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EP1315234A1 - Antenne de réception d'ondes VHF logée dans un bracelet de dispositif électronique portable - Google Patents

Antenne de réception d'ondes VHF logée dans un bracelet de dispositif électronique portable Download PDF

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Publication number
EP1315234A1
EP1315234A1 EP01204565A EP01204565A EP1315234A1 EP 1315234 A1 EP1315234 A1 EP 1315234A1 EP 01204565 A EP01204565 A EP 01204565A EP 01204565 A EP01204565 A EP 01204565A EP 1315234 A1 EP1315234 A1 EP 1315234A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electronic device
antenna
bracelet
substrate
printed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01204565A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Martin Bisig
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Ebauchesfabrik ETA AG
Original Assignee
Ebauchesfabrik ETA AG
Eta SA Fabriques dEbauches
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ebauchesfabrik ETA AG, Eta SA Fabriques dEbauches filed Critical Ebauchesfabrik ETA AG
Priority to EP01204565A priority Critical patent/EP1315234A1/fr
Priority to US10/496,648 priority patent/US7113137B2/en
Priority to EP02787533A priority patent/EP1451897B1/fr
Priority to PCT/EP2002/012177 priority patent/WO2003061066A1/fr
Priority to DE60204050T priority patent/DE60204050T2/de
Priority to CNA028233808A priority patent/CN1592986A/zh
Priority to JP2003561043A priority patent/JP2005515679A/ja
Priority to AT02787533T priority patent/ATE295002T1/de
Priority to AU2002351808A priority patent/AU2002351808A1/en
Priority to KR10-2004-7007908A priority patent/KR20040062644A/ko
Publication of EP1315234A1 publication Critical patent/EP1315234A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G21/00—Input or output devices integrated in time-pieces
    • G04G21/04—Input or output devices integrated in time-pieces using radio waves
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00—Constructional details
    • G04R60/04—Antennas attached to or integrated in watch bracelets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/273—Adaptation for carrying or wearing by persons or animals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q7/00—Loop antennas with a substantially uniform current distribution around the loop and having a directional radiation pattern in a plane perpendicular to the plane of the loop

Definitions

  • the present invention relates to a portable electronic device comprising a bracelet, a case and an electronic circuit for receiving radio broadcast signals comprising an antenna disposed in said bracelet.
  • the present invention relates to an antenna structure which allows the portable device to receive signals whose frequency is located in the domain of very high frequencies, i.e. VHF ("Very High Frequency”) waves, with good sensitivity.
  • said antenna is capable of receiving signals belonging to the range frequency of the FM band ("Frequency Modulation”), in other words whose frequency is substantially between 87 and 110 MHz.
  • connection means however complicate the construction of the bracelet, especially since they are preferably protected from the external environment, particular from the sweat of the watch wearer, which requires taking important protective measures.
  • the Applicant has highlighted, during its research, that it is possible with the present invention to improve electronic devices portable above-mentioned, in particular thanks to a simple construction of the antenna, despite its simplicity allowing good signal reception sensitivity radio broadcast in VHF.
  • the solution according to the present invention further allows the use of such a type of antenna without requiring major modifications in the constructions of the prior art to integrate it.
  • the invention relates to a portable electronic device of the type indicated above, characterized in that said antenna comprises at least one flat coil produced in the form of a spiral winding.
  • the size of the antenna in the bracelet is greatly limited while ensuring the electronic device according to the present invention a quality of optimal reception.
  • said antenna comprises a second flat coil produced in the form of a winding spiral.
  • This further improves the sensitivity of the electronic device according to the present invention, insofar as the two coils are connected in series, in causing only a very small increase in the size of the antenna in the bracelet.
  • a device comprising a bracelet made of two independent parts, placing a first of said two coils in a first strand, while the second coil is placed in the second bracelet strand.
  • each coil is produced by the deposit of a copper strip, for example, on a substrate and that, in this case, a first coil is arranged on a first face of said substrate while the second coil is arranged on the second face of the substrate.
  • This variant embodiment facilitates the means of connection with the integrated circuit of the circuit reception of radio signals, in particular when the latter is housed in the electronic device housing.
  • the substrate used to support the antenna according to the present invention is made of a flexible material, so as to allow deformations of the bracelet.
  • the integrated circuit of the receiving circuit being disposed in the case of the electronic device, it is planned to use tracks to connect it to the ends of the coil (s). These tracks metal are preferably supported by an extension of the substrate which extends to the interior of said housing.
  • an opening is provided in the substrate to allow the establishment of the connection of the inner end of said coil with said corresponding metal track.
  • the solution described above is implemented work in a timepiece, the case comprising in this case in particular a clock movement coupled with time display means.
  • Figure 1 is a general elevational view of an antenna 1 having a single coil 2, according to a main embodiment of the present invention, on which is apparent the specific shape of said coil wound in a spiral.
  • the coil 2 preferably made of copper and having a small thickness of the order of a few micrometers, is arranged on the face front 3 of a substrate 4.
  • the substrate 4 has a substantially rectangular shape.
  • the winding in spiral of the coil 2 has a substantially rectangular general shape, of so as to optimize the surface of available substrate.
  • a particularly advantageous system is thus obtained in that the surface coil 2 can be much larger than if it were housed in the housing of the portable device.
  • a first end 5 of the coil 2 is located outside the spiral and is extended by an elongated rectangular connector 6, disposed on an extension 7 substrate 4 and intended to connect said first end 5 of coil 2 to a circuit integrated (visible in Figure 2).
  • a second elongated rectangular connector 8 is disposed on said extension 7 of the substrate, parallel to the first connector 6, and is intended to connect the second end 9 of the coil 2 to said integrated circuit.
  • Said second end 9 being located inside the spiral, an opening 10 is made through the substrate 4 and filled with a material having a high electrical conduction.
  • an electrical contact with the second end 9 of the coil 2 is made available on the rear face 11 of the substrate 4.
  • an opening 12 is formed through the substrate 4 and filled with an electrically conductive material, under the end 13 of the second connector 8 located on the side of the coil 2, so that make electrical contact with said second connector 8 on the rear face 11 of the substrate.
  • a metallization track 14 is also provided to finalize the connection electric between the second end 9 of the coil 2 and the second connector rectangular 8.
  • the antenna 1 shown in Figure 1 being intended to be housed in a portable device bracelet
  • said substrate 4 is favorably produced in a flexible material, in particular when a deformable bracelet is provided to wear the electronic device according to the invention.
  • materials such as than Kapton (registered trademark) or any other material with properties equivalent of adhesion with copper and flexibility.
  • said substrate 4 has a thickness of the order of a few tens of micrometers.
  • said manufacture of said antenna 1 uses techniques known in the art prior, especially in the field of printed circuit manufacturing. Indeed, those skilled in the art will be able to adapt one of the methods without particular difficulty conventional in the said field.
  • Kapton sheet cut to adequate dimensions and comprising the two openings10, 12 described above, that we filled with an electrically conductive material.
  • This sheet thus prepared defines the substrate 4 of the antenna 1.
  • FIG. 2 shows a transparent view of the electronic device portable 15 according to the invention, incorporating the antenna 1 which has just been described in a bracelet strand 16. It can be seen in this figure that the dimensions of the antenna 1 according to the invention advantageously allow the portable device 15 to be equipped a bracelet with usual dimensions.
  • the antenna 1 is here represented in a curved configuration, illustrating the flexibility properties of the substrate 4. It should be noted the great importance of the choice made to place the antenna 1 close to the upper surface 17 of the strand 16. Indeed, the human body is generally responsible for a decrease in the sensitivity of an antenna which is placed in its proximity, by a shielding effect, this is why the distance d must have the highest possible value. So, the antenna of the electronic device according to the invention has a high sensitivity for receiving radio broadcast signals.
  • the integration of antenna 1 in the bracelet of the electronic device 15 can be performed in various ways.
  • the portable electronic device is not limited by the structure of the bracelet, which can either have one or two strands and which can be expandable or not.
  • the extension 7 of the substrate 4 carrying the rectangular connectors 6 and 8 extend to the inside of the housing 18 of the portable electronic device 15, in contact with a printed circuit 19.
  • the latter has two openings 20 (only one being visible in FIG. 2) passing through it completely and filled with an electrically conductive material.
  • the connectors rectangular 6 and 8 are respectively connected to said printed circuit 19, respectively at each of said openings 20 so as to define a electrical contact with each of the ends 5 and 9 of the coil 2 on the face upper 21 of the printed circuit 19.
  • the connection between the connectors 6, 8 and the circuit printed 19 is carried out in a conventional manner, that is to say by welding, screwing, bonding using an electrically conductive glue, or by any other means equivalent.
  • An integrated circuit 22 is also carried by the printed circuit 19 and is connected to said two electrical contacts 20 by metallization tracks 23 (one only being visible in Figure 2).
  • This integrated circuit 22 processes the radio signals received by antenna 1 so that they can then be returned accessible to a user of the portable electronic device 15 according to the invention, in a directly usable form.
  • This aspect of the operation of the device portable electronics 15 will not be discussed in more detail here as it does has only a secondary character in the present invention.
  • the description of this patent application sets out several modes for making the passage of electrical connectors through a watch case tightly.
  • the solution described in this patent application consists in providing an opening on the side of the watch case, in which has a channel 24 of substantially tubular shape. Sealing means 25 are provided between the watch case 18 and the outside of the tubular channel 24.
  • the electrical connectors are guided inside the watch case by the channel and means are further provided for sealing the interior of the channel 24 relative to the outside of the watch case.
  • These sealing means are by example produced in the form of a joint 26 overmolded around the connectors electric and having the same shape as the inside of the channel, thus ensuring a plug function.
  • Means such as connectors can optionally be provided themselves do not penetrate inside the device housing electronic.
  • This latter embodiment advantageously makes it possible to facilitate the construction of the housing 18 of the device from the point of view of sealing, in so far where it is not necessary that openings are made in said housing.
  • FIG. 3 represents a second embodiment of the antenna 1 of the portable electronic device 15 according to the present invention, wherein said antenna 1 comprises two coils 2, 27 printed on the same substrate 28.
  • the substrate 28 is of the same type as that 4 described previously in relation to the Figure 1, with the difference that its thickness must be significantly greater than that of said substrate 4 of FIG. 1.
  • the coils 2, 27 being made opposite respectively on each of the faces 29, 30 of the substrate 28, they can by therefore present a parasitic capacitive coupling detrimental to the quality of reception of antenna 1.
  • the amplitude of this coupling capacitive depends on the width of the respective turns of the two coils 2, 27 as well as of the working frequency.
  • Those skilled in the art will have no difficulty particular to adjust the thickness of the substrate 28 in order to find a compromise between the size of the antenna 1 and the influence of the capacitive coupling on its sensitivity in reception.
  • a second coil 27 in the general shape of a spiral, printed on the rear face 30 of the substrate 28, the first end of which 28 external to the spiral is connected to said rear metallization track 14.
  • the second end 32 of the coil 27, located inside the spiral is connected to the opening 10 connecting the second end 9 of the first coil 2 to the rear face 30 of the substrate 28, so that the two coils 2 and 27 are connected in series.
  • the two coils 2, 27 are wound in opposite directions, one with respect to to the other.
  • the coil 2 located on the upper face 29 of the substrate 28 is wound in the direction negative trigonometric, when traversed from its first outer end 5 towards its inner end 9, while the second coil 27 located on the face back 30 of substrate 28 is wound in a positive trigonometric direction, when travels from its first outer end 31 to its inner end 32.
  • the respective induced currents resulting from the application of the same magnetic field on the respective coils 2, 27 have the same direction of circulation and are therefore accumulated before being received by the integrated circuit 22 for processing radio signals.
  • the method of manufacturing the antenna 1 shown in FIG. 3 is similar to that used for the manufacture of the antenna shown in FIG. 1.
  • this antenna meets the same requirements as that described above in relation to FIG. 2.
  • each of the two coils can be housed in a different strand. In that case, it is of course necessary to provide additional contacts on the printed circuit as well as additional metallization tracks.

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Abstract

Il est décrit un dispositif électronique portable (15) comportant un circuit électronique de réception de signaux radio-diffusés de fréquence appartenant au domaine des très hautes fréquences (VHF). Ledit circuit de réception comporte notamment une antenne (1) comprenant une ou plusieurs bobines (2,27) présentant chacune un enroulement en forme de spirale plate et logée dans le bracelet du dispositif portable (15). On obtient ainsi un circuit de réception de signaux radio-diffusés de très bonne qualité et présentant un faible encombrement. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne un dispositif électronique portable comportant un bracelet, un boítier et un circuit électronique de réception de signaux radio-diffusés comprenant une antenne disposée dans ledit bracelet.
Plus précisément, la présente invention concerne une structure d'antenne particulière qui permet au dispositif portable de réceptionner des signaux dont la fréquence est située dans le domaine des très hautes fréquences, c'est-à-dire des ondes VHF ("Very High Frequency"), avec une bonne sensibilité. Préférablement, ladite antenne est susceptible de réceptionner des signaux appartenant à la gamme de fréquence de la bande FM ("Frequency Modulation"), autrement dit dont la fréquence est sensiblement comprise entre 87 et 110 MHz.
De tels dispositifs ont déjà été décrits dans l'art antérieur et en particulier, des structures d'antennes très variées ont été proposées.
On peut, par exemple, se reporter au brevet US 4,754,285, délivré le 28 juin 1988, qui décrit une montre-bracelet incorporant notamment un circuit de réception de signaux radio-diffusés nécessitant l'utilisation d'une antenne. La solution décrite consiste à disposer un câble métallique dans un bracelet extensible sur toute sa longueur et de telle sorte que ledit câble effectue des allers-retours successifs dans le sens de la largeur dudit bracelet. Ainsi, la longueur du câble est supérieure à la longueur du bracelet au repos, ce qui permet ensuite au bracelet d'être étiré.
Toutefois, cette solution, en plus de présenter un encombrement important dans le bracelet, ne convient pas pour les montres dont le bracelet comporte deux brins se refermant l'un sur l'autre par un dispositif d'attache.
D'autres solutions ont été présentées pour répondre à ce cas de figure, tel qu'une simple boucle de fil métallique parcourant chacun des deux brins du bracelet depuis l'extrémité reliée à la boíte de montre jusqu'à l'extrémité portant les moyens d'attache à l'autre brin. Des moyens sont en outre prévus pour établir une connexion électrique entre les deux parties de la boucle au niveau des moyens d'attache.
Ces moyens de connexion compliquent cependant la construction du bracelet, d'autant plus qu'ils sont préférablement protégés de l'environnement extérieur, en particulier de la sueur du porteur de la montre, ce qui nécessite de prendre des mesures de protection importantes.
La Demanderesse a mis en évidence, au cours de ses recherches, qu'il est possible, grâce à la présente invention, d'améliorer les dispositifs électroniques portables susmentionnés, notamment grâce à une construction simple de l'antenne, permettant malgré sa simplicité d'avoir une bonne sensibilité de réception de signaux radio-diffusés en VHF. La solution selon la présente invention permet en outre l'utilisation d'un tel type d'antenne sans exiger de profondes modifications dans les constructions de l'art antérieur pour l'y intégrer.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif électronique portable du type indiqué plus haut, caractérisée par le fait que ladite antenne comprend au moins une bobine plate réalisée sous la forme d'un enroulement en spirale.
Ainsi, l'encombrement de l'antenne dans le bracelet est fortement limité tout en assurant au dispositif électronique selon la présente invention une qualité de réception optimale.
On peut prévoir, dans un second mode de réalisation, que ladite antenne comporte une seconde bobine plate réalisée sous la forme d'un enroulement en spirale. Ceci permet d'améliorer encore la sensibilité du dispositif électronique selon la présente invention, dans la mesure où les deux bobines sont connectées en série, en n'entraínant qu'une très faible augmentation de l'encombrement de l'antenne dans le bracelet. On peut imaginer, pour mettre en oeuvre le présent mode de réalisation dans un dispositif comportant un bracelet réalisé en deux parties indépendantes, de disposer une première desdites deux bobines dans un premier brin, tandis que la seconde bobine est disposée dans le second brin de bracelet.
On peut également imaginer que chaque bobine est réalisée par le dépôt d'une piste de cuivre, par exemple, sur un substrat et que, dans ce cas, une première bobine est disposée sur une première face dudit substrat tandis que la seconde bobine est disposée sur la seconde face du substrat. Cette variante de réalisation permet de faciliter les moyens de connexion avec le circuit intégré du circuit de réception des signaux radio-diffusés, en particulier lorsque ce dernier est logé dans le boítier du dispositif électronique.
Il est bien entendu préférable que le substrat utilisé pour supporter l'antenne selon la présente invention est réalisé en un matériau souple, de manière à autoriser des déformations du bracelet.
D'une manière générale, le circuit intégré du circuit de réception étant disposé dans le boítier du dispositif électronique, il est prévu de recourir à des pistes métalliques pour le connecter aux extrémités de la ou des bobines. Ces pistes métalliques sont préférablement supportées par une extension du substrat qui se prolonge jusqu'à l'intérieur dudit boítier.
En outre, du fait de la forme spécifique en spirale de la bobine, une ouverture est ménagée dans le substrat pour permettre l'établissement de la connexion de l'extrémité intérieure de ladite bobine avec ladite piste métallique correspondante.
Dans un mode de réalisation préféré, la solution décrite ci-dessus est mise en oeuvre dans une pièce d'horlogerie, le boítier comportant dans ce cas notamment un mouvement d'horlogerie couplé à des moyens d'affichage de l'heure.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples et dans lesquels:
  • la figure 1 est une vue de dessus d'un mode de réalisation de l'antenne selon la présente invention;
  • la figure 2 est une vue schématique simplifiée et en transparence du dispositif électronique incorporant l'antenne représentée sur la figure 1, selon un mode de réalisation préféré de l'invention, et
  • la figure 3 est une vue de dessus analogue à celle de la figure 1, pour un second mode de réalisation de l'antenne selon la présente invention.
La figure 1 est une vue générale en élévation d'une antenne 1 comportant une seule bobine 2, selon un mode principal de réalisation de la présente invention, sur laquelle est apparente la forme spécifique de ladite bobine enroulée en spirale. On constate en outre que la bobine 2, préférablement réalisée en cuivre et présentant une faible épaisseur de l'ordre de quelques micromètres, est disposée sur la face avant 3 d'un substrat 4.
Dans un but d'optimisation de la surface disponible dans un bracelet, le substrat 4 présente une forme sensiblement rectangulaire. De même, l'enroulement en spirale de la bobine 2 présente une forme générale sensiblement rectangulaire, de façon à optimiser la surface de substrat disponible.
On obtient ainsi un système particulièrement avantageux en ce que la surface de la bobine 2 peut être beaucoup plus grande que si elle était logée dans le boítier du dispositif portable.
Une première extrémité 5 de la bobine 2 est située à l'extérieur de la spirale et est prolongée par un connecteur rectangulaire allongé 6, disposé sur une extension 7 du substrat 4 et destiné à relier ladite première extrémité 5 de la bobine 2 à un circuit intégré (visible sur la figure 2).
Un second connecteur rectangulaire allongé 8 est disposé sur ladite extension 7 du substrat, parallèlement au premier connecteur 6, et est destiné à relier la seconde extrémité 9 de la bobine 2 audit circuit intégré. Ladite seconde extrémité 9 étant située à l'intérieur de la spirale, une ouverture 10 est ménagée à travers le substrat 4 et remplie d'un matériau présentant une conduction électrique élevée. Ainsi, un contact électrique avec la seconde extrémité 9 de la bobine 2 est rendu disponible sur la face arrière 11 du substrat 4. De même, une ouverture 12 est ménagée à travers le substrat 4 et remplie d'un matériau conducteur électrique, sous l'extrémité 13 du second connecteur 8 située du côté de la bobine 2, de façon à réaliser un contact électrique avec ledit second connecteur 8 sur la face arrière 11 du substrat. Une piste de métallisation 14 est en outre prévue pour finaliser la connexion électrique entre la seconde extrémité 9 de la bobine 2 et le second connecteur rectangulaire 8. Cette structure a été décrite à titre d'exemple non limitatif et l'homme de l'art pourra utiliser toute autre structure équivalente assurant la fonction de connexion électrique.
L'antenne 1 représentée sur la figure 1 étant destinée à être logée dans un bracelet de dispositif portable, ledit substrat 4 est favorablement réalisé en un matériau souple, en particulier lorsqu'il prévu un bracelet déformable pour porter le dispositif électronique selon l'invention. Dans ce cas, on peut utiliser des matériaux tel que du Kapton (marque déposée) ou tout autre matériau présentant des propriétés équivalentes d'adhérence avec le cuivre et de flexibilité. En outre, ledit substrat 4 présente une épaisseur de l'ordre de quelques dizaines de micromètres.
La fabrication de ladite antenne 1 fait appel à des techniques connues de l'art antérieur, notamment dans le domaine de la fabrication de circuits imprimés. En effet, l'homme de l'art pourra adapter sans difficulté particulière un des procédés conventionnels dans ledit domaine.
A titre d'exemple, on peut partir d'une feuille de Kapton, découpée aux dimensions adéquates et comportant les deux ouvertures10, 12 décrites plus haut, que l'on a remplies d'un matériau conducteur électrique. Cette feuille, ainsi préparée définit le substrat 4 de l'antenne 1. On colle alors une feuille de cuivre sur chacune des faces 3, 11 dudit substrat. On protège partiellement les deux feuilles de cuivre de manière à laisser libre les portions qui ne correspondent ni au dessin de la bobine 2, ni à celui des connecteurs 6 et 8, ni à celui de la piste de métallisation 14 située sur la face arrière 11 du substrat. On procède ensuite à une attaque chimique desdites parties libres, de manière à obtenir une bobine 2 et des connecteurs 6, 8 tel que représentés sur la figure 1, par exemple.
On peut noter qu'en fonction de la fréquence à laquelle l'antenne 1 représentée sur la figure 1 doit travailler, l'homme de l'art doit apporter une attention particulière à l'adaptation des dimensions de la spirale. En effet, un phénomène bien connu dans le domaine des antennes comportant des bobines est le risque de couplage capacitif pouvant apparaítre entre des spires voisines. L'homme de l'art devra donc prendre soin de définir correctement les distances existant entre deux tours consécutifs de la spirale, en fonction notamment de l'épaisseur de cuivre utilisée pour la réalisation de la bobine et de la fréquence de travail, le couplage capacitif augmentant avec ladite fréquence.
La figure 2 représente une vue en transparence du dispositif électronique portable 15 selon l'invention, incorporant l'antenne 1 qui vient d'être décrite dans un brin 16 de bracelet. On constate sur cette figure que les dimensions de l'antenne 1 selon l'invention permettent avantageusement au dispositif portable 15 d'être équipé d'un bracelet présentant des dimensions usuelles.
L'antenne 1 est ici représentée dans une configuration courbe, illustrant les propriétés de flexibilité du substrat 4. Il convient de noter la grande importance du choix qui a été fait de disposer l'antenne 1 à proximité de la surface supérieure 17 du brin 16. En effet, le corps humain est généralement responsable d'une diminution de la sensibilité d'une antenne qui est disposée à sa proximité, par un effet de blindage, c'est pourquoi la distance d doit présenter la valeur la plus élevée possible. Ainsi, l'antenne du dispositif électronique selon l'invention présente une grande sensibilité de réception de signaux radio-diffusés.
Du point de vue pratique, l'intégration de l'antenne 1 dans le bracelet du dispositif électronique 15 peut être effectuée de diverses manières. On peut, par exemple, prévoir de surmouler directement l'antenne 1 dans le brin 16 de bracelet lorsque celui-ci est réalisé en matière plastique, en laissant libre l'extension 7 du substrat 4. On peut également prévoir de recourir à un brin 16 de bracelet présentant un logement dans sa masse, de dimensions sensiblement supérieures aux dimensions de l'antenne 1, de telle manière que cette dernière puisse y être glissée. On peut encore simplement utiliser un brin 16 de bracelet en deux couches, les deux couches étant par exemple cousues l'une sur l'autre alors que l'antenne 1 est disposée entre elles.
Bien entendu, il est évident que le dispositif électronique portable n'est pas limité par la structure du bracelet, qui peut indifféremment comporter un ou deux brins et qui peut être extensible ou non.
Il est en outre apparent de cette figure que l'extension 7 du substrat 4 portant les connecteurs rectangulaires 6 et 8 s'étend jusqu'à l'intérieur du boítier 18 du dispositif électronique portable 15, au contact d'un circuit imprimé 19. Ce dernier comporte deux ouvertures 20 (une seule étant visible sur la figure 2) le traversant entièrement et remplies d'un matériau électriquement conducteur. Les connecteurs rectangulaires 6 et 8 sont respectivement connectés audit circuit imprimé 19, respectivement au niveau de chacune desdites ouvertures 20 de manière à définir un contact électrique avec chacune des extrémités 5 et 9 de la bobine 2 sur la face supérieure 21 du circuit imprimé 19. La liaison entre les connecteurs 6, 8 et le circuit imprimé 19 est effectuée de façon conventionnelle, c'est-à-dire par soudage, vissage, collage à l'aide d'une colle électriquement conductrice, ou par tout autre moyen équivalent.
Un circuit intégré 22 est également porté par le circuit imprimé 19 et est connecté auxdits deux contacts électriques 20 par des pistes de métallisation 23 (une seule étant visible sur la figure 2). Ce circuit intégré 22 effectue le traitement des signaux radio-diffusés réceptionnés par l'antenne 1 pour pouvoir ensuite les rendre accessibles, à un utilisateur du dispositif électronique portable 15 selon l'invention, sous une forme directement exploitable. Cet aspect du fonctionnement du dispositif électronique portable 15 ne sera pas abordé plus en détail ici dans la mesure où il ne présente qu'un caractère secondaire dans la présente invention.
Les détails de construction concernant le passage de l'extension 7 du substrat 4 portant les deux connecteurs rectangulaires 6 et 8 ne seront pas non plus développés puisque de nombreuses solutions ont déjà été présentées dans des documents de l'art antérieur. Le lecteur intéressé pourra par exemple consulter la demande de brevet européen N°1 033 636, publié le 6 septembre 2000, dont le contenu est incorporé par référence dans la présente demande.
En effet, la description de cette demande de brevet expose plusieurs modes de réalisation du passage de connecteurs électriques à travers un boítier de montre de manière étanche. Globalement, la solution décrite dans cette demande de brevet consiste à ménager une ouverture sur le côté du boítier de montre, dans laquelle on dispose un canal 24 de forme sensiblement tubulaire. Des moyens d'étanchéité 25 sont prévus entre le boítier 18 de montre et l'extérieur du canal tubulaire 24. Les connecteurs électriques sont guidés à l'intérieur de la boíte de montre par le canal et des moyens sont en outre prévus pour assurer l'étanchéité de l'intérieur du canal 24 par rapport à l'extérieur de la boíte de montre. Ces moyens d'étanchéité sont par exemple réalisés sous la forme d'un joint 26 surmoulé autour des connecteurs électriques et présentant la même forme que l'intérieur du canal, assurant ainsi une fonction de bouchon.
On peut éventuellement prévoir des moyens tels que les connecteurs électriques ne pénètrent pas eux-mêmes à l'intérieur du boítier du dispositif électronique. On peut par exemple utiliser un jeu de contacts conjugués tel que décrit dans le brevet européen N° 0 186 804, ou encore un couplage capacitif s'effectuant à travers le boítier du dispositif, tel que décrit dans la demande de brevet européen N° 1 014 231. Ce dernier mode de réalisation permet avantageusement de faciliter la construction du boítier 18 du dispositif du point de vue de l'étanchéité, dans la mesure où il n'est pas nécessaire que des ouvertures soient pratiquées dans ledit boítier.
La figure 3 représente un second mode de réalisation de l'antenne 1 du dispositif électronique portable 15 selon la présente invention, dans lequel ladite antenne 1 comporte deux bobines 2, 27 imprimées sur un même substrat 28. Le substrat 28 est du même type que celui 4 décrit précédemment en relation avec la figure 1, à la différence près que son épaisseur doit être sensiblement supérieure à celle dudit substrat 4 de la figure 1. En effet, les bobines 2, 27 étant réalisées en vis-à-vis respectivement sur chacune des faces 29, 30 du substrat 28, elles peuvent par conséquent présenter un couplage capacitif parasite nuisant à la qualité de réception de l'antenne 1. Comme cela a été mentionné plus haut, l'amplitude de ce couplage capacitif dépend de la largeur des spires respectives des deux bobines 2, 27 ainsi que de la fréquence de travail. L'homme de l'art ne rencontrera pas de difficulté particulière pour ajuster l'épaisseur du substrat 28 afin de trouver un compromis entre l'encombrement de l'antenne 1 et l'influence du couplage capacitif sur sa sensibilité en réception.
On distingue sur la figure 3 les éléments déjà décrits en relation avec la figuré 1, à savoir, la bobine 2 présentant une première extrémité 5 extérieure à la spirale et une seconde extrémité 9 intérieure à la spirale, les connecteurs rectangulaires 6, 8 ainsi que les deux ouvertures 10, 12 dans le substrat 28 permettant d'établir des connexions électriques et la piste de métallisation 14 sur la face arrière 30 du substrat 28.
On distingue en outre la seconde bobine 27 en forme générale de spirale, imprimée sur la face arrière 30 du substrat 28, dont la première extrémité 31 extérieure à la spirale est reliée à ladite piste de métallisation arrière 14. La seconde extrémité 32 de la bobine 27, située à l'intérieur de la spirale est reliée à l'ouverture 10 reliant la seconde extrémité 9 de la première bobine 2 à la face arrière 30 du substrat 28, de telle manière que les deux bobines 2 et 27 sont reliées en série.
En outre, il convient de noter que pour améliorer la sensibilité de l'antenne 1 ainsi obtenue, les deux bobines 2, 27 sont enroulées en sens inverse l'une par rapport à l'autre. En effet, dans l'exemple non limitatif représenté sur la figure 3, la bobine 2 située sur la face supérieure 29 du substrat 28 est enroulée dans le sens trigonométrique négatif, lorsqu'on la parcourt depuis sa première extrémité extérieure 5 vers son extrémité intérieure 9, tandis que la seconde bobine 27 située sur la face arrière 30 du substrat 28 est enroulée dans le sens trigonométrique positif, lorsqu'on la parcourt depuis sa première extrémité extérieure 31 jusqu'à son extrémité intérieure 32. De cette façon, les courants induits respectifs issus de l'application d'un même champ magnétique sur les bobines 2, 27 respectives ont un même sens de circulation et sont donc cumulés avant d'être reçus par le circuit intégré 22 de traitement des signaux radio-diffusés.
On peut noter de plus qu'avec la configuration représentée sur la figure 3, dans laquelle les bobines 2 et 27 ne sont pas superposées, les risques de couplage capacitif sont réduits par rapport à une configuration dans laquelle les spires seraient superposées.
Le procédé de fabrication de l'antenne 1 représentée sur la figure 3 est analogue à celui utilisé pour la fabrication de l'antenne représentée sur la figure 1.
De même, la disposition de cette antenne répond aux mêmes exigences que celle décrites précédemment en relation avec la figure 2.
La description qui précède correspond à des modes de réalisation préférés de l'invention et ne saurait en aucun cas être considérée comme limitative, en ce qui concerne plus particulièrement le nombre ou les dispositions relatives des bobines lorsque l'antenne en comporte plusieurs. On peut en effet prévoir d'utiliser par exemple une antenne à deux bobines supportées par deux substrats distincts, lesdits substrats étant respectivement logés des deux côtés respectifs du boítier du dispositif électronique portable selon l'invention. Autrement dit, dans le cas d'un bracelet à deux brins, chacune des deux bobines peut être logée dans un brin différent. Dans ce cas, il faut bien entendu prévoir des contacts supplémentaires sur le circuit imprimé ainsi que des pistes de métallisations supplémentaires.
Il est en outre possible d'intégrer un mouvement d'horlogerie (repéré par la référence 33 sur la figure 2) couplé à des moyens d'affichage de l'heure dans le dispositif électronique portable selon la présente invention.

Claims (18)

1. Dispositif électronique portable (15) comportant un bracelet, un boítier (18) et un circuit électronique de réception de signaux radio-diffusés comprenant une antenne (1) disposée dans ledit bracelet, caractérisé en ce que ladite antenne (1) comprend au moins une bobine plate (2) réalisée sous la forme d'un enroulement en spirale.
2. Dispositif électronique (15) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite antenne (1) comporte une seconde bobine plate (27) réalisée sous la forme d'un enroulement en spirale.
3. Dispositif électronique (15) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit bracelet comporte deux brins (16), les deux bobines (2, 27) étant disposée respectivement dans l'un et dans l'autre desdits brins (16).
3. Dispositif électronique (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite antenne (1) est imprimée sur un substrat souple (4, 28).
4. Dispositif électronique (15) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite antenne (1) est imprimée sur un substrat souple (28) présentant deux faces opposées (29, 30) et en ce que lesdites deux bobines (2, 27) sont respectivement imprimées sur l'une (29) et l'autre (30) faces du substrat (28).
5. Dispositif électronique (15) selon la revendication 4, caractérisé en ce que du fait de leurs enroulements respectifs en forme de spirales, lesdites bobines (2, 27) présentent chacune une première extrémité (5, 31) située à l'extérieur de l'enroulement correspondant et une seconde extrémité (9, 32) située à l'intérieur dudit enroulement, lesdites secondes extrémités (9, 32) respectives étant reliées par l'intermédiaire d'un trou (10) réalisé à travers le substrat (28) et rempli d'un matériau électriquement conducteur.
6. Dispositif électronique (15) selon la revendication 5, caractérisé en ce que lorsque l'on se place en un point d'observation fixe et que l'on considère chaque enroulement à partir de sa première extrémité (5, 31), lesdites bobines (2, 27) présentent des sens d'enroulement opposés.
7. Dispositif électronique (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit boítier (18) est étanche, en ce que ledit circuit de réception de signaux radio-diffusés comporte un circuit intégré (22) situé dans ledit boítier (18), ledit circuit intégré (22) permettant notamment de traiter lesdits signaux radio-diffusés, et en ce que des moyens (6, 7, 8, 24, 25, 26) sont prévus pour connecter ladite antenne (1) audit circuit intégré (22) de façon étanche.
8. Dispositif électronique (15) selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits moyens de connexion comprennent des connecteurs métalliques (6, 8), traversant une ouverture adaptée dudit boítier (18) dans laquelle est disposée au moins une garniture d'étanchéité (25, 26).
9. Dispositif électronique (15) selon la revendication 8 lorsque ladite antenne (1) est imprimée sur un substrat (4, 28), caractérisé en ce que lesdits connecteurs métalliques (6, 8) sont également imprimés sur ledit substrat (4, 28).
10. Dispositif électronique (15) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la ou les connecteurs métalliques (6, 8) reliant ladite ou lesdites premières extrémités (5, 31) situées à l'extérieur desdits enroulements est ou sont réalisées d'une pièce avec ledit enroulement.
11. Dispositif électronique (15) selon la revendication 10 lorsque ladite antenne (1) est imprimée sur un substrat (4) et qu'elle comporte une seule bobine (2), caractérisé en ce qu'au moins un trou (10) rempli d'un matériau électriquement conducteur est prévu dans ledit substrat (4) pour connecter ladite seconde extrémité (9) de l'enroulement audit connecteur métallique (8) correspondant.
12. Dispositif électronique (15) selon l'une des revendications 8 à 11, caractérisé en ce que lesdits connecteurs métalliques (6, 8) sont réalisées en cuivre.
13. Dispositif électronique (15) selon l'une des revendications 8 à 12, caractérisé en ce que ledit circuit intégré (22) est porté par un circuit imprimé (19), lesdits connecteurs métalliques (6, 8) étant connectés audit circuit imprimé (19) par soudure, par des vis ou par collage à l'aide d'une colle conductrice, définissant des points de contact (20) sur ledit circuit imprimé (19), ce dernier comportant en outre des pistes de métallisation (23) prévues pour relier lesdits points de contact (20) audit circuit intégré (22).
14. Dispositif électronique (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite ou lesdites bobines (2, 27) sont réalisés en cuivre.
15. Dispositif électronique (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite antenne (1) est logée dans ledit bracelet de telle sorte que l'épaisseur (d) de bracelet située du côté de la surface supérieure (17) est supérieure à l'épaisseur de bracelet située de l'autre côté.
16. Dispositif électronique (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les dimensions de l'antenne (1) sont prévues pour que ladite antenne soit capable de réceptionner des signaux radio-diffusés ayant une fréquence de porteuse de l'ordre d'une centaine de MHz.
17. Dispositif électronique (15) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit boítier (18) comporte en outre un mouvement d'horlogerie (33) couplé à des moyens d'affichage de l'heure.
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