JP4752150B2 - 腕時計用のアンテナ及びそれを内蔵する腕時計 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いたタグを内蔵し、かつ時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正可能に構成された腕時計に用いられる腕時計用のアンテナ及びそれを内蔵する腕時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、目視で人又は物品を確認するものとして、認識票や名札等のプレートがあるけれども、このプレートに表示可能な情報は極めて限られた量の情報しか表示できない。このため近年では、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いて電子的に識別機能を付加したタグが知られている。この識別用タグはＩＣチップとこのＩＣチップに電気的に接続されたアンテナとを有し、この識別用タグを上記プレートに付ければ、プレートの表面に刻印された情報を目視で確認できることに加えて、上記ＩＣチップに多様な情報を記憶させることができる。例えば、上記タグ付プレートを人又は物品に取付け、自動的にＩＣチップに記憶された情報を取出して、人又は物品の出入管理又は出納管理を行うことができるようになっている。
【０００３】
なお、最近ではこのような識別用タグを、スキー場のリフト乗り場におけるゲートや各種遊園地の遊戯施設におけるゲートで入場のための識別装置として、又は電車やバスの乗車券や定期券として使用することがなされている。識別用タグをこのようなゲートの通過や乗車のための識別に使用すれば、リフトに乗ろうとする乗客、又は遊戯装置に搭乗しようとする乗客、若しくは乗車しようとする乗客は、そのタグをゲートに設けられた識別手段に近づけるための簡単な動作で正規の乗客であることを識別できるようになっている。
【０００４】
一方、リフトに乗る乗客又は遊戯装置やバス等に搭乗する乗客は通常その腕に時刻を表示する腕時計を着用しているのが一般的である。このため、その腕時計に識別用タグを内蔵しようとする試みがなされている。腕時計にこの識別用タグを内蔵できれば、別個独立の識別用タグを腕時計と別に携帯する必要はなく、識別用タグを違和感なく腕に着用することができるため、その利用分野が従来にも増して拡大することが期待されている。
【０００５】
また、従来、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正可能に構成された時計が知られており、このような機能を有する腕時計として、図１２に示すように、環状枠２ａとガラス蓋２ｂと裏蓋２ｃ（図１１）により構成されたケース２の外側面に棒状のアンテナ６が設けられ、このアンテナ６がプラスチック又は非磁性材料からなるカバー８に収納されたものが知られている。この腕時計１では、アンテナ６がフェライト棒からなる磁芯部材６ａと、この磁芯部材６ａに巻回されたコイル６ｂとを有する。また環状枠２ａには一対の受け具２ｄ，２ｄが突設され、これらの受け具２ｄ，２ｄにはバンド９の両端がそれぞれ枢着される。このように構成された腕時計１では、アンテナ６の直径を小さくかつ長さを短く形成することにより、腕時計１の小型化を図っている。しかし、上記従来の腕時計では、バンド９の軸線とケース２の中心軸とが一致しないため、見栄えを著しく損う問題点があった。
【０００６】
一方、腕時計自体は、図１１に示すように、時計ケース２と、その時計ケース２に収容された駆動部３と、時計ケース２に収容され駆動部３により駆動されて時刻を表示する表示部４と、ケース２に収容されアンテナ６の検出出力に基づいて駆動部３を制御するコントローラ７とを備えている。この腕時計１では、表側をガラス蓋２ｂで封止された環状枠２ａの内部に、表示部４と駆動部３をこの順序で収容し、最後に裏蓋２ｃで環状枠２ａの裏側を封止するような構造をなしている。従って、この従来の腕時計１には駆動部３の周囲に比較的余裕のある空間が生じている。従って、環状枠２ａの内面と駆動部３の間にアンテナ６を収容できれば、バンド９の軸線とケース２の中心軸とを一致させることが可能になり、腕時計における外観を一般的な腕時計と同様の外観構成にすることにより、外観上の見栄えを向上させることが期待される。また、この空間にＩＣチップとアンテナからなる前述の識別用タグを内蔵できれば、腕時計の利用分野が従来にも増して拡大することが期待される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、環状枠２ａの内面と駆動部３の間に時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナと、識別タグを構成するアンテナの双方を別個独立させた状態で収容することは、環状枠２ａの内面と駆動部３の間の空間を拡大させる必要を生じさせ、結果的に腕時計全体の外径が増大する不具合がある。また、２つのアンテナを収容することは、それらのアンテナを独立して管理する必要があり、それらのアンテナを時計ケースに収容させる作業工数も増加して腕時計の単価が押し上げられる不具合もある。更に、２つのアンテナを収容する際に、それらのアンテナが磁芯部材を有する場合には、一方の磁束に対して他方のアンテナが反応し、それぞれのアンテナが正確に電波を受信できない問題点もある。
【０００８】
一方、いわゆるブランド品と言われるような比較的高価な腕時計は、耐久性と高級感を醸し出すために、その時計ケースを構成する環状枠及び裏蓋が電気導電性を有しかつ電波の遮蔽効果を有する金属により作られている場合が多い。この高級感を漂わせる高級腕時計にあっては、環状枠の内面と駆動部の間にアンテナを収容できたとしても、環状枠及び裏蓋が電波の通過する障壁となり、アンテナが時刻情報を含む所定の周波数（４０ｋＨｚ）の電波又は識別タグのＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波を受信できない不具合がある。
【０００９】
また、一般的な腕時計では、環状枠のみを金属により作り裏蓋をプラスチックにより作り上げたものもあり、この腕時計では、裏蓋がプラスチックであるために電波が通過したとしても、アンテナが電波を受けた際にその環状枠にも誘導電流が流れ、外部からの電波を相殺してしまう不具合があり、アンテナの感度を著しく低下させる不具合がある。この点を解消するために、腕時計の時計ケースにおける環状枠をも非導電性の樹脂により形成することも考えられるが、樹脂により環状枠及び裏蓋を形成すると、おもちゃの部類に属する比較的安価な腕時計と同じレベルの腕時計になり、一般的な腕時計が本来的に有する高級感を表出することができない不具合がある。
【００１０】
本発明の目的は、時刻情報を含む電波及びＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波の双方を受信し得る腕時計用のアンテナを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、外観上の見栄え及び高級感を損うことなく、アンテナが時刻情報を含む電波及びＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波を確実に受信し得る腕時計を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、環状枠１２ａとこの環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂとこの環状枠１２ａの裏側を封止する裏蓋１２ｃとを有しかつ駆動部１３が収容されたする時計ケース１２に収容され磁芯部材２２とコイル２３ａ，２３ｂを備える腕時計用のアンテナである。
【００１３】
その特徴ある構成は、磁芯部材２２が駆動部１３に遊嵌可能な孔が形成されて駆動部１３と環状枠１２ａとの間に挿入可能なリング状に形成され、コイルが，リング状の磁芯部材２２の中心軸を磁芯軸とするようにリング状の磁芯部材２２の外周面に巻回された第１コイル２３ａと，リング状の磁芯部材２２を磁芯軸をするようにリング状の磁芯部材２２に螺旋状に巻回された第２コイル２３ｂとを有するところにある。
【００１４】
この請求項１に記載された腕時計用のアンテナでは、単一の磁芯部材２２に第１及び第２コイル２３ａ，２３ｂをそれぞれ巻回したので、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナとしての機能と、識別タグ１８を構成するアンテナとしての機能を併せ持つ。従って、この双方の機能を有する本発明におけるアンテナ２１では、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の間の空間を拡大させることなく腕時計用ケース１２に収容することができる。
【００１５】
また、第１コイル２３ａの磁芯軸と第２コイル２３ｂの磁芯軸を直交させたので、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することを回避することができ、第１コイル２３ａ及び第２コイル２３ｂはそれぞれ正確に電波を受信することが可能になる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、磁芯部材２２が磁性体の粉末又はフレークとプラスチックとの複合材を射出成形又は圧縮成形することにより形成された腕時計用のアンテナである。
【００１７】
この請求項２に記載された腕時計用のアンテナでは、複合材を射出又は圧縮成形して形成するので、任意の形状における磁芯部材２２を得ることが可能になり、比較的安価なアンテナ２１を得ることが可能になる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、磁芯部材２２が磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を塗布乾燥することにより形成された磁性塗膜をリング状に巻回することにより作られた腕時計用のアンテナである。
【００１９】
この請求項３に記載された腕時計用のアンテナでは、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材２２を得ることができ、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に収容可能な磁芯部材２２を得ることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明は、図２に示すように、環状枠１２ａと裏蓋１２ｃがそれぞれ非導電性プラスチックにより形成された時計ケース１２と、時計ケース１２に収容され時刻を表示する表示部１４と、時計ケース１２に収容され表示部１４を駆動可能に構成された駆動部１３と、時計ケースの環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ２１と、ケース１２に収容されて第１コイル２３ａに電気的に接続されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御可能に構成されたコントローラ１７と、ケース１２に収容されて第２コイル２３ｂに電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ１６とを備えた腕時計である。
【００２１】
この請求項４に記載された腕時計では、ＲＦＩＤ技術を用いたタグとしての機能と、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正する機能の双方を併せ持つことができる。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明であって、非導電性プラスチックにより形成された裏蓋１２ｃの外面に、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａが形成された金属製補助蓋３３が接着された腕時計である。
【００２３】
この請求項５に記載された腕時計では、環状枠１２ａと裏蓋１２ｃがそれぞれ非導電性プラスチックにより形成された時計ケース１２を金属製補助蓋３３が部分的に補強して、時計ケース１２の強度を向上する。一方、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａが金属製補助蓋３３に形成されるので、電波を受けた際に金属製補助蓋３３の周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態は回避される。
【００２４】
請求項６に係る発明は、図６〜図８に示すように、金属材料により形成された環状枠４２ａと非導電性プラスチックにより形成された裏蓋４２ｃとを有する時計ケース４２と、時計ケース４２に収容され時刻を表示する表示部１４と、時計ケース４２に収容され表示部１４を駆動可能に構成された駆動部１３と、時計ケースの環状枠４２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ２１と、ケース４２に収容されて第１コイル２３ａに電気的に接続されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御可能に構成されたコントローラ１７と、ケース４２に収容されて第２コイル２３ｂに電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ１６とを備え、環状枠４２ａを少なくとも１個所切断することにより環状枠４２ａに第１スリット４２ｅが形成された腕時計である。
【００２５】
この請求項６に記載された腕時計では、腕時計４１の外表面を構成する環状枠４２ａを金属材料により形成するので、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができる。また、環状枠４２ａに第１スリット４２ｅを形成するので、アンテナ２１が電波を受信した際に環状枠４２ａに誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避してアンテナ１６の感度が低下することを防止することができる。
【００２６】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明であって、非導電性プラスチックにより形成された裏蓋４２ｃの外面に、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリットが形成された金属製補助蓋が接着された腕時計である。
【００２７】
この請求項７に記載された腕時計では、裏蓋１２ｃが非導電性プラスチックにより形成されているが、裏蓋４２ｃの外面に金属製補助蓋を接着することにより腕時計の見栄えを向上する。一方、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリットが金属製補助蓋に形成されるので、電波を受けた際に金属製補助蓋の周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態は回避される。
【００２８】
請求項８に係る発明は、図９及び図１０に示すように、環状枠６２ａと裏蓋６２ｃがそれぞれ金属材料により形成された時計ケース６２と、時計ケース６２に収容され時刻を表示する表示部１４と、時計ケース６２に収容され表示部１４を駆動可能に構成された駆動部１３と、時計ケースの環状枠６２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ２１と、ケース６２に収容されて第１コイル２３ａに電気的に接続されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御可能に構成されたコントローラ１７と、ケース６２に収容されて第２コイル２３ｂに電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ１６とを備え、環状枠６２ａを少なくとも１個所切断することにより環状枠１２ａに第１スリットが形成され、少なくとも一方の端部が裏蓋６２ｃの外縁に達する１又は２以上の第２スリット６２ｄが裏蓋６２ｃに形成された腕時計である。
【００２９】
この請求項８に記載された腕時計では、腕時計６１の外表面を構成する環状枠６２ａと裏蓋６２ｃをそれぞれ金属材料により形成するので、腕時計が本来的に有する高級感を更に表出することができる。一方、環状枠６２ａと裏蓋６２ｃに第２スリット及び第２スリット６２ｄを形成するので、電波を受けた際に環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃの周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避してアンテナの感度を向上させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１に本発明のアンテナ２１を示す。このアンテナ２１は、ＲＦＩＤ技術を用いたタグを内蔵し、かつ時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正可能に構成された腕時計に収容されるものである。図２に示すように、この腕時計１１は、時計ケース１２と、ケース１２に収容された駆動部１３と、駆動部１３により駆動されて時刻を表示する表示部１４と、ケース１２に収容されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御するコントローラ１７とを備える。ここで、ケース１２は、環状枠１２ａと、この環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂと、この環状枠１２ａの裏側を封止する裏蓋１２ｃにより構成される。
【００３２】
図１に戻って、アンテナ２１は、磁芯部材２２とコイル２３ａ，２３ｂを備える。磁芯部材２２は、駆動部１３に遊嵌可能な孔２２ａが形成されてケース１２に収容された駆動部１３（図２）とケース１２を構成する環状枠１２ａ（図２）との間に挿入可能なリング状に形成される。磁芯部材２２はフェライト又はアモルファス箔の積層材によりリング状に形成するか、或いは磁性体である金属又はフェライトの粉末又はフレークとプラスチックとの複合材により駆動部１３に遊嵌可能な孔２２ａを有するリング状に形成される。複合材のプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いたりすることができる。また複合材の金属の粉末としては、カーボニル鉄粉末，鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末，還元鉄粉末等が用いられる。一方、金属のフレークとしては、上記粉末をボールミル等で機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄系又はコバルト系アモルファス合金の溶湯粒を水冷銅に衝突させて得られたフレークを用いることができる。
【００３３】
この実施の形態における磁芯部材２２は、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られ、後述する第１コイル２３ａの巻枠２２ｃを有するボビン状に形成される。この実施の形態におけるボビン状の磁芯部材２２を説明すると、円板状に形成された中央に駆動部１３の外形形状に相応しかつ駆動部１３に遊嵌可能な角孔２２ａが形成され、その円板周囲の上縁及び下縁に巻枠２２ｃが全周にそれぞれ形成される。この磁芯部材２２の上縁及び下縁にそれぞれ形成された巻枠２２ｃの間の円周方向に形成される凹溝２２ｅに後述する第１コイル２３ａを巻回可能に構成される。この磁芯部材２２の上面には、後述する第２コイル２３ｂとともに識別タグ１８を構成するＩＣチップ１６を装着可能な窪み２２ｆが形成される。
【００３４】
一方、コイルは、磁芯部材２２の外周に巻回された第１コイル２３ａと、磁芯部材２２の周囲に螺旋状に巻回された第２コイル２３ｂとを有する。第１コイル２３ａは、磁芯部材２２の外周に巻回されることにより、このアンテナ２１がケース１２に収容された状態で環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように構成され、この第１コイル２３ａの磁芯軸は磁芯部材２２の中心軸と同一になるように構成される。一方、第２コイル２３ｂは、磁芯部材２２の窪み２２ｆが形成された辺を除く左右にそれぞれ同方向に螺旋状に巻回され、この第２コイル２３ｂはリング状の磁芯部材２２を磁芯軸とするものになり、第１コイル２３ａの磁芯軸に対して直交する磁芯軸を構成するように第２コイル２３ｂは巻回される。
【００３５】
このように構成された腕時計用のアンテナ２１では、単一の磁芯部材２２に第１及び第２コイル２３ａ，２３ｂをそれぞれ巻回したので、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナとしての機能と、識別タグ１８を構成するアンテナとしての機能を併せ持つことになる。従って、この双方の機能を有する本発明におけるアンテナ２１では、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナと識別タグを構成するアンテナを別個にそれぞれ独立させた状態で収容する場合に比較して、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の間の空間を拡大させることを防止することができる。
【００３６】
また、第１コイル２３ａの磁芯軸と第２コイル２３ｂの磁芯軸を直交させたので、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することを回避することができ、第１コイル２３ａ及び第２コイル２３ｂはそれぞれ正確に電波を受信することが可能になる。また、この実施の形態におけるアンテナ２１は、磁芯部材２２をボビン状にしたので比較的巻数の多い第１コイル２３ａの巻回が容易になる。その一方で、第２コイル２３ｂは、角孔２２ａを挿通させて磁芯部材２２に螺旋状に巻回させる必要を生じるが、第２コイル２３ｂとして必要とする巻数が少ないコイルを選択することにより、第２コイルを巻回する手間を極力小さくすることができる。更に、複合材を射出又は圧縮成形するので、任意の形状における磁芯部材２２を得ることが可能になり、比較的安価なアンテナ２１を得ることが可能になる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態におけるアンテナ２１では、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られた磁芯部材２２を説明したが、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が比較的少ない場合には、磁性塗膜をリング状に巻回することにより磁芯部材２２を作製しても良い。この場合の磁性塗膜は、磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を電気絶縁フィルムに塗布乾燥することにより形成され、塗布する際に用いられたた電気絶縁フィルムとともに磁性塗膜を巻回しても良く、電気絶縁フィルムから剥離した磁性塗膜のみを巻回しても良い。ここでインク又は塗料に含ませる磁性材料の粉末又はフレークとしては前述した複合材に用いられるものと同一のものを使用できる。
【００３８】
形成された磁性塗膜の厚さは１０〜８００μｍが好ましく、更に好ましくは３０〜３００μｍである。なお、塗料を一度塗布しただけでは所定の厚さが得られない場合には、繰り返し同一の塗料を塗布乾燥することにより所望の厚さの塗膜を得ることができ、その磁性塗膜を巻回する回数を増減させることにより巻回された部分の肉厚を調整することが可能になる。また、電気絶縁フィルムの両面に塗布膜を形成させれば所定の厚さは半分で同じ効果が得られる。この磁性塗膜を巻回して得られた磁芯部材の肉厚は極めて薄いものになり、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材を得ることが可能になる。このため、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材を有するアンテナ２１を収容することが可能になる。
【００３９】
図２〜図５に上述したアンテナ２１を内蔵する腕時計１１について説明する。
【００４０】
図２に示すように、腕時計１１は、時計ケース１２と駆動部１３と表示部１４とコントローラ１７とを備える。この実施の形態における腕時計１１はおもちゃの部類に属する比較的安価な腕時計１１であって、ケース１２を構成する環状枠１２ａと裏蓋１２ｃがそれぞれ非導電性プラスチックにより形成され、ガラス蓋１２ｂは電気絶縁材料（ガラス板）により円板状に形成される。図２及び図４に示すように、表示部１４は文字盤１４ａと、駆動部１３により駆動されかつ文字盤１４ａ上を回転する短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針（図示せず）からなり、駆動部１３はこれらの短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針を文字盤１４ａ上を回転させて時刻を表示させるように構成される。駆動部１３は文字盤１４ａの裏面に設けられ、コントローラ１７はこの駆動部１３の裏蓋１２ｃ側に更に積層して設けられる。駆動部１３は、竜頭１３ａの回転により表示部１４における短針１４ｂ及び長針１４ｃの回転位置を変更可能に構成される。竜頭１３ａは支軸１３ｂを介して駆動部１３に接続され、支軸１３ｂはケース１２に形成された支軸孔１２ｋを貫通し竜頭１３ａをケース１２の外部から回転可能に支持する。
【００４１】
一方、この腕時計１１はアンテナ２１とＩＣチップ１６とにより構成された識別タグ１８を備える。図１に示すように、ＩＣチップ１６は磁芯部材２２の窪み２２ｆに装着される。磁芯部材２２の左右にそれぞれ螺旋状に巻回された第２コイル２３ｂはそれぞれの一端が互いに接続されて直列に接続された単一の第２コイル２３ｂが形成される。この直列に接続された単一の第２コイル２３ｂにおける両端はＩＣチップ１６の端子に電気的に接続され、第２コイル２３ｂと磁芯部材２２からアンテナ２１が構成され、このアンテナ２１とＩＣチップ１６とにより識別タグ１８が構成される。
【００４２】
図５に示すように、ＩＣチップ１６は、電源回路１６ａと、無線周波数（ＲＦ）回路１６ｂと、変調回路１６ｃと、復調回路１６ｄと、ＣＰＵ１６ｅと、このＣＰＵ１６ｅに接続され腕時計の所有者に関する情報を記憶するメモリ１６ｆとを有する。電源回路１６ａはコンデンサ（図示せず）を内蔵し、このコンデンサはアンテナ２１とともに共振回路を形成する。このコンデンサにはアンテナ２１が特定の周波数の電波（上記共振回路が共振する周波数）を受信したときにその相互誘導作用で生じる電力が充電される。電源回路１６ａはこの電力を整流し安定化してＣＰＵ１６ｅに供給し、ＩＣチップ１６を活性化する。メモリ１６ｆはＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（ramdom-access memory）及びＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable pogramable read only memory）を含み、ＣＰＵ１６ｅの制御の下で後述する識別手段２６からの電波のデータ通信による読出しコマンドに応じて記憶されたデータの読出しを行うとともに、識別手段２６からの書込みコマンドに応じてデータの書込みが行われる。
【００４３】
図２に戻って、磁芯部材２２の外周に巻回された第１コイル２３ａの両端は図示しないコンデンサ（図示せず）及びコントローラ１７に電気的に接続され、この状態で裏蓋１２ｃ側から環状枠１２ａに挿入され、磁芯部材２２及び第１及び第２コイル２３ａ，２３ｂからなるアンテナ２１は時計ケース１２に収容される。上記第１コイル２３ａ及びコンデンサにより所定の周波数の電波と共振する共振回路が構成され、コントローラ１７は所定の時間毎にオンするように構成される。ここで所定の周波数は４０ｋＨｚであり、この電波は郵政省の通信総合研究所の原子時計に基づいて発せられる日本の標準時の時刻情報を含む電波である（以下、この電波を標準電波という）。なお、図４の符号１２ｄ，１２ｄは環状枠１２ａに突設された一対の受け具であり、これらの受け具１２ｄ，１２ｄにはバンド１９の両端がそれぞれ枢着される。
【００４４】
図２及び図３に示すように、裏蓋１２ｃの外面には金属製補助蓋３３が接着され、金属製補助蓋３３には少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａが形成される。この実施の形態における第２スリット３３ａは、金属製補助蓋３３を４つに分けるように互いに交差する２本の第２スリット３３ａが形成された例を示す。この第２スリット３３ａは、金属製補助蓋３３を裏蓋１２ｃに接着した後に金属製補助蓋３３の一部を、薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに砥粒を付けた切断等の手段により放射状に切断することにより形成される。この第２スリット３３ａには非導電性樹脂が充填され、裏蓋１２ｃの外表面を形成する金属製補助蓋３３の第２スリット３３ａをこの非導電性樹脂により平滑な面に仕上げている。
【００４５】
このように構成された電波時計１１の動作を説明する。
【００４６】
この腕時計１１は所持者の腕にバンド１９，１９を介して装着される。この場合、この実施の形態における腕時計１１は、環状枠１２ａ及び裏蓋１２ｃをそれぞれ比較的安価なプラスチックにより形成するので、比較的複雑な造形を有しかつ比較的安価な腕時計を得ることができる。また裏蓋１２ｃの外面に金属製補助蓋３３を接着するので、その部分における耐久性を向上させることができる。また、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の間にアンテナ２１を収容するので、バンド１９の軸線とケース１２の中心軸とを一致させることが可能になり、腕時計における外観上の見栄えを向上させることができる。
【００４７】
コントローラ１７は所定時間が経過するとオン状態となり、標準電波を受信して第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及び図示しないコンデンサにて構成される共振回路を共振させる。この実施の形態では、裏蓋１２ｃの外面に金属製補助蓋３３を接着するが、その金属製補助蓋３３には第２スリット３３ａが形成されるので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して金属製補助蓋３３が障壁になることはなく、標準電波は時計ケース１２を通過してアンテナ２１に受信される。アンテナ２１は環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回された第１コイル２３ａを備えるので、そのアンテナ２１における磁化軸は文字盤１４ｃに垂直になり、アンテナ２１の感度は向上する。特にこの実施の形態におけるアンテナ２１は磁芯部材２２を備えるので、アンテナ２１自体の受信感度は向上し、そのアンテナ２１は標準電波を有効に受信して、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及びコンデンサにて構成される共振回路は確実に共振する。共振回路が共振することによりコントローラ１７は上記標準電波に含まれる時刻情報を読取って駆動部１３を制御し、表示部１４を修正する。
【００４８】
一方、ＩＣチップ１６に記憶された情報は図５に示す識別手段２６により読取られる。この実施の形態における識別手段２６は、第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１と相互誘導作用する送受信アンテナ２７と、送受信アンテナ２７から電波を発信させかつ送受信アンテナ２７の受けた電波を処理する処理部２８と、ＩＣチップ１６に記憶された情報を表示する表示部２９を備える。受信アンテナ２７は腕時計１１に取付けられた識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に電波を送信しかつそのアンテナ２１からの電波を受信可能に構成される。また処理部２８は送受信アンテナ２７に接続され、バッテリを内蔵する電源回路２８ａと、無線周波数（ＲＦ）回路２８ｂと、変調回路２８ｃと、復調回路２８ｄと、ＣＰＵ２８ｅと、このＣＰＵ２８ｅに接続されＩＣチップ１６から読取った情報を記憶するメモリ２８ｆとを有する。また処理部２８のＣＰＵ２８ｅには入力部２８ｇが接続され、この入力部２８ｇにより入力された情報はＩＣチップ１６に書込み可能に構成される。
【００４９】
識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計１１が近づけられると、識別手段２６は送受信アンテナ２７から識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。金属製補助蓋３３には第２スリット３３ａが形成されるので、第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース１２が障壁になることはなく、送受信アンテナ２７から送信された電波は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に受信される。本発明では第１コイル２３ａの磁芯軸と第２コイル２３ｂの磁芯軸を直交させたので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が標準電波を受信してコントローラ１７が駆動部１３を制御している間に、送受信アンテナ２７から送信された電波を第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が受信しても、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することはなく、特にこの第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１は磁芯部材１６ａを備えるので、アンテナ２１自体の受信感度は向上し、そのアンテナ２１は送受信アンテナ２７から発せられた電波を有効に受信する。
【００５０】
識別タグ１８における第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が電波を受信すると、電源回路１６ａのコンデンサに電力が充電される。電源回路１６ａは電力をＣＰＵ１６ｅに供給し、ＩＣチップ１６を活性化し、ＲＦ回路１６ｂを介して復調回路１６ｄで元のデジタル信号の質問信号を再現させる。ＣＰＵ１６ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１６ｆに記憶されていたその腕時計１１に関する情報を送信する。この情報の送信は２値化されたデータ信号をＩＣチップ１６の変調回路１６ｃで変調し、ＲＦ回路１６ｂで増幅して第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１から送出することにより行われる。送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８は識別タグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示する。
【００５１】
図６〜図８に本発明の別の腕時計４１を示す。図面中上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、この実施の形態における腕時計４１は一般的な腕時計４１であり、時計ケース４２は金属材料により形成された環状枠４２ａと非導電性プラスチックにより形成された裏蓋４２ｃとを有する。図６及び図７に示すように、環状枠４２ａには第１スリット４２ｅが形成される。この第１スリット４２ｅは少なくとも１個所環状枠４２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、１個所の第１スリットを有する環状枠４２ａを示す。第１スリット４２ｅは、薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに砥粒を付けた切断等の手段により環状枠４２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、図７に示すように、第１スリット４２ｅの対向する切断平面が連続した２枚の切断平面からなるように切断される。この第１スリット４２ｅには非導電性樹脂２１が充填され、第１スリット４２ｅを形成する対向する切断平面がこの非導電性樹脂２１により互いに接着される。
【００５３】
このように構成された電波時計４１の動作を説明する。
【００５４】
この腕時計４１は所持者の腕にバンド１９，１９を介して装着される。この場合、本発明の腕時計４１は、腕に装着したときにガラス蓋４２ｂの周囲に表出する環状枠４２ａが金属材料により形成されるので、一般的な腕時計４１が本来的に有する高級感を表出することができる。また、この実施の形態における腕時計４１では、環状枠４２ａを切断しているが、切断することにより作られた第１スリット４２ｅにおける切断平面を非導電性樹脂２１により互いに接着しているので、第１スリット４２ｅが形成されたことに起因する環状枠４２ａの強度が低下することはなく、時計ケース４２が本来的に有する耐久性を確保することができる。
【００５５】
コントローラ１７は所定時間が経過するとオン状態となり、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及び図示しないコンデンサにて構成される共振回路を標準電波と共振させる。この際に、腕時計４１の環状枠４２ａに第１スリット４２ｅが形成されるので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース４２が障壁になることはなく、標準電波はガラス蓋４２ｂと裏蓋４２ｃを通過してアンテナ２１に受信される。また、環状枠４２ａに少なくとも１個所第１スリット４２ｅを形成するので、環状枠４２ａに誘導電流が流れることはなく、そのアンテナ２１は標準電波を有効に受信して、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及びコンデンサにて構成される共振回路は確実に共振する。共振回路が共振することによりコントローラ１７は上記標準電波に含まれる時刻情報を読取って駆動部１３を制御し、表示部１４を修正する。
【００５６】
一方、識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計４１が近づけられると、識別手段２６は送受信アンテナ２７から識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。腕時計４１は、環状枠４２ａに第１スリット４２ｅが形成されるので、第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース４２が障壁になることはなく、送受信アンテナ２７から送信された電波は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に受信される。識別タグ１８における第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が電波を受信すると、ＩＣチップ１６は活性化され、ＣＰＵ１６ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１６ｆに記憶されていたその腕時計４１に関する情報を送信する。この情報の送信は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１から送出することにより行われ、送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８は識別タグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示する。
【００５７】
なお、上述した別の腕時計では、裏蓋４２ｃに先に説明した金属製補助蓋３３を接着していないが、裏蓋４２ｃに先に説明した金属製補助蓋３３を接着してもよい。裏蓋４２ｃに金属製補助蓋３３を接着しても、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａを形成する限り、電波を受けた際に金属製補助蓋３３の周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避することができる。
【００５８】
図８及び図９は本発明の更に別の腕時計６１を示す。図面中上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。
【００５９】
図８に示すように、この実施の形態における腕時計６１はいわゆるブランド品と言われるような比較的高価な腕時計６１であり、時計ケース６２における環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃがそれぞれ金属材料により形成される。環状枠６２ａには図示しない第１スリットが形成され、この第１スリットには非導電性樹脂が充填されて第１スリットを形成する対向する切断平面が非導電性樹脂により互いに接着される。
【００６０】
図８及び図９に示すように、裏蓋６２ｃには少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット６２ｄが形成される。この実施の形態における第２スリット６２ｄは、金属材料からなる裏蓋６２ｃの中心から放射状に８本形成された例を示す。この第２スリット６２ｄは、裏蓋６２ｃの一部を薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに砥粒を付けた切断等の手段により放射状に切断することにより形成される。この第２スリット６２ｄには非導電性樹脂が充填され、裏蓋６２ｃの外表面をこの非導電性樹脂により平滑な面に仕上げている。
【００６１】
このように構成された電波時計６１の動作を説明する。
【００６２】
この腕時計６１は、環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃの双方をそれぞれ金属材料により形成するので、比較的高価な腕時計６１が本来的に有する高級感を表出することができる。また、この実施の形態における腕時計６１では、裏蓋６２ｃの一部を切断しているが、切断することにより作られた第２スリット６２ｄにおける切断平面を非導電性樹脂２１により互いに接着しているので、第２スリット６２ｄが形成されたことに起因する裏蓋６２ｃの強度が低下することはなく、時計ケース６２が本来的に有する耐久性を確保することができる。
【００６３】
コントローラ１７は所定時間が経過するとオン状態となり、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及び図示しないコンデンサにて構成される共振回路を標準電波と共振させる。この際に、腕時計６１の環状枠６２ａに第１スリット６２ｅが形成され、裏蓋６２ｃに第２スリット６２ｄが形成されるので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース６２が障壁になることはなく、標準電波はアンテナ２１に受信される。また、図示しない第１スリット及び第２スリット６２ｄは、環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃの周囲に誘導電流が流れることを防止するので、そのアンテナ２１は標準電波を有効に受信して、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及びコンデンサにて構成される共振回路は確実に共振する。共振回路が共振することによりコントローラ１７は上記標準電波に含まれる時刻情報を読取って駆動部１３を制御し、表示部１４を修正する。
【００６４】
一方、識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計６１が近づけられると、識別手段２６は送受信アンテナ２７から識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。識別タグ１８における第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が電波を受信すると、ＩＣチップ１６は活性化され、ＣＰＵ１６ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１６ｆに記憶されていたその腕時計６１に関する情報を送信する。この情報の送信は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１から送出することにより行われ、送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８は識別タグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示する。
【００６５】
なお、上述した実施の形態では、環状枠６２ａに形成された第１スリット６２ｅに関し、連続した２枚の切断平面からなる第１スリットを説明したが、第１スリット６２ｅは対向する切断平面が単一面を形成するものであっても良く、対向する切断平面が３枚の切断平面を形成するものであっても良い。また、第１スリットは対向する切断平面が４枚、５枚又は６枚以上の複数の連続した切断平面からなるものであっても良い。
【００６６】
また、上述した実施の形態では、第１スリットを１個所形成した環状枠６２ａを示したが、２個所以上形成しても良い。但し、第１スリット６２ｅを２個所以上形成した場合には、環状枠６２ａ自体が複数の部材から構成されることになり、その環状枠６２ａの機械的強度を向上させる必要からも、それぞれの第１スリット６２ｅは対向する切断平面が複数の連続した切断平面から構成して、その第１スリット６２ｅに充填される非導電性樹脂２１による複数の部材相互間における接着力を強固に行うことが好ましい。
【００６７】
更に、上述した実施の形態では、金属製補助蓋３３を４つに分断するように互いに交差して形成された２本の第２スリット３３ａ、及び裏蓋６２ｃの中心から放射状に異性された８本の第２スリット６２ｄを用いて説明したが、図示しないが、第２スリットは裏蓋又は金属製補助蓋を２つに分断するような単一のものであっても良く、環状に誘導電流が流れることを防止することができる限り第２スリットは放射状でなくても良く、第２スリットが放射状に形成される場合には８本でなくても、２本、３本、４本、５本、６本、７本、９本、１０本、又はそれ以上であっても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、磁芯部材をケースに収容された駆動部と環状枠との間に挿入可能なリング状に形成し、磁芯部材の外周に巻回され磁芯部材の中心軸を磁芯軸とする第１コイルと、磁芯部材の周囲に螺旋状に巻回され磁芯部材を周回する磁芯軸を有する第２コイルとを備えるので、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナとしての機能と、識別タグを構成するアンテナとしての機能を併せ持つことができる。従って、この双方の機能を有する本発明におけるアンテナでは、環状枠の内面と駆動部の間の空間を拡大させることなく腕時計用ケースに収容することができる。また、第１コイルの磁芯軸と第２コイルの磁芯軸を直交させたので、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することを回避することができ、時刻情報を含む電波及びＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波の双方を受信し得る腕時計用のアンテナを得ることができる。
【００６９】
一方、このアンテナを時計ケースの環状枠の内面に沿って駆動部を包囲するように収容し、アンテナの検出出力に基づいて駆動部を制御可能に構成されたコントローラと第１コイルを電気的に接続し、所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップに第２コイルを電気的に接続した腕時計は、ＲＦＩＤ技術を用いたタグとしての機能と、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正する機能の双方を併せ持つことができる。時計ケースの環状枠又は環状枠及び裏蓋が金属材料により形成されている場合には、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができ、その環状枠及び裏蓋に第１及び第２スリットを形成すれば、アンテナが電波を受信した際に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避してアンテナの感度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のアンテナを示す斜視図。
【図２】本発明実施形態の腕時計を示す図４のＡ−Ａ線断面図。
【図３】その腕時計の裏面図。
【図４】その腕時計の平面図。
【図５】その識別タグと識別手段の関係を示すブロック線図。
【図６】本発明の別の腕時計を示す図１に対応する断面図。
【図７】その環状枠に形成された第１スリットを示す図２のＢ方向から見た側面図。
【図８】その別の腕時計の平面図。
【図９】本発明の更に別の腕時計を示す図１に対応する断面図。
【図１０】その更に別の腕時計の裏面図。
【図１１】従来の一般的な電波時計を示す図１２のＣ−Ｃ線断面図。
【図１２】その従来例を示す電波時計の正面図。
【符号の説明】
１１，４１，６１ 腕時計
１２，４２，６２ 時計ケース
１２ａ，４２ａ，６２ａ 環状枠
１２ｂ．４２ｂ．６２ｂ ガラス蓋
１２ｃ．４２ｃ．６２ｃ 裏蓋
１２ｅ 第１スリット
１３ 駆動部
１４ 表示部
１６ ＩＣチップ
１７ コントローラ
２１ アンテナ
２２ 磁芯部材
２２ａ 孔
２３ａ 第１コイル
２３ｂ 第２コイル
３３ 金属製補助蓋
３３ａ，６２ｄ 第２スリット
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いたタグを内蔵し、かつ時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正可能に構成された腕時計に用いられる腕時計用のアンテナ及びそれを内蔵する腕時計に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、目視で人又は物品を確認するものとして、認識票や名札等のプレートがあるけれども、このプレートに表示可能な情報は極めて限られた量の情報しか表示できない。このため近年では、ＲＦＩＤ（無線周波数識別：Radio Frequency Identification）技術を用いて電子的に識別機能を付加したタグが知られている。この識別用タグはＩＣチップとこのＩＣチップに電気的に接続されたアンテナとを有し、この識別用タグを上記プレートに付ければ、プレートの表面に刻印された情報を目視で確認できることに加えて、上記ＩＣチップに多様な情報を記憶させることができる。例えば、上記タグ付プレートを人又は物品に取付け、自動的にＩＣチップに記憶された情報を取出して、人又は物品の出入管理又は出納管理を行うことができるようになっている。
【０００３】
なお、最近ではこのような識別用タグを、スキー場のリフト乗り場におけるゲートや各種遊園地の遊戯施設におけるゲートで入場のための識別装置として、又は電車やバスの乗車券や定期券として使用することがなされている。識別用タグをこのようなゲートの通過や乗車のための識別に使用すれば、リフトに乗ろうとする乗客、又は遊戯装置に搭乗しようとする乗客、若しくは乗車しようとする乗客は、そのタグをゲートに設けられた識別手段に近づけるための簡単な動作で正規の乗客であることを識別できるようになっている。
【０００４】
一方、リフトに乗る乗客又は遊戯装置やバス等に搭乗する乗客は通常その腕に時刻を表示する腕時計を着用しているのが一般的である。このため、その腕時計に識別用タグを内蔵しようとする試みがなされている。腕時計にこの識別用タグを内蔵できれば、別個独立の識別用タグを腕時計と別に携帯する必要はなく、識別用タグを違和感なく腕に着用することができるため、その利用分野が従来にも増して拡大することが期待されている。
【０００５】
また、従来、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正可能に構成された時計が知られており、このような機能を有する腕時計として、図１２に示すように、環状枠２ａとガラス蓋２ｂと裏蓋２ｃ（図１１）により構成されたケース２の外側面に棒状のアンテナ６が設けられ、このアンテナ６がプラスチック又は非磁性材料からなるカバー８に収納されたものが知られている。この腕時計１では、アンテナ６がフェライト棒からなる磁芯部材６ａと、この磁芯部材６ａに巻回されたコイル６ｂとを有する。また環状枠２ａには一対の受け具２ｄ，２ｄが突設され、これらの受け具２ｄ，２ｄにはバンド９の両端がそれぞれ枢着される。このように構成された腕時計１では、アンテナ６の直径を小さくかつ長さを短く形成することにより、腕時計１の小型化を図っている。しかし、上記従来の腕時計では、バンド９の軸線とケース２の中心軸とが一致しないため、見栄えを著しく損う問題点があった。
【０００６】
一方、腕時計自体は、図１１に示すように、時計ケース２と、その時計ケース２に収容された駆動部３と、時計ケース２に収容され駆動部３により駆動されて時刻を表示する表示部４と、ケース２に収容されアンテナ６の検出出力に基づいて駆動部３を制御するコントローラ７とを備えている。この腕時計１では、表側をガラス蓋２ｂで封止された環状枠２ａの内部に、表示部４と駆動部３をこの順序で収容し、最後に裏蓋２ｃで環状枠２ａの裏側を封止するような構造をなしている。従って、この従来の腕時計１には駆動部３の周囲に比較的余裕のある空間が生じている。従って、環状枠２ａの内面と駆動部３の間にアンテナ６を収容できれば、バンド９の軸線とケース２の中心軸とを一致させることが可能になり、腕時計における外観を一般的な腕時計と同様の外観構成にすることにより、外観上の見栄えを向上させることが期待される。また、この空間にＩＣチップとアンテナからなる前述の識別用タグを内蔵できれば、腕時計の利用分野が従来にも増して拡大することが期待される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、環状枠２ａの内面と駆動部３の間に時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナと、識別タグを構成するアンテナの双方を別個独立させた状態で収容することは、環状枠２ａの内面と駆動部３の間の空間を拡大させる必要を生じさせ、結果的に腕時計全体の外径が増大する不具合がある。また、２つのアンテナを収容することは、それらのアンテナを独立して管理する必要があり、それらのアンテナを時計ケースに収容させる作業工数も増加して腕時計の単価が押し上げられる不具合もある。更に、２つのアンテナを収容する際に、それらのアンテナが磁芯部材を有する場合には、一方の磁束に対して他方のアンテナが反応し、それぞれのアンテナが正確に電波を受信できない問題点もある。
【０００８】
一方、いわゆるブランド品と言われるような比較的高価な腕時計は、耐久性と高級感を醸し出すために、その時計ケースを構成する環状枠及び裏蓋が電気導電性を有しかつ電波の遮蔽効果を有する金属により作られている場合が多い。この高級感を漂わせる高級腕時計にあっては、環状枠の内面と駆動部の間にアンテナを収容できたとしても、環状枠及び裏蓋が電波の通過する障壁となり、アンテナが時刻情報を含む所定の周波数（４０ｋＨｚ）の電波又は識別タグのＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波を受信できない不具合がある。
【０００９】
また、一般的な腕時計では、環状枠のみを金属により作り裏蓋をプラスチックにより作り上げたものもあり、この腕時計では、裏蓋がプラスチックであるために電波が通過したとしても、アンテナが電波を受けた際にその環状枠にも誘導電流が流れ、外部からの電波を相殺してしまう不具合があり、アンテナの感度を著しく低下させる不具合がある。この点を解消するために、腕時計の時計ケースにおける環状枠をも非導電性の樹脂により形成することも考えられるが、樹脂により環状枠及び裏蓋を形成すると、おもちゃの部類に属する比較的安価な腕時計と同じレベルの腕時計になり、一般的な腕時計が本来的に有する高級感を表出することができない不具合がある。
【００１０】
本発明の目的は、時刻情報を含む電波及びＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波の双方を受信し得る腕時計用のアンテナを提供することにある。
【００１１】
本発明の別の目的は、外観上の見栄え及び高級感を損うことなく、アンテナが時刻情報を含む電波及びＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波を確実に受信し得る腕時計を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、図１及び図２に示すように、環状枠１２ａとこの環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂとこの環状枠１２ａの裏側を封止する裏蓋１２ｃとを有しかつ駆動部１３が収容されたする時計ケース１２に収容され磁芯部材２２とコイル２３ａ，２３ｂを備える腕時計用のアンテナである。
【００１３】
その特徴ある構成は、磁芯部材２２が駆動部１３に遊嵌可能な孔が形成されて駆動部１３と環状枠１２ａとの間に挿入可能なリング状に形成され、コイルが，リング状の磁芯部材２２の中心軸を磁芯軸とするようにリング状の磁芯部材２２の外周面に巻回された第１コイル２３ａと，リング状の磁芯部材２２を磁芯軸をするようにリング状の磁芯部材２２に螺旋状に巻回された第２コイル２３ｂとを有するところにある。
【００１４】
この請求項１に記載された腕時計用のアンテナでは、単一の磁芯部材２２に第１及び第２コイル２３ａ，２３ｂをそれぞれ巻回したので、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナとしての機能と、識別タグ１８を構成するアンテナとしての機能を併せ持つ。従って、この双方の機能を有する本発明におけるアンテナ２１では、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の間の空間を拡大させることなく腕時計用ケース１２に収容することができる。
【００１５】
また、第１コイル２３ａの磁芯軸と第２コイル２３ｂの磁芯軸を直交させたので、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することを回避することができ、第１コイル２３ａ及び第２コイル２３ｂはそれぞれ正確に電波を受信することが可能になる。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明であって、磁芯部材２２が磁性体の粉末又はフレークとプラスチックとの複合材を射出成形又は圧縮成形することにより形成された腕時計用のアンテナである。
【００１７】
この請求項２に記載された腕時計用のアンテナでは、複合材を射出又は圧縮成形して形成するので、任意の形状における磁芯部材２２を得ることが可能になり、比較的安価なアンテナ２１を得ることが可能になる。
【００１８】
請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明であって、磁芯部材２２が磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を塗布乾燥することにより形成された磁性塗膜をリング状に巻回することにより作られた腕時計用のアンテナである。
【００１９】
この請求項３に記載された腕時計用のアンテナでは、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材２２を得ることができ、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に収容可能な磁芯部材２２を得ることができる。
【００２０】
請求項４に係る発明は、図２に示すように、環状枠１２ａと裏蓋１２ｃがそれぞれ非導電性プラスチックにより形成された時計ケース１２と、時計ケース１２に収容され時刻を表示する表示部１４と、時計ケース１２に収容され表示部１４を駆動可能に構成された駆動部１３と、時計ケースの環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ２１と、ケース１２に収容されて第１コイル２３ａに電気的に接続されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御可能に構成されたコントローラ１７と、ケース１２に収容されて第２コイル２３ｂに電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ１６とを備えた腕時計である。
【００２１】
この請求項４に記載された腕時計では、ＲＦＩＤ技術を用いたタグとしての機能と、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正する機能の双方を併せ持つことができる。
【００２２】
請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明であって、非導電性プラスチックにより形成された裏蓋１２ｃの外面に、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａが形成された金属製補助蓋３３が接着された腕時計である。
【００２３】
この請求項５に記載された腕時計では、環状枠１２ａと裏蓋１２ｃがそれぞれ非導電性プラスチックにより形成された時計ケース１２を金属製補助蓋３３が部分的に補強して、時計ケース１２の強度を向上する。一方、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａが金属製補助蓋３３に形成されるので、電波を受けた際に金属製補助蓋３３の周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態は回避される。
【００２４】
請求項６に係る発明は、図６〜図８に示すように、金属材料により形成された環状枠４２ａと非導電性プラスチックにより形成された裏蓋４２ｃとを有する時計ケース４２と、時計ケース４２に収容され時刻を表示する表示部１４と、時計ケース４２に収容され表示部１４を駆動可能に構成された駆動部１３と、時計ケースの環状枠４２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ２１と、ケース４２に収容されて第１コイル２３ａに電気的に接続されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御可能に構成されたコントローラ１７と、ケース４２に収容されて第２コイル２３ｂに電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ１６とを備え、環状枠４２ａを少なくとも１個所切断することにより環状枠４２ａに第１スリット４２ｅが形成された腕時計である。
【００２５】
この請求項６に記載された腕時計では、腕時計４１の外表面を構成する環状枠４２ａを金属材料により形成するので、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができる。また、環状枠４２ａに第１スリット４２ｅを形成するので、アンテナ２１が電波を受信した際に環状枠４２ａに誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避してアンテナ１６の感度が低下することを防止することができる。
【００２６】
請求項７に係る発明は、請求項６に係る発明であって、非導電性プラスチックにより形成された裏蓋４２ｃの外面に、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリットが形成された金属製補助蓋が接着された腕時計である。
【００２７】
この請求項７に記載された腕時計では、裏蓋１２ｃが非導電性プラスチックにより形成されているが、裏蓋４２ｃの外面に金属製補助蓋を接着することにより腕時計の見栄えを向上する。一方、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリットが金属製補助蓋に形成されるので、電波を受けた際に金属製補助蓋の周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態は回避される。
【００２８】
請求項８に係る発明は、図９及び図１０に示すように、環状枠６２ａと裏蓋６２ｃがそれぞれ金属材料により形成された時計ケース６２と、時計ケース６２に収容され時刻を表示する表示部１４と、時計ケース６２に収容され表示部１４を駆動可能に構成された駆動部１３と、時計ケースの環状枠６２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ２１と、ケース６２に収容されて第１コイル２３ａに電気的に接続されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御可能に構成されたコントローラ１７と、ケース６２に収容されて第２コイル２３ｂに電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ１６とを備え、環状枠６２ａを少なくとも１個所切断することにより環状枠１２ａに第１スリットが形成され、少なくとも一方の端部が裏蓋６２ｃの外縁に達する１又は２以上の第２スリット６２ｄが裏蓋６２ｃに形成された腕時計である。
【００２９】
この請求項８に記載された腕時計では、腕時計６１の外表面を構成する環状枠６２ａと裏蓋６２ｃをそれぞれ金属材料により形成するので、腕時計が本来的に有する高級感を更に表出することができる。一方、環状枠６２ａと裏蓋６２ｃに第２スリット及び第２スリット６２ｄを形成するので、電波を受けた際に環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃの周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避してアンテナの感度を向上させることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１に本発明のアンテナ２１を示す。このアンテナ２１は、ＲＦＩＤ技術を用いたタグを内蔵し、かつ時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正可能に構成された腕時計に収容されるものである。図２に示すように、この腕時計１１は、時計ケース１２と、ケース１２に収容された駆動部１３と、駆動部１３により駆動されて時刻を表示する表示部１４と、ケース１２に収容されアンテナ２１の検出出力に基づいて駆動部１３を制御するコントローラ１７とを備える。ここで、ケース１２は、環状枠１２ａと、この環状枠１２ａの表側を封止するガラス蓋１２ｂと、この環状枠１２ａの裏側を封止する裏蓋１２ｃにより構成される。
【００３２】
図１に戻って、アンテナ２１は、磁芯部材２２とコイル２３ａ，２３ｂを備える。磁芯部材２２は、駆動部１３に遊嵌可能な孔２２ａが形成されてケース１２に収容された駆動部１３（図２）とケース１２を構成する環状枠１２ａ（図２）との間に挿入可能なリング状に形成される。磁芯部材２２はフェライト又はアモルファス箔の積層材によりリング状に形成するか、或いは磁性体である金属又はフェライトの粉末又はフレークとプラスチックとの複合材により駆動部１３に遊嵌可能な孔２２ａを有するリング状に形成される。複合材のプラスチックとしては加工性の良い熱可塑性のプラスチックを用いたり、或いは耐熱性の良い熱硬化性のプラスチックを用いたりすることができる。また複合材の金属の粉末としては、カーボニル鉄粉末，鉄−パーマロイ等のアトマイズ粉末，還元鉄粉末等が用いられる。一方、金属のフレークとしては、上記粉末をボールミル等で機械的に扁平化して得られたフレークや、鉄系又はコバルト系アモルファス合金の溶湯粒を水冷銅に衝突させて得られたフレークを用いることができる。
【００３３】
この実施の形態における磁芯部材２２は、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られ、後述する第１コイル２３ａの巻枠２２ｃを有するボビン状に形成される。この実施の形態におけるボビン状の磁芯部材２２を説明すると、円板状に形成された中央に駆動部１３の外形形状に相応しかつ駆動部１３に遊嵌可能な角孔２２ａが形成され、その円板周囲の上縁及び下縁に巻枠２２ｃが全周にそれぞれ形成される。この磁芯部材２２の上縁及び下縁にそれぞれ形成された巻枠２２ｃの間の円周方向に形成される凹溝２２ｅに後述する第１コイル２３ａを巻回可能に構成される。この磁芯部材２２の上面には、後述する第２コイル２３ｂとともに識別タグ１８を構成するＩＣチップ１６を装着可能な窪み２２ｆが形成される。
【００３４】
一方、コイルは、磁芯部材２２の外周に巻回された第１コイル２３ａと、磁芯部材２２の周囲に螺旋状に巻回された第２コイル２３ｂとを有する。第１コイル２３ａは、磁芯部材２２の外周に巻回されることにより、このアンテナ２１がケース１２に収容された状態で環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように構成され、この第１コイル２３ａの磁芯軸は磁芯部材２２の中心軸と同一になるように構成される。一方、第２コイル２３ｂは、磁芯部材２２の窪み２２ｆが形成された辺を除く左右にそれぞれ同方向に螺旋状に巻回され、この第２コイル２３ｂはリング状の磁芯部材２２を磁芯軸とするものになり、第１コイル２３ａの磁芯軸に対して直交する磁芯軸を構成するように第２コイル２３ｂは巻回される。
【００３５】
このように構成された腕時計用のアンテナ２１では、単一の磁芯部材２２に第１及び第２コイル２３ａ，２３ｂをそれぞれ巻回したので、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナとしての機能と、識別タグ１８を構成するアンテナとしての機能を併せ持つことになる。従って、この双方の機能を有する本発明におけるアンテナ２１では、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナと識別タグを構成するアンテナを別個にそれぞれ独立させた状態で収容する場合に比較して、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の間の空間を拡大させることを防止することができる。
【００３６】
また、第１コイル２３ａの磁芯軸と第２コイル２３ｂの磁芯軸を直交させたので、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することを回避することができ、第１コイル２３ａ及び第２コイル２３ｂはそれぞれ正確に電波を受信することが可能になる。また、この実施の形態におけるアンテナ２１は、磁芯部材２２をボビン状にしたので比較的巻数の多い第１コイル２３ａの巻回が容易になる。その一方で、第２コイル２３ｂは、角孔２２ａを挿通させて磁芯部材２２に螺旋状に巻回させる必要を生じるが、第２コイル２３ｂとして必要とする巻数が少ないコイルを選択することにより、第２コイルを巻回する手間を極力小さくすることができる。更に、複合材を射出又は圧縮成形するので、任意の形状における磁芯部材２２を得ることが可能になり、比較的安価なアンテナ２１を得ることが可能になる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態におけるアンテナ２１では、複合材を射出成形又は圧縮成形することにより作られた磁芯部材２２を説明したが、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が比較的少ない場合には、磁性塗膜をリング状に巻回することにより磁芯部材２２を作製しても良い。この場合の磁性塗膜は、磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を電気絶縁フィルムに塗布乾燥することにより形成され、塗布する際に用いられたた電気絶縁フィルムとともに磁性塗膜を巻回しても良く、電気絶縁フィルムから剥離した磁性塗膜のみを巻回しても良い。ここでインク又は塗料に含ませる磁性材料の粉末又はフレークとしては前述した複合材に用いられるものと同一のものを使用できる。
【００３８】
形成された磁性塗膜の厚さは１０〜８００μｍが好ましく、更に好ましくは３０〜３００μｍである。なお、塗料を一度塗布しただけでは所定の厚さが得られない場合には、繰り返し同一の塗料を塗布乾燥することにより所望の厚さの塗膜を得ることができ、その磁性塗膜を巻回する回数を増減させることにより巻回された部分の肉厚を調整することが可能になる。また、電気絶縁フィルムの両面に塗布膜を形成させれば所定の厚さは半分で同じ効果が得られる。この磁性塗膜を巻回して得られた磁芯部材の肉厚は極めて薄いものになり、射出成形において成形が困難な０．８ｍｍ以下の肉厚を有する磁芯部材を得ることが可能になる。このため、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の外周面との間の隙間が少ない場合であっても、その隙間に磁芯部材を有するアンテナ２１を収容することが可能になる。
【００３９】
図２〜図５に上述したアンテナ２１を内蔵する腕時計１１について説明する。
【００４０】
図２に示すように、腕時計１１は、時計ケース１２と駆動部１３と表示部１４とコントローラ１７とを備える。この実施の形態における腕時計１１はおもちゃの部類に属する比較的安価な腕時計１１であって、ケース１２を構成する環状枠１２ａと裏蓋１２ｃがそれぞれ非導電性プラスチックにより形成され、ガラス蓋１２ｂは電気絶縁材料（ガラス板）により円板状に形成される。図２及び図４に示すように、表示部１４は文字盤１４ａと、駆動部１３により駆動されかつ文字盤１４ａ上を回転する短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針（図示せず）からなり、駆動部１３はこれらの短針１４ｂ，長針１４ｃ及び秒針を文字盤１４ａ上を回転させて時刻を表示させるように構成される。駆動部１３は文字盤１４ａの裏面に設けられ、コントローラ１７はこの駆動部１３の裏蓋１２ｃ側に更に積層して設けられる。駆動部１３は、竜頭１３ａの回転により表示部１４における短針１４ｂ及び長針１４ｃの回転位置を変更可能に構成される。竜頭１３ａは支軸１３ｂを介して駆動部１３に接続され、支軸１３ｂはケース１２に形成された支軸孔１２ｋを貫通し竜頭１３ａをケース１２の外部から回転可能に支持する。
【００４１】
一方、この腕時計１１はアンテナ２１とＩＣチップ１６とにより構成された識別タグ１８を備える。図１に示すように、ＩＣチップ１６は磁芯部材２２の窪み２２ｆに装着される。磁芯部材２２の左右にそれぞれ螺旋状に巻回された第２コイル２３ｂはそれぞれの一端が互いに接続されて直列に接続された単一の第２コイル２３ｂが形成される。この直列に接続された単一の第２コイル２３ｂにおける両端はＩＣチップ１６の端子に電気的に接続され、第２コイル２３ｂと磁芯部材２２からアンテナ２１が構成され、このアンテナ２１とＩＣチップ１６とにより識別タグ１８が構成される。
【００４２】
図５に示すように、ＩＣチップ１６は、電源回路１６ａと、無線周波数（ＲＦ）回路１６ｂと、変調回路１６ｃと、復調回路１６ｄと、ＣＰＵ１６ｅと、このＣＰＵ１６ｅに接続され腕時計の所有者に関する情報を記憶するメモリ１６ｆとを有する。電源回路１６ａはコンデンサ（図示せず）を内蔵し、このコンデンサはアンテナ２１とともに共振回路を形成する。このコンデンサにはアンテナ２１が特定の周波数の電波（上記共振回路が共振する周波数）を受信したときにその相互誘導作用で生じる電力が充電される。電源回路１６ａはこの電力を整流し安定化してＣＰＵ１６ｅに供給し、ＩＣチップ１６を活性化する。メモリ１６ｆはＲＯＭ（read only memory）、ＲＡＭ（ramdom-access memory）及びＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable pogramable read only memory）を含み、ＣＰＵ１６ｅの制御の下で後述する識別手段２６からの電波のデータ通信による読出しコマンドに応じて記憶されたデータの読出しを行うとともに、識別手段２６からの書込みコマンドに応じてデータの書込みが行われる。
【００４３】
図２に戻って、磁芯部材２２の外周に巻回された第１コイル２３ａの両端は図示しないコンデンサ（図示せず）及びコントローラ１７に電気的に接続され、この状態で裏蓋１２ｃ側から環状枠１２ａに挿入され、磁芯部材２２及び第１及び第２コイル２３ａ，２３ｂからなるアンテナ２１は時計ケース１２に収容される。上記第１コイル２３ａ及びコンデンサにより所定の周波数の電波と共振する共振回路が構成され、コントローラ１７は所定の時間毎にオンするように構成される。ここで所定の周波数は４０ｋＨｚであり、この電波は郵政省の通信総合研究所の原子時計に基づいて発せられる日本の標準時の時刻情報を含む電波である（以下、この電波を標準電波という）。なお、図４の符号１２ｄ，１２ｄは環状枠１２ａに突設された一対の受け具であり、これらの受け具１２ｄ，１２ｄにはバンド１９の両端がそれぞれ枢着される。
【００４４】
図２及び図３に示すように、裏蓋１２ｃの外面には金属製補助蓋３３が接着され、金属製補助蓋３３には少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａが形成される。この実施の形態における第２スリット３３ａは、金属製補助蓋３３を４つに分けるように互いに交差する２本の第２スリット３３ａが形成された例を示す。この第２スリット３３ａは、金属製補助蓋３３を裏蓋１２ｃに接着した後に金属製補助蓋３３の一部を、薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに砥粒を付けた切断等の手段により放射状に切断することにより形成される。この第２スリット３３ａには非導電性樹脂が充填され、裏蓋１２ｃの外表面を形成する金属製補助蓋３３の第２スリット３３ａをこの非導電性樹脂により平滑な面に仕上げている。
【００４５】
このように構成された電波時計１１の動作を説明する。
【００４６】
この腕時計１１は所持者の腕にバンド１９，１９を介して装着される。この場合、この実施の形態における腕時計１１は、環状枠１２ａ及び裏蓋１２ｃをそれぞれ比較的安価なプラスチックにより形成するので、比較的複雑な造形を有しかつ比較的安価な腕時計を得ることができる。また裏蓋１２ｃの外面に金属製補助蓋３３を接着するので、その部分における耐久性を向上させることができる。また、環状枠１２ａの内面と駆動部１３の間にアンテナ２１を収容するので、バンド１９の軸線とケース１２の中心軸とを一致させることが可能になり、腕時計における外観上の見栄えを向上させることができる。
【００４７】
コントローラ１７は所定時間が経過するとオン状態となり、標準電波を受信して第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及び図示しないコンデンサにて構成される共振回路を共振させる。この実施の形態では、裏蓋１２ｃの外面に金属製補助蓋３３を接着するが、その金属製補助蓋３３には第２スリット３３ａが形成されるので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して金属製補助蓋３３が障壁になることはなく、標準電波は時計ケース１２を通過してアンテナ２１に受信される。アンテナ２１は環状枠１２ａの内面に沿って駆動部１３を包囲するように巻回された第１コイル２３ａを備えるので、そのアンテナ２１における磁化軸は文字盤１４ｃに垂直になり、アンテナ２１の感度は向上する。特にこの実施の形態におけるアンテナ２１は磁芯部材２２を備えるので、アンテナ２１自体の受信感度は向上し、そのアンテナ２１は標準電波を有効に受信して、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及びコンデンサにて構成される共振回路は確実に共振する。共振回路が共振することによりコントローラ１７は上記標準電波に含まれる時刻情報を読取って駆動部１３を制御し、表示部１４を修正する。
【００４８】
一方、ＩＣチップ１６に記憶された情報は図５に示す識別手段２６により読取られる。この実施の形態における識別手段２６は、第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１と相互誘導作用する送受信アンテナ２７と、送受信アンテナ２７から電波を発信させかつ送受信アンテナ２７の受けた電波を処理する処理部２８と、ＩＣチップ１６に記憶された情報を表示する表示部２９を備える。受信アンテナ２７は腕時計１１に取付けられた識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に電波を送信しかつそのアンテナ２１からの電波を受信可能に構成される。また処理部２８は送受信アンテナ２７に接続され、バッテリを内蔵する電源回路２８ａと、無線周波数（ＲＦ）回路２８ｂと、変調回路２８ｃと、復調回路２８ｄと、ＣＰＵ２８ｅと、このＣＰＵ２８ｅに接続されＩＣチップ１６から読取った情報を記憶するメモリ２８ｆとを有する。また処理部２８のＣＰＵ２８ｅには入力部２８ｇが接続され、この入力部２８ｇにより入力された情報はＩＣチップ１６に書込み可能に構成される。
【００４９】
識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計１１が近づけられると、識別手段２６は送受信アンテナ２７から識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。金属製補助蓋３３には第２スリット３３ａが形成されるので、第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース１２が障壁になることはなく、送受信アンテナ２７から送信された電波は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に受信される。本発明では第１コイル２３ａの磁芯軸と第２コイル２３ｂの磁芯軸を直交させたので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が標準電波を受信してコントローラ１７が駆動部１３を制御している間に、送受信アンテナ２７から送信された電波を第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が受信しても、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することはなく、特にこの第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１は磁芯部材１６ａを備えるので、アンテナ２１自体の受信感度は向上し、そのアンテナ２１は送受信アンテナ２７から発せられた電波を有効に受信する。
【００５０】
識別タグ１８における第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が電波を受信すると、電源回路１６ａのコンデンサに電力が充電される。電源回路１６ａは電力をＣＰＵ１６ｅに供給し、ＩＣチップ１６を活性化し、ＲＦ回路１６ｂを介して復調回路１６ｄで元のデジタル信号の質問信号を再現させる。ＣＰＵ１６ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１６ｆに記憶されていたその腕時計１１に関する情報を送信する。この情報の送信は２値化されたデータ信号をＩＣチップ１６の変調回路１６ｃで変調し、ＲＦ回路１６ｂで増幅して第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１から送出することにより行われる。送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８は識別タグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示する。
【００５１】
図６〜図８に本発明の別の腕時計４１を示す。図面中上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、この実施の形態における腕時計４１は一般的な腕時計４１であり、時計ケース４２は金属材料により形成された環状枠４２ａと非導電性プラスチックにより形成された裏蓋４２ｃとを有する。図６及び図７に示すように、環状枠４２ａには第１スリット４２ｅが形成される。この第１スリット４２ｅは少なくとも１個所環状枠４２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、１個所の第１スリットを有する環状枠４２ａを示す。第１スリット４２ｅは、薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに砥粒を付けた切断等の手段により環状枠４２ａを切断することにより形成され、この実施の形態では、図７に示すように、第１スリット４２ｅの対向する切断平面が連続した２枚の切断平面からなるように切断される。この第１スリット４２ｅには非導電性樹脂２１が充填され、第１スリット４２ｅを形成する対向する切断平面がこの非導電性樹脂２１により互いに接着される。
【００５３】
このように構成された電波時計４１の動作を説明する。
【００５４】
この腕時計４１は所持者の腕にバンド１９，１９を介して装着される。この場合、本発明の腕時計４１は、腕に装着したときにガラス蓋４２ｂの周囲に表出する環状枠４２ａが金属材料により形成されるので、一般的な腕時計４１が本来的に有する高級感を表出することができる。また、この実施の形態における腕時計４１では、環状枠４２ａを切断しているが、切断することにより作られた第１スリット４２ｅにおける切断平面を非導電性樹脂２１により互いに接着しているので、第１スリット４２ｅが形成されたことに起因する環状枠４２ａの強度が低下することはなく、時計ケース４２が本来的に有する耐久性を確保することができる。
【００５５】
コントローラ１７は所定時間が経過するとオン状態となり、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及び図示しないコンデンサにて構成される共振回路を標準電波と共振させる。この際に、腕時計４１の環状枠４２ａに第１スリット４２ｅが形成されるので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース４２が障壁になることはなく、標準電波はガラス蓋４２ｂと裏蓋４２ｃを通過してアンテナ２１に受信される。また、環状枠４２ａに少なくとも１個所第１スリット４２ｅを形成するので、環状枠４２ａに誘導電流が流れることはなく、そのアンテナ２１は標準電波を有効に受信して、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及びコンデンサにて構成される共振回路は確実に共振する。共振回路が共振することによりコントローラ１７は上記標準電波に含まれる時刻情報を読取って駆動部１３を制御し、表示部１４を修正する。
【００５６】
一方、識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計４１が近づけられると、識別手段２６は送受信アンテナ２７から識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。腕時計４１は、環状枠４２ａに第１スリット４２ｅが形成されるので、第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース４２が障壁になることはなく、送受信アンテナ２７から送信された電波は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に受信される。識別タグ１８における第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が電波を受信すると、ＩＣチップ１６は活性化され、ＣＰＵ１６ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１６ｆに記憶されていたその腕時計４１に関する情報を送信する。この情報の送信は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１から送出することにより行われ、送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８は識別タグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示する。
【００５７】
なお、上述した別の腕時計では、裏蓋４２ｃに先に説明した金属製補助蓋３３を接着していないが、裏蓋４２ｃに先に説明した金属製補助蓋３３を接着してもよい。裏蓋４２ｃに金属製補助蓋３３を接着しても、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット３３ａを形成する限り、電波を受けた際に金属製補助蓋３３の周囲に環状に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避することができる。
【００５８】
図８及び図９は本発明の更に別の腕時計６１を示す。図面中上述した実施の形態と同一符号は同一部品を示し、繰り返しての説明を省略する。
【００５９】
図８に示すように、この実施の形態における腕時計６１はいわゆるブランド品と言われるような比較的高価な腕時計６１であり、時計ケース６２における環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃがそれぞれ金属材料により形成される。環状枠６２ａには図示しない第１スリットが形成され、この第１スリットには非導電性樹脂が充填されて第１スリットを形成する対向する切断平面が非導電性樹脂により互いに接着される。
【００６０】
図８及び図９に示すように、裏蓋６２ｃには少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット６２ｄが形成される。この実施の形態における第２スリット６２ｄは、金属材料からなる裏蓋６２ｃの中心から放射状に８本形成された例を示す。この第２スリット６２ｄは、裏蓋６２ｃの一部を薄い砥石、放電を用いたいわゆるワイヤカット、又はワイヤに砥粒を付けた切断等の手段により放射状に切断することにより形成される。この第２スリット６２ｄには非導電性樹脂が充填され、裏蓋６２ｃの外表面をこの非導電性樹脂により平滑な面に仕上げている。
【００６１】
このように構成された電波時計６１の動作を説明する。
【００６２】
この腕時計６１は、環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃの双方をそれぞれ金属材料により形成するので、比較的高価な腕時計６１が本来的に有する高級感を表出することができる。また、この実施の形態における腕時計６１では、裏蓋６２ｃの一部を切断しているが、切断することにより作られた第２スリット６２ｄにおける切断平面を非導電性樹脂２１により互いに接着しているので、第２スリット６２ｄが形成されたことに起因する裏蓋６２ｃの強度が低下することはなく、時計ケース６２が本来的に有する耐久性を確保することができる。
【００６３】
コントローラ１７は所定時間が経過するとオン状態となり、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及び図示しないコンデンサにて構成される共振回路を標準電波と共振させる。この際に、腕時計６１の環状枠６２ａに第１スリット６２ｅが形成され、裏蓋６２ｃに第２スリット６２ｄが形成されるので、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１が受信すべき電波に対して時計ケース６２が障壁になることはなく、標準電波はアンテナ２１に受信される。また、図示しない第１スリット及び第２スリット６２ｄは、環状枠６２ａ及び裏蓋６２ｃの周囲に誘導電流が流れることを防止するので、そのアンテナ２１は標準電波を有効に受信して、第１コイル２３ａを含むアンテナ２１及びコンデンサにて構成される共振回路は確実に共振する。共振回路が共振することによりコントローラ１７は上記標準電波に含まれる時刻情報を読取って駆動部１３を制御し、表示部１４を修正する。
【００６４】
一方、識別手段２６における送受信アンテナ２７にその腕時計６１が近づけられると、識別手段２６は送受信アンテナ２７から識別タグ１８の第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１に向けて２値化されたデジタル信号の質問信号を特定周波数の電波により送信する。識別タグ１８における第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１が電波を受信すると、ＩＣチップ１６は活性化され、ＣＰＵ１６ｅはこの質問信号に基づいてメモリ１６ｆに記憶されていたその腕時計６１に関する情報を送信する。この情報の送信は第２コイル２３ｂを含むアンテナ２１から送出することにより行われ、送信されたデータは識別手段２６の送受信アンテナ２７が受信し、処理部２８は識別タグ１８から腕時計を着用した者の固有の情報を表示部２９に表示する。
【００６５】
なお、上述した実施の形態では、環状枠６２ａに形成された第１スリット６２ｅに関し、連続した２枚の切断平面からなる第１スリットを説明したが、第１スリット６２ｅは対向する切断平面が単一面を形成するものであっても良く、対向する切断平面が３枚の切断平面を形成するものであっても良い。また、第１スリットは対向する切断平面が４枚、５枚又は６枚以上の複数の連続した切断平面からなるものであっても良い。
【００６６】
また、上述した実施の形態では、第１スリットを１個所形成した環状枠６２ａを示したが、２個所以上形成しても良い。但し、第１スリット６２ｅを２個所以上形成した場合には、環状枠６２ａ自体が複数の部材から構成されることになり、その環状枠６２ａの機械的強度を向上させる必要からも、それぞれの第１スリット６２ｅは対向する切断平面が複数の連続した切断平面から構成して、その第１スリット６２ｅに充填される非導電性樹脂２１による複数の部材相互間における接着力を強固に行うことが好ましい。
【００６７】
更に、上述した実施の形態では、金属製補助蓋３３を４つに分断するように互いに交差して形成された２本の第２スリット３３ａ、及び裏蓋６２ｃの中心から放射状に異性された８本の第２スリット６２ｄを用いて説明したが、図示しないが、第２スリットは裏蓋又は金属製補助蓋を２つに分断するような単一のものであっても良く、環状に誘導電流が流れることを防止することができる限り第２スリットは放射状でなくても良く、第２スリットが放射状に形成される場合には８本でなくても、２本、３本、４本、５本、６本、７本、９本、１０本、又はそれ以上であっても良い。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、磁芯部材をケースに収容された駆動部と環状枠との間に挿入可能なリング状に形成し、磁芯部材の外周に巻回され磁芯部材の中心軸を磁芯軸とする第１コイルと、磁芯部材の周囲に螺旋状に巻回され磁芯部材を周回する磁芯軸を有する第２コイルとを備えるので、時刻情報を含む所定の電波を受信するためのアンテナとしての機能と、識別タグを構成するアンテナとしての機能を併せ持つことができる。従って、この双方の機能を有する本発明におけるアンテナでは、環状枠の内面と駆動部の間の空間を拡大させることなく腕時計用ケースに収容することができる。また、第１コイルの磁芯軸と第２コイルの磁芯軸を直交させたので、一方の磁芯軸に生じる磁束に対して他方のコイルが反応することを回避することができ、時刻情報を含む電波及びＩＣチップに記憶された情報を読み出すための電波の双方を受信し得る腕時計用のアンテナを得ることができる。
【００６９】
一方、このアンテナを時計ケースの環状枠の内面に沿って駆動部を包囲するように収容し、アンテナの検出出力に基づいて駆動部を制御可能に構成されたコントローラと第１コイルを電気的に接続し、所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップに第２コイルを電気的に接続した腕時計は、ＲＦＩＤ技術を用いたタグとしての機能と、時刻情報を含む所定の電波を受信して時刻を修正する機能の双方を併せ持つことができる。時計ケースの環状枠又は環状枠及び裏蓋が金属材料により形成されている場合には、腕時計が本来的に有する高級感を表出することができ、その環状枠及び裏蓋に第１及び第２スリットを形成すれば、アンテナが電波を受信した際に誘導電流が流れることを防止することができ、誘導電流により電波が相殺される事態を回避してアンテナの感度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施形態のアンテナを示す斜視図。
【図２】本発明実施形態の腕時計を示す図４のＡ−Ａ線断面図。
【図３】その腕時計の裏面図。
【図４】その腕時計の平面図。
【図５】その識別タグと識別手段の関係を示すブロック線図。
【図６】本発明の別の腕時計を示す図１に対応する断面図。
【図７】その環状枠に形成された第１スリットを示す図２のＢ方向から見た側面図。
【図８】その別の腕時計の平面図。
【図９】本発明の更に別の腕時計を示す図１に対応する断面図。
【図１０】その更に別の腕時計の裏面図。
【図１１】従来の一般的な電波時計を示す図１２のＣ−Ｃ線断面図。
【図１２】その従来例を示す電波時計の正面図。
【符号の説明】
１１，４１，６１ 腕時計
１２，４２，６２ 時計ケース
１２ａ，４２ａ，６２ａ 環状枠
１２ｂ．４２ｂ．６２ｂ ガラス蓋
１２ｃ．４２ｃ．６２ｃ 裏蓋
１２ｅ 第１スリット
１３ 駆動部
１４ 表示部
１６ ＩＣチップ
１７ コントローラ
２１ アンテナ
２２ 磁芯部材
２２ａ 孔
２３ａ 第１コイル
２３ｂ 第２コイル
３３ 金属製補助蓋
３３ａ，６２ｄ 第２スリット
Claims (8)
- 環状枠(12a)とこの環状枠(12a)の表側を封止するガラス蓋(12b)とこの環状枠(12a)の裏側を封止する裏蓋(12c)とを有しかつ駆動部(13)が収容された時計ケース(12)に収容され磁芯部材(22)とコイル(23a,23b)を備える腕時計用のアンテナであって、
前記磁芯部材(22)が前記駆動部(13)に遊嵌可能な孔(22a)が形成されて前記駆動部(13)と前記環状枠(12a)との間に挿入可能なリング状に形成され、
前記コイルが，前記リング状の磁芯部材(22)の中心軸を磁芯軸とするように前記リング状の磁芯部材(22)の外周面に巻回された第１コイル(23a)と，前記リング状の磁芯部材(22)を磁芯軸をするように前記リング状の磁芯部材(22)に螺旋状に巻回された第２コイル(23b)とを有する
ことを特徴とする腕時計用のアンテナ。 - 磁芯部材(22)が磁性体の粉末又はフレークとプラスチックとの複合材を射出成形又は圧縮成形することにより形成された請求項１記載の腕時計用のアンテナ。
- 磁芯部材(22)が磁性材料からなる粉末又はフレークを含むインク又は塗料を塗布乾燥することにより形成された磁性塗膜をリング状に巻回することにより作られた請求項１記載の腕時計用のアンテナ。
- 環状枠(12a)と裏蓋(12c)がそれぞれ非導電性プラスチックにより形成された時計ケース(12)と、
前記時計ケース(12)に収容され時刻を表示する表示部(14)と、
前記時計ケース(12)に収容され前記表示部(14)を駆動可能に構成された駆動部(13)と、
時計ケースの環状枠(12a)の内面に沿って前記駆動部(13)を包囲するように前記時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ(21)と、
前記ケース(12)に収容されて第１コイル(23a)に電気的に接続され前記アンテナ(21)の検出出力に基づいて前記駆動部(13)を制御可能に構成されたコントローラ(17)と、
前記ケース(12)に収容されて第２コイル(23b)に電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ(16)と
を備えた腕時計。 - 非導電性プラスチックにより形成された裏蓋(12c)の外面に、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリット(33a)が形成された金属製補助蓋(33)が接着された請求項４記載の腕時計。
- 金属材料により形成された環状枠(42a)と非導電性プラスチックにより形成された裏蓋(42c)とを有する時計ケース(42)と、
前記時計ケース(42)に収容され時刻を表示する表示部(14)と、
前記時計ケース(42)に収容され前記表示部(14)を駆動可能に構成された駆動部(13)と、
時計ケースの環状枠(42a)の内面に沿って前記駆動部(13)を包囲するように前記時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ(21)と、
前記ケース(42)に収容されて第１コイル(23a)に電気的に接続され前記アンテナ(21)の検出出力に基づいて前記駆動部(13)を制御可能に構成されたコントローラ(17)と、
前記ケース(42)に収容されて第２コイル(23b)に電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ(16)と
を備え、
前記環状枠(42a)を少なくとも１個所切断することにより前記環状枠(42a)に第１スリット(42e)が形成された
ことを特徴とするた腕時計。 - 非導電性プラスチックにより形成された裏蓋の外面に、少なくとも一方の端部が外縁に達する１又は２以上の第２スリットが形成された金属製補助蓋が接着された請求項５記載の腕時計。
- 環状枠(62a)と裏蓋(62c)がそれぞれ金属材料により形成された時計ケース(62)と、
前記時計ケース(62)に収容され時刻を表示する表示部(14)と、
前記時計ケース(62)に収容され前記表示部(14)を駆動可能に構成された駆動部(13)と、
時計ケースの環状枠(62a)の内面に沿って前記駆動部(13)を包囲するように前記時計ケースに収容された請求項１ないし３いずれか記載のアンテナ(21)と、
前記ケース(62)に収容されて第１コイル(23a)に電気的に接続され前記アンテナ(21)の検出出力に基づいて前記駆動部(13)を制御可能に構成されたコントローラ(17)と、
前記ケース(62)に収容されて第２コイル(23b)に電気的に接続され所定の情報を記憶可能に構成されたＩＣチップ(16)と
を備え、
前記環状枠(62a)を少なくとも１個所切断することにより前記環状枠(62a)に第１スリットが形成され、
少なくとも一方の端部が前記裏蓋(62c)の外縁に達する１又は２以上の第２スリット(62d)が前記裏蓋(62c)に形成された
ことを特徴とする腕時計。
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