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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Citations (3)
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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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2017
- 2017-09-26 JP JP2017184331A patent/JP2019060672A/en active Pending
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