JP4608916B2

JP4608916B2 - 腕時計

Info

Publication number: JP4608916B2
Application number: JP2004071874A
Authority: JP
Inventors: 博諸星
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2004-03-15
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2024-03-15
Also published as: JP2005260765A

Description

この発明は、無線式ＩＤ（ＲＦＩＤ）と呼ばれ、電磁誘導によって無線でデータを送受信する装置を備えた腕時計に関する。

従来、腕時計においては、基板にアンテナコイルとＩＣチップを搭載したＲＦＩＤモジュールを腕時計ケース内に組み込み、電磁誘導によって無線でデータを送受信するようにしたものがある。
特表２０００−５０９８１３号公報

しかしながら、従来の腕時計では、腕時計ケース内に時計機能に必要な各種の電子部品が組み込まれているため、ＲＦＩＤモジュールのアンテナコイルに発生する磁束によって各種の電子部品、つまり導電性を有する部品に渦電流が発生し、これにより磁束が損失し、受信感度が低下するという問題がある。

この発明が解決しようとする課題は、電子部品などの導電性を有する部品に発生する渦電流による磁束の損失を防ぎ、受信感度を高めることができる腕時計を提供することである。

この発明は、上記課題を解決するために、次のような構成要素を備えている。
請求項１に記載の発明は、図１〜図３に示すように、時計ガラスと、この時計ガラスが上部に装着され、時計ガラス下面外周部の下側に位置して環状突起部が設けられた腕時計ケースと、この腕時計ケースの環状突起部の上面に設けられた軟磁性材と、アンテナコイルが形成されると共にＲＦＩＤチップが設けられ、前記腕時計ケースの環状突起部の上面に前記軟磁性部材を介して配置されたリング状の基板と、を備えたことを特徴とする腕時計である。

請求項２に記載の発明は、図４に示すように、時計ガラスと、この時計ガラスが上部に装着され、時計ガラス下面外周部の下側に位置して環状突起部が設けられた腕時計ケースと、アンテナコイルが形成されると共にＲＦＩＤチップが設けられ、前記腕時計ケースの環状突起部の上面に配置されたリング状の基板と、前記腕時計ケースの環状突起部の下面に設けられた軟磁性材と、を備えたことを特徴とする腕時計である。

請求項３に記載の発明は、前記時計ガラスの下面の外周部に見切り部が設けられ、前記リング状の基板が前記見切り部の下面に対応して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の腕時計である。

請求項４に記載の発明は、前記軟磁性材は、金属磁性体粉末を樹脂中に分散配合し、シート化した磁性シートであることを特徴とる請求項１〜３のいずれか一項に記載の腕時計である。

請求項１に記載の発明によれば、時計ガラス下面外周部の下側に位置して設けられた腕時計ケースの環状突起部の上面に、アンテナコイルが形成されると共にＲＦＩＤチップが設けられリング状の基板を、軟磁性材を介して配置したので、通信時にアンテナコイルに磁束が発生した際、腕時計に必要な電子部品などの導電性を有する部品に渦電流が発生して磁束が損失するのを軟磁性材によって防ぐことができ、これにより受信感度を高めることができる。また、時計ガラスの下側周辺部にアンテナコイルを配置しているので、アンテナコイルを腕時計の外表面に近づけることができ、これにより通信距離を短くすることができるので、これによっても受信感度を高めることができる。

請求項２に記載の発明によれば、時計ガラス下面外周部の下側に位置して設けられた腕時計ケースの環状突起部の上面に、アンテナコイルが形成されると共にＲＦＩＤチップが設けられリング状の基板を配置し、環状突起部の下面に軟磁性材を設けたので、請求項１に記載の発明と同様、通信時にアンテナコイルに磁束が発生した際、腕時計に必要な電子部品などの導電性を有する部品に渦電流が発生して磁束が損失するのを軟磁性材によって防ぐことができ、これにより受信感度を高めることができる。また、時計ガラスの下側周辺部にアンテナコイルを配置しているので、アンテナコイルを腕時計の外表面に近づけることができ、これにより通信距離を短くすることができるので、これによっても受信感度を高めることができる。

（実施形態１）
以下、図１〜図３を参照して、この発明の電子機器を腕時計に適用した実施形態１について説明する。
図１はこの発明の腕時計を示した拡大断面図、図２は図１の時計ガラスを取り外した状態の正面図、図２は図１の時計ガラスを示した正面図である。
この腕時計は、図１および図２に示すように、合成樹脂製の腕時計ケース１を備えている。この腕時計ケース１の上部には、図１に示すように、時計ガラス２が装着されており、この腕時計ケース１の内部には、時計モジュール３および無線モジュール４が組み込まれている。また、この腕時計ケース１の下面には、合成樹脂製の裏蓋５が取り付けられており、腕時計ケース１の側面には、図２に示すように、複数の押釦スイッチ６が設けられている。

時計モジュール３は、図１に示すように、合成樹脂製の上部ハウジング７と合成樹脂製の下部ハウジング８とを備えている。上部ハウジング７は、腕時計ケース１の内周面に密着するほぼ箱形状に形成されており、下部ハウジング８は、上部ハウジング７内の下部に配置されるように形成されている。そして、下部ハウジング８上に位置する上部ハウジング７内には、上から順に、液晶表示パネル９、バックライトパネル１０、保持部材１１、および回路基板１２が配置されており、下部ハウジング８内には、釦型の電池１３が配置されている。

この場合、液晶表示パネル９は、一対の透明な電極基板間に液晶を封入し、これら一対の電極基板間に選択的に電圧を印加することにより、時刻などの情報を表示する透過型の表示素子であり、インターコネクタ１４によって回路基板１２の電極端子（図示せず）と電気的に接続されている。バックライトパネル１０は、ＥＬ発光パネル（エレクトロルミネッセンス発光パネル）などの平面発光型の発光素子からなり、面発光した光で液晶表示パネル９をその下面側から照明するように構成されている。このバックライトパネル１０は、コイルばねなどの接続部材１５によって回路基板１２の電極端子（図示せず）と電気的に接続されている。

保持部材１１は、平板状に形成され、その所定個所にインターコネクタ１４が挿入する第１挿入孔１６と接続部材１５が挿入する第２挿入孔１７とが設けられ、第１挿入孔１６にインターコネクタ１４が挿入することにより、インターコネクタ１４を保持してインターコネクタ１４の倒れや位置ずれを防ぐと共に、第２挿入孔１７に接続部材１５が挿入することにより、接続部材１５を保持して接続部材１５の倒れや位置ずれを防ぐように構成されている。回路基板１２は、時計機能に必要なＬＳＩなどの各種のチップ部品（図示せず）が搭載され、これにより時計回路を形成するように構成されている。

一方、無線モジュール４は、図１に示すように、時計ガラス２の下面における外周部に設けられた見切り部１８の下面に対応して配置されている。この無線モジュール４は、図２に示すように、ほぼリング状のフイルム基板２０を備えている。このフイルム基板２０の上下面には、アンテナコイル２１がほぼ渦巻状に形成されており、フィルム基板２０の一部、つまり６時側の上面には、ＲＦＩＤチップであるＩＣチップ２２がアンテナコイル２１と電気的に接続された状態で設けられている。これにより、この無線モジュール４は、電磁界を発生する外部機器のリーダライダ（図示せず）に腕時計を接近させると、このリーダライダで発生した電磁界によってアンテナコイル１８に電磁誘導により電流が流れ、これによりリーダライダとの間でデータを送受信するように構成されている。

この場合、見切り部１８は、図２および図３に示すように、液晶表示パネル９の表示領域９ａに対応する個所を除いて、時計ガラス２の下面における外周部に印刷によって設けられた構成でも良く、また見切り印刷が施されたシートを時計ガラス２の下面に貼り付けた構成でも良い。また、フィルム基板２０は、液晶表示パネル９の表示領域９ａを囲む大きさのリング状に形成され、時計ガラス２の下面に設けられた見切り部１８の下側に位置した状態で、腕時計ケース１の内周面に設けられた鍔状突起部１ａの上面に軟磁性材２３を介して配置されている。

この軟磁性材２３は、磁石に吸いつく性質をもつ強磁性体であり、この強磁性体のうち、外部磁界の変化に追従する電磁石やトランスの磁心材料などに用いられる物質からなっている。すなわち、強磁性体は硬磁性材と軟磁性材とに区分され、硬磁性材は外部磁界によって磁化された後、外部磁界を取り去っても磁化を残す物質であるが、軟磁性材は外部磁界を取り去ると磁化を失って元の状態に戻る物質である。この軟磁性材２３は、シート状に形成して腕時計ケース１の鍔状突起部１ａ上に貼り付けた構成でも良く、また軟磁性材の粉末を接着剤に混入させて鍔状突起部１ａ上に塗布した構成でも良い。

このような腕時計によれば、通常の腕時計と同様、腕時計ケース１の外部から時計ガラス２を通して液晶表示パネル９の表示領域９ａに表示された時刻などの情報を見ることができるほか、特に電磁界を発生する外部機器であるリーダライダ（図示せず）に腕時計ケース１を接近させると、このリーダライダで発生した電磁界によって無線モジュール４のアンテナコイル２１に電磁誘導により電流が流れ、これによりリーダライダと無線モジュール４との間でデータの送受信ができる。

このときには、時計ガラス２の下面側における周辺部に配置された無線モジュール４のアンテナコイル２１と、このアンテナコイル２１の下側に配置された液晶表示パネル９との間に、軟磁性材２３が設けられているので、通信時にアンテナコイル２１に磁束が発生した際、腕時計ケース１内に組み込まれた各種の電子部品などの導電性を有する部品、例えば液晶表示パネル９やバックライトパネル１０、回路基板１２などの部品に渦電流が発生して磁束が損失するのを軟磁性材２３によって防ぐことができ、これによりアンテナコイル２１による受信感度を高めることができる。この場合には、特にアンテナコイル２１と液晶表示パネル９との間に電子部品などの導電性を有する部品がほとんど配置されていないため、磁束の損失が極めて少なく、これにより、より一層、受信感度を高めることができる。

また、この腕時計では、時計ガラス２の下面側における周辺部にアンテナコイル２１を配置したので、アンテナコイル２１を腕時計の外表面に近づけることができ、このため外部機器であるリーダライダに時計ガラス２を近づけることにより、通信距離を短くすることができ、これによってもアンテナコイル２１の受信感度を高めることができる。この場合、時計ガラス２の下面側に無線モジュール４を配置しても、時計ガラス２の下面に設けられた見切り部１８によって無線モジュール４を隠すことができるので、外観的にもデザイン的にも好ましいものを得ることができる。

なお、上記実施形態１では、軟磁性材２３を腕時計ケース１の鍔状突起部１ａの上面に設けて無線モジュール４のアンテナコイル２１の下面に配置させた場合について述べたが、必ずしも軟磁性材２３を腕時計ケース１の鍔状突起部１ａの上面に設けてアンテナコイル２１の下面に配置させる必要はなく、図４に示す変形例のように、アンテナコイル２１を腕時計ケース１の鍔状突起部１ａの上面に配置し、この鍔状突起部１ａの下面に軟磁性材２３をアンテナコイル２１に対応させて設けた構造でも良い。このような構造でも、軟磁性材２３が時計ガラス２と液晶表示パネル９との間に配置されているので、実施形態１と同様の作用効果がある。

（実施形態２）
次に、図５および図６を参照して、この発明の電子機器を腕時計に適用した実施形態２について説明する。なお、図１〜図３に示された実施形態１と同一部分には同一符号を付して説明する。
この腕時計は、軟磁性材３０を無線モジュール４のアンテナコイル２１と回路基板１２との間に位置するバックライトパネル１０の下面に設けた構成で、これ以外は実施形態１と同じ構成になっている。

この場合にも、軟磁性材３０は、実施形態１の軟磁性材２３と同様、外部磁界の変化に追従する電磁石やトランスの磁心材料などに用いられる物質からなり、シート状に形成してバックライトパネル１０の下面に貼り付けた構成でも良く、また軟磁性材の粉末を接着剤に混入させてバックライトパネル１０の下面に塗布した構成でも良い。この場合、軟磁性材３０の所定個所には、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、バックライトパネル１０と回路基板１２とを電気的に接続するためのコイルばねなどの接続部材１５が挿入する接続用の挿入孔３０ａが設けられている。

このような腕時計では、無線モジュール４のアンテナコイル２１と回路基板１２との間に位置するバックライトパネル１０の下面に軟磁性材３０を設けたので、実施形態１と同様、通信時にアンテナコイル２１に磁束が発生した際、腕時計ケース１内に組み込まれた各種の電子部品などの導電性を有する部品のうち、特にアンテナコイル２１と回路基板１２との間に配置された液晶表示パネル９やバックライトパネル１０などの導電性を有する部品に渦電流が発生して磁束が損失するのを軟磁性材３０によって防ぐことができ、これによりアンテナコイル２１による受信感度を高めることができる。

この場合には、特にバックライトパネル１０の下面に軟磁性材３０を設ければ良いので、その構造が簡単で、既存の製品と同様、時計モジュール３の製作および組み立て作業が容易にでき、これにより低価格化をも図ることができる。この場合にも、時計ガラス２の下面側における周辺部にアンテナコイル２１が配置されているので、アンテナコイル２１を腕時計の外表面に近づけることができ、このため外部機器であるリーダライダに時計ガラス２を近づけることにより、通信距離を短くすることができ、これによってもアンテナコイル２１の受信感度を高めることができる。

（実施形態３）
次に、図７（ａ）および図７（ｂ）を参照して、この発明の電子機器を腕時計に適用した実施形態３について説明する。この場合には、図５および図６に示された実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明する。
この腕時計は、無線モジュール４のアンテナコイル２１と回路基板１２との間に位置する保持部材１１の上面に軟磁性材３１を設けた構成で、これ以外は実施形態２とほぼ同じ構成になっている。

この場合にも、軟磁性材３１は、実施形態１、２の軟磁性材２３、３０と同様、外部磁界の変化に追従する電磁石やトランスの磁心材料などに用いられる物質からなり、シート状に形成して保持部材１１に貼り付けた構成でも良く、また軟磁性材の粉末を接着剤に混入させて保持部材１１に塗布した構成でも良い。この場合、軟磁性材３１の所定個所には、インターコネクタ１４および接続部材１５がそれぞれ挿入する各挿入孔３１ａ、３１ｂが保持部材１１の第１、第２挿入孔１６、１７に対応して設けられている。

このような腕時計においても、無線モジュール４のアンテナコイル２１と回路基板１２との間に位置する保持部材１１の上面に軟磁性材３１を設けたので、実施形態２と同様、通信時にアンテナコイル２１に磁束が発生した際、腕時計ケース１内に組み込まれた各種の電子部品などの導電性を有する部品のうち、特にアンテナコイル２１と回路基板１２との間に配置された液晶表示パネル９やバックライトパネル１０、インターコネクタ１４、接続部材１５などの導電性を有する部品に渦電流が発生して磁束が損失するのを軟磁性材３１によって防ぐことができ、これによりアンテナコイル２１による受信感度を高めることができる。

この場合には、保持部材１１の上面に軟磁性材３１を設ければ良いので、その構造が簡単で、既存の製品と同様、時計モジュール３の製作および組み立て作業が容易にでき、これにより低価格化をも図ることができる。また、この場合にも、時計ガラス２の下面側における周辺部にアンテナコイル２１が配置されているので、外部機器であるリーダライダに時計ガラス２を近づけることにより、通信距離を短くすることができ、これによってもアンテナコイル２１の受信感度を高めることができる。

なお、上記実施形態３では、軟磁性材３１を保持部材１１の上面に設けた場合について述べたが、必ずしも保持部材１１の上面に軟磁性材３１を設ける必要はなく、保持部材１１の下面に設けても良く、また図８に示すように、軟磁性材３１を保持部材１１内に埋設した構造でも良く、さらに保持部材１１自体を軟磁性材で形成した構造でも良い。この場合にも、各軟磁性材３１にはインターコネクタ１４および接続部材１５がそれぞれ挿入する各挿入孔３１ａ、３１ｂが設けられている。このようないずれの構造でも、実施形態３と同様の作用効果がある。

（実施形態４）
次に、図９（ａ）および図９（ｂ）を参照して、この発明の電子機器を腕時計に適用した実施形態４について説明する。この場合にも、図５および図６に示された実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明する。
この腕時計は、無線モジュール４のアンテナコイル２１の下側に位置する回路基板１２の上面に軟磁性材３２を設けた構成で、これ以外は実施形態２とほぼ同じ構成になっている。この場合、回路基板１２の上面には、時計機能に必要なＬＳＩなどのチップ部品１２ａが設けられていると共に、各種の電極端子１２ｂ、１２ｃなどが設けられている。

この軟磁性材３２も、実施形態１〜３の軟磁性材２３、３０、３１と同様、外部磁界の変化に追従する電磁石やトランスの磁心材料などに用いられる物質からなり、シート状に形成して回路基板１２の上面に貼り付けた構成でも良く、また軟磁性材の粉末を接着剤に混入させて回路基板１２の上面に塗布した構成でも良い。この場合にも、軟磁性材３２の所定個所には、インターコネクタ１４と接続部材１５とがそれぞれ挿入して回路基板１２の各電極端子１２ｂ、１２ｃに接触するための貫通孔３３、３４が各電極端子１２ｂ、１２ｃに対応して設けられている。

このような腕時計においても、軟磁性材３２が無線モジュール４のアンテナコイル２１の下側に位置する回路基板１２の上面に設けられているので、実施形態２と同様、通信時にアンテナコイル２１に磁束が発生した際、腕時計ケース１内に組み込まれた各種の電子部品などの導電性を有する部品のうち、特にアンテナコイル２１と回路基板１２との間に配置された液晶表示パネル９やバックライトパネル１０、インターコネクタ１４、接続部材１５などの導電性を有する部品のほか、回路基板１２、およびこれに搭載されたチップ部品１２ａなどの導電性を有する部品に渦電流が発生して磁束が損失するのを軟磁性材３２によって防ぐことができ、これによりアンテナコイル２１による受信感度を高めることができる。

この場合には、回路基板１２の上面に軟磁性材３２を設ければ良いので、その構造が簡単で、既存の製品と同様、時計モジュール３の製作および組み立て作業が容易にでき、これにより低価格化をも図ることができる。また、この場合にも、時計ガラス２の下面側における周辺部にアンテナコイル２１が配置されているので、外部機器であるリーダライダに時計ガラス２を近づけることにより、通信距離を短くすることができ、これによってもアンテナコイル２１の受信感度を高めることができる。

（実施形態５）
次に、図１０（ａ）および図１０（ｂ）を参照して、この発明を腕時計に適用した実施形態５について説明する。この場合にも、図５および図６に示された実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明する。
この腕時計は、無線モジュール４のアンテナコイル２１と回路基板１２との間に反射型の液晶表示パネル３５を配置し、この反射型の液晶表示パネル３５の下面に軟磁性材３６を設けた構成で、これ以外は実施形態２とほぼ同じ構成になっている。

この場合、液晶表示パネル３５は、一対の透明な電極基板のうち、下側の電極基板の下面に反射板を設けた反射型のもので、バックライトパネル１０を必要としない構成になっている。また、この液晶表示パネル３５の下面に設けられた軟磁性材３６は、実施形態１〜４の軟磁性材２３、３０〜３２と同様、外部磁界の変化に追従する電磁石やトランスの磁心材料などに用いられる物質からなり、シート状に形成して液晶表示パネル３５の下面に貼り付けた構成でも良く、また軟磁性材の粉末を接着剤に混入させて液晶表示パネル３５の下面に塗布した構成でも良い。

このような腕時計においても、軟磁性材３６が無線モジュール４のアンテナコイル２１と回路基板１２との間に位置する液晶表示パネル３５の下面に設けられているので、実施形態２と同様、通信時にアンテナコイル２１に磁束が発生した際、腕時計ケース１内に組み込まれた各種の電子部品などの導電性を有する部品のうち、特にアンテナコイル２１と回路基板１２との間に配置された液晶表示パネル３５などの導電性を有する部品に渦電流が発生して磁束が損失するのを軟磁性材３６によって防ぐことができ、これによりアンテナコイル２１による受信感度を高めることができる。

この場合には、液晶表示パネル３５の下面に軟磁性材３６を設ければ良いので、その構造が簡単で、既存の製品と同様、時計モジュール３の製作および組み立て作業が容易にでき、これにより低価格化をも図ることができる。また、この場合にも、時計ガラス２の下面側における周辺部にアンテナコイル２１が配置されているので、外部機器であるリーダライダに時計ガラス２を近づけることにより、通信距離を短くすることができ、これによってもアンテナコイル２１の受信感度を高めることができる。

なお、軟磁性材として、金属磁性体粉末を樹脂中に分散・配合し、シート化した磁性シートを用いてもよい。

この発明を適用した腕時計の拡大断面図である。（実施形態１）図１の腕時計ケースから時計ガラスを取り外した状態の正面図である。図１の時計ガラスを示した正面図である。実施形態１の変形例を示した腕時計の拡大断面図である。この発明を適用した腕時計の拡大断面図である。（実施形態２）図５のバックライトパネルを示し、（ａ）はそのバックライトパネルの正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視における断面図である。この発明を適用した腕時計の保持部材を示し、（ａ）はその保持部材の正面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ矢視における断面図である。（実施形態３）実施形態３の変形例を示した保持部材の断面図である。この発明を適用した腕時計の回路基板を示し、（ａ）はその回路基板の正面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃ矢視における断面図である。（実施形態４）この発明を適用した腕時計の液晶表示パネルを示し、（ａ）はその液晶表示パネルの正面図、（ｂ）はそのＤ−Ｄ矢視における断面図である。（実施形態５）

符号の説明

１腕時計ケース
２時計ガラス
３時計モジュール
４無線モジュール
９、３５液晶表示パネル
１０バックライトパネル
１１保持部材
１２回路基板
１４インターコネクタ
１５接続部材
１８見切り部
２０フィルム基板
２１アンテナコイル
２２ＩＣチップ
２３、３０、３１、３２、３６軟磁性材

Claims

時計ガラスと、
この時計ガラスが上部に装着され、時計ガラス下面外周部の下側に位置して環状突起部が設けられた腕時計ケースと、
この腕時計ケースの環状突起部の上面に設けられた軟磁性材と、
アンテナコイルが形成されると共にＲＦＩＤチップが設けられ、前記腕時計ケースの環状突起部の上面に前記軟磁性部材を介して配置されたリング状の基板と、
を備えたことを特徴とする腕時計。
時計ガラスと、
この時計ガラスが上部に装着され、時計ガラス下面外周部の下側に位置して環状突起部が設けられた腕時計ケースと、
アンテナコイルが形成されると共にＲＦＩＤチップが設けられ、前記腕時計ケースの環状突起部の上面に配置されたリング状の基板と、
前記腕時計ケースの環状突起部の下面に設けられた軟磁性材と、
を備えたことを特徴とする腕時計。
前記時計ガラスの下面の外周部に見切り部が設けられ、前記リング状の基板が前記見切り部の下面に対応して配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の腕時計。
前記軟磁性材は、金属磁性体粉末を樹脂中に分散配合し、シート化した磁性シートであることを特徴とる請求項１〜３のいずれか一項に記載の腕時計。