JP2003194965A - 特に時計の発光針およびそれを備えた表示装置 - Google Patents
特に時計の発光針およびそれを備えた表示装置Info
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Abstract
きるように構成して、針の照明に使用可能な電力が少な
くても、その位置が観察者に明瞭に見えるようにするこ
と。 【解決手段】 針の円形ヘッド(28、35)および本
体(28、34)を形成する成形透明材料製の部品を有
する発光針が提供されている。針の軸(15)に平行な
光ビームの一部分を本体の内部の向けるために、ヘッド
には、軸の周囲に分散配置されて二面体形中空部分によ
って形成された複数のリフレクタ(40、41)が設け
られている。これによって、針本体内での光の強度およ
び均一性が向上する。薄い色の塗料で被覆された傾斜光
拡散面が、針の下面に配置されている。腕時計などの幾
つかの同軸針(11、12)を有する表示装置では、針
の重なったヘッド(29、35)のリフレクタが、軸か
ら互いに異なったそれぞれの距離に位置して、それらが
完全には互いに被さらないようにしている。
Description
ナログ表示装置の、部分的に透明材料で形成され、光っ
て暗闇でも見えるように照明される針またはポインタに
関する。
用アナログ表示装置に関する。本発明はさらに、そのよ
うな表示装置を有する腕時計に関する。
ナログ表示器を夜間に読み取りやすくするために、透明
着色材料製で、内側から照明して発光するように見える
針を使用するのが一般的である。たとえば、国際公報第
WO96/02810号、米国特許第5,546,88
8号、独国38 17 874号に、固定源から発生し
た光ビームが単一針の透明回転ハブを軸方向に透過して
反射面に達し、それが光を針の細長い本体内へ分散させ
る装置の記載が見られる。針の本体が十分かつ均一に発
光するように見えるために、蛍光物質を組み込むことは
周知である。しかし、これらの装置の電力消費量のた
め、今日までそれらの用途が制限されてきた。
想はすでに古いが、特に時針や分針、おそらくは秒針も
同軸配置されて、針の円形ヘッドが重なっているため、
上記装置の場合と同じように実現することができない。
上側の針のヘッドに達するためには、軸方向光ビームが
下側の各針のヘッドを通過しなければならず、そこで光
束を分割して、一方をその針の本体の方へ、他方を上に
重なった針の方へ向かわせなければならない。さらに、
回転軸の領域は一般的に不透明シャフトによって占めら
れているので、透明シャフトを使用しなければ、光はこ
の領域内を通ることができない。したがって、その結果
として光を分散させることが特に困難になる。
時計の2本の針の各々が、薄い着色または透明の底部と
艶消し半透明カバーとを備えた中空ハウジングの形に形
成されている。針用の同軸シャフトの周囲に分散配置さ
れた3つの固定ランプ群が、軸方向光ビームを発生し、
それが各針のヘッドを背後から透過して、そこで鏡が光
をハウジングの底部のアセンブリの方へ分散させる。一
方の針の鏡が他方の針の鏡に対して半径方向にずれて、
それが影に入らないようにしている。したがって、ラン
プから放出された光のほとんどが、鏡の横を通るために
失われる。さらに、中空針を有するこの種類の構造は、
腕時計に応用するにはかさばりすぎていることは明らか
である。
定された電子発光素子によって時計の針を照明すること
が提案されている(たとえば、米国特許第5,623,
456号)。このシステムには、大きい空間を必要とす
ると共に長期的な信頼性が低い回転電気接点を必要とす
るという欠点がある。
製で、光拡散面を有する2本の同軸発光針を有する時計
が示されている。これらの針の重なった円形ヘッドは、
固定源からの軸方向ビームによって照明され、時針のヘ
ッドは固定源に向き合う位置に半円形の断面形状の環状
溝を有する。ヘッドの上面はこの溝の上方の位置に、分
針のヘッドの同様な環状溝の方へ光を透過するための光
拡散面を備えた環状隆起部分を備えている。しかし、こ
の構造は、おそらくは針での光分散が不十分であるため
に、商品として成功しなかった。
どの、使用可能な電力が非常に限られている携帯装置に
おいて発光針によってアナログ表示を行うためには、各
針の少なくとも一部分を1つまたは複数の小電力固定光
源から十分に照明することができる装置が必要である。
特に、従来技術と比較して、発光出力、すなわち、光源
から放出された光の、針によって観察者の方へ有効に反
射される部分を増加させることが求められている。さら
なる目的は、透明材料製の針を、その針の本体の一定部
分をより際立たせて照明できるように構成して、針の照
明に使用可能な電力が少なくても、その位置が観察者に
明瞭に見えるようにすることにある。
よれば、本発明は、特に時計のアナログ表示装置用の針
において、本体およびヘッドを形成する透明材料製の部
品を有し、ヘッドを針の回転軸に心合わせして、その下
面に光束を受け取ってその光束の少なくとも一部分を透
明材料内へ分散させるように構成した針であって、針の
ヘッドには、ヘッド内に分散配置されて、光束の一部分
を本体の方へ反射するように構成された複数のリフレク
タが設けられていることを特徴とする。
針を備えた表示装置において、文字盤と、文字盤の上方
に配置されて、それぞれが針のヘッドおよび本体を形成
する透明材料製の部品を有し、それぞれの針のヘッドが
重なって、共通の回転軸まわりに回転するようにそれぞ
れのシャフトに固定されている同軸針と、針ヘッド組を
下方から回転軸にほぼ平行な光束によって照明するよう
に配置された静止光源とを備えた表示装置であって、針
の少なくとも2本が、本発明の第1態様に従って形成さ
れていることを特徴とする表示装置が提供されている。
好ましくは、各針を個別に考えると、リフレクタが回転
軸からほぼ同一距離に配置されており、この距離が針毎
に異なって、下側の針のリフレクタが上に重なった針の
リフレクタを完全に遮蔽することを防止している。
タを針のヘッド内に、針の本体付近だけでなく、本体か
ら距離を置いた位置にあるヘッド部分にも分散配置する
ことができる。このように針ヘッドの形状の異なった領
域で軸方向光束の一部分を捕らえることによって、幾つ
かの利点が得られる。これらのリフレクタは、WO96
/02810号特許公報によって提供されているような
針の本体に向き合わせたリフレクタより合計表面積が大
きく、したがってより多くの光を捕らえることができ
る。光源を回転軸の周囲に互いに離隔配置された2つ以
上の小型素子によって形成する時、リフレクタを適当に
分散配置することによって、本体に向き合わせて配置さ
れた単一リフレクタの場合より、針の回転中の変動が小
さい反射光強度を得ることができる。さらに、一定のリ
フレクタを好都合に異なった向きに設けることができ、
これによって、光を好都合に針の一定領域に向かわせ
て、そのような領域をより際立たせて照明するか、針の
形状を考慮に入れて光を十分に均等分布させることがで
きる。
面を参照して非制限的な例として以下に記載する好適な
実施形態の説明から明らかになるであろう。
1および分針12を含み、これらの針を図示しない時計
ムーブメントによって駆動される同軸シャフト13およ
び14にそれぞれ取り付けて、それらの共通軸15まわ
りに回転できるようにした時間表示装置を備えた腕時計
1のケースの外形を概略的に示す。文字盤10は、文字
盤支持体16に載置され、これらの2つの部材に設けら
れた中央開口17に、シャフト13および14を取り囲
むように配置された透明材料製の円筒管の壁で形成され
た光ガイド18が固定されている。支持体16の下方
に、光ガイド18の底面22に向き合わせて光源21を
担持している印刷回路板20が設けられている。光源は
ほぼ軸方向の向きの、すなわち、軸15に平行な光ビー
ムを発生する。その光ビームはガイド18によって軸1
5の方向に進められる。本例では、光源21は、SMD
技法に従ってシャフトの周囲に分散配置されて印刷回路
板20に取り付けられた複数の発光ダイオード(LE
D)23で形成されている。ダイオード23の数は好ま
しくは3個であって、軸の周囲に等間隔に、本例では互
いに120°の間隔を置いて分散配置されている。たと
えば回路板20に取り付けられて時計の押しボタンなど
の手動部材によって起動させる制御回路によって、それ
らのすべてが同時に点灯する。
ともできる。電子式である場合、それは印刷回路板20
の下面か、下方に位置する別の回路板に取り付けること
ができる。
でそれを可能にするために、針11および12の内側を
光源21によって照明しようとするものである。図示の
例では、文字盤の照明がないが、後述するように、それ
を設けることもできる。
隠蔽されているので、点線で示されている。図3〜図6
では、針の透明部分だけを示すために、各針の中央ブッ
シュが省略されている。
の細長い本体28および円形ヘッド29を形成する透明
材料製の部品27(図4)とを有しており、ヘッド29
に設けられた中央穴30内にブッシュ26が固定されて
いる。部品27は好ましくは、金属ブッシュにオーバー
モールディングして形成された、たとえばPMMA製の
成形合成部品にすることができる。金属ブッシュは、通
常通りに対応のシャフト14に取り付けられている。針
の本体28は好ましくは、平面図が三角形または台形で
あるが、要件によっては他の形状にすることもできる。
針12も、中央金属ブッシュ32と、細長い本体34お
よび円形ヘッド35を含む透明材料製の部品33(図
3)とを有しており、円形ヘッド35に設けられた中央
穴36にブッシュ32が固定されている。この透明部品
33は、他方の針の部品27と同様にして形成すること
ができ、同一寸法のヘッドおよび長くした本体を有す
る。分針のヘッド35の上面は、図面をわかりやすくす
るために図2および図3では省略されている不透明キャ
ップ37で覆われている。
30の周囲に幾つかのリフレクタ40が分散配置されて
いる。本例では、これらのリフレクタの数が11個であ
り、すべてが回転軸15からほぼ同一距離R1に位置し
ている。同様に、幾つかのリフレクタ41が、分針12
のヘッド35内に分散配置されている。本例では、リフ
レクタ41の数が9個であり、回転軸15からほぼ同一
距離R2に位置している。この距離R2がR1より小さ
いため、各リフレクタ41は、針のリフレクタ40の1
つの影に完全に入ってしまう危険性がなく、光ガイド1
8から時針11を通過した軸方向光束の一部分を受け取
ることができる。この危険性は、リフレクタの数および
分布が互いの針で異なることによっても回避される。各
リフレクタ40および41は好ましくは、各針の透明ヘ
ッド内に配置された二面体すなわちV字形中空部分43
(図6)の斜面によって形成され、二面体の面の一方が
傾斜リフレクタを形成し、二面体の他方の面44はほぼ
垂直、すなわち、回転軸15に平行であって、軸方向光
束の遮断をできる限り少なくしている。各中空部分43
の残りの面45も、同一理由から垂直である。
びヘッド29、35を形成する透明部品が平形であるた
め、ヘッドの厚さは針の本体と同じである。リフレクタ
40および41は、この部品の全厚にわたって形成され
ており、軸15および光ビームに対して約45°傾斜し
て、その傾斜面から各針の内部に向けて光を反射するこ
とができる。図2および図5の平面図で、リフレクタ4
0および41が全体的に異なった向きにあることがわか
り、それによって、反射光を針の本体内へ分散させるこ
とができるようにする一方で、本体から最も遠いリフレ
クタによって反射した光のできるだけ多くが、本体に近
い位置のリフレクタの間を通過できるようにすることが
できる。これが、本体に近い位置のリフレクタが本体か
ら最も遠いリフレクタより広い間隔を置いて設けられて
いる理由である。さらに、本体から最も遠いリフレクタ
は、反射光がヘッドの中央穴30、36に向かうことを
回避できるような向きになっている。各針ヘッド29、
35の外周面46、47に不透明の、好ましくは反射コ
ーティングを塗布して、光がこの位置で外部へ逃げるの
を防止している。
成することができることがわかるであろう。
下方から軸15にほぼ平行な方向でリフレクタに到達す
る光線は、透明材料の屈折率が√2より大であるなら
ば、内部全反射を行い、これはPMMAの場合であっ
て、さまざまな種類のガラスおよび他の透明材料をその
ような針の製造に使用することができる。内部全反射に
よって、金属リフレクタで達成できるものより多くの光
エネルギを針の本体の方へ送ることができる。光ガイド
18も、上記材料の1つで製造することができる。
したがってほぼ点状である。それらの各々は、主に軸方
向に、すなわち、軸15に平行に光を放出する。軸に平
行でない光部分は、ガイド18の円筒面でその内側に全
反射によって反射することができる。内部全反射条件を
満たすために入射光を斜めにする場合、、ガイドの側面
の下部分に反射コーティングを塗布することができる。
しかし、ガイドの上面から針の方向に出る光の強度が、
ビームの形状全体で均一にならない。図2〜図5に示さ
れたようなリフレクタ40および41の分布は、針の回
転中に各針内へ反射された光部分の変動が比較的少なく
なるように選択される。したがって、この分布は、光源
21を形成するダイオードの数によって決まる。
定されているので、ビーム形状全体で光度を均一にする
か、または光線のほとんどがガイドを出る時に軸方向に
向かうようにするのに最適な光ビームを出力部に生じや
すい光学形状を光ガイド18に与えることができる。た
とえば、各ダイオードと向き合うガイド下面は、特にフ
レネルレンズの形でレンズ効果を生じる形状を有するこ
とができる。ガイドの上面にも同様な構造を設けること
ができる。
上側の針、ここでは分針12であり、他方の針のリフレ
クタ40は軸から最も遠いことがわかるであろう。これ
には2つの理由がある。第1に、下側の針11の穴30
の方が大きく、したがって、もしリフレクタ40が近け
れば、反射光がその周囲に広がることが困難になるであ
ろう。第2に、軸方向ビームの光の強度は内部に近い方
がわずかに大きいので、下側の針のヘッドでの光の拡散
および損失を考えれば、上側の針を照明するためにこの
ビーム部分を使用する方がよいであろう。
ションから、回転中の各針本体の優れた照度均一性と共
に、良好な発光出力を得ることができることがわかって
おり、この出力は、2本の針の一方の本体28、34の
基部の断面を通過する光力と光源21の全発光力との比
として定められるものである。図示の構造では、3.8
%〜4.5%程度の出力値が算定されたが、針の本体に
向き合う位置だけに設けたリフレクタで得られる出力は
わずかに2%ほどである。
射された光によって各針の位置を明瞭に見えるようにす
るための好都合な解決法は、光拡散面を適当な場所に、
特に本体の下面に設けることにある。従来技術では、そ
のような光拡散面を透明材料製の研磨または粗面構造で
形成することが提案された。本明細書に記載した装置で
利用可能な低光力では、表面の照明が微弱すぎるままで
あるため、光拡散面のこの実施例は最適ではない。
ら直接的に受け取るために、好ましくは本体の全体的平
面に対して傾斜させて、白色または着色塗料か、蛍光塗
料で被覆した1つまたは複数の光拡散面によって針の本
体を見えるようにすることにある。塗装域はさらに、昼
間に針を見やすくする。図5〜図7は、時針の本体28
の下面52に設けられた溝51の傾斜側面によって形成
されたそのような光拡散面50の構造の一例を示す。溝
51は、透明部品の成形中に形成することができる。好
ましくは、それの形状が本体28の外形をなぞることに
よって、観察者は昼間も夜間も針のほぼ同一形状を見る
ことができる。さらに、この構造は、針の本体の中央域
に不透明構造または装飾部材を配置できるようにする。
塗料は、図面に太線で示されているように、1つの塗膜
になるように塗布するだけでも、溝全体を満たしてもよ
い。他の針にも、同様な溝を異なった形状で設けること
ができる。
が、直接的に針の本体28の下面の傾斜側面によって形
成されている。
れる本発明の範囲から逸脱することなく多くの変更また
は変化を加えることができる。特に、発光針の数は2つ
に制限されない。たとえば、中央秒針を有する腕時計の
場合、秒針も発光形にして、上記原理に従って製造する
ことによって、同じ軸方向光ビームが3つの同軸針を照
明するようにすることができる。図1に示された表示装
置の別の実施形態では、分針12のブッシュ32および
カバー37を貫通するシャフトによって担持された非発
光形中央秒針を追加することもできる。もちろん、本発
明の原理に従って製造された針を、たとえば自動車のダ
ッシュボードの表示器の単一針すなわちポインタとして
使用することもできる。
れた複数のリフレクタは、45°に近い傾斜で針のヘッ
ドの外周面に沿って配置されたリフレクタを含むことも
できる。この場合、好ましくは、この外周面がのこ歯形
状を有して、リフレクタが反射光を針の本体の方へ向か
わせるようにする。
端の方向に隆起して入射光線を上向きに反射する下面な
どによって可変厚さを有することができる。この長手方
向に傾斜した面は、光拡散面を含むこともできる。
によって比較的変形しやすい場合、外側または内側金属
部材、たとえば、中央ブッシュに付着させた半径方向バ
ーによって剛直化することができる。
3によって形成する代わりに、他の形をとることができ
る。軸の周囲の光度の均一性を確実に改善するために、
特に細長い光源か、環状のものさえ使用することができ
る。
を透明材料製にしてガイド18と結合させることによっ
て、光源21から出た光の一部を文字盤の下側へ導い
て、文字盤の一定の開口および/またはその上に配置さ
れた時間マークを発光させることができる。
回転できるようにして、最も近い針、図1の例の場合は
時針11の透明部材に固定することによって、これらの
2つの部材間での光の損失を回避することができる。し
かし、この部品の製造は、平形針の製造より高コストに
なるであろう。
グ時間表示装置の概略縦断面図である。
る。
る。
Claims (16)
- 【請求項1】 時計のアナログ表示装置用の針におい
て、本体(28、34)およびヘッド(29、35)を
形成する透明材料製の部品(27、33)を有し、前記
ヘッドを針の回転軸(15)に心合わせして、その下面
に光束を受け取ってその光束の少なくとも一部分を透明
材料内へ分散させるように構成している針(11、1
2)であって、 前記ヘッド(29、35)には、前記ヘッド内に分散配
置されて、前記光束の一部分を前記本体(28、34)
の方へ反射するように構成された複数のリフレクタ(4
0、41)が設けられていることを特徴とする針。 - 【請求項2】 前記リフレクタ(40、41)は、前記
ヘッド内に、前記本体付近だけでなく、前記本体から距
離を置いた位置にあるヘッド部分にも分散配置されてい
ることを特徴とする請求項1記載の針。 - 【請求項3】 前記リフレクタ(40、41)の少なく
とも一部は、異なったそれぞれの向きを有することを特
徴とする先行請求項のいずれかに記載の針。 - 【請求項4】 前記リフレクタ(40、41)は、前記
軸(15)にほぼ平行な光線の内部全反射を生じるよう
に構成されていることを特徴とする先行請求項のいずれ
かに記載の針。 - 【請求項5】 各リフレクタ(40、41)は、透明材
料製の部品内に配置された中空部分(43)の傾斜面に
よって形成されていることを特徴とする請求項4記載の
針。 - 【請求項6】 前記中空部分(43)は、二面体の形で
あって、該二面体の面の一方がリフレクタ(40、4
1)を形成し、他方の面(44)が回転軸にほぼ平行で
あることを特徴とする請求項5記載の針。 - 【請求項7】 透明材料製の部品は、合成材料製の成形
部品であることを特徴とする請求項5記載の針。 - 【請求項8】 透明材料製の部品は、平形であって、そ
の上面および下面が平坦であることを特徴とする請求項
5記載の針。 - 【請求項9】 前記ヘッド(26、32)は、中央穴
(30、36)を有しており、該中央穴内に不透明材料
製のブッシュ(26、32)が固定されていることを特
徴とする先行請求項のいずれかに記載の針。 - 【請求項10】 本体(28、34)の下面に、白色ま
たは着色コーティングを備えた1つまたは複数の光拡散
面(50、54)が設けられていることを特徴とする先
行請求項のいずれかに記載の針。 - 【請求項11】 少なくとも1つの光拡散面(50、5
4)は、軸に垂直な平面に対して傾斜しており、本体の
傾斜側面か、本体の下面内に設けられた溝(51)に設
けられていることを特徴とする請求項10記載の針。 - 【請求項12】 時計用の発光針を備えた表示装置にお
いて、 文字盤(10)と、 文字盤の上方に配置されて、それぞれがヘッド(29、
35)および本体(28、34)を形成する透明材料製
の部品を有し、それぞれのヘッドが重なって、共通の回
転軸(15)まわりに回転するようにそれぞれのシャフ
ト(13、14)に固定されている同軸針(11、1
2)と、 針ヘッド組を下方から回転軸にほぼ平行な光束によって
照明するように配置された静止光源(21)とを備えた
表示装置であって、 針(11、12)の少なくとも2本が、先行請求項の1
つに従って形成されていることを特徴とする表示装置。 - 【請求項13】 前記針の各々において、リフレクタ
(40、41)が回転軸(15)からほぼ同一距離(R
1、R2)に配置されており、該距離が針毎に異なって
いることを特徴とする請求項12記載の装置。 - 【請求項14】 光源(21)は、前記シャフト(1
3、14)の周囲に分散配置されて文字盤(10)の下
方位置の印刷回路素子(20)上に取り付けられた発光
ダイオード(23)を有することを特徴とする請求項1
2または13記載の装置。 - 【請求項15】 透明材料製の管の壁によって形成され
た光ガイド(18)が、光源と針ヘッドとの間に配置さ
れており、該管は文字盤の中央開口内に固定されている
請求項12乃至14のいずれかに記載の装置。 - 【請求項16】 請求項12乃至15のいずれかに従っ
た表示装置を有する腕時計。
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