JP2009008583A

JP2009008583A - 指針時計

Info

Publication number: JP2009008583A
Application number: JP2007171699A
Authority: JP
Inventors: Norihisa Usui; 則久碓氷
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-06-29
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-01-15

Abstract

【課題】指針位置検出装置およびソーラーパネルを備えても、時計全体の厚みを最小限に抑えることができる指針時計を提供する。
【解決手段】文字板１の下側に配置された輪列機構２によって文字板１の上方を指針４が運針する指針時計において、輪列機構２の筒車７と３番車１０とに第１、第２光透過孔１７、１８を設け、輪列機構２の下側に配置された回路基板１４に第１、第２光透過孔１７、１８の回転移動軌跡上に対応させて第１、第２発光素子１５、１６を設け、文字板１に設けられたソーラーパネル５に第１、第２発光素子１５、１６からの光が第１、第２光透過孔１７、１８を透過して照射された際に起電力を発生する第１、第２受光素子１２、１３を設けた。従って、指針位置検出装置６およびソーラーパネル５を備えても、時計全体の厚みを最小限に抑えることができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、指針の運針位置を検出する指針位置検出装置を備えた指針時計に関する。

従来、指針時計においては、特許文献１に記載されているように、文字板の下側に配置された複数の歯車からなる輪列機構によって、文字板の上方に突出した指針軸に取り付けられた指針を運針させることにより、時刻を指示する際、指針位置検出装置によって輪列機構のいずれかの歯車の回転位置を検出して、指針の運針位置を判断するように構成したものがある。
特開平０８−１７９０５８号

すなわち、この種の指針位置検出装置は、輪列機構のいずれかの歯車に貫通孔を設け、この歯車の上側に発光部を備えた基板を配置すると共に、その歯車の下側に発光部と対向する受光部を備えた基板を配置し、輪列機構によって指針が運針する際、これに伴って回転する歯車の貫通孔を発光部からの光が透過して受光部で受光することにより、歯車の回転位置を検出し、この歯車の回転に応じて運針する指針の運針位置を判断するように構成されている。

しかしながら、このような従来の指針時計では、指針位置検出装置が、貫通孔を有する歯車の上側に発光部を備えた基板を配置すると共に、その歯車の下側に受光部を備えた基板を配置した構成であるから、発光部を備えた基板と受光部を備えた基板とによって、時計全体の厚みが厚くなるという問題がある。この場合、ソーラーパネルを備えた指針時計では、ソーラーパネルを文字板に設ける必要があるため、このソーラーパネルによって更に時計全体の厚みが厚くなるという問題が生じる。

この発明が解決しようとする課題は、指針位置検出装置およびソーラーパネルを備えていても、時計全体の厚みを最小限に抑えることができる指針時計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。
請求項１に記載の発明は、文字板の下側に配置された複数の歯車からなる輪列機構によって、前記文字板の上方を指針が運針することにより、時刻を指示する指針時計において、
前記輪列機構における前記複数の歯車のいずれかに設けられた光透過部と、前記輪列機構の下側に配置され、且つ前記歯車に設けられた前記光透過部の回転移動軌跡上に対応する位置に発光部が設けられた回路基板と、前記文字板に設けられ、且つ前記発光部からの光が前記光透過部を透過して照射された際に起電力を発生する受光部が設けられたソーラーパネルと、を備えたことを特徴とする指針時計である。

請求項２に記載の発明は、前記ソーラーパネルが、前記受光部を除いて、上面側から透明電極、半導体層、金属電極を順に積層した構成であり、前記受光部は、上面側から金属電極、半導体層、透明電極を順に積層した構成であることを特徴とする請求項１に記載の指針時計である。

請求項３に記載の発明は、前記受光部の周囲に絶縁性を有する遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の指針時計である。

請求項４に記載の発明は、前記発光部が前記回路基板内に埋設されており、この回路基板には前記発光部の光が透過する座ぐり穴が設けら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指針時計である。

この発明によれば、輪列機構によって指針が運針する際、これに伴って回転する歯車の下側に配置された回路基板の発光部を発光させると、その光が歯車の回転に応じて光透過部を透過して文字板に設けられたソーラーパネルの受光部に照射され、この照射された光によって受光部が起電力を発生することにより、歯車の回転位置を検出して指針の運針位置を判断することができる。このため、ソーラーパネルを有効に利用することができ、これにより指針位置検出装置およびソーラーパネルを備えていても、時計全体の厚みを最小限に抑えることができるので、時計全体の薄型化を図ることができる。

（実施形態１）
以下、図１〜図４を参照して、この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態１について説明する。
この指針式の腕時計は、図１に示すように、文字板１の下側に配置された輪列機構２によって、文字板１の上方に突出した指針軸３に取り付けられた指針４を運針させることにより、時刻を指示するように構成されているほか、ソーラーパネル５および指針位置検出装置６を備えた構成になっている。

すなわち、指針４は、図１に示すように、時針４ａ、分針４ｂ、秒針４ｃを備えている。指針軸３は、時針４ａが取り付けられる時針軸３ａと、分針４ｂが取り付けられる分針軸３ｂと、秒針４ｃが取り付けられる秒針軸３ｃとを備えている。この場合、指針軸３は、時針軸３ａ内に分針軸３ｂが回転自在に挿入されて上方に突出し、この分針軸３ｂ内に秒針軸３ｃが回転自在に挿入されて上方に突出し、これら時針軸３ａ、分針軸３ｂ、秒針軸３ｃが文字板１の貫通孔１ａに下側から挿入されて文字板１の上方に突出し、この突出した時針軸３ａ、分針軸３ｂ、秒針軸３ｃの各上端部にそれぞれ時針４ａ、分針４ｂ、秒針４ｃが取り付けられている。

輪列機構２は、図１に示すように、時針軸３ａが設けられた時針車である筒車７と、分針軸３ｂが設けられた分針車である２番車８と、秒針軸３ｃが設けられた秒針車である４番車９とを備え、これら筒車７、２番車８、４番車９がステップモータ（図示せず）によって複数の中間車（図１では３番車１０のみを示す）を介して回転し、これにより時針４ａ、分針４ｂ、秒針４ｃを運針させるように構成されている。この場合、複数の中間車のうち、３番車１０は、４番車９の回転を２番車８に伝達するためのものである。また、複数の中間車には、３番車１０以外に、図示しないが、２番車８の回転を筒車７に伝達する日ノ裏車や、ステップモータの回転を４番車９に伝達する５番車などがある。

ところで、文字板１は、透明または半透明な材料からなり、その下面には、図１に示すように、ソーラーパネル５が設けられている。このソーラーパネル５は、文字板１を透過した外部光によって発電するものであり、図１に示すように、透明なフィルムからなるベースシート１１を備えている。この透明なベースシート１１の下面には、図２に示すように、複数の発電部５ａ〜５ｅが分割形成されており、その中心部分には、図２に示すように、文字板１の貫通孔１ａに対応する貫通孔５ｆが設けられている。

また、このソーラーパネル５の所定箇所には、図１および図２に示すように、後述する指針位置検出装置６の第１、第２受光素子１２、１３が設けられている。さらに、輪列機構２の下側には、図１に示すように、回路基板１４が配置されている。この回路基板１４には、時計機能に必要な各種の電子部品が設けられているほか、後述する指針位置検出装置６の第１、第２発光素子１５、１６が設けられている。

指針位置検出装置６は、図１に示すように、時針車である筒車７に設けられた第１光透過孔１７、および３番車１０に設けられた第２光透過孔１８と、輪列機構２の下側に配置された回路基板１４の第１、第２発光素子１５、１６と、ソーラーパネル５に設けられた第１、第２受光素子１２、１３とを備えている。これにより、指針位置検出装置６は、第１、第２発光素子１５、１６で発光して第１、第２光透過孔１７、１８を透過した光を第１、第２受光素子１２、１３で受光することにより、筒車７と３番車１０との各回転位置を検出して、時針４ａと分針４ｂとの各運針位置を判断するように構成されている。

この場合、第１、第２発光素子１５、１６は、それぞれＬＥＤ（発光ダイオード）からなり、回路基板１４の上面における所定箇所に設けられている。すなわち、第１発光素子１５は、筒車７に設けられた第１光透過孔１７の回転移動軌跡上に対応した状態で、回路基板１４の上面に設けられている。第２発光素子１６は、２番車８に噛み合って回転する３番車１０に設けられた第２光透過孔１８の回転移動軌跡上に対応した状態で、回路基板１４の上面に設けられている。

また、ソーラーパネル５の第１、第２受光素子１２、１３のうち、第１受光素子１２は、図２に示すように、回路基板１４の第１発光素子１５に対応する箇所における発電部５ａの領域内に設けられ、図１に示すように、第１発光素子１５からの光が筒車７の第１光透過孔１７を透過して照射された際に起電力を発生するように構成されている。また、第２受光素子１３は、回路基板１４の第２発光素子１６に対応する箇所における発電部５ａの領域内に設けられ、第２発光素子１６からの光が３番車１０の第２光透過孔１８を透過して照射された際に起電力を発生するように構成されている。

この場合、ソーラーパネル５は、図３および図４に示すように、その各発電部５ａ〜５ｅが、透明なベースシート１１の下面に、透明電極１９、半導体層２０、金属電極２１をその順で積層した構成になっている。これにより、各発電部５ａ〜５ｅは、文字板１を透過した外部光が透明なベースシート１１を透過して照射されると、その外部光が透明電極１９を透過して半導体層２０に照射されることにより、透明電極１９と金属電極２１との間に起電力が発生するように構成されている。

すなわち、各発電部５ａ〜５ｅにおける上部側の透明電極１９は、ＩＴＯなどの透明な導電材料からなり、透明なベースシート１１の下面にスパッタリングまたは印刷によって設けられている。中間部の半導体層２０は、アモルファスシリコン（非晶質シリコン：ａ−Ｓｉ）、ポリシリコン（多結晶シリコン）、クリスタルシリコン（単結晶シリコン）などからなり、透明電極１９の下面に設けられている。下部側の金属電極２１は、アルミや銅などの金属からなり、半導体層２０の下面に蒸着またはスパッタリングによって設けられている。

また、このソーラーパネル５の第１、第２受光素子１２、１３は、図３および図４に示すように、各発電部５ａ〜５ｅとは逆に、透明なベースシート１１の下面に、金属電極２１、半導体層２０、透明電極１９をその順で積層した構成になっている。これにより、第１、第２受光素子１２、１３は、透明なベースシート１１を透過した外部光を金属電極２１で遮断するが、その下側に配置された第１、第２発光素子１５、１６で発光した光が照射されると、その光が透明電極１９を透過して半導体層２０に照射されることにより、透明電極１９と金属電極２１との間に起電力が発生するように構成されている。

すなわち、第１、第２受光素子１２、１３における上部側の金属電極２１は、各発電部５ａ〜５ｅの金属電極２１と同じものであり、透明なベースシート１１の下面に蒸着またはスパッタリングによって設けられている。中間部の半導体層２０は、各発電部５ａ〜５ｅの半導体層２０と同じものであり、各発電部５ａ〜５ｅの半導体層２０と同時に金属電極２１の下面に設けられている。下部側の透明電極１９は、各発電部５ａ〜５ｅの透明電極１９と同じものであり、半導体層２０の下面にスパッタリングまたは印刷によって設けられている。

また、第１、第２受光素子１２、１３の周囲には、図３および図４に示すように、絶縁性を有する遮光部２２が環状に連続して設けられている。この遮光部２２は、その高さが、発電部５ａの透明電極１９と第１、第２受光素子１２、１３の各金属電極２１との間に位置する透明なベースシート１１の下面から、発電部５ａの金属電極２１と第１、第２受光素子１２、１３の各透明電極１９との各下面に亘る高さで設けられている。これにより、遮光部２２は、図４に示すように、ソーラーパネル５の発電部５ａと第１、第２受光素子１２、１３との電気的な絶縁を図ると共に、透明なベースシート１１を透過した外部光が第１、第２受光素子１２、１３の周囲から入射するのを防ぐように構成されている。

なお、文字板１、輪列機構２、指針４、ソーラーパネル５、および指針位置検出装置６は、図示しないが、腕時計ケース内に組み込まれている。この場合、腕時計ケースの上部には、時計ガラス（図示せず）が取り付けられており、また腕時計ケースの下部には、裏蓋（図示せず）が取り付けられている。

このような指針式の腕時計では、時計ガラスを通して外部光が腕時計ケース内に入射すると、この入射した外部光が文字板１を通してソーラーパネル５に照射されるので、このソーラーパネル５の各発電部５ａ〜５ｅで発電することができ、この発電した電力で輪列機構２を駆動させて指針４を運針させることにより、時刻を指示することができる。このときには、ソーラーパネル５に設けられた第１、第２受光素子１２、１３は、その各金属電極２１と遮光部２２とによって、外部光が遮断されるので、外部光を受光して起電力を発生するはない。

このように、ソーラーパネル５が発電すると、その電力によって輪列機構２のステップモータが駆動され、図示しない中間車（例えば５番車）を介して４番車９が回転し、この４番車９の回転に応じて秒針４ｃが文字板１の上方を運針する。また、この４番車９の回転は、３番車１０を介して２番車８に伝達され、この２番車８の回転に応じて分針４ｂが文字板１の上方を運針する。更に、この２番車８の回転は、図示しない中間車（例えば日ノ裏車）を介して筒車７に伝達され、この筒車７の回転に応じて時針４ａが文字板１の上方を運針する。これにより、時針４ａ、分針４ｂ、秒針４ｃがそれぞれ運針して時刻を指示することができる。

このように指針４が運針する際には、輪列機構２の下側に配置された指針位置検出装置６の第１、第２発光素子１５、１６が発光し、その光が筒車７および３番車１０の各回転に伴って筒車７の第１光透過孔１７と３番車１０の第２光透過孔１８とをそれぞれ透過して文字板１に設けられたソーラーパネル５の第１、第２受光素子１２、１３にそれぞれ照射される。このため、第１、第２受光素子１２、１３がそれぞれ起電力を発生するので、筒車７と３番車１０との各回転位置を検出することができ、これにより時針４ａと分針４ｂの各運針位置を判断することができる。

すなわち、第１発光素子１５で発光した光が、図１に示すように、筒車７の回転に応じて第１光透過孔１７を透過してソーラーパネル５の第１受光素子１２に照射されると、この照射された光によって第１受光素子１２が起電力を発生するので、この起電力により筒車７の回転位置を検出することができ、これにより筒車７の回転に応じて運針する時針４ａの運針位置を判断することができる。

また、第２発光素子１６で発光した光が、図１に示すように、２番車８に噛み合って回転する３番車１０の回転に応じて第２光透過孔１８を透過してソーラーパネル５の第２受光素子１３に照射されると、この照射された光によって第２受光素子１３が起電力を発生するので、この起電力により３番車１０の回転位置を検出することができ、これにより３番車１０に噛み合って回転する２番車８の回転に応じて運針する分針４ｂの運針位置を判断することができる。

このように、この指針式の腕時計によれば、外部光を受光して発電する発電部５ａ〜５ｅを備えたソーラーパネル５に、第１、第２受光素子１２、１３を発電部５ａ〜５ｅと逆の構成で設けたことにより、ソーラーパネル５に発電部５ａ〜５ｅとほぼ同じ機能の第１、第２受光素子１２、１３を設けることができるので、ソーラーパネル５を有効に利用することができる。このため、従来例のような受光素子を備えた基板を輪列機構２内に設置する必要がないので、指針位置検出装置６およびソーラーパネル５を備えていても、時計全体の厚みを最小限に抑えることができ、これにより時計全体の薄型化を図ることができる。

この場合、ソーラーパネル５は、第１、第２受光素子１２、１３を除いて、各発電部５ａ〜５ｅが、透明なベースシート１１の下面に、透明電極１９、半導体層２０、金属電極２１をその順で積層した構成であり、発電部５ａ内の第１、第２受光素子１２、１３は、透明なベースシート１１の下面に、金属電極２１、半導体層２０、透明電極１９をその順で積層した構成であるから、各発電部５ａ〜５ｅと第１、第２受光素子１２、１３とを透明なベースシート１１の下面にほぼ同じ厚みで形成することができる。

また、各発電部５ａ〜５ｅの各透明電極１９と第１、第２受光素子１２、１３の各透明電極１９とが同じ材料であり、また各発電部５ａ〜５ｅの各半導体層２０と第１、第２受光素子１２、１３の各半導体層２０とが同じ材料であり、更に各発電部５ａ〜５ｅの各金属電極２１と第１、第２受光素子１２、１３の各金属電極２１とが同じ材料であることにより、材料の共通化を図ることができると共に、各発電部５ａ〜５ｅの各半導体層２０と第１、第２受光素子１２、１３の各半導体層２０とを同時に形成することができ、これにより生産性の高いものを提供することができる。

さらに、第１、第２受光素子１２、１３の各周囲には、絶縁性を有する遮光部２２がそれぞれ設けられているので、外部光が文字板１を透過してソーラーパネル５に照射された際に、ソーラーパネル５の各発電部５ａ〜５ｅが発電しても、第１、第２受光素子１２、１３にその周囲から外部光が入射するのを遮光部２２で遮断することができ、これにより第１、第２受光素子１２、１３が外部光の影響を受けることがなく、第１、第２発光素子１５、１６からの光のみを受光することができるので、筒車７および３番車１０の各回転位置を正確に且つ確実に検出することができる。

なお、上記実施形態１では、遮光部２２を透明なベースシート１１の下面から、第１、第２受光素子１２、１３の各透明電極１９の下面および各発電部５ａ〜５ｅの各金属電極２１の下面に亘る高さで設けた場合について述べたが、これに限らず、例えば図５に示す変形例のように、遮光部２２を透明なベースシート１１の下面から、第１、第２受光素子１２、１３の各金属電極２１の下面および各発電部５ａ〜５ｅの各透明電極１９の下面に亘る高さで設けた構成でも良い。このように構成しても、実施形態１とほぼ同様の作用効果がある。

（実施形態２）
次に、図６および図７を参照して、この発明を指針式の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。
この指針式の腕時計は、輪列機構２の下側に配置された回路基板２３内に第１、第２発光素子１５、１６を埋め込んだ構成であり、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、この回路基板２３は、図７（ａ）に示すように、第１基板２４上に第１、第２発光素子１５、１６（同図では第１発光素子１５のみを示す）やコンデンサ２５などの各種の電子部品を設けると共に、ガラス繊維を含んだ透明なエポキシ樹脂からなるプリプレグ２６を設けて電子部品を覆い、この状態でプリプレグ２６上に第２基板２７を設け、図７（ｂ）に示すように、第１、第２発光素子１５、１６に対応する箇所の第２基板２７に座ぐり穴２８を設けた構成になっている。

この場合にも、第１、第２発光素子１５、１６は、図６に示すように、ソーラーパネル５の第１、第２受光素子１２、１３に対応して配置されている。また、第１基板２４の上下両面には、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、それぞれ配線２４ａ、２４ｂが設けられていると共に、これら上下両面の各配線２４ａ、２４ｂは、第１基板２４中に設けられたビアホール部２４ｃによって電気的に接続されている。さらに、第２基板２７にも配線２７ａが設けられている。

このような指針式の腕時計によれば、回路基板２３内に埋設された第１、第２発光素子１５、１６で発光した光が座ぐり穴２８を通して回路基板２３の上方に出射するので、実施形態１と同様、筒車７と３番車１０との各回転位置を検出することができ、これにより時針４ａと分針４ｂの各運針位置を判断することができるほか、第１、第２発光素子１５、１６を回路基板２３内に埋設したので、実施形態１よりも、更に回路基板２３全体の厚みを薄くすることができ、これにより、より一層、時計全体の薄型化を図ることができる。

なお、上記実施形態２では、回路基板２３の第１基板２４上に電子部品を覆ってプリプレグ２６を設け、このプリプレグ２６上に第２基板２７を設け、この第２基板２７に座ぐり穴２８を第１、第２発光素子１５、１６と対応させて設けた場合について述べたが、これに限らず、例えば図８に示す変形例のように回路基板３０を構成しても良い。

すなわち、図８に示された回路基板３０は、予め、第２基板２７に第１、第２発光素子１５、１６やコンデンサ２５などの各種の電子部品に対応する部品挿入孔２９を設け、第１基板２４に設けられた各種の電子部品を第２基板２７の各部品挿入孔２９に挿入させた状態で、第１基板２４上にプリプレグ２６を介して第２基板２７を接合させた構成になっている。このように回路基板２３を構成すれば、第２基板２７の厚みだけ、実施形態２よりも、更に回路基板３０の厚みを薄く形成することができ、より一層、薄型化を図ることができる。

また、上記実施形態１、２およびその各変形例では、第１光透過孔１７を筒車７に設けて筒車７の回転位置を検出し、また第２光透過孔１８を３番車１０に設けて３番車１０の回転位置を検出する場合について述べたが、これに限らず、例えば第１光透過孔１７を筒車７に噛み合って回転する日ノ裏車（つまり２番車８の回転を筒車７に伝達する中間車）に設けて日ノ裏車の回転位置を検出すようにしても良く、また第２光透過孔１８を２番車８に設けて２番車８の回転位置を検出するようにしても良い。

さらに、上記実施形態１、２およびその各変形例では、筒車７と３番車１０とに第１、第２光透過孔１７、１８を設け、これに対応する箇所の回路基板１４（または２３、３０）に第１、第２発光素子１５、１６を設け、ソーラーパネル５に第１、第２発光素子１５、１６からの光を受光する第１、第２受光素子１２、１３を設けた場合について述べたが、これに限らず、例えば筒車７と３番車１０とのいずれか一方に第１、第２光透過孔１７、１８を設け、これに対応する箇所の回路基板１４（または２３、３０）に第１、第２発光素子１５、１６のいずれか一方を設け、ソーラーパネル５に第１、第２発光素子１５、１６からの光を受光する第１、第２受光素子１２、１３のいずれか一方を設けた構成でも良い。

（実施形態３）
次に、図９および図１０を参照して、この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態３について説明する。この場合にも、図１〜図４に示された実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明する。
この指針式の腕時計は、指針位置検出装置３２が実施形態１と異なる構成であり、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、この指針位置検出装置３２は、輪列機構２の下側に配置された回路基板１４上に第１、第２光検出部３３、３４を設け、輪列機構２の日ノ裏車３５と３番車車１０とに第１、第２反射部３６、３７を設けた構成になっている。

この場合、輪列機構２の日ノ裏車３５は、図９に示すように、分針車である２番車８の回転を時針車である筒車７に伝達する中間車であり、この日ノ裏車３５の下面における所定箇所には、図１０に示すように、光を反射する第１反射部３６が設けられており、この第１反射部３６を除く、日ノ裏車３５の下面におけるほぼ全域には、反射防止膜３８が設けられている。

また、３番車１０は、実施形態１と同様、４番車９の回転を２番車８に伝達する中間車であり、この３番車１０の下面における所定箇所にも、図９に示すように、日ノ裏車３５と同様、光を反射する第２反射部３７が設けられており、この第２反射部３７を除く、３番車１０の下面におけるほぼ全域にも、図１０に示す反射防止膜３８が設けられている。

一方、回路基板１４の第１、第２光検出部３３、３４のうち、第１光検出部３３は、図９に示すように、日ノ裏車３５に設けられた第１反射部３６の回転移動軌跡上に対応した状態で、回路基板１４の上面に設けられている。この第１光検出部３３は、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる第１発光素子３３ａと、この第１発光素子３３ａで発光されて第１反射部３６で反射された光を受光するフォトトランジスタからなる第１受光素子３３ｂとを備えている。

また、第２光検出部３４は、図９に示すように、３番車１０に設けられた第２反射部３７の回転移動軌跡上に対応した状態で、回路基板１４の上面に設けられている。この第２光検出部３４も、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる第２発光素子３４ａと、この第２発光素子３４ａで発光されて第２反射部３７で反射された光を受光するフォトトランジスタからなる第２受光素子３４ｂとを備えている。

このような指針式の腕時計では、指針４が運針する際に、輪列機構２の下側に配置された指針位置検出装置３２の第１、第２光検出部３３、３４の第１、第２発光素子３３ａ、３４ａを発光させると、その光が日ノ裏車３５と３番車１０との各回転に伴って日ノ裏車３５の第１反射部３６と３番車１０の第２反射部３７とで反射され、この反射された光が第１、第２光検出部３３、３４の第１、第２受光素子３３ｂ、３４ｂでそれぞれ受光されることにより、日ノ裏車３５と３番車１０との各回転位置を検出することができ、これにより時針４ａと分針４ｂの各運針位置を判断することができる。

すなわち、第１光検出部３３の第１発光素子３３ａで発光した光は、筒車７に噛み合って回転する日ノ裏車３５に照射された際、第１反射部３６で反射され、この反射された光が第１受光素子３３ｂで受光されるが、第１反射部３６以外の箇所では反射防止膜３８で吸収されるので、第１受光素子３３ｂが第１発光素子３３ａからの光を受光することにより日ノ裏車３５の回転位置を検出することができ、これにより日ノ裏車３５に噛み合って回転する筒車７の回転に応じて、文字板１の上方を運針する時針４ａの運針位置を判断することができる。

また、第２光検出部３４の第２発光素子３４ａで発光した光は、２番車８に噛み合って回転する３番車１０に照射された際、第２反射部３７で反射され、この反射された光が第２受光素子３４ｂで受光されるが、第２反射部３７以外の箇所では反射防止膜３８で吸収されるので、第２受光素子３４ｂが第２発光素子３４ａからの光を受光することにより３番車１０の回転位置を検出することができ、これにより３番車１０に噛み合って回転する２番車８の回転に応じて、文字板１の上方を運針する分針４ｂの運針位置を判断することができる。

このように、この指針式の腕時計によれば、指針位置検出装置３２が、第１発光素子３３ａおよび第１受光素子３３ｂを備えた第１光検出部３３と、第２発光素子３４ａおよび第２受光素子３４ｂを備えた第２光検出部３４とを回路基板１４に設け、日ノ裏車３５と３番車１０とに第１、第２反射部３６、３７を設けた構成であるから、従来例のような受光素子を備えた基板を輪列機構２内に設置する必要がないので、実施形態１と同様、指針位置検出装置３２およびソーラーパネル５を備えていても、時計全体の厚みを最小限に抑えることができ、これにより時計全体の薄型化を図ることができる。

なお、上記実施形態３では、日ノ裏車３５および３番車１０の下面における一部に第１、第２反射部３６、３７を設けた場合について述べたが、これに限らず、例えば図１１に示す変形例のように、１つの歯車３９の下面に複数の反射部３９ａを順次異なる間隔で設けた構成でも良い。このように構成すれば、歯車３９の回転角度を正確に検出することができ、これにより指針４の運針位置を正確に且つ確実に判断することができる。

（実施形態４）
次に、図１２および図１３を参照して、この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態４について説明する。この場合には、図１〜図４に示された実施形態１、および図６、図７に示された実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明する。
この指針式の腕時計は、指針位置検出装置４０が実施形態１、２と異なる構成であり、これ以外は実施形態１、２とほぼ同じ構成になっている。

すなわち、この指針位置検出装置４０は、輪列機構２の下側に配置された回路基板２３に第１、第２受光素子４２、４３を設け、ソーラーパネル５の下面に基板４１を配置し、この基板４１に第１、第２発光素子１５、１６を設けた構成になっている。この場合、第１発光素子１５は、時針車である筒車７に設けられた第１光透過孔１７の回転移動軌跡上に対応した状態で、基板４１の下面に設けられている。第２発光素子１６は、３番車１０に設けられた第２光透過孔１８の回転移動軌跡上に対応した状態で、基板４１の下面に設けられている。

また、第１受光素子４２は、基板４１の第１発光素子１５に対応する箇所の回路基板２３内に埋め込まれ、第１発光素子１５で発光して筒車７の第１光透過孔１７を透過した光を受光するように構成されている。第２受光素子４３は、基板４１の第２発光素子１６に対応する箇所の回路基板２３内に埋め込まれ、第２発光素子１６で発光して３番車１０の第２光透過孔１８を透過した光を受光するように構成されている。

この場合、回路基板２３は、図１３（ａ）に示すように、第１基板２４上にフォトトランジスタからなる第１、第２受光素子４２、４３（同図では第１受光素子４２のみを示す）やコンデンサ２５などの各種の電子部品を設けると共に、プリプレグ２６を設けて電子部品を覆い、この状態でプリプレグ２６上に第２基板２７を設け、この状態で図１２および図１３（ｂ）に示すように、第２基板２７に座ぐり穴２８を第１、第２受光素子４２、４３と対応させて設け、この座ぐり穴２８を通して第１、第２発光素子１５、１６の光が透過して第１、第２受光素子４２、４３に照射されるように構成されている。

なお、第１基板２４の上下両面には、実施形態２と同様、それぞれ配線２４ａ、２４ｂが設けられていると共に、これら上下両面の各配線２４ａ、２４ｂは、第１基板２４中に設けられたビアホール部２４ｃによって電気的に接続されている。さらに、第２基板２７にも配線２７ａが設けられている。これにより、回路基板２３は、実施形態２と同様、多層配線基板に構成されている。

このような指針式の腕時計では、指針４が運針する際に、ソーラーパネル５の下側に配置された指針位置検出装置４０における基板４１の第１、第２発光素子１５、１６を発光させると、その光が筒車７および３番車１０の各回転に伴って第１、第２光透過孔１７、１８を透過して回路基板２３の第１、第２受光素子４２、４３でそれぞれ受光されるので、筒車７および３番中間車１０の各回転位置を検出することができ、これにより時針４ａと分針４ｂの各運針位置を判断することができる。

すなわち、第１発光素子１５で発光した光は、図１２に示すように、筒車７の第１光透過孔１７を透過して回路基板２３に埋め込まれた第１受光素子４２で受光されることにより、筒車７の回転位置を検出することができ、これにより筒車７の回転に応じて文字板１の上方を運針する時針４ａの運針位置を判断することができる。

また、第２発光素子１６で発光した光は、図１２に示すように、２番車８に噛み合って回転する３番車１０の第２光透過孔１８を透過して回路基板２３に埋め込まれた第２受光素子４３で受光されることにより、３番車１０の回転位置を検出することができ、これにより３番車１０に噛み合って回転する２番車８の回転に応じて、文字板１の上方を運針する分針４ｂの運針位置を判断することができる。

このように、この指針式の腕時計においても、指針位置検出装置４０が、第１、第２発光素子１５、１６を備えた基板４１と、第１、第２受光素子４２、４３を備えた回路基板２３とを有し、筒車７の第１光透過孔１７を介して第１発光素子１５と第１受光素子４２とを対向させると共に、３番車１０の第２光透過孔１８を介して第２発光素子１６と第２受光素子４３とを対向させたので、実施形態１と同様、筒車７および３番車１０の各回転位置を検出することができ、これにより時針４ａと分針４ｂの各運針位置を判断することができる。

また、この指針式の腕時計では、回路基板２３内に第１、第２受光素子４２、４３を埋設し、この第１、第２受光素子４２、４３に対応する箇所に座ぐり穴２８をそれぞれ設け、この座ぐり穴２８を通して第１、第２発光素子１５、１６からの光が透過するので、実施形態２と同様、回路基板２３全体の厚みを薄くすることができ、これにより時計全体の薄型化をも図ることができる。

（実施形態５）
次に、図１４を参照して、この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態５について説明する。この場合には、図６および図７に示された実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明する。
この指針式の腕時計は、輪列機構２の下側に配置される回路基板４５が実施形態２と異なる構成であり、これ以外は実施形態２とほぼ同じ構成になっている。

すなわち、この回路基板４５は、図１４に示すように、第１基板２４上に第１、第２発光素子１５、１６（同図では第１発光素子１５のみを示す）やコンデンサ２５などの各種の電子部品のほかに、ＬＳＩ（大規模集積回路）チップ４６を設け、この第１基板２４上にプリプレグ２６を介して第２基板２７に接着する際、第２基板２７に設けられた部品挿入孔４７に各種の電子部品を挿入させ、且つ第２基板２７の上面に絶縁性を有するビルドアップ層４８を設け、このビルドアップ層４８に座ぐり穴２８および配線４８ａを設けた構成になっている。

この場合、ＬＳＩチップ４６は、パッケージサイズがチップサイズとほぼ同じ大きさのＷ−ＣＳＰ（ウエハレベルチップサイズパッケージ）であり、その下面に設けられた多数の外部電極４６ａが第１基板２４上の配線２４ａに接続された多数の接続端子２４ｄに半田で電気的に接続されている。また、第１、第２発光素子１５、１６は、第１基板２４上の配線２４ａと電気的に接続されており、コンデンサ２５も、第１基板２４上の配線２４ａと電気的に接続されている。

また、ビルドアップ層４８の座ぐり穴２８は、図１４に示すように、第１、第２発光素子１５、１６に対応して設けられている。これにより、第１、第２発光素子１５、１６は、発光した光が座ぐり穴２８を通して回路基板４５の上方に出射するように構成されている。また、ビルドアップ層４８上の配線４８ａは、第１、第２発光素子１５、１６を除く、上面全域に亘って設けられ、ビルドアップ層４８中に設けられたビアホール部４８ｂによって第２基板２７の配線２７ａと電気的に接続されている。

このような指針式の腕時計における回路基板４５によれば、第２基板２７に部品挿入孔４７を設け、第１基板２４上に設けられた第１、第２発光素子１５、１６、コンデンサ２５、ＬＳＩチップ４６などの各種の電子部品を第２基板２７の各部品挿入孔４７内に挿入させた状態で、第１基板２４上にプリプレグ２６を介して第２基板２７を接合したので、回路基板４５の厚みを大幅に薄くすることができる共に、第２基板２７の上面に絶縁性を有するビルドアップ層４８を設けたことにより、このビルドアップ層４８の上面に配線４８ａを設けることができ、より一層、高密度配線および高密度実装ができる。

なお、上記実施形態５では、第２基板２７の上面にビルドアップ層４８を設けた場合について述べたが、これに限らず、例えば図１５に示す変形例のように、第１基板２４の下面にもビルドアップ層４９を設けても良い。このように構成すれば、第１基板２４の下面のビルドアップ層４９にも配線４９ａを設けることができると共に、この配線４９ａをビアホール部４９ｂによって第１基板２４の配線２４ｂと電気的に接続することができるので、更なる高密度配線および高密度実装ができる。

（実施形態６）
次に、図１６を参照して、この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態６について説明する。この場合には、図１４に示された実施形態５と同一部分に同一符号を付して説明する。
この指針式の腕時計は、輪列機構２の下側に配置される回路基板５０におけるＬＳＩチップ４６の取付状態が実施形態５と異なる構成であり、これ以外は実施形態５とほぼ同じ構成になっている。

すなわち、この回路基板５０は、ＬＳＩチップ４６の上面に多数の外部電極４６ａを設け、この外部電極４６ａに、第２基板２７上のビルドアップ層４８にレーザー光線によって形成されたビアホール部４８ｂをそれぞれ接続した構成になっている。この場合にも、ビルドアップ層４８の上面には、配線４８ａが設けられており、この配線４８ａは、ビルドアップ層４８に形成されたビアホール部４８ｂによって第２基板２７の配線２７ａと電気的に接続されている。

このような指針式の腕時計の回路基板５０においても、実施形態５と同様の作用効果があるほか、特にＬＳＩチップ４６の上面に多数の外部電極４６ａを設け、この外部電極４６ａに、第２基板２７上のビルドアップ層４８にレーザー光線によって形成されたビアホール部４８ｂを接続した構成であるから、実施形態５のようにＬＳＩチップ４６の下面の外部電極４６ａと第１基板２４上の接続端子２４ｃとを電気的に接続した場合に比べて、回路基板５０全体の厚みを３０〜４０μｍ程度薄くすることができる。

なお、上記実施形態６では、第２基板２７の上面にビルドアップ層４８を設けた場合について述べたが、これに限らず、例えば図１７に示す第１変形例のように、第１基板２４の下面にもビルドアップ層５１を設けても良い。このように構成すれば、第１基板２４の下面のビルドアップ層５１にも配線５１ａを設けることができると共に、この配線５１ａを、ビルドアップ層５１に設けられたビアホール部５１ｂによって第１基板２４の配線２４ｂと電気的に接続することができるので、更なる高密度配線および高密度ができる。

また、上記実施形態６では、第２基板２７に部品挿入孔４７を設け、この部品挿入孔４７内に第１発光素子１６、コンデンサ２５、ＬＳＩチップ４６を挿入させた場合について述べたが、これに限らず、例えば図１８に示す第２変形例のように、第１基板２４に部品挿入穴５３を設け、この部品挿入穴５３内にＬＳＩチップ５２の下部側を挿入するように構成しても良い。このように構成すれば、ＬＳＩチップ５２の厚みが第１、第２発光素子１５、１６およびコンデンサ２５などの厚みよりも厚くても、回路基板５０全体の厚みを薄くすることができる。

（実施形態７）
次に、図１９および図２０を参照して、この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態７について説明する。この場合には、図６および図７に示された実施形態２と同一部分に同一符号を付して説明する。
この指針式の腕時計は、輪列機構２の下側に配置される回路基板５５に光通信部５６を設けた構成であり、これ以外は実施形態２とほぼ同じ構成になっている。

すなわち、この回路基板５５は、実施形態２と同様、第１基板２４上に第１、第２発光素子１５、１６（同図では第１発光素子１５のみを示す）およびコンデンサ２５などの各種の電子部品のほかに、光通信部５６をも設け、この第１基板２４上にプリプレグ２６を介して第２基板２７を接合する際、第２基板２７に設けられた部品挿入孔２９に各種の電子部品および光通信部５６を挿入させた構成になっている。

この場合、光通信部５６は、図１９（ｂ）に示すように、ＬＥＤ（発光ダイオード）からなる発光素子５６ａと、フォトトランジスタからなる受光素子５６ｂとを備え、図１９（ａ）に示すように、回路基板５５内における端部に設けられ、この状態で回路基板５５の端面５５ａから露呈するように構成されている。

すなわち、この光通信部５６は、図２０（ａ）に示すように、第１基板２４の上面における端部側に横向きで配置され、この第１基板２４上にプリプレグ２６を介して第２基板２７を接合する際、第２基板２７の部品挿入孔５７に各種の電子部品を挿入させ、この状態で図２０（ｂ）に示すように、光通信部５６の先端面（同図では右端面）に沿って第１、第２基板２４、２７およびプリプレグ２６を切断し、光通信部５６の先端面が回路基板５５の端面５５ａから露呈するように構成されている。

この場合にも、第１基板２４の上下両面には、それぞれ配線２４ａ、２４ｂが設けられていると共に、これら上下両面の各配線２４ａ、２４ｂは、第１基板２４中に設けられたビアホール部２４ｃによって電気的に接続されている。また、第２基板２７にも、配線２７ａが設けられている。更に、図示しないが、腕時計ケースの側面には、透明な窓部が回路基板５５の光通信部５６に対応して設けられている。これにより、光通信部５６は、腕時計ケースの窓部を通して外部機器とデータの授受を行うように構成されている。

このような指針式の腕時計によれば、実施形態２と同様の作用効果があるほか、回路基板５５の端部中に発光素子５６ａと受光素子５６ｂとを備えた光通信部５６を埋設したことにより、時計における時刻表示機能を妨げることなく、光通信部５６によって外部機器との間でデータの送受信ができると共に、回路基板５５に光通信部５６を設けても、回路基板５５の厚みが厚くならず、腕時計ケース内にコンパクトに組み込むことができる。

なお、上記実施形態１〜７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、必ずしも腕時計である必要はなく、トラベルウオッチ、目覚まし時計、置き時計、掛け時計などの各種の指針式時計に広く適用することができる。

この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態１における要部を示した断面図である。図１のソーラーパネルを示した裏面図である。図２のＡ−Ａ矢視における拡大断面図である。図３の要部を更に拡大した断面図である。実施形態１の遮光部の変形例を示した要部の拡大断面図である。この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態２における要部を示した断面図である。図６の回路基板の断面を示し、（ａ）は電子部品を搭載した第１基板上にプリプレグを介して第２基板を積層した状態の拡大断面図、（ｂ）はその第２基板に座ぐり穴を設けた状態の拡大断面図である。実施形態２の回路基板の変形例を示した要部の拡大断面図である。この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態３における要部を示した断面図である。図９の日ノ裏車（または３番車）を示した裏面図である。実施形態３の反射部の変形例を示した図である。この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態４における要部を示した断面図である。図１２の回路基板の断面を示し、（ａ）は電子部品を搭載した第１基板上にプリプレグを介して第２基板を積層した状態の拡大断面図、（ｂ）はその第２基板に座ぐり穴を設けた状態の拡大断面図である。この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態５における回路基板を示した要部の拡大断面図である。実施形態５の回路基板の変形例を示した要部の拡大断面図である。この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態６における回路基板を示した要部の拡大断面図である。実施形態６の回路基板の第１変形例を示した要部の拡大断面図である。実施形態６の回路基板の第２変形例を示した要部の拡大断面図である。この発明を指針式の腕時計に適用した実施形態７における回路基板を示し、（ａ）はその回路基板の要部を示した拡大断面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ矢視における拡大断面図である。図１９の回路基板の製造工程を示し、（ａ）は電子部品を搭載した第１基板上にプリプレグを介して第２基板を積層した状態の拡大断面図、（ｂ）はその回路基板の端部を切断して光通信部を露呈させた状態の拡大断面図である。

符号の説明

１文字板
２輪列機構
３指針軸
４指針
５ソーラーパネル
５ａ〜５ｅ発電部
６指針位置検出装置
７筒車
８２番車
９４番車
１０３番車
１１透明なベースシート
１２、１３第１、第２受光素子
１４、２３、３０回路基板
１５、１６第１、第２発光素子
１７、１８第１、第２光透過孔
１９透明電極
２０半導体層
２１金属電極
２２遮光部
２８座ぐり穴

Claims

文字板の下側に配置された複数の歯車からなる輪列機構によって、前記文字板の上方を指針が運針することにより、時刻を指示する指針時計において、
前記輪列機構における前記複数の歯車のいずれかに設けられた光透過部と、
前記輪列機構の下側に配置され、且つ前記歯車に設けられた前記光透過部の回転移動軌跡上に対応する位置に発光部が設けられた回路基板と、
前記文字板に設けられ、且つ前記発光部からの光が前記光透過部を透過して照射された際に起電力を発生する受光部が設けられたソーラーパネルと、
を備えたことを特徴とする指針時計。
前記ソーラーパネルは、前記受光部を除いて、上面側から透明電極、半導体層、金属電極を順に積層した構成であり、前記受光部は、上面側から金属電極、半導体層、透明電極を順に積層した構成であることを特徴とする請求項１に記載の指針時計。
前記受光部の周囲には絶縁性を有する遮光部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の指針時計。
前記発光部は前記回路基板内に埋設されており、この回路基板には前記発光部の光が透過する座ぐり穴が設けら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指針時計。