アンテナ内蔵式電子時計
【課題】厚み方向において時刻表示部とアンテナとが重なる構造でありながら、高い受信性能を確保可能で十分に薄型のアンテナ内蔵式電子時計を提供する。
【解決手段】アンテナ内蔵式電子時計１００は、上下方向に延在する円筒状のケース８０と、表示面１１ａに時刻を表示する指針１３と、指針１３が取り付けられる地板３８と、表示面１１ａの下側に配置され、表示面１１ａに沿って延在し、グランド電極２１とグランド電極２１上の誘電体２２と誘電体２２上の放射電極２３とを有するパッチアンテナ１０と、パッチアンテナ１０を用いて衛星信号を受信するＧＰＳ受信部２６とを備える。ケース８０の少なくとも一部は非導電性であり、グランド電極２１の大きさは放射電極２３の大きさ以上であり、地板３８は、グランド電極２１と放射電極２３との間に配置され、誘電体２２は、表示面１１ａの延在方向において地板３８を覆っている。
【解決手段】アンテナ内蔵式電子時計１００は、上下方向に延在する円筒状のケース８０と、表示面１１ａに時刻を表示する指針１３と、指針１３が取り付けられる地板３８と、表示面１１ａの下側に配置され、表示面１１ａに沿って延在し、グランド電極２１とグランド電極２１上の誘電体２２と誘電体２２上の放射電極２３とを有するパッチアンテナ１０と、パッチアンテナ１０を用いて衛星信号を受信するＧＰＳ受信部２６とを備える。ケース８０の少なくとも一部は非導電性であり、グランド電極２１の大きさは放射電極２３の大きさ以上であり、地板３８は、グランド電極２１と放射電極２３との間に配置され、誘電体２２は、表示面１１ａの延在方向において地板３８を覆っている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを内蔵したアンテナ内蔵式電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には厚みが均一のスロットアンテナを内蔵したアナログ時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計が、特許文献２には厚みが均一のパッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）を内蔵したアナログ時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計が記載されている。また、特許文献３には金属ケースの上に厚みが均一のパッチアンテナを配置したデジタル時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計が記載されている。
【０００３】
なお、特許文献４には中央部が薄く周縁部が厚いパッチアンテナ（円環パッチアンテナ）が記載されている。しかし、特許文献４に記載の技術は、アンテナ内蔵式電子時計に関する技術ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８-２１３８１９号公報
【特許文献２】特開平１０-１９７６６２号公報
【特許文献３】特許２００１-２７６８０号公報
【特許文献４】特開２００７-１２９４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２及び３に記載のアンテナ内蔵式電子時計では、厚み方向においてアンテナと時刻表示部とが重なる構造を採る場合には、アンテナの厚みの分だけ時計が厚くなる。したがって、時計を薄くするためにはアンテナ全体を薄くせねばならない。しかし、アンテナ全体を薄くすると、アンテナの感度（アンテナゲイン）が著しく低下し、受信性能が低下してしまう。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、厚み方向において時刻表示部とアンテナとが重なる構造でありながら、高い受信性能を確保可能で十分に薄型のアンテナ内蔵式電子時計を提供することを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明に係るアンテナ内蔵式電子時計は、上下方向に延在する筒状のケースと、前記ケースに収容され、表示面に時刻を表示する時刻表示部と、前記時刻表示部が取り付けられる構造体と、前記表示面の下側に配置され、前記表示面に沿って延在し、グランド電極と前記グランド電極上の誘電体と前記誘電体上の放射電極とを有するパッチアンテナと、前記パッチアンテナを用いて無線信号を受信する無線受信部とを備え、前記ケースの少なくとも一部は非導電性であり、前記グランド電極の大きさは前記放射電極の大きさ以上であり、前記構造体は前記グランド電極と前記放射電極との間に配置され、前記誘電体は前記表示面の延在方向において前記構造体を覆っていることを特徴とする。
【０００７】
このアンテナ内蔵式電子時計では、その厚み方向（上下方向）においてパッチアンテナと時刻表示部とが重なり、時刻表示部が取り付けられる構造体がグランド電極と放射電極との間に配置され、構造体の周囲が誘電体で覆われる。つまり、構造体はパッチアンテナ内に収容される。誘電体は構造体と重なる部分で薄くなるが、パッチアンテナの感度は主に周縁部の厚みに依存する。したがって、このアンテナ内蔵式電子時計によれば、時計の薄型化と感度の低下の抑制との両立が可能である。また、パッチアンテナにおいて、構造体は誘電体として機能する。よって、本発明によれば、厚み方向において時刻表示部とアンテナとが重なる構造でありながら、高い受信性能を確保可能で十分に薄型のアンテナ内蔵式電子時計を提供することができる。
なお、「パッチアンテナ」は例えばマイクロストリップアンテナである。また、「面に沿って延在」には、当該面の延在方向に延在することや、当該面に直交しない面の延在方向に延在することが含まれる。また、「前記グランド電極の大きさは前記放射電極の大きさ以上」は、上下方向から見て前記放射電極の外形が前記グランド電極の外形の外側に逸脱しないことを意味する。
【０００８】
このアンテナ内蔵式電子時計において、前記グランド電極は前記無線受信部を実装した回路基板の一部であるようにしてもよい。この場合、回路基板とは別にグランド電極を設けずに済むから、薄型化に寄与する。
【０００９】
上記の各アンテナ内蔵式電子時計において、前記構造体は前記表示面に沿って延在し、非導電性の部材で構成されているようにしてもよい。この場合、構造体が誘電体として機能し易くなるから、受信性能が向上する。
【００１０】
上記の各アンテナ内蔵式電子時計において、上下方向に延在する指針軸を備え、前記時刻表示部は前記指針軸を中心に周回する指針を含み、前記誘電体は薄い中央部と厚い周縁部とを有し、前記指針軸は前記放射電極と前記中央部とを貫通しているようにしてもよい。「中央部」を「貫通」は、薄い中央部が複数の場合には、少なくとも一つの中央部を貫通することを意味する。周縁部のみでは十分な受信性能が得られない場合には中央部を設けるのが好適であり、このアンテナ内蔵式電子時計によれば、誘電体は指針と構造体との間に周縁部よりも薄い中央部を備えるから、パッチアンテナの内部に構造体を収容しつつ、十分な受信性能を得ることができる。なお、放射電極および中央部には、指針軸を通す貫通孔を設ける必要があるが、指針軸は十分に細いから、受信性能はほとんど低下しない。なお、「指針」としては時針や分針、秒針が挙げられる。
【００１１】
このアンテナ内蔵式電子時計において、光発電を行う変換板を備え、前記変換板は前記表示面に沿って延在する金属製の変換基板を有し、前記放射電極は前記変換基板であるようにしてもよい。この場合、変換板の変換基板が放射電極として機能するから、変換板とは別に放射電極を設けずに済む。これは、薄型化に寄与する。
【００１２】
ところで、パッチアンテナでは、グランド電極を大きくするとアンテナ特性が向上することが知られている。しかし、グランド電極を単純に大きくすると時計が大型化してしまう。そこで、上記の各アンテナ内蔵式電子時計において、導電性の裏蓋を備え、前記グランド電極と前記裏蓋とは電気的に接続されているようにするのが好適である。このアンテナ内蔵式電子時計によれば、グランド電極と導電性の裏蓋とが電気的に接続されているから、グランド電極を大きくしたのと同様の効果（パッチアンテナの性能向上）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００（電子時計１００）を含むＧＰＳシステムの全体図である。
【図２】電子時計１００の平面図である。
【図３】電子時計１００の一部断面図である。
【図４】電子時計１００の一部の形状例を示す平面図である。
【図５】電子時計１００の一部の分解斜視図である。
【図６】アンテナ厚みとアンテナゲインとの関係を示す図である。
【図７】パッチアンテナの動作原理を説明するための図である。
【図８】電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計２００（電子時計２００）の一部断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計３００（電子時計３００）の平面図である。
【図１１】本発明の変形例に係るアンテナ内蔵式電子時計４００（電子時計４００）の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００（以下「電子時計１００」という）を含むＧＰＳシステムの全体図である。電子時計１００は、ＧＰＳ衛星９０からの電波（無線信号）を受信して内部時刻を修正するアナログ時刻表示の腕時計であり、腕に接触する面（以下、「裏面」という）の反対側の面（以下「表面」という）に時刻を表示する。なお、以降の説明では、電子時計１００の「表」及び「裏」を「上」及び「下」ともいう。
【００１６】
ＧＰＳ衛星９０は、地球の上空の所定の軌道上を周回する位置情報衛星であり、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波を「衛星信号」という。衛星信号は、右旋偏波の円偏波である。
【００１７】
現在、約３１個のＧＰＳ衛星９０（図１においては、約３１個のうち４個のみを図示）が存在しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星９０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星９０はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。したがって、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。
【００１８】
ＧＰＳ衛星９０は原子時計を搭載しており、衛星信号には原子時計で計時された極めて正確な時刻情報（以下、「ＧＰＳ時刻情報」という）が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星９０に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。電子時計１００は、１つのＧＰＳ衛星９０から送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメータを使用して内部時刻を正確な時刻に修正する。
【００１９】
衛星信号にはＧＰＳ衛星９０の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。電子時計１００は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、電子時計１００の内部時刻にある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、電子時計１００の３次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメータに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、電子時計１００は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行う。
【００２０】
図２は電子時計１００の平面図であり、図３は電子時計１００の一部断面図であり、図４は電子時計の一部の形状例を示す平面図であり、図５は電子時計１００の一部の分解斜視図である。図２及び図３に示すように、電子時計１００は、一部が非導電性の略円筒状のケース８０を備える。
【００２１】
ケース８０は、表面側に位置する略円筒状のベゼル８１と、裏面側に位置する略円筒状の本体８２とを有する。本体８２はステンレス鋼（ＳＵＳ）やチタン等の金属で形成されている。ベゼル８１は、セラミックやプラスチックなどの非導電材料で形成されており、その内周に沿って、プラスチックで形成された環状のダイヤルリング８３が取り付けられている。
【００２２】
図３に示すように、ケース８０の二つの開口のうち、表面側の開口には表面ガラス８４が取り付けられ、裏面側の開口には金属で形成された裏蓋８５が取り付けられている。また電子時計１００は、ケース８０の内部に、リチウムイオン電池などの二次電池２７を備える。二次電池２７は、後述のソーラーパネル（変換板）４０が発電した電力で充電される。すなわち、ソーラー充電が行われる。
【００２３】
また電子時計１００は、ケース８０の内部に、文字板１１と、上下方向に延在して文字板１１を貫通する指針軸１２と、指針軸１２を中心に周回して現在時刻を指し示す複数の指針１３（秒針１３ａ、分針１３ｂ及び時針１３ｃ）と、指針軸１２を回転させて複数の指針１３を駆動する駆動機構３０とを備える。
【００２４】
文字板１１は、指針軸１２の横断面に沿って延在する円形の平板であり、プラスチック（例えばポリカーボーネート）などの光透過性かつ非導電性の材料で形成されている。文字板１１の上面は、指針軸１２の横断面と平行であり、時刻が表示される表示面１１ａとして機能する。指針１３は、文字板１１と表面ガラス８４との間に配置されている。つまり、指針１３は、表示面１１ａに時刻を表示する時刻表示部として機能する。文字板１１の中央部には、上下方向に貫通した貫通孔が形成されており、指針軸１２は、この貫通孔を通って文字板１１を貫通する。なお、文字板１１の周縁は、上から見るとダイヤルリング８３に覆われている。
【００２５】
駆動機構３０は、地板３８に取り付けられ、モーターコイル３１などからなるステップモーターと歯車などの輪列とを有し、当該ステップモーターが当該輪列を介して指針１３を回転させることにより、複数の指針１３を駆動する。具体的には、時針１３ｃは１２時間、分針１３ｂは６０分、秒針１３ａは６０秒で一周する。
【００２６】
地板３８は、プラスチックなどの非導電性の部材で構成された構造体であり、文字板１１と裏蓋８５との間に配置され、表示面１１ａに沿って延在する。地板３８には、駆動機構３０などの部品が取り付けられている。駆動機構３０には指針軸１２が取り付けられ、指針軸１２には指針１３が取り付けられているから、地板３８には時刻表示部が取り付けられていることになる。以降の説明では、地板３８に直接的に取り付けられた駆動機構３０などの部品と地板３８とを合わせたものをムーブメント９９と称する。なお、指針軸１２はムーブメント９９から上方へ延在している。
【００２７】
また電子時計１００は、ケース８０の内側に、光発電を行うソーラーパネル４０を備える。ソーラーパネル４０は、表示面１１ａに沿って延在する略円形の平板であり、その中央部には、上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。電気的には、ソーラーパネル４０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続して構成されている。
【００２８】
構造的には、ソーラーパネル４０は、文字板１１とムーブメント９９との間に配置され、裏面側のパネル基板（変換基板）４１と、表面側の透明電極４２と、パネル基板４１と透明電極４２とに挟まれた光電変換層４３とを有する。指針軸１２は、ソーラーパネル４０の貫通孔を通って、透明電極４２、光電変換層４３及びパネル基板４１を貫通している。
【００２９】
パネル基板４１は、表示面１１ａに沿って延在する略円形の平板であり、ステンレス鋼などの金属で形成されている。パネル基板４１の厚みは０．１ｍｍ程度である。光電変換層４３は、入射した光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であり、例えば半導体で形成されている。透明電極４２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）である。なお、ソーラーパネル４０は、文字板１１の裏面側に一体的に形成されてもよい。
【００３０】
また電子時計１００は、ケース８０の内部に、表示面１１ａに沿って延在する略円形のパッチアンテナ１０を備える。パッチアンテナ１０は、円偏波を受信可能なマイクロストリップアンテナであり、裏面側のグランド電極２１と、表面側の放射電極（アンテナ電極）２３と、グランド電極２１と放射電極２３とに挟まれた誘電体２２とを有する。
【００３１】
グランド電極２１は、回路基板２５の一部であり、金属製の裏蓋導通板３９を介して裏蓋８５と電気的に接続されている。回路基板２５は、ＦＲ−４（Flame Retardant Type 4）などのガラスエポキシ樹脂で形成された非導電性の平板に金属材料を印刷して形成される。回路基板２５に印刷されたベタパターンがグランド電極２１となる。なお、回路基板２５には、パッチアンテナ１０を用いて衛星信号を受信するＧＰＳ受信部（無線受信部）２６や二次電池２７などの部品が実装されている。本実施形態では、ＧＰＳ受信部２６及び二次電池２７は回路基板２５の表面側に実装されている。
【００３２】
誘電体２２は、波長短縮効果によってパッチアンテナを小型化するためのものであり、例えばセラミックに樹脂を混ぜて成形される。パッチアンテナは、その外形形状が方形の場合には一辺を半波長とし、円形の場合には直径を約０．５８波長とすることで共振するが、誘電体を用いると、波長短縮効果により、より小型でも共振するのである。
【００３３】
また誘電体２２は、中心軸が上下方向に延在する円筒の二つの開口のうち表面側の開口を塞いだ形状に成形されている。つまり、上下方向の長さを「厚み」としたとき、誘電体２２は、薄い中央部２２ａと厚い周縁部２２ｂとを有する。換言すれば、中央部２２ａの厚みをＴ１とし、周縁部２２ｂの厚みをＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２である。なお、中央部２２ａには、上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。
【００３４】
上下方向から見たとき、誘電体２２の形状は点対称であり、中央部２２ａは円形であり、周縁部２２ｂは円環状である。誘電体２２の形状を点対称とするのは、円偏波を受信し易くするためである。また、周縁部２２ｂは放射電極２３とグランド電極２１とに接している。一方、中央部２２ａは放射電極２３に接しているが、グランド電極２１に接していない。つまり、誘電体２２は、裏面側に円柱状の凹み１０ａを有する。
【００３５】
凹み１０ａの内側には、ムーブメント９９や、回路基板２５の表面側に実装された部品（ＧＰＳ受信部２６や二次電池２７など）が配置される。このため、パッチアンテナ１０は、凹み１０ａの深さがムーブメント９９の厚みよりも長く、凹み１０ａの径がムーブメント９９の径よりも長くなるように成形されている。なお、表示面１１ａの延在方向において、グランド電極２１と誘電体２２とは略同じ大きさであるが、グランド電極２１を誘電体２２よりも大きくしてもよい。
【００３６】
放射電極２３はパネル基板４１である。つまり、ソーラーパネルのパネル基板がパッチアンテナの放射電極を兼ねている。上下方向から見たときの放射電極２３の形状は点対象であり、図４（Ａ）に示す通りであるが、これに限るものではなく、図４（Ｂ）に示す形状であってもよい。つまり、１点給電でパッチアンテナを円偏波とするためには、二つの縮退分離部を持つように放射電極を形成すればよい。これにより、パッチアンテナは共振周波数を二つ持つことになる。そして、両者の電流位相差が９０度となるような１箇所を選んで給電すれば、円偏波が得られる。なお、放射電極２３を点対称とするのは、円偏波を受信し易くするためである。
【００３７】
放射電極２３はパネル基板４１であるから、その中央部には上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。この貫通孔は誘電体２２の中央部２２ａの貫通孔に繋がっており、これらの貫通孔を指針軸１２が通っている。つまり、ムーブメント９９から上方に延在している指針軸１２は、誘電体２２の中央部２２ａ、ソーラーパネル４０の中央部、及び文字板１１の中央部を貫通している。なお、表示面１１ａの延在方向において、誘電体２２と放射電極２３とは略同じ大きさであるが、誘電体２２を放射電極２３よりも大きくしてもよい。いずれにせよ、上下方向から見て、放射電極２３の外形はグランド電極２１の外形の外側に逸脱しない。
【００３８】
また、放射電極２３と回路基板２５とは導通ピン２４で接続されている。導通ピン２４は、ムーブメント９９と誘電体２２とを貫通して放射電極２３と回路基板２５とに接し、放射電極２３とＧＰＳ受信部２６とを電気的に接続する。なお、導通ピン２４によって放射電極２３とグランド電極２１とが短絡することはない。
【００３９】
以上の説明から明らかなように、パッチアンテナ１０と文字板１１との間には、ソーラーパネル４０の透明電極４２が配置されている。しかし、パッチアンテナ１０による電波の受信に関して、ソーラーパネル４０は、容量結合によって一枚の金属板のように働く。したがって、透明電極４２は、パッチアンテナ１０による受信をほとんど妨げない。
【００４０】
またソーラーパネル４０と回路基板２５とはプラスとマイナスの２本の導通バネで接続されている。図３には、２本の導通バネのうち、透明電極４２と回路基板２５とを接続する導通バネ９１のみが示されているが、この他に、透明電極４２と回路基板２５とを接続する導通バネが存在する。
【００４１】
電子時計１００は、図２に示す竜頭１６やボタン１７、１８及び１９を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星９０からの衛星信号を受信して内部時刻情報の修正を行うモード（時刻情報取得モード）と複数のＧＰＳ衛星９０からの衛星信号を受信して測位計算を行い内部時刻情報の時差を修正するモード（位置情報取得モード）に設定できるように構成されている。また、電子時計１００は、時刻情報取得モードや位置情報取得モードを定期的に（自動的に）実行することもできる。
【００４２】
図６は、パッチアンテナにおけるアンテナ厚みとアンテナゲイン（特性）との関係を示す図であり、破線は平坦なパッチアンテナ（以降、「通常形状のパッチアンテナ」という）における上記関係を示し、実線は中央が凹んでいるパッチアンテナ（以降、「凹形状のパッチアンテナ」という）における上記関係を示す。いずれのパッチアンテナも円形であり、アンテナ直径は３５ｍｍである。アンテナ厚みは、パッチアンテナの最も薄い部分の厚みであり、通常形状のパッチアンテナでは周縁部の厚みと一致する。また、凹形状のパッチアンテナにおいて、凹み（中央部）の直径は２０ｍｍ程度、周縁部の厚みは４ｍｍ程度に固定されている。
【００４３】
図６に示すように、アンテナ厚みを４ｍｍ程度から薄くすると、アンテナゲインは、通常形状のパッチアンテナでは急に低下し、凹形状のパッチアンテナでは緩やかに低下する。すなわち、アンテナ厚みを薄くすることによる特性劣化は、通常形状のパッチアンテナでは大きく、凹形状のパッチアンテナでは小さい。例えば、２ｄＢ以上のアンテナゲインが必要な場合、通常形状のパッチアンテナでは３ｍｍ程度のアンテナ厚みを確保せねばならないのに対して、凹形状のパッチアンテナでは１ｍｍ程度のアンテナ厚みで足りる。
【００４４】
図７は、パッチアンテナの動作原理を説明するための図であり、図中の矢印は電気力線である。この図に示すように、パッチアンテナを送信アンテナとして使用すると、放射電極の周縁に沿った強い電界（電磁波）が、周縁から空間へ向かって放射される。したがって、通常形状のパッチアンテナにおいてアンテナ厚みを薄くすると、パッチアンテナの周縁部において放射電極とグランド電極とが近くなり、周縁から電磁波が放射され難くなるため、アンテナ特性が劣化する。このような特性劣化は、パッチアンテナを受信アンテナとして使用した場合にも同様に発生する。
【００４５】
これに対して、凹形状のパッチアンテナでは、周縁部における放射電極とグランド電極との距離を一定に保ちつつアンテナ厚みを薄くすることができるから、上記の特性劣化を抑制することができる。ところで、凹形状のパッチアンテナでも、グランド電極の厚みは均一であり、放射電極の厚みも均一である。つまり、アンテナ厚みを薄くすることは、誘電体の厚みを薄くすることに他ならない。これは、周縁よりも中央が薄い誘電体を平坦なグランド電極と平坦な放射電極とで挟んだ構造のパッチアンテナであっても、上記と同様の効果を得られることを意味する。
【００４６】
また、放射電極における電圧分布は図中の一点鎖線で示す通りであり、電気力線の向きは、左右で逆向きとなる。したがって、放射電極とグランド電極との間のインピーダンスは、周縁部では高くなり、中央部では低くなる。このことから、パッチアンテナの中央部に指針軸が貫通する貫通孔を設けてもアンテナ特性はさほど劣化しないことが分かる。
【００４７】
以上より、本実施形態では、周縁部２２ｂよりも中央部２２ａが薄い誘電体２２を平坦なグランド電極２１と平坦な放射電極２３とで挟んだ構造のパッチアンテナ１０を採用し、パッチアンテナ１０内に確保された空間に非導電性の地板３８などを収容して誘電体として利用し、誘電体２２及び放射電極２３の中央部を指針軸１２が貫通するように構成している。
【００４８】
これにより、十分に高い受信性能と十分な薄さが達成されている。例えば、薄さに関していえば、誘電体２２の中央部２２ａの厚みを０．５ｍｍ程度に抑えることができる。なお、誘電体２２の周縁部２２ｂの大きさやムーブメント９９の材質などによっては、中央部２２ａが無くても十分に高い受信性能と十分な薄さを達成できる。この場合には、誘電体２２として円筒状の誘電体を採用可能である。
【００４９】
前述したように、パッチアンテナは、その周縁から電波を放射（受信）する。したがって、全部が金属で形成された金属ケースを採用する場合には、所望のアンテナ特性を確保するために、アンテナ側面と金属ケースとを十分に離間させる必要がある。例えば、パッチアンテナの周縁部の厚みが４ｍｍの場合、アンテナ側面と金属ケースとの距離を２〜３ｍｍ以上とするのが望ましい。しかし、アンテナ側面と金属ケースとを十分に離間させると、時計が大型化してしまう。そこで、本実施形態では、本体８２のみが金属で形成されたケース８０を採用している。これにより、十分に高いアンテナ特性を確保しつつ放射電極２３の周縁とケース８０との距離を短くすることができる。
【００５０】
図８は、電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。
電子時計１００は、ＧＰＳ受信部２６及び制御表示部３６を含んで構成されている。ＧＰＳ受信部２６は、衛星信号の受信、ＧＰＳ衛星９０の捕捉、位置情報の生成、時刻修正情報の生成等の処理を行う。制御表示部３６は、内部時刻情報の保持及び内部時刻情報の修正等の処理を行う。
【００５１】
ソーラーパネル４０は、充電制御回路２９を通じて二次電池２７に電力を充電する。電子時計１００はレギュレータ３４及び３５を備え、二次電池２７は、レギュレータ３４を介して制御表示部３６に、レギュレータ３５を介してＧＰＳ受信部２６に駆動電力を供給する。また電子時計１００は、二次電池２７の電圧を検出する電圧検出回路３７を備える。
【００５２】
なお、レギュレータ３５に代えて、例えば、ＲＦ部５０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−１と、ベースバンド部６０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−２（ともに図示せず）とに分けて設けてもよい。レギュレータ３５−１は、ＲＦ部５０の内部に設けてもよい。
【００５３】
ＧＰＳ受信部２６は、パッチアンテナ１０及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３２を含む。パッチアンテナ１０は、図３で説明したように、複数のＧＰＳ衛星９０からの衛星信号を受信するアンテナである。ただし、パッチアンテナ１０は衛星信号以外の不要な電波も若干受信してしまうため、ＳＡＷフィルタ３２は、パッチアンテナ１０が受信した信号から衛星信号を抽出する処理を行う。すなわち、ＳＡＷフィルタ３２は、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。
【００５４】
また、ＧＰＳ受信部２６は、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部５０とベースバンド部６０を含んで構成されている。以下に説明するように、ＧＰＳ受信部２６は、ＳＡＷフィルタ３２が抽出した１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する処理を行う。
【００５５】
ＲＦ部５０は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５１、ミキサ５２、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５３、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５４、ＩＦアンプ５５、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルタ５６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７等を含んで構成されている。
【００５６】
ＳＡＷフィルタ３２が抽出した衛星信号は、ＬＮＡ５１で増幅される。ＬＮＡ５１で増幅された衛星信号は、ミキサ５２でＶＣＯ５３が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯の信号にダウンコンバートされる。ＰＬＬ回路５４は、ＶＣＯ５３の出力クロック信号を分周したクロック信号と基準クロック信号を位相比較してＶＣＯ５３の出力クロック信号を基準クロック信号に同期させる。その結果、ＶＣＯ５３は基準クロック信号の周波数精度の安定したクロック信号を出力することができる。なお、中間周波数として、例えば、数ＭＨｚを選択することができる。
【００５７】
ミキサ５２でミキシングされた信号は、ＩＦアンプ５５で増幅される。ここで、ミキサ５２でのミキシングにより、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も生成される。そのため、ＩＦアンプ５５は、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も増幅する。ＩＦフィルタ５６は、中間周波数帯の信号を通過させるとともに、この数ＧＨｚの高周波信号を除去する（正確には、所定のレベル以下に減衰させる）。ＩＦフィルタ５６を通過した中間周波数帯の信号はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７でデジタル信号に変換される。
【００５８】
ベースバンド部６０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）６４を含んで構成されている。また、ベースバンド部６０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）６５やフラッシュメモリ６６等が接続されている。
【００５９】
温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５は、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。フラッシュメモリ６６には、例えば時差情報が記憶されている。時差情報は、時差データ（座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられたＵＴＣに対する補正量等）が定義された情報である。
【００６０】
ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、ＲＦ部５０のＡＤＣ５７が変換したデジタル信号（中間周波数帯の信号）からベースバンド信号を復調する処理を行う。
【００６１】
また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、後述する衛星検索工程において、各Ｃ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、ベースバンド信号に含まれる各Ｃ／Ａコードとローカルコードの相関をとる処理を行う。そして、ベースバンド部６０は、各ローカルコードに対する相関値がピークになるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が閾値以上となる場合にはそのローカルコードのＧＰＳ衛星９０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星９０を捕捉）したものと判断する。ここで、ＧＰＳシステムでは、すべてのＧＰＳ衛星９０が異なるＣ／Ａコードを用いて同一周波数の衛星信号を送信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用している。したがって、受信した衛星信号に含まれるＣ／Ａコードを判別することで、捕捉可能なＧＰＳ衛星９０を検索することができる。
【００６２】
また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードにおいて、捕捉したＧＰＳ衛星９０の衛星情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星９０のＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号をミキシングする処理を行う。ミキシングされた信号には、捕捉したＧＰＳ衛星９０の衛星情報を含む航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド部６０は、航法メッセージの各サブフレームのＴＬＭワード（プリアンブルデータ）を検出し、各サブフレームに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する（例えばＳＲＡＭ６３に記憶する）処理を行う。ここで、ＧＰＳ時刻情報は、週番号データ（ＷＮ）及びＺカウントデータであるが、以前に週番号データが取得されている場合にはＺカウントデータのみであってもよい。
【００６３】
そして、ベースバンド部６０は、衛星情報に基づいて、内部時刻情報を修正するために必要な時刻修正情報を生成する。
【００６４】
時刻情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報に基づいて測時計算を行い、時刻修正情報を生成する。時刻情報取得モードにおける時刻修正情報は、例えば、ＧＰＳ時刻情報そのものであってもよいし、ＧＰＳ時刻情報と内部時刻情報との時間差の情報であってもよい。
【００６５】
一方、位置情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報や軌道情報に基づいて測位計算を行い、位置情報（より具体的には、受信時に電子時計１００が位置する場所の緯度及び経度）を取得する。さらに、ベースバンド部６０は、フラッシュメモリ６６に記憶されている時差情報を参照し、位置情報により特定される電子時計１００の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得する。このようにして、ベースバンド部６０は、時刻修正情報として衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データを生成する。位置情報取得モードにおける時刻修正情報は、上記の通り、ＧＰＳ時刻情報と時差データそのものであってもよいが、例えば、ＧＰＳ時刻情報の代わりに内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の時間差のデータであってもよい。
【００６６】
なお、ベースバンド部６０は、１つのＧＰＳ衛星９０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよいし、複数のＧＰＳ衛星９０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよい。
【００６７】
また、ベースバンド部６０の動作は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５が出力する基準クロック信号に同期する。ＲＴＣ６４は、衛星信号を処理するためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ６４は、ＴＣＸＯ６５から出力される基準クロック信号でカウントアップされる。
【００６８】
制御表示部３６は、制御部７０、駆動回路７４及び水晶振動子７３を含んで構成されている。
【００６９】
制御部７０は、回路基板２５に実装され、記憶部７１、ＲＴＣ（Real Time Clock）７２を備え、各種制御を行う。制御部７０は、例えばＣＰＵで構成することが可能である。
【００７０】
制御部７０は、制御信号をＧＰＳ受信部２６に送り、ＧＰＳ受信部２６の受信動作を制御する。また制御部７０は、電圧検出回路３７の検出結果に基づいて、レギュレータ３４及びレギュレータ３５の動作を制御する。また制御部７０は、駆動回路７４を介してすべての指針の駆動を制御する。
【００７１】
記憶部７１には内部時刻情報が記憶されている。内部時刻情報は、電子時計１００の内部で計時される時刻の情報であり、水晶振動子７３及びＲＴＣ７２によって生成される基準クロック信号によって更新される。したがって、ＧＰＳ受信部２６への電力供給が停止されていても、内部時刻情報を更新して指針の運針を継続することができるようになっている。
【００７２】
制御部７０は、時刻情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、ＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。より具体的には、内部時刻情報は、取得したＧＰＳ時刻情報にＵＴＣオフセットを加算することで求められるＵＴＣ（協定世界時）に修正される。また、制御部７０は、位置情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。
【００７３】
以上説明したように、電子時計１００は、上下方向に延在する円筒状のケース８０と、ケース８０に収容され、表示面１１ａに時刻を表示する時刻表示部（指針１３）と、時刻表示部が取り付けられる構造体（地板３８）と、表示面１１ａの下側に配置され、表示面１１ａに沿って延在し、グランド電極２１と、グランド電極２１上の誘電体２２と、誘電体２２上の放射電極２３とを有するパッチアンテナ１０と、パッチアンテナ１０を用いて無線信号を受信する無線受信部２６とを備える。そして、ケース８０の少なくとも一部は非導電性であり、グランド電極２１の大きさは放射電極２３の大きさ以上であり、構造体は、グランド電極２１と放射電極２３との間に配置され、誘電体２２は、表示面１１ａの延在方向において構造体を覆っている。
【００７４】
つまり、電子時計１００では、上下方向においてパッチアンテナ１０と時刻表示部とが重なり、パッチアンテナ１０内に非導電性の構造体が収容される。前述したようにパッチアンテナの感度は主に周縁部の厚みに依存し、構造体は誘電体として機能するから、電子時計１００によれば、上下上方において時刻表示部とパッチアンテナ１０とが重なる構造でありながら、十分に薄く、十分に高い受信性能を得ることができる。
【００７５】
また電子時計１００では、誘電体２２が薄い中央部２２ａと厚い周縁部２２ｂとを有するから、周縁部２２ｂのみを有する場合に比較して、受信性能が向上する。また電子時計１００は上下方向に延在する指針軸１２を備え、時刻表示部は指針軸１２を中心に周回する指針１３を含み、指針軸１２は、厚い周縁部２２ｂではなく薄い中央部２２ａを貫通している。指針軸１２を通す貫通孔の径は十分に短く、前述したようにパッチアンテナの感度は主に周縁部の厚みに依存するから、受信性能はほとんど低下しない。
【００７６】
また電子時計１００では、回路基板２５の一部をグランド電極２１として用いるから、回路基板２５とは別にグランド電極２１を設けずに済む。これは、薄型化に寄与する。
【００７７】
また電子時計１００では、構造体として、表示面に沿って延在する非導電性の地板３８を採用している。つまり、誘電体として機能し易い部材を構造体として採用している。これは、受信性能の向上に寄与する。
【００７８】
また、電子時計１００は光発電を行うソーラーパネル４０を備え、ソーラーパネル４０は表示面１１ａに沿って延在する金属製のパネル基板４１を有し、パネル基板４１を放射電極２３として用いる。したがって、パネル基板４１とは別に放射電極を設けずに済む。これは、薄型化に寄与する。
【００７９】
ところで、パッチアンテナでは、グランド電極を大きくするとアンテナ特性が向上することが知られている。しかし、グランド電極を単純に大きくすると時計が大型化してしまう。そこで、本実施形態では、導電性の裏蓋８５を設け、裏蓋導通板３９を介してグランド電極２１と裏蓋８５とを電気的に接続している。これにより、グランド電極を大きくしたのと同様の効果（パッチアンテナの性能向上）を得ることができる。
【００８０】
なお、円偏波を効率よく受信するためには、放射電極の形状のみならず、誘電体の形状も点対称とした方がよい。そこで、本実施形態では、指針軸１２を通す貫通孔を誘電体２２の中央部２２ａの中心に形成することにより、上下方向から見たときの誘電体２２の形状を点対称に近づけている。したがって、本実施形態によれば、円偏波を効率よく受信することができる。
【００８１】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計２００（以下「電子時計２００」という）の一部断面図である。電子時計２００は電子時計１００と同様の効果を奏するアナログ時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計であり、パッチアンテナ１０に代えてパッチアンテナ２０を備える点と、ケース８０に代えてケース８８を備える点で電子時計１００と相違する。
【００８２】
パッチアンテナ２０は、誘電体２２に代えて誘電体２８を有する。基本的には、誘電体２８は誘電体２２と同様である。例えば、誘電体２２が薄い中央部２２ａと厚い周縁部２２ｂとを有するように、誘電体２８は薄い中央部２８ａと厚い周縁部２８ｂとを有する。また例えば、中央部２２ａには上下方向に貫通した貫通孔が形成されているように、中央部２８ａにも上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。
【００８３】
ただし、誘電体２２が裏面側に円柱状の凹み１０ａを有するのに対し、誘電体２８は表面側に円柱状の凹み２０ａを有する。また、誘電体２８の中央部２８ａに形成された貫通孔を通るのは、指針軸１２ではなく、回路基板２５の表面側に配置された二次電池２７である。換言すれば、中央部２８ａは二次電池２７を囲むように設けられている。なお、図示を略すが、ＧＰＳ受信部２６は回路基板２５の裏面側に配置されている。
【００８４】
このように、本実施形態では、周縁部２８ｂよりも中央部２８ａが薄い誘電体２８を平坦なグランド電極２１と平坦な放射電極２３とで挟んだ構造のパッチアンテナ２０を採用し、パッチアンテナ２０内に確保された空間に地板３８などを収容して誘電体として利用し、誘電体２８の開口を指針軸１２が通るように構成している。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
また、ケース８８は、一部が非導電性のケースであり、プラスチックなどの非導電性の材料で形成された円筒状の本体８６の外側に金属で形成された金属カバー８７を被せた構造を有する。したがって、本体８６とパッチアンテナ２０とを近づけても、パッチアンテナ２０と金属カバー８７との間には十分に長い距離が確保される。よって、本実施形態によれば、受信性能を維持しつつ美観を向上させることができる。
【００８６】
ところで、前述したように、円偏波を効率よく受信するためには、放射電極の形状のみならず、誘電体の形状も点対称とした方がよい。そこで、本実施形態では、二次電池２７を通す貫通孔を誘電体２８の中央部２８ａの中心に形成することにより、上下方向から見たときの誘電体２８の形状を点対称に近づけている。したがって、本実施形態によれば、円偏波を効率よく受信することができる。
【００８７】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計３００（以下「電子時計３００」という）の一部断面図である。電子時計３００が電子時計１００と大きく異なるのは、アナログ時刻表示ではなくデジタル時刻表示の腕時計である点である。
【００８８】
電子時計３００は、円筒状のケース９６を備える。ケース９６は、一部が非導電性のケースであり、プラスチックなどの非導電性の材料で形成された円筒状の本体９５の外側かつ表面側に金属で形成された金属カバー９４を被せた構造を有する。したがって、第２実施形態と同様に、受信性能を維持しつつ美観を向上させることができる。なお、このようなケースの採用による製造コストの抑制は、アナログ時刻表示の腕時計よりも低コストで製造することが求められることの多いデジタル時刻表示の腕時計において特に有益である。
【００８９】
また電子時計３００は、本体９５の内側に、本体９５の中心軸の横断面に沿って延在するＥＬ（Electro Luminescent）シート９８と、表面ガラス８４とＥＬシート９８との間に配置された液晶パネル９７と、回路基板２５の表面側に実装された表示制御部１５とを備える。液晶パネル９７は、本体９５の中心軸の横断面に沿って延在し、その上面は、時刻が表示される表示面９７ａとして機能する。ＥＬシート９８は液晶パネル９７のバックライトとして機能する。
【００９０】
液晶パネル９７は、導通コネクタ４９を介して回路基板２５と接続されており、表示制御部１５と電気的に接続されている。表示制御部１５は、液晶パネル９７を制御して時刻を示す画像を表示面９７ａに表示させる。つまり、電子時計３００は透過型の液晶表示装置を備え、液晶パネル９７及びＥＬシート９８は表示面９７ａに時刻を表示する時刻表示部として機能する。
【００９１】
また電子時計３００は、表示面９７ａに沿って延在するソーラーパネル４４を有する。ソーラーパネル４４がソーラーパネル４０と異なる点は、形状および配置のみである。すなわち、ソーラーパネル４４は、その形状が円環状であり、液晶パネル９７の周縁を囲むように配置されている。なお、ソーラーパネル４４は導通バネ９１を介して回路基板２５と接続されている。
【００９２】
ＥＬシート９８と回路基板２５との間には、表示面９７ａに沿って延在するパッチアンテナ４８が配置されている。パッチアンテナ４８は、円偏波を受信可能なマイクロストリップアンテナであり、裏面側のグランド電極４５と、表面側の放射電極（アンテナ電極）４７と、グランド電極４５と放射電極４７とに挟まれた誘電体４６とを有する。
【００９３】
グランド電極４５は、グランド電極２１と同様に回路基板２５の一部であり、金属製の裏蓋導通板７９を介して裏蓋８５と電気的に接続されている。なお、回路基板２５の裏面側には、ＧＰＳ受信部２６や二次電池２７が実装されている。誘電体４６は薄い中央部４６ａと厚い周縁部４６ｂとを有し、裏面側に円柱状の凹み４８ａを有する。凹み４８ａの内側には非誘電性の地板５８が配置される。放射電極４７は、例えば、銀等のペースト材を誘電体４６の表面にスクリーン印刷して形成される。
【００９４】
地板５８は、プラスチックなどの非導電性の部材で構成された構造体であり、誘電体４６の中央部４６ａと回路基板２５との間に配置され、表示面９７ａに沿って延在する。地板５８には、直接的または間接的に、液晶パネル９７及びＥＬシート９８が取り付けられている。つまり、地板５８には時刻表示部が取り付けられている。なお、表示制御部１５は凹み４８ａの内側に配置されている。
【００９５】
［変形例］
上述した各実施形態を以下に例示するように変形してもよい。なお、本発明の範囲には、上述した各実施形態はもちろん、以下に例示する変形例や、以下に例示する変形例および上述した実施形態を適宜に組み合わせて得られる各種の形態も含まれうる。
【００９６】
例えば、時計の形状を略円形以外の形状としてもよい。
図１１は、本発明の変形例に係るアンテナ内蔵式電子時計４００（電子時計４００）の平面図である。電子時計４００は、外形形状が略円形ではなく略方形である点で各実施形態に係る電子時計と異なる。電子時計４００が備える文字板９２及びパッチアンテナ９３は、外形形状が略方形の平板である。なお、略方形のパッチアンテナでは、正方形の放射電極から対角線の二箇所の角を切って縮退分離部としている。
【００９７】
また例えば、図３において、ベゼル８１と本体８２とを別体とし、ベゼル８１として金属製のベゼルを採用してもよい。金属製のベゼルであっても、本体８２と別体であれば、渦電流の影響が低減されるから、アンテナ性能の低下を抑制することができる。
【００９８】
また例えば、誘電体の中央部（周縁部よりも薄い部分）を複数としてもよい。例えば、円筒状の周縁部の二つの開口の両方を塞ぐように二つの中央部を設ける。この場合、上方の中央部には指針軸を通す貫通孔が形成され、下方の中央部には二次電池やＧＰＳ受信部を配置するための貫通孔が形成される。もちろん、二次電池やＧＰＳ受信部を回路基板の下側に配置する場合には、これらを配置するための貫通孔を誘電体に形成する必要はない。
【００９９】
また例えば、第１又は第２実施形態において、ソーラーパネルのパネル基板とパッチアンテナの放射電極とを別体としてもよい。その場合には、例えば、銀等のペースト材を誘電体の表面にスクリーン印刷して放射電極を形成する。さらに、各実施形態において、ソーラーパネルを排除してもよい。ソーラーパネルを備えない場合の充電方式としては、例えば非接触充電が挙げられる。非接触充電の場合、裏蓋の一部または全部をガラスなどの非導電性の材料で形成することになる。また、二次電池２７に代えてリチウム電池などの一次電池を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１００，２００，３００，４００…アンテナ内蔵式電子時計、１０，２０，４８，９３…パッチアンテナ、１０ａ，２０ａ，４８ａ…凹み、１１…文字板、１１ａ，９７ａ…表示面、１２…指針軸、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…指針（時刻表示部）、１５…表示制御部、２１，４７…アンテナ電極、２２，２８，４６…誘電体、２２ａ，２８ａ，４６ａ…中央部、２２ｂ，２８ｂ，４６ｂ…周縁部、２３，４７…放射電極、２５…回路基板、２６…ＧＰＳ受信部（無線受信部）、３０…駆動機構、３８，５８…地板（構造体）、４０，４４…ソーラーパネル（変換板）、４１…パネル基板（変換基板）、８０，８８，９６…ケース、８１…ベゼル、８２，９５…本体、８５…裏蓋、９４…金属カバー、９９…ムーブメント。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンテナを内蔵したアンテナ内蔵式電子時計に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には厚みが均一のスロットアンテナを内蔵したアナログ時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計が、特許文献２には厚みが均一のパッチアンテナ（マイクロストリップアンテナ）を内蔵したアナログ時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計が記載されている。また、特許文献３には金属ケースの上に厚みが均一のパッチアンテナを配置したデジタル時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計が記載されている。
【０００３】
なお、特許文献４には中央部が薄く周縁部が厚いパッチアンテナ（円環パッチアンテナ）が記載されている。しかし、特許文献４に記載の技術は、アンテナ内蔵式電子時計に関する技術ではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８-２１３８１９号公報
【特許文献２】特開平１０-１９７６６２号公報
【特許文献３】特許２００１-２７６８０号公報
【特許文献４】特開２００７-１２９４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１、２及び３に記載のアンテナ内蔵式電子時計では、厚み方向においてアンテナと時刻表示部とが重なる構造を採る場合には、アンテナの厚みの分だけ時計が厚くなる。したがって、時計を薄くするためにはアンテナ全体を薄くせねばならない。しかし、アンテナ全体を薄くすると、アンテナの感度（アンテナゲイン）が著しく低下し、受信性能が低下してしまう。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、厚み方向において時刻表示部とアンテナとが重なる構造でありながら、高い受信性能を確保可能で十分に薄型のアンテナ内蔵式電子時計を提供することを解決課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、本発明に係るアンテナ内蔵式電子時計は、上下方向に延在する筒状のケースと、前記ケースに収容され、表示面に時刻を表示する時刻表示部と、前記時刻表示部が取り付けられる構造体と、前記表示面の下側に配置され、前記表示面に沿って延在し、グランド電極と前記グランド電極上の誘電体と前記誘電体上の放射電極とを有するパッチアンテナと、前記パッチアンテナを用いて無線信号を受信する無線受信部とを備え、前記ケースの少なくとも一部は非導電性であり、前記グランド電極の大きさは前記放射電極の大きさ以上であり、前記構造体は前記グランド電極と前記放射電極との間に配置され、前記誘電体は前記表示面の延在方向において前記構造体を覆っていることを特徴とする。
【０００７】
このアンテナ内蔵式電子時計では、その厚み方向（上下方向）においてパッチアンテナと時刻表示部とが重なり、時刻表示部が取り付けられる構造体がグランド電極と放射電極との間に配置され、構造体の周囲が誘電体で覆われる。つまり、構造体はパッチアンテナ内に収容される。誘電体は構造体と重なる部分で薄くなるが、パッチアンテナの感度は主に周縁部の厚みに依存する。したがって、このアンテナ内蔵式電子時計によれば、時計の薄型化と感度の低下の抑制との両立が可能である。また、パッチアンテナにおいて、構造体は誘電体として機能する。よって、本発明によれば、厚み方向において時刻表示部とアンテナとが重なる構造でありながら、高い受信性能を確保可能で十分に薄型のアンテナ内蔵式電子時計を提供することができる。
なお、「パッチアンテナ」は例えばマイクロストリップアンテナである。また、「面に沿って延在」には、当該面の延在方向に延在することや、当該面に直交しない面の延在方向に延在することが含まれる。また、「前記グランド電極の大きさは前記放射電極の大きさ以上」は、上下方向から見て前記放射電極の外形が前記グランド電極の外形の外側に逸脱しないことを意味する。
【０００８】
このアンテナ内蔵式電子時計において、前記グランド電極は前記無線受信部を実装した回路基板の一部であるようにしてもよい。この場合、回路基板とは別にグランド電極を設けずに済むから、薄型化に寄与する。
【０００９】
上記の各アンテナ内蔵式電子時計において、前記構造体は前記表示面に沿って延在し、非導電性の部材で構成されているようにしてもよい。この場合、構造体が誘電体として機能し易くなるから、受信性能が向上する。
【００１０】
上記の各アンテナ内蔵式電子時計において、上下方向に延在する指針軸を備え、前記時刻表示部は前記指針軸を中心に周回する指針を含み、前記誘電体は薄い中央部と厚い周縁部とを有し、前記指針軸は前記放射電極と前記中央部とを貫通しているようにしてもよい。「中央部」を「貫通」は、薄い中央部が複数の場合には、少なくとも一つの中央部を貫通することを意味する。周縁部のみでは十分な受信性能が得られない場合には中央部を設けるのが好適であり、このアンテナ内蔵式電子時計によれば、誘電体は指針と構造体との間に周縁部よりも薄い中央部を備えるから、パッチアンテナの内部に構造体を収容しつつ、十分な受信性能を得ることができる。なお、放射電極および中央部には、指針軸を通す貫通孔を設ける必要があるが、指針軸は十分に細いから、受信性能はほとんど低下しない。なお、「指針」としては時針や分針、秒針が挙げられる。
【００１１】
このアンテナ内蔵式電子時計において、光発電を行う変換板を備え、前記変換板は前記表示面に沿って延在する金属製の変換基板を有し、前記放射電極は前記変換基板であるようにしてもよい。この場合、変換板の変換基板が放射電極として機能するから、変換板とは別に放射電極を設けずに済む。これは、薄型化に寄与する。
【００１２】
ところで、パッチアンテナでは、グランド電極を大きくするとアンテナ特性が向上することが知られている。しかし、グランド電極を単純に大きくすると時計が大型化してしまう。そこで、上記の各アンテナ内蔵式電子時計において、導電性の裏蓋を備え、前記グランド電極と前記裏蓋とは電気的に接続されているようにするのが好適である。このアンテナ内蔵式電子時計によれば、グランド電極と導電性の裏蓋とが電気的に接続されているから、グランド電極を大きくしたのと同様の効果（パッチアンテナの性能向上）を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００（電子時計１００）を含むＧＰＳシステムの全体図である。
【図２】電子時計１００の平面図である。
【図３】電子時計１００の一部断面図である。
【図４】電子時計１００の一部の形状例を示す平面図である。
【図５】電子時計１００の一部の分解斜視図である。
【図６】アンテナ厚みとアンテナゲインとの関係を示す図である。
【図７】パッチアンテナの動作原理を説明するための図である。
【図８】電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の第２実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計２００（電子時計２００）の一部断面図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計３００（電子時計３００）の平面図である。
【図１１】本発明の変形例に係るアンテナ内蔵式電子時計４００（電子時計４００）の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の好適な実施の形態を、添付図面等を参照しながら詳細に説明する。ただし、各図において、各部の寸法および縮尺は、実際のものと適宜に異ならせてある。また、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１５】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計１００（以下「電子時計１００」という）を含むＧＰＳシステムの全体図である。電子時計１００は、ＧＰＳ衛星９０からの電波（無線信号）を受信して内部時刻を修正するアナログ時刻表示の腕時計であり、腕に接触する面（以下、「裏面」という）の反対側の面（以下「表面」という）に時刻を表示する。なお、以降の説明では、電子時計１００の「表」及び「裏」を「上」及び「下」ともいう。
【００１６】
ＧＰＳ衛星９０は、地球の上空の所定の軌道上を周回する位置情報衛星であり、１．５７５４２ＧＨｚの電波（Ｌ１波）に航法メッセージを重畳させて地上に送信している。以降の説明では、航法メッセージが重畳された１．５７５４２ＧＨｚの電波を「衛星信号」という。衛星信号は、右旋偏波の円偏波である。
【００１７】
現在、約３１個のＧＰＳ衛星９０（図１においては、約３１個のうち４個のみを図示）が存在しており、衛星信号がどのＧＰＳ衛星９０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星９０はＣ／Ａコード（Coarse/Acquisition Code）と呼ばれる１０２３ｃｈｉｐ（１ｍｓ周期）の固有のパターンを衛星信号に重畳する。Ｃ／Ａコードは、各ｃｈｉｐが＋１又は−１のいずれかでありランダムパターンのように見える。したがって、衛星信号と各Ｃ／Ａコードのパターンの相関をとることにより、衛星信号に重畳されているＣ／Ａコードを検出することができる。
【００１８】
ＧＰＳ衛星９０は原子時計を搭載しており、衛星信号には原子時計で計時された極めて正確な時刻情報（以下、「ＧＰＳ時刻情報」という）が含まれている。また、地上のコントロールセグメントにより各ＧＰＳ衛星９０に搭載されている原子時計のわずかな時刻誤差が測定されており、衛星信号にはその時刻誤差を補正するための時刻補正パラメータも含まれている。電子時計１００は、１つのＧＰＳ衛星９０から送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と時刻補正パラメータを使用して内部時刻を正確な時刻に修正する。
【００１９】
衛星信号にはＧＰＳ衛星９０の軌道上の位置を示す軌道情報も含まれている。電子時計１００は、ＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行うことができる。測位計算は、電子時計１００の内部時刻にある程度の誤差が含まれていることを前提として行われる。すなわち、電子時計１００の３次元の位置を特定するためのｘ，ｙ，ｚパラメータに加えて時刻誤差も未知数になる。そのため、電子時計１００は、一般的には４つ以上のＧＰＳ衛星からそれぞれ送信された衛星信号を受信し、その中に含まれるＧＰＳ時刻情報と軌道情報を使用して測位計算を行う。
【００２０】
図２は電子時計１００の平面図であり、図３は電子時計１００の一部断面図であり、図４は電子時計の一部の形状例を示す平面図であり、図５は電子時計１００の一部の分解斜視図である。図２及び図３に示すように、電子時計１００は、一部が非導電性の略円筒状のケース８０を備える。
【００２１】
ケース８０は、表面側に位置する略円筒状のベゼル８１と、裏面側に位置する略円筒状の本体８２とを有する。本体８２はステンレス鋼（ＳＵＳ）やチタン等の金属で形成されている。ベゼル８１は、セラミックやプラスチックなどの非導電材料で形成されており、その内周に沿って、プラスチックで形成された環状のダイヤルリング８３が取り付けられている。
【００２２】
図３に示すように、ケース８０の二つの開口のうち、表面側の開口には表面ガラス８４が取り付けられ、裏面側の開口には金属で形成された裏蓋８５が取り付けられている。また電子時計１００は、ケース８０の内部に、リチウムイオン電池などの二次電池２７を備える。二次電池２７は、後述のソーラーパネル（変換板）４０が発電した電力で充電される。すなわち、ソーラー充電が行われる。
【００２３】
また電子時計１００は、ケース８０の内部に、文字板１１と、上下方向に延在して文字板１１を貫通する指針軸１２と、指針軸１２を中心に周回して現在時刻を指し示す複数の指針１３（秒針１３ａ、分針１３ｂ及び時針１３ｃ）と、指針軸１２を回転させて複数の指針１３を駆動する駆動機構３０とを備える。
【００２４】
文字板１１は、指針軸１２の横断面に沿って延在する円形の平板であり、プラスチック（例えばポリカーボーネート）などの光透過性かつ非導電性の材料で形成されている。文字板１１の上面は、指針軸１２の横断面と平行であり、時刻が表示される表示面１１ａとして機能する。指針１３は、文字板１１と表面ガラス８４との間に配置されている。つまり、指針１３は、表示面１１ａに時刻を表示する時刻表示部として機能する。文字板１１の中央部には、上下方向に貫通した貫通孔が形成されており、指針軸１２は、この貫通孔を通って文字板１１を貫通する。なお、文字板１１の周縁は、上から見るとダイヤルリング８３に覆われている。
【００２５】
駆動機構３０は、地板３８に取り付けられ、モーターコイル３１などからなるステップモーターと歯車などの輪列とを有し、当該ステップモーターが当該輪列を介して指針１３を回転させることにより、複数の指針１３を駆動する。具体的には、時針１３ｃは１２時間、分針１３ｂは６０分、秒針１３ａは６０秒で一周する。
【００２６】
地板３８は、プラスチックなどの非導電性の部材で構成された構造体であり、文字板１１と裏蓋８５との間に配置され、表示面１１ａに沿って延在する。地板３８には、駆動機構３０などの部品が取り付けられている。駆動機構３０には指針軸１２が取り付けられ、指針軸１２には指針１３が取り付けられているから、地板３８には時刻表示部が取り付けられていることになる。以降の説明では、地板３８に直接的に取り付けられた駆動機構３０などの部品と地板３８とを合わせたものをムーブメント９９と称する。なお、指針軸１２はムーブメント９９から上方へ延在している。
【００２７】
また電子時計１００は、ケース８０の内側に、光発電を行うソーラーパネル４０を備える。ソーラーパネル４０は、表示面１１ａに沿って延在する略円形の平板であり、その中央部には、上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。電気的には、ソーラーパネル４０は、光エネルギーを電気エネルギーに変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続して構成されている。
【００２８】
構造的には、ソーラーパネル４０は、文字板１１とムーブメント９９との間に配置され、裏面側のパネル基板（変換基板）４１と、表面側の透明電極４２と、パネル基板４１と透明電極４２とに挟まれた光電変換層４３とを有する。指針軸１２は、ソーラーパネル４０の貫通孔を通って、透明電極４２、光電変換層４３及びパネル基板４１を貫通している。
【００２９】
パネル基板４１は、表示面１１ａに沿って延在する略円形の平板であり、ステンレス鋼などの金属で形成されている。パネル基板４１の厚みは０．１ｍｍ程度である。光電変換層４３は、入射した光エネルギーを電気エネルギーに変換する層であり、例えば半導体で形成されている。透明電極４２は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）である。なお、ソーラーパネル４０は、文字板１１の裏面側に一体的に形成されてもよい。
【００３０】
また電子時計１００は、ケース８０の内部に、表示面１１ａに沿って延在する略円形のパッチアンテナ１０を備える。パッチアンテナ１０は、円偏波を受信可能なマイクロストリップアンテナであり、裏面側のグランド電極２１と、表面側の放射電極（アンテナ電極）２３と、グランド電極２１と放射電極２３とに挟まれた誘電体２２とを有する。
【００３１】
グランド電極２１は、回路基板２５の一部であり、金属製の裏蓋導通板３９を介して裏蓋８５と電気的に接続されている。回路基板２５は、ＦＲ−４（Flame Retardant Type 4）などのガラスエポキシ樹脂で形成された非導電性の平板に金属材料を印刷して形成される。回路基板２５に印刷されたベタパターンがグランド電極２１となる。なお、回路基板２５には、パッチアンテナ１０を用いて衛星信号を受信するＧＰＳ受信部（無線受信部）２６や二次電池２７などの部品が実装されている。本実施形態では、ＧＰＳ受信部２６及び二次電池２７は回路基板２５の表面側に実装されている。
【００３２】
誘電体２２は、波長短縮効果によってパッチアンテナを小型化するためのものであり、例えばセラミックに樹脂を混ぜて成形される。パッチアンテナは、その外形形状が方形の場合には一辺を半波長とし、円形の場合には直径を約０．５８波長とすることで共振するが、誘電体を用いると、波長短縮効果により、より小型でも共振するのである。
【００３３】
また誘電体２２は、中心軸が上下方向に延在する円筒の二つの開口のうち表面側の開口を塞いだ形状に成形されている。つまり、上下方向の長さを「厚み」としたとき、誘電体２２は、薄い中央部２２ａと厚い周縁部２２ｂとを有する。換言すれば、中央部２２ａの厚みをＴ１とし、周縁部２２ｂの厚みをＴ２としたとき、Ｔ１＜Ｔ２である。なお、中央部２２ａには、上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。
【００３４】
上下方向から見たとき、誘電体２２の形状は点対称であり、中央部２２ａは円形であり、周縁部２２ｂは円環状である。誘電体２２の形状を点対称とするのは、円偏波を受信し易くするためである。また、周縁部２２ｂは放射電極２３とグランド電極２１とに接している。一方、中央部２２ａは放射電極２３に接しているが、グランド電極２１に接していない。つまり、誘電体２２は、裏面側に円柱状の凹み１０ａを有する。
【００３５】
凹み１０ａの内側には、ムーブメント９９や、回路基板２５の表面側に実装された部品（ＧＰＳ受信部２６や二次電池２７など）が配置される。このため、パッチアンテナ１０は、凹み１０ａの深さがムーブメント９９の厚みよりも長く、凹み１０ａの径がムーブメント９９の径よりも長くなるように成形されている。なお、表示面１１ａの延在方向において、グランド電極２１と誘電体２２とは略同じ大きさであるが、グランド電極２１を誘電体２２よりも大きくしてもよい。
【００３６】
放射電極２３はパネル基板４１である。つまり、ソーラーパネルのパネル基板がパッチアンテナの放射電極を兼ねている。上下方向から見たときの放射電極２３の形状は点対象であり、図４（Ａ）に示す通りであるが、これに限るものではなく、図４（Ｂ）に示す形状であってもよい。つまり、１点給電でパッチアンテナを円偏波とするためには、二つの縮退分離部を持つように放射電極を形成すればよい。これにより、パッチアンテナは共振周波数を二つ持つことになる。そして、両者の電流位相差が９０度となるような１箇所を選んで給電すれば、円偏波が得られる。なお、放射電極２３を点対称とするのは、円偏波を受信し易くするためである。
【００３７】
放射電極２３はパネル基板４１であるから、その中央部には上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。この貫通孔は誘電体２２の中央部２２ａの貫通孔に繋がっており、これらの貫通孔を指針軸１２が通っている。つまり、ムーブメント９９から上方に延在している指針軸１２は、誘電体２２の中央部２２ａ、ソーラーパネル４０の中央部、及び文字板１１の中央部を貫通している。なお、表示面１１ａの延在方向において、誘電体２２と放射電極２３とは略同じ大きさであるが、誘電体２２を放射電極２３よりも大きくしてもよい。いずれにせよ、上下方向から見て、放射電極２３の外形はグランド電極２１の外形の外側に逸脱しない。
【００３８】
また、放射電極２３と回路基板２５とは導通ピン２４で接続されている。導通ピン２４は、ムーブメント９９と誘電体２２とを貫通して放射電極２３と回路基板２５とに接し、放射電極２３とＧＰＳ受信部２６とを電気的に接続する。なお、導通ピン２４によって放射電極２３とグランド電極２１とが短絡することはない。
【００３９】
以上の説明から明らかなように、パッチアンテナ１０と文字板１１との間には、ソーラーパネル４０の透明電極４２が配置されている。しかし、パッチアンテナ１０による電波の受信に関して、ソーラーパネル４０は、容量結合によって一枚の金属板のように働く。したがって、透明電極４２は、パッチアンテナ１０による受信をほとんど妨げない。
【００４０】
またソーラーパネル４０と回路基板２５とはプラスとマイナスの２本の導通バネで接続されている。図３には、２本の導通バネのうち、透明電極４２と回路基板２５とを接続する導通バネ９１のみが示されているが、この他に、透明電極４２と回路基板２５とを接続する導通バネが存在する。
【００４１】
電子時計１００は、図２に示す竜頭１６やボタン１７、１８及び１９を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星９０からの衛星信号を受信して内部時刻情報の修正を行うモード（時刻情報取得モード）と複数のＧＰＳ衛星９０からの衛星信号を受信して測位計算を行い内部時刻情報の時差を修正するモード（位置情報取得モード）に設定できるように構成されている。また、電子時計１００は、時刻情報取得モードや位置情報取得モードを定期的に（自動的に）実行することもできる。
【００４２】
図６は、パッチアンテナにおけるアンテナ厚みとアンテナゲイン（特性）との関係を示す図であり、破線は平坦なパッチアンテナ（以降、「通常形状のパッチアンテナ」という）における上記関係を示し、実線は中央が凹んでいるパッチアンテナ（以降、「凹形状のパッチアンテナ」という）における上記関係を示す。いずれのパッチアンテナも円形であり、アンテナ直径は３５ｍｍである。アンテナ厚みは、パッチアンテナの最も薄い部分の厚みであり、通常形状のパッチアンテナでは周縁部の厚みと一致する。また、凹形状のパッチアンテナにおいて、凹み（中央部）の直径は２０ｍｍ程度、周縁部の厚みは４ｍｍ程度に固定されている。
【００４３】
図６に示すように、アンテナ厚みを４ｍｍ程度から薄くすると、アンテナゲインは、通常形状のパッチアンテナでは急に低下し、凹形状のパッチアンテナでは緩やかに低下する。すなわち、アンテナ厚みを薄くすることによる特性劣化は、通常形状のパッチアンテナでは大きく、凹形状のパッチアンテナでは小さい。例えば、２ｄＢ以上のアンテナゲインが必要な場合、通常形状のパッチアンテナでは３ｍｍ程度のアンテナ厚みを確保せねばならないのに対して、凹形状のパッチアンテナでは１ｍｍ程度のアンテナ厚みで足りる。
【００４４】
図７は、パッチアンテナの動作原理を説明するための図であり、図中の矢印は電気力線である。この図に示すように、パッチアンテナを送信アンテナとして使用すると、放射電極の周縁に沿った強い電界（電磁波）が、周縁から空間へ向かって放射される。したがって、通常形状のパッチアンテナにおいてアンテナ厚みを薄くすると、パッチアンテナの周縁部において放射電極とグランド電極とが近くなり、周縁から電磁波が放射され難くなるため、アンテナ特性が劣化する。このような特性劣化は、パッチアンテナを受信アンテナとして使用した場合にも同様に発生する。
【００４５】
これに対して、凹形状のパッチアンテナでは、周縁部における放射電極とグランド電極との距離を一定に保ちつつアンテナ厚みを薄くすることができるから、上記の特性劣化を抑制することができる。ところで、凹形状のパッチアンテナでも、グランド電極の厚みは均一であり、放射電極の厚みも均一である。つまり、アンテナ厚みを薄くすることは、誘電体の厚みを薄くすることに他ならない。これは、周縁よりも中央が薄い誘電体を平坦なグランド電極と平坦な放射電極とで挟んだ構造のパッチアンテナであっても、上記と同様の効果を得られることを意味する。
【００４６】
また、放射電極における電圧分布は図中の一点鎖線で示す通りであり、電気力線の向きは、左右で逆向きとなる。したがって、放射電極とグランド電極との間のインピーダンスは、周縁部では高くなり、中央部では低くなる。このことから、パッチアンテナの中央部に指針軸が貫通する貫通孔を設けてもアンテナ特性はさほど劣化しないことが分かる。
【００４７】
以上より、本実施形態では、周縁部２２ｂよりも中央部２２ａが薄い誘電体２２を平坦なグランド電極２１と平坦な放射電極２３とで挟んだ構造のパッチアンテナ１０を採用し、パッチアンテナ１０内に確保された空間に非導電性の地板３８などを収容して誘電体として利用し、誘電体２２及び放射電極２３の中央部を指針軸１２が貫通するように構成している。
【００４８】
これにより、十分に高い受信性能と十分な薄さが達成されている。例えば、薄さに関していえば、誘電体２２の中央部２２ａの厚みを０．５ｍｍ程度に抑えることができる。なお、誘電体２２の周縁部２２ｂの大きさやムーブメント９９の材質などによっては、中央部２２ａが無くても十分に高い受信性能と十分な薄さを達成できる。この場合には、誘電体２２として円筒状の誘電体を採用可能である。
【００４９】
前述したように、パッチアンテナは、その周縁から電波を放射（受信）する。したがって、全部が金属で形成された金属ケースを採用する場合には、所望のアンテナ特性を確保するために、アンテナ側面と金属ケースとを十分に離間させる必要がある。例えば、パッチアンテナの周縁部の厚みが４ｍｍの場合、アンテナ側面と金属ケースとの距離を２〜３ｍｍ以上とするのが望ましい。しかし、アンテナ側面と金属ケースとを十分に離間させると、時計が大型化してしまう。そこで、本実施形態では、本体８２のみが金属で形成されたケース８０を採用している。これにより、十分に高いアンテナ特性を確保しつつ放射電極２３の周縁とケース８０との距離を短くすることができる。
【００５０】
図８は、電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。
電子時計１００は、ＧＰＳ受信部２６及び制御表示部３６を含んで構成されている。ＧＰＳ受信部２６は、衛星信号の受信、ＧＰＳ衛星９０の捕捉、位置情報の生成、時刻修正情報の生成等の処理を行う。制御表示部３６は、内部時刻情報の保持及び内部時刻情報の修正等の処理を行う。
【００５１】
ソーラーパネル４０は、充電制御回路２９を通じて二次電池２７に電力を充電する。電子時計１００はレギュレータ３４及び３５を備え、二次電池２７は、レギュレータ３４を介して制御表示部３６に、レギュレータ３５を介してＧＰＳ受信部２６に駆動電力を供給する。また電子時計１００は、二次電池２７の電圧を検出する電圧検出回路３７を備える。
【００５２】
なお、レギュレータ３５に代えて、例えば、ＲＦ部５０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−１と、ベースバンド部６０（詳細は後述）に駆動電力を供給するレギュレータ３５−２（ともに図示せず）とに分けて設けてもよい。レギュレータ３５−１は、ＲＦ部５０の内部に設けてもよい。
【００５３】
ＧＰＳ受信部２６は、パッチアンテナ１０及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３２を含む。パッチアンテナ１０は、図３で説明したように、複数のＧＰＳ衛星９０からの衛星信号を受信するアンテナである。ただし、パッチアンテナ１０は衛星信号以外の不要な電波も若干受信してしまうため、ＳＡＷフィルタ３２は、パッチアンテナ１０が受信した信号から衛星信号を抽出する処理を行う。すなわち、ＳＡＷフィルタ３２は、１．５ＧＨｚ帯の信号を通過させるバンドパスフィルタとして構成される。
【００５４】
また、ＧＰＳ受信部２６は、ＲＦ（Radio Frequency：無線周波数）部５０とベースバンド部６０を含んで構成されている。以下に説明するように、ＧＰＳ受信部２６は、ＳＡＷフィルタ３２が抽出した１．５ＧＨｚ帯の衛星信号から航法メッセージに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する処理を行う。
【００５５】
ＲＦ部５０は、ＬＮＡ（Low Noise Amplifier）５１、ミキサ５２、ＶＣＯ（Voltage Controlled Oscillator）５３、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路５４、ＩＦアンプ５５、ＩＦ（Intermediate Frequency：中間周波数）フィルタ５６、ＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７等を含んで構成されている。
【００５６】
ＳＡＷフィルタ３２が抽出した衛星信号は、ＬＮＡ５１で増幅される。ＬＮＡ５１で増幅された衛星信号は、ミキサ５２でＶＣＯ５３が出力するクロック信号とミキシングされて中間周波数帯の信号にダウンコンバートされる。ＰＬＬ回路５４は、ＶＣＯ５３の出力クロック信号を分周したクロック信号と基準クロック信号を位相比較してＶＣＯ５３の出力クロック信号を基準クロック信号に同期させる。その結果、ＶＣＯ５３は基準クロック信号の周波数精度の安定したクロック信号を出力することができる。なお、中間周波数として、例えば、数ＭＨｚを選択することができる。
【００５７】
ミキサ５２でミキシングされた信号は、ＩＦアンプ５５で増幅される。ここで、ミキサ５２でのミキシングにより、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も生成される。そのため、ＩＦアンプ５５は、中間周波数帯の信号とともに数ＧＨｚの高周波信号も増幅する。ＩＦフィルタ５６は、中間周波数帯の信号を通過させるとともに、この数ＧＨｚの高周波信号を除去する（正確には、所定のレベル以下に減衰させる）。ＩＦフィルタ５６を通過した中間周波数帯の信号はＡＤＣ（Ａ／Ｄ変換器）５７でデジタル信号に変換される。
【００５８】
ベースバンド部６０は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）６１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６２、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６３、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）６４を含んで構成されている。また、ベースバンド部６０には、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ：Temperature Compensated Crystal Oscillator）６５やフラッシュメモリ６６等が接続されている。
【００５９】
温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５は、温度に関係なくほぼ一定の周波数の基準クロック信号を生成する。フラッシュメモリ６６には、例えば時差情報が記憶されている。時差情報は、時差データ（座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられたＵＴＣに対する補正量等）が定義された情報である。
【００６０】
ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、ＲＦ部５０のＡＤＣ５７が変換したデジタル信号（中間周波数帯の信号）からベースバンド信号を復調する処理を行う。
【００６１】
また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードに設定されると、後述する衛星検索工程において、各Ｃ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードを発生し、ベースバンド信号に含まれる各Ｃ／Ａコードとローカルコードの相関をとる処理を行う。そして、ベースバンド部６０は、各ローカルコードに対する相関値がピークになるようにローカルコードの発生タイミングを調整し、相関値が閾値以上となる場合にはそのローカルコードのＧＰＳ衛星９０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星９０を捕捉）したものと判断する。ここで、ＧＰＳシステムでは、すべてのＧＰＳ衛星９０が異なるＣ／Ａコードを用いて同一周波数の衛星信号を送信するＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式を採用している。したがって、受信した衛星信号に含まれるＣ／Ａコードを判別することで、捕捉可能なＧＰＳ衛星９０を検索することができる。
【００６２】
また、ベースバンド部６０は、時刻情報取得モード又は位置情報取得モードにおいて、捕捉したＧＰＳ衛星９０の衛星情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星９０のＣ／Ａコードと同一のパターンのローカルコードとベースバンド信号をミキシングする処理を行う。ミキシングされた信号には、捕捉したＧＰＳ衛星９０の衛星情報を含む航法メッセージが復調される。そして、ベースバンド部６０は、航法メッセージの各サブフレームのＴＬＭワード（プリアンブルデータ）を検出し、各サブフレームに含まれる軌道情報やＧＰＳ時刻情報等の衛星情報を取得する（例えばＳＲＡＭ６３に記憶する）処理を行う。ここで、ＧＰＳ時刻情報は、週番号データ（ＷＮ）及びＺカウントデータであるが、以前に週番号データが取得されている場合にはＺカウントデータのみであってもよい。
【００６３】
そして、ベースバンド部６０は、衛星情報に基づいて、内部時刻情報を修正するために必要な時刻修正情報を生成する。
【００６４】
時刻情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報に基づいて測時計算を行い、時刻修正情報を生成する。時刻情報取得モードにおける時刻修正情報は、例えば、ＧＰＳ時刻情報そのものであってもよいし、ＧＰＳ時刻情報と内部時刻情報との時間差の情報であってもよい。
【００６５】
一方、位置情報取得モードの場合、より具体的には、ベースバンド部６０は、ＧＰＳ時刻情報や軌道情報に基づいて測位計算を行い、位置情報（より具体的には、受信時に電子時計１００が位置する場所の緯度及び経度）を取得する。さらに、ベースバンド部６０は、フラッシュメモリ６６に記憶されている時差情報を参照し、位置情報により特定される電子時計１００の座標値（例えば、緯度及び経度）に関連づけられた時差データを取得する。このようにして、ベースバンド部６０は、時刻修正情報として衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データを生成する。位置情報取得モードにおける時刻修正情報は、上記の通り、ＧＰＳ時刻情報と時差データそのものであってもよいが、例えば、ＧＰＳ時刻情報の代わりに内部時刻情報とＧＰＳ時刻情報の時間差のデータであってもよい。
【００６６】
なお、ベースバンド部６０は、１つのＧＰＳ衛星９０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよいし、複数のＧＰＳ衛星９０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよい。
【００６７】
また、ベースバンド部６０の動作は、温度補償回路付き水晶発振回路（ＴＣＸＯ）６５が出力する基準クロック信号に同期する。ＲＴＣ６４は、衛星信号を処理するためのタイミングを生成するものである。このＲＴＣ６４は、ＴＣＸＯ６５から出力される基準クロック信号でカウントアップされる。
【００６８】
制御表示部３６は、制御部７０、駆動回路７４及び水晶振動子７３を含んで構成されている。
【００６９】
制御部７０は、回路基板２５に実装され、記憶部７１、ＲＴＣ（Real Time Clock）７２を備え、各種制御を行う。制御部７０は、例えばＣＰＵで構成することが可能である。
【００７０】
制御部７０は、制御信号をＧＰＳ受信部２６に送り、ＧＰＳ受信部２６の受信動作を制御する。また制御部７０は、電圧検出回路３７の検出結果に基づいて、レギュレータ３４及びレギュレータ３５の動作を制御する。また制御部７０は、駆動回路７４を介してすべての指針の駆動を制御する。
【００７１】
記憶部７１には内部時刻情報が記憶されている。内部時刻情報は、電子時計１００の内部で計時される時刻の情報であり、水晶振動子７３及びＲＴＣ７２によって生成される基準クロック信号によって更新される。したがって、ＧＰＳ受信部２６への電力供給が停止されていても、内部時刻情報を更新して指針の運針を継続することができるようになっている。
【００７２】
制御部７０は、時刻情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、ＧＰＳ時刻情報に基づいて内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。より具体的には、内部時刻情報は、取得したＧＰＳ時刻情報にＵＴＣオフセットを加算することで求められるＵＴＣ（協定世界時）に修正される。また、制御部７０は、位置情報取得モードに設定されると、ＧＰＳ受信部２６の動作を制御し、衛星時刻データ（ＧＰＳ時刻情報）及び時差データに基づいて、内部時刻情報を修正して記憶部７１に記憶する。
【００７３】
以上説明したように、電子時計１００は、上下方向に延在する円筒状のケース８０と、ケース８０に収容され、表示面１１ａに時刻を表示する時刻表示部（指針１３）と、時刻表示部が取り付けられる構造体（地板３８）と、表示面１１ａの下側に配置され、表示面１１ａに沿って延在し、グランド電極２１と、グランド電極２１上の誘電体２２と、誘電体２２上の放射電極２３とを有するパッチアンテナ１０と、パッチアンテナ１０を用いて無線信号を受信する無線受信部２６とを備える。そして、ケース８０の少なくとも一部は非導電性であり、グランド電極２１の大きさは放射電極２３の大きさ以上であり、構造体は、グランド電極２１と放射電極２３との間に配置され、誘電体２２は、表示面１１ａの延在方向において構造体を覆っている。
【００７４】
つまり、電子時計１００では、上下方向においてパッチアンテナ１０と時刻表示部とが重なり、パッチアンテナ１０内に非導電性の構造体が収容される。前述したようにパッチアンテナの感度は主に周縁部の厚みに依存し、構造体は誘電体として機能するから、電子時計１００によれば、上下上方において時刻表示部とパッチアンテナ１０とが重なる構造でありながら、十分に薄く、十分に高い受信性能を得ることができる。
【００７５】
また電子時計１００では、誘電体２２が薄い中央部２２ａと厚い周縁部２２ｂとを有するから、周縁部２２ｂのみを有する場合に比較して、受信性能が向上する。また電子時計１００は上下方向に延在する指針軸１２を備え、時刻表示部は指針軸１２を中心に周回する指針１３を含み、指針軸１２は、厚い周縁部２２ｂではなく薄い中央部２２ａを貫通している。指針軸１２を通す貫通孔の径は十分に短く、前述したようにパッチアンテナの感度は主に周縁部の厚みに依存するから、受信性能はほとんど低下しない。
【００７６】
また電子時計１００では、回路基板２５の一部をグランド電極２１として用いるから、回路基板２５とは別にグランド電極２１を設けずに済む。これは、薄型化に寄与する。
【００７７】
また電子時計１００では、構造体として、表示面に沿って延在する非導電性の地板３８を採用している。つまり、誘電体として機能し易い部材を構造体として採用している。これは、受信性能の向上に寄与する。
【００７８】
また、電子時計１００は光発電を行うソーラーパネル４０を備え、ソーラーパネル４０は表示面１１ａに沿って延在する金属製のパネル基板４１を有し、パネル基板４１を放射電極２３として用いる。したがって、パネル基板４１とは別に放射電極を設けずに済む。これは、薄型化に寄与する。
【００７９】
ところで、パッチアンテナでは、グランド電極を大きくするとアンテナ特性が向上することが知られている。しかし、グランド電極を単純に大きくすると時計が大型化してしまう。そこで、本実施形態では、導電性の裏蓋８５を設け、裏蓋導通板３９を介してグランド電極２１と裏蓋８５とを電気的に接続している。これにより、グランド電極を大きくしたのと同様の効果（パッチアンテナの性能向上）を得ることができる。
【００８０】
なお、円偏波を効率よく受信するためには、放射電極の形状のみならず、誘電体の形状も点対称とした方がよい。そこで、本実施形態では、指針軸１２を通す貫通孔を誘電体２２の中央部２２ａの中心に形成することにより、上下方向から見たときの誘電体２２の形状を点対称に近づけている。したがって、本実施形態によれば、円偏波を効率よく受信することができる。
【００８１】
［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計２００（以下「電子時計２００」という）の一部断面図である。電子時計２００は電子時計１００と同様の効果を奏するアナログ時刻表示のアンテナ内蔵式電子時計であり、パッチアンテナ１０に代えてパッチアンテナ２０を備える点と、ケース８０に代えてケース８８を備える点で電子時計１００と相違する。
【００８２】
パッチアンテナ２０は、誘電体２２に代えて誘電体２８を有する。基本的には、誘電体２８は誘電体２２と同様である。例えば、誘電体２２が薄い中央部２２ａと厚い周縁部２２ｂとを有するように、誘電体２８は薄い中央部２８ａと厚い周縁部２８ｂとを有する。また例えば、中央部２２ａには上下方向に貫通した貫通孔が形成されているように、中央部２８ａにも上下方向に貫通した貫通孔が形成されている。
【００８３】
ただし、誘電体２２が裏面側に円柱状の凹み１０ａを有するのに対し、誘電体２８は表面側に円柱状の凹み２０ａを有する。また、誘電体２８の中央部２８ａに形成された貫通孔を通るのは、指針軸１２ではなく、回路基板２５の表面側に配置された二次電池２７である。換言すれば、中央部２８ａは二次電池２７を囲むように設けられている。なお、図示を略すが、ＧＰＳ受信部２６は回路基板２５の裏面側に配置されている。
【００８４】
このように、本実施形態では、周縁部２８ｂよりも中央部２８ａが薄い誘電体２８を平坦なグランド電極２１と平坦な放射電極２３とで挟んだ構造のパッチアンテナ２０を採用し、パッチアンテナ２０内に確保された空間に地板３８などを収容して誘電体として利用し、誘電体２８の開口を指針軸１２が通るように構成している。したがって、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【００８５】
また、ケース８８は、一部が非導電性のケースであり、プラスチックなどの非導電性の材料で形成された円筒状の本体８６の外側に金属で形成された金属カバー８７を被せた構造を有する。したがって、本体８６とパッチアンテナ２０とを近づけても、パッチアンテナ２０と金属カバー８７との間には十分に長い距離が確保される。よって、本実施形態によれば、受信性能を維持しつつ美観を向上させることができる。
【００８６】
ところで、前述したように、円偏波を効率よく受信するためには、放射電極の形状のみならず、誘電体の形状も点対称とした方がよい。そこで、本実施形態では、二次電池２７を通す貫通孔を誘電体２８の中央部２８ａの中心に形成することにより、上下方向から見たときの誘電体２８の形状を点対称に近づけている。したがって、本実施形態によれば、円偏波を効率よく受信することができる。
【００８７】
［第３実施形態］
図１０は、本発明の第３実施形態に係るアンテナ内蔵式電子時計３００（以下「電子時計３００」という）の一部断面図である。電子時計３００が電子時計１００と大きく異なるのは、アナログ時刻表示ではなくデジタル時刻表示の腕時計である点である。
【００８８】
電子時計３００は、円筒状のケース９６を備える。ケース９６は、一部が非導電性のケースであり、プラスチックなどの非導電性の材料で形成された円筒状の本体９５の外側かつ表面側に金属で形成された金属カバー９４を被せた構造を有する。したがって、第２実施形態と同様に、受信性能を維持しつつ美観を向上させることができる。なお、このようなケースの採用による製造コストの抑制は、アナログ時刻表示の腕時計よりも低コストで製造することが求められることの多いデジタル時刻表示の腕時計において特に有益である。
【００８９】
また電子時計３００は、本体９５の内側に、本体９５の中心軸の横断面に沿って延在するＥＬ（Electro Luminescent）シート９８と、表面ガラス８４とＥＬシート９８との間に配置された液晶パネル９７と、回路基板２５の表面側に実装された表示制御部１５とを備える。液晶パネル９７は、本体９５の中心軸の横断面に沿って延在し、その上面は、時刻が表示される表示面９７ａとして機能する。ＥＬシート９８は液晶パネル９７のバックライトとして機能する。
【００９０】
液晶パネル９７は、導通コネクタ４９を介して回路基板２５と接続されており、表示制御部１５と電気的に接続されている。表示制御部１５は、液晶パネル９７を制御して時刻を示す画像を表示面９７ａに表示させる。つまり、電子時計３００は透過型の液晶表示装置を備え、液晶パネル９７及びＥＬシート９８は表示面９７ａに時刻を表示する時刻表示部として機能する。
【００９１】
また電子時計３００は、表示面９７ａに沿って延在するソーラーパネル４４を有する。ソーラーパネル４４がソーラーパネル４０と異なる点は、形状および配置のみである。すなわち、ソーラーパネル４４は、その形状が円環状であり、液晶パネル９７の周縁を囲むように配置されている。なお、ソーラーパネル４４は導通バネ９１を介して回路基板２５と接続されている。
【００９２】
ＥＬシート９８と回路基板２５との間には、表示面９７ａに沿って延在するパッチアンテナ４８が配置されている。パッチアンテナ４８は、円偏波を受信可能なマイクロストリップアンテナであり、裏面側のグランド電極４５と、表面側の放射電極（アンテナ電極）４７と、グランド電極４５と放射電極４７とに挟まれた誘電体４６とを有する。
【００９３】
グランド電極４５は、グランド電極２１と同様に回路基板２５の一部であり、金属製の裏蓋導通板７９を介して裏蓋８５と電気的に接続されている。なお、回路基板２５の裏面側には、ＧＰＳ受信部２６や二次電池２７が実装されている。誘電体４６は薄い中央部４６ａと厚い周縁部４６ｂとを有し、裏面側に円柱状の凹み４８ａを有する。凹み４８ａの内側には非誘電性の地板５８が配置される。放射電極４７は、例えば、銀等のペースト材を誘電体４６の表面にスクリーン印刷して形成される。
【００９４】
地板５８は、プラスチックなどの非導電性の部材で構成された構造体であり、誘電体４６の中央部４６ａと回路基板２５との間に配置され、表示面９７ａに沿って延在する。地板５８には、直接的または間接的に、液晶パネル９７及びＥＬシート９８が取り付けられている。つまり、地板５８には時刻表示部が取り付けられている。なお、表示制御部１５は凹み４８ａの内側に配置されている。
【００９５】
［変形例］
上述した各実施形態を以下に例示するように変形してもよい。なお、本発明の範囲には、上述した各実施形態はもちろん、以下に例示する変形例や、以下に例示する変形例および上述した実施形態を適宜に組み合わせて得られる各種の形態も含まれうる。
【００９６】
例えば、時計の形状を略円形以外の形状としてもよい。
図１１は、本発明の変形例に係るアンテナ内蔵式電子時計４００（電子時計４００）の平面図である。電子時計４００は、外形形状が略円形ではなく略方形である点で各実施形態に係る電子時計と異なる。電子時計４００が備える文字板９２及びパッチアンテナ９３は、外形形状が略方形の平板である。なお、略方形のパッチアンテナでは、正方形の放射電極から対角線の二箇所の角を切って縮退分離部としている。
【００９７】
また例えば、図３において、ベゼル８１と本体８２とを別体とし、ベゼル８１として金属製のベゼルを採用してもよい。金属製のベゼルであっても、本体８２と別体であれば、渦電流の影響が低減されるから、アンテナ性能の低下を抑制することができる。
【００９８】
また例えば、誘電体の中央部（周縁部よりも薄い部分）を複数としてもよい。例えば、円筒状の周縁部の二つの開口の両方を塞ぐように二つの中央部を設ける。この場合、上方の中央部には指針軸を通す貫通孔が形成され、下方の中央部には二次電池やＧＰＳ受信部を配置するための貫通孔が形成される。もちろん、二次電池やＧＰＳ受信部を回路基板の下側に配置する場合には、これらを配置するための貫通孔を誘電体に形成する必要はない。
【００９９】
また例えば、第１又は第２実施形態において、ソーラーパネルのパネル基板とパッチアンテナの放射電極とを別体としてもよい。その場合には、例えば、銀等のペースト材を誘電体の表面にスクリーン印刷して放射電極を形成する。さらに、各実施形態において、ソーラーパネルを排除してもよい。ソーラーパネルを備えない場合の充電方式としては、例えば非接触充電が挙げられる。非接触充電の場合、裏蓋の一部または全部をガラスなどの非導電性の材料で形成することになる。また、二次電池２７に代えてリチウム電池などの一次電池を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１００，２００，３００，４００…アンテナ内蔵式電子時計、１０，２０，４８，９３…パッチアンテナ、１０ａ，２０ａ，４８ａ…凹み、１１…文字板、１１ａ，９７ａ…表示面、１２…指針軸、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…指針（時刻表示部）、１５…表示制御部、２１，４７…アンテナ電極、２２，２８，４６…誘電体、２２ａ，２８ａ，４６ａ…中央部、２２ｂ，２８ｂ，４６ｂ…周縁部、２３，４７…放射電極、２５…回路基板、２６…ＧＰＳ受信部（無線受信部）、３０…駆動機構、３８，５８…地板（構造体）、４０，４４…ソーラーパネル（変換板）、４１…パネル基板（変換基板）、８０，８８，９６…ケース、８１…ベゼル、８２，９５…本体、８５…裏蓋、９４…金属カバー、９９…ムーブメント。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上下方向に延在する筒状のケースと、
前記ケースに収容され、表示面に時刻を表示する時刻表示部と、
前記時刻表示部が取り付けられる構造体と、
前記表示面の下側に配置され、前記表示面に沿って延在し、グランド電極と、前記グランド電極上の誘電体と、前記誘電体上の放射電極とを有するパッチアンテナと、
前記パッチアンテナを用いて無線信号を受信する無線受信部とを備え、
前記ケースの少なくとも一部は非導電性であり、
前記グランド電極の大きさは、前記放射電極の大きさ以上であり、
前記構造体は、前記グランド電極と前記放射電極との間に配置され、
前記誘電体は、前記表示面の延在方向において前記構造体を覆っている、
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項２】
前記グランド電極は、前記無線受信部を実装した回路基板の一部である、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項３】
前記構造体は、前記表示面に沿って延在し、非導電性の部材で構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項４】
上下方向に延在する指針軸を備え、
前記時刻表示部は、前記指針軸を中心に周回する指針を含み、
前記誘電体は、薄い中央部と厚い周縁部とを有し、
前記指針軸は、前記放射電極と前記中央部とを貫通している、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項５】
光発電を行う変換板を備え、
前記変換板は、前記表示面に沿って延在する金属製の変換基板を有し、
前記放射電極は、前記変換基板である、
ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項６】
導電性の裏蓋を備え、
前記グランド電極と前記裏蓋とは電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項１】
上下方向に延在する筒状のケースと、
前記ケースに収容され、表示面に時刻を表示する時刻表示部と、
前記時刻表示部が取り付けられる構造体と、
前記表示面の下側に配置され、前記表示面に沿って延在し、グランド電極と、前記グランド電極上の誘電体と、前記誘電体上の放射電極とを有するパッチアンテナと、
前記パッチアンテナを用いて無線信号を受信する無線受信部とを備え、
前記ケースの少なくとも一部は非導電性であり、
前記グランド電極の大きさは、前記放射電極の大きさ以上であり、
前記構造体は、前記グランド電極と前記放射電極との間に配置され、
前記誘電体は、前記表示面の延在方向において前記構造体を覆っている、
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項２】
前記グランド電極は、前記無線受信部を実装した回路基板の一部である、
ことを特徴とする請求項１に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項３】
前記構造体は、前記表示面に沿って延在し、非導電性の部材で構成されている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項４】
上下方向に延在する指針軸を備え、
前記時刻表示部は、前記指針軸を中心に周回する指針を含み、
前記誘電体は、薄い中央部と厚い周縁部とを有し、
前記指針軸は、前記放射電極と前記中央部とを貫通している、
ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項５】
光発電を行う変換板を備え、
前記変換板は、前記表示面に沿って延在する金属製の変換基板を有し、
前記放射電極は、前記変換基板である、
ことを特徴とする請求項４に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項６】
導電性の裏蓋を備え、
前記グランド電極と前記裏蓋とは電気的に接続されている、
ことを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか一項に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−１０７９５５（Ｐ２０１２−１０７９５５Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２５６２０４（Ｐ２０１０−２５６２０４）
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月１６日（２０１０．１１．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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