アンテナ内蔵式電子時計
【課題】グランド電位を安定させて良好な電波受信性能を確保することのできるアンテナ内蔵式電子時計を提供する。
【解決手段】少なくとも一部が非導電性部材で形成された筒状の外装ケース８０と、前記外装ケース８０の内側で時刻を表示する時刻表示部分と、前記外装ケース内に収納された環状の形状のアンテナ体４０と、前記アンテナ体４０に給電する給電電極４０ａと、前記外装ケース内に収納された円板状のグランド板９０とを備え、ケース８０とグランド板９０との接続を図る導通ばね部９０ａを、ケース８０の内周に対してグランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置し、給電電極４０ａとグランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となるような多点接続とする。
【解決手段】少なくとも一部が非導電性部材で形成された筒状の外装ケース８０と、前記外装ケース８０の内側で時刻を表示する時刻表示部分と、前記外装ケース内に収納された環状の形状のアンテナ体４０と、前記アンテナ体４０に給電する給電電極４０ａと、前記外装ケース内に収納された円板状のグランド板９０とを備え、ケース８０とグランド板９０との接続を図る導通ばね部９０ａを、ケース８０の内周に対してグランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置し、給電電極４０ａとグランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となるような多点接続とする。
【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】
ＧＰＳ信号を利用した電子時計において、ＧＰＳ信号を良好に受信するためには、誘電体上部に給電電極が配置されたアンテナと、アンテナとは異なる電位を持った導電体のグランド板を配置することが必要になる（例えば、特許文献１）。
このような電子時計では、グランド板とアンテナ上の給電電極との間で共振を行い、その共振により外界の電波を受信するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５９２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような共振を良好に行うためには、給電電極とグランドとの電位差を確保することが重要であり、グランド電位の安定性は感度や指向性に大きく影響する。
しかしながら、特に、電子時計のように小型の機器では、グランド電位が不安定なり易く、良好な電波受信性能の確保が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、グランド電位を安定させて良好な電波受信性能を確保することのできる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、導電性部材で形成された筒状の外装ケースと、前記外装ケースの内側で時刻を表示する時刻表示部と、前記外装ケースに収納され、環状の形状のアンテナ体と、前記アンテナ体に給電する給電電極と、前記外装ケースに収納された円板状のグランド板とを備え、前記グランド板の外縁部には、記外装ケースの内周と接する複数の導通ばね部が設けられ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、アンテナ体の給電電極とグランド板との間での共振によって外界の電波を受信する。ここで、導電性部材で形成された筒状の外装ケースとグランド板とは複数の導通ばね部によって電気的に接続される。この結果、グランド電位が安定化し、良好な受信特性を得ることができる。
なお、「時刻表示部」としては時計の文字板が含まれ、この文字板上における時刻表示として、指針による表示や、液晶等のデジタル表示が含まれる。この指針としては、時針や分針、秒針が挙げられる。
さらに、「外縁に沿って」とは、時刻表示部の面内に配置する場合や、周囲に配置する場合が含まれる。また、「筒状」には、円筒に代表される回転体が含まれる。また、「環状」には、円形や略四角形が含まれる。
【０００８】
上述した発明において、前記複数の導通ばね部は、前記グランド板の中心から均等の角度で配置されることが好ましい。この場合には、グランド板が外装ケースに対して均等に接続されるので、グランド板の電位分布を均等にすることができる。よって、グランド電位が安定化し、良好な受信性能を得ることができる。
さらに、前記複数の導通ばね部は、前記給電電極と前記グランド板の中心とを結ぶ直線に対して左右対称となるように設けられることが好ましい。この場合には、給電電極とグランド板の中心とを結ぶ直線に対して左右対称となるように構成されているから、グランド電位が安定化し、さらに、均一な指向性を得ることができ受信性能を大幅に向上させることができる。
【０００９】
また、上述した発明において、前記外装ケース内に収納され、無線通信を行う無線通信回路が配置された回路基板を備え、前記無線通信回路は、前記グランド板と電気的に接続されることが好ましい。この発明によれば、無線通信回路のグランド電位を安定化することができ、無線通信回路を安定して動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一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の一部の分解斜視図である。
【図５】電子時計１００におけるグランド板のケースとの接続状態を示す平面図である。
【図６】電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、各部の寸法及び縮尺は、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。
【００１２】
図１は、本発明の一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２０からの電波（無線信号）を受信して内部時刻を修正する腕時計であり、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。
【００１３】
ＧＰＳ衛星２０は、地球上空における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。
【００１４】
現在、約３１個のＧＰＳ衛星２０（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２０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星２０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。
【００１５】
ＧＰＳ衛星２０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２０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２０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。
【００１６】
衛星信号にはＧＰＳ衛星２０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の内部時刻には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。
【００１７】
図２は、電子時計１００の平面図である。図２に示すように、電子時計１００は、導電性部材で形成された円筒状の外装ケース８０を備え、外観上は、外装ケース８０の表面側周縁に、セラミックやプラスチック等の非導電性部材で形成された環状のベゼル８１が嵌合されている。このベゼル８１の内周側に、プラスチックで形成された環状のダイヤルリング８３を介して、円盤状の文字板１１が時刻表示部として配置され、この文字板１１上には、時刻や日付等を表示する指針１３（１３ａ〜ｃ）及び液晶表示パネル１４が配置されている。そして、外装ケース８０の表面側の開口は、ベゼル８１を介してカバーガラス８４で塞がれており、カバーガラス８４通じて、内部の文字板１１、指針１３（１３ａ〜ｃ）及び液晶表示パネル１４が視認可能となっている。なお、図２中において、液晶表示パネル１４に表示された"ＴＹＯ"の文字は、「東京」の意味であり、ワールドタイム機能の日本の時刻を表示している。
【００１８】
ダイヤルリング８３は、外周側が、ベゼル８１の内周面に接触する水平な環状部分となっているととともに、さらにその内周側が内方へ傾斜したすり鉢状部分となっており、この環状部分及びすり鉢状部分と、ベゼル８１の内周面とによりドーナツ状の収納空間８２が画成されている。この収納空間８２内には、環状のアンテナ体４０が収納されている。
【００１９】
このアンテナ体４０は、環状のアンテナを、時刻表示部である文字板１１の外縁に沿って配置し、本実施形態では、文字板１１の周囲に配置されているとともに、このアンテナ体４０に対する１箇所の給電電極４０ａが、文字板１１上の９時位置に配置されている。この給電電極４０ａは、アンテナ体４０に給電する電極である。このアンテナ体４０の給電電極４０ａと後述するグランド板９０との間での共振によって外界の電波を受信する。
【００２０】
また、電子時計１００は、図１及び図２に示す竜頭１６や操作ボタン１７及び１８を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星２０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２０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。
【００２１】
図３は電子時計１００の内部構造を示す一部断面図であり、図４は電子時計１００の一部の分解斜視図である。図３及び４に示すように、電子時計１００は、セラミックで形成された円筒状の外装ケース８０の表面側には、セラミックで形成された環状のベゼル８１が嵌合されているとともに、ベゼル８１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。外装ケース８０の二つの開口のうち、表面側の開口は、環状のベゼル８１を介してカバーガラス８４で塞がれており、裏面側の開口は金属で形成された裏蓋８５で塞がれている。金属製の裏蓋８５と金属製の外装ケース８０とは、スクリュー溝で固定されている。
【００２２】
また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、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８７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。電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光透過性の文字板１１と、文字板１１を貫通した指針軸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。指針軸１２は、外装ケース８０の中心軸に沿って表裏方向に延在している。
【００２３】
文字板１１は、外装ケース８０の内側で時刻を表示する時刻表示部を構成する円形の板材であり、プラスチックなどの光透過性の材料で形成され、カバーガラス８４との間に指針１３（１３ａ〜ｃ）を挟み、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。文字板１１の中央部には、指針軸１２が貫通する穴が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部が形成されている。
【００２４】
駆動機構３０は、地板３８に取り付けられ、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。また、駆動機構３０が取り付けられた地板３８は、指針１３との間に文字板１１を挟むように配置されている。
【００２５】
また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光発電を行うソーラーパネル８７を備える。ソーラーパネル８７は、光エネルギーを電気エネルギー（電力）に変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続した円形の平板であり、文字板１１と駆動機構３０との間に配置され、指針軸１２の横断面に沿って延在している。またソーラーパネル８７は、その延在方向において、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。またソーラーパネル８７の中央部には、指針軸１２が貫通する穴が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部が形成されている。
【００２６】
また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、アンテナ接続ピン４４と、回路基板２５と、ＧＰＳ受信部（無線受信回路）２６及び制御部７０とを備える。以上のような回路ブロックは、回路押え３９により、裏蓋８５上に支持されている。
【００２７】
そして、電子時計１００は、環状のアンテナ体４０を備える。このアンテナ体４０は、リング形状の誘電体４０ｄを基材として、これに金属のアンテナパターン４０ｃをメッキや銀ペースト印刷などにより形成したものである。このアンテナ体４０は、本実施形態では、文字板１１の周囲に配置されており、ベゼル８１の内周面側に収容され、その上方をダイヤルリング８３及びカバーガラス８４で覆われている。この誘電体としては、酸化チタンなどの高周波で使える誘電材料を樹脂に混ぜて成形することができ、これにより誘電体の波長短縮と相俟ってアンテナをより小型化できる。
【００２８】
また、アンテナ体４０は、アンテナ体４０の始端および終端に位置する給電電極４０ａを通じて給電され、この給電電極４０ａでは、アンテナ下面に配置されたアンテナ接続ピン４４と接続されている。アンテナ接続ピン４４はスプリングを内蔵した金属で形成されたピン状のコネクタであり、回路基板２５上に突設されて、地板３８に開口された挿通孔（図示略）を貫通されて収納空間８２内へ挿通され、回路基板２５と、収納空間８２内部のアンテナ体４０とを接続する。
【００２９】
また、本実施形態においては、地板３８とソーラーパネル８７との間には、グランド板９０が設けられている。グランド板９０は金属材料により形成されており、図５に示すように、グランド板９０の周囲には、グランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で、４つの導通ばね部９０ａが設けられている。この導通ばね部９０ａの先端部は、ケース８０の内周に接触するようになっている。
従って、ＧＰＳ受信部（無線受信回路）２６を含む回路ブロックは、回路押え３９と、裏蓋８５と、さらにはケース８０を介して、グランド板９０に直接に接続されることになる。
【００３０】
また、ケース８０とグランド板９０との接続を図る導通ばね部９０ａは、ケース８０の内周に対して、グランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置されており、４カ所で接続する多点接続となっている。
そして、この多点接続位置は、給電電極４０ａと、グランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となるように構成されている。
その結果、グランド電位を安定化させることができ、均一な指向性と良好な受信精度を確保することができる。
また、ケース８０を介した結線により、ケース８０が腕に装着された場合などは、人体をグランドとして活用することができるので、グランド電位の安定性をさらに増加させることができる。
【００３１】
図６は、電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。図６に示すように、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２０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。
【００３２】
ソーラーパネル８７は、充電制御回路２９を通じて二次電池２７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。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。
【００３３】
また電子時計１００は、アンテナ体４０、及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３２を含む。アンテナ体４０は、図１で説明したように、複数のＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信する。ただし、アンテナ体４０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、アンテナ体４０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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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２０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星２０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２０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２０を検索することができる。
【００４２】
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２０の衛星情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星２０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２０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。
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
なお、ベースバンド部６０は、１つのＧＰＳ衛星２０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２０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよい。
【００４５】
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。また、ベースバンド部６０に設けられたＲＴＣ６４は、ＧＰＳ衛星２０の衛星情報を受信中にのみ動作し、ＧＰＳ時刻情報を保持する。
【００４６】
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。
制御部７０は、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。
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。
【００４７】
記憶部７１には内部時刻情報が記憶されている。ＲＴＣ７２は、常時動作し、時刻表示のための内部時刻を計時し内部時刻情報を生成する。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。
【００４８】
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。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態においては、ケース８０とグランド板９０との接続を図る導通ばね部９０ａを、ケース８０の内周に対してグランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置し、給電電極４０ａとグランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となるような多点接続としたので、グランド電位を安定化させることができ、均一な指向性と良好な受信精度を確保することができる。その結果、本発明によれば、ＧＰＳにおける衛星信号の受信に際し、受信性能を十分に高く維持することができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態においては、導通ばね部９０ａを４カ所に配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ケース８０の内周に対してグランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置されており、給電電極４０ａとグランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となっていれば、４カ所以上であっても構わない。
また、上述した実施形態においては、導通ばね部９０ａをグランド板９０と一体に形成した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導通ばね部９０ａとグランド板９０とを別体とし、グランド板９０に導通ばね部９０ａを取り付けるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１００…アンテナ内蔵式電子時計、４０…アンテナ体、４０ａ…給電電極、４１ｃ…アンテナパターン、４１ｄ…誘電体、４４…アンテナ接続ピン、１１…文字板、１２…指針軸、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…指針、２６…ＧＰＳ受信部、３０…駆動機構、８０…外装ケース、８１…ベゼル、８２…収納空間、８４…カバーガラス、８５…裏蓋、８７…ソーラーパネル、９０…グランド板、９０ａ…導通ばね部。
【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】
ＧＰＳ信号を利用した電子時計において、ＧＰＳ信号を良好に受信するためには、誘電体上部に給電電極が配置されたアンテナと、アンテナとは異なる電位を持った導電体のグランド板を配置することが必要になる（例えば、特許文献１）。
このような電子時計では、グランド板とアンテナ上の給電電極との間で共振を行い、その共振により外界の電波を受信するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−５９２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のような共振を良好に行うためには、給電電極とグランドとの電位差を確保することが重要であり、グランド電位の安定性は感度や指向性に大きく影響する。
しかしながら、特に、電子時計のように小型の機器では、グランド電位が不安定なり易く、良好な電波受信性能の確保が難しいという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、グランド電位を安定させて良好な電波受信性能を確保することのできる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、導電性部材で形成された筒状の外装ケースと、前記外装ケースの内側で時刻を表示する時刻表示部と、前記外装ケースに収納され、環状の形状のアンテナ体と、前記アンテナ体に給電する給電電極と、前記外装ケースに収納された円板状のグランド板とを備え、前記グランド板の外縁部には、記外装ケースの内周と接する複数の導通ばね部が設けられ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、アンテナ体の給電電極とグランド板との間での共振によって外界の電波を受信する。ここで、導電性部材で形成された筒状の外装ケースとグランド板とは複数の導通ばね部によって電気的に接続される。この結果、グランド電位が安定化し、良好な受信特性を得ることができる。
なお、「時刻表示部」としては時計の文字板が含まれ、この文字板上における時刻表示として、指針による表示や、液晶等のデジタル表示が含まれる。この指針としては、時針や分針、秒針が挙げられる。
さらに、「外縁に沿って」とは、時刻表示部の面内に配置する場合や、周囲に配置する場合が含まれる。また、「筒状」には、円筒に代表される回転体が含まれる。また、「環状」には、円形や略四角形が含まれる。
【０００８】
上述した発明において、前記複数の導通ばね部は、前記グランド板の中心から均等の角度で配置されることが好ましい。この場合には、グランド板が外装ケースに対して均等に接続されるので、グランド板の電位分布を均等にすることができる。よって、グランド電位が安定化し、良好な受信性能を得ることができる。
さらに、前記複数の導通ばね部は、前記給電電極と前記グランド板の中心とを結ぶ直線に対して左右対称となるように設けられることが好ましい。この場合には、給電電極とグランド板の中心とを結ぶ直線に対して左右対称となるように構成されているから、グランド電位が安定化し、さらに、均一な指向性を得ることができ受信性能を大幅に向上させることができる。
【０００９】
また、上述した発明において、前記外装ケース内に収納され、無線通信を行う無線通信回路が配置された回路基板を備え、前記無線通信回路は、前記グランド板と電気的に接続されることが好ましい。この発明によれば、無線通信回路のグランド電位を安定化することができ、無線通信回路を安定して動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一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の一部の分解斜視図である。
【図５】電子時計１００におけるグランド板のケースとの接続状態を示す平面図である。
【図６】電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、各部の寸法及び縮尺は、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。
【００１２】
図１は、本発明の一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２０からの電波（無線信号）を受信して内部時刻を修正する腕時計であり、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。
【００１３】
ＧＰＳ衛星２０は、地球上空における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。
【００１４】
現在、約３１個のＧＰＳ衛星２０（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２０から送信されたかを識別するために、各ＧＰＳ衛星２０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。
【００１５】
ＧＰＳ衛星２０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２０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２０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。
【００１６】
衛星信号にはＧＰＳ衛星２０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の内部時刻には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。
【００１７】
図２は、電子時計１００の平面図である。図２に示すように、電子時計１００は、導電性部材で形成された円筒状の外装ケース８０を備え、外観上は、外装ケース８０の表面側周縁に、セラミックやプラスチック等の非導電性部材で形成された環状のベゼル８１が嵌合されている。このベゼル８１の内周側に、プラスチックで形成された環状のダイヤルリング８３を介して、円盤状の文字板１１が時刻表示部として配置され、この文字板１１上には、時刻や日付等を表示する指針１３（１３ａ〜ｃ）及び液晶表示パネル１４が配置されている。そして、外装ケース８０の表面側の開口は、ベゼル８１を介してカバーガラス８４で塞がれており、カバーガラス８４通じて、内部の文字板１１、指針１３（１３ａ〜ｃ）及び液晶表示パネル１４が視認可能となっている。なお、図２中において、液晶表示パネル１４に表示された"ＴＹＯ"の文字は、「東京」の意味であり、ワールドタイム機能の日本の時刻を表示している。
【００１８】
ダイヤルリング８３は、外周側が、ベゼル８１の内周面に接触する水平な環状部分となっているととともに、さらにその内周側が内方へ傾斜したすり鉢状部分となっており、この環状部分及びすり鉢状部分と、ベゼル８１の内周面とによりドーナツ状の収納空間８２が画成されている。この収納空間８２内には、環状のアンテナ体４０が収納されている。
【００１９】
このアンテナ体４０は、環状のアンテナを、時刻表示部である文字板１１の外縁に沿って配置し、本実施形態では、文字板１１の周囲に配置されているとともに、このアンテナ体４０に対する１箇所の給電電極４０ａが、文字板１１上の９時位置に配置されている。この給電電極４０ａは、アンテナ体４０に給電する電極である。このアンテナ体４０の給電電極４０ａと後述するグランド板９０との間での共振によって外界の電波を受信する。
【００２０】
また、電子時計１００は、図１及び図２に示す竜頭１６や操作ボタン１７及び１８を手動操作することにより、少なくとも１つのＧＰＳ衛星２０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２０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。
【００２１】
図３は電子時計１００の内部構造を示す一部断面図であり、図４は電子時計１００の一部の分解斜視図である。図３及び４に示すように、電子時計１００は、セラミックで形成された円筒状の外装ケース８０の表面側には、セラミックで形成された環状のベゼル８１が嵌合されているとともに、ベゼル８１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。外装ケース８０の二つの開口のうち、表面側の開口は、環状のベゼル８１を介してカバーガラス８４で塞がれており、裏面側の開口は金属で形成された裏蓋８５で塞がれている。金属製の裏蓋８５と金属製の外装ケース８０とは、スクリュー溝で固定されている。
【００２２】
また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、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８７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。電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光透過性の文字板１１と、文字板１１を貫通した指針軸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。指針軸１２は、外装ケース８０の中心軸に沿って表裏方向に延在している。
【００２３】
文字板１１は、外装ケース８０の内側で時刻を表示する時刻表示部を構成する円形の板材であり、プラスチックなどの光透過性の材料で形成され、カバーガラス８４との間に指針１３（１３ａ〜ｃ）を挟み、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。文字板１１の中央部には、指針軸１２が貫通する穴が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部が形成されている。
【００２４】
駆動機構３０は、地板３８に取り付けられ、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。また、駆動機構３０が取り付けられた地板３８は、指針１３との間に文字板１１を挟むように配置されている。
【００２５】
また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、光発電を行うソーラーパネル８７を備える。ソーラーパネル８７は、光エネルギーを電気エネルギー（電力）に変換する複数のソーラーセル（光発電素子）を直列接続した円形の平板であり、文字板１１と駆動機構３０との間に配置され、指針軸１２の横断面に沿って延在している。またソーラーパネル８７は、その延在方向において、ダイヤルリング８３の内側に配置されている。またソーラーパネル８７の中央部には、指針軸１２が貫通する穴が形成されているとともに、液晶表示パネル１４を視認させるための開口部が形成されている。
【００２６】
また電子時計１００は、外装ケース８０の内側に、アンテナ接続ピン４４と、回路基板２５と、ＧＰＳ受信部（無線受信回路）２６及び制御部７０とを備える。以上のような回路ブロックは、回路押え３９により、裏蓋８５上に支持されている。
【００２７】
そして、電子時計１００は、環状のアンテナ体４０を備える。このアンテナ体４０は、リング形状の誘電体４０ｄを基材として、これに金属のアンテナパターン４０ｃをメッキや銀ペースト印刷などにより形成したものである。このアンテナ体４０は、本実施形態では、文字板１１の周囲に配置されており、ベゼル８１の内周面側に収容され、その上方をダイヤルリング８３及びカバーガラス８４で覆われている。この誘電体としては、酸化チタンなどの高周波で使える誘電材料を樹脂に混ぜて成形することができ、これにより誘電体の波長短縮と相俟ってアンテナをより小型化できる。
【００２８】
また、アンテナ体４０は、アンテナ体４０の始端および終端に位置する給電電極４０ａを通じて給電され、この給電電極４０ａでは、アンテナ下面に配置されたアンテナ接続ピン４４と接続されている。アンテナ接続ピン４４はスプリングを内蔵した金属で形成されたピン状のコネクタであり、回路基板２５上に突設されて、地板３８に開口された挿通孔（図示略）を貫通されて収納空間８２内へ挿通され、回路基板２５と、収納空間８２内部のアンテナ体４０とを接続する。
【００２９】
また、本実施形態においては、地板３８とソーラーパネル８７との間には、グランド板９０が設けられている。グランド板９０は金属材料により形成されており、図５に示すように、グランド板９０の周囲には、グランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で、４つの導通ばね部９０ａが設けられている。この導通ばね部９０ａの先端部は、ケース８０の内周に接触するようになっている。
従って、ＧＰＳ受信部（無線受信回路）２６を含む回路ブロックは、回路押え３９と、裏蓋８５と、さらにはケース８０を介して、グランド板９０に直接に接続されることになる。
【００３０】
また、ケース８０とグランド板９０との接続を図る導通ばね部９０ａは、ケース８０の内周に対して、グランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置されており、４カ所で接続する多点接続となっている。
そして、この多点接続位置は、給電電極４０ａと、グランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となるように構成されている。
その結果、グランド電位を安定化させることができ、均一な指向性と良好な受信精度を確保することができる。
また、ケース８０を介した結線により、ケース８０が腕に装着された場合などは、人体をグランドとして活用することができるので、グランド電位の安定性をさらに増加させることができる。
【００３１】
図６は、電子時計１００の回路構成を示すブロック図である。図６に示すように、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２０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。
【００３２】
ソーラーパネル８７は、充電制御回路２９を通じて二次電池２７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。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。
【００３３】
また電子時計１００は、アンテナ体４０、及びＳＡＷ（Surface Acoustic Wave：表面弾性波）フィルタ３２を含む。アンテナ体４０は、図１で説明したように、複数のＧＰＳ衛星２０からの衛星信号を受信する。ただし、アンテナ体４０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、アンテナ体４０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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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２０に同期（すなわち、ＧＰＳ衛星２０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２０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２０を検索することができる。
【００４２】
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２０の衛星情報を取得するために、当該ＧＰＳ衛星２０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２０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。
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
なお、ベースバンド部６０は、１つのＧＰＳ衛星２０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２０の衛星情報から時刻修正情報を生成してもよい。
【００４５】
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。また、ベースバンド部６０に設けられたＲＴＣ６４は、ＧＰＳ衛星２０の衛星情報を受信中にのみ動作し、ＧＰＳ時刻情報を保持する。
【００４６】
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。
制御部７０は、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。
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。
【００４７】
記憶部７１には内部時刻情報が記憶されている。ＲＴＣ７２は、常時動作し、時刻表示のための内部時刻を計時し内部時刻情報を生成する。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。
【００４８】
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。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態においては、ケース８０とグランド板９０との接続を図る導通ばね部９０ａを、ケース８０の内周に対してグランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置し、給電電極４０ａとグランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となるような多点接続としたので、グランド電位を安定化させることができ、均一な指向性と良好な受信精度を確保することができる。その結果、本発明によれば、ＧＰＳにおける衛星信号の受信に際し、受信性能を十分に高く維持することができる。
【００５０】
なお、上述した実施形態においては、導通ばね部９０ａを４カ所に配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ケース８０の内周に対してグランド板９０の中心９０ｃから均等の角度で配置されており、給電電極４０ａとグランド板９０の中心９０ｃとを結ぶ直線Ｌに対して左右対称となっていれば、４カ所以上であっても構わない。
また、上述した実施形態においては、導通ばね部９０ａをグランド板９０と一体に形成した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、導通ばね部９０ａとグランド板９０とを別体とし、グランド板９０に導通ばね部９０ａを取り付けるように構成してもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１００…アンテナ内蔵式電子時計、４０…アンテナ体、４０ａ…給電電極、４１ｃ…アンテナパターン、４１ｄ…誘電体、４４…アンテナ接続ピン、１１…文字板、１２…指針軸、１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ）…指針、２６…ＧＰＳ受信部、３０…駆動機構、８０…外装ケース、８１…ベゼル、８２…収納空間、８４…カバーガラス、８５…裏蓋、８７…ソーラーパネル、９０…グランド板、９０ａ…導通ばね部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性部材で形成された筒状の外装ケースと、
前記外装ケースの内側で時刻を表示する時刻表示部と、
前記外装ケースに収納され、環状の形状のアンテナ体と、
前記アンテナ体に給電する給電電極と、
前記外装ケースに収納された円板状のグランド板とを備え、
前記グランド板の外縁部には、記外装ケースの内周と接する複数の導通ばね部が設けられている、
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項２】
前記複数の導通ばね部は、前記グランド板の中心から均等の角度で配置され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】
前記複数の導通ばね部は、前記給電電極と前記グランド板の中心とを結ぶ直線に対して左右対称となるように設けられることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項４】
前記外装ケース内に収納され、無線通信を行う無線通信回路が配置された回路基板を備え、前記無線通信回路は、前記グランド板と電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項１】
導電性部材で形成された筒状の外装ケースと、
前記外装ケースの内側で時刻を表示する時刻表示部と、
前記外装ケースに収納され、環状の形状のアンテナ体と、
前記アンテナ体に給電する給電電極と、
前記外装ケースに収納された円板状のグランド板とを備え、
前記グランド板の外縁部には、記外装ケースの内周と接する複数の導通ばね部が設けられている、
ことを特徴とするアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項２】
前記複数の導通ばね部は、前記グランド板の中心から均等の角度で配置され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】
前記複数の導通ばね部は、前記給電電極と前記グランド板の中心とを結ぶ直線に対して左右対称となるように設けられることを特徴とする請求項２に記載のアンテナ内蔵式電子時計。
【請求項４】
前記外装ケース内に収納され、無線通信を行う無線通信回路が配置された回路基板を備え、前記無線通信回路は、前記グランド板と電気的に接続される、ことを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５０３４０（Ｐ２０１３−５０３４０Ａ）
【公開日】平成２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８７４７７（Ｐ２０１１−１８７４７７）
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【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２５年３月１４日（２０１３．３．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３０日（２０１１．８．３０）
【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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