JP6506967B2 - アンテナ構造及びこれを備えた時計 - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信技術に関し、特にアンテナ構造及びこのアンテナ構造を用いた時計に関するものである。
近年、無線通信技術の発展に伴って、無線通信機能を有する時計の研究開発及び生産が盛んになっている。アンテナ構造の放射性能等は、無線通信機能を有する時計にとって極めて重要である。従来の時計のアンテナ構造は、殆どバンド又は文字盤の本体部と周縁部との間隙に設けられている。しかし、時計に金属材質の本体部又はバンドを採用する場合、時計の内部に装着されたアンテナ構造の放射性能は、金属材料の電磁波遮蔽効果からの影響を受ける。また、アンテナ構造を時計のバンドに設ける場合、アンテナ構造はユーザの腕により妨害され易く、放射効果及び放射効率は好ましくない。
本発明は、上記の問題点を考慮してなされたものであり、放射性能に優れたアンテナ構造及びこのアンテナ構造を備えた時計を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明に係るアンテナ構造は、複数の指針を備える時計に用いられ、アンテナ構造は、時計の複数の指針の中の１つとして機能し、且つ長軸部及び短軸部を含み、長軸部及び短軸部は、それぞれ異なる無線通信帯域において動作する。
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る時計は、複数の指針を備え、複数の指針の中の１つは、アンテナ構造として機能する。
また、上記の課題を解決するために、本発明に係る時計は、アンテナ構造を備え、アンテナ構造は、時計の１つの指針として使用される。
従来の技術と異なり、本発明は、アンテナ構造を備える時計の生産コストを削減することができると共に、使用中にユーザの手によるアンテナ構造の放射性能に与える影響を効果的に低減させることができる。これにより、本発明のアンテナ構造は、優れた放射効果及び放射効率を有する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る時計１００は、携帯式の腕時計であり、本体部１０と、文字盤２０と、２つのバンド３０と、指針５０と、アンテナ構造６０と、マッチング回路７０（図２を参照）と、を備える。
本体部１０は、ほぼ円形であり、その対向する両端には、バンド３０がそれぞれ連接されている。１つのバンド３０の一端には、バックル４０が設けられている。ユーザは時計１００を腕にはめる場合、バックル４０を介してバンド３０の両端を互いに連接させる。文字盤２０は、本体部１０に組み立てられている。文字盤２０の円心部位には、回転軸２１が文字盤２０に対して垂直に装着されている。回転軸２１は、導電材料からなる。指針５０及びアンテナ構造６０は、回転軸２１に装着されている。本体部１０の一方側には、ボタン１１がさらに設けられており、ユーザは、手で該ボタン１１を押圧する又は回転させることによって、時計１００の時間などを修正することができる。
指針５０は、時針及び分針を含む。本実施形態において、アンテナ構造６０は、時計１００の秒針として機能する。具体的には、アンテナ構造６０は、金属導電材料により製造された指針状のものである。また、アンテナ構造６０は、回転軸２１と垂直に連接され、且つ回転軸２１を円心として３６０°回転することができる。さらに、アンテナ構造６０は、回転軸２１により長軸部６１と短軸部６３とに分けられる。指針５０がアンテナ構造６０の放射性能に影響を与えることを防止するため、指針５０は、プラスチック材料を非導電性真空金属化処理（Ｎｏｎ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｖａｃｕｕｍ Ｍｅｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ，ＮＣＶＭ）することによって製造される。これにより、指針５０の外観に金属質感をもたせることができ、金属導電材料により製造されているアンテナ構造６０と同様の外観効果を得ることができる。
図２に示すように、アンテナ構造６０のマッチング回路７０は、コンデンサＣ、インダクタンスＬ及びインターフェイス７１を含む。コンデンサＣの一端は、インターフェイス７１に電気的に接続されている。コンデンサＣの他端は、アンテナ構造６０に電気的に接続されている。インダクタンスＬの一端は、コンデンサＣとアンテナ構造６０との間に電気的に接続されており、インダクタンスＬの他端は、接地されている。インターフェイス７１は、時計１００の無線周波送受信回路（図示せず）に電気的に接続されている。本実施形態において、コンデンサＣの容量は、７００ｐＦであることが好ましく、インダクタンスＬのインダクタンス値は、１．５ｎＨであることが好ましい。
アンテナ構造６０は、ブルートゥース（登録商標）とＷｉ−Ｆｉ（登録商標）との２つの周波数帯域において動作する。具体的には、長軸部６１は、ブルートゥース（登録商標）周波数帯域（２４００ＭＨｚ〜２４８４ＭＨｚ）において動作し、短軸部６３はＷｉ−Ｆｉ（登録商標）周波数帯域（５２００ＭＨｚ〜５８００ＭＨｚ）において動作する。
図３は、本発明のアンテナ構造６０のリターンロスを示している。図３から分かるように、アンテナ構造６０におけるブルートゥース（登録商標）（２４００ＭＨｚ〜２４８４ＭＨｚ）とＷｉ−Ｆｉ（登録商標）（５２００ＭＨｚ〜５８００ＭＨｚ）との２つの周波数帯域におけるリターンロスは、全て−６ｄＢより小さく、一般の時計のアンテナの要求を満たしている。
図４は、本発明のアンテナ構造６０の総放射効率を示している。図４から分かるように、アンテナ構造６０のブルートゥース（登録商標）周波数帯域（２４００ＭＨｚ〜２４８４ＭＨｚ）における総放射効率は、５５〜５７％である。アンテナ構造６０のＷｉ−Ｆｉ周波数帯域（５２００ＭＨｚ〜５８００ＭＨｚ）における総放射効率は、６８〜９０％である。従って、本発明のアンテナ構造６０は、無線信号を送受信する時に、好ましい放射効果を備え、一般の時計のアンテナの要求を満たしている。
時計１００が正常に動作している時に、アンテナ構造６０の放射効果及び放射効率の安定性を確保するために、本発明は、時計１００が正常な使用状態にある時、アンテナ構造６０を代表する秒針が２、４、８、１０及び３、６、９、１２のこれら八つの時間に位置する時のリターンロスに対してテストを行う。テスト結果によると、前記各時間に対応するリターンロスの曲線は類似している。つまり、アンテナ構造６０が回転軸２１の周りで３６０°回転する時に、時計１００のブルートゥース（登録商標）機能及びＷｉ−Ｆｉ（登録商標）機能は、アンテナ構造６０の回転により影響しないことがわかる。
また、本発明のアンテナ構造６０は、時計１００の秒針に限定されるものではなく、時計１００の時針又は分針であっても良い。使用する場合、アンテナ構造６０以外の指針を非導電材料にすれば良い。
また、アンテナ構造６０は、ブルートゥース（登録商標）及びＷｉ−Ｆｉ（登録商標）との２つの周波数帯域のみで動作することに限定されない。対応するマッチング回路を設ければ、アンテナ構造６０は、ＧＰＳ、ＧＳＭ（登録商標）、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＬＴＥなどの無線通信帯域においても動作できる。
また、時計１００は、腕時計に限定されるものではなく、壁掛け時計などであっても良い。この場合、アンテナ構造６０は、前記壁掛け時計の時針、分針及び秒針などの指針の中の何れか１種として機能する。同様に、アンテナ構造６０の放射性能を確保するために、アンテナ構造６０以外の指針を非導電材料にしなければならない。壁掛け時計は、スマートホームのＷｉ−Ｆｉ（登録商標）スポットとすることが好ましい。
上記の記載から分かるように、本発明は、時計１００の時針、分針及び秒針の中の１つの指針を、無線通信するためのアンテナ構造６０とする。これにより、時計１００の生産コストを節約できるだけでなく、ユーザの手が時計１００に装着されたアンテナ構造６０の放射性能に影響を与える、又は時計１００の金属フレーム、或いは金属バンドがアンテナ構造６０に遮蔽効果をもたらすのを防止できる。
１００ 時計
１０ 本体部
１１ ボタン
２０ 文字盤
２１ 回転軸
３０ バンド
４０ バックル
５０ 指針
６０ アンテナ構造
６１ 長軸部
６３ 短軸部
７０ マッチング回路
７１ インターフェイス
１０ 本体部
１１ ボタン
２０ 文字盤
２１ 回転軸
３０ バンド
４０ バックル
５０ 指針
６０ アンテナ構造
６１ 長軸部
６３ 短軸部
７０ マッチング回路
７１ インターフェイス
Claims (10)
- 複数の指針を備える時計に用いられるアンテナ構造であって、
前記アンテナ構造は、前記複数の指針の中の１つとして機能し、且つ長軸部及び短軸部を含み、前記長軸部及び前記短軸部は、それぞれ異なる無線通信帯域において動作することを特徴とするアンテナ構造。 - 前記アンテナ構造は、金属導電材料により製造されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
- 前記長軸部は、ブルートゥース周波数帯域において動作し、前記短軸部は、Ｗｉ−Ｆｉ周波数帯域において動作することを特徴とする請求項１に記載のアンテナ構造。
- 複数の指針を備える時計であって、前記複数の指針の中の１つは、アンテナ構造として機能し、且つ長軸部及び短軸部を含み、前記長軸部及び前記短軸部は、それぞれ異なる無線通信帯域において動作することを特徴とする時計。
- 前記アンテナ構造は、金属導電材料により製造されることを特徴とする請求項４に記載の時計。
- 前記アンテナ構造以外の指針は、プラスチック材料を非導電性真空金属化処理することによって製造されることを特徴とする請求項５に記載の時計。
- 前記時計は、回転軸をさらに備え、前記アンテナ構造は、前記回転軸によって長軸部と短軸部とに分けられることを特徴とする請求項４に記載の時計。
- 前記アンテナ構造は、前記回転軸を中心として回転することを特徴とする請求項７に記載の時計。
- アンテナ構造を備える時計であって、前記アンテナ構造は、前記時計の１つの指針として使用され、且つ長軸部及び短軸部を含み、前記長軸部及び前記短軸部は、それぞれ異なる無線通信帯域において動作することを特徴とする時計。
- 前記時計は、文字盤の中心部に装着された回転軸をさらに備え、前記アンテナ構造は、前記回転軸を中心軸として３６０度回転することを特徴とする請求項９に記載の時計。
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