天线内置式电子表的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种天线内置式电子表。该天线内置式电子表包括：外壳、容纳于所述外壳的环状天线体、以及容纳于所述外壳并显示时间的时间显示部。其中，天线体具备：环状电介质；导电性供电元件，设置于电介质、具有将环状的一部分切掉的形状，并被供给规定电位；以及导电性无供电元件，在电介质上与供电元件分开设置，具有环状或将环状的一部分切掉的形状。在供电元件上设置有一处供给规定电位的供电位置。供电位置设置于，俯视电子表时，从电子表的中心观察时从8点方向到10点方向的范围。
【专利说明】天线内置式电子表
【技术领域】
[0001]本发明涉及内置有天线的天线内置式电子表。
【背景技术】
[0002]专利文献1中公开，电子手表中，在表玻璃5的下表面沿其外周形成有环状20，以及在表壳体1中的12点以及6点方向形成有表带安装部2。另外，在该文献1的图1中公开，在其中一个表带安装部2附近设置有天线20的电极21，即将天线20的电极21设置在12点或6点方向。
[0003]另外，专利文献2中公开有将作为环形天线起作用的天线11与手臂便携式接收机的壳体17 —体形成的情况，在该文献2的图1中公开有在壳体17的两个部位形成用于卡住表带41的突起部21，在其中一个突起部21附近设置有天线11的供电口 15的情况。
[0004]然而，由于在室内无法接收来自GPS (Global Positioning System:全球定位系统)卫星的电波，因此当佩戴者位于室外时电子手表接收来自GPS卫星的电波。在室外的情况下，佩戴者经常处于放下佩戴有手表的手臂或者使该手位于身体前侧的姿势。在这样的姿势中，表的表面的法线方向朝向水平方向。例如，在圆环状(0型形状)的环形天线，和将圆环的一部分切掉的C型形状的环形天线中，包含环形面的平面中的辐射方向性，从圆环的中心观察时在设置有供电用电极的方向或其附近最大。因此，在专利文献1、2所公开的环形天线中，在佩戴者放下佩戴有手表的手臂或者使该手位于身体前侧的情况下，天线增益最大的最大福射方向朝向与表带平行的方向，即朝向水平方向而非天顶方向，从而无法充分发挥接收性能。
[0005]在先技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1:日本专利特开平9 - 307329号公报。
[0008]专利文献2:日本专利特开平9 - 247006号公报。
【发明内容】
[0009]鉴于上述情况，本发明提供一种既能够维持充分的接收性能又能够使天线小型化的天线内置式电子表。
[0010]为了解决以上的技术问题，本发明的天线内置式电子表，其特征在于，包括:外壳、容纳于上述外壳的环状天线体、以及容纳于上述外壳并显示时间的时间显示部，其中上述天线体具备:环状电介质；导电性供电元件，设置于上述电介质上且具有将环状的一部分切掉的形状，并被供给规定电位；以及导电性无供电元件，在上述电介质上与上述供电元件分开设置，具有环状或将环状的一部分切掉的形状，在上述供电元件上设置有一处被供给上述规定电位的供电位置，上述供电位置设置于，俯视该天线内置式电子表时，从该天线内置式电子表的中心观察时从8点方向到10点方向的范围。
[0011]根据以上结构，在环状电介质上分开设置有具有将环状的一部分切掉的形状并被供给规定电位的供电元件，以及具有环状或将环状的一部分切掉的形状的无供电元件。这种情况下，如果电流流过供电元件则无供电元件中产生感应电流，因此供电元件与无供电元件电磁耦合，两者成为一体而作为将电磁波转换为电流的天线元件起作用。另外，天线体整体作为闭环状(例如0型形状)或开环状(例如C型形状)的环形天线起作用。这种环形天线中，包含环形面的平面中的辐射方向性，从环的中心观察时，在设置有供电位置的方向或其附近最大。
[0012]因此，通过将供电位置设置于，俯视天线内置式电子表时从天线内置式电子表的中心观察时从8点方向到10点方向的范围，如图7所示，当佩戴者放下佩戴有天线内置式电子表的手臂或者使该手位于身体前侧的姿势时，能够使天线体的最大辐射方向朝向天顶方向，因此可以充分发挥天线体的接收性能。这样，根据本发明，能够基于佩戴者在室外经常采用的姿势而得到实际使用上最佳的天线方向性。
[0013]另外，根据本发明，天线体由于具备环状的电介质，因此具有电介质的波长缩短效应，再加上能够缩短天线体的周长，由此能够使天线体小型化。
[0014]另外，根据本发明，通过将设置于电介质上的供电元件与无供电元件中的、无供电元件的长度设定为与作为接收对象的电波谐振，可以对供电元件的长度进行适当设定。因此，能够容易地使天线体和与天线体电连接的电路之间的阻抗匹配。
[0015]另外，根据本发明，通过使无供电元件与供电元件电磁耦合，能够降低天线体的谐振频率并改善阻抗特性。因此，通过使天线体的谐振频率与作为接收对象的电波匹配，还能够减少在谐振频率下的回波损耗，从而提高天线体对作为接收对象的电波的接收性能。
[0016]由此，根据本发明，既能够维持充分的接收性能，又能够使天线小型化。
[0017]此外，“环状”是指整体连续不间断地连接成轮的情况，轮(环)的形状除了圆形、椭圆之外，还可以是四边形等多边形。另外，“时间显示部”，如后述的实施方式所述，除了在表盘11上以指针轴12为中心使指针13 (13a?13c)旋转而指示时间的方式外，还包括例如，具备具有相当于表盘11的大小的显示区域的液晶显示面板，并将表盘11、指针13的图像显示于显示区域而显示时间的方式，以及如图16所示的在液晶显示面板15等对时间进行数字显示的方式。另外，“设置于电介质”，除了设置于电介质的表面的方式以外，还包括设置于电介质的内部的方式。即，供电元件、无供电元件例如也可以通过电镀或银浆印刷等形成于电介质的表面(参照图5、图10、图13、图15),也可以利用插入成型等埋设于电介质的内部(参照图11)。
[0018]另外，本发明所涉及的的天线内置式电子表中，在从环的中心轴方向观察上述电介质时，上述供电元件也可以设置于上述无供电元件内侧。例如，如后述的实施方式所记载的那样，存在由金属等导电性材料形成外壳的侧面的一部分(壳体80)的情况。这种情况下，天线体的附近是电流密度高、对来自外部的影响敏感的部分，因此如果用手指接触壳体80则天线体的接收特性变得不稳定。针对这种问题，根据上述结构，由于将供电元件设置于无供电元件的内侧，与将供电元件设置于无供电元件的外侧的情况相比，能够延长从外壳的侦愐(壳体80)到供电元件的距离，从而能够使天线体的接收特性稳定。
[0019]另外，本发明的天线内置式电子表中，上述电介质具有平坦的上表面，以及与上述上表面相连、越朝向内侧则相对于上述时间显示部的高度越小的倾斜面，上述供电元件也可以设置于上述倾斜面。[0020]这种情况下也能够，如上所述地延长从外壳的侧面(壳体80)到供电元件的距离，从而能够稳定天线体的接收特性。
[0021]另外，根据上述结构，由于倾斜面越朝向内侧则相对于时间显示部的高度越小，因此可以从广角方向识别时间显示部。另外，通过在这种倾斜面设置供电元件，能够接收的电波的角度方向变广，从而可以确保天线体的良好的接收性能。
[0022]另外，本发明所涉及的天线内置式电子表还具备容纳于上述外壳并设置有接收电路的电路基板，以及容纳于上述外壳并设置于上述供电位置、向上述供电元件供给上述规定电位的螺旋弹簧，上述螺旋弹簧中的一个端部与上述供电元件电连接，另一个端部与上述电路基板电连接而被供给上述规定电位，除了这两个端部以外的侧面部分也可以由被供给接地电位的筒状导电性部件包围。
[0023]在使用螺旋弹簧对供电元件供给规定电位的情况下，螺旋弹簧与供电元件电连接而与供电元件电位相同，因此被视为环形天线的一部分。另外，螺旋弹簧因电流流过而产生磁场，并且拾取由电子表内的各种电路和步进电动机等产生的噪声，因此由于这些磁场和噪声的影响而导致天线体的接收性能下降。针对这种问题，根据上述结构，由于螺旋弹簧的侧面部分由被供给接地电位的筒状导电性部件包围，因此筒状导电性部件起到磁屏蔽作用。因此，能够抑制由螺旋弹簧产生的磁场所导致的天线体附近的电流密度变化，以及螺旋弹簧拾取由电子表内的各种电路和步进电动机等产生的噪声，从而能够维持天线体的良好的接收性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1是表示利用GPS的时间校正系统的结构的图。
[0025]图2是电子表的俯视图。
[0026]图3是电子表的主要部分的截面图。
[0027]图4是电子表的主要部分的分解立体图。
[0028]图5是用于说明天线体的结构的图。
[0029]图6是表示天线体的XY平面中的辐射图案的图。
[0030]图7是表示室外的电子表的佩戴状态的图。
[0031]图8是表示供电位置的设置范围的图。
[0032]图9是表示电子表的电路结构的框图。
[0033]图10是变形例2所涉及的天线体的截面图。
[0034]图11是变形例3所涉及的天线体的截面图。
[0035]图12是变形例4所涉及的天线体的截面图。
[0036]图13是变形例5所涉及的天线体的截面图。
[0037]图14是变形例6所涉及的供电销的主要部分的截面图。
[0038]图15是变形例8所涉及的天线体的截面图。
[0039]图16是变形例10所涉及的电子表的俯视图。
[0040]符号说明
[0041]100，200…电子表(天线内置式电子表)；1L...表盘；12…指针轴；13 (13a, 13b,13c)…指针；15…液晶显示面板;25…电路基板;26…GPS接收部;30…驱动机构;33...定电位发生电路;38…底板;40，41…天线体;401，411，421，431…基材;421a…插入孔；402，412…无供电元件;403，413…供电元件;403a…供电位置;404，414，424，434…供电部；405…切口部；44，45，46...供电销；451…螺旋弹簧；452a，452b…端子；453…屏蔽壳体；453a…外周壁；453b...内周壁；70…控制部；80…壳体；80a…表带安装部；81…玻璃框；83…标度盘环；84…玻璃盖；85…后盖；87…太阳能电池板；90…接地板；91…屏蔽板；93…导电销；500…柔性胶带;T1，T11…上表面;Τ2，Τ12…外周面；Τ3，Τ13…底面；Τ4，Τ14...内周面；ΤΡ1，ΤΡ2…倾斜面；C…中心点。
【具体实施方式】
[0042]以下，参照附图对本发明所涉及的合适的实施方式进行说明。此外，附图中酌情各部的尺寸和比例尺与实际情况不同。另外，以下所记载的实施方式是本发明的合适的具体例，因而添加了技术上优选的各种限定，但是在以下的说明中只要没有特别限定本发明的内容的记载，则本发明的范围不受这些方式的限定。
[0043]图1是表述利用GPS的时间校正系统的结构的图。
[0044]电子表100是具备接收来自GPS卫星20的电波(无线信号)而校正时间的功能的手表，在与手臂接触面(以下称为背面)相反侧的面(以下称为表面)显示时间。各GPS卫星20围绕准同步轨道旋转，将C/A (Coarse/Acquisition:粗/捕获)码和导航信息叠加在1.57542GHz的电波(L1波)上发送到地面。以后，本说明书中，将叠加有C/A码和导航信息的1.57542GHz的电波记载为“卫星信号”。卫星信号例如是右旋偏振的圆偏振光。
[0045]C/A码是各个GPS卫星20固有的1023位的伪随机噪声码(Pseudo Random NoiseCode)。各GPS卫星20搭载有原子表，作为GPS卫星20发送卫星信号的时间，导航信息中包含有用原子表计时 的极准确的时间信息(以下称为GPS时间信息)。另外，利用地面控制段测定各GPS卫星20搭载的原子表的时间误差，导航信息中还包含用于校正时间误差的时间校正参数。此外，导航信息中例如包括:GPS卫星20的正确的轨道信息(星历(印hemeris))、或者、全部的GPS卫星20的大致轨道信息(卫星历书(almanac))、表示UTC (CoordinatedUniversal Time:协调世界时)时间系统与GPS时间系统的偏差的UTC偏移量、电离层校正参数等。
[0046]各GPS卫星20通过利用C/A码对导航信息进行扩频后，将扩频后的信号与
1.57542GHz的载波相乘并进行BPSK (Binary Phase Shift Keying:二进制相移键控)调制而生成卫星信号。另外，电子表100按照与GPS卫星20中的信号生成相反的流程(BPSK调制信号解调一逆扩频)，从接收的卫星信号取出导航信息。扩频时使用的C/A码随着每个GPS卫星20而不同，因而电子表100可以识别是从哪个GPS卫星20送来的卫星信号。
[0047]电子表100例如能够使用从1台GPS卫星20接收的卫星信号所包含的GPS时间信息和时间校正参数等，将电子表100计时的时间(以下称为内部时间)校正为准确时间。另外，电子表100例如能够从最低3台(通常为4台)以上的GPS卫星20接收卫星信号，并使用其中包含的各GPS卫星20的GPS时间信息和轨道信息(星历)等，获取表示电子表100当前位置的位置信息(例如纬度及经度)。获取的位置信息例如用于时差校正等。
[0048]此外，电子表100根据卫星信号的到达时间与卫星信号中所包含的发送时间的差计算出与GPS卫星20的距离，并根据与3台以上的各GPS卫星20的距离确定电子表100的当前位置。但是，电子表100使用晶体振荡器，不能象原子表那样高精度地对时间计时。时间的误差即使为100万分之1秒，距离的误差也会达到300m。因此，电子表100通常从4台以上的GPS卫星20接收卫星信号，既校正内部时间又获取位置信息。
[0049]图2是电子表100的俯视图。
[0050]电子表100具备由金属等导电性材料形成的圆筒状壳体80。在壳体80的上侧(表面侧)，嵌合有由陶瓷或塑料等非导电性材料形成的圆筒状玻璃框81，玻璃框81的开口用透明的玻璃盖84堵住。
[0051]玻璃框81内侧设置有由塑料或陶瓷等非导电性材料形成的圆环状标度盘环(dial ring)83,标度盘环83内侧设置有圆板状表盘11。标度盘环83上每隔30度设置有棒状标志，各标志的一部分向表盘11上突出。另外，标度盘环83上相邻的标志之间每间隔6度刻有刻度。此外，可以将这些标志和刻度设置在表盘11上，也可以设置数字“1”?“12”取代上述标志。这样标度盘环83和表盘11并不局限于图示的方式。
[0052]表盘11上设置有以指针轴12为中心旋转并指示当前时间的指针13 (秒针13a、分针13b以及时针13c)。用户能够隔着玻璃盖84识别标度盘环83、表盘11以及指针13。另外，在标度盘环83下侧(背面侧)设置有圆环状天线体40。
[0053]另外，电子表100具备转柄16和操作按钮17、18。转柄16设置于3点位置，操作按钮17设置于2点位置，操作按钮18设置于4点位置。用户通过操作转柄16和操作按钮17、18，能够将电子表100的动作模式设定为时间信息获取模式或位置信息获取模式。时间信息获取模式是从至少1台GPS卫星20接收卫星信号并获取GPS时间信息和时间校正参数，将内部时间校正为准确时间的动作模式。另外，位置信息获取模式是从至少3台以上GPS卫星20接收卫星信号并获取电子表100的位置信息，既反映时差又将内部时间校正为准确时间的动作模式。此外，电子表100也可以定期地自动执行时间信息获取模式和位置信息获取模式。
[0054]接着，对电子表100的内部结构进行说明。
[0055]图3是电子表100的主要部分的截面图，图4是电子表100的主要部分的分解立体图。如图3所示，圆筒状壳体80上侧(表面侧)嵌合有圆筒状玻璃框81，玻璃框81上侧的开口用圆板状玻璃盖84堵住。另外，壳体80下侧(背面侧)的开口用由不锈钢或钛等导电性材料形成的后盖85堵住。壳体80和后盖85例如通过螺旋槽固定。这样电子表100的外壳例如由壳体80、玻璃框81、玻璃盖84以及后盖85构成。
[0056]在玻璃盖84下侧，沿着玻璃框81内周设置有圆环状标度盘环83。标度盘环83的外周侧为与玻璃框81内周面接触的平坦部分，内周侧为向内侧倾斜的倾斜部分。标度盘环83下侧设置有环状容纳空间，在该容纳空间容纳有圆环状天线体40。天线体40比壳体80和玻璃框81的内周更靠近内侧设置，其上方被标度盘环83覆盖。
[0057]天线体40下侧设置有由金属等导电性材料形成的圆环状接地板90。如图4所示，接地板90除供电销44用的插通孔90b之外还设置有4个孔，4个孔各安装有图3所示的导电销93。此外，用于安装导电销93的4个孔，除接地板90之外还设置于底板38和电路基板25的周边部(参照图4)。经由电路基板25向各导电销93供给包含GPS接收部26和控制部70的电路块的接地电位，从共计4个导电销93分别向接地板90供给接地电位。另夕卜，如图4所示，接地板90形成有4个导电弹簧90a。各导电弹簧90a因弹力而使其一部分与壳体80的内周面接触(参照图3)，从而与壳体80电连接。因此，接地电位也经由接地板90 (各导电弹簧90a)被供给至壳体80。
[0058]天线体40内侧设置有表盘11以及太阳能电池板87。表盘11由塑料等透光性非导电性材料形成。另外，太阳能电池板87是串联连接将光能量转换为电能量(电力)的多个太阳能电池(光发电元件)的圆形平板。表盘11以及太阳能电池板87重叠设置，其中央设置有指针轴12贯通的孔。
[0059]太阳能电池板87下侧设置有由塑料或陶瓷等非导电性材料形成的底板38。指针轴12贯通表盘11、太阳能电池板87以及底板38而沿表里方向延伸。从与表盘11垂直方向观察电子表100时(即俯视电子表100时)，指针轴12为电子表100的中心。另外，如图3所示，指针13 (13a?13c)比天线体40的内周更靠近内侧，设置于玻璃盖84与表盘11之间。
[0060]如图3所示，底板38下侧设置有使指针轴12旋转而驱动指针13的驱动机构30。驱动机构30具有步进电动机Μ和齿轮等轮系，步进电动机Μ经由轮系使指针轴12旋转从而驱动指针13。例如，时针13c以12小时旋转1周，分针13b以60分钟旋转一周，秒针13a以60秒旋转一周。时间显示部例如由表盘11、指针轴12、指针13 (13a?13c)以及驱动机构30构成。
[0061]底板38以及驱动机构30的下侧设置有电路基板25。该电路基板25的下表面(背面侧的面)安装有包含GPS接收部26和控制部70的电路块。GPS接收部26例如由1芯片的1C模块构成，包含模拟电路或数字电路。控制部70控制GPS接收部26和驱动机构30的动作。另外，电路基板25的下表面设置有二次电池27 (参照图3)。二次电池27例如为锂离子电池，通过太阳能电池板87产生的电进行充电。
[0062]如图3所示，GPS接收部26和控制部70被由金属等导电性材料形成的屏蔽板91覆盖。向屏蔽板91供给接地电位，经由屏蔽板91以及金属制电路压片39也向后盖85和壳体80供给接地电位。此外，如上所述，经由电路基板25以及各导电销93也向接地板90和壳体80供给接地电位。对构成接地电位的供给路径的各部件(例如，屏蔽板91、电路压片39、后盖85、导电销93、接地板90、导电弹簧90a等)的部件间的接触面进行镀金和防锈用电镀处理。另外，各导电销93进行螺丝紧固。由此能够长期地将构成接地电位的供给路径的各部件间的接触电阻抑制为尽可能低。
[0063]另外，电路基板25形成有用于供给接地电位的布线图案，以及用于供给向天线体40供电的规定电位的布线图案。供电销44是由金属等导电性材料形成的销状连接器，内置有螺旋弹簧。如图4所示，供电销44经由设置于底板38及接地板90的插通孔38a、90b将电路基板25的上表面和天线体40的下表面电连接。供电销44的上端部通过螺旋弹簧的弹力而与天线体40的下表面(更具体而言是后述的供电部404)接触。另外，供电销44的下端部通过螺旋弹簧的弹力而与电路基板25的上表面(更具体而言，形成供给规定电位的布线图案的部分)接触。经由该供电销44向天线体40供给规定的电位。
[0064]图5是用于说明天线体40的结构的图。
[0065]图5 (A)是天线体40的立体图，图5 (B)是天线体40的俯视图。另外，图5 (C)是用图5 (B)所示的G — g线截断天线体40后的截面图。
[0066]天线体40具备由塑料或陶瓷等电介质形成的圆环状基材401、形成于基材401表面的无供电元件402、供电元件403以及供电部404。无供电元件402、供电元件403以及供电部404都由金属等导电性材料形成，例如能够通过电镀或银浆印刷等形成。另外，基材401的材料通过将氧化钛等高频下可使用的介电材料混合到树脂中，将介电常数调整为5?20左右。
[0067]如图5 (C)所示，基材401具有由上表面T1、外周面T2、底面T3、倾斜面TP1及倾斜面TP2围绕而成的五边形截面形状。无供电元件402形成于上表面T1，供电元件403形成于倾斜面TP1。另外，供电部404横跨倾斜面TP1、倾斜面TP2以及底面T3而形成。供电部404中、倾斜面TP1侧的端部与供电元件403连接，底面T3侧的端部部分与供电销44的上端部接触。因此，经由供电销44以及供电部404向供电元件403供给规定的电位。另一方面，从外部不对无供电元件402供给任何电位。
[0068]另外，如图5 (A)及图5 (B)所示，无供电元件402形成为圆环形状，即无接头的0型形状。另一方面，供电元件403具有切口部405，形成为将圆环的一部分切掉后的C型形状。供电元件403具有与来自GPS卫星20的电波(卫星信号)谐振的天线长度。例如，将供电部404与切口部405所成的角度设定为Φ&、切口部405的长度设定为As、供电元件403的圆周长设定为L、接收的圆偏振光的自由空间波长设定为λ时，能够使L=1.31A、Φβ=40°、Δ s = 0.018 λ。
[0069]另外，具有C型形状的供电元件403的端部与供电部404连接。如图5 (B)所示，供电元件403中与供电部404连接的部分(端部)，成为供给规定电位的供电位置403a。供电位置403a例如设置于电子表100的9点方向。S卩，俯视电子表100时，从电子表100中心(指针轴12)观察时，沿着9点方向设置有供电位置403a、供电部404以及供电销44。
[0070]如图5 (A)及图5 (B)所示，无供电元件402与供电元件403保持一定的间隔距离并排设置，如果电流流过供电元件403则无供电元件402中也产生感应电流。即，无供电元件402与供电元件403的间隔距离设定为可以在两者之间进行电磁耦合的距离。因此，供电元件403与无供电元件402电磁耦合，两者成为一体而作为将电磁波转换为电流的天线元件起作用。另外，无供电元件402具有0型形状，因此天线体40整体作为0型形状的环形天线起作用。电子表100中，使被供给规定电位的供电元件403和被供给接地电位的接地板90之间产生谐振，通过该谐振接收来自GPS卫星20的电波(卫星信号)。
[0071]来自GPS卫星20的卫星信号为1.575GHz,因而1波长约为19cm。另外，为了接收圆偏振光，需要波长的1.0?1.2倍左右的天线长度，因而为了接收卫星信号需要约19cm?24cm的环形天线。如果将这种天线长度的环形天线收入手表内部，则导致手表的大型化。
[0072]例如，将介电常数设定为er时，如果使用介电常数为ε r的基材401，则基于该基材401的波长缩短率为丨/‘。即，通过使用介电常数为er的电介质，能够将作为天线体40接收对象的电波的波长缩短到丨/‘倍。如上所述，基材401的介电常数ε r为5?
20左右，因此与不具备基材401的情况相比，能够将天线体40的天线长度缩短为约0.224(ε r=20)?0.447 ( ε r=5)倍。
[0073]另外，通过使无供电元件402与供电元件403电磁耦合，能够降低天线体40的谐振频率并改善阻抗特性。因此，通过使天线体40的谐振频率与卫星信号匹配，能够减少谐振频率下的回波损耗，提高天线体40对卫星信号的接收性能。[0074]此外，通过对供电销44与供电部404的接触面、供电销44与电路基板25的接触面也进行镀金和防锈用的电镀处理，以便长期地将接触电阻抑制为尽可能地低，并且不降低天线体40的接收性能。
[0075]图6是表示天线体40的XY平面中的辐射图案的图。
[0076]此外，从图2?图5的记载可知，X轴方向是指俯视电子表100时，从其中心(指针轴12)朝向3点的方向。另外，Y轴方向是指俯视电子表100时，从其中心朝向12点的方向。如上所述，供电位置403a设置于俯视电子表100时、从其中心观察时9点的方向。相对于此，如图6所示，天线体40的XY平面中的最大辐射方向也与此大概一致。即，如该图所示，天线体40的XY平面中的最大辐射方向为8点与9点间的方向及其相反方向。
[0077]佩戴者位于室外时电子表100接收卫星信号，但在室外的情况下，如图7所示，佩戴者大多处于放下佩戴有电子表100的手臂或者使该手位于身体前侧的姿势。在这种姿势的情况下，如图7所示，电子表100中，从该中心朝向9点的方向为天顶方向。因此，通过将供电位置403a (供电部404和供电销44的设置位置)设置在从电子表100的中心观察时9点的方向的附近，能够提高佩戴者位于室外时，天线体40的最大辐射方向朝向天顶方向的概率。
[0078]然而，由于供电销44和供电部404与供电元件403电连接而与供电元件403电位相同，因此被视为环形天线的一部分。
[0079]另外，如图2所示，电子表100上从2点到4点的部分设置有转柄16和操作按钮17、18。转柄16、操作按钮17、18全都由金属等导电性材料形成。另外，由金属等导电性材料形成的上条柄轴(省略图示)从转柄16开始贯穿壳体80向电子表100的中心方向延伸。同样，由金属等导电性材料形成的按钮轴(省略图示)也从操作按钮17、18开始贯穿壳体80而向电子表100的中心方向延伸。在这些转柄16、操作按钮17、18、上条柄轴及按钮轴(以下称操作部件)的附近设置供电销44、供电部404时，由于全都由导电性材料形成，因此产生谐振，或者天线体40的附近的电流密度发生变化，从而导致天线体40的接收性能下降。
[0080]因此，为了维持天线体40的良好的接收性能，有必要不将供电销44和供电部404设置于操作部件的附近。通过进行实验确认可知，如图2所示，在将转柄16、操作按钮17、18设置于从2点到4点的部分的情况下，如果将供电销44和供电部404设置于从5点到1点(5点一9点一1点)的范围，则能够充分维持天线体40的接收性能。即，如果考虑操作部件，则为了维持天线体40的良好的接收性能，有必要将供电位置403a (供电部404和供电销44的设置位置)设置于从电子表100的中心观察时从5点的方向到1点的方向的范围。
[0081]另外，天线体40通过与接地板90的谐振而接收卫星信号，但在天线体40附近，除接地板90之外还存在壳体80作为导电性部件，该壳体80也被包括在谐振的对象中。如图2所示，壳体80上，在从11点到1点的部分以及从5点到7点的部分设置有由导电性材料形成的表带安装部80a，该部分与其他部分相比，外形突起较大而体积大幅增加。因此如果在表带安装部80a的附近设置供电销44和供电部404时，则由于因表带安装部80a导致的损失而导致天线体40的接收性能下降。
[0082]因此，为了维持天线体40的良好的接收性能，有必要不将供电销44和供电部404设置在表带安装部80a的附近。通过进行实验确认可知，如图2所示，在将表带安装部80a设置于从11点到1点的部分与从5点到7点的部分的情况下，如果将供电销44和供电部404设置在从2点到4点的范围或从8点到10点的范围，则能够充分维持天线体40的接收性能。即，如果考虑表带安装部80a，则为了维持天线体40的良好的接收性能，有必要将供电位置403a (供电部404和供电销44的设置位置)设置在从电子表100的中心观察时从2点的方向到4点的方向的范围或者从8点的方向到10点的方向的范围。
[0083]由于以上原因，为了既考虑操作部件和表带安装部80a双方而维持天线体40的良好的接收性能，又提高佩戴者在室外时天线体40的最大辐射方向朝向天顶方向的概率，如图8所示，只要将供电位置403a设置在从电子表100的中心(指针轴12)观察时从8点方向到10点方向的范围即可。因此，供电销44和供电部404的设置位置并不局限于从电子表100的中心观察时9点的方向，只要设置在从8点的方向到10点的方向的范围即可。
[0084]图9是表示电子表100的电路结构的框图。
[0085]电子表100例如构成为包含GPS接收部26和控制显示部36。GPS接收部26进行与卫星信号接收、GPS卫星20捕捉、位置信息生成、时间校正信息生成等相关的处理。另外，控制显示部36进行与内部时间计时和校正，指针13移动等相关的处理。
[0086]太阳能电池板87通过充电控制电路29对二次电池27充电。二次电池27通过调节器34向控制显示部36供给驱动电力，并通过调节器35向GPS接收部26供给驱动电力。电压检测电路37检测二次电池27的电压并向控制部70输出。此外，调节器35也可以分为向RF (Radio Frequency:无线电频率)部50供给驱动电力的调节器，以及向基带部60供给驱动电力的调节器。这种情况下，向RF部50供给驱动电力的调节器也可以设置于RF部50内部。
[0087]定电位发生电路33生成对接地电位具有预定的电位差的规定电位。经由电路基板25以及供电销44向天线体40 (供电元件403)供给由定电位发生电路33生成的规定电位。
[0088]天线体40接收来自GPS卫星20的卫星信号。但是，天线体40也接收了除卫星信号以外的若干不需要的电波，因此在天线体40的后段设置有SAW(Surface Acoustic Wave:表面声波)滤波器32。SAW滤波器32作为使1.5GHz波段的信号通过的带通滤波器而起作用，从天线体40接收的信号中抽出卫星信号。
[0089]GPS接收部26例如构成为包含RF部50和基带部60。另外，RF部50例如构成为包含 LNA (Low Noise Amplifier:低噪声放大器)51、混频器 52、VC0 (Voltage ControlledOscillator:压控振荡器)53、PLL (Phase Locked Loop:锁相环)电路 54、IF(IntermediateFrequency:中频)放大器55、IF滤波器56、ADC (A/D转换器)57等。
[0090]通过SAW滤波器32的信号(卫星信号)被输入RF部50并被LNA51放大。被LNA51放大的卫星信号与VC053输出的时钟信号通过混频器52混合，下变频为中频信号。PLL电路54对将VC053的输出时钟信号进行分频后的时钟信号与基带部60供给的基准时钟信号进行相位比较，使VC053的输出时钟信号与基准时钟信号同步。因此，VC053能够输出频率精度高的稳定的时钟信号。此外，作为中间频率，例如能够选择数MHz。
[0091]从混频器52输出的中频信号被IF放大器55放大。但是，由于在混频器52的混合而产生数GHz的高频成分，因此导致IF放大器55中，与中频信号一起，数GHz的高频成分也被放大。因此IF滤波器56中，抽出中频信号的同时除去高频成分(准确地说，是衰减到规定电平以下)。通过IF滤波器56后的中频信号被ADC57转换为数字信号。
[0092]基带部60例如构成为包括DSP(Digital Signal Processor:数字信号处理器)61、CPU (Central Processing Unit:中央处理器)62、SRAM (Static Random Access Memory:静态随机存储器)63、RTC (Real Time Clock:实时时钟)64等。另外，基带部60与TCXO(Temperature Compensated Crystal Oscillator:温度补偿晶体振荡器)65 和闪存 66 连接。
[0093]TCX065与温度无关而生成大致固定频率的基准时钟信号。基带部60的动作与TCX065输出的基准时钟信号同步。RTC64生成用于处理卫星信号的定时，根据从TCX065输出的基准时钟信号递增。闪存66中存储有例如时差信息。时差信息是将针对UTC的时差与坐标值(例如纬度及经度)进行关联而定义的信息。
[0094]基带部60在设定有时间信息获取模式或位置信息获取模式的情况下，进行从由RF部50的ADC57输出的数字信号(中频信号)中，对基带信号解调的处理。
[0095]另外，基带部60在设定有时间信息获取模式或位置信息获取模式的情况下，在卫星检索工序中产生与各C/A码相同图案的本地码(local code)，并实施与基带信号中包含的C/A码进行关联的处理。基带部60调整产生本地码的定时以使关于各本地码的相关值达到峰值，当相关值达到阈值以上时，判断该本地码与GPS卫星20同步(即捕捉GPS卫星20)。GPS中，所有GPS卫星20采用使用不同的C/A码以相同频率发送卫星信号的CDMA (CodeDivision Multiple Access:码分多址)方式。因此,通过判别基带信号所包含的C/A码，能够检索可捕捉的GPS卫星20。
[0096]另外，基带部60在从捕捉到的GPS卫星20的卫星信号获取导航信息的情况下，将与捕捉到的GPS卫星20的C/A码相同图案的本地码和基带信号进行混合处理。由此，捕捉到的GPS卫星20的导航信息被解调。基带部60检测导航信息的各子帧的TLM字(前导码数据)，获取子帧中包含的GPS时间信息和轨道信息等卫星信息并存储于SRAM63。此外，GPS时间信息是周记数(WN)及Z计数数据，但是获取了周记数的情况下，仅获取Z计数数据即可。
[0097]另外，基带部60以卫星信息为基准生成时间校正信息。时间校正信息是用于校正用电子表100计时的内部时间的信息。基带部60在时间信息获取模式的情况下，例如，能够使用1台GPS卫星20的卫星信息所包含的GPS时间信息、时间校正参数、UTC偏移量等生成时间校正信息。此外，基带部60也可以根据多个GPS卫星20的卫星信息生成时间校正信息。时间信息获取模式的情况下的时间校正信息，例如可以是GPS时间信息本身，可以是用时间校正参数校正后的GPS时间信息，也可以是对GPS时间信息加上时间校正参数和UTC偏移量而得的时间信息。另外，也可以将表示这些时间信息与内部时间信息的时间差的信息作为时间校正信息。
[0098]另外，基带部60在位置信息获取模式的情况下，从最低3台(通常为4台)以上GPS卫星20接收卫星信息，首先，使用接收的卫星信息获取电子表100的位置信息。接着，基带部60参照闪存66中存储的时差信息,获取与获取的位置信息对应的时差数据。其后，基带部60对通过与时间信息获取模式的情况同样的方法生成的时间校正信息,加上获取的时差数据而作为位置信息获取模式情况下的时间校正信息。这样位置信息获取模式情况下的时间校正信息成为反映与电子表100的当前位置对应的时差的信息。[0099]控制显示部36例如构成为包含控制部70、晶体振荡器73、驱动电路74等。另外，控制部70例如能够由具备存储部71和RTC72等的CPU构成。控制部70对GPS接收部26输出控制信号，控制GPS接收部26的动作。另外，控制部70通过驱动电路74控制指针13(13a?13c)移动等。另外，控制部70根据电压检测电路37的检测结果等控制调节器34、35和定电位发生电路33的动作。
[0100]存储部71中存储从GPS接收部26输出的时间校正信息和位置信息等。RTC72对内部时间进行计时。RTC72始终被驱动，根据由晶体振荡器73生成的基准时钟信号递增。因此，控制部70即使在并非时间信息获取模式和位置信息获取模式的情况下，也能够基于通过RTC72计时的内部时间使指针13继续移动。
[0101]另外，如果在时间信息获取模式或位置信息获取模式的情况下从GPS接收部26输出时间校正信息，则控制部70根据时间校正信息校正通过RTC72计时的内部时间。另外，在校正内部时间的情况下，控制部70以指针13 (13a?13c)指示校正后的内部时间的方式，通过驱动电路74驱动指针13。由此电子表100的内部时间被校正为准确时间。特别是位置信息获取模式的情况下，既能够反映与电子表100的当前位置对应的时差，又能够将内部时间校正为准确时间。
[0102]如以上所说明的，根据本实施方式，在构成天线体40的圆环状基材401 (电介质)上，具有C型形状且被供给规定电位的供电元件403，和0型形状的无供电元件402保持一定的间距而并排设置。这种情况下，如果电流流过供电元件403则无供电元件402中也产生感应电流，因此供电元件403与无供电元件402电磁耦合，两者成为一体而作为将电磁波转换为电流的天线元件起作用。另外，天线体40整体作为0型形状的环形天线起作用。这种环形天线中，包含环形面的平面(XY平面)中的辐射方向性在从圆环的中心观察时，在设置有供电位置403a (供电销44和供电部404的设置位置)的方向或其附近达到最大。
[0103]因此，通过将供电位置403a设置于，俯视电子表100时从其中心(指针轴12)观察时从8点方向到10点方向的范围，如图7所示，当佩戴者处于放下佩戴有电子表100的手臂或者使该手位于身体前侧的姿势时，能够使天线体40的最大辐射方向朝向天顶方向，因此能够充分发挥天线体40的接收性能。这样，根据本实施方式，能够基于佩戴者在室外经常采用的姿势而得到实际使用上最佳的天线方向性。
[0104]另外，根据本实施方式，天线体40由于具备圆环状基材401 (电介质)，因此具有电介质的波长缩短效应，再加上能够缩短天线体40的周长，由此能够使天线体40小型化。
[0105]另外，根据本实施方式，通过使无供电元件402与供电元件403电磁耦合，能够降低天线体40的谐振频率而改善阻抗特性。因此，通过使天线体40的谐振频率与卫星信号匹配，能够减少谐振频率下的回波损耗，提高天线体40对卫星信号的接收性能。
[0106]由此，根据本实施方式，既能够维持充分的接收性能，又能够使天线体40小型化。
[0107]另外，根据本实施方式，在从该圆环的中心轴方向观察天线体40的基材401时(参照图5(B))，供电元件403设置于无供电元件402的内侧。天线体40的附近是电流密度高、对来自外部的影响敏感的部分，因此在由金属等导电性材料形成构成外壳的侧面的壳体80的情况下，如果用手指接触壳体80则天线体40的接收特性变得不稳定。通过将供电元件403设置于无供电元件402的内侧，与将供电元件403设置于无供电元件402的外侧的情况相比，能够延长从壳体80到供电元件403的距离,从而能够稳定天线体40的接收特性。[0108]另外，根据本实施方式，构成天线体40的圆环状基材401具有位于外周侧的平坦的上表面T1，以及位于内周侦彳、越朝向内侧则相对于表盘11的高度越小的倾斜面TP1，供电元件403设置于倾斜面TP1。这种情况下，也能够延长从壳体80到供电元件403的距离，从而能够稳定天线体40的接收特性。另外，由于倾斜面TP1越朝向内侧则相对于表盘11的高度越小，因此可以从广角方向识别表盘11。另外，通过在这种倾斜面TP1设置供电元件403，能够接收的电波的角度方向变广，从而可以确保天线体40的良好的接收性能。另外，通过设置倾斜面TP1，电子表100变薄，提高美观性。
[0109]本发明并不局限于上述的实施方式，例如可以进行如下所述的变形。另外，也可以将如下所示的2个以上变形适当组合。
[0110]变形例1
[0111]图5所示天线体40中，无供电元件402并不局限于无接头的0型形状，也可以与供电元件403同样形成为具有切口部的C型形状。这种情况下，天线体40整体作为C型形状的环形天线而起作用。另外，图5所示天线体40中，供电位置403a并不局限于设置在供电元件403的端部的方式，也可以设置在供电元件403中除端部以外的部分。另外，上述实施方式中，例示出以与卫星信号谐振的方式确定供电元件403的长度的情况，但也可以将无供电元件402的长度确定为与卫星信号谐振。这种情况下，通过调整供电元件403的长度和切口部405的位置等，能够容易地调整天线体40和与天线体40电连接的电路(包含GPS接收部26和控制部70的电路块)之间的阻抗。
[0112]变形例2
[0113]图10是变形例2所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)同样观察到的图。本变形例所涉及的天线体的基材411不具有倾斜面TP2，倾斜面TP1与底面T3连接。另外，基材411的上表面T1与图5 (C)的情况相比形成得较小，并设置有较大倾斜面TP1。倾斜面TP1上除供电元件403之外还形成有无供电元件402，上表面T1上不设置任何部件。也可以这样将供电元件403与无供电元件402双方都设置于倾斜面TP1。
[0114]变形例3
[0115]图11是变形例3所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)同样观察到的图。本变形例所涉及的天线体的基材421取代倾斜面TP2而具有直立的内周面T4。另外，整个无供电元件412以及整个供电元件413和供电部424的一部分埋设于基材421内部。这种结构能够通过插入成型制造而成。根据插入成型，与通过电镀和银浆印刷等如图5 (C)所示在基材401表面形成无供电元件402、供电元件403以及供电部404的情况相比，能够廉价地制造天线体。
[0116]变形例4
[0117]图12是变形例4所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)同样观察到的图。如该图所示，也可以将无供电元件402和供电元件403用柔性胶带(flexible tape) 500粘贴于基材401。例如，通过预先在柔性胶带500上形成无供电元件402和供电元件403，然后将该柔性胶带500粘贴于基材401表面(上表面T1及倾斜面TP1)，能够制造这种结构。根据这种制造方法，与通过电镀和银浆印刷等在基材401表面直接形成无供电元件402和供电元件403的情况相比，能够廉价地制造天线体。此外，对供电部404也可以使用柔性胶带500粘贴于基材401。[0118]变形例5
[0119]图13是变形例5所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)同样观察到的图。本变形例所涉及的天线体的基材431具有由上表面T11、外周面T12、底面T13以及内周面T14围绕而成的四边形的截面形状。无供电元件402与供电元件403形成于上表面T11。另外，供电部434横跨上表面T11、内周面T14以及底面T13而形成。这样,天线体的基材431也可以不具有倾斜面TP1。此外，也可以将无供电元件402和供电元件403反向设置。S卩，也可以将供电元件403设置于无供电元件402外侧。这种情况下，供电部434横跨上表面T11、外周面T12以及底面T13而形成。另外，在这样将供电部434形成于外周面T12的情况下，优选由陶瓷或塑料等非导电性材料形成壳体80。
[0120]变形例6
[0121]供电销44由于与供电元件403电连接而与供电元件403电位相同，因此被视为环形天线的一部分。另外，内置于供电销44的螺旋弹簧因电流流过而产生磁场，并且还拾取由电子表100内的各种电路和步进电动机Μ等产生的噪声，因此由于这些磁场、噪声的影响而导致天线体40的接收性能下降。因此，也可以对供电销44进行如下的变形。
[0122]图14是变形例6所涉及的供电销45的主要部分的截面图。
[0123]本变形例所涉及的供电销45内置有由金属等导电性材料形成的螺旋弹簧451。在螺旋弹簧451的两端连接有由金属等导电性材料形成的端子452a、452b。端子452a由于螺旋弹簧451的弹力而与形成于基材401的底面T3的供电部404接触，从而与供电部404电连接。另外，端子452b由于螺旋弹簧451的弹力与形成于电路基板25的上表面的布线图案25a接触，从而与布线图案25a电连接。向布线图案25a供给对供电元件403供给的规定电位。另外，供电销45具备筒状屏蔽壳体453。该屏蔽壳体453由由金属等导电性材料形成的外周壁453a以及由玻璃或塑料等绝缘体形成的内周壁453b构成，并向外周壁453a供给接地电位V_。
[0124]根据以上结构，螺旋弹簧451的侧面部分由被供给接地电位V_的外周壁453a包围，因此外周壁453a作为磁屏蔽而起作用。因此，能够抑制由螺旋弹簧451产生的磁场所导致的天线体40附近的电流密度变化，以及螺旋弹簧451拾取由电子表100内的各种电路和步进电动机Μ等产生的噪声，从而能够维持天线体40的良好的接收性能。此外，也可以是供电销45不具备端子452a、452b，螺旋弹簧451的其中一个端部(图中上侧)与形成于基材401的底面T3的供电部404直接接触，螺旋弹簧451的另一个端部(图中下侧)与形成于电路基板25的上表面的布线图案25a直接接触的结构。
[0125]变形例7
[0126]也可以使用板簧、引线、同轴电缆、柔性基板等取代供电销44，将天线体40的供电部404与电路基板25电连接，提供规定的电位。
[0127]变形例8
[0128]图15是变形例8所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)同样观察到的图。本变形例所涉及的天线体与图5所示的天线体40的不同之处在于:(1)基材421具有直立的内周面T4以取代倾斜面TP2，(2)未设置有供电部404，(3)从基材421的倾斜面TP1到底面T3设置有插入孔421a。此外，插入孔421a的数量是1个，与上述的实施方式中所说明的供电位置403a相同，设置于俯视电子表100时，从该中心(指针轴12)观察时从8点的方向到10点的方向的范围。另外，使用本变形例所涉及的天线体的情况下，使用棒状供电销46取代上述实施方式中所说明的供电销44。该供电销46由金属等导电性材料形成，其中一个端部插入插入孔421a，其前端与供电元件403连接。另外，另一个端部与电路基板25上的布线图案连接而被供给规定的电位。该图所示结构的情况下，不需要在基材421 (电介质)表面形成供电部404。这样也可以不在天线体设置供电部404。
[0129]变形例9
[0130]也可以没有秒针13a。另外，时间显示部除了在表盘11上使指针13旋转而指示时间的方式以外，例如，也可以是具备具有相当于表盘11的大小的显示区域的液晶显示面板，将表盘11和指针13的图像显示于显示区域而显示时间的方式。
[0131]变形例10
[0132]图16是变形例10涉及的电子表200的俯视图。
[0133]本变形例所涉及的电子表200具备长方体形状的外壳，在其内部容纳有环状天线体41。天线体41的环(轮)的形状大致为四边形。另外，在天线体41的内侧设置有对时间进行数字显示的液晶显示面板15。此外，天线体41虽然环的形状不同，但与图5所示天线体40相同，例如具备基材(电介质)、无供电元件、供电元件及供电部，经由供电销和供电部向供电元件供给规定电位。在这种数字显示方式的电子表200中，只要将供电位置(供电销和供电部的设置位置)设置于，俯视电子表200时，从电子表200的中心点C观察时从8点方向到10点方向的范围(图中阴影线所示部分)即可。
[0134]变形例11
[0135]导电销93和导电弹簧90a的数量并不局限于4个，只要是1个以上即可。另外，也可以没有接地板90和导电弹簧90a，这种情况下，供电元件403的谐振对象为壳体80。另夕卜，上述实施方式中，例不出由壳体80和玻璃框81构成外壳的侧面的情况,但外壳的侧面也可以由由陶瓷或塑料等非导电性材料形成的一个部件构成。另外，也可以采用太阳能充电以外的充电方式。例如，也可以具备充电线圈，从外部充电器通过电磁感应补充电力。另夕卜，也可以用锂电池等一次电池取代二次电池27。
[0136]变形例12
[0137]可以利用伽利略(EU)、GL0NASS (俄罗斯)、北斗(中国)、IRNSS (印度)等全球导航卫星系统(GNNS)取代GPS，也可以利用地区性广域差分增强系统(SBAS)或准天顶卫星系统(QZSS)取代GPS。这样，电子表100也可以接收来自GPS卫星20以外的人工卫星的电波进行内部时间的校正等。
【权利要求】
1.一种天线内置式电子表，其特征在于，具备:夕卜壳;环状的天线体，容纳于所述外壳；以及时间显示部，容纳于所述外壳并显示时间，所述天线体具备:环状的电介质；导电性的供电元件，设置于所述电介质上，具有将环状的一部分切掉后的形状，并被供给规定电位；以及导电性的无供电元件，在所述电介质上与所述供电元件分开设置，具有环状或将环状的一部分切掉后的形状，在所述供电元件上设置有一处被供给所述规定电位的供电位置，所述供电位置设置于，俯视该天线内置式电子表时，从该天线内置式电子表的中心观察时从8点方向到10点方向的范围。
2.根据权利要求1所述的天线内置式电子表，其特征在于，在从环的中心轴方向观察所述电介质时，所述供电元件设置于所述无供电元件内侧。
3.根据权利要求1或2所述的天线内置式电子表，其特征在于，所述电介质具有平坦的上表面、以及与所述上表面相连、越朝向内侧则相对于所述时间显示部的高度越小的倾斜面，所述供电元件设置于所述倾斜面。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线内置式电子表，其特征在于，所述天线内置式电子表还具备:电路基板，容纳于所述外壳并设置有接收电路；以及螺旋弹簧，容纳于所述外壳、设置于所述供电位置并向所述供电元件供给所述规定电位，所述螺旋弹簧中，一个端部与所述供电元件电连接，另一个端部与所述电路基板电连接而被供给所述规定电位，除了这两个端部以外的侧面部分由被供给接地电位的筒状导电性部件包围。
【文档编号】H01Q1/22GK103676638SQ201310415103
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月12日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】长滨利岳 申请人:精工爱普生株式会社