IT201900015252A1 - Orologio da polso con dispositivo di illuminazione dei marcatori del tempo - Google Patents

Description

TITOLO: OROLOGIO DA POLSO CON DISPOSITIVO DI ILLUMINAZIONE DEI MARCATORI DEL TEMPO

CAMPO DELLA TECNICA

Il campo della tecnica in cui si colloca la presente invenzione riguarda un orologio da polso analogico, in particolare un orologio dotato di un particolare dispositivo il cui obiettivo è di consentire la lettura dell’ora con precisione e nitidezza anche in situazioni di scarsa luminosità, quali ad esempio durante la notte, in locali non illuminati o in situazione di necessità e/o emergenza come ad esempio nello sport, nelle esplorazioni e nelle immersioni subacquee.

STATO DELL’ARTE

Al giorno d'oggi, nonostante l’avvento delle tecnologie digitali e touch, gli orologi da polso incontrano ancora notevole interesse da parte dei consumatori, specialmente se prodotti da blasonate case produttrici il cui marchio valorizza ed aumenta l’importanza dell'orologio stesso.

Di particolare interesse per li pubblico sono soprattutto gli orologi da polso di tipo analogico, ovvero quelli in cui l’indicazione dell’ora avviene mediante la lettura della posizione delle lancette su indici posti in un quadrante, a differenza degli orologi digitali in cui l’ora viene visualizzata su un display. Negli orologi da polso di tipo analogico la forza motrice può essere meccanica oppure elettrica, sulla base della quale vi sono principalmente orologi meccanici ed orologi elettronici.

Nell'orologio meccanico vi è un movimento meccanico che utilizza l'energia proveniente da una molla carica. L'energia immagazzinata dalla molla viene trasferita ad una serie di ingranaggi e molle che ne regolano il rilascio muovendo le lancette.

Negli orologi elettronici vi è un movimento elettrico al quarzo alimentato da una batteria che muove le lancette, oppure tale batteria alimenta il funzionamento di un circuito elettronico che visualizza l’ora su display digitali.

Pertanto gli orologi analogici possono essere sia meccanici che di tipo elettronico, a seconda appunto del tipo di movimento meccanico o elettrico al quarzo; entrambi sono dotati di lancette e sono portatili, ovvero sono orologi da polso.

Vi sono inoltre gli orologi intelligenti, detti smartwatch, che hanno un display per visualizzare sia l'ora che i messaggi e le notifiche provenienti da altri dispositivi. Sono caratterizzati da alto consumo di energia con conseguente necessità di frequenti ricariche della batteria, quindi non sono affidabili in situazioni di prolungato utilizzo in assenza di elettricità per la ricarica.

Sebbene con lo sviluppo della scienza e della tecnologia vi siano oggi in commercio molti orologi con display digitali che mostrano l'ora, i minuti e i secondi con precisione, ci sono ancora molte persone che sono abituate a usare orologi analogici, ossia orologi dotati di lancette.

Gli orologi analogici soffrono tuttavia de! problema che la lettura dell’ora in situazioni di scarsa luminosità, quali ad esempio durante la notte o in un'immersione subacquea, è particolarmente difficoltosa se non impossibile.

Per tentare di risolvere questo problema nel tempo sono state adottate le seguenti soluzioni:

I. inserimento nell’orologio di una piccola sorgente luminosa che illumina il quadrante, gli indici e le lancette premendo un pulsante posto sulla cassa dell’orologio;

II. inserimento o ricopertura delle lancette e degli indici con una speciale vernice fosforescente che rilasciando la fluorescenza lì rende luminosi al buio.

In merito alla speciale vernice fosforescente, si citano lo Swiss Super-LumiNova

oggi comunemente utilizzato dai produttori di orologi svizzeri, il Cromalight il LumiNova o il LumiBrite

Entrambi questi accorgimenti sono comunque poco efficaci perché nel primo caso viene illuminato tutto il quadrante senza dare risalto alla posizione delle lancette e degli indici con la conseguente difficoltà di leggere l'ora con precisione.

Nel secondo caso, nonostante lo sviluppo delle vernici fosforescenti, la luminosità/fosforescenza delle lancette e degli indici decade fino ad esaurirsi in poche ore, per cui diventa progressivamente sempre più difficoltoso leggere l'ora; inoltre la capacità luminosa del materiale fosforescente decade negli anni.

Per di più tale materiale richiede diverse ore di luce diurna per accumulare l'energia luminosa e quindi, se l’orologio resta al buio, viene a mancare la luminosità/fosforescenza delle lancette e degli indici per cui diventa impossibile leggere l'ora.

Al fine di soddisfare le esigenze degli utilizzatori dell'orologeria analogica è necessario sviluppare un orologio da polso analogico con un dispositivo che garantisca una precisa lettura dell’ora anche in situazioni di scarsa luminosità o di buio totale permanente.

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE

Il problema sopra descritto è risolto da un orologio analogico da polso oggetto della presente invenzione dotato di un dispositivo di illuminazione; detto orologio da polso comprende:

1) cassa,

2) quadrante,

3) indici,

4) lancette,

5) quadranti ausiliari opzionali, se l'orologio ha funzioni di cronografo/cronometro,

6) movimento meccanico o elettrico, alimentato da una batteria,

7) vetro o cristallo,

8) ghiera opzionale,

9) datario opzionale,

10) corona,

11) pulsanti opzionali, se l'orologio ha funzioni di cronografo/cronometro,

12) cinturino.

Detto orologio comprende il dispositivo di illuminazione il quale, a sua volta, comprende:

A) componenti elettronici planari emettitori di luce (d'ora in avanti chiamati “LED”, Light Emitting Diode),

B) circuito elettronico di controllo (d'ora in avanti chiamato “driver”),

C) fonte di energia, ad esempio una batteria se il movimento è meccanico, altrimenti viene utilizzata la stessa bateria del movimento eletrico,

D) interruttore a pulsante o a sfioramento (touch) e/o sensore crepuscolare.

In particolare, in detto orologio, gli indici, una o più lancette sono costituiti, sono totalmente o almeno parzialmente ricoperti o includono componenti elettronici planari emettitori di luce (LED).

Opzionalmente, deto orologio comprendere dei quadranti ausiliari anch’essi costituiti, totalmente o almeno parzialmente ricoperti o che includono componenti elettronici planari emetitori di luce (LED). I componenti eletronici planari emettitori di luce (LED) possono avere uno spessore compreso tra 0,01 e 0,6 millimetri, preferibilmente, uno spessore compreso tra 0,1 e 0,5 millimetri, ancor più preferibilmente uno spessore compreso tra 0,3 e 0,5 millimetri.

I componenti elettronici planari emettitori di luce sono alimentati dalla bateria tramite il driver e azionati tramite l'interruttore o il sensore crepuscolare.

E' stato infatti sorprendentemente trovato che realizzando, ricoprendo totalmente o almeno parzialmente o includendo negli indici, ed in una o più lancette, ed opzionalmente nei quadranti ausiliari, un LED si ottiene un eccellente effeto di visualizzazione dell’ora ben migliore di quello che si ottiene con la classica sorgente luminosa o la fosforescenza di cui sono dotati gii attuali orologi, specialmente di note, in situazioni dì buio totale, o in locali poco illuminati o in situazioni di necessità e/o emergenza, come ad esempio nello sport, nelle esplorazioni e nelle immersioni subacquee. Quindi il dispositivo di illuminazione comprende dei LED, un driver, una batteria (che nel caso dell'orologio elettrico al quarzo è condivisa mentre nell'orologio meccanico è aggiunta), e un interruttore a pulsante o a sfioramento che accende i LED per il tempo necessario alla lettura dell'ora (tempo compreso tra 5 e 20 secondi). Può anche essere utilizzato un sensore crepuscolare che accende automaticamente i LED in funzione della luminosità ambientale predefinita.

Tale dispositivo di illuminazione può essere applicato a qualunque orologio analogico da polso esistente perché gli indici ed una o più lancette costituiti, totalmente o almeno parzialmente ricoperti o che includono componenti elettronici planari emettitori di luce (LED), sono infatti realizzabili con la stessa forma e dimensioni di quelli tradizionali, e possono occuparne la stessa posizione.

La seguente descrizione e le rivendicazioni parti integranti della presente descrizione, illustreranno le diverse forme di realizzazione dell’invenzione fornite a titolo esemplificativo della stessa.

DESCRIZIONE DELLE FIGURE

La Figura 1 mostra un orologio da polso che comprende il dispositivo di illuminazione tramite LED applicati agli indici e alle lancette con l'interruttore di ativazione (a pulsante o a sfioramento).

La Figura 2 mostra lo stesso orologio con la linea frastagliata che mostra l'emissione di luce dei LED negli indici e nelle lancette.

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL’INVENZIONE

L’orologio analogico da polso comprende i seguenti componenti.

1) La cassa dell’orologio è la parte che contiene il movimento meccanico o elettrico dell’intero orologio.

Nella maggior parte dei casi è realizzata con acciaio inossidabile (inox), più raramente con materiali preziosi come l’oro; può essere realizzata anche con materiale plastico rigido. La cassa realizzata in acciaio inox, per la sua forza e resistenza, regge bene agli urti cui l’orologio è continuamente soggetto.

2) Il quadrante detto faccia dell’orologio, o area di visualizzazione, è dove l’orologio si esprime mostrando l'ora, inoltre evidenzia il suo carattere estetico. I materiali, lo spessore e il colore al di sotto del vetro possono variare conferendogli classe ed eleganza, o fisicità e sportività. Sul quadrante sono disposti gli indici.

3) Gli indici sono i segni sul quadrante che indicano l’ora e/o i minuti e possono essere di varie forme, ad esempio: una linea, un cerchietto, un pallino, un rettangolo, un quadrato, un triangolo, ecc.; oppure possono essere un numero nella forma dei numeri Romani (ad esempio III, VI, IX, XII) o Arabi (ad esempio 3, 6, 8, 9, e 12), ecc.; l'indice può essere anche una combinazione di segni e numeri. Gli indici possono essere da 1 a 12 oppure 60, disposti uniformemente lungo la circonferenza o la forma del quadrante. Secondo una forma di realizzazione preferita, il quadrante è provvisto di quattro o dodici indici disposti uniformemente lungo la circonferenza del quadrante.

4) Le lancette consentono di leggere l’ora, ovvero il tempo in ore, minuti ed a volte anche in secondi, infatti generalmente sono tre: quella delle ore, quella dei minuti e quella dei secondi. La combinazione delle loro posizioni consente di leggere l’ora con esattezza.

5) Negli orologi più compiessi e nei cronografi/cronometri ci possono essere lancette aggiuntive che consentono, in quadranti ausiliari opzionali, la lettura di valori differenti come le fasi lunari oppure la velocità di percorrenza di una determinata distanza. Sono generalmente tre e misurano i secondi, i minuti e le ore.

6) Il movimento è il meccanismo che permette all'orologio di muovere le lancette e, opzionalmente il datario, può essere meccanico con carica manuale o automatica oppure elettrico con una batteria, un circuito elettrico, degli ingranaggi e un quarzo che oscillando invia impulsi elettrici ad un motore.

7) Il vetro o cristallo serve a proteggere l’orologio da eventuali urti e da residui di polvere o di sporco, rendendo visibile l’ora sul quadrante. Sebbene sia un cristallo lavorato termicamente, potrebbe essere costituito non di vetro bensì di plastica; i vetri in orologi di buona qualità sono realizzati in cristallo zaffiro.

8) La ghiera opzionale, è la parte al di fuori dell’anello della cassa che fa da trait d’union con l’ansa dell’orologio, solitamente è un cerchio dotato di una lametta posta in superfìcie che può in taluni casi anche essere rotabile.

9) Il datario opzionale è posto sul quadrante e indica la data e a volte anche il giorno della settimana.

10) La corona è una rotellina che si utilizza per modificare l’ora e la data all’orologio; viene attivata mediante spinta dalla cassa dell'orologio verso l'esterno in modo tale da permettere la modifica dell'ora e/o di altre regolazioni specifiche.

11) Nei cronografi/cronometri i pulsanti opzionali sono generalmente due posti ai lati della corona, un pulsante avvia ed arresta la misurazione del tempo, l'altro la azzera.

12) Il cinturino consente l’allaccio dell’orologio al polso e può essere realizzato con materiali diversi come acciaio, pelle, plastica, ecc.

I marcatori del tempo sono gli indici ed una o più lancette.

L'orologio analogico da polso descritto sopra con i suoi principali componenti, comprende inoltre un dispositivo di illuminazione che illumina selettivamente gli indici ed una o più lancette, ed opzionalmente i quadrati ausiliari. Detto dispositivo di illuminazione consente infatti di illuminare selettivamente solo gli indici ed una o più lancette, ed opzionalmente i quadrati ausiliari.

L’illuminazione fornita da detto dispositivo di illuminazione si distingue da quella fornita da una classica lampadina inserita all'interno dell'orologio che illumina l’intero quadrante, non dando così risalto ai soli marcatori del tempo, ossia agli indici ed una o più lancette.

I componenti del dispositivo di illuminazione sono descritti come segue.

A) I componenti elettronici planari, detti “LED”, sono piatti ed ultra sottili con uno spessore compreso tra 0,01 e 0,6 millimetri e hanno la funzione di illuminare gli indici, una o più lancette e, opzionalmente, i quadranti ausiliari.

Gli indici, fatti di materiale metallico, plastico, ecc. possono includere un LED, esserne costituiti o ricoperti totalmente o almeno parzialmente. Nel caso in cui l'indice sia ricoperto da un LED, è preferibilmente ricoperta la sola superficie superiore dell'indice, ovvero la superficie dell'indice opposta rispetto al quadrante. Per realizzare un indice numerico è preferibile utilizzabile un LED di forma quadrata o rettangolare della lunghezza e larghezza del numero, tale LED è ricoperto da materiale plastico o metallico in cui il numero è realizzato con serigrafia, stampa o altra tecnica, in modo che la luce emessa dal LED assuma la forma del numero stesso. Oppure tali LED di forma quadrata o rettangolare possono essere posti sotto il quadrante in cui sono serigrafati/stampati i numeri in modo che la luce emessa ne assuma la forma.

Le lancette o una o più lancette possono essere di materiale metallico o plastico il quale può essere totalmente o almeno parzialmente ricoperto da un LED, o sono costituite da un LED, oppure possono includere un LED. Nel caso in cui la lancetta sia ricoperta da un LED, preferibilmente ne è ricoperta la sola superficie superiore, ovvero la superficie della lancetta opposta rispetto al quadrante.

I quadranti ausiliari opzionali possono anch'essi essere totalmente o parzialmente ricoperti, costituiti o possono includere un LED che rendendoli luminosi ne consente la lettura del tempo tramite i relativi indici e lancette.

Il quadrante comprende uno o più fori attraverso cui passano il perno o i perni che consentono il movimento delle lancette, inoltre dagli stessi fori passano i collegamenti elettrici che collegano i LED della o delle lancette al circuito di controllo detto "driver" a sua volta collegato alla fonte di alimentazione, entrambi sono collocati all'interno della cassa.

Ciascun LED è pertanto collegato elettricamente con la fonte di alimentazione tramite il driver. I componenti elettronici planari (LED) possono essere costituiti da LED a film ultra sottili che abbiano uno spessore tra 0,01 e 0,6 millimetri, preferibilmente tra 0,1 e 0,5 millimetri, più preferibilmente tra 0,3 e 0,5 millimetri. Detti LED emettono luce in un intervallo visibile di lunghezza d'onda compreso tra 400 e 700 nm. Ci sono diversi prodotti in avanzata via di sviluppo con tali caratteristiche e alcuni già in produzione e commercio che utilizzano principalmente le seguenti tecnologie:

- OLED (Organic Light Emitting Diode) ovvero diodi organici ad emissione di luce;

- POLED (Polimerie Organic Light Emitting Diode) o PLED ( Polimerie Light Emitting Diode) ovvero diodi polimerici organici ad emissione di luce;

- LED ibridi;

- MicroLED.

Gli OLED e i PLED sono generalmente composti da vari strati sovrapposti da cui viene emessa la luce, quali ad esempio:

emissione di luce

1. uno strato superiore definito substrato in materiale plastico trasparente o vetro con funzioni protettive e/o di filtro per dare il colore desiderato alla luce,

2. uno strato conduttivo chiamato anodo o terminale positivo,

3. uno strato di materiale organico chiamato strato conduttivo,

4. uno strato di materiale organico chiamato strato emettitore di luce,

5. uno strato conduttivo chiamato catodo o terminale negativo,

6. uno strato inferiore in materiale plastico o vetro con funzioni protettive.

Il materiale organico nell'OLED ha una struttura prevalentemente costituita da carbonio, mentre nel PLED è un polimero conduttivo elettroluminescente simile alla plastica. I LED con tecnologia OLED, in una versione modificata rispetto a quella standard oggi commercialmente disponibile, sono acquistabili, ad esempio,

I LED ibridi utilizzano sia materiale organico che inorganico semiconduttore come ad esempio il perovskite per migliorare l'elettroluminescenza.

I MicroLED sono composti da strati di microscopici LED e utilizzano principalmente come componente elettroluminescente il nitruro di gallio (gallium nitride GaN). Secondo una forma di realizzazione preferita il componente elettronico planare comprende una serie di micro diodi delle dimensioni comprese tra 5 e 50 microns; mischiati con inchiostro per stampa trasparente e stampati su una superficie di supporto, il tutto è sigillato tra due strati conduttivi. Ad esempio la società produce e commercializza MicroLed con spessore di 0,135 millimetri, che in una versione modificata rispetto a quella standard oggi commercialmente disponibile, sono acquistabili, ad esempio, presso la stessa

I LED possono emettere luce con i seguenti colori tipici dei comuni orologi da polso: blu (485 nm), verde (515 nm), viola (440 nm), bianco, giallo, arancione, rosa o blu oltremare; oppure possono emettere luce anche con colori come il rosso e altri, tenuto conto che i colori con la migliore leggibilità al buio sono il blu e il verde.

B) Il dispositivo di illuminazione comprende inoltre il circuito elettronico di controllo, cioè il driver, che alimenta i LED tramite la batteria ed è azionato dall'interruttore o dal sensore crepuscolare. Scopo dei driver è fornire ai LED una corrente costante e polarizzata il cui valore è indicato dal costruttore. Il driver, oltre ad accendere i LED, ha anche la funzione di timer, cioè di mantenerli accesi per il breve tempo utile alla lettura dell'ora al buio o in condizioni di scarsa luminosità ambientale, tale tempo è compreso in un intervallo tra 5 e 20 secondi. Il driver può avere inoltre due funzioni aggiuntive: il dimmer e l’accensione crepuscolare.

Con il dimmer viene regolata l'intensità delia luce emessa dai LED mentre l’accensione crepuscolare si realizza tramite un sensore posto sul quadrante che accende automaticamente i LED in funzione del livello predefinito di luminosità ambientale. Il driver è collocato all'interno della cassa dell'orologio. C) La fonte di energia o di alimentazione elettrica può essere una batteria e/o un condensatore, opzionalmente collegati a una cella solare, o a un generatore termoelettrico (TEG, thermoelectric generator), o a un generatore cinetico, ecc.

Negli orologi con movimento elettrico viene condivisa la fonte di alimentazione dato il bassissimo consumo aggiuntivo di energia dei LED. Negli orologi con movimento meccanico si utilizza una batteria inserita all'interno della cassa dell'orologio di tipologia di uso comune per orologi da polso (generalmente sono utilizzate batterie a bottone con tensioni standard da 1,2 a 3,6 Volt).

Secondo una forma di realizzazione preferita la fonte di alimentazione è una batteria. Poiché l'illuminazione degli indici, delle lancette e dei quadranti ausiliari opzionali è solo saltuaria e di breve durata (tra 5 e 20 secondi) e i LED consumano pochissima energia, la soluzione proposta modifica di poco la frequenza con cui viene cambiata la batteria condivisa negli orologi con movimento elettrico, e consente una lunga durata a quella dedicata negli orologi con movimento meccanico. D) Il dispositivo di illuminazione è attivato tramite un interruttore a pulsante o a sfioramento (detto anche touch), posto sul lato interno o esterno della cassa, preferibilmente a fianco della corona, vedi Figura 1. Il dispositivo di illuminazione può anche essere attivato automaticamente tramite un sensore crepuscolare come sopra descritto.

L’orologio comprende infine un circuito elettrico che collega elettricamente i LED, il driver, la fonte di alimentazione e l'interruttore/sensore.

L’integrazione elettronica ed elettrica dei dispositivo di illuminazione dell’orologio, secondo la descrizione sopra riportata, è abilità comune degli esperti nel settore dell'

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Orologio da polso analogico comprendente una cassa, il quadrante su cui sono riportati gli indici, una o più lancette, un movimento meccanico o elettrico, un vetro o cristallo, una corona ed un cinturino; l'orologio è caratterizzato dal fatto di essere dotato di un dispositivo di illuminazione che illumina selettivamente gli indici ed una o più lancette.
2. 2. Orologio secondo la rivendicazione 1, in cui il dispositivo di illuminazione comprende componenti elettronici planari emettitori di luce, un circuito elettronico di controllo, una fonte di energia elettrica, un interruttore a pulsante o a sfioramento e/o un sensore crepuscolare.
3. 3. Orologio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 2, in cui il dispositivo di illuminazione comprende dei componenti elettronici planari emettitori di luce i quali costituiscono, ricoprono totalmente o almeno parzialmente, oppure sono inclusi negli indici ed in una o più lancette.
4. 4. Orologio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui i componenti elettronici planari sono diodi a emissione di luce (LED) piatti, scelti nel gruppo comprendente: diodi organici a emissione di luce (OLED), diodi organici polimerici a emissione di luce (PLED), diodi ibridi a emissione di luce (LED ibridi) o micro diodi a emissione di luce (MicroLED).
5. 5. Orologio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 4, in cui i componenti elettronici planari emettitori di luce hanno uno spessore compreso tra 0,1 e 0,5 millimetri.
6. 6. Orologio secondo la rivendicazione 2, in cui il circuito elettronico di controllo del dispositivo di illuminazione alimenta i componenti elettronici planari tramite la fonte di energia elettrica ed è azionato dall'interruttore a pulsante o a sfioramento e/o dal sensore crepuscolare.
7. 7. Orologio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 o 6, in cui il circuito elettronico di controllo, oltre ad accendere i componenti planari emettitori di luce, li mantiene accesi per un tempo compreso tra 5 e 20 secondi.
8. 8. Orologio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2, 6 o 7, in cui il circuito elettronico di controllo e la fonte di energia elettrica sono collocati all'interno della cassa.
9. 9. Orologio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2 o 6 in cui l'interruttore del dispositivo di illuminazione a pulsante o a sfioramento è posto sulla cassa e/o il sensore crepuscolare è posto sul quadrante.
10. 10. Orologio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, laddove gli indici e una o più lancette sono costituiti, ricoperti totalmente o almeno parzialmente, o includono componenti elettronici planari emettitori di luce.