JP5938952B2 - アンテナ内蔵式電子時計 - Google Patents

Description

本発明は、アンテナを内蔵したアンテナ内蔵式電子時計に関する。

ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星からの電波情報を取得し、正確な時刻を表示するＧＰＳ時計においては、電波を受信するためのアンテナが必要となる。
従来のＧＰＳ受信アンテナは、特許文献１に示すように、基材に実装された形態であり、誘電体の上面に電極が形成され、アンテナ下面に配置された基板にグランド板が形成されている。そのアンテナと基材とは接着層を介して密着して固定されている。

アンテナの材料は、誘電体とプラスチックの複合材料であり、材料強度としては脆いものになる。したがって、アンテナを基材に固定することにより、アンテナの位置変化を防止することは、アンテナの破損防止にも重要となる。

特開平１０−１９７６６２号公報

しかしながら、従来のようなアンテナでは、アンテナ収容部が時計本体部分から突出した形状となってしまい、時計自体が大型化してしまう。また、デザイン上もこのアンテナ収容部のために制約があった。つまり、時計に使用するアンテナは、時計の基本的なデザイン形状である丸形を実現するため、小型、省スペースが要求される。

このような要求に応じるためには、アンテナをリング状に形成することが考えられる。しかし、アンテナをリング状に形成した場合には、アンテナの下面に基材を設けずに、外装ケースやムーブメントによりグランドを形成する必要がある。したがって、従来のアンテナのようにアンテナを基材に接着する方式でアンテナを固定することができない。

その結果、アンテナの下面に基材を設けることができず、強度不足となり、アンテナの破損を招くおそれがあった。

本発明は、時計内部に設置するＧＰＳアンテナをリング状に形成した場合でも、アンテナの損傷を確実に防止することのできるアンテナ内蔵式電子時計を提供することを解決課題としている。

以上の課題を解決するため、本発明に係るアンテナ内蔵式電子時計は、筒状の外装ケースと、前記外装ケース内に収納される地板と、前記外装ケース内に収納されたリング状のアンテナ体と、前記地板に形成され、前記アンテナ体を前記地板に対する垂直方向に位置決めする基準面と、前記地板に取り付けられ、前記アンテナ体と係合して前記アンテナ体を前記基準面の方向に付勢する付勢部材と、前記アンテナ体に形成され、前記付勢部材と係合する係合部とを備え、定常状態において、前記アンテナ体と上部構造体との間には、所定の間隙が形成されていることを特徴とする。

このアンテナ内蔵式電子時計では、地板に付勢部材が取り付けられ、この付勢部材はアンテナ体の係合部と係合する。アンテナ体は、地板に形成された基準面上に載置され、付勢部材によって基準面方向に付勢される。そして、定常状態において、アンテナ体とその上部構造体との間には、所定の間隙が形成されている。

従って、本発明によれば、アンテナ体が垂直方向に変位した場合でも、アンテナ体の移動量は上部構造体によって制限されるので、アンテナ体の材料として、誘電体とプラスチックの複合材料を用い、基材に接着固定することのできないリング状に形成した場合でも、アンテナ体の破損を確実に防ぐことができる。

このアンテナ内蔵式電子時計において、前記間隙を、前記アンテナ体が前記上部構造体に接するように変位したとき、前記付勢部材が弾性変形する範囲に設定してもよい。このように設定することにより、アンテナ体が上部構造体に接するように変位したとき、付勢部材の弾性力によって、定常状態の位置まで戻される。したがって、アンテナ体の材料として、誘電体とプラスチックの複合材料を用い、基材に接着固定することのできないリング状に形成した場合でも、アンテナ体の破損を確実に防ぐことができる。

このアンテナ内蔵式電子時計において、前記付勢部材を、前記地板の周方向において部分的に前記地板に密着するように取り付け、前記付勢部材の取り付け位置を、前記付勢部材と前記アンテナ体の係合部が係合する位置から、前記地板の周方向において所定間隔離れるように設定してもよい。このように設定することにより、固定板を弾性変形させることができ、アンテナ体の位置変化があった場合でも、アンテナ体を定常状態の位置に戻すことができるので、アンテナ体の破損を確実に防ぐことができる。

このアンテナ内蔵式電子時計において、前記地板の周方向の複数個所に、第一案内係合部を形成し、前記アンテナ体には、前記第一案内係合部と係合する第二案内係合部を形成するようにしてもよい。さらに、前記リング状のアンテナ体の内周面に対向する地板垂直面部を、前記地板の周方向に複数形成し、前記垂直面部に対向する位置に、アンテナ垂直面部を、前記アンテナ体の内周面に形成するようにしてもよい。そして、前記地板垂直面と前記アンテナ垂直面との間隙を、前記第一案内係合部と前記第二案内係合部との間隙よりも狭くなるように設定することが好ましい。このように設定することにより、アンテナ体が地板の平面方向に位置変化した場合でも、アンテナ体の移動量を地板垂直面部によって制限し、アンテナ体の破損を確実に防ぐことができる。
前記第一案内係合部として、前記地板に対する垂直方向または半径方向に突出するようにアンテナ体の案内突出部を形成し、前記第二案内係合部として、前記アンテナ体の案内突出部と係合する窪み部を形成するようにしてもよい。このようにすれば、アンテナ体の前記地板に対する平面方向および周方向の位置決めを容易に行うことができる。

このアンテナ内蔵式電子時計において、前記付勢部材として、リング状の板材を用いるようにしてもよい。このようにすれば、アンテナ体の下部に付勢部材を設けることができるので、時計を大型化することなく、アンテナ体を確実に定常状態の位置に戻すことができる。

本発明の一実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００（電子時計１００）を含むＧＰＳシステムの全体図である。 電子時計１００の平面図である。 電子時計１００の一部断面図である。 電子時計１００の一部の分解斜視図である。 電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。 電子時計１００のリングアンテナと地板に形成された突出部との係合状態を示す一部破断断面図である。 電子時計１００におけるリングアンテナの垂直方向の位置決め部を示す一部破断断面図である。 電子時計１００におけるリングアンテナの垂直方向の位置決め部を示す一部破断断面図である。 電子時計１００におけるリングアンテナの収容部を示す一部破断断面図である。 電子時計１００の定常状態における固定板の状態を示す一部破断平面図である。 電子時計１００においてアンテナ体が位置変化した状態における固定板の状態を示す一部破断平面図である。 電子時計１００の地板垂直面部とアンテナ垂直面部との対向部付近を示す一部破断断面図である。 電子時計１００の地板垂直面部とアンテナ垂直面部との対向部付近を示す一部破断平面図である。

以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法及び縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

＜Ａ：アンテナ内蔵式電子時計の機構的な構成＞
図１は、本発明の第一実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００（以下「電子時計１００」という）を含むＧＰＳシステムの全体図である。電子時計１００は、ＧＰＳ衛星２０からの電波（無線信号）を受信して内部時刻を修正する腕時計であり、腕に接触する面（以下、「裏面」という）の反対側の面（以下「表面」という）に時刻を表示する。

ＧＰＳ衛星２０は、地球上空における所定の軌道上を周回する位置情報衛星であり、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波を「衛星信号」という。衛星信号は、右旋偏波の円偏波である。

現在、約３１個のＧＰＳ衛星２０（図１においては、約３１個のうち４個のみを図示）が存在しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星２０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星２０はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。したがって、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。

ＧＰＳ衛星２０は原子時計を搭載しており、衛星信号には原子時計で計時された極めて正確な時刻情報（以下、「ＧＰＳ時刻情報」という）が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星２０に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。電子時計１００は、１つのＧＰＳ衛星２０から送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメータを使用して内部時刻を正確な時刻に修正する。

衛星信号にはＧＰＳ衛星２０の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。電子時計１００は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、電子時計１００の内部時刻にはある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、電子時計１００の３次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメータに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、電子時計１００は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行う。

図２は、電子時計１００の平面図である。図２に示すように、電子時計１００は、外装ケース８０を備えている。外装ケース８０は、金属で形成された円筒状のケース８１に、セラミックで形成されたガラス縁８２が嵌合されて構成されている。なお、本実施形態では、外装ケースを２部品で構成したが、１部品で構成するようにしてもよい。
このガラス縁８２の内周側に、プラスチックで形成されたリング状のダイヤルリング８３を介して、円盤状の文字板１１が時刻表示部分として配置され、この文字板１１上には、時刻や日付等を表示する指針１３（１３ａ〜ｃ）が配置されている。また、文字板１１の下部には液晶パンネル４０が配置されており、文字板１１に形成された開口部から液晶パネル４０が視認できるようになっている。
そして、外装ケース８０の表面側の開口は、ガラス縁８２を介してカバーガラス８４で塞がれており、カバーガラス８４を通じて、内部の文字板１１、指針１３（１３ａ〜ｃ）及び液晶表示パネル１４が視認可能となっている。
なお、図２中において、液晶表示パネル１４に表示された"ＴＹＯ"の文字は、「東京」の意味であり、ワールドタイム機能の日本の時刻を表示している。

ダイヤルリング８３は、外周側が、ガラス縁８２の内周面に接触する水平なリング状部分となっているととともに、さらにその内周側が内方へ傾斜したすり鉢状部分となっており、このリング状部分及びすり鉢状部分と、ガラス縁の内周面とによりドーナツ状の収納空間が画成されている。この収納空間内には、リング状のアンテナ体４０が収納されている。

このアンテナ体４０は、リング状のアンテナを、時刻表示部分である文字板１１の外縁に沿って配置している。本実施形態では、このアンテナ体４０と回路基板との接続は、アンテナ接続ピン４４を用いて行っている。

また、電子時計１００は、図１及び図２に示す竜頭１６や操作ボタン１７及び１８を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信して内部時刻情報の修正を行うモード（時刻情報取得モード）と複数のＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信して測位計算を行い内部時刻情報の時差を修正するモード（位置情報取得モード）に設定できるように構成されている。また、電子時計１００は、時刻情報取得モードや位置情報取得モードを定期的に（自動的に）実行することもできる。

図３は電子時計１００の内部構造を示す一部断面図であり、図４は電子時計１００の一部の分解斜視図である。図３に示すように、電子時計１００は、金属で形成された円筒状のケース８１に、セラミックで形成されたガラス縁８２が嵌合されているとともに、ガラス縁８２の内周に沿って、プラスチックで形成されたリング状のダイヤルリング８３が取り付けられている。外装ケース８０の二つの開口のうち、表面側の開口は、ガラス縁８２を介してカバーガラス８４で塞がれており、裏面側の開口は金属で形成された裏蓋８５で塞がれている。金属製の裏蓋８５と金属製の外装ケース８０とは、スクリュー溝で固定されている。

また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、リチウムイオン電池などの二次電池２７を備える。二次電池２７は、ソーラーパネル８７が発電した電力で充電される。すなわち、ソーラー充電が行われる。電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光透過性の文字板１１と、文字板１１を貫通した指針軸１２と、指針軸１２を中心に周回して現在時刻を指し示す複数の指針１３（秒針１３ａ、分針１３ｂ及び時針１３ｃ）と、指針軸１２を回転させて複数の指針１３を駆動する駆動機構３０とを備える。指針軸１２は、外装ケース８０の中心軸に沿って表裏方向に延在している。

文字板１１は、外装ケース８０の内側で時刻を表示する時刻表示部分を構成する円形の板材であり、プラスチックなどの光透過性の材料で形成され、カバーガラス８４との間に指針１３（１３ａ〜ｃ）を挟み、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。文字板１１の中央部には、指針軸１２が貫通する穴が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部が形成されている。

駆動機構３０は、地板３８に取り付けられ、ステップモーターと歯車などの輪列とを有し、当該ステップモーターが当該輪列を介して指針１３を回転させることにより、複数の指針１３を駆動する。具体的には、時針１３ｃは１２時間、分針１３ｂは６０分、秒針１３ａは６０秒で一周する。また、駆動機構３０が取り付けられた地板３８は、指針１３との間に文字板１１を挟むように配置されている。

また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光発電を行うソーラーパネル８７を備える。ソーラーパネル８７は、光エネルギーを電気エネルギー（電力）に変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続した円形の平板であり、文字板１１と駆動機構３０との間に配置され、指針軸１２の横断面に沿って延在している。またソーラーパネル８７は、その延在方向において、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。またソーラーパネル８７の中央部には、指針軸１２が貫通する穴が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部が形成されている。

また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、アンテナ接続ピン４４Ａ及び４４Ｂと、回路基板２５と、回路基板２５に実装されたバラン１０、ＧＰＳ受信部（無線受信部）２６及び制御部７０とを備える。バラン１０は、平衡−不平衡の変換素子であり、平衡給電で作動するアンテナ体４０からの平衡信号を、ＧＰＳ受信部２６で扱うことができる不平衡信号に変換する。
なお、アンテナ接続ピン４４Ａと４４Ｂは、アンテナ体４０の周方向において隣り合うように配置されており、図３においては、アンテナ接続ピン４４Ａのみを示している。

そして、電子時計１００は、リング状のアンテナ体４０を備える。このアンテナ体４０は、リング形状の誘電体を基材として、これに金属のアンテナパターンをメッキや銀ペースト印刷などにより形成したものである。このアンテナ体４０は、本実施形態では、文字板１１の周囲に配置されており、ガラス縁８２の内周面側に収容され、その上方をダイヤルリング８３及びカバーガラス８４で覆われている。この誘電体としては、酸化チタンなどの高周波で使える誘電材料を樹脂に混ぜて成形することができ、これにより誘電体の波長短縮と相俟ってアンテナをより小型化できる。
例えば、ＧＰＳ受信の場合１．５７５４２ＧＨｚなので一波長は１９ｃｍとなり、通常のアンテナを腕時計のガラス縁に埋め込むにはそのままでは収まらず、波長短縮が必要となる。本実施形態では、誘電体による波長短縮が(εｒ)^1/2となることから、本実施形態では、誘電体としては、εｒ＝５〜１０程度を用いている。これにより、ＧＰＳ受信用のアンテナであっても、腕時計に１波長ループアンテナを収めることができ、アンテナの小型化を図ることができる。

また、アンテナ体４０は、給電点を通じて給電され、この給電点には、アンテナ下面に配置されたアンテナ接続ピン４４Ａ、４４Ｂが接続されている。アンテナ接続ピン４４Ａ、４４Ｂは金属で形成されたピン状のコネクタであり、回路基板２５上に突設されて、地板３８に開口された挿通孔を貫通されて収納空間内へ挿通され、回路基板２５と、収納空間内部のアンテナ体４０とを接続する。

アンテナ体４０の位置は、カバーガラス８４の下面に設定されているため、良好な受信を確保することが可能となっている。しかも、アンテナ体４０の上部は、ダイヤルリング８３により覆われているため、アンテナ体４０が露出することがなく、かつ、ダイヤルリング８３上にデザインを施すことが可能なため、デザインの自由度を低下させることがない。そして、アンテナ体４０の位置は、文字板１１よりも外側に設定されているため、文字板１１のデザインの自由度を低下させることがない。

次に、このアンテナ体４０の取り付け方について説明する。本実施形態では、図４に示すように、地板３８には、内周側壁３８ａと、外周側壁３８ｂに囲まれたアンテナ体の収容部３８ｃが形成されている。この収容部３８ｃに、金属で形成された付勢部材としてのリング状の固定板９０を取り付け、固定板９０とアンテナ体４０とを係合させることによってアンテナ体４０を地板３８に固定している。

地板３８には、４か所に、垂直方向に延びた第一案内係合部としてのアンテナ案内突出部１１２が形成されており、固定板９０には、このアンテナ案内突出部１１２が挿通される複数の挿通孔９３が形成されている。これらの挿通孔９３にアンテナ案内突出部１１２が挿通されることにより、固定板９０は、地板３８の平面方向および周方向の位置が決められることになる。
また、図４に示すように、固定板９０には、外周部の４か所に導通部９１が形成されており、これらの導通部９１は、外装ケース８０の内側に接触するように構成される。

次に、固定板９０に形成された複数の挿通孔９２を介して、地板３８の５か所に形成されたネジ孔１１０に、５個のネジ１１１を係合させ、固定板９０を地板３８にしっかりと固定させる。
このように、本実施形態においては、固定板９０を全面にわたって収容部３８ｃに密着させて取り付けるのではなく、複数のネジ１１１によって、部分的に固定板９０を地板３８に密着させるように取り付けている。

アンテナ体４０の下部には、上述したアンテナ案内突出部１１２と係合する第二係合案内部としての窪み部が形成されており、この地板３８のアンテナ案内突出部１１２がアンテナ体４０の窪み部に嵌め合わされることによって、アンテナ体４０は、地板３８の平面方向および周方向の位置が決められることになる。
なお、地板に形成する第一係合部を窪み部とし、アンテナ体に形成する第二係合部を突出部としてよい。

さらに、固定板９０には、フック９４が４か所に形成されており、アンテナ体４０には、このフック９４と係合する係合部としての庇状の突出部４１が形成されている。また、地板３８には、複数個所に、アンテナ体４０の垂直方向の位置を決めるための基準面としての台座部１１３が形成されている。
したがって、固定板９０を地板３８に取り付けた後、地板３８のアンテナ案内突出部１１２とアンテナ体４０の窪み部とが係合するようにアンテナ体４０を取り付けると、アンテナ体４０は複数個所で台座部１１３に接触する。さらに、アンテナ体４０に形成された庇状の突出部４１に、固定板９０のフック９４を係合させると、アンテナ体４０は、固定板９０の弾性力によって、地板３８の方向に付勢され、台座部１１３に押し付けられる。このようにして、アンテナ体４０は、地板３８の面に垂直な方向に確実に位置決めされることになる。

図４に示すように、フック９４と突出部４１とが係合する位置と、固定板９０がネジ１１１によって地板３８に取り付けられる位置とは、地板３８の周方向において、所定の間隙を有するように設定されている。このように設定することにより、固定板９０に弾性力を持たせることができ、アンテナ体４０が振動等により変位した場合でも、固定板９０の弾性力によって元の位置に戻すことができる。詳しくは後述する。

さらに、本実施形態においては、図４に示すように、地板３８の周方向の複数位置には、地板垂直面部１２０が、５か所に形成されている。この地板垂直面部１２０は、地板３８の表面に対して垂直な方向の面を有しており、アンテナ体４０の内周面に形成されたアンテナ垂直面と対向するようになっている。詳しくは後述する。

＜Ｂ：アンテナ内蔵式電子時計の回路構成＞
図５は、電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。図５に示すように、電子時計１００は、ＧＰＳ受信部２６及び制御表示部３６を含んで構成されている。ＧＰＳ受信部２６は、衛星信号の受信、ＧＰＳ衛星２０の捕捉、位置情報の生成、時刻修正情報の生成等の処理を行う。制御表示部３６は、内部時刻情報の保持及び内部時刻情報の修正等の処理を行う。

ソーラーパネル８７は、充電制御回路２９を通じて二次電池２７を充電する。電子時計１００はレギュレータ３４及び３５を備え、二次電池２７は、レギュレータ３４を介して制御表示部３６に、レギュレータ３５を介してＧＰＳ受信部２６に駆動電力を供給する。また電子時計１００は、二次電池２７の電圧を検出する電圧検出回路３７を備える。なお、レギュレータ３５に代えて、例えば、ＲＦ部５０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−１と、ベースバンド部６０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−２（ともに図示せず）とに分けて設けてもよい。レギュレータ３５−１は、ＲＦ部５０の内部に設けてもよい。

また電子時計１００は、アンテナ体４０、バラン１０、及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３２を含む。アンテナ体４０は、図１で説明したように、複数のＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信する。ただし、アンテナ体４０は衛星信号以外の不要な電波も若干受信してしまうため、ＳＡＷフィルタ３２は、アンテナ体４０が受信した信号から衛星信号を抽出する処理を行う。すなわち、ＳＡＷフィルタ３２は、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。

また、ＧＰＳ受信部２６は、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部５０とベースバンド部６０を含んで構成されている。以下に説明するように、ＧＰＳ受信部２６は、ＳＡＷフィルタ３２が抽出した１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する処理を行う。

ＲＦ部５０は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５１、ミキサ５２、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５３、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５４、ＩＦアンプ５５、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルタ５６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７等を含んで構成されている。

ＳＡＷフィルタ３２が抽出した衛星信号は、ＬＮＡ５１で増幅される。ＬＮＡ５１で増幅された衛星信号は、ミキサ５２でＶＣＯ５３が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯の信号にダウンコンバートされる。ＰＬＬ回路５４は、ＶＣＯ５３の出力クロック信号を分周したクロック信号と基準クロック信号を位相比較してＶＣＯ５３の出力クロック信号を基準クロック信号に同期させる。その結果、ＶＣＯ５３は基準クロック信号の周波数精度の安定したクロック信号を出力することができる。なお、中間周波数として、例えば、数ＭＨｚを選択することができる。

ミキサ５２でミキシングされた信号は、ＩＦアンプ５５で増幅される。ここで、ミキサ５２でのミキシングにより、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も生成される。そのため、ＩＦアンプ５５は、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も増幅する。ＩＦフィルタ５６は、中間周波数帯の信号を通過させるとともに、この数ＧＨｚの高周波信号を除去する（正確には、所定のレベル以下に減衰させる）。ＩＦフィルタ５６を通過した中間周波数帯の信号はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７でデジタル信号に変換される。

ベースバンド部６０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）６４を含んで構成されている。また、ベースバンド部６０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）６５やフラッシュメモリ６６等が接続されている。

温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５は、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。フラッシュメモリ６６には、例えば時差情報が記憶されている。時差情報は、時差データ（座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられたＵＴＣに対する補正量等）が定義された情報である。

ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、ＲＦ部５０のＡＤＣ５７が変換したデジタル信号（中間周波数帯の信号）からベースバンド信号を復調する処理を行う。

また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、後述する衛星検索工程において、各Ｃ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、ベースバンド信号に含まれる各Ｃ／Ａコードとローカルコードの相関をとる処理を行う。そして、ベースバンド部６０は、各ローカルコードに対する相関値がピークになるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が閾値以上となる場合にはそのローカルコードのＧＰＳ衛星２０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星２０を捕捉）したものと判断する。ここで、ＧＰＳシステムでは、すべてのＧＰＳ衛星２０が異なるＣ／Ａコードを用いて同一周波数の衛星信号を送信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用している。したがって、受信した衛星信号に含まれるＣ／Ａコードを判別することで、捕捉可能なＧＰＳ衛星２０を検索することができる。

また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードにおいて、捕捉したＧＰＳ衛星２０の衛星情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星２０のＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号をミキシングする処理を行う。ミキシングされた信号には、捕捉したＧＰＳ衛星２０の衛星情報を含む航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド部６０は、航法メッセージの各サブフレームのＴＬＭワード（プリアンブルデータ）を検出し、各サブフレームに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する（例えばＳＲＡＭ６３に記憶する）処理を行う。ここで、ＧＰＳ時刻情報は、週番号データ（ＷＮ）及びＺカウントデータであるが、以前に週番号データが取得されている場合にはＺカウントデータのみであってもよい。
そして、ベースバンド部６０は、衛星情報に基づいて、内部時刻情報を修正するために必要な時刻修正情報を生成する。

時刻情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報に基づいて測時計算を行い、時刻修正情報を生成する。時刻情報取得モードにおける時刻修正情報は、例えば、ＧＰＳ時刻情報そのものであってもよいし、ＧＰＳ時刻情報と内部時刻情報との時間差の情報であってもよい。

一方、位置情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報や軌道情報に基づいて測位計算を行い、位置情報（より具体的には、受信時に電子時計１００が位置する場所の緯度及び経度）を取得する。さらに、ベースバンド部６０は、フラッシュメモリ６６に記憶されている時差情報を参照し、位置情報により特定される電子時計１００の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得する。このようにして、ベースバンド部６０は、時刻修正情報として衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データを生成する。位置情報取得モードにおける時刻修正情報は、上記の通り、ＧＰＳ時刻情報と時差データそのものであってもよいが、例えば、ＧＰＳ時刻情報の代わりに内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の時間差のデータであってもよい。
なお、ベースバンド部６０は、１つのＧＰＳ衛星２０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよいし、複数のＧＰＳ衛星２０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよい。

また、ベースバンド部６０の動作は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５が出力する基準クロック信号に同期する。ＲＴＣ６４は、衛星信号を処理するためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ６４は、ＴＣＸＯ６５から出力される基準クロック信号でカウントアップされる。

制御表示部３６は、制御部７０、駆動回路７４及び水晶振動子７３を含んで構成されている。
制御部７０は、記憶部７１、ＲＴＣ（Real Time Clock）７２を備え、各種制御を行う。制御部７０は、例えばＣＰＵで構成することが可能である。
制御部７０は、制御信号をＧＰＳ受信部２６に送り、ＧＰＳ受信部２６の受信動作を制御する。また制御部７０は、電圧検出回路３７の検出結果に基づいて、レギュレータ３４及びレギュレータ３５の動作を制御する。また制御部７０は、駆動回路７４を介してすべての指針の駆動を制御する。

記憶部７１には内部時刻情報が記憶されている。内部時刻情報は、電子時計１００の内部で計時される時刻の情報であり、水晶振動子７３によって生成される基準クロック信号によって更新される。したがって、ＧＰＳ受信部２６への電力供給が停止されていても、内部時刻情報を更新して指針の運針を継続することができるようになっている。

制御部７０は、時刻情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、ＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。より具体的には、内部時刻情報は、取得したＧＰＳ時刻情報にＵＴＣオフセットを加算することで求められるＵＴＣ（協定世界時）に修正される。また、制御部７０は、位置情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。

＜Ｃ：アンテナ内蔵式電子時計のアンテナ体の破損防止機構＞
次に、本実施形態の電子時計１００のアンテナ体４０の破損防止機構について詳しく説明する。
本実施形態の電子時計１００は、図４に示すように、地板３８と、金属で形成されたリング状の固定板９０と、アンテナ体４０とを備えている。固定板９０には、外周部の４か所に、固定板９０の下方に延びた導通部９１が形成されている。
地板３８には、内周側壁３８ａと、外周側壁３８ｂに囲まれたアンテナ体の収容部３８ｃが形成されている。固定板９０を地板３８に取り付ける際には、まず、固定板９０の挿通孔９３に、地板３８に形成されたアンテナ案内突出部１１２を挿通させ、固定板９０を収容部３８ｃに載置する。挿通孔９３にアンテナ案内突出部１１２が挿通されることにより、固定板９０は、地板３８の平面方向および周方向の位置が決められることになる。導通部９１は、外装ケース８０の内側に接触し、金属製の外装ケース８０との導通が図られることになる。

地板３８には、５か所にネジ孔１１０が形成されており、固定板９０には、これらのネジ孔１１０に対応する位置に挿通孔９２が形成されている。固定板９０を地板３８に仮止めする際には、固定板９０の挿通孔９２と、地板３８のネジ孔１１０の位置が一致するように、仮止めを行う。そして、複数のネジ１１１をネジ孔１１０に係合させ、固定板９０を地板３８にしっかりと固定させる。

固定板９０を地板３８に取り付けた状態では、図６に示すように、アンテナ案内突出部１１２が挿通孔９３を介して地板３８の表面に垂直な方向に突出している。

アンテナ体４０の下部には、図６に示すように、アンテナ案内突出部１１２と係合する窪み部４２が形成されている。アンテナ体４０を取り付ける際には、地板３８に形成されたアンテナ案内突出部１１２とアンテナ体４０の窪み部４２が係合するように取り付ける。

アンテナ案内突出部１１２は、図４に示すように、円柱形状に形成されており、これに対応するアンテナ体４０の窪み部４２も、円筒形状に形成されている。したがって、地板３８のアンテナ案内突出部１１２が、アンテナ体４０の窪み部４２に嵌め合わされることによって、アンテナ体４０は、地板３８の平面方向における位置が決められることになり、地板３８の中心と、アンテナ体４０の仮想的な中心とが一致することになる。

また、アンテナ体４０は、窪み部４２とアンテナ案内突出部１１２が嵌め合わされることにより、地板３８の周方向の位置も決められることになる。このように、アンテナ体４０は、地板３８に対して平面方向および周方向に位置決めされる。

固定板９０には、固定板９０の上方向に延びたフック９４が４か所に形成されている。フック９４には、図７（Ｂ）に示すように、貫通孔９５が形成されている。また、アンテナ体４０には、このフック９４に対応する位置に、図７（Ａ）に示すように、庇状の突出部４１が形成されている。

また、地板３８には、図４に示すように、地板３８に対するアンテナ体４０の垂直方向の位置の基準面となる台座部１１３が複数個所に形成されている。台座部１１３は、略円柱形状で、その上面は地板３８の表面に対して平行に形成されている。また、各台座部１１３の高さは、地板３８の表面に対して同じ高さになるように形成されている。

したがって、固定板９０を地板３８に取り付けた後、地板３８のアンテナ案内突出部１１２とアンテナ体４０の窪み部４２とが係合するようにアンテナ体４０を取り付けると、図７（Ａ）に示すように、アンテナ体４０の下面は、複数個所で台座部１１３の上面に接触する。

図７（Ａ）は、アンテナ体４０、固定板９０のフック９４、および地板３８の断面を示しており、図７（Ｂ）は図７（Ａ）に示す矢印Ａ方向から見た図である。図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、アンテナ体４０を台座部１１３に載置した状態では、フック９４の貫通孔９５と、アンテナ体４０の庇状の突出部４１は係合していない。

この状態から、図８（Ａ）に示すように、フック９４を上方向、つまり、図８（Ａ）に示す矢印Ｂ方向に引き上げ、フック９４の貫通孔９５の上部と、アンテナ体４０の庇状の突出部４１とを係合させる。その結果、図８（Ｂ）に示すように、庇状の突出部４１は、フック９４の貫通孔９５から突出した状態となる。

固定板９０は、上述したようにネジ１１１によって地板３８に固定されており、弾性力を有する金属で形成されているため、フック９４を図８（Ａ）に示す矢印Ｂ方向に引き上げることにより、このフック９４と係合したアンテナ体４０は、地板３８の方向、つまり、図８（Ａ）に矢印Ｃ方向に付勢され、台座部１１３に押し付けられる。

このようにして、アンテナ体４０は、地板３８の面に垂直な方向に確実に位置決めされることになる。

アンテナ体４０の垂直方向の上部には、図９に示すように、上部構造体としてダイヤルリング８３が設けられている。つまり、アンテナ体４０は、ダイヤルリング８３とガラス縁８２に囲まれた収納空間に配置されおり、時計に衝撃が与えられたり、時計が振動したような場合には、アンテナ体４０は、この収納空間内でその位置が変化することがある。

しかしながら、本実施形態においては、図１０に示すように、固定板９０のフック９４と、アンテナ体４０の突出部４１が係合する係合位置から、固定板９０をネジ１１１によって地板３８に取り付ける位置までは、地板３８の周方向において所定の間隔Ｌ１となるように設定されている。
したがって、固定板９０に弾性力を持たせることができ、アンテナ体４０が衝撃等により、図１１に示すように垂直方向に変位した場合でも、固定板９０の弾性力により、図１１に示す矢印Ｄ方向にアンテナ体４０を付勢し、アンテナ体４０を、図１０に示す元の位置に戻す。

さらに、図９に示すように、アンテナ体４０と、上部構造体であるダイヤルリング８３との間隙Ｇ１は、固定板９０の弾性力を有する範囲に設定されている。
つまり、アンテナ体４０が図１０に示す定常状態から、図１１に示すように変位した場合には、アンテナ体４０の上面が、ダイヤルリング８３の下面に当接する。
そして、アンテナ体４０とダイヤルリング８３との間隙Ｇ１は、このようにアンテナ体４０の上面がダイヤルリング８３の下面に当接した時でも固定板９０の弾性力を有するように設定されているので、固定板９０は塑性変形することなく、弾性力によって、アンテナ体４０を図１０に示す定常状態の位置に戻すことができる。
したがって、アンテナ体４０への衝撃が緩和され、アンテナ体４０の破損を確実に防ぐことができる。

また、本実施形態においては、図４に示すように、地板３８の周方向の５か所に、地板垂直面部１２０が設けられている。この地板垂直面部１２０は、図１２に示すように、地板３８の表面に対して垂直な方向の面を有している。

アンテナ体４０の内周面には、図１２に示すように、アンテナ垂直面部１２１が形成されている。このアンテナ垂直面部１２１も、地板３８の表面に対して垂直な方向の面を有している。

そして、アンテナ体４０を地板３８に取り付けると、アンテナ垂直面部１２１が地板垂直面部１２０に対向するように位置決めされる。図１３は、図１２に示す矢印Ｅ方向から、このアンテナ垂直面部１２１と地板垂直面部１２０との対向部を見た図である。ただし、アンテナ体４０については、わかり易いように、適宜の位置での断面を示している。

本実施形態においては、アンテナ垂直面部１２１と地板垂直面部１２０との間隙Ｇ２は、図６に示すアンテナ体４０の窪み部４２と、アンテナ体の案内突出部１１２との間隙Ｇ３よりも狭くなるように設定されている。
したがって、アンテナ体４０が、地板３８の平面方向に変位した場合でも、その移動量が地板３８に形成された地板垂直面部１２０によって制限されることになり、アンテナ体４０の破損を確実に防ぐことができる。

以上のように、本実施形態によれば、アンテナ体４０を、誘電体とプラスチックの複合材料で形成し、基材には接着固定できないリング状に形成した場合であっても、アンテナ体４０の垂直方向および平面方向の移動量を確実に制限することができる。
その結果、時計に衝撃が与えられたり、振動が加えられたりした場合でも、収納空間内におけるアンテナ体４０の破損を確実に防ぐことができ、アンテナ体４０の破損を確実に防止することができる。

なお、本実施形態におけるネジ孔１１０、アンテナ案内突出部１１２、台座部１１３、地板垂直面部１２０、アンテナ垂直面部１２１の個数は一例であり、上述した個数に限定されることなく、適宜増減させて構わない。

また、固定板９０は、弾性力を有する部材であればよく、金属に限定されるものではない。

なお、上述した実施形態においては、固定板をリング状に形成した例について説明したが、固定板は適宜分割して、地板に取り付けるようにしてもよい。また、上述の実施形態においては、貫通孔を形成したフックを用いた例について説明したが、フックは必ずしもこのような形状でなくてもよく、アンテナ体の突出部と係合可能なものであればよい。

１００…アンテナ内蔵式電子時計、１１…文字板、１２…指針軸、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…指針、２６…ＧＰＳ受信部、３０…駆動機構、３８…地板、４０…アンテナ体、４１…突出部、４２…窪み部、アンテナ体、８０…外装ケース、８１…ケース、８２…ガラス縁、８３…ダイヤルリング、８４…カバーガラス、８５…裏蓋、８７…ソーラーパネル、９０…固定板、９４…フック、９５…貫通孔、１１０…ネジ孔、１１１…ネジ、１１２…アンテナ案内突出部、１１３…台座部、１２０…地板垂直面部、１２１…アンテナ垂直面部。

Claims (6)

1. 筒状の外装ケースと、
   前記外装ケース内に収納された地板と、
   前記外装ケース内に収納されたリング状のアンテナ体と、
   前記地板に形成され、前記アンテナ体を前記地板に対する垂直方向に位置決めする基準面と、
   前記地板に取り付けられ、前記アンテナ体と係合して前記アンテナ体を前記基準面の方向に付勢する付勢部材と、
   前記アンテナ体に形成され、前記付勢部材と係合する係合部と、
   前記アンテナ体に対して前記基準面の反対側に位置する上部構造体であって、前記アンテナ体を覆う上部構造体と、を備え、
   定常状態において、前記アンテナ体と前記上部構造体との間には、所定の間隙が形成されている、
   ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
2. 前記間隙は、前記アンテナ体が前記上部構造体に接するように変位したとき、前記付勢部材が弾性変形する範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載のアンテナ内蔵式電子時計。
3. 前記付勢部材は、前記地板の周方向において部分的に前記地板に密着するように取り付けられており、前記付勢部材の取り付け位置は、前記付勢部材と前記アンテナ体の係合部が係合する位置から、前記地板の周方向において所定間隔離れるように設定されていることを特徴とする請求項１または２記載のアンテナ内蔵式電子時計。
4. 前記地板には、前記地板の周方向の複数個所に第一案内係合部が形成され、
   前記アンテナ体には、前記第一案内係合部と係合する第二案内係合部が形成され、
   前記地板には、前記リング状のアンテナ体の内周面に対向する地板垂直面部が、前記地板の周方向にて複数形成され、
   前記アンテナ体には、前記垂直面部に対向する位置において、アンテナ垂直面部が、前記アンテナ体の内周面に形成され、
   前記地板垂直面と前記アンテナ垂直面との間隙は、前記第一案内係合部と前記第二案内係合部との間隙よりも狭くなるように設定されている、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一記載のアンテナ内蔵式電子時計。
5. 前記第一案内係合部は、前記地板に対する垂直方向または半径方向に突出して形成されたアンテナ体の案内突出部であり、前記第二案内係合部は、前記アンテナ体の案内突出部と係合する窪み部であることを特徴する請求項４記載のアンテナ内蔵式電子時計。
6. 前記付勢部材は、リング状の板材であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一記載のアンテナ内蔵式電子時計。

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