(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
時刻又は日付に関する情報を表示する表示部材と、
該表示部材を駆動するモータと、
該モータの動力を前記表示部材に伝達する輪列と、
給電点と接地点とを有する平面アンテナと、
該平面アンテナの前記給電点に接続される通信回路と、
少なくとも一方に開口部を設けて筒状に形成された金属製の外装部材と、を有し、
前記平面アンテナを、電波の受信面又は電波の放射面が前記外装部材の前記開口部の外側に向くように配置し、
前記輪列を含む可動部品と前記モータと前記通信回路とを前記外装部材と前記平面アンテナに囲まれた空間に収納し、
前記接地点と前記外装部材との最短距離が、前記給電点と前記外装部材との最短距離よりも長くなるとともに、前記開口部の平面視で、前記給電点が前記モータと前記可動部品とに重ならないように、前記給電点と前記接地点とを配置し、
前記表示部材は、環状の円板部材を含み、
前記通信機能付きの時計は、さらに、前記通信回路を実装する回路基板と、前記接地点に接続されるバネ部材と、該バネ部材と前記回路基板とを接続する接続部材と、前記環状の円板部材の中心部に配置されて該環状の円板部材を押える押さえ部材とを有し、
前記回路基板を、前記可動部品を挟んで前記平面アンテナとは反対側に配置し、
前記バネ部材を、前記押さえ部材に形成したことを特徴とする通信機能付きの時計。
【請求項２】
時刻又は日付に関する情報を表示する表示部材と、
該表示部材を駆動するモータと、
該モータの動力を前記表示部材に伝達する輪列と、
給電点と接地点とを有する平面アンテナと、
該平面アンテナの前記給電点に接続される通信回路と、
少なくとも一方に開口部を設けて筒状に形成された金属製の外装部材と、を有し、
前記平面アンテナを、電波の受信面又は電波の放射面が前記外装部材の前記開口部の外側に向くように配置し、
前記輪列を含む可動部品と前記モータと前記通信回路とを前記外装部材と前記平面アンテナに囲まれた空間に収納し、
前記接地点と前記外装部材との最短距離が、前記給電点と前記外装部材との最短距離よりも長くなるとともに、前記開口部の平面視で、前記給電点が前記モータと前記可動部品とに重ならないように、前記給電点と前記接地点とを配置し、
前記輪列は、さらに、筒車を含み、
前記通信機能付きの時計は、さらに、前記通信回路を実装する回路基板と、前記接地点に接続されるバネ部材と、該バネ部材と前記回路基板とを接続する接続部材と、前記筒車を押える金属製の筒車押さえとを有し、
前記回路基板を、前記可動部品を挟んで前記平面アンテナとは反対側に配置し、
前記バネ部材を、前記筒車押さえに形成したことを特徴とする通信機能付きの時計。
【請求項３】
時刻又は日付に関する情報を表示する表示部材と、
該表示部材を駆動するモータと、
該モータの動力を前記表示部材に伝達する輪列と、
給電点と接地点とを有する平面アンテナと、
該平面アンテナの前記給電点に接続される通信回路と、
少なくとも一方に開口部を設けて筒状に形成された金属製の外装部材と、を有し、
前記平面アンテナを、電波の受信面又は電波の放射面が前記外装部材の前記開口部の外側に向くように配置し、
前記輪列を含む可動部品と前記モータと前記通信回路とを前記外装部材と前記平面アンテナに囲まれた空間に収納し、
前記接地点と前記外装部材との最短距離が、前記給電点と前記外装部材との最短距離よりも長くなるとともに、前記開口部の平面視で、前記給電点が前記モータと前記可動部品とに重ならないように、前記給電点と前記接地点とを配置し、
前記通信機能付きの時計は、さらに、前記通信回路を実装する回路基板と、前記接地点に接続されるバネ部材と、該バネ部材と前記回路基板とを接続する接続部材と、ソーラーセルと金属製のソーラーセル受け板とを有し、
前記回路基板を、前記可動部品を挟んで前記平面アンテナとは反対側に配置し、
前記バネ部材を、前記ソーラーセル受け板に形成し、
該ソーラーセル受け板を前記平面アンテナに利用したことを特徴とする通信機能付きの時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無線機能付き電子時計に於いて、無線通信のための、より高ゲインのアンテナを実現できるようにした無線機能付き電子時計の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
腕時計には、外部の機器との間で無線通信を実現するために腕時計のケース内に平面アンテナを配置したものがある。（特許文献１）
特許文献１の通信機能付きの時計は、平面アンテナの中央近傍に給電点を設けるとともに、中央部を接地することにより、アンテナの受信性能の向上を図っている。
このようなアンテナの場合、無線通信回路から給電点までの距離が長ければ配線による給電のロスが大きくなるため、無線通信回路は、この距離が短かくなる位置に配置される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６００５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の通信機能付きの時計は、給電点の近くに指針軸が配置されているため、指針軸を回転させるための輪列を含む可動部品と給電点とが平面的に重なりやすい。仮に、輪列の下に通信回路を実装する回路基板を配置すると、可動部品を避けて配線することとなり、給電点から無線通信回路までの距離が長くなってしまう。従って、アンテナの下に無線通信回路を実装する回路基板を配置し、その下に、輪列を配置せざるを得ない。
この構造の場合、指針軸の長さが長くなり、軸部品が変形しやすくなったり、軸が傾くことで、針振れや針同士の擦れが起こりやすくなる問題がある。すなわち、通信機能付きの時計として、構成部品の配置の制限が多く、輪列や回路基板などの構成部品を適切に配置にすることができなかった。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、通信性能が向上でき、構成部品の適切な配置が可能な、通信機能付きの時計を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明は、時刻又は日付に関する情報を表示する表示部材と、該表示部材を駆動するモータと、該モータの動力を前記表示部材に伝達する輪列と、給電点と接地点とを有する平面アンテナと、該平面アンテナの前記給電点に接続される通信回路と、少なくとも一方に開口部を設けて筒状に形成された金属製の外装部材と、を有し、前記平面アンテナを、電波の受信面又は電波の放射面が前記外装部材の前記開口部の外側に向くように配置し、前記輪列を含む可動部品と前記モータと通信回路とを前記外装部材と前記平面アンテナに囲まれた空間に収納し、前記接地点と前記外装部材との最短距離が、前記給電点と前記外装部材との最短距離よりも長くなるとともに、前記開口部の平面視で、前記給電点が前記モータと前記可動部品とに重ならないように、前記給電点と前記接地点とを配置し、前記表示部材は、環状の円板部材を含み、前記通信機能付きの時計は、さらに、前記通信回路を実装する回路基板と、前記接地点に接続されるバネ部材と、該バネ部材と前記回路基板とを接続する接続部材と、前記環状の円板部材の中心部に配置さ
れて該環状の円板部材を押える押さえ部材とを有し、前記回路基板を、前記可動部品を挟んで前記平面アンテナとは反対側に配置し、前記バネ部材を、前記押さえ部材に形成したことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、時刻又は日付に関する情報を表示する表示部材と、該表示部材を駆動するモータと、該モータの動力を前記表示部材に伝達する輪列と、給電点と接地点とを有する平面アンテナと、該平面アンテナの前記給電点に接続される通信回路と、少なくとも一方に開口部を設けて筒状に形成された金属製の外装部材と、を有し、前記平面アンテナを、電波の受信面又は電波の放射面が前記外装部材の前記開口部の外側に向くように配置し、前記輪列を含む可動部品と前記モータと前記通信回路とを前記外装部材と前記平面アンテナに囲まれた空間に収納し、前記接地点と前記外装部材との最短距離が、前記給電点と前記外装部材との最短距離よりも長くなるとともに、前記開口部の平面視で、前記給電点が前記モータと前記可動部品とに重ならないように、前記給電点と前記接地点とを配置し、前記輪列は、さらに、筒車を含み、前記通信機能付きの時計は、さらに、前記通信回路を実装する回路基板と、前記接地点に接続されるバネ部材と、該バネ部材と前記回路基板とを接続する接続部材と、前記筒車を押える金属製の筒車押さえとを有し、前記回路基板を、前記可動部品を挟んで前記平面アンテナとは反対側に配置し、前記バネ部材を、前記筒車押さえに形成したことを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、時刻又は日付に関する情報を表示する表示部材と、該表示部材を駆動するモータと、該モータの動力を前記表示部材に伝達する輪列と、給電点と接地点とを有する平面アンテナと、該平面アンテナの前記給電点に接続される通信回路と、少なくとも一方に開口部を設けて筒状に形成された金属製の外装部材と、を有し、前記平面アンテナを、電波の受信面又は電波の放射面が前記外装部材の前記開口部の外側に向くように配置し、前記輪列を含む可動部品と前記モータと前記通信回路とを前記外装部材と前記平面アンテナに囲まれた空間に収納し、前記接地点と前記外装部材との最短距離が、前記給電点と前記外装部材との最短距離よりも長くなるとともに、前記開口部の平面視で、前記給電点が前記モータと前記可動部品とに重ならないように、前記給電点と前記接地点とを配置し、前記通信機能付きの時計は、さらに、前記通信回路を実装する回路基板と、前記接地点に接続されるバネ部材と、該バネ部材と前記回路基板とを接続する接続部材と、ソーラーセルと金属製のソーラーセル受け板とを有し、前記回路基板を、前記可動部品を挟んで前記平面アンテナとは反対側に配置し、前記バネ部材を、前記ソーラーセル受け板に形成し、該ソーラーセル受け板を前記平面アンテナに利用したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
平面アンテナを接地することにより通信性能を向上することができ、平面アンテナの給電点がモータや可動部品と平面的に重ならないので、通信回路と給電点との距離を短くする場合でも、給電点に接続される通信回路を実装する回路基板とそれ以外の構成部品の配置位置に自由度をもたせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態における、時計の要部の平面図と断面図を模式的に示した図、及び、機構部を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における通信機能付き時計の構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態における、平面アンテナの給電点と接地点の位置を示した、時計の平面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における、平面アンテナの構成を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点の接続構造を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点の作用を説明する図である。
【図７】プッシュボタンが３つの場合の変形例を示す図である。
【図８】平面アンテナの変形例を説明する図である。
【図９】平面アンテナの変形例を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を示す図である。
【図１１】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を示す図である。
【図１４】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点への接続構造の他の例を示す図である。
【図１５】本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点への接続構造の他の例を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態における、平面アンテナのアンテナ形状の変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施の形態における、通信機能付きの時計の要部の平面図と断面図を模式的に示した図、及び、機構部を示す図、図２は、本発明の実施の形態における通信機能付き時計の構成を示す斜視図、図３は、本発明の実施の形態における、通信機能付きの時計の平面アンテナの給電点と接地点の位置を示した時計の平面図、図４は、本発明の実施の形態における、平面アンテナの構成を示す図、図５は、本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点の接続構造を示す図、図６は、本発明の実施の形態における、平面アンテナの接地点の作用を説明する図である。
【００１６】
本実施の形態では、時計として腕時計の例で説明する。この腕時計は通信機能を有し、例えば、Bluetooth（登録商標）等の通信により、他の電子機器と通信が可能である。
【００１７】
図１（ａ）、（ｂ）、図３において腕時計は、ケース１１、ベゼル１２、裏蓋１９からなる金属製の外装部材、ガラス２０、平面アンテナ１３、機構部１４、回路基板１５、アンテナ接続部材１６、給電点１７を備えている。アンテナ接続部材１６は、例えば、金属製の板バネあるいはコイル形状のバネを用いることができる。図２に示すように、腕時計は、ケース１１、ベゼル１２、裏蓋１９などの外装部材と、ムーブメント２から構成される。通常、ケース１１は、筒状の形状で構成され、内部にムーブメント２を納めることができる。ケース１１には両側に開口部１１ａ，１１ｂが形成され、このうち、使用者が時間などを確認するために時計を見る側の開口部１１ａは文字板が存在する側でガラス２０で閉じられる。他方の開口部１１ｂは電池交換や修理などの時に開放する面で、裏蓋１９で閉じられている。裏蓋１９がケース１１に一体に形成され、ケース１１の一方のみに開口部が形成されていても良い。
【００１８】
ムーブメント２は、電子制御部、駆動部、動力伝達部を有し、具体的には、図１の平面アンテナ１３、機構部１４、回路基板１５、アンテナ接続部材１６、給電点１７、接地点１８を含む。
平面アンテナ１３において主に電波を受信又は放射する面は、回路基板１５と対向しない面である。その面は、ガラス２０と対向する面であり、ケース１１の開口部１１ａの外側である矢印２１ａの方向を向いている。また、アンテナ１３の主な電波の送受信は矢印２１ａの向き、アンテナ１３の電波の受信は矢印２１ｂの向きである。
【００１９】
図３において、腕時計は時針８８、分針８７、りゅうず８１、プッシュボタン８６を有し、平面アンテナ１３は文字板を兼用している。時刻や日付に関する情報を表示する表示部材として、時針８８、分針８７ではなく、板状の表示部材を用いても良い。
回路基板１５には、通信用ＬＳＩ又は通信用ＬＳＩに周辺部品も搭載して機能を統合した通信用モジュールである通信回路１０や図示しない時計用のＩＣが実装されている。前記通信回路１０の図示しないＲＦ端子が、アンテナ接続部材１６を介して、平面アンテナ１３の給電点１７に接続されている。接地点１８は平面アンテナ上に設けられ、回路基板１５上の図示しないＧＮＤパターンに電気的に接続されている。接地点１８のＧＮＤパターンへの接続の方法は、後述するように、専用の電気的接続部材を用いている。なお、図１
に限らず、他の図面の回路基板もＧＮＤパターンは図示を省略する。
【００２０】
機構部１４は、回路基板１５に実装された図示しない運針用ステップモータで発生した駆動力を時針８８、分針８７に伝達する機構であり、各針の回転軸である中央の指針軸を回転させることで、時針８８、分針８７に駆動力を伝達させている。
【００２１】
図1（ｃ）は、機構部１４を更に詳しく説明した例である。例えば機構部１４は、巻芯２２、輪列２４、及び、巻芯２２の操作によって時針８８や分針８７等の表示部材を修正するための機構部品２５などの可動部品や、モータ２３などの部品から構成されている。図１（ｃ）に示すように、可動部品及びモータ２３とは平面的に重ならない位置にアンテナ接続バネ１６ならびに給電点１７を配置している。
【００２２】
本実施例では、ケース１１、ベゼル１２、裏蓋１９を金属製としているが、このうちの少なくともケース１１又はベゼル１２が金属部材である場合には、平面アンテナ１３による電波の送信及び受信に影響を受ける。平面アンテナ１３よりも矢印２１ａ側に位置するケース１１又はベゼル１２のいずれかが金属部材である場合には、平面アンテナ１３の電波の放射面及び受信面から見て、電波が放射又は受信される側の領域に金属部材が存在することとなり、給電点１７の近くの金属部材が送信性能及び受信性能に影響する。例えば、ケース１１が金属で、ベゼル１２が非金属である場合にも、平面アンテナ１３上の給電点１７の近傍に金属部材であるケース１１が存在するため、外装部材の全てが金属部材であるときと同様にアンテナの性能に影響を与える。
【００２３】
このように、平面アンテナ１３の給電点は、外装部材との距離が重要であり、また、後述するように、接地点１８の位置も重要である。本発明における、接地点１８と外装部材の最短距離とは、平面アンテナ１３の電波を受信又は放射する面を平面視し、接地点１８を中心に同心円を描いたときに一番半径の小さい円で、放射面側に位置する外装部材に接触する時の半径である。給電点１７についても接地点１８と同様に、外装部材との最短距離を定義する。この定義は、ケース１１やベゼル１２や裏蓋１９の形状が、円、楕円、角形、その他、異形形状についても適用可能である。
腕時計の針は腕時計の中央部分を軸にしているものが多いため、どうしても輪列部品が中央付近に多く配置されてしまうことが多い。通信回路１０から文字板側にある平面アンテナに対して信号をやりとりするためには、アンテナ接続部材１６を使用して、通信回路１０とアンテナを接続することになる。
【００２４】
本実施の形態では、平面アンテナ１３とケース１１とに囲まれた空間内にある、輪列２４を含む可動部品とモータ２３が、給電点１７とは平面的に重ならないため、通信回路１０を実装する回路基板１５を機構部１４よりも裏蓋１９側に配置しても、アンテナ接続部材１６を裏蓋１９側に伸ばして短い距離で通信回路１０と接続することができ、配線による通信のロスが少なくなる。すなわち、回路基板１５の配置位置が、平面アンテナ１３と機構部１４との間には制限されない。なお、給電点１７と可動しない部品が平面的に重なったとしても、その部品に貫通孔や切り欠きを形成して、アンテナ接続部材１６を通すことが可能である。
【００２５】
無線信号については、引き回しを長くすると配線によるロスがどうしても発生してしまうため、通信回路１０の近くに給電点１７を配置することが望ましい。波長の4分の１を超えるような引き回しは引き回しそのものがアンテナとなり、損失が発生するため可能な限り避けた方がよい。真空中では、波長λ＝光速ｃ／周波数ｆであるが、回路基板のように、誘電体の上にある導体上を通る場合には同一周波数でも波長が短縮する。基材にガラスエポキシ材（FR-4など）を使用した回路基板に於いては波長短縮率が0.536程度である。周波数が変わることで、波長も変わるため、引き回しによる影響は当然変わってくるが
、2.4GHzの無線信号の場合、回路基板上では1.65cmが波長の4分の１に相当し、言い換えると、2.4GHz程度の周波数の場合には1.65cmを超えるような引き回しはしない方がよい。
【００２６】
このように配線の長さを考慮すると、給電点１７だけではなく、通信回路１０を給電点１７と同じ側の周辺部に配置して配線の長さを最短にすることで、最も、配線損失の減少を期待できる。
【００２７】
仮に給電点１７を中央付近に配置し、機構部１４を避けて給電点１７を通信回路１０に電気的に接続した場合には、給電点１７から通信回路１０までの配線距離が長くなり、配線による通信のロスが多くなるため受信性能が低下する。
また、仮に、給電点１７を中央付近に配置し、機構部１４を構成する導電性の部材を介して給電点１７を通信回路１０に電気的に接続した場合には、通信回路１０から給電点１７までの信号経路に種々の部材が入り、その形状に突起や切り欠き等があると、この信号経路内の特性インピーダンスに変化が現れる。特性インピーダンスは通信回路１０と給電点１７の間で所定値になるようにインピーダンス整合素子で整合を取っている。
この特性インピーダンスがずれてしまうと、通信回路１０から出力された電力のうちの一部が反射されることにより、給電点１７に全て伝達されず、結果として反射した分を損失してしまう。一方、機構部１４を構成する導電性の部材を介して接地する場合には、回路基板１５の ＧＮＤパターンから接地点１８までの経路は、この特性インピーダンスにさほど 影響を与えない程度に、経路が太く強い結合にすることができるため、損失が小さく、平面アンテナ１３による電波の送信や受信に対する悪影響は少ない。
【００２８】
また、時計ムーブメントの総厚を薄くするためには、中央付近は機構部１４を構成する部材に対する逃げの目的で回路基板１５の中央部付近に開口部を設け、機構部１４の少なくとも一部を、この開口部で取り囲むように回路基板１５を配置すると良く、本発明では、このような構成にすることも可能である。また、通信回路１０に電力を供給するために図示しない電池も大きくならざるを得ない傾向にある。腕時計を薄くするために、通信回路１０を、電池と重ねずにかつ機構部１４を避けるように配置した方が有利であり、本発明では、このように配置することも可能である。
【００２９】
これらの理由により、アンテナ接続部材１６、通信回路１０は、両方とも周辺部に配置されることが望ましい。
図３において通常３時位置の方向にあるりゅうず８１は機構部品を介して内部とつながっているために、りゅうず８１と中央にある指針軸８２を結ぶ直線周辺にはいろいろな部品が配置されている。このため、無線通信回路１０などの比較的大きな電子部品をその周辺に搭載させると、製品全体の大きさに影響が出てしまう場合が多く、無線通信回路１０は、りゅうず８１に対して中央の指針軸８２を挟んで反対側に配置することで、製品の小型化を実現することが可能となる。
【００３０】
本実施例では給電点１７を操作部材であるりゅうず８１などに対して中央の指針軸を挟んだ反対側に配置している。このような配置によりスペースを有効に利用して製品の全体形状を小さくすることが可能となる。
図３に示すように、指針式の時計では、中央部に指針軸があり、接地点１８を指針軸から離間させる必要があるため、接地点１８をほぼ中央付近に配置している。
【００３１】
平面アンテナ１３は、導電材料から構成される文字板を利用して構成している。図４（ａ）は文字板の上面から見た図で、図４（ｂ）は断面図である。図４では、真鍮などの導電性の材料で構成された文字板本体３１でアンテナを構成している。
前述の通り、給電点１７は、通信回路１０に短い距離で接続する必要があるが、接地点１８を接続する回路基板１５のＧＮＤパターンは、引き回しの距離が、給電点ほど受信性能
に影響しないため図１や図３のような中央付近でも容易に接続することができる。図５は接地点への接続方法の例を示す図である。５２は導電性部材からなるネジチューブであり、一端が回路基板１５のＧＮＤパターンに接触し、他端が地板５１の孔に挿入され、それぞれの端部が、ネジ５４で回路基板１５と地板５１にネジ止め固定されている。
回路基板１５は、ねじ５４の接触部分あるいは、ネジチューブ５２との接触部分あるいは
その両方にＧＮＤパターンを配置し、その場所を介してネジチューブ５２がＧＮＤに接続されている。さらに、地板５１側の端部側では、バネ５６もネジ５４によって地板５１に一体に固定されている。バネ５６の端部は、平面アンテナ１３の裏面に接していて、この接触部分が、接地点１８である。回路基板１５のＧＮＤは、ネジチューブ５２とバネ５６を介して平面アンテナ５５の接地点１８に接続される。
【００３２】
次に、本発明の実施の形態における通信機能付き時計の接地点の作用を説明する。
図１や図３に示した文字板１３からなる平面アンテナは、図６に示す、いわゆる逆Ｆアンテナを構成している。図１と図３に示した給電点１７、接地点１８が、図６に示す給電点１７、接地点１８に対応し、平面アンテナ１３との位置関係は、給電点−接地点−アンテナ先端という逆Ｆ型のアンテナの構成と同等となっている。
給電点１７は、外装部材に近いため、腕時計の上面から見た場合に、電流密度が高い部分の一部が外装部材を構成するベゼル１２に隠されていて、さらに、外装部材を構成するケース１１に近い位置にある。この部分では放出される電磁波がベゼル１２やケース１１に吸収されているために、効果的に電磁波を放出できていない。受信の場合には外界の電磁波がこれらの部分で遮断されることから、平面アンテナ１３で受信される電力が減り、アンテナゲインが小さくなってしまう。
【００３３】
図６に示すように、逆Ｆアンテナの特性として、アンテナの中央を接地することで、電流密度の高い部分が、給電点１７付近から、接地点１８の付近、すなわち、アンテナ中央付近に近づくことがシミュレーションなどで確認できる。すなわち、給電点１７よりも平面アンテナ１３の中央側に接地点１８を設け、電流密度の高い場所が平面アンテナ１３の周辺部から中央付近に移動することで、外装部材であるケース１１やベゼル１２から離れた中央付近から効率よく電磁波の入放射が可能となる。一見、給電電力が全て接地点１８に吸収されてしまいそうであるが、接地点１８は整合回路の役割を果たして、平面アンテナ１３より電磁波が効率的に放出される。
【００３４】
仮に、接地点１８を設けない場合は、給電点１７付近の電流密度が高くなり、給電点１７がケース１１やベゼル１２に隠れるか、又は、ケース１１やベゼル１２に近い位置で電磁波の入放射が行われ、電磁波放射効率が悪くなる。
【００３５】
また、金属製の外装部材が存在することで、アンテナの周縁部においては金属製の外装部材と容量結合して、無線信号としては既にＧＮＤに近い状態となっていて、周縁部を接地点することにはほとんど効果がない。
また、効果的なアンテナ構成とするために電流密度の高い部分を少しでも給電点から中央付近に移動させた方が良く、少なくとも、接地点は給電点よりも外装部材から離れたところに配置する必要がある。
【００３６】
図１の例で給電点１７、接地点１８と外装部材との距離について説明する。給電点１７と外装部材との最短距離は、給電点１７とベゼル１２との最短距離となり、図１（ａ）に示したＬ１である。同様に、接地点１８と外装部材との最短距離は、接地点１８とベゼル１２との最短距離となり、図１（ａ）に示したＬ２である。このように、接地点１８と外装部材との最短距離が、給電点１７と外装部材との最短距離よりも長く設定され、言い換えると、給電点１７と外装部材との最短距離は、接地点１８と外装部材との最短距離よりも短く設定され、接地点１８は、給電点１７よりも外装部材から離れた位置に配置されて
いる。
【００３７】
図１〜図６に示した時計の変形例を説明する。
【００３８】
図７は、プッシュボタンが３つの場合の変形例を示す図である。
【００３９】
図１〜５に示した実施の形態と異なるのは、プッシュボタン８６の数、及び、給電点と接地点の位置である。図１〜５に示した実施の形態との共通部分はその説明を省略し、相違点を説明する。
本例ではプッシュスイッチ８６は、２時、４時、８時の位置にあり、その周囲にはスイッチ機能のための構造部材が配置されているため、そこに給電点１７を配置することは困難であり、通信回路１０を配置すると腕時計の厚みが増してしまう。このため、２時と８時位置の２つのスイッチの間で、構造部材の少ない１０時から１１時位置の近傍に通信回路１０と給電点１７を配置している。接地点１８は、給電点１７から見て、中央側に配置されている。
【００４０】
図８〜図９を用いて、平面アンテナの変形例を説明する。
【００４１】
図８は、非導電性文字板の下面に導電性材料を設けてアンテナを構成する変形例を示した図である。
図８（ｂ）は、非導電性文字板本体３２の下面に導電材料３３をメッキして、この導電材料３３をアンテナとした例である。
図８（ｃ）では非導電性文字板３２の下面に導電部材３４を貼り付け、この導電材料３３をアンテナにしている。
図８（ｂ）、図８（ｃ）の場合には、文字板本体３２を高誘電率の材料としてアンテナにおける波長短縮効果により、アンテナの小型化並びに同じ大きさでのままでもゲイン向上することも可能である。
【００４２】
図９は、光発電パネルを用いてアンテナを構成する変形例を示した図である。
図９（ａ）は文字板の上面から見た図で、（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれの断面図である。
図９（ｂ）の例では、光透過性の文字板４１の下に、導電性発電パネル基材４３上に発電電極４２を形成することで構成された光発電パネルを配置し、その導電性発電パネル基材４３を平面アンテナとして使用している。図９（ｃ）の例では、フィルムなどの非導電性発電パネル基材４４上に発電電極４２を形成することで構成された発電パネルにおいて、発電電極４２をＡＣ的に給電点に接続してアンテナとして使用している。発電電極４２はＤＣ的にはそれぞれＧＮＤまたは発電電位に接続されているが、一般的にコイルバネなどで接続されていることからＡＣ的には電源電位から分離されている場合が多い。この場合には容量を介してＡＣ的に接続することでこの例のようにアンテナとして使用することは可能である。
例えば図１において、回路基板１５のアンテナ接続バネ１６の接続部分と通信ＩＣのＲＦ端子の間にＤＣ成分を遮断するためのコンデンサを回路基板上に配置し、コンデンサの一端を通信ＩＣのＲＦ端子側に、他端をソーラセルと回路基板を接続するコイルバネの回路基板上の接続端子に接続することで実現可能である。このとき使用するコンデンサの容量は、使用する周波数が通過できる性能を持たなければならない。（2.4GHzの場合、数pF〜100pF程度）
図９（ｄ）では非導電性発電パネル基材４４上に発電電極４２を形成することで構成された発電パネルの下部に平面アンテナ４５を別部材として配置している。この方法をとることで、アンテナの形状を比較的自由に選択することが可能になる。
【００４３】
発電パネル基材上に形成された導電部材をアンテナとして使用する場合、その形状は、
発電性能や、外観などその部材の本来の目的の制約から自由な形状を取ることができない。
本実施例のように、別部材で構成し更に外観上も見えない位置に配置することで、アンテナ形状は制約を受けずにアンテナ性能に特化した自由な形状を選択することが可能となる。
平面アンテナは、上記の例に限らず、例えば、文字板の下に、文字板とは別体のアンテナ専用の部品を配置しても良い。
【００４４】
図１０〜１４を用いて、平面アンテナの接地点の接続構造の変形例を説明する。
【００４５】
図１０は、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を示す図である。
図１０では、時計が日車６７で日付を表示可能に構成されている。そして、日車押さえ５７により、日車６７を押えている。日車６７は環状の円板であり、日車押さえ５７は、その中心部分に配置されている。
そして、導電性のねじチューブ５２の一端を回路基板５３にねじ５４で固定し、他端をねじ５４で固定するとともに、ねじ５４とネジチューブ５２の他端の間、及び、ねじ５４と地板５１の間でステンレス等の金属製の日車押さえ５７を挟み、日車押さえ５７もねじ５４で固定している。
【００４６】
回路基板５３のＧＮＤパターンとねじチューブ５２は電気的に接続され、さらに、日車押さえ５７も、これらに電気的に接続されている。この日車押さえ５７にバネ部材として機能するアンテナ接地部５８を設けて、その箇所を平面アンテナ５５に接触させ、接地点１８としている。
なお、日車６７は、外周部分が給電点１７よりも時計の中心側に位置し、給電点１７とは平面的に重ならないように配置されている。
この変形例では、日付を表示する日車の例で説明したが、表示する情報は日付に限らず、同じ構造で異なる情報を表示する表示部材にも適用が可能である。
【００４７】
次に図１１（ａ）における、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を説明する。時計針の回転軸に秒車６１、二番車６２、筒車５９が配置され、中受６３が秒車６１の軸を受けている。導電性のねじチューブ５２の一端を回路基板５３にねじ５４で固定し、他端を地板５１にねじ５４で固定するとともに、ねじ５４と地板５１の間にステンレス等の金属製の筒車押さえ６０を挟み込んで、筒車押さえ６０を固定することで、筒車５９を固定している。回路基板５３のＧＮＤパターンとねじチューブ５２は電気的に接続され、さらに、筒車押さえ６０も、これらに電気的に接続されている。筒車押さえ６０にバネ部材として機能するアンテナ接地部６４を設けて、平面アンテナ５５に接触させることでその箇所を接地点１８としている。
【００４８】
図１１（ｂ）に、前記筒車押さえ６０と筒車５９、ねじ５４の平面図を示す。筒車押さえ６０は、筒車押さえ部６５とアンテナ接地部６４を備え、ねじ５４でねじチューブに固定されている。筒車押さえ部６５は筒車５９を押さえて、アンテナ接地部６４は、その先端近傍の曲げられた部分で平面アンテナを接地する。このように既存部品の形状を変更して、アンテナ接地部を設けることで部品点数を増加させずに平面アンテナの接地が可能となる。特に、筒車押さえ６０は、通常、時計中心に配置される部品であるため、アンテナ接地部６４を設けることにより、簡単に平面アンテナ５５の中央付近を接地することができる。
【００４９】
次に図１２（ａ）における、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を説明する。図１１（ａ）と同じ構成については省略する。
この変形例では、ソーラーセル６８を固定するソーラーセル受け板５５を平面アンテアと
して用いている。そして、ソーラセル受け板５５に接地用バネ部５５ａを設けて、筒車押さえ６０に接触させることでその箇所を接地点１８としている。
図１２（ｂ）に、ソーラセル受け板５５の平面図を示す。ソーラセル受け板は５５は、接地用バネ部５５ａを備え、これを曲げることで、ソーラセル受け板５５の下方向にある筒車押さえ部６０と接触して電気的に接続ができるようになっている。このような方法で、簡単に平面アンテナ５５の中央付近を接地することができる。
【００５０】
図１３〜図１５における、平面アンテナの接地点への接続構造の変形例を説明する。
図１３〜図１５では、平面アンテナ７５に突起部７８を設け、その突起部７８を介して接地する方法を示している。図１３では、平面アンテナ７５に設けられた突起部７８を地板７１に開けた貫通穴を通して回路基板７３に接触させ、ねじ７４を用いて回路基板７３のＧＮＤパターンに接続固定している。スペーサー７７は、地板７１に対して回路基板７３を所定の間隔で保持している部品である。この場合は、突起部７８の部分が接地点である。
【００５１】
図１４では、アンテナ接地用の突起部７８を、直接ねじで止めるのではなく、アンテナ接地ばね７６を回路基板７３にねじ７４で固定し、アンテナ接地ばね７６を回路基板７３のＧＮＤパターンと突起部７８とに接続することで、平面アンテナ７５をＧＮＤに接地している。これにより、地板７１に対して所定の間隔で回路基板７３配置するためスペーサー７２を設け、このスペーサー７２にねじ７４を取り付けている。図１５では、突起部７８に対してねじ７４の頭部に形成した接続部７４ａを利用して、突起部７８を回路基板７３のＧＮＤパターンに接続して平面アンテナ７５を接地している。スペーサー７２は、図１４と同様である。本実施例では平面アンテナ７５と接地用の突起部７８が一体構成となっているが、別体でも支障はなく一体構成に限定したものではない。
【００５２】
図１６は、平面アンテナのアンテナ形状の変形例を説明する図である。
図１６に平面アンテナの形状例を示す。また、形状には円形、矩形、多角形、複数の枝部を有し前記枝部が放射状に伸びる形が考えられるが、本発明の適用は特定の形状に対するものではない。さらに円形や矩形、多角形であっても、内部にスリットなどの開口部を設けて指向性や利得を改善したりするなどの方法をとることも可能である。
本実施例ではムーブメント形状を円形の場合を想定しており、外周部の点線２ａはムーブメントの外周を示しているが、ムーブメント形状が円形にかぎったものではない。図１６（ａ）は、平面アンテナ１３ａが、ムーブメントの外周と同じ円形で、内側に収まる大きさにしている。本実施例は、ムーブメント外周２ａが円形であるため、それに合わせて平面アンテナの形状も円形とした例である。
【００５３】
図１６（ｂ）は平面アンテナ１３ａの形状をムーブメント外周２ａに内接する四角形とする例である。ムーブメント外周に対して平面アンテナ１３ａの外周は、製造上のクリアランスが必要であるため、ここで言う内接とは、隙間無く接触しているという意味ではなく、平面アンテナ１３ｂの各頂点とムーブメント外周部には多少の隙間を設けている。本実施例ではムーブメント外周２ａが円形であるため、平面アンテナの形状が四角形になっているが、ムーブメント形状が四角形の場合には、平面アンテナの形は四角形に内接する円形又は楕円形としても良い。
【００５４】
図１６（ｃ）は、平面アンテナ１３ｃの形状をムーブメント外周２ａに内接する多角形とする例であり、図１６（ｃ）で示したのは八角形の例である。
図１６（ｄ）は、平面アンテナ１３ｄが、複数の枝部１３ｄ１を持ち、枝部１３ｄ１が放射状に延びる形である。枝部１３ｄ１の数や長さについて特に限定するものではなく、必要とされる指向性パターン、ゲインなどのアンテナ性能によって選択されるべきである。
図１６（ｅ）は、平面アンテナ１３ｅの内側部分にスリット１３ｓ１を設けた例である。スリット１３ｓ１を設け、スリットの一方の辺に給電点１７を、他方の辺に接地点１８を配置することで、スリットであるアンテナ開口部に電界が生じて、その部分から電磁波を放射し、アンテナとして働くことが知られている。スリット１３ｓ１の端に近いの部分に給電点を設け、他辺の中央付近に接地点を設けることでスリット部分をアンテナとして機能させる効果が期待できる。
【００５５】
図１６（ｆ）は、図１６（ｅ）のスリット形状を改良した例である。スリット１３ｓ２を複雑な形状にして、その外周部の長さを増やすことで、平面アンテナ１３ｆのゲインを上げることができるため、（ｅ）に比べて同一周波数の通信で比較するとアンテナの小型化を図ることが可能である。
尚、平面アンテナ１３ａ〜１３ｄでは、中央付近に指針軸のための貫通孔が形成されるが、図示を省略する。
【符号の説明】
【００５６】
１０  通信回路
１１  ケース
１２  ベゼル
１３、５５、７５  平面アンテナ
１５  回路基板
１６  アンテナ接続部材
１７  給電点
１８  接地点
１９  裏蓋
２４  輪列
２５  機構部品
５１  地板
５２  ネジチューブ
５５ａ  接地用バネ部
５６  バネ
５７  日車押さえ
６７  日車
５８、６４  アンテナ接地部
５９  筒車
６０  筒車押さえ
【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１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１２】
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