JP6532379B2 - 電波腕時計 - Google Patents

Description

本発明は、電波腕時計に関する。

ケース内部にアンテナが配置される電波腕時計では、金属製の文字板や、文字板下に配置された太陽電池の電極が、電波の受信を妨げる場合がある。そこで、文字板や太陽電池の開口部に配置された液晶パネルの下にアンテナを重ねて配置することが知られている。

特許文献１には、液晶パネルの下に衛星電波を受信するパッチアンテナを配置し、衛星電波を受信する間は液晶パネルの表示動作を停止する衛星電波腕時計が開示されている。特許文献２には、液晶パネル部とアンテナとの間に配線基板が設けられたリスト機器が開示されている。

特開２００１−２７６８１号公報 特開２０１３−６１３０８号公報

アンテナと液晶表示パネルとが重なって設けられた場合、液晶表示パネルの電極の影響や、表示動作により生じるノイズ等により送受信性能が低下する。そのため、高い利得を得ることは難しく、液晶表示をさせた状態で電波の送受信をすることは困難であった。

本発明は上述の事情を考慮してなされたものであって、その目的は、液晶表示パネルとアンテナとを重ねて配置し、液晶表示をさせた状態での電波の送受信時に十分な利得が得られる技術を提供することにある。

上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下のとおりである。

（１）液晶を駆動する複数の表示電極を含む液晶パネルと、前記液晶パネルに平面視で重なる位置にあるアンテナと、を含み、前記アンテナの少なくとも一部が前記表示電極から露出している電波腕時計。

（２）（１）において、前記アンテナの全体が前記表示電極から露出している、電波腕時計。

（３）（１）または（２）において、前記液晶パネルは、前記複数の表示電極と電気的に接続される複数の配線をさらに含み、前記アンテナが平面視で前記複数の配線のいずれかと重なるとともに、前記アンテナの前記少なくとも一部は前記複数の配線から露出している、電波腕時計。

（４）（１）から（３）のいずれかにおいて、前記アンテナの前記少なくとも一部は、平面視で前記液晶パネルに設けられた非導電性のマーキングと重なる、電波腕時計。

（５）（１）から（４）のいずれかにおいて、前記液晶パネルは配線基板上に、前記液晶パネルと前記配線基板との間に空間ができるように設けられ、前記アンテナは、前記空間に設けられる、電波腕時計。

本発明に係る電波腕時計によれば、液晶表示パネルとアンテナとを重ねて配置し、液晶表示をさせた状態での電波の送受信時に十分な利得が得られる。

本発明の実施形態にかかる電波腕時計の外観の一例を示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ切断線における断面を示す断面図である。 電波腕時計の第１表示部の表示領域を示す平面図である。 第１表示部の表示電極および配線の配置の一例を示す平面図である。 複数のアンテナの配置の例を示す図である。 電波腕時計の他の一例における断面図である。 図６に示す例における第１表示部の表示電極、接続配線およびアンテナの配置を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

本発明の実施形態に係る電波腕時計１について説明する。本実施形態に係る電波腕時計１は、時刻情報を含んだ電波を受信し、当該受信した電波に含まれる時刻情報を用いて自身が計時している時刻の修正を行う。本実施形態にかかる電波腕時計１は、特に時刻情報を含んだ電波として、衛星電波を受信するものとする。

図１は、本実施形態に係る電波腕時計１の外観の一例を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ切断線における断面を示す断面図である。電波腕時計１は、ケース５０と、文字板５１と、時針５２と、分針５３と、秒針５４と、第１表示部５５と、第２表示部５６と、太陽電池５８と、アンテナ７１と、給電線７２と、配線基板８１とを含んで構成される。第１表示部５５及び第２表示部５６は液晶表示パネルである。第１表示部５５はコネクタ５７を介して配線基板８１上に実装されている。より具体的には、配線基板８１上にコネクタ５７が実装されており、そのコネクタ５７に第１表示部５５が配置されている。これにより、第１表示部５５と配線基板８１とはその間に空間ができるように配置されている。

アンテナ７１は、時刻情報を含んだ電波として、衛星から送信される衛星信号を受信する。特に本実施形態では、アンテナ７１は、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星から送信される周波数約１．６ＧＨｚの電波を受信するチップアンテナであり、主に電波腕時計１の文字板側から入射する電波を受信するように構成されている。チップアンテナは、チップ状の部品として形成されたアンテナである。一般的には、誘電体の表面にアンテナとして働く配線が配置されたものがよく用いられており、図２に示すチップアンテナも同じである。アンテナ７１は配線基板８１上に接するように実装されており、アンテナ７１の一端は給電線７２に電気的に接続されている。給電線７２は、図示しない受信回路に接続されている。

第１表示部５５や第２表示部５６の上方には太陽電池５８と、文字板５１とが順に設けられている。太陽電池５８は、光を受けて電力を生じる部材である。文字板５１と太陽電池５８とには同じ位置に開口が設けられており、その開口により第１表示部５５の表示領域６３が文字板５１および太陽電池５８から露出している。

図３は、図１に示される電波腕時計１のうち第１表示部５５の表示領域６３を示す平面図である。第１表示部５５の表示領域６３には、複数の表示電極６１（図３のうち斜線によりハッチされた部分）と、装飾的な模様であるマーキング６２とが配置されている。また、図示していないが、複数の表示電極６１の上には対向電極が設けられており、液晶は表示電極６１と対向電極とに挟まれている。本実施形態に係る第１表示部５５はノーマリホワイト型の液晶表示パネルであり、複数の表示電極６１のいずれかに表示信号の電圧が印加されると、その電圧が印加された表示電極６１と平面視で重なる領域では液晶の透過率が減少する。それにより、表示電極６１の領域に黒いパターンが表示される。一方、マーキング６２は非導電性であり、例えば何らかの色により印刷された模様である。第１表示部５５の表示領域６３には、都市表示領域６４と、時刻表示領域６５と、モード表示領域６６とが配置されており、それらの領域のそれぞれには複数の表示電極６１が配置されている。都市表示領域６４は図３でみて表示領域６３の上側にあり、時刻表示領域６５は都市表示領域６４の下側に配置されている。また、モード表示領域６６は時刻表示領域６５の右下に配置されている。都市表示領域６４には、それぞれ１つの英数字を表示する文字領域が左右方向に３つ並んでいる。時刻表示領域６５は２段になっており、上段にはそれぞれ１つの数字を表示する文字領域が４つ並んでおり、２つめの文字領域と３つめの文字領域の間にはコロンを表示するための表示電極６１が設けられている。下段には、数字領域が左右方向に２つ並んでいる。この実施形態では、第１表示部５５の表示領域６３にはセグメント表示をするための表示電極６１が配置されているが、セグメント表示のための表示電極６１の代わりにドットマトリクス表示のための表示電極６１が配置されてもよい。

アンテナ７１は、平面視で第１表示部５５の表示領域６３と重なり、かつ複数の表示電極６１と重ならないように配置されている。アンテナ７１は第１表示部５５の下にあるので、言い換えれば、アンテナ７１は複数の表示電極６１から露出している。また、図３の例では、アンテナ７１の一部は平面視でマーキング６２と重なっている。また、アンテナ７１は、都市表示領域６４に含まれる表示電極６１と、時刻表示領域６５に含まれる表示電極６１とに挟まれた領域に重なるように配置されている。

図４は、第１表示部５５の表示電極６１および複数の接続配線６７の配置の一例を示す平面図である。図４には、第１表示部５５の表示領域６３を囲む額縁領域も示されている。第１表示部５５は、複数の表示電極６１やマーキング６２の他に、複数の接続配線６７と、複数の端子電極７０とを有する。複数の表示電極６１のそれぞれは、複数の接続配線６７のいずれかと電気的に接続されている。また複数の端子電極７０は、額縁領域に配置され、複数の端子電極７０の一部が複数の接続配線６７と電気的に接続され、他の複数の端子電極７０は図示しない対向電極等と電気的に接続されている。また、複数の端子電極７０は、コネクタ５７と配線基板８１上の配線とを介して電波腕時計１に含まれる表示制御回路に接続されている。複数の接続配線６７には、表示制御回路から表示信号が供給される。

複数の表示電極６１のうち１つであり、都市表示領域６４にある一番右側の文字領域において右端かつ下側に配置される表示電極６１ａは、複数の接続配線６７のうち１つである接続配線６７ａと直接的に接続されている。接続配線６７ａは、表示電極６１ａの右下端から右下に向けて延び、表示領域６３の右端の手前で下方向へ延び、さらに右方向へ延びて端子電極７０のうち１つに接続している。また、複数の表示電極６１のうち１つであり、時刻表示領域６５の上段かつ一番右側の文字領域において上端に存在する表示電極６１ｂは、複数の接続配線６７のうち１つである接続配線６７ｂと直接的に接続されており、接続配線６７ｂは右方向に延びて端子電極７０のうち１つに接続している。接続配線６７ａ、６７ｂは、平面視でアンテナ７１に重なっていない。

一方、複数の表示電極６１のうち１つであり、上段の右から２番目の文字領域のうち上端に存在する表示電極６１ｃは、接続配線６７ｃと直接的に接続されている。接続配線６７ｃは図４において上方に延び、途中で少し左の方向へ曲がり、都市表示領域６４の真ん中の文字領域に含まれる１つの表示電極６１に接続されている。また、上段の右から２番目の文字領域のうち左端かつ上側に存在する表示電極６１ｄは、接続配線６７ｄと直接的に接続されている。接続配線６７ｄは、図４において表示電極６１ｄとの接続箇所から上方に延び、文字領域の手前から左へ延び、表示領域６３の外へ達している。接続配線６７ｄは表示領域６３の外で屈曲し、端子電極７０のうち１つと電気的に接続されている。接続配線６７ｃ、６７ｄは、平面視でアンテナ７１に重なっている。

ここで、電波の送受信を可能とするために設けられるアンテナ７１は、電波を多く放射する領域と、少ない領域とを有する。一般に、アンテナ７１のようなチップアンテナでは、外縁部のいずれかにおいて電磁界強度の最大値を示す地点があらわれ、かかる地点を含む領域が電波を多く放射する領域となるので、以下では、かかる電磁界強度の最大値を示す地点を含むアンテナ７１の端部を放射端と記載する。放射端の位置は、給電点の位置に依存し、チップアンテナであるアンテナ７１の場合、給電線７２と接続される給電点から最も離れた端部が放射端となる。例えば、本実施形態では、放射端は、アンテナ７１の長手方向の２つの端部のうち、給電線７２に接続されていない方となり、図中右側の端部が該当する。

なお、対向電極は、複数の表示電極６１の上層、特に文字領域や数字領域の上層に設けられているが、平面視でアンテナ７１と重なる領域には設けられておらず、アンテナ７１による電波の送受信を阻害することはない。

本実施形態では、接続配線６７のうちいずれか（接続配線６７ｃ，６７ｄ）は、アンテナ７１と重なっているが、放射端とは重なっていない。一方、接続配線６７ａは、平面視でアンテナ７１の放射端と重ならないように、アンテナ７１を避けて配置されている。アンテナ７１による電波の送受信性能の劣化を避けるためには、可能な限り、平面視において表示電極６１及び接続配線６７とが重ならないような配置を取ることが好ましい。

一方、第１表示部５５のような液晶表示パネルでは、表示領域６３のうち表示電極６１が配置されていない領域にも接続配線６７が張り巡らされており、完全に避けることは容易でない。そこで、やむを得ず表示電極６１及び接続配線６７とアンテナ７１とを重ねて配置する際には、アンテナ７１の放射端を避ける配置とすると、電波の送受信性能の劣化を最小限にとどめることができる。一般に、平面視において表示電極６１が占有する面積に対して接続配線６７が占有する面積をより小さいものとできるため、表示電極６１に比して、接続配線６７がアンテナ７１と重なることによる電波の送受信性能への影響は小さい。本実施形態では、接続配線６７のうち一部を、アンテナ７１のうち電波の送信または受信への影響が比較的小さい領域と重ねることで、第１表示部５５とアンテナ７１とを重ねて配置し、液晶表示をさせた状態での電波の送受信時に十分な利得を得ることを可能としている。なお、ここで示した例ではアンテナ７１の放射端を避けて、接続配線６７のみがアンテナ７１と重なっているが、必要とする利得によっては、これに替えて、又は加えて、表示電極６１がアンテナ７１の放射端を避けて、部分的にアンテナ７１と重なっていてもよい。

なお、接続配線６７を配置するスペースに余裕がある場合には、アンテナ７１と接続配線６７や表示電極６１とを重ねなくてもよい。また、アンテナ７１が平面視で表示領域６３と重なるように設けられることで、アンテナ７１のためだけに太陽電池５８が配置されない領域を設ける必要がなくなり、発電効率やデザイン上の自由度を向上させることが可能になる。

これまでに説明した実施形態では、アンテナ７１は１つしか配置されていないが、アンテナの数は多くても本発明を適用できる。図５は、複数のアンテナ７１，７３の配置の例を示す図である。アンテナ７１，７３はチップアンテナであり、アンテナ７１は第１表示部５５に配置されており、アンテナ７３は第２表示部５６に配置されている。アンテナ７１と、第１表示部５５に含まれる表示電極６１および接続配線６７との関係は図３、図４に示すものと同じである。また、第２表示部５６の表示領域には、第１表示部５５と同様に、表示電極とそれに接続する接続配線とが配置されている。平面視で第２表示部５６の表示領域と重なるアンテナ７３は、第２表示部５６の表示領域に配置されている表示電極から露出するように配置されており、また表示電極に接続されている接続配線と放射端を避けて重なるように設けられている。ここで、平面視でアンテナ７３の放射端を含む少なくとも一部が第２表示部５６に含まれる表示電極から露出していれば、当該表示電極とアンテナ７３とが重なっていてもよい。

ここで、チップアンテナではないアンテナが第１表示部５５の表示領域６３と重なるように配置されてもよい。図６は、電波腕時計１の他の一例における断面図である。図７は、図６に示す例における第１表示部５５の表示電極６１、複数の接続配線６７およびアンテナ７４の配置を示す平面図である。図６，７に示す電波腕時計１の外観は図１に示すものと同じであり、図６，７はそれぞれ図２，４に対応する図である。以下では図６，７に示す変形例と図２，４の例との相違点を中心に説明する。この変形例では、図２の例におけるアンテナ７１の代わりに、第１表示部５５の裏側に設けられた配線パターンからなるアンテナ７４（パターンアンテナとも呼ばれる）が設けられている。

アンテナ７４も、平面視で第１表示部５５の表示領域６３と重なり、かつ複数の表示電極６１と重ならないように配置されている。アンテナ７４は、平面視で、都市表示領域６４に含まれる表示電極６１と、時刻表示領域６５に含まれる表示電極６１とに挟まれた領域に配置されている。アンテナ７４は、図７において、その挟まれた領域の中央の左寄りに端部を有し、その端部から右側へ延びた後に下側へ曲がって延び、時刻表示領域６５に含まれる表示電極６１より少し手前から左へ向かって延び、上へ曲がって延びた後に都市表示領域６４に含まれる表示電極６１の少し下を右へ向かって第１表示部５５の端まで延びている。

また、平面視で、接続配線６７ａ、６７ｂ、６７ｄはアンテナ７４に重ならず、接続配線６７ｃはアンテナ７４に重なっている。図７の例でも、アンテナ７４には電磁界強度の最大値を示す地点があり、その地点を含むアンテナ７４の端部を放射端とすると、放射端は接続配線６７ａから６７ｄと重なっていない。これにより、アンテナ７４の送受信性能の劣化が抑えられている。なお、アンテナ７４の一部は平面視でマーキング６２と重なっている。図６の例ではアンテナ７４は第１表示部５５の裏面に配置されているが、アンテナ７４が配線基板８１上かつ平面視で図７と同様の位置に配置されてもよい。

以上説明した実施形態に示した具体的な構成は例示として示したものであり、本明細書にて開示される発明をこれら具体例の構成そのものに限定するものではない。当業者はこれら開示された実施形態に種々の変形、例えば、各部材あるいはその部分の形状や数、配置等を適宜変更したり、例示された実施形態を互いに組み合わせたりしてもよい。本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。

１ 電波腕時計、５０ ケース、５１ 文字板、５２ 時針、５３ 分針、５４ 秒針、５５ 第１表示部、５６ 第２表示部、５７ コネクタ、５８ 太陽電池、６１，６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ 表示電極、６２ マーキング、６３ 表示領域、６４ 都市表示領域、６５ 時刻表示領域、６６ モード表示領域、６７，６７ａ，６７ｂ，６７ｃ，６７ｄ 接続配線、７０ 端子電極、７１，７３，７４ アンテナ、７２ 給電線、８１ 配線基板。

Claims (6)

1. 液晶を駆動する複数の表示電極を含む液晶パネルと、
   前記液晶パネルに平面視で重なる位置にあるアンテナと、
   を含み、
   前記アンテナの少なくとも一部が前記表示電極から露出し、
   前記アンテナの前記表示電極から露出している部分は、前記アンテナの放射端である、
   電波腕時計。
2. 請求項１に記載の電波腕時計において、
   前記放射端は、前記アンテナにかかる電磁界強度の最大値を示す地点を含む、
   電波腕時計。
3. 液晶を駆動する複数の表示電極を含む液晶パネルと、
   前記液晶パネルに平面視で重なる位置にあるアンテナと、
   を含み、
   前記アンテナの全体が前記表示電極から露出している、
   電波腕時計。
4. 液晶を駆動する複数の表示電極を含む液晶パネルと、
   前記液晶パネルに平面視で重なる位置にあるアンテナと、
   を含み、
   前記アンテナの少なくとも一部が前記表示電極から露出し、
   前記アンテナの前記少なくとも一部は、平面視で前記液晶パネルに設けられた非導電性のマーキングと重なる、
   電波腕時計。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電波腕時計において、
   前記液晶パネルは、前記複数の表示電極と電気的に接続される複数の配線をさらに含み、
   前記アンテナが平面視で前記複数の配線のいずれかと重なるとともに、前記アンテナの少なくとも一部は前記複数の配線から露出している、
   電波腕時計。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電波腕時計において、
   前記液晶パネルは配線基板上に、前記液晶パネルと前記配線基板との間に空間ができるように設けられ、
   前記アンテナは、前記空間に設けられる、
   電波腕時計。

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