(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性部材により形成されたケースと、
前記ケースに収納され、複数箇所に設けられた指針軸を駆動する複数のモーターを有するムーブメントと、
透光性を有する非導電性部材により形成された文字板と、
前記ケース内でかつ前記文字板の裏面側に配置され、外部から送信される無線電波を受信し、誘電体とその誘電体に形成された電極とから構成されるパッチアンテナと、
前記文字板の裏面側に配置され、光を受光して発電するソーラーパネルと、
非導電性部材により形成されるとともに、前記ソーラーパネルの裏面側に配置された日車とを備え、
前記パッチアンテナは、前記ケースの内周面から所定寸法以上離間して配置され、
前記各指針軸は、前記ケースと前記パッチアンテナとの間に配置され、
前記ソーラーパネルには、前記パッチアンテナと平面的に重なる部分に開口部が形成され、
前記文字板には、前記日車の日表示を露出させるための日窓が形成され、
前記日窓は、全体が前記ソーラーパネルの開口部に平面的に重なる位置に形成されている
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【請求項２】
請求項１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は、平面円形に形成され、かつ、平面中心位置に前記指針軸が配置された第１表示部および第２表示部の少なくとも２つの表示部が形成され、
前記第１表示部の直径は、前記第２表示部の直径よりも大きな寸法とされ、
前記パッチアンテナは、前記第１表示部の指針軸および前記第２表示部の指針軸を結ぶ線に平面的に重なる位置に配置されている
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【請求項３】
請求項２に記載のアンテナ内蔵式時計において、
前記文字板は、文字板表面の縦方向および横方向の寸法が異なる形状とされ、
前記文字板表面には、前記第１表示部および前記第２表示部に加えて、平面円形に形成され、かつ、平面中心位置に前記指針軸が配置された第３表示部が形成され、
前記第３表示部の直径は、前記第１表示部の直径よりも小さな寸法とされ、
前記パッチアンテナは、
前記文字板における縦方向および横方向のうち、寸法が短い方向においては、前記第２表示部の指針軸と、前記第３表示部の指針軸との間に配置され、
前記文字板における縦方向および横方向のうち、寸法が長い方向においては、前記第１表示部の指針軸よりも、前記第２，３表示部の指針軸側に配置されている
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のアンテナ内蔵式時計において、
内部時刻を計時する計時手段と、
前記内部時刻が所定の時刻になった際に前記パッチアンテナを用いて受信を開始する定時受信手段と、
前記モーターの駆動を制御するモーター駆動制御手段とを備え、
前記複数の指針軸は、
前記内部時刻に基づいて時刻を表示するとともに、移動軌跡のなかに前記パッチアンテナと平面的に重なる位置が含まれる指針が取り付けられた指針軸と、
時刻以外の情報を表示するとともに、移動軌跡のなかに前記パッチアンテナと平面的に重なる位置が含まれる指針が取り付けられた指針軸とを備えて構成され、
前記定時受信手段は、前記時刻を表示する指針が前記パッチアンテナと平面的に重ならない時刻に定時受信を開始し、
前記モーター駆動制御手段は、前記定時受信手段による定時受信が行われている間は、前記時刻以外の情報を表示する指針を、前記パッチアンテナと平面的に重ならない位置に移動する
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のアンテナ内蔵式時計において、
前記所定寸法は、前記モーターを配置可能な寸法である
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のアンテナ内蔵式時計において、
前記モーターに電力を供給する複数の電池を備え、
前記複数の電池は、
前記ケース内において前記パッチアンテナと平面的に重ならない位置に配置されている
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載のアンテナ内蔵式時計において、
前記パッチアンテナは、グランド板として機能する回路基板上に構成されている
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれかに記載のアンテナ内蔵式時計において、
前記パッチアンテナは、位置情報衛星から送信される円偏波の電波を受信する
ことを特徴とするアンテナ内蔵式時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、外部から送信される無線電波を受信するパッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）を内蔵するアンテナ内蔵式時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線電波を受信するアンテナを備えた時計が開発されている。ここで、無線電波には、例えば位置情報衛星から送信される衛星信号等がある。
アンテナ内蔵式時計として、例えば前記衛星信号を受信するパッチアンテナを有する腕時計がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１において、腕時計のケースは、金属素材で形成される有底円筒状の外部本体で構成されている。そして、外部本体の上端側（開口側）には、無線電波を透過し易い材料（例えば、プラスチック材料）で構成されるベゼルが接続され、当該ベゼルの内側には、カバーガラスが配置されている。
【０００４】
このような腕時計では、文字板の平面中心位置には、時刻表示を行う指針の駆動軸が配置される。また、ケースが金属製の場合、ケース内のパッチアンテナは、時計表面側から無線電波を受信するために、できるだけ時計表面側つまり文字板に近づけて配置することが好ましい。
このため、パッチアンテナは、前記駆動軸とケース内周面との間に配置する必要がある。従って、特許文献１のパッチアンテナは、ケースの平面中心から文字板の１２時方向にずれた位置に配置されている。
【０００５】
ところで、パッチアンテナは、平面アンテナであるため厚さ寸法を小さくでき、腕時計内に組み込んだ際に、時計の厚さ寸法の増大を抑えることができる利点がある。
一方で、必要な受信性能を確保するために、パッチアンテナの平面方向のサイズはある程度確保する必要がある。近年では、誘電体の材料開発や無線機の感度向上などの技術開発で、パッチアンテナもある程度小型化できたが、必要な受信性能を確保するために、さらなる小型化は困難であった。また、腕時計の平面サイズは、腕に装着できるサイズに抑える必要がある。
従って、パッチアンテナを、時計の平面中心に配置される駆動軸とケース内周面との間に配置した場合、特許文献１の図１，２に示すように、パッチアンテナはケースに近接して配置される。
【０００６】
そして、パッチアンテナは、アンテナの側面（ケース内周面に対向する外周面）に金属等の導電性部材のケースが近接していると電波の受信に影響を受けやすく、受信性能が低下する。このため、特許文献１では、前記ベゼルの下端縁を、パッチアンテナの下面位置近くまで延長し、パッチアンテナの側面側をベゼルで覆うことで、受信性能を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２００７−５２６９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、時計、特に腕時計においては、時計表示や通信等の実用的な機能性だけでなく、高品質な質感が要求される。そこで、このような時計では、ケースの外装に金属素材が利用されているのが一般的である。
【０００９】
しかしながら、特許文献１では、プラスチック製のベゼルが占める面積が大きくなり、時計の質感が低下するという問題があった。
一方、質感を高めるために金属製のケースを採用すると、前述の通り、パッチアンテナが金属ケースに近接配置されるため、受信特性が低下するという問題がある。すなわち、パッチアンテナは単一指向性を持つため、金属ケースの開口側つまりカバーガラスおよび文字板側からの電波のみを受信する場合には、無指向性のアンテナよりも適している。
それでも、パッチアンテナは、スロットアンテナと動作原理は同じで、上面電極端部とグランド板間の隙間（アンテナ端部）が最も強く電波を放射するため、パッチアンテナの側面のすぐ近くに金属が存在すると、特性は大きく劣化する。そのため、アンテナの受信性能が大幅に低下するという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、外装に金属ケースを採用した場合でも、良好な受信性能を確保できるアンテナ内蔵式時計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のアンテナ内蔵式時計は、導電性部材により形成されたケースと、前記ケースに収納され、複数箇所に設けられた指針軸を駆動する複数のモーターを有するムーブメントと、透光性を有する非導電性部材により形成された文字板と、前記ケース内でかつ前記文字板の裏面側に配置され、外部から送信される無線電波を受信し、誘電体とその誘電体に形成された電極とから構成されるパッチアンテナと、前記文字板の裏面側に配置され、光を受光して発電するソーラーパネルと、非導電性部材により形成されるとともに、前記ソーラーパネルの裏面側に配置された日車とを備え、前記パッチアンテナは、前記ケースの内周面から所定寸法以上離間して配置され、前記各指針軸は、前記ケースと前記パッチアンテナとの間に配置され、前記ソーラーパネルには、前記パッチアンテナと平面的に重なる部分に開口部が形成され、前記文字板には、前記日車の日表示を露出させるための日窓が形成され、前記日窓は、全体が前記ソーラーパネルの開口部に平面的に重なる位置に形成されていることを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記指針軸は、通常、時分秒等を指示する指針が取り付けられて時刻表示を行うものであるが、日や曜日、経度や緯度等の他の情報を表示するものでもよい。
本発明では、パッチアンテナを、ケースの内周面から所定寸法以上離して配置している。これによれば、アンテナはケースに近接していないので、ケースに導電性部材（例えば、金属素材）を採用した場合でも、導電性のケースの影響を低減でき、受信性能の低下を防止できる。
なお、アンテナを、ケース内周面から所定寸法以上離間して配置するとは、アンテナの外周面とケース内周面との間隔の最小値が前記所定寸法以上であることを意味する。従って、アンテナをケースの平面中心位置に配置すれば、前記間隔を最も大きく設定することができる。なお、時計（ケース）の平面とは、時計の厚み方向に直交する面を意味し、通常は文字板表面に平行な面である。
そして、前記所定寸法、つまりケースの内周面から前記アンテナの外周面までの寸法は、ケースに近づけることによる特性の劣化を考慮し、時計に内蔵されるアンテナに求められる受信性能を確保するために必要な寸法に設定すればよい。
【００１３】
また、前記ケースの上端位置を、パッチアンテナの上面とほぼ同じ高さに設定した場合でも、ケース内周面から所定寸法以上離してアンテナを配置しているので、アンテナは、上方向から入射する無線電波のみならず、左右斜め方向から入射する無線電波をケースで妨げられることなく受信できる。従って、前記特許文献１に比べて、時計の外観において金属素材の占める割合を多くすることができ、アンテナの良好な受信性能を確保しつつ、時計の質感を向上できる。
【００１４】
さらに、アンテナをケース内周面から所定寸法以上離間して配置した際に、そのアンテナおよびケース間のスペースに指針軸を配置しているので、スペースを有効利用でき、時計の小型化を図ることができる。
なお、指針軸は、金属製であっても細い軸状の部材であるため、パッチアンテナに近接して配置されても、受信性能に対する影響は小さい。指針軸がプラスチックなどの非導電性部材であれば、パッチアンテナの受信性能に対する影響はさらに小さくできる。
【００１５】
また、前記所定寸法は、受信性能の確保に必要な寸法であり、かつ、前記指針軸を配置可能な寸法に設定することが好ましい。
ここで、指針軸を配置可能な寸法とは、少なくとも指針軸および指針軸を駆動するための輪列において指針軸に噛み合う歯車を、アンテナおよびケース間に配置できる寸法を意味する。
この場合、アンテナおよびケース間の最小間隔が指針軸を配置可能な寸法となるため、アンテナの周囲において、自由な位置に指針軸を配置することができ、時計の指針レイアウトの自由度を向上できる。
本発明では、透光性を有する文字板を用い、その裏面側にソーラーパネルを配置したので、ソーラーパネルで発電した電力で時計を駆動することができる。このため、一次電池を用いた場合のように電池を交換する必要が無く、利用者の利便性を向上できる。
また、ソーラーパネルの基板は、厚さは薄いが金属製であるため、ＧＰＳの衛星信号のような高周波の電波は減衰してしまう。このため、パッチアンテナは、ソーラーパネルで覆われていると、電波を受信できない可能性が高くなる。
これに対し、本発明では、ソーラーパネルに開口部を形成しているので、この開口部を通してパッチアンテナに電波を入射することができる。従って、パッチアンテナは、ソーラーパネルを通過しない無線電波を受信でき、その分、ソーラーパネルによる受信電波の減衰を防止できて受信性能を向上できる。
日車は、非導電性部材により形成され、パッチアンテナでの受信に影響しないので、アンテナと平面的に重なる位置に配置することができる。
また、文字板において、日車の日表示すなわち１〜３１日までの各数字を露出させるために設けられた日窓は、ソーラーパネルの開口部に平面的に重なる位置に配置されるので、ソーラーパネルに日車を露出させるための開口を別途形成する必要が無く、前記開口を別途設けた場合に比べて受光面積を大きくでき、発電性能を向上できる。
すなわち、日車がソーラーパネルの裏面側に配置されている場合は、前記日窓から日表示を視認できるように、ソーラーパネルにも開口を形成する必要がある。
これに対し、本発明では、日窓がソーラーパネルの開口部に位置しているので、日窓から前記開口部を通して日車の日表示を視認できる。従って、ソーラーパネルに日車用の開口を別途形成する必要が無く、その分、受光面積を大きくできる。
【００１６】
本発明のアンテナ内蔵式時計において、前記文字板の表面には、平面円形に形成され、かつ、平面中心位置に前記指針軸が配置された第１表示部および第２表示部の少なくとも２つの表示部が形成され、前記第１表示部の直径は、前記第２表示部の直径よりも大きな寸法とされ、前記パッチアンテナは、前記第１表示部の指針軸および前記第２表示部の指針軸を結ぶ線に平面的に重なる位置に配置されていることが好ましい。
【００１７】
このような構成によれば、第１表示部は第２表示部よりも直径が大きいため、第１表示部の指針軸に取り付けられる指針も大きなものを利用できる。このため、第１表示部に現在地の時刻を表示すれば、現在地の現時刻を容易に確認できて利便性を向上できる。
また、第１表示部の他に少なくとも第２表示部を備えているので、予め設定した他の地域の時刻を表示させてデュアルタイム表示機能を実現したり、受信感度や電池残量を指示する状態表示機能を実現することができ、利便性を向上できる。
その上、第１表示部の指針軸および第２表示部の指針軸を結ぶ線に平面的に重なる位置に、パッチアンテナを配置しているので、各指針軸間のスペースを有効に利用できる。また、パッチアンテナとケース内周面の間に、各表示部の指針軸が配置されることになり、パッチアンテナとケース内周面間の寸法を各表示部の半径以上確保できる。このため、パッチアンテナを、ケース内周面から所定寸法以上容易に離すことができる。
【００１８】
本発明のアンテナ内蔵式時計において、前記文字板は、文字板表面の縦方向および横方向の寸法が異なる形状とされ、前記文字板表面には、前記第１表示部および前記第２表示部に加えて、平面円形に形成され、かつ、平面中心位置に前記指針軸が配置された第３表示部が形成され、前記第３表示部の直径は、前記第１表示部の直径よりも小さな寸法とされ、前記パッチアンテナは、前記文字板における縦方向および横方向のうち、寸法が短い方向においては、前記第２表示部の指針軸と、前記第３表示部の指針軸との間に配置され、前記文字板における縦方向および横方向のうち、寸法が長い方向においては、前記第１表示部の指針軸よりも、前記第２，３表示部の指針軸側に配置されていることが好ましい。
ここで、本発明の文字板は、平面楕円形状、平面長方形状、矩形と半円を組み合わせた形状、矩形と半楕円（楕円を長軸または短軸で２分割したもの）を組み合わせた形状のものなどが利用できる。従って、例えば、平面楕円形状の文字板の場合、前記寸法が長い方向は楕円の長軸方向となり、寸法が短い方向は楕円の短軸方向となる。
また、文字板表面の縦方向（上下方向）とは、文字板における１２時位置と６時位置を結ぶ方向を意味し、横方向（左右方向）とは３時位置と９時位置を結ぶ方向を意味する。
【００１９】
このような構成によれば、パッチアンテナが前記各指針軸の間に配置されるため、アンテナは、ケースに対して、ケースおよび指針軸間の距離よりも離れて配置されることになる。そして、前記各指針軸は、その軸に取り付けられた指針がケースに当接しないように、少なくとも指針の長さ寸法分はケースから離れて配置されることが多い。
従って、本発明によれば、アンテナを前記各指針の長さ寸法以上ケースから離して配置でき、かつ、指針およびアンテナのレイアウトも容易に設定できる。
また、前記パッチアンテナと指針軸の位置関係から、前記第１表示部の平面中心位置と、前記第２表示部および第３表示部の平面中心位置は、前記寸法が長い方向にずれて配置され、前記第２表示部および第３表示部の平面中心位置は、前記寸法が短い方向にずれて配置されることになる。
このため、各表示部を文字板上にバランス良くレイアウトできて、時計の意匠性も向上でき、文字板の平面中心に指針軸が設けられる一般的なアナログ時計とは、指針のレイアウトが異なる時計を構成できる。
【００２０】
なお、本発明は、パッチアンテナがケースから所定寸法以上離れて配置され、複数箇所に設けられた指針軸が、ケースおよびパッチアンテナ間に配置されていれば、例えば、時計の文字板の平面中心部分にアンテナが配置され、その周囲に同じ直径の表示部が配置されたものでもよい。この場合も、文字板の平面中心に指針軸が設けられる一般的なアナログ時計とは、指針のレイアウトが異なる時計を構成できる。さらに、アンテナの周囲に、指針軸を複数配置することも可能となるため、時刻情報に加えて他の情報を表示可能な時計も容易に実現できる。
【００２１】
本発明のアンテナ内蔵式時計において、内部時刻を計時する計時手段と、前記内部時刻が所定の時刻になった際に前記パッチアンテナを用いて受信を開始する定時受信手段と、前記モーターの駆動を制御するモーター駆動制御手段とを備え、前記複数の指針軸は、前記内部時刻に基づいて時刻を表示するとともに、移動軌跡のなかに前記パッチアンテナと平面的に重なる位置が含まれる指針が取り付けられた指針軸と、時刻以外の情報を表示するとともに、移動軌跡のなかに前記パッチアンテナと平面的に重なる位置が含まれる指針が取り付けられた指針軸とを備えて構成され、前記定時受信手段は、前記時刻を表示する指針が前記パッチアンテナと平面的に重ならない時刻に定時受信を開始し、前記モーター駆動制御手段は、前記定時受信手段による定時受信が行われている間は、前記時刻以外の情報を表示する指針を、前記パッチアンテナと平面的に重ならない位置に移動することが好ましい。
【００２２】
このような構成によれば、時刻を表示する指針がパッチアンテナと平面的に重ならない時刻を定時受信時刻に設定しているので、定時受信時には時刻を表示する指針がアンテナと平面的に重なることがなく、金属製の指針を用いた場合でもアンテナでの受信に影響を及ぼさない。
また、時刻以外の情報、例えば、受信信号レベルなどを表示する指針も、定時受信時には、モーター駆動制御手段によってパッチアンテナと平面的に重ならない位置に移動するため、この指針がアンテナでの受信に影響を及ぼすことも防止できる。
従って、金属製の指針を用いた場合でも、受信時にそれらの指針がパッチアンテナと平面的に重なることがないため、受信感度の低下を防止できる。
【００２３】
また、定時受信時に時刻表示用の指針をパッチアンテナと重ならない位置に移動することも考えられる。この場合、指針を移動するまで受信を開始できず、かつ、受信中は時刻を表示することができない。
これに対し、本発明によれば、時刻を表示する指針は、現在の時刻を指示しながらアンテナと平面的に重なることがないため、時刻表示用の指針を移動する必要が無く、現在時刻を表示しながら迅速に受信処理を行うことができる。
【００２４】
本発明のアンテナ内蔵式時計において、前記所定寸法は、前記モーターを配置可能な寸法であることが好ましい。
【００２５】
前記所定寸法つまりパッチアンテナの外周面とケース内周面との間隔の最小値を、前記モーターを配置可能な寸法とすれば、アンテナの周囲のどの位置にもモーターを配置することができ、モーターやモーターで駆動される指針のレイアウトの自由度を向上できる。
さらに、指針を駆動する駆動源となる複数のモーターを、前記ケースの内周面と前記パッチアンテナの外周面との間に配置できるので、アンテナと複数のモーターとが時計の厚み方向に重なることがない。このため、パッチアンテナとモーターとが厚み方向に重なる構成の時計に比べて、時計の厚さ寸法を小さくすることができる。特に、アンテナおよびモーターは、時計の部品の中でも比較的厚み寸法が大きい部品であるため、これらの部品を平面的に重ねないで配置できれば、時計の厚み寸法を大幅に小さくすることができる。
【００３０】
本発明のアンテナ内蔵式時計において、前記モーターに電力を供給する複数の電池を備え、前記複数の電池は、前記ケース内において前記パッチアンテナと平面的に重ならない位置に配置されていることが好ましい。
【００３１】
本発明によれば、複数の電池を設けているので、１つの電池を設ける場合に比べて、同じ電池容量を確保する場合に、各電池のサイズ、例えば直径を小さくすることができる。
従って、パッチアンテナと各電池とを平面的に重ならないようにレイアウトしても、時計の平面サイズの大幅な増加を防止できる。
その上、アンテナと各電池とは平面的に重ならないため、アンテナ外周面とケース内周面との間に、前記モーターと共に電池を配置することもできる。このため、アンテナと電池とを厚み方向に重ねて配置する場合に比べて、時計の厚み寸法を小さくできる。
【００３２】
本発明のアンテナ内蔵式時計において、前記パッチアンテナは、グランド板として機能する回路基板上に構成されていることが好ましい。
【００３３】
パッチアンテナは、平板型のアンテナであり、単一の指向性を持ち、指向性が狭いことで知られているが、パッチアンテナが実装される回路基板は、グランド板の機能を有するので、外部から入射する無線電波を回路基板上で反射させてアンテナに導くことができる。そのため、アンテナは、アンテナに直接的に入射する無線電波のみならず、回路基板で反射されて間接的に入射する無線電波も受信できる。従って、アンテナの受信性能をより向上できる。
【００３４】
本発明のアンテナ内蔵式時計において、前記パッチアンテナは、位置情報衛星から送信される円偏波の電波を受信することが好ましい。
【００３５】
ここで、円偏波としては、例えば、GPS：Global Positioning System、ガリレオ（欧州衛星ナビゲーションシステム）、SBAS：Satellite-Based Augmentation System等の位置情報衛星から送信される衛星信号が例示できる。
そこで、本発明のパッチアンテナは円偏波の電波を受信するので、例えば、衛星信号に含まれる時刻情報を利用して時刻修正を行う機能を備える時計であれば、地球上のどこであっても位置情報衛星からの電波を確実に受信でき、正確な時刻を常に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計を示す概略図。
【図２】前記ＧＰＳ付き腕時計の平面図。
【図３】前記ＧＰＳ付き腕時計の概略断面図。
【図４】前記ＧＰＳ付き腕時計に組み込まれるムーブメントの平面図。
【図５】（Ａ）はパッチアンテナの構造を示す断面図、（Ｂ）はパッチアンテナの放射パターンを示す特性図。
【図６】前記ＧＰＳ付き腕時計の回路構成を示す概略図。
【図７】本発明の第２実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計を示す概略断面図。
【図８】前記第２実施形態に係る要部を模式的に示す分解斜視図。
【図９】本発明の第３実施形態に係る要部を模式的に示す分解斜視図。
【図１０】本発明の第４実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計を示す平面図。
【図１１】前記第４実施形態に係る回路基板を示す斜視図。
【図１２】前記第４実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計の概略断面図。
【図１３】本発明の第５実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計を示す平面図。
【図１４】前記第５実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計を示す平面図。
【図１５】本発明の第６実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計を示す平面図。
【図１６】本発明の変形例に係るＧＰＳ付き腕時計を示す平面図。
【図１７】前記変形例に係るＧＰＳ付き腕時計に組み込まれるムーブメントの背面図。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
［第１実施形態］
以下、本発明に係る第１実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るアンテナ内蔵式時計であるＧＰＳ付き腕時計１Ａを示す概略図である。
ＧＰＳ付き腕時計１Ａは、図１に示すように、地球の上空を所定の軌道で周回している複数のＧＰＳ衛星Ｓ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。
ここで、ＧＰＳ衛星Ｓは、本発明における位置情報衛星の一例であり、地球の上空に複数存在している。現在は約３０個のＧＰＳ衛星Ｓが周回している。
また、ＧＰＳ付き腕時計１Ａには、外部操作用の操作ボタン８、リュウズ９が設けられている。
【００３８】
［ＧＰＳ付き腕時計の構成］
図２は、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの平面図である。図３は、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの概略断面図である。図４は、ムーブメント１０の平面図である。
ＧＰＳ付き腕時計１Ａは、ポリカーボネート等の非導電性の合成樹脂材料で形成された文字板２を備える。
また、ＧＰＳ付き腕時計１Ａは、文字板２に形成された目盛や指針等によって構成され、第１時刻表示部３、第２時刻表示部４、経度表示部５、緯度表示部６、日付表示部７を備えている。
【００３９】
第１時刻表示部３は、文字板２の６時位置に設けられた円形の目盛表示部３１と、第１指針３２とを備えている。目盛表示部３１は、外周縁に沿って６０分割された目盛を備えている。
第１指針３２は、金属製で形成され、第１時刻表示部３の中心に貫通された３重の指針軸３２０に保持され、第１秒針３２１と、第１分針３２３と、第１時針３２２とを備えている。
第１秒針３２１、第１分針３２３、第１時針３２２が取り付けられた各指針軸３２０は、後述するステッピングモーター１３１により駆動される。
【００４０】
第２時刻表示部４は、第１時刻表示部３と同様に、文字板２の３時位置に設けられた円形の目盛表示部４１と、第２指針４２とを備えている。目盛表示部４１は、外周縁に沿って６０分割された目盛を備えている。
第２指針４２は、金属製で形成され、第２時刻表示部４の中心に貫通された２重の指針軸４２０に保持され、第２分針４２１と、第２時針４２２とを備えている。
第２分針４２１、第２時針４２２が取り付けられた各指針軸４２０も、後述するステッピングモーター１３２により駆動される。
【００４１】
上述した構成では、第１時刻表示部３、第２時刻表示部４により、それぞれ異なる地域における現在時刻を表示させる、いわゆるデュアルタイム表示が可能となる。例えば、旅行などにより旅先での時刻を第１時刻表示部３によりローカルタイムとして表示させ、故郷である本国の時刻を第２時刻表示部４によりホームタイムとして表示させるなどの使用が可能となる。
【００４２】
経度表示部５は、文字板２の９時位置に設けられた円形の目盛表示部５１と、経度表示用の指針５２とを備えている。目盛表示部５１は、外周縁に沿って１８分割された目盛を備えている。
指針５２は、金属製で形成され、経度表示部５の中心に貫通された指針軸５２０に保持され、後述するステッピングモーター１３３により駆動される。
なお、この経度表示部５に測位情報を表示しない場合には、指針５２で電池残量を表示してもよい。
【００４３】
緯度表示部６は、文字板２の１２時位置に設けられた円形の目盛表示部６１と、緯度表示用の指針６２とを備えている。目盛表示部６１は、外周縁に沿って９０分割された目盛を備えている。
指針６２は、金属製で形成され、緯度表示部６の中心に貫通された指針軸６２０に保持され、後述するステッピングモーター１３４により駆動される。
なお、この緯度表示部６に測位情報を表示しない場合には、指針６２で曜日を表示してもよい。この場合、目盛表示部６１に曜日を示す目盛も表示しておけばよい。
【００４４】
日付表示部７は、文字板２の中央近傍部に矩形状に開口された日窓２Ａと、文字板２の裏面に配置された後述する日車１８とを備えている。日窓２Ａは、文字板２の中心から４〜５時方向にずれた位置に形成され、第１時刻表示部３および第２時刻表示部４に隣接している。そして、前記日車１８は、後述するステッピングモーター１３５によって駆動され、日車１８に印刷された日付（日表示）が日窓２Ａから露出し表示される。
【００４５】
［ＧＰＳ付き腕時計の内部構成］
ＧＰＳ付き腕時計１Ａは、図２、３に示すように、各指針３２，４２，５２，６２を駆動するムーブメント１０と、このムーブメント１０を収納する外装ケース１１とを備えている。
【００４６】
外装ケース１１は、円筒状の円筒ケース１１１と、この円筒ケース１１１の一方の開口（図３下側）を閉塞する裏蓋１１２とを備えている。
裏蓋１１２は、環状の金属製の第１裏蓋部１１２Ａと、第１裏蓋部１１２Ａに保持される円盤状のガラス製の第２裏蓋部１１２Ｂとを備えている。そして、第１裏蓋部１１２Ａは、円筒ケース１１１の端面にネジ構造により接続される。
ここで、円筒ケース１１１及び第１裏蓋部１１２Ａは、ＳＵＳ（ステンレス鋼）、チタン合金等の導電性の金属素材で構成されている。
【００４７】
ムーブメント１０は、回路基板１２、駆動機構１３、二次電池１４、地板１７、パッチアンテナ１９を備えている。
回路基板１２には、駆動機構１３を制御する制御部（制御モジュール）１６と、ＧＰＳ衛星Ｓから受信した信号を処理する受信部（ＧＰＳ受信モジュール）２０との各回路素子が実装されている。具体的には、受信部２０は、図３に示すように、回路基板１２の下面側（パッチアンテナ１９とは反対側の面）に実装されている。回路基板１２には、金属製の回路パターンが形成されているので、受信部２０に設けられた後述する水晶発振回路２３から（図６参照）放射されるノイズ等は、回路基板１２によって遮断できる。従って、受信部２０が回路基板１２の上面側に実装される場合と比べて、パッチアンテナ１９がノイズの影響を受けることを抑制でき、受信性能を向上させることができる。また、受信部２０は、回路基板１２の下面側のデッドスペース（二次電池１４の周囲のスペース）に配置されるので、スペースを効率的に利用できる。さらに、受信部２０は、二次電池１４と平面的に重ならない位置に配置されるので、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの厚み寸法を小さくすることができる。
【００４８】
駆動機構１３は、前述した各ステッピングモーター１３１〜１３５と、各ステッピングモーター１３１〜１３５の駆動力を、前記各指針軸３２０，４２０，５２０，６２０や日車１８に伝達する輪列１３６，１３７と、前記制御部１６からの制御信号に応じて各ステッピングモーター１３１〜１３５を駆動する駆動回路１３０（図６参照）とを備える。従って、本発明のモーター駆動制御手段は、前記駆動回路１３０によって構成されている。
また、駆動機構１３によって、前記各指針３２，４２，５２，６２や日車１８が駆動され、時刻や、経度、緯度等の各種情報の表示が行われる。
【００４９】
二次電池１４は、リチウムイオン電池などの充電可能な電池であり、前記駆動機構１３、制御部１６、受信部２０等に電力を供給する。
【００５０】
地板１７は、非導電性のプラスチック材料で構成され、文字板２の裏面に配置されている。地板１７の中央部分には、図４に示すように、開口部１７１が形成されている。
【００５１】
地板１７上には、日車１８が配置されている。日車１８は、非導電性材料のプラスチック材料で構成され、円環状に形成されている。この日車１８には、日表示としての１〜３１の数字が印字される。このように日車１８は、３１日分の印刷が必要なため、あまり径が小さいと１文字が小さくなって見にくくなる。
このため、図４に示すように、日車１８の直径は、文字板２や地板１７の直径の半分よりも大きくされている。そして、日車１８は、前記文字板２の日窓２Ａの位置に合わせて、一部が前記開口部１７１上に位置するように配置され、日車１８に印刷された数字が文字板２の日窓２Ａから露出されて外部から日付を視認できるようにされている。
【００５２】
パッチアンテナ１９は、本実施形態では、位置情報衛星からの送信される円偏波の電波を受信するものである。ここで、パッチアンテナの動作原理は、パッチ（アンテナ電極）の縁に沿った強い電界が、パッチの縁から空間へ向かって放射される（送信アンテナに使った場合）ので、アンテナ上面はもとよりアンテナ側面も数mm程度は金属から離す必要がある。本発明のパッチアンテナとは、グランドプレーンとアンテナ電極が概平行に配置された平面アンテナを指し、１辺が1/２波長で共振するものであるが、アンテナ電極の片辺をグランドプレーンと短絡して１/４波長で共振するようにした逆Ｆアンテナも含まれる。逆Ｆアンテナは、１/２波長のパッチアンテナの放射電極を半分にしてアンテナを小型化したものであるが、アンテナ側面からの電波の放射に関する動作原理は１/２波長のパッチアンテナと同じである。また逆Ｆアンテナをセラミック誘電体上に構成したいわゆるチップアンテナも本発明のパッチアンテナに含まれる。要は本発明のパッチアンテナとは、アンテナの動作原理としての区分である。
本実施形態のパッチアンテナ１９は、具体的には、図５（Ａ）に示すように、グランドプレーンとなるアンテナ基板１９１にセラミックの誘電体１９３を積層し、さらに誘電体１９３に導電性のアンテナ電極１９４を銀（Ag）の印刷などで一体に形成したパッチアンテナである。なお、図５（Ａ）において、点線１９５は、パッチアンテナ１９で受信する電波を示し、矢印１９６は電気力線を示す。
ここで、パッチアンテナ１９の周波数調整を行いやすいように、アンテナ基板１９１はＧＰＳ受信モジュールである受信部２０が実装された回路基板１２とは別基板で構成されている。このパッチアンテナ１９のアンテナ基板１９１の信号線は、周波数調整後に回路基板１２に半田付けされる。
【００５３】
図５（Ｂ）は、パッチアンテナ１９の放射パターンを示す特性図である。ここで、図３に示すように、パッチアンテナ１９の平面方向をＸ軸とし、天頂方向をＺ軸とする。
パッチアンテナ１９は、図５（Ｂ）に示すように、天頂方向であるＺ軸方向に最も指向性を有するため、文字板２に対して垂直方向に入射する無線電波を最も受信しやすい。また、パッチアンテナ１９の側面方向であるＸ軸方向の指向性は、Ｚ軸方向に比べれば小さいがある程度の強さを有するため、パッチアンテナ１９の側面に金属製のケース１１が近接配置されると受信性能に影響が出てしまう。
一方、パッチアンテナ１９の下面方向である−Ｚ軸方向の指向性は弱いため、周囲に一様な指向性を有する無指向性のアンテナと比べて、金属製の電池１４が下面側に配置されていても受信性能には影響しにくい。
【００５４】
パッチアンテナ１９は平面視矩形状に形成され、地板１７の矩形状の開口部１７１に挿通されている。このため、パッチアンテナ１９の上面（文字板２）側には、前記日車１８の一部が配置されることになる。
そして、パッチアンテナ１９は、円筒ケース１１１の内周面から所定寸法以上、離間した位置に配置される。具体的には、図４に示すように、パッチアンテナ１９の外周面と円筒ケース１１１の内周面との間で最小の間隔Ｌが所定寸法以上に設定されている。本実施形態では、パッチアンテナ１９は、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの平面中心位置に配置されているため、平面中心位置からずれた位置に配置した場合に比べて、間隔Ｌが最も大きくなるように設定されている。
【００５５】
ここで、前記「所定寸法」の具体的な大きさは、パッチアンテナ１９を金属素材の円筒ケース１１１に近づけることで生じる受信特性の劣化や、円筒ケース１１１に遮断されずにパッチアンテナ１９で受信できる無線電波の入射角度範囲などを考慮し、ＧＰＳ付き腕時計１Ａに求められる受信性能を確保できるように設定すればよい。
なお、本実施形態では、文字板２は、円筒ケース１１１の上面と略同じ高さ位置に配置されており、パッチアンテナ１９は文字板２の裏面に日車１８を挟んで配置されている。このため、パッチアンテナ１９の上面は、円筒ケース１１１の上面と略同一面上に位置している。
【００５６】
前記パッチアンテナ１９と円筒ケース１１１内周面との間には、前記駆動機構１３のステッピングモーター１３１〜１３５や輪列１３６，１３７が配置されている。そのため、前記「所定寸法」は、これらのステッピングモーター１３１〜１３５が配置可能な寸法となっている。また、図２，３に示すように、駆動機構１３で駆動される前記指針軸３２０，４２０，５２０，６２０も、パッチアンテナ１９と円筒ケース１１１の内周面との間に配置されている。
従って、本実施形態のムーブメント１０では、パッチアンテナ１９の周囲に、ステッピングモーター１３１〜１３５や、輪列１３６，１３７や、各指針軸３２０，４２０，５２０，６２０が配置されている。換言すれば、パッチアンテナ１９は、指針軸３２０、６２０の間、および、指針軸４２０、５２０の間に配置されている。
なお、指針軸３２０，４２０，５２０，６２０は、通常、金属製であるが、細いパイプ状の部材などで構成されているので、外装ケース１１に比べてパッチアンテナ１９に近接配置されていても、受信性能への影響は殆ど無い。なお、指針軸３２０，４２０，５２０，６２０を、プラスチックなどの非導電性部材で構成すれば、受信性能への影響をより軽減できる。
【００５７】
そして、本実施形態のムーブメント１０においては、文字板２側から裏蓋１１２側に向けて、駆動機構１３およびパッチアンテナ１９、回路基板１２、二次電池１４の順で層状に配置される。回路基板１２に実装された受信部２０および制御部１６は、回路基板１２の裏面側（裏蓋１１２側）に配置されている。
【００５８】
二次電池１４の下側（裏蓋１１２側）には、磁性シート８１が配置されており、その磁性シート８１を介して充電用コイル８２が配置されている。従って、二次電池１４は、この充電用コイル８２により、図示しない外部充電器から非接触の電磁誘導で電力を充電できるようになっている。このため、裏蓋１１２において、充電用コイル８２と平面的に重なる部分は、電力転送のために、上述したガラス製の第２裏蓋部１１２Ｂが配設されている。
また、充電用コイル８２の上側（二次電池１４側）に配置された磁性シート８１は、充電用コイル８２に誘起した磁界による二次電池１４の金属缶の渦電流損を減少させるために設けられている。
【００５９】
ＧＰＳ付き腕時計１Ａは、円筒ケース１１１の上面側に取り付けられたベゼル１２１を備えている。
ベゼル１２１は、リング状に形成され、嵌合構造により、円筒ケース１１１と接続されている。ベゼル１２１の内周面にはカバーガラス１２２が取り付けられている。
【００６０】
また、ベゼル１２１の内周側には、ダイヤルリング１２３が設けられている。
ダイヤルリング１２３は、外周径が文字板２に一致したリング状に形成され、内周部分が文字板２に向かう傾斜面となっている。
ここで、パッチアンテナ１９で受信する電波の多くは、カバーガラス１２２を通過してパッチアンテナ１９に入射する。このため、ベゼル１２１およびダイヤルリング１２３を金属製にしても、パッチアンテナ１９で受信ができなくなることはない。しかし、ベゼル１２１、ダイヤルリング１２３は、パッチアンテナ１９の上面側に配置され、パッチアンテナ１９での受信に影響するため、本実施形態では非導電性材料で形成されている。この際、ベゼル１２１は、プラスチック製とすることもできるが、外部に露出して傷が付きやすいため、硬度が高くて傷が付きにくいセラミックで構成されている。
【００６１】
［ＧＰＳ付き腕時計の回路構成］
図６は、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの回路構成を示す概略図である。
ＧＰＳ付き腕時計１Ａは、図６に示すように、パッチアンテナ１９と、フィルター（ＳＡＷ）１９２と、受信部２０と、制御表示部７０と、電源供給部８０を含んで構成されている。
フィルター（ＳＡＷ）１９２は、バンドパスフィルターであり、１．５ＧＨｚの衛星信号を抜き出すものとなっている。また、パッチアンテナ１９とフィルター１９２との間に、受信感度を良好にするＬＮＡ（ローノイズアンプ）を別途組み込む構成としてもよい。
なお、フィルター（ＳＡＷ）１９２が受信部２０内に組み込まれる構成としてもよい。
【００６２】
受信部２０は、フィルター１９２で抜き出された衛星信号を処理するものであり、ＲＦ部（Radio Frequency：無線周波数）２１とベースバンド部２２を備える。
ＲＦ部２１は、ＰＬＬ回路２１１、ＩＦフィルター２１２、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）２１３、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）２１４、ミキサー２１５、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）２１６、ＩＦアンプ２１７等を備えている。
【００６３】
そして、フィルター１９２で抜き出された衛星信号は、ＬＮＡ２１６で増幅された後、ミキサー２１５でＶＣＯ２１３の信号とミキシングされ、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）にダウンコンバートされる。
ミキサー２１５でミキシングされたＩＦは、ＩＦアンプ２１７、ＩＦフィルター２１２を通り、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）２１４でデジタル信号に変換される。
【００６４】
ベースバンド部２２は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２２１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２２２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２２３を備えている。また、ベースバンド部２２には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）２３やフラッシュメモリー２４等も接続されている。
そして、ベースバンド部２２は、ＲＦ部２１のＡＤＣ２１４からデジタル信号が入力され、制御信号に基づき、衛星信号の演算を行い、衛星時刻情報や測位情報を取得できるようになっている。
なお、ＰＬＬ回路２１１用のクロック信号は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）２３から生成されるようになっている。
【００６５】
制御表示部７０は、制御部（ＣＰＵ）１６と、指針３２等の駆動等を実施する駆動回路１３０および第１時刻表示部３、第２時刻表示部４、経度表示部５、緯度表示部６等からなる表示部とを備えている。
制御部１６は、ハードウエアとしては、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）１６Ａ、記憶部１６Ｂを含んで構成されている。
ＲＴＣ１６Ａは、水晶振動子１６１から出力される基準信号を用いて、内部時刻情報を計時している。従って、本発明の計時手段は、ＲＴＣ１６Ａにより構成されている。
記憶部１６Ｂは、受信部２０から出力される時刻データや測位データを記憶する。また、記憶部１６Ｂには、測位情報に対応する時差データも記憶され、ＲＴＣ１６Ａで計時されている内部時刻情報および時差データにより、現在地のローカルタイムを算出できるようにされている。
【００６６】
本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ａは、上述のような受信部２０および制御表示部７０を備えていることで、ＧＰＳ衛星からの受信信号に基づいて時刻表示を自動的に修正することができる。
なお、制御部１６は、ＲＴＣ１６Ａで計時する内部時刻が予め設定された定時受信時刻（例えば午前３時）になった際に、受信部２０を作動して受信処理を行う自動受信処理と、操作ボタン８等の手動操作によって受信処理を行う手動受信処理とを実行するように設定されている。従って、本発明の定時受信手段は、制御部１６によって構成されている。
【００６７】
電源供給部８０は、充電用コイル８２、充電制御回路８３、二次電池１４、第１レギュレーター８４、第２レギュレーター８５、電圧検出回路８６を含んで構成されている。
【００６８】
充電用コイル８２は、充電制御回路８３を通じて二次電池１４に電力を供給して二次電池１４を充電する。
二次電池１４は、第１レギュレーター８４を介して制御表示部７０に駆動電力を供給し、第２レギュレーター８５を介して受信部２０に駆動電力を供給する。
電圧検出回路８６は、二次電池１４の電圧をモニターし、制御部１６に出力する。従って、制御部１６は、二次電池１４の電圧を把握して受信処理を制御できる。
【００６９】
上述した本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ａによれば、以下の効果がある。
本実施形態では、パッチアンテナ１９は、円筒ケース１１１の内周面から所定寸法以上離間しているので、円筒ケース１１１に導電性部材（例えば、金属素材）を採用した場合でも、導電性の円筒ケース１１１の影響を低減でき、受信性能の低下を防止できる。特に、本実施形態では、パッチアンテナ１９は、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの平面中心位置に配置されているので、他の位置に配置する場合に比べて、前記間隔Ｌを最大にできて受信性能も最も高くできる。
また、パッチアンテナ１９を外装ケース１１の内周面から所定寸法以上離間して配置した際に、そのパッチアンテナ１９およびケース１１間のスペースに指針軸３２０，４２０，５２０，６２０や輪列１３６，１３７を配置しているので、スペースを有効利用でき、時計の小型化を図ることができる。
【００７０】
また、円筒ケース１１１の上端位置を、パッチアンテナ１９の上面とほぼ同じ高さに設定した場合でも、パッチアンテナ１９をＧＰＳ付き腕時計１Ａの平面中心位置に配置しているので、パッチアンテナ１９は、上方向から入射する無線電波のみならず、左右斜め方向から入射する無線電波を円筒ケース１１１で妨げられることなく受信できる。従って、時計１Ａの外観において、金属製の円筒ケース１１１の占める割合を多くすることができ、パッチアンテナ１９の良好な受信性能を確保しつつ、時計１Ａの質感を向上できる。
【００７１】
また、前記間隔Ｌが、ステッピングモーター１３１〜１３５を配置可能な寸法となっているので、パッチアンテナ１９の周囲のどの位置にもステッピングモーター１３１〜１３５を配置することができ、ステッピングモーター１３１〜１３５やステッピングモーター１３１〜１３５で駆動される指針３２，４２，５２，６２のレイアウトの自由度を向上できるとともに、パッチアンテナ１９周囲のスペースを有効に利用できる。
従って、文字板２の平面中心に指針軸が設けられる一般的なアナログ時計とは、指針３２，４２，５２，６２のレイアウトが異なる時計を構成でき、本実施形態のように、パッチアンテナ１９の周囲に、指針軸３２０，４２０，５２０，６２０を複数配置することも可能となり、時刻情報に加えて他の経度、緯度情報等を表示可能な多針時計を容易に構成できる。
【００７２】
さらに、指針３２，４２，５２，６２を駆動する駆動源となるステッピングモーター１３１〜１３５を、円筒ケース１１１の内周面とパッチアンテナ１９の外周面との間に配置しているので、パッチアンテナ１９とステッピングモーター１３１〜１３５とがＧＰＳ付き腕時計１Ａの厚み方向に重なることがない。このため、パッチアンテナ１９とステッピングモーター１３１〜１３５とが厚み方向に重なる構成の時計に比べて、本実施形態では、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの厚さ寸法を小さくすることができる。特に、パッチアンテナ１９およびステッピングモーター１３１〜１３５は、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの部品の中でも比較的厚み寸法が大きい部品であるため、これらの部品を平面的に重ねないで配置すれば、ＧＰＳ付き腕時計１Ａの厚み寸法を大幅に小さくすることができる
【００７３】
また、パッチアンテナ１９は、平板型のアンテナであり、単一の指向性を持ち、指向性が狭いことで知られているが、パッチアンテナ１９が配置される回路基板１２は、グランド板の機能を有するので、外部から入射する無線電波を回路基板１２上で反射させてパッチアンテナ１９に導くことができる。そのため、パッチアンテナ１９に直接的に入射する無線電波のみならず、パッチアンテナ１９は、回路基板１２で反射されて間接的に入射する無線電波も受信できる。従って、パッチアンテナ１９のより良好な受信性能を確保できる。
【００７４】
さらに、パッチアンテナ１９は円偏波の電波を受信するので、例えば、衛星信号に含まれる時刻情報を利用して時刻修正を行う機能を備える時計であれば、地球上のどこであっても位置情報衛星からの電波を確実に受信でき、正確な時刻を常に維持できる。
【００７５】
［第２実施形態］
図７は、本発明の第２実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計１Ｂを示す概略断面図である。図８は、本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ｂの要部を模式的に示す分解斜視図である。図の説明にあたって、前記実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
前記実施形態では、充電用コイル８２によって二次電池１４に電力を供給していたが、本実施形態では、ソーラーパネル８７を採用して二次電池１４に電力を供給している点で相違する。
また、本実施形態では、充電用コイル８２を用いていないため、電力転送のためのガラス製の第２裏蓋部１１２Ｂを採用する必要がなく、裏蓋１１２全体が金属材料で形成されている。
【００７６】
ソーラーパネル８７は、図７、８に示すように、文字板２と日車１８との間に配置されている。このソーラーパネル８７は、中央部分にパッチアンテナ１９を露出させる矩形状の開口部８７Ａを有し、環状に形成されている。開口部８７Ａは、地板１７の開口部１７１と同じ平面位置で、形状、大きさも同じとなるように形成されている。このため、文字板２の日窓２Ａは、開口部１７１だけでなく、開口部８７Ａにも平面的に重なる位置に形成されている。
このソーラーパネル８７は、一般的なソーラーパネルであり、４個のソーラーセルからなり、金属製の基板を備えている。各ソーラーセルは、直列に接続されて、各ソーラーセルの分割線上に各指針軸３２０，４２０，５２０，６２０が挿通される４つの貫通孔８７Ｂが形成されているので、ソーラーセルの面積は最大限確保されている。このソーラーパネル８７は、カバーガラス１２２側から入射する光により発電する。ソーラーパネル８７で発電された電力は、第１実施形態と同様に、充電制御回路８３を介して、二次電池１４に蓄電される。ここで、文字板２は、ポリカーボネート等の透光性を有する樹脂材で構成され、ソーラーパネル８７への光の入射を妨げることがない。
【００７７】
なお、ソーラーパネル８７に開口部８７Ａを形成すると、その分、受光面積が減少して発電量が低下する。従って、発電性能の点では、開口部８７Ａの面積はできるだけ小さいほうが好ましい。
一方、ソーラーパネル８７は、金属製の基板を備えるため、開口部８７Ａ以外を通過する電波は大きく減衰する。従って、パッチアンテナ１９における受信性能を向上するためには、開口部８７Ａの面積はできるだけ大きいほうが好ましい。
従って、開口部８７Ａの面積は、上記２つの条件を考慮して設定すればよい。本実施形態では、パッチアンテナ１９の平面面積と同じ大きさに設定している。
【００７８】
上述した本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ｂによれば、前記第１実施形態が奏する効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、透光性を有する文字板２を用い、その裏面側にソーラーパネル８７を配置したので、ソーラーパネル８７で発電した電力を二次電池１４に充電し、この電力でＧＰＳ付き腕時計１Ｂを駆動することができる。このため、前記第１実施形態と同様に、一次電池を用いた場合のように電池を交換する必要が無く、利用者の利便性を向上できる。
その上、第１実施形態では、電磁誘導で充電するために、裏蓋１１２に非金属製の第２裏蓋部１１２Ｂを配置する必要があるが、第２実施形態ではソーラーパネル８７を用いて充電するため、裏蓋１１２を金属製にでき、ＧＰＳ付き腕時計１Ｂの質感をより一層向上することができる。
【００７９】
また、ソーラーパネル８７は、金属製の基板を有するため、ＧＰＳの衛星信号のような高周波の電波を減衰させてしまうが、本実施形態では、ソーラーパネル８７に開口部８７Ａを形成しているので、この開口部８７Ａを通してパッチアンテナ１９に電波を入射することができる。従って、パッチアンテナ１９は、ソーラーパネル８７を通過しない無線電波を受信でき、その分、ソーラーパネル８７による電波の減衰を防止できて受信性能を向上できる。
【００８０】
さらに、文字板２の日窓２Ａは、ソーラーパネル８７の開口部８７Ａに平面的に重なる位置に配置されるので、ソーラーパネル８７に日車１８を露出させるための開口を別途形成する必要が無く、前記開口を別途設けた場合に比べて受光面積を大きくでき、発電性能を向上できる。
【００８１】
［第３実施形態］
図９は、本発明の第３実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計１Ｃの要部を示す分解斜視図である。図の説明にあたって、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態では、パッチアンテナ１９Ａは、平面視円形状に形成され、前記第１実施形態の平面視矩形状のパッチアンテナ１９とは形状が異なる点で相違する。
なお、本実施形態では、ソーラーパネル８７を有する構成としたが、ソーラーパネル８７を設けない構成であってもよい。
【００８２】
パッチアンテナ１９Ａが平面視円形状に形成されるので、ソーラーパネル８７の開口部８７Ａおよび地板１７の開口部１７１は、それぞれパッチアンテナ１９Ａの形状に応じた円形状に形成される。また、アンテナ基板１９１Ａも同様に平面視円形状に形成される。
【００８３】
上述した本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ｃによれば、前記第１、２実施形態が奏する効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、パッチアンテナ１９Ａは、平面円形状に形成されたものであるため、平面形状が円形のケース１１に収納する場合には、前記各実施形態の平面矩形状のパッチアンテナ１９を収納する場合に比べて、ケース１１内のスペースを有効に活用できる。
なお、平面視円形状のパッチアンテナ１９Ａの共振周波数は、以下の式（１）で求められる。一方、平面矩形状に形成された前記第１、２実施形態のパッチアンテナ１９は、その一辺の長さが受信する電波の半波長となる。従って、同じ誘電体で各パッチアンテナ１９，１９Ａを構成した場合、平面円形状のパッチアンテナ１９Ａと、平面矩形状のパッチアンテナ１９とは、略同じ面積となる。
【００８４】
【数１】
0005609310.tif 000002
・・・式（１）
ｆ：共振周波数、Ｃ:光速、ａ：パッチアンテナの半径、εr：誘電体の比誘電率
【００８５】
本実施形態は、パッチアンテナ１９Ａを平面視円形状にしたので、パッチアンテナ１９Ａおよび円筒ケース１１１内周面間の間隔Ｌを第１，２実施形態に比べて大きくできる。このため、ステッピングモーター１３１〜１３５等の配置自由度をより高めることができる。また、前記間隔Ｌを第１実施形態と同じ寸法にした場合、円筒ケース１１１の平面寸法を小さくでき、ＧＰＳ付き腕時計１Ｃを小型化できる。
また、ソーラーパネル８７の大きさが前記第１実施形態と同じであれば、開口部８７Ａの面積を第１実施形態よりも小さくできるため、その分、受光面積が大きくなり、発電量を高めることができる。
【００８６】
［第４実施形態］
図１０は、本発明の第４実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計１Ｄの平面図である。図１１は、回路基板１２を示す斜視図である。図１２は、ＧＰＳ付き腕時計１Ｄの概略断面図である。図の説明にあたって、前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
前記各実施形態の文字板２は、平面視円形状に形成されていたが、本実施形態では、平面視楕円形状に形成されている。また、前記実施形態では、二次電池１４が１つ用いられていたが、本実施形態では、二次電池１４の径寸法よりも小さい径寸法を有する電池１４Ａが２つ用いられている点で相違する。
【００８７】
文字板２は、図１０において左右方向の径が上下方向の径より長くなる平面視楕円形状に形成されている。そのため、文字板２の一般的な時計における３時位置及び９時位置のスペースが１２時位置及び６時位置のスペースより広く形成されている。本実施形態では、第１時刻表示部３が３時位置に、第２時刻表示部４が６時位置に配置されることで、第１時刻表示部３は、パッチアンテナ１９と平面的に完全に重ならない位置に配置されている。
【００８８】
文字板２の形状が平面視楕円形状となっており、これに伴って、回路基板１２や地板１７も平面視楕円形状となっている。
本実施形態のムーブメント１０の上下方向の径は、前記各実施形態のムーブメント１０の上下方向の径と同一でかつ、本実施形態のムーブメント１０の左右方向の径は、前記各実施形態のムーブメント１０の左右方向の径よりも大きくなっているので、本実施形態のムーブメント１０の平面視における面積は、前記各実施形態のムーブメント１０の平面視における面積よりも大きくなっている。
【００８９】
回路基板１２は、図１１に示すように、パッチアンテナ１９の左右側に電池１４Ａが挿通可能な大きさを有する２つの切欠部１２Ａを有している。
切欠部１２Ａは、電池１４Ａの形状、大きさに応じて、文字板２の３時位置及び９時位置に相当する位置に形成され、パッチアンテナ１９と平面的に重ならない位置に形成されている。
【００９０】
電池１４Ａは、本実施形態では、一次電池が採用されている。この電池１４Ａは、前記各実施形態で使用される二次電池１４と同じ電池容量を確保するために、並列接続されており、前記二次電池１４と比べて、電池１４Ａのサイズ、例えば径寸法に小さいものが用いられている。そして、電池１４Ａは、図１１、１２に示すように、文字板２の３時位置及び９時位置に配置されて、高さ方向の一部が回路基板１２の切欠部１２Ａに挿通される。
なお、本実施形態での電池１４Ａは、一次電池であったが、前記第１〜第３実施形態のように、充電用コイル８２やソーラーパネル８７により充電されて発電する二次電池１４を採用してもよい。
【００９１】
上述した本実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ｄによれば、前記第１実施形態の奏する効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、前記各実施形態の二次電池１４と比べて、各電池１４Ａの径寸法の小さいものが採用されている。そのため、本実施形態のように、パッチアンテナ１９と各電池１４Ａとを平面的に重ならないようにレイアウトしても、ＧＰＳ付き腕時計１Ｄの平面サイズの大幅な増加を防止できる。
また、パッチアンテナ１９と各電池１４Ａとは平面的に重ならないように配置されるので、パッチアンテナ１９と電池１４Ａとを厚み方向に重ねて配置する場合と比べて、ＧＰＳ付き腕時計１Ｄの厚み寸法を小さくできる。
【００９２】
さらに、第１時刻表示部３の第１指針３２は、金属製で構成される第１秒針３２１、第１分針３２３、第１時針３２２の３つの針を有し、他の表示部４〜６に比べて指針の数が多い。そのため、第１時刻表示部３がパッチアンテナ１９と平面的に重なる位置に配置されると、他の表示部４〜６に比べて、指針３２がパッチアンテナ１９と重なる可能性が高くなり、少なからずパッチアンテナ１９の受信性能に影響を及ぼすおそれがある。
そこで、本実施形態では、文字板２を平面視楕円形状に形成し、３時位置及び９時位置のスペースを１２時位置及び６時位置のスペースより広く形成し、この広いスペースの３時位置に第１時刻表示部３を配置している。これにより、第１時刻表示部３をパッチアンテナ１９と平面的に重ならない位置に配置でき、第１指針３２がパッチアンテナ１９の受信性能に与える影響を防止できる。
【００９３】
［第５実施形態］
図１３は、本発明の第５実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計１Ｅの平面図である。図１４は、受信処理時の針位置状態を示す平面図である。図の説明にあたって、前記各実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００９４】
本実施形態の文字板２は、第４実施形態と同様に、左右方向の径が上下方向の径より長くなる平面視楕円形状に形成されている。
また、文字板２の３時位置（リュウズ９側）には、第１表示部として、平面円形の第１時刻表示部３が配置されている。また、文字板２の１０時位置には、第２表示部として、平面円形の第２時刻表示部４Ａが配置されている。本実施形態の第２時刻表示部４Ａは、第２時針４２２が２４時間で一回転する２４時針とされ、目盛表示部４１Ａも２４時間の目盛表示とされている。
【００９５】
さらに、文字板２の７〜８時位置には、電池残容量や、受信信号レベルを表示する第３表示部として、平面円形のモード状態表示部９０が配置されている。
このモード状態表示部９０は受信信号レベルを示す目盛表示部９１が設けられている。この目盛表示部９１には、円弧状でかつ円弧方向に進むに従って徐々に幅寸法が大きくなる帯状の目盛９１１が表示され、その幅広の端部には電池残容量や信号レベルがハイレベルであることを示す「Ｈ」の文字が表示されている。
このモード状態表示部９０の指針９２は、他の指針３２，４２と同様に金属製とされ、受信動作中以外は電池残容量を表示し、受信動作中は受信レベルを表示する。
【００９６】
ここで、前記各実施形態では、各表示部３〜６はほぼ同じ大きさであったが、本実施形態では、第１時刻表示部３が他の表示部よりも大きく設定されている。第１時刻表示部３は、文字板２のほぼ半分の面積を占める大きさとされ、第１時刻表示部３で表示される現在時刻が視認しやすくされている。
他の表示部４Ａ，９０は、その直径が第１時刻表示部３の約半分のサイズに設定されている。
そして、第１時刻表示部３の平面中心位置（指針軸３２０の位置）と、第２時刻表示部４Ａおよびモード状態表示部９０の平面中心位置（指針軸４２０，９５の位置）は、前記文字板２の長軸方向（左右方向）にずれて配置されている。
また、第２時刻表示部４Ａおよびモード状態表示部９０の平面中心位置（指針軸４２０，９５の位置）は、文字板２の短軸方向（上下方向）にずれて配置されている。
【００９７】
これらの３つの表示部３，４Ａ，９０で囲まれる位置には、日付表示部７が設けられている。日付表示部７は、文字板２に形成された円形の孔と、文字板２の下に配置されて前記孔から露出するプラスチック製の日車１８とを備えて構成されている。さらに、日付表示部７の円形の孔の下側には、パッチアンテナ１９が配置されている。
【００９８】
パッチアンテナ１９は、その一部が表示部３，４Ａ，９０に平面的に重なる位置に配置されている。また、パッチアンテナ１９は、第１指針３２の指針軸３２０、第２指針４２の指針軸４２０、指針９２の指針軸９５と平面的に重ならない位置に配置されている。
【００９９】
具体的には、パッチアンテナ１９は、指針軸４２０および指針軸９５を結ぶ方向（文字板２の短軸方向）に関しては、各指針軸４２０および指針軸９５間に配置されている。
同様に、パッチアンテナ１９は、指針軸４２０および指針軸３２０を結ぶ方向に関しても、各指針軸４２０および指針軸３２０間に配置されている。
さらに、パッチアンテナ１９は、指針軸３２０および指針軸９５を結ぶ方向に関しても、各指針軸３２０および指針軸９５間に配置されている。
従って、パッチアンテナ１９は、文字板２の長軸方向においては、指針軸３２０よりも指針軸９５，４２０側に配置されている。
なお、以上において、各指針軸間にパッチアンテナ１９が配置されているとは、２つの指針軸を結ぶ軸線上にパッチアンテナ１９の一部が配置されていることを意味する。この際、２つの指針軸を結ぶ軸線に対して直交しかつ２つの指針軸をそれぞれ通る２つの線を想定した場合、これらの線の間に前記パッチアンテナ１９が配置されていることが好ましい。例えば、指針軸４２０および指針軸９５間にパッチアンテナ１９が配置されているとは、指針軸４２０および指針軸９５を結ぶ軸線に、パッチアンテナ１９の一部が重なって配置されていることを意味する。そして、前記軸線に対して直交しかつ指針軸４２０，９５をそれぞれ通る２つの線を想定した場合、これらの線の間に前記パッチアンテナ１９が配置されていることが好ましい。
【０１００】
また、文字板２の下側には、第１時刻表示部３の第１時針３２２、第１分針３２３を駆動するステッピングモーター１４１と、第１秒針３２１を駆動するステッピングモーター１４２と、日車１８を駆動するステッピングモーター１４３と、第２時刻表示部４Ａの第２時針４２２および第２分針４２１を駆動するステッピングモーター１４４と、モード状態表示部９０の指針９２を駆動するステッピングモーター１４５とが配置されている。
これらのステッピングモーター１４１〜１４５は、前記実施形態のステッピングモーター１３１〜１３５と同様の構成であるため、説明を省略する。
【０１０１】
これらのステッピングモーター１４１〜１４５は、図１３に示すように、パッチアンテナ１９の中心を通る区分線Ｄを想定し、この区分線Ｄで文字板２を平面的に２つの領域に区分した場合に、一方の領域内に配置されている。
ステッピングモーター１４４の駆動力は、輪列１４６を介して指針軸４２０に伝えられ、第２分針４２１および第２時針４２２を駆動する。同様に、ステッピングモーター１４５の駆動力は、輪列１４７を介して指針軸９５に伝えられ、指針９２を駆動する。これらの各輪列１４６，１４７は、指針軸４２０，９５と同様に、パッチアンテナ１９と外装ケース１１の内周面との間に配置されている。
また、他のステッピングモーター１４１〜１４３も図示略の輪列を介して第１時針３２２、第１分針３２３、第１秒針３２１、日車１８を駆動しているが、これらの輪列も、パッチアンテナ１９と外装ケース１１の内周面との間に配置されている。
【０１０２】
本実施形態では、前記区分線Ｄは、文字板２の１２−６時方向（バンドの延長方向）に沿って設定されている。また、前記パッチアンテナ１９は、その中心位置が文字板２の平面中心位置に対して９時方向（リュウズ９が設けられた側とは反対側）にずれた位置に配置されている。
このため、前記区分線Ｄで文字板２を平面的に２つの領域に区分した場合、区分線Ｄよりも３時側の領域は、９時側の領域よりも面積が広くなる。そして、この広い面積の領域に前記ステッピングモーター１４１〜１４５が配置されている。
【０１０３】
一方、区分線Ｄの９時側の領域には、ステッピングモーター１４１〜１４５は設けられていない。第１実施形態では、図４に示すように、パッチアンテナ１９の周囲にステッピングモーター１３１〜１３５が配置され、ステッピングモーター１３１〜１３５によって、パッチアンテナ１９がほぼ取り囲まれていた。これに対し、本実施形態では、図１３に示すように、パッチアンテナ１９の周囲の領域のうち、ほぼ半分の領域にはステッピングモーター１４１〜１４５が配置されておらず、ステッピングモーター１４１〜１４５はパッチアンテナ１９を完全に取り囲んではいない。
このため、ＧＰＳ付き腕時計１Ｅにおいて、文字板２の９時方向からの電波は、ステッピングモーター１４１〜１４５に影響されることなくパッチアンテナ１９で受信することができる。
【０１０４】
本実施形態のムーブメントや電池等は前記実施形態と同様のものが利用できる。電池は一次電池でもよいし、前記第１〜第３実施形態のように、充電用コイルやソーラーパネルで充電される二次電池１４を採用してもよい。
【０１０５】
第５実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ｅでは、第１時刻表示部３および第２時刻表示部４Ａにより、時差がある異なる２つの地域の時刻を表示するデュアルタイム表示機構が構成されている。
例えば、第１時刻表示部３を現在の時刻を指示する基本時計として用い、第２時刻表示部４Ａを予め設定した他の地域の時刻を指示するサブの時計として用いることができる。図１３，１４では、第１時刻表示部３において、協定世界時（ＵＴＣ）に対して＋９時間の時差地域である日本標準時（ＪＳＴ）を示し、第２時刻表示部４Ａでは、協定世界時（ＵＴＣ）に対して＋７時間の時差地域（例えばタイ）の時刻を示している。図１３の例で説明すれば、１２時間表示の第１時刻表示部３では、午後１０時８分３６〜３７秒を指示し、２４時間表示の第２時刻表示部４Ａでは２０時８分（午後８時８分）を指示している。
【０１０６】
次に本実施形態における受信動作について説明する。
ＧＰＳ付き腕時計１Ｅは、前記各実施形態と同様に、予め決められた時間に受信処理を行う定時受信機構（自動受信機構）と、利用者のボタン操作によって受信処理を行う手動受信機構とを備えている。
【０１０７】
すなわち、ＧＰＳ付き腕時計１Ｅの制御部１６は、内部時刻が所定の時刻になったら受信を開始する定時受信機構を備えている。ここで、内部時刻は、図６に示すＲＴＣ１６Ａで計時している。
定時受信機構は、時刻表示する指針３２，４２がパッチアンテナ１９と平面的に重ならない時刻に定時受信を開始するように制御する。
すなわち、制御部１６は、第１時刻表示部３の指針３２と、第２時刻表示部４Ａの指針４２との時差情報を確認し、時差情報に応じて予め設定されている時刻に定時受信を開始する。
例えば、第１時刻表示部３の第１時針３２２が８〜１０時の範囲を指示する場合と、第１分針３２３が４０〜５０分の範囲を指示する場合には、いずれかの針３２２，３２３がパッチアンテナ１９と平面的に重なる可能性がある。従って、定時受信時刻は、第１時針３２２が８時から１０時の範囲外を指示する時刻であり、かつ、第１分針３２３が４０分から５０分の範囲外を指示する時刻に設定される。具体的には、第１時針３２２が０時（１２時）から８時（２０時）の範囲、または、１０時（２２時）から１２時（２４時）の範囲を指示する時刻であり、かつ、第１分針３２３が０分から４０分の範囲または５０分から６０分の範囲を指示する時刻に設定される。
【０１０８】
同様に、第２時刻表示部４Ａの第２時針４２２が６時〜１２時の範囲を指示する場合と、第２分針４２１が１５〜３０分の範囲を指示する場合には、いずれかの針４２１，４２２がパッチアンテナ１９と平面的に重なる可能性がある。従って、定時受信時刻は、第２時針４２２が６時から１２時の範囲外を指示する時刻であり、かつ、第２分針４２１が１５分から３０分の範囲外を指示する時刻に設定される。具体的には、第２時針４２２が０時から６時の範囲、または、１２時から２４時の範囲を指示する時刻であり、かつ、第２分針４２１が０分から１５分の範囲または３０分から６０分の範囲を指示する時刻に設定される。
【０１０９】
そこで、制御部１６は、指針３２および指針４２が前記各条件を満たす範囲で定時受信時刻を設定する。この条件を満たす時刻は、第１時刻表示部３および第２時刻表示部４Ａで表示する各時刻の時差によって異なるため、制御部１６は、予め時差に応じて設定された時刻に定時受信を開始するのである。図１４に示す例では、第１時刻表示部３で指示する時刻に対して、第２時刻表示部４Ａで指示する時刻が−２時間の時差とされている。このため、一例として、第１時刻表示部３で午前３時０分、第２時刻表示部４で午前１時０分のタイミングで定時受信が行われるように設定すれば、各指針３２，４２がパッチアンテナ１９に平面的に重ならない状態で受信動作を行うことができる。
【０１１０】
なお、受信動作中は、第１秒針３２１は受信中（Receive）表示位置（目盛表示部３１において１２時方向を示す位置）に移動して停止する。文字板２には、この受信中表示位置を示すため「Ｒ」と表記されている。従って、受信動作中に第１秒針３２１がパッチアンテナ１９と平面的に重なる位置に移動することはない。
また、指針９２も、受信動作中は、目盛９１１および「Ｈ」が表記された範囲において、受信レベルを指示するため、パッチアンテナ１９と平面的に重なる位置に移動することはない。これらの第１秒針３２１、指針９２の移動は、モーター駆動制御手段である駆動回路１３０によって制御される。
このような条件で定時受信処理が実行されるため、パッチアンテナ１９上に各指針３２，４２，９２が配置されていない状態で電波が受信される。
【０１１１】
一方、手動受信処理では、利用者がボタンを操作すると、受信処理を行う。この場合も、指針９２は、駆動回路１３０で移動されて受信レベルを表示するため、パッチアンテナ１９上には配置されない。また、第１秒針３２１も駆動回路１３０で受信中表示位置に移動されて停止する。
一方、第１時針３２２、第１分針３２３や、第２時針４２２、第２分針４２１は、受信動作に合わせて移動することはない。このため、利用者は、これらの針３２２，３２３，４２１，４２２がパッチアンテナ１９の上方に配置されていないタイミングで、手動受信操作を行うことが好ましい。
【０１１２】
ＧＰＳ衛星Ｓから信号を受信して、位置データおよび時刻データを取得すると、制御部１６は、その情報に基づいて第１時刻表示部３の時刻を修正し、連動して第２時刻表示部４の時刻も修正する。
【０１１３】
このような本実施形態によれば、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上、次のような効果も得られる。
ステッピングモーター１４１〜１４５がパッチアンテナ１９の周囲において、区分線Ｄで区分される片側の領域のみに配置されている。このため、パッチアンテナ１９は、他の領域側からの衛星信号を受信する際に、ステッピングモーター１４１〜１４５の影響を受けることなく受信でき、受信感度も向上できる。
【０１１４】
また、本実施形態では、パッチアンテナ１９を文字板２の平面中心から９時側にずらして配置しているので、区分線Ｄに対して３時側の領域の面積を大きくすることができる。
このため、ステッピングモーター１４１〜１４５の配置領域を大きくすることができ、本実施形態のように５つのモーターを配置することも可能となる。従って、複数の指針軸を有する多針時計（多軸時計）を容易に構成できる。
さらに、第１時刻表示部３を他の表示部４Ａ，９０に比べて大きなサイズに設定しているので、第１時刻表示部３で表示される現在地の時刻を容易に視認でき、利便性を向上できる。
【０１１５】
パッチアンテナ１９は、各指針軸３２０，４２０，９５間に配置されている。このため、パッチアンテナ１９を外装ケース１１の内周面から所定寸法以上離して配置できる。具体的には、各指針軸３２０，４２０，９５と、外装ケース１１の内周面との距離の中で最小値となる寸法以上、パッチアンテナ１９を外装ケース１１の内周面から離して配置できる。
このため、パッチアンテナ１９での衛星信号の受信に関し、金属製の外装ケース１１の影響を軽減できる。
また、パッチアンテナ１９および外装ケース１１間のスペースに、各指針軸３２０，４２０，９５や、輪列１４６，１４７を配置できるので、前記スペースを有効に利用でき、アンテナ１９と輪列１４６，１４７とを時計の厚さ方向に重ねる場合に比べて、時計を薄くできる。
【０１１６】
さらに、パッチアンテナ１９は、３つの表示部３，４Ａ，９０に平面的に跨って配置されている。このため、それぞれの表示部３，４Ａ，９０では、パッチアンテナ１９と平面的に重なる面積を、パッチアンテナ１９が２つの表示部のみに跨って配置される場合に比べて小さくできる。
従って、各指針３２，４２，９２がパッチアンテナ１９と平面的に重ならないように配置できる範囲が広くなり、時刻を指示する各指針３２，４２がパッチアンテナ１９に重ならない時刻に定時受信処理を実行することも容易に行うことができる。
【０１１７】
モード状態表示部９０は、通常の運針時には電池残容量を表示し、受信時には受信信号レベルを表示する。このため、利用者は、このモード状態表示部９０によって、電池残容量や受信レベルを容易に把握できる。
【０１１８】
［第６実施形態］
図１５は、本発明の第６実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計１Ｆの平面図である。第６実施形態においても、前記各実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
【０１１９】
ＧＰＳ付き腕時計１Ｆは、第５実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ｅと比較すると、第１時刻表示部３と、第１時刻表示部３よりもサイズが小さな第２時刻表示部４Ａとを備えている点で一致するが、モード状態表示部９０を備えていない点で相違する。このため、図１５に示すように、第１時刻表示部３および第２時刻表示部４Ａは、文字板２において左右に配置され、各指針３２，４２の指針軸３２０，４２０は、文字板２の３時−９時を結ぶ線上に設けられている。
【０１２０】
また、文字板２の裏面側であって、平面位置が文字板２の１２時位置近傍となる位置には、電池１４Ａが配置されている。
さらに、ＧＰＳ付き腕時計１Ｅと同様に、各指針や日車を駆動するステッピングモーター１４１〜１４４が設けられている。
【０１２１】
ＧＰＳ付き腕時計１Ｆでは、パッチアンテナ１９は、文字板２と平面的に重なる範囲に配置されるとともに、指針軸４２０および指針軸３２０を結ぶ方向に関して、各指針軸４２０および指針軸３２０間に配置されている。
すなわち、指針軸３２０および指針軸４２０を結ぶ軸線に対して直交しかつ指針軸３２０，４２０をそれぞれ通る２つの線を想定した場合、これらの線の間に前記パッチアンテナ１９が配置されている。
【０１２２】
さらに、パッチアンテナ１９の一部は、各表示部３，４Ａに平面的に重なる位置に配置されている。ここで、パッチアンテナ１９と各表示部３，４Ａが平面的に重なる部分の面積は、パッチアンテナ１９の配置位置を、各指針軸３２０，４２０を結ぶ軸線に対して直交する方向であり、かつ、前記軸線から離れる方向に移動するに従って小さくなる。
一方で、同方向に移動すると、パッチアンテナ１９は、外装ケース１１の内周面に近づくことになる。
従って、パッチアンテナ１９の配置位置は、外装ケース１１の内周面に対する離間寸法と、表示部３，４Ａと平面的に重なる部分の面積とを考慮して設定すればよい。すなわち、前記離間寸法は外装ケース１１による受信感度低下を防止する点で大きい方が好ましく、前記面積は定時時刻受信時に指針３２，４２がパッチアンテナ１９に重なることを防ぎやすくできる点で小さい方が好ましい。そして、図示したように、パッチアンテナ１９と外装ケース１１間の前記離間寸法を大きくすると、前記面積も大きくなる。これらの点を考慮してパッチアンテナ１９の配置位置を設計すればよい。
【０１２３】
文字板２において、パッチアンテナ１９が配置された領域には、表示窓が開口されている。この表示窓には、大小二枚の円環板（リング）が露出されている。
内側のリング１８Ａは、日車であり、前記表示窓に現在の日を表示する。
外側のリング１８Ｂは、第２時刻表示部４Ａで指示している時刻のタイムゾーンを示す都市名が表示されたリングである。図１５では、ＴＹＯ（東京）が表示され、第２時刻表示部４Ａで表示している時刻のタイムゾーンを表している。
【０１２４】
なお、本実施形態では、これらの２つのリング１８Ａ，１８Ｂは、ステッピングモーター１４３によって回転駆動される。すなわち、ステッピングモーター１４３のローターが所定の第１方向に回転すると、内側のリング１８Ａは表示される日付が進む一方向に回転される。
また、ステッピングモーター１４３のローターを第１方向とは反対の第２方向に回転すると、外側のリング１８Ｂが所定の一方向に回転される。
すなわち、ステッピングモーター１４３の回転方向を切り替えることで、内外の各リング１８Ａ，１８Ｂを個別に回転している。
なお、もう一つステッピングモーターを配置し、各リング１８Ａ，１８Ｂを異なるモーターで駆動するように構成してもよい。
【０１２５】
本実施形態においても、パッチアンテナ１９の平面中心点を通り、図１５において、パッチアンテナ１９の左上の角部から右下の角部を通る区分線Ｄ１を設定し、文字板２の平面領域を２つの領域に区分した場合、面積が大きな一方の領域に各ステッピングモーター１４１〜１４４が配置されている。
【０１２６】
このような本実施形態においても、前記ＧＰＳ付き腕時計１Ｅと同様に、定時受信処理は、各表示部３，４Ａの指針３２，４２がパッチアンテナ１９に重ならない時刻に実行される。この際、第１秒針３２１は、１２時位置に移動されて停止する。
また、手動受信操作が行われると、第１秒針３２１は、１２時位置に移動されて停止し、受信動作が行われる。
【０１２７】
本実施形態においても、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。特に、前記第５実施形態のＧＰＳ付き腕時計１Ｅと同様の作用効果を奏する。
【０１２８】
［実施形態の変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、時計としてＧＰＳ付き腕時計１Ａ〜１Ｆについて記載したが、これに限定されず、懐中時計等の各種時計に適用してもよい。
【０１２９】
前記第１〜４実施形態では、パッチアンテナ１９の配置位置は、文字板２の平面中心位置であったが、パッチアンテナ１９の外周面と円筒ケース１１１の内周面との間隔Ｌが所定寸法以上、離間するように設定されていればよく、パッチアンテナ１９の配置位置は、第５，６実施形態のように、平面中心位置に限定されるものではない。
このようなパッチアンテナ１９の配置例として、図１６、１７に示す以下の例が挙げられる。
【０１３０】
図１６は、前記第１実施形態に係るＧＰＳ付き腕時計１Ａの変形例であるＧＰＳ付き腕時計１Ｇを示す平面図であり、図１７は、前記変形例に係るムーブメント１０の背面図である。前記第１実施形態と同一構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略する。
このＧＰＳ付き腕時計１Ｇでは、１２時方向に第１時刻表示部３、及び６時方向に第２時刻表示部４を備える他、７〜８時方向に現在地表示部５００、及び４〜５時方向に日付表示部７を備えている。現在地表示部５００及び日付表示部７は、液晶パネルによりデジタル表示され、文字板２に形成された開口部２Ｂ，２Ｃから液晶パネルが露出されて表示される。ここで、本実施形態の現在地表示部５００には、アルファベットにより「ＴＹＯ」が表示され、これは「東京」を示している。
そして、第１、２時刻表示部３，４のみがアナログ表示式であるので、図１７に示すように、パッチアンテナ１９の外周面と円筒ケース１１１の内周面との間には、２つのステッピングモーター１３１，１３２を備えている。第１、２時刻表示部３，４の中心に挿通された指針軸３２０，４２０は、ステッピングモーター１３１，１３２によって、指針３２，４２が駆動される。
【０１３１】
また、図１７に示すように、第１時刻表示部３は、ユーザーが現在時刻を視認し易いように、前記第１実施形態と比べて大きく形成されている。この場合には、第１時刻表示部３に挿通される指針軸３２０の位置が、ＧＰＳ付き腕時計１Ｇの平面中心位置近傍となるため、指針軸３２０とパッチアンテナ１９とが平面的に重なるおそれがあり、パッチアンテナ１９を前記各実施形態のように平面中心位置に配置できない。そのため、パッチアンテナ１９は平面中心位置から６時方向にずれて配置されている。この場合においても、間隔Ｌは、パッチアンテナ１９の外周面と円筒ケース１１１の内周面とが所定寸法以上、離間するように設定されている。
【０１３２】
前記各実施形態では、回路基板１２がグランド板としての機能をも有していたが、グランド板のみの機能を有する専用のグランド板を配置してもよい。
前記各実施形態では、間隔Ｌは、ステッピングモーター１３１〜１３５を配置可能な寸法に形成されていたが、ステッピングモーター１３１〜１３５を配置できない寸法に形成してもよい。この場合には、パッチアンテナ１９の外周面と円筒ケース１１１の内周面との間の間隔Ｌよりも大きい寸法を有する箇所に、ステッピングモーター１３１〜１３５を配置すればよい。
【０１３３】
前記第１〜第３実施形態では、日窓２Ａが文字板２の中心から４〜５時方向にずれた位置に形成されていたが、これに限定されるものではなく、開口部１７１から外に外れた位置に日窓２Ａを形成してもよい。しかしながら、日車１８の上方にソーラーパネル８７が配置される場合には、ソーラーパネル８７に開口を形成するなどして、日付を外部から視認できるようにする必要がある。そのため、ソーラーパネル８７が設けられる場合では、日窓２Ａは、開口部１７１と平面的に重なる範囲内で任意の位置に形成されるのがより好ましい。
【０１３４】
前記第４〜６実施形態では、パッチアンテナ１９が平面視矩形状であったが、第３実施形態の平面視円形状のように形成してもよい。
【０１３５】
前記第４実施形態では、回路基板１２には、電池１４Ａの形状に応じて切欠部１２Ａが形成されていたが、回路基板１２のサイズを小さくして、電池１４Ａがパッチアンテナ１９と平面的に重ならない位置に配置されるようにしてもよい。
また、第４実施形態では、文字板２の一般的な時計における６時位置に２針を有する第２時刻表示部４を配置したが、文字板２の一般的な時計における９時位置に配置してもよく、この場合には経度表示部５を６時位置に配置すればよい。この場合には、２針を有する第２時刻表示部４が平面的にパッチアンテナ１９と完全に重ならない位置に配置されるので、第２指針４２がパッチアンテナ１９の受信性能へ与える影響をより防止できる。
【０１３６】
図１０から図１５に示す第４〜６実施形態では、時計のバンドに沿った方向（時計の目盛表示部３１において、１２時−６時方向）が文字板２の短軸方向となるように構成していたが、時計のバンドに沿った方向が文字板２の長軸方向となるように構成してもよい。この場合、文字板２が縦長の楕円形状となるため、例えば、第５実施形態における第１時刻表示部３を文字板２の１２時側に配置し、第２時刻表示部４Ａやモード状態表示部９０を文字板２の６時側に配置すればよい。
また、第４〜６実施形態の文字板２の平面形状は、楕円形状に限らず、長方形状、矩形と半円を組み合わせた形状、矩形と半楕円を組み合わせた形状のものなどが利用できる。すなわち、文字板２の形状は、時計のデザインを考慮して設定すればよい。
【０１３７】
前記各実施形態では、すべての指針軸は、パッチアンテナ１９，１９Ａと、外装ケース１１との間に配置されていたが、パッチアンテナに貫通孔を形成し、一部の指針軸をこの貫通孔に挿通してもよい。例えば、時計の中心にパッチアンテナが配置されている場合、パッチアンテナの中心に指針軸が挿通される貫通孔を形成し、この指針軸に時針、分針、秒針を取り付けて、現時刻を表示する第１時刻表示部を時計の中心に設けてセンター３針表示としてもよい。
この場合、パッチアンテナが文字板の平面中心位置に配置されている場合でも、指針軸および指針を文字板の平面中心位置に配置できる。さらに、他の指針軸は、アンテナとケースとの間に配置できるので、異なる地域の時刻を表示したり、電池残量などの情報を表示する指針をアンテナの周囲に配置することができる。従って、ＧＰＳ付き腕時計における指針の配置レイアウトのバリエーションを増やすことができ、デザイン性の高いＧＰＳ付き腕時計を実現できる。
また、パッチアンテナの中心部に貫通孔を形成することになるが、中央部のインピーダンスは低いため、中心に貫通孔を形成しても、アンテナ性能への影響も少なくでき、受信性能を維持したままで、一般的なアナログ時計に類似するレイアウトの時計を実現できる。
【０１３８】
前記各実施形態では、位置情報衛星の例としてＧＰＳ衛星について説明したが、本発明の位置情報衛星としては、ＧＰＳ衛星だけでなく、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の時刻情報を含む衛星信号を送信する位置情報衛星でもよい。
また、このような位置情報衛星からの衛星信号の電波受信に限られず、例えば９００ＭＨｚ帯を用いる円偏波の無線タグの近距離無線受信装置として用いてもよい。
さらには、円偏波の受信に限らず、直線偏波の電波を受信するものとしても用いることができる。
さらに、パッチアンテナとして逆Ｆアンテナを搭載した場合には、無線ＬＡＮ、Bluetooth（登録商標）などの近距離無線通信機器にも使える。また、本実施形態では、用途がＧＰＳであるために受信機能を主に説明したが、本発明の装置（アンテナを内蔵する装置）は、送受信機能に使えることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１３９】
１Ａ〜１Ｇ…ＧＰＳ付き腕時計（アンテナ内蔵式時計）、２…文字板、２Ａ…日窓、１０…ムーブメント、１１…外装ケース、１２…回路基板、１２Ａ…切欠部、１４，１４Ａ…電池、１８…日車、１９，１９Ａ…パッチアンテナ（アンテナ）、３２…第１指針（指針）、４２…第２指針（指針）、５２…経度表示用の指針（指針）、６２…緯度表示用の指針（指針）、８７…ソーラーパネル、８７Ａ…開口部、８７Ｂ…貫通孔、９２…指針、１１１…円筒ケース（ケース）、１３１〜１３５，１４１〜１４５…ステッピングモーター（モーター）、１３６，１３７，１４６，１４７…輪列、９５，３２０，４２０，５２０，６２０…指針軸。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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