JP2019060672A - Electronic watch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、衛星等から信号を受信する電子時計に関する。 The present invention relates to an electronic watch that receives a signal from a satellite or the like.
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子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。 2. Description of the Related Art A portable electronic timepiece that receives time information included in a transmission signal from a satellite or the like that constitutes a GPS (Global Positioning System) and corrects the time has been put to practical use. The type and arrangement of antennas for receiving radio waves are determined so as to obtain the necessary reception sensitivity without impairing the function of the watch.
特許文献１には、ループアンテナとして機能するアンテナ体を内蔵する電子時計が開示されている。図２、図３、図７には、上面から見て、アンテナパターン部分４０ｃのうち給電点４０ａ，４０ｂの反対側の部分と、電池２７とが重なることが開示されており、図８には、アンテナパターン部分４２ｃの給電点と電池２７とが重なることが開示されている。
電波を受信する電子時計を一般化させるためには、電子時計の小型化を進める必要がある。また、電子時計を小型化するには、電子時計に含まれるアンテナも小型化する必要があるが、アンテナのサイズは受信特性と密接に関連するため、アンテナの受信特性が悪化する恐れがある。 In order to generalize an electronic watch that receives radio waves, it is necessary to make the electronic watch smaller. Further, in order to miniaturize the electronic watch, it is necessary to miniaturize the antenna included in the electronic watch, but since the size of the antenna is closely related to the receiving characteristic, the receiving characteristic of the antenna may be deteriorated.
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、より小さなアンテナを用いて受信できる電子時計を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its object is to provide an electronic watch that can be received using a smaller antenna.
（１）ケースと、信号線に接続される給電位置とアンテナ端とを有するアンテナ電極と、前記ケースの内部に配置される平板状の導電部材と、を含み、前記アンテナ電極は、前記給電位置からの長さが前記アンテナ電極の長さの半分となる位置と前記アンテナ端との間に端側部を有し、前記導電部材は、平面視で前記端側部の少なくとも一部と重なる、電子時計。 (1) A case, an antenna electrode having a feeding position connected to a signal line and an antenna end, and a flat conductive member disposed inside the case, the antenna electrode being the feeding position Between the antenna end and a position where the length from the end is half the length of the antenna electrode, and the conductive member overlaps at least a part of the end side in plan view, Electronic clock.
（２）（１）において、前記導電部材は、平面視で前記アンテナ端と重なる、電子時計。 (2) In (1), the conductive member overlaps the antenna end in a plan view.
（３）（１）または（２）において、信号を給電される給電点とアンテナ端とを有する第２のアンテナ電極をさらに含み、前記アンテナ電極は前記第２のアンテナ電極より短い、電子時計。 (3) The electronic timepiece according to (1) or (2), further including a second antenna electrode having a feeding point to which a signal is fed and an antenna end, wherein the antenna electrode is shorter than the second antenna electrode.
（４）ケースと、ループアンテナであって信号が供給される給電位置を有するアンテナ電極と、前記ケースの内部に配置される平板状の導電部材と、を含み、前記アンテナ電極は、前記給電位置からの長さが前記アンテナ電極の周の長さの１／８倍となる第１の位置と、前記給電位置からの長さが前記アンテナ電極の周の長さの３／８倍となる第２の位置との間に中間部を有し、前記導電部材は、平面視で前記中間部と重なる、電子時計。 (4) A case, a loop antenna, an antenna electrode having a feeding position to which a signal is supplied, and a flat conductive member disposed inside the case, the antenna electrode being the feeding position A first position where the length of the antenna electrode is 1⁄8 the length of the circumference of the antenna electrode, and a length 3/8 the length from the power supply position of the circumference of the antenna electrode An electronic watch, comprising: an intermediate portion between the two positions; and the conductive member overlaps the intermediate portion in plan view.
（５）（４）において、前記導電部材は、平面視で、前記給電点からの長さが前記アンテナ電極の周の長さの１／４倍となる第３の位置と重なる、電子時計。 (5) The electronic timepiece according to (4), wherein the conductive member overlaps with a third position in which the length from the feeding point is 1⁄4 of the circumferential length of the antenna electrode in plan view.
（６）（４）または（５）において、前記アンテナ電極は、一巻のコイル状である、電子時計。 (6) The electronic watch according to (4) or (5), wherein the antenna electrode is in the form of a coil of one turn.
（７）（１）から（６）のいずれかにおいて、前記導電部材は、電池、耐磁板、太陽電池、回路基板のうち少なくとも１つである、電子時計。 (7) The electronic watch according to any one of (1) to (6), wherein the conductive member is at least one of a battery, a magnetic field proof plate, a solar cell, and a circuit board.
（８）（１）から（７）のいずれかにおいて、前記アンテナ電極と前記導電部材との間に配置される高誘電部材をさらに含む、電子時計。 (8) The electronic watch according to any one of (1) to (7), further including a high dielectric member disposed between the antenna electrode and the conductive member.
（９）（８）において、前記高誘電部材は見返しまたは日車である、電子時計。 (9) The electronic timepiece according to (8), wherein the high dielectric member is a dial or date dial.
（１０）（１）から（９）のいずれかにおいて、前記導電部材と前記アンテナ電極の間に、他の導電性の部材が配置されない、電子時計。 (10) The electronic timepiece according to any one of (1) to (9), wherein no other conductive member is disposed between the conductive member and the antenna electrode.
（１１）（１）から（９）のいずれかにおいて、前記平板状の導電部材は、前記アンテナ電極に対向する他の平板状の導電部材より前記アンテナ電極に近い、電子時計。 (11) The electronic timepiece according to any one of (1) to (9), wherein the flat conductive member is closer to the antenna electrode than another flat conductive member facing the antenna electrode.
（１２）（１）から（１１）のいずれかにおいて、前記導電部材には接地電位が供給される、電子時計。 (12) The electronic timepiece according to any one of (1) to (11), wherein the conductive member is supplied with a ground potential.
（１３）（１）から（１２）のいずれかにおいて、前記導電部材は電池の負極であり、前記電池の中心より外側が前記アンテナ電極と重なる、電子時計。 (13) The electronic timepiece according to any one of (1) to (12), wherein the conductive member is a negative electrode of a battery, and an outer side of a center of the battery overlaps the antenna electrode.
本発明によれば、電子時計はより小さなアンテナを用いて受信できる。 According to the invention, an electronic watch can be received using a smaller antenna.
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。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The satellite radio-controlled
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態として、ダイポールアンテナまたはモノポールアンテナを用いた衛星電波腕時計１の構成について説明する。図１は、第１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。
First Embodiment
A configuration of a satellite radio-controlled
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。
The
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、金属もしく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。
The
また、衛星電波腕時計１は、アンテナ電極１０ａ，１０ｂ、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、回路基板４７、電池４９と、図１，２に示されない太陽電池基板５３および耐磁板４８とを含む。これらは、風防ガラス３１および外装ケースに囲まれた空間に配置されている。見返しリング３４の材質は例えばプラスチックである。電池４９は例えば二次電池であり、電源電位および接地電位を供給する。電池４９の上側の面は接地電位を供給する電極である。また、衛星電波腕時計１は、文字板５１と裏蓋３９との間に、図１，２に示されない、日車（日板）、地板、駆動機構などを含む。
The satellite radio-controlled
見返しリング３４は文字板５１と風防ガラス３１との間に配置されている。図１および図２の例では、アンテナ電極１０ａ，１０ｂは風防ガラス３１の周縁や文字板５１の外周にそって延びており、風防ガラス３１の裏側に配置されている。アンテナ電極１０ａ，１０ｂは弧状の電極である。アンテナ電極１０ａ，１０ｂは、それぞれの一端に給電点１２ａ、１２ｂを有し、給電点１２ａ、１２ｂは互いに隣接しており、アンテナ電極１０ａ，１０ｂは給電点１２ａ，１２ｂから互いに異なる方向に延びている。アンテナ電極１０ａ，１０ｂはダイポールアンテナを構成している。給電点１２ａ，１２ｂは、導電ピンなどの信号線を介して図示しないバラン回路に接続され、またバラン回路は信号線を介して回路基板４７上に配置される図示しない受信回路に接続されている。
The
受信回路はアンテナ電極１０ａ，１０ｂ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。受信回路は高周波回路（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１０ａ，１０ｂ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、図示しない制御回路へ出力する。
The receiving circuit decodes the signals received by the
制御回路は、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に含まれるモータを駆動する。駆動機構は、ステップモータと、輪列と、を含んで構成される。ステップモータ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。
The control circuit is a circuit that controls various circuits and mechanisms included in the
図１および図２の例では、アンテナ電極１０ａ，１０ｂは弧状であり、アンテナ電極１０ａ，１０ｂのそれぞれの長さを電極長Ｌｓと記載する。なお、アンテナ電極１０ａ，１０ｂは、必ずしも風防ガラス３１の裏側に配置されなくてもよい。例えば、見返しリング３４の上面や側面にアンテナ電極１０ａ，１０ｂ配置されてもよい。また、見返しリング３４の面のうち、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１０ａ，１０ｂが配置されてもよい。
In the example of FIG. 1 and FIG. 2, the
次に、外装ケース内に配置される導電部材とアンテナ電極１０ａ，１０ｂとの配置について説明する。ここで、外装ケース内に配置される導電部材はアンテナ電極１０ａ，１０ｂとの距離が小さいためアンテナの特性への影響が大きく、また平板状の導電部材は特にアンテナの特性への影響が大きい。平板状の導電部材は、例えば電池４９、耐磁板４８、回路基板４７のグランド電極、太陽電池基板５３である。太陽電池基板５３の下面には金属の反射膜が設けられている。電池４９や回路基板４７のグランド電極だけでなく、耐磁板４８や反射膜にも接地電位が供給されている。以下では、アンテナの特性への影響が特に大きい、外装ケース内に配置される平板状の金属部材とアンテナ電極１０ａ，１０ｂとの関係について説明するが、平板状の他の導電性の部材についても適用できる。
Next, the arrangement of the conductive members disposed in the outer case and the
図３は、アンテナ電極１０ａ，１０ｂおよび金属部材の配置の一例を示す平面図である。図３の給電点１２は、図１における給電点１２ａ，１２ｂをまとめて表現したものである。アンテナ電極１０ａは、その中点Ａ１と、給電点１２ａとは異なる側の端Ａ２との間に部分Ｓ１（端側部）を有し、アンテナ電極１０ｂは、その中点Ｂ１と、給電点１２ｂとは異なる側の端Ｂ２との間に、部分Ｓ２（端側部）を有している。中点Ａ１，Ｂ１は、それぞれアンテナ電極１０ａ，１０ｂにおいて、給電点１２からの長さが電極長Ｌｓの半分となる位置である。部分Ｓ１，Ｓ２は、外装ケース（図３では胴３８のみ示されている）の内部にある平板状の金属部材（図３の例では電池４９）と重畳した際に、アンテナを小型化する効果を得ることができる領域である。そして、平板状の金属部材と部分Ｓ１の少なくとも一部とは、平面視で重なっている。特に、平板状の金属部材とアンテナ電極１０ａの端Ａ２とが平面視で重なっている。アンテナ電極１０ａ，１０ｂは膜状または板状である。電池４９は、上側に平板状の負極を有し、負極はアンテナ電極１０ａと対向している。負極は接地電位である。図３の例では、アンテナ電極１０ａと電池４９との間には接地電位が供給されない他の平板状の金属部材は配置されていない。また電池４９は、アンテナ電極１０ａに対向する平板状の金属部材のうちで最も近いものである。
FIG. 3 is a plan view showing an example of the arrangement of the
なお、平板状の金属部材と部分Ｓ２とが平面視で重なっていてもよい。また、電池４９の中心がアンテナ電極１０ａと重ならず、電池４９の中心より外側のみが平面視でアンテナ電極１０ａと重なってよい。平板状の金属部材は、図３の例のように平面視でアンテナ電極１０ａのうち部分Ｓ１のみと重なってよいし、部分Ｓ１，Ｓ２のみと重なってもよい。平板状の金属部材であるアンテナ電極１０ａと電池４９との間には、フローティングしている他の金属部材がない方が望ましい。仮に存在する場合は、平面視で他の金属部材とアンテナ電極１０ａとが重なる面積は、アンテナ電極１０ａと電池４９とが重なる面積より小さいとよい。
The flat metal member and the portion S2 may overlap in plan view. Further, the center of the
図４Ａから４Ｃは、電池４９の位置と周波数特性との関係を示す図である。図４Ａは、周波数特性の計測において平面視で電池４９を配置した重畳位置Ｐ１〜Ｐ４を示す。周波数特性の計測の際には、重畳位置Ｐ１〜Ｐ４のうちいずれかに電池４９が配置される。また電池４９が配置されない状態でも周波数特性が計測されている。重畳位置Ｐ１ではアンテナ電極１０ａの端Ａ２と電池４９とが重なっており、重畳位置Ｐ３ではアンテナ電極１０ａの中点Ａ１と電池４９とが重なっている。
4A to 4C are diagrams showing the relationship between the position of the
図４Ｂは、電池４９が配置されていない場合と、重畳位置Ｐ１〜Ｐ４のそれぞれとにおけるアンテナの共振周波数を示す。電池４９が配置されていない場合には共振周波数は１．３２２９２ＧＨｚである。図４Ｃは、電池４９が配置されていない場合に対する、重畳位置Ｐ１〜Ｐ４における共振周波数のシフト量を示す。重畳位置Ｐ１〜Ｐ３の場合は共振周波数は電池４９が配置されていない場合より低く、重畳位置Ｐ４の場合には共振周波数は電池４９が配置されていない場合より高くなっている。
FIG. 4B shows the resonance frequency of the antenna in the case where the
図４Ａ〜４Ｃからわかるように、電池４９のような平板状の金属部材を中点Ａ１と端Ａ２との間にある部分Ｓ１と平面視で重ねることにより、共振周波数を下げることができる。特に平板状の金属部材と端Ａ２とが重なると、最も共振周波数を下げることができる。ここで、ダイポールアンテナの両端の間の長さをアンテナ長Ｌａとすると、共振周波数が同じ場合、平板状の金属部材と部分Ｓ２とを重畳させる場合は、重畳しない場合よりアンテナ長Ｌａを短くすることができる。衛星電波腕時計１では半波長λ／２よりアンテナ長Ｌａの方が小さいため、アンテナをより容易に小型化できる。
As can be seen from FIGS. 4A to 4C, the resonance frequency can be lowered by overlapping a flat metal member such as the
図５は、アンテナにおける容量結合と周波数特性との関係を説明する図である。図５の（ａ）の記載からわかるように、アンテナ電極１０ａと金属部材（例えば電池４９）とが平面視で重なると、アンテナ電極１０ａと金属部材との間に浮遊容量が発生する。すると、図５の（ｂ）の記載のように、アンテナ電極１０ａ，１０ｂと浮遊容量が並列接続される。これによりアンテナと等価なＬＣＲ回路の共振周波数が下がり、実効的なアンテナ長Ｌｅは実際のアンテナ長Ｌａより長くなる。これにより、共振周波数を維持しつつ実際のアンテナ長Ｌａを短くできる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between capacitive coupling and frequency characteristics in the antenna. As can be understood from the description of FIG. 5A, when the
また、部分Ｓ１，Ｓ２が平板状の金属部材と重畳した場合、感度への影響も小さい。図６は、アンテナ電極１０ａ，１０ｂにおける電流密度を説明する図である。図６に示されるように、アンテナ電極１０ａ，１０ｂを流れる電流の電流密度は、給電点１２で最大になり、端Ａ２，Ｂ２のあたりで最小になる。一方、電流密度が大きい領域は金属部材による影響を受けやすく、金属部材が重なることによる感度の低下が大きい。したがって、アンテナ電極１０ａ，１０ｂを流れる電流密度が比較的小さい、中点Ａ１，Ｂ１より外側と金属部材とを平面視で重ねることにより、金属部材による影響が軽減される。アンテナ電極１０ａ，１０ｂのそれぞれの長さはほぼＬａ／２になり、中点Ａ１，Ｂ１と給電点１２との間の長さはほぼＬａ／４になる。あえて感度への影響が小さい個所でアンテナ電極１０ａ，１０ｂと金属部材とを平面視で重ねることにより、ケース内の部品の配置の設計自由度が高くなる。
When the portions S1 and S2 overlap with the flat metal member, the influence on the sensitivity is also small. FIG. 6 is a diagram for explaining the current density in the
平板状の金属部材と平面視で重なるアンテナ電極１０ａが、平面視で平板状の金属部材と重ならないアンテナ電極１０ｂより短くてもよい。図７は、アンテナ電極１０ａ，１０ｂおよび金属部材の他の一例を示す平面図である。図７の例では、アンテナ電極１０ａの中点Ａ１と端Ａ２との間にある部分Ｓ１と電池４９とが平面視で重なっている。一方、アンテナ電極１０ｂは平板状の金属部材とは平面視で重なっていない。この例では、電池４９と重なるアンテナ電極１０ａは、アンテナ電極１０ｂより短い。これにより、アンテナ電極１０ａとアンテナ電極１０ｂとの物理長が異なっても、電気長を等しくできるため、特性の不均衡を緩和し、アンテナの特性劣化を抑制することができる。
The
また、アンテナ電極１０ａの部分Ｓ１およびアンテナ電極１０ｂの部分Ｓ２の両方が平板状の金属部材と平面視で重なっていてもよい。図８は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す平面図であり、図９は、図８のIX−IX切断線における断面図である。図８では、説明の容易のため、文字板５１より下側にある構成を記載している。図８、図９の例では、耐磁板４８は平面視でステップモータと重なっており、さらにアンテナ電極１０ｂの端Ｂ２の近傍の領域ＳＰ２とも重なっている。また電池４９はアンテナ電極１０ａの端Ａ２の近傍の領域ＳＰ１と重なっている。耐磁板４８および電池４９は、平板状の金属部材である。耐磁板４８とアンテナ電極１０ｂとが平面視で重なる面積は、電池４９とアンテナ電極１０ａとが重なる面積、アンテナ電極１０ａと電池４９の上面との距離ｄ１、アンテナ電極１０ｂと耐磁板４８との距離ｄ２に応じて、所望のアンテナ特性を得るように調整されてよい。
Further, both the portion S1 of the
図１０は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す平面図であり、図１１は、図１０のXI−XI切断線における断面図である。図１０の例では、図８の例と異なり、アンテナ電極１０ａの長さ（電極長Ｌｃ）とアンテナ電極１０ｂの長さ（電極長Ｌｄ）が互いに異なっている。図１０の例では、アンテナ電極１０ａとアンテナ電極１０ｂとの間の特性の不均衡が緩和されるように、電極長Ｌｃ，Ｌｄが異なっている。この長さは、耐磁板４８とアンテナ電極１０ｂとが平面視で重なる面積、電池４９とアンテナ電極１０ａとが重なる面積、アンテナ電極１０ａと電池４９の上面との距離ｄ３、アンテナ電極１０ｂと耐磁板４８との距離ｄ４とに応じて定められてよい。
FIG. 10 is a plan view showing another example of the
図１２は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す平面図であり、図１３は、図１２のXIII−XIII切断線における断面図である。図１２、１３の例では、平板状の金属部材である太陽電池基板５３と、アンテナ電極１０ａおよびアンテナ電極１０ｂとが平面視で重なっている。また、電池４９は太陽電池基板５３の下側にあり、平面視で、太陽電池基板５３とアンテナ電極１０ａとが重なる領域は電池４９と重なっている。アンテナ電極１０ａと太陽電池基板５３との距離ｄ５、アンテナ電極１０ｂと太陽電池基板５３との距離ｄ６は同じである。一方、アンテナ電極１０ａ，１０ｂに最も近く、接地電位が供給される平板状の金属部材が、アンテナの特性への影響が大きく、その金属部材の下側にある金属部材のアンテナ特性への影響は小さい。したがって太陽電池基板５３によりアンテナ特性を調整することが容易であり、図１２の例ではこれまでの例に比べて部品の配置の自由度をあげることができる。
12 is a plan view showing another example of the
また、アンテナ電極１０ａ，１０ｂと、平板状の金属部材との間に高誘電部材が配置されてもよい。高誘電部材は、例えばセラミックスなどの部材であり、高誘電部材の材質は、例えば、アルミナや窒化ケイ素（誘電率８〜１０）、ジルコニア（誘電率２８〜３３）であってもよいし、酸化チタン（誘電率６０〜１００）を混ぜた焼結体であってもよい。また高誘電部材の材質は誘電率の高いその他のセラミックス材料や樹脂材料であってもよい。
Also, a high dielectric member may be disposed between the
図１４は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す断面図である。図１４の例では、見返しリング３４が高誘電部材であり、アンテナ電極１０ａ，１０ｂは風防ガラス３１の裏面に配置されている。見返しリング３４の上面はアンテナ電極１０ａ，１０ｂの下面に対向し隣接している。図１４に示される高誘電部材により、アンテナ電極１０ａ，１０ｂについて波長短縮効果を得るだけでなく、アンテナ電極１０ａと金属部材（ここでは電池４９）との間の浮遊容量を大きくすることにより、アンテナの小型化の効果も得ることができる。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing another example of the
図１５は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す断面図である。図１５の例では、アンテナ電極１０ａ，１０ｂは見返しリング３４および文字板５１のうち少なくとも一方の下側にあり、アンテナ電極１０ａ，１０ｂの下側には高誘電部材５６が配置され、高誘電部材５６の下側かつ部分Ｓ１の下側には、平板状の金属部材である電池４９が配置されている。アンテナ電極１０ａ，１０ｂは、文字板５１または見返しリング３４の下面に接着されてよい。また、高誘電部材５６は、高誘電体を含むプラスチックで構成されてよいし、例えば日車であってもよい。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing another example of the
図１６は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す断面図である。図１６の例では、図１４の例と異なり、リング状の高誘電部材３６は文字板５１の上側にベゼル３２の内周面にそって設けられ、高誘電部材３６の上面にはアンテナ電極１０ａ，１０ｂが配置されている。さらに、アンテナ電極１０ａ，１０ｂおよび高誘電部材３６は、見返しリング３４に覆われている。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing another example of the
また、モノポールアンテナに対して本願発明が適用されてもよい。図１７は、衛星電波腕時計１の他の一例を示す断面図である。図１７の例では、アンテナ電極１０ａはモノポールアンテナを構成している。アンテナ電極１０ａは、その中点Ａ１と、給電点１２ａとは異なる側の端Ａ２との間に部分Ｓ１を有する。そして、平板状の金属部材（図１７の例では電池４９）と部分Ｓ１とは、平面視で重なっている。特に、平板状の金属部材とアンテナ電極１０ａの端Ａ２とが平面視で重なっている。図１７の例であっても、アンテナの感度に対する金属部材の影響を軽減することができる。
In addition, the present invention may be applied to a monopole antenna. FIG. 17 is a cross-sectional view showing another example of the
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態として、ループアンテナを用いた衛星電波腕時計１の構成について、主に第１の実施形態との相違点を説明する。
Second Embodiment
As the second embodiment of the present invention, the differences from the first embodiment will be mainly described with respect to the configuration of the satellite radio-controlled
図１８は、第２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る。第２の実施形態では、第１の実施形態と異なり、アンテナ電極１０は一巻のコイル状であり、ループアンテナを構成している。アンテナ電極１０は、平面視でリングの一部が切断された弧状の電極であり、その両端は互いに隣接している。給電点１２ａ，１２ｂは、それぞれアンテナ電極１０の端に存在し、アンテナ電極１０の切断箇所を介して隣接している。図１８におけるＡＡ切断線における断面形状は、図２に示されるものとほとんど同じであるため説明を省略する。
FIG. 18 is a plan view showing an example of the satellite radio-controlled
図１９は、アンテナ電極１０の一例を示す平面図である。図１９の給電点１２は、図１８における給電点１２ａ，１２ｂをまとめて表現したものである。本実施形態において、アンテナ電極１０は、給電点１２（給電点１２が配置される端のうち一方）からの長さがアンテナ電極１０の周の長さ（ループアンテナ長Ｌｂ）の１／８倍となる位置Ｆ１と、その一方の端からの長さがループアンテナ長Ｌｂの３／８倍となる位置Ｆ２との間に部分Ｓ１（中間部）を有し、給電点１２が配置される端のうち他方からの長さがループアンテナ長Ｌｂの１／８倍となる位置Ｆ３と、その他方の端からの長さがループアンテナ長Ｌｂの３／８倍となる位置Ｆ４との間に部分Ｓ２（中間部）を有する。なお、アンテナ電極１０ａの一方の端から見ると、部分Ｓ２はその一方の端からの長さがループアンテナ長Ｌｂの７／８倍となる位置Ｆ３と、その一方の端からの長さがループアンテナ長Ｌｂの５／８倍となる位置Ｆ４との間にある。
FIG. 19 is a plan view showing an example of the
第２の実施形態では、電池４９などの平板状の金属部材は、平面視で部分Ｓ１と重なっている。さらにいえば、平板状の金属部材はアンテナ電極１０の一方の端からの長さがループアンテナ長Ｌｂの１／４倍となる位置Ｆ５と平面視で重なっている。また、電池４９の中心がアンテナ電極１０と重ならず、電池４９の中心より外側のみが平面視でアンテナ電極１０と重なっている。なお、平板状の金属部材はさらに部分Ｓ２と重なっていてもよいし、アンテナ電極１０の他方の端からの長さがループアンテナ長Ｌｂの１／４倍となる位置Ｆ６と重なっておいてもよい。平板状の金属部材は、図１９の例のように平面視でアンテナ電極１０のうち部分Ｓ１のみと重なってよいし、部分Ｓ１，Ｓ２のみと重なってもよい。本実施形態においても、第１の実施形態における図８から図１６に示されるような構成が適用できる。
In the second embodiment, a flat metal member such as the
仮に、ループアンテナが金属部材と重畳していない場合、給電点１２から半周分離れた位置に対向点があるとすると、対向点より給電点１２に近い第１の部分と、給電点１２より対向点に近い第２の部分とのそれぞれは、ダイポールアンテナに相当する電流分布を有する。したがって、位置Ｆ１〜Ｆ４は、第１の実施形態における中点Ａ１，Ｂ１に対応する。また、位置Ｆ５，Ｆ６は、第１の実施形態における端Ａ２，Ｂ２に対応する。
Assuming that the loop antenna does not overlap with the metal member, assuming that the facing point is located at a position separated by half from the
図２０Ａから２０Ｃは、電池４９の位置と周波数特性との関係を示す図である。図２０Ａは、周波数特性の計測において平面視で電池４９を配置した重畳位置ＰＲ１〜ＰＲ４を示す。周波数特性の計測の際には、重畳位置ＰＲ１〜ＰＲ４のうちいずれかに電池４９が配置される。また電池４９が配置されない状態でも周波数特性が計測されている。重畳位置ＰＲ１ではアンテナ電極１０のうち給電点１２の対向点に相当する位置と電池４９とが重なっている。重畳位置ＰＲ２，ＰＲ３，ＰＲ４では、それぞれ位置Ｆ２，Ｆ５，Ｆ１と電池４９とが平面視で重なっている。ここで、給電点１２と対向点とを結ぶ線に関して、位置Ｆ４，Ｆ６，Ｆ３はそれぞれ位置Ｆ２，Ｆ５，Ｆ１に対して対称である。
20A to 20C are diagrams showing the relationship between the position of the
図２０Ｂは、電池４９が配置されていない場合と、重畳位置ＰＲ１〜ＰＲ４のそれぞれとにおけるアンテナの共振周波数を示す。電池４９が配置されていない場合には共振周波数は１．９２０４２ＧＨｚである。図２０Ｃは、電池４９が配置されていない場合と比べた、重畳位置ＰＲ１〜ＰＲ４における共振周波数のシフト量を示す。重畳位置ＰＲ２〜ＰＲ４の場合は共振周波数は電池４９が配置されていない場合より低く、重畳位置ＰＲ１の場合には共振周波数は電池４９が配置されていない場合より高くなっている。なお、仮に、位置Ｆ４，Ｆ６，Ｆ３において電池４９がアンテナ電極１０と重なった場合、それぞれ重畳位置ＰＲ２，ＰＲ３，ＰＲ４で電池４９がアンテナ電極１０と重畳した場合と同じシフト量となる。
FIG. 20B shows resonant frequencies of the antenna in the case where the
図２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃからわかるように、部分Ｓ１と平板状の金属部材である電池４９とを平面視で重ねることにより、共振周波数を下げることができる。特に平板状の金属部材と位置Ｆ５とが重なると、最も共振周波数を下げることができる。ここで、共振周波数が同じ場合、ループアンテナ長Ｌｂを短くすることができる。言い換えると、アンテナをより容易に小型化でき、例えば波長短縮効果をうるための誘電体の配置の自由度も向上する。また、第１の実施形態と同様に、金属部材が近くにあることに起因する感度の低下も軽減することができる。
As can be seen from FIGS. 20A, 20B, and 20C, the resonance frequency can be lowered by overlapping the portion S1 and the
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。
Although the case where the present invention is applied to the
１ 衛星電波腕時計、１０，１０ａ，１０ｂ アンテナ電極、１２，１２ａ，１２ｂ 給電点、３１ 風防ガラス、３２ ベゼル、３４ 見返しリング、３６，５６ 高誘電部材、３８ 胴、３９ 裏蓋、４７ 回路基板、４８ 耐磁板、４９ 電池、５１ 文字板、５２ａ 時針、５２ｂ 分針、５２ｃ 秒針、５３ 太陽電池基板、Ａ１，Ｂ１ 中点、Ａ２，Ｂ２ 端、ｄ１，ｄ２，ｄ３，ｄ４，ｄ５，ｄ６ 距離、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４，Ｆ５，Ｆ６ 位置、Ｓ１，Ｓ２ 部分、ＳＰ１，ＳＰ２ 領域、Ｌａ アンテナ長、Ｌｂ ループアンテナ長、Ｌｅ 実効的なアンテナ長、Ｌｓ，Ｌｃ，Ｌｄ 電極長、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，ＰＲ１，ＰＲ２，ＰＲ３，ＰＲ４ 重畳位置。
1 satellite radio-controlled watch, 10, 10a, 10b antenna electrode, 12, 12a, 12b feeding point, 31 windshield, 32 bezel, 34 look back ring, 36, 56 high dielectric member, 38 body, 39 back cover, 47 circuit board, DESCRIPTION OF
Claims (13)
信号線に接続される給電位置とアンテナ端とを有するアンテナ電極と、
前記ケースの内部に配置される平板状の導電部材と、
を含み、
前記アンテナ電極は、前記給電位置からの長さが前記アンテナ電極の長さの半分となる位置と前記アンテナ端との間に端側部を有し、
前記導電部材は、平面視で前記端側部の少なくとも一部と重なる、
電子時計。 With the case,
An antenna electrode having a feeding position connected to the signal line and an antenna end;
A flat conductive member disposed inside the case;
Including
The antenna electrode has an end side between a position where the length from the feeding position is half of the length of the antenna electrode and the antenna end,
The conductive member overlaps at least a part of the end side in a plan view.
Electronic clock.
前記導電部材は、平面視で前記アンテナ端と重なる、
電子時計。 In the electronic timepiece according to claim 2,
The conductive member overlaps the antenna end in plan view.
Electronic clock.
信号を給電される給電点とアンテナ端とを有する第２のアンテナ電極をさらに含み、
前記アンテナ電極は前記第２のアンテナ電極より短い、
電子時計。 The electronic timepiece according to claim 1 or 2
Further comprising a second antenna electrode having a feed point to which the signal is fed and an antenna end,
The antenna electrode is shorter than the second antenna electrode,
Electronic clock.
ループアンテナであって信号が供給される給電位置を有するアンテナ電極と、
前記ケースの内部に配置される平板状の導電部材と、
を含み、
前記アンテナ電極は、前記給電位置からの長さが前記アンテナ電極の周の長さの１／８倍となる第１の位置と、前記給電位置からの長さが前記アンテナ電極の周の長さの３／８倍となる第２の位置との間に中間部を有し、
前記導電部材は、平面視で前記中間部と重なる、
電子時計。 With the case,
An antenna electrode which is a loop antenna and has a feeding position to which a signal is supplied;
A flat conductive member disposed inside the case;
Including
The antenna electrode has a first position at which the length from the feeding position is 1/8 times the circumferential length of the antenna electrode, and the length from the feeding position is the circumferential length of the antenna electrode Have a middle part between the second position which is 3/8 times
The conductive member overlaps the intermediate portion in plan view.
Electronic clock.
前記導電部材は、平面視で、前記給電点からの長さが前記アンテナ電極の周の長さの１／４倍となる第３の位置と重なる、
電子時計。 In the electronic timepiece according to claim 4,
The conductive member overlaps a third position in which the length from the feeding point is 1⁄4 of the circumferential length of the antenna electrode in plan view.
Electronic clock.
前記アンテナ電極は、一巻のコイル状である、
電子時計。 In the electronic timepiece according to claim 4 or 5,
The antenna electrode is a coil of one turn,
Electronic clock.
前記導電部材は、電池、耐磁板、太陽電池、回路基板のうち少なくとも１つである、
電子時計。 The electronic timepiece according to any one of claims 1 to 6,
The conductive member is at least one of a battery, a magnetic plate, a solar cell, and a circuit board.
Electronic clock.
前記アンテナ電極と前記導電部材との間に配置される高誘電部材をさらに含む、
電子時計。 The electronic timepiece according to any one of claims 1 to 7.
And a high dielectric member disposed between the antenna electrode and the conductive member.
Electronic clock.
前記高誘電部材は見返しまたは日車である、
電子時計。 In the electronic timepiece according to claim 8,
The high dielectric member is a turnaround or a date wheel,
Electronic clock.
前記導電部材と前記アンテナ電極の間に、他の導電性の部材が配置されない、
電子時計。 The electronic timepiece according to any one of claims 1 to 9.
Another conductive member is not disposed between the conductive member and the antenna electrode,
Electronic clock.
前記平板状の導電部材は、前記アンテナ電極に対向する他の平板状の導電部材より前記アンテナ電極に近い、
電子時計。 The electronic timepiece according to any one of claims 1 to 9.
The flat conductive member is closer to the antenna electrode than another flat conductive member facing the antenna electrode.
Electronic clock.
前記導電部材には接地電位が供給される、
電子時計。 The electronic timepiece according to any one of claims 1 to 11.
A ground potential is supplied to the conductive member.
Electronic clock.
前記導電部材は電池の負極であり、
前記電池の中心より外側が前記アンテナ電極と重なる、
電子時計。 The electronic timepiece according to any one of claims 1 to 12.
The conductive member is a negative electrode of a battery,
Outside the center of the battery overlaps the antenna electrode,
Electronic clock.
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|---|---|---|---|---|
| JP2012075091A (en) * | 2010-08-30 | 2012-04-12 | Chikoji Gakuen | Small electronic device |
| JP2012154913A (en) * | 2011-01-05 | 2012-08-16 | Seiko Epson Corp | Timepiece with radio function |
| JP2015137973A (en) * | 2014-01-23 | 2015-07-30 | シチズンホールディングス株式会社 | Electronic watch with solar cell |
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