JP6883015B2 - Radio watch - Google Patents
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Description
本発明は、平面アンテナを利用して電波を受信する電波腕時計に関する。 The present invention relates to a radio-controlled wristwatch that receives radio waves using a flat antenna.
時刻情報源から送信される電波を受信し、その電波に含まれる時刻情報を用いて時刻を修正する電波腕時計が知られている。このような電波腕時計の中には、例えばGPS(Global Positioning System)衛星からの電波を受信する衛星電波腕時計のように、電波を受信するためにパッチアンテナ等の平面アンテナを使用するものがある(例えば特許文献1参照)。 There is known a radio-controlled wristwatch that receives radio waves transmitted from a time information source and corrects the time using the time information contained in the radio waves. Some such radio-controlled wristwatches use a flat antenna such as a patch antenna to receive radio waves, such as a satellite radio-controlled wristwatch that receives radio waves from a GPS (Global Positioning System) satellite (for example). For example, see Patent Document 1).
上述したような電波腕時計においては、電波の受信感度を高めるために平面アンテナの特性(利得)を向上させることが望まれている。本発明はこのような課題を考慮してなされたものであって、その目的の一つは、平面アンテナの特性を向上させることのできる電波腕時計を提供することにある。 In a radio-controlled wristwatch as described above, it is desired to improve the characteristics (gain) of a flat antenna in order to increase the reception sensitivity of radio waves. The present invention has been made in consideration of such a problem, and one of the objects thereof is to provide a radio-controlled wristwatch capable of improving the characteristics of a flat antenna.
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。 The invention disclosed in the present application in order to solve the above problems has various aspects, and the outline of typical ones of these aspects is as follows.
(1)時刻情報を含む電波を受信するアンテナと、前記アンテナが搭載されるアンテナ基板と、導電性部材により構成される裏蓋と、電池と、前記アンテナ及び前記電池を収容する胴と、を備え、前記アンテナ基板のグラウンドと前記裏蓋とが、前記裏蓋の、平面視において前記アンテナと重なる領域内に設けられた接点を介して電気的に接続されており、前記接点は、前記領域内のうち前記電池よりも前記胴に近い側に設けられることを特徴とする電波腕時計。 (1) An antenna for receiving radio waves including time information, an antenna substrate on which the antenna is mounted, a back cover made of a conductive member, a battery, and a body for accommodating the antenna and the battery. The ground of the antenna substrate and the back cover are electrically connected via a contact provided in a region of the back cover that overlaps with the antenna in a plan view, and the contact is formed in the region. A radio wave watch characterized in that it is provided on the side closer to the body than the battery.
(2)(1)において、前記アンテナは、平面アンテナであり、前記接点は、前記平面アンテナの左右両側面までの距離よりも、左右方向の中心線までの距離が近い位置に配置されることを特徴とする電波腕時計。 (2) In (1), the antenna is a planar antenna, and the contacts are arranged at positions where the distance to the center line in the left-right direction is closer than the distance to the left and right side surfaces of the planar antenna. A radio wave watch featuring.
(3)(2)において、前記接点を複数備え、複数の前記接点は、前記中心線に対して対称となるように設けられることを特徴とする電波腕時計。 (3) The radio-controlled wristwatch according to (2), wherein a plurality of the contacts are provided, and the plurality of contacts are provided so as to be symmetrical with respect to the center line.
(4)(1)〜(3)のいずれかにおいて、前記アンテナ基板と前記裏蓋との間には、前記アンテナ基板を前記裏蓋と逆側に向けて付勢するバネを備える導電性部材が配置され、前記導電性部材は前記アンテナ基板のグラウンドと電気的に接続され、前記裏蓋と前記バネとが前記接点を介して電気的に接続されていることを特徴とする電波腕時計。 (4) In any one of (1) to (3), a conductive member provided with a spring for urging the antenna board toward the opposite side of the back cover between the antenna board and the back cover. Is arranged, the conductive member is electrically connected to the ground of the antenna substrate, and the back cover and the spring are electrically connected via the contact.
(5)(1)〜(4)のいずれかにおいて、前記アンテナ基板のグラウンドは、前記領域内に設けられた複数の接点を介して前記裏蓋と電気的に接続されていることを特徴とする電波腕時計。 (5) In any one of (1) to (4), the ground of the antenna substrate is electrically connected to the back cover via a plurality of contacts provided in the region. Radio-controlled wristwatch.
(6)(1)〜(5)のいずれかにおいて、前記アンテナは、前記電波腕時計の中心を通る二分線の片側の領域に配置されることを特徴とする電波腕時計。 (6) In any of (1) to (5), the radio-controlled wristwatch is characterized in that the antenna is arranged in a region on one side of a dichotomized line passing through the center of the radio-controlled wristwatch.
上記(1)〜(6)の側面によれば、アンテナの利得を向上させることができる。 According to the aspects (1) to (6) above, the gain of the antenna can be improved.
以下、本発明の実施形態について図面に基づき詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る電波腕時計100を示す平面図である。同図には、電波腕時計100のケース(外装)を構成する胴1、胴1内に配置された文字板2と時刻を示す指針である時針3、分針4、秒針5が示されている。また、胴1の3時側の側面にはユーザが種々の操作を行うための竜頭6、プッシュボタン7が配置されている。胴1の12時側及び6時側の側面からは、バンドを固定するためのバンド固定部8が伸びている。
FIG. 1 is a plan view showing a radio-controlled
なお、同図に示した電波腕時計100のデザインは一例である。ここで示したもの以外にも、例えば、胴1を丸型でなく角型にしてもよいし、プッシュボタン7の有無、数、配置は任意である。また、本実施形態では、指針を時針3、分針4、秒針5の3本としているが、これに限定されず、秒針5を省略しても、あるいは、曜日、タイムゾーンやサマータイムの有無、電波の受信状態や電池の残量、各種の表示を行う指針や、日付表示等を追加したりしてもよい。また、電波腕時計100のケースは胴1と図1に表れない裏蓋9から構成される。胴1及び裏蓋9はその両方が金属製であってもよいし、胴1を金属以外の材質、例えばセラミック製としてもよい。いずれにせよ、本実施形態においてケースを構成する裏蓋9は金属等の導電性部材によって構成される。
The design of the radio-controlled
なお、本明細書では、電波腕時計という用語を、電波時計であって、かつ、腕時計であるものを指すものとして用いる。本実施形態では、電波腕時計100は、日付や時刻に関する情報を含む衛星信号を送信する衛星(GPS衛星等)から当該衛星信号を受信し、受信した衛星信号に含まれる日付や時刻に関する情報、すなわち基準時刻情報に基づき、腕時計内部に保持している時刻の情報である内部時刻を修正するものとする。なお、電波腕時計100が受信する電波信号は、衛星信号に限らず、基準時刻情報を含む信号であれば特に限定されない。ただし、後述する平面アンテナ11により好適に受信される電波信号であることから、短波から極超短波の高周波信号であることが好ましい。
In this specification, the term radio-controlled wristwatch is used to refer to a radio-controlled wristwatch and a wristwatch. In the present embodiment, the
なお、電波腕時計100では、文字板2を覆うようにガラス等の透明材料により形成された風防が胴1に取り付けられている。また、風防の反対側においては裏蓋9が胴1に取り付けられている。本明細書では、以降、電波腕時計100の風防が配置される方向(図1における紙面手前方向)を表側、裏蓋9が配置される方向(図1における紙面奥方向)を裏側と呼ぶ。
In the radio-controlled
文字板2の裏側には、電池10及び平面アンテナ11が、平面視において重なり合わないように配置されている。本実施形態では、電池10は円板状のリチウム二次電池であり、文字板2の裏側に設けられた太陽電池により発電された電力を蓄積するものとする。そのため、文字板2は透明または半透明である。なお、電池10の種類は特に限定されず、一次電池であってもよい。その場合には、太陽電池は設けられずともよいし、文字板2は透過性を有さなくともよい。また、本実施形態では、電池10の裏側の面及び側面が正極を構成し、表側の面が負極を構成するものとする。そして、電池10の正極の電位が電波腕時計100の基準電位、すなわち、いわゆるグラウンドの電位となる。
On the back side of the dial 2, the
本実施形態では、平面アンテナ11は略矩形の平板形状をしたパッチアンテナであり、文字板2及び裏蓋9と平行に、文字板2裏側の12時方向寄りに配置されている。平面アンテナ11が受信する電波信号は、GPS衛星からの衛星信号であり、極超短波である。本実施形態では、平面アンテナ11の給電電極は裏側に配置されており、12時側の側面に設けられた電極とつながってストリップ電極を構成している。この給電電極は、平面アンテナ11上面に配置された受信面のうち、左右両側面に沿った検出対象領域11aに流れる電流を検出する。具体的に、検出対象領域11aは、図1に示されるように、平面アンテナ11上面の3時方向の辺、及び9時方向の辺に沿って形成される。この検出対象領域11aが主として平面アンテナ11による電波の受信に使用されることになる。
In the present embodiment, the
図2は、電波腕時計100のケースの内部に収容されるムーブメント101を裏側から見た平面図である。ムーブメント101は、支持枠となるほぼ円形の絶縁性材料からなる地板12に各部材を組みつけられた構成となっている。図2では、図中左方向にムーブメント101から飛び出すように竜頭6が取り付けられる巻真13が見えている。従って、同図においては、左方向が図1における3時方向に相当し、右方向が9時方向、上方向が12時方向、下方向が6時方向となる。
FIG. 2 is a plan view of the
図2に示されるように、ムーブメント101裏側の6時方向には、円形の導電性部材によって構成される電池押さえ14が電池10を覆うように配置されている。また、ムーブメント101裏側の電池押さえ14を除いた領域には、略三日月型の導電性部材によって構成される耐磁板15が配置されている。電池押さえ14は電池10の裏側の正極と接触して導通しており、さらにネジ14aによって耐磁板15にネジ止めされるとともに、耐磁板15と導通している。なお、後述するように、平面アンテナ11が搭載される平面アンテナ基板16のグラウンドも、電池10の正極と電気的に接続されている。これにより、平面アンテナ基板16のグラウンドは、耐磁板15と電気的に接続されることになる。
As shown in FIG. 2, a
さらに、耐磁板15の電池押さえ14と逆側(すなわち、12時方向)の端部には、弾性を有する舌状の突起によって形成されたバネ15aが裏側に突出するように配置されている。ムーブメント101がケースに収容された状態では、このバネ15aの先端にある接点Cが裏蓋9の表側の面と接触し、これにより耐磁板15と裏蓋9とは導通する。また、このバネ15aの弾性によって耐磁板15は表側に付勢され、平面アンテナ基板16を含むムーブメント101内部の各部材を地板12側に押しつけて固定する。
Further, at the end of the
このように、平面アンテナ基板16のグラウンドが耐磁板15と電気的に接続され、さらに耐磁板15が接点Cを介して裏蓋9と導通することによって、裏蓋9が平面アンテナ16のグラウンドと電気的に接続され、裏蓋9がグラウンドとしての役割を果たすことになる。このように他の部材と比較して大きな導電性部材である裏蓋9をグラウンドとして利用することによって、平面アンテナ11のためのグラウンドを十分に確保することができる。
In this way, the ground of the
また、図2には、平面アンテナ11の位置が破線により示されている。同図から明らかなように、バネ15aの先端(すなわち、耐磁板15と裏蓋9との接点C)は、平面視において平面アンテナ11と重なる領域内に位置している。つまり、裏蓋9及び文字板2に対して垂直な方向から見て、接点Cは平面アンテナ11と重なる領域内にある。これにより、裏蓋9の特に平面アンテナ11と対向する領域を確実に接地し、基準電位に保つことができる。本願発明者らは、研究の結果、この図2のように接点Cを平面視において平面アンテナ11と重なる領域内に配置することによって、平面アンテナ11の利得を向上させることができることを見出した。これは、平面アンテナ11から離れた位置に接点を設けると、裏蓋9上の電位分布が平面アンテナ11に対して非対称になりやすく、平面アンテナ11の2つの検出対象領域11aの受信特性に悪影響を及ぼすからである。そのため、裏蓋9の平面視において平面アンテナ11と重なる領域の中でも、特に2つの検出対象領域11aから等距離に近い領域内に接点Cを設けることで、平面アンテナ11の利得向上が期待できる。ここで、平面アンテナ11の検出対象領域11aに平行な中心線(すなわち、左右方向の中心線)を中心線Lとする。図2では中心線Lが一点鎖線で示されている。このとき、接点Cを、平面アンテナ11の左右両側面までの距離よりも中心線Lまでの距離が近い位置に配置することがより好ましい。
Further, in FIG. 2, the position of the
なお、ここでは耐磁板15にはバネ15aが一つだけ設けられることとした。そのため耐磁板15と裏蓋9との接点Cも一つだけである。しかしながらこれに限らず、裏蓋9の平面アンテナ11と重なる領域内には、複数の接点Cが設けられてもよい。例えば耐磁板15には複数のバネ15aが並んで形成され、これら複数のバネ15aの先端がそれぞれ裏蓋9と接触するように構成されてもよい。こうすれば、より確実に平面アンテナ基板16のグラウンドと裏蓋9とを電気的に接続させることができる。さらに、複数のバネ15aにより形成される複数の接点Cは、中心線Lに対して対称となるように設けられることがより好ましい。
Here, it is decided that only one
次に、図3及び図4を用いて平面アンテナ基板16と耐磁板15との間の電気的な接続経路について説明する。
Next, the electrical connection path between the
図3は、ムーブメント101の概略分解斜視図である。図中上方向が裏側、下方向が表側を向く方向となっている。図3の最下段には、地板12に対してモーター等の駆動部品が収容され、その上に時計回路基板21、及び回路押さえ板22が重ねて配置された状態が示されている。時計回路基板21は、計時機能を実現する制御回路等の各種の電子部品が搭載された基板である。時計回路基板21の12時側の位置には矩形の切欠きが設けられているが、これは、概略矩形の平面アンテナ11を収容するためのものである。回路押さえ板22は時計回路基板21と電気的に接続されるように配置され、時計回路基板21を地板12側に固定している。さらにその裏側には、平面アンテナ基板16が配置される。平面アンテナ基板16の表側の12時側の位置には、平面アンテナ11が配置されている。また、平面アンテナ基板16上には、平面アンテナ11による受信のための高周波回路も搭載されている。平面アンテナ基板16の6時側の位置、すなわち、時計回路基板21の矩形の切欠きと反対側の位置には円形の切欠きが設けられており、概略円形の電池10を収容するようになっている。電池10、及び平面アンテナ基板16の裏側には、それぞれ前述した電池押さえ14及び耐磁板15が配置される。以上説明したムーブメント101を構成する各部材は、円柱形状の柱状部材23を各部材に設けられた穴に挿入し、ネジ止めすることにより、固定されている。
FIG. 3 is a schematic exploded perspective view of the
図4は、裏側を上向きにして6時方向から見たムーブメント101の断面図である。すなわち、紙面手前方向が6時方向で奥方向が12時方向であり、右方向が9時方向、左方向が3時方向に対応する。なお、図4は、ムーブメント101の電池10を通る断面を示しているが、ムーブメント101を構成する各部材の位置関係を示す模式的な断面図である。したがって、実際には図面の奥行き方向にオフセットして配置されている部材が図4では同一平面上に示されている場合がある。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
図3に示されるように、耐磁板15と平面アンテナ基板16とは重ねて配置さているが、直接的に導通してはおらず、互いに絶縁されている。その代わり、図4に示されるように、平面アンテナ基板16のグラウンドは、時計回路基板21に取り付けられた導電ゴム21aを経由して時計回路基板21のグラウンドと接続されている。なお、平面アンテナ基板16のグラウンドと時計回路基板21のグラウンドとは、導電ゴム21aに代えて、あるいはこれに加えて、金属等の導電性部材によって形成された柱状部材23を経由して導通することとしてもよい。時計回路基板21のグラウンドは、導電性部材により構成された回路押さえ板22と電気的に接続されている。さらに、回路押さえ板22には、電池10の側面の正極と接触するように突出する接続端子部22aが形成されている。この接続端子部22aを介して、回路押さえ板22は電池10の正極と電気的に接続される。また、前述したように電池10の裏側の正極は電池押さえ14及び耐磁板15を介して裏蓋9と電気的に接続されている。これにより、平面アンテナ基板16のグラウンドは裏蓋9と電気的に接続され、全体として電波腕時計100の基準電位を構成することになる。
As shown in FIG. 3, the
以上説明した本実施形態に係る電波腕時計100によれば、平面アンテナ基板16のグラウンドと裏蓋9とを電気的に接続する裏蓋9上の接点Cが平面視において平面アンテナ11と重なる領域に配置されることによって、裏蓋9の平面アンテナ11と重なる領域を確実に接地することができ、これにより平面アンテナ11の利得を向上させることができる。
According to the radio wave watch 100 according to the present embodiment described above, the contact C on the back cover 9 that electrically connects the ground of the
なお、以上説明した実施形態に示した具体的な構成は例示であり、当業者は種々の変形を行ってもよい。例えば、各部材あるいはその部分の形状や数は適宜変更してもよく、図示したものと同一であることを要さない。例えば図3及び図4で示した電気的経路は一例に過ぎず、平面アンテナ基板16のグラウンドは他の経路によって裏蓋9と電気的に接続されてもよい。例えば前述した平面アンテナ基板16と時計回路基板21との間の電気的接続と同様に、耐磁板15や回路押さえ板22などのムーブメント101内の各部材は、導電性部材によって構成された柱状部材23を介して電気的に接続されてもよい。
The specific configuration shown in the above-described embodiment is an example, and those skilled in the art may make various modifications. For example, the shape and number of each member or a portion thereof may be changed as appropriate, and it is not necessary that the members are the same as those shown in the figure. For example, the electrical path shown in FIGS. 3 and 4 is only an example, and the ground of the
1 胴、2 文字板、3 時針、4 分針、5 秒針、6 竜頭、7 プッシュボタン、8 バンド固定部、9 裏蓋、10 電池、11 平面アンテナ、11a 検出対象領域、12 地板、13 巻真、14 電池押さえ、14a ネジ、15 耐磁板、15a
バネ、16 平面アンテナ基板、21 時計回路基板、21a 導電ゴム、22 回路押さえ板、22a 接続端子部、23 柱状部材、100 電波腕時計、101 ムーブメント。
1 body, 2 dial, 3 hour hand, 4 minute hand, 5 second hand, 6 crown, 7 push button, 8 band fixing part, 9 back cover, 10 battery, 11 flat antenna, 11a detection target area, 12 base plate, 13 rolls , 14 Battery holder, 14a screw, 15 anti-magnetic plate, 15a
Spring, 16 flat antenna board, 21 clock circuit board, 21a conductive rubber, 22 circuit holding plate, 22a connection terminal, 23 columnar member, 100 radio-controlled wristwatch, 101 movement.
Claims (6)
前記アンテナが搭載されるアンテナ基板と、
電池と、
前記アンテナ及び前記電池を収容する胴と、
平面視において前記アンテナ基板及び電池と重なるように設けられると共に前記胴に取り付けられる、導電性部材により構成される裏蓋と、
前記アンテナ基板のグラウンドと前記裏蓋とを電気的に接続する接点と、
を備え、
前記接点は、平面視において、前記アンテナと重なる領域内に設けられ、かつ、前記電池よりも前記胴に近い側に設けられる
ことを特徴とする電波腕時計。 An antenna that receives radio waves including time information,
The antenna board on which the antenna is mounted and
And batteries,
The body that houses the antenna and the battery,
A back cover made of a conductive member, which is provided so as to overlap the antenna substrate and the battery in a plan view and is attached to the body.
A contact that electrically connects the ground of the antenna board and the back cover,
With
A radio-controlled wristwatch characterized in that the contact is provided in a region overlapping the antenna in a plan view and is provided closer to the body than the battery.
前記接点は、前記平面アンテナの左右両側面までの距離よりも、左右方向の中心線までの距離が近い位置に配置される
ことを特徴とする請求項1に記載の電波腕時計。 The antenna is a planar antenna.
The radio wave watch according to claim 1, wherein the contacts are arranged at a position where the distance to the center line in the left-right direction is closer than the distance to the left and right side surfaces of the flat antenna.
複数の前記接点は、前記中心線に対して対称となるように設けられる
ことを特徴とする請求項2に記載の電波腕時計。 With a plurality of the above contacts
The radio-controlled wristwatch according to claim 2, wherein the plurality of contacts are provided so as to be symmetrical with respect to the center line.
前記導電性部材は前記アンテナ基板のグラウンドと電気的に接続され、
前記裏蓋と前記バネとが前記接点を介して電気的に接続されている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電波腕時計。 A conductive member having a spring for urging the antenna board toward the opposite side of the back cover is arranged between the antenna board and the back cover.
The conductive member is electrically connected to the ground of the antenna substrate.
The radio-controlled wristwatch according to any one of claims 1 to 3, wherein the back cover and the spring are electrically connected via the contact point.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電波腕時計。 The radio wave according to any one of claims 1 to 4, wherein the ground of the antenna substrate is electrically connected to the back cover via a plurality of contacts provided in the region. Watches.
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の電波腕時計。 The radio-controlled wristwatch according to any one of claims 1 to 5, wherein the antenna is arranged in a region on one side of a dichotomy line passing through the center of the radio-controlled wristwatch.
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