天线内置式电子表的制作方法

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。其中，电子表具备至少一部分由导电性材料形成的外壳，容纳于外壳的环状天线体，以及配置于天线体内侧的表盘。天线体具有由电介质形成的环状基材，基材具有相对于表盘倾斜、越朝向内侧则相对于表盘的高度越小的倾斜面。通过天线体的供电部供电的、由导电性材料形成的天线元件设置于倾斜面。
【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]近年，开发有接收来自GPS (Global Positioning System:全球定位系统)卫星等位置信息卫星的电波而进行准确的时间显示的电子表。这种电子表具备用于接收来自位置信息卫星的电波的环状天线(参照专利文献I及专利文献2)。
[0003]环状天线配置于电子表的时间显示部分(例如表盘)的周围。天线具有由电介质即绝缘体形成的环状基材，以及在基材上形成的环状导电性材料部分。
[0004]配置在时间显示部分的周围的环状天线，如果配置在接近时间显示部分的位置，则导致难以看到时间显示部分。另一方面，为了将天线配置在远离时间显示部分的位置，需要在时间显示部分的外侧确保较大面积，从而导致电子表大型化。
[0005]另外，电子表具有金属制壳体作为外壳。如果环状天线配置于接近金属制壳体的位置，则天线的灵敏度下降。另一方面，为了将天线配置于远离壳体的位置，需要在时间显示部分的外侧且壳体的内侧部分确保较大面积，从而导致电子表大型化。
[0006]在先技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利特开2011-21929号公报。
[0009]专利文献2:日本专利第4551678号公报。

【发明内容】

[0010]鉴于上述情况，本发明要解决的技术问题在于，在具备天线的天线内置式电子表中，确保时间显示部分的识别性，并确保天线良好的接收性能，同时抑制电子表的大型化。
[0011]为了解决上述技术问题，本发明所涉及的天线内置式电子表的特征在于，包括:夕卜壳,至少一部分由导电性材料形成；环状天线体,容纳于上述外壳；供电部,容纳于上述外壳并向上述天线体供电；以及时间显示部分，在俯视观察中配置于上述天线体的内侧，上述天线体具有由电介质形成的环状基材，以及通过上述供电部供电的由导电性材料形成的天线元件，上述基材具有相对于上述时间显示部分倾斜、越朝向内侧则相对于上述时间显示部分的高度越小的倾斜面，上述天线元件设置于上述基材的上述倾斜面。
[0012]在本发明中，天线体的基材具有倾斜面，该倾斜面越朝向内侧则相对于时间显示部分的高度越小，因而可以从广的角度方向目测时间显示部分(例如表盘)。另外，在这种倾斜面上设置有天线体的被供电的由导电性材料形成的天线元件，因而可以在由于至少一部分由导电性材料形成的外壳而难以遮断来自外部的电波的位置配置天线元件。因此，天线元件能够接收的电波的角度方向扩大，从而能够确保天线良好的接收性能。而且，通过利用这种倾斜面，容易看到时间显示部分，且天线元件能够接收的电波的角度方向扩大，因此无需时间显示部分的外侧的部分形成为具有较大面积，从而可以抑制电子表的大型化。[0013]在该天线内置式电子表中，上述基材具有相对时间显示部分平行的上表面，上述倾斜面在俯视观察中也可以与上述上表面相连。此外，平行也包含“大致平行”。
[0014]该天线内置式电子表可以具备安装于上述外壳、配置于上述时间显示部分的外侦U、覆盖上述天线体的、由非导电性材料形成的标度盘环，上述标度盘环也可以具有与上述天线体的上述基材的上述倾斜面平行的倾斜部分。此外，平行也包含“大致平行”。
[0015]该标度盘环由非导电性材料形成，因此不妨碍天线体接收电波。通过标度盘环覆盖天线体而隐藏天线体，可以防止造成电子表外观上的不美观。而且，标度盘环具有与基材的倾斜面平行的倾斜部分，该倾斜部分同样越朝向内侧则相对于时间显示部分的高度越小，因而可以从广的角度方向目测时间显示部分。
[0016]以下，在说明书中，“环状”是指整体相连无接口地形成轮，不仅是圆环状，也包括无接口的多边形形状。
[0017]该天线内置式电子表还可以具备由导电性材料形成的后盖，上述外壳可以具有由导电性材料形成的筒状壳体，上述后盖与上述外壳的上述壳体电连接，同时与上述天线体的上述天线元件的接地电连接，上述后盖与上述壳体具有接地平面的功能。
[0018]在电子表中，通过使具有大体积及面积的后盖以及外壳的壳体具有接地平面的功能，能够稳定接地电位，进而可以确保天线良好的接收性能。
[0019]上述外壳可以具有由导电性材料形成的筒状壳体，以及安装有保护上述时间显示部分的玻璃盖的由非导电性材料形成的玻璃框，上述玻璃框与上述壳体的内侧嵌合。
[0020]安装有玻璃盖的外壳的玻璃框由非导电性材料形成，因此玻璃框不妨碍天线体接收电波。玻璃框与壳体的内侧嵌合，由于玻璃框而能够加长由导电材料形成的壳体与天线体、特别是与导电材料的部分的距离。因此，天线体能够接收的电波的角度方向扩大，从而可以确保天线良好的接收性能。
[0021]上述天线体的上述天线元件优选配置于比上述外壳的上述壳体相对于上述时间显示部分更高的位置。
[0022]这种情况下，虽然外壳的壳体由导电性材料形成，但通过将壳体配置于比天线体的天线元件相对于时间显示部分的高度小的位置，从而壳体几乎不限制天线元件的电波接收的到来方向。因此，天线元件能够接收的电波的角度方向扩大，从而可以确保天线良好的接收性能。
【专利附图】

【附图说明】
[0023]图1是包含本发明的一实施方式所涉及的天线内置式电子表100 (电子表100)的GPS系统的整体图。
[0024]图2是电子表100的俯视图。
[0025]图3是电子表100的部分截面图。
[0026]图4是电子表100的一部分的分解立体图。
[0027]图5是用于说明电子表100的天线体40的形状及形成于天线体40上的天线元件的说明图。
[0028]图6是用于说明电子表100的天线体40、供电销44及二次电池27的位置关系的说明图。[0029]图7是用于说明电子表100的天线体40、供电销44、二次电池27以及抗磁板SI及S2的位置关系的说明图。
[0030]图8是用于说明电子表100的天线体40、供电销44、二次电池27及抗磁板S3的位置关系的说明图。
[0031]图9是表示电子表100的电路结构的框图。
[0032]图10是表示确认电子表100的天线接收性能的长处的实验结果的图。
[0033]图11是表示具有比较例的天线体140的电子表的天线体140的立体图。
[0034]图12 (A)是变形例I的天线体240的立体图，(B)是天线体240的俯视图，(C)是用(B)所示的G-g线截断天线体240后的截面图。
[0035]图13是表示确认变形例I所涉及的电子表的天线接收性能的长处的实验结果的图。
[0036]图14是比较例的电子表的截面图。
[0037]图15是变形例2所涉及的天线体的截面图。
[0038]图16是变形例3所涉及的天线体的截面图。
[0039]图17是变形例4所涉及的天线体的截面图。
[0040]图18是变形例5所涉及的天线体的截面图。
[0041]符号说明
[0042]100:天线内置式电子表11:表盘(时间显示部分)12:指针轴13 (13a, 13b, 13c):指针16:转柄16a:上条柄轴26:GPS接收部27:二次电池28:电池容纳部30:驱动机构38:底板40，240:天线体44:供电销70:控制部80:外壳81:壳体82: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401:基材415，2402，2403:天线元件(天线元件)Tl:上表面TPl:倾斜面
【具体实施方式】
[0043]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。在附图中酌情各部分的尺寸及比例尺与实际情况不同。另外，以下所述的实施方式是本发明的合适的具体例，因此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，则本发明的范围并不局限于这些方式。
[0044]A:天线内置式电子表的机械结构
[0045]图1是表示包含本发明的第一实施方式所涉及的天线内置式电子表100 (以下称为“电子表100”)的GPS系统的整体的示意图。电子表100是从多个GPS卫星20中的至少I个接收电波(无线信号)来校正内部时间的手表，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。以下，称背面侧为“下侧”，称表面侧为“上侧”。
[0046]GPS卫星20是围绕地球上空的规定的轨道旋转的位置信息卫星，将导航消息叠加在1.57542GHz的电波(LI波)上发送到地面。在以后的说明中，将叠加有导航消息的1.57542GHz的电波称为“卫星信号”。卫星信号是右旋偏振的圆偏振光。
[0047]以下以GPS系统作为卫星定位系统的示例进行说明，但GPS系统是卫星定位系统的一例。本发明能够使用具备伽利略(EU)、GL0NASS (俄罗斯)、北斗(中国)等全球导航卫星系统(GNSS)、SBAS等静止卫星或准天顶卫星等发送包含时间信息的卫星信号的位置信息卫星的、其他卫星定位系统。即，电子表100也可以是接收来自包含除GPS卫星20以外的卫星的位置信息卫星的电波(无线信号)来校正内部时间的手表。
[0048]当前，存在约31个GPS卫星20 (在图1中仅图示约31个中的4个)。各GPS卫星20为了识别卫星信号是从哪个GPS卫星20发送而来，将称为C/A码(Coarse/AcquisitionCode:粗/捕获)的1023码片(chip) (Ims周期)的固有图案叠加到卫星信号上。对于C/A码，各码片为+ I或-1中的任一个，看似随机图案。因此，通过使实际接收的卫星信号和已知的各C/A码的图案相关联，能够检测叠加到卫星信号的C/A码。
[0049]GPS卫星20搭载有原子表，在卫星信号中包含用原子表计时的极其准确的时间信息(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搭载的原子表的微小的时间误差，在卫星信号中还包含用于校正该时间误差的时间校正参数。电子表100接收从I个GPS卫星20发送的卫星信号，并使用其中所包含的GPS时间信息和时间校正参数将内部时间校正为准确的时间。
[0050]在卫星信号中还包含表示GPS卫星20的轨道上的位置的轨道信息。电子表100能够使用GPS时间信息和轨道信息进行定位计算。定位计算以在电子表100的内部时间中包含某种程度的误差为前提来进行。即，除了用于指定电子表100的三维位置的3个参数以外，时间误差也是未知数。因此，电子表100通常接收从4个以上GPS卫星分别发送的卫星信号，使用其中所包含的GPS时间信息和轨道信息进行定位计算。
[0051]图2是电子表100的俯视图。如图2所示，电子表100具备外壳80。外壳80具有由金属或其他导电性材料形成的圆筒状壳体81，以及由陶瓷或其他非导电性材料形成的玻璃框82，玻璃框82与壳体81嵌合。
[0052]在玻璃框82内侧配置有由塑料或其他非导电性材料形成的环状标度盘环83，在标度盘环83内侧配置有圆盘状表盘11。在标度盘环83上例如每隔30度设置有表示时间(小时)的棒状标志，在表盘11上未设置有这种标志。标度盘环83所示的信息及表盘11所示的信息互相不同即可，并不局限于图示的信息。
[0053]在表盘11上配置有以指针轴12为中心旋转并指示当前时间的指针13 (13a?13c)。以下，有时将表盘11称为时间显示部分。
[0054]细节在后文描述，外壳80具有表面侧及背面侧的两个开口。而且，外壳80的表面侧的开口经由玻璃框82被玻璃盖84堵住，表盘11及指针13 (13a?13c)可以隔着玻璃盖84识别。
[0055]另外，如图1及图2所示，电子表100具备转柄16、操作按钮17及18。通过手动操作这些转柄16、操作按钮17及18，能够将电子表100设定为，接收来自至少I个GPS卫星20的卫星信号而进行内部时间信息的校正的模式(时间信息取得模式)，以及接收来自多个GPS卫星20的卫星信号而进行定位计算并校正内部时间信息的时差的模式(位置信息取得模式)。另外，电子表100还能够定期地(自动地)执行时间信息取得模式和位置信息取得模式。
[0056]图3是表不电子表100的内部构造的部分截面图，图4是电子表100的一部分的分解立体图。如图3所示，外壳80具有由金属或其他导电性材料形成的圆筒状壳体81，以及由陶瓷或其他非导电性材料形成的玻璃框82，玻璃框82与壳体81嵌合。外壳80具有表面侧的开口 Kl及背面侧的开口 K2。外壳80的表面侧的开口 Kl被圆盘状玻璃盖84堵住，背面侧的开口 K2被由SUS (不锈钢)或Ti (钛)等金属形成的后盖85堵住。后盖85和壳体81例如通过螺纹槽固定。
[0057]在玻璃盖84下侧(背面侧)，沿着玻璃框82内周设置有由塑料等非导电性材料形成的环状标度盘环83。另外，在标度盘环83下侧，在壳体81内周的更内侧设置有由塑料等非导电性材料形成的底板38。
[0058]通过这些底板38及标度盘环83和外壳80的内周，划分出环状容纳空间。在该容纳空间中容纳有环状天线体40。因此，天线体40容纳于玻璃框82内周的更内侧，其上方被标度盘环83覆盖。另外，在该容纳空间内，在天线体40及底板38之间容纳有由金属形成的环状接地板90。该接地板90经由导电弹簧24与后盖85电连接，后盖85固定于壳体81，因而也与壳体81电连接。
[0059]参照图5对天线体40的细节进行说明。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。
[0060]天线体40具有由电介质形成的环状基材401，以及在基材401上形成的天线元件(天线元件)415。天线元件415由金属或其他导电性材料形成。另外在天线体40上安装有由金属或其他导电性材料形成的供电部404。天线元件415以及供电部404例如能够通过电镀或银浆印刷等形成。基材401的材料通过将氧化钛等高频下可使用的电介质材料与树脂混合，将介电常数ε r形成为5~20左右。
[0061]如图5 (C)所示，基材401具有由上表面Tl、外周面T2、底面T3、倾斜面TPl及第二倾斜面TP2围成的五边形截面形状。如该图所示，在倾斜面TPl上形成有天线元件415。另外，在基材401的倾斜面TP1、第二倾斜面TP2及底面T3上形成有供电部404。天线元件415经由供电部404与供电销44电连接，由此向天线体40的天线元件415供给规定的电位。
[0062]如图5 (B)所示，天线元件415具有切口部420，形成为将环的一部分切掉后的C形状。另外，天线元件415具有与来自位置信息卫星的电波(卫星信号)谐振的天线长度。
[0063]来自GPS卫星20的电波的频率约为1.575GHz，一个波长约为19cm。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，因而为了接收来自GPS卫星20的电波，需要约19cm~24cm的环形天线。将这种天线长度的环形天线收入手表内部时，导致手表的大型化。
[0064]与此相对，在本实施方式中，天线体40具有由介电常数81~为5~20左右的材料形成的基材401。在使用介电常数ε r的基材401时，基于该基材401的波长缩短率为(er)_1/2。即，通过使用介电常数为￡1*的电介质，能够将天线体接收的电波的波长缩短为(er)_1/2倍。即，由于本实施方式所涉及的天线体40具备介电常数的基材401，因此与不具备这种基材401时相比，能够使天线体40的天线长度变为(ε r) _1/2倍，从而能够实现天线的小型化。 [0065]另外，如图5 (B)所示，天线元件415在俯视观察中是将环的一部分切掉后的C形环状元件，作为将电磁波转换为电流的天线元件起作用。天线元件415由供电部404供电。通过适当设定天线元件415的长度，可以将与天线体40电连接的电路的阻抗与天线体40的阻抗匹配。将供电部404与切口部420所成的角度设定为Φ&，切口部420的长度设定为Ag，天线元件415的圆周长设定为C。例如，如专利3982918号说明书所公开的那样，将作为目标的圆偏振光的波长设定为λ时，例如优选设定C = 1.31 λ、Φει = 40°、Ag =0.018 λ。在该实施方式中，带有切口部420的C形环状元件被用作天线元件415，也可以将作为无接头的环状的O形环状元件作为天线元件使用。
[0066]返回图3及图4进行说明。
[0067]如图3所示，在天线体40内周的更内侧，设置有透光性的表盘11、贯通表盘11及底板38的指针轴12，以及以指针轴12为中心旋转而指示当前时间的多个指针13 (秒针13a、分针13b及时针13c)。
[0068]指针轴12沿着外壳80的中心轴线而向表里方向延伸。表盘11是圆形板材，由塑料等透光性非导电性材料形成。如图3所示，表盘11配置在玻璃盖84及底板38之间。在表盘11的中央部形成有指针轴12贯通的孔。指针13配置在天线体40内周的更内侧且在玻璃盖84及表盘11之间。
[0069]在底板38的下侧(背面侧)安装有使指针轴12旋转而驱动多个指针13的驱动机构(驱动部)30。驱动机构30具有步进电动机M和齿轮等轮系，该步进电动机M经由该轮系使指针轴12旋转从而驱动多个指针13。具体而言，驱动机构30使指针轴12旋转，使得时针13c以12小时绕指针轴12周围旋转一周，分针13b以60分钟旋转一周，秒针13a以60
秒旋转一周。
[0070]另外电子表100在外壳80内侧具备基板25。基板25由包含树脂或其他电介质的原料形成，配置在驱动机构30的下侧(即，驱动机构30及后盖85之间)。
[0071]在基板25的下表面(里侧的面)安装有包含GPS接收部(无线接收部)26及控制部70的电路块。GPS接收部26例如由I芯片的IC模块构成，其中包含模拟电路与数字电路。控制部70将控制信号发送至GPS接收部26，控制GPS接收部26的接收动作并控制驱动机构30的动作。
[0072]在基板25的上侧设置有由金属或其他导电性材料形成的供电销44。供电销44内置有弹簧，贯通在接地板90上开口的贯通孔而与天线体40的供电部404接触，并贯通在底板38上开口的贯通孔38b (参照图4)而与基板25接触。因此，天线体40的供电部404经由供电销44与基板25 (严格来说，是在基板25上设置的布线)电连接，并从基板25向天线体40供给规定的电位。
[0073]包含GPS接收部26及控制部70的电路块被由导电性材料形成的屏蔽板91覆盖。屏蔽板91经由电路压片39、后盖85及壳体81与接地板90电连接。另外，向屏蔽板91供给电路块的接地电位。S卩，屏蔽板91、后盖85、壳体81及接地板90的电位保持为电路块的接地电位，作为接地平面而起作用。
[0074]在驱动机构30与底板38之间设置有抗磁板SI及S2，在驱动机构30与基板25之间设置有抗磁板S3。以下有时将抗磁板SI及S2总称为第一抗磁板，将抗磁板S3总称为第二抗磁板。这些抗磁板SI?S3由纯铁等的具有高磁导率的导电性材料形成。
[0075]在电子表100的外部存在扬声器等产生强磁场的物体的情况下，由于该磁场的影响，步进电动机M有可能错误运行。另外，构成电子表100的各种结构单元中的壳体81、后盖85等金属,在被磁化时产生磁场。而且，设置于基板25的电路块也产生磁场。
[0076]在本实施方式中，利用由具有高导磁率的材料形成的抗磁板SI?S3，通过覆盖步进电动机M，对驱动机构30进行磁屏蔽，从而防止因上述各种磁场而导致步进电动机M错误运行。
[0077]另外电子表100在外壳80的内侧具备锂离子电池等圆柱状二次电池27，用于容纳该二次电池27的电池容纳部28，以及进行光发电的太阳能电池板87。
[0078]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。太阳能电池板87配置在天线体40内周的更内侧，且在底板38与表盘11之间。在太阳能电池板87的中央部形成有指针轴12贯通的孔。
[0079]二次电池27通过太阳能电池板87产生的电力进行充电。用于容纳该二次电池27的电池容纳部28配置在基板25的下侧(B卩，基板25及后盖85之间)。
[0080]在外壳80的外侧设有转柄16、操作按钮17及18(参照图2)。电子表100的利用者通过操作转柄16而产生的转柄16的运动，经由贯通外壳80的上条柄轴16a传递至驱动机构30。另外，电子表100的利用者通过按压操作按钮17 (或18)而产生的操作按钮17(或18)的运动，经由贯通外壳80的按钮轴17a (或按钮轴18a)(参照图6)，传递至省略图示的开关。然后，该开关将来自操作按钮17 (或18)的压力转换为电信号，并传递至控制部70。
[0081]以下有时将这些转柄16、上条柄轴16a、操作按钮17及18、以及按钮轴17a及18a统称为操作部。
[0082]图6是用于说明俯视时(即,从与表盘11垂直的方向观看电子表100时),外壳80、天线体40、供电销44、二次电池27 (电池容纳部28)以及操作部(转柄16、上条柄轴16a、操作按钮17及18、按钮轴17a及18a)的位置关系的说明图。
[0083]如图6所示，电池容纳部28配置于在俯视时不与二次电池27(容纳于电池容纳部28的二次电池27)和天线体40重叠的位置。另外，供电销44配置于在俯视时不与容纳于电池容纳部28的二次电池27重叠的位置。
[0084]出于结构上的原因，电池容纳部28不能够配置于俯视时与操作部(更具体而言，操作部中的上条柄轴16a)重叠的位置。另外,供电销44也不能够配置于俯视时与操作部(更具体而言，操作部中的上条柄轴16a、按钮轴17a及18a)重叠的位置。由此，电池容纳部28及供电销44配置成俯视时不与操作部重叠。另外，出于结构上的原因，电池容纳部28配置成俯视时不与包含GPS接收部26及控制部70的电路块(图6中省略图示)重叠。
[0085]关于供电销44的配置位置，也受到后述的与抗磁板SI?S3的关系的制约。
[0086]S卩，供电销44的位置除了考虑上述二次电池27及操作部之间的相对位置关系，还要考虑与后述的抗磁板SI?S3之间的相对位置关系来决定。
[0087]图7是表示俯视时天线体40、供电销44、二次电池27、抗磁板SI及S2以及步进电动机M的位置关系的说明图。图8是表示俯视时天线体40、供电销44、二次电池27、抗磁板S3以及步进电动机M的位置关系的说明图。
[0088]如图7所示，抗磁板SI及S2设置成俯视时与各步进电动机M的至少一部分重叠。另外，如图8所示，抗磁板S3设置成俯视时与各步进电动机M的至少一部分重叠。由此，各步进电动机M被磁屏蔽于从驱动机构30的外部产生的磁场，从而可以防止起因于该磁场的步进电动机M的错误运行。
[0089]B:天线内置式电子表的电路结构[0090]图9是表示电子表100的电路结构的框图。如图9所示，电子表100包含GPS接收部26及控制显示部36。GPS接收部26进行卫星信号的接收、GPS卫星20的捕捉、位置信息的生成、时间校正信息的生成等处理。控制显示部36进行内部时间信息的保持及内部时间信息的校正等处理。
[0091]太阳能电池板87通过充电控制电路29对二次电池27充电。电子表100具备调节器34及35，二次电池27通过调节器34向控制显示部36、通过调节器35向GPS接收部26供给驱动电力。另外电子表100具备检测二次电池27的电压的电压检测电路37。此外，取代调节器35，例如，也可以设置为将其分成向RF部50 (细节在后文描述)供给驱动电力的调节器35-1、以及向基带部60 (细节在后文描述)供给驱动电力的调节器35-2 (都未图示)。调节器35-1也可以设置于RF部50的内部。
[0092]另外电子表100包含天线体40及SAW (Surface Acoustic Wave:表面声波)滤波器32。如与图1关联地说明地那样，天线体40接收来自多个GPS卫星20的卫星信号。但是，天线体40也多少接收了除卫星信号以外的不需要的电波，因此SAW滤波器32进行从天线体40接收的信号中抽出卫星信号的处理。即，SAW滤波器32构成为使1.5GHz波段的信号通过的带通滤波器。
[0093]另外,GPS接收部26包含RF (Radio Frequency:无线电频率)部50和基带部60。如以下所说明的，GPS接收部26进行从SAW滤波器32抽出的1.5GHz波段的卫星信号中取得导航消息所包含的轨道信息和GPS时间信息等卫星信息的处理。
[0094]RF 部 50 包括 LNA (Low Noise Amplifier:低噪声放大器)51、混频器 52、VCO(Voltage Controlled Oscillator:压控振荡器)53、PLL (Phase Locked Loop:锁相环)电路 54、IF 放大器 55、IF (Intermediate Frequency:中频)滤波器 56、ADC (A/D 转换器)57
坐寸ο
[0095]SAW滤波器32抽出的卫星信号通过LNA51放大。被LNA51放大的卫星信号通过混频器52与VC053输出的时钟信号混合，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。其结果，VC053能够输出基准时钟信号的频率精度稳定的时钟信号。此外，作为中间频率，例如能够选择数MHz。
[0096]通过混频器52混合的信号被IF放大器55放大。此处，由于在混频器52中的混合，与中频信号一起还生成数GHz的高频信号。因此，IF放大器55除了中频信号以外还将数GHz的高频信号放大。IF滤波器56使中频信号通过的同时除去该数GHz的高频信号(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ADC (A/D转换器)57转换为数字信号。
[0097]基带部60 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 (实时时钟)64。另外，基带部60与带温度补偿电路的晶体振荡电路(TCXO:Temperature Compensated Crystal Oscillator:温度补偿晶体振荡器)65 和闪存66等连接。
[0098]带温度补偿电路的晶体振荡电路(TCXO) 65与温度无关而生成大致固定频率的基准时钟信号。闪存66中例如存储有时差信息。时差信息是定义时差数据(对于与坐标值(例如纬度及经度)关联的UTC的校正量等)的信息。
[0099]当设定为时间信息取得模式或位置信息取得模式时，基带部60进行从RF部50的ADC57转换的数字信号(中频信号)解调基带信号的处理。
[0100]另外，当设定为时间信息取得模式或位置信息取得模式时，在后述的卫星搜索工序中，基带部60产生与各C/A码相同图案的本地码(local code)，进行使基带信号所包含的各C/A码与本地码相关联的处理。然后，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(SP，捕捉到GPS卫星20)。此处，在GPS系统中，采用所有GPS卫星20使用不同的C/A码发送相同频率的卫星信号的CDMA (Code Division Multiple Access:码分多址)方式。因此,通过辨别接收的卫星信号所包含的C/A码，能够搜索可捕捉的GPS卫星20。
[0101]另外，基带部60在时间信息取得模式或位置信息取得模式中，为了取得捕捉的GPS卫星20的卫星信息，进行使与该GPS卫星20的C/A码相同图案的本地码与基带信号混合的处理。在混合后的信号中，包含捕捉到的GPS卫星20的卫星信息的导航消息被解调。而且，基带部60检测导航消息的各子帧的TLM字(前导码数据)，进行取得各子帧所包含的轨道信息和GPS时间信息等卫星信息的(例如存储于SRAM63)处理。其中，GPS时间信息是周记数(WN)及Z计数数据，在之前已经取得周记数的情况下也可以仅取得Z计数数据。然后，基带部60根据卫星信息，生成校正内部时间信息所需要的时间校正信息。
[0102]在时间信息取得模式的情况下，更具体而言，基带部60根据GPS时间信息进行定时计算，生成时间校正信息。时间信息取得模式中的时间校正信息例如可以是GPS时间信息本身，也可以是GPS时间信息与内部时间信息的时间差的信息。
[0103]另一方面，在位置信息取得模式的情况下，更具体而言，基带部60根据GPS时间信息和轨道信息进行定位计算，取得位置信息(更具体而言，在接收时电子表100所处位置的纬度和经度)。进而，基带部60参照存储于闪存66的时差信息，取得与由位置信息特定的电子表100的坐标值(例如，纬度及经度)关联的时差数据。这样一来，基带部60生成卫星时间数据(GPS时间信息)及时差数据作为时间校正信息。位置信息取得模式中的时间校正信息，如上所述，可以是GPS时间信息和时差数据本身，也可以是例如取代GPS时间信息而是内部时间信息与GPS时间信息的时间差的数据。
[0104]此外，基带部60可以根据一个GPS卫星20的卫星信息生成时间校正信息，也可以根据多个GPS卫星20的卫星信息生成时间校正信息。
[0105]另外，基带部60的动作与带温度补偿电路的晶体振荡电路(TCXO) 65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。该RTC64根据TCX065输出的基准时钟信号递增。
[0106]控制显示部36包括控制部70、驱动电路74及晶体振荡器73。
[0107]控制部70具备存储部71及RTCXReal Time Clock:实时时钟)72，进行各种控制。控制部70例如可以由CPU构成。控制部70将控制信号发送至GPS接收部26，控制GPS接收部26的接收动作。另外控制部70根据电压检测电路37的检测结果，控制调节器34及调节器35的动作。另外控制部70通过驱动电路74控制所有指针13的驱动。
[0108]存储部71存储接收数据。控制部70根据该接收数据校正内部时间信息。内部时间信息是用电子表100计时的时间的信息，通过时常被驱动的RTC72进行计数，根据由晶体振荡器73生成的基准时钟信号进行更新。因此，即使停止对GPS接收部26的电力供给，也能够更新内部时间信息使指针继续移动。
[0109]当设定为时间信息取得模式时，控制部70控制GPS接收部26的动作，根据GPS时间信息校正内部时间信息并存储于存储部71。更具体而言，内部时间信息校正为通过对取得的GPS时间信息加上UTC偏移量而求出的UTC (协调世界时)。另外，当设定为位置信息取得模式时，控制部70控制GPS接收部26的动作，根据卫星时间数据(GPS时间信息)以及时差数据校正内部时间信息并存储于存储部71。
[0110]C:实施方式的优点
[0111]如图3及图5所示，本实施方式所涉及的电子表100具备:具有由导电性材料形成的壳体81的外壳80，容纳于外壳80的环状天线体40，容纳于外壳80并向天线体40供电的供电部404，以及作为配置于天线体40内侧的时间显示部分的表盘11。天线体40具有由电介质形成的环状基材，基材401具有相对于表盘11平行的上表面Tl,以及与上表面Tl相连、相对于表盘11倾斜且越朝向内侧则相对于表盘11的高度越小的倾斜面TP1。天线体40具有作为通过供电部404供电的、由导电性材料形成的部分的天线元件415，天线元件415设置于基材401的倾斜面TPl。
[0112]天线体40的基材401具有倾斜面TP1，该倾斜面TPl越朝向内侧则相对于表盘11的高度越小，因而可以从广的角度方向目测表盘11的每一个角落。另外，在这种倾斜面TPl上设置有天线体40的被供电的天线元件415，因而可以在由于由导电性材料形成的外壳80的壳体81而难以遮断来自外部的电波的位置，配置天线元件415。因此，天线体40能够接收的电波的角度方向扩大，从而可以确保天线良好的接收性能。而且，通过利用这种倾斜面TP1，容易观看表盘11，且天线体40能够接收的电波的角度方向扩大，因而不需要使表盘11的外侧的部分形成为具有较大面积，因此可以抑制电子表100的大型化。另外，通过设置倾斜面TP1，电子表100看上去较薄，从而提高美观性。这些效果并不局限于信息显示部分是表盘11的情况，在天线体内侧配置数字显示式信息显示部分时也同样可以达到。
[0113]图10是表示确认实施方式所涉及的电子表100的天线接收性能的长处的实验结果的图。在图10中，实线的曲线CA表示实施方式所涉及的电子表100的天线体40的指向特性。虚线的曲线CB表示具有图11所示用于进行比较的天线体140的电子表的天线体140的指向特性。
[0114]如图11所示用于比较的天线体140，在与实施方式的基材401相同的基材401的上表面Tl上具有作为带有切口部1420的C形环状元件的天线元件1415，该天线元件1415通过供电部404供电。其他特征与实施方式相同。
[0115]在图10中，使表示天线体40、140的增益的值标准化，以使以曲线CA表示的实施方式的天线体40的增益的最大值为OdB。实施方式的天线体40与比较例的天线体140相t匕，天顶方向的增益大致相等，所有方向的平均增益为0.ldB，为良好，实施方式的天线体40能够接收的电波的角度方向更广，在使用者步行时等可以变为各种姿势的手表中，在实际使用方面是有利的。
[0116]该实施方式中，外壳80之中、仅壳体81由导电性材料形成，玻璃框82由非导电性材料形成。然而，玻璃框82也可以由导电性材料形成。当玻璃框82由导电性材料形成时，由于在天线元件415的附件配置导电性材料而使天线的接收性能劣化，但是即使在这种情况下，通过在基材401的倾斜面TPl上配置天线元件415，天线体40能够接收的电波的角度方向扩大，另外通过在比基材401的上表面Tl更靠近内侧的倾斜面TPl上配置天线元件415，在某种程度上确保了天线元件415与玻璃框82的距离。但如后所述，终究还是玻璃框82由非导电性材料形成有利。
[0117]另外，如图3及图4所不，电子表100具备安装于外壳80、配置于表盘11外侧并覆盖天线体40的、由非导电性材料形成的标度盘环83，标度盘环83具有与天线体40的基材401的倾斜面TPl平行的倾斜部分。由于该标度盘环83由非导电性材料形成，因此不妨碍天线体40接收电波。由于标度盘环83覆盖天线体40，天线体40被隐藏，可以防止造成电子表100的外观上的不美观。而且，标度盘环83具有与基材401的倾斜面TPl平行的倾斜部分，该倾斜部分同样越朝向内侧则相对于表盘11的高度越小，因而可以从广的角度方向目测表盘11。
[0118]在该实施方式中，外壳80具有由导电性材料形成的筒状壳体81，以及安装有保护表盘11的玻璃盖84的、由非导电性材料形成的玻璃框82，玻璃框82与壳体81的内侧嵌合。由于安装有玻璃盖84的外壳80的玻璃框82由非导电性材料形成，因此玻璃框82不妨碍天线体40接收电波。玻璃框82与壳体81的内侧嵌合，由于玻璃框82而能够加长由导电材料形成的壳体81和天线体40、特别是和天线元件的距离。因此，天线体40能够接收的电波的角度方向扩大，从而可以确保天线良好的接收性能。关于确认天线接收性能的长处的实验结果，关于以下的变形例1，在后文描述。另外，天线体40的被供电的天线元件415配置在比外壳80的壳体81相对于表盘11更高的位置。虽然外壳80的壳体81由导电性材料形成，但通过将壳体81配置在比天线体40的天线元件415相对于表盘11的高度小的位置，从而壳体81几乎不限制天线元件415的电波接收的到来方向。因此，天线元件415能够接收的电波的角度方向扩大，从而可以确保天线良好的接收性能。
[0119]电子表100还具备由导电性材料形成的后盖85,后盖85与外壳80的壳体81电连接，并且与天线体40的天线元件415的接地电连接，后盖85与壳体81具有接地平面的功能。在电子表100中，具有较大体积及面积的后盖85和外壳80的壳体81具有接地平面的功能，因而接地电位稳定，进而可以确保天线良好的接收性能。
[0120]变形例本发明并不局限于上述实施方式，例如可以进行如下所述的各种变形。另夕卜，如下所述的变形方式可以是任意选择的一个或者将多个适当组合。
[0121]变形例I参照图12对变形例I进行说明。图12 (A)是变形例I的天线体240的立体图，图12 (B)是天线体240的俯视图。另外，图12 (C)是用图12 (B)所示的G_g线截断天线体240后的截面图。
[0122]天线体240具有由与上述实施方式同样的电介质形成的环状基材401，以及在基材401上形成的天线元件2402及2403。天线元件2402及2403由金属或其他导电性材料形成。另外，在天线体240上安装有由与上述实施方式同样的金属或其他导电性材料形成的供电部404。天线元件2402及2403以及供电部404例如能够通过电镀或银浆印刷等形成。
[0123]在基材401的上表面Tl上形成有天线元件2402，在倾斜面TPl上形成有天线元件2403。另外，在基材401的倾斜面TPl、第二倾斜面TP2及底面T3上形成有供电部404。天线元件2403通过供电部404与供电销44电连接，由此向天线体240的天线元件2403供给规定的电位。天线元件2402是未通过供电部404供电的部分。
[0124]如图12 (B)所示，天线元件2402是具有切口部2405、形成为将环的一部分切掉后的C形状的C形环状元件。另外，天线元件2402具有与来自位置信息卫星的电波(卫星信号)谐振的天线长度。
[0125]如图12 (B)所示，天线元件2403是俯视时为圆弧状的元件，形成为与天线元件2402保持一定的间隔。这两个天线元件2402及2403互相电磁耦合，作为将电磁波转换为电流的天线元件起作用。天线元件2403是通过供电部404供电的、由导电性材料形成的部分，也称为励磁元件。通过适当设定天线元件2403的长度，可以使与天线体240电连接的电路的阻抗和天线体240的阻抗匹配。
[0126]图13是表示确认变形例I所涉及的电子表的天线接收性能的长处的实验结果的图。在图13中，实线的曲线CC表示变形例I所涉及的电子表的天线体240的指向特性。虚线的曲线CD表示图14所示的用于比较的电子表的天线体240的指向特性。
[0127]如图14所示的用于比较的电子表中，与变形例I及上述实施方式相反，在外壳80中，玻璃框82与壳体81的外侧嵌合。其他特征与变形例I相同。
[0128]在图13中，使表示变形例与比较例的天线体240的增益的值标准化，以使以曲线CC表示的变形例I的天线体240的增益的最大值为OdB。变形例I的天线体240与比较例的天线体240相比,在天顶方向的增益为1.1db,为良好,所有方向的平均增益为2.8dB,为良好。变形例I的天线体240能够接收的电波的角度方向更广，在使用者在步行时等可以变为各种姿势的手表中，在实际使用上是有利的。这是因为，变形例I与上述实施方式相同，玻璃框82与壳体81的内侧嵌合，由于玻璃框82而能够加长由导电材料形成的壳体81与天线体240、特别是与天线元件的距离。
[0129]变形例2图15是变形例2所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)及图12 (C)同样观察到的图。在变形例2中，基材401不具有第二倾斜面TP2，倾斜面TPl与底面T3相连。另外，基材401的上表面Tl与上述实施方式及变形例I相比形成得较小。因此，在变形例2中，与上述实施方式及变形例I相比，设置有较大倾斜面TP1。在变形例2中，除了天线元件2403 (励磁元件)之外，天线元件2402 (C形环状元件)也形成于基材401的倾斜面TPl上。在基材401的上表面Tl上未配置天线的导电性材料的部分。这种结构中，由于基材401的上表面Tl形成得较小，因此防止了表盘11被标度盘环83隐藏而不可见，从而提闻识别性。
[0130]变形例3图16是变形例3所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)及图12 (C)同样观察到的图。在变形例3中，整个天线元件415 (C形环状元件)以及供电部404的一部分埋设于基材401。这种结构能够通过插入成型来制造。根据插入成型，与通过电镀或银浆印刷等形成天线元件的情况相比，能够廉价地制造天线体。在变形例3中，基材401不具有第二倾斜面TP2而具有直立的内周面。
[0131]变形例4图17是变形例4所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)及图12 (C)同样观察到的图。在变形例4中，天线元件415 (C形环状元件)用柔性胶带500粘贴于基材401。例如，通过预先在柔性胶带500上形成天线元件415，然后将柔性胶带500粘贴于基材401，能够制造这种结构。根据这种制造方法，与通过电镀或银浆印刷等形成天线元件的情况相比，能够廉价地制造天线体。另外，在变形例4中，基材401不具有第二倾斜面TP2而具有直立的内周面。
[0132]变形例5图18是变形例5所涉及的天线体的截面图，是与图5 (C)及图12 (C)同样观察到的图。在变形例5中，基材401不具有第二倾斜面TP2而具有直立的内周面。
[0133]变形例6在上述实施方式中，天线体是圆环状，但也可以是正方形或其他形状的环状。例如，天线体内侧配置有数字显示式信息显示部分的角型手表中，正方形环状天线体较为合适。
【权利要求】
1.一种天线内置式电子表，其特征在于， 具备: 外壳,至少一部分由导电性材料形成； 环状的天线体，容纳于所述外壳； 供电部，容纳于所述外壳并向所述天线体供电；以及 时间显示部分，在俯视观察中配置于所述天线体的内侧， 所述天线体具有由电介质形成的环状的基材、以及由所述供电部供电的由导电性材料形成的天线元件， 所述基材具有相对于所述时间显示部分倾斜、越朝向内侧则相对于所述时间显示部分的高度越小的倾斜面， 所述天线元件设置于所述基材的所述倾斜面。
2.根据权利要求1所述的天线内置式电子表，其特征在于， 所述基材具有与所述时间显示部分平行的上表面，所述倾斜面与所述上表面相连。
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， 所述天线内置式电子表具备安装于所述外壳、配置在所述时间显示部分的外侧、覆盖所述天线体的、由非导电性材料形成的标度盘环，所述标度盘环具有与所述天线体的所述基材的所述倾斜面平行的倾斜部分。
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由导电性材料形成的后盖， 所述外壳具有由导电性材料形成的筒状的壳体， 所述后盖与所述外壳的所述壳体电连接，并且与所述天线体的所述天线元件的接地电连接，所述后盖与所述壳体具有接地平面的功能。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线内置式电子表，其特征在于， 所述外壳具有由导电性材料形成的筒状的壳体、和安装有保护所述时间显示部分的玻璃盖的、由非导电性材料形成的玻璃框，所述玻璃框与所述壳体的内侧嵌合。
6.根据权利要求5所述的天线内置式电子表，其特征在于， 所述天线体的所述天线元件配置于相对于所述时间显示部分的高度比所述外壳的所述壳体更高的位置。
【文档编号】G04R60/10GK103676636SQ201310428748
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2012年9月24日
【发明者】藤沢照彦 申请人:精工爱普生株式会社