电子设备及天线装置 【技术领域】
本发明涉及一种具有接收规定的电波的天线的电子设备及天线装置。
背景技术
一直以来,作为电子设备之一的钟表,已知有:具备接收包括时刻数据(即时间码)的标准电波的棒形天线,并基于用该棒形天线接收的标准电波进行时刻修正的电波表。
在棒形天线中有如下的问题,即,当附近有金属构件时,因在天线线圈中产生的磁通通过附近的金属而产生涡电流损耗,使棒形天线的接收灵敏度恶化。
所以,如USP6,657,922中所示,通过将手表壳用合成树脂制成,并且在12点侧的表带安装部上形成向上方开口的凹部,在该凹部中收纳天线,来使得棒形天线远离金属制的后盖。
但是,树脂制的手表壳与金属制的手表壳相比,没有质感、重量感,没有档次感。
【发明内容】
本发明的课题是,提供一种即使设备外壳、后盖等外装构件的一部分或全部由金属制成,天线的接收信号性能也不会降低地电子设备及天线装置。
为了解决所述课题,本发明的电子设备具备金属制的设备外壳、配置于该设备外壳内的天线、配置于所述设备外壳内面和所述天线之间的与所述设备外壳相比导磁率更高的磁性构件。
根据本发明,即使将外壳、后盖等外装构件的一部分或全部用金属制成,也可以实现不会使天线的接收灵敏度恶化的电子设备及天线装置。
【附图说明】
图1是本发明的实施例1的手表的概略剖视图。
图2是本发明的实施例2的手表的概略剖视图。
图3是本发明的实施例3的手表的概略剖视图。
图4A是将磁性片局部粘接的手表的概略纵剖视图,图4B是概略横剖视图。
图5是将磁性片贴附在钟表组件上的手表的概略剖视图。
图6是本发明的实施例4的手表的俯视图。
图7是图6的手表的12点-6点剖视图。
图8是图6的手表的后视图。
图9A是天线的构成图,图9B是表示磁通的分布的图。
图10是表示实施例4的天线及磁性构件的配置的手表的概略后视图。
图11是磁性构件的构成图。
图12是后盖的俯视图。
图13是实施例4的磁通的分布图(1)。
图14是实施例4的磁通的分布图(2)。
图15A、15B是表示改变了磁性构件的导磁率后的测定结果的图。
图16是表示由磁性构件的导磁率造成的磁通分布的变化的图。
图17是实施例5的手表的12点-6点剖视图。
图18是实施例5的手表的后视图。
图19是表示实施例5的天线、磁性构件及非磁性导电构件的配置的概略后视图。
图20是实施例5的磁通的分布图(1)。
图21是实施例5的磁通的分布图(2)。
图22是实施例5的手表的12点-6点剖视图。
图23是实施例6的手表的后视图。
图24A-C是表示天线装置的构造的图。
图25是表示实施例6的天线装置的配置的概略后视图。
图26是磁性构件的构成的变形例。
图27A-C是表示天线装置的变形例(1)的图。
图28是表示天线装置的变形例(2)的图。
图29是表示天线装置的变形例(3)的图。
图30是实施例7的手表的分解立体图。
图31是图30的手表的主要部分概略剖视图(3点-9点剖视图)。
图32是图30的手表的主要部分概略剖视图(12点-6点剖视图)。
图33是图30的手表的后盖的主视图。
图34A、34B是表示基于不锈钢环的有无的天线的接收效率的测定结果的图。
【具体实施方式】
[实施例1]
图1是实施例1的手表1的概略纵剖视图。手表1具备作为外装部件的表壳11和作为外装部件的后盖23,由表壳11和后盖23构成电子设备的筐体。另外,在手表1的表壳11内,收容有钟表组件31,在该钟表组件31中,收纳有接收标准电波的天线32。另外,在表壳11的12点、6点方向上,安装有用于将电子设备佩戴在手腕上的表带10、10。
天线32为棒形天线,具备由非晶态或铁氧体等相对导磁率高而且导电率小的磁性材料制成的棒形的芯、在芯的周围卷绕铜等导线而形成的线圈。此外,天线32当被放置于由标准电波形成的磁场(以下称为「信号磁场」。)中时,该信号磁场的磁通(以下称为「信号磁通」。)集中于较周围的空间相对导磁率高的芯处而与线圈交链,在线圈中就会朝向阻碍线圈内部的信号磁通的变化的方向产生反磁通而产生感应电动势。而且,由于标准电波为交流信号,因此所产生的感应电动势为交流。
钟表组件31还具备具有各种电路等的IC芯片、用于使时针或秒针等指针34在文字盘33上转动的模拟指针机构。作为IC芯片所具有的电路要素,有:控制钟表组件31的各部的CPU等控制IC,利用铜等导线而与天线32的线圈电连接、检测在天线32的线圈中产生的感应电动势并将检测出的电信号放大、解调而取出标准电波中所含的时刻数据(即时间码)的接收电路,和具有振荡器而对当前时刻进行计时的计时电路。控制IC基于由接收电路取出的时刻数据而对计时电路的计时时刻进行修正,并进行控制模拟指针机构而使指针34转动等的处理,显示被修正后的当前时刻。
表壳11由不锈钢或钛等金属制成,形成环状的形状。另外,在表壳11的上面中央部,夹隔衬垫22嵌有表玻璃21,从而可以观察表壳11内部的文字盘33,并且,在下面夹隔防水圈24安装有由与表壳11相同的金属形成的后盖23,构成筐体。
此外,在表壳11的内部,在后盖23的上方配置有钟表组件31,在其上方还配置有文字盘33。天线32被收纳在钟表组件31的12点侧。
另外,在表壳11的内周面及后盖23的内面(表壳11的内部侧的面;图中上面)上,分别利用贴附等粘接有磁性片40a、40b。磁性片40a、40b是在树脂薄片上配合了非晶态或铁氧体等磁性材料的构件,是比形成表壳11或后盖23的金属的相对导磁率更高并且导电率更小的磁性构件。即,手表1在天线32与由金属形成的表壳11及后盖23的各自之间,配置了作为磁性构件的磁性片40a、40b。
此外,相对于信号磁场在天线32中产生的去磁(磁通)按照形成磁阻更小的路径的方式分布。具体来说,磁性片40a的相对导磁率比由金属形成的表壳11的更大。由此,在天线32中产生的磁通中的与表壳11的内周面相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性片40a内,而通过表壳11的磁通极少。另外,磁性片40b的相对导磁率也大于由金属形成的后盖23。由此,在天线32中产生的磁通中的与后盖23的内面相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性片40b内,而通过后盖23的磁通极少。
即,由于通过表壳11及后盖23的磁通极少,因此基本上不产生涡电流。另外,磁性片40a、40b由于导电率小,因此即使磁通通过也基本上不会产生涡电流。所以,由于基本上不会产生由天线32中产生的去磁造成的涡电流损耗,因此就可以抑制收纳(配置)在由金属形成的表壳11的内部的天线32的接收灵敏度的恶化(降低)。
以上,根据实施例1的手表1,通过在由金属制成的表壳11及后盖23和天线32之间配置作为磁性构件的磁性片40a、40b,从而基本上不会发生因磁通通过金属而造成的涡电流损耗,因此就可以抑制天线32的接收灵敏度的恶化(降低)。
而且,在图1中,也可以不用金属形成表壳11,而用ABS树脂等合成树脂来形成。此时,就不需要粘接在表壳11的内周面上的磁性片40b,而仅设置粘接在后盖23的内面上的磁性片40a即可。这是因为,形成表壳11的合成树脂即使通过磁通也不会产生涡电流,即不产生涡电流损耗,天线32的接收灵敏度不会恶化。
[实施例2]
下面,对实施例2进行说明。
而且,在实施例2中,对与所述实施例1相同的要素使用相同符号,并省略详细的说明。
图2是实施例2的手表2的概略纵剖视图。而且,该图中,右侧为文字盘33的12点方向,左侧为6点方向。根据该图,手表2具备构成筐体的表壳12和后盖23。另外,手表2是具备天线32、钟表组件31的电波表。
表壳12由ABS树脂等合成树脂制成,形成环状的形状,夹隔衬垫22嵌有表玻璃21,在上面外周部安装有金属制的表玻璃框(bezel)26。另外,在表壳12上,在与文字盘33的12点及6点的位置对应的2个位置的侧面部分上,设有向外部侧方延伸出来的延伸部13a、13b。延伸部13a、13b由与表壳12为相同材料并且被一体化形成的延伸部分12a、12b、安装在该延伸部分12a、12b的上面的作为外装部件的外罩构件14a、14b构成。该外罩构件14a、14b由金属制成。
特别是,在形成于12点的位置上的延伸部分12a上,形成朝上部开口的凹部,在该凹部中收纳有天线32。此外,在安装于延伸部分12a的上面的外罩构件14a的里面(与延伸部分12a相面对的面;图中下面)上,形成有向下方开口的凹部,覆盖天线32。另外,在表壳12的延伸部分12a上,设有用于穿过将天线32的线圈和钟表组件31电连接的导线的连接路径(未图示)。
另外,在与天线32相面对的部分,即形成于延伸部分12a上的凹部的内面及形成于外罩构件14a上的凹部的内面上,分别利用贴附等粘接有磁性片40c、40d,即,手表2形成在天线32与由金属制成的后盖23及外罩构件14a的各自之间配置了作为磁性构件的磁性片40c、40d的构造。
此外,在天线32中产生的去磁(磁通)按照形成磁阻更小的路径的方式分布。具体来说,磁性片40c的相对导磁率比由金属形成的后盖23的更大。由此,在天线32中产生的磁通中的与后盖23的内面相靠近的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性片40c内,而通过后盖23的磁通极少。另外,磁性片40d的相对导磁率也大于由金属形成的外罩14a。由此,在天线32中产生的磁通中的与外罩构件14a的凹部内面相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性片40d内,而通过外罩14a的磁通极少。
即,由于通过后盖23及外罩构件14a的磁通极少,因此基本上不产生涡电流。另外,磁性片40c、40d由于导电率小,因此即使磁通通过也基本上不会产生涡电流。所以,由于基本上不会产生由天线32中产生的去磁造成的涡电流损耗,因此就可以抑制因用金属形成外罩14a而造成的天线32的接收灵敏度的恶化(降低)。
以上,根据实施例2的手表2,通过在由金属制成的后盖23及外罩14a和天线32之间配置作为磁性构件的磁性片40c、40d,从而基本上不会发生因磁通通过金属而造成的涡电流损耗,因此就可以抑制天线32的接收灵敏度的恶化(降低)。
[实施例3]
下面,对实施例3进行说明。
而且,在实施例3中,对与所述实施例1、2相同的要素使用相同符号,并省略详细的说明。
图3是实施例3的手表3的概略纵剖视图。根据该图,手表3具备表壳15、后盖23及表玻璃框27的外装部件,由表壳15、后盖23及表玻璃框27构成筐体。另外,手表3是具备具有天线32和表组件31的电波表。
表壳15由合成树脂制成,在其上面外周部,为了装饰表壳15的外表面,安装有由金属制成的表玻璃框27。此外,在表壳15的内部,在后盖23的上面配置有天线32,在其上方配置有文字盘33。
另外,在后盖23的内面(表壳15的内部侧的面;图中上面)及表玻璃框27的里面(与表壳15相面对的面;图中下面)上,分别利用贴附等粘接有磁性片40b、40e。即,手表3形成在天线32与由金属形成的后盖23及表玻璃框27的各自之间,配置了作为磁性构件的磁性片40b、40e的构造。
此外,在天线32中产生的去磁(磁通)按照形成磁阻更小的路径的方式分布。具体来说,磁性片40b的相对导磁率比由金属形成的后盖23的更大。由此,在天线32中产生的磁通中的与后盖23的内面相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性片40b内,而通过后盖23的磁通极少。另外,磁性片40e的相对导磁率也大于由金属形成的表玻璃框27。由此,在天线32中产生的磁通中的与表玻璃框27的里面相接近的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性片40e内,而通过表玻璃框27的磁通极少。
即,由于通过后盖23及表玻璃框27的磁通极少,因此基本上不产生涡电流。另外,磁性片40b、40e由于导电率小,因此即使磁通通过也基本上不会产生涡电流。所以,由于基本上不会产生由天线32中产生的去磁造成的涡电流损耗,因此就可以抑制天线32的接收灵敏度的恶化(降低)。
以上,根据实施例3的手表3,通过在由金属制成的后盖23及表玻璃框27和天线32之间配置了作为磁性构件的磁性片40b、40e,从而基本上不会发生因磁通通过金属而造成的涡电流损耗,因此就可以抑制天线32的接收灵敏度的恶化(降低)。
[实施例1、2、3的变形例]
(1)磁性片的配置位置和大小
例如,在所述的实施例1中,虽然在表壳11的内周面整体及后盖23的内面整体,分别粘接有磁性片40a、40b(参照图1),但是也可以局部粘接。具体来说,例如如图4A、4B所示,粘接在靠近天线32的部分。
图4A、4B是用于说明被部分地配置在手表4内的磁性片的配置位置和大小的图。图4A是手表4的概略纵剖视图,图4B是手表4的概略横剖视图。而且,该图中,为了说明的简明,将表壳11内部的钟表组件31和文字盘33等除去而显示。根据该图,在表壳11的内周面及后盖23的内面的各自上,在与天线32靠近的一部分(图中为右半部分)上,粘接有磁性片40f、40g。像这样,也可以根据在天线32中产生的去磁(磁通)的分布,适当地改变磁性片的配置位置及大小。
(2)磁性片的贴附位置
另外,所述的实施例1中,虽然在表壳11的内周面整体及后盖23的内面上,贴附了磁性片40a、40b,但是也可以在钟表组件31的外面贴附。
图5是表示将磁性片41a、41b贴附在钟表组件31的外面上的手表1的图,该手表具备数字式地显示时刻的钟表组件31。钟表组件31具备合成树脂制的上部机盖42和合成树脂制的下部机盖43,在上部机盖42内,收纳有液晶显示装置44,在上部机盖42的上侧,配置有用于看清液晶显示装置44的露出区域的观察板45。另外,在上部机盖42和下部机盖43之间,配置有搭载了IC芯片46的电路基板47。电路基板47的上面借助连接器48与液晶显示装置44电连接,在电路基板47的下面安装有天线32。在下部机盖43上,形成有收纳天线32的天线收纳凹部43a和收纳电池49的电池收纳孔43b。此外,在钟表组件31的周侧面及下面,即上部、下部机盖42、43的周侧面及下部机盖43的下面,贴附有磁性片41a、41b。在下部机盖下面43的磁性片41b上,形成有更换电池49用的开口。
(3)磁性构件的变形例
另外,在所述的各实施例中,虽然使用磁性片作为磁性构件,但是并不限定于薄片状,也可以是刚体的磁性构件。例如,也可以是用混入了磁性材料的合成树脂成形为规定形状的构件。也可以成形为框状,来覆盖组件。
[实施例4]
<手表的构造>
图6是实施例4的手表51的俯视图。如该图所示,手表51具备作为设备外壳的表壳60。在表壳60的外周部分的6点及12点的位置上,安装有用于将其佩戴在使用者的手腕上的表带110a、110b,并且在外周侧面上,设有用于指示手表51的各种功能的执行的开关61。
图7是手表51的A-A’向视剖视图(12点-6点剖视图),图8是手表51的后视图。图8将相当于后盖62及天线70的下方部分的电路压板88的一部分以透视的状态表示。如图7、图8所示,表壳60由不锈钢或钛等金属制成环状的短柱形状。另外,在表壳60的6点及12点的位置的外部侧方,形成有用于安装表带110a、110b的延伸部,在该延伸部上形成有穿过用于安装表带110a、110b的销钉的孔部。
在表壳60的上端部(图7中为上侧),夹隔衬垫66嵌有遮蔽该上端部的开口部的表玻璃67,在表壳60的下端部(图7中为下侧),夹隔O形圈63安装有遮蔽该下端部的开口部的后盖62。后盖62由不锈钢或钛等强度高的金属制成厚度较薄的近似平板状。
在表壳60的内部配置有钟表组件及磁性构件90a、90b。钟表组件具有上部机盖81a及下部机盖81b。在上部机盖81a的上面配置有太阳能电池84,另外在其上方配置有文字板82,在该文字板82的上面配置有环状的观察板65。另外,在形成于靠近文字板82的靠近6点位置的开口部82a的下方,由上部机盖81a支撑着配置有显示时刻等的液晶面板83。即,在从正面观察手表51时,可以穿过形成于文字板82上的开口部82a观察显示在手表51的液晶面板83上的时刻。
另外,在上部机盖81a上,设有模拟指针机构85及接收标准电波的天线70,在下部机盖81b上组装有二次电池87。模拟指针机构85具有从形成于文字板82的中央部的轴孔中向其上方延伸的指针轴、安装在该指针轴上的时针和分针等指针85a,使指针85a在文字板82的上方转动。
天线70如图9A的俯视图所示,具备由铁氧体或非晶态等磁性材料形成的棒状的芯72、在芯72的中央部分将铜等导线以大致均一的厚度卷绕而成的线圈74。芯72被制成截面近似长方形的方棒形状。另外,芯72的两端部为了使更多的磁通向芯72集中,形成与中央部分相比截面积更大的将长方体的外侧角部切掉的形状。
天线70当被放置在标准电波的磁场(以下称为「信号磁场」。)中时,如图9B所示,该信号磁场的磁通(以下称为「信号磁通」。)M1集中于相对导磁率比周围的空间更高的芯72处而与线圈74交链。此外,在线圈74中即产生能够朝向阻碍交链的(通过线圈74内部的)信号磁通M1的变化的方向产生磁通(以下称为「诱发磁通」。)M2的感应电动势V。而且,由于信号磁通M1为大小或朝向周期性地变化的交流信号,因此在线圈74中产生的感应电动势V为交流电动势,诱发磁通M2形成追随信号磁通M1的时间变化而其大小或朝向也周期性地变化的交流磁场。
另外,天线70如图10所示,被配置在表壳60的内部。图10是手表51的主要部分后视图,为了容易理解表壳60的内部的天线70及磁性构件90a、90b的配置,在表壳60的内部,仅表示天线70及磁性构件90a、90b。根据图10,天线70被配置在靠近12点的位置(该图中上侧),并使芯72的轴线与3点-9点方向平行,形成于芯72的两端部的切掉面与表壳60的内周面相面对。另外,天线70的芯72的两端部分别被上部机盖81a支撑,表壳60的内周面及后盖62的上面(表壳60的内部侧的面)被留有间隔地配置。
如图7所示,在上部机盖81a和下部机盖81b之间,配置有连接模拟指针机构85和液晶面板83、天线70等并对其进行控制的LSI基板86。作为LSI基板86所具有的电路要素,有:CPU等控制IC,利用铜等导线与天线70的线圈74电连接、检测出在线圈74中产生的感应电动势V并将检测出的电信号放大、解调而将标准电波中所含的时刻数据(即时间码)取出的接收电路、具有振荡电路并对当前时刻进行计时的计时电路。控制IC进行如下等处理,即,基于由接收电路取出的时刻数据而修正计时电路的计时时刻、并将修正后的当前时刻显示在液晶面板83上,或者控制模拟指针机构85而使指针85a转动,显示修正后的时刻。
磁性构件90a、90b由导磁率高于(大于)表壳60或后盖62的导磁率并且具有比天线70的有效导磁率更低(小)的导磁率的磁性材料制成。另外,磁性构件90a、90b如图11所示,被制成长边方向的长度与线圈74的轴向的长度L大致相等(或者略短亦可)、短边方向的长度与线圈74的宽度W大致相等的近似长方形的薄板状。
磁性构件90a被与表壳60的内周面密接地设置于表壳60的内部的靠近12点的位置。具体来说,长度方向与线圈74的轴向平行地设置在与天线70的线圈74相面对的位置上。即,磁性构件90a被配置在天线70和表壳60之间。另外,天线70被与磁性构件90a留有间隔地配置。
磁性构件90b如图12所示,被与后盖62的内面密接地设于表壳60的内部的靠近12点的位置。图12是表示后盖62和磁性构件90b的位置关系的图。具体来说,将磁性构件90b的长度方向与线圈74的轴向平行地设于与天线70的线圈74相面对的位置上。即,磁性构件90b被配置在天线70和后盖62之间。另外,天线70被与磁性构件90b留有间隔地配置。
而且,磁性构件90a、90b由于长度方向的长度被制成与线圈74的长度L大致相等(或者略短),因此磁性构件90a、90b不会与线圈72的两端部(未卷绕线圈74的部分)相面对。由此,就可以抑制因信号磁通M1与磁性构件90a、90b靠近而通过磁性构件90a、90b,从而造成天线70的接收灵敏度恶化的情况。
<磁通的分布>
在如此构成的手表51中,相对于信号磁场而在天线70中产生的磁通(诱发磁通)M2如图13、14所示分布。
图13、14是表示诱发磁通M2的分布的图。图13表示手表51的主要部分后视图,图14表示手表51的B-B’向视概略剖视图(3点-9点概略剖视图)。另外,图13、14中,为了容易理解磁通的分布,在表壳60内部仅表示有天线70及磁性构件90a、90b。
一般来说,磁通按照采取磁阻尽量小的路径的方式分布。所以,如图13所示,在包括磁性构件90a的天线70与表壳60的内周面相面对的空间X中,由于磁性构件90a的导磁率高于表壳60的导磁率,因此诱发磁通M2当中的与磁性构件90a相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性构件90a,而基本上不会通过表壳60。
另外,如图14所示,在包括磁性构件90b的天线70与后盖62的上面相面对的空间Y中,由于磁性构件90b的导磁率高于后盖62的导磁率,因此诱发磁通M2当中的与磁性构件90b相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性构件90b,而基本上不会通过后盖62。
即,由于通过表壳60及后盖62的磁通极少,因此在表壳60及后盖62中,基本上就不会出现因磁通通过金属而产生的涡电流。所以,由于基本上不会产生由诱发磁通M2造成的涡电流损耗,因此就可以抑制由金属制成的表壳60及后盖62导致的天线70的接收灵敏度的恶化(降低)。
由于磁性构件90a、90b的长度被制成比线圈74的长度L更短(或者相同),并且与线圈74的两端部不相面对地配置,因此本来应当通过芯72的信号磁通M1基本上就不会靠近磁性构件90a、90b而通过磁性构件90a、90b。即,不会因配置了磁性构件90a、90b而使天线70的接收灵敏度降低。
<磁性构件的导磁率>
图15A、15B是表示将磁性构件90a、90b用具有不同的导磁率的磁性材料制成时的测定结果的图。而且,虽然天线70的芯材料的导磁率为8000左右,但是使用了该芯材料的天线70的有效导磁率(在芯上卷绕线圈而测定的导磁率)为100左右。另外,形成表壳60及后盖62的金属的导磁率为1.0~1.2左右。
图15A是表示测定值的测定结果表,将测定条件、测定结果对应地表示。该图是当测定条件为(1)未配置磁性构件90a、90b、并采用了(2)导磁率为μ=1.4、(3)μ=4.5、(4)μ=60、(5)μ=500、(6)μ=8000的磁性构件90a、90b时的总共6个模式。
此外,对于分别接收40kHz及60kHz的标准电波的情况,测定了天线70的阻抗L、共振电阻Z、天线70的接收灵敏度。另外,并同时表示有根据测定的阻抗L及共振电阻Z而依照下式(1)算出的Q值。
Q=Z/(2πfL)…(1)
在上式(1)中,f是所接收的标准电波的频率(即40kHz或60kHz)。
另外,图15B是从图15A的测定结果表所得的图表,将横轴作为测定条件的导磁率μ,在纵轴上标有分别接收40kHz及60kHz的标准电波时的天线70的阻抗L及Q值。
一般来说,阻抗L、共振电阻Z、Q值及接收灵敏度虽然与导磁率μ成比例关系,但是对于内置于手表51的天线70的情况,接收灵敏度以某个导磁率μ的值n为阈值而饱和。即,该图的情况下,虽然阻抗L、共振电阻Z、Q值都与导磁率μ大致成比例,但是接收灵敏度以导磁率μ=「60」为阈值而饱和。
这是因为,如图16所示,当形成磁性构件90a、90b的磁性材料的导磁率μ处于一定程度以上时,本来例如如该图中虚线所示地通过芯72的信号磁通M1就会向磁性构件90a、90b靠近,不通过芯72,而通过磁性构件90a、90b。而且,接收灵敏度达到饱和的阈值的导磁率μ的值n由手表51的构成,具体来说,由天线70的大小(尺寸)、天线70和表壳60及后盖62的位置关系(间隔)、形成表壳60及后盖62的金属的导磁率等决定。
以上,根据实施例4,通过分别将磁性构件90a配置在由金属制成的表壳60的内周面,将磁性构件90b配置在由金属制成的后盖62的内面,在天线70中产生的诱发磁通M2就会通过磁阻更小的磁性构件90a、90b,而基本上不通过表壳60及后盖62。所以,由于基本上不产生由磁通通过表壳60及后盖62的金属造成的涡电流损耗,因此就可以抑制天线70的接收灵敏度的恶化(降低)。
即,当将天线70用例如棒形天线实现时,虽然在天线70中会产生阻碍通过线圈内的磁通随时间的变化的磁通(诱发磁通),但是此时,诱发磁通按照采取磁阻更小的路径的方式分布。即,在天线70中产生的诱发磁通通过配置于设备外壳和天线70之间的磁性构件90a、90b,而基本上不通过作为设备外壳的表壳60。所以,在利用金属制成设备外壳的情况下,基本上不会产生由诱发磁通通过设备外壳造成的涡电流损耗,从而可以抑制天线的接收灵敏度的降低。另外,由于磁性构件90a、90b的导磁率低于天线的有效导磁率,因此就可以防止应当通过天线70的芯的信号磁通通过磁性构件90a、90b而造成的天线70的接收灵敏度的恶化(降低)。
[实施例5]
下面,对实施例5进行说明。
而且,在实施例5中,对于与所述实施例4相同的要素使用相同符号,并省略详细的说明。
<手表的构造>
图17是实施例5的手表52的12点-6点剖视图,图18是手表52的后视图。图17以透视的状态表示相当于后盖72及天线70的下方部分的电路压板88的一部分。如图17、18所示,实施例5中,在表壳60的内部,配置有钟表组件、磁性构件90a、90b及作为磁通排斥构件的非磁性导电构件100a、100b。
非磁性导电构件100a、100b由导磁率高于1并且低于磁性构件90a、90b的导磁率、而导电率高于表壳60及后盖62的导电率的非磁性导电材料制成。这里,作为非磁性导电材料,例如有金、铜、钛、铝等,但是钛的导磁率为1.001,铝的导磁率为1.0002。另外,非磁性导电构件100a、100b被制成与磁性构件90a、90b近似相同的形状,即,如图11所示,被制成长边方向的长度与线圈74的轴向的长度L大致相等(或者略短)、短边方向的长度与线圈74的宽度W大致相等的近似长方形的薄板状。
非磁性导电构件100a如图19所示,与表壳60的内周面密接地设于表壳60的内部靠近12点的位置。图19是手表52的主要部分后视图,为了容易理解表壳60的内部的天线70、磁性构件90a、非磁性导电构件100a的配置,在表壳60的内部,仅表示有天线70、磁性构件90a及非磁性导电构件100a。具体来说,将非磁性导电构件100a的长边方向与线圈74的轴向平行地设于与天线70的线圈74相面对的位置上。此外,将磁性构件90a按照与非磁性导电构件100a的上面重合的方式密接设置。即,非磁性导电构件100a被配置在表壳60和磁性构件90a之间。另外,在磁性构件90a和天线70之间形成有间隙。
另外,非磁性导电构件100b被与后盖62的内面密接地设于表壳60的内部靠近12点的位置上。具体来说,将长边方向与芯74的轴向平行地设于与天线70的线圈74相面对的位置上。此外,磁性构件90b被按照与非磁性导电构件100b的上面重合的方式密接设置。即,非磁性导电构件100b被配置在后盖62和磁性构件90b之间。另外,在磁性构件90b和天线70之间形成有间隙。
<磁通的分布>
图20、21是表示手表52的诱发磁通M2的分布的图。图20表示手表52的主要部分后视图,图21表示手表52的3点-9点概略剖视图。图20、21中,为了容易理解磁通的分布,在表壳60内部仅表示有天线70、磁性构件90a、90b及非磁性导电构件100a、100b。
如图20所示,在包括非磁性导电构件100a及磁性构件90a的天线70与表壳60的内周面相面对的空间Z中,由于磁性构件90a的导磁率高于表壳60及非磁性导电构件100a的导磁率,因此诱发磁通M2当中的与磁性构件90a相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性构件90a。
另外,非磁性导电构件100a具有排斥磁通的性质。由此,诱发磁通M2当中的要横切磁性构件90a而通过表壳60的磁通就会被配置在磁性构件90a和表壳60之间的非磁性导电构件100a排斥,结果就会通过磁性构件90a。所以,通过表壳60的磁通极少。
另外,如图21所示,在包括非磁性导电构件100b及磁性构件90b的天线70与后盖62的内面相面对的空间W中,由于磁性构件90b的导磁率高于后盖62及非磁性导电构件100b的导磁率,因此诱发磁通M2当中的与磁性构件90b相面对的部分的磁通就会通过磁阻更小的磁性构件90b。
另外,非磁性导电构件100b具有排斥磁通的性质。由此,诱发磁通M2当中的要横切磁性构件90b而通过后盖62的磁通就会被配置在磁性构件90b和后盖62之间的非磁性导电构件100b排斥,结果就会通过磁性构件90b。所以,通过后盖62的磁通极少。
即,由于通过表壳60及后盖62的磁通极少,因此基本上就不会出现因磁通通过金属而产生的涡电流损耗。所以,就可以抑制由金属制成的表壳60及后盖62导致的天线70的接收灵敏度的恶化(降低)。
以上,根据实施例5,通过将非磁性导电构件100a配置在由金属制成的表壳60的内周面,并在该非磁性导电构件100a的上面配置磁性构件90a,并且将非磁性导电构件100b配置在由金属制成的后盖62的内面,并在该非磁性导电构件100b的上面配置磁性构件90b,在天线70中产生的诱发磁通M2就会通过磁阻更小的磁性构件90a、90b,并且被非磁性导电构件100a、100b排斥,而基本上不通过表壳60及后盖62。所以,由于基本上不产生由磁通通过表壳60及后盖62的金属造成的涡电流损耗,因此就可以抑制天线70的接收灵敏度的恶化(降低)。
[实施例6]
下面,对实施例6进行说明。
而且,在实施例6中,对于与所述实施例4、5相同的要素使用相同符号,并省略详细的说明。
<手表的构造>
图22是实施例6的手表53的12点-6点剖视图,图23是手表53的主要部分后视图。而且,图23以透视的状态表示相当于后盖62及天线装置120的下方部分的电路压板88的一部分。如图22、23所示,实施例6中,在表壳60的内部,配置有钟表组件及由上部机盖81a支撑的天线装置120。
图24A是天线装置120的俯视图,图24B是天线装置120的主视图,图24C是天线装置120的垂直剖视图。而且,为了容易理解天线外壳76内部的天线70的配置,在图24A中、该图24B中分别将上部和正面侧部以透视的状态表示。如图24A、24B、24C所示,天线装置120具备天线外壳76、天线70、粘接天线外壳76和天线70的粘结剂78、将天线70和LSI基板86电连接的柔性基板(未图示)、磁性构件90a、90b。
天线外壳76例如由不遮蔽电波的聚对苯甲酸丁烯酯(PBT)等合成树脂或纸材制成,具备包围天线70的上半部分的周围的上部部件76a、包围天线70的下半部分的周围的下部部件76b。上部部件76a及下部部件76b形成截面コ字形的一面开口的细长的箱状,通过使开口面之间对齐而从上下方向夹入天线70,将天线70收纳在其内部。
另外,通过按照在将天线70收纳在天线外壳76内部时,使天线70与天线外壳76的内面接触的方式形成天线外壳76,将天线70固定收纳。另外,天线外壳76由于是保护天线70免受外部的冲击等的构件,因此具有一定程度的厚度(具体来说为1.5mm左右)。
粘结剂78例如为环氧类的粘结剂,在将天线70收纳在天线外壳76中的状态下被涂布在线圈74的外周面和天线外壳76的内周面之间,将天线70和天线外壳76点粘接。
磁性构件90a、90b被与天线外壳76的外周面密接地配置。具体来说,磁性构件90a被按照使长边方向与芯72的轴向平行的方式配置在与表壳60的内周面相面对的天线外壳76的外周侧面上。即,磁性构件90a被配置在天线70和表壳60之间。另一方面,磁性构件90b被按照使长边方向与芯72的轴向平行的方式配置在与后盖62的内周面相面对的天线外壳76的外周下面上。即,磁性构件90b被配置在天线70和后盖62之间。
另外,磁性构件90a、90b由于被设于表壳60的外周面上,因此在磁性构件90a、90b和天线70之间,至少设有相当于表壳60的厚度的量的间隙(间隔)。而且,由于磁性构件90a、90b的长边方向的长度被制成与线圈74的长度L相等(或者略短),因此磁性构件90a、90b就不会与未卷绕线圈74的芯72的两端部相面对。
此外,天线装置120如图25所示,在表壳60的内部,被配置在靠近12点的位置(图25中上侧)。图25是手表52的主要部分后视图,为了容易理解表壳60的内部的天线装置120的配置,在表壳60内部仅表示有天线装置120。天线装置120被按照芯72的轴线与3点-9点方向平行、磁性构件90a与表壳60的内周面相面对并且磁性构件90b与后盖62的内面相面对的方式配置。
以上,根据实施例6,通过在天线外壳76的外周面,将磁性构件90a配置在与由金属制成的表壳60的内周面相面对的位置,将磁性构件90b配置在与由金属制成的后盖62的上面相面对的位置,即与实施例4相同地,在天线70中产生的诱发磁通M2就会通过磁阻更小的磁性构件90a、90b,而基本上不通过表壳60及后盖62。所以,由于基本上不产生由磁通通过形成表壳60及后盖62的金属而造成的涡电流损耗,因此就可以抑制天线70的接收灵敏度的降低。
[实施例4~6的变形例]
(A)磁性构件90a、90b、非磁性导电构件100a、100b的形状
所述的各实施方式中,虽然将磁性构件90a、90b、非磁性导电构件100a、100b的形状设为近似长方形的薄板状,但是并不限定于此,也可以是其它的形状。另外,也可以将磁性构件90a、90b、非磁性导电构件100a、100b制成膜状。但是,此时,按照将磁性构件90a、90b、非磁性导电构件100a、100b的与天线70相面对的部分的长度(沿着轴向的方向的长度)制成与线圈74的长度L大致相等(或者略短),并且磁性构件90a、90b、非磁性导电构件100a、100b与未卷绕线圈74的芯72的两端部分不相面对的方式配置。
(B)磁性构件90a、90b的尺寸
另外,所述的各实施方式中,虽然采用了使磁性构件90a、90b长边方向的长度与线圈74的长度L大致相等(或者略短)、短边方向的长度与线圈74的宽度W大致相等的尺寸(参照图11),但是在实施例4、5中,也可以将磁性构件90a、90b的大小(尺寸)如图26所示形成。即,也可以使磁性构件90a、90b的长边方向的长度L1比线圈74的长度L更长,使短边方向的长度W1比线圈74的宽度W更长。但是,该长度L1、W1要根据形成磁性构件90a、90b的磁性材料的种类(具体来说是导磁率μ)、磁性构件90a、90b和天线芯72之间的距离之类的手表的构造,适当地确定为使天线70的接收灵敏度良好的值。
(C)非磁性导电构件100a、100b的尺寸
另外,所述的实施例5中,虽然将非磁性导电构件100a、100b与磁性构件90a、90b制成近似相同的形状,但是也可以将非磁性导电构件100a、100b与磁性构件90a、90b设为不同的形状及尺寸。例如也可以将磁性构件90a、90b的形状及尺寸制成比非磁性导电构件100a、100b更小。另外,也可以将磁性构件90a、90b的形状及尺寸制成比非磁性导电构件100a、100b更大。
(D)天线装置120
另外,也可以将实施例6的天线装置120按照图27A、27B、27C、图28、图29所示的天线装置120A、120B、120C的方式构成。
(D-1)
图27A是天线装置120A的俯视图,图27B是天线装置120A的主视图,图27C是天线装置120A的垂直剖视图。而且,为了容易理解天线外壳76内部的天线70的配置,分别在图27A、图27B中以透视的状态表示上部和正面侧部。
如图27A、27B、27C所示,在天线装置120A中,在天线外壳76的外周面上配置有磁性构件90a、90b。具体来说,磁性构件90a被按照与和表壳60(参照图22)的内周面相面对的天线外壳76的外周侧面(图27A中上侧;图27C中右侧)密接、使长边方向与芯72的轴向平行、与线圈74相面对的方式配置。此外,在该磁性构件90a的上面,重合密接地配置有非磁性导电构件100a。即,非磁性导电构件100a被配置在表壳60和天线70之间。
另外,磁性构件90b被按照与和后盖62(参照图22)的内面相面对的天线外壳76的外周下面(图27B中下面。图27C中下面)密接地、使长边方向与芯72的轴向平行地、与线圈74相面对的方式配置。此外,在该磁性构件90b的上面,重合密接地配置有非磁性导电构件100b。即,非磁性导电构件100b被配置在后盖62和天线70之间。
(D-2)
图28是天线装置120B的垂直剖视图。如该图所示,天线装置120B具有组件外壳122,在该组件外壳122内,配置有将天线70收纳在内部的天线外壳76、磁性构件90a、90b。
组件外壳122例如由不遮蔽电波的聚对苯甲酸丁烯酯(PBT)等合成树脂或纸材制成截面口字形的细长的近似长方体形状。
天线外壳76在该图中,使左侧侧面及上侧侧面与组件外壳122的内面接触,并靠向左上角,将长边方向与组件外壳122的长边方向平行地配置。
磁性构件90a在该图中,被按照与组件外壳122的右侧内面密接、长边方向与芯72的轴向平行、仅与线圈74的部分相面对而不与芯72的两端部分相面对的方式配置。另外,磁性构件90b在该图中,被按照与组件外壳122的下侧内面密接、长边方向与芯72的轴向平行、仅与线圈74的部分相面对而不与芯72的两端部分相面对的方式配置。
而且,配置在组件外壳122的内面上的磁性构件90a、90b也可以配置在组件外壳122的外侧面上。
此外,天线装置120B在作为设备外壳的表壳60的内部,被配置在靠近12点的位置。具体来说,按照天线70的芯72的轴向与3点-9点方向平行、磁性构件90a与表壳60的内周面相面对,并且磁性构件90b与后盖62的内面相面对的方式配置。
(D-3)
图29是天线装置120C的垂直剖视图。如该图所示,天线装置120C具有组件外壳122,在该组件外壳122内,配置有将天线70收纳在内部的天线外壳76、磁性构件90a、90b、非磁性导电构件100a、100b。
非磁性导电构件100a在该图中,被按照与组件外壳122的右侧内面密接、长边方向与芯72的轴向平行、仅与线圈74的部分相面对而不与芯72的两端部分相面对的方式配置。此外,磁性构件90a被重合密接地配置在非磁性导电构件100a的上面。
非磁性导电构件100b在该图中,被按照与组件外壳122的下侧内面密接、长边方向与芯72的轴向平行、仅与线圈74的部分相面对而不与芯72的两端部分相面对的方式配置。此外,磁性构件90b被重合密接地配置在非磁性导电构件100b的上面。
而且,配置在组件外壳122的内面上的非磁性导电构件100a、100b也可以配置在组件外壳122的外侧面上。
此外,天线装置120C在作为设备外壳的表壳60的内部,被配置在靠近12点的位置。具体来说,按照天线70的芯72的轴向与3点-9点方向平行、非磁性导电构件100a与表壳60的内周面相面对,并且非磁性导电构件100b与后盖62的内面相面对的方式配置。
[实施例7]
图30是实施例7的手表131的分解立体图。另外,图31是手表131的3点-9点方向的剖视图,图32是手表131的12点-6点方向的剖视图。而且,图31、图32中,为了容易理解本实施方式的主要部分构造,除去了钟表组件180及框构件190。
如图30~图32所示,手表131具有在内部收纳钟表组件180的表壳140、安装在作为表壳140的下面的里侧的后盖150,利用表壳140及后盖150构成作为手表壳的设备外壳。在钟表组件180中,包含有用于接收标准电波的天线182。即,手表131是接收标准电波来进行时刻修正的电波表。
表壳140由不锈钢或钛等强度高的金属制成上下面开口的俯视为圆形的环状。另外,在表壳140的12点及6点的部分上,形成有向外部侧方延伸出来的延伸部141,在该延伸部141上,安装有用于将其佩戴在使用者的手腕上的表带构件(未图示)。
在表壳140的上面中央部(观察侧),夹隔环状的衬垫143安装有表玻璃142,在表壳140的上面外周部,安装有用于装饰表壳140的外表面的表玻璃框144。表玻璃框144由不锈钢等强度高的金属制成厚度较薄的框形状。另外,在表壳140的内部、在表玻璃142的下方,沿着表壳140的内周配置有观察构件145。
在表壳140的下端部,沿着该下端部形成有朝向下方延伸出来的环状的凸部146。在该凸部146上,形成有用于配置防水圈190的环状的环形槽147。防水圈190由合成树脂或橡胶等具有弹性的材料制成环状,在配置于环形槽147内的状态下压接在后盖150的内面上。通过该防水圈190在表壳140和后盖150之间被压缩,就可以确保手表壳内的气密性。
后盖150由与表壳140相同的不锈钢或钛等强度高的金属制成整体的厚度较薄的近似平板状,并且在周边部具有环状的竖立部152。该竖立部152被按照使表壳140的凸部146位于其内侧,内周面与表壳140的凸部146的外周面接触,并且外周面与表壳140的外周面没有阶梯而近似平坦的方式构成。
另外,在后盖150上,形成有与形成于表壳140的下面侧的4个螺钉孔148分别对应的插穿孔154。此外,通过从后盖150的里侧将插穿这些各插穿孔154的螺钉(未图示)旋入对应的螺钉孔148而紧固,就可以将后盖150固定在里侧,而堵住表壳140的开口部。
另外,在表壳140和后盖150之间,配置有作为隔离构件的不锈钢环170。该不锈钢环170由不锈钢制成厚度较薄的环状,被沿着表壳140的竖立部152的内周面配置在环形槽147的外侧。即,不锈钢环170被夹入表壳140的凸部146和后盖150之间而固定。另外,不锈钢环170由于被配置在竖立部152的内侧,因此就不会向手表131的外部露出。
利用夹隔在表壳140和后盖150之间的不锈钢环170,在表壳140的下端部和后盖150之间就会产生相当于不锈钢环170的厚度的间隙,表壳140和后盖150仅在表壳140的凸部146的外侧面和后盖150的竖立部152的内周面处接触。即,表壳140和后盖150的接触面积变小。另外,由于表壳140的凸部146和不锈钢环170的接触电阻及不锈钢环170和后盖150的接触电阻,夹隔了不锈钢环170的表壳140和后盖150之间的电阻增大。根据这些理由,表壳140和后盖150之间的电阻与未配置不锈钢环170的情况相比就会增大。
在未设置不锈钢环170的情况下,即成为表壳140的下端部与后盖150的上面以较宽范围接触的状态。该状态下,当在天线182中产生的去磁通过作为金属构件的表壳140或后盖150时,则电流穿过该接触部分在表壳140及后盖150整体上环流,这样,天线182的接收性能就会恶化(降低)。但是,通过像本实施方式那样配置不锈钢环170,由于表壳140和后盖150之间的电阻增大,因此就可以抑制在表壳140及后盖150中环流的电流,从而实现天线182的接收效率的提高。
在表壳140的内部,由合成树脂制的框构件190支撑配置(收纳)有钟表组件180。钟表组件180具备接收标准电波的天线182、具有各种电路的IC芯片、用于使时针和秒针等指针在文字盘上转动的模拟指针机构等。
天线182为棒形天线,具备由非晶态或铁氧体等相对导磁率高而且导电率小的磁性材料制成的棒状的芯、在芯的周围卷绕铜等导线而形成的线圈。此外,天线182当被放置于标准电波的磁场中时,该磁场的磁通集中于较周围空间相对导磁率高的芯处而与线圈交链,在线圈中就会产生感应电动势,朝向阻碍线圈内部的磁通的变化的方向产生去磁(磁通)。
作为IC芯片所具有的电路要素,有:控制钟表组件的各部的CPU等控制IC,利用铜等导线与天线182的线圈电连接、检测在其线圈中产生的感应电动势并将检测出的电信号放大、解调而取出标准电波中所含的时刻数据(即时间码)的接收电路,具有振荡器而对当前时刻进行计时的计时电路。控制IC进行以下等处理,即基于由接收电路取出的时刻数据对计时电路的计时时刻进行修正,控制模拟指针机构,使指针34转动,显示被修正后的当前时刻。
框构件190由厚度较薄的圆形的底部192、沿着该底部192的周边部形成的侧部194构成,通过从下方支撑钟表组件180,并且进行与其它的构成要素的缓冲,来保护钟表组件180。侧部194的与钟表组件180所含的天线182的对置部分(图30中为靠近12点的大约1/3部分)被切掉,在该切除部分上,与该切除部分相当的形状及厚度的磁性片200A被按照被绝缘片202A覆盖而形成侧部194的一部分的方式配置。
另外,在后盖150的上面,如图33所示,在与天线182对置的部分(该图中为靠近12点的大约1/2部分)上,磁性片200B被图31、32所示的绝缘带202B覆盖而密接地设于后盖150上面。该图33是后盖150的主视图。
磁性片200A、200B例如是在树脂中分散、混合了非晶态或铁氧体等磁性体粉末、铜或铝等金属粉末而制成片状的构件,是导磁率高于表壳140或后盖150并且导电率小的磁性构件。即,形成在作为金属构件的表壳140及后盖150各自与天线182之间,配置了作为磁性构件的磁性片200A、200B的状态。
利用该磁性片200A、200B也可以抑制天线182的接收效率的恶化(降低)。在作为磁性构件的磁性片中有遮蔽外部磁场的效果。所以,因标准电波而在天线182中产生的去磁(磁通)被磁性片200A、200B遮蔽而基本上不通过表壳140或后盖150。由此,在作为金属构件的表壳140或后盖150中,基本上就不会产生由磁场通过金属而造成的涡电流,从而可以抑制由附近金属引起的天线182的接收效率的恶化(降低)。
<测定结果>
图34A、34B是表示由不锈钢环170的有无造成的天线182的接收灵敏度的变化的测定结果的图。图34A表示没有不锈钢环170时的测定结果,图34B表示有不锈钢环170时(即本实施方式的手表131)的测定结果。而且,图34A、34B只是不锈钢环170的有无的不同,其它的测定要素全部相同。
此种测定中,从处于离开规定距离的位置上的发射机发送包含时刻码的电波,将用配置有/未配置不锈钢环170的各手表可以接收的时刻码的发射机的最低输出电场强度作为接收灵敏度进行测定。从发射机中发射作为当前的使用频率的40kHz(JJY40)及60kHz(JJY60)的标准电波。这里所谓“可以接收”是指,可以从接收电波中取出时刻码。
根据该图,对于40kHz及60kHz的任意的频率的情况,图34B所示的配置了不锈钢环170的情况,与图34A所示的未配置不锈钢环170的情况相比,最低输出电场强度更低(小)。即,表明通过配置不锈钢环170,天线182的接收灵敏度提高,具体来说,该例中,接收灵敏度提高了2~3dBμV/m。
如上所述,根据实施例7,在由金属制成的表壳140内收容了天线182的手表131中,通过利用夹隔在表壳140和后盖150之间的不锈钢环170,表壳140和后盖150之间的电阻增大,天线182的接收灵敏度提高。
<实施例7的变形例>
而且,也可以将所述的实施例7例如变形如下。
(1)将不锈钢环170用不锈钢以外的金属制成。
(2)另外,将不锈钢环170用树脂或陶瓷等非导电性的材料制成。该情况下,由于表壳140和后盖150被绝缘,即,成为非导通,因此大致上可以防止在表壳140及后盖150中环流的电流,其结果是,可以抑制天线182的接收灵敏度的恶化。
所述的实施例1~7中,虽然对将本发明应用于作为电子设备的一种的手表中的情况进行了说明,但是除了手表以外,对于怀表或旅行表之类的其它类型的电波表、移动电话、收音机等,只要是在设备外壳内具有天线的电子设备,都可以同样地使用。