JP5574036B2 - Electronic clock - Google Patents
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Description
本発明は、例えばGPS衛星等の位置情報衛星から送信される電波を受信して情報を表示する電子時計に関する。 The present invention relates to an electronic timepiece that receives radio waves transmitted from a position information satellite such as a GPS satellite and displays information.
自己位置を測位するためのGPS(Global Positioning System)では、地球を周回する軌道を有するGPS衛星(位置情報衛星)が用いられる。GPS衛星は、原子時計を備え、この原子時計で計時される時刻(GPS時刻)を示す時刻情報(GPS時刻情報)を含む衛星信号を送信する。GPS時刻は、すべてのGPS衛星で同一であり、GPS時刻とUTC(協定世界時)との差であるUTCオフセット(現在は+15秒)で補正することでUTCとなる。したがって、GPS衛星からの衛星信号を受信してGPS時刻を取得し、取得したGPS時刻をUTCオフセットで補正すれば、UTCを得ることができる。 In a GPS (Global Positioning System) for positioning its own position, a GPS satellite (positional information satellite) having an orbit around the earth is used. The GPS satellite includes an atomic clock, and transmits a satellite signal including time information (GPS time information) indicating a time (GPS time) counted by the atomic clock. The GPS time is the same for all GPS satellites, and becomes UTC by correcting with a UTC offset (currently +15 seconds) that is the difference between the GPS time and UTC (Coordinated Universal Time). Therefore, UTC can be obtained by receiving a satellite signal from a GPS satellite, acquiring GPS time, and correcting the acquired GPS time with a UTC offset.
衛星信号等のマイクロ波(極超短波帯の電波)は、波長が短いため、金属の影響を受け易い。そのため、GPS衛星からの衛星信号を受信して現在の時刻を求める電子時計(以降、「GPS時計」と称する)では、プラスティック製のケースを用いるのが一般的である。しかし、プラスティックケースでは、高級感を出し難い。傷が付き易いという問題もある。そこで、電子時計のケースとして金属製のケースを採用しつつ、マイクロ波への影響を低減する技術が提案されている。例えば、特許文献1には、アンテナを金属製のケース外に配置したGPS時計が開示されており、特許文献2には、アンテナを金属製のケース内かつ表示部の背後に配置し、表示部をスライド可能としたGPS時計が開示されている。 Microwaves such as satellite signals (radio waves in the ultra-high frequency band) have a short wavelength and thus are easily affected by metal. Therefore, a plastic case is generally used in an electronic timepiece (hereinafter referred to as “GPS timepiece”) that obtains a current time by receiving a satellite signal from a GPS satellite. However, it is difficult to give a high-class feeling with a plastic case. There is also the problem of being easily scratched. Therefore, a technique for reducing the influence on the microwave has been proposed while adopting a metal case as the case of the electronic timepiece. For example, Patent Document 1 discloses a GPS watch in which an antenna is disposed outside a metal case, and Patent Document 2 discloses an antenna disposed in a metal case and behind a display unit. A GPS clock that can slide is disclosed.
しかし、特許文献1に記載のGPS時計では、アンテナがケースの上面に配置されるから、機能表示(例えば、日付の表示)に使用可能な面積が狭くなり、表示のバランスが欠けてしまう。一方、特許文献2に記載のGPS時計では、アンテナが金属製のケース内に配置されるから、ケースとアンテナとの配置によっては、アンテナの感度が著しく劣化する虞がある。また、特許文献2には、アンテナの感度劣化を十分に小さく抑制するための配置は開示されていない。 However, in the GPS timepiece described in Patent Document 1, since the antenna is arranged on the upper surface of the case, the area that can be used for function display (for example, date display) is reduced, and the balance of display is lost. On the other hand, in the GPS timepiece described in Patent Document 2, since the antenna is arranged in a metal case, the sensitivity of the antenna may be significantly deteriorated depending on the arrangement of the case and the antenna. Further, Patent Document 2 does not disclose an arrangement for suppressing the sensitivity deterioration of the antenna to be sufficiently small.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、電波を受信して情報を表示する電子時計において、金属製のケースを採用しつつ、機能表示を犠牲にすることなく、アンテナの感度劣化を十分に小さく抑制することを解決課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances. In an electronic timepiece that receives radio waves and displays information, the sensitivity of the antenna is achieved without sacrificing functional display while adopting a metal case. The problem to be solved is to suppress the deterioration sufficiently small.
以上の課題を解決するため、本発明に係る電子時計は、電波を受信して情報を表示する電子時計において、表面と裏面とを有する文字板と、前記文字板に直交する垂直方向において前記文字板に重なるように前記文字板の前記裏面側に配置され、前記文字板を透過した前記電波を受信する平面アンテナと、領域を囲む壁を有し、前記領域内に前記文字板と前記平面アンテナとを収容する金属製のケースとを備え、前記壁は、前記表面側の上面を有し、前記平面アンテナは、3本以上の側辺で構成される多角形であり、前記文字板の延在方向において、前記多角形の中心を一端として側辺に直交する3本以上の半直線のうち、側辺と前記壁との間の長さが最短の半直線上の側辺と前記壁との距離を側辺距離としたとき、当該側辺距離は、前記垂直方向における前記上面と前記平面アンテナとの距離の1倍以上2倍以下であることを特徴とする。
To solve the above problems, an electronic timepiece according to the present invention is an electronic timepiece for displaying information by receiving radio waves, and dial that have a front surface and rear surface, in the vertical direction perpendicular to the dial wherein the dial so as to overlap the dial is disposed on the back side, and the planar antenna for receiving the radio waves transmitted through the front Symbol dial has a wall surrounding the realm, the dial in the area and a said planar antenna and the metal case that houses the and, the wall has a top surface of the surface side, wherein the planar antenna is a polygon made up of three or more sides, In the extending direction of the dial , among the three or more half lines perpendicular to the side with the center of the polygon as one end, the side on the half line having the shortest length between the side and the wall when the distance between the sides and the wall and side edge distance, the side edge distance, the vertical Wherein the 2 times or less der Rukoto least 1 times the distance between the upper surface and the planar antenna in the direction.
この電子時計では、平面アンテナが文字板の裏面側に配置されるから、機能表示を犠牲にせずに済む。また、平面アンテナとケースとが上述のように相対配置されるから、ケースが金属製であるにも関わらず、アンテナの感度劣化を十分に小さく抑制することができる。すなわち、本発明によれば、電波を受信して情報を表示する電子時計において、金属製のケースを採用しつつ、機能表示を犠牲にすることなく、アンテナの感度劣化を十分に小さく抑制することができる。 In this electronic timepiece, since the planar antenna is arranged on the back side of the dial, it is not necessary to sacrifice the function display. In addition, since the planar antenna and the case are disposed relative to each other as described above, it is possible to sufficiently suppress the antenna sensitivity deterioration even though the case is made of metal. That is, according to the present invention, in an electronic timepiece that receives radio waves and displays information, while adopting a metal case, it is possible to suppress antenna sensitivity deterioration sufficiently without sacrificing functional display. Can do.
なお、極超短波帯の周波数の電波(マイクロ波)などの周波数が300MHz以上の電波は金属の影響を受け易いから、アンテナの感度劣化の抑制効果は、周波数が300MHz以上の電波を受信する場合に特に顕著となる。また、「金属製」は、金属材料を含むことを意味する。したがって、「金属製のケース」には、金属材料のみで形成されたケースのみならず、金属材料および非金属材料で形成されたケースも含まれる。
It should be noted that radio waves having a frequency of 300 MHz or higher, such as radio waves (microwaves) having a frequency in the ultra-high frequency band, are easily affected by metal. Especially noticeable. Further, “made of metal” means that a metal material is included. Therefore, the “metal case” includes not only a case made of only a metal material but also a case made of a metal material and a non-metal material .
また、平面アンテナとしては、様々な偏波を受信可能なマイクロストリップアンテナが好ましい。例えば、マイクロストリップアンテナは、GPS衛星からの円偏波を受信することができる。さらに、前記平面アンテナが正方形の電極を備えるようにしてもよい。この場合、前記側辺を前記電極の一辺とすることができる。あるいは、前記平面アンテナが正方形の誘電体を備えるようにしてもよい。この場合、前記側辺を前記誘電体の一辺とすることができる。
The planar antenna is preferably a microstrip antenna that can receive various polarized waves. For example, a microstrip antenna can receive circularly polarized waves from GPS satellites. Furthermore, it may be provided with electrodes of the planar antenna positive square. In this case, the side edges can be one side of the electrode. Alternatively, it may be provided with a dielectric of the planar antenna positive square. In this case, it is possible to the sides and one side of the front Symbol dielectric.
また、上述した各種の態様において、前記垂直方向において前記文字板と前記平面アンテナとの間に配置される光発電素子を備え、前記平面アンテナは正方形であり、前記延在方向における前記平面アンテナと前記光発電素子との最短距離は、前記平面アンテナの側辺の長さの0.2倍以上であるようにしてもよい。この態様によれば、光発電式の電子時計において、上述した各種の効果を得ることができる。正方形の平面アンテナの採用は、歩留まりの観点からも好ましい。
Further, in various embodiments described above, comprising a photovoltaic element disposed between the dial plate and the planar antenna in the vertical direction, before Symbol planar antenna is square and the planar antenna in the extending direction And the photovoltaic element may be at least 0.2 times the length of the side of the planar antenna. According to this aspect, in the photovoltaic electronic timepiece, the various effects described above can be obtained. The use of a square planar antenna is also preferable from the viewpoint of yield.
ところで、腕時計は手首に装着される。したがって、電子時計が腕時計の場合には、6時方向からの電波は12時方向からの電波に比較して、人体で遮られる可能性が高くなる。例えば、利用者が、腕時計を装着した腕の肘を曲げて文字板の表面を眺める場合、この表面の6時方向には利用者の体幹が位置し、この体幹などの人体によって6時方向からの電波が遮られ易い。したがって、平面アンテナの実効的な感度を高く維持する観点では、6時方向よりも12時方向からの電波を受信し易い構成とするのが好ましい。この構成の具体例としては、前記平面アンテナを、前記領域のうち6時の位置に対応する部分に配置して12時側にスペースを設けた構成が挙げられる。
By the way, the wristwatch is worn on the wrist. Therefore, when the electronic timepiece is a wristwatch, the radio wave from the 6 o'clock direction is more likely to be blocked by the human body than the radio wave from the 12 o'clock direction. For example, when the user bends the elbow of the arm wearing the watch and looks at the surface of the dial, the trunk of the user is located at the 6 o'clock direction of this surface, and it is 6 o'clock by the human body such as the trunk. Easy to block radio waves from directions. Therefore, from the viewpoint of maintaining high effective sensitivity of the planar antenna, it is preferable that the radio wave from the 12 o'clock direction is more easily received than the 6 o'clock direction. As a specific example of this configuration, there is a configuration in which the planar antenna is arranged in a portion corresponding to the 6 o'clock position in the region and a space is provided on the 12 o'clock side.
また、一般に、腕時計は左手首に装着される。したがって、電子時計が腕時計の場合には、9時方向からの電波は3時方向からの電波に比較して、人体で遮られる可能性が高くなる。例えば、利用者が、腕時計を装着した左腕の肘を曲げて文字板の表面を眺める場合、この表面の9時方向には利用者の左肩が位置し、この左肩などの人体によって9時方向からの電波が遮られ易い。したがって、平面アンテナの実効的な感度を向上させる観点では、9時方向よりも3時方向からの電波を受信し易い構成とするのが好ましい。この構成の具体例としては、前記平面アンテナを、前記領域のうち9時の位置に対応する部分に配置して3時側にスペースを設けた構成が挙げられる。
In general, a wristwatch is attached to the left wrist. Therefore, when the electronic timepiece is a wristwatch, the radio wave from the 9 o'clock direction is more likely to be blocked by the human body than the radio wave from the 3 o'clock direction. For example, when a user bends the elbow of the left arm wearing a wristwatch and looks at the surface of the dial, the user's left shoulder is located at the 9 o'clock direction of the surface, and the human body such as the left shoulder from 9 o'clock direction. The radio waves are easily blocked. Therefore, from the viewpoint of improving the effective sensitivity of the planar antenna, it is preferable that the radio wave from the 3 o'clock direction is easier to receive than the 9 o'clock direction. As a specific example of this configuration, there is a configuration in which the planar antenna is arranged in a portion corresponding to the 9 o'clock position in the region and a space is provided on the 3 o'clock side.
なお、上述した各種の態様において、前記電波は位置情報衛星から送信された衛星信号であり、前記衛星信号に基づいて前記時刻を取得する時刻取得部を備えるようにしてもよい。位置情報衛星としてはGPS衛星を例示可能である。GPS衛星からの衛星信号には正確な時刻情報(GPS時刻情報)が含まれるから、この衛星信号に基づいて正確な時刻を取得することが可能となる。 In the various aspects described above, the radio wave may be a satellite signal transmitted from a position information satellite, and a time acquisition unit that acquires the time based on the satellite signal may be provided. A GPS satellite can be exemplified as the position information satellite. Since the satellite signal from the GPS satellite includes accurate time information (GPS time information), it is possible to acquire an accurate time based on the satellite signal.
以下、この発明の好適な実施の形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、本発明の範囲には、以下に述べる実施の形態はもちろん、実施の形態を変形して得られる各種の形態や、これらの形態を適宜に組み合わせて得られる各種の形態も含まれうる。 Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. However, in each figure, the size and scale of each part are appropriately changed from the actual ones. Further, since the embodiments described below are preferable specific examples of the present invention, various technically preferable limitations are attached thereto. However, the scope of the present invention is particularly limited in the following description. Unless otherwise stated, the present invention is not limited to these forms. In addition, the scope of the present invention can include not only the embodiments described below but also various forms obtained by modifying the embodiments and various forms obtained by appropriately combining these forms.
<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態に係る電子時計100の構成について説明する。
図1は、電子時計100の外観を示す図である。この図から明らかなように、電子時計100は、時刻を計時して表示する腕時計であり、文字板2と、文字板2の表面2a側に設けられた指針1と、文字板2を収容する金属製のケース3とを備える。文字板2は、マイクロ波を透過させる非金属材料(例えばプラスティック)で形成されている。指針1は、文字板2を貫通した回転軸5を中心に回転する時針1a及び分針1bを備え、これらの針の回転位置によって文字板2の表面2aに時刻を表示する。なお、指針1が秒針をも備えるようにしてもよい。
<First Embodiment>
First, the configuration of the electronic timepiece 100 according to the first embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a diagram showing an external appearance of the electronic timepiece 100. As is clear from this figure, the electronic timepiece 100 is a wristwatch that measures the time and displays it, and accommodates the dial 2, the pointer 1 provided on the surface 2a side of the dial 2, and the dial 2. And a metal case 3. The dial 2 is made of a non-metallic material (for example, plastic) that transmits microwaves. The pointer 1 includes an hour hand 1a and a minute hand 1b that rotate around a rotating shaft 5 that passes through the dial 2, and displays the time on the surface 2a of the dial 2 according to the rotational position of these hands. The pointer 1 may also include a second hand.
文字板2の表面2aには、回転位置を示す数字が描かれている。これらの数字のうち、「3」は3時の位置、「6」6時の位置、「9」9時の位置、「12」は12時の位置を示す。以降の説明では、文字板2の延在方向において、回転軸5から3時の位置への方向を「3時方向」と称し、回転軸5から6時の位置への方向を「6時方向」と称し、回転軸5から9時の位置への方向を「9時方向」と称し、回転軸5から12時の位置への方向を「12時方向」と称する。 On the surface 2 a of the dial 2, a number indicating the rotational position is drawn. Among these numbers, “3” indicates the position at 3 o'clock, “6” at 6 o'clock, “9” at 9 o'clock, and “12” indicates the position at 12 o'clock. In the following description, in the extending direction of the dial 2, the direction from the rotary shaft 5 to the 3 o'clock position is referred to as “3 o'clock direction”, and the direction from the rotary shaft 5 to the 6 o'clock position is referred to as “6 o'clock direction”. The direction from the rotary shaft 5 to the 9 o'clock position is referred to as “9 o'clock direction”, and the direction from the rotary shaft 5 to the 12 o'clock position is referred to as “12 o'clock direction”.
また、以降の説明では、電子時計100の内部で計時される時刻を「内部時刻」と称し、文字板2の表面2aに表示される時刻を「表示時刻」と称する。内部時刻はUTCであり、表示時刻は地方時であるが、これに限るものではない。例えば、内部時刻をUTC以外の時刻としてもよいし、表示時刻を地方時以外の時刻としてもよいし、内部時刻と表示時刻とを同一としてもよい。 In the following description, the time counted inside the electronic timepiece 100 is referred to as “internal time”, and the time displayed on the surface 2a of the dial 2 is referred to as “display time”. Although the internal time is UTC and the display time is local time, it is not limited to this. For example, the internal time may be a time other than UTC, the display time may be a time other than the local time, or the internal time and the display time may be the same.
電子時計100は左手首への装着を想定して設計されており、ケース3の右側(3時方向)には、利用者に操作される操作部4が設けられている。操作部4は、ボタン4a,4b及びリューズ4cを備える。ボタン4a,4b及びリューズ4cは、それぞれの操作に応じた操作信号を出力する。 The electronic timepiece 100 is designed on the assumption that the electronic timepiece 100 is attached to the left wrist. On the right side (3 o'clock direction) of the case 3, an operation unit 4 operated by a user is provided. The operation unit 4 includes buttons 4a and 4b and a crown 4c. The buttons 4a and 4b and the crown 4c output operation signals corresponding to the respective operations.
電子時計100は、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のGPS衛星6からの衛星信号(航法メッセージが重畳された1.57542GHzのマイクロ波(L1波))を受信可能である。GPS衛星6は時刻を計時する原子時計を搭載しており、衛星信号には、GPS衛星6の軌道上の位置を示す軌道情報や、原子時計で計時された極めて正確な時刻(GPS時刻)を示す時刻情報(GPS時刻情報)などが含まれている。 The electronic timepiece 100 can receive satellite signals (1.57542 GHz microwaves (L1 waves) on which navigation messages are superimposed) from a plurality of GPS satellites 6 orbiting the earth in a predetermined orbit. The GPS satellite 6 is equipped with an atomic clock that measures the time, and in the satellite signal, orbit information indicating the position of the GPS satellite 6 in the orbit and an extremely accurate time (GPS time) measured by the atomic clock are included. The time information shown (GPS time information) is included.
電子時計100は、少なくとも一つのGPS衛星6からの衛星信号に基づいて内部時刻の修正(誤差修正)を行ったり、少なくとも四つのGPS衛星6からの衛星信号に基づいて現在地を測位し、この現在地から特定される時差と少なくとも一つのGPS衛星6からの衛星信号とに基づいて表示時刻の修正(時差修正)を行ったりする。 The electronic timepiece 100 corrects the internal time (error correction) based on a satellite signal from at least one GPS satellite 6, or measures the current location based on satellite signals from at least four GPS satellites 6. The display time is corrected (time difference correction) based on the time difference specified from the above and the satellite signal from at least one GPS satellite 6.
図2は、電子時計100の回路構成を示すブロック図である。図2に示すように、電子時計100は、操作部4の他に、受信回路10と平面アンテナ11と制御部20と図示しない電池(後述の電池44)とを備える。制御部20は、CPU(中央処理装置)21と、RAM(Random Access Memory)22と、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)23と、駆動回路24とを備える。受信回路10、操作部4、CPU21、RAM22、EEPROM23及び駆動回路24は、データバス35に接続されている。 FIG. 2 is a block diagram showing a circuit configuration of the electronic timepiece 100. As shown in FIG. 2, the electronic timepiece 100 includes a receiving circuit 10, a planar antenna 11, a control unit 20, and a battery (not shown) (battery 44 described later) in addition to the operation unit 4. The control unit 20 includes a CPU (Central Processing Unit) 21, a RAM (Random Access Memory) 22, an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory) 23, and a drive circuit 24. The receiving circuit 10, the operation unit 4, the CPU 21, the RAM 22, the EEPROM 23, and the driving circuit 24 are connected to a data bus 35.
平面アンテナ11は、マイクロストリップアンテナ(バッチアンテナ)であり、極超短波帯(300MHz〜3GHz)の電波(円偏波)を受信して衛星信号を出力する。受信回路10は、一般的なGPS受信モジュールであり、平面アンテナ11を介して衛星信号を受信する。すなわち、平面アンテナ11から出力された衛星信号を処理して軌道情報やGPS時刻情報などを取得し、取得した情報に基づいてGPS時刻を示す時刻情報を生成して出力する。また、受信回路10は、一定の時間内に少なくとも四つのGPS衛星6から衛星信号を受信すると、取得した情報に基づいて現在地を示す位置情報を生成して出力する。 The planar antenna 11 is a microstrip antenna (batch antenna), and receives a radio wave (circularly polarized wave) in a very high frequency band (300 MHz to 3 GHz) and outputs a satellite signal. The receiving circuit 10 is a general GPS receiving module, and receives a satellite signal via the planar antenna 11. That is, the satellite signal output from the planar antenna 11 is processed to acquire orbit information, GPS time information, and the like, and time information indicating the GPS time is generated and output based on the acquired information. Further, when receiving a satellite signal from at least four GPS satellites 6 within a certain time, the receiving circuit 10 generates and outputs position information indicating the current location based on the acquired information.
駆動回路24は、CPU21に制御され、指針1を駆動する駆動機構32に駆動信号を供給する。駆動機構32は、駆動回路24から供給された駆動信号で駆動されるステップモータや輪列などを備え、回転軸5を介して指針1を駆動する。EEPROM23には、CPU21に実行されるプログラムや、UTCオフセットなどが記憶されている。また、EEPROM23には、UTCに対する時差を示す時差データが地域(タイムゾーン)に対応付けて記憶されている。RAM22は、内部時刻を示す内部時刻情報や、現在の時差データである現在時差データなどを記憶する。 The drive circuit 24 is controlled by the CPU 21 and supplies a drive signal to the drive mechanism 32 that drives the pointer 1. The drive mechanism 32 includes a step motor and a wheel train driven by a drive signal supplied from the drive circuit 24, and drives the pointer 1 via the rotary shaft 5. The EEPROM 23 stores a program executed by the CPU 21, a UTC offset, and the like. The EEPROM 23 stores time difference data indicating a time difference with respect to UTC in association with a region (time zone). The RAM 22 stores internal time information indicating the internal time, current time difference data that is current time difference data, and the like.
CPU21は、RAM22をワークメモリとして、EEPROM23に記憶されているプログラムを実行することにより、内部時刻の計時や、表示時刻の表示、誤差修正、時差修正などを行う。内部時刻の計時では、CPU21は、図示しないXO(水晶発振回路)からのクロック信号に基づいて内部時刻情報を更新する。表示時刻の表示では、CPU21は、内部時刻情報と現在時差データとの一方又は両方が更新されると、内部時刻情報と現在時差データとに基づいて表示時刻(地方時)を取得し、この表示時刻が表示されるように駆動回路24を制御する。 The CPU 21 uses the RAM 22 as a work memory to execute a program stored in the EEPROM 23, thereby measuring the internal time, displaying the display time, correcting the error, correcting the time difference, and the like. When measuring the internal time, the CPU 21 updates the internal time information based on a clock signal from an XO (crystal oscillation circuit) (not shown). In the display of the display time, when one or both of the internal time information and the current time difference data are updated, the CPU 21 acquires the display time (local time) based on the internal time information and the current time difference data. The drive circuit 24 is controlled so that the time is displayed.
誤差修正では、CPU21は、受信回路10から時刻情報が出力されると、この時刻情報とUTCオフセットとに基づいてUTCを取得し、取得したUTCを示すように内部時刻情報を更新する。誤差修正は、例えば、予め定められた時間間隔(例えば1日)で間欠的に実行される一方、操作部4の特定の操作(第1の操作)を契機として実行される。なお、受信した衛星信号からUTCオフセットを取得する構成としてもよい。 In the error correction, when the time information is output from the receiving circuit 10, the CPU 21 acquires UTC based on the time information and the UTC offset, and updates the internal time information to indicate the acquired UTC. The error correction is performed, for example, intermittently at a predetermined time interval (for example, one day), and triggered by a specific operation (first operation) of the operation unit 4. The UTC offset may be acquired from the received satellite signal.
時差修正では、CPU21は、誤差修正を行う一方、受信回路10から位置情報が出力されると、この位置情報で示される位置が属する地域に対応する時差データを現在時差データとする。時差修正は、例えば、操作部4の特定の操作(第2の操作)を契機として実行される。なお、第1の操作と第2の操作とは互いに異なる。
以上の説明から明らかなように、受信回路10及びCPU21は、GPS衛星6からの衛星信号に基づいて時刻を取得する時刻取得部として機能する。
In the time difference correction, the CPU 21 performs error correction, and when position information is output from the receiving circuit 10, the time difference data corresponding to the area to which the position indicated by the position information belongs is set as current time difference data. The time difference correction is executed, for example, triggered by a specific operation (second operation) of the operation unit 4. Note that the first operation and the second operation are different from each other.
As is clear from the above description, the receiving circuit 10 and the CPU 21 function as a time acquisition unit that acquires time based on the satellite signal from the GPS satellite 6.
図3は、電子時計100の一部の構造を示す図であり、図3(A)は平面図、図3(B)は一部断面図である。図3に示すように、ケース3はステンレス鋼(SUS)で筒状に形成されており、その軸方向は文字板2に直交する。文字板2は、表面2aと裏面2bとを有する。ケース3の二つの開口のうち、表面2a側の開口には表面ガラス41が取り付けられ、裏面2b側の開口には裏蓋42が取り付けられる。すなわち、ケース3は、ケース3、表面ガラス41及び裏蓋42で画定された収容領域を、文字板52の延在方向において囲む壁31を有する。壁31は、裏蓋42の周端部から表面ガラス41の周端部へ立ち上がっており、表面ガラス41側の上面31aと、裏蓋42側の底面31bとを有する。また、収容領域には、文字板2や平面アンテナ11等の部品が収容される。なお、ケース3は、他の金属材料(例えばチタン)で形成されてもよいし、金属材料と非金属材料とで形成されてもよい。 3A and 3B are diagrams showing a part of the structure of the electronic timepiece 100. FIG. 3A is a plan view and FIG. 3B is a partial cross-sectional view. As shown in FIG. 3, the case 3 is made of stainless steel (SUS) in a cylindrical shape, and its axial direction is orthogonal to the dial 2. The dial 2 has a front surface 2a and a back surface 2b. Of the two openings of the case 3, a front glass 41 is attached to the opening on the front surface 2 a side, and a back cover 42 is attached to the opening on the back surface 2 b side. That is, the case 3 has a wall 31 that surrounds the accommodation area defined by the case 3, the surface glass 41, and the back cover 42 in the extending direction of the dial 52. The wall 31 rises from the peripheral end of the back cover 42 to the peripheral end of the surface glass 41, and has an upper surface 31a on the surface glass 41 side and a bottom surface 31b on the back cover 42 side. In the accommodation area, parts such as the dial 2 and the planar antenna 11 are accommodated. Note that the case 3 may be formed of another metal material (for example, titanium), or may be formed of a metal material and a non-metal material.
収容領域において、文字板2の裏面2b側には基板43が配置されている。基板43は、文字板2の延在方向に延在しており、文字板2側の表面43aと裏蓋42側の裏面43bとを有する。表面43aには、平面アンテナ11と駆動機構32とが設けられており、裏面43bには、受信回路10と制御部20と電池44とが設けられている。なお、文字板2、駆動機構32及び基板43の取り付け方は任意であるが、本実施形態では、駆動機構32に基板43及び文字板2を取り付けて構成されたモジュールがケース3に取り付けられている。 A substrate 43 is disposed on the back surface 2b side of the dial 2 in the accommodation area. The substrate 43 extends in the extending direction of the dial 2 and has a front surface 43a on the dial 2 side and a back surface 43b on the back cover 42 side. The planar antenna 11 and the drive mechanism 32 are provided on the front surface 43a, and the receiving circuit 10, the control unit 20, and the battery 44 are provided on the back surface 43b. The dial 2, the drive mechanism 32, and the substrate 43 can be attached in any manner. In this embodiment, a module configured by attaching the substrate 43 and the dial 2 to the drive mechanism 32 is attached to the case 3. Yes.
以上の説明から明らかなように、電子時計100は、表面ガラス41及び文字板2を透過したマイクロ波が平面アンテナ11に受信されるように構成されている。なお、ケース3内の空間には、各部品を固定するスペーサーを設けてもよい。スペーサーの形成材料としては、受信性能に影響を及ぼさない非金属材料が好ましい。 As is clear from the above description, the electronic timepiece 100 is configured such that the microwave transmitted through the surface glass 41 and the dial 2 is received by the planar antenna 11. A spacer for fixing each component may be provided in the space in the case 3. The spacer forming material is preferably a non-metallic material that does not affect the reception performance.
平面アンテナ11は、文字板2の延在方向に延在しており、当該方向における平面アンテナ11の形状は正方形である。受信回路10及び制御部20はシールド板45に覆われており、駆動機構32、受信回路10及び制御部20は、電池44から供給される電力で駆動される。文字板2と直交する方向(以降、「垂直方向」と称する)において、駆動機構32は指針1と重なっており、シールド板45の全域は駆動機構32に重なっており、平面アンテナ11は駆動機構32に重なっていない。 The planar antenna 11 extends in the extending direction of the dial 2 and the shape of the planar antenna 11 in this direction is a square. The receiving circuit 10 and the control unit 20 are covered with a shield plate 45, and the driving mechanism 32, the receiving circuit 10 and the control unit 20 are driven with electric power supplied from the battery 44. In a direction orthogonal to the dial plate 2 (hereinafter referred to as “vertical direction”), the drive mechanism 32 overlaps the pointer 1, the entire area of the shield plate 45 overlaps the drive mechanism 32, and the planar antenna 11 is driven by the drive mechanism. No overlap with 32.
文字板2の表面2a側に平面アンテナ11を配置すると、表面2aの一部に情報を表示することが不可能となるが、電子時計100では、平面アンテナ11が文字板2の裏面2b側に配置されているから、そのような不都合が生じない。しかし、平面アンテナ11を文字板2の裏面2b側に配置することにより、平面アンテナ11の放射パターンの一部が、金属製の壁31に遮られることになる。 When the planar antenna 11 is disposed on the front surface 2a side of the dial 2, it is impossible to display information on a part of the front surface 2a. However, in the electronic timepiece 100, the planar antenna 11 is disposed on the back surface 2b side of the dial 2. Such an inconvenience does not occur because it is arranged. However, by arranging the planar antenna 11 on the back surface 2 b side of the dial 2, a part of the radiation pattern of the planar antenna 11 is blocked by the metal wall 31.
放射パターンが大きいほど、平面アンテナ11の感度が高くなり、受信回路10における衛星信号の受信精度が高くなるから、遮られる部分は小さいほどよい。したがって、平面アンテナ11と壁31との距離は長い方がよい。これは、平面アンテナ11の電極と金属製の壁31との電気的結合によるロスの抑制にも寄与する。ただし、電子時計100は腕時計であり、そのサイズに制限があるから、平面アンテナ11と壁31との距離を無制限に長くすることはできない。そこで、本実施形態では、次のように平面アンテナ11と壁31とを相対配置している。 The larger the radiation pattern, the higher the sensitivity of the planar antenna 11, and the higher the accuracy of satellite signal reception in the receiving circuit 10, so the smaller the blocked portion, the better. Therefore, the distance between the planar antenna 11 and the wall 31 is preferably long. This also contributes to suppression of loss due to electrical coupling between the electrode of the planar antenna 11 and the metal wall 31. However, since the electronic timepiece 100 is a wristwatch and its size is limited, the distance between the planar antenna 11 and the wall 31 cannot be increased without limitation. Therefore, in the present embodiment, the planar antenna 11 and the wall 31 are relatively arranged as follows.
図3(A)に示すように、平面アンテナ11は4本の側辺で構成される正方形であり、その中心11aを一端として側辺に直交する半直線は4本となる。これら4本の半直線のうち、側辺と壁31との間の長さが最短の半直線11bに注目し、この半直線11b上の側辺と壁31との距離を側辺距離bとする。すなわち、文字板2の延在方向において、平面アンテナ11の側辺と壁31との距離のうち最短の距離を側辺距離bとする。一方、図3(B)に示すように、垂直方向において、壁31の上面31aと平面アンテナ11との距離をアンテナ深さaとする。そして、壁31及び平面アンテナ11を、b=2aとなるように相対配置する。具体的には、a=2.5mmであり、b=5mmである。また、平面アンテナ11の側辺の長さを平面寸法cとしたとき、b=0.5cである。具体的には、c=10mmである。 As shown in FIG. 3A, the planar antenna 11 is a square composed of four side edges, and there are four half lines orthogonal to the side edges with the center 11a as one end. Of these four half lines, pay attention to the half line 11b having the shortest length between the side and the wall 31, and the distance between the side on the half line 11b and the wall 31 is the side distance b. To do. That is, in the extending direction of the dial 2, the shortest distance among the distances between the side of the planar antenna 11 and the wall 31 is defined as a side distance b. On the other hand, as shown in FIG. 3B, in the vertical direction, the distance between the upper surface 31a of the wall 31 and the planar antenna 11 is the antenna depth a. Then, the wall 31 and the planar antenna 11 are relatively arranged so that b = 2a. Specifically, a = 2.5 mm and b = 5 mm. In addition, when the length of the side of the planar antenna 11 is a planar dimension c, b = 0.5c. Specifically, c = 10 mm.
図4は、平面アンテナ11の感度劣化と側辺距離bとの関係を示す図であり、ケース3がステンレス鋼で形成されている場合のものである。この図において、横軸はアンテナ深さaに対する側辺距離bであり、縦軸は側辺距離bが無限大のときの感度に対する相対感度(dB)である。この図から明らかなように、アンテナ深さaに対して側辺距離bが長いほど、感度劣化は小さくなる。 FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the sensitivity deterioration of the planar antenna 11 and the side distance b, and is the case where the case 3 is made of stainless steel. In this figure, the horizontal axis is the side distance b with respect to the antenna depth a, and the vertical axis is the relative sensitivity (dB) with respect to the sensitivity when the side distance b is infinite. As is apparent from this figure, the longer the side distance b is with respect to the antenna depth a, the smaller the sensitivity degradation.
受信回路10は平面アンテナ11を単独で用いた場合に極めて高い精度で衛星信号を受信可能に構成されており、平面アンテナ11の感度劣化が許容範囲を超えると、十分に高い精度で衛星信号を受信することができなくなる。したがって、平面アンテナ11の感度劣化を許容範囲内に抑える必要がある。そのためには、図4から明らかなように、a≦bとする必要がある。一方、前述したように、電子時計100のサイズには制限があるから、bを無制限に長くすることはできない。具体的には、アンテナ深さaが一般的な長さの場合、b≦2aとする必要がある。 The receiving circuit 10 is configured to receive a satellite signal with extremely high accuracy when the planar antenna 11 is used alone. When the sensitivity deterioration of the planar antenna 11 exceeds an allowable range, the satellite signal is received with sufficiently high accuracy. It becomes impossible to receive. Therefore, it is necessary to suppress the sensitivity deterioration of the planar antenna 11 within an allowable range. For this purpose, as is apparent from FIG. 4, it is necessary to satisfy a ≦ b. On the other hand, as described above, since the size of the electronic timepiece 100 is limited, b cannot be increased indefinitely. Specifically, when the antenna depth a is a general length, it is necessary to satisfy b ≦ 2a.
つまり、平面アンテナ11の感度が十分に高く、かつ、電子時計100が十分に小型となるようにするには、a≦b≦2aとする必要がある。そして、本実施形態では、電子時計の小型化よりも平面アンテナ11の感度劣化の抑制を優先してb=2aとしているのである。もちろん、平面アンテナ11の感度劣化の抑制よりも電子時計の小型化を優先してb=aとすることも可能である。なお、a≦b≦2aは0.5c≦b≦cと等価である。 That is, in order for the sensitivity of the planar antenna 11 to be sufficiently high and the electronic timepiece 100 to be sufficiently small, it is necessary to satisfy a ≦ b ≦ 2a. In this embodiment, b = 2a is given priority over the suppression of sensitivity deterioration of the planar antenna 11 over the downsizing of the electronic timepiece. Of course, it is also possible to set b = a in preference to miniaturization of the electronic timepiece over suppression of sensitivity deterioration of the planar antenna 11. Note that a ≦ b ≦ 2a is equivalent to 0.5c ≦ b ≦ c.
一方、平面アンテナ11と駆動機構32とは、平面アンテナ11の放射パターンの3時方向への広がりが9時方向への広がりよりも大きくなるように相対配置されている。したがって、3時方向、6時方向、9時方向及び12時方向のうち、平面アンテナ11の放射パターンの広がりが最小なのは9時方向となる。しかし、図3(B)に示すように、9時方向であっても、放射パターンの広がりは十分に大きくなる。つまり、3時方向、6時方向、9時方向及び12時方向への放射パターンの広がりは、いずれも十分に大きくなる。 On the other hand, the planar antenna 11 and the drive mechanism 32 are disposed relative to each other so that the spread of the radiation pattern of the planar antenna 11 in the 3 o'clock direction is larger than the spread in the 9 o'clock direction. Therefore, among the 3 o'clock direction, 6 o'clock direction, 9 o'clock direction, and 12 o'clock direction, the 9 o'clock direction has the smallest spread of the radiation pattern of the planar antenna 11. However, as shown in FIG. 3B, the spread of the radiation pattern is sufficiently large even in the 9 o'clock direction. That is, the spread of the radiation pattern in the 3 o'clock direction, 6 o'clock direction, 9 o'clock direction, and 12 o'clock direction is sufficiently large.
よって、本実施形態によれば、壁31による平面アンテナ11の感度劣化を十分に小さく抑制することができる。つまり、電子時計100は、金属製のケースを採用しつつも、機能表示を犠牲にすることなく、アンテナの感度劣化が十分に小さく抑制されるから、GPS衛星6からの衛星信号を受信して現在の時刻を求めることができる。 Therefore, according to this embodiment, the sensitivity degradation of the planar antenna 11 due to the wall 31 can be suppressed sufficiently small. In other words, the electronic timepiece 100 employs a metal case, but the deterioration of the antenna sensitivity is suppressed to a sufficiently low level without sacrificing the function display. Therefore, the electronic timepiece 100 receives a satellite signal from the GPS satellite 6. The current time can be obtained.
ここで、側辺距離bについて詳述する。
図5は、平面アンテナ11の構造例を示す斜視図である。この図に示すように、平面アンテナ11は、誘電体111と、誘電体111を間に挟む放射電極112及び接地電極113とを備える。誘電体111、放射電極112及び接地電極113は、いずれも正方形であるが、そのサイズは必ずしも一致しない。図5の例では、誘電体111のサイズは接地電極113のサイズと同一であるが、放射電極112のサイズと異なる。
図6は、側辺距離bを詳細に説明するための図である。この図に示すように、側辺距離bとしては、誘電体111の側辺を基点とした距離b1と、放射電極112の側辺を基点とした距離b2と、接地電極113の側辺を基点とした距離b3とが挙げられる。この図の例では、b1=b3≠b2であるが、これに限るものではない。本実施形態では、側辺距離bとして、距離b1(b3)を採用しているが、距離b2を採用してもよい。
Here, the side distance b will be described in detail.
FIG. 5 is a perspective view showing a structural example of the planar antenna 11. As shown in this figure, the planar antenna 11 includes a dielectric 111 and a radiation electrode 112 and a ground electrode 113 sandwiching the dielectric 111 therebetween. The dielectric 111, the radiation electrode 112, and the ground electrode 113 are all square, but their sizes do not necessarily match. In the example of FIG. 5, the size of the dielectric 111 is the same as the size of the ground electrode 113, but is different from the size of the radiation electrode 112.
FIG. 6 is a diagram for explaining the side distance b in detail. As shown in this figure, as the side distance b, the distance b1 with the side of the dielectric 111 as the base point, the distance b2 with the side of the radiation electrode 112 as the base point, and the side of the ground electrode 113 as the base point And the distance b3. In the example of this figure, b1 = b3 ≠ b2, but this is not restrictive. In the present embodiment, the distance b1 (b3) is adopted as the side distance b, but the distance b2 may be adopted.
また、本実施形態では、文字板2の延在方向における平面アンテナ11の形状が正方形であるから、電子時計の量産時の歩留まりが向上する。なお、歩留まりを考慮する必要がなければ、本実施形態を変形し、文字板2の延在方向における平面アンテナ11の形状を、正方形以外の四角形としてもよいし、四角形以外の多角形としてもよい。 In the present embodiment, since the shape of the planar antenna 11 in the extending direction of the dial 2 is square, the yield at the time of mass production of the electronic timepiece is improved. If it is not necessary to consider the yield, the present embodiment is modified and the shape of the planar antenna 11 in the extending direction of the dial 2 may be a quadrilateral other than a square or a polygon other than a quadrangle. .
ところで、電子時計100は左手首に装着される腕時計である。したがって、9時方向からの電波は3時方向からの電波に比較して、人体で遮られる可能性が高くなる。例えば、利用者が、電子時計100を装着した左腕の肘を曲げて文字板2の表面2aを眺める場合、表面2aの9時方向には利用者の左肩が位置し、この左肩などの人体によって9時方向からの電波が遮られ易い。したがって、平面アンテナの実効的な感度を高く維持する観点では、9時方向よりも3時方向からの電波を受信し易い構成とするのが好ましい。これに対して、電子時計100では、平面アンテナ11が、壁31で囲まれた収容領域の周縁部のうち表面2aの9時の位置に対応する部分に配置されている。つまり、本実施形態では、9時方向よりも3時方向からの電波を受信し易い構成が採られており、平面アンテナ11の実効的な感度が高く維持される。 By the way, the electronic timepiece 100 is a wristwatch attached to the left wrist. Therefore, the radio wave from the 9 o'clock direction is more likely to be blocked by the human body than the radio wave from the 3 o'clock direction. For example, when the user bends the elbow of the left arm wearing the electronic timepiece 100 and looks at the surface 2a of the dial 2, the user's left shoulder is located in the 9 o'clock direction of the surface 2a. Radio waves from the 9 o'clock direction are easily blocked. Therefore, from the viewpoint of maintaining high effective sensitivity of the planar antenna, it is preferable that the radio wave from the 3 o'clock direction is easier to receive than the 9 o'clock direction. On the other hand, in the electronic timepiece 100, the planar antenna 11 is disposed at a portion corresponding to the 9 o'clock position of the surface 2a in the peripheral portion of the accommodation region surrounded by the wall 31. That is, in the present embodiment, a configuration in which radio waves from the 3 o'clock direction are easier to receive than the 9 o'clock direction is adopted, and the effective sensitivity of the planar antenna 11 is maintained high.
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る電子時計200について説明する。ただし、電子時計100と共通する部分については説明を省略する。電子時計200もまた左手首に装着される腕時計である。
図7は、電子時計200の一部の構造を示す図であり、図7(A)は平面図、図7(B)は一部断面図である。図7に示すように、電子時計200は、表面2a及び裏面2bを有する文字板2に代えて、表面52a及び裏面52bを有する文字板52を備える。文字板52は、光及びマイクロ波を透過させる非金属材料(例えばプラスティック)で形成されている。
Second Embodiment
Next, an electronic timepiece 200 according to a second embodiment of the present invention will be described. However, description of parts common to the electronic timepiece 100 is omitted. The electronic timepiece 200 is also a wristwatch attached to the left wrist.
7A and 7B are diagrams illustrating a partial structure of the electronic timepiece 200. FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a partial cross-sectional view. As shown in FIG. 7, the electronic timepiece 200 includes a dial 52 having a front surface 52a and a back surface 52b instead of the dial 2 having a front surface 2a and a back surface 2b. The dial 52 is formed of a non-metallic material (for example, plastic) that transmits light and microwaves.
垂直方向において、文字板52と基板43との間にはソーラーセル51が配置されている。ソーラーセル51は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する光発電素子であり、文字板52の延在方向に延在しており、回転軸5を通すための貫通孔51a(図8参照)と、マイクロ波を通過させるための貫通孔51bとを有する。なお、文字板52、ソーラーセル51、駆動機構32及び基板43の取り付け方は任意であるが、本実施形態では、駆動機構32に基板43、ソーラーセル51及び文字板2を取り付けて構成されたモジュールがケース3に取り付けられている。 A solar cell 51 is disposed between the dial 52 and the substrate 43 in the vertical direction. The solar cell 51 is a photovoltaic element that converts light energy into electrical energy, extends in the extending direction of the dial 52, and has a through hole 51a (see FIG. 8) through which the rotating shaft 5 passes. And a through hole 51b for allowing microwaves to pass therethrough. The dial 52, the solar cell 51, the drive mechanism 32, and the substrate 43 can be attached in any manner. In this embodiment, the drive mechanism 32 is configured by attaching the substrate 43, the solar cell 51, and the dial 2. The module is attached to the case 3.
文字板52の延在方向において、貫通孔51bは4本の側辺で構成される正方形であり、平面アンテナ11よりも大きい。これらの側辺は、平面アンテナ11の側辺と1対1で対応している。また、垂直方向において、平面アンテナ11及び駆動機構32は、ソーラーセル51と基板43との間に配置されており、文字板52の延在方向において、平面アンテナ11は貫通孔51b内に収まる。 In the extending direction of the dial 52, the through hole 51 b is a square composed of four sides and is larger than the planar antenna 11. These sides correspond to the sides of the planar antenna 11 on a one-to-one basis. In the vertical direction, the planar antenna 11 and the driving mechanism 32 are disposed between the solar cell 51 and the substrate 43, and the planar antenna 11 is accommodated in the through hole 51b in the extending direction of the dial 52.
つまり、電子時計200は、表面ガラス41及び文字板2を透過して貫通孔51bを通過したマイクロ波が平面アンテナ11に受信されるように構成されている。また、基板43の裏面43bには、電池44に代えて二次電池54が設けられている。二次電池54には、ソーラーセル51で発生した電気エネルギーが蓄積される。なお、ケース3内の空間には、各部品を固定するスペーサーを設けてもよい。スペーサーの形成材料としては、受信性能に影響を及ぼさない非金属材料が好ましい。 That is, the electronic timepiece 200 is configured such that the microwave that has passed through the surface glass 41 and the dial 2 and passed through the through hole 51 b is received by the planar antenna 11. A secondary battery 54 is provided on the back surface 43 b of the substrate 43 in place of the battery 44. The secondary battery 54 stores electrical energy generated in the solar cell 51. A spacer for fixing each component may be provided in the space in the case 3. The spacer forming material is preferably a non-metallic material that does not affect the reception performance.
図8は、文字板52の延在方向におけるソーラーセル51と平面アンテナ11との相対配置を示す図であり、図9はソーラーセル51のA−A線断面図である。図9において、上方の層が文字板52側の層であり、下方の層が基板43側の層である。図9に示すように、ソーラーセル51は、保護フィルム61と、その上層のフィルム基板62と、その上層の電極63と、その上層のアモルファスシリコン(a−Si)64と、その上層の透明電極65と、その上層の保護フィルム66とを備える。アモルファスシリコン64は、n型半導体641と、その上層のi型半導体642と、その上層のp型半導体643とを備える。 FIG. 8 is a view showing a relative arrangement of the solar cell 51 and the planar antenna 11 in the extending direction of the dial 52, and FIG. 9 is a cross-sectional view of the solar cell 51 taken along line AA. In FIG. 9, the upper layer is a layer on the dial 52 side, and the lower layer is a layer on the substrate 43 side. As shown in FIG. 9, the solar cell 51 includes a protective film 61, an upper film substrate 62, an upper electrode 63, an upper amorphous silicon (a-Si) 64, and an upper transparent electrode. 65 and a protective film 66 as an upper layer thereof. The amorphous silicon 64 includes an n-type semiconductor 641, an i-type semiconductor 642 as an upper layer, and a p-type semiconductor 643 as an upper layer.
文字板52、保護フィルム66及び透明電極65を透過した光がp型半導体643に入射すると、i型半導体642に電子と正孔が発生する。発生した電子と正孔は、それぞれp型半導体643とn型半導体641へ移動する。その結果、透明電極65及び電極63に接続された外部回路に電流が流れ、これにより、二次電池54が充電される。 When light transmitted through the dial plate 52, the protective film 66, and the transparent electrode 65 enters the p-type semiconductor 643, electrons and holes are generated in the i-type semiconductor 642. The generated electrons and holes move to the p-type semiconductor 643 and the n-type semiconductor 641, respectively. As a result, a current flows through an external circuit connected to the transparent electrode 65 and the electrode 63, thereby charging the secondary battery 54.
このように、ソーラーセル51は、金属材料を含む透明電極65及び電極63を備えるから、マイクロ波を遮る効果が高い。しかし、電子時計200では、文字板52の延在方向において、平面アンテナ11が貫通孔51b内に配置されているから、平面アンテナ11の放射パターンは、図7(B)に示すように、垂直方向では遮られない。ただし、放射パターンの一部はソーラーセル51に遮られる。 Thus, since the solar cell 51 includes the transparent electrode 65 and the electrode 63 containing a metal material, the effect of blocking microwaves is high. However, in the electronic timepiece 200, since the planar antenna 11 is disposed in the through hole 51b in the extending direction of the dial 52, the radiation pattern of the planar antenna 11 is vertical as shown in FIG. Unobstructed in direction. However, a part of the radiation pattern is blocked by the solar cell 51.
前述したように、遮られる部分は小さいほどよい。そのため、文字板52の延在方向において、平面アンテナ11とソーラーセル51との間には平面距離dが確保されている。これは、平面アンテナ11の電極とソーラーセル51の電極との電気的結合によるロスの抑制にも寄与する。平面距離dは、文字板52の延在方向における平面アンテナ11とソーラーセル51との最短距離であり、本実施形態では対応する側辺間の距離でもある。 As described above, the smaller the portion to be blocked, the better. Therefore, a planar distance d is ensured between the planar antenna 11 and the solar cell 51 in the extending direction of the dial 52. This also contributes to suppression of loss due to electrical coupling between the electrode of the planar antenna 11 and the electrode of the solar cell 51. The planar distance d is the shortest distance between the planar antenna 11 and the solar cell 51 in the extending direction of the dial 52, and is also a distance between corresponding side edges in the present embodiment.
図10は、平面アンテナ11の感度劣化と平面距離dとの関係を示す図であり、垂直方向において、平面アンテナ11とソーラーセル51との間隔eが平面アンテナ11の厚みfの0.1倍以内の場合のものである。この図において、縦軸は、平面距離dが無限大のときの感度に対する相対感度(dB)である。この図から明らかなように、感度劣化は、平面寸法cに対して平面距離dが長いほど小さくなり、0.5c≦dの場合には略ゼロとなる。 FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the sensitivity degradation of the planar antenna 11 and the planar distance d. In the vertical direction, the distance e between the planar antenna 11 and the solar cell 51 is 0.1 times the thickness f of the planar antenna 11. The case is within. In this figure, the vertical axis represents the relative sensitivity (dB) with respect to the sensitivity when the plane distance d is infinite. As is clear from this figure, the sensitivity deterioration becomes smaller as the planar distance d is longer than the planar dimension c, and becomes substantially zero when 0.5c ≦ d.
前述したように、受信回路10は、平面アンテナ11の感度劣化が許容範囲を超えると、十分に高い精度で衛星信号を受信することができなくなるから、平面アンテナ11の感度劣化を許容範囲内に抑える必要がある。そのためには、図10から明らかなように、0.2c≦dとする必要があり、好ましくは0.5c≦dである。 As described above, the receiving circuit 10 cannot receive a satellite signal with sufficiently high accuracy if the sensitivity deterioration of the planar antenna 11 exceeds the allowable range, so that the sensitivity deterioration of the planar antenna 11 falls within the allowable range. It is necessary to suppress. For this purpose, as is apparent from FIG. 10, it is necessary to satisfy 0.2c ≦ d, and preferably 0.5c ≦ d.
ただし、平面寸法cに対して平面距離dを長くし過ぎると、ソーラーセル51の受光面積が小さくなり、発電能力が不十分となる虞がある。そこで、本実施形態では、d=0.2cとしている。具体的には、c=10mmであり、d=2mmである。もちろん、十分な発電能力を確保可能であれば、0.5c≦dとするのが好ましい。 However, if the planar distance d is too long with respect to the planar dimension c, the light receiving area of the solar cell 51 is decreased, and the power generation capacity may be insufficient. Therefore, in this embodiment, d = 0.2c. Specifically, c = 10 mm and d = 2 mm. Of course, it is preferable that 0.5c ≦ d if sufficient power generation capacity can be secured.
以上、説明したように、本実施形態によれば、壁31及びソーラーセル51による平面アンテナ11の感度劣化を十分に小さく抑制することができる。つまり、電子時計200は、光発電によって駆動可能であり、金属製のケースを採用しつつも、機能表示を犠牲にすることなく、アンテナの感度劣化が十分に小さく抑制されるから、GPS衛星6からの衛星信号を受信して現在の時刻を求めることができる。また、本実施形態によれば、第1実施形態と同様に、電子時計の量産時の歩留まりを向上させたり、平面アンテナ11の実効的な感度を高く維持したりすることができる。 As described above, according to the present embodiment, the sensitivity deterioration of the planar antenna 11 due to the wall 31 and the solar cell 51 can be suppressed sufficiently small. That is, the electronic timepiece 200 can be driven by photovoltaic power generation, and while adopting a metal case, the deterioration of antenna sensitivity is suppressed to a sufficiently low level without sacrificing functional display. The satellite signal from can be received and the current time can be obtained. Further, according to the present embodiment, as in the first embodiment, the yield at the time of mass production of the electronic timepiece can be improved, and the effective sensitivity of the planar antenna 11 can be maintained high.
また、本実施形態では、文字板52の延在方向における平面アンテナ11の形状と、文字板52の延在方向における貫通孔51bの形状とが互いに相似であるから、ソーラーセル51の受光面積が最大となり、発電能力が最大となる。もちろん、ソーラーセル51の受光面積を考慮する必要がなければ、本実施形態を変形して非相似としてもよい。
例えば、文字板52の延在方向において、貫通孔51bの側辺のうち、壁31との距離が最短の側辺を、他の総ての側辺のいずれよりも長くなるようにしてもよいし、壁31に沿った曲線としてもよい。
また例えば、平面アンテナ11の12時方向の側辺と当該側辺に対応する貫通孔51bの側辺との距離を長くし、平面アンテナ11の6時方向の側辺と当該側辺に対応する貫通孔51bの側辺との距離を短くしてもよいし、平面アンテナ11の3時方向の側辺と当該側辺に対応する貫通孔51bの側辺との距離を長くし、平面アンテナ11の9時方向の側辺と当該側辺に対応する貫通孔51bの側辺との距離を短くしてもよい。この場合には、6時方向や9時方向からの電波よりも12時方向や3時方向からの電波を受信し易くなる。
In the present embodiment, the shape of the planar antenna 11 in the extending direction of the dial plate 52 and the shape of the through hole 51b in the extending direction of the dial plate 52 are similar to each other. Maximum power generation capacity. Of course, if it is not necessary to consider the light receiving area of the solar cell 51, the present embodiment may be modified to make it non-similar.
For example, in the extending direction of the dial 52, the side having the shortest distance from the wall 31 among the sides of the through hole 51b may be longer than any of all other sides. However, it may be a curve along the wall 31.
Further, for example, the distance between the side of the planar antenna 11 in the 12 o'clock direction and the side of the through hole 51b corresponding to the side is increased, and the side of the planar antenna 11 in the 6 o'clock direction and the side are supported. The distance from the side of the through hole 51b may be shortened, or the distance between the side of the planar antenna 11 in the 3 o'clock direction and the side of the through hole 51b corresponding to the side is increased, and the planar antenna 11 The distance between the side in the 9 o'clock direction and the side of the through hole 51b corresponding to the side may be shortened. In this case, it becomes easier to receive radio waves from the 12 o'clock direction and the 3 o'clock direction than radio waves from the 6 o'clock direction and the 9 o'clock direction.
<他の変形例>
ところで、上述した各実施形態に係る電子時計は手首に装着される腕時計であるから、6時方向からの電波は12時方向からの電波に比較して、人体で遮られる可能性が高くなる。例えば、利用者が、電子時計を装着した腕の肘を曲げて文字板の表面を眺める場合、表面の6時方向には利用者の体幹が位置し、この体幹などの人体によって6時方向からの電波が遮られ易い。したがって、平面アンテナの実効的な感度を高く維持する観点では、6時方向よりも12時方向からの電波を受信し易い構成とするのが好ましい。
そこで、上述した各実施形態を変形し、平面アンテナ11を、壁31で囲まれた収容領域の周縁部のうち文字板の表面の6時の位置に対応する部分に配置してもよい。つまり、6時方向よりも12時方向からの電波を受信し易い構成を採ることによって平面アンテナ11の実効的な感度を高く維持するようにしてもよい。
<Other variations>
By the way, since the electronic timepiece according to each of the embodiments described above is a wristwatch worn on the wrist, the radio wave from the 6 o'clock direction is more likely to be blocked by the human body than the radio wave from the 12 o'clock direction. For example, when the user bends the elbow of an arm wearing an electronic watch and looks at the surface of the dial, the trunk of the user is located at the 6 o'clock direction of the surface, and the body of the human body such as the trunk is at 6 o'clock. Easy to block radio waves from directions. Therefore, from the viewpoint of maintaining high effective sensitivity of the planar antenna, it is preferable that the radio wave from the 12 o'clock direction is more easily received than the 6 o'clock direction.
Therefore, the above-described embodiments may be modified, and the planar antenna 11 may be disposed at a portion corresponding to the 6 o'clock position on the surface of the dial plate in the peripheral portion of the accommodation region surrounded by the wall 31. In other words, the effective sensitivity of the planar antenna 11 may be kept high by adopting a configuration that makes it easier to receive radio waves from the 12 o'clock direction than the 6 o'clock direction.
また、上述した各実施形態では、平面アンテナ11としてマイクロストリップアンテナを採用したが、マイクロストリップアンテナ以外の平面アンテナを採用してもよい。 In each of the above-described embodiments, a microstrip antenna is employed as the planar antenna 11, but a planar antenna other than the microstrip antenna may be employed.
また、上述した実施形態では、受信した電波に基づいて時刻を求め、求めた時刻を表示しているが、受信した電波を、時刻以外の情報の取得および表示に用いるようにしてもよい。例えば、受信した電波に基づいて現在地を示す情報を取得して表示するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the time is obtained based on the received radio wave and the obtained time is displayed. However, the received radio wave may be used for acquisition and display of information other than the time. For example, information indicating the current location may be acquired and displayed based on the received radio wave.
また、上述した実施形態では、平面アンテナ11及び受信回路10がGPS衛星6からの電波を受信する構成としたが、GPS衛星6以外の位置情報衛星からの電波を受信するようにしてもよいし、位置情報衛星以外の衛星からの電波を受信するようにしてもよいし、地上に設置された局からの電波を受信するようにしてもよい。 In the above-described embodiment, the planar antenna 11 and the receiving circuit 10 are configured to receive radio waves from the GPS satellite 6. However, radio waves from position information satellites other than the GPS satellite 6 may be received. Alternatively, radio waves from satellites other than the position information satellite may be received, or radio waves from stations installed on the ground may be received.
また、上述した各実施形態では、平面アンテナ11として、極超短波帯(300MHz〜3GHz)の電波を受信するアンテナを採用したが、極超短波帯よりも高い周波数の電波を受信するアンテナを採用してもよい。 Moreover, in each embodiment mentioned above, the antenna which receives the electromagnetic wave of a very high frequency band (300 MHz-3 GHz) is employ | adopted as the planar antenna 11, However, The antenna which receives the electromagnetic wave of a frequency higher than a very high frequency band is employ | adopted. Also good.
1…指針、2,52…文字板、2a,52a…表面、2b,52b…裏面、3…ケース、6…GPS衛星、10…受信回路、11…平面アンテナ、21…CPU、31…壁、31a…上面、31b…底面、51…ソーラーセル、51b…貫通孔、100,200…電子機器、a…アンテナ深さ、b…側辺距離、c…平面寸法、d…平面距離、e…間隔、f…厚み。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pointer, 2,52 ... Dial, 2a, 52a ... Front surface, 2b, 52b ... Back surface, 3 ... Case, 6 ... GPS satellite, 10 ... Reception circuit, 11 ... Planar antenna, 21 ... CPU, 31 ... Wall, 31a ... Upper surface, 31b ... Bottom surface, 51 ... Solar cell, 51b ... Through-hole, 100, 200 ... Electronic equipment, a ... Antenna depth, b ... Side distance, c ... Plane dimension, d ... Plane distance, e ... Spacing , F ... thickness.
Claims (7)
表面と裏面とを有する文字板と、
前記文字板に直交する垂直方向において前記文字板に重なるように前記文字板の前記裏面側に配置され、前記文字板を透過した前記電波を受信する平面アンテナと、
領域を囲む壁を有し、前記領域内に前記文字板と前記平面アンテナとを収容する金属製のケースとを備え、
前記壁は、前記表面側の上面を有し、
前記平面アンテナは、3本以上の側辺で構成される多角形であり、
前記文字板の延在方向において、前記多角形の中心を一端として側辺に直交する3本以上の半直線のうち、側辺と前記壁との間の長さが最短の半直線上の側辺と前記壁との距離を側辺距離としたとき、当該側辺距離は、前記垂直方向における前記上面と前記平面アンテナとの距離の1倍以上2倍以下である、
ことを特徴とする電子時計。 In an electronic watch that receives radio waves and displays information,
A dial that have a front surface and rear surface,
And the planar antenna is disposed on the back side of the dial so as to overlap the dial in the vertical direction, for receiving the radio waves transmitted through the front Symbol dial perpendicular to the dial,
Has a wall surrounding the realm, and a metal case for accommodating said planar antenna and said dial in said region,
The wall has an upper surface of the surface side,
The planar antenna is a polygon composed of three or more sides,
In the extending direction of the dial , among the three or more half lines perpendicular to the side with the center of the polygon as one end, the side on the half line having the shortest length between the side and the wall when the distance between the sides and the wall and side edge distance, the side edge distance, Ru twice der inclusive 1 times the distance between the upper surface and the planar antenna in the vertical direction,
An electronic timepiece characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の電子時計。 The planar antenna is a microstrip antenna;
The electronic timepiece according to claim 1.
前記側辺は、前記電極の一辺である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子時計。 The planar antenna includes a positive rectangular electrode,
The side edges is one side of the electrode,
The electronic timepiece according to claim 1 or 2, characterized in that
前記側辺は、前記誘電体の一辺である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の電子時計。 The planar antenna includes a positive rectangular dielectric,
The side edges is one side of said dielectric,
The electronic timepiece according to claim 1 or 2, characterized in that
前記平面アンテナは正方形であり、前記延在方向における前記平面アンテナと前記光発電素子との最短距離は、前記平面アンテナの側辺の長さの0.2倍以上である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の電子時計。 Comprising a photovoltaic element disposed between said planar antenna and the dial in a vertical direction,
Before SL planar antenna is square and the shortest distance between the photovoltaic element and the planar antenna in the extending direction is not less than 0.2 times the length of the sides of the planar antenna,
The electronic timepiece according to claim 1, wherein the electronic timepiece is characterized in that:
前記平面アンテナは、前記領域のうち9時又は6時の位置に対応する部分に配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の電子時計。 The dial is used for displaying time,
The planar antenna is disposed in a portion corresponding to the 9 o'clock or 6 o'clock position of said region,
The electronic timepiece according to claim 1, wherein:
前記衛星信号に基づいて前記時刻を取得する時刻取得部を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至6のうちいずれか1項に記載の電子時計。
The radio wave is a satellite signal transmitted from a position information satellite,
A time acquisition unit for acquiring the time based on the satellite signal;
The electronic timepiece according to claim 1, wherein:
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