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JP5003538B2 - 電波受信装置 - Google Patents

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JP5003538B2
JP5003538B2 JP2008057764A JP2008057764A JP5003538B2 JP 5003538 B2 JP5003538 B2 JP 5003538B2 JP 2008057764 A JP2008057764 A JP 2008057764A JP 2008057764 A JP2008057764 A JP 2008057764A JP 5003538 B2 JP5003538 B2 JP 5003538B2
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Description

本発明は、電波受信装置に関する。
従来、時刻情報を含む標準電波を受信して自動的に現在時刻を修正する電波時計等の電子機器が知られている。そして、例えば電波時計において標準電波を受信するアンテナとしては、受信感度のよい磁性材料であるアモルファス金属やフェライト等からなるコアにコイルが巻回されてなるアンテナ構造体が多く用いられている。
しかし、電波は金属を透過しないため、腕時計等において、機器ケース、裏蓋部材等を金属で形成した場合には、電子機器に内蔵されたアンテナが十分に電波を受信することができない。
そこで、従来、文字板等の装飾板を、電波が透過する材料で形成するとともに、コアの端部に電波を受信する膨出部を設け、装飾板側から効率的に電波を受信することで受信感度を向上させる技術が開発されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2006−333183号公報
しかしながら、膨出部を設けるとその分アンテナ構造体が大きくならざるを得ず、特に、女性用の腕時計型の電波時計等、できるだけ小型化・薄型化を図る必要がある場合に、アンテナ構造体を収納する十分なスペースを確保することが困難であるとの問題があった。
また、機器ケース、裏蓋部材、文字板等に金属を使用している場合に、これらの金属部材とアンテナ構造体とが近接していると、いわゆる渦電流が発生し、これに起因してアンテナ構造体による標準電波の受信感度が劣化するが、装置の小型化を図るためには金属部材とアンテナ構造体との間に十分な距離を確保することが困難であるとの問題もある。
そこで、本発明は、上記課題を解決するために為されたものであり、効率よく電波を受信できる位置にアンテナ構造体を設けることにより、アンテナ構造体及びこれを組み込んだ装置の小型化と受信感度の向上とを両立させることのできる電波受信装置を提供することを目的としている。
このような問題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
装置本体ケースと、
前記装置本体ケースの視認側に設けられた非導電性カバー部材と、
前記装置本体ケース内に収納された電子部品収納部材と、
前記非導電性カバー部材の下方に配置されている表示部材と、
前記表示部材の近傍に配置され、コアとこのコアにコイルを巻回してなる巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
前記表示部材の下部位置に配置され、外部からの磁束を集めて、この集めた磁束を前記アンテナ構造体に導く集磁部と、
を備え
前記表示部材の同一平面上であって前記表示部材の視認側とは反対側の面に、表示駆動用の導電端子部と一対のコイル用の導電端子部とが形成されていることを特徴としている。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の電波受信装置において、
前記集磁部は一対であり、前記コアの各端部に、前記集磁部の一端が磁気的に接続されていることを特徴としている。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の電波受信装置において、
前記コアの各端部に前記集磁部の一端を磁気的に接続させる接続部材が設けられていることを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記集磁部は、磁性部材により形成されている集磁パターンであることを特徴としている。
請求項5に記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記集磁部は、磁性部材により形成されている集磁シートであることを特徴としている。
請求項6に記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記表示部材は液晶パネルであり、液晶パネルを構成する部材の一部を延設して、この延設部分に前記アンテナ構造体を配置したことを特徴としている。
請求項に記載の発明は、請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記表示部材上に設けられた表示駆動用の導電端子部と前記アンテナ構造体との間にグランド端子を設けたことを特徴としている。
請求項に記載の発明は、請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の電波受信装置において、
前記表示部材上に設けられた表示駆動用の導電端子部と前記アンテナ構造体との間に磁気的な遮蔽部材を設けたことを特徴としている。
本発明によれば、非導電性カバー部材に近い位置に配置されている表示部材の近傍にアンテナ構造体を配置するので、効率よく電波を受信することができる。さらに、外部からの磁束を集めてアンテナ構造体に導く集磁部を備えているので、アンテナ長を長くしたのと同様の効果を得ることができ、アンテナ構造体を小型化しても受信感度の向上を図ることができるとの効果を奏する。
また、表示部材の表示駆動用の導電端子部と一対のコイル用の導電端子部とを同じ平面上に形成した場合には、表示駆動用の導電端子部と一対のコイル用の導電端子部とを同時に形成することができ、製造コストの上昇を抑えることができる。
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下では、本発明に係る電波受信装置が腕時計型の電波時計である場合を例として説明するが、本発明を適用可能な実施形態がこれに限定されるものではない。
[第1の実施形態]
先ず、図1から図12を参照しつつ、本実施形態に係る電波腕時計の第1の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態における電波腕時計100の正面図であり、図2は、図1のII−II線断面図である。
電波腕時計100は、標準電波を受信するアンテナ構造体30(図2から図5等参照)を備え、このアンテナ構造体30により受信した標準電波を増幅変調してタイムコードを解読することにより現在時刻を修正する電波腕時計である。
第1の実施形態における電波腕時計100は、内部に図示しない時計モジュールを構成する各部品を収納するモジュールハウジング(図2参照。以下単に「ハウジング」と称する。)3と、ハウジング3が収納された装置本体ケース2とを備えている。
機器ケースとしての装置本体ケース2は、ステンレスやチタン等の強度の強い金属によって、上下面に開口した平面視ほぼ円環状に形成されている。この装置本体ケース2の視認側(図2において上側)には、視認側の開口部を閉塞するように非導電性の材料であるガラスで形成された非導電性カバー部材としての風防ガラス4が、パッキン5を介して装着されている。
また、装置本体ケース2の裏面側(視認側に対向する側、図2において下側)には、裏面側の開口部を閉塞するように、防水リング6を介して裏蓋7が取り付けられている。
さらに、装置本体ケース2の上面には、枠状のベゼル部材8が接着剤や両面テープ等の接着部材9を介して装着されている。
また、装置本体ケース2の図1における上下両端部には、バンド取付部10(図2参照)が設けられており、このバンド取付部10には、電波腕時計100をユーザの腕に装着するための上部時計バンド11a、下部時計バンド11bがそれぞれ取り付けられている。また、装置本体ケース2の外周部には、時刻合わせの指示やバックライトの点灯等の種々の操作指示が入力される複数の操作ボタンf1が設けられている。
なお、以下電波腕時計100において、上部時計バンド11aが設けられている側を「腕時計上部」、下部時計バンド11bが設けられている側を「腕時計下部」とする。
図2に示すように、装置本体ケース2内であって風防ガラス4の下側には、電子部品収納部材としてのハウジング3が配置されており、風防ガラス4とハウジング3との間(風防ガラス4の下方)には、デジタル表示機能を備える表示部材としての液晶表示パネル(液晶パネル)15が配置されている。液晶表示パネル15の裏面(視認側とは反対側の面)には、液晶表示パネル15を照明するバックライトとして、EL(エレクトロルミネッセンス)素子を有するELパネル16が設けられている。なお、バックライトはEL素子を有するものに限定されない。
また、図2に示すように、風防ガラス4と液晶表示パネル15との間には、液晶表示パネル15とほぼ同様の大きさに形成された薄板状のソーラーパネル17が配置されている。
ハウジング3は、例えば樹脂等で形成されており、ハウジング3には、各種の電子部品21が実装されたPWB(プリント配線板 Printed Wiring Board)等の回路基板18が収納されている。この回路基板18と液晶表示パネル15とは、インターコネクタ19を介して接続されている。
インターコネクタ19は、例えば、液晶表示パネル15の腕時計上部側の端部及び腕時計下部側の端部に接続されるように配設されており、液晶表示パネル15上に設けられている各導電端子部157a,157b(後述、図3等参照)と回路基板18とを電気的に接続するものである。
電波腕時計100は、各種機能を実現させる時計計時部20(図12参照)を備えており、回路基板18の上には、この時計計時部20を構成するCPU(Central Processing Unit)201(図12参照)、ROM(Read Only Memory)202(図12参照)、RAM(Random Access Memory)203(図12参照)、計時回路部205(図12参照)、発振回路部206(図12参照)、表示駆動回路部207(図12参照)等が実装されている。
また、図2に示すように、ハウジング3には、電波腕時計100が各種動作を行うための電源としての電池22が組み込まれている。前記回路基板18には、電池22に対応する位置に貫通孔181が形成されており、電池22は、この貫通孔181に嵌め込まれて支持されている。
ここで、本実施形態における液晶表示パネル15について説明する。
図3は、液晶表示パネル15を裏面側(電波腕時計100に実装した際に視認側の反対となる側)から見た斜視図であり、図4は、液晶表示パネル15を裏面側から見た図である。また、図5は、図3の矢視V方向から見た側面図であり、図6は、図3の矢視VI方向から見た正面図であり、図7は、図6の一部拡大図である。
図3及び図5等に示すように、液晶表示パネル15は、電波腕時計100に実装した際に視認側に配置される上部ガラス基板151と、視認側とは反対側に配置される下部ガラス基板152と、上部ガラス基板151の上側に配置される上部偏光板153と、下部ガラス基板152の下側に配置される下部偏光板154とを備えた4層の積層構造となっている。上部ガラス基板151と下部ガラス基板152との間には、図示しない液晶表示素子が封入されている。
本実施形態において、上部ガラス基板151の一端であって液晶表示パネル15を電波腕時計100に実装した際に腕時計上部に位置する側は、下部ガラス基板152や上部偏光板153、下部偏光板154よりも大きく外側に延設された上部延設部155となっている。また、上部ガラス基板151の腕時計下部に位置する側の端部は、下部ガラス基板152等よりも僅かに外側に延設された下部延設部156となっている。
上部延設部155の裏面(視認側とは反対側の面)には、アンテナケース31に収納されたアンテナ構造体30が配設されている。アンテナ構造体30は、両面テープ等の固定部材32(図6参照)によって上部延設部155に固定されている。
アンテナ構造体30は、コア33と、このコア33にコイル34を巻回した巻線部35とから構成されている。
図8は、図4のVIII−VIII線断面図であり、図9は、図8の一部拡大図である。
図8及び図9に示すように、コア33は、複数の板状部材を積層して形成されている。コア33を形成する板状部材は、アモルファス金属等の比透磁率が高く、導電率が小さい磁性材料からなる。板状部材としては、アモルファス合金、Fe-Cu-Nb-Si-B系等のナノ結晶磁性合金、Fe-Si系磁性合金等の軟磁性金属箔帯を板厚20μm以下に薄く形成して用いているが、これに限られない。例えばコアはフェライト等により一体形成されていてもよい。
アンテナケース31は、開口部43(図8及び図9参照)を有する箱型の部材であり、樹脂等で形成されている。アンテナケース31の外側であって開口部43の設けられている側とは反対側の面には、一端側の各角部にそれぞれ凹部44(図7参照)が形成されている。各凹部44には、接続用凸部36が設けられており、コイル34の各端部は、それぞれ接続用凸部36に係止されている。
各接続用凸部36には、リードフレーム37が、その一端部に設けられた係合孔(図示せず)に接続用凸部36を係合することにより接続されている。リードフレーム37の他端側はリード端子39の一端側と接続されている。接続用凸部36とリードフレーム37との係合部分及びリードフレーム37とリード端子39との接続部分は、例えば半田付け等により固定されている。なお、接続用凸部36とリードフレーム37との係合部分及びリードフレーム37とリード端子39との接続部分は、半田付け以外の手法により固定されていてもよい。また、接続用凸部36及びリードフレーム37は必須のものではなく、コイル34の両端部を直接リード端子39と接続してもよい。
本実施形態において、上部ガラス基板151の裏面には、上部延設部155から左右の側縁部にかけて、電波の磁束を集める集磁パターン40が一対形成されている。集磁パターン40は、外部からの磁束を集めて、集めた磁束をアンテナ構造体30に導く集磁部として機能するものである。集磁パターン40は、例えば磁性材料であるアモルファスを含むインクにより所望の領域に印刷を行うことにより形成される。
なお、集磁パターン40を形成する材料は比較的高い透磁率を有する磁性材料であればよく、アモルファス含むインクに限定されない。例えばフェライト等を含むインクで印刷を行ってもよい。また、上部ガラス基板151上に集磁パターン40を形成する手法は印刷に限定されず、例えば蒸着等の手法によってもよい。
各集磁パターン40の一端部はアンテナ構造体30のコア33の端部近傍に位置しており、図8及び図9に示すように、各集磁パターン40の端部とコア33の端部との間には、磁性材料で形成され、集磁パターン40とコア33とを磁気的に接続させる接続部材41が配置されている。接続部材41は、例えばコア33と同じ材料で形成されている。なお、接続部材41を形成する材料は、磁性材料であればよく、コア33を構成するものと同じものに限定されない。また、集磁パターン40とコア33とを磁気的に接続させる接続部材41の形状等の構成は図示例に限定されない。
図3等に示すように、上部延設部155及び下部延設部156の裏面(視認側とは反対側の面)には、下部ガラス基板152との境界に沿って、液晶表示パネル15の表示駆動用の導電端子部157b及び一対のコイル用の導電端子部157aが形成されている。導電端子部157a,157bを形成する手法は特に限定されないが、例えば印刷等の手法による。
図10(a)は、上部延設部155に形成されている導電端子部157a,157bの一部を拡大した拡大図であり、図10(b)は、図10(a)のb−b線断面図である。
図10(a)及び図10(b)に示すように、導電端子部は、例えばカーボン等の導電材料とシリコン等の非導電材料とが交互に位置するように帯状に配置された導電パターンである。そのうち、端部に位置する導電パターンが、リード端子39と接続されるコイル用の導電端子部157aとなっており、その他の導電パターンが、液晶駆動用の信号線160と接続される表示駆動用の導電端子部157bとなっている。
表示駆動用の導電端子部157bには、液晶を駆動させる駆動信号を伝達する信号線160がパッド161を介して半田付け等により接続されている。また、コイル用の導電端子部157aには、上記リード端子39の一端側(リードフレーム37が接続されている側とは反対側の端部)が半田付け等により接続されている。
図11は、液晶表示パネル15をハウジング3に収納した状態を視認側から見た図である。図11において、二点鎖線で示した部分は、液晶表示パネル15のうち、表示画面として機能する表示可能領域15aである。
図11に示すように、上記のように液晶表示パネル15の上部延設部155にアンテナ構造体30を設けることにより、液晶表示パネル15をハウジング3に収めた際に、アンテナ構造体30が、液晶表示パネル15の表示可能領域15aの外であって、腕時計上部(図1において、上部時計バンド11aの設けられている側)に配置される。
回路基板18と液晶表示パネル15との間には、図2に示すように、回路基板18と液晶表示パネル15との距離を一定に保つためのスペーサ23が設けられている。スペーサ23は、回路基板18上に設けられた電子部品21のうち最も高さ方向の寸法の大きいものよりも僅かに高い高さ寸法に形成されており、電子部品21が液晶表示パネル15に直接接触して破損することがないようになっている。また、スペーサ23は、アンテナ構造体30が回路基板18に直接接触するのを防止する機能を果たすとともに、インターコネクタ19を支持し所定の位置に導くガイドとしても機能するものである。
次に、図12を参照しつつ、本実施形態における時計計時部20の機能的構成について説明する。
時計計時部20は、例えば、図12に示すように、入力部200、CPU(Central Processing Unit)201、ROM(Read Only Memory)202、RAM(Random Access Memory)203、受信制御回路部204、計時回路部205、発振回路部206、表示駆動回路部207等を備えて構成されている。
入力部200は、電波腕時計100の各種機能の実行を指示するための操作ボタンf1を含み、ユーザによりこの操作ボタンf1が操作されると、これに基づいて、対応する操作信号をCPU201に対して出力するようになっている。
CPU201は、例えば、所定のタイミング或いは入力部200から入力された操作信号等に応じて、ROM202に格納されている各種プログラムを読み出してRAM203の作業領域に展開し、当該プログラムに従って電波腕時計100を構成する各部への指示やデータの転送等の各種処理を実行するものである。
具体的には、CPU201は、例えば、所定時間毎に受信制御回路部204を制御して標準電波の受信を行わせ、この受信信号及び発振器を備える発振回路部206から出力される信号に基づき、計時回路部205で計数される現在時刻データを修正する処理や、修正された現在時刻データに基づく表示信号等を表示駆動回路部207に出力して現在時刻等を表示させる処理等の各種制御を行うようになっている。
ROM202は、読み出し専用のメモリであり、電波腕時計100の種々の機能を実現させるためのシステムプログラムや各種アプリケーションプログラム、各種データ等を記憶するものである。
RAM203は、例えば、揮発性の半導体メモリであり、CPU201により実行される各種プログラムや、これらのプログラムの実行に係るデータ等を一時的に保持するためのメモリ領域を備え、CPU201の作業領域として用いられる。
受信制御回路部204は、アンテナ構造体30で受信された受信信号から不要な周波数成分を取り除いて所定の周波数信号を取り出し、この周波数信号を対応する電気信号に変換してCPUに出力する。
発振回路部206は、常時一定周波数のクロック信号を出力する回路であり、計時回路部205は、発振回路部206から入力される信号を計数して、現在時刻データ等を取得するものである。計時回路部205は、取得した現在時刻データをCPU201に対して出力するようになっている。
表示駆動回路部207は、例えば、CPU201からのデータや制御信号等に基づいて液晶表示パネル15の駆動を制御して、この液晶表示パネル15に各種情報を表示させる表示処理を行うものであり、CPU201とともに表示制御部として機能する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
液晶表示パネル15の上部ガラス基板151の裏面に集磁パターン40を形成するとともに、液晶表示パネル15の上部延設部155にアンテナ構造体30を配置し、コイル34の端部をリードフレーム37を介してリード端子39と接続する。そして、リード端子39をコイル用の導電端子部157aに接続し、表示駆動用の導電端子部157bに表示駆動用の信号線160を接続して、それぞれを半田付けにより固定する。
また、集磁パターン40とコア33との間に接続部材41を配置し、集磁パターン40の端部とアンテナ構造体30のコア33の端部とを磁気的に接続させる。
ハウジング3に電子部品21、回路基板18等を収納し、スペーサ23を配置する。さらに回路基板18にインターコネクタ19を接続する。アンテナ構造体30等が接続された液晶表示パネル15を、その視認側が上になるようにして回路基板18の上に配置し、コイル用の導電端子部157a及び表示駆動用の導電端子部157bとインターコネクタ19を接続する。これにより、アンテナ構造体30及び液晶表示パネル15は回路基板18と電気的に接続される。さらに、ハウジング3、回路基板18、液晶表示パネル15等、装置本体ケース2内に収納される各部品を、風防ガラス4が嵌め込まれた装置本体ケース2に収納し、裏面側から裏蓋7を取り付ける。
そして、電波受信時には、集磁パターン40及びアンテナ構造体30のコア33により標準電波の磁束を集め、集めた標準電波の磁束が、コア33中を通過することとなって、その磁束の通過によってコイル34に誘導起電力が生じる。この誘導起電力を検出することにより標準電波を受信する。標準電波を受信すると、受信された電波がコイル用の導電端子部157aを介して回路基板18上の受信制御回路部204に送られ、この電波に基づいて時刻情報が取得され、電波腕時計100の現在時刻データが修正される。
以上のように、本実施形態によれば、磁束を集める集磁パターン40を一対設けて、各集磁パターン40の端部とコア33の端部とを磁気的に接続させているので、集磁パターン40の分だけアンテナ構造体30のアンテナ長を伸ばすことができる。これにより、アンテナ構造体30を狭いスペースに収めなければならない場合のように、コア33を大きくすることができない場合でも、効率的に電波を捕らえることができ、受信感度を向上させつつ装置全体の小型化を実現することができる。
そして、集磁パターン40とコア33との間に接続部材41を配置することにより、集磁パターン40の端部とコア33の端部とを接続部材41を介して接続させるので、集磁パターン40によって集めた標準電波の磁束をより確実にコア33に導くことができる。
また、非導電性材料で形成されている風防ガラス4に近い位置に配置されている液晶表示パネル15の裏面にアンテナ構造体30を配置しているので、効率よく電波を受信することができる。
また、液晶表示パネル15の上部ガラス基板151の一部に上部延設部155を形成して、この上部延設部155にアンテナ構造体30を設けているので、液晶表示パネル15の下部偏光板154の裏面に設けた場合と比べて、下部ガラス基板152及び下部偏光板154の厚みの分だけ装置全体の薄型化を図ることができる。
さらに、液晶表示パネル15の表示駆動用の導電端子部157bと一対のコイル用の導電端子部157aとを上部ガラス基板151の同じ平面上に形成しているので、表示駆動用の導電端子部157bと一対のコイル用の導電端子部157aとを同時に形成することができ、製造コストの上昇を抑えることができるとともに、インターコネクタ19の接続も容易に行うことができる。
また、アンテナ構造体30を液晶表示パネル15上に取り付けることにより、配線等を容易に行うことができるので、組み立て時の手間を軽減することができる。
[第2の実施形態]
次に、図13から図18を参照しつつ、本発明に係る電波受信装置の第2の実施形態について説明する。なお、第2の実施形態は、液晶表示パネルの構成が第1の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第1の実施形態と異なる部分について説明する。
本実施形態において、電波受信装置は第1の実施形態と同様に、表示部材としての液晶表示パネルを備える電波腕時計である。
図13は、本実施形態における液晶表示パネルを裏面側(液晶表示パネルを電波腕時計に組み込んだ際に視認側とは反対となる側)から見た図であり、図14は、液晶表示パネルを図13の矢視XVI方向から見た側面図であり、図15は、図13の矢視XV方向から見た正面図であり、図16は、図15の一部拡大図である。
図14及び図15に示すように、液晶表示パネル80は、第1の実施形態等と同様、電波腕時計に実装した際に視認側に配置される上部ガラス基板81と、視認側とは反対側に配置される下部ガラス基板82と、上部ガラス基板81の上側に配置される上部偏光板83と、下部ガラス基板82の下側に配置される下部偏光板84とを備えた4層の積層構造となっている。上部ガラス基板81と下部ガラス基板82との間には、図示しない液晶表示素子が封入されている。
本実施形態において、上部ガラス基板81の一端側は、下部ガラス基板82や上部偏光板83、下部偏光板84よりも大きく外側に延設された上部延設部85となっており、上部ガラス基板81の他端側は、下部ガラス基板82等よりも僅かに外側に延設された下部延設部86となっている。
上部延設部85の裏面(液晶表示パネル80を電波腕時計に組み込んだ際に視認側とは反対となる面)には、アンテナケース31に収納されたアンテナ構造体30が配設されている。アンテナ構造体30は、両面テープ等の固定部材32によって上部延設部85の上に固定されている。
図17は、図13のXVII−XVII線断面図であり、図18は、図17の一部拡大図である。
図17に示すように、アンテナケース31は、第1の実施形態と同様、開口部43を有する箱型の部材であり、開口部43の設けられている側とは反対側の一端側の角部には、それぞれ凹部44(図16参照)が形成されている。各凹部44には、接続用凸部36が設けられており、コイル43の各端部は、それぞれ接続用凸部36に係止されている。
本実施形態において、アンテナケース31は、接続用凸部36が設けられている側が上部延設部85の表面に接するように配置されている。
本実施形態において、液晶表示パネル80の裏面には、上部延設部85から下部偏光板84の左右の側縁部にかけて、電波の磁束を集める集磁シート45が一対配置されている。集磁シート45は、例えば複数枚のアモルファスシートを積層して形成されている。
なお、集磁シート45を形成する材料は比較的高い透磁率を有する磁性材料であればよく、アモルファスシートに限定されない。例えば、フェライト等の磁性材料により一体形成されたものであってもよい。
各集磁シート45の一端部は、アンテナケース31の開口部43の端部を覆うように配置され、アンテナ構造体30のコア33の端部近傍に位置している。また、各集磁シート45の端部とコア33の端部との間には、磁性材料で形成され、集磁シート45とコア33とを磁気的に接続させる接続部材41が配置されている。接続部材41とコア33との間及び接続部材41と集磁シート45との間は、例えば磁性材料を含む両面テープや接着剤等(図示せず)により接着固定されている。なお、集磁シート45とコア33とを磁気的に接続させる接続部材41の形状等の構成は図示例に限定されない。
上部延設部85の裏面(視認側とは反対側の面)には、下部ガラス基板82との境界に沿って、液晶表示パネル80の表示駆動用の導電端子部87及び一対のコイル用の導電端子部88が形成されており、下部延設部86の裏面には、下部ガラス基板82との境界に沿って、液晶表示パネル80の表示駆動用の導電端子部87が形成されている。コイル用の導電端子部88には、アンテナ構造体30のコイル34がリード端子39等を介して接続されており、表示駆動用の導電端子部87には、表示駆動用の信号線が接続されている。
なお、その他の構成は、第1の実施形態で説明したものと同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
液晶表示パネル80の上部延設部85の裏面に集磁シート45を配置するとともに、上部延設部85にアンテナ構造体30を配置し、コイル34の端部をリードフレーム37を介してリード端子39と接続する。そして、リード端子39をコイル用の導電端子部88に接続し、表示駆動用の導電端子部87に表示駆動用の信号線を接続して、それぞれを半田付けにより固定する。
また、集磁シート45とコア33との間に接続部材41を配置し、集磁シート45の端部とアンテナ構造体30のコア33の端部とを磁気的に接続させる。
ハウジングに電子部品、回路基板等を収納し、スペーサを配置する。さらに回路基板にインターコネクタを接続する。アンテナ構造体30等が接続された液晶表示パネル80を、その視認側が上になるようにして回路基板の上に配置し、コイル用の導電端子部88及び表示駆動用の導電端子部87とインターコネクタを接続する。これにより、アンテナ構造体30及び液晶表示パネル80は回路基板と電気的に接続される。
そして、電波受信時には、この集磁シート45及びコア33により標準電波の磁束を集め、集めた標準電波の磁束が、コア33の中を通過することとなって、その磁束の通過によってコイル34に誘導起電力が生じる。この誘導起電力を検出することにより標準電波を受信する。標準電波を受信すると、受信された電波がコイル用の導電端子部88を介して回路基板上の受信制御回路部に送られ、この電波に基づいて時刻情報が取得され、電波腕時計の現在時刻データが修正される。
以上のように、本実施形態によれば、磁束を集める集磁シート45を一対設けて、各集磁シート45の端部とコア33の各端部とを磁気的に接続させているので、集磁シート45の分だけアンテナ構造体30のアンテナ長を伸ばすことができる。これにより、アンテナ構造体30を狭いスペースに収めなければならない場合のように、コア33を大きくすることができない場合でも、効率的に電波を捕らえることができ、受信感度を向上させつつ装置全体の小型化を実現することができる。
そして、集磁シート45とコア33との間に接続部材41を配置することにより、集磁シート45の端部とコア33の端部とを接続部材41を介して接続させるので、集磁シート45によって集めた標準電波の磁束をより確実にコア33に導くことができる。
なお、本実施形態では、集磁シート45とコア33との間に接続部材41を配置するようにしたが、例えば集磁シート45の端部をアンテナケース内部に折り曲げて挿入し、集磁シート45の端部とコア33の端部とを直接接触させて接続してもよい。この場合には、例えば磁性材料で形成された接着テープ等により集磁シート45の端部とコア33の端部とを接着する。
[第3の実施形態]
次に、図19から図25を参照しつつ、本発明に係る電波受信装置の第3の実施形態について説明する。なお、第3の実施形態は、液晶表示パネルの構造及びアンテナ構造体の設置位置が第1の実施形態及び第2の実施形態と異なるものであるため、以下においては、特に第1の実施形態及び第2の実施形態と異なる部分について説明する。
本実施形態において、電波受信装置は第1の実施形態及び第2の実施形態と同様に、表示部材としての液晶表示パネルを備える電波腕時計である。
図19は、本実施形態における電波腕時計の断面図である。
図19に示すように、本実施形態における電波腕時計は、ハウジング101と、ハウジング101が収納された装置本体ケース2とを備えている。装置本体ケース2の視認側の開口部には風防ガラス4が装着されている。
風防ガラス4の下方には、液晶表示パネル60が配置されており、風防ガラス4と液晶表示パネル60との間には、液晶表示パネル60とほぼ同様の大きさに形成された薄板状のソーラーパネル17が配置されている。
ハウジング3には、各種の電子部品21が実装された回路基板102が収納されている。この回路基板102と液晶表示パネル60とは、インターコネクタ19を介して接続されている。
本実施形態においては、後述するように、液晶表示パネル60の裏面(視認側とは反対側の面)にアンテナ構造体30が取り付けられている。回路基板102には、液晶表示パネル60及び回路基板102をハウジング101内部に実装した際にアンテナ構造体30に対応する位置に貫通孔103が形成されている。アンテナ構造体30は、この貫通孔103に嵌め込まれるとともに、ハウジング101内に設けられている緩衝部材104により支持されている。
回路基板102と液晶表示パネル60との間、及び回路基板102と裏蓋7との間には、図19に示すように、電子部品21等が液晶表示パネル60や裏蓋7と接触しないように一定の距離を保つためのスペーサ23,105が設けられている。
ここで、本実施形態における液晶表示パネル60について説明する。
図20は、本実施形態における液晶表示パネル60を裏面側(液晶表示パネル60を電波腕時計に組み込んだ際に視認側とは反対となる側)から見た図である。また、図21は、図20の矢視XXI方向から見た側面図であり、図22は、図20の矢視XXII方向から見た正面図であり、図23は、図22の一部拡大図である。
液晶表示パネル60は、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様に電波腕時計に実装した際に視認側に配置される上部ガラス基板61と、視認側とは反対側に配置される下部ガラス基板62と、上部ガラス基板61の上側に配置される上部偏光板(図示せず)と、下部ガラス基板62の下側に配置される下部偏光板64とを備えた4層の積層構造となっている。上部ガラス基板61と下部ガラス基板62との間には、図示しない液晶表示素子が封入されている。
本実施形態において、上部ガラス基板61の一端であって液晶表示パネル60を電波腕時計に実装した際に腕時計上部に位置する側及び腕時計下部に位置する側は、下部ガラス基板62や上部偏光板、下部偏光板64よりも外側に延設された上部延設部65及び下部延設部66となっている。
上部延設部65の裏面(視認側とは反対側の面)には、端縁に沿って、一対のコイル用の導電端子部67及び液晶表示パネル60の表示駆動用の導電端子部68が形成されており、下部延設部66の裏面には、下部ガラス基板62との境界に沿って、液晶表示パネル60の表示駆動用の導電端子部68が形成されている。
液晶表示パネル60の裏面側には、第1の実施形態及び第2の実施形態と同様、アンテナケース31に収納され、コア33と、このコア33にコイル34を巻回した巻線部35とから構成されたアンテナ構造体30が設けられている。
図24は、図20のXXIV−XXIV線断面図であり、図25は、図24の一部拡大図である。
図24に示すように、アンテナ構造体30は、図示しない両面テープ等の固定部材32によって下部偏光板64の上に固定されている。
アンテナケース31は、第1の実施形態と同様に、開口部43を有する箱型の部材であり、樹脂等で形成されている。アンテナケース31の外側であって開口部43の設けられている側とは反対側の面には、一端側の各角部にそれぞれ凹部44(図23等参照)が形成されている。各凹部44には、接続用凸部36が設けられており、コイル34の各端部は、それぞれ接続用凸部36に係止されている。
各接続用凸部36には、リードフレーム37が、その一端部に設けられた図示しない係合孔に接続用凸部36を係合することにより接続されている。リードフレーム37の他端側はリード端子39の一端側と接続されている。そして、リード端子39の他端側は、半田付け等によりコイル用の導電端子部67と接続されている。
本実施形態において、下部偏光板64の裏面には、上部延設部65側の端縁から左右の側縁部にかけて、電波の磁束を集める集磁パターン47が一対形成されている。集磁パターン47は、外部からの磁束を集めて、集めた磁束をアンテナ構造体30に導く集磁部として機能するものである。集磁パターン47は、例えば磁性材料であるアモルファスを含むインクにより所望の領域に印刷を行うことにより形成される。
なお、集磁パターン47を形成する材料は比較的高い透磁率を有する磁性材料であればよく、アモルファス含むインクに限定されない。また、下部偏光板64上に集磁パターン47を形成する手法は印刷に限定されず、例えば蒸着等の手法によってもよい。
各集磁パターン47の一端部はアンテナ構造体30のコア33の端部近傍に位置しており、図24及び図25に示すように、各集磁パターン47の端部とコア33の端部との間には、磁性材料で形成され、集磁パターン47とコア33とを磁気的に接続させる接続部材41が配置されている。接続部材41は、例えばコア33と同じ材料で形成されている。なお、接続部材41を形成する材料は、磁性材料であればよく、コア33を構成するものと同じものに限定されない。集磁パターン47とコア33とを磁気的に接続させる接続部材41の構成は図示例に限定されない。
本実施形態においては、アンテナ構造体30は、液晶表示パネル60の表示領域(図20において2点鎖線で示した領域)内に位置することとなるため、液晶表示パネル60の表示駆動によりノイズが生じ、アンテナ構造体30による電波受信に影響を及ぼすおそれがある。そこで、アンテナ構造体30による電波受信中は、液晶表示パネル60の表示駆動を停止させることが好ましい。また、例えば、液晶表示パネル60の表示領域を上下2つに分割し、アンテナ構造体30による電波受信中は、アンテナ構造体30と対向する位置にあたる表示領域のみ表示駆動を停止させるようにしてもよい。
なお、その他の構成は、第1の実施形態及び第2の実施形態で説明したものと同様であることから、同一部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。
次に、本実施形態の作用について説明する。
液晶表示パネル60の下部偏光板64の裏面に集磁パターン47を形成するとともに、アンテナ構造体30を液晶表示パネル60の下部偏光板64の上に配置し、両面テープ等の固定部材32によって固定する。アンテナ構造体30のコイル34の端部をリードフレーム37を介してリード端子39と接続し、リード端子39を液晶表示パネル60の上部延設部65に設けられているコイル用の導電端子部67に接続して、半田付けにより固定する。また、表示駆動用の導電端子部68に表示駆動用の信号線を接続して、それぞれ半田付けにより固定する。
また、集磁パターン47とコア33との間に接続部材41を配置し、集磁パターン47の端部とアンテナ構造体30のコア33の端部とを磁気的に接続させる。
ハウジング101に電子部品21、回路基板102等を収納し、スペーサ23,105を配置する。さらに回路基板102にインターコネクタ19を接続する。アンテナ構造体30等が接続された液晶表示パネル60を、その視認側が上になるようにして回路基板102の上に配置し、コイル用の導電端子部67及び表示駆動用の導電端子部68とインターコネクタ19を接続する。これにより、アンテナ構造体30及び液晶表示パネル60は回路基板102と電気的に接続される。
そして、電波受信時には、集磁パターン47及びアンテナ構造体30のコア33により標準電波の磁束を集め、集めた標準電波の磁束が、コア33の中を通過することとなって、その磁束の通過によってコイル34に誘導起電力が生じる。この誘導起電力を検出することにより標準電波を受信する。標準電波を受信すると、受信された電波が接続端子を介して回路基板上の受信回路部に送られ、この電波に基づいて時刻情報が取得され、電波腕時計の現在時刻データが修正される。
以上のように、本実施形態によれば、磁束を集める集磁パターン47を一対設けて、各集磁パターン47の端部とコア33の端部とを磁気的に接続させているので、集磁パターン47の分だけアンテナ構造体30のアンテナ長を伸ばすことができる。これにより、アンテナ構造体30を狭いスペースに収めなければならない場合のように、コア33を大きくすることができない場合でも、効率的に電波を捕らえることができ、受信感度を向上させつつ装置全体の小型化を実現することができる。
そして、集磁パターン47とコア33との間に接続部材41を配置することにより、集磁パターン47の端部とコア33の端部とを接続部材41を介して接続させるので、集磁パターン47によって集めた標準電波の磁束をより確実にコア33に導くことができる。
なお、本発明は、上記各実施形態に示した範囲に限定されるものではなく、以下のように、適宜変更が可能である。
上記各実施形態では、アンテナ構造体30を液晶表示パネルの上部ガラス基板や下部偏光板の表面に配置したが、アンテナ構造体30を配置する位置はこれに限定されない。例えば、下部ガラス基板や上部偏光板の表面に配置してもよい。
また、図26に示すように、アンテナ構造体30を液晶表示パネル50の表面ではなく、液晶表示パネル50の近傍に配置してもよい。
この場合、例えば、液晶表示パネル50の上部ガラス基板51の一端であって液晶表示パネル50を電波腕時計に実装した際に腕時計上部に位置する側及び腕時計下部に位置する側は、下部ガラス基板52や上部偏光板(図示せず)、下部偏光板54よりも僅かに外側に延設された上部延設部55及び下部延設部56とする。
上部延設部55の裏面(視認側とは反対側の面)には、下部ガラス基板52との境界に沿って、液晶表示パネル50の表示駆動用の導電端子部57及び一対のコイル用の導電端子部58を形成し、下部延設部56の裏面には、下部ガラス基板52との境界に沿って、液晶表示パネル50の表示駆動用の導電端子部57を形成する。また、上部延設部55から下部偏光板54の左右の側端部にかけて、電波の磁束を集める集磁シート110を一対配置する。
そして、アンテナ構造体30を上部延設部55の近傍に配置し、集磁シート110の端部を図示しない接続部材を介してそれぞれコア33の端部と磁気的に接続させる。
また、上記各実施形態において、さらに、図27に示すように、液晶表示パネル90の上部ガラス基板91の上部延設部92上に設けられた表示駆動用の導電端子部93とアンテナ構造体30との間にグランド端子95を設けてもよい。このように、グランド端子95を設けることにより、表示駆動用の導電端子部93の駆動により生じるノイズがアンテナ構造体30の電波受信に影響を及ぼさないようにすることができる。
この場合には、上部延設部92の裏面(視認側とは反対側の面)に、下部ガラス基板96との境界に沿って、液晶表示パネル90の表示駆動用の導電端子部93、一対のコイル用の導電端子部97及びグランド端子部98を形成し、表示駆動用の導電端子部93に表示駆動用の信号線を接続するとともに、グランド端子部98にグランド端子95の一端を接続する。そして、この場合も、上部延設部92から上部ガラス基板51の左右の側端部にかけて一対の集磁パターン120を形成し、この集磁パターン120の端部を図示しない接続部材を介してコア33の各端部に接続させる。
また、図27では、グランド端子95を、表示駆動用の導電端子部93とアンテナ構造体30との間に設ける場合を図示しているが、グランド端子95の配置の仕方はこれに限定されず、例えば、表示駆動用の導電端子部93を囲むようにグランド端子95を設けてもよい。
また、表示駆動用の導電端子部93とアンテナ構造体30との間(図27においてグランド端子95が設けられている位置)又は、表示駆動用の導電端子部93を囲むように磁気的な遮蔽部材を設けて、表示駆動用の導電端子部93の駆動により生じるノイズがアンテナ構造体30の電波受信に影響を及ぼさないように構成してもよい。なお、磁気的な遮蔽部材は、表示駆動用の導電端子部93の駆動により生じるノイズがアンテナ構造体30の電波受信に影響を及ぼさないように遮蔽可能なものであればよく特に限定されない。
なお、各実施形態では、コア33の両端部に接続される左右一対の集磁部(集磁パターン又は集磁シート)を液晶表示パネル上に形成する構成としたが、集磁部の配置、形状等はこれに限定されず、例えば液晶表示パネルの一方側の側縁部から他方側の側縁部にかけて一繋がりの集磁部を設けるようにしてもよい。
また、集磁部(集磁パターン又は集磁シート)とコア33とがある程度近接していれば、集磁部によって集められた磁束をコア33に導くことができることから、集磁部とコア33とを接続させる接続部材41は必須の構成要素ではなく、接続部材41を設けない構成とすることもできる。
また、集磁部が集磁シートである場合のように、ある程度変形可能であり、その端部をコア33の端部に接近させることができる場合には、集磁部とコア33とを接続させる接続部材として、磁性材料を含む接着剤や磁性材料で形成された接着テープ・両面テープ等を用いることもできる。
また、上記各実施形態では、表示駆動用の導電端子部及びコイル用の導電端子部を、上部ガラス基板の腕時計上部及び腕時計下部に設ける場合を例として説明したが、各導電端子部を設ける位置はこれに限定されず、例えば上部ガラス基板の両側部に設ける構成としてもよい。
また、上記各実施形態では、液晶表示パネルを照明するバックライトとして、EL素子を有するELパネルを備えるものとしたが、ELパネルは必須の構成要素ではなく、これを備えない構成とすることもできる。
また、上記各実施形態では、液晶表示パネルが多角形型に形成されている場合を例としたが、液晶表示パネルの形状はこれに限定されず、例えば円形等でもよい。
また、ハウジング等を形成する合成樹脂としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ポリブタジエン樹脂、アイオノマー樹脂、EEA 樹脂、AAS 樹脂(ASA 樹脂)、AS樹脂、ACS 樹脂、エチレン酢ビコポリマー、エチレンビニルアルコール共重合樹脂、ABS 樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、酢酸繊維素樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂6,66、ポリアミド樹脂11,12 、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂、メチルペンテンポリマー等の樹脂等を用いても良く、これらの中でも耐熱性、寸法安定性、強度等の点からフェノール樹脂、エポキシ樹脂等が好ましい。
また、上記実施形態では、電波受信装置として、電波腕時計を例示したが、これに限られるものではなく、アンテナ構造体により電波を受信する構成のものであれば如何なるものであってもよい。例えば、固定式の電波時計であってもよいし、小型ラジオ、携帯端末等であってもよい。
本発明に係る電波受信装置の好適な一例として例示する電波腕時計の一実施形態を示す正面図である。 図1の電波腕時計のII−II線断面図である。 図1の電波腕時計に設けられる液晶表示パネルとアンテナ構造体の構成を示す斜視図である。 第1の実施形態における液晶表示パネルとアンテナ構造体の構成を示す平面図である。 図3における液晶表示パネルを矢視V方向からみた側面図である。 図3における液晶表示パネルを矢視VI方向からみた正面図である。 図6の一部を拡大した拡大図である。 図4のVIII−VIII線断面図である。 図8の一部を拡大した拡大図である。 (a)は、液晶表示パネルに形成される導電端子部を拡大して模式的に示した模式図であり、(b)は、(a)における導電端子部を矢視b方向からみた側面図である。 液晶表示パネルをハウジングに収納した様子を模式的に示した平面図である。 第1の実施形態における時計計時部の構成を示すブロック図である。 第2の実施形態における液晶表示パネルとアンテナ構造体の構成を示す平面図である。 図13における液晶表示パネルを矢視XIV方向からみた側面図である。 図13における液晶表示パネルを矢視XV方向からみた正面図である。 図15の一部を拡大した拡大図である。 図13のXVII−XVII線断面図である。 図17の一部を拡大した拡大図である。 第3の実施形態における電波腕時計の断面図である。 第3の実施形態における液晶表示パネルとアンテナ構造体の構成を示す平面図である。 図20における液晶表示パネルを矢視XXI方向からみた側面図である。 図20における液晶表示パネルを矢視XXII方向からみた正面図である。 図22の一部を拡大した拡大図である。 図20のXXIV−XXIV線断面図である。 図24の一部を拡大した拡大図である。 液晶表示パネルの一変形例を示した要部平面図である。 液晶表示パネルの一変形例を示した要部平面図である。
符号の説明
2 装置本体ケース
3 ハウジング(電子部品収納部材)
4 風防ガラス(非導電性カバー部材)
7 裏蓋
11a 上部時計バンド
11b 下部時計バンド
15 液晶表示パネル(表示部材、液晶パネル)
16 ELパネル
17 ソーラーパネル
18 回路基板
19 インターコネクタ
20 時計計時部
21 電子部品
22 電池
23 スペーサ
30 アンテナ構造体
31 アンテナケース
32 固定部材
33 コア
34 コイル
35 巻線部
36 接続用凸部
37 リードフレーム
39 リード端子
40 集磁パターン(集磁部)
41 接続部材
45 集磁シート(集磁部)
46 接続部材
95 グランド端子
98 グランド端子部
100 電波腕時計
151 上部ガラス基板
152 下部ガラス基板
153 上部偏光板
154 下部偏光板
155 上部延設部
156 下部延設部
157a コイル用の導電端子部
157b 表示駆動用の導電端子部
204 受信制御回路部
205 計時回路部
206 発振回路部
207 表示駆動回路部

Claims (8)

  1. 装置本体ケースと、
    前記装置本体ケースの視認側に設けられた非導電性カバー部材と、
    前記装置本体ケース内に収納された電子部品収納部材と、
    前記非導電性カバー部材の下方に配置されている表示部材と、
    前記表示部材の近傍に配置され、コアとこのコアにコイルを巻回してなる巻線部とを備えるアンテナ構造体と、
    前記表示部材の下部位置に配置され、外部からの磁束を集めて、この集めた磁束を前記アンテナ構造体に導く集磁部と、
    を備え
    前記表示部材の同一平面上であって前記表示部材の視認側とは反対側の面に、表示駆動用の導電端子部と一対のコイル用の導電端子部とが形成されていることを特徴とする電波受信装置。
  2. 前記集磁部は一対であり、前記コアの各端部に、前記集磁部の一端が磁気的に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の電波受信装置。
  3. 前記コアの各端部に前記集磁部の一端を磁気的に接続させる接続部材が設けられていることを特徴とする請求項2に記載の電波受信装置。
  4. 前記集磁部は、磁性部材により形成されている集磁パターンであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電波受信装置。
  5. 前記集磁部は、磁性部材により形成されている集磁シートであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電波受信装置。
  6. 前記表示部材は液晶パネルであり、液晶パネルを構成する部材の一部を延設して、この延設部分に前記アンテナ構造体を配置したことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の電波受信装置。
  7. 前記表示部材上に設けられた表示駆動用の導電端子部と前記アンテナ構造体との間にグランド端子を設けたことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の電波受信装置。
  8. 前記表示部材上に設けられた表示駆動用の導電端子部と前記アンテナ構造体との間に磁気的な遮蔽部材を設けたことを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の電波受信装置。
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