテナ装置が知られている。補助アンテナ装置は補助アンテナを有し、この補助アンテナが電波時計に内蔵されているアンテナと磁気結合することにより、電波時計における標準電波の受信感度を向上させるように構成されている（例えば、特許文献１参照）。
特許第３５０６６２５号公報

しかし、上述の補助アンテナ装置は電波時計の受信性能を向上させるためだけに用いられるものであり、それ単体では意味をなさない装置である。また、電波時計には置き時計や腕時計等があるが、特許文献１の補助アンテナ装置は、主に腕時計の電波時計を対象としている。ところで、置き時計の電波時計も標準電波を受信するアンテナを内蔵しているが、この置き時計が内蔵するアンテナを、他の電波時計の受信性能を向上させるための補助アンテナとしても利用できれば至便である。

そこで、電波時計である置き時計を、他の電波時計である腕時計を配置可能なように構成し、内蔵するアンテナを配置した腕時計の受信性能を向上させるための補助アンテナとして利用可能に構成した装置が考えられるが、この場合、次の問題が発生する。

即ち、電波時計では、例えば４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚといった標準電波の周波数にアンテナを同調させることで所望の周波数の標準電波を受信するが、アンテナの近傍に金属がある場合、この近傍金属の影響を受けて同調周波数がずれ、受信感度が劣化するおそれがある。つまり、配置される腕時計が、例えばいわゆるフルメタルケースであるなど金属部材を有して構成される場合、この金属部材によって標準電波の受信感度が劣化し、本来の電波時計としての機能を損なうおそれがある。この問題は、金属材料を含有した製品を配置可能に構成された電波時計においては共通の問題と考えられる。

上記事情に鑑み、本発明は、電波時計等の他の製品に含有された金属材料によって、当該装置が電波受信を行う際の受信感度の劣化を防止することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、
標準電波の不要な周波数成分をカットし、受信する周波数信号を取り出して電気信号に変換する受信部（例えば、図４の受信回路部５００）と、
前記受信部は、棒状のコア及び該コアに巻回されたコイルから成るアンテナ部（例えば、図１，２のアンテナ２０）と、
前記アンテナ部の同調周波数を所定の周波数に切り換える同調部（例えば、図４の同調回路５２０）と、
前記アンテナ部の同調周波数を所定周波数だけシフトする周波数補正部（例えば、図４の同調ずれ補正回路５４０）と、を有し、
所定の製品（例えば、図２の腕時計５０）を配置可能に形成された配置部（例えば、図１，２の載置部材１４）と、
前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されたか否かを検出する検出用周波数を発振する同調ずれ検出部（例えば、図４の同調ずれ検出回路部６００）と、
前記同調部の同調周波数を前記検出用周波数と同じになるように切り換え、実際の同調周波数と前記検出用周波数との差が、所定値以上である場合に前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されていると判断し、所定値未満である場合に前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されていないと判断する判断部（例えば、図４のＣＰＵ１００）と、を備え、
前記判断部により、前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されていると判断された場合に、前記周波数補正部で所定周波数だけシフトさせることを特徴とするアンテナ装置（例えば、図１，２の置き時計１）である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のアンテナ装置において、
現在時刻を計時する計時部（例えば、図４の計時回路部７２０）と、
前記受信部の動作時刻を記憶する動作時刻記憶部（例えば、図４のＲＡＭ４００）と、
前記計時部により計時されている現在時刻が前記動作時刻記憶部に記憶された動作時刻である場合に、前記受信部を機能させる補正制御部（例えば、図４のＣＰＵ１００）と、
を更に備えたことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、配置部に配置された製品に含有される金属材料によって生じる、同調周波数と実際周波数とのずれを補正することのできるアンテナ装置が実現される。従って、例えば製品としてアンテナを有する電波時計を配置し、アンテナ部を、この他の電波時計の受信感度を向上させるための補助アンテナとして兼用した場合に、この電波時計が有する金属部材による受信感度の劣化を防止できる。

請求項２に記載の発明によれば、現在時刻が受信部の動作時刻である場合、同調周波数のずれが補正される。このため、配置されている製品における電波受信を妨げることはない。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態を説明する。
尚、以下では、本発明の時刻修正装置（アンテナ装置）を置き時計の電波時計に適用した場合を説明するが、本発明の適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。

［外観］
図１は、本実施形態における電波時計である置き時計１の外観図である。同図（ａ）は、置き時計１の正面斜視図であり、同図（ｂ）は背面斜視図である。

同図によれば、置き時計１は、安定的に配置可能に形成された略直方体の筐体１０を有し、この筐体１０の正面に、現在時刻や受信周波数等を表示するディスプレイ１１と、ユーザによって操作されるボタンスイッチ１２とが設けられている。

また、筐体１０内部には、標準電波を受信するアンテナ２０と、各種回路を有するＩＣチップが搭載された回路基板１３とが備えられている。

アンテナ２０は、バーアンテナであり、アモルファスやフェライト等の比透磁率が高く、且つ導電率が小さい磁性材料で形成された棒状のコアと、コアの周囲に銅等の導線を巻回させて成るコイルとを備えて構成される。このアンテナ２０は、筐体１０内において、コアの軸線方向が筐体１０の長手方向に沿って水平に設けられている。

回路基板１３に搭載されるＩＣチップが有する回路要素としては、置き時計１の各部を制御するＣＰＵ等の制御ＩＣと、アンテナ２０のコイルと銅等のリード線で電気的に接続されてこのコイルに生じた誘導起電力を検出し、検出した電気信号を増幅・復調して標準電波に含まれるタイムコードを取り出す受信回路と、発振器を有して現在時刻を計時する計時回路とが含まれる。制御ＩＣは、受信回路で取り出されたタイムコードに基づいて計時回路による計時時刻を修正し、修正された現在時刻をディスプレイ１１に表示させる等の処理を行う。

また、筐体１０の背面には、製品である腕時計が載置される載置部材１４と、この載置部材１４が収納される収納凹部１５と、置き時計１が後方に転倒することを防止するための転倒防止部材１６とが設けられている。

載置部材１４は、筐体１０の長手方向に垂直な方向の垂直部分と平行な方向の平行部分とからなるアーム形状（腕部）の板状部材であり、垂直部分の端部がヒンジを介して筐体１０に連結されている。そして、載置部材１４は、このヒンジを軸として回動自在であり、同図に示すように水平に維持された水平状態の姿勢と、垂直に維持されて収納凹部１５に収納された垂直状態の姿勢とを切り替え可能に構成されている。

更に、載置部材１４の上面には、腕時計の載置を検出する検出スイッチ１４ａが備えられている。この検出スイッチ１４ａは、例えば載置された腕時計の重みによって押下されてオン／オフされる機械式のスイッチであり、回路基板１３の制御ＩＣに接続されている。

収納凹部１５は、載置部材１４が収納される凹部であり、載置部材１４と同形状に形成されているとともに、その深さが載置部材１４の厚さとほぼ同じであって、載置部材１４が収納凹部１５に収納されて垂直状態の姿勢となった場合に、この凹部の周囲面と内部に収納した載置部材１４の表面とがほぼ同一面状になるように形成されている。

転倒防止部材１６は、載置部材１４に腕時計が載置された際に、この腕時計の重みによって置き時計１が後方に転倒することを防止するための部材であり、筐体１０に対して着脱自在に構成されている。即ち、同図（ｃ）の側面図に示すように、転倒防止部材１６には、置き時計１の筐体１０背面との接触面に、下方に屈曲して形成された屈曲部１６ａを有しており、この屈曲部１６ａが置き時計１の筐体１０の背面下部に形成された凹部１０ａに嵌ることにより、転倒防止部材１６が筐体１０に固定されるように構成されている。

つまり、この置き時計１は、水平状態とした載置部材１４に腕時計を載置できるように構成されている。この場合、載置された腕時計の重みによって置き時計１の重心が移動して後方に転倒する可能性が有るが、置き時計１に転倒防止部材１６を取り付けることにより、腕時計の重みで置き時計１が後方に転倒することが防止される。また、腕時計を載置しない場合は、載置部材１４を垂直状態として収納凹部１５に収納するとともに、転倒防止部材１６を取り外すことにより、従来の置き時計型の電波時計と同様に使用することができる。

図２は、載置部材１４に腕時計５０を載置した置き時計１の状態を示す図である。ここで、腕時計５０は、標準電波を受信するアンテナ６０を内蔵し、アンテナ６０での受信電波を基に現在時刻データを修正する電波時計である。

即ち、腕時計５０は、アンテナ６０や、時針や分針等の指針を文字板上で運針させるアナログ指針機構、このアンテナ６０やアナログ指針機構等が接続されてこれらを制御する回路基板等を内部に収納する環状の部材の底面に裏蓋が取り付けられて成る時計ケース５１と、これをユーザの腕に装着するために時計ケース５１に取り付けられた時計バンド５２とを備えて構成されている。アンテナ６０は、置き時計１に内蔵されているアンテナ２０と同様なバーアンテナであり、アモルファスやフェライト等の磁性材料で形成された棒状のコアと、コアの周囲に銅等の銅線が巻回されて成るコイルとを備えて構成される。

そして、腕時計５０は、内蔵するアンテナ６０のコアの軸線方向が、置き時計１のアンテナ２０のコアの軸線方向と平行になるよう、載置部材１４に載置される。即ち、同図（ａ）に示すように、アンテナ６０のコアの軸線方向が６時−１２時方向に沿った方向である場合、腕時計５０は、時計ケース５１が載置部材１４の上面ほぼ中央に位置し、時計バンド５２の長手方向が置き時計１の長手方向に沿った向きで載置部材１４に載置される。これにより、腕時計５０のアンテナ６０及び置き時計１のアンテナ２０それぞれのコアの軸線方向が互いに平行となる。

また、同図（ｂ）に示すように、アンテナ６０のコアの軸線方向が３時−９時方向に沿った方向である場合、腕時計５０は、時計ケース５１が載置部材１４の上面ほぼ中央に位置し、一方の時計バンド５２が載置部材１４と筐体１０との間に形成された隙間から垂下されて、時計バンド５２の長手方向が置き時計１の長手方向と垂直になる向きで載置部材１４に載置される。これにより、腕時計５０のアンテナ６０及び置き時計１のアンテナ２０それぞれのコアの軸線方向が互いに平行となる。

このように、アンテナ２０及びアンテナ６０それぞれのコアの軸線方向が互いに平行になるよう、載置部材１４に腕時計１０が載置されることで、アンテナ２０，６０が磁気的に結合し、アンテナ６０の標準電波の受信感度が向上される。

具体的に説明する。
図３は、置き時計１の載置部材１４に腕時計５０が載置された際のアンテナ２０，６０の状態図である。

同図に示すように、アンテナ２０は、バーアンテナであり、コア２１と、このコア２１の中央部分に銅線等を巻回して成るコイル２２とにより構成され、置き時計１内部に設けられている。

コア２１は、略円柱形状の棒状体であり、例えば、その中央部分の２箇所に両端部より径が小さく形成された凹部を有し、その各凹部に銅線等がコア２１の両端部の表面とほぼ同じ高さになるようにほぼ均等な厚みで巻回されてコイル２２、コイルＬｓが形成されている。ここで、コイルＬｓは該アンテナ２０の同調ずれを検出するために用いられるコイルであり、その詳細については後述する。

また、コア２１は、電波の受信感度が高い材料、例えばアモルファスやフェライト等の比透磁率が高く且つ導電率が小さい磁性材料によって形成されている。具体的には、コア２１は、約１０００〜１００００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２１内部の磁気抵抗は、アンテナ２０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。

そして、このアンテナ２０を標準電波による磁界中に置くと、標準電波による磁束（以下、「信号磁束」という）がコア２１に集中してコイル２２と鎖交し、コイル２２には、コイル６２の内部を通過する信号磁束の変化を妨げる向きに磁束が発生する。この発生した磁束に基づきコイル２２に生じる誘導起電力を検出することにより、標準電波が受信されるようになっている。

アンテナ６０は、アンテナ２０と同様なバーアンテナであり、コア６１と、このコア６１の中央部分に銅線等を巻回して成るコイル６２とにより構成され、腕時計５０内部に設けられている。

コア６１は、アンテナ２０のコア２１と同様、略円柱形状の棒状体であり、例えば、その中央部分に両端部より径が小さく形成された凹部を有し、その凹部に銅線等がコア６１の両端部の表面とほぼ同じ高さになるようにほぼ均等な厚みで巻回されてコイル６２が形成されている。また、コア６１は、例えばアモルファスやフェライト等の電波の受信感度が高い磁性材料により形成されている。

そして、このアンテナ６０を標準電波による磁界中に置くと、アンテナ２０と同様に、コイル６２に生じる誘導起電力を検出することで標準電波が受信されるようになっている。

このように、アンテナ２０，６０はそれぞれ単独で標準電波を受信可能であるが、互いに磁気的に結合する位置に配置されることで、標準電波の受信感度が更に向上する。

つまり、アンテナ２０を標準電波による磁界中に置くと、信号磁束がコア２１に集中してコイル２２と鎖交し、コイル２２には、コイル２２の内部を通過する信号磁束の変化を妨げる向きに磁束が発生する。そして、発生した磁束がアンテナ２０と磁気的に結合しているアンテナ６０のコイル６２に生じる誘導起電力をより増大させることにより、アンテナ６０単独で標準電波を受信する場合に比較して受信感度が向上される。

即ち、腕時計５０は単独でも標準電波の受信を可能であるが、置き時計１の載置部材１４に載置し、アンテナ６０を置き時計１のアンテナ２０と磁気的に結合させることによって受信感度が更に向上され得る。また、このとき、腕時計５０を従来の構成から何ら変更させることなく、標準電波の受信感度を向上させることが可能となる。なお、アンテナ２０のコア２１と、アンテナ６０のコア６１は、両端部より径が小さく形成された凹部を有し、その凹部に銅線等が巻回されるとして説明を行ったが、コア２１，６１に凹部を設けずに銅線等を巻回するようにしてもよい。

［内部構成］
図４は、置き時計１の内部構成を示すブロック図である。同図によれば、置き時計１は、ＣＰＵ１００と、入力部２２０と、表示部２４０と、ＲＯＭ３００と、ＲＡＭ４００と、受信回路部５００と、同調ずれ検出回路部６００と、計時回路部７２０と、発振回路部７４０と、腕時計検出部８００とを備えて構成される。

ＣＰＵ１００は、所定のタイミング或いは入力部２２０から入力された操作信号に応じてＲＯＭ３００に格納されているプログラムを読み出してＲＡＭ４００に展開し、該プログラムに基づいて置き時計１を構成する各部への指示やデータ転送等を行う。

特に、本実施形態では、ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ３００の制御プログラム３２０に従った制御処理を実行する。この制御処理では、主に、（１）腕時計検出プログラム３２４に従った腕時計検出処理（図１１参照）、（２）時刻修正プログラム３２２に従った時刻修正処理（図１２参照）、（３）腕時計受信時プログラム３２３に従った腕時計受信時処理（図１３参照）、を実行する。

（１）腕時計検出処理では、ＣＰＵ１００は、腕時計検出部８００から入力される検出信号を基に、載置部材１４に腕時計５０が載置されたか否かを判断する。腕時計５０が載置されたと判断すると、同調ずれ検出回路部６００から入力される検出信号を基に、その載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているか否かを判断する。

また、（２）時刻修正処理では、ＣＰＵ１００は、計時回路部７２０により計時されている現在時刻が、予め定められた置き時計１における時刻修正時刻に達すると、最適な標準電波の受信周波数を判断する。ここでは、例えば受信信号の電界強度等を基に、日本における標準電波の周波数である４０ｋＨｚ或いは６０ｋＨｚを判断する。そして、受信切換信号を同調回路５２０に出力して、アンテナ２０を、この判断した最適な受信周波数に同調させる。

次いで、載置部材１４に腕時計５０が載置されているか否かを判断し、載置されている場合、更に、その載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているか否かを判断する。金属形成されていると判断した場合には、補正信号を同調ずれ補正回路５４０に出力して、アンテナ２０の同調周波数を、予め定められたシフト周波数だけシフトさせる。

その後、受信回路部５００を制御して標準電波の受信を行わせ、受信信号を基に、標準時刻コードや積算日コード、曜日コード等を含む標準タイムコードを生成する。この処理は、タイムコード変換プログラム３２１に従って実行される。そして、生成した標準タイムコードに基づいて、計時回路部７２０で計時される現在時刻データを修正し、表示部２４０の時刻表示を修正させる。

また、（３）腕時計受信時処理では、ＣＰＵ１００は、計時回路部７２０に計時されている現在時刻が、予め定められた腕時計５０における時刻修正時刻に達すると、載置部材１４に腕時計５０が載置されているか否かを判断する。腕時計５０が載置されている場合、同調回路５２０に受信切換信号を出力して、アンテナ２０を、予め定められた腕時計５０における受信周波数に同調させる。次いで、載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているか否かを判断し、金属形成されている場合には、同調ずれ補正回路５４０に補正信号を出力して、アンテナ２０の同調周波数を、予め定められたシフト周波数だけシフトさせる。

入力部２２０は、ユーザが各種操作を入力するためのスイッチ等で構成され、これらのスイッチ等が操作された場合には、対応する操作信号をＣＰＵ１００に出力する。図１では、ボタンスイッチ１２がこれに該当する。

表示部２４０は、小型液晶ディスプレイ等で構成され、ＣＰＵ１００から入力される表示信号に基づいて、現在時刻や現在の受信周波数等を表示する。図１では、ディスプレイ１１がこれに該当する。

ＲＯＭ３００は、置き時計１にかかるシステムプログラムやアプリケーションプログラム、本実施形態を実現するためのプログラムやデータ等を記憶する。特に、本実施形態を実現するためのプログラムとして制御プログラム３２０を記憶している。この制御プログラム３２０は、タイムコード変換処理を実現するためのタイムコード変換プログラム３２１と、時刻修正処理を実現するための時刻修正プログラム３２２と、腕時計受信時処理を実現するための腕時計受信時プログラム３２３と、腕時計検出処理を実現するための腕時計検出プログラム３２４とを含んでいる。

ＲＡＭ４００は、ＣＰＵ１００の作業領域として用いられ、ＲＯＭ３００から読み出されたプログラムやデータ等を一時的に記憶する。本実施形態では、各種データが設定される複数のレジスタから成るレジスタ群４２０が形成される。

図５に、レジスタ群４２０を構成するレジスタの一例を示す。同図によれば、ＲＡＭ４００には、合計８つのレジスタ［００１］〜［００８］が形成される。

レジスタ［００１］には、置き時計１における標準電波の受信周波数が設定される。この受信周波数は、ＣＰＵ１００により時刻修正処理中において決定される。レジスタ［００２］には、腕時計５０における標準電波の受信周波数が設定される。この周波数としては、入力部２２０から入力されるユーザの操作入力に従った値が設定される。レジスタ［００３］には、置き時計１が使用される地域（国）を表すデータが設定される。ここでは、日本を表す“１”が予め設定されていることとするが、入力部２２０から入力されるユーザの操作入力に従った値が設定されることとしても良い。

レジスタ［００４］には、置き時計１において時刻修正を行う時刻が設定される。この時刻としては、予め定められた所定時刻、或いは、入力部２２０から入力されるユーザの操作入力に従った時刻が設定される。レジスタ［００５］には、腕時計５０において時刻修正が行われる時刻が設定される。この時刻としては、入力部２２０から入力されるユーザからの操作入力に従った値が設定される。レジスタ［００６］には、アンテナ２０の同調をシフトさせる際の周波数がシフト周波数として設定される。ここでは、所定値“１ｋＨｚ”が設定されていることとするが、入力部２２０から入力されるユーザの操作入力に従った値が設定されることとしても良い。

レジスタ［００７］には、載置部材１４に腕時計５０が載置されているか否か（載置有無）を示す値が設定される。この載置有無は、腕時計検出処理中において、ＣＰＵ１００により腕時計検出部８００からの入力信号に基づいて判断される。レジスタ［００８］には、載置部材１４に載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているか否か（材質）を示す値が設定される。この時計ケース５１の材質は、腕時計検出処理中において、ＣＰＵ１００により同調ずれ検出回路部６００からの入力信号に基づいて判断される。

なお、レジスタ［００１］〜レジスタ［００８］において、ＣＰＵ１００が設定値を判断するとしたものについても、入力部２２０から入力されるユーザの操作入力に従った値が設定されることとしても良い。

受信回路部５００は、同調回路５２０を含み、アンテナ２０で受信された標準電波の不要な周波数成分をカットして該当する周波数信号を取り出し、この周波数信号を対応した電気信号に変換してＣＰＵ１００に出力する。

図１５に、受信回路部５００のブロック構成を示す。同図によれば、受信回路部５００は、アンテナ２０と、同調回路５２０と、ＡＧＣアンプ５６１と、フィルタ回路５６２と、ポストアンプ５６３と、検波整流回路５６４と、波形整形回路５６５と、ＡＧＣ電圧制御回路５６６とを備えている。

同調回路５２０は、同調ずれ補正回路５４０を含み、アンテナ２０の同調周波数を、４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚに切り換える。同調ずれ補正回路５４０は、ＣＰＵ１００から入力される補正信号に従って、アンテナ２０の同調周波数を所定周波数だけシフト（補正）する。

ＡＧＣアンプ５６１は、同調回路５２０から入力される信号を、ＡＧＣ電圧制御回路５６６から入力される制御信号に応じて増幅或いは減衰して出力する。フィルタ回路５６２は、例えば水晶フィルタにより構成される、通過帯域が極めて狭いＢＰＦであり、ＡＧＣアンプ５６１から入力される信号に対して所定の周波数範囲の信号を通過させ、範囲外の周波数成分を遮断して出力する。

ポストアンプ５６３は、フィルタ回路５６２から入力される信号を、所定の信号レベルまで増幅して出力する。検波整流回路５６４は、ポストアンプ５６３から入力される信号を検波して出力する。波形整形回路５６５は、検波整流回路５６４から入力された検波信号を波形整形して出力する。波形整形回路５６５から出力された信号はＣＰＵ１００に入力される。ＡＧＣ電圧制御回路５６６は、検波整流回路５６４から入力される検波信号のレベルに応じて、ＡＧＣアンプ５６１の増幅度を調整する制御信号を出力する。

図６に、同調回路５２０の回路構成を示す。同図によれば、同調回路５２０は、アンテナ２０のコイル２２に並列接続された同調コンデンサＣ１，Ｃ２と、同調コンデンサＣ２に直列接続されたスイッチＳＷ２と、同調ずれ補正回路５４０とを有して構成される。

スイッチＳＷ２は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成され、ＣＰＵ１００から入力される受信切換信号に従ってオン／オフされる。

同調コンデンサＣ１，Ｃ２の容量値は、次のように設定されている。即ち、スイッチＳＷ２がオフである場合、アンテナ２０の同調周波数Ｆ１は次式（１）で与えられる。

また、スイッチＳＷ２がオンである場合、アンテナ２０の同調周波数Ｆ２は次式（２）で与えられる。

上式（１），（２）において、Ｌはアンテナ２０のコイル２２のインダクタンスである。そして、この同調周波数Ｆ１，Ｆ２が、それぞれ、Ｆ１＝４０ｋＨｚ、Ｆ２＝６０ｋＨｚ、となるよう、同調コンデンサＣ１，Ｃ２それぞれの容量値が設定されている。

このように、同調回路５２０は、受信切換信号によってスイッチＳＷ２がオン／オフされることで、アンテナ２０の同調周波数を４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚに切り換える。

同調ずれ補正回路５４０は、アンテナ２０のコイル２２に並列接続された複数のコンデンサＣ３，Ｃ４，・・と、これら各コンデンサＣ３，Ｃ４，・・に直列接続された複数のスイッチＳＷ３，ＳＷ４，・・とを有して構成される。

各スイッチＳＷ３，ＳＷ４，・・は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成され、ＣＰＵ１００から入力される補正信号に従って独立にオン／オフされる。そして、スイッチＳＷ３，ＳＷ４，・・がオンし、対応するコンデンサＣ３，Ｃ４，・・がアンテナ２０のコイル２２に並列接続するように設定されることで、アンテナ２０の同調周波数がシフトされる（切替えられる）。各コンデンサＣ３，Ｃ４，・・の容量値は、当該コンデンサＣ３，Ｃ４，・・がアンテナ２０のコイル２２に並列接続されることでシフトされる周波数（シフト周波数）が数Ｈｚ〜数ｋＨｚ程度となるよう、設定されている。

図４において、同調ずれ検出回路部６００は、同調回路５２０により設定されたアンテナ２０の同調周波数と実際の同調周波数とのずれを検出するための回路である。即ち、アンテナ２０は、同調回路５２０により４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚに同調するように制御される。しかし、アンテナ２０の近傍に金属が有る場合、この近傍金属の影響を受けてインダクタンスが変化し、実際の同調周波数が設定された周波数よりずれる。同調ずれ検出回路部６００は、このずれを検出するための回路である。

図７（ａ）に、同調ずれ検出回路部６００の回路構成を示す。同図（ａ）によれば、同調ずれ検出回路部６００は、コイルＬｓと、抵抗Ｒｓと、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator：電圧制御発振器）６０１と、電圧計６０２と、コンデンサＣｓと、スイッチＳＷｓとを有して構成されている。

図７（ａ）によれば、コイルＬｓとアンテナ２０のコイル２２とはトランス結合されている。従って、このトランスに印加する信号の周波数に対して、トランスのインピーダンスが変化し、このインピーダンスの変化が印加される信号の振幅の変化となって検出される。

コイルＬｓは、同図（ｂ）に示すように、アンテナ２０のコア２１に銅等の導線が巻回されて成り、アンテナ２０のコイル２２とコアを共通にして形成されている。ＶＣＯ６０１は、抵抗Ｒｓを介して、コイルＬｓの両端に所定周波数の交流電源を供給する。電圧計６０２は、コイルＬｓの両端に生じる電圧を検出する。コンデンサＣｓ及びスイッチＳＷｓは直列接続され、アンテナ２０のコイル２２に並列接続されている。

ここで、コンデンサＣｓの容量値は、当該コンデンサＣｓがアンテナ２０のコイル２２に並列接続された際のアンテナ２０の同調周波数が、同調回路５２０により設定される同調周波数、即ち標準電波の周波数である４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚとは異なる検出用周波数、例えば３０ｋＨｚとなるように設定されている。

スイッチＳＷｓは、例えばＭＯＳＦＥＴで構成され、ＣＰＵ１００から入力される検出切換信号に従ってオン／オフされる。そして、スイッチＳＷｓがオンし、コンデンサＣｓがアンテナ２０のコイル２２に並列接続されることで、アンテナ２０の同調周波数が所定の検出用周波数に切り換えられる。

ＣＰＵ１００は、次のように、同調回路５２０により設定したアンテナ２０の同調周波数と実際の同調周波数とのずれ（差）を判断し、このずれを基に、載置部材１４に載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているか否かを判断する。

即ち、検出切換信号を出力してスイッチＳＷｓをオンさせ、アンテナ２０の同調周波数を検出用周波数に切り換える。次いで、ＶＣＯ６０１の発振周波数を、この検出用周波数を中心とした所定範囲で変化させるとともに、電圧計６０２によりコイルＬｓの両端の電圧を計測する。

図８は、計測されたコイルＬｓの両端の電圧の一例を示すグラフである。同図では、横軸をＶＣＯ６０１の発振周波数とし、縦軸をコイルＬｓの両端の電圧としている。また、検出用周波数を３０ｋＨｚとし、この３０ｋＨｚを中心とした約２５〜３０ｋＨｚの範囲でＶＣＯ６０１の発振周波数を変化させた場合を示している。

アンテナ２０の近傍に金属がない場合、コイルＬｓの両端の電圧は、図中破線で示すように、検出用周波数でピーク値をとる、上に凸形状の曲線を描く。しかし、アンテナ２０の近傍に金属がある場合、コイル２２の両端の電圧は、図中実線で示すように、ピーク値となる周波数が検出用周波数からずれる。尚、この周波数のずれは、同図に示すように周波数が高い方向へではなく、低い方へずれることもある。また、この周波数のずれは、近傍金属の種類や形状等にもよるが、概ねその金属との距離が近い程、大きくなる。

そして、この周波数のずれが所定値以上である場合、近傍に金属がある、即ち載置部材１４に載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されている、より詳細には、アンテナ２０の同調周波数にずれを生じさせ得る程度の金属材料が時計ケース５１に含有されていると判断される。また、同調周波数のずれが所定値未満である場合、近傍に金属がない、即ち載置部材１４に載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されていない、詳細には、アンテナ２０の同調周波数にずれを生じさせ得る程度の金属材料が時計ケース５１には含有されていないと判断する。

計時回路部７２０は、発振回路部７４０から入力されるクロック信号を計数して現在時刻を計時し、現在時刻データをＣＰＵ１００に出力する。発振回路部７４０は、常時一定周波数のクロック信号を出力する。

腕時計検出部８００は、載置部材１４に腕時計５０が載置されているか否かを検出し、検出信号をＣＰＵ１００に出力する。図９に、腕時計検出部８００の回路構成を示す。同図によれば、腕時計検出部８００は、検出スイッチ１４ａと、抵抗Ｒｃと、反転アンプとしてのインバータ８０１とを有して構成される。

検出スイッチ１４ａ及び抵抗Ｒｃは直列接続され、検出スイッチ１４ａ側の端部が接地されているとともに、抵抗Ｒｃ側の端部に所定電圧ＶＤＤが印加されている。インバータ８０１は、入力端子が検出スイッチ１４ａと抵抗Ｒｃとの接続点に接続され、この接続点の電位（電圧レベル）を反転し、信号ａとして出力する。

即ち、検出スイッチ１４ａがオフの場合、インバータ８０１には、所定電圧ＶＤＤが抵抗Ｒを介して印加され、信号ａはロウレベルとなる。一方、検出スイッチ１４ａがオンの場合、インバータ８０１には接地電位（ＧＮＤ）が印加され、信号ａはハイレベルとなる。

そして、ＣＰＵ１００は、信号ａを基に、載置部材１４に腕時計５０が載置されているか否かを判断する。即ち、信号ａがハイレベルである場合、検出スイッチ１４ａはオンされているので、載置部材１４に腕時計５０が載置されていると判断する。一方、信号ａがロウレベルである場合、検出スイッチ１４ａがオフされているので、載置部材１４に腕時計５０は載置されていないと判断する。

［処理の流れ］
図１０は、本実施形態にかかるＣＰＵ１００の処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ１００がＲＯＭ３００の制御プログラム３２０を実行することで実現される。

同図によれば、ＣＰＵ１００は、先ず、腕時計検出処理を実行する（ステップＡ１）。
図１１は、腕時計検出処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ１００が腕時計検出プログラム３２４を実行することで実現される。

同図によれば、ＣＰＵ１００は、腕時計検出部８００から入力される信号ａのレベル変化を判断し、変化したならば（ステップＢ１：ＹＥＳ）、次いで、変化後の信号ａのレベルを判断する。

信号ａがハイレベルであるならば（ステップＢ３：ＹＥＳ）、載置部材１４に腕時計５０が載置されていると判断し、レジスタ［００７］に載置有りを示す“１”を設定する（ステップＢ５）。続いて、同調ずれ検出回路部６００に検出切換信号を出力し、アンテナ２０を所定の検出用周波数に同調させる（ステップＢ７）。次いで、同調ずれ検出回路部６００のＶＣＯ６０１の発振周波数を、この検出用周波数を中心とする所定範囲内で徐々に変化させ、電圧計６０２によりコイルＬｓの両端の電圧を計測する（ステップＢ９）。

そして、計測した電圧値のうち、ピーク値に対応する周波数をアンテナ２０の実際の同調周波数であると判断し（ステップＢ１１）、この判断した実際の同調周波数とアンテナ２０の検出用周波数との差（ずれ）を算出する。

算出した周波数の差が所定値以上であるならば（ステップＢ１３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ１００は、載置部材１４に載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されていると判断し、レジスタ［００８］に金属形成されていることを示す“１”を設定する（ステップＢ１５）。算出した周波数の差が所定値未満であるならば（ステップＢ１３：ＮＯ）、載置部材１４に載置されている腕時計５０の時計ケース５１は金属以外の材料で形成されていると判断し、レジスタ［００８］に金属形成されていないことを示す“０”を設定する（ステップＢ１７）。

また、ステップＢ３において、信号ａのレベルがロウレベルならば（ステップＢ３：ＮＯ）、ＣＰＵ１００は、載置部材１４には腕時計５０が載置されていないと判断し、レジスタ［００７］に載置無しを示す“０”を設定する（ステップＢ１９）。
以上の処理を行うと、腕時計検出処理を終了する。

腕時計検出処理を終了すると、ＣＰＵ１００は、続いて、時刻修正処理を実行する（ステップＡ３）。

図１２は、時刻修正処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ１００が時刻修正プログラム３２２を実行することで実現される。

同図によれば、ＣＰＵ１００は、計時回路部７２０により計時されている現在時刻が、レジスタ［００４］に設定されている置き時計１の時刻修正時刻に達したか否かを判断し、達したならば（ステップＣ１：ＹＥＳ）、例えば受信信号の電界強度等に基づいて最適な受信周波数を決定し、判断した受信周波数をレジスタ［００１］に設定する（ステップＣ３）。

続いて、ＣＰＵ１００は、レジスタ［００１］に記憶されている受信周波数に基づく受信切換信号を同調回路５２０に出力し、アンテナ２０をこの受信周波数に同調させる（ステップＣ５）。

次いで、レジスタ［００７］の設定値を判断し、その設定値が“１”、即ち載置部材１４に腕時計５０が載置されているならば（ステップＣ７：ＹＥＳ）、更に、レジスタ［００８］の設定値を判断する。レジスタ［００８］の設定値が“１”、即ち載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているならば（ステップＣ９：ＹＥＳ）、レジスタ［００６］に記憶されているシフト周波数に基づく補正信号を同調ずれ補正回路５４０に出力し、アンテナ２０の同調周波数を、このシフト周波数だけシフトさせる（ステップＣ１１）。

次いで、ＣＰＵ１００は、受信回路部５００を制御して標準電波を受信させる標準電波受信処理を実行する（ステップＣ１３）。そして、受信回路部５００からの入力信号（検波信号）を基に標準タイムコードを生成し、生成した標準タイムコードに基づいて計時回路部７２０により計時されている現在時刻データを修正するとともに、表示部２４０の現在時刻表示を修正後の時刻に更新させる時刻修正処理を実行する（ステップＣ１５）。
以上の処理を行うと、時刻修正処理を終了する。

時刻修正処理を終了すると、ＣＰＵ１００は、続いて、腕時計受信時処理を実行する（ステップＡ５）。

図１３は、腕時計受信時処理の流れを説明するためのフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ１００が腕時計受信時プログラム３２３を実行することで実現される。

同図によれば、ＣＰＵ１００は、計時回路部７２０により計時されている現在時刻が、レジスタ［００５］に設定されている腕時計５０における時刻修正時間に達したか否かを判断し、達したならば（ステップＤ１：ＹＥＳ）、レジスタ［００７］の設定値を判断する。

レジスタ［００７］の設定値が“１”、即ち載置部材１４に腕時計５０が載置されているならば（ステップＤ３：ＹＥＳ）、表示部２４０における時刻表示を消去する（ステップＤ５）。続いて、レジスタ［００２］に設定されている、腕時計５０における受信周波数に基づく受信切換信号を同調回路５２０に出力し、アンテナ２０を、この受信周波数に同調させる（ステップＤ７）。

次いで、レジスタ［００８］の設定値を判断し、設定値が“１”、即ち載置されている腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているならば（ステップＤ９：ＹＥＳ）、レジスタ［００６］に記憶されているシフト周波数に基づく補正信号を同調ずれ補正回路５４０に出力し、アンテナ２０の同調周波数を、このシフト周波数だけシフトさせる（ステップＤ１１）。

その後、ＣＰＵ１００は、腕時計５０における時刻修正は終了したかを判断する、即ち、腕時計５０の時刻修正時刻から所定時間が経過したか否かを判断し、所定時間が経過したならば、腕時計５０における時刻修正が修了したと判断する。腕時計５０における時刻修正が終了したと判断したならば（ステップＤ１３：ＹＥＳ）、表示部２４０の時刻表示を再表示する（ステップＤ１５）。
以上の処理を行うと、腕時計受信時処理を終了する、

腕時計受信時処理を終了すると、ＣＰＵ１００は、本処理を終了するか否かを判断し、終了しないならば（ステップＡ７：ＮＯ）、ステップＡ１に戻り、終了するならば（ステップＡ７：ＹＥＳ）、本処理を終了する。

［作用・効果］
以上、本実施形態によれば、腕時計５０に内蔵されるアンテナ６０及び置き時計１に内蔵されるアンテナ２０それぞれのコア軸線方向が平行となるよう、置き時計１の筐体１０背面に設けられた載置部材１４に腕時計５０が載置されると、このコア軸線方向が互いに平行となったアンテナ２０，６０が磁気結合することにより、アンテナ６０の受信性能が、アンテナ６０単独の場合と比較して向上される。また、この置き時計１では、筐体１０背面であって載置部材１４の下方に設けられた転倒防止部材１６により、載置部材１４に載置された腕時計５０の重みによって後方に転倒することが防止される。即ち、置き時計１を、本来の電波時計として使用可能であるとともに、載置部材１４に載置された腕時計５０の受信感度を向上させる補助アンテナとしての役割を成す時刻修正装置、又はアンテナ装置としても使用可能となる。

また、置き時計１では、載置部材１４に載置されている腕時計５０における標準電波の受信時刻になると、その腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されている場合、アンテナ２０を、その腕時計５０における標準電波の受信周波数から所定の周波数だけシフトさせたシフト周波数に同調させ、金属形成されていない場合には、上記受信周波数に同調させる。これにより、載置されている腕時計５０における標準電波の受信を妨げず、受信性能を更に向上させることが可能となる。

ここで、金属形成された時計ケース５１は、この時計ケース５１に含有される金属材料の種類や量等が該時計ケース５１の材質や種類によって異なる。このため、配置される腕時計５０は、該腕時計５０の種類や機種によって受信しようとする周波数と実際の同調周波数とのずれの程度が異なる。そこで、例えば実験等により、予め製品の種類や機種毎に、当該製品に含有される金属材料によって生じ得る同調周波数のずれの程度を求めておき、この求めた値に基づいてずれの程度を予測し、この予測したずれの程度と製品の種類とを対応付けて記憶しておく。そして、選択された製品の種類に応じて同調周波数のずれを補正することで、より正確なずれの補正が可能となる。

更に、置き時計１では、当該置き時計１における時刻修正の際、載置部材１４に腕時計５０が載置され、且つその腕時計５０の時計ケースが金属形成されている場合、アンテナ２０の同調周波数を所定の周波数（シフト周波数）だけシフトさせる。これによって、より正確な時刻修正が可能となる。

［変形例］
尚、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。

（Ａ）配置部
例えば、上述した実施形態では、腕時計５０を配置する配置部として、置き時計１の背面に載置部材１４を設けることとしたが、例えば図１４に示すように、載置部材１４を設けず、筐体１０上面に腕時計５０を載置する凹部を形成することとしても良い。同図によれば、置き時計１Ａの筐体１０上面に、腕時計５０を載置する載置凹部１７が形成されている。この載置凹部１７は、腕時計５０の外形に合わせた形状を成しており、詳細には、腕時計５０を、筐体１０の長手方向に平行な向きと垂直な向きとの何れでも配置可能な形状に形成されている。

また、腕時計５０を配置する配置部として、置き時計の筐体１０上面に、載置する腕時計５０の模式図を印刷等によって標示し、これによって腕時計５０の配置位置や配置向きを指示するように構成しても良い。

（Ｂ）シフト周波数
また、上述した実施形態では、アンテナ２０の同調周波数をシフトする（切替える）際のシフト周波数を所定値としたが、同調ずれ検出回路部６００によって検出された検出用周波数と実際の同等周波数との差を基に、設定することとしても良い。この場合、例えば周波数のずれが大きい程、シフト周波数を大きく設定する。

また、載置された腕時計５０の型番等に基づく腕時計５０の種類に応じてシフト周波数を設定することとしても良い。即ち、腕時計５０が載置部材１４に載置されることによるアンテナ２０の同調周波数のずれは、その腕時計５０の配置位置や時計ケース５１の大きさ、時計ケース５１を形成する金属の種類や割合等によって大凡決まる。そこで、予め実験等により判明した載置され得る腕時計５０の型番毎に予測される同調周波数のずれを、置き時計１０の製造時にメーカ側が記憶させておき、例えばユーザによって入力された型番に基づいてシフト周波数を設定することとしても良い。

更にこの場合、入力される腕時計５０の型番により、載置部材１４に載置される腕時計５０の時計ケース５１が金属形成されているか否かを判断することとしても良い。

（Ｃ）腕時計５０の受信周波数
また、上述した実施形態では、載置部材１４に載置された腕時計５０における標準電波の受信周波数をユーザの操作入力に従って設定することとしたが、これを、置き時計１における標準電波の受信周波数と等しいこととしても良い。

（Ｄ）時刻修正装置及び製品
また、上述した実施形態では、時刻修正装置（アンテナ装置）を置き時計型の電波時計に適用し、製品として腕時計型の電波時計が配置されることとしたが、例えばラジオや無線受信機といった、電波を受信するアンテナを備えた他の装置に適用することとしても良いし、配置される製品もこれに限らない。

実施形態における置き時計の外観斜視図。 腕時計を載置した置き時計の外観斜視図。 置き時計及び腕時計のアンテナの配置図。 置き時計の内部構成図。 ＲＡＭに形成されるレジスタ群の説明図。 同調回路の回路構成図。 同調ずれ検出回路部の回路構成図。 同調周波数のずれ検出の説明図。 腕時計検出部の回路構成図。 ＣＰＵの処理の流れ図。 図１０の処理中に実行される腕時計検出処理の流れ図。 図１０の処理中に実行される時刻修正処理の流れ図。 図１０の処理中に実行される腕時計受信時処理の流れ図。 変形例における置き時計の外観斜視図。 受信回路の回路構成図。

符号の説明

１，１Ａ 置き時計（電波時計）
１０ 筐体
１４ 載置部材
１５ 収納凹部
１６ 転倒防止部材
１７ 載置凹部
２０ アンテナ
２１ コア
２２ コイル
１００ ＣＰＵ
２２０ 入力部
２４０ 表示部
３００ ＲＯＭ
３２０ 制御プログラム
３２１ タイムコード変換プログラム
３２２ 時刻修正プログラム
３２３ 腕時計受信時プログラム
３２４ 腕時計検出プログラム
４００ ＲＡＭ
４２０ レジスタ群
５００ 受信回路部
５２０ 同調回路
５４０ 同調ずれ補正回路
６００ 同調ずれ検出回路部
７２０ 計時回路部
７４０ 発振回路部
８００ 腕時計検出部
５０ 腕時計（電波時計）
５１ 時計ケース
５２ 時計バンド
６０ アンテナ
６１ コア
６２ コイル

Claims (2)

1. 標準電波の不要な周波数成分をカットし、受信する周波数信号を取り出して電気信号に変換する受信部と、
   前記受信部は、棒状のコア及び該コアに巻回されたコイルから成るアンテナ部と、
   前記アンテナ部の同調周波数を所定の周波数に切り換える同調部と、
   前記アンテナ部の同調周波数を所定周波数だけシフトする周波数補正部と、を有し、
   所定の製品を配置可能に形成された配置部と、
   前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されたか否かを検出する検出用周波数を発振する同調ずれ検出部と、
   前記同調部の同調周波数を前記検出用周波数と同じになるように切り換え、実際の同調周波数と前記検出用周波数との差が、所定値以上である場合に前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されていると判断し、所定値未満である場合に前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されていないと判断する判断部と、を備え、
   前記判断部により、前記配置部に金属材料が含まれる製品が配置されていると判断された場合に、前記周波数補正部で所定周波数だけシフトさせることを特徴とするアンテナ装置。
2. 現在時刻を計時する計時部と、
   前記受信部の動作時刻を記憶する動作時刻記憶部と、
   前記計時部により計時されている現在時刻が前記動作時刻記憶部に記憶された動作時刻である場合に、前記受信部を機能させる補正制御部と、
   を更に備えた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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