JP6416354B2 - Satellite radio watch - Google Patents
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Description
本発明は衛星電波腕時計に関する。 The present invention relates to a satellite radio wave watch.
ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）衛星等の測位システムに用いられる人工衛星からの電波（以降、衛星電波と称する。）を受信し時刻を修正する電波腕時計（以降、衛星電波腕時計と称する。）が提案されている。ＧＰＳ信号に代表される測位信号には、正確な時刻情報が含まれるためである。 A radio wave wristwatch (hereinafter referred to as a satellite radio wave wristwatch) that receives a radio wave (hereinafter referred to as a satellite radio wave) from an artificial satellite used in a positioning system such as a GPS (Global Positioning System) satellite and corrects the time is proposed. ing. This is because a positioning signal typified by a GPS signal includes accurate time information.
衛星電波は電離層をまたぐ必要があるため極超短波を使用しており、受信には、極超短波の受信に適し、腕時計に収まる程度に小型で薄型のパッチアンテナ等の平面アンテナが用いられる場合があった。 Since satellite radio waves need to cross the ionosphere, ultra-high frequency waves are used, and planar antennas such as patch antennas that are small and thin enough to fit in a wristwatch may be used for reception. It was.
下記特許文献１には、金属製の胴内に平面アンテナを収容した衛星電波腕時計が記載されている。 Patent Document 1 listed below describes a satellite radio wave wristwatch in which a planar antenna is housed in a metal trunk.
上記特許文献１に記載の衛星電波腕時計は、平面アンテナを用いて円偏波により衛星電波を受信するものである。しかしながら、平面アンテナが金属製の胴内で偏って配置されているため、平面アンテナに近接する金属部分の影響を受け、平面アンテナの受信感度を十分に高めることが難しい。 The satellite radio wave wristwatch described in Patent Document 1 receives satellite radio waves by circular polarization using a planar antenna. However, since the planar antenna is biased in the metal cylinder, it is difficult to sufficiently increase the reception sensitivity of the planar antenna due to the influence of the metal portion adjacent to the planar antenna.
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、平面アンテナによる受信感度を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to increase the reception sensitivity of a planar antenna.
上記課題を解決すべく本出願において開示される発明は種々の側面を有しており、それら側面の代表的なものの概要は以下の通りである。 The invention disclosed in the present application in order to solve the above problems has various aspects, and the outline of typical ones of these aspects is as follows.
（１）時刻情報を含む衛星電波を受信する、矩形の平面アンテナと、平面視において、前記平面アンテナを囲繞する胴と、を備え、前記平面アンテナの給電部は、前記平面アンテナの中心に対し、前記平面アンテナの各辺から前記胴までの平均距離が最も短い辺の側、又は、前記平均距離が最も短い辺の対辺の側に設けられ、さらに、電池が、前記平面アンテナに対し、前記平均距離が最も短い辺の対辺の側に設けられる衛星電波腕時計。 (1) A rectangular planar antenna that receives satellite radio waves including time information, and a trunk that surrounds the planar antenna in plan view, and the feeding portion of the planar antenna is located with respect to the center of the planar antenna , Provided on the side of the side having the shortest average distance from each side of the planar antenna to the body, or on the side of the opposite side of the side having the shortest average distance. A satellite radio-controlled wristwatch placed on the opposite side of the side with the shortest average distance.
（２）（１）において、平面視において、少なくとも１つの指針軸と、前記平面アンテナの中心と、前記給電部とが直線上に配置される衛星電波腕時計。 (2) The satellite radio-controlled wristwatch according to (1), wherein at least one pointer shaft, the center of the planar antenna, and the power feeding unit are arranged in a straight line in plan view.
（３）（１）又は（２）において、前記平面アンテナの中心に対し、少なくともモータ、水晶振動子、耐磁板のいずれかは、前記平面アンテナの中心を通り、前記平均距離が最も短い辺と平行な直線よりも、前記平均距離が最も短い辺の対辺の側に設けられる衛星電波腕時計。 (3) In (1) or (2), with respect to the center of the planar antenna, at least one of a motor, a crystal resonator, and a magnetic-resistant plate passes through the center of the planar antenna and has the side with the shortest average distance. A satellite radio-controlled wristwatch provided on the opposite side of the side having the shortest average distance from a parallel straight line.
（４）（１）乃至（３）のいずれかにおいて、前記平均距離が最も短い辺と直交する２辺における前記胴までの平均距離の差異は、１０％以下である衛星電波腕時計。 (4) The satellite radio-controlled wristwatch according to any one of (1) to (3), wherein a difference in average distance to the trunk on two sides orthogonal to the side having the shortest average distance is 10% or less.
（５）（１）乃至（４）のいずれかにおいて、前記給電部は、前記平面アンテナの側面上に設けられたストリップ電極であるか又は接続される衛星電波腕時計。 (5) The satellite radio-controlled wristwatch according to any one of (1) to (4), wherein the power feeding unit is a strip electrode provided on a side surface of the planar antenna.
（６）（１）乃至（５）のいずれかにおいて、平面視において、少なくとも前記平面アンテナの中心と、前記給電部と、前記電池とが直線上に配置される衛星電波腕時計。 (6) The satellite radio-controlled wristwatch according to any one of (1) to (5), wherein at least the center of the planar antenna, the power feeding unit, and the battery are arranged in a straight line in a plan view.
（７）時刻情報を含む衛星電波を受信する、矩形の平面アンテナと、電池と、を備え、前記平面アンテナの給電部は、前記平面アンテナの中心に対し、前記平面アンテナの各辺から前記電池までの距離が最も短い辺の側、又は、前記距離が最も短い辺の対辺の側に設けられる衛星電波腕時計。 (7) A rectangular planar antenna that receives satellite radio waves including time information, and a battery, and the feeding portion of the planar antenna from the sides of the planar antenna to the center of the planar antenna A satellite radio-controlled wristwatch provided on the side of the side with the shortest distance or the side of the opposite side of the side with the shortest distance.
上記本発明の（１）の側面によれば、電池が平面アンテナに近接して設けられる場合であっても、平面アンテナの受信感度を高めた衛星電波腕時計が得られる。 According to the above aspect (1) of the present invention, even when the battery is provided close to the planar antenna, a satellite radio-controlled wrist watch with improved planar antenna reception sensitivity can be obtained.
また、上記本発明の（２）の側面によれば、平面アンテナによる受信感度をさらに高めた衛星電波腕時計が得られる。 In addition, according to the above aspect (2) of the present invention, a satellite radio-controlled wristwatch with further improved reception sensitivity using a planar antenna can be obtained.
また、上記本発明の（３）の側面によれば、モータ、水晶振動子、及び耐磁板が設けられる場合であっても、平面アンテナの受信感度を高めた衛星電波腕時計が得られる。 In addition, according to the above aspect (3) of the present invention, a satellite radio-controlled wristwatch with an improved reception sensitivity of a planar antenna can be obtained even when a motor, a crystal resonator, and a magnetic-resistant plate are provided.
また、上記本発明の（４）の側面によれば、平面アンテナによる受信感度をさらに高めた衛星電波腕時計が得られる。 In addition, according to the above aspect (4) of the present invention, a satellite radio-controlled wrist watch with further improved reception sensitivity using a planar antenna can be obtained.
また、上記本発明の（５）の側面によれば、容量結合型の平面アンテナを設ける場合であっても、平面アンテナの受信感度をさらに高めた衛星電波腕時計が得られる。 In addition, according to the aspect (5) of the present invention, even when a capacitively coupled planar antenna is provided, a satellite radio-controlled wristwatch with further enhanced reception sensitivity of the planar antenna can be obtained.
また、上記本発明の（６）の側面によれば、電池が平面アンテナに近接して設けられる場合であっても、平面アンテナの受信感度を高めた衛星電波腕時計が得られる。 Further, according to the above aspect (6) of the present invention, even when the battery is provided close to the planar antenna, a satellite radio-controlled wristwatch with improved planar antenna reception sensitivity can be obtained.
また、上記本発明の（７）の側面によれば、電池が平面アンテナに近接して設けられる場合であっても、平面アンテナの受信感度を高めた衛星電波腕時計が得られる。 Further, according to the above aspect (7) of the present invention, even when the battery is provided close to the planar antenna, a satellite radio-controlled wristwatch with improved planar antenna reception sensitivity can be obtained.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図１は、本発明の実施形態に係る衛星電波腕時計１を示す図である。衛星電波腕時計１は、胴１０、文字板１２、竜頭１４、第１のプッシュボタン１６、第２のプッシュボタン１８、時針２０、分針２２、秒針２４、及びパッチアンテナ３０を備えている。ここで、平面アンテナであるパッチアンテナ３０は、文字板１２の裏面（視認側と反対側の面）側に設けられている。
FIG. 1 is a diagram showing a satellite radio-controlled wristwatch 1 according to an embodiment of the present invention. The satellite radio-controlled wristwatch 1 includes a
胴１０は、金属製である。衛星電波腕時計１が受信する衛星電波等の極超短波の電波は、導電体によって反射・吸収されるため、パッチアンテナ３０を単純に胴１０内に偏って配置すると、その受信面側の近傍に導電体が存在することとなり、受信感度が低下してしまう。そこで、本実施形態に係る衛星電波腕時計１は、パッチアンテナ３０を単純に胴１０内に偏って配置しつつ、その受信感度の低下を最小限に抑えるため、以下に示す種々の構造を有している。
The
胴１０に囲まれる文字板１２、時針２０、分針２２、及び秒針２４は、図示しない風防で覆われる。風防は、ガラス等の絶縁材料で形成され、パッチアンテナ３０の受信感度にはほとんど影響しない。同様に、文字板１２も絶縁材料、例えば、各種の合成樹脂、セラミックス、又は貝等の生体鉱物で形成され、パッチアンテナ３０の受信感度に影響を及ぼさない。時針２０、分針２２及び秒針２４についても同様に絶縁材料で形成することが受信感度の点からは望ましいが、これらを金属等の導電性材料で形成する場合には、パッチアンテナ３０の受信感度に重大な影響を及ぼさないようにそのサイズや配置高さが定められる。すなわち、パッチアンテナ３０の受信感度に重大な影響を及ぼさないようそのサイズを小さいものとしたり、パッチアンテナ３０の受信面から十分離れた位置に配置したりする配慮がなされる。
The
本実施形態に係る衛星電波腕時計１はアナログ時計であり、３時、６時、９時、及び１２時を示す時字が文字板１２に描かれ、時針２０、分針２２、及び秒針２４の回転位置により、時分秒を表示するものである。衛星電波腕時計１のユーザは、竜頭１４を回転し、第１のプッシュボタン１６及び第２のプッシュボタン１８を押下することで、時刻合わせをはじめとする各種操作を行うことができる。また、衛星電波腕時計１は、ＧＰＳ衛星等より送信される衛星信号に含まれる日付や時刻に関する情報に基づき時刻合わせを行うことができる。
The satellite radio-controlled wristwatch 1 according to the present embodiment is an analog timepiece, and time letters indicating 3 o'clock, 6 o'clock, 9 o'clock, and 12 o'clock are drawn on the
本実施形態に係る衛星電波腕時計１は、文字板１２の中心に時針２０、分針２２、及び秒針２４の回転軸を有する。そのため、パッチアンテナ３０は、胴１０の中心に配置することはできず、胴１０内で偏って配置され、それによりパッチアンテナ３０の近傍に導電体が存在する。
The satellite radio-controlled wristwatch 1 according to the present embodiment has rotation axes of an
なお、本実施形態に係る衛星電波腕時計１は、指針として時針２０、分針２２、及び秒針２４を有するものであるが、その他に各種の表示を行う補助指針、例えば２４時間表示やパワーリザーブを設けてもよい。
The satellite radio-controlled wristwatch 1 according to the present embodiment has an
なお、図１に示した衛星電波腕時計１のデザインは一例にすぎない。ここで示したもの以外にも、例えば、衛星電波腕時計１の外形形状を、丸型でなく角型にしてもよい。また、文字板２２に日窓を設けて日付や曜日を表示することとしてもよい。
Note that the design of the satellite radio-controlled wristwatch 1 shown in FIG. 1 is merely an example. In addition to those shown here, for example, the outer shape of the satellite radio-controlled wristwatch 1 may be a square shape instead of a round shape. Further, a date window may be provided on the
なお、本明細書では、衛星電波腕時計という用語を、腕時計であって、かつ、ＧＰＳ衛星等からの衛星信号を受信し、当該衛星信号に含まれる日付や時刻に関する情報に基づき、腕時計内部に保持している時刻の情報である内部時刻を修正する機能を有している腕時計を指すものとして用いる。 In this specification, the term satellite radio wave wristwatch refers to a wristwatch that receives a satellite signal from a GPS satellite or the like and holds it inside the wristwatch based on information about the date and time contained in the satellite signal. It is used to indicate a wristwatch having a function of correcting the internal time, which is information on the current time.
図２は、衛星電波腕時計１を視認側（図１で示した側）とは反対側から見た場合の図であり、パッチアンテナ３０の配置を示す図である。ただし、衛星電波腕時計１の内部構造を示すため、裏蓋を取り外した状態を示している。図２では、胴１０に囲繞されるパッチアンテナ３０、電池４０、電池押さえ４２、電池ケース４４、リード板４６、指針軸５０、及び外枠５２を示している。ここで、点線で示すパッチアンテナ３０は、平面視においてリード板４６に隠れる位置に配置される。また、点線で示す指針軸５０は、電池押さえ４２及び電池４０に隠れる位置に配置される。なお、指針軸５０としては、ここでは時針２０を駆動するいわゆる筒車の筒部分の外形を示した。本実施形態では、分針２２及び秒針２４の駆動軸はかかる筒車内を貫通する様に同軸に設けられる。
FIG. 2 is a diagram of the satellite radio-controlled wristwatch 1 viewed from the side opposite to the viewing side (the side illustrated in FIG. 1), and is a diagram illustrating the arrangement of the
本実施形態におけるパッチアンテナ３０は、いわゆる面実装型のパッチアンテナであり、図３に示すように、セラミックス等の適宜の誘電体により形成された扁平な直方体形状のボディ３６の上面に矩形の放射電極３８が形成され、またボディ３６の下面には１の給電電極３２と、７か所のグラウンド電極３４が形成されている。給電電極３２は、辺Ｅ１側のボディ３６の側面に設けられたストリップ電極３３と連続して繋がっている。そして、ストリップ電極３３は辺Ｅ１の中央部において放射電極３８と近接し容量結合している。したがって、放射電極３８により受信された衛星電波は、かかる容量結合を介してストリップ電極３３に伝達され、給電電極３２より取り出すことができる。また、ボディ３６の下面には、放射電極３８に対する対向電極として、下面のほぼ全面を覆うベタ電極が形成され、さらに当該ベタ電極の一部を露出するようなパターンを有する絶縁膜が設けられるが、グラウンド電極３４は、露出しているベタ電極の一部であり、互いに電気的に接続している。
The
なお、ここで辺Ｅ１〜Ｅ４は、放射電極３８の各辺または、放射電極３８と同じ高さにおけるボディ３６の各辺を示すものとする。本実施形態では、放射電極３８と同じ高さにおけるボディ３６の各辺を示す。また、給電電極３２を直接ボディ３６の側面に設け、すなわち、ストリップ電極３３を給電電極３２として用いて、側面実装の手法により給電電極３２と実装基板とを接続するようにしてもよい。
Here, the sides E <b> 1 to E <b> 4 indicate the sides of the radiation electrode 38 or the sides of the body 36 at the same height as the radiation electrode 38. In the present embodiment, each side of the body 36 at the same height as the radiation electrode 38 is shown. Alternatively, the
図２に戻り、パッチアンテナ３０は、耐磁板４６の更に視認側に配置される回路基板であるアンテナ基板上に、放射電極３８が視認側（文字板１２側）を向くように実装される。このとき、平面視において、パッチアンテナ３０の給電電極３２は、パッチアンテナ３０の平面視における中心Ｃ３０に対し、辺Ｅ１側に設けられる。辺Ｅ１は、パッチアンテナ３０の有する４辺（辺Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３、Ｅ４）のうち、胴１０までの平均距離が最も短い辺である。パッチアンテナ３０の辺から胴１０までの平均距離については、図４によって詳細に説明する。
Returning to FIG. 2, the
パッチアンテナ３０の受信面、すなわち放射電極３８に極超短波の衛星電波等が入射すると、受信面に誘起された電流は、容量結合を介してストリップ電極３３、さらには給電電極３２へと伝達される。このとき、一般に衛星電波として用いられる極超短波には円偏波が用いられており、通常はかかる極超短波を受信するアンテナもまた、円偏波の受信に適したものとされる。例えば、本実施形態のようにパッチアンテナ３０を用いるのであれば、その受信特性は円偏波に適したものとされ、辺Ｅ１〜Ｅ４の各辺それぞれにおける受信感度に偏りが無いように設計される。
When an ultra-short-wave satellite radio wave or the like is incident on the reception surface of the
ところが、図２に示すように、金属製の胴１０内にパッチアンテナ３０を偏って配置すると、胴１０と近い位置に配置される辺、ここでは辺Ｅ１は金属部材の強い影響を受け、その受信感度は著しく低下する。電池４０と近接して配置される辺Ｅ２についても同様であり、円偏波用に設計されたパッチアンテナ３０ではその受信感度の低下は免れないことになる。
However, as shown in FIG. 2, when the
ここで、パッチアンテナ３０の設計として、その給電部の位置をパッチアンテナ３０の中心Ｃ３０から特定の辺の側に偏った位置に配置し、受信特性として直線偏波を得られるように電極形状を設計すると、その受信感度は、給電部が近接して配置された辺では低下し、かかる辺に直交する辺において高くなる。本実施形態では、給電電極３２が辺Ｅ１側に偏って配置され、その受信特性が直線偏波を示すよう電極設計がなされる結果、辺Ｅ１の受信感度は低下する半面、辺Ｅ１と直交する辺Ｅ３及びＥ４において受信感度が高くなる。なお、辺Ｅ１と対向する辺Ｅ２においてもその受信感度は低下する。
Here, as a design of the
すなわち、本実施形態では、意図的に給電部の位置をパッチアンテナ３０の中心Ｃ３０から辺Ｅ１の側に偏った位置に配置し、直線偏波特性が得られるよう電極設計することにより、胴１０及び電池４０による干渉を受けるため衛星電波の受信に寄与しにくい辺Ｅ１及びＥ２の受信感度を下げ、金属部材による干渉を受けにくい辺Ｅ３及びＥ４の受信感度を上げることにより、全体としてパッチアンテナ３０の受信感度を向上させているのである。
That is, in the present embodiment, the position of the power feeding unit is intentionally arranged at a position that is biased toward the side E1 from the center C30 of the
したがって、本実施形態に係るパッチアンテナ３０は直線偏波の受信に適したものである。本実施形態ではパッチアンテナ３０の平面形状は略正方形であるが、長方形のものであってもよい。また、パッチアンテナ３０、特に放射電極３８には、円偏波特性を得るための構造、例えば角における切り欠きは設けないようにする。
Therefore, the
以上の議論から明らかなように、給電電極３２を、辺Ｅ１側ではなく、辺Ｅ２側に設けることとしてもよい。その場合であっても、パッチアンテナ３０は、辺Ｅ３及びＥ４において直線偏波に対し高い受信感度を有することとなり、給電電極３２を、辺Ｅ１側に設けた場合と同様の受信感度を得ることができる。なお、辺Ｅ２は、パッチアンテナ３０の各辺から胴１０までの平均距離が最も短い辺（辺Ｅ１）の対辺となっている。
As is clear from the above discussion, the feeding
また、図２には、指針軸５０と、パッチアンテナ３０の中心Ｃ３０と、給電電極３２との位置関係を示すために、直線Ｌ１を仮想的に描いている。平面視において、指針軸５０と、パッチアンテナ３０の中心Ｃ３０と、給電電極３２とは、１つの直線Ｌ１上に配置される。すなわち、指針軸５０と、パッチアンテナ３０と、給電電極３２とは、パッチアンテナ３０の中心Ｃ３０を通る直線Ｌ１が、平面視において、指針軸５０及び給電電極３２と交わるように配置されている。
Further, in FIG. 2, a straight line L <b> 1 is virtually drawn in order to indicate the positional relationship among the
このような構成を採用することで、パッチアンテナ３０の辺Ｅ３から胴１０までの平均距離と、辺Ｅ４から胴１０までの平均距離とが同程度となる。そのため、辺Ｅ３側と辺Ｅ４側とにおいてパッチアンテナ３０で受信される衛星電波に対する胴１０の影響が同程度となり、パッチアンテナ３０の受信面に誘起される電流の対称性が向上するため、衛星電波の受信感度が向上する。
By adopting such a configuration, the average distance from the side E3 to the
また、衛星電波腕時計１は、各種電装品の電源となる電池４０を備えている。すなわち、衛星電波を受信するための高周波回路、衛星電波腕時計１全体の制御を行う制御回路指針を駆動するモータその他の機器は、電池４０より電源を得ている。電池４０は、ここではボタン型の電池であり、例えばリチウム電池等の１次電池や、リチウムイオン電池等の２次電池であってよい。電池４０として２次電池を使用する場合には、衛星電波腕時計１は、適宜の電力生成機器、例えば太陽電池を備えたものとすることが望ましい。
The satellite radio-controlled wristwatch 1 includes a
電池４０は少なくとも外装は導電体である金属に覆われているため、パッチアンテナ３０の近傍に配置することにより、先ほど説明した胴１０の場合と同様に、その受信感度に影響を与える。そこで、本実施形態では、電池４０を、パッチアンテナ３０に対し、パッチアンテナ３０の辺Ｅ２側に設けている。このような配置とすることで、直線偏波で衛星電波を受信するパッチアンテナ３０の辺Ｅ３及びＥ４近傍に良導体が配置されることはなく、電池４０の近傍となる辺Ｅ２は先ほど説明したように受信感度が低いため、電池４０によるパッチアンテナ３０全体としての衛星電波の受信感度への影響はごく限られたものとなる。
Since the
ここで、さらに電池４０を、その中心Ｃ４０が直線Ｌ１と交わるように配置することが好ましい。すなわち、パッチアンテナ３０の中心Ｃ３０及び指針軸５０の中心Ｃ５０を通る直線が、給電電極３２と交わり、かつ、電池４０の中心Ｃ４０を通ることが好ましい。このような構成を採用することで、衛星電波に対する電池４０の影響が、辺Ｅ３側と辺Ｅ４側とでほぼ等しくなり、パッチアンテナ３０の受信面に誘起される電流の対称性が維持されるため、パッチアンテナ３０による衛星電波の受信感度がさらに向上する。
Here, it is preferable to further arrange the
図４は、パッチアンテナ３０と胴１０との距離関係を示す図である。図４は、図２と同様に、衛星電波腕時計１を裏蓋側から見た場合の図である。図４には、パッチアンテナ３０と胴１０との距離関係を説明するため、仮想的にＸ軸及びＹ軸を図示している。Ｘ軸は、紙面の左から右に向かう軸であり、Ｙ軸は、紙面の上方から下方に向かう軸である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a distance relationship between the
はじめに、パッチアンテナ３０の辺Ｅ１から胴１０までの平均距離ｄ１ａｖを考える。ここで、辺Ｅ１上の任意の点から胴１０までの距離を、当該点から辺Ｅ１に垂直に伸ばし、胴１０の内側側面と交わる線分の長さとし、当該点のＸ軸上の座標ｘを用いて、ｄ１（ｘ）と表す。図４には、辺Ｅ１の中心を例として、距離ｄ１（ｘ）を具体的に示している。
First , an average distance d 1av from the side E1 of the
辺Ｅ１から胴１０までの平均距離ｄ１ａｖは、辺Ｅ１から胴１０までの距離ｄ１（ｘ）の辺Ｅ１全体における平均である。すなわち、辺Ｅ１の両端の座標をそれぞれｘ１、ｘ２とすると（ｘ１＜ｘ２）、ｄ１ａｖ＝∫ｘ１→ｘ２ｄ１（ｘ）ｄｘ／（ｘ２−ｘ１）となる。
The average distance d 1av from the side E1 to the
同様に、辺Ｅ３から胴１０までの平均距離ｄ３ａｖは、辺Ｅ３から胴１０までの距離ｄ３（ｙ）の辺Ｅ３全体における平均であり、辺Ｅ３の両端の座標をそれぞれｙ１、ｙ２とすると（ｙ１＜ｙ２）、ｄ３ａｖ＝∫ｙ１→ｙ２ｄ３（ｙ）ｄｙ／（ｙ２−ｙ１）で求められる量である。ここでも同様に、辺Ｅ３上の任意の点から胴１０までの距離ｄ３（ｙ）は、辺Ｅ３上の当該点から辺Ｅ３に垂直に伸ばし、胴１０の内側側面と交わる線分の長さである。
Similarly, the average distance d 3av from the side E3 to the
以下同様に、辺Ｅ４から胴１０までの平均距離ｄ４ａｖは、ｄ４ａｖ＝∫ｙ１→ｙ２ｄ４（ｙ）ｄｙ／（ｙ２−ｙ１）で求められ、距離ｄ４（ｙ）は辺Ｅ４上の任意の点から辺Ｅ４に垂直に伸ばし、胴１０の内側側面と交わる線分の長さである。同じく、辺Ｅ２から胴１０までの平均距離ｄ２ａｖは、ｄ２ａｖ＝∫ｘ１→ｘ２ｄ２（ｘ）ｄｘ／（ｘ２−ｘ１）で求められる。
Similarly, the average distance d 4av from the side E4 to the
本実施形態で示したパッチアンテナ３０の配置では、明らかなとおり、４辺のうちで辺Ｅ１から胴１０までの平均距離が最も短く、辺Ｅ３から胴１０までの平均距離と辺Ｅ４から胴１０までの平均距離とはほぼ等しい。また、４辺のうちで辺Ｅ２から胴１０までの平均距離が最も長い。
In the arrangement of the
ｄ３ａｖとｄ４ａｖとは必ずしも等しいものでなくてもよく、｜ｄ３ａｖ−ｄ４ａｖ｜／ｄ３ａｖ≦０．１、又は｜ｄ３ａｖ−ｄ４ａｖ｜／ｄ４ａｖ≦０．１であればよい。すなわち、パッチアンテナ３０の各辺から胴１０までの平均距離が最も短い辺（辺Ｅ１）と直交する２辺（Ｅ３及びＥ４）における胴１０までの平均距離の差異は、１０％以下であればよい。そのような場合であれば、辺Ｅ３側と辺Ｅ４側とに誘起される電流の差異が十分に小さくなり、パッチアンテナ３０の受信面に誘起される電流の対称性が向上するため、衛星電波の受信感度が向上する。
d 3av and d 4av do not necessarily have to be equal to each other as long as | d 3av −d 4av | / d 3av ≦ 0.1 or | d 3av −d 4av | / d 4av ≦ 0.1. . That is, the difference in the average distance to the
図５は、パッチアンテナ３０と、第１のモータ６０、第２のモータ６２、第３のモータ６４、第４のモータ６６、水晶振動子７０、及び耐磁板８０との位置関係を示す図である。図５は、図４と同様に、衛星電波腕時計１を裏蓋側から見た場合の図である。第１のモータ６０、第２のモータ６２、第３のモータ６４、第４のモータ６６、水晶振動子７０、及び耐磁板８０は、他の部品に隠れていて見えないため、点線でその外形及び位置を示している。また、図５には、パッチアンテナ３０と各部品との位置関係を説明するため、仮想的に直線Ｌ２を描いている。
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between the
第１のモータ６０、第２のモータ６２、第３のモータ６４、及び第４のモータ６６は、電池４０を電源として駆動するステップモータであり、時針２０、分針２２、及び秒針３４をはじめとする各種機器を駆動する。各モータは金属製の部品を含み、衛星電波を遮蔽する導電体となり得る。本実施形態に係る衛星電波腕時計１は４つのモータを有するが、モータ数は３以下であってもよいし、５以上であってもよい。
The
水晶振動子７０は、電池４０を電源として、衛星電波腕時計１の内部時刻の基準となる周波数で発振する。水晶振動子７０の発振周波数は、例えば３２．７６８ｋＨｚであり、１６ビットのカウンタがオーバーフローするタイミングを読み取ることで１秒をカウントする。水晶振動子７０は、金属製の筒に収められており、衛星電波を遮蔽し得る。
The
耐磁板８０は金属製であり、第１のモータ６０、第２のモータ６２、第３のモータ６４、第４のモータ６６、及び水晶振動子７０よりも裏蓋側（紙面手前側）に配置される。耐磁板８０は、モータ等に対する外部磁場の影響を軽減する。同時に、耐磁板８０は、衛星電波を遮蔽し得る。
The magnetic-
図５に示す平面視において、第１のモータ６０、第２のモータ６２、第３のモータ６４、第４のモータ６６、水晶振動子７０、及び耐磁板８０は、パッチアンテナ３０の中心Ｃ３０に対し、直線Ｌ２よりも辺Ｅ２側に設けられる。ここで、直線Ｌ２は、パッチアンテナ３０の中心Ｃ３０を通り、パッチアンテナ３０の各辺から胴１０までの平均距離が最も短い辺（辺Ｅ１）と平行な直線である。ここで、各部品を直線Ｌ２よりも辺Ｅ２側に設けるとは、平面視において各部品と直線Ｌ２が交わらないように、各部品をパッチアンテナ３０の中心Ｃ３０に対し辺Ｅ２側に設けることをいう。
In the plan view shown in FIG. 5, the
パッチアンテナ３０は、辺Ｅ３及びＥ４に沿って誘起される電流によって直線偏波で衛星電波を受信するものであるが、誘起される電流は、辺Ｅ３及びＥ４の中心付近、すなわち辺Ｅ３及びＥ４と直線Ｌ２との交点付近、におけるものが主となる。そのため、辺Ｅ３及びＥ４の近傍の中でも、特に辺Ｅ３及びＥ４の中心近傍に導電体が配置されると、衛星電波の受信感度が著しく劣化してしまう。
The
本実施形態では、上記の構成を採用することにより、衛星電波を遮蔽し得る第１のモータ６０、第２のモータ６２、第３のモータ６４、第４のモータ６６、水晶振動子７０、及び耐磁板８０を、辺Ｅ３及びＥ４の中心近傍を避けて配置することができる。これにより、衛星電波の受信に際し主たる寄与をする辺Ｅ３及びＥ４の中心近傍に導電体が配置されることがなくなり、衛星電波の受信感度が向上する。
In the present embodiment, by adopting the above-described configuration, the
なお、本実施形態では、衛星電波腕時計１の外形形状を丸型としたが、同程度の寸法で角型とすると、パッチアンテナ３０の辺Ｅ３及びＥ４から胴１０までの平均距離がさらに大きくなり、衛星電波の受信感度はさらに向上する。
In this embodiment, the external shape of the satellite radio-controlled wristwatch 1 is a round shape. However, if the satellite radio-controlled wristwatch 1 is a square shape with similar dimensions, the average distance from the sides E3 and E4 of the
また、本実施形態では、面実装型のパッチアンテナ３０を設けることとしたが、ピン給電型のパッチアンテナを設けることとしてもよい。その場合、給電ピンは、平面視において、パッチアンテナの中心に対し、パッチアンテナの各辺から胴１０までの平均距離が最も短い辺の側、又は、その対辺の側に設けることとすればよい。
In the present embodiment, the surface-mounted
なお、本実施形態の効果の例としては、本実施形態に係る衛星電波腕時計１と、比較例としてパッチアンテナを本実施形態と同位置に、時計回りに９０°回転させて配置した衛星電波腕時計をそれぞれ実際に制作したところ、本実施形態に係る衛星電波腕時計１では、パッチアンテナ３０の受信感度がおおよそ５ｄＢ向上することが確認された。
As an example of the effect of the present embodiment, the satellite radio wave wristwatch 1 according to the present embodiment and, as a comparative example, a satellite radio wave wristwatch in which the patch antenna is disposed at the same position as that of the present embodiment and rotated 90 ° clockwise. As a result, it was confirmed that the reception sensitivity of the
比較例では、給電電極が設けられる辺と直交する２辺が、どちらも大きな導電体（胴及び電池）と近接する。そのため、衛星電波は導電体によって遮蔽されるなどし、受信感度が著しく低下したものと考えられる。 In the comparative example, two sides orthogonal to the side where the power supply electrode is provided are close to a large conductor (cylinder and battery). For this reason, it is considered that the satellite radio waves are shielded by a conductor and the reception sensitivity is remarkably lowered.
一方、本実施形態に係る衛星電波腕時計１によれば、直線偏波により電流が誘起される辺Ｅ３及びＥ４から胴１０までの平均距離が十分大きいため、衛星電波への影響を大きく受けることが無く、良好な受信感度が得られる。
On the other hand, according to the satellite radio-controlled wristwatch 1 according to the present embodiment, the average distance from the sides E3 and E4 where the current is induced by linearly polarized waves to the
以上、本発明に係る実施形態について説明したが、この実施形態に示した具体的な構成は一例として示したものであり、本発明の技術的範囲をこれに限定することは意図されていない。当業者は、これら開示された実施形態を適宜変形してもよく、本明細書にて開示される発明の技術的範囲は、そのようになされた変形をも含むものと理解すべきである。 As mentioned above, although embodiment concerning this invention was described, the specific structure shown in this embodiment was shown as an example, and it is not intending limiting the technical scope of this invention to this. Those skilled in the art may appropriately modify these disclosed embodiments, and it should be understood that the technical scope of the invention disclosed herein includes such modifications.
１ 衛星電波腕時計、１０ 胴、１２ 文字板、１４ 竜頭、１６ 第１のプッシュボタン、１８ 第２のプッシュボタン、２０ 時針、２２ 分針、２４ 秒針、３０ パッチアンテナ、３２ 給電電極、３３ ストリップ電極、３４ グラウンド電極、３６ ボディ、３８ 放射電極、４０ 電池、４２ 電池押さえ、４４ 電池ケース、４６ リード板、５０ 指針軸、５２ 外枠、６０ 第１のモータ、６２ 第２のモータ、６４ 第３のモータ、６６ 第４のモータ、７０ 水晶振動子、８０ 耐磁板。 1 satellite radio watch, 10 trunk, 12 dial, 14 crown, 16 first push button, 18 second push button, 20 hour hand, 22 minute hand, 24 second hand, 30 patch antenna, 32 feed electrode, 33 strip electrode, 34 Ground electrode, 36 Body, 38 Radiation electrode, 40 Battery, 42 Battery holder, 44 Battery case, 46 Lead plate, 50 Pointer shaft, 52 Outer frame, 60 First motor, 62 Second motor, 64 Third Motor, 66 Fourth motor, 70 Quartz vibrator, 80 Magnetic-resistant plate.
Claims (7)
平面視において、前記平面アンテナを囲繞する胴と、を備え、
前記平面アンテナの給電部は、前記平面アンテナの中心に対し、前記平面アンテナの各辺から前記胴までの平均距離が最も短い辺の側、又は、前記平均距離が最も短い辺の対辺の側に設けられ、さらに、
電池が、前記平面アンテナに対し、前記平均距離が最も短い辺の対辺の側に設けられる衛星電波腕時計。 A rectangular planar antenna that receives satellite radio waves including time information;
In plan view, a trunk surrounding the planar antenna,
The feeding portion of the planar antenna is located on the side of the side having the shortest average distance from each side of the planar antenna to the trunk, or on the opposite side of the side having the shortest average distance, with respect to the center of the planar antenna. Provided, and
A satellite radio wave wristwatch in which a battery is provided on the opposite side of the side having the shortest average distance with respect to the planar antenna.
電池と、を備え、
前記平面アンテナの給電部は、前記平面アンテナの中心に対し、前記平面アンテナの各辺から前記電池までの距離が最も短い辺の側、又は、前記距離が最も短い辺の対辺の側に設けられる衛星電波腕時計。 A rectangular planar antenna that receives satellite radio waves including time information;
A battery,
The feeding portion of the planar antenna is provided on the side of the side having the shortest distance from each side of the planar antenna to the battery, or on the opposite side of the side having the shortest distance with respect to the center of the planar antenna. Satellite radio watch.
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