JP7358873B2

JP7358873B2 - アンテナ内蔵式電子時計

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Publication number: JP7358873B2
Application number: JP2019171304A
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Inventors: 浩延山本
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Description

本発明は、アンテナ内蔵式電子時計に関する。

腕時計などの小型の電子時計において、衛星信号を受信するパッチアンテナを内蔵するアンテナ内蔵式電子時計が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１９－７０６７４号公報

特許文献１の時計では、地板と裏蓋との間にパッチアンテナを配置する構成であるため、ムーブメントが厚くなり、かつステップモーターや電池等の他の部品と平面視で重ならないように配置する必要があるためにムーブメントの径が大きくなり、パッチアンテナやステップモーターなどの部品レイアウトに制約が生じる課題がある。
また、パッチアンテナを用いる場合に比べてムーブメントを薄型化できかつ小型化でき、部品レイアウトへの影響も少ない逆Ｆ型アンテナや環状アンテナ等を利用することが考えられる。これらのアンテナの場合、パッチアンテナに比べて平面サイズが大きくなり、ベゼルに近接配置されるため、金属ベゼルを用いると受信性能が低下するという課題がある。

本開示のアンテナ内蔵式電子時計は、導電性材料で構成される胴と、導電性材料で構成されて前記胴の時計表面側に設けられるベゼルと、前記ベゼルに取付けられるカバーガラスと、を含む時計ケースと、前記時計ケース内に配置される文字板と、前記文字板の周囲に配置されるダイヤルリングと、前記文字板の表面に直交する方向から見た平面視において、少なくとも一部が前記文字板の外周よりも外側に配置されて、前記時計ケース内に配置されるアンテナと、を備え、前記文字板、前記ダイヤルリング、および前記カバーガラスの少なくとも１つは、前記アンテナより時計表面側に配置され、かつ、前記アンテナに対して、前記アンテナで受信する電波の波長に応じて設定される所定距離以内に配置される誘電体であることを特徴とする。

本開示のアンテナ内蔵式電子時計において、前記誘電体は、前記文字板を構成する非導電性材料の比誘電率の２倍以上、５倍以下の材料で構成されることが好ましい。

本開示のアンテナ内蔵式電子時計において、前記アンテナは、前記文字板と、前記時計ケース内に配置される地板との間に配置され、非導電性材料で構成される基材と、この基材に形成された電極とを備える平面形状アンテナであることが好ましい。

本開示のアンテナ内蔵式電子時計において、前記アンテナは、前記文字板と、前記時計ケースとの間に配置される環状アンテナであることが好ましい。

本開示のアンテナ内蔵式電子時計において、前記アンテナと、前記誘電体との距離は、前記電波の波長の１／４２以下であることが好ましい。

第１実施形態のアンテナ内蔵式電子時計の要部を示す正面図である。前記アンテナ内蔵式電子時計の要部を示す断面図である。前記アンテナ内蔵式電子時計に用いられる板状の逆Ｆ型アンテナを示す斜視図である。前記逆Ｆ型アンテナを示す平面図である。前記逆Ｆ型アンテナの受信特性を示すグラフである。第２実施形態の逆Ｆ型アンテナを示す斜視図である。第３実施形態のアンテナ内蔵式電子時計の要部を示す断面図である。変形例のアンテナ内蔵式電子時計の要部を示す断面図である。

［第１実施形態］
以下、第１実施形態のアンテナ内蔵式電子時計１を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、アンテナ内蔵式電子時計１を単に電子時計１と略して説明する。また、本実施形態では、図２に示す電子時計１のカバーガラス１３側を時計表面側または上側とし、裏蓋１４側を時計裏面側または下側として説明する。
本実施形態の電子時計１は、後述するように、板状の逆Ｆ型アンテナ５０を内蔵し、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のＧＰＳ衛星や準天頂衛星などの位置情報衛星からの衛星信号を受信して衛星時刻情報を取得し、内部時刻情報を修正できるように構成されている。

電子時計１は、図１、２に示すように、文字板２、ムーブメント２０、時針３１、分針３２、秒針３３、逆Ｆ型アンテナ５０、電池２４等を収容する時計ケース１０を備える。また、電子時計１は、外部操作用のりゅうず６と、２つのボタン７Ａ、７Ｂとを備える。ムーブメント２０は、時針３１、分針３２、秒針３３が取り付けられる指針軸３５、３６、３７とを備え、指針軸３５～３７は金属等の導電性の材料で形成されている。なお、図２は、文字板２の６時位置および１２時位置を結ぶ線に沿った断面図である。

文字板２は、ポリカーボネート樹脂などの非導電性部材にて円板状に形成されている。本実施形態の文字板２は、比誘電率が３のポリカーボネート樹脂で形成されている。
文字板２の平面中心には、同軸に設けられた３本の指針軸３５、３６、３７が配置されている。指針軸３５は、筒車であり、時針３１が取り付けられている。指針軸３６は、二番車３６０および二番車３６０に取り付けられた筒カナで構成され、分針３２が取り付けられている。指針軸３７は、四番車３７０と四番車３７０の軸で構成され、秒針３３が取り付けられている。これらの指針軸３５、３６、３７は、導電性材料で構成されている。なお、本実施形態では、日窓や日車を設けていないが、これらを設けてもよい。
時針３１、分針３２、秒針３３は、後述するステップモーターおよび輪列を介して駆動される。また、時針３１、分針３２、秒針３３は、全体が金属製の導電性材料で構成されている。

本実施形態において、平面視とは、文字板２のカバーガラス１３に対向する表面に直交する軸方向、つまり指針軸３５～３７の軸方向から文字板２等を見ることを意味する。

図２に示すように、時計ケース１０は、円筒状の胴１１と、胴１１の表面側に固定されるリング状のベゼル１２と、ベゼル１２に固定されるカバーガラス１３と、胴１１に取り付けられる裏蓋１４とを備える。なお、本実施形態では、胴１１と裏蓋１４とは、別体で構成されているが、これに限らず、胴１１および裏蓋１４が一体化されたワンピースケースを用いてもよい。
胴１１、ベゼル１２、裏蓋１４は、ステンレス鋼、チタン合金、アルミ、真鍮などの金属材料で製造される。本実施形態では、ベゼル１２は、ステンレス鋼で構成される。
カバーガラス１３は、ガラスや合成樹脂材などで透明な材料で製造され、本実施形態では、サファイア板状ガラスで構成される。このサファイア板状ガラスは、比誘電率が１０であり、高純度のアルミナで構成された単結晶サファイアを使用して形成されている。また、カバーガラス１３の直径は３１ｍｍ、厚さは１．３ｍｍである。

次に、電子時計１の時計ケース１０に内蔵される内部構造について説明する。
図２に示すように、時計ケース１０内には、文字板２の他、ダイヤルリング１５、ムーブメント２０、逆Ｆ型アンテナ５０等が収容される。

ダイヤルリング１５は、文字板２と同様にポリカーボネート樹脂などで構成される。本実施形態のダイヤルリング１５は、比誘電率が３のポリカーボネート樹脂で形成されている。ダイヤルリング１５は文字板２の外周に沿って配置されている。文字板２の外周はダイヤルリング１５の内周より大きく、文字板２の外周上面をダイヤルリング１５の内周で覆うことにより、文字板２の外周はダイヤルリング１５によって視認されないようになっている。

ムーブメント２０は、地板２１、図示略の輪列受け、地板２１および輪列受けに支持される駆動体２２、回路基板２３、電池２４を備える。地板２１は、プラスチック等の非導電性部材にて形成されている。
駆動体２２は、図２に示すように、地板２１および輪列受け間に配置され、時針３１を駆動する第１モーターおよび第１輪列と、分針３２を駆動する第２モーターおよび第２輪列と、秒針３３を駆動する第３モーター１０３および第３輪列１３０とを備えて構成される。なお、図２では、第３モーター１０３、第３輪列１３０のみを図示し、第１モーター、第２モーター、第１輪列、第２輪列は省略している。

回路基板２３には、図２では図示を略しているが、制御ＩＣや受信ＩＣ等が実装されている。制御ＩＣは、通常時は、第１モーター、第２モーター、第３モーター１０３の駆動を制御し、時針３１、分針３２、秒針３３を運針して時刻を表示する時刻表示処理を実行する。
さらに、制御ＩＣは、衛星信号の受信時は、受信ＩＣを作動して逆Ｆ型アンテナ５０による受信処理を行うとともに、第１モーター、第２モーター、第３モーター１０３を作動して時針３１、分針３２、秒針３３を受信時待機位置まで移動して停止させる受信用移動処理を実行する。

電池２４は、一次電池でもよいし、二次電池でもよい。二次電池を設けた場合は、二次電池を充電するための発電装置を電子時計１内に組み込めば良い。例えば、発電装置としてソーラーパネルを設ける場合は、文字板２と、後述する逆Ｆ型アンテナ５０の第１導体素子５１との間に配置し、文字板２を透光性部材で構成すればよい。

［板状の逆Ｆ型アンテナ］
逆Ｆ型アンテナ５０は、図２～図４に示すように、板状の第１導体素子５１と、平面視で第１導体素子５１と重なるように配置された板状の第２導体素子５２と、第１導体素子５１および第２導体素子５２を短絡する短絡部５３とを備えて構成されている。逆Ｆ型アンテナ５０は、地板２１と文字板２との間に配置されている。したがって、逆Ｆ型アンテナ５０は、文字板２と地板２１との間に配置された平面形状アンテナである。
第１導体素子５１は、給電素子５４を介して回路基板２３に実装された受信ＩＣに導通されている。第２導体素子５２は、接続素子５５を介して回路基板２３のグランド端子に導通されている。

第１導体素子５１および第２導体素子５２は、図３および図４に示すように、短絡部５３を除いて文字板２とほぼ同じ直径の円板状に形成されており、平面中心位置には指針軸３５～３７が挿通される貫通穴５１Ａ、５２Ａが形成されている。第２導体素子５２には、給電素子５４が挿通される貫通穴５２Ｂと、接続素子５５が接続される接地端子５２Ｃとが形成されている。なお、逆Ｆ型アンテナ５０としては、グランド電極となる第２導体素子５２が、放射電極となる第１導体素子５１よりも一回り大きいサイズで構成され、第１導体素子５１の外周の位置が第２導体素子５２の外周よりも内側に配置されるものが好ましい。

第１導体素子５１および第２導体素子５２は、例えば銅、銅合金、アルミ、アルミ合金などの金属薄板で形成されることが好ましい。このように第１導体素子５１および第２導体素子５２を金属製とすることにより、薄型化が可能で、容易に成形できる。また、第１導体素子５１および第２導体素子５２は、誘電体基材５６の表面に形成された金属被覆で構成することもできる。金属被覆は、例えば銅、銀、ニッケル、アルミなどのメッキ処理によって形成することができる。
なお、第１導体素子５１および第２導体素子５２のうち、いずれか一方を金属製とし、他方を基材に金属皮膜を施した構成としてもよい。

短絡部５３は、第１導体素子５１および第２導体素子５２と同様な材質つまり導電体で構成されている。この短絡部５３は、第１導体素子５１および第２導体素子５２の外縁部に設けられている。
短絡部５３は、第１導体素子５１と第２導体素子５２とを垂直に接続するように直線状に形成されてもよいし、外周側に膨らんだ湾曲部を含んで形成されてもよい。短絡部５３に湾曲部を設けることにより、外部から受けた衝撃を緩衝する緩衝部として湾曲部を機能させることができる。
短絡部５３は、１箇所に設けられてもよいし、複数箇所に設けられても良い。すなわち、第１導体素子５１、第２導体素子５２、短絡部５３は、ＧＰＳ衛星信号を受信するために必要な受信特性が得られるように設計すればよい。

本実施形態では、第１導体素子５１および第２導体素子５２の間には、合成樹脂製の誘電体基材５６が配置されている。
誘電体基材５６は、逆Ｆ型アンテナ５０のために専用で設けてもよいが、時計用部品で兼用してもよい。例えば、日車や曜車等のカレンダー車を備える電子時計の場合は、カレンダー車を保持するカレンダー押さえを誘電体基材５６として利用してもよい。

第１導体素子５１、第２導体素子５２、短絡部５３は、例えば金属薄板をプレス加工によって折り曲げ成形する方法等を用いて一体構造で形成されていることが好ましい。このような構成を適用すれば、逆Ｆ型アンテナ５０をより効率的に製造できる。
本実施形態では、逆Ｆ型アンテナ５０を時計ケース１０内に組み込んだ場合に、逆Ｆ型アンテナ５０の短絡部５３は、文字板２の平面視において、文字板２の外周よりも外側に配置される。このため、逆Ｆ型アンテナ５０の少なくとも一部は、文字板２の表面に直交する方向から見た平面視において、文字板２の外周よりも外側に配置されている。すなわち、本実施形態では、図２および図４に示すように、逆Ｆ型アンテナ５０の少なくとも一部である短絡部５３は、文字板２の外周よりも外側に配置されている。

給電素子５４は、回路基板２３上に設けられた給電端子に接続され、第１導体素子５１および第２導体素子５２により受信した信号を、回路基板２３に実装される受信ＩＣに供給する機能を有している。
接続素子５５は、回路基板２３上に設けられたグランド端子と、第２導体素子５２に設けられた接地端子５２Ｃとを接続している。
なお、文字板２と第１導体素子５１との間にソーラーパネルを設ける場合、第１導体素子５１をソーラーパネルの支持基板として兼用してもよい。

次に、電子時計１において、逆Ｆ型アンテナ５０と、逆Ｆ型アンテナ５０での受信性能に影響する誘電体との関係について説明する。
本願の発明者は、時計ケース１０のカバーガラス１３側の縁、つまりベゼル１２を導電性材料、例えばステンレス鋼やチタンで形成した場合、金属製のベゼル１２の影響による受信性能の低下に加えて、共振周波数と放射効率のずれが発生して受信性能がさらに低下するという新たな課題を見出した。
すなわち、腕時計である電子時計１内に組み込む衛星信号受信用の逆Ｆ型アンテナ５０は、パッチアンテナと比べて第１導体素子５１、第２導体素子５２の平面積を大きくする必要があり、逆Ｆ型アンテナ５０の外周縁がベゼル１２に近接して配置される。このため、時計ケース１０のデザイン性や品質を向上させるために、ベゼル１２をステンレス鋼やチタンなどの金属材料で形成した場合、図５のグラフに示すように、逆Ｆ型アンテナ５０の共振周波数ｆ１と、放射効率が最大となる周波数ｆ２とは約３０MHｚずれており、このずれが受信性能の低下に影響していることが判明した。図５のグラフにおいて、横軸は周波数（ＭＨｚ）であり、グラフの左側に設けられた第１の縦軸は逆Ｆ型アンテナ５０の反射特性Ｓ１１（ｄＢ）であり、グラフの右側に設けられた第２の縦軸は最大の放射効率を０ｄＢとしたときの差分（ｄＢ）である。本実施形態において逆Ｆ型アンテナ５０は、ＧＰＳ衛星から送信される電波の周波数に共振するよう共振周波数ｆ１が設定されている。本実施形態の構成において、共振周波数ｆ１に対し、逆Ｆ型アンテナ５０の放射効率が最大となる周波数ｆ２は約３０ＭＨｚずれていた。このずれの発生により、共振周波数ｆ１において逆Ｆ型アンテナ５０のアンテナ利得は低下している。
したがって、逆Ｆ型アンテナ５０の受信性能を向上させるためには、前記共振周波数ｆ１と周波数ｆ２とのずれを小さくすればよい。そこで、本実施形態では、電子時計１に用いられる時計部品を、逆Ｆ型アンテナ５０の誘電体として利用することで受信信号の周波数を下げている。

逆Ｆ型アンテナ５０で受信する衛星信号の周波数を低減することに寄与する誘電体は、逆Ｆ型アンテナ５０に対して、受信電波の波長に応じて設定される所定距離以内に配置される誘電体である。なお、逆Ｆ型アンテナ５０の上側つまりカバーガラス１３側に配置される誘電体と逆Ｆ型アンテナ５０との所定距離は、逆Ｆ型アンテナ５０の上面つまり第１導体素子５１の上面と、誘電体の下面との距離である。例えば、誘電体であるカバーガラス１３と逆Ｆ型アンテナ５０との所定距離は、図２に示す寸法Ｈである。
電子時計１において、衛星信号の周波数の低減に寄与する誘電体は、逆Ｆ型アンテナ５０の上側に配置される文字板２、カバーガラス１３、ダイヤルリング１５である。ここで、カバーガラス１３と逆Ｆ型アンテナ５０との距離による受信特性への影響を確認するため、文字板２およびダイヤルリング１５を備える電子時計１において、カバーガラス１３の配置位置によるアンテナ利得の変化を実測した。
カバーガラス１３が無いときの逆Ｆ型アンテナ５０のアンテナ利得を０ｄＢとした場合、カバーガラス１３の下面と逆Ｆ型アンテナ５０の上面との距離が、３．５ｍｍの場合は約１．０ｄＢアンテナ利得が良くなり、４．５ｍｍの場合はカバーガラス１３が無い場合と同等のアンテナ利得であり、４．９ｍｍの場合、約０．５ｄＢアンテナ利得が悪化した。このため、カバーガラス１３の下面と逆Ｆ型アンテナ５０の上面との距離を４．５ｍｍ以下に設定すれば、カバーガラス１３によってアンテナ利得を向上できる。
ここで、ＧＰＳ衛星から送信される電波Ｌ１の周波数は1575.42ＭＨｚであり、波長λは約１９０ｍｍである。１９０ｍｍ÷４．５ｍｍ＝約４２であるため、前記所定距離Ｈは、波長λの１／４２以下に設定すればよい。

誘電体である文字板２、カバーガラス１３、ダイヤルリング１５のうち、逆Ｆ型アンテナ５０への影響が大きいのは、逆Ｆ型アンテナ５０の近くで大きな面積を有する文字板２である。カバーガラス１３は、文字板２に比べて逆Ｆ型アンテナ５０から離れて配置されるため、比誘電率が文字板２よりも高い誘電体でないと共振周波数を下げる効果が小さくなる。一方、比誘電率が文字板２に比べて一定以上大きくなると、共振周波数を下げる効果が大きすぎて共振周波数ｆ１と周波数ｆ２とのずれが逆に大きくなる。
このため、カバーガラス１３の材料は、文字板２の比誘電率に対して所定範囲の比誘電率を有する材料であることが好ましい。本実施形態の電子時計１で実測した結果、比誘電率が約３のポリカーボネート樹脂製の文字板２に対し、カバーガラス１３の比誘電率が約６未満であると周波数が殆ど変化せず、比誘電率が約１５よりも大きいと周波数が変化しすぎてアンテナ利得が却って低下した。
したがって、カバーガラス１３の比誘電率は約６以上、１５以下、つまり文字板２の比誘電率の２倍以上、５倍以下であることが好ましい。このため、本実施形態では、比誘電率が約１０であるサファイアガラス製のカバーガラス１３を用いており、比誘電率が約３のカバーガラス１３を用いた場合に比べて約１．０ｄＢアンテナ利得が向上した。

［第１実施形態の作用効果］
電子時計１は、ダイヤルリング１５をポリカーボネート樹脂で形成し、カバーガラス１３をサファイアガラスで形成したので、非導電性材料で構成される文字板２、ダイヤルリング１５およびカバーガラス１３を誘電体として機能させることができる。
そして、文字板２、ダイヤルリング１５およびカバーガラス１３を、逆Ｆ型アンテナ５０で受信する電波の波長に応じて設定される所定距離以内、具体的には、波長λの１／４２以下の距離以内に配置したので、誘電体である文字板２、ダイヤルリング１５、カバーガラス１３による波長短縮効果により、逆Ｆ型アンテナ５０の共振周波数ｆ１と放射効率が最良となる周波数ｆ２とのずれを抑制できる。これにより、ベゼル１２をステンレス鋼やチタンなどの導電性材料で構成しても、アンテナ利得つまり受信性能の低下を抑制することができる。
したがって、金属製のベゼル１２を用いることで時計ケース１０の意匠性を向上でき、かつ、パッチアンテナに比べて薄型化できる逆Ｆ型アンテナ５０を用いることで、電子時計１も薄型化でき、逆Ｆ型アンテナ５０の受信性能を確保できる。
さらに、薄型化できる逆Ｆ型アンテナ５０を用いたので、電池２４、モーター、輪列などの時計用部品と逆Ｆ型アンテナ５０とを平面視で重ねて配置できる。このため、電子時計１を小型化、つまり電子時計１の平面サイズを小さくできる。

文字板２は、比誘電率が約３のポリカーボネート樹脂で形成し、カバーガラス１３は、比誘電率が約１０つまり文字板２の比誘電率の２倍以上、５倍以下の比誘電率を有するサファイアガラスで形成したので、共振周波数を適切な量で変動させることができる。このため、逆Ｆ型アンテナ５０の共振周波数と放射効率が最良となる周波数とのずれを小さくでき、受信性能の低下をより一層抑制できる。

カバーガラス１３を、逆Ｆ型アンテナ５０から所定距離以内に配置することで、逆Ｆ型アンテナ５０で受信する電波の波長を短縮させる誘電体として機能させることができる。このため、波長短縮効果を発揮させる誘電体部品を別途追加する必要が無く、受信性能の低下を抑制できる。
カバーガラス１３は、文字板２と同様に、電子時計１の平面視での面積が大きいため、逆Ｆ型アンテナ５０に対して所定距離以内に配置して誘電体として利用することで、文字板２だけでは十分な波長短縮効果が得られない場合でも、カバーガラス１３による波長短縮効果が加わることで、共振周波数を適切に変動させることができ、受信性能の低下を抑制できる。

ダイヤルリング１５を、逆Ｆ型アンテナ５０から所定距離以内に配置することで、逆Ｆ型アンテナ５０で受信する電波の波長を短縮させる誘電体として機能させることができる。このため、波長短縮効果を発揮させる誘電体部品を別途追加する必要が無く、受信性能の低下を抑制できる。

衛星信号を受信するアンテナとして、λ／４で共振する逆Ｆ型アンテナ５０を用いたので、λ／２で共振するアンテナに比べて小型化できる。このため、逆Ｆ型アンテナ５０を有する電子時計１の外形サイズも小さく構成できる。

［第２実施形態］
次に第２実施形態のアンテナ内蔵式電子時計について説明する。第２実施形態の電子時計は、第１実施形態における板状の逆Ｆ型アンテナ５０を、ワイヤー状の逆Ｆ型アンテナ１５０に変更したものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。このため、逆Ｆ型アンテナ１５０以外の構成は図示を省略し、第１実施形態と同じ符号を用いて説明する。
図６は、逆Ｆ型アンテナ１５０の構成を説明するための模式図である。図６に示すように、逆Ｆ型アンテナ１５０は、リボン１５１と、給電部１５２と、短絡部１５３とを備えている。

リボン１５１は、円弧状に形成され、給電部１５２および短絡部１５３は直線状に形成されている。
リボン１５１、給電部１５２、短絡部１５３は、銅線やアルミニウム等の針金やパイプを用いて構成してもよいし、銅線やアルミニウム等の薄板を用いて構成してもよい。これらの針金、パイプ、薄板で構成すれば、リボン１５１、給電部１５２、短絡部１５３を安価に製造できる。
また、リボン１５１、給電部１５２、短絡部１５３は、適当な形状の基台に導電性の箔の貼付やエッチング、印刷等によって形成してもよい。基台に導電性の箔を貼付などで形成すれば、逆Ｆ型アンテナ１５０の形状のバラツキが少なくなり、アンテナの特性が安定し、受信性能のバラツキも防止できる。
さらに、リボン１５１、給電部１５２、短絡部１５３は、合成樹脂製のダイヤルリング１５にメッキを施すことによって形成してもよい。
また、時計ケース１０内にポリカーボネート樹脂等で構成された中枠を設ける場合、リボン１５１、給電部１５２、短絡部１５３は、中枠の内周面にメッキを施すことによって形成してもよい。
時計ケース１０のダイヤルリング１５や中枠にメッキを施して逆Ｆ型アンテナ１５０を構成する場合、時計用の部品をアンテナ部品としても兼用できるため、安価に製造できる。

逆Ｆ型アンテナ１５０のリボン１５１の一端には、給電部１５２及び短絡部１５３が接続され、リボン１５１の他の一端は開放されている。給電部１５２と短絡部１５３は回路基板２３と接続されており、給電部１５２は回路基板２３の信号パターンに接続され、短絡部１５３は回路基板２３のＧＮＤパターンに接続されている。

逆Ｆ型アンテナ１５０は、時計ケース１０の内部空間において、文字板２の表面に直交する方向から見た平面視において、少なくとも一部が文字板２の外周よりも外側に配置されている。例えば、時計ケース１０の中枠が合成樹脂製の場合、中枠の内壁に溝を形成し、この溝にリボン１５１を収容して保持すればよい。この場合、リボン１５１は、平面視において、文字板２の外周よりも外側に配置される。
なお、リボン１５１を保持する方法は、溝を用いる方法だけでなく、例えば中枠の内側にリボン１５１を案内する凸部を複数個所に設け、これらの凸部によってリボン１５１を保持する方法を用いてもよい。

本実施形態の逆Ｆ型アンテナ１５０におけるリボン１５１と短絡部１５３は、長さが１λよりも十分に短いダイポールアンテナを折り曲げて、円弧状のループ素子（磁流素子）としてのリボン１５１と、直線素子（電流素子）としての短絡部１５３とを形成した場合と同様の構成となっている。
リボン１５１は、平面視においてベゼル１２とほぼ重なる位置に配置されており、上下方向においてベゼル１２よりも下方に配置され、ベゼル１２と所定の間隔を有している。
リボン１５１には、給電点を移動させるための給電部１５２が接続されている。短絡部１５３は回路基板２３のＧＮＤパターンに接続され、給電部１５２は回路基板２３の信号パターンに接続されている。このような構成においては、短絡部１５３とベゼル１２が電流ベクトルを発する電流素子として動作し、リボン１５１が磁流ベクトルを発する磁流素子として動作する。つまり、回路基板２３はＧＮＤ板として機能し、回路基板２３は前記上下方向においてリボン１５１の下方に配置されている。
したがって、ベゼル１２は、無給電の素子であり、リボン１５１は、給電部１５２に接続される素子である。

逆Ｆ型アンテナ１５０は、ワイヤー状であるため、板状の逆Ｆ型アンテナ５０のように誘電体基材５６を備えていない。一方、第２実施形態の電子時計においても、文字板２、ダイヤルリング１５、カバーガラス１３は、逆Ｆ型アンテナ１５０の誘電体として機能する。

［第２実施形態の作用効果］
第２実施形態の電子時計においても、文字板２に加えて、ダイヤルリング１５やカバーガラス１３を逆Ｆ型アンテナ１５０の誘電体として利用できるため、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
さらに、ワイヤー型の逆Ｆ型アンテナ１５０は、リボン１５１を文字板２の外周側に配置できるため、板状の逆Ｆ型アンテナ５０を用いた電子時計１に比べても電子時計を薄型化および小型化できる。

［第３実施形態］
次に第３実施形態の電子時計１Ｃについて説明する。第３実施形態の電子時計１Ｃは、図７に示すように、環状アンテナ（リングアンテナ）２５０を用いている点が第１実施形態の電子時計１と相違する。このため、電子時計１Ｃにおいて、電子時計１と同一または同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。

電子時計１Ｃは、透光性の文字板２と、文字板２の裏面側に配置されたソーラーパネル２１０とを備え、ソーラーパネル２１０で発電した電力を充電可能な二次電池である電池２４に供給している。
環状アンテナ２５０は、詳細な図示は省略するが、誘電体から形成された環状の基材と、基材に形成されたアンテナパターン（アンテナ素子）とを有する。誘電体は、たとえは比誘電率が５～２０程度の材料で構成されている。アンテナパターンは、カバーガラス１３側から見た平面視において、環の一部を切り欠いたＣ形ループ素子であり、電磁波を電流に変換するアンテナ素子として機能する。このアンテナパターンは、給電ピン２５４を介して回路基板２３に導通されている。

環状アンテナ２５０は、文字板２およびソーラーパネル２１０の外周に沿って配置されている。すなわち、環状アンテナ２５０の内側空間に文字板２やソーラーパネル２１０が配置されている。
環状アンテナ２５０は、ベゼル１２の内周側に配置されたダイヤルリング１５によって被覆されている。

電子時計１Ｃにおいて、カバーガラス１３およびダイヤルリング１５は、電子時計１と同様に、非導電性材料で構成されている。これらのカバーガラス１３およびダイヤルリング１５は、環状アンテナ２５０の時計表面側に配置され、環状アンテナ２５０のアンテナパターンに対して、環状アンテナ２５０で受信する衛星信号の波長に応じて設定される所定距離以内に配置されている。
このため、カバーガラス１３およびダイヤルリング１５は、文字板２よりも時計表面側に配置される誘電体である。

［第３実施形態の作用効果］
第３実施形態の電子時計１Ｃにおいても、ダイヤルリング１５やカバーガラス１３を環状アンテナ２５０の誘電体として利用できるため、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。
すなわち、本発明者が調べたところ、環状アンテナ２５０を用いた場合も、環状アンテナ２５０の共振周波数と放射効率が最良となる周波数とにズレが発生した。ただし、このズレ量は、逆Ｆ型アンテナ５０に比べて小さく、逆Ｆ型アンテナ５０では３０ＭＨｚ程度のズレであったものが、環状アンテナ２５０では１０ＭＨｚ程度であった。
ダイヤルリング１５およびカバーガラス１３は、環状アンテナ２５０で受信する電波に対して波長短縮効果を発揮し、環状アンテナ２５０の共振周波数と放射効率が最良となる周波数とのズレを抑制でき、ベゼル１２をステンレス鋼やチタンなどの導電性材料で構成しても、アンテナ利得つまり受信性能の低下を抑制することができる。

［他の実施形態］
本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。
前記各実施形態では、胴１１およびベゼル１２が別体であったが、胴とベゼルとを一体に形成してもよい。この場合、時計ケースを安価に製造できる。また、アンテナ内蔵式電子時計としては、ダイヤルリングを備えないものでもよい。
図８に示すように、カバーガラス１３Ｄを、サファイアボックスガラスで構成した電子時計１Ｄを用いてもよい。この電子時計１Ｄにおいても前記各実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

ダイヤルリング１５は、比誘電率が３程度の誘電体で構成していたが、高誘電率の樹脂材料、例えば比誘電率が９～１５程度の樹脂材料で構成してもよい。ダイヤルリング１５を高誘電率の材料で構成すれば、カバーガラス１３はサファイアガラスに比べて誘電率が低い誘電体で構成できる。高誘電率の材料は、例えば、ポリプラスチックス株式会社の誘電率制御樹脂材料「フレクティス（登録商標）」等が利用できる。

アンテナ内蔵式電子時計において、アンテナよりも時計表面側に配置されて、アンテナから所定距離以内に配置される誘電体は、文字板、ダイヤルリング、カバーガラスの少なくとも１つであればよい。

逆Ｆ型アンテナ５０の構成は前記実施形態に限定されない。例えば、第２導体素子５２を地板２１の上面ではなく、回路基板２３の上面に配置し、第１導体素子５１および第２導体素子５２を離して配置してもよい。この場合、第２導体素子５２を回路基板２３のグランド端子に直接導通させることができ、接続素子５５を不要にできる。
また、逆Ｆ型アンテナ５０は、受信する電波の種類に応じたサイズに設定すればよく、前記電波を受信できるものであれば、平面視で文字板２の外周に配置される部分が存在しなくてもよい。

前記各実施形態では、ＧＰＳ衛星から送信される衛星信号を受信していたが、アンテナで受信する信号はこれに限られない。例えば、ガリレオ（ＥＵ）、ＧＬＯＮＡＳＳ（ロシア）、北斗（中国）などの他の全地球的航法衛星システム（ＧＮＳＳ）や、ＳＢＡＳ等の静止衛星や準天頂衛星等から時刻情報を含む衛星信号を受信してもよい。
また、このような衛星信号に限られず、例えば、Bluetooth（登録商標）、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）、Wi-Fi（登録商標）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、LPWA(Low Power Wide Area)等の他の電波を受信してもよい。

１、１Ｃ、１Ｄ…アンテナ内蔵式電子時計、６…りゅうず、７Ａ…ボタン、７Ｂ…ボタン、１０…時計ケース、１１…胴、１２…ベゼル、１３、１３Ｄ…カバーガラス、１４…裏蓋、１５…ダイヤルリング、２…文字板、２０…ムーブメント、２１…地板、２２…駆動体、２３…回路基板、２４…電池、３１…時針、３２…分針、３３…秒針、３５…指針軸、３６…指針軸、３７…指針軸、５０…逆Ｆ型アンテナ、５１…第１導体素子、５１Ａ…貫通穴、５２…第２導体素子、５２Ａ…貫通穴、５２Ｂ…貫通穴、５２Ｃ…接地端子、５３…短絡部、５４…給電素子、５５…接続素子、５６…誘電体基材、１０３…第３モーター、１３０…第３輪列、１５０…逆Ｆ型アンテナ、１５１…リボン、１５２…給電部、１５３…アンテナ電極、２１０…ソーラーパネル、２５０…環状アンテナ、２５４…給電ピン、３６０…二番車、３７０…四番車。

Claims

導電性材料で構成される胴と、導電性材料で構成されて前記胴の時計表面側に設けられるベゼルと、前記ベゼルに取付けられるカバーガラスと、を含む時計ケースと、
前記時計ケース内に配置される文字板と、
前記文字板の周囲に配置されるダイヤルリングと、
前記文字板の表面に直交する方向から見た平面視において、少なくとも一部が前記文字板の外周よりも外側に配置されて、前記時計ケース内に配置されるアンテナと、を備え、
前記文字板、前記ダイヤルリング、および前記カバーガラスの少なくとも１つは、前記アンテナより時計表面側に配置され、かつ、前記アンテナに対して、前記アンテナで受信する電波の波長に応じて設定される所定距離以内に配置される誘電体であり、
前記アンテナは、前記文字板と、前記時計ケース内に配置される地板との間に配置され、非導電性材料で構成される基材と、この基材に形成された電極とを備える平面形状アンテナである
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
請求項１に記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記ダイヤルリングまたは前記カバーガラスは、前記文字板を構成する非導電性材料の比誘電率の２倍以上、５倍以下の材料で構成される
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
請求項１または請求項２に記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記アンテナと、前記誘電体との距離は、前記電波の波長の１／４２以下である
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のアンテナ内蔵式時計において、
前記文字板の表面に直交する方向から見た平面視において、前記アンテナの外周は、前記ダイヤルリングの内周より大きく且つ前記ダイヤルリングで覆われる
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のアンテナ内蔵式電子時計において、
前記アンテナは、共振周波数ｆ１に設定され、
前記導電性材料で構成された前記ベゼルは、前記アンテナの放射効率が最大となる周波数ｆ２を前記共振周波数ｆ１に対してずらすものであり、
前記誘電体は、前記周波数ｆ２を前記共振周波数ｆ１に近づける
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。