JP5598257B2

JP5598257B2 - 電子機器

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Publication number: JP5598257B2
Application number: JP2010242149A
Authority: JP
Inventors: 和明阿部
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2030-10-28
Also published as: EP2447791A1; CN102467085A; CN102467085B; JP2012093288A; US9030362B2; EP2447791B1; US20120105288A1

Description

本発明は、アンテナ装置およびソーラーパネルを備えた電子機器に関するものである。

近年、車載用GPS(Global Positioning System)受信カーナビゲーション装置あるいは携帯ハンディ型のGPS受信機が安価に実用化され広く利用されてきている。また、最近では、デジタル通信および移動体通信等の技術の進歩、ならびに誘電体セラミックスまたは強誘電体材料による短縮小型化等の部品の小型化によって、GPS受信機および受信モジュールの小型化が進んでいる。さらには、腕時計型等の超小型携帯用のGPS受信機または位置検出システムも各種提案されている。
この種の民生用GPS受信機では、受信用アンテナとして、受信機とは別の筐体に収容されたパッチ型平面アンテナまたは筒状ヘリカル、あるいは受信機筐体内に内蔵されたパッチ型アンテナなどが用いられている。
この中で、腕時計の時計ケース内に、板状の誘電体と、この誘電体の表面側に設けられた板状の放射導体と、誘電体の裏面側に設けられた板状の接地導体と、放射導体に電気的に接続された給電部材とを備え、放射導体のさらに表面側には、他の誘電体を介して周波数調整用プレートが設けられたパッチ型アンテナ装置が知られている（例えば、特許文献１）。

また、近年、エコロジーの観点から、ソーラーパネルの発電を利用した時計が大きな割合を占めるようになってきており、多くの腕時計においては、時計ケースの時計ガラスの裏側にソーラーパネルを配置することが行われている（例えば、特許文献２）。そして、この腕時計においては、コイルばねのような電気接続部材を用いてソーラーパネルの外周部で該ソーラーパネルと回路基板との電気的接続を行っている。

特開平８−２１３８１９号公報（図２０）特開２００１−２８９９７０号公報

ところで、例えば腕時計の時計ケース内に、パッチ型アンテナ装置とソーラーパネルとを重ね合わせて設ける場合、上記特許文献２のように、ソーラーパネルの外形をアンテナ装置の外形よりも大きくして、ソーラーパネルの外周部の位置でコイルばねのような電気接続部材を用いて該ソーラーパネルと回路基板との電気的接続を行うとすれば、電界の強い放射導体の外周部全体をソーラーパネルによって覆い隠してしまうことになり、アンテナの利得低下を招くという問題がある。

本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので、アンテナ装置とソーラーパネルとを併用する場合にも、アンテナの利得低下を抑制することができる構造を持つ電子機器を提供することを目的としている。

請求項１の発明は、
板状の誘電体を挟んで表側に外周に切り欠き部が形成された板状の放射導体、裏側に板状の接地導体が設けられたアンテナ装置と、前記アンテナ装置の表側に配置されたソーラーパネルと、前記アンテナ装置の裏側に配置され前記ソーラーパネルの外周に形成された電極部に電気的に接続された回路基板とを備えた電子機器において、
前記ソーラーパネルの外周縁は、前記電極部を除いて、前記放射導体の外周縁から外方にはみ出さないように形成され、前記電極部は、前記放射導体の前記切り欠き部を除く所定の位置で前記放射導体および前記誘電体の外周縁よりも外方に突出し、前記誘電体の外方で前記回路基板に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器である。

請求項２の発明は、請求項１に記載の電子機器であって、
さらに、前記ソーラーパネルと前記放射導体との間には絶縁体が介在されていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載の電子機器であって、
前記ソーラーパネルの外周縁は、前記切り欠き部の底よりも外方にはみ出さないように形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、外周に形成された電極部を有するソーラーパネルをアンテナ装置の上に設けているとともに、電極部を除くソーラーパネルの外形寸法を放射導体の外形寸法と同じかそれよりも小さな外形寸法としてソーラーパネルの外周縁が該放射導体の外縁から外方にはみ出さない構造となっているので、従来技術に比べてアンテナ利得の向上を図ることができる。

本発明の第1の実施形態の腕時計を示す縦断面図である。図１の腕時計のうち、アンテナ装置、ソーラーパネルおよびそれらの周辺を拡大して示す断面図である。図２のアンテナ装置の平面図である。、図３のアンテナ装置の一部を拡大して示す断面図である。図３のソーラーパネルの平面図である。図５のソーラーパネルのソーラーパネル同士の電気的接続構造を示す断面図である。図５のソーラーパネルの電極パッドの構造を示す断面図である。ソーラーパネルが上に設置されたアンテナ装置の平面図である。各種サンプルの特性を示す図であり、（Ａ）は、ソーラーパネル無しのアンテナ装置（サンプル１）の特性を示すスミスチャート、（Ｂ）は、第１実施形態と同様な構造のアンテナ装置（サンプル２）の特性を示すスミスチャート、（Ｃ）は、ソーラーパネルが誘電体より大きいアンテナ装置（サンプル３）の特性を示すスミスチャートである。ソーラーパネル無しのアンテナ装置（サンプル１）、第１実施形態と同様な構造のソーラーパネルを持つアンテナ装置（サンプル２）、ソーラーパネルが誘電体より大きいアンテナ装置（サンプル３）の右旋円偏波受信時の指向性利得特性を示す図である。本発明の第２の実施形態の腕時計のうち、アンテナ装置、ソーラーパネルおよびそれらの周辺を拡大して示す断面図である。サンプルの金属製のケース無しの場合における特性を示す図であり、第２の実施形態と同様にソーラーパネルとの間に絶縁性両面テープを介在させたアンテナ装置（サンプル５）の特性を示すスミスチャートである。サンプルの金属製のケース有りの場合における特性を示す図であり、第２の実施形態と同様にソーラーパネルとの間に絶縁性両面テープを介在させたアンテナ装置（サンプル４）の特性を示すスミスチャートである。ソーラーパネル無しのアンテナ装置（サンプル１）、ソーラーパネルとの間に絶縁性両面テープを介在させ且つソーラーパネルをアンテナ装置の放射導体よりも小さくしたアンテナ装置（サンプル４）、ソーラーパネルとの間に絶縁性両面テープを介在させ且つソーラーパネルをアンテナ装置６の放射導体よりも大きくしたアンテナ装置（サンプル５）の右旋円偏波受信時の指向性利得特性を示す図である。アンテナ装置の変形例を示すアンテナ装置およびその周辺の平面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、以下では、本発明を、電子機器の１つである腕時計に適用した場合を説明する。但し、本発明は、この腕時計に限定されるものではなく、アンテナ装置およびソーラーパネルを備えた電子機器一般に適用できることは勿論である。

図１は、第１の実施形態における腕時計１の概略縦断面図である。
この腕時計１は、筒状の金属ケース本体である時計ケース２と、この時計ケース２の下端の開口部を閉塞する金属部材である裏蓋３とを備えている。このうち時計ケース２の内部には、時計モジュール４と、文字板５とが設置されている。また、時計ケース２の内部には、時計モジュール４と文字板５との間にアンテナ装置６およびソーラーパネル２０が設けられている。
ここで、アンテナ装置６は、GPS(Global Positioning System)電波を受信するためのアンテナ装置である。一方、ソーラーパネル２０は、発電によって生じた電荷によって腕時計１に搭載された二次電池（図示せず）を充電するためのソーラーパネルである。
また、時計ケース２の１２時、６時方向には、腕時計１を腕に装着するためのバンド７Ａを取り付けるためのバンド取付部７が設けられている。さらに、時計ケース２の上部側面には、ベゼル１５、カバー部材１６が設けられている。このベゼル１５およびカバー部材１６は金属製である。

ここで時計ケース２について詳述すれば、この時計ケース２は、ステンレスやチタン等の金属で筒状に形成されている。この時計ケース２の上端部には、文字板５が外部から視認可能となるように、時計ケース２の上端の開口部を閉塞する透明部材である時計ガラス８がパッキン９を介して嵌められている。一方、この時計ケース２の下端部には、この時計ケース２と同様の金属で形成された裏蓋３が防水リング１０を介して取り付けられている。この裏蓋３は、時計ケース２の下端の開口部を閉塞している。
また、この時計ケース２の内部には、時計モジュール４、アンテナ装置６、ソーラーパネル２０および文字板５の他に、回路基板１１が配置されている。このうち回路基板１１は時計モジュール４に組み込まれている。

このうち時計モジュール４は、図示はしないが、各種回路等が形成されたＩＣチップと、時針や分針等の指針１２を文字板５上で運針させるためのアナログ指針機構とを備えている。ＩＣチップに形成された回路要素は、時計モジュール４の各部を制御するＣＰＵ等の制御ＩＣと、アンテナ装置６に電気的に接続されGPS電波を受信し増幅・復調してGPS電波に含まれる位置データや時刻データを取り出す受信回路と、発振器を有し現在時刻を計時する計時回路とを備えている。
上記制御ＩＣは、例えば、受信回路で取り出された位置データに基づいて現在位置の表示制御を行うとともに、受信回路で取り出された時刻データに基づいて時刻修正処理を行う。但し、GPS電波から時刻データを取得する代わりに、別途アンテナ装置を設けて標準電波から時刻データを取得するようにしてもよい。
なお、図１および図２において符号１２ａは指針軸を表し、この指針軸１２ａはアンテナ装置６、ソーラーパネル２０及び文字板５を貫いて文字板５の上に突出し、その突出部には指針１２が取り付けられている。

また、回路基板１１は、電源回路や、受信回路および計時回路などの回路に接続される導電パターン１１ａ，１１ｂ（図２参照）等が上面に形成されたものである。

続いて、アンテナ装置６について説明する。図２はアンテナ装置６、ソーラーパネル２０および時計モジュール４を拡大して示す断面図、図３はアンテナ装置６の平面図、図４はアンテナ装置６の一部を拡大して示す断面図である。
このアンテナ装置６は、図２に示すように、板状の放射導体６ａおよび接地導体６ｂで板状の誘電体６ｃを上下から挟み込んだ平面アンテナ構造を有している。このうち放射導体６ａおよび接地導体６ｂは例えば厚み１２μｍの銀箔で構成されている。一方、誘電体６ｃは例えば厚み５０μｍのセラミックを１３層積層して構成されている。
このように、本実施形態では、アンテナ装置６に誘電体６ｃを使用するとともに、誘電体６ｃの比誘電率を比較的に高くすることによって、波長短縮化を図っている。例えば、誘電体６ｃの比誘電率は、時計ケース２の内径が３０ｍｍ程度であれば１０〜３０程度に設定されている。

上記放射導体６ａの中心には、図２から図４に示すように、放射導体６ａはもとより、誘電体６ｃおよび接地導体６ｂの中心を貫通する穴部６ｄが形成されている。この穴部６ｄの直径は例えば２．５ｍｍである。そして、放射導体６ａと接地導体６ｂとは、穴部６ｄを画成する内壁の全周、すなわち穴部６ｄの内周面の全周に沿って付設した短絡導体６ｅによって電気的に短絡されている。
また、図３に示すように、放射導体６ａの外周６a１のうち、放射導体６ａの中心を挟んで互いに対向する位置に一対の切り欠き部６ｆが形成されている。一対の切り欠き部６ｆを設けたのは、アンテナ装置６を円偏波アンテナとして機能させるためである。

さらに、図２に示すように、接地導体６ｂには穴部６ｇが形成されている。この穴部６ｇには、給電ランド部を持つ給電部材である給電ピン６ｉが設けられている。この給電ピン６ｉは、放射導体６ａと電気的に接続されている。さらに、給電ピン６ｉは給電ランド部（図示せず）を介して受信回路に電気的に接続されている。なお、接地導体６ｂは、図示しない箇所で、回路基板１１上に形成されている導電パターン（図示せず）を介して接地されている。

なお、本実施形態ではアンテナ装置６の誘電体６ｃを８角形としている。このように誘電体６ｃを８角形とすれば、腕時計１の時計ケース２やその他の機器のケース内に組み込んだ際にその角部が位置決め手段となりアンテナ装置６の回転を防止できるとともに、その角部は、アンテナ装置６をケース内に組み込む際の指標として機能し、アンテナ装置６の向きを簡単に合わせることが可能となる。なお、アンテナ装置６の誘電体６ｃの形状は８角形に限らず、多角形、円形その他の形状であってもよい。

続いて、ソーラーパネル２０について説明する。図５はソーラーパネル２０の平面図である。
このソーラーパネル２０は、平板状の６枚のセル２００によって構成されている。但し、セル２００の枚数は６枚に限定されないことはいうまでもない。なお、以下の説明において、６枚のセル２００を説明の便宜上区別して用いる場合には符号２００に代えて符号２０１から２０６を用いるものとする。
この６枚のセル２００は平面視でそれぞれ扇形に形成されている。具体的には、この６枚のセル２００の各々は、平面視で、互いに６０度の中心角をなす直線状の２つの辺と、この直線状の２つの辺が接近する一端同士を結ぶ弧状にへこむ１つの辺と、この直線状の２つの辺が離反する他端同士を結ぶ弧状に膨らむ１つの辺とを備えている。そして、この６枚のセル２００が平面的に並設されることによって、全体として円形で中央位置に穴部２０ａを備えるソーラーパネル２０が構成されている。この場合、６枚のセル２００の弧状に膨らむ辺が重なることなくループ状に連なってソーラーパネル２０の円形の外縁が形成され、６枚のセル２００の弧状にへこむ辺が重なることなくループ状に連なってソーラーパネル２０の中央の穴部２０ａが形成されている。

このソーラーパネル２０においては、セル２０１から２０６は、この順に直列に接続されている。すなわち、セル２０１とセル２０２との間、セル２０２とセル２０３との間、セル２０３とセル２０４との間、セル２０４とセル２０５との間、セル２０５とセル２０６との間は、ソーラーパネル２０の外周部の電気接続部２１によって電気的に接続されている。
図６はこのソーラーパネル２０の電気的な接続構造を示している。この接続構造は図５に破線の丸で囲んだ部分、すなわちソーラーパネル２０の外周部で隣り合うセルの境界部分に設けられている。なお、以下では、セル２０１とセル２０２との間の接続構造を例に説明する。
セル２０１とセル２０２は、それぞれ、表側のプラス極と裏側のマイナス極とが重なり合った構造となっている。ここで、セル２０１のプラス極を２０１（＋）、マイナス極２０１（−）とし、セル２０２のプラス極を２０２（＋）、マイナス極を２０２（−）で表せば、セル２０１のマイナス極２０１（−）の一部は切り欠かれた構造となっており、その切り欠き部分で電気接続部２１の一端部がセル２０１のプラス極２０１（＋）に電気的に接続されている。そして、この電気接続部２１の他端側はセル２０２の裏面側に引き出され、この電気接続部２１の他端部はマイナス極２０２（−）に接続されている。なお、図６において符号２４は導電性接着剤を示している。
同様の接続構造によって、セル２０２とセル２０３との間、セル２０３とセル２０４との間、セル２０４とセル２０５との間、セル２０５とセル２０６との間もそれぞれ電気的に接続されている。

次に、セル２０１に設けられる電極パッド２２の構造と、セル２０６に設けられる電極パッド２３の構造について説明する。図７はこの電極パッド２２および電極パッド２３の構造を示す断面図である。
上記セル２０１には、他の部分に対して外方に突出する電極部２０１ａが形成されている。この電極部２０１ａは、セル２０１のプラス極２０１（＋）およびマイナス極２０１（−）の一部と、このマイナス極２０１（−）に電気的に接続された電極パッド２２とから形成されている。
一方、上記セル２０６には、他の部分に対して外方に突出する電極部２０６ａが形成されている。この電極部２０６ａは、セル２０６のプラス極２０６（＋）の一部と、このプラス極２０６（＋）に電気的に接続された電極パッド２３とから形成されている。

以上のように構成されたソーラーパネル２０はアンテナ装置６の上に設置されている。図８はソーラーパネル２０が上に設置されたアンテナ装置６の平面図である。
ソーラーパネル２０の外形寸法は、電極部２０１ａ，２０６ａを除いて、アンテナ装置６の放射導体６ａの外形寸法と同じかそれよりも小さく形成されている。そして、アンテナ装置６の上にソーラーパネル２０を設置した状態では、ソーラーパネル２０の外周縁は、電極部２０１ａ，２０６ａを除いて、アンテナ装置６の放射導体６ａの外周縁６ａ１から外方にはみ出ないようにされている。一方、ソーラーパネル２０の外周に形成された電極部２０１ａ，２０６ａは、アンテナ装置６の上にソーラーパネル２０を設置した状態では、アンテナ装置６の誘電体６ｃの外周縁６ｃ１から外方にはみ出している。そして、この電極部２０１ａ，２０６ａのうち、アンテナ装置６の誘電体６ｃの外周縁６ｃ１から外方にはみ出した部分で、回路基板１１との電気的接続がなされている。
なお、円偏波アンテナとして機能させるためアンテナ装置６の放射導体６ａに上述のように切り欠き部６ｆを設ける必要がある場合、その切り欠き部６ｆの半径方向の底自体も放射導体６ａの外周縁６ａ１の一部を形成することになる。したがって、ソーラーパネル２０の外周縁２０ｂが当該切り欠き部６ｆの底よりも外方にはみ出さないように、ソーラーパネル２０にも、当該切り欠き部６ｆに対応する箇所に切り欠き部を形成しておくか、或いは、ソーラーパネル２０の径を当該切り欠き部６ｆが形成されている箇所の径よりも小さく形成することが必要となる。

図２にはソーラーパネル２０と回路基板１１との電気的接続構造が示されている。
回路基板１１には、上記電極パッド２２，２３に対応する位置に導電パターン１１a、１１ｂが形成されている。この導電パターン１１ａ，１１ｂは、アンテナ装置６の誘電体６ｃの外周縁６ｃ１から外方にはみ出した位置に形成されている。そして、電極パッド２２，２３と、それに対応する導電パターン１１a、１１ｂとは１対１でコイルばね状の電気接続部材２５，２６によって電気的に接続されている。この場合、特に限定はされないが、電気的接続部材２５，２６の下端部は時計モジュール４に形成されたガイド穴２７に挿入されている。また、文字板５の上には押さえリング２８が設けられ、この押さえリング２８によって、電極部材２５，２６の付勢力に起因するソーラーパネル２０および文字板５の浮き上がりが防止されている。
なお、ここでは図示の便宜上電極パッド２２，２３が１つの部材を指示しているが、電極パッド２２，２３はそれぞれ別の部材であることは言うまでもない。また、電極パッド２２，２３に対応する電極接続部材２５，２６、導電パターン１１ａ，１１ｂおよび電極部２０１ａ，２０６ａも同様である。

図９は、本実施形態の構造を含む各種サンプルの特性を示すスミスチャートである。
図９（Ａ）は、ソーラーパネル無しのアンテナ装置６（サンプル１）の特性を示すスミスチャート、図９（Ｂ）は、ソーラーパネル有りで、ソーラーパネル２０の外周縁を電極部２０１ａ，２０６ａを除いて放射導体６ａの外周縁よりも小さくして該放射導体６ａの外周縁から外方にはみ出さない構造としたアンテナ装置６（サンプル２）の特性を示すスミスチャート、図９（Ｃ）は、ソーラーパネル有りで、ソーラーパネル２０の外周縁が誘電体６ｃの外周縁から外方にはみ出した構造のアンテナ装置６（サンプル３）の特性を示すスミスチャートである。
ここで、サンプル１〜３のアンテナ装置６自体としては、本実施形態と同様のアンテナ装置を使用した。また、サンプル２，３のソーラーパネル２０としては、本実施形態と同様に中央に穴部が形成されたものを使用した。
図９（Ａ）〜（Ｃ）からは、ソーラーパネル２０の外周縁が放射導体６ａの外周縁から外方にはみ出さない構造としたサンプル２によれば、ソーラーパネル無しのサンプル１と同様に、円偏波特性を有するアンテナのためくびれ部があり、このくびれ部分が中心周波数（1.57542GHz）においてインピーダンス整合されていることが分かる。
これに対して、ソーラーパネル２０の外周縁が誘電体６ｃの外周縁から外方にはみ出した構造のアンテナ装置６（サンプル３）ではくびれ部がほとんどなく、直線偏波になっていることが分かる。
以上から、ソーラーパネル２０の外周縁が放射導体６ａの外周縁から外方にはみ出さない構造とすることは、円偏波特性に優れ、且つ、中心周波数でインピーダンス整合されたアンテナ装置の実現に有効であることが分かる。

図１０は、上記サンプル１〜３を金属製の時計ケース８内に配置した場合の右旋円偏波受信時の指向性利得特性を示す図である。この図において、円の外周の数字は、パッチアンテナ装置の頂点方向（時計ガラス８側の方向）を０度とした方位を示す角度（単位：°）、円の半径方向は利得（単位：ｄＢ）をそれぞれ示している。
同図において、２点鎖線で示す指向性利得特性曲線１０Ａは、サンプル１のアンテナ装置６の入力インピーダンスを測定した場合における指向性利得特性曲線である。また、実線で示す指向性利得特性曲線１０Ｂは、サンプル２の入力インピーダンスを測定した場合における指向性利得特性曲線である。また、破線で示す指向性利得特性曲線１０Ｃは、サンプル３の入力インピーダンスを測定した場合における指向性利得特性曲線である。
なお、この各指向性利得特性曲線は、ソーラーパネル２０をアンテナ装置６の上に設けないサンプル１の入力インピーダンスを測定した場合における最大利得０ｄＢを基準としたときのものである。
この図１０から次のようなことが分かる。
すなわち、ソーラーパネル２０の外周縁が誘電体６ｃの外周縁から外方にはみ出した構造を有するサンプル３によれば、ソーラーパネル無しのサンプル１と比較し２．８ｄＢの利得低下があることが分かる。
一方、ソーラーパネル２０の外周縁が放射導体６ａの外周縁から外方にはみ出さない構造とした本実施形態と同様のサンプル２でも、ソーラーパネル無しのサンプル１と比較し０．９ｄＢの利得低下となるが、サンプル３に比べて１．９ｄＢの利得の改善を図ることができることが分かる。
以上から、ソーラーパネル２０の外周縁が放射導体６ａの外周縁から外方にはみ出さない構造とすることは、アンテナの利得改善に有効であることが分かる。

以上の説明からも明らかなように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、外周に形成された電極部２０１ａ，２０６ａを有するソーラーパネル２０をアンテナ装置６の上に設けているとともに、電極部２０１ａ，２０６ａを除くソーラーパネル２０の外形寸法を、放射導体６ａの外形寸法と小さな外形寸法としてソーラーパネル２０の外周縁が該放射導体６ａの外周縁６ａ１から外方にはみ出さない構造となっているので、従来技術に比べてアンテナ利得の向上を図ることができる。
なお、この効果は、電極部２０１ａ，２０６ａを除くソーラーパネル２０の外形寸法を、放射導体６ａの外形寸法と同じにしても得られるものと推測される。アンテナの利得低下は、電界の強い放射導体６ａの外周部全体をソーラーパネル２０によって覆い隠してしまうことから、放射導体６ａの外周縁から外方にはみ出したソーラーパネル２０内の金属も放射源となってしまいアンテナ特性に影響を与えるものと考えられ、電界の強い放射導体６ａの外周部をソーラーパネル２０で極力覆わない構造とすれば、アンテナの利得低下を抑制できると推測されるからである。

次に、第２の実施形態における腕時計１００を説明する。図１１は、第２の実施形態における腕時計１００の概略縦断面図である。
この腕時計１００が第１の実施形態の腕時計１と異なる点は、セル２００とアンテナ装置６との間に絶縁性両面テープ３０を貼り付けた構造となっている点である。その他の点では、腕時計１００は、腕時計１と全く同様な構造となっている。したがって、図示およびその説明は適宜省略する。

図１２は、各種サンプルの金属製のケース無しの場合における特性を示すスミスチャートである。
図１２は、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させたアンテナ装置６（サンプル５）の特性を示すスミスチャートである。
ここでは、サンプル５のアンテナ装置６自体としては、いずれも本実施形態と同様のアンテナ装置を使用した。また、サンプル５のソーラーパネル２０としては、従来と同様にアンテナ装置６の放射導体６ａよりも一回り大きいもので、中央に穴部が形成されたものを使用した。
この図１２からは次のようなことが分かる。
すなわち、ソーラーパネル２０との間に絶縁性テープ３０を介在させた構造のサンプル５によれば、ソーラーパネル無しの構造のサンプル１と同様に円偏波特性を有するアンテナのためくびれ部があることが分かる。さらに、このサンプル５では、くびれ部分が周波数（1.5728560GHz）においてインピーダンス整合されていることが分かる。
一方、ソーラーパネル２０との間に絶縁性テープ３０を介在させない構造のサンプル３では図９（Ｃ）において，くびれ部がほとんどなく、直線偏波となっていることが分かる。
以上から、ソーラーパネル２０との間に絶縁性テープ３０を介在させた構造とすることは、円偏波特性に優れ、且つ、中心周波数でインピーダンス整合されたアンテナ装置の実現に有効であることが分かる。

また、図１３は、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させたアンテナ装置６（サンプル４）を金属製の時計ケース８内に配置した場合のスミスチャートである。
ここでは、サンプル４のアンテナ装置６自体としては、本実施形態と同様のアンテナ装置を使用した。また、サンプル４のソーラーパネル２０としては、本実施形態と同様にアンテナ装置６の放射導体６ａよりも小さいもので、中央に穴部が形成されたものを使用した。
同図のスミスチャートを見ると、ソーラーパネル２０との間に絶縁性テープ３０を介在させた構造のサンプル４は、時計ケース内に配置した場合でも、図９（Ａ）に示す金属製のケース無しの場合におけるソーラーパネル無しのサンプル１の特性とほとんど変わらないことが分かる。

図１４は、ソーラーパネル無しのアンテナ装置６（上記サンプル１）、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させ且つソーラーパネル２０をアンテナ装置６の放射導体６ａよりも小さくしたアンテナ装置６（上記サンプル４）、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させ且つソーラーパネル２０をアンテナ装置６の放射導体６ａよりも大きくしたアンテナ装置６（サンプル５）を金属製の時計ケース８内に配置した場合の右旋円偏波受信時の指向性利得特性を示す図である。
この図において、円の外周の数字は、パッチアンテナ装置の頂点方向（時計ガラス８側の方向）を０度とした方位を示す角度（単位：°）、円の半径方向は利得（単位：ｄＢ）を示す。特性曲線１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃは、放射導体６ａ等の放射特性、すなわち利得の方位特性を示す。
このうち２点鎖線で示す指向性利得特性曲線１４Ａは、サンプル１のアンテナ装置６の入力インピーダンスを測定した場合における指向性利得特性曲線である。また、実線で示す指向性利得特性曲線１４Ｂは、サンプル４の入力インピーダンスを測定した場合における指向性利得特性曲線である。また、破線で示す指向性利得特性曲線１４Ｃは、サンプル５の入力インピーダンスを測定した場合における指向性利得特性曲線である。この各指向性利得特性曲線は、ソーラーパネル２０をアンテナ装置６の上に設けないサンプル１の入力インピーダンスを測定した場合における最大利得−５ｄＢを基準としたときのものである。
この図１４からは次のようなことが分かる。
すなわち、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させ且つソーラーパネル２０をアンテナ装置６の放射導体６ａよりも小さくしたアンテナ装置６（サンプル４）によれば、サンプル１と同様に、文字板側（図１４中の上部方向側）に指向性を持つ円偏波特性となっていて、ソーラーパネル２０の影響による利得低下が少なく、文字板側ではソーラーパネル無しの場合（サンプル１）とほとんど同じ特性が得られることが分かる。
一方、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させ且つソーラーパネル２０をアンテナ装置６の放射導体６ａよりも大きくしたサンプル５によれば、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させ且つソーラーパネルをアンテナ装置６の放射導体６ａよりも小さくしたサンプル４に比べて、ソーラーパネルの影響による利得低下が大きいことが分かる。具体的には、サンプル５の利得低下は１．８ｄＢである。
以上から、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させることは、アンテナの利得改善に有効であり、特に、ソーラーパネル２０との間に絶縁性両面テープ３０を介在させ且つソーラーパネル２０をアンテナ装置６の放射導体６ａよりも小さくすることは、アンテナの利得改善に有効であることが分かる。

以上の説明からも明らかなように、本実施形態によれば次のような効果を得ることができる。
すなわち、本実施形態によれば、ソーラーパネル２０とアンテナ装置６との間に絶縁性両面テープ３０を介在させたので、ソーラーパネル無しのアンテナ装置６と同様のアンテナ特性を得ることができる。なお、この効果は絶縁性両面テープ３０に代えて、絶縁性接着剤その他の絶縁体をソーラーパネル２０とアンテナ装置６との間に介在させた場合でも得ることができる。上記では０．１５ｍｍの厚さの絶縁性両面テープ３０を使用したが、その後の実験で、絶縁体の厚みが大きいほどその効果が高いことが確認された。
そして、第１の実施形態の効果を踏まえれば、ソーラーパネル２０とアンテナ装置６との間に絶縁性両面テープ３０を介在させた上で、さらに、電極部２０１ａ，２０６ａを除くソーラーパネル２０の外形寸法を放射導体６ａの外形寸法と同じか又はその外形寸法よりも小さな外形寸法として該放射導体６ａの外縁６ａ１からソーラーパネル２０の外縁２０ｂを外方にはみ出させない構造とすれば、アンテナ特性がさらに向上することが分かる。

以上、この発明の実施形態を説明したが、本発明は、かかる実施形態および変形例に限定されるものではなく、種々の変形が可能であることはいうまでもない。
例えば、上記実施形態では、誘電体６ｃを８角形とした例について説明したが、図１５に示すように、誘電体６ｃを平面視で一部を切り欠いた円形とし、この切り欠き部分に、電極部２０１ａ，２０６ａを設けてもよい。
また、ソーラーパネル２０は円形としたが、楕円や多角形としてもよい。
さらには、電極部２０１ａ，２０６ａは並べて設けられていなくてもよく、ソーラーパネル２０の外周部の任意の２か所に設けてもよい。
また、上記実施形態では、GPS受信機能付きの腕時計の場合について説明したが、GPS受信機能付きの腕時計以外の携帯電話、GPS専用受信機などの他の電波受信機器にも適用できる。
さらに、上記実施形態では、電波を受信する場合について説明したが、電波を受信する場合に限られず、電波を送信する場合にも適用できる。

１腕時計
２時計ケース
３裏蓋
６アンテナ装置
６ａ放射導体
６ｂ接地導体
６ｃ誘電体
１１回路基板
２０ソーラーパネル
２２，２３電極パッド
２００セル
２０１〜２０６セル
２０１ａ，２０６ａ電極部

Claims

板状の誘電体を挟んで表側に外周に切り欠き部が形成された板状の放射導体、裏側に板状の接地導体が設けられたアンテナ装置と、前記アンテナ装置の表側に配置されたソーラーパネルと、前記アンテナ装置の裏側に配置され前記ソーラーパネルの外周に形成された電極部に電気的に接続された回路基板とを備えた電子機器において、
前記ソーラーパネルの外周縁は、前記電極部を除いて、前記放射導体の外周縁から外方にはみ出さないように形成され、前記電極部は、前記放射導体の前記切り欠き部を除く所定の位置で前記放射導体および前記誘電体の外周縁よりも外方に突出し、前記誘電体の外方で前記回路基板に電気的に接続されていることを特徴とする電子機器。
さらに、前記ソーラーパネルと前記放射導体との間には絶縁体が介在されていることを特徴とする請求項１に記載の電子機器。
前記ソーラーパネルの外周縁は、前記切り欠き部の底よりも外方にはみ出さないように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の電子機器。