Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6808914B2 - 電子時計およびアンテナ装置 - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6808914B2 - 電子時計およびアンテナ装置 - Google Patents

電子時計およびアンテナ装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6808914B2
JP6808914B2 JP2015155440A JP2015155440A JP6808914B2 JP 6808914 B2 JP6808914 B2 JP 6808914B2 JP 2015155440 A JP2015155440 A JP 2015155440A JP 2015155440 A JP2015155440 A JP 2015155440A JP 6808914 B2 JP6808914 B2 JP 6808914B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
antenna pattern
antenna
electronic clock
cover glass
ring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015155440A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017032506A (ja
Inventor
敏夫 英
敏夫 英
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Casio Computer Co Ltd filed Critical Casio Computer Co Ltd
Priority to JP2015155440A priority Critical patent/JP6808914B2/ja
Priority to US15/185,381 priority patent/US20170040701A1/en
Priority to CN201610570988.4A priority patent/CN106450672A/zh
Publication of JP2017032506A publication Critical patent/JP2017032506A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6808914B2 publication Critical patent/JP6808914B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04RRADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00Constructional details
    • G04R60/06Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies
    • G04R60/10Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies inside cases
    • GPHYSICS
    • G04HOROLOGY
    • G04RRADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00Constructional details
    • G04R60/06Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies
    • G04R60/10Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies inside cases
    • G04R60/12Antennas attached to or integrated in clock or watch bodies inside cases inside metal cases
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12Supports; Mounting means
    • H01Q1/22Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H01Q1/244Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas extendable from a housing along a given path
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/273Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/44Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/045Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
    • H01Q9/0457Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means electromagnetically coupled to the feed line
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04Resonant antennas
    • H01Q9/0407Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0464Annular ring patch

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Support Of Aerials (AREA)

Description

本発明は、子時計およびアンテナ装置に関する。
腕時計で他の機器と電波によって情報の送受信を行う場合や、時刻やタイムゾーンを取得するために衛星電波を受信する場合において、アンテナの受信感度は課題である。アンテナの受信感度を向上させるためにはサイズの大きなアンテナを利用すればよいが、腕時計を極端に大きくすることができない。腕時計では、デザイン性に影響が少ないアンテナが望まれている。
例えばGPS(Global Positioning System)などの衛星電波を受信する場合、従来の腕時計では、立方体形状のパッチアンテナを採用し、またはベゼルの内側にリング状の誘電体で構成されるリングアンテナを採用するなどしてアンテナ利得や円偏波特性を確保していた。しかし、パッチアンテナとリングアンテナのいずれも腕時計の直径や厚みの増加を招いており、デザイン性に大きな影響を与えていた。
特許文献1に記載の発明は、誘電体で構成されるリングアンテナを採用した例である。この特許文献1の要約書の解決手段には、「電子機器1は、外部から送信される無線電波を受信するGPSアンテナ11と、少なくとも一部が非導電性部材にて形成された外装ケース101と、外装ケース101内に収納され、非導電性部材にて板状に形成された文字板2と、外装ケース101に取り付けられ、導電性部材にて形成される裏蓋102と、外装ケース101内に文字板2および裏蓋102間に位置して収納され、GPSアンテナ11で受信した無線電波に基づく受信信号を処理する受信部とを備える。GPSアンテナ11は、文字板2の周囲に沿って配置されて線状に形成されたアンテナ電極112を有する。裏蓋102は、受信部のグランド電位に接続されて無線電波を反射する反射板として機能する。」と記載されている。
特開2015−8513号公報
特許文献1に記載されている発明によれば、カバーガラス下にリングアンテナを構成することができる。しかし、腕時計の直径や厚みの増加を招いており、デザイン性に影響を与えるおそれがある。
そこで、本発明、電子時計およびアンテナ装置について、筐体のサイズや厚みの増大を招くことなく性能のよいアンテナを構成することを課題とする。
本発明の一態様は、上記目的を達成するため、
カバーガラスの上面又は下面の表面上に設けられた環状の第1のアンテナパターン及び、前記第1のアンテナパターンの下方に設けられ、前記第1のアンテナパターンと容量結合する第2のアンテナパターンを有し、前記第1のアンテナパターンは、前記第2のアンテナパターンとの組み合わせにより所定の共振周波数を実現することを特徴とする通信装置と、
前記カバーガラスの下方に配置されたリング状部材と
を備え、
前記第2のアンテナパターンは、前記リング状部材に形成される、
ことを特徴とする電子時計である。
本発明によれば電子時計およびアンテナ装置について、筐体のサイズや厚 みの増大を招くことなく性能のよいアンテナを構成することが可能となる。
本実施形態における電子時計とそのアンテナとを示す構成図である。 本実施形態における電子時計を示す分解斜視図である。 アンテナ部分の拡大断面図と見切りの斜視図である。 電子時計のアンテナと回路の概略の構成図である。 第1変形例のアンテナ部分の拡大断面図である。 第2変形例のアンテナ部分の拡大断面図である。 第3変形例のアンテナ部分の拡大断面図と見切りの斜視図である。 アンテナを円偏波に調整するときの説明図である。 第1変形例のガラスアンテナにおける円偏波化の方法の説明図である。 第1変形例によるRHCP放射利得特性を示す図である。 第2変形例のガラスアンテナにおける円偏波化の方法の説明図である。 第2変形例によるRHCP放射利得特性を示す図である。 第3変形例のガラスアンテナにおける円偏波化の方法の説明図である。 第3変形例によるRHCP放射利得特性を示す図である。
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
本実施形態は、電子時計のカバーガラスをアンテナの誘電体として利用することにより、アンテナによるサイズや厚みの増大を招くことなく、性能のよいアンテナを提供するものである。
図1(a),(b)は、本実施形態における電子時計1とそのアンテナ3とを示す構成図である。
図1(a)は、電子時計1のI−I断面図である。
この電子時計1は腕に装着されるもので、時刻表示部4としての文字板51および長針42、短針41などを備えた時刻表示部4を備える。
電子時計1は、円筒形の環状枠61と裏蓋64とで金属ケース6が構成され、更にカバーガラス2が環状枠61の上面開口部に嵌め込まれて筐体が構成される。環状枠61や裏蓋64は、真鍮、ステンレス鋼、チタン合金などの導電性部材の金属材料で構成される。そして環状枠61や裏蓋64は、後述する時計モジュール7の接地端子に接続されている。
電子時計1の筐体内部には、時計モジュール7が設置される。時計モジュール7の上側には、カバーガラス2と対向して、文字板51、長針42、短針41、リング状の見切り53(リング状部材)などを含む時刻表示部4が設置される。
時計モジュール7は、長針42、短針41による時刻表示を行うとともに、GPS衛星8(後記する図4参照)からの衛星信号を受信する。そして、時計モジュール7は、時刻表示およびGPS機能を処理する回路素子が実装された回路基板(不図示)、長針42、短針41などを駆動するステップモータおよび歯車列を含む駆動機構(不図示)、これらに電力を供給する電池(不図示)などを備えている。
本実施形態では、カバーガラス2の下面かつ外周近傍沿いに、アンテナ3(後記する図3(a)参照)の一部を成す環状のアンテナパターン31(第1のアンテナパターン)が設けられる。このアンテナパターン31の直下の見切り53には、アンテナパターン31と同径のアンテナパターン32(第2のアンテナパターン)が所定の長さで設けられる。これによりアンテナパターン32は、アンテナパターン31と容量結合する。
電子時計1は、アンテナ3によってGPS衛星8からの衛星信号を受信して衛星時刻情報をデコードし、内部時刻情報を修正できるように構成されている。
図1(b)は、電子時計1の上面図である。
電子時計1の上面には、中央部に円形の文字板51が設置される。この文字板51は、非導電性部材、例えば合成樹脂やより高級な質感が得られるセラミックスなどにて円板状に形成されている。この文字板51上に長針42、短針41、小針44などが設置される。長針42、短針41、小針44などの指針は、ステップモータおよび歯車列を含む駆動機構を介して駆動される。
文字板51の周縁部の上方には、リング状の見切り53が設置される。この見切り53には、アンテナパターン32が周回方向に沿って所定の長さで設けられ、その上側かつカバーガラス2の下面には、円形状のアンテナパターン31が設けられている。
本実施形態では、電子時計1のカバーガラス2の下面の周縁部よりやや内側に、リング状に電極であるアンテナパターン31を形成する。このアンテナパターン31の電極の下側(例えば見切り53)にアンテナパターン31に対向させ、所定長さのアンテナパターン32を形成して、その一端に容量給電を行う。これにより、アンテナパターン31は、アンテナ3(後記する図3参照)の給電部として動作する。電子時計1の金属ケース6は、アンテナ3のGNDプレーンとして機能する。これにより、電子時計1は、リング型パッチアンテナを構成して電波を受信することができる。
アンテナパターン31の円周長は、カバーガラス2内での受信電波の1波長分とほぼ等しく構成される。つまり、アンテナパターン31は、カバーガラス2の誘電率と受信電波の周波数とでほぼ決定され、アンテナ3の共振周波数を決定する。
アンテナパターン31とアンテナパターン32とは、50Ωにインピーダンスマッチングするように容量設定される。例えばアンテナパターン32の円周長は30度程度とするとよい。またアンテナパターン31,32のパターン幅を20um以下とするとアンテナパターン31が視認できなくなり、電子時計1のデザイン性に影響しなくなる。
図2は、本実施形態における電子時計1を示す概略の分解斜視図である。
電子時計1は上から順に、カバーガラス2、見切り53、時計モジュール7が環状枠61の上面開口部に嵌め込まれ、環状枠61の裏面開口部には裏蓋64が嵌め込まれて構成される。なお、この分館斜視図では、文字板51(図1参照)などを省略して示している。
カバーガラス2の下面には、アンテナパターン31が円形状に設けられる。このアンテナパターン31の下側には見切り53が設置され、この見切り53の上面には、所定長さのアンテナパターン32が設けられている。アンテナパターン32の一端には給電ピン73が接続され、時計モジュール7の内部に接続される。
図3(a)は、アンテナ3の拡大断面図である。
アンテナパターン31は、カバーガラス2の下面の端部近傍沿いに設けられる。アンテナパターン32は、このアンテナパターン31に対向するように見切り53の上面に設けられ、その一部が見切り53の下面にも設けられている。なお、二点鎖線で示したように、カバーガラス2とアンテナパターン32との間には、例えば、誘電体で形成された非導電性リング54を挟んで構成してもよい。
見切り53の下面に設けられたアンテナパターン32の一端には、貫通穴611を介して給電ピン73が接続され、時計モジュール7内部の通信部71へと接続される。給電ピン73は、時計モジュール7に設けられ、貫通穴611を介してアンテナパターン32に接続される。この給電ピン73の側面は絶縁されており、この側面が環状枠61に接触しても導通しない。
時計モジュール7は、給電ピン73、通信部71、時計部72などを含んで構成される。電子時計1は、アンテナパターン31,32を組み合わせたアンテナ3によりGPS衛星8からの衛星信号を受信し、通信部71により衛星信号に含まれる衛星時刻情報をデコードするので、現在時刻を正しく表示することができる。
図3(b)は、見切り53の拡大斜視図である。
アンテナパターン32は、殆どの部位は見切り53の上面に設けられているが、その一部は見切り53の下面の切欠部531に設けられている。この切欠部531に給電ピン73が接触することにより、アンテナパターン32に給電することができる。この切欠部531により、この電子時計1の組立作業者は、見切り53の設置角度を容易に検知することができる。また、この切欠部531により、アンテナパターン32は、環状枠61と接触せず導通しない。
図4は、電子時計1のアンテナ3と回路の概略の構成図である。
このアンテナ3は、アンテナパターン31と、アンテナパターン31の共振周波数を決定付ける誘電体としてのカバーガラス2と、アンテナパターン31に容量結合されるアンテナパターン32と、アンテナパターン32と通信部71を接続する給電ピン73、および金属製である裏蓋64を含む筐体とで構成されるリング状のパッチアンテナである。
例えばGPS衛星8から電波を受信する場合は、GPS衛星8から放射された航法データの電波が、ループ状のアンテナパターン31とカバーガラス2の誘電率および裏蓋64との位置関係によって電波の周波数に共振する。その電力がアンテナパターン31,32の容量結合によってアンテナパターン32に伝達され、給電ピン73を介して通信部71へ伝達される。通信部71では、受信した航法データから衛星時刻情報をデコードし、この衛星時刻情報を時計部72へ送る。時計部72は、この衛星時刻情報に基づいて時刻表示部4の時刻を修正する。
本実施形態のアンテナ3では、実質的にアンテナ構成部品としての体積増加は無いため、電子時計1を小型・薄型のデザインとすることができる。
図5は、第1変形例のアンテナ3の拡大断面図である。
第1変形例において、アンテナパターン31Aはカバーガラス2の上面に設けられる。それ以外の構成は、前述した実施形態と同様である。
第1変形例では、アンテナパターン31Aの電極の保護は必要であるが、アンテナ3の特性は、前述した実施形態と後述する第2、第3変形例のうち最もよくなる。
図6は、第2変形例のアンテナ3の拡大断面図である。
第2変形例において、アンテナパターン31Bがカバーガラス2の上面に設けられ、アンテナパターン32Bがカバーガラス2の下面に構成されている。見切り53Bには貫通穴532が形成されており、この貫通穴532を介してアンテナパターン32Bに給電ピン73が接続される。
第2変形例では、アンテナパターン31B,32Bの間隔が安定するので、アンテナの特性のバラツキが減るという効果がある。
図7は、第3変形例のアンテナ3の拡大断面図と見切り53Cの斜視図である。
第3変形例は、アンテナパターン32Cが見切り53Cの下側にある場合である。見切り53Cの下側には、溝533が形成されており、この溝533にアンテナパターン32Cが設けられている。
第3変形例でも容量を調整すればよく、かつ見切り53Cの構造が図3(b)に示した見切り53よりも単純であり、廉価に作成可能である。
なお第1実施形態または各変形例において時計モジュール7のケースや見切り53は基本的に絶縁体であればよいが、誘電率が高めな場合は、アンテナ3に対し誘電体としての影響がある。
図8(a),(b)は、アナログタイプの腕時計1Aの構造を示す図である。
図8(a)は、腕時計1Aの上面図である。腕時計1Aは、図1(b)に示した電子時計1と同様に、中央部に円形の文字板51が設置され、この文字板51上に長針42、短針41などが設置される。更に腕時計1Aは、3時の方向にリューズ65を備える。
図8(b)は、腕時計1AのVIII-VIII断面図である。
腕時計1Aは、円筒形の環状枠61の裏面に裏蓋64が嵌め込まれ、更にカバーガラス2が環状枠61の上面開口部に嵌め込まれて筐体が構成される。電子時計1の筐体内部には、時計モジュール7が設置される。前述したリューズ65の軸部は、この時計モジュール7の内部まで貫通している。
従って、図2、図3、図5から図7などに示される本アンテナの給電ピン73を含む給電部は、位置的にリューズ65の軸部と干渉しないように、少なくともリューズ65の軸部を避ける位置に設けられる。
更に図8(a)に示すように、アナログの腕時計1Aの構造では、2時の方向に側面スイッチ66が存在し、4時の方向に側面スイッチ67が存在し、8時の方向に側面スイッチ68が存在する。側面スイッチ66〜68の機構部は、リューズ65の軸部と同様に時計モジュール7の内部まで貫通している。なお、デジタル式の腕時計にも同様な側面スイッチが存在する。
従って、図2、図3などに示される本アンテナの給電ピン73を含む給電部は、各側面スイッチ66〜68の機構部と干渉しないように、これら機構部を避ける位置に設けられる。これにより、電子時計1の組立性を向上すると共に、内部機構を簡素化してコストダウンすることができる。
図9(a),(b)は、第1変形例のガラスアンテナにおける円偏波化の方法の説明図である。
図9(a)は、第1変形例の電子時計1dの上面図を示している。
図9(a)に示すように、電子時計1dにて放射ラインを構成する円状のアンテナパターン31dは、カバーガラス2の下面に密着して形成されている。アンテナパターン31dの半径R1と幅W1とは、カバーガラス2の誘電率を基にして、必要とする周波数F1で共振するように設定されている。第1変形例では、必要とするGPSの周波数=1.57542GHz、カバーガラス2の比誘電率εr=10とすると、半径R1=15.6mm、幅W1=0.2mmである。
給電ラインを構成するアンテナパターン32dは、半径R2の円弧状であり、図の左側に存在している。
図9(b)は、第1変形例の電子時計1dのIX-IX断面図を示している。アンテナパターン32dは、カバーガラス2の下側の見切り53の内側面に引かれている。
以下、図9(a)に戻って説明する。給電ラインであるアンテナパターン32dと、放射ラインであるアンテナパターン31dとは適切な容量で結合しており、その容量はアンテナパターン32dの幅W2と、長さに相当する角度β1などで決定される。また、給電点74は給電ラインの中央に存在し、給電ラインから容量結合によって放射ラインに供給される電力は、給電点74の角度を中心に上下対称に供給される。
このアンテナを円偏波化するため、右遷偏波の場合は、給電点74に対してγ1=+45度および/または+225度の位置において特定の角度でパターン幅を太くしてGNDとの容量をUPさせている。また左遷偏波の場合は、給電点74に対してγ1=−45度および/または−225度である。
更に第1変形例では、給電点74から+45度の放射ラインの位置を基準として、全周にわたり30度おきに幅を若干太くさせる部分を設け、各部の幅とその角度を調整することにより、インピーダンスマッチングを行っている。30度おきに幅を若干太くさせる部分を設けることにより、それぞれの位置を時計の12時間目盛と合せることができ、時計デザインにマッチさせることができる。
図10は、第1変形例によるRHCP(Right Hand Circular Polarization)放射利得特性であり、天頂方向をピーク(0dB基準)にして、十分な右遷偏波特性となっていることが判る。
図11(a),(b)は、第2変形例のガラスアンテナにおける円偏波化の方法の説明図である。
図11(a)に示すように、電子時計1eにて放射ラインを構成するアンテナパターン31eは、カバーガラス2の下面に密着して形成されており、このカバーガラス2の誘電率を基に、必要とする周波数F1で共振するように、半径R1と幅W1とが設定されている。
図11(b)は、第2変形例の電子時計1eのXI-XI断面図を示している。
給電ラインであるアンテナパターン32eは、半径R2の円弧状であり、カバーガラス2下の見切り53の内側面に引かれている。
以下、図11(a)に戻って説明する。給電ラインであるアンテナパターン32は、その半径R2と、ライン長に相当する角度β1と、見切り53の誘電率ε1とを基にして周波数F1で共振するように設定されている。また給電ラインと放射ラインは適切な容量で結合しており、その容量は幅W2と角度β1などで決定される。
本アンテナを円偏波化するために、右遷偏波の場合は給電点74に対してα1<(β1/2)とし、また左遷偏波の場合は給電点74に対してα1>(β1/2)としている。第2変形例では右遷偏波を受信するため、α1=100度に設計されており、β1/2=127.5度より小さくなっている。
なお、第2変形例では、円偏波化するために、給電パターンの共振を利用しているので、見切り53の比誘電率εrは、下記式(1)を満足する必要がある。
Figure 0006808914


図12は、第2変形例によるRHCP放射利得特性であり、天頂方向をピーク(0dB基準)にして、十分な右遷偏波特性となっていることが判る。
図13(a),(b)は、第3変形例のガラスアンテナにおける円偏波化の方法の説明図である。
図13(a)に示すように、電子時計1fにて放射ラインを構成するアンテナパターン31fは、カバーガラス2の下面に密着して引かれており、カバーガラス2の誘電率を基に、必要とする周波数F1で共振するように、半径R1と幅W1とが設定されている。
給電ラインを構成するアンテナパターン32fは、図の左側に存在している。
図13(b)は、第2変形例の電子時計1eのXIII-XIII断面図を示している。
給電ラインであるアンテナパターン32fは、半径R2の円弧であり、8個に分断されてカバーガラス2下の見切り53の内側面に形成されている。
以下、図13(a)に戻って説明する。給電ラインであるアンテナパターン32fと、放射ラインであるアンテナパターン31fとは適切な容量で結合しており、その容量はアンテナパターン32fの幅W2と長さに相当する角度β1などで決定される。第3変形例では、角度β1=50度である。
また、給電点74は給電ラインの中央に存在し、給電ラインから容量結合によって放射ラインに供給される電力は、給電点74の角度を中心に上下対称に供給される。
このアンテナを円偏波化するために、右遷偏波の場合は給電点74に対してγ1=+45度および/または+225度の位置にて特定の角度β45と幅W3でGNDパターンG045,G225を形成し、放射ラインであるアンテナパターン31fとの容量を大きくさせることにより、円偏波化を実現している。左遷偏波の場合は、給電点74に対してγ1=−45度および/または−225度の位置にて特定の角度β45と幅W3でGNDパターンを形成するとよい。第3変形例では右遷偏波を受信するために、γ1=+45度と+225度の位置において、角度β45=26度に設定している。
更に第3変形例では、給電点74を基準として、全周にわたり45度毎にアンテナパターン32fを区切り、GNDパターンG045,G090,G135,G180,G225,G270,G315を形成し、各部の幅とその角度を調整することにより、インピーダンスマッチングを行っている。これらの放射パターンおよびGNDパターンの幅や長さを調整することにより、アンテナパターン31fを変更せずに、周波数の微調整や、円偏波特性の調整、インピーダンス調整を可能としている。
図14は、第3変形例によるRHCP放射利得特性であり、天頂方向をピーク(0dB基準)にして、十分な右遷偏波特性となっていることが判る。
以上の通り、従来のパッチアンテナやリングアンテナでは、筐体のサイズや厚みに影響が出ていた。本発明では、時計筐体そのものでアンテナを構成しているため、アンテナ構造による時計自体のサイズ増大がセロまたはほんの僅かであり、且つ、性能の良い腕時計用のアンテナが提供できる。本発明のアンテナでは、実質的にアンテナ構成部品としての体積増加は無いため、小型・薄型の時計デザインが可能となる。
(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(e)のようなものがある。
(a) 本発明はアナログ電子時計に限定されず、デジタル電子時計に適用してもよい。この場合には、例えば液晶パネルの周辺にアンテナパターン31とアンテナパターン32とをレイアウトするとよい。
(b) アンテナパターン31は円形でなく、四角形を含む多角形であってもよく、不定形であってもよい。
(c) 本発明は、電子時計に限定されず、任意の通信装置に適用してもよい。
(d) アンテナの通信規格、通信可能な周波数帯は、GPSと極超短波に限定されず通信装置によって行われる各種通信に適したものであればよい。すなわち、Bluetooth(登録商標)やWi-Fi(登録商標)などの通信規格と、この通信が可能な周波数帯域であってもよい。
(e) アンテナパターン31Aは、ガラス上面に密着していればよく、ベゼルリング等の既に知られている時計の構成要素でもよい。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
カバーガラスに設けられた環状の第1のアンテナパターンと、
前記第1のアンテナパターンの下方に設けられ、前記第1のアンテナパターンと容量結合する第2のアンテナパターンと、
を備え、
前記第1のアンテナパターンは、前記第2のアンテナパターンとの組み合わせにより所定の共振周波数を実現することを特徴とする通信装置。
<請求項2>
前記第2のアンテナパターンは、給電部である、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
<請求項3>
前記第2のアンテナパターンの下方には、グランド部が配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。
<請求項4>
請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の通信装置を備える、
ことを特徴とする電子時計。
<請求項5>
前記カバーガラスの下方に配置されたリング状部材を備え、
前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの下面に形成され、
前記第2のアンテナパターンは、前記リング状部材に形成される、
ことを特徴とする請求項4に記載の電子時計。
<請求項6>
前記カバーガラスと前記リング状部材との間には、非導電性部材が設けられる、
ことを特徴とする請求項5に記載の電子時計。
<請求項7>
前記カバーガラスの下方に設けられたリング状部材を備え、
前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの上面に形成され、
前記第2のアンテナパターンは、前記リング状部材の上面に形成される、
ことを特徴とする請求項4に記載の電子時計。
<請求項8>
前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの上面に形成され、
前記第2のアンテナパターンは、前記カバーガラスの下面に形成される、
ことを特徴とする請求項4に記載の電子時計。
<請求項9>
前記カバーガラスの下方に設けられたリング状部材を備え、
前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの下面に形成され、
前記第2のアンテナパターンは、前記リング状部材の下面に形成される、
ことを特徴とする請求項4に記載の電子時計。
<請求項10>
前記第2のアンテナパターンに接触して給電する給電ピンを備え、
前記給電ピンは、リュウズおよび側面スイッチを避ける位置に配置される、
ことを特徴とする請求項5乃至請求項9のいずれか1項に記載の電子時計。
<請求項11>
前記第1のアンテナパターンは円状であり、広い幅と狭い幅とが30度ごとに繰り返すパターンを構成する、
ことを特徴とする請求項5乃至請求項9のいずれか1項に記載の電子時計。
<請求項12>
前記第2のアンテナパターンは、略45度ごとに区切られている、
ことを特徴とする請求項5乃至請求項9のいずれか1項に記載の電子時計。
<請求項13>
前記第2のアンテナパターンに接触して給電する給電ピンを備え、
前記第2のアンテナパターンは、略45度ごとに区切られ、
前記給電ピンは、区切られた前記第2のアンテナパターンの一部と接触する、
ことを特徴とする請求項5乃至請求項9のいずれか1項に記載の電子時計。
<請求項14>
衛星からの電波を受信するためのアンテナ線と、
前記アンテナ線の下方に配置され、前記アンテナ線と結合される給電線と、
前記給電線と接する給電点と、
前記給電点から+45度又は+225度方向に回転させた位置を中心に形成されたグランド線と、
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
1 電子時計
2 カバーガラス
3 アンテナ
31,31A,31B,31C,31d〜31f アンテナパターン (第1のアンテナパターン)
32,32B,32C,32d〜32f アンテナパターン (第2のアンテナパターン)
4 時刻表示部
41 短針
42 長針
44 小針
51 文字板
53,53B,53C 見切り (リング状部材)
54 非導電性リング
6 金属ケース
61 環状枠
64 裏蓋
65 リューズ
7 時計モジュール
71 通信部
72 時計部
73 給電ピン
8 GPS衛星

Claims (12)

  1. カバーガラスの上面又は下面の表面上に設けられた環状の第1のアンテナパターン及び、前記第1のアンテナパターンの下方に設けられ、前記第1のアンテナパターンと容量結合する第2のアンテナパターンを有し、前記第1のアンテナパターンは、前記第2のアンテナパターンとの組み合わせにより所定の共振周波数を実現する通信装置と、
    前記カバーガラスの下方に配置されたリング状部材と
    を備え、
    前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの下面に形成され、
    前記第2のアンテナパターンは、前記リング状部材に形成される、
    ことを特徴とする電子時計。
  2. 前記第2のアンテナパターンは、給電部である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子時計。
  3. 前記第2のアンテナパターンの下方には、グランド部が配置されている、
    ことを特徴とする請求項1に記載の電子時計。
  4. 前記カバーガラスと前記リング状部材との間には、非導電性部材が設けられる、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の電子時計。
  5. カバーガラスの上面又は下面の表面上に設けられた環状の第1のアンテナパターン及び、前記第1のアンテナパターンの下方に設けられ、前記第1のアンテナパターンと容量結合する第2のアンテナパターンを有し、前記第1のアンテナパターンは、前記第2のアンテナパターンとの組み合わせにより所定の共振周波数を実現する通信装置と、
    前記カバーガラスの下方に設けられたリング状部材と
    を備え、
    前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの上面に形成され、
    前記第2のアンテナパターンは、前記リング状部材の上面に形成される、
    ことを特徴とする電子時計。
  6. カバーガラスの上面又は下面の表面上に設けられた環状の第1のアンテナパターン及び、前記第1のアンテナパターンの下方に設けられ、前記第1のアンテナパターンと容量結合する第2のアンテナパターンを有し、前記第1のアンテナパターンは、前記第2のアンテナパターンとの組み合わせにより所定の共振周波数を実現する通信装置を備え、
    前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの上面に形成され、
    前記第2のアンテナパターンは、前記カバーガラスの下面に形成される、
    ことを特徴とする電子時計。
  7. カバーガラスの上面又は下面の表面上に設けられた環状の第1のアンテナパターン及び、前記第1のアンテナパターンの下方に設けられ、前記第1のアンテナパターンと容量結合する第2のアンテナパターンを有し、前記第1のアンテナパターンは、前記第2のアンテナパターンとの組み合わせにより所定の共振周波数を実現する通信装置と、
    前記カバーガラスの下方に設けられたリング状部材を備え、
    前記第1のアンテナパターンは、前記カバーガラスの下面に形成され、
    前記第2のアンテナパターンは、前記リング状部材の下面に形成される、
    ことを特徴とする電子時計。
  8. 前記第2のアンテナパターンに接触して給電する給電ピンを備え、
    前記給電ピンは、リュウズおよび側面スイッチを避ける位置に配置される、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子時計。
  9. 前記第1のアンテナパターンは円状であり、広い幅と狭い幅とが30度ごとに繰り返すパターンを構成する、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子時計。
  10. 前記第2のアンテナパターンは、略45度ごとに区切られている、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子時計。
  11. 前記第2のアンテナパターンに接触して給電する給電ピンを備え、
    前記第2のアンテナパターンは、略45度ごとに区切られ、
    前記給電ピンは、区切られた前記第2のアンテナパターンの一部と接触する、
    ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の電子時計。
  12. 衛星からの電波を受信するためのアンテナ線と、
    前記アンテナ線の下方に配置され、前記アンテナ線と結合される給電線と、
    前記給電線と接する給電点と、
    前記給電点から+45度又は+225度方向に回転させた位置を中心に形成されたグランド線と、
    を備えることを特徴とするアンテナ装置。
JP2015155440A 2015-08-05 2015-08-05 電子時計およびアンテナ装置 Active JP6808914B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015155440A JP6808914B2 (ja) 2015-08-05 2015-08-05 電子時計およびアンテナ装置
US15/185,381 US20170040701A1 (en) 2015-08-05 2016-06-17 Communication device, electronic timepiece, and antenna device
CN201610570988.4A CN106450672A (zh) 2015-08-05 2016-07-19 通信装置、电子钟表以及天线装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015155440A JP6808914B2 (ja) 2015-08-05 2015-08-05 電子時計およびアンテナ装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017032506A JP2017032506A (ja) 2017-02-09
JP6808914B2 true JP6808914B2 (ja) 2021-01-06

Family

ID=57988744

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015155440A Active JP6808914B2 (ja) 2015-08-05 2015-08-05 電子時計およびアンテナ装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170040701A1 (ja)
JP (1) JP6808914B2 (ja)
CN (1) CN106450672A (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH708234B1 (fr) * 2013-06-27 2015-05-15 Soprod Sa Dispositif portatif multifonctions contrôlé par information externe.
WO2018016574A1 (ja) * 2016-07-20 2018-01-25 シチズン時計株式会社 携帯型電波時計
US10079429B1 (en) * 2017-03-08 2018-09-18 Nxp B.V. Wireless device antenna
JP6829131B2 (ja) * 2017-03-29 2021-02-10 シチズン時計株式会社 電波時計
JP6829136B2 (ja) * 2017-03-30 2021-02-10 シチズン時計株式会社 電波時計
CN107425292A (zh) * 2017-06-08 2017-12-01 瑞声科技(新加坡)有限公司 天线及可穿戴设备
JP6848820B2 (ja) * 2017-11-07 2021-03-24 カシオ計算機株式会社 電子時計
KR102539058B1 (ko) * 2018-01-30 2023-06-01 삼성전자주식회사 다중 급전을 이용한 안테나 및 그것을 포함하는 전자 장치
JP7063014B2 (ja) * 2018-03-05 2022-05-09 セイコーエプソン株式会社 アンテナおよび腕装着型の電子機器
SE541969C2 (en) * 2018-04-03 2020-01-14 Festina Lotus S A Hybrid watch patch-antenna
US10944158B2 (en) 2018-06-12 2021-03-09 Garmin Switzerland Gmbh Wrist-worn electronic device with a side wall loop antenna
CN109103589B (zh) * 2018-08-12 2021-01-12 瑞声科技(南京)有限公司 天线模组及移动终端
JP7230408B2 (ja) * 2018-10-02 2023-03-01 カシオ計算機株式会社 アンテナ装置及び腕時計型電子機器
CN110504528B (zh) * 2019-08-22 2021-04-16 出门问问创新科技有限公司 一种天线结构及具有该天线结构的可穿戴设备
US11460587B2 (en) 2020-02-04 2022-10-04 Garmin Switzerland Gmbh Bezel antenna system
CN111193102A (zh) * 2020-02-25 2020-05-22 西安易朴通讯技术有限公司 天线装置及包含其的智能通讯设备
US12078969B2 (en) * 2020-03-25 2024-09-03 Casio Computer Co., Ltd. Electronic device and wrist device
JP7528822B2 (ja) * 2021-03-05 2024-08-06 カシオ計算機株式会社 電子機器、アンテナ特性の調整方法及び電子機器の組立て方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5931089U (ja) * 1982-08-21 1984-02-27 河口湖精密株式会社 電波受信機付腕時計
JPH09307329A (ja) * 1996-05-14 1997-11-28 Casio Comput Co Ltd アンテナ及びその製造方法並びにアンテナを備えた電 子機器又は電子時計
JP2008011127A (ja) * 2006-06-28 2008-01-17 Casio Hitachi Mobile Communications Co Ltd アンテナ及び携帯型無線機
JP5226556B2 (ja) * 2008-11-20 2013-07-03 京セラ株式会社 通信処理装置
JP2010223784A (ja) * 2009-03-24 2010-10-07 Citizen Watch Co Ltd 無線機能付き時計
TWI423526B (zh) * 2009-06-29 2014-01-11 Acer Inc 一種多頻天線
JP2011097431A (ja) * 2009-10-30 2011-05-12 Seiko Epson Corp 腕装着型電子機器
JP2012107955A (ja) * 2010-11-16 2012-06-07 Seiko Epson Corp アンテナ内蔵式電子時計
US9152138B2 (en) * 2012-07-18 2015-10-06 Honeywell International Inc. Common collaboration context between a console operator and a field operator
JP6094114B2 (ja) * 2012-09-24 2017-03-15 セイコーエプソン株式会社 アンテナ内蔵式電子時計
JP6179123B2 (ja) * 2013-02-21 2017-08-16 セイコーエプソン株式会社 アンテナ内蔵式電子時計
US9250613B2 (en) * 2013-03-15 2016-02-02 Qualcomm Incorporated User control interface button flex antenna system
US9748651B2 (en) * 2013-12-09 2017-08-29 Dockon Ag Compound coupling to re-radiating antenna solution
WO2015166345A2 (en) * 2014-03-31 2015-11-05 Galtronics Corporation Ltd. Wearable device antennas

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017032506A (ja) 2017-02-09
CN106450672A (zh) 2017-02-22
US20170040701A1 (en) 2017-02-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6808914B2 (ja) 電子時計およびアンテナ装置
CN104155872B (zh) 具备无线功能的钟表
CN103324081B (zh) 臂戴式电子设备
EP3410233B1 (en) Timepiece with wireless communication function
US11150612B2 (en) Portable radio-controlled watch
US8917213B2 (en) Antenna device and electronic timepiece
US20190058256A1 (en) Antenna assembly for customizable devices
JP3982918B2 (ja) 小型受信機
JP5546510B2 (ja) 小型電子装置
JP2012093288A (ja) 電子機器
JP6959221B2 (ja) 携帯型電波時計
JP7468585B2 (ja) アンテナ受信装置及び電子時計
JP2019056616A (ja) 携帯型電波時計
JP2012075090A (ja) 小型電子装置
US11996635B2 (en) Electronic watch with built-in antenna
JP5796670B2 (ja) 腕装着型電子機器
JP7552821B2 (ja) アンテナ装置及び電子時計
JP2022023316A (ja) 電子時計
US11695196B2 (en) Antenna device for timepiece
JP2011066648A (ja) アンテナ装置および電波受信機器
US11705621B2 (en) Antenna device
JP2018109533A (ja) 電波時計
JP2023140583A (ja) 電子時計
JP2024168046A (ja) アンテナ内蔵式電子時計
HK1195169B (en) Ring antenna

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20180718

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190513

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190604

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190731

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191210

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200512

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200701

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20201110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20201123

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6808914

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150