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JP2017020925A - Communication device and electronic clock - Google Patents

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JP2017020925A
JP2017020925A JP2015139480A JP2015139480A JP2017020925A JP 2017020925 A JP2017020925 A JP 2017020925A JP 2015139480 A JP2015139480 A JP 2015139480A JP 2015139480 A JP2015139480 A JP 2015139480A JP 2017020925 A JP2017020925 A JP 2017020925A
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Japan
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glass
waves
electronic timepiece
ultra
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JP2015139480A
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Japanese (ja)
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佐野 貴司
Takashi Sano
貴司 佐野
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Abstract

【課題】電子時計において、設計自由度を確保しつつアンテナの感度を向上させる。【解決手段】電子時計1は、極超短波、ミリ波及びマイクロ波を屈折して集中させる風防ガラス2と、この極超短波、ミリ波及びマイクロ波を送受信するアンテナ3とを備え、アンテナ3は、極超短波、ミリ波及びマイクロ波が風防ガラス2を透過して集中する範囲に配設されている。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the sensitivity of an antenna while ensuring a degree of freedom in design in an electronic timepiece. An electronic clock 1 includes a windshield glass 2 that deflects and concentrates ultra-high frequencies, millimeter waves, and microwaves, and an antenna 3 that transmits and receives the ultra-high frequencies, millimeter waves, and microwaves. It is arranged in a range where ultra-high frequencies, millimeter waves and microwaves pass through the windshield 2 and are concentrated. [Selection diagram] Fig. 1

Description

本発明は、アンテナを内蔵した通信装置および電子時計に関する。   The present invention relates to a communication device and an electronic timepiece having a built-in antenna.

近年、アンテナ内蔵携帯機器として、GPS(Global Positioning System)衛星から送信される極超短波の衛星信号を受信し、現在位置や現在時刻を計測可能な電子腕時計が知られている。この電子腕時計は、時刻を計時する時計部と、極超短波の衛星信号を受信するアンテナとを有する。このアンテナは、円偏波の極超短波を受信するパッチアンテナで構成される。   2. Description of the Related Art In recent years, electronic wristwatches are known as portable devices with a built-in antenna that can receive satellite signals of ultra-high frequencies transmitted from GPS (Global Positioning System) satellites and can measure the current position and current time. This electronic wristwatch includes a clock unit for measuring time and an antenna for receiving a satellite signal of ultra high frequency. This antenna is composed of a patch antenna that receives a circularly polarized ultra high frequency wave.

特許文献1には、このような電子腕時計の一例が記載されている。特許文献1の要約書の解決手段には、「アンテナ内蔵携帯機器であるリスト機器1は、少なくとも表面側に開口を有する外装ケース2と、開口を塞ぐガラス13と、外装ケース2の表面に取り付けられて、ガラス13の周囲に配置される金属製のベゼル16と、外装ケース2の内側の空間に配置されるアンテナ30とを備える。アンテナ30は、最大放射方向R1が、外装ケース2の厚さ方向A1と交差しかつベゼル16の外側に向かう方向に配置される平面アンテナである。」と記載されている。   Patent Document 1 describes an example of such an electronic wristwatch. As a means for solving the abstract of Patent Document 1, the wrist device 1 that is a portable device with a built-in antenna is attached to the exterior case 2 having an opening at least on the surface side, the glass 13 that closes the opening, and the surface of the exterior case 2. And a metal bezel 16 disposed around the glass 13 and an antenna 30 disposed in the space inside the outer case 2. The antenna 30 has a maximum radiation direction R1 that is the thickness of the outer case 2. It is a planar antenna that is arranged in a direction that intersects the vertical direction A1 and faces the outside of the bezel 16 ”.

特開2015−81825号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-81825

電子腕時計は、自身の商品性を向上するために小型化することが強く求められ、かつ自由にデザイン可能であることが求められる。電子腕時計を小型化すると、これに搭載するアンテナを小さくしなければならず、よってアンテナの感度が低下するおそれがある。また、アンテナは、金属などの損失や回路ノイズを避けるように配置しなければならないため、その搭載場所が限られ、電子腕時計を自由にデザインできなくなるおそれがある。   Electronic wristwatches are strongly required to be miniaturized in order to improve their merchantability, and are required to be freely designed. If the electronic wristwatch is downsized, the antenna mounted on the electronic wristwatch must be made smaller, which may reduce the sensitivity of the antenna. In addition, since the antenna must be arranged so as to avoid loss of metal or the like and circuit noise, the mounting place is limited, and there is a possibility that the electronic wristwatch cannot be freely designed.

特許文献1には、アンテナを機器内の電波遮蔽物と最大放射方向とが重ならないように配置する構成が開示されている。しかし、この構成は、受信感度を向上させることに貢献できるが、アンテナの配置が制限され、設計自由度が低下するという問題がある。
そこで、本発明は、通信装置および電子時計について、設計自由度を確保しつつアンテナの感度を向上させることを課題とする。
Patent Document 1 discloses a configuration in which an antenna is arranged so that a radio wave shield in a device does not overlap with a maximum radiation direction. However, although this configuration can contribute to improving the reception sensitivity, there is a problem that the arrangement of antennas is limited and the degree of design freedom is reduced.
Therefore, an object of the present invention is to improve the sensitivity of an antenna while ensuring a degree of freedom in designing a communication device and an electronic timepiece.

本発明は、上記目的を達成するため、
所定周波数帯域の電波を屈折して集中させるガラスと、
前記所定周波数帯域の電波を通信するアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記所定周波数帯域の電波が前記ガラスを透過して集中する範囲に配設されている、
ことを特徴とする通信装置である。
In order to achieve the above object, the present invention
Glass that refracts and concentrates radio waves in a predetermined frequency band,
An antenna for communicating radio waves in the predetermined frequency band,
The antenna is disposed in a range where radio waves in the predetermined frequency band are concentrated through the glass,
It is a communication apparatus characterized by this.

本発明によれば、設計自由度を確保しつつアンテナの感度を向上させることができる。   According to the present invention, it is possible to improve the sensitivity of an antenna while ensuring a degree of freedom in design.

第1実施形態における電子時計の構成と動作を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation | movement of an electronic timepiece in 1st Embodiment. 電磁波の経路差のない場合と経路差のある場合とをそれぞれ示す図である。It is a figure which shows the case where there is no path difference of electromagnetic waves, and the case where there exists a path difference, respectively. 第1実施形態の電子時計の電波の集中範囲を示す図である。It is a figure which shows the concentration range of the electromagnetic wave of the electronic timepiece of 1st Embodiment. 電波レンズの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a radio wave lens. 第2実施形態における電子時計の構成と動作を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation | movement of an electronic timepiece in 2nd Embodiment. 比較例の電子時計の構成と動作を示す図である。It is a figure which shows the structure and operation | movement of the electronic timepiece of a comparative example.

以降、比較例と本発明を実施するための形態とを、各図を参照して詳細に説明する。
(比較例)
図6(a),(b)は、比較例の電子時計1Bの構成と動作を示す図である。
図6(a)は、電子時計1Bの横断面図である。
電子時計1Bは、中空の短柱形状に形成された金属製の本体ケース63を備えており、この本体ケース63内に時計モジュール7、文字板51、ソーラパネル52が収容されている。
本体ケース63の内部には、ほぼ円柱形状に形成された時計モジュール7が配置されている。時計モジュール7は、電子時計1Bの指針である秒針41、分針42、時針43を運針させる時計ムーブメント72(例えば駆動用のモータや輪列機構等。図示せず)、各種電子部品を実装した回路基板71、GPS信号である電波を受信するアンテナ3が、例えば樹脂等によって形成されたハウジング(図示せず)に組み込まれたものである。この時計モジュール7は、時針43、分針42、秒針41を回転駆動して、現在の時刻情報などの各種情報を表示する。
Hereinafter, a comparative example and a mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(Comparative example)
6A and 6B are diagrams showing the configuration and operation of an electronic timepiece 1B of a comparative example.
FIG. 6A is a cross-sectional view of the electronic timepiece 1B.
The electronic timepiece 1 </ b> B includes a metal main body case 63 formed in a hollow short column shape, and a timepiece module 7, a dial plate 51, and a solar panel 52 are accommodated in the main body case 63.
A watch module 7 formed in a substantially cylindrical shape is disposed inside the main body case 63. The timepiece module 7 is a circuit in which a timepiece movement 72 (for example, a driving motor or a train wheel mechanism, not shown) for moving the second hand 41, the minute hand 42, and the hour hand 43, which are hands of the electronic timepiece 1B, and various electronic components are mounted. The substrate 71 and the antenna 3 for receiving radio waves as GPS signals are incorporated in a housing (not shown) formed of, for example, resin. The timepiece module 7 rotationally drives the hour hand 43, the minute hand 42, and the second hand 41 to display various information such as current time information.

アンテナ3は、外部(例えばGPS衛星)からの極超短波の無線信号を受信するものである。なお、アンテナ3の通信規格、通信可能な周波数帯は、GPSに限定されず、電子時計1Bによって行われる各種通信に適したもの(すなわち、周波数等が適合するもの)が適宜適用されるが、特に極超短波、ミリ波、マイクロ波などの周波数帯が好適である。また、アンテナ3は小型のものであればよく、種類、形状は特に限定されない。
このアンテナ3は、下側がシールドされており、上側からの電波に限って受信するように構成されている。アンテナ3は、図示しないコネクタ等を介して回路基板71と電気的に接続されている。
The antenna 3 receives a very high frequency radio signal from the outside (for example, a GPS satellite). Note that the communication standard of the antenna 3 and the communicable frequency band are not limited to GPS, and those suitable for various communications performed by the electronic timepiece 1B (that is, those suitable for frequency, etc.) are appropriately applied. In particular, frequency bands such as ultra-high frequency waves, millimeter waves, and microwaves are suitable. Moreover, the antenna 3 should just be a small thing, and a kind and shape are not specifically limited.
The antenna 3 is shielded on the lower side and is configured to receive only radio waves from the upper side. The antenna 3 is electrically connected to the circuit board 71 via a connector or the like (not shown).

文字板51の上面には、時針43と分針42と秒針41とが軸を中心に回転可能に配置されている。この文字板51と時針43、分針42、秒針41は、この電子時計1Bが時刻情報を表示する表示手段である。ソーラパネル52は、光を受けて電力に変換するものであり、時計モジュール7などを駆動する電源として動作する。   On the upper surface of the dial 51, an hour hand 43, a minute hand 42, and a second hand 41 are disposed so as to be rotatable about an axis. The dial 51, the hour hand 43, the minute hand 42, and the second hand 41 are display means for displaying time information by the electronic timepiece 1B. The solar panel 52 receives light and converts it into electric power, and operates as a power source for driving the timepiece module 7 and the like.

本体ケース63は、表面側(電子時計1Bの視認側、図6(a)において上側)の開口部と、本体ケース63の裏面側(図6(a)において下側)の開口部とを有している。そして、本体ケース63の表面側開口部には、リング状のベゼル61と、その内周の見切り62とが設けられている。このベゼル61には、透明ガラスで形成された円板状の風防ガラス2Bが表面側開口部を閉塞するように取り付けられている。   The main body case 63 has an opening on the front side (viewing side of the electronic timepiece 1B, upper side in FIG. 6A) and an opening on the back side of the main body case 63 (lower side in FIG. 6A). doing. A ring-shaped bezel 61 and a parting 62 on the inner periphery thereof are provided at the front side opening of the main body case 63. A disk-shaped windshield 2B made of transparent glass is attached to the bezel 61 so as to close the opening on the surface side.

風防ガラス2Bは、この電子時計1Bの表示手段である時針43、分針42、秒針41を保護すると共に、これらをユーザに視認可能とする。
風防ガラス2Bは、サファイアガラス、白板ガラス、樹脂ガラス、石英ガラスなど、基本的に透明で強度がある材料で構成されていて、誘電率が大きく損失が小さな材料である。例えば、サファイアの比誘電率は9〜11程度、白板ガラスの比誘電率は7程度、石英ガラスであれば3.8程度である。また、損失角の正接tanδは、10-3〜10-4程度と小さい。
The windshield 2B protects the hour hand 43, the minute hand 42, and the second hand 41, which are display means of the electronic timepiece 1B, and makes them visible to the user.
The windshield 2B is basically made of a transparent and strong material, such as sapphire glass, white plate glass, resin glass, or quartz glass, and has a large dielectric constant and a small loss. For example, the relative dielectric constant of sapphire is about 9 to 11, the relative dielectric constant of white plate glass is about 7, and about 3.8 for quartz glass. Further, the loss angle tangent tan δ is as small as about 10 −3 to 10 −4 .

一方、本体ケース63の裏面側開口部には、裏蓋64が裏面側開口部を閉塞するように取り付けられている。本実施形態において裏蓋64は、例えばステンレス、チタニウム等の金属材料によって形成されており、裏面からの電波を遮るようになっている。   On the other hand, a back cover 64 is attached to the back side opening of the main body case 63 so as to close the back side opening. In the present embodiment, the back cover 64 is formed of a metal material such as stainless steel or titanium, and blocks radio waves from the back surface.

図6(b)は、電子時計1Bの横断面による電波経路の説明図である。
本体ケース63と、この裏面側開口部を閉塞する裏蓋64と、表面側開口部に嵌め込まれたベゼル61とは金属で構成されており、電磁波を遮断する。よってGPS衛星からの電波は、この電子時計1Bの上側から風防ガラス2Bなどを経由してアンテナ3に到来する。風防ガラス2Bは円板状なので、電波は収束/発散せずに見切り62の内周を通ってアンテナ3に達する。
FIG. 6B is an explanatory diagram of a radio wave path by a cross section of the electronic timepiece 1B.
The main body case 63, the back cover 64 that closes the opening on the back surface side, and the bezel 61 fitted in the opening on the front surface side are made of metal and block electromagnetic waves. Therefore, the radio wave from the GPS satellite arrives at the antenna 3 from above the electronic timepiece 1B via the windshield 2B. Since the windshield 2B is disk-shaped, the radio waves do not converge / diverge and pass through the inner periphery of the parting 62 to reach the antenna 3.

(第1実施形態)
図1(a)は、第1実施形態における電子時計1の構成を示す断面図である。
電子時計1は、比較例と同様に中空の短柱形状に形成された金属製の本体ケース63を備えており、この本体ケース63内に時計モジュール7、文字板51、ソーラパネル52が設けられている。本体ケース63の内部には、ほぼ円柱形状に形成された時計モジュール7が配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1A is a cross-sectional view showing the configuration of the electronic timepiece 1 in the first embodiment.
As in the comparative example, the electronic timepiece 1 includes a metal main body case 63 formed in a hollow short column shape, and a timepiece module 7, a dial plate 51, and a solar panel 52 are provided in the main body case 63. ing. A watch module 7 formed in a substantially cylindrical shape is disposed inside the main body case 63.

本体ケース63の表面側開口部には、リング状のベゼル61と、その内周の見切り62とが設けられている。このベゼル61には、比較例とは異なり、透明ガラスで形成された凸レンズ状の風防ガラス2が表面側開口部を閉塞するように取り付けられている。つまり風防ガラス2は、中央部が厚く、かつ端部が薄く構成されている。この風防ガラス2の表面は凸状であり、緩やかなカーブであるのに対し、裏面は平面状である。   A ring-like bezel 61 and a parting 62 on the inner periphery thereof are provided in the front side opening of the main body case 63. Unlike the comparative example, a convex lens-shaped windshield glass 2 formed of transparent glass is attached to the bezel 61 so as to close the opening on the surface side. That is, the windshield 2 has a thick central portion and a thin end portion. The surface of the windshield 2 is convex and has a gentle curve, whereas the back surface is flat.

図1(b)は、第1実施形態における電子時計1の動作を示す図である。ここでは、電磁波がアンテナ3に集中する様子を示している。
見切り62の内周は、半径Rfの円である。電子時計1の垂直方向の電磁波は、風防ガラス2を通過したのちに見切り62の内周を通る。電磁波は、風防ガラス2の中央部において、端部厚みと中央部厚みとの差分だけ長く、誘電率の高い透明ガラスを通る。中央部における電磁波の速度が遅いので、中央部に近いほど伝搬距離が伸びたことと等価で、その分、信号の位相が遅れる。これにより電磁波は屈折し、アンテナ3の高さにおいて半径Rrの円に集中する。
これを言い換えると、アンテナ3の放射パターンが絞られて指向性がシャープになり、利得を高めることができる。
FIG. 1B is a diagram illustrating the operation of the electronic timepiece 1 according to the first embodiment. Here, a state where electromagnetic waves concentrate on the antenna 3 is shown.
The inner periphery of the parting line 62 is a circle having a radius Rf . The electromagnetic wave in the vertical direction of the electronic timepiece 1 passes through the inner periphery of the parting 62 after passing through the windshield 2. The electromagnetic wave passes through the transparent glass having a high dielectric constant at the center of the windshield 2 by a difference between the end thickness and the center thickness. Since the speed of the electromagnetic wave in the central part is slow, the closer to the central part, the longer the propagation distance is equivalent, and the phase of the signal is delayed accordingly. As a result, the electromagnetic wave is refracted and concentrated on a circle having a radius R r at the height of the antenna 3.
In other words, the radiation pattern of the antenna 3 is narrowed, the directivity becomes sharp, and the gain can be increased.

図2(a)は経路差のない場合の電磁波Wの経路を示す説明図であり、図2(b)は経路差のある場合の電磁波Wの経路を示す説明図である。
図2(a)の電磁波Wは、平行な経路としてアンテナ3に到達する。これに対して図2(b)の電磁波Wは、屈折してアンテナ3に集中している。この電磁波Wの屈折について数式で説明する。
FIG. 2A is an explanatory diagram illustrating the path of the electromagnetic wave W when there is no path difference, and FIG. 2B is an explanatory diagram illustrating the path of the electromagnetic wave W when there is a path difference.
The electromagnetic wave W in FIG. 2A reaches the antenna 3 as a parallel path. In contrast, the electromagnetic wave W in FIG. 2B is refracted and concentrated on the antenna 3. The refraction of the electromagnetic wave W will be described using mathematical formulas.

風防ガラス2は誘電体であり、これを電波が通過する場合、風防ガラス2の材料の比誘電率の平方根だけ空中を伝わるより遅くなる。誘電体が電波を集中させレンズとして働く様子は、ひとつの考え方として、媒体を通ると電波の速度が誘電率の平方根だけ遅くなることで説明される。
一般的に電磁波の速度Cは、以下の式(1)で算出される。

Figure 2017020925

The windshield 2 is a dielectric, and when radio waves pass through it, the windshield 2 is slower than being transmitted through the air by the square root of the relative permittivity of the material of the windshield 2. The manner in which dielectrics concentrate radio waves and act as lenses is explained by one idea that the speed of radio waves slows down by the square root of the dielectric constant as it passes through the medium.
Generally, the velocity C of electromagnetic waves is calculated by the following equation (1).
Figure 2017020925

電磁波の真空(≒空気中)の速度C0は、以下の式(2)で算出される。

Figure 2017020925

The velocity C 0 of the electromagnetic wave in vacuum (≈air) is calculated by the following equation (2).
Figure 2017020925

媒体の比透磁率μrを1とすると、電磁波の媒体中の速度CBは、以下の式(3)で算出される。

Figure 2017020925

When 1 relative permeability mu r of the medium, the speed C B in the electromagnetic wave of the medium is calculated by the following equation (3).
Figure 2017020925

つまり、電磁波の媒体中の速度CBは、空気中の電磁波の速度C0を、媒体の比誘電率の平方根で除算した値になる。よって、同一距離を抜けるのに掛かる時間は、空気中よりも媒質中の方が比誘電率の平方根倍となり、電磁波の媒体中経路を空気中の距離に換算すると比誘電率の平方根倍になる。
媒体中距離をaとすると、経路差Rは、以下の式(4)で算出される。

Figure 2017020925

That is, the velocity C B of the electromagnetic wave in the medium is a value obtained by dividing the velocity C 0 of the electromagnetic wave in the air by the square root of the relative dielectric constant of the medium. Therefore, the time required to pass through the same distance is the square root of the relative permittivity in the medium rather than in the air, and the root of the relative permittivity is converted to the distance in the air when the path of the electromagnetic wave is converted into the distance in the air. .
If the medium distance is a, the path difference R is calculated by the following equation (4).
Figure 2017020925

電磁波の振動周波数は変わらないので、電磁波の経路差が生じると同一位相の位置が経路差分ずれる。よって、図2(b)の経路差のある場合、同一位相の位置に相当する同心円の重なりは中央に集まり、電磁波Wが集中する。これにより、アンテナ3の感度を向上させることができる。
これに対して図2(a)の経路差のない場合、同一位相の位置に相当する同心円の重なりは発生せず、電磁波Wは集中しない。
Since the vibration frequency of the electromagnetic wave does not change, the position of the same phase shifts the path difference when an electromagnetic wave path difference occurs. Therefore, when there is a path difference in FIG. 2B, concentric circles corresponding to the same phase position gather in the center, and the electromagnetic wave W concentrates. Thereby, the sensitivity of the antenna 3 can be improved.
On the other hand, when there is no path difference in FIG. 2A, concentric circles corresponding to the same phase position do not overlap and the electromagnetic wave W does not concentrate.

図3は、第1実施形態の電子時計1の電波の集中範囲を示す図である。
図3に示す半径Rfの円は、電子時計1(図1参照)における見切り62の内周に相当する。半径Rrの円は、アンテナ3の高さにおける電磁波の集中範囲を示している。つまり、半径Rfの円の範囲の電磁波は風防ガラス2で屈折し、アンテナ3の高さにおいて半径Rrの円に集中する。これにより、アンテナ3の感度は向上する。また、GPS衛星が電子時計1の垂直方向に位置しているとき、アンテナ3は半径Rfの円内のいずれに配置されてもよい。よって、アンテナ3の位置にかかる設計自由度を確保することができる。
FIG. 3 is a diagram illustrating a radio wave concentration range of the electronic timepiece 1 according to the first embodiment.
A circle having a radius Rf shown in FIG. 3 corresponds to the inner periphery of the parting line 62 in the electronic timepiece 1 (see FIG. 1). A circle with a radius R r indicates the concentration range of electromagnetic waves at the height of the antenna 3. That is, the electromagnetic waves in the range of the circle with the radius R f are refracted by the windshield 2 and concentrated on the circle with the radius R r at the height of the antenna 3. Thereby, the sensitivity of the antenna 3 is improved. Further, when the GPS satellite is positioned in the vertical direction of the electronic timepiece 1, the antenna 3 may be arranged in any circle within the radius Rf . Therefore, the design freedom concerning the position of the antenna 3 can be ensured.

図4は、電波レンズの一例を示す図である。
図4の風防ガラス2は、比誘電率か5、中央の厚さが3mm、端部の厚さが1mm、半径が15mmとして構成される。
風防ガラス2の上面から電磁波が進入した場合、風防ガラス2下面から7mm離れた面にて、半径12.63mmに電磁波が集中する。これは電磁波が、風防ガラス2の端部にて直進に対して18.7°屈折するからである。
この風防ガラス2により、半径15mmの円内の電磁波は、半径12.63mmの円内に集中する。よってアンテナ3における電磁波の密度は、1.4倍に増加する。なお、図5の数値は、あくまでもレンズとして動作する概念を説明するためのものであり、必ずしも最適値とは限らない。また実際の設計において、他の数値を採用してもよい。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a radio wave lens.
The windshield 2 in FIG. 4 is configured with a relative dielectric constant of 5, a thickness of 3 mm at the center, a thickness of 1 mm at the end, and a radius of 15 mm.
When electromagnetic waves enter from the upper surface of the windshield 2, the electromagnetic waves concentrate on a radius of 12.63 mm on a surface 7 mm away from the lower surface of the windshield 2. This is because electromagnetic waves are refracted 18.7 ° with respect to straight travel at the end of the windshield 2.
By the windshield 2, electromagnetic waves in a circle having a radius of 15 mm are concentrated in a circle having a radius of 12.63 mm. Therefore, the electromagnetic wave density in the antenna 3 increases 1.4 times. Note that the numerical values in FIG. 5 are merely for explaining the concept of operating as a lens, and are not necessarily optimal values. In the actual design, other numerical values may be adopted.

図5(a)は、第2実施形態における電子時計1Aの構成図である。
電子時計1Aは、第1実施形態と同様に中空の短柱形状に形成された金属製の本体ケース63を備えており、この本体ケース63内に時計モジュール7、文字板51、ソーラパネル52が設けられている。本体ケース63の内部には、ほぼ円柱形状に形成された時計モジュール7が配置されている。
FIG. 5A is a configuration diagram of an electronic timepiece 1A according to the second embodiment.
The electronic timepiece 1A includes a metal main body case 63 formed in a hollow short column shape as in the first embodiment, and the timepiece module 7, the dial 51, and the solar panel 52 are contained in the main body case 63. Is provided. A watch module 7 formed in a substantially cylindrical shape is disposed inside the main body case 63.

本体ケース63の表面側開口部には、リング状のベゼル61と、その内周の見切り62とが設けられている。このベゼル61には、透明ガラスで形成された凸レンズ状の風防ガラス2Aが表面側開口部を閉塞するように取り付けられている。この風防ガラス2Aは、表面は凸状であり、裏面は凹面状であるが、全体として中央部が厚く、かつ端部が薄く構成されている。つまり表面の曲がりに対して、裏面の曲がりが緩やかである。   A ring-like bezel 61 and a parting 62 on the inner periphery thereof are provided in the front side opening of the main body case 63. A convex lens-shaped windshield glass 2A formed of transparent glass is attached to the bezel 61 so as to close the front-side opening. The windshield 2A has a convex surface and a concave back surface, but has a thick central portion and thin end portions as a whole. That is, the curve on the back surface is gentler than the curve on the front surface.

図5(b)は、第2実施形態における電子時計1Aの動作を示す図である。ここでは、電磁波がアンテナ3に集中する様子を示している。
見切り62の内周は、半径Rfの円である。電子時計1Aの垂直方向の電磁波は、風防ガラス2Aを通過したのちに見切り62の内周を通る。電磁波は、中央部において端部厚みと中央部厚みとの差分だけ長く、誘電率の高い透明ガラスを通る。中央部における電磁波の速度が遅いので、中央部に近いほど伝搬距離が伸びたことと等価であり、その分、信号の位相が遅れる。これにより電磁波は屈折し、アンテナ3の高さにおいて半径Rrの円に集中する。
FIG. 5B is a diagram illustrating the operation of the electronic timepiece 1A according to the second embodiment. Here, a state where electromagnetic waves concentrate on the antenna 3 is shown.
The inner periphery of the parting line 62 is a circle having a radius Rf . The electromagnetic wave in the vertical direction of the electronic timepiece 1A passes through the inner periphery of the parting 62 after passing through the windshield 2A. The electromagnetic wave is longer in the center by the difference between the end thickness and the center thickness, and passes through the transparent glass having a high dielectric constant. Since the speed of the electromagnetic wave in the central part is slow, it is equivalent to the propagation distance increasing as it is closer to the central part, and the phase of the signal is delayed accordingly. As a result, the electromagnetic wave is refracted and concentrated on a circle having a radius R r at the height of the antenna 3.

(発明の効果)
第1・第2の実施形態では、アンテナ3の開口部に位置する誘電体である風防ガラス2,2Aの中央を厚くしたので、中央部ほど電波の位相遅れが大きくなり誘電体レンズとして作用する。これにより電波が集中し、アンテナ2に投影されるエネルギが増えるので受信感度が向上する利点がある。
電子時計1の風防ガラス2の形状を変えることで、部品を追加することなく感度を向上できる利点がある。アンテナ3の受信感度が向上するので、アンテナ3を小さくすることができ、時計を小型、薄型に構成できる利点がある。
アンテナ3の配置に応じて風防ガラス2の形状を変えればよいので、感度を犠牲にすることなく、アンテナ3の配置の自由度が向上する。
(Effect of the invention)
In the first and second embodiments, since the center of the windshield glass 2, 2A, which is a dielectric located at the opening of the antenna 3, is thickened, the phase delay of the radio wave becomes larger at the center and acts as a dielectric lens. . As a result, radio waves are concentrated, and energy projected onto the antenna 2 is increased, so that there is an advantage that reception sensitivity is improved.
By changing the shape of the windshield glass 2 of the electronic timepiece 1, there is an advantage that the sensitivity can be improved without adding parts. Since the reception sensitivity of the antenna 3 is improved, there is an advantage that the antenna 3 can be made small and the watch can be configured to be small and thin.
Since the shape of the windshield 2 should just be changed according to arrangement | positioning of the antenna 3, the freedom degree of arrangement | positioning of the antenna 3 improves without sacrificing a sensitivity.

(変形例)
本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能であり、例えば、次の(a)〜(g)のようなものがある。
(a) アンテナ3は、外部からの無線信号を送信または受信するものであればよく、受信に限定されない。
(b) 本発明は電子時計に限定されず、任意の通信装置に適用してもよい。
(c) アンテナ3の通信規格、通信可能な周波数帯は、GPSと極超短波に限定されず通信装置によって行われる各種通信に適したものであればよい。すなわち、Bluetooth(登録商標)やWi-Fi(登録商標)の通信規格と、この通信が可能な周波数帯域であってもよい。
(d) 風防ガラス2の形状は、回転対称な凸レンズ状に限られない。風防ガラス2は、非対称な形状であっても、アンテナ3の近傍に厚みを有し、所望の周波数帯域の電波を透過させてアンテナ3に集中させることができればよい。
(e) アンテナ3の位置は、中央部分に限定されず、所望の周波数帯域の電波が風防ガラス2を透過して集中する範囲に配設されていればよい。
(f) 風防ガラス2の形状を凸レンズ状にして電磁波を屈折することに限られず、風防ガラス2のうちアンテナの近傍の比誘電率を増大させて、電磁波を屈折させてもよい。
(g) 本発明にて電子時計等が通信する電波は、極超短波に限られず、ミリ波、マイクロ波であってもよい。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, there are the following (a) to (g).
(A) The antenna 3 may be anything that transmits or receives a radio signal from the outside, and is not limited to reception.
(B) The present invention is not limited to an electronic timepiece, and may be applied to any communication device.
(C) The communication standard of the antenna 3 and the communicable frequency band are not limited to GPS and ultra-high frequency, and may be any suitable for various communications performed by the communication device. That is, it may be a Bluetooth (registered trademark) or Wi-Fi (registered trademark) communication standard and a frequency band in which this communication is possible.
(D) The shape of the windshield 2 is not limited to a convex lens shape that is rotationally symmetric. Even if the windshield 2 has an asymmetric shape, the windshield 2 only needs to have a thickness near the antenna 3 so that radio waves in a desired frequency band can be transmitted and concentrated on the antenna 3.
(E) The position of the antenna 3 is not limited to the central portion, and it may be disposed in a range where radio waves in a desired frequency band are transmitted through the windshield 2 and concentrated.
(F) The shape of the windshield 2 is not limited to refracting the electromagnetic wave by forming a convex lens, but the dielectric constant of the windshield 2 near the antenna may be increased to refract the electromagnetic wave.
(G) The radio wave communicated by the electronic timepiece or the like in the present invention is not limited to the ultra high frequency wave, and may be a millimeter wave or a microwave.

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
<請求項1>
所定周波数帯域の電波を屈折して集中させるガラスと、
前記所定周波数帯域の電波を通信するアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記所定周波数帯域の電波が前記ガラスを透過して集中する範囲に配設されている、
ことを特徴とする通信装置。
<請求項2>
所定周波数帯域の電波を屈折して集中させるガラスと、
前記所定周波数帯域の電波を送受信するアンテナと、を備え、
前記ガラスは、前記所定周波数帯域の電波を透過させて前記アンテナに集中させる、
ことを特徴とする通信装置。
<請求項3>
前記ガラスは、前記アンテナの近傍に厚みを有する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信装置。
<請求項4>
前記ガラスは、前記アンテナの近傍の誘電率が高い、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信装置。
<請求項5>
前記所定周波数帯域の電波は、極超短波、ミリ波、マイクロ波のうちいずれかである、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の通信装置。
<請求項6>
前記所定周波数帯域の電波は、GPS、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)のうちいずれかの電波である、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の通信装置。
<請求項7>
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の通信装置を備えることを特徴とする電子時計。
<請求項8>
極超短波を屈折して集中させるガラスと、
極超短波を送受信するアンテナと、を備えた電子時計であって、
前記アンテナは、極超短波が前記ガラスを透過して集中する範囲に配設されている、
ことを特徴とする電子時計。
<請求項9>
極超短波を屈折して集中させるガラスと、
極超短波を送受信するアンテナと、を備えた電子時計であって、
前記ガラスは、極超短波を透過させて前記アンテナに集中させる、
ことを特徴とする電子時計。
The invention described in the scope of claims attached to the application of this application will be added below. The item numbers of the claims described in the appendix are as set forth in the claims attached to the application of this application.
[Appendix]
<Claim 1>
Glass that refracts and concentrates radio waves in a predetermined frequency band,
An antenna for communicating radio waves in the predetermined frequency band,
The antenna is disposed in a range where radio waves in the predetermined frequency band are concentrated through the glass,
A communication device.
<Claim 2>
Glass that refracts and concentrates radio waves in a predetermined frequency band,
An antenna for transmitting and receiving radio waves in the predetermined frequency band,
The glass transmits the radio wave of the predetermined frequency band and concentrates it on the antenna.
A communication device.
<Claim 3>
The glass has a thickness in the vicinity of the antenna;
The communication device according to claim 1 or 2, wherein
<Claim 4>
The glass has a high dielectric constant in the vicinity of the antenna.
The communication device according to claim 1 or 2, wherein
<Claim 5>
The radio wave of the predetermined frequency band is one of ultra-high frequency, millimeter wave, and microwave,
The communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication apparatus is characterized in that:
<Claim 6>
The radio wave in the predetermined frequency band is one of GPS, Bluetooth (registered trademark), and Wi-Fi (registered trademark).
The communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication apparatus is characterized in that:
<Claim 7>
An electronic timepiece comprising the communication device according to any one of claims 1 to 6.
<Claim 8>
Glass that refracts and concentrates ultra-short waves,
An electronic timepiece having an antenna for transmitting and receiving ultra-short waves,
The antenna is disposed in a range where ultra high frequency waves concentrate through the glass,
An electronic timepiece characterized by that.
<Claim 9>
Glass that refracts and concentrates ultra-short waves,
An electronic timepiece having an antenna for transmitting and receiving ultra-short waves,
The glass transmits ultra-high frequency waves and concentrates on the antenna;
An electronic timepiece characterized by that.

1,1A,1B 電子時計
2,2A,2B 風防ガラス
3 アンテナ
61 ベゼル
62 見切り
63 本体ケース
64 裏蓋
7 時計モジュール
71 回路基板
72 時計ムーブメント
W 電磁波
1, 1A, 1B Electronic timepiece 2, 2A, 2B Windshield 3 Antenna 61 Bezel 62 Parting 63 Body case 64 Back cover 7 Clock module 71 Circuit board 72 Clock movement W Electromagnetic wave

Claims (9)

所定周波数帯域の電波を屈折して集中させるガラスと、
前記所定周波数帯域の電波を通信するアンテナと、を備え、
前記アンテナは、前記所定周波数帯域の電波が前記ガラスを透過して集中する範囲に配設されている、
ことを特徴とする通信装置。
Glass that refracts and concentrates radio waves in a predetermined frequency band,
An antenna for communicating radio waves in the predetermined frequency band,
The antenna is disposed in a range where radio waves in the predetermined frequency band are concentrated through the glass,
A communication device.
所定周波数帯域の電波を屈折して集中させるガラスと、
前記所定周波数帯域の電波を送受信するアンテナと、を備え、
前記ガラスは、前記所定周波数帯域の電波を透過させて前記アンテナに集中させる、
ことを特徴とする通信装置。
Glass that refracts and concentrates radio waves in a predetermined frequency band,
An antenna for transmitting and receiving radio waves in the predetermined frequency band,
The glass transmits the radio wave of the predetermined frequency band and concentrates it on the antenna.
A communication device.
前記ガラスは、前記アンテナの近傍に厚みを有する、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信装置。
The glass has a thickness in the vicinity of the antenna;
The communication device according to claim 1 or 2, wherein
前記ガラスは、前記アンテナの近傍の誘電率が高い、
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の通信装置。
The glass has a high dielectric constant in the vicinity of the antenna.
The communication device according to claim 1 or 2, wherein
前記所定周波数帯域の電波は、極超短波、ミリ波、マイクロ波のうちいずれかである、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の通信装置。
The radio wave of the predetermined frequency band is one of ultra-high frequency, millimeter wave, and microwave,
The communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication apparatus is characterized in that:
前記所定周波数帯域の電波は、GPS、Bluetooth(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)のうちいずれかの電波である、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の通信装置。
The radio wave in the predetermined frequency band is one of GPS, Bluetooth (registered trademark), and Wi-Fi (registered trademark).
The communication apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the communication apparatus is characterized in that:
請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の通信装置を備えることを特徴とする電子時計。   An electronic timepiece comprising the communication device according to any one of claims 1 to 6. 極超短波を屈折して集中させるガラスと、
極超短波を送受信するアンテナと、を備えた電子時計であって、
前記アンテナは、極超短波が前記ガラスを透過して集中する範囲に配設されている、
ことを特徴とする電子時計。
Glass that refracts and concentrates ultra-short waves,
An electronic timepiece having an antenna for transmitting and receiving ultra-short waves,
The antenna is disposed in a range where ultra high frequency waves concentrate through the glass,
An electronic timepiece characterized by that.
極超短波を屈折して集中させるガラスと、
極超短波を送受信するアンテナと、を備えた電子時計であって、
前記ガラスは、極超短波を透過させて前記アンテナに集中させる、
ことを特徴とする電子時計。
Glass that refracts and concentrates ultra-short waves,
An electronic timepiece having an antenna for transmitting and receiving ultra-short waves,
The glass transmits ultra-high frequency waves and concentrates on the antenna;
An electronic timepiece characterized by that.
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