JP6686441B2 - 腕装着型機器及びアンテナ体 - Google Patents

腕装着型機器及びアンテナ体 Download PDF

Info

Publication number
JP6686441B2
JP6686441B2 JP2016000246A JP2016000246A JP6686441B2 JP 6686441 B2 JP6686441 B2 JP 6686441B2 JP 2016000246 A JP2016000246 A JP 2016000246A JP 2016000246 A JP2016000246 A JP 2016000246A JP 6686441 B2 JP6686441 B2 JP 6686441B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power feeding
base material
antenna body
feeding element
elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016000246A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017123504A (ja
Inventor
淳 松▲崎▼
淳 松▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP2016000246A priority Critical patent/JP6686441B2/ja
Priority to US15/392,152 priority patent/US20170192396A1/en
Publication of JP2017123504A publication Critical patent/JP2017123504A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6686441B2 publication Critical patent/JP6686441B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04RRADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00Constructional details
    • G04R60/06Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies
    • G04R60/10Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies inside cases
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04RRADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R20/00Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal
    • G04R20/02Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal the radio signal being sent by a satellite, e.g. GPS
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04RRADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00Constructional details
    • G04R60/06Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/08Constructional details, e.g. cabinet
    • H04B1/086Portable receivers
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B1/00Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/06Receivers
    • H04B1/16Circuits
    • H04B1/1607Supply circuits

Description

本発明は、アンテナを内蔵した腕装着型機器及びこの腕装着型機器に内蔵されるアンテナ体に関する。
一般的に、アンテナを内蔵した腕装着型機器では、受信する周波数又は無線システムに合わせ、受信すべき電波に対してアンテナを1対1で備えており、受信感度を確保するとともに文字板の装飾性を確保するために、GPS(Global Positioning System)ソーラー用のリングアンテナが設けられている(例えば、特許文献1参照)。
この特許文献1には、外装ケースに収納された文字板の周囲に、環状のアンテナ体を配置し、給電部からアンテナ体に給電する構成が開示されている。このアンテナ体は、誘電体で形成された環状の基材と、給電部で給電される円弧状の給電素子とを有し、環状の無給電素子を、ダイヤルリングとカバーガラスとの間に配置して円偏波を受信するようにしている。この特許文献1に開示された円弧状の給電素子はGPS用の1周波数に1対1の関係で設けられている。
特開2014−62844号公報
ところで、近年では、Bluetooth(登録商標)等の近距離無線通信を腕装着型機器に用いる場合があり、受信可能な周波数や無線システムを増やしてさらなる多機能化を実現する傾向にある。しかしながら、上述した特許文献1に開示された腕装着型機器では、例えば、GPS信号を受信するリングアンテナとは別に、近距離無線通信用の2.4GHz帯のチップアンテナを追加する必要がある。
しかしながら、アンテナ用のリングをそれぞれの周波数や無線システム毎に複数設ける場合、複数枚重ねたときには、その分の厚みが増すとともに下方に配置されたアンテナの受信感度が低下する結果となり、一方、重複しないように配置するためには同心円状に配置することとなり、文字板等の表示領域がリングにより狭められて視認性・装飾性が低下される結果となる。
一方、チップ自体は回路基板へ実装が必要であることから、装飾性を確保するためには、チップアンテナを文字板の下に配置しなければならず、文字板によって受信感度が低下することとなる。その一方で、チップアンテナの感度を確保するために、文字板上面に配置すれば装飾性が低下することとなる。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、受信感度と視認性・装飾性の双方を確保しつつ、対応可能な周波数や無線システムを増やしてさらなる多機能化を図ることができる腕装着型機器を提供することを、その課題とする。
以上の課題を解決するため、本発明に係る腕装着型機器は、外装ケースと、前記外装ケースに収納され、時刻を表示する時刻表示部と、前記時刻表示部の周囲に配置された環状のアンテナ体とを備え、前記アンテナ体は、誘電体で形成された環状の基材と、前記基材に設けられ、導電性を有し、第1の給電部から所定の電位が給電される帯状の第1の給電素子と、前記基材に設けられ、導電性を有し、第2の給電部から所定の電位が給電される帯状の第2の給電素子とを有することを特徴とする。
以上の構成によれば、受信電波の周波数や無線システム毎に、少なくとも2つのアンテナとして、第1及び第2の給電素子をそれぞれ設け、これらの給電素子を帯状(環状の一部を切り欠いた形状)とすることにより、共通の環状の基材上に配置することができる。この結果、基材の個数が増加するのを回避でき、複数の基材を設ける場合の厚みの増大や表示領域の低減を回避でき、視認性・装飾性も確保することができる。また、無線ICチップは、給電部から給電ピン等を介してアンテナ体から分離して文字板等の時刻表示部の視認方向下側に配置することができるため、受信感度を確保しつつ、装飾性の低下を回避することができる。
なお、本発明において「時刻表示部」は、例えば、文字板の上で指針軸を中心に指針を周回させて時刻を指し示す態様の他、例えば、文字板に相当する大きさの表示領域を有する液晶表示パネルを備え、文字板や指針の画像を表示領域に表示して時刻を表示する態様や、液晶表示パネル等に時刻をデジタル表示する態様を含む。また、「環状」とは、全体が切れ目なくつながって輪になっていることをいい、輪(環)の形状は、円形や楕円の他、四角形等の多角形であってもよい。さらに、「給電素子」は、例えば、メッキや銀ペースト印刷等によって誘電体の表面に形成されてもよいし、インサート成形等によって誘電体の内部に埋設されてもよい。
本発明に係る腕装着型機器において、前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1及び第2の給電素子は、重ならない位置にそれぞれ配置されてもよい。この構成によれば、第1及び第2の給電素子が重なることによって、下方の給電素子の受信感度が低減されるのを回避でき、より確実に受信感度を確保することができる。
なお、本発明において、「重ならない」の意味には、例えば、給電素子が2つの場合に第1及び第2の給電素子がともに、環状の基材の中心点における各給電素子の両端のなす角度が180°以下のときには、基材の中心を通る径によって二分される半円弧内に、第1及び第2の給電素子がそれぞれ配置される状態が含まれる(図7A及び図7B)。
また、給電素子が2つの場合には、給電素子両端のなす角度に関わらず、給電素子両端の中点が、基材中心を通る直径上に、基材中心を挟んで対向配置して、この直径を挟んで左右対称とすることができ(図7A及び図7C)、このとき、それぞれの両端同士は等しく最大限に離間され、結果的に給電素子それぞれの中点が基材の中心点を挟んで対向配置されることとなる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、第1及び第2の給電素子を、重複さえしなければ、直径を挟んで左右非対称とすることもでき(図7B及び図7D)、このときにも、各給電素子の両端のなす角度が180°以下のときには、基材の中心を通る径によって二分される半円弧内に、第1及び第2の給電素子がそれぞれ配置される状態が含まれ(図7B)、給電素子両端のなす角度に関わらず、一方の給電素子の両端から基材中心を通る2本の直線で区切られる、中心点を挟んだ反対側の円弧状領域において、他方の給電素子のいずれかの端部が含まれる状態となる(図7D)。
本発明に係る腕装着型機器において、導電性を有し、環状又は帯状の無給電素子が、前記第1及び第2の給電素子と離間して設けられてもよい。なお、本発明において「無給電素子」は、前記第1及び第2の給電素子と離間されて絶縁状態が維持されていればよく、例えば、前記基材とは別体の誘電体に形成されてもよく、前記基材上に前記第1及び第2とともに形成することもできる。また、この「無給電素子」は、上記給電素子と同様に、例えば、メッキや銀ペースト印刷等によって誘電体の表面に形成されてもよいし、インサート成形等によって誘電体の内部に埋設されてもよい。この構成によれば、環状の誘電体には、給電素子と無給電素子とが離間して設けられる。
この場合、給電素子に電流が流れると無給電素子にも電流が誘起されるので、給電素子と無給電素子とが電磁的に結合し、両者が一体となって電磁波を電流に変換するアンテナ素子として機能する。例えば、誘電体上に設けられた給電素子と無給電素子のうち、無給電素子の長さを受信対象となる電波に共振するように定めることで、給電素子の長さについては適宜設定することが可能になる。従って、アンテナ体(誘電体、給電素子)及び無給電素子と、アンテナ体に電気的に接続される回路との間のインピーダンスを容易に整合させることができる。また、無給電素子を給電素子に電磁的に結合させることでアンテナ体の共振周波数を下げてインピーダンス特性を改善することができる。このためアンテナ体の共振周波数を受信対象となる電波に合わせることで、共振周波数でのリターンロスを減らし、受信対象となる電波に対するアンテナ体の受信性能を高めることもできる。
また、本発明に係る腕装着型機器において、前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1の給電部は、前記第1の給電素子の領域内に配置され、前記第2の給電部は、前記第2の給電素子の領域内に配置されるとともに、前記第1及び第2の給電素子は、重ならない位置にそれぞれ配置されてもよい。
なお、本発明において、第1及び第2の給電部に関する「重ならない位置」としては、上記給電素子と同様に、例えば、基材の中心を通る径によって二分される半円弧内にそれぞれ配置される状態が含まれ、給電素子が2つの場合に第1及び第2の給電部を最大限に離間させるときには、結果的に基材中心を通る直径上に、基材の中心点を挟んで対向配置されることとなる。ただし、第1及び第2の給電部についても、重複さえしなければ、直径を挟んで左右非対称とすることもでき、このときには、一方の給電素子の両端から基材中心を通る2本の直線で区切られる、中心点を挟んだ反対側の円弧状領域において、他方の給電部が含まれる状態となる。
また、本発明に係る腕装着型機器において、前記第1の給電素子で受信された電波信号を処理する第1の無線ICチップと、前記第2の給電素子で受信された電波信号を処理する第2の無線ICチップとを備え、前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1及び第2の無線ICチップは、前記環状の基材を二分した半円弧内にそれぞれ配置されてもよい。
また、本発明に係る腕装着型機器において、前記第1の給電素子の給電部又は第2の給電素子の給電部は、前記時刻表示部分の3時から9時までの範囲内に配置されて、位置情報衛星からの電波を受信することが好ましい。
また、本発明に係る腕装着型機器において、前記第1又は第2の給電素子のうち、受信電力が他方の給電素子よりも低い給電素子が前記時刻表示部分の3時から9時までの範囲内に配置されてもよい。
本発明に係るアンテナ体は、誘電体で形成された環状の基材と、誘電体で形成された環状の基材と、導電性を有し、第1の給電部から所定の電位が給電される帯状の第1の給電素子と、導電性を有し、第2の給電部から所定の電位が給電される帯状の第2の給電素子とを有することを特徴とする。
以上の構成によれば、受信電波の周波数や無線システム毎に、少なくとも2つのアンテナとして、第1及び第2の給電素子をそれぞれ設け、これらの給電素子を帯状(環状の一部を切り欠いた形状)とすることにより、共通の環状の基材上に配置することができる。この結果、基材の個数が増加するのを回避でき、複数の基材を設ける場合の厚みの増大や表示領域の低減を回避でき、視認性・装飾性も確保することができる。
本発明に係るアンテナ体において、前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1及び第2の給電素子は、重ならない位置にそれぞれ配置されてもよい。この構成によれば、第1及び第2の給電素子が重なることによって、下方の給電素子の受信感度が低減されるのを回避でき、より確実に受信感度を確保することができる。
なお、本発明において、「重ならない位置」としては、例えば、給電素子が2つの場合に第1及び第2の給電素子がともに、環状の基材の中心点における各給電素子の両端のなす角度が180°以下のときには、基材の中心を通る径によって二分される半円弧内に、第1及び第2の給電素子がそれぞれ配置される状態が含まれる(図7A及び図7B)。また、給電素子が2つの場合には、給電素子両端のなす角度に関わらず、給電素子両端の中点が、基材中心を通る直径上に、基材中心を挟んで対向配置して、この直径を挟んで左右対称とすることができ(図7A及び図7C)、このとき、それぞれの両端同士は等しく最大限に離間され、結果的に給電素子それぞれの中点が基材の中心点を挟んで対向配置されることとなる。ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、第1及び第2の給電素子を、重複さえしなければ、直径を挟んで左右非対称とすることもでき(図7B及び図7D)、このときにも、各給電素子の両端のなす角度が180°以下のときには、基材の中心を通る径によって二分される半円弧内に、第1及び第2の給電素子がそれぞれ配置される状態が含まれ(図7B)、給電素子両端のなす角度に関わらず、一方の給電素子の両端から基材中心を通る2本の直線で区切られる、中心点を挟んだ反対側の円弧状領域において、他方の給電素子のいずれかの端部が含まれる状態となる(図7D)。
本発明に係るアンテナ体において、導電性を有し環状又は帯状の無給電素子が、前記第1及び第2の給電素子と離間して設けられてもよい。
なお、本発明において「無給電素子」は、前記第1及び第2の給電素子と離間されて絶縁状態が維持されていればよく、例えば、前記基材とは別体の誘電体に形成されてもよく、前記基材上に前記第1及び第2とともに形成することもできる。また、この「無給電素子」は、上記給電素子と同様に、例えば、メッキや銀ペースト印刷等によって誘電体の表面に形成されてもよいし、インサート成形等によって誘電体の内部に埋設されてもよい。この構成によれば、環状の誘電体には、給電素子と無給電素子とが離間して設けられる。
この場合、給電素子に電流が流れると無給電素子にも電流が誘起されるので、給電素子と無給電素子とが電磁的に結合し、両者が一体となって電磁波を電流に変換するアンテナ素子として機能する。例えば、誘電体上に設けられた給電素子と無給電素子のうち、無給電素子の長さを受信対象となる電波に共振するように定めることで、給電素子の長さについては適宜設定することが可能になる。従って、アンテナ体(誘電体、給電素子)及び無給電素子と、アンテナ体に電気的に接続される回路との間のインピーダンスを容易に整合させることができる。また、無給電素子を給電素子に電磁的に結合させることでアンテナ体の共振周波数を下げてインピーダンス特性を改善することができる。このためアンテナ体の共振周波数を受信対象となる電波に合わせることで、共振周波数でのリターンロスを減らし、受信対象となる電波に対するアンテナ体の受信性能を高めることもできる。
GPSを利用した時刻修正システムの構成を示す図である。 電子時計の平面図である。 電子時計の要部断面図である。 電子時計の要部分解斜視図である。 グランド板とケース胴を示す平面図である。 アンテナ体の構造の一例を説明するための図である。 アンテナ体の構造の一例を説明するための図である。 アンテナ体の構造の一例を説明するための図である。 給電素子の位置関係の一例を示す平面図である。 給電素子の位置関係の一例を示す平面図である。 給電素子の位置関係の一例を示す平面図である。 給電素子の位置関係の一例を示す平面図である。 電子時計の回路構成を示すブロック図である。
以下、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態を説明する。なお、図面において各部の寸法や縮尺は実際のものと適宜異なる。また、以下に記載する実施の形態は、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。
図1は、GPSを利用した時刻修正システムの構成を示す図である。
電子時計100は、GPS衛星20からの電波(無線信号)を受信して時刻を修正する機能を備えた腕時計であり、腕に接触する面(以下、裏面)の反対側の面(以下、表面)に時刻を表示する。各GPS衛星20は、準同期軌道上を周回しており、C/A(Coarse/Acquisition)コードや航法メッセージを1.57542GHzの電波(L1波)に重畳して地上に送信している。以降、本明細書では、C/Aコードや航法メッセージが重畳された1.57542GHzの電波を「衛星信号」と記載する。衛星信号は、例えば右旋偏波の円偏波である。
C/Aコードは、GPS衛星20毎に固有の1023ビットの擬似雑音符号(Pseudo Random Noise Code)である。各GPS衛星20には原子時計が搭載されており、航法メッセージには、GPS衛星20が衛星信号を発信した時刻として、原子時計で計時された極めて正確な時刻情報(以下、GPS時刻情報)が含まれている。また、地上のコントロールセグメントによって各GPS衛星20に搭載されている原子時計の時刻誤差が測定されており、航法メッセージには、時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。この他、航法メッセージには、例えば、GPS衛星20の正確な軌道情報(エフェメリス)や、全てのGPS衛星20の大まかな軌道情報(アルマナック)、UTC(Coordinated Universal Time:協定世界時)時刻系とGPS時刻系とのズレを示すUTCオフセット、電離層補正パラメータ等が含まれている。
各GPS衛星20は、航法メッセージをC/Aコードによってスペクトラム拡散した後、スペクトラム拡散した信号を1.57542GHzの搬送波に乗算してBPSK(Binary Phase Shift Keying)変調することで衛星信号を生成する。また、電子時計100は、GPS衛星20での信号生成とは逆の流れ(BPSK変調信号の復調→スペクトラム逆拡散)で、受信した衛星信号から航法メッセージを取り出す。スペクトラム拡散の際に用いたC/AコードはGPS衛星20毎に異なるので、電子時計100では、どのGPS衛星20から送られてきた衛星信号なのかを識別することが可能である。
電子時計100は、例えば、1基のGPS衛星20から受信した衛星信号に含まれているGPS時刻情報や時刻補正パラメータ等を使用して、電子時計100で計時されている時刻(以下、内部時刻)を正確な時刻に修正することができる。また、電子時計100は、例えば、最低3基(通常は4基)以上のGPS衛星20から衛星信号を受信し、その中に含まれている各GPS衛星20のGPS時刻情報や軌道情報(エフェメリス)等を使用して、電子時計100の現在位置を示す位置情報(例えば緯度及び経度)を取得することができる。取得した位置情報は、例えば時差の補正等に利用される。
なお、電子時計100では、衛星信号の到達時刻と衛星信号に含まれている発信時刻との差からGPS衛星20との距離を算出し、3基以上の各GPS衛星20との距離に基づいて電子時計100の現在位置を特定する。ただし、電子時計100は、水晶振動子を使用しており原子時計のように高精度に時刻を計時することができない。時刻の誤差がたとえ100万分の1秒であったとしても距離の誤差は300mにも及んでしまう。このため電子時計100では、通常4基以上のGPS衛星20から衛星信号を受信し、内部時刻を修正しつつ位置情報を取得する。
図2は、電子時計100の平面図である。
電子時計100は、金属等の導電性材料で形成された円筒状のケース胴80を備える。ケース胴80の上側(表面側)には、セラミックやプラスチック等の非導電性材料で形成された円筒状のガラス縁81が嵌合されており、ガラス縁81の開口は、透明なカバーガラス84で塞がれている。
ガラス縁81の内側には、プラスチックやセラミック等の非導電性材料で形成された円環状のダイヤルリング83が配置され、ダイヤルリング83の内側には、円板状の文字板11が配置されている。ダイヤルリング83には、バータイプのインデックスが30度おきに設けられており、各インデックスはその一部が文字板11上に突出している。また、ダイヤルリング83において隣り合うインデックス間には6度おきに目盛が刻まれている。なお、これらのインデックスや目盛を文字板11に設けてもよいし、インデックスの代わりに”1”〜”12”までの数字を設けてもよい。このようにダイヤルリング83や文字板11は、図示の態様に限定されない。文字板11の上には、指針軸12を中心に周回して現在時刻を指し示す指針13(秒針13a、分針13b及び時針13c)が設けられている。ユーザーは、カバーガラス84を介して、ダイヤルリング83、文字板11及び指針13を視認することができる。また、ダイヤルリング83の下側(裏面側)には、円環状のアンテナ体40が設けられている。
なお、電子時計100の表示態様としては、文字板の上で指針軸を中心に指針を周回させて時刻を指し示す態様の他、例えば、文字板に相当する大きさの表示領域を有する液晶表示パネルを備え、文字板や指針の画像を表示領域に表示して時刻を表示する態様や、液晶表示パネル等に時刻をデジタル表示する態様を含む。また、「環状」とは、全体が切れ目なくつながって輪になっていることをいい、輪(環)の形状は、円形や楕円の他、四角形等の多角形であってもよい。
また、電子時計100は、竜頭16や操作ボタン17,18を備える。ユーザーは、竜頭16や操作ボタン17,18を操作することで、電子時計100の動作モードを時刻情報取得モードや位置情報取得モードに設定することができる。時刻情報取得モードは、少なくとも1基のGPS衛星20から衛星信号を受信してGPS時刻情報や時刻補正パラメータを取得し、内部時刻を正確な時刻に修正する動作モードである。また、位置情報取得モードは、少なくとも3基以上のGPS衛星20から衛星信号を受信して電子時計100の位置情報を取得し、時差を反映させつつ内部時刻を正確な時刻に修正する動作モードである。なお、電子時計100は、時刻情報取得モードや位置情報取得モードを定期的に自動実行することも可能である。
次に、電子時計100の内部構造について説明する。
図3は電子時計100の要部断面図であり、図4は電子時計100の要部分解斜視図である。図3に示すように、円筒状のケース胴80の上側(表面側)には円筒状のガラス縁81が嵌合されており、ガラス縁81の上側の開口は、円板状のカバーガラス84で塞がれている。また、ケース胴80の下側(裏面側)の開口は、ステンレスやチタン等の導電性材料で形成された裏蓋85で塞がれている。ケース胴80と裏蓋85は、例えばスクリュー溝で固定されている。このように電子時計100の外装ケースは、例えば、ケース胴80と、ガラス縁81と、カバーガラス84と、裏蓋85とで構成されている。
カバーガラス84の下側には、ガラス縁81の内周に沿って円環状のダイヤルリング83が設けられている。ダイヤルリング83は、外周側がガラス縁81の内周面に接触する平坦部分となっており、内周側は内側に向かって傾斜する傾斜部分となっている。ダイヤルリング83の下側にはドーナツ状の収納空間が設けられており、この収納空間に円環状のアンテナ体40が収納されている。アンテナ体40は文字板11の周囲に配置されている。具体的にはケース胴80やガラス縁81の内周より内側に配置され、その上方がダイヤルリング83で覆われている。
アンテナ体40の下側には、金属等の導電性材料で形成された円環状のグランド板90が設けられている。グランド板90には、図4に示すように、給電ピン44用の挿通孔90b、及び給電ピン45用の挿通孔90cの他に4個の孔が設けられており、4個の孔の各々には図示せぬ導通ピン93が取り付けられている。なお、導通ピン93を取り付けるための4個の孔は、グランド板90の他に地板38や回路基板25の周縁部にも設けられている(図4参照)。
各導通ピン93には、GPS受信部26等を含む回路ブロックのグランド電位が回路基板25を介して供給されており、グランド板90には計4個の導通ピン93のそれぞれからグランド電位が供給されている。また、グランド板90には、図4に示すように4個の導通ばね90aが形成されている。各導通ばね90aは、付勢力によってその一部がケース胴80の内周面と接触しており、ケース胴80と電気的に接続されている。従って、グランド電位は、グランド板90(各導通ばね90a)を介してケース胴80にも供給されている。
また、詳細については後述するが、アンテナ体40は、誘電体で形成された円環状の基材401と、基材401上に設けられた無給電素子402や給電素子403,407等によって構成されている(図6A参照)。図4に示すように、アンテナ体40の基材401とグランド板90は円環の中心軸が同じであり、この中心軸は指針軸12と一致する。また、図3に示すように、アンテナ体40の基材401のZ軸方向の幅をhとしたとき、基材401とグランド板90のZ軸方向の離間間隔Δdはh以下である。このようにアンテナ体40の基材401とグランド板90は、円環の中心軸が同じになり、かつZ軸方向の離間間隔Δdがh以下になるようにZ軸方向に並べて配置されている。なお、アンテナ体40(基材401)とグランド板90の離間間隔Δdをh以下にしたのは、グランド板90と基材401上に設けられた給電素子403との間で共振を生じさせて電波(衛星信号)を受信するためである。離間間隔Δdが大きくなり過ぎると両者の間で共振が生じず、電波を受信することができなくなる。
また、グランド板90と基材401上に設けられた給電素子403との間で良好な共振を生じさせるためには、グランド板90の外周サイズをアンテナ体40の基材401の外周サイズよりも大きくすることが望ましい。また、グランド板90のXY平面における幅W2を、アンテナ体40の基材401のXY平面における幅W1よりも大きくすること望ましい(図4参照)。しかしながら、グランド板90の外周サイズを基材401の外周サイズ以下にしてもよいし、グランド板90の幅W2を基材401の幅W1以下にしてもよい。ただし、グランド板90の外周サイズを基材401の外周サイズ以下にする場合は、少なくともグランド板90の幅W2を基材401の幅W1の1/3以上にする必要がある。
アンテナ体40の内側には、文字板11及びソーラーパネル87が設けられている。文字板11は、プラスチック等の光透過性の非導電性材料で形成されている。また、ソーラーパネル87は、光エネルギーを電気エネルギー(電力)に変換する複数のソーラーセル(光発電素子)を直列接続した円形の平板である。文字板11及びソーラーパネル87は重ねて配置され、その中央には指針軸12が貫通する孔が設けられている。
ソーラーパネル87の下側には、プラスチックやセラミック等の非導電性材料で形成された地板38が設けられている。指針軸12は、文字板11、ソーラーパネル87及び地板38を貫通して表裏方向に延在している。指針軸12は、文字板11と垂直な方向から電子時計100を見たとき(すなわち電子時計100を平面視したとき)、電子時計100の中心になる。また、指針13(13a〜13c)は、図3に示すようにアンテナ体40の内周より内側で、カバーガラス84と文字板11との間に配置されている。
地板38の下側には、図3に示すように、指針軸12を回転させて指針13を駆動する駆動機構30が設けられている。駆動機構30は、ステップモーターMと、歯車等の輪列とを有し、ステップモーターMが輪列を介して指針軸12を回転させることにより指針13を駆動する。例えば、時針13cは12時間で1周し、分針13bは60分で1周し、秒針13aは60秒で1周する。日時刻表示部32は、例えば、文字板11と、指針軸12と、指針13(13a〜13c)と、駆動機構30とで構成されている。
地板38及び駆動機構30の下側には、回路基板25が設けられている。この回路基板25の下面(裏面側の面)には、GPS受信部26や近距離無線通信受信部60等を含む回路ブロックが実装されている。GPS受信部26及び近距離無線通信受信部60は、例えば1チップのICモジュールで構成され、アナログ回路やデジタル回路が含まれる。表示制御部36は、GPS受信部26や駆動機構30の動作を制御する。情報処理部31は、近距離無線通信受信部60や表示部70の動作を制御する。また、回路基板25の下面には二次電池27が配置されている(図3参照)。二次電池27は、例えばリチウムイオン電池であり、ソーラーパネル87が発電した電力で充電される。
また、回路基板25には、グランド電位を供給するための配線パターンや、アンテナ体40に給電する所定の電位を供給するための配線パターンが形成されている。給電ピン44は、金属等の導電性材料で形成されたピン状のコネクタであり、コイルスプリングを内蔵している。給電ピン44は、図4に示すように、地板38及びグランド板90に設けられた挿通孔38a,90bを介して回路基板25の上面とアンテナ体40の下面とを電気的に接続している。給電ピン45は、図4に示すように、地板38及びグランド板90に設けられた挿通孔38b,90cを介して回路基板25の上面とアンテナ体40の下面とを電気的に接続している。
給電ピン44,45の上端部は、コイルスプリングの付勢力によって、アンテナ体40の下面(より具体的には、後述する結合部404,408)に接触している。また、給電ピン44,45の下端部は、コイルスプリングの付勢力によって、回路基板25の上面(より具体的には、所定の電位を供給する配線パターンが形成された部分)に接触している。この給電ピン44,45を介してアンテナ体40に所定の電位が給電される。
GPS受信部26、情報処理部31、近距離無線通信受信部60、及び表示制御部36は、図3に示すように金属等の導電性材料で形成されたシールド板91で覆われている。シールド板91にはグランド電位が供給されており、グランド電位は、シールド板91及び金属製の回路押え39を介して裏蓋85やケース胴80にも供給されている。なお、上述したようにグランド電位は、回路基板25及び各導通ピン93を介してグランド板90やケース胴80にも供給されている。従って、グランド板90には、回路基板25及び各導通ピン93を介した経路でグランド電位が供給される他、シールド板91、回路押え39、裏蓋85、ケース胴80及び各導通ばね90aを介した経路でもグランド電位が供給される。また、外装ケースのうちグランド電位が供給されるケース胴80及び裏蓋85は、グランドプレーンとして機能し、カバーガラス84側から入射する衛星信号をアンテナ体40に向けて反射させる。
なお、グランド電位の供給経路を構成する各部材(例えば、シールド板91、回路押え39、裏蓋85、導通ピン93、グランド板90、導通ばね90a等)は、部材間の接触面に金メッキや防錆用のメッキ処理が施されている。また、各導通ピン93はネジ締め固定されている。これによりグランド電位の供給経路を構成する各部材間での接触抵抗を長期間に亘ってできるだけ低く抑えられるようにしている。
図5は、グランド板90とケース胴80を示す平面図である。
グランド板90には、グランド板90の円環の中心C(指針軸12)から見て6時の方向に、給電ピン44を挿通させるための挿通孔90bが設けられている。また、グランド板90には、グランド板90の円環の中心C(指針軸12)から見て12時の方向に、給電ピン45を挿通させるための挿通孔90cが設けられている。また、グランド板90には、中心Cから均等の角度(90度)で4個の導通ピン93が取り付けられており、それぞれの導通ピン93からグランド電位が供給されている。また、グランド板90の外周縁には、グランド板90と一体的に形成された4個の導通ばね90aが中心Cから均等の角度(90度)で設けられている。各導通ばね90aは付勢力によってその一部がケース胴80の内周面に接触しており、これによりケース胴80からも各導通ばね90aを介してグランド電位がグランド板90に供給される。また、グランド板90は、その中央に円形の開口部90dを有する。
このようにグランド板90には、グランド電位が供給される供給部が、導通ピン93と導通ばね90aを合計すると計8箇所設けられている。従って、グランド板90におけるグランド電位を安定させることができる。また、電子時計100が腕に装着された場合には、裏蓋85やケース胴80等を介して人体をグランドとして活用することができるので、グランド電位の安定性をさらに高めることができる。
図6A〜図6Cは、アンテナ体40の構造を説明するための図であり、図7A〜図7Dは、給電素子の位置関係を示す平面図である。
図6Aはアンテナ体40の斜視図であり、図6Bはアンテナ体40の平面図である。また、図6Cは、アンテナ体40を図6Bに示すG−g線で切断した断面図である。
アンテナ体40は、プラスチックやセラミック等の誘電体で形成された円環状の基材401と、基材401の表面に形成された無給電素子402と、所定の電位が給電される導電性の給電素子403,407及び結合部404,408とを備える。また、基材401は、その中央に円筒状の開口部406を有する。無給電素子402、給電素子403,407及び結合部404,408は、いずれも金属等の導電性材料で形成されており、例えばメッキや銀ペースト印刷等によって形成することができる。なお、無給電素子402、給電素子403,407及び結合部404,408を、インサート成形等によって誘電体の内部に埋設させてもよい。基材401の材料は、酸化チタン等の高周波で使用可能な誘電材料を樹脂に混ぜることで、比誘電率が5〜20程度となるように調整されている。
図6Cに示すように、基材401は、上面T1、外周面T2、底面T3、傾斜面TP1及び傾斜面TP2によって囲まれた五角形の断面形状を有する。無給電素子402は上面T1に形成されており、給電素子403,407は傾斜面TP1に形成されている。また、結合部404,408は、傾斜面TP1、傾斜面TP2及び底面T3に亘って形成されている。結合部404のうち、傾斜面TP1側の端部は給電素子403に接続され、底面T3側の端部部分には給電ピン44の上端部が接触している。従って、給電素子403には、給電ピン44及び結合部404を介して所定の電位が供給される。結合部408のうち、傾斜面TP1側の端部は給電素子407に接続され、底面T3側の端部部分には給電ピン45の上端部が接触している。従って、給電素子407には、給電ピン45及び結合部408を介して所定の電位が供給される。一方、無給電素子402に対しては外部から何ら電位は給電されない。
また、図6A及び図6Bに示すように、無給電素子402は、円環形状、すなわち無端のO型形状に形成されている。一方、給電素子403は、帯状(円環の一部を切り欠いた)の半円弧に形成されている。給電素子403は、位置情報衛星からの電波を受信する給電素子であり、GPS衛星20からの電波(衛星信号)に共振するアンテナ長を有する。また、半円弧状を有する給電素子403の中央部には結合部404が接続されている。図6Bに示すように、給電素子403のうち結合部404と接続された部分が、所定の電位が給電される給電部403aになる。なお、給電部403aは、給電素子403の中央部に設けられる態様に限らず、給電素子403のうち中央部以外の部分に設けられていてもよい。
給電素子407は、帯状(円環の一部を切り欠いた)の半円弧に形成されている。給電素子407は、近距離無線通信用の2.4GHzの電波に共振するアンテナ長を有する。また、半円弧状を有する給電素子407の中央部には結合部408が接続されている。図6Bに示すように、給電素子407のうち結合部408と接続された部分が、所定の電位が給電される給電部407aになる。なお、給電部407aは、給電素子407の中央部に設けられる態様に限らず、給電素子407のうち中央部以外の部分に設けられていてもよい。
本実施形態では、2つの給電素子のうち、受信電力が他方の給電素子よりも低い給電素子が文字板11の6時の範囲内に配置される。具体的に、給電部403aは、電子時計100において6時の方向に設けられている。つまり、電子時計100を平面視したとき、電子時計100の中心(指針軸12)から見て6時の方向に、給電部403a、結合部404及び給電ピン44が設けられている。ただし、給電部403a、結合部404及び給電ピン44の設置位置は、電子時計100の中心から見て6時の方向に限定されず、例えば、8時の方向や10時の方向、あるいは5時の方向や1時の方向に設けられていてもよい。
一方、給電部407aは、電子時計100において12時の方向に設けられている。つまり、電子時計100を平面視したとき、電子時計100の中心(指針軸12)から見て12時の方向に、給電部407a、結合部408及び給電ピン45が設けられている。ただし、給電部407a、結合部408及び給電ピン45の設置位置は、電子時計100の中心から見て12時の方向に限定されず、例えば、8時の方向や10時の方向、あるいは5時の方向や1時の方向に設けられていてもよい。
また、本実施形態において給電素子403,407は、図7A〜図7Dに示すように、基材401を環の中心軸(指針軸12)方向から平面視したとき、重ならない位置にそれぞれ配置される。ここで、重ならない位置とは、給電素子が2つの場合、給電素子403,407がともに、環状の基材401の中心点における各給電素子の両端のなす角度が180°以下のときには、基材401の中心を通る径によって二分される半円弧内に、給電素子403,407がそれぞれ配置される状態が含まれる(図7A及び図7B)。
また、給電素子が2つの場合、給電素子両端のなす角度に関わらず、給電素子両端の中点が、基材401中心を通る直径上に、基材401中心を挟んで対向配置して、この直径を挟んで左右対称とすることができる(図7A及び図7C)。このとき、それぞれの両端同士は等しく最大限に離間され、結果的に給電素子それぞれの中点が基材401の中心点を挟んで対向配置されることとなる。
ただし、本発明はこれに限定されるものではなく、給電素子403,407を、重複さえしなければ、直径を挟んで左右非対称とすることもでき(図7B及び図7D)、このときにも、各給電素子の両端のなす角度が180°以下のときには、基材401の中心を通る径によって二分される半円弧内に、給電素子403,407がそれぞれ配置される状態が含まれ(図7B)、給電素子両端のなす角度に関わらず、一方の給電素子の両端から基材401中心を通る2本の直線で区切られる、中心点を挟んだ反対側の円弧状領域において、他方の給電素子のいずれかの端部が含まれる状態となる(図7D)。
給電部403aは、基材401を環の中心軸方向から平面視したとき、図7A〜図7Dに示すように、給電素子403の領域内に配置される。また、給電部407aは、基材401を環の中心軸方向から平面視したとき、図7A〜図7Dに示すように、給電素子407の領域内に配置される。そして、各給電素子403,407は、相互に重ならない位置にそれぞれ配置される。
ここで、「重ならない位置」には、上記給電素子403,407と同様に、例えば、基材401の中心を通る径によって二分される半円弧内にそれぞれ配置される状態が含まれ、給電素子403,407が2つの場合に第1及び給電部を最大限に離間させるときには、結果的に基材401中心を通る直径上に、基材401の中心点を挟んで対向配置されることとなる。ただし、第1及び給電部についても、重複さえしなければ、直径を挟んで左右非対称とすることもでき、このときには、一方の給電素子403,407の両端から基材401中心を通る2本の直線で区切られる、中心点を挟んだ反対側の円弧状領域において、他方の給電部が含まれる状態となる。
また、 図6A及び図6Bに示すように、環状又帯状(環状の一部を切り欠いた)の形状を有する導電性の無給電素子402は、給電素子403,407と離間して設けられており、いずれかの給電素子403に電流が流れると無給電素子402にも電流が誘起される。
つまり、無給電素子402と給電素子403,407いずれかの給電素子403に電流が流れると無給電素子402の離間間隔は、両者の間で電磁的な結合が可能になる距離に定められている。従って、給電素子403,407と無給電素子402とは、両者が一体となって電磁波を電流に変換するアンテナ素子として機能する。例えば、誘電体上に設けられた給電素子403,407と無給電素子402のうち、無給電素子402の長さを受信対象となる電波に共振するように定めることで、給電素子403,407の長さについては適宜設定することが可能になる。従って、アンテナ体40(誘電体、給電素子403,407)及び無給電素子402と、アンテナ体40に電気的に接続される回路との間のインピーダンスを容易に整合させることができる。また、無給電素子402がO型形状を有することから、アンテナ体40は、全体としてO型形状のループアンテナとして機能する
本実施形態において電子時計100では、所定の電位が給電される給電素子403と、グランド電位が供給されるグランド板90との間で共振を生じさせ、この共振によってGPS衛星20からの電波(衛星信号)を受信する。例えば、GPS衛星20からの衛星信号は1.575GHzであるので、1波長は約19cmになる。また、円偏波を受信するためには、波長の1.0〜1.2倍程度のアンテナ長が必要になるので、衛星信号を受信するためには約19〜24cmのループアンテナが必要になる。このようなアンテナ長のループアンテナを腕時計の内部に収めようとすると、腕時計の大型化を招いてしまう。
例えば、比誘電率をεrとしたとき、比誘電率がεrの基材401を用いると、この基材401による波長短縮率は1/√εrになる。つまり、比誘電率がεrの誘電体を用いることで、アンテナ体40の受信対象となる電波の波長を1/√εr倍に短縮することができる。上述したように基材401の比誘電率εrは5〜20程度であるので、基材401を備えない場合に比べ、アンテナ体40のアンテナ長を約0.224(εr=20)〜0.447(εr=5)倍に短縮することができる。
また、無給電素子402を給電素子403,407に電磁的に結合させることでアンテナ体40の共振周波数を下げてインピーダンス特性を改善することができる。このためアンテナ体40の共振周波数を受信対象となる電波に合わせることで、共振周波数でのリターンロスを減らし、受信対象となる電波に対するアンテナ体40の受信性能を高めることもできる。このためアンテナ体40の共振周波数を受信対象となる電波に合わせることで、共振周波数でのリターンロスを減らし、受信対象となる電波に対するアンテナ体40の受信性能を高めることもできる。
なお、給電ピン44,45と結合部404,408との接触面や、給電ピン44,45と回路基板25との接触面についても、金メッキや防錆用のメッキ処理を施すことで、接触抵抗を長期間に亘ってできるだけ低く抑えられるようにし、アンテナ体40の受信性能が低下しないようにしている。また、本実施形態において、無給電素子402は、基材401状に形成させたが、基材401上にとともに形成する給電素子403,407と離間されて絶縁状態が維持されていればよく、例えば、基材401とは別体の誘電体に形成されてもよい。また、無給電素子402は、上記給電素子と同様に、例えば、メッキや銀ペースト印刷等によって誘電体の表面に形成されてもよいし、インサート成形等によって誘電体の内部に埋設されてもよい。
図8は、電子時計100の回路構成を示すブロック図である。
電子時計100は、ソーラーパネル87と、定電位発生回路33と、二次電池27と、電圧検出回路37と、レギュレーター34,35と、GPS受信部26と、表示制御部36、日時刻表示部32と、近距離無線通信受信部60と、情報処理部31と、表示部70とを含んで構成されている。
ソーラーパネル87は、充電制御回路29を介して二次電池27を充電する。二次電池27は、レギュレーター34を介して表示制御部36、情報処理部31に駆動電力を供給すると共に、レギュレーター35を介してGPS受信部26、及び近距離無線通信受信部60に駆動電力を供給する。電圧検出回路37は、二次電池27の電圧を検出して表示制御部36及び情報処理部31に出力する。
定電位発生回路33は、グランド電位に対して予め定められた電位差を有する所定の電位を生成する。定電位発生回路33で生成された所定の電位は、回路基板25及び給電ピン44,45を介してアンテナ体40(給電素子403,407)に給電される。
アンテナ体40は、GPS衛星20からの衛星信号を受信する。ただし、アンテナ体40は衛星信号以外の不要な電波も若干受信してしまうため、アンテナ体40の後段にはSAW(Surface Acoustic Wave)フィルターを設けてもよい。SAWフィルターは、1.5GHz帯の信号を通過させるバンドパスフィルターとして機能し、アンテナ体40が受信した信号から衛星信号を抽出する。
GPS受信部26は、給電素子403で受信された電波信号を処理して、衛星信号の受信、GPS衛星20の捕捉、位置情報の生成、時刻修正情報の生成等に関する処理を行う。また、表示制御部36は、GPS受信部26に対して制御信号を出力し、GPS受信部26の動作を制御する。また、表示制御部36は、内部時刻の計時や修正、指針13の運針等に関する処理を行う。
近距離無線通信受信部60は、給電素子407で受信された電波信号を処理して、データ通信用のプロトコルによる近距離無線通信を実行する。具体的に近距離無線通信受信部60は、メモリへのデータの書き込みやデータの読み取りを近距離で行うデバイスであり、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の周辺機器との間でデータの送受信を可能とする。近距離無線通信受信部60及びGPS受信部26は、基材401を垂直方向(環の中心軸方向)から平面視したとき、無線ICチップは、環状の基材401を二分した半円弧内にそれぞれ配置される。
また、表示制御部36は、時刻情報取得モードや位置情報取得モードの場合にGPS受信部26から時刻修正情報が出力されると、内部時刻を時刻修正情報に従って修正する。また、内部時刻を修正した場合、表示制御部36は、修正後の内部時刻を指針13(13a〜13c)が指し示すように指針13を駆動する。これにより電子時計100の内部時刻が正確な時刻に修正される。特に位置情報取得モードの場合は、電子時計100の現在位置に応じた時差を反映させつつ内部時刻を正確な時刻に修正することができる。また、表示制御部36は、電圧検出回路37の検出結果等に基づいてレギュレーター34,35や定電位発生回路33の動作を制御する。
日時刻表示部32は、表示制御部36によって処理された日時刻情報を画面上に表示させる。本実施形態において、日時刻表示部32は、文字板11と、指針13とである。
情報処理部31は、近距離無線通信などの無線通信によるデータの送受信を制御する。表示部70は、情報処理部31によって処理されたデータ送受信に関する情報を画面に表示させる。
以上説明したように本実施形態によれば、受信電波の周波数や無線システム毎に、少なくとも2つのアンテナとして、給電素子403,407をそれぞれ設け、これらの給電素子を帯状の形状とすることにより、共通の環状の基材401上に配置することができる。この結果、基材401の個数が増加するのを回避でき、複数の基材401を設ける場合の厚みの増大や表示領域の低減を回避でき、視認性・装飾性も確保することができる。また、無線ICチップは、給電部から給電ピン等を介してアンテナ体40から分離して文字板等の文字板11の視認方向下側に配置することができるため、受信感度を確保しつつ、装飾性の低下を回避することができる。
また、本実施形態によれば、環状の基材401を垂直方向(環の中心軸方向)から平面視したとき、給電素子403,407は、重ならい位置にそれぞれ配置される。この構成によれば、給電素子403,407が重なることによって、下方の給電素子の受信感度が低減されるのを回避でき、より確実に受信感度を確保することができる。
本実施形態によれば、無給電素子402が給電素子403,407と離間して設けられているので、給電素子403,407に電流が流れると無給電素子402にも電流が誘起されるので、給電素子403,407と無給電素子402とが電磁的に結合し、両者が一体となって電磁波を電流に変換するアンテナ素子として機能する。例えば、誘電体上に設けられた給電素子403,407と無給電素子402のうち、無給電素子402の長さを受信対象となる電波に共振するように定めることで、給電素子403,407の長さについては適宜設定することが可能になる。従って、アンテナ体40(誘電体、給電素子403,407)及び無給電素子402と、アンテナ体40に電気的に接続される回路との間のインピーダンスを容易に整合させることができる。
また、無給電素子402を給電素子403,407に電磁的に結合させることでアンテナ体40の共振周波数を下げてインピーダンス特性を改善することができる。このためアンテナ体40の共振周波数を受信対象となる電波に合わせることで、共振周波数でのリターンロスを減らし、受信対象となる電波に対するアンテナ体40の受信性能を高めることもできる。
また、本実施形態において、環状の基材401を垂直方向から平面視したとき、給電部403aは、給電素子403の領域内に配置され、給電部407aは、給電素子407の領域内に配置されるとともに、給電素子403,407は、相互に重ならない位置にそれぞれ配置される。
また、本実施形態において、給電素子403で受信された電波信号を処理する無線ICチップであるGPS受信部26と、給電素子407で受信された電波信号を処理する無線ICチップである近距離無線通信受信部60とを備え、環状の基材401を垂直方向から平面視したとき、GPS受信部26及び近距離無線通信受信部60は、環状の基材401を二分した半円弧内にそれぞれ配置される。
また、給電素子のうち、受信電力が他方の給電素子よりも低い給電素子403が文字板11分の6時の範囲内に配置される。本実施形態では、給電素子403は、その給電部403aが文字板11の6時の位置に配置されて、位置情報衛星からの電波を受信する。これによれば、装着者が腕時計をした腕を下げている姿勢のときに、アンテナ利得の大きい方向と一致することとなり、受信性能が十分に発揮される。なお、給電素子403を3時から9時の範囲(6時側)に配置してもよい。この場合であっても、給電素子403を9時から3時までの範囲(12時側)に配置する場合と比較して、位置情報衛星からの電波の受信感度を向上させることができる。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば以下に述べる変形が可能である。また、以下に示す2以上の変形を適宜組み合わせることもできる。
[変形例1]
グランド板90は、導通ピン93と導通ばね90aのうち導通ピン93のみを備える構成であってもよい。また、これとは逆に、導通ばね90aのみを備える構成であってもよい。
[変形例2]
導通ピン93や導通ばね90aは、4個に限らず1個以上であればよいし、中心Cから均等の角度で設けられていなくてもよい。また、導通ばね90aとグランド板90を別体とし、ネジ等を用いてグランド板90に導通ばね90aを取り付けてもよい。また、グランド板90とは別部材の導通ばねをシールド板91と共に回路基板25の下面側に導通ピン93で固定してもよい。また、グランド板90は、非導電性材料で形成された円環状の板材の表面に導電性皮膜を形成したものであってもよい。
[変形例3]
図6Aに示したアンテナ体40において、無給電素子402は、無端のO型形状に限らず、給電素子403と同様に切欠部を有するC型形状に形成されてもよい。即ち、無給電素子402の形状は、環状であってもよいし、又は帯状であってもよい。この場合、アンテナ体40は全体としてC型形状のループアンテナとして機能する。また、上述した実施形態では、給電素子403の長さを衛星信号に共振するように定める場合を例示したが、無給電素子402の長さを衛星信号に共振するように定めてもよい。この場合、給電素子403の長さ等を調整することで、アンテナ体40と、アンテナ体40に電気的に接続される回路(GPS受信部26や近距離無線通信受信部60を含む回路ブロック)との間のインピーダンスを容易に整合させることができる。
また、上述したように無給電素子402は、環状の基材401に形成されたが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の部材に形成されてもよい。
[変形例4]
給電ピン44の代わりに、板ばね、リード線、同軸ケーブル、フレキシブル基板等を使用してアンテナ体40の結合部404と回路基板25とを電気的に接続し、所定の電位を給電してもよい。
[変形例5]
秒針13aはなくてもよい。また、時刻表示部は、文字板11の上で指針13を周回させて時刻を指し示す態様の他、例えば、文字板11に相当する大きさの表示領域を有する液晶表示パネルを備え、文字板11や指針13の画像を表示領域に表示して時刻を表示する態様であってもよい。
[変形例6]
アンテナ体40(基材401)とグランド板90は、必ずしも中心軸が一致するように配置されている必要はない。要は、電子時計100を平面視したとき(基材401及びグランド板90を円環の中心軸方向から平面視したとき)、基材401の開口部406とグランド板90の開口部の少なくとも一部が重なるように両者が配置されていればよい。また、アンテナ体40(基材401)とグランド板90の離間間隔Δdは、グランド板90と給電素子403との間で共振を生じさせることが可能な距離以下であればよい。
[変形例7]
上述した実施形態では、外装ケースの側面をケース胴80とガラス縁81で構成した場合を例示したが、外装ケースの側面は、セラミックやプラスチック等の非導電性材料で形成された1つの部材で構成されてもよい。また、ソーラー充電以外の充電方式を採用してもよい。例えば、充電コイルを備え、外部充電器から電磁誘導で電力を充電できるようにしてもよい。また、二次電池27に代えてリチウム電池等の1次電池を用いてもよい。
[変形例8]
GPSの代わりに、ガリレオ(EU)、GLONASS(ロシア)、北斗(中国)、IRNSS(インド)等の全地球航法衛星システム(GNNS)を利用してもよいし、静止衛星型衛星航法補強システム(SBAS)や準天頂衛星システム(QZSS)を利用してもよい。このように本発明に係る腕装着型機器は、GPS衛星20以外の人工衛星からの電波を受信して内部時刻の修正等を行ってもよい。また、本発明に係る腕装着型機器は、人工衛星からの電波に限らず、例えば、無線タグ用の900MHz帯の電波を受信する電子時計であってもよい。
[変形例9]
本発明に係る腕装着型機器は、腕時計に限らず、懐中時計や置き時計であってもよい。また、電子時計機能を有する各種の電子機器(例えば携帯電話機やデジタルカメラ等)に本発明を適用してもよい。
[変形例10]
上述した実施形態では、2つの給電素子として、GPS用と近距離無線通信用とを用いたが、本発明はこれに限定するものではなく、他の無線通信用のアンテナ(例えば、900MHz帯のサブギガ帯や、NFC(近距離無線通信))を組み合わせて用いてもよい。
100…電子時計、11…文字板、12…指針軸、13(13a,13b,13c)…指針、25…回路基板、26…GPS受信部、31…情報処理部、32…日時刻表示部、36…表示制御部、38…地板、40…アンテナ体、44,45…給電ピン、60…近距離無線通信受信部、70…表示部、401…基材、402…無給電素子、403,407…給電素子、403a,407a…給電部、404,408…結合部、406…開口部、81…ガラス縁、85…裏蓋、90…グランド板、90a…導通ばね(供給部)、90b,90c…挿通孔、90d…開口部、93…導通ピン(供給部)、C…中心、T1…上面、T2…外周面、T3…底面、T4…内周面、TP1,TP2…傾斜面。

Claims (9)

  1. 外装ケースと、
    前記外装ケースに収納され、時刻を表示する時刻表示部と、
    前記時刻表示部の周囲に配置された環状のアンテナ体とを備え、
    前記アンテナ体は、
    誘電体で形成された環状の基材と、
    前記基材に設けられ、導電性を有し、第1の給電部から所定の電位が給電される帯状の第1の給電素子と、
    前記基材に設けられ、導電性を有し、第2の給電部から所定の電位が給電される帯状の第2の給電素子と、を有し、
    前記第1の給電素子で受信された電波信号を処理する第1の無線ICチップと、
    前記第2の給電素子で受信された電波信号を処理する第2の無線ICチップと
    を備え、
    前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1及び第2の無線ICチップは、前記環状の基材を二分した半円弧内にそれぞれ配置されている
    ことを特徴とする腕装着型機器。
  2. 前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1及び第2の給電素子は、重ならない位置にそれぞれ配置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載の腕装着型機器。
  3. 導電性を有し、環状又は帯状の無給電素子が、前記第1及び第2の給電素子と離間して設けられている
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載の腕装着型機器。
  4. 前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1の給電部は、前記第1の給電素子の領域内に配置され、前記第2の給電部は、前記第2の給電素子の領域内に配置されるとともに、前記第1及び第2の給電素子は、重ならない位置にそれぞれ配置されている
    ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の腕装着型機器。
  5. 前記第1の給電素子の給電部又は第2の給電素子の給電部は、前記時刻表示部分の3時から9時までの範囲内に配置されて、位置情報衛星からの電波を受信することを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の腕装着型機器。
  6. 前記第1又は第2の給電素子のうち、受信電力が他方の給電素子よりも低い給電素子が前記時刻表示部分の3時から9時までの範囲内に配置されていることを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の腕装着型機器。
  7. 誘電体で形成された環状の基材と、
    導電性を有し、第1の給電部から所定の電位が給電される帯状の第1の給電素子と、
    導電性を有し、第2の給電部から所定の電位が給電される帯状の第2の給電素子と
    有し、
    前記第1の給電素子で受信された電波信号を処理する第1の無線ICチップと、
    前記第2の給電素子で受信された電波信号を処理する第2の無線ICチップと
    を備え、
    前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1及び第2の無線ICチップは、前記環状の基材を二分した半円弧内にそれぞれ配置されている
    ことを特徴とするアンテナ体。
  8. 前記環状の基材を垂直方向から平面視したとき、前記第1及び第2の給電素子は、重ならない位置にそれぞれ配置されている
    ことを特徴とする請求項7に記載のアンテナ体。
  9. 導電性を有し環状又は帯状の無給電素子が、前記第1及び第2の給電素子と離間して設けられている
    ことを特徴とする請求項7又は8に記載のアンテナ体。
JP2016000246A 2016-01-04 2016-01-04 腕装着型機器及びアンテナ体 Active JP6686441B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016000246A JP6686441B2 (ja) 2016-01-04 2016-01-04 腕装着型機器及びアンテナ体
US15/392,152 US20170192396A1 (en) 2016-01-04 2016-12-28 Arm-wearable device and antenna body

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016000246A JP6686441B2 (ja) 2016-01-04 2016-01-04 腕装着型機器及びアンテナ体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017123504A JP2017123504A (ja) 2017-07-13
JP6686441B2 true JP6686441B2 (ja) 2020-04-22

Family

ID=59227148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016000246A Active JP6686441B2 (ja) 2016-01-04 2016-01-04 腕装着型機器及びアンテナ体

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20170192396A1 (ja)
JP (1) JP6686441B2 (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109884877B (zh) * 2019-01-15 2021-09-21 华南理工大学 一种高精度的gps同步授时系统及方法
CN110336120B (zh) * 2019-06-30 2021-04-13 RealMe重庆移动通信有限公司 可穿戴设备以及智能手表
US11638153B2 (en) * 2020-04-01 2023-04-25 Higher Ground Llc Interferometry-based satellite location accuracy
EP3964898A1 (fr) * 2020-09-04 2022-03-09 The Swatch Group Research and Development Ltd Dispositif d'antenne pour piece d'horlogerie
WO2022266508A1 (en) * 2021-06-17 2022-12-22 Meta Platforms Technologies, Llc Tunable monopole antenna with unified grounding structure
US11962074B2 (en) * 2022-03-04 2024-04-16 Meta Platforms Technologies, Llc Multi-band antenna architectures for a wearable device and related devices and methods

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69523037T2 (de) * 1995-05-05 2002-10-24 Eta S A Fabriques D Ebauches G Antennenstruktur für eine Uhr
US6888502B2 (en) * 2002-03-05 2005-05-03 Precision Dynamics Corporation Microstrip antenna for an identification appliance
FR2866987A1 (fr) * 2004-03-01 2005-09-02 Thomson Licensing Sa Antenne planaire multibandes
JP4850026B2 (ja) * 2006-10-24 2012-01-11 セイコーインスツル株式会社 電波修正時計用アンテナ構造体及びこれを備えた電波修正時計
JP2009296411A (ja) * 2008-06-06 2009-12-17 Toyota Motor Corp マイクロストリップアンテナ
JP5493527B2 (ja) * 2009-07-14 2014-05-14 セイコーエプソン株式会社 無線機能付き時計
JP5994522B2 (ja) * 2012-09-24 2016-09-21 セイコーエプソン株式会社 アンテナ内蔵式電子時計
US9785124B2 (en) * 2012-09-24 2017-10-10 Seiko Epson Corporation Electronic timepiece with internal antenna
US9444141B2 (en) * 2013-08-19 2016-09-13 Google Technology Holdings LLC Antenna system for a smart portable device using a continuous metal band
CN103943945B (zh) * 2014-02-21 2016-09-14 上海安费诺永亿通讯电子有限公司 手表天线及设有该手表天线的手表
JP5936150B2 (ja) * 2014-03-18 2016-06-15 カシオ計算機株式会社 電子機器および腕時計
US9673511B2 (en) * 2014-09-22 2017-06-06 Intel Corporation Exciting dual frequency bands from an antenna component with a dual branch coupling feed
US9653785B2 (en) * 2015-01-23 2017-05-16 Sony Corporation Antennas for body-worn wireless electronic devices
US9912042B2 (en) * 2015-07-28 2018-03-06 Futurewei Technologies, Inc. Coupled multi-bands antennas in wearable wireless devices

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017123504A (ja) 2017-07-13
US20170192396A1 (en) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5994522B2 (ja) アンテナ内蔵式電子時計
JP6686441B2 (ja) 腕装着型機器及びアンテナ体
JP5998795B2 (ja) アンテナ内蔵式電子時計
US8897099B2 (en) Electronic timepiece with internal antenna
US8456959B2 (en) Timepiece with wireless communication function
JP6179123B2 (ja) アンテナ内蔵式電子時計
US9523963B2 (en) Electronic timepiece
US9727029B2 (en) Electronic timepiece having an antenna body with dielectric
US9785124B2 (en) Electronic timepiece with internal antenna
JP2014062845A (ja) アンテナ内蔵式電子時計
JP2014062852A (ja) アンテナ内蔵式電子時計
JP5796670B2 (ja) 腕装着型電子機器
JP5831049B2 (ja) アンテナ内蔵式電子時計
US11231688B2 (en) Electronic timepiece having an antenna holding a timepiece part
JP2016218082A (ja) アンテナ内蔵式電子時計
JP5811696B2 (ja) アンテナ内蔵式電子時計

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180928

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190719

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190730

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200303

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200316

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6686441

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150