JPWO2018168852A1 - 電波時計 - Google Patents

Abstract

高感度の電波時計を提供する。電波時計は、風防（３１）と、前記風防がはめ込まれるケース（３２，３８,９）と、前記ケース内に配置されるムーブメント（５９）と、前記風防と前記ムーブメントとの間かつ前記ケースの内周に沿って配置されるアンテナ体（３６）と、を含む。前記アンテナ体は、アンテナ電極（１０）と、表面に前記アンテナ電極が配置されるアンテナ基材と、を含み、前記アンテナ基材の誘電率は前記アンテナ体の周囲にある他の部材の誘電率より大きい。

Description

本発明は、衛星等から信号を受信する電波時計に関する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）を構成する衛星等からの送信信号に含まれる時刻情報を受信して時刻を修正する携帯型の電波時計が実用に供されている。電波の受信のためのアンテナの種類および配置は、時計の機能を損なわずかつ必要な受信感度が得られるように決定されている。

一般的にはアンテナの大きさは適切な周波数特性が得られるように波長に応じて定められるが、電波時計のように部品の配置に制約がある場合には、適切なアンテナ長を確保することが難しい場合がある。このようなケースでは、誘電体の表面にアンテナ電極を配置している。誘電体により生じる波長短縮効果により、小さなアンテナでも所望の周波数特性が得られる。

特許文献１には、誘電体基材１１３とアンテナ電極１１４とからなるＧＰＳアンテナ１１と、そのＧＰＳアンテナ１１を収容するダイヤルリング１１０とを有する無線機能付腕時計が開示されている。アンテナ電極１１４は、誘電体基材１１３の表面に配置される。

特許文献２には、セラミック等で形成された外装ケース８０と、非導電性材料で形成された地板３８およびダイヤルリング８３と、アンテナ体４０とを有する電子時計が開示されている。アンテナ体４０は、環状の誘電体４０１と、誘電体の表面に設けられたアンテナパターン４０２，４０３とを有し、アンテナ体４０は、地板３８およびダイヤルリング８３と、外装ケース８０とに囲まれたドーナツ状の空間に収容されている。

特開２０１２−２３３９２６号公報 特開２０１４−６２８５２号公報

近年、電波時計の薄型化などの理由により、アンテナとその周囲の誘電部材との間隔を広くとることが困難になっている。一方、アンテナと周囲の部材との間隔が狭くなると、アンテナと周囲の誘電部材との間隔の変位に起因するアンテナの特性のばらつきが生じやすくなる。例えば外力により変形した場合や、製造誤差が大きかった場合などに、電波時計が設計した通りの受信感度で動作しなくなる。

本発明は上記事情を考慮してなされたものであって、その目的は、電波時計の受信感度のばらつきを抑える技術を提供することである。

（１）風防と、前記風防がはめ込まれるケースと、前記ケース内に配置されるムーブメントと、前記風防と前記ムーブメントとの間かつ前記ケースの内周に沿って少なくとも一部が配置されるアンテナ体と、を含み、前記アンテナ体は、アンテナ電極と、表面に前記アンテナ電極が配置されるアンテナ基材と、を含み、前記アンテナ基材の誘電率は前記アンテナ体の周囲にある他の部材の誘電率より大きい電波時計。

（２）（１）において、前記アンテナ基材の誘電率は、前記アンテナ体との距離が受信波長の２０分の１以内である他の部材の誘電率より大きい、電波時計。

（３）（１）または（２）において、前記アンテナ基材の誘電率は、前記他の部材の誘電率の２倍より大きい、電波時計。

（４）（１）から（３）のいずれかにおいて、前記アンテナ基材の誘電率は、前記風防と前記ムーブメントの間に配置される他の部材の誘電率より大きい、電波時計。

（５）（１）から（４）のいずれかにおいて、前記アンテナ基材の誘電率は、前記アンテナ体に隣接する他の部材の誘電率より高い、電波時計。

（６）（１）から（５）のいずれかにおいて、前記他の部材のいずれかは、前記アンテナ電極の少なくとも一部と対向する、電波時計。

（７）（１）から（６）のいずれかにおいて、前記アンテナ基材は、前記アンテナ電極より前記他の部材に近い部分を有する、電波時計。

（８）（７）において、前記アンテナ基材は凹部または複数の凸部を有し、前記アンテナ電極は前記凹部の内部に配置され、または、前記複数の凸部に隣接して配置されている、電波時計。

（９）（７）において、前記アンテナ基材の表面かつ前記アンテナ電極の周囲に配置される保護部材をさらに含む、電波時計。

（１０）（７）において、前記他の部材は、前記アンテナ電極の形状に応じた凹部、または、前記アンテナ基材の表面のうち前記アンテナ電極の周辺領域と対向する凸部を有する、電波時計。

（１１）（１）から（１０）のいずれかにおいて、前記アンテナ体の前記ムーブメントの側に配置され、弾力性を有する保護部材をさらに含む、電波時計。

（１２）（１）から（１１）のいずれかにおいて、前記風防と前記ムーブメントとの間に配置される見返しリングをさらに含み、前記アンテナ体は、前記見返しリングと前記風防との間に配置される、電波時計。

（１３）（１２）において、前記見返しリングの前記風防側の面は凹部を有し、前記アンテナ体は、前記凹部に配置される、電波時計。

（１４）（１）から（１３）のいずれかにおいて、前記他の部材は、前記風防と前記ムーブメントとの間に配置される見返しリング、前記風防、前記風防と前記ムーブメントの間に配置される文字板、前記ケース、および前記ムーブメントであり、前記見返しリングは前記アンテナ体より前記風防に近い、電波時計。

本発明によれば、電波時計の受信感度のばらつきを抑えることができる。

本発明の実施形態にかかる衛星電波腕時計の一例を示す平面図である。 図１に示される衛星電波腕時計のII−II切断線における断面図である。 衛星電波腕時計の回路構成の概略を示すブロック図である。 アンテナ電極と導電ピンとの接続の一例を概略的に示す部分断面図である。 アンテナ電極と導電ピンとの接続の他の一例を概略的に示す部分断面図である。 アンテナ電極と高誘電部材との距離変化を説明する図である。 アンテナ電極と高誘電部材との距離変化を説明する図である。 誘電率３の誘電体上のアンテナ電極についての周波数特性の変化を示すグラフである。 誘電率１０の誘電体上のアンテナ電極についての周波数特性の変化を示すグラフである。 誘電率３３の誘電体上のアンテナ電極についての周波数特性の変化を示すグラフである。 誘電率９０程度の高誘電率の誘電体上のアンテナ電極についての周波数特性の変化を示すグラフである。 誘電率と受信周波数の変化との関係を示す図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 アンテナ体および風防ガラスの他の一例を概略的に示す部分断面図である。 図１７に示されるアンテナ体と風防ガラスとが接近する例を示す部分断面図である。 アンテナ体と導電ピンとの接続の一例を概略的に示す図である。 アンテナ体の他の一例を示す部分断面図である。 アンテナ体の他の一例を示す部分断面図である。 アンテナ体およびアンテナ体に対向する部材の他の一例を示す部分断面図である。 アンテナ体およびアンテナ体に対向する部材の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。 衛星電波腕時計の他の一例を示す部分断面図である。

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。以下では本発明の実施形態にかかる衛星電波腕時計１について説明する。本実施形態に係る衛星電波腕時計１は、時刻情報を含んだ衛星電波を受信し、当該受信された衛星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や測位を行う。

図１は、本発明の実施形態にかかる衛星電波腕時計１の一例を示す平面図であり、図２は、図１に示される衛星電波腕時計１のII−II切断線における断面図である。これらの図に示されるように、衛星電波腕時計１は、風防ガラス３１と、風防ガラス３１を保持するベゼル３２と、円筒状の胴３８と、胴３８の下に設けられる裏蓋３９とを含む。これらは衛星電波腕時計１の外形を構成している。胴３８およびベゼル３２は、風防ガラス３１および裏蓋３９に挟まれている。胴３８、ベゼル３２、裏蓋３９は、衛星電波腕時計１の外装ケースを構成している。以下では、衛星電波腕時計１の裏蓋３９から風防ガラス３１へ向かう向きを上、風防ガラス３１から裏蓋３９へ向かう向きを下と表記する。

胴３８は金属からなり、上下方向に貫かれる穴を有する。ベゼル３２は胴３８の穴の上部の形状に応じたリング状の部材である。ベゼル３２は、金属またはセラミックスからなる。ベゼル３２はその胴３８の穴の上部にはめ込まれることで胴３８に接続されている。また裏蓋３９は金属からなり胴３８の穴の下部の形状に応じた平面を有し、裏蓋３９はその穴の下部にはめ込まれている。風防ガラス３１は、例えばサファイアガラスであり誘電率は１０程度である。風防ガラス３１は、ベゼル３２の開口の上部の形状に応じた平面形状を有し、ベゼル３２のその開口にはめ込まれている。風防ガラス３１とベゼル３２とはパッキン３３を介して接しており、パッキン３３により風防ガラス３１が固定されている。またベゼル３２と胴３８とはパッキン３７を介して接しており、パッキン３７によりベゼル３２が固定されている。また、耐衝撃性と防水性が劣るものの、パッキン３３の代わりにカシメや接着などでベゼル３２に風防ガラス３１を固定してもよい。

また、衛星電波腕時計１は、アンテナ体１１、リング状の見返しリング３４、文字板５１、時針５２ａ、分針５２ｂ及び秒針５２ｃ、図示しないソーラーセル、ムーブメント５９を含む。これらは、風防ガラス３１、ベゼル３２、胴３８、裏蓋３９に囲まれた空間に配置されている。見返しリング３４の材質はプラスチックである。ムーブメント５９は、外装ケース内に配置されており、日板や、地板、回路基板、駆動回路などを含む。アンテナ体１１は、アンテナ電極１０および高誘電部材３６を含む。高誘電部材３６は、例えばジルコニアなどのセラミックスを含む高誘電体である。高誘電体は、周りの材料より誘電率が高い材料であり、例えば風防ガラス３１が誘電率１０のサファイアガラスである場合には、高誘電体の誘電率はその２倍である２０以上であることが望ましい。

見返しリング３４は風防ガラス３１とムーブメント５９との間、図２の例では特に文字板５１と風防ガラス３１との間に配置されている。また図２の例では、アンテナ体１１はリング状の部材であり、外装ケースを構成するベゼル３２の内周面３２ｃと、見返しリング３４との間に配置され、平面視で、外装ケースを構成するベゼル３２の内周面３２ｃに沿って配置されている。また、ベゼル３２は、内周面３２ｃの下部から径方向内側に向けて張り出す張出部３２ｅを有し、高誘電部材３６はベゼル３２の張出部３２ｅと風防ガラス３１との間に配置されている。高誘電部材３６と見返しリング３４との間には緩衝材６３が、高誘電部材３６と張出部３２ｅとの間には緩衝材６４が設けられている。

アンテナ電極１０は弧状の電極であり、高誘電部材３６の上面３６ａに、風防ガラス３１の周縁や文字板５１の外周に沿って延びるように配置されている。高誘電部材３６の上のアンテナ電極１０は、金属エレメントを高誘電部材３６にはりつけることで形成されてもよいし、蒸着やＬＤＳ（Laser Direct Structuring）により形成されてもよい。なお、アンテナ電極１０は、必ずしも高誘電部材３６の上面３６ａに配置されなくてもよい。例えば、高誘電部材３６の下面や側面に配置されてもよい。また、高誘電部材３６が文字板５１に対して傾斜する傾斜面を有する場合には、その傾斜面にアンテナ電極１０が配置されてもよい。また、アンテナ電極１０はフラットな面に配置されなくてもよい。例えば、アンテナ電極１０が、高誘電部材３６の表面に形成された凹部に沿って屈曲しかつその凹部を覆うように形成されてもよい。アンテナ電極１０は、風防ガラス３１と隣接している。なお、アンテナ電極１０は、線状の電極を用いた線状アンテナであってよい。

図３は、衛星電波腕時計１の回路構成の概略を示すブロック図である。衛星電波腕時計１は、受信回路２２、制御回路２６、駆動機構２８も含んでいる。アンテナ電極１０により受信された信号は、信号線を介して受信回路２２に入力される。

受信回路２２は、アンテナ電極１０が受信した信号を復号し、復号の結果得られる衛星信号の内容を示すビット列（受信データ）を出力する。より具体的には、受信回路２２は高周波回路（ＲＦ回路）及びデコード回路を含んでいる。高周波回路は、高周波数で動作し、アンテナ電極１０が受信したアナログ信号に対して増幅、検波を行って、ベースバンド信号に変換する。デコード回路は、高周波回路が出力するベースバンド信号を復号してＧＰＳ衛星から受信したデータの内容を示すビット列を生成し、制御回路２６に対して出力する。

制御回路２６は、衛星電波腕時計１に含まれる各種回路や機構を制御する回路であり、例えば、マイクロコントローラと、モータ駆動回路と、ＲＴＣ（Ｒｅａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）とを含む。制御回路２６は、受信データやＲＴＣが出力するクロックに基づいて時刻を取得し、取得された時刻にあわせて駆動機構２８に含まれるモーターを駆動する。駆動機構２８は、ステップモータであるモーターと、輪列と、を含んで構成される。モーターの回転を輪列が伝達することによって、例えば時針５２ａ、分針５２ｂ、及び秒針５２ｃのうちいずれかを回転させる。これにより現在時刻が表示される。

なお、アンテナ電極１０が平衡な特性を有する場合には、アンテナ電極１０と受信回路２２との間にバラン回路を設けてもよい。

図４は、アンテナ電極１０と導電ピン４１との接続の一例を概略的に示す部分断面図である。高誘電部材３６は、アンテナ電極１０の端部の直下を上下に貫くスルーホール３６ｔを有する。アンテナ電極１０と受信回路２２とを電気的に接続する信号線は、導電ピン４１と、アンテナ電極１０と導電ピン４１とを電気的に接続する接続配線１４とを含む。図４の例では、接続配線１４はスルーホール３６ｔの内部に埋め込まれた金属であり、接続配線１４の上端はアンテナ電極１０と接触しており、接続配線１４の下端は導電ピン４１の上端と接触している。なお、ベゼル３２の張出部３２ｅのうち、スルーホール３６ｔの下側には導電ピン４１が通る貫通孔または切欠きが設けられている。

ここで、接続配線１４は必ずしもスルーホール３６ｔに設けられなくてもよい。図５は、アンテナ電極１０と導電ピン４１との接続の他の一例を概略的に示す部分断面図である。図５の例では、接続配線１４は、高誘電部材３６の上面３６ａ、側面、下面３６ｄに配置されており、上面３６ａにあるアンテナ電極１０と下面３６ｄに接触する導電ピン４１とを電気的に接続している。

以下では、アンテナ電極１０の周囲にある部材によるアンテナの受信特性の変化について説明する。

図６および図７は、アンテナ電極１０と高誘電部材３６との距離変化を説明する図である。図６は風防ガラス３１に外力がかかっていない状態の図であり、図７は、風防ガラス３１に外力がかかっている状態の図である。風防ガラス３１に下向きの外力がかかると、パッキン３３等の変形により、アンテナ電極１０と風防ガラス３１との距離が接近し、接触してしまう可能性がある。

風防ガラス３１も誘電率を有するため、アンテナ電極１０と風防ガラス３１との接近により受信する波長がさらに短縮される。これにより、アンテナの周波数特性が変化する。風防ガラス３１だけでなく、アンテナ電極１０との距離が受信波長の２０分の１以内である誘電体については波長短縮効果に大きく寄与するため、これらの誘電体についても微小な距離の変化によりアンテナの周波数特性が変化する。影響を与えうる誘電体としては、見返しリング３４、文字板５１、外装ケースを構成するベゼル３２、ムーブメント５９が挙げられる。

ここで、周波数特性の変化量は、高誘電部材３６と、その周囲にある誘電体の誘電率とに応じて定まる。図８は、誘電率３の誘電体上のアンテナ電極１０についての周波数特性の変化を示すグラフである。図８は、高誘電部材３６に相当するアンテナ基材は例えばリング状のプラスチックであり、アンテナ基材の上面にアンテナ電極１０が配置され、アンテナ電極１０の上にサファイア製の風防ガラス３１が存在するケースについて実測された周波数特性を示している。図８では、サファイアの誘電率は１０としている。

ここで、図８の破線はアンテナ電極１０およびアンテナ基材と風防ガラス３１との距離が１ｍｍの場合の周波数に応じた反射係数Ｓ１１を示し、その最小値が最も効率よく受信できる周波数を示す。図８の実線は、アンテナ電極１０およびアンテナ基材と、風防ガラス３１とが接触している場合の周波数に応じた反射係数Ｓ１１を示し、その最小値が最も効率よく受信できる周波数（以下、受信周波数という）を示す。

図９は誘電率１０の誘電体上のアンテナ電極１０についての周波数特性の変化を示すグラフである。図１０は誘電率３３の誘電体上のアンテナ電極１０についての周波数特性の変化を示すグラフである。図１１は、誘電率９０程度の高誘電率の誘電体上のアンテナ電極１０についての周波数特性の変化を示すグラフである。誘電率３３の誘電体は、例えばジルコニアである。図９から１１は、それぞれアンテナ基材の上面にアンテナ電極１０が配置され、アンテナ電極１０の上にサファイア製の風防ガラス３１が存在するケースについて実測された周波数特性を示している。実線および破線の意味は、図８と同様である。なお、図１１の例では誘電率は９３であるが、誘電率が８０から１００程度であっても同様の結果が得られる。

また、アンテナ基材の誘電率と、アンテナ基材に対する風防ガラス３１の距離と、による受信周波数の変化を表１に示す。

図８から１１や表１によると、アンテナ基材の誘電率が大きい方が、距離の変化に伴う受信周波数の変化が少なくなる傾向がある。図１２は、誘電率と受信周波数の周波数変化率ｆｄとの関係を示す図である。横軸はアンテナ電極１０が配置されるアンテナ基材の誘電率であり、縦軸は受信周波数の周波数変化率ｆｄを示す。受信周波数の周波数変化率ｆｄは、アンテナ体１１と風防ガラス３１との距離が１ｍｍの場合の受信周波数と、アンテナ体１１と風防ガラス３１とが接触している場合の受信周波数との差を、間隔１ｍｍの場合の周波数で割った値である。

図１２からわかるように、受信周波数の周波数変化率ｆｄは、アンテナ電極１０が配置されるアンテナ基材の誘電率が、アンテナ電極１０に隣接する他の部材の誘電率より小さいと大きい。また受信周波数の周波数変化率ｆｄは、高誘電部材３６の誘電率が大きくなると小さくなる。特に、アンテナ基材の誘電率が隣接する他の部材の誘電率の約２倍を超えると受信周波数の周波数変化率ｆｄの変化が無視できる程度になっている。

このことから、高誘電部材３６の誘電率を、その周囲、特にアンテナ電極１０（アンテナ体１１でもよい）からの距離が受信波長の２０分の１以内となる範囲にある他の部材の誘電率の２倍以上になるようにすることで、変形や製造時の工作精度に起因する周波数特性の変動による影響を抑えることが可能になる。より具体的には、高誘電部材３６の材質をジルコニアまたはそれよりも誘電率の高い物質にし、さらに見返しリング３４、文字板５１、外装ケースを構成するベゼル３２、ムーブメント５９の誘電率が、その半分以下であることにより、周波数特性の変動による影響を抑えることができる。また、上記部材に限らず高誘電部材３６の誘電率が、その周囲にあるすべての他の部材より高くてもよい。高誘電基材３６の誘電率が、風防ガラス３１とムーブメント５９との間に配置される他の部材（例えばアンテナ電極１０に隣接する部材）の誘電率より大きくてもよい。これらの場合も周波数特性の変動による影響を抑えることができる。

なお、高誘電部材３６の配置が、図２に示されるものと異なっていてもよい。図１３は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図１３の例では、図２の例と異なり、ベゼル３２は、風防ガラス３１の外側にある内周面３２ｂと、高誘電部材３６の外側にある内周面３２ｃとを有する。平面視で、内周面３２ｂより内周面３２ｃの方が内側に存在する。また、文字板５１は、見返しリング３４だけでなくベゼル３２の張出部３２ｅの下にも存在する。図２の例では高誘電部材３６がパッキン３３を介して風防ガラス３１を支えているが、図１３の例では高誘電部材３６は風防ガラス３１を支えていない。高誘電部材３６がセラミックスの場合、図２の例では風防ガラス３１からの衝撃や、風防ガラス３１のはめ込み時の圧力により高誘電部材３６に割れや欠けが発生する可能性がある。一方、図１３の例では例えば金属製のベゼル３２が風防ガラス３１を保持するので、上記問題の発生を抑えることができる。

図１４は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図１４の例では、図１３の例と異なり、ベゼル３２の張出部３２ｅが存在せず、文字板５１の直上に高誘電部材３６が配置されている。図１４の例では、張出部３２ｅが存在しないため、ベゼル３２が金属製の場合には、アンテナ電極１０への金属の影響を低減することができ、受信感度を向上させることができる。なお、図１４の例では、ムーブメント５９を保持するために、胴３８の内周側に突起が設けられている。

図１５は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図１５の例は、図２の例と異なり、見返しリング３４がベゼル３２の内周面３２ｃに隣接し、また見返しリング３４と風防ガラス３１との間にアンテナ体１１が配置されている。より具体的には、アンテナ体１１は、見返しリング３４の上面（風防ガラス３１側の面）に設けられた凹部３４ｒに配置されている。アンテナ体１１に含まれる高誘電部材３６と見返しリング３４との間には緩衝材６３，６４が設けられている。緩衝材６３は高誘電部材３６の径方向内側に、緩衝材６４は高誘電部材３６の下側に配置されている。図１５の例では、見返しリング３４がパッキン３３を介して風防ガラス３１を保持している。例えばベゼル３２が金属の場合には、高誘電部材３６とベゼル３２の内周面３２ｃとの間の見返しリング３４によりベゼル３２とアンテナ電極１０との間隔が大きくなり、金属によるアンテナ電極１０の受信感度への影響を抑えることができる。一方、ベゼル３２がセラミックスである場合は、見返しリング３４をプラスチックにすることにより、衝撃によるベゼル３２の割れや欠けの発生を抑制できる。

図１６は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図１６の例は、図１５の例と異なり、ベゼル３２の張出部３２ｅが存在しない。

ここで、高誘電部材３６に凹部３６ｒが設けられ、その凹部３６ｒの内部にアンテナ電極１０が配置されてもよい。図１７は、アンテナ体１１および風防ガラス３１の他の一例を概略的に示す部分断面図である。図１７の例では、高誘電部材３６の上面３６ａに凹部３６ｒが設けられており、その凹部３６ｒの内側にアンテナ電極１０が配置されている。これにより、アンテナ電極１０よりも高誘電部材３６の方が風防ガラス３１などの他の部材に近くなっている。

図１８は、図１７に示されるアンテナ体１１と風防ガラス３１とが接近する例を示す部分断面図である。図１８の例では、風防ガラス３１に力が加わることにより風防ガラス３１とアンテナ体１１とが近接する例を示している。図１８の例では風防ガラス３１と高誘電部材３６とが接触しているが、アンテナ電極１０と風防ガラス３１は接触せず、いくらかの距離を保っている。誘電体による波長短縮効果は、アンテナ電極１０と他の部材とが近くなるほど大きく変動する。凹部３６ｒによりアンテナ電極１０と他の部材との最低限の距離を保つことにより、周波数特性の変動による影響をさらに抑えることができる。

図１９は、アンテナ体１１と導電ピン４１との接続の一例を概略的に示す図である。高誘電部材３６は、アンテナ電極１０の端部の直下にスルーホール３６ｔを有する。スルーホール３６ｔは、凹部３６ｒの底部から高誘電部材３６の下面３６ｄへと延びている。スルーホール３６ｔの内部には、金属製の接続配線１４が設けられており、接続配線１４の上端はアンテナ電極１０と接触しており、接続配線１４の下端は導電ピン４１の上端と接触している。スルーホール３６ｔを用いずに高誘電部材３６の外側の面に配線を設けると、配線の屈曲する箇所の強度不足や、配線と風防ガラス３１との接触などにより、断線の可能性がある。スルーホール３６ｔを用いることにより、接続配線１４の断線の可能性を下げることができる。

凹部３６ｒの代わりに、高誘電部材３６に突起３６ｐが設けられてもよい。図２０は、アンテナ体１１の他の一例を示す部分断面図である。図２０の例では、高誘電部材３６の表面のうち、アンテナ電極１０に隣接して突起３６ｐが設けられている。図２０の例では、アンテナ電極１０は、突起３６ｐの間に配置されている。突起３６ｐの上端は、アンテナ電極１０の上端より高く、突起３６ｐは、アンテナ電極１０より高誘電部材３６の上面３６ａに対向する部材に近い。突起３６ｐによっても、アンテナ電極１０と他の部材との最低限の距離を保つことにより、周波数特性の変動による影響をさらに抑えることができる。

突起３６ｐの代わりに、高誘電部材３６の表面に保護部材６５が設けられてもよい。図２１は、アンテナ体１１の他の一例を示す部分断面図である。保護部材６５は、高誘電部材３６の上面３６ａに配置されており、アンテナ電極１０の周囲に配置されている。保護部材６５の上端はアンテナ電極１０の上端より高く、保護部材６５は、アンテナ電極１０より高誘電部材３６の上面３６ａに対向する部材に近い。保護部材６５は非導電性の部材であり、かつ保護部材６５の誘電率が高誘電部材３６の誘電率より小さく、変形しにくい素材になっている。図２１の例においても、アンテナ電極１０と他の部材との最低限の距離を保つことにより、変形等による周波数特性の変動を抑えることができる。

高誘電部材３６ではなく、風防ガラス３１などの対向する部材に凹部３１ｒや突起３１ｐなどを設けてもよい。図２２は、アンテナ体１１およびアンテナ体１１に対向する部材の他の一例を示す部分断面図である。図２２の例では、高誘電部材３６の上面３６ａに凹部３６ｒ、突起３６ｐは存在せず、保護部材６５も配置されていない。代わりに、高誘電部材３６およびアンテナ電極１０に対向する風防ガラス３１には、アンテナ電極１０の形状に応じた凹部３１ｒが形成されている。凹部３１ｒはアンテナ電極１０に対向する領域に設けられ、凹部３１ｒの深さはアンテナ電極１０の厚みより大きい。これにより、風防ガラス３１と高誘電部材３６とが接触しても、アンテナ電極１０と風防ガラス３１とが最低限の距離を保ち、変形等による周波数特性の変動を抑えることができる。

図２３は、アンテナ体１１およびアンテナ体１１に対向する部材の他の一例を示す部分断面図である。図２３の例では、高誘電部材３６およびアンテナ電極１０に対向する風防ガラス３１には、風防ガラス３１の表面のうちアンテナ電極１０の周辺領域に対向する突起３１ｐを有する。突起３１ｐはアンテナ電極１０に対向しておらず、突起３１ｐの長さは、アンテナ電極１０の厚みより大きい。これにより、風防ガラス３１と高誘電部材３６とが接触しても、アンテナ電極１０と風防ガラス３１とが最低限の距離を保ち、変形等による周波数特性の変動を抑えることができる。

以下では、アンテナ電極１０に対向する部材が見返しリング３４である場合について説明する。図２４は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図２４の例では、図２の例と異なり、見返しリング３４はアンテナ体１１の上側も覆っており、アンテナ体１１は見返しリング３４とベゼル３２とに囲まれた空間に配置されている。見返しリング３４はアンテナ電極１０に対向している。見返しリング３４は例えば樹脂であり、誘電率は２〜５程度である。本図の例においても、高誘電部材３６の誘電率がベゼル３２、見返しリング３４、風防ガラス３１といった周囲の他の部材の２倍より大きいことにより、周波数特性の変動を抑えることができる。

図２５は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図２５の例では、図２４の例と異なり、平面視で文字板５１の外周がベゼル３２の内周面３２ｃに隣接するように配置されており、文字板５１の外周部の下にベゼル３２の張出部３２ｅが存在し、外周部の上に高誘電部材３６が配置されている。図２５の例においても周波数特性の変動を抑えることができる。

図２６は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図２６の例では、図２４の例と異なり、見返しリング３４は上側張出部３４ｕと下側張出部３４ｖを有し、上側張出部３４ｕ、下側張出部３４ｖはベゼル３２の内周面３２ｃに隣接している。また、アンテナ体１１は上側張出部３４ｕおよび下側張出部３４ｖに挟まれている。図２６の例においても周波数特性の変動を抑えることができる。

図２７は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図２７の例では、図２４の例と異なり、見返しリング３４のうちアンテナ電極１０に対向する面に凹部３４ｒが設けられている。凹部３４ｒはアンテナ電極１０の形状に応じた形状を有する。凹部３４ｒはアンテナ電極１０に対向する領域に設けられ、凹部３４ｒの深さはアンテナ電極１０の厚みより大きい。これにより、見返しリング３４と高誘電部材３６とが接触しても、アンテナ電極１０と見返しリング３４とが最低限の距離を保ち、変形等による周波数特性の変動を抑えることができる。なお、見返しリング３４には、凹部３４ｒの代わりにアンテナ電極１０の周辺領域に対向する突起が設けられてもよい。

また、高誘電部材３６は、文字板５１より下に配置されてもよいし、ベゼル３２の張出部３２ｅの上に直接配置されてもよい。また、高誘電部材３６の下に文字板５１や張出部３２ｅが存在せず、高誘電部材３６がムーブメント５９に含まれる地板の上に直接配置されてもよい。高誘電部材３６が地板の上に直接配置される場合には、ムーブメント５９に含まれる回路基板からの配線を地板上に配置し、その配線と高誘電部材３６に設けられた接続配線１４とを直接接触させてもよい。さらに、回路基板からの配線と接続配線１４とをハンダなどで導電接着させてもよい。

また、これまでに説明した例において、アンテナ電極１０が外装ケースを構成するベゼル３２の内周面３２ｃに対向する位置に配置されてもよい。この場合、特に、高誘電部材３６の誘電率がベゼル３２の誘電率の２倍以上にすることにより、周波数特性の変動を抑えることができる。

以下では、アンテナ電極１０がベゼル３２の表面に設けられる場合について、主に他の例との相違点について説明する。以下の例ではベゼル３２はセラミックスからなり、誘電率は３２前後である。

図２８は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。ベゼル３２は、内周面３２ｃの下部から径方向内側に向けて張り出す張出部３２ｆを有する。内周面３２ｃは、風防ガラス３１の側面に対向している。張出部３２ｆはリング状であり、その下側の面にアンテナ電極１０が配置されている。アンテナ電極１０の給電点に対応する部分は、上下方向に延びる給電ピン４１と接触している。

また、文字板５１の周縁は見返しリング３４の下にあり、また文字板５１の外周縁とベゼル３２の張出部３２ｆの下側にある内周との間には、ソーラーセル押さえ部材５６が配置されている。文字板５１およびソーラーセル押さえ部材５６の下側には、ソーラーセル５５が配置される。ソーラーセル５５は、ムーブメント５９と、文字板５１との間に配置されている。ソーラーセル押さえ部材５６は、ソーラーセル５５の位置を固定し、かつ回転を抑制する。また、ソーラーセル押さえ部材５６は、文字板５１の位置を固定し、かつ回転を抑制してもよい。ソーラーセル押さえ部材５６はアンテナ電極１０に隣接している。

ソーラーセル押さえ部材５６は非導電性部材で形成されており、誘電率は、アンテナ電極１０が配置されるベゼル３２の誘電率より低い。ソーラーセル押さえ部材５６にはアンテナ電極１０の形状に応じた凹部が形成されており、アンテナ電極１０は凹部の中に配置される。アンテナ電極１０は、隣接する部材（ここではソーラーセル押さえ部材５６）と接触していてもよいし、アンテナ電極１０とそれに隣接する部材との間に空隙があってもよい。後者の場合には、アンテナ電極１０と、それに隣接する部材との間の距離を一定に保つ構造を有する。例えば、ソーラーセル押さえ部材５６は、ベゼル３２に応じた形状を有し、ベゼル３２と接触することにより、その位置が固定されている。

図２８の例では、ベゼル３２の表面にアンテナ電極１０が配置される。そして、アンテナ電極１０の周囲、具体的にはアンテナ電極からの距離が受信波長の２０分の１以内となる範囲にある部材の中で、そのベゼル３２の誘電率が最も大きい。また、ベゼル３２は、ムーブメント５９と風防３１の間にある部材（ムーブメント５９より風防側にある部材であってもよい）の中で、最も誘電率の大きい部材である。これにより、衛星電波腕時計１における周波数特性の変動を抑えることができる。

なお、見返しリング３４がソーラーセル押さえ部材５６と一体化し、ソーラーセル押さえ部材５６としても用いられてもよいし、ムーブメント５９の上面が、ソーラーセル押さえ部材５６の機能を有していてもよい。

図２９は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図２９の例では、図２８の例と異なり、アンテナ電極１０はベゼル３２の張出部３２ｆの上面に設けられている。また、アンテナ電極１０は、張出部３２ｆの上面から内周面を経て下面に至る配線状の部分も有する。アンテナ電極１０のうち張出部３２ｆの下面にある部分は、上下方向に延びる導電ピン４１と接触している。見返しリング３４は、アンテナ電極１０のうち張出部３２ｆの上面および内周面の上にある部分と対向しており、またその部分に応じた凹部を有する。

図２９の例においても、ベゼル３２の表面にアンテナ電極１０が配置される。そして、アンテナ電極１０の周囲にある部材の中、またはムーブメント５９と風防３１の間にある部材の中で、そのベゼル３２の誘電率が最も大きい。また、胴３８が金属製であっても、その胴３８とアンテナ電極１０との距離を図２８の例より大きくすることができる。そのため、感度をより向上させることができる。なお、見返し３４によりアンテナ電極１０は使用者から視認されないようにできるため、審美性も損なわれない。

図３０は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図３０の例では、図２９の例と異なり、アンテナ電極１０はベゼル３２の張出部３２ｆの上面のみに設けられている。また、アンテナ電極１０の上面のうち給電点に対応する部分は、接続電極４２のうち板バネの構造を有する端部と接している。接続電極４２のその端部の上には見返しリング３４が接しており、その端部は見返しリング３４とアンテナ電極１０とに挟まれている。接続電極４２と、受信回路等が設けられる回路基板とは、ネジ４３によって接続されている。見返しリング３４は、アンテナ電極１０および接続電極４２の形状に応じた凹部を有する。

図３０の例では、図２９の例と異なり、アンテナ電極１０を張出部３２ｆの複数の面に形成する必要がなく、また板バネを用いるために、給電ピン４１を用いる必要もない。これらにより、衛星電波腕時計１の製造コストをより低減することができる。

図３１は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す部分断面図である。図３１の例は、図２８の例と異なり、文字板５１およびソーラーセル５５は、アンテナ電極１０よりも上側にある。また、ソーラー押さえ部材５６は存在せず、ソーラーセル５５はムーブメント５９と文字板５１との間に挟まれており、アンテナ電極１０の下面はムーブメント５９の上面のうち外周側の部分に隣接している。図３１の例においても、アンテナ電極１０の周囲、具体的にはアンテナ電極からの距離が受信波長の２０分の１以内となる範囲にある部材の中で、そのベゼル３２の誘電率が最も大きく、また、ベゼル３２は、ムーブメント５９と風防３１の間にある部材の中で、最も誘電率の大きい部材であれば、図２８の例などと同様の効果を得ることができる。

これまでに、衛星電波腕時計１に本発明を適用した場合について説明したが、本発明は例えば腕時計と異なる携帯用の小型の時計にも適用できる。

Claims (14)

1. 風防と、
   前記風防がはめ込まれるケースと、
   前記ケース内に配置されるムーブメントと、
   前記風防と前記ムーブメントとの間かつ前記ケースの内周に沿って少なくとも一部が配置されるアンテナ体と、
   を含み、
   前記アンテナ体は、
   アンテナ電極と、
   表面に前記アンテナ電極が配置されるアンテナ基材と、
   を含み、
   前記アンテナ基材の誘電率は前記アンテナ体の周囲にある他の部材の誘電率より大きい、
   電波時計。
2. 請求項１に記載の電波時計において、
   前記アンテナ基材の誘電率は、前記アンテナ体との距離が受信波長の２０分の１以内である他の部材の誘電率より大きい、
   電波時計。
3. 請求項１または２に記載の電波時計において、
   前記アンテナ基材の誘電率は、前記他の部材の誘電率の２倍より大きい、
   電波時計。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の電波時計において、
   前記アンテナ基材の誘電率は、前記風防と前記ムーブメントの間に配置される他の部材の誘電率より大きい、
   電波時計。
5. 請求項１から４に記載の電波時計において、
   前記アンテナ基材の誘電率は、前記アンテナ体に隣接する他の部材の誘電率より高い、
   電波時計。
6. 請求項１から５のいずれかに記載の電波時計において、
   前記他の部材のいずれかは、前記アンテナ電極の少なくとも一部と対向する、
   電波時計。
7. 請求項１から６のいずれかに記載の電波時計において、
   前記アンテナ基材は、前記アンテナ電極より前記他の部材に近い部分を有する、
   電波時計。
8. 請求項７に記載の電波時計において、
   前記アンテナ基材は凹部または複数の凸部を有し、
   前記アンテナ電極は前記凹部の内部に配置され、または、前記複数の凸部に隣接して配置されている、
   電波時計。
9. 請求項７に記載の電波時計において、
   前記アンテナ基材の表面かつ前記アンテナ電極の周囲に配置される保護部材をさらに含む、
   電波時計。
10. 請求項７に記載の電波時計において、
    前記他の部材は、前記アンテナ電極の形状に応じた凹部、または、前記アンテナ基材の表面のうち前記アンテナ電極の周辺領域と対向する凸部を有する、
    電波時計。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載の電波時計において、
    前記アンテナ体の前記ムーブメントの側に配置され、弾力性を有する保護部材をさらに含む、
    電波時計。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載の電波時計において、
    前記風防と前記ムーブメントとの間に配置される見返しリングをさらに含み、
    前記アンテナ体は、前記見返しリングと前記風防との間に配置される、
    電波時計。
13. 請求項１２に記載の電波時計において、
    前記見返しリングの前記風防側の面は凹部を有し、
    前記アンテナ体は、前記凹部に配置される、
    電波時計。
14. 請求項１から１３のいずれかに記載の電波時計において、
    前記他の部材は、前記風防と前記ムーブメントとの間に配置される見返しリング、前記風防、前記風防と前記ムーブメントの間に配置される文字板、前記ケース、および前記ムーブメントであり、
    前記見返しリングは前記アンテナ体より前記風防に近い、
    電波時計。

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