(57)【要約】【課題】電気的内周長Ｌが電波の波長λに対して、０．８５λ≦Ｌ≦１．７λであるので、受信感度を効果的に向上することができる電子時計を提案すること。【解決手段】収容空間部Ｓを有する外装ケース２と、収容空間部Ｓに収容され、かつ時計内部時刻を表示する時計表示部３と、収容空間部Ｓに収容され、かつ外装ケース２の外部からの電波を受信するアンテナ４と、を備え、外装ケース２の径方向においてアンテナ４と対向する内周長に関する電気的内周長Ｌは、電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．７λである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容空間部を有する外装ケースと、
前記収容空間部に収容され、かつ時計内部時刻を表示する時計表示部と、
前記収容空間部に収容され、かつ前記外装ケースの外部からの電波を受信するアンテナと、
を備え、
前記外装ケースの径方向において前記アンテナと対向する内周長に関する電気的内周長Ｌは、前記電波の波長λに対して、０．８５λ≦Ｌ≦１．７λである、
ことを特徴とする電子時計。
【請求項２】
請求項１に記載の電子時計において、
前記電気的内周長Ｌは、前記内周長である、
電子時計。
【請求項３】
請求項１に記載の電子時計において、
前記外装ケースと前記アンテナとの間に配置される誘電体を備え、
前記電気的内周長は、前記外装ケースのうち、径方向において前記アンテナと対向する部分における内周長と、径方向において前記アンテナが対向する前記誘電体の内周長と、前記誘電体の誘電率とに基づくものである、
電子時計。
【請求項４】
請求項３に記載の電子時計において、
前記誘電体は、前記外装ケースと接触している、
電子時計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
外部からの電波を外装ケース内のアンテナにより受信することで、時計表示部が表示している表示時刻を補正する機能を有する電子時計がある。電子時計、特に電子腕時計においては、高い意匠性が要求されることから樹脂製よりも金属製の外装ケースが使用される。金属製の外装ケースを使用すると、外装ケースがアンテナを環状に取り囲むことから、アンテナ単体よりも受信感度が低くなることが知られている。
【０００３】
そこで、外装ケースのアンテナおよび時計表示部を収容する収容空間部に、円環状の誘電体補助部材を配置することで、波長短縮効果により受信感度を向上する電子時計が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１４３６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、外装ケースがアンテナを環状に取り囲むことがアンテナの受信感度の低下に起因しているため、受信感度を向上させるために、外装ケースに対する工夫についてはさらなる改善の余地がある。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、受信感度を効果的に向上することができる電子時計を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本実施形態における電子時計は、収容空間部を有する外装ケースと、前記収容空間部に収容され、かつ時計内部時刻を表示する時計表示部と、前記収容空間部に収容され、かつ前記外装ケースの外部からの電波を受信するアンテナと、を備え、前記外装ケースの径方向において前記アンテナと対向する内周長に関する電気的内周長Ｌは、前記電波の波長λに対して、０．８５λ≦Ｌ≦１．７λである、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明における電子時計は、電気的内周長Ｌが電波の波長λに対して、０．８５λ≦Ｌ≦１．７λであるので、受信感度を効果的に向上することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態１における電子時計の全体構成図である。
【図２】図２は、実施形態１における電子時計の断面図である。
【図３】図３は、受信感度と電気的内周長Ｌとの関係を示す図である。
【図４】図４は、実施形態２における電子時計の全体構成図である。
【図５】図５は、実施形態２における電子時計の要部断面図である。
【図６】図６は、誘電体と電気的内周長Ｌとの関係を示す図である。
【図７】図７は、誘電体と電気的内周長Ｌとの関係を示す図である。
【図８】図８は、誘電体と電気的内周長Ｌとの関係を示す図である。
【図９】図９は、周波数シフト量と誘電体総体積との関係を示す図である。
【図１０】図１０は、変形例における電子時計のアンテナ取り付け位置を示す図である。
【図１１】図１１は、変形例における電子時計のアンテナ取り付け位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の実施形態により本発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１１】
〔実施形態１〕
図１は、実施形態１における電子時計の全体構成図である。図２は、実施形態１における電子時計の断面図である。なお、図２は、図１に示す時計表示部３のうち１２時位置Ｔ１２における軸方向断面図である。また、図１（図４も同様）におけるＸ方向は電子時計の前後方向であり、Ｘ１は前方向、Ｘ２は後方向である。また、図２（図５、図１０、図１１も同様）におけるＺ方向は電子時計の上下方向であり、Ｚ１は上方向、Ｚ２は下方向である。
【００１２】
実施形態における電子時計１は、外部からの電波を受信することで、少なくとも電子時計１が計時している時計内部時刻を補正するものである。本実施形態における電子時計１は、電波として衛星が出力するＧＰＳ（ＧＬＯＢＡＬ  ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭ）電波を用いるものである。なお、ＧＰＳ電波は、ＧＰＳ時刻情報を含む電波であり、現在１．５ＧＨｚ帯（１５７５．４２ＭＨｚ）と、１．２ＧＨｚ帯（１２２７．６０ＭＨｚ）との２種類がある。電子時計１は、図１および図２に示すように、外装ケース２と、時計表示部３と、アンテナ４と、風防５と、リング６と、裏蓋７と、制御部８と、アクチュエータ９と、輪列１０と、バッテリ１１と、絶縁部材１２，１３と、給電ピン１４と、ソーラーパネル１５と、ベルト１６とを備える。本実施形態における電子時計１は、腕時計式、かつ時計表示部３がアナログ表示式のアナログ電子腕時計として説明するが、置き時計式、懐中時計式であってもよく、時計表示部３がデジタル表示式であってもよい。
【００１３】
外装ケース２は、金属製、例えば、チタンやチタン合金などの導電性材料で構成されており、電子時計１の最外郭を構成するものである。外装ケース２は、収容空間部Ｓが形成されており、環状部２１と、かん２２とを有する。
【００１４】
環状部２１は、収容空間部Ｓを構成するものであり、本実施形態では円環状である。環状部２１は、図２に示すように、上下において開口部を有している。上側開口部を風防５が閉塞し、下側開口部を裏蓋７が閉塞することで、収容空間部Ｓを閉塞空間とする。環状部２１は、その内周面が外装ケース２の内周面２ａを構成するものであり、突起部２１ａを有する。突起部２１ａは、風防５を受けるものであり、内周面２ａから外装ケース２の中心に向かって、径方向内側に突出して環状に形成されている。
【００１５】
かん２２は、ベルト１６を連結するものであり、環状部２１の前方向の端部から離間して前方向に突出して２つ、後方向の端部から離間して後方向に突出して２つ形成されている。電子時計１は、前方向側の２つで一組のかん２２，２２の間にベルト１６の一端が連結され、後方向側の２つで一組のかん２２，２２の間にベルト１６の他端が連結され、外装ケース２に対してベルト１６が環状に連結される。
【００１６】
ここで、外装ケース２は、電波の波長λに対して電気的内周長Ｌが０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとなるように形成される。本実施形態における電気的内周長Ｌは、外装ケース２の収容空間部Ｓに後述する誘電体１７，１８が収容されていないことから、外装ケース２の内周長ＬＩと同じとなる。内周長ＬＩは、外装ケース２の径方向においてアンテナ４と対向する部分の周長である。本実施形態における内周長ＬＩは、上下方向から見た場合に、最も周長が小さくなる部分における周長であり、突起部内周面２ｂの周長である。外装ケース２は、ＧＰＳ電波が１．５ＧＨｚ帯であると１６１．７５ｍｍ≦内周長ＬＩ（＝Ｌ）≦３２３．５０ｍｍ、ＧＰＳ電波が１．２ＧＨｚ帯であると２０７．５８ｍｍ≦内周長ＬＩ（＝Ｌ）≦４１５．１６ｍｍとなるように形成される。つまり、外装ケース２は、内径Ｄ、すなわち突起部内周面２ｂにおける径は、ＧＰＳ電波が１．５ＧＨｚ帯であると５１．５１ｍｍ≦内径Ｄ≦１０３．０３ｍｍ、ＧＰＳ電波が１．２ＧＨｚ帯であると６６．１１ｍｍ≦内径Ｄ≦１３２．２２ｍｍとなるように形成される。
【００１７】
時計表示部３は、収容空間部Ｓに収容され、時計内部時刻を表示するものである。時計表示部３は、文字板３１と、秒針３２と、分針３３と、時針３４と、日板３５とを有する。文字板３１は、円盤状に形成されており、外装ケース２の収容空間部Ｓを形成する内周面に対して固定されており、少なくとも光を透過するものである。文字板３１は、インデックス３１ａと、小窓３１ｂと、給電ピン１４が貫通する貫通孔３１ｃとを有する。インデックス３１ａは、秒針３２、分針３３および時針３４との相対位置により、ユーザーに対して各針３２〜３４により表示時刻を認識させるものである。インデックス３１ａは、文字板３１に対して周方向に等間隔に形成されている。本実施形態におけるインデックス３１ａは、３０度ごとに等間隔に形成されるものである。小窓３１ｂは、文字板３１の上下方向において日板３５と対向する位置に形成されており、文字板３１を上下方向において貫通するものである。本実施形態における小窓３１ｂは、矩形形状であり、文字板３１において「３時」の位置に形成されている。各針３２〜３４は、図示しないベースに回転自在に支持されており、文字板３１の上方向側、例えば文字板３１の中心において同軸上を回転する。各針３２〜３４は、文字板３１上のインデックス３１ａに対する相対位置により、秒針３２は表示時刻のうち「秒」を指し、分針３３は表示時刻のうち「分」を指し、時針３４は表示時刻のうち「時」を指すものである。本実施形態における各針３２〜３４は、径方向において文字板３１の中心からの長さが秒針３２と分針３３とが同じで、時針３４が短く形成されている。日板３５は、回転板であり、図示しないフレームに回転自在に支持されており、文字板３１の下方向側を回転する。日板３５は、小窓３１ｂにより文字板３１の上方向側に一部が露出する。日板３５は、暦を識別する一連の文字群の複数の文字が周方向に等間隔でそれぞれ形成されている。
【００１８】
アンテナ４は、収容空間部Ｓに収容されるとともに、外装ケース２の外部からのＧＰＳ電波を受信するものである。アンテナ４は、受信するＧＰＳ電波の周波数特性に応じた形状に形成されている。本実施形態におけるアンテナ４は、線状アンテナの１つであるダイポールであり、文字板３１と風防５との間に配置されている。アンテナ４は、図２に示すように、風防５のうち、文字板３１と対向する面、すなわち下面５ａに、径方向において突起部２１ａと対向して取り付けられている。アンテナ４は、２つの給電部４１，４１と２つのアンテナエレメント４２，４２とを有する。ここで、アンテナエレメント４２は、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、銀、金などの誘電性を有する材料に構成されている。
【００１９】
給電部４１は、アンテナエレメント４２が受信したＧＰＳ電波に基づいたアンテナ出力信号を制御部８に出力するものである。給電部４１は、アンテナエレメント４２の周方向における一方の端部に形成されるものであり、アンテナエレメント４２と一体に形成されている。給電部４１は、給電ピン１４により、制御部８のメイン基板８１と電気的に接続されている。２つの給電部４１，４１は、周方向において隣り合って形成されている。２つの給電部４１，４１は、径方向において、時計表示部３における１２時位置Ｔ１２と対向して形成されている。
【００２０】
アンテナエレメント４２は、ＧＰＳ電波を受信する部分であり、周方向に沿って、円弧状に形成されている。一方のアンテナエレメント４２は、時計回り側の給電部４１から、周方向のうち、時計回り方向に沿って延在して形成されている。他方のアンテナエレメント４２は、反時計回り側の給電部４１から、周方向のうち、反時計回り方向に沿って延在して形成されている。ここで、アンテナエレメント４２の長さは、受信するＧＰＳ電波に応じて設定されており、受信するＧＰＳ電波の波長λの１／４、すなわち１／４λの長さに設定されている。
【００２１】
風防５は、収容空間部Ｓを閉塞するものであり、時計表示部３、アンテナ４を保護するものである。風防５は、外装ケース２に対して時計表示部３の上方向において時計表示部３と対向して固定されている。風防５は、ユーザーが時計表示部３を認識するため光を透過するとともに、ＧＰＳ電波を透過する材料、例えば、ガラスなどで形成されている。本実施形における風防５は、非導電性材料、例えばゴム製のＯリングなどの絶縁部材１２を介して外装ケース２に対して突起部２１ａにおいて固定されている。
【００２２】
リング６は、収容空間部Ｓに収容されるものであり、化粧板である。リング６は、文字板３１と風防５との間に配置されており、環状に形成されている。リング６は、文字板３１の上面に取り付けられており、外周面が外装ケース２の内周面２ａと接触する。リング６は、給電ピン１４が貫通する貫通孔６ａが形成されている。リング６は、電子時計１を視認側、すなわち時計表示部３を視認できる側から見た場合に、外装ケース２と文字板３１との上下方向における極端な段差を抑制するものであり、外装ケース２から文字板３１への連続性を向上させるものである。
【００２３】
裏蓋７は、収容空間部Ｓを閉塞するものであり、制御部８、アクチュエータ９などを保護するものである。裏蓋７は、外装ケース２に対して時計表示部３の下方向において時計表示部３と対向して固定されている。本実施形態における裏蓋７は、金属製である。本実施形における裏蓋７は、非導電性材料、例えばゴム製のＯリングなどの絶縁部材１３を介して外装ケース２に固定されている。これにより、裏蓋７が外装ケース２と電気的に接続されない、非接続状態となるので、裏蓋７が電気的内周長Ｌに影響を与えることを抑制することができる。
【００２４】
制御部８は、収容空間部Ｓに収容され、電子時計１を制御するものであり、時計表示部３よりも下方向側に配置されている。制御部８は、メイン基板８１と、サブ基板８２と、受信回路８３と、制御回路８４と、メイン基板押さえ８５と、サブ基板押さえ８６と、導通部材８７，８８とを有する。なお、制御部８は要求される機能を達成することができればよく、そのハードウェア構成は、周知のマイクロコンピュータのハードウェア構成と同一あるいはほぼ同一である。
【００２５】
メイン基板８１は、電子時計１の主な機能を制御するものである。本実施形態におけるメイン基板８１は、アンテナ４による受信制御、アクチュエータ９の駆動制御、電子時計１の電力制御、バッテリ１１に対する充放電制御などを行う。メイン基板８１は、受信回路８３、制御回路８４が実装され、バッテリ１１が搭載され、バッテリ１１と電気的に接続されている。メイン基板８１は、メイン基板押さえ８５に保持されている。メイン基板８１は、導通部材８７，８８を介して、ソーラーパネル１５と電気的に接続されている。
【００２６】
サブ基板８２は、電子時計１の付加的な機能を制御するものである。本実施形態におけるサブ基板８２は、ソーラーパネル１５の制御などを行う。サブ基板８２は、導通部材８７を介して、メイン基板８１と電気的に接続されている。サブ基板８２は、導通部材８８を介してソーラーパネル１５と電気的に接続されている。
【００２７】
受信回路８３は、アンテナ４による受信制御を行うものである。受信回路８３は、アンテナ４と、給電ピン１４を介して、アンテナ４と電気的に接続されている。受信回路８３は、アンテナ４が受信したＧＰＳ電波に基づいた出力である交流電流が入力される。受信回路８３は、制御回路８４と電気的に接続されており、ＧＰＳ電波に基づいた出力をアンテナ出力信号として、制御回路８４に出力する。なお、受信回路８３は、バラン回路（平衡不平衡変換回路）をも組んでいてもよい。
【００２８】
制御回路８４は、アクチュエータ９の駆動制御、時計内部時刻の補正制御を行うものである。制御回路８４は、図示しない計時部に計時されている時計内部時刻に基づいて、秒針３２、分針３３、時針３４が時計内部時刻に対応した表示時刻となるように、駆動パルスを出力する。つまり、制御部８は、アクチュエータ９を駆動制御することで、秒針３２、分針３３、時針３４を時計周り方向に回転させ、表示時刻を時計内部時刻に対応させる。制御回路８４は、アンテナ出力信号に基づいて、時計内部時刻をＧＰＳ電波に含まれるＧＰＳ時刻情報に置き換える、すなわち時計内部時刻をＧＰＳ時刻情報に基づいて補正する。なお、制御回路８４のうち、アクチュエータ９の駆動制御を行う駆動回路については、別構成部品として、メイン基板８１よりもアクチュエータ９に近いサブ基板８２に実装してもよい。駆動回路は、制御回路８４からの信号に応じて制御される。
【００２９】
メイン基板押さえ８５は、メイン基板８１を外装ケース２に固定するものである。メイン基板押さえ８５は、金属製、すなわち導電性材料で構成されており、アースバネ８５ａを有する。アースバネ８５ａは、メイン基板押さえ８５の下方向側から突出して形成されており、裏蓋７と接続されている。ここで、裏蓋７は金属製であるため、裏蓋７は、メイン基板押さえ８５を介してメイン基板８１と電気的に接続され、メイン基板８１およびサブ基板８２のＧＮＤとして機能する。なお、裏蓋７が外装ケース２と電気的に接続されない、非接続状態であることから、裏蓋７が電気的内周長Ｌに影響を与えることを抑制することができる。なお、アースバネ８５ａは、外装ケース２と接触していてもよい。この場合においても、制御部８と外装ケース２との電気的な接続点は、アースバネ８５ａの１箇所であるため、制御部８が電気的内周長Ｌに影響を与えることを抑制することができる。
【００３０】
サブ基板押さえ８６は、サブ基板８２を外装ケース２に固定するものである。サブ基板押さえ８６は、金属製、すなわち導電性材料で構成されており、上下方向においてバッテリ１１を挟んでメイン基板８１と対向して配置されている。
【００３１】
アクチュエータ９は、収容空間部Ｓに収容され、各針３２〜３４を文字板３１上で回転させるものである。アクチュエータ９は、例えば、間欠駆動する電磁モータであり、輪列１０を介して各針３２〜３４と連結されている。
【００３２】
輪列１０は、収容空間部Ｓに収容され、アクチュエータ９と各針３２〜３４との間に介在する減速機構であり、アクチュエータ９の回転速度を減速することで、秒針３２を６０秒ごとに１回転させ、分針３３を６０分ごとに１回転させ、時針を１２時間ごとに１回転させる。
【００３３】
バッテリ１１は、収容空間部Ｓに収容され、電子時計１の電源の一部である。本実施形態におけるバッテリ１１は、充放電が可能な二次電池であり、メイン基板８１を介して、電子時計１の各機器に電力を供給するものである。
【００３４】
ソーラーパネル１５は、収容空間部Ｓに収容され、電子時計１の電源の一部である。ソーラーパネル１５は、電子時計１の外部から収容空間部Ｓに入射した光により発電を行うものである。ソーラーパネル１５は、光発電素子の集合体であり、文字板３１の下方向側に受光面が文字板３１と対向して配置されている、ソーラーパネル１５は、風防５及び文字板３１を透過した光を受光することで発電する。発電した電力は、導通部材８７，８８を介してメイン基板８１およびサブ基板８２に供給され、電子時計１の各機器に電力を供給、あるいはバッテリ１１に充電されるものである。
【００３５】
ベルト１６は、金属製、例えば、チタンやチタン合金などの導電性材料、あるいは合成樹脂やセラミックスなどの非導電性材料で構成されている。
【００３６】
次に、本実施形態における電子時計１による電波の受信について説明する。制御部８は、時計内部時刻の補正を行う際に、ＧＰＳ電波を受信する。具体的には、衛星から出力されたＧＰＳ電波により、アンテナエレメント４２に交流電流が発生する。その交流電流を給電部４１から制御部８の受信回路８３に出力する。このとき、アンテナ４の電流密度は、給電部４１が最も高く、アンテナエレメント４２のうち給電部４１側と反対側の端部が最も低くなる。アンテナ４は、電流密度に応じて電波放射の強さが変化する。従って、アンテナ４の電波放射の強さは、給電部４１が最も高く、アンテナエレメント４２のうち給電部４１側と反対側の端部が最も低くなる。
【００３７】
ここで、外装ケース２の電気的内周長Ｌと、アンテナ４の受信感度との関係について説明する。図３は、受信感度と電気的内周長Ｌとの関係を示す図である。同図における縦軸は受信感度（Ｃ／Ｎ（ｄＢ））であり、横軸は電気的内周長Ｌ（λ倍）である。受信感度はプラスほど受信感度が高くなり、電気的内周長Ｌはプラスほど電気的内周長Ｌが長くなる。外装ケース２の電気的内周長Ｌと、アンテナ４の受信感度との関係を説明するために、簡易的な基板上に外装ケース２およびアンテナ４を再現した。具体的には、基板上に円弧状のダイポールアンテナを形成し、ダイポールアンテナの外側に円環状の銅箔を異なる径で形成したものを複数用意した。ここで、銅箔は、外装ケース２の内周長ＬＩを構成するものである。つまり、銅箔の周長は、内周長ＬＩ、すなわち本実施形態における電気的内周長Ｌとなる。ＧＰＳ電波として１．５ＧＨｚ帯（１５７５．４２ＭＨｚ）の電波を受信した場合における、受信感度と電気的内周長Ｌとの関係は、図３に示すＰＩとなる。ここで、図３に示すＳＴは、基板上に円弧状のダイポールアンテナのみを形成した場合における基準受信感度であり、この受信感度を０ｄＢとする。アンテナ４が外装ケース２に囲まれている場合は、電気的内周長Ｌ（＝ＬＩ）が１λ、すなわちＧＰＳ電波の波長と同じか、ほぼ同じであると、受信感度の低下を抑制することができる。受信感度は、基準受信感度に対して−１ｄＢよりも低くない範囲にあることが電子時計１として実用上問題の発生が抑制できることとなる。
【００３８】
本実施形態における電気的内周長Ｌは、ＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとなる。電気的内周長Ｌが０．８５λ以上とするのは、電気的内周長Ｌが０．８５λ未満であると、受信感度が急激に低下し、アンテナ４として、ＧＰＳ電波の受信性能が著しく低下するためである。一方、電気的内周長Ｌが１．７５λ以下とするのは、電気的内周長Ｌが１．７５λを超えると、受信感度が基準受信感度よりも低下することとなり、かつ、内周長ＬＩが大きくなることで、外装ケース２の外径が大きくなり、特に、電子時計１が電子腕時計である場合に、意匠性の低下を生じる、すなわち受信感度の効果的な向上、および意匠性の低下の抑制の両立が図れないためである。なお、電気的内周長Ｌは、ＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．３λであることが好ましい。電気的内周長Ｌが１．３λ以下とするのは、電気的内周長Ｌが１．３λ以下であっても受信感度が基準受信感度の−１ｄＢよりも高く、内周長ＬＩ（＝Ｌ）が２４７．３８ｍｍ以下となり、受信感度の効果的な向上を維持しつつ、外装ケース２の外径を小さくすることができることで、意匠性の低下のさらに抑制することができる。さらに、電気的内周長Ｌは、ＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．１３λであることが好ましい。電気的内周長Ｌが１．１３λ以下とするのは、電気的内周長Ｌが１．１３λ以下であっても受信感度が基準受信感度の−１ｄＢよりも高く、内周長ＬＩ（＝Ｌ）が２１５．０３ｍｍ以下となり、受信感度の効果的な向上を維持しつつ、外装ケース２の外径をさらに小さくすることで、意匠性の低下のさらに抑制することができる。
【００３９】
以上のように、本実施形態における電子時計１では、電気的内周長ＬをＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとするので、アンテナ４単体での受信感度（基準受信感度）に対して外装ケース２の収容空間部Ｓにアンテナ４を収容することにより発生する受信感度の低下を抑制することができる。従って、電子時計１では、アンテナ４を外装ケース２に収容した状態であっても、受信感度を効果的に向上することができる。
【００４０】
なお、上記実施形態における電子時計１は、内周長ＬＩを突起部内周面２ｂの周長としたがこれに限定されるものではなく、外装ケース２の径方向においてアンテナ４と対向する部分の周長であり、最も周長が小さくなる部分における周長であればよい。例えば、外装ケース２に、裏蓋７を受ける突起部が形成されている場合、裏蓋７を受ける突起部内周面の周長が最も周長が小さくなる部分であれば、裏蓋７を受ける突起部内周面の周長が０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとなるように、外装ケース２を形成することとなる。
【００４１】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２について説明する。図４は、実施形態２における電子時計の全体構成図である。図５は、実施形態２における電子時計の要部断面図である。実施形態１における電子時計１は、図４および図５に示すように、誘電体１７，１８が外装ケース２とアンテナ４との間に配置される点が、実施形態１における電子時計１とことなる。なお、実施形態２における電子時計１は、実施形態１における電子時計１と、基本的構成および基本的動作はほぼ同一であるので、同一符号の構成要素については、省略あるいは説明を簡略化する。
【００４２】
誘電体１７，１８は、外装ケース２よりも誘電率εが高い材料で構成されており、例えば誘電率εが３０〜４０程度のジルコニアや、ジルコニアよりも誘電率εが高い酸化チタンなどで構成されている。誘電体１７，１８は、収容空間部Ｓに収容され、外装ケース２の内周面２ａに沿って形成されている。誘電体１７，１８は、上下方向から見た場合に、外装ケース２の径方向においてアンテナ４と対向するものである。誘電体１７は、径方向から見た場合に、アンテナ４と直接的に対向するものであり、内周面２ａのうち文字板３１よりもう上方向側に沿って形成されている。誘電体１８は、径方向から見た場合に、アンテナ４と間接的に対向するものであり、内周面２ａのうち文字板３１よりも下方向側に沿って形成されている。本実施形態における誘電体１７，１８は、ともに内周面２ａに接触して、収容空間部Ｓに配置されている。誘電体１７は、突起部２１ａに沿った突起部１７ａが形成されている。つまり、外装ケース２の突起部２１ａのうち、誘電体１７の突起部１７ａが設けられている部分は、突起部２１ａの突起部内周面２ｂではなく、突起部１７ａの内周面１７ｂがアンテナ４と対向する。また、誘電体１７，１８は、外装ケース２の内周面２ａ（突起部内周面２ｂも含む）の全周のうち、一部に沿って形成されている。本実施形態における誘電体１７，１８は、上下方向から見た場合に、少なくとも給電部４１およびアンテナエレメント４２の一部と径方向において対向して円弧状に形成されている。ここで、誘電体１７，１８は、アンテナ４の受信感度の低下を抑制するために、給電部４１を挟んで対称に形成されている。
【００４３】
誘電体１７，１８は、接着剤や付勢部材により、外装ケース２に対して固定されている。例えば、接着剤の場合は、まず、誘電体１７，１８の外周面に接着剤を有する接着テープ材を貼り付け、次に接着テープ材を外装ケース２の内周面２ａに貼り付け、誘電体１７，１８を外装ケース２に固定する。また、接着剤の場合は、まず、誘電体１７，１８の外周面あるいは外装ケース２の内周面２の少なくとも一方に液状の接着剤である液状接着剤を塗布し、外装ケース２の収容空間部Ｓに誘電体１７，１８を収容することで、液状接着剤により誘電体１７，１８を外装ケース２に固定する。ここで、接着剤は、誘電体１７，１８と外装ケース２との間に介在することとなるので、誘電体１７，１８の電気的内周長Ｌを大きくするため、誘電率は高いものが好ましい。付勢部材の場合は、誘電体１７とリング６との間、および誘電体１８とメイン基板押さえ８５との間に、それぞれゴムなどの付勢部材を介在させ、リング６に対して誘電体１７を径方向外側、すなわち外装ケース２側に付勢し、メイン基板押さえ８５に対して誘電体１８を径方向外側、すなわち外装ケース２側に付勢する。なお、外装ケース２と、誘電体１７，１８とを別部材として構成、これらを固定する場合について説明したが、外装ケース２と誘電体１７，１８が一体となっていてもよい。
【００４４】
ここで、外装ケース２の電気的内周長Ｌと、誘電体１７，１８との関係について説明する。図６〜図８は、誘電体と電気的内周長Ｌとの関係を示す図である。電気的内周長Ｌは、アンテナ４と外装ケース２との間に誘電体１７，１８が存在する場合、内周長ＬＩと異なり、導電性を有する外装ケース２に、誘電体１７，１８が接触（ほぼ接触も含む）することで長くなる。外装ケース２の電気的内周長Ｌは、外装ケース２のうち、径方向においてアンテナ４と対向する部分における内周長と、径方向においてアンテナ４が対向する誘電体４の内周長と、誘電体１７，１８の誘電率とに基づくものである。ここで、誘電体１７，１８における実効誘電率をεｅとする。実効誘電率εｅは、誘電体１７，１８の誘電率ε、誘電体１７，１８の径方向における幅ｔ、外装ケース２との径方向における距離ｄに基づくものであり（εe＝（ε，ｔ，ｄ））、誘電体１７，１８の誘電率εの増加に伴い増加するものである。例えば、図６に示すように、誘電体１７が外装ケース２の内周面全周に沿って円環状に形成されている場合、誘電体１７の内周長をＬＡとすると、Ｌ＝ＬＡ×√εｅとなる。ここで、誘電体１７が外装ケース２の内周面に接触している場合は、内周長ＬＩはＬＡとなるので、Ｌ＝ＬＩ×√εｅとなる。この場合、例えば、実効誘電率εｅを３３とした場合に、電気的内周長Ｌは内周長ＬＩの５．７４倍となり、実効誘電率εｅを９３とした場合に、電気的内周長Ｌは内周長ＬＩの９．６５倍となる。また、図７に示すように、誘電体１７が外装ケース２の内周面の一部に沿って円弧状に１つ形成されている場合、誘電体１７の内周長をＬＡとし、外装ケース２の内周面のうち、誘電体１７が沿っていない部分の内周長をＬＢとすると、Ｌ＝ＬＢ＋ＬＡ×√εｅとなる。ここで、誘電体１７が外装ケース２の内周面に接触している場合は、内周長ＬＩ＝ＬＡ＋ＬＢとなる。この場合、ＬＡ＝１／３ＬＩ、ＬＢ＝２／３ＬＩとすると、例えば、実効誘電率εｅを３３とした場合に、電気的内周長Ｌは内周長ＬＩの２．５８倍となり、実効誘電率εｅを９３とした場合に、電気的内周長Ｌは内周長ＬＩの３．８８倍となる。また、図８に示すように、誘電体１７が外装ケース２の内周面の一部に沿って円弧状に２以上形成されている場合、誘電体１７の内周長をＬＡ１，ＬＡ２，ＬＡ３とし、外装ケース２の内周面のうち、誘電体１７が沿っていない部分の各内周長をＬＢ１，ＬＢ２，ＬＢ３とすると、Ｌ＝ＬＢ（＝ＬＢ１＋ＬＢ２＋ＬＢ３）＋ＬＡ（＝ＬＡ１＋ＬＡ２＋ＬＡ３）×√εｅとなる。ここで、誘電体１７が外装ケース２の内周面に接触している場合は、内周長ＬＩ＝ＬＡ＋ＬＢとなる。この場合、ＬＡ＝１／２ＬＩ、ＬＢ＝１／２ＬＩとすると、例えば、実効誘電率εｅを３３とした場合に、電気的内周長Ｌは内周長ＬＩの３．３７倍となり、実効誘電率εｅを９３とした場合に、電気的内周長Ｌは内周長ＬＩの５．３２倍となる。つまり、電気的周長Ｌは、アンテナ４と外装ケース２との間に誘電体１７，１８が存在する場合、外装ケース２の内周長ＬＩの数倍程度長くすることができるので、アンテナ４と外装ケース２との間に誘電体１７，１８が存在しない場合と比較して、外装ケース２の内周長ＬＩを長くすることなく、���気的内周長Ｌを長くすることができる。
【００４５】
図９は、周波数シフト量と誘電体総体積との関係を示す図である。同図における縦軸は周波数シフト量（ＭＨｚ）であり、横軸は誘電体総体積である。周波数シフト量は、誘電体１７，１８による周波数短縮効果を示すものであり、プラスほど電気的内周長Ｌが長くなることを意味する。ここで、誘電体が存在しない場合における周波数をｆ０とすると、誘電体が存在する場合における周波数であるｆａは小さくなる。周波数シフト量は、ｆ０−ｆａであり、プラスほど誘電体が存在することで周波数が小さくなり、ｆ＝ｖ／λから周波数ｆが小さくなるとλが大きくなる。周波数シフト量はプラスほど周波数シフト量が大きくなり、誘電体総体積はプラスほど誘電体総体積が大きくなる。外装ケース２の電気的内周長Ｌと、誘電体１７，１８との関係を説明するために、簡易的なモデルで誘電体１７，１８およびアンテナ４を再現した。具体的には、三次元空間上に、幅１ｍｍ、厚さ０．１ｍｍの円弧状のダイポールアンテナモデルを形成し、ダイポールアンテナモデルの軸方向においてダイポールアンテナモデルと接触した状態で対向する幅２ｍｍの誘電体モデルをダイポールアンテナモデルに対する配置、厚さを異ならせて形成したものを複数用意した。ＧＰＳ電波として１．５ＧＨｚ帯（１５７５．４２ＭＨｚ）の電波を受信した場合における、周波数シフト量と電気的内周長Ｌとの関係は、図９に示すＡ〜Ｆとなる。ここで、同図に示すＡ〜Ｃは、実効誘電率εｅをそれぞれ９３，３３，５とした場合において、ダイポールアンテナモデルの全周に対する誘電体モデルの占める（軸方向において接触する）割合を増加することで誘電体総体積を増加させたものである。また、同図に示すＤ〜Ｆは、実効誘電率εｅをそれぞれ９３，３３，５とした場合において、ダイポールアンテナモデルの全周に対する誘電体モデルの占める（軸方向において接触する）割合を一定とし、厚さを増加することで誘電体総体積を増加させたものである。同図に示すＡ〜Ｆに示すように、誘電体モデルの占める割合、または厚さが一定でも、実効誘電率εｅが高くなるほど、周波数シフト量が増加し、電気的内周長Ｌが増加することなる。また、同図に示すＡ〜Ｃに示すように、実効誘電率εｅが同じで、厚さが一定でも、誘電体モデルの占める割合が増加するほど、周波数シフト量が増加し、電気的内周長Ｌが増加することなる。また、同図に示すＤ〜Ｆに示すように、実効誘電率εｅが同じで、誘電体モデルの占める割合が一定でも、厚さが増加するほど、周波数シフト量が増加し、電気的内周長Ｌが増加することなる。また、同図に示すＡ〜Ｆに示すように、実効誘電率εｅが同じでも、誘電体モデルの占める割合の増加が、厚さが増加するよりも、周波数シフト量が増加し、電気的内周長Ｌが増加することなる。
【００４６】
以上のように、本実施形態における電子時計１では、アンテナ４と外装ケース２との間に誘電体１７，１８が存在する場合においても、電気的内周長ＬをＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとするが、アンテナ４と外装ケース２との間に誘電体１７，１８が存在しない場合と比較して、外装ケース２の内周長ＬＩを長くすることなく、電気的内周長Ｌを長くすることができるので、電気的内周長ＬをＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとするために、外装ケース２の内周長ＬＩを長くすることを抑制することができる。従って、電子時計１では、アンテナ４を外装ケース２に収容した状態であっても、受信感度を効果的に向上することができるとともに、外装ケース２の外径を小さくすることで、意匠性の低下を抑制することができる。
【００４７】
また、本実施形態における電子時計１では、誘電体１７，１８が外装ケース２と接触していることで、外装ケース２と接触していない場合と比較して、実効誘電率εｅの低下を抑制することができる。従って、電気的内周長ＬをＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとするために、外装ケース２の内周長ＬＩを長くすることをさらに抑制することができる。また、本実施形態における電子時計１では、誘電体１７のみならず、誘電体１８を設けることで、誘電体全体の上下方向における長さ、すなわち誘電体１７，１８を１つの誘電体と見た場合における厚さを増加させることができ、誘電体総体積を増加することができる。従って、電気的内周長ＬをＧＰＳ電波の波長λに対して０．８５λ≦Ｌ≦１．７λとするために、外装ケース２の内周長ＬＩを長くすることをさらに抑制することができる。
【００４８】
なお、上記実施形態１，２における電子時計１は、アンテナ４を風防５に取り付けられているが、これに限定されるものではなく、収容空間部Ｓに配置されていればよい。図１０は、変形例における電子時計のアンテナ取り付け位置を示す図である。図１１は、変形例における電子時計のアンテナ取り付け位置を示す図である。アンテナ４は、図１０に示すように、リング６に取り付けられてもよい。この場合は、リング６のうち、上下方向において風防５と対向する面、すなわち上面６ｂに取り付ける。また、アンテナ４は、図１１に示すように、リング６の内部に取り付けられてもよい。この場合は、リング６は、径方向における断面がＬ字状に形成され、接線方向から見た場合における両端部が外装ケース２の内周面および文字板３１の上面にそれぞれ接触することで、リング６と外装ケース２と文字板３１とで空間部が形成される。時計表示部３は、文字板３１とリング６との間にアンテナ基台３６が形成されている。アンテナ基台３６は、周方向に沿って、円弧状あるいはリング状に形成されている。アンテナ４は、アンテナ基台３６のうち、上下方向においてリング６と対向する面、すなわち上面３６ａに取り付けられる。
【００４９】
また、本実施形態１，２および変形例における電子時計１は、アンテナ４をダイポールアンテナとして説明したがこれに限定されない。電子時計１は、線状アンテナの１つであるループアンテナであってもよい。この場合は、２つの給電部４１，４１と、１つのアンテナエレメント４２とを有する。給電部４１は、径方向において、時計表示部３における１２時位置Ｔ１２と対向して形成されている。アンテナエレメント４２は、周方向に沿って、一方の給電部４１から、周方向において対向する他方の給電部４１まで、周方向に沿って円環状に形成されている。２つの給電部４１，４１は、径方向において時計表示部３における１２時位置Ｔ１２と対向する位置に形成されている。ここで、アンテナエレメント４２の長さは、受信するＧＰＳ電波の波長λの長さに設定されている。アンテナ４がループアンテナであると、径方向において２つのダイポールアンテナを対向させたような、アンテナ特性となる。つまり、変形例におけるアンテナ４は、外装ケース２の中心を挟んで、２つの給電部４１，４１と対向する部分に見かけ上の給電部が存在することとなる。
【００５０】
また、アンテナ４は、線状アンテナの１つであるモノポールアンテナであってもよいし、パッチアンテナ、チップアンテナ、逆Ｆアンテナ、スロットアンテナなどであってもよい。また、アンテナ４は、収容空間部Ｓのうち、文字板３１よりも下方向側の空間部に取り付けられていてもよい。文字板３１よりも下方向側の空間部には、例えば、制御部８のメイン基板８１にアンテナ基台が形成されており、アンテナ４はアンテナ基台に形成されていてもよい。アンテナ４がリング６の上面６ｂやリング６の内部に取り付けられる場合と比較して、リング６の径方向における幅を小さくすることができるので、ソーラーパネル１５の径を大きくすることができ、ソーラーパネル１５の受光面の拡大を図ることができる。また、リング６の径方向における幅を小さくすることで、意匠性を向上することができる。
【００５１】
また、裏蓋７は、樹脂製、セラミックス製であってもよい。この場合は、裏蓋７が非導電材料である合成樹脂、セラミックスで構成されるため、アンテナ４の受信感度をさらに向上することができる。また、裏蓋７は、絶縁部材１３を用いることなく、外装ケース２に直接固定することができる。また、裏蓋７は、金属製であっても、意匠性の向上や、アンテナ４の受信感度の向上を目的として、非導電材料である合成樹脂、セラミックス、ガラスで構成される中央部材と、中央部材の外周を囲う導電性材料である金属で形成された外周部材とを有する場合がある。この場合は、裏蓋７が外装ケース２と電気的に接続され、接続状態となるので、裏蓋７が与える影響を考慮して、電気的内周長Ｌを設定することとなる。
【００５２】
また、上記実施形態１，２および変形例における電子時計１は、誘電体１７，１８が外装ケース２の内周面２ａ全周の一部に沿って形成されているが、全周に沿って形成されていてもよい。また、上記実施形態１，２および変形例における電子時計１は、誘電体１７，１８が外装ケース２の内周面２ａ全周の一部の１箇所に沿って形成されているが、２以上の箇所に沿って形成、すなわち分散して形成されていてよい。この場合、誘電体１７，１８は、アンテナ４の受信感度の低下を抑制するために、給電部４１を挟んで対称に形成されている。また、上記実施形態１，２および変形例における電子時計１は、誘電体１７，１８が径方向において給電部４１，４１と対向する位置に形成されているが、給電部４１，４１と対向しない位置、またはアンテナエレメント４２と対向しない位置に形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１  電子時計
２  外装ケース
２ａ  内周面
２ｂ  突起部内周面
２１  環状部
２１ａ  突起部
２２  かん
３  時計表示部
３１  文字板
３２  秒針
３３  分針
３４  時針
３５  日板
３６  アンテナ基台
４  アンテナ
４１  給電部
４２  アンテナエレメント
５  風防
６  リング
７  裏蓋
８  制御部
９  アクチュエータ
１０  輪列
１１  バッテリ
１２，１３  絶縁部材
１４  給電ピン
１５  ソーラーパネル
１６  ベルト
１７，１８  誘電体
Ｓ  収容空間部
Ｔ１２  １２時位置
【図１】
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【図２】
2019045310.tif 000004
【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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