(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電波を受信する受信アンテナを有するアンテナユニットと、
前記アンテナユニットの受信信号を入力し、該受信信号を処理する受信回路部を有する通信回路ユニットと、
前記通信回路ユニットからの信号を入力し、所定の演算処理を行なうとともに該演算処理結果を表示する表示部を有する主ムーブメントユニットと、
前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットと主ムーブメントユニットを収納するケースとを備え、
前記主ムーブメントユニットと前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットとは別体であり、
前記主ムーブメントユニットを前記ケースの中央に配設し、前記主ムーブメントユニットの両端の位置に前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットとをそれぞれ配設し、
前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットを接続する可撓性接続部材を設けるとともに、該可撓性接続部材と前記主ムーブメントユニットとの間に電磁遮蔽板を配置することを特徴とする通信機能付電子時計。
【請求項２】
前記表示部を覆うとともに前記ケースに設ける風防と、
前記風防と対向する側の前記ケースに設ける裏蓋とを備え、
前記主ムーブメントユニットの前記表示部表面は前記風防表面と平行に配設するとともに前記アンテナユニットのアンテナ基板表面と前記通信回路ユニットの通信回路基板表面は前記主ムーブメントユニットに対して前記風防と反対側に傾けるように配設し、
前記アンテナ基板と前記通信回路基板と対向する前記裏蓋は、それぞれ前記アンテナ基板面と前記通信回路基板面とほぼ平行とする
ことを特徴する請求項１記載の通信機能付電子時計。
【請求項３】
前記ケースは複数の部材からなり、
少なくとも前記アンテナユニットに面する前記ケースは電波受信を阻害しない材料からなることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の通信機能付電子時計。
【請求項４】
前記電波受信を阻害しない材料はプラスチックからなる
ことを特徴とする請求項３に記載の通信機能付電子時計。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信機能付電子時計と、通信衛星からの信号を受信して前記通信衛星からの信号に基づき演算された所定の情報を前記通信機能付電子時計に対して前記通信衛星の電波信号より低い周波数にて出力する通信イン
ターフェース装置とを備えることを特徴とする通信機能システム。
【請求項６】
前記通信インターフェース装置は、
ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信アンテナ部と、
前記ＧＰＳ受信アンテナ部にて受信したＧＰＳ信号を増幅および検波を行なうＧＰＳ受信回路部と、
前記ＧＰＳ受信回路部から信号を入力し位置情報と時間情報をデジタル信号に処理する演算処理部と、
前記演算処理部の信号を前記通信機能付電子時計に向けて送信する送信アンテナ部とを備えることを特徴とする請求項５に記載の通信機能システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、受信装置を有する電子時計に関する。とりわけ、この電子時計が携帯型の腕時計であるものに関する。
【０００２】
さらに、受信装置を有する電子時計を含む通信機能システムに関する。
【０００３】
【従来の技術】
デジタル技術の進歩により、時刻表示を専らとしていた腕時計にアラームやクロノグラフなど腕時計の時間標準を利用した付加機能をつけた多機能化が実現して久しい。つまり、こうした多機能腕時計には発信部品、それを処理する論理回路部品、処理結果を表示する液晶などのデジタル表示や針式のアナログ表示する表示部品とこれらを動かす電源である電池、さらにはこれらを操作する幾つものボタンやリューズを組み合わせた操作部材などを備えながら、携帯性の良い腕時計にまとめる技術は確立してきた。
【０００４】
更にはセンサー部品の小型化やその処理回路の小型化も著しく、ＩＣの高密度化と相俟って脈拍計や水深計や高度計のように各種センサーと組み合わせた新たな機能と合体した腕時計が実現し、腕時計も時計と一体となった小型（腕）携帯機器機器としてその一環を占めるようになった。
【０００５】
センサーとしてアンテナを用いた例として標準電波を受信して時刻表示や時刻修正する腕電波時計も出回るようになってきている。
【０００６】
このように、最近では無線通信分野でも携帯端末としての機能時計が各種提案されるようになった。ＧＰＳ受信装置を搭載してＧＰＳ衛星から発信される位置情報などの電波を受信し、位置情報を表示する携帯機器もその一つで、特開２００１−１３８６７号公報にその例を見ることが出来る。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
時計に対する機能化が進んでも腕に携帯する電子時計には常に携帯性が要求される。即ち小型、薄型化を目指しながら、コンパクトな携帯性の良い構造が要求される。一方、無線通信機能を有する機器には電波を送受信するアンテナとこのアンテナが送受信するためのための通信回路が必要となる。アンテナの小型化が進んだとは言え、時計部品から見るとアンテナ部品は大きな部品である。また、通信回路も一般にアナログ処理・デジタル処理の両方を行わなければならず、比較的複雑な構成となり通常のＩＣ技術ではワンチップになりずらい形態をしている。ここに用いられるアンテナやアナログ回路はノイズの影響を受け易く、電磁遮蔽を行うための構造物も必要となる。
【０００８】
通信機能付き電子時計においては従来の電子時計部品に加え、上述したような通信機能を処理するための機能部品が必要になり構造的にも携帯性を損ねる大きな形になりがちである。
【０００９】
例示した特許文献においても同じ問題をかかえ、一つの解決策としてアンテナ部品と電池及び表示体との関係でいろいろな配置を提案している。しかし、この提案では時計を腕に装着したときに、バンド方向とは直角関係にある腕方向にいずれかの構造物が飛び出す形になり、携帯性でも、デザイン性でも制約をもたらす原因となっていた。
【００１０】
このように通信機能を有する携帯機器であっても、電子時計としての携帯性をよくすることが要求される。
【００１１】
本発明の目的は製造し易く、電磁ノイズの影響も受けずらい、携帯性の高い構造をした通信機能を備えた電子時計とそのシステムを提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明の通信機能付電子時計では、電波を受信する受信アンテナを有するアンテナユニットと、前記アンテナユニットの受信信号を入力し、該受信信号を処理する受信回路部を有する通信回路ユニットと、前記通信回路ユニットからの信号を入力し、所定の演算処理を行なうとともに該演算処理結果を表示する表示部を有する主ムーブメントユニットと、前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットと主ムーブメントユニットを収納するケースとを備え、前記主ムーブメントユニットと前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットとは別体であり、前記主ムーブメントユニットを前記ケースの中央に配設し、前記主ムーブメントユニットの両端の位置に前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットとをそれぞれ配設し、前記アンテナユニットと前記通信回路ユニットを接続する可撓性接続部材を設けるとともに、該可撓性接続部材と前記主ムーブメントユニットとの間に電磁遮蔽板を配置することを特徴とする。
また本発明の通信機能付電子時計では、前記表示部を覆うとともに前記ケースに設ける風防と、前記風防と対向する側の前記ケースに設ける裏蓋とを備え、前記主ムーブメントユニットの前記表示部表面は前記風防表面と平行に配設するとともに前記アンテナユニットのアンテナ基板表面と前記通信回路ユニットの通信回路基板表面は前記主ムーブメントユニットに対して前記風防と反対側に傾けるように配設し、前記アンテナ基板と前記通信回路基板と対向する前記裏蓋は、それぞれ前記アンテナ基板面と前記通信回路基板面とほぼ平行とすることを特徴する。
またさらに本発明の通信機能付電子時計では、前記ケースは複数の部材からなり、
少なくとも前記アンテナユニットに面する前記ケースは電波受信を阻害しない材料からなることを特徴とする。
さらに本発明の通信機能付電子時計では、前記電波受信を阻害しない材料はプラスチックからなることを特徴とする。
さらに本発明の通信機能付電子時計では、前記ケースは複数の部材からなり、少なくとも前記アンテナユニットに面する前記ケースはプラスチック材料からなることを特徴とする。
本発明の通信機能システムは、上記の通信機能付電子時計と、通信衛星からの信号を受信して前記通信衛星からの信号に基づき演算された所定の情報を前記通信機能付電子時計に対して前記通信衛星の電波信号より低い周波数にて出力する通信インターフェース装置とを備えることを特徴とする。
また本発明の通信機能システムの通信インターフェース装置は、ＧＰＳ信号を受信するＧＰＳ受信アンテナ部と、前記ＧＰＳ受信アンテナ部にて受信したＧＰＳ信号を増幅および検波を行なうＧＰＳ受信回路部と、前記ＧＰＳ受信回路部から信号を入力し位置情報と時間情報をデジタル信号に処理する演算処理部と、前記演算処理部の信号を前記通信機能付電子時計に向けて送信する送信アンテナ部とを備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るＧＰＳ通信機能付き電子時計及びそれを含む通信システムについて図面を参照しながら詳しく説明する。
【００１４】
図１は本発明の電子時計の機能を示すシステム図で、ＧＰＳ衛星が発射する電波を受信するための受信アンテナ部１が受信した電波を受信回路部２で増幅・検波してＧＰＳ信号を取り出し、この信号を元に位置情報や時刻情報としてデジタル化した信号を演算処理部３に送る。演算処理部３は本時計を司る全ての演算処理を行う部分で、ワンチップマイコンＩＣを中心として、時間標準にとなる発振部など従来のデジタル時計を処理する機能も含んでいる。入力手段６からの指示で制御されたり、記憶部４とのやり取りで行う演算処理に必要なプログラムはワンチップマイコンＩＣに組み込まれている。従って、この演算処理部３では前記受信回路部２から送られてきた位置情報や時刻情報を演算処理するばかりでなく、時計としての時刻処理やクロノグラフやアラームなど通常の付加機能の処理も行う。この演算結果は従来の電子時計と同じく液晶などの表示部５に送られその内容を表示する。また受信関係以外の構成部である入出力処理手段６４は、演算処理部３、記憶部４、表示部５及び入力手段６より成る。
【００１５】
図２は本実施形態の完成電子時計で、図２ａは正面図、図２ｂはその側面図である。１０はケース、１１はこのケース１０の中央に位置し、ベゼル１３に囲われた風防１２に覆われた液晶表示部、１４ａ〜１４ｄは操作ボタン、１５ａは上バンド、１５ｂは下バンド、１９は裏蓋である。
【００１６】
液晶表示部１１は時刻（１２時３４分）と北緯（４０度４３分３６秒）、東経（１３５度２４分１２秒）の位置表示を示している例で、操作ボタン１４ｄの操作により別のモードを選択し、例えば日付表示と時刻表示を並べて表示したり、或いはまた、距離モードを選択して、ＧＰＳの示す２点間の距離計算や積算した移動距離を計算し、表示することも出来る。また、クロノやアラームなど従来の電子時計と組み合わせた機能を搭載し、表示することも出来る。
【００１７】
ケース１０は上ケース１０ａと下ケース１０ｂとからなり、少なくとも上ケース１０ａはプラスチックのような電波の受信を阻害しない材料で作られている。上ケース１０ａと下ケース１０ｂとはねじ止め又ははめ込みなどで一体化構造となっている。
【００１８】
ケース１０の中には裏蓋１９側に開いた１６〜１８の３つの収納部を有する。１６は中央収納部で裏蓋の反対側はベゼル１３の内側に位置する風防１２側に開き、一般の時計ケースと同じような空洞となっていて、後述する主ムーブメントユニットを収納する。１７はこの中央収納部１６と上バンド１５ａとの間に位置する上ケース１０ａ内にあって、後述するアンテナユニットを収納する上収納部であり、１８は中央収納部１６と下バンド１５ｂとの間に位置する下ケース１０ｂ内にあって、後述する通信回路ユニットを収納する下収納部である。
【００１９】
上下ケース１０ａと１０ｂは風防１２の面を基準にバンド方向に向け、腕形状に沿った傾きを持たせた角度を有している。従って、腕と接する裏蓋１９の形状もほぼ腕形状に沿った形となり、腕とのフィット感を持たせるようになっている。
【００２０】
図３はケース１０に収納するＧＰＳ通信機能付き電子時計のムーブメント構造を示す側面図で、２０が主ムーブメントユニット、３０が通信回路ユニット、４０がアンテナユニットである。
【００２１】
主ムーブメントユニット２０は図１の点線部で示す演算処理部３、記憶部４、表示部５、
入力手段６にかかわる機能部品で構成し、ムーブメント体２１には液晶表示部１１を備えている。ムーブメント体２１は電源となる電池、時間基準を発生する水晶発信器、信号処理をするＩＣ、機能選択など外部指示を行う操作ボタンに係る接点構造部品などからなり、これらを搭載するメイン基板２２を含む。このメイン基板２２には、通信回路ユニット３０へ電源を供給し、また、通信ユニット３０からの情報を受けるための信号を受けるフレキシブルな接続シート３３が接続している他は従来の多機能時計と同じ要素で構成されており、通常の時計ケースに納まる構造をしているのでその詳細は省略する。
【００２２】
通信回路ユニット３０は図１の受信回路部２にかかわる機能部品で構成し、通信回路基板３１にアナログ信号である受信信号を処理する通信回路部品３２を搭載している。具体的には抵抗やコンデンサーとＩＣ部品を組み合わせたものである。通信回路基板３１の上面では主ムーブメントユニット２０と接続シート３３で接続し、下面ではアンテナ線４３が接続している。
【００２３】
アンテナユニット４０は図１の受信アンテナ部１にかかわる機能部品で構成され、アンテナ基板４１とＧＰＳ電波を受信する受信アンテナ４２からなる。受信アンテナ４２で受けた信号はフィーダー線など可撓的な接続部材のアンテナ線４３で通信回路ユニット３０に接続している。アンテナ線４３と主ムーブメントユニットの間には電磁遮蔽板４４が設けてある。
【００２４】
図において、接続シート３３、アンテナ線４３、電磁遮蔽板４４は説明し易く充分な厚みをもって示しているが、実際には百ミクロンオーダーの薄い素材を使用している。
【００２５】
図４は図３を平面的に展開した平面展開図で、通信回路基板３１に搭載されている通信回路を構成するＩＣチップ３４や抵抗部品３５、コンデンサー部品３６などの配置例を示す。他の部番は図３と同じである。
【００２６】
このように構成されている事から、アンテナユニット４０の受信アンテナ４２で受けたＧＰＳ電波はフレキシブルなアンテナ線４３を介して通信回路ユニット３０に送られ、ここの通信回路部品３２でデジタル信号化された衛星情報は接続シート３３を介して主ムーブメントユニット２０へ送られ、この主ムーブメントユニット２０内で演算処理され、その結果が液晶表示部１１に表示される。
【００２７】
時計ムーブメントを３つのユニットに分け、アンテナユニット４０と通信回路ユニット３０を主ムーブメントユニット２０から分離したことで、主ムーブメントユニット２０の構成部品は従来の電子時計とほぼ同じになり、従来培ってきた構造技術が容易に取り入れ易くなる。その結果、主ムーブメントユニット２０の小型薄型化が容易に実現し易くなる。従って、中央収納部１６に収納する主ムーブメントユニット２０は従来の構造そのままにコンパクトに納めることが出来る。
【００２８】
主ムーブメントユニット２０は風防１２と平行の中央収容部１６に配置され、通信回路ユニット３０はこの主ムーブメントユニット２０と下バンド１５ｂの間に位置する下収容部１７に、アンテナユニット４０は主ムーブメントユニット２０を挟んで反対側の上バンド１５ａとの間に位置する上収容部１８に配置されるから、主ムーブメントユニット２０に対する通信回路ユニット３０とのなす角とアンテナユニット４０とのなす角は腕の形に沿ったほぼ同じ角度をもって配置される。このように、バンド方向の角度をほぼ腕の丸みに合わせた角度に持たせる事が出来るから、通信機能付きに伴なう構成部品の増加で本来大きくなる時計構造物が、あたかもバンドの一部に部品が納まったかのようになり、スマートなデザイン感覚の装着性の良い電子時計が実現できる。
【００２９】
このとき、アンテナユニット４０を収納する上ケース１０ａの材質は電波障壁にならないプラスチックなどを使っているので、電波は容易に受信しやすくなっている。アンテナユニット４０と通信回路ユニット３０を結ぶアンテナ線４３と主ムーブメントユニット２０の間には電磁遮蔽板４４が設けてあるので、ムーブメントの出すノイズを遮蔽でき安定した信号を通信回路ユニット３０に送ることが出きる。
【００３０】
アンテナ線４３に可撓的なシールド線を用いることにより電磁遮蔽板を省略することが出来る。
【００３１】
裏蓋１９は一体もので図示したが、各収納部１６、１７、１８に対応してそれぞれ別体のものでも良く、さらに、裏蓋材質が違うものでも良い。
【００３２】
ケース内に収容された完成時計のムーブメントは図３に示すように３つのユニット２０、３０、４０はお互いに角度を持って配置しているが、ムーブメントの組立段階ではお互いを平行位置にして作業出来る。図５がその作業時の配置関係を示す側面図で、各ユニット２０、３０、４０の間の接続に可撓性接続部材を使用しているから可能となる。
【００３３】
即ち、図示するように、アンテナ線４３や接続シート３３は作業性の良い比較的平行位置で行い、ケースへの収納時には接続部材の可撓性を利用して角度を持たせてそれぞれの収納部に納める事が出来、生産性の良いムーブメント製造が可能となる。
【００３４】
ここまで、本実施形態としてＧＰＳ衛星からの電波を直接受ける電子時計を例に説明してきたが、ＧＰＳ電波は微弱であるのに加え、位置情報を抽出するには同時に４個以上の衛星から受信し、複雑な計算を逐次迅速に行う必要がある。そのために通信回路が複雑になり、電力消費も大きくなる。このことは、回路部品を増やすことになったり、大きな容量の電池が望まれ、構造設計の困難さが増す。
【００３５】
本発明の電子時計にあっては、これを軽減するためにインターフェースをおくシステムを利用することがある。次に、その場合の実施形態を説明する。
【００３６】
図６はＧＰＳインターフェースの機能システム図である。ＧＰＳ受信アンテナ部５１が受信したＧＰＳ衛星からの電波はＧＰＳ受信回路部５２で増幅・検波され、演算処理部５３で記憶部５４とやり取りしながら位置情報や時間情報のデジタル信号となるようにデジタル処理する。その信号は、送信回路部５５に送られ、送信アンテナ５６から前述した電子時計に向けて電波を発信する。
【００３７】
ＧＰＳ衛星からの電波は数ギガヘルツの極超短波であるが、インターフェースから発射する電波は携帯受信装置としては比較的扱い易いもっと低い周波数帯の電波、例えば、３００メガヘルツ近辺の電波が利用できる。また、インターフェースユニットそのものは時計のように腕に携帯するという制約は受けないので、十分大きな電源の搭載が可能であり、強い電力での発信が可能となる。その分、時計側では電波が受けやすくなるから、時計側のアンテナ条件や受信回路の処理条件は緩和され、構造的にも設計が容易になる。
【００３８】
このようにインターフェースを用いるシステムにおいても、ムーブメントを３つのユニットに分けてバンド方向に分散して収納する時計構造の特徴は利用できることに変わりは無い。前述したように、通信回路の負担を軽減し、ひいては回路ユニットの構成をより簡素な形にし、併せて、主ムーブメントユニットの電池も小さく出来るので、その分、小型かつ携帯性の良いものとなる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように、アンテナを装備する通信機能を有する電子時計において、そのムーブメントを主ムーブメントユニットと通信回路ユニットとアンテナユニットの３つのユニットに分け、主ムーブメントユニットの両端、バンドとの間に通信回路ユニットとアンテナユニットをほぼ腕に沿った角度を持たせて配置する事により、携帯性に富んだ電子時計を提供できる。
【００４０】
さらにアンテナユニットと通信回路ユニット及び通信回路ユニットと主ムーブメントユニットの間を可撓性のある接続手段で接続することに加工性が高く、組立性の良いムーブメントを提供できる。
【００４１】
さらにまた、ムーブメントとアンテナ線の間に遮蔽板を設けていることにより、ムーブメントの発するノイズに強い通信機能付き構造が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電子時計の機能システム図
【図２】（ａ）完成電子時計の正面図、（ｂ）完成電子時計の側面図
【図３】ムーブメントの構造側面図
【図４】ムーブメントの平面展開図
【図５】作業時の配置関係を示す側面図
【図６】ＧＰＳインターフェースユニットの機能システム図
【符号の説明】
１ 受信アンテナ部
２ 受信回路部
３ 演算処理部
４ 記憶部
５ 表示部
６ 入力手段
１０ ケース
１１ 液晶表示部
１２ 風防
１３ ベゼル
１４ 操作ボタン
１５ａ 上バンド
１５ｂ 下バンド
１６ 中央収納部
１７ 上収納部
１８ 下収納部
１９ 裏蓋
２０ 主ムーブメントユニット
２１ ムーブメント体
２２ メイン基板
３０ 通信回路ユニット
３１ 通信回路基板
３２ 通信回路部品
３３ 接続シート
３４ ＩＣチップ
３５ 抵抗部品
３６ コンデンサー部品
４０ アンテナユニット
４１ アンテナ基板
４２ 受信アンテナ
４３ アンテナ線
４４ 電磁遮蔽板
５１ ＧＰＳ受信アンテナ部
５２ ＧＰＳ受信回路部
５３ 演算処理部
５４ 記憶部
５５ 送信回路部
５６ 送信アンテナ部
【図１】
0003825301.tif 000002
【図２】
0003825301.tif 000003
【図３】
0003825301.tif 000004
【図４】
0003825301.tif 000005
【図５】
0003825301.tif 000006
【図６】
0003825301.tif 000007