EP1431847B1 - Dispositif électronique portable, notamment pièce d'horlogerie, comprenant une antenne formée d'une bobine de grand diamètre - Google Patents

Dispositif électronique portable, notamment pièce d'horlogerie, comprenant une antenne formée d'une bobine de grand diamètre Download PDF

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EP1431847B1
EP1431847B1 EP02080691A EP02080691A EP1431847B1 EP 1431847 B1 EP1431847 B1 EP 1431847B1 EP 02080691 A EP02080691 A EP 02080691A EP 02080691 A EP02080691 A EP 02080691A EP 1431847 B1 EP1431847 B1 EP 1431847B1
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cell
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    • 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, in particular a timepiece, equipped with a communication antenna formed by a coil of large diameter relative to the dimensions of the housing of this electronic device.
  • the communication antenna is preferably placed in the upper region of the housing, that is to say the side of the display means and / or glass covering these display means.
  • the coil of the antenna is formed of several turns of a diameter of the order of magnitude of the housing of the room. watchmaking.
  • a digital display is formed by an LCD cell.
  • the dimensions of this LCD cell are provided on the order of magnitude of the opening defined by the housing for the display means.
  • the solution of integrating the antenna coil into a telescope poses a double problem.
  • this requires having a bezel forming at least in part a separate element of the middle part to easily allow the introduction of the coil in this bezel.
  • Such an arrangement therefore makes it difficult to make a middle-bezel of the same room. Therefore, the price of the housing is increased, the assembly of this housing being more difficult and requiring some precautions due to the integration of the antenna coil in the bezel.
  • such an arrangement limits the realization of the upper part of the housing. Indeed, the dimensions of the housing in its upper part can hardly be reduced because of the bezel inside which is arranged an antenna coil.
  • An object of the present invention is to overcome the aforementioned drawbacks of the prior art.
  • Document JP 2000-056045 discloses a watch provided with an antenna formed of a wire forming a single turn. Both ends of the wire are bent and each have an end portion which is welded to an integrated circuit board located at a lower level than the turn. This arrangement makes it possible to have the antenna located on the side of the upper face of a display cell. However welding assembly is expensive and can not be dismantled, making repair of the watch movement difficult or impossible.
  • the object of the invention is to provide a portable electronic wrist device with a digital display and a high efficiency antenna coil that can be easily assembled to the portable device while limiting the size.
  • the present invention as defined by claim 1 relates to a portable electronic device, in particular a timepiece, comprising an electronic movement formed of a printed circuit board electrically connecting at least one electronic circuit, a cell of digital display and a communication antenna formed of a coil having at least one turn, this coil having two ends of electrical connections.
  • Said display cell extends above said wafer and said coil is arranged on the side of the upper surface of this display cell.
  • Both ends of the antenna are electrically connected to said plate by means of two connecting members forming two male plugs and two corresponding female plugs, the two connecting members being respectively formed by two elastically deformable blades providing an electrical connection by pressure.
  • the two connecting members are fixed on a support arranged under the coil and having two electrical contact pads for both ends of the coil.
  • the two female sockets are formed by two metallized holes provided in said printed circuit board.
  • the portable electronic device in this case the timepiece 2 partially shown in FIG. 5, comprises a printed circuit board 4 forming a main support for the electronic movement 6 equipping the wristwatch 2.
  • the electronic movement 6 forms a compact and unitary module that can be integrated into various portable electronic devices comprising a communication antenna capable of transmitting and / or receiving electromagnetic signals.
  • the housing 8 is provided only as an example. This example demonstrates one of the advantages of the invention, namely that it is not possible to arrange the electronic movement 6 comprising the communication antenna and its electronic circuit in a watch case having a middle-bezel formed of a single and same piece with a compact design.
  • the movement 6 further comprises an LCD display cell 10 comprising two substrates 12 and 14 and a polarizing film 16 defining its upper surface.
  • the cell 10 covers most of the PCB board 4 and has a relatively large display area. Indeed, as is also apparent from Figure 5, the dimensions of the display area of the cell 10 defined substantially by the film 16 are of the same order of magnitude as the dimensions of the housing 8 in the plane defined by this movie 16.
  • an antenna coil 20 is arranged on the side of the upper surface 22 of the cell 10. More specifically, the coil 20 is arranged on the LCD cell 10 and covers the peripheral region of the film 16.
  • a support 24 of relatively small size is arranged under the coil 20 at the periphery of the latter.
  • the support 24 has on the side opposite the coil 20 two electrical contact pads 26 and 28.
  • the coil 20 is formed of several turns (not shown) and has two ends 30 and 31 respectively welded to the two lands 26 and 28.
  • Two members 32 and 33 of electrical connection to the wafer 4 are arranged on the support 24 so as to be respectively electrically connected to the two lands 26 and 28.
  • the two members 32 and 33 define two plugs.
  • the two members 32 and 33 each have an elastically deformable blade 34, 35 having an ellipsoidal shape. These two blades rise from the substrate 24 perpendicular to the latter.
  • FIG. 1 is represented the substrate 24 and the two blades 34 and 35 after assembly of the module represented in FIG. 2 to the module formed of the wafer 4 and the cell 10.
  • FIG. 3 differs from FIG. 1 only in the representation of the coil 20 arranged on the side of the upper surface of the cell 10.
  • the two connecting members 32 and 33 extend in the peripheral region of the display cell 10, perpendicularly to the upper surface 22 of this cell.
  • the two blades 34 and 35 forming the connecting members through two metallized holes 40 and 41 provided in the plate 4. These holes 40 and 41 define two female plugs.
  • the blades 34 and 35 exert a radial pressure on the lateral surface of the holes 40 and 41 so as to ensure a good electrical connection between the antenna coil 20 and the electronic circuit 44 of the communication unit arranged in the portable device according to the invention.
  • This unit 44 is electrically connected to the metallized walls of the holes 40 and 41 by two conducting tracks 46 and 47.
  • an electronic circuit 50 distinct from the electronic unit 44 is provided for controlling the digital display of the cell 10.
  • the assembly of the electronic movement 6 is easy.
  • the printed circuit board 4 forms a base on which the cell 10 is arranged. The latter is electrically connected to the lower face of the wafer 4 by a flexible connector.
  • the module shown in Figure 2, comprising the coil 20 and the two connecting members 32 and 33, is easily assembled to the movement 6. Just place the blades 34 and 35 in front of the holes 40 and 41 and exercise on the coil a certain pressure at the location of the support 24.
  • the electrical connection between the coil and the printed circuit board 4 is thus done without difficulty, according to the principle of an electrical outlet, without requiring welding or other means subsequent electrical connection.
  • the antenna module of Figure 2 can be easily removed if necessary.
  • the movement 6 equipped with an antenna coil and its electronic communication unit form a compact device with a coil arranged directly on the periphery of the display surface of the LCD cell.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif électronique portable, en particulier une pièce d'horlogerie, équipé d'une antenne de communication formée par une bobine de grand diamètre relativement aux dimensions du boîtier de ce dispositif électronique.
  • Pour limiter l'influence des divers éléments électriques d'une pièce d'horlogerie et également de matériaux ferromagnétiques formant celle-ci, l'antenne de communication est placée de préférence dans la région supérieure du boîtier, c'est-à-dire du côté des moyens d'affichage et/ou du verre couvrant ces moyens d'affichage.
  • De plus, pour assurer une bonne réception et permettre une communication à une certaine distance de la pièce d'horlogerie, la bobine de l'antenne est formée de plusieurs spires d'un diamètre de l'ordre de grandeur du boîtier de la pièce d'horlogerie.
  • Il est connu de l'art antérieur d'intégrer une telle bobine dans un évidement de la carrure ou de préférence dans une lunette du boîtier, cette lunette entourant par définition le verre supérieur du boîtier. Cette dernière solution permet de dégager les moyens d'affichage de la pièce d'horlogerie et d'utiliser notamment un affichage digital qui forme la majeure partie ou la totalité du cadran de cette pièce d'horlogerie.
  • De manière conventionnelle, un affichage digital est formé par une cellule LCD. Dans le cas de la présente invention, les dimensions de cette cellule LCD sont prévues de l'ordre de grandeur de l'ouverture définie par le boîtier pour les moyens d'affichage. Cependant, la solution d'intégrer la bobine d'antenne dans une lunette pose un double problème. Premièrement, ceci nécessite d'avoir une lunette formant au moins en partie un élément distinct de la carrure pour permettre aisément l'introduction de la bobine dans cette lunette. Un tel agencement ne permet donc guère de réaliser une carrure-lunette d'une même pièce. Par conséquent, le prix du boîtier est augmenté, l'assemblage de ce boîtier étant plus difficile et nécessitant quelques précautions dues à l'intégration de la bobine d'antenne dans la lunette. Ensuite, un tel agencement limite les réalisation de la partie supérieure du boîtier. En effet, les dimensions du boîtier dans sa partie supérieure peuvent difficilement être réduites à cause de la lunette à l'intérieur de laquelle est agencée une bobine d'antenne.
  • Un but de la présente invention est de pallier les inconvénients susmentionnés de l'art antérieur.
  • On connaît du document JP 2000-056045 une montre munie d'une antenne formée d'un fil métallique formant une seule spire. Les deux extrémités du fil sont pliées et présentent chacune une partie terminale qui est soudée à une plaquette de circuit intégré située à un niveau inférieur que la spire. Cet arrangement permet d'avoir l'antenne située du côté de !a face supérieure d'une cellule d'affichage. Cependant l'assemblage par soudage est coûteux et ne peut pas être démonté, ce qui rend une réparation du mouvement horloger difficile ou impossible.
  • Plus particulièrement, le but de l'invention est de fournir un dispositif électronique portable au poignet avec un affichage digital et une bobine d'antenne à haute efficacité qui puisse être aisément assemblée au dispositif portable tout en limitant l'encombrement.
  • A cet effet, la présente invention comme défini par la revendication 1 concerne un dispositif électronique portable, notamment une pièce d'horlogerie, comprenant un mouvement électronique formé d'une plaquette de circuit imprimé reliant électriquement au moins un circuit électronique, une cellule d'affichage digital et une antenne de communication formée d'une bobine ayant au moins une spire, cette bobine présentant deux extrémités de liaisons électriques. Ladite cellule d'affichage s'étend au-dessus de ladite plaquette et ladite bobine est agencée du côté de la surface supérieure de cette cellule d'affichage. Les deux extrémités de l'antenne sont reliées électriquement à ladite plaquette par l'intermédiaire de deux organes de connexion formant deux fiches mâles et de deux fiches femelles correspondantes, les deux organes de connexion étant formés respectivement par deux lames élastiquement déformables assurant une connexion électrique par pression.
  • Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les deux organes de connexion sont fixés sur un support agencé sous la bobine et présentant deux plages de contact électrique pour les deux extrémités de la bobine. Les deux fiches femelles sont formées par deux trous métallisés prévus dans ladite plaquette de circuit imprimé.
  • La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide du dessin annexé, donné à titre d'exemple nullement limitatif, dans lequel :
    • la figure 1 est une vue partielle d'un premier mode de réalisation d'un dispositif électronique portable selon l'invention;
    • la figure 2 est une vue schématique d'une bobine d'antenne associée à deux organes de connexion électrique selon l'invention;
    • la figure 3 est une vue en perspective du dispositif de la figure 1 complétée de la bobine d'antenne de la figure 2;
    • la figure 4 est une vue schématique de la surface inférieure d'une plaquette principale de circuit imprimé du premier mode de réalisation, et
    • la figure 5 est une vue de dessus en perspective d'une pièce d'horlogerie équipée d'un mouvement électronique à affichage digital tel que représenté à la figure 3 mais sans la bobine d'antenne.
  • A l'aide des figures 1 à 5, on décrira ci-après un mode de réalisation préféré de la présente invention.
  • Le dispositif électronique portable, en l'occurrence la pièce d'horlogerie 2 représentée partiellement à la figure 5, comprend une plaquette de circuit imprimé 4 formant un support principal pour le mouvement électronique 6 équipant la montre-bracelet 2. On notera de suite que le mouvement électronique 6 forme un module compact et unitaire pouvant être intégré dans divers dispositifs électroniques portables comprenant une antenne de communication susceptible d'émettre et/ou recevoir des signaux électromagnétiques. Le boîtier 8 est fourni seulement à titre d'exemple. Cet exemple démontre un des avantages de l'invention, à savoir qu'il est sans autre possible d'agencer le mouvement électronique 6 comprenant l'antenne de communication et son circuit électronique dans un boîtier horloger présentant une carrure-lunette formée d'une seule et même pièce avec un design compact.
  • Le mouvement 6 comprend en outre une cellule d'affichage LCD 10 comprenant deux substrats 12 et 14 et un film polariseur 16 définissant sa surface supérieure. La cellule 10 recouvre la majeure partie de la plaquette PCB 4 et présente une relativement grande surface d'affichage. En effet, comme cela ressort également de la figure 5, les dimensions de la zone d'affichage de la cellule 10 défini sensiblement par le film 16 sont d'un même ordre de grandeur que les dimensions du boîtier 8 dans le plan défini par ce film 16.
  • Selon l'invention, une bobine d'antenne 20 est agencée du côté de la surface supérieure 22 de la cellule 10. Plus précisément, la bobine 20 est agencée sur la cellule LCD 10 et recouvre la région périphérique du film 16.
  • Selon l'invention un support 24 de relativement petite dimension est agencé sous la bobine 20 en périphérie de cette dernière. Le support 24 présente du côté opposé à la bobine 20 deux plages de contacts électriques 26 et 28. La bobine 20 est formée de plusieurs spires (non représentés) et possède deux extrémités 30 et 31 respectivement soudées aux deux plages 26 et 28.
  • Deux organes 32 et 33 de connexion électrique à la plaquette 4 sont agencés sur le support 24 de manière à être respectivement reliés électriquement aux deux plages 26 et 28. Les deux organes 32 et 33 définissent deux fiches mâles. Selon une caractéristique particulière de l'invention, les deux organes 32 et 33 présentent chacun une lame élastiquement déformable 34, 35 ayant une forme ellipsoïdale. Ces deux lames s'élèvent du substrat 24 perpendiculairement à ce dernier. A la figure 1 est représenté le substrat 24 et les deux lames 34 et 35 après assemblage du module représenté à la figure 2 au module formé de la plaquette 4 et de la cellule 10. La figure 3 diffère de la figure 1 seulement par la représentation de la bobine 20 agencée du côté de la surface supérieure de la cellule 10.
  • Les deux organes de connexion 32 et 33 s'étendent dans la région périphérique de la cellule d'affichage 10, de manière perpendiculaire à la surface supérieure 22 de cette cellule. Les deux lames 34 et 35 formant les organes de connexion traversent deux trous métallisés 40 et 41 prévus dans la plaquette 4. Ces trous 40 et 41 définissent deux fiches femelles. Les lames 34 et 35 exercent une pression radiale sur la surface latérale des trous 40 et 41 de manière à assurer une bonne connexion électrique entre la bobine d'antenne 20 et le circuit électronique 44 de l'unité de communication agencée dans le dispositif portable selon l'invention. Cette unité 44 est reliée électriquement aux parois métallisées des trous 40 et 41 par deux pistes conductrices 46 et 47.
  • Selon la variante représentée à la figure 4, un circuit électronique 50 distinct de l'unité électronique 44 est prévu pour commander l'affichage digital de la cellule 10.
  • L'assemblage du mouvement électronique 6 est aisé. La plaquette 4 de circuit imprimé forme une base sur laquelle est agencée la cellule 10. Cette dernière est reliée électriquement à la face inférieure de la plaquette 4 par un connecteur souple. Le module représenté à la figure 2, comprenant la bobine 20 et les deux organes de connexion 32 et 33, est aisément assemblé au mouvement 6. Il suffit de placer les lames 34 et 35 en face des trous 40 et 41 et d'exercer sur la bobine une certaine pression à l'endroit du support 24. La connexion électrique entre la bobine et la plaquette de circuit imprimé 4 s'effectue ainsi sans difficulté, selon le principe d'une prise électrique, sans nécessiter de soudure ou un autre moyen de connexion électrique ultérieur. De plus, le module d'antenne de la figure 2 peut être aisément démonté si nécessaire. L'antenne 20 située dans la région supérieure de la pièce d'horlogerie, c'est-à-dire du côté du verre recouvrant l'affichage digital, est donc connectée de manière rapide et efficace à la plaquette 4 portant les circuits et unités électroniques qui est agencée de l'autre côté de la cellule 10, c'est-à-dire du côté du fond du boîtier 8.
  • Comme cela ressort de la figure 3, le mouvement 6 équipé d'une bobine d'antenne et de son unité électronique de communication forment un dispositif compact avec une bobine agencée directement à la périphérie de la surface d'affichage de la cellule LCD.
  • Finalement, on mentionnera qu'il est possible de prévoir une entretoise 52 à la périphérie de la cellule 10 entre la plaquette 4 et la bobine 20. Bien entendu, cette entretoise présente les évidements nécessaires pour le support 24 et les lames 34 et 35.

Claims (5)

  1. Dispositif électronique portable (2), notamment pièce d'horlogerie, comprenant un mouvement électronique (6) formé d'une plaquette de circuit imprimé (4) reliant électriquement au moins un circuit électronique (44, 50), une cellule d'affichage digital (10) et une antenne de communication formée d'une bobine (20) ayant au moins une spire, cette bobine présentant deux extrémités (30, 31), ladite cellule d'affichage s'étendant au-dessus de ladite plaquette et ladite bobine étant agencée du côté de la surface supérieure (22) de cette cellule d'affichage, caractérisé en ce que les deux extrémités de ladite bobine sont reliées électriquement à ladite plaquette par l'intermédiaire de deux organes de connexion (32, 33) formant deux fiches mâles et de deux fiches femelles (40, 41) correspondantes, et en ce que les deux organes de connexion électrique sont formés respectivement par deux lames élastiquement déformables (34, 35) assurant une connexion électrique par pression.
  2. Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux lames ont chacune une forme ellipsoïdale.
  3. Dispositif électronique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les deux organes de connexion sont fixés sur un support (24) présentant deux plages de contact électrique (26, 28) reliées respectivement à ces deux organes, les deux extrémités de ladite bobine étant reliées électriquement à ces deux plages.
  4. Dispositif électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit support est fixé rigidement sous ladite bobine, les deux organes de connexion s'étendant à la périphérie de ladite cellule d'affichage (10) perpendiculairement à ladite surface supérieure (22) de cette dernière.
  5. Dispositif électronique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites deux fiches femelles sont formées par deux trous métallisés (40, 41) prévus dans ladite plaquette de circuit imprimé (4).
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