JP2005221236A - 文字板の照明装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発光素子で発光した光を効率良く文字板内に入射させて文字板を明るく照明することがきると共に、薄型化および小型化をも図ることができる。
【解決手段】 光透過性を有する文字板７の外周部における両側に収納孔１４を設け、これら収納孔１４内に発光素子１５をそれぞれ配置すると共に、文字板７の外周端部の側面に第１反射層２２を全周に亘って設けた。従って、発光素子１５で発光した光のうち、文字板７の面方向に放射された全ての光を文字板７内に入射させることができると共に、第１反射層２２によって文字板７の外周端部の側面から外部に光が漏れないようにすることができる。このため、発光素子１５で発光した光を効率良く文字板７内に入射させて導くことができるので、文字板７を明るく照明することができる。また、文字板７の収納孔１４内に発光素子１５を配置しているので、照明装置全体の薄型化および小型化をも図ることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、腕時計などの時計に用いられる文字板の照明装置に関する。

従来、腕時計においては、透明または半透明の文字板の下側に導光板を配置し、この導光板の外周端部における側面に発光ダイオードなどの発光素子を対向させて配置し、この発光素子で発光した光を導光板内にその側面から入射させ、この入射した光を導光板で導きながら導光板の上面から文字板に向けて照射させることにより、文字板を照明するように構成したものがある。
特開２００２−２８６８６９号公報

しかしながら、従来の腕時計では、文字板の下側に配置された導光板の側面に発光素子を対向させて配置しているので、発光素子で発光した光のうち、導光板の側面に向かう光は導光板内に入射するが、それ以外の光、つまり導光板の側面と反対方向に向かう光は導光板内に入射しないため、発光素子で発光した光の全てを導光板に入射させることができない。

このため、この腕時計では、発光素子で発光した光を導光板で導いて導光板の上面から文字板に向けて照射する際、発光素子で発光した光を有効に利用することができないため、文字板を十分に明るく照明することができないという問題がある。なお、この腕時計では、文字板の下側に導光板を配置しているため、導光板の厚み分だけ時計全体が厚くなるという問題もある。

この発明が解決しようとする課題は、発光素子で発光した光を効率良く文字板内に入射させて文字板を明るく照明することがきると共に、薄型化および小型化をも図ることのできる文字板の照明装置を提供することである。

この発明は、上記課題を解決するために、次のような構成要素を備えている。
なお、各構成要素には、後述する各実施形態の項で説明される各要素に付されている図面の参照番号などを括弧と共に付す。
請求項１に記載の発明は、図１〜図６に示すように、外周側の一部に収納孔（１４、３２）が設けられた光透過性を有する文字板（７、３１）と、この文字板の前記収納孔内に配置された発光素子（１５）とを備えたことを特徴とする文字板の照明装置である。

請求項２に記載の発明は、図１〜図６に示すように、前記文字板（７、３１）の外周端部の側面に反射層（第１反射層２２）が前記文字板の全周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の文字板の照明装置である。

請求項３に記載の発明は、図１〜図６に示すように、前記文字板（７、３１）における表示領域（７ａ、３１ａ）の外側に位置する表裏面の少なくとも一面に、反射層（第２反射層２３）が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の文字板の照明装置である。

請求項４に記載の発明は、図１〜図６に示すように、前記文字板（７、３１）の表裏面の少なくとも一面に、微細な凹凸部（２４）が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の文字板の照明装置である。

請求項１に記載の発明によれば、光透過性を有する文字板の外周側の一部に収納孔を設け、この文字板の収納孔内に発光素子を配置したので、発光素子で発光した光のうち、文字板の面方向に放射された全ての光を収納孔の内周面から文字板内に入射させることができ、このため発光素子で発光した光を効率良く文字板内に入射させて導くことができ、これにより文字板全体を明るく照明することができるほか、文字板に設けられた収納孔内に発光素子を配置しているので、装置全体の薄型化および小型化をも図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、文字板の外周端部の側面に反射層が文字板の全周に亘って設けられていることにより、発光素子の光が文字板内に入射して導かれる際、その導かれた光が文字板の外周端部の側面に到達しても、反射層によって文字板内に反射されるので、文字板の外周端部の側面から光が漏れないようにすることができ、これにより文字板で導かれる光の損失を軽減することができるので、より一層、発光素子で発光した光を有効に利用して文字板を明るく照明することができる。

請求項３に記載の発明によれば、文字板における表示領域の外側に位置する表裏面のうち、少なくとも一面に反射層が設けられていることにより、発光素子の光が文字板内に入射して導かれるときに、表示領域の外側に位置する文字板の少なくとも一面に設けられた反射層によって光が文字板の外部に漏れないように反射されるので、表示領域内に効率良く光を導くことができ、これによっても文字板で導かれる光の損失を軽減することができるので、文字板の表示領域内を更に明るく照明することができる。

請求項４に記載の発明によれば、文字板の表裏面の少なくとも一面に、微細な凹凸部が形成されていることにより、発光素子の光が文字板内に入射して導かれるときに、その光が微細な凹凸部によって拡散、反射を繰り返しながら文字板の表面から出射されるので、文字板全体をほぼ均一な明るさで面発光させることができる。

（実施形態１）
以下、図１〜図４を参照して、この発明を腕時計に適用した実施形態１について説明する。
図１はこの発明の腕時計の要部を拡大した断面図である。この腕時計は、図１に示すように、腕時計ケース１を備えている。この腕時計ケース１の上面には、時計ガラス２が装着されており、この腕時計ケース１の内部には、時計モジュール３が配置されている。また、この腕時計ケース１の下面には、裏蓋４が防水リング５を介して取り付けられている。

時計モジュール３は、アナログ表示機能とデジタル表示機能とのうち、この実施形態ではアナログ表示機能を備えている。すなわち、この時計モジュール３は、図１に示すように、ハウジング６を有しており、このハウジング６の上面には、光透過性を有する文字板７が配置されている。また、このハウジング６の内部には、アナログムーブメント８が設けられている。このアナログムーブメント８は、指針軸９が文字板７の中心部に設けられた貫通孔１０を通して下側から上方に突出し、この突出した指針軸９の上端部に時針、分針、秒針などの指針１１が取り付けられ、これら指針１１が文字板７の上方を運針するように構成されている。さらに、このハウジング６の下面には、回路基板１２が配置されている。

文字板７は、透明または半透明の光透過性を有する材料からなり、図３および図４に示すように、全体がほぼ円板状に形成されている。この文字板７の上面における外周部には、図１に示すように、時字１３が設けられている。また、この文字板７の外周部における両側２か所、例えば３時側と９時側とに位置する個所には、図１および図３に示すように、収納孔１４がそれぞれ上下に貫通して設けられている。これら収納孔１４内には、それぞれ発光素子１５が配置されている。この発光素子１５は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、可視光線領域の光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光体１６を素子基板１７上に搭載して透明なモールド樹脂１８で封止した全周発光型の構造になっている。

この場合、発光体１６は、大きさの小さいチップ形状、例えば１辺が２ｍｍ程度のほぼ立方体形状に形成されており、その上下面には、チップ電極１６ａ、１６ｂがそれぞれ設けられている。素子基板１７には、一対の接続電極１７ａ、１７ｂが素子基板１７の上面から側面を経て下面に亘って設けられている。そして、素子基板１７の上面に位置する一方の接続電極１７ａには、発光体１６の下面側のチップ電極１６ａが半田や導電性接着剤などで電気的に接続されており、他方の接続電極１７ｂには、ワイヤ−ボンディングによる金属細線１９によって発光体１６の上面側のチップ電極１６ｂが電気的に接続されている。モールド樹脂１８は、透明な樹脂からなり、素子基板１７上に発光体１６および金属細線１９を覆った状態でほぼ円柱状に形成されている。

この発光素子１５は、図１に示すように、ほぼ円柱状のモールド樹脂１８が文字板７の収納孔１４内に下側から挿入され、この状態でハウジング６の接続用の貫通孔２０内に配置された一対のコイルばね２１ａ、２１ｂ（図２（ｂ）参照）によって素子基板１７の一対の接続電極１７ａ、１７ｂと回路基板１２の各電極端子（図示せず）とが電気的に接続されている。これにより、発光素子１５は、腕時計ケース１に設けられた押釦スイッチ（図示せず）のスイッチ操作に応じて回路基板１２から発光体１６に電力が供給されて発光体１６が発光し、この発光した光がモールド樹脂１８を透過して全周方向に放射されるように構成されている。

ところで、文字板７は、発光素子１５で発光した光を文字板７の収納孔１４の内周面から文字板７の内部に採り込み、この採り込んだ光を文字板７の面方向、例えば互いに対向する発光素子１５側に向けて導くように構成されている。この場合、文字板７は、その表示領域７ａが腕時計ケース１の内周面に設けられた見切り部１ａの内側に位置し、この表示領域７ａ内に時字１３が表示領域７ａの内周に沿って等間隔で設けられていると共に、表示領域７ａの外側に位置する外周部が腕時計ケース１の見切り部１ａの下側に位置し、この外周部に各収納孔１４が位置するように設けられた構成になっている。

そして、この文字板７の表示領域７ａの外側に位置する外周端部における側面には、図１および図３に示すように、その全周に亘って第１反射層２２が蒸着や印刷などによって設けられており、この文字板７の表示領域７ａの外側に位置する外周部における上下両面、つまり腕時計ケース１の見切り部１ａの下面に対応する文字板７の上下両面には、第２反射層２３が蒸着や印刷などによって設けられている。また、この文字板７における少なくとも表示領域７ａ内における下面には、図３および図４に示すように、微細な凹凸部２４が形成されている。

この微細な凹凸部２４は、文字板７内に入射して導かれる光を拡散、反射するためのものであり、その凹凸密度が発光素子１５の近傍から離れるに従って次第に高くなるように形成されている。すなわち、これら凹凸部２４は、図３に示すように、発光素子１５が配置される３時側と９時側の凹凸密度が低く、１２時側と６時側とを結ぶ中心側に向かうに従って凹凸密度が次第に高くなるように形成されている。なお、図３では、凹凸部２４の凹凸密度が段階的に変化するように表現されているが、実際にはなだらかに変化するように形成されている。

このような腕時計によれば、明るい所では外部光が時計ガラス２を透過して腕時計ケース１内に入射するので、この入射した光によって指針１１と文字板７とが照明され、これにより時刻を知ることができる。このときには、文字板７に照射された外部光は、文字板７の下面に形成された微細な凹凸部２４によって反射、拡散されるので、より一層、文字板７が明るく照明される。

また、暗い所では、押釦スイッチ（図示せず）をスイッチ操作して文字板７の３時側と９時側との各収納孔１４内にそれぞれ配置された各発光素子１５の発光体１６を発光させると、その発光したほぼ全ての光が文字板７の面方向に放射されてモールド樹脂１８を透過して文字板７の各収納孔１４の内周面から文字板７の内部に入射し、この入射した光が文字板７によってその面方向に導かれる。すなわち、この場合には、文字板７の収納孔１４の上部が腕時計ケース１の見切り部１ａの下面で塞がれていると共に、発光体１６の下側には素子基板１７が配置されているので、発光体１６で発光した光が収納孔１４の上下方向に漏れることがない。このため、発光素子１５で発光したほぼ全ての光を収納孔１４の内周面から文字板７の内部に入射させることができる。

そして、文字板７の面方向に導かれて文字板７の外周部に到達した光のうち、文字板７の外周端部の側面に導かれた光は、文字板７の外周端部の側面に形成された第１反射層２２によって文字板７の内部に向けて反射されるので、文字板７の外周端部の側面から外部に光が漏れないようにすることができる。また、文字板７の外周部の上下面、つまり文字板７の表示領域７ａの外側に位置する上下面には、第２反射層２３が設けられているので、この第２反射層２３によっても、文字板７の外周部における上下面に導かれた光は、文字板７の内部に向けて反射されるので、文字板７の表示領域７ａの外側から外部に光が漏れないようにすることができる。このため、文字板７で導かれる光のうち、文字板７の外周部に導かれた光は、文字板７から外部に漏れることがないので、効率良く文字板７の表示領域７ａ内に導くことができる。

また、文字板７の表示領域７ａ内に導かれた光は、文字板７の下面に形成された微細な凹凸部２４で順次拡散、反射されて文字板７の上面から出射されるので、文字板７の表示領域７ａが面発光する。このときには、文字板７の下面に形成された凹凸部２４の凹凸密度が発光素子１５から離れるに従って次第に高くなるので、発光素子１５の近傍における文字板７では発光素子１５からの光の照射量が多くても、凹凸部２４の凹凸密度が低いため、凹凸部２４による拡散、反射が少なく、また発光素子１５から離れるに従って次第に文字板７内で導かれる光量が減少しても、凹凸部２４の凹凸密度が高いため、凹凸部２４による拡散、反射が多くなる。このため、文字板７における表示領域７ａの全域から出射される光量をほぼ均一にすることができる。

このように、この腕時計によれば、発光素子１５で発光したほぼ全ての光を効率良く文字板７内に入射させて導くことができ、且つ文字板７の表示領域７ａの外側から外部に光が漏れることがないので、文字板７内に入射した光を文字板７の表示領域７ａ内に確実に導くことができる共に、文字板７の表示領域７ａをほぼ均一な明るさで面発光させることができる。これにより、文字板７の表示領域７ａを明るく照明することができるので、暗い所でも良好に時刻をすることができるほか、文字板７に設けられた収納孔１４内に発光素子１５を配置しているので、装置全体の薄型化および小型化をも図ることができる。

（実施形態２）
次に、図５および図６を参照して、この発明を腕時計に適用した実施形態２について説明する。なお、図１〜図４に示された実施形態１と同一部分には同一符号を付して説明する。
この腕時計は、腕時計ケース１内に配置された時計モジュール３０がアナログ表示機能とデジタル表示機能との両方を備えた構成で、これ以外は実施形態１とほぼ同じ構成になっている。すなわち、この時計モジュール３０は、アナログ表示機能として、アナログムーブメント８および文字板３１を備え、デジタル表示機能として、表示パネル３４を備えた構成になっている。

アナログムーブメント８は、実施形態１と同様、指針軸９が文字板３１の中心部に設けられた貫通孔１０を通して下側から上方に突出し、この突出した指針軸９の上端部に時針、分針、秒針などの指針１１が取り付けられ、これら指針１１が文字板３１の上方を運針するように構成されている。文字板３１は、透明または半透明の光透過性を有する材料からなり、図５に示すように、両側が円弧状に膨らんだほぼ四角形の平板状に形成されている。

この文字板３１は、その表示領域３１ａが図６に斜線で示した外周側の領域３１ｂの内側に設けられている。この文字板３１の外周部、つまり表示領域３１ａの外側に位置する外周側の領域３１ｂの側面には、第１反射層２２が全周に亘って形成されており、この文字板３１の外周部である外周側の領域３１ｂにおける上下面には、第２反射層２３が形成された構成になっている。この場合にも、文字板３１の表示領域３１ａ内における上面には、時字１３が表示領域３１ａの内周に沿って等間隔で設けられており、文字板３１の表示領域３１ａ内における下面には、実施形態１と同様、微細な凹凸部２４が形成されている。

また、この文字板３１の外周部である外周側の領域３１ｂ内における両側２か所、例えば３時側と９時側とに対応する個所には、図５および図６に示すように、発光素子１５を収納する収納孔３２がそれぞれ設けられており、この文字板３１の表示領域３１ａ内における所定個所、例えば１２時側、３時側、６時側、および９時側の４か所には、ほぼ円形状の表示開口部３３がそれぞれ設けられている。これら表示開口部３３の下側には、図６に示すように、それぞれ表示パネル３４が配置されている。

発光素子１５は、実施形態１とほぼ同様、可視光線領域の光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光体１６を素子基板１７上に搭載して透明なモールド樹脂１８で封止した全周発光型の構造で、全体がほぼ長方体形状に形成されている。これに伴って、文字板３１の収納孔３２も、ほぼ長方体形状に形成されている。

表示パネル３４は、液晶表示素子やＥＬ素子（エレクトロルミネッセンス表示素子）などの平面型の表示素子からなり、時刻などの情報を電気光学的に表示するものであり、図６に示すように、文字板３１の各表示開口部３３の下側に対応してそれぞれ配置され、この状態でインターコネクタ（図示せず）によって回路基板１２と電気的に接続されている。この場合、ほぼ円形状の表示開口部３３は、その内周部が図６に示すように内側から外側に向かうに従って次第に高くなる傾斜面３３ａに形成されており、この傾斜面３３ａには、表示マーク３５が設けられている。

このような腕時計によれば、実施形態１と同様、明るい所では外部光が時計ガラス２を透過して腕時計ケース１内に入射するので、この入射した光によって指針１１と文字板３１とが照明されると共に、この入射した光が文字板３１の各表示開口部３３を通して各表示パネル３４にも照射されるので、各表示パネル３４に表示された時刻などの情報をも見ることができ、これにより良好に時刻などの情報を知ることができる。

また、暗い所では、押釦スイッチ（図示せず）をスイッチ操作して文字板３１の３時側と９時側との各収納孔３２内にそれぞれ配置された各発光素子１５の発光体１６を発光させると、その発光したほぼ全ての光が文字板３１の面方向に放射されてモールド樹脂１８を透過して文字板３１の各収納孔３２の内周面から文字板３１の内部に入射し、この入射した光が文字板３１によってその面方向に導かれる。すなわち、この場合にも、文字板３１の収納孔３２の上部が腕時計ケース１の見切り部１ａの下面で塞がれていると共に、発光体１６の下側には素子基板１７が配置されているので、発光体１６で発光した光が収納孔３２の上下方向に漏れることがない。このため、発光素子１５で発光したほぼ全ての光を収納孔３２の内周面から文字板３１の内部に入射させることができる。

そして、文字板３１の面方向に導かれて文字板３１の外周部に到達した光のうち、文字板３１の外周端部の側面に導かれた光は、文字板３２の外周端部の側面に形成された第１反射層２２によって文字板３１の内部に向けて反射されるので、文字板３１の側面から外部に光が漏れないようにすることができる。また、文字板３１の外周側の領域３１ｂにおける上下面に到達した光は、その上下面に設けられた第２反射層２３によって文字板３１の内部に向けて反射されるので、文字板３１の表示領域３１ａの外側から外部に光が漏れないようにすることができる。このため、文字板３１で導かれる光のうち、文字板３１の外周部に導かれた光は、文字板３１の表示領域３１ａの外側から外部に漏れることがないので、効率良く文字板３１の表示領域３１ａ内に導くことができる。

また、文字板３１の表示領域３１ａ内に導かれた光は、文字板３１の下面に形成された微細な凹凸部２４で順次拡散、反射されて文字板３１の上面から出射されるので、文字板３１の表示領域３１ａを面発光させることができる。このときには、実施形態１と同様、文字板３１の下面に形成された凹凸部２４の凹凸密度が発光素子１５から離れるに従って次第に高くなるので、文字板３１における表示領域３１ａの全域から出射される光量をほぼ均一にすることができる。このため、暗い所でも文字板３１の表示領域３１ａ内を明るく且つ均一に照明することができる。

また、このときには、文字板３１で導かれた光が各表示開口部３３に到達すると、この到達した光が各表示開口部３３の周縁部からその内側に向けて出射されるので、この出射された光によって各表示パネル３４をその周囲からそれぞれ照明することができる。このため、暗い所でも各表示パネル３４に表示された時刻などの情報を視認することができる。この場合、各表示開口部３３の外周部がそれぞれ傾斜面３３ａに形成されているので、この傾斜面３３ａからも光が斜め上方に向けて出射され、傾斜面３３ａに設けられた表示マーク３５を照明することができるので、各表示パネル３４に表示された時刻などの情報、および各表示マーク３５を視認することができ、これにより良好に表示パネル３４に表示された情報を知ることができる。

なお、上記実施形態１、２では、文字板７、３１の両側２か所に設けられた収納孔１４、３２内に２つの発光素子１５をそれぞれ配置した場合について述べたが、これに限らず、例えば文字板７、３１の１か所のみに収納孔を設け、この収納孔のみに発光素子１５を配置した構成でも良く、また文字板７、３１の３か所以上に収納孔を設け、これら収納孔内にそれぞれ発光素子を配置した構成でも良い。このようにすれば、より一層、文字板７、３１を明るく照明することができる。

また、上記実施形態１、２およびその変形例では、発光素子として、可視光線領域の光を発光する発光素子１５を用いた場合について述べたが、これに限らず、例えば人間の目には見えない紫外線領域の光を発光する紫外線発光素子を用いても良い。この場合には、紫外線発光素子で発光した光が人間の目には見えないため、文字板７、３１の上下面の少なくとも一方に、紫外線領域の光に反応して人間の目に見える可視光線領域の光を発光する発光層を設ければ良い。このような構造でも、紫外線発光素子の光が文字板７、３１で導かれて面発光するときに、発光層が紫外線領域の光に反応して人間の目に見える可視光線を発生するので、実施形態１、２と同様、可視光線領域の光で文字板７、３１を明るく照明することができる。

また、上記実施形態１、２およびその各変形例では、文字板７、３１の下面に微細な凹凸部２４を形成した場合について述べたが、必ずしも文字板７、３１の下面のみに凹凸部２４を設ける必要はなく、文字板７、３１の上面に凹凸部２４を設けても良く、また文字板７、３１の上下両面に凹凸部２４を設けても良い。

さらに、上記実施形態１、２およびその変形例では、文字板７、３１の外周端部の側面に第１反射層２２を形成すると共に、文字板７、３１における表示領域７ａ、３１ａの外側に位置する外周側の領域３１ｂの上下面に第２反射層２３を形成した場合について述べたが、必ずしも第１、第２反射層２２、２３を設ける必要はなく、文字板７、３１の外周端部の側面に第１反射層２２のみを形成しただけでも良く、また文字板７、３１における表示領域７ａ、３１ａの外側に位置する個所の上下面に第２反射層２３のみを形成しただけも良い。

また、上記実施形態１、２およびその各変形例では、文字板７、３１における表示領域７ａ、３１ａの外側に位置する外周側の領域３１ｂの上下面に第２反射層２３を形成した場合について述べたが、必ずしも文字板７、３１の上下両面に第２反射層２３を設ける必要はなく、文字板７、３１の上面のみに第２反射層２３を設けただけでも良く、また文字板７、３１の下面のみに第２反射層２３を設けただけでも良い。

なおまた、上記実施形態１、２およびその各変形例では、腕時計に適用した場合について述べたが、これに限らず、例えばトラベルウォッチ、目覚まし時計、置き時計、掛け時計など、他の時計にも広く適用することができる。

この発明を適用した腕時計の要部を示した拡大断面図である。（実施形態１） 図１の発光素子を示し、（ａ）はその拡大平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ矢視における断面図である。 図１の文字板の平面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視における断面図である。 この発明を適用した腕時計の要部を示した拡大断面図である。（実施形態２） 図５の文字板の平面図である。

符号の説明

１ 腕時計ケース
２ 時計ガラス
３、３０ 時計モジュール
７、３１ 文字板
７ａ、３１ａ 表示領域
８ アナログムーブメント
１１ 指針
１３ 時字
１４、３２ 収納孔
１５ 発光素子
２２ 第１反射層
２３ 第２反射層
２４ 微細な凹凸部
３３ 表示開口部
３４ 表示パネル

Claims (4)

1. 外周側の一部に収納孔が設けられた光透過性を有する文字板と、
   この文字板の前記収納孔内に配置された発光素子と
   を備えたことを特徴とする文字板の照明装置。
2. 前記文字板の外周端部の側面には反射層が前記文字板の全周に亘って設けられていることを特徴とする請求項１に記載の文字板の照明装置。
3. 前記文字板における表示領域の外側に位置する表裏面の少なくとも一面には、反射層が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の文字板の照明装置。
4. 前記文字板の表裏面の少なくとも一面には、微細な凹凸部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の文字板の照明装置。
   
   

Images