JP5109709B2

JP5109709B2 - スイッチ装置

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Publication number: JP5109709B2
Application number: JP2008038130A
Authority: JP
Inventors: 正桜沢
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2008-02-20
Filing date: 2008-02-20
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2028-02-20
Also published as: JP2009199786A

Description

この発明は、時計や携帯電話機などの電子機器に用いられるスイッチ装置に関する。

従来、時計の時刻修正を行うスイッチ装置としては、特許文献１に記載されているように、指針を運針させる輪列機構が組み込まれたハウジングに棒状の巻真を回転可能で且つ軸方向にスライド可能に取り付け、この巻真を引き出す方向にスライドさせ、この状態で巻真を回転させることにより、スイッチ部をオン・オフさせるように構成されたものが知られている。
特表２００３−５０１６６８

この場合、スイッチ装置のスイッチ部は、巻真の近傍に位置するハウジングにスイッチばねを巻真の軸方向に沿って設け、このスイッチばねを巻真の円周に沿って設けられた複数の歯部で順次撓ませて順次電気接点に接触させることにより、スイッチ信号を出力するように構成されている。

すなわち、このスイッチ装置のスイッチ部は、巻真を一方向に回転させた際に、巻真の複数の歯部によってスイッチばねが繰り返し上側に撓んで、上側に位置する電気接点に繰り返し接触し、また巻真を逆方向に回転させた際には、巻真の複数の歯部によってスイッチばねが繰り返し下側に撓んで、下側に位置する電気接点に繰り返し接触するように構成されている。

しかしながら、このような従来のスイッチ装置では、巻真の回転方向に応じて異なるスイッチ信号を出力することができても、巻真の回転量を正確に検出することができないばかりか、巻真の複数の歯部がスイッチばねを繰り返し撓ませる構成であるから、スイッチばねに耐久性が要求されるという問題がある。

この発明が解決しようとする課題は、スイッチばねなどの機械的なスイッチ部材を用いず、耐久性に優れ、巻真などの回転操作部材の回転方向および回転量を正確に検出することができるスイッチ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。
請求項１に記載の発明は、回転操作部材と、この回転操作部材が回転された際に、前記回転操作部材の回転方向および回転量に応じて回転され、且つ所定箇所に光透過部が形成された遮光車と、この遮光車の前記光透過部の移動軌跡上において前記光透過部を挟んで発光素子と受光素子とが互いに対向して設けられた光検出部と、この光検出部の前記発光素子と前記受光素子との間に設けられ、前記発光素子からの光が前記遮光車の前記光透過部を透過して前記受光素子に受光される際、その受光量を前記遮光車の回転方向および回転量に応じて変化させるための長孔を有する遮光部材と、前記光検出部の前記受光素子からの出力信号に基づいて前記遮光車の回転方向および回転量を検出する検出回路部とを備え、前記遮光部材の長孔は、前記発光素子及び前記受光素子の光軸から前記長孔の他端部までの長さが、前記光軸から前記長孔の一端部までの長さより長くなるように、前記円形の光透過部の移動軌跡に沿って設けられていることを特徴とするスイッチ装置である。

請求項２に記載の発明は、前記回転操作部材の軸方向への操作に応じて前記光検出部の前記発光素子の点灯を開始させるスイッチ部と、このスイッチ部によって前記発光素子が点灯を開始した後、前記受光素子が一定時間経過しても出力信号を発生しない場合に前記発光素子を消灯させる発光制御回路部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置である。

請求項３に記載の発明は、前記検出回路部が、前記光検出部の前記受光素子からの出力信号に基づいて前記遮光車の回転速度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ装置である。

この発明によれば、回転操作部材が回転されると、その回転方向および回転量に応じて遮光車が回転し、この回転に伴って遮光車の所定箇所に設けられた光透過部が回転移動して光検出部に対応し、この光検出部の発光素子からの光が遮光車の光透過部を透過して受光素子で受光される際、遮光部材の長孔によって受光素子による光の受光量を遮光車の回転方向および回転量に応じて変化させることができる。これにより、受光素子からの出力信号に基づいて検出回路部が遮光車の回転方向および回転量を検出することにより、巻真などの回転操作部材の回転方向および回転量を正確に検出することができると共に、スイッチばねなどの機械的なスイッチ部材を用いる必要がないので、耐久性に優れたものを得ることができる。

（実施形態１）
以下、図１〜図６を参照して、この発明のスイッチ装置を腕時計に適用した実施形態１について説明する。
この腕時計は、図１および図２に示すように、時計モジュール１を備えている。この時計モジュール１は、腕時計ケース（図示せず）内に組み込まれるものであり、ハウジング２を備えている。このハウジング２には、時計ムーブメント（図示せず）が設けられている。

この時計ムーブメントは、図示しないが、駆動源であるステップモータによって輪列機構を駆動し、この輪列機構によって秒針、分針、時針などの指針を運針させて、時刻を指示するように構成されている。また、このハウジング２には、図１および図２に示すように、スイッチ装置３が設けられている。このスイッチ装置３は、時刻修正などを行うためのものであり、回路基板４を備えている。この回路基板４は、その上面にＬＳＩ５などの時計機能に必要な各種の電子部品が設けられ、ハウジング２の下面に配置された状態で押え板６によって取り付けられている。

このスイッチ装置３は、図１および図２に示すように、回転操作部材である巻真７、ツヅミ車８、伝達中間車９、遮光車１０、光検出部１１、およびスイッチ部１２を備えている。回転操作部材である巻真７は、ほぼ丸棒状に形成され、ハウジング２に設けられた巻真取付孔１３内に回転可能で且つハウジング２の面方向にスライド可能に配置され、その一端部（図１では右端部）がハウジング２の側方に突出し、この突出した端部に竜頭（図示せず）が取り付けられるように構成されている。

この場合、巻真７には、図１および図２に示すように、位置規制部１４およびスプライン部１５が設けられている。位置規制部１４は、左右の両側面がテーパ面に形成されたほぼ算盤玉形状に形成され、巻真７のほぼ中間部に設けられ、回路基板４の押え板６に設けられた弾性係止片１６に係脱可能に係止されることにより、巻真７を所定位置に位置規制するように構成されている。

すなわち、この位置規制部１４は、図１および図２に示すように、巻真７が引き出し操作に応じてスライドして弾性係止片１６に設けられたバカ孔１６ａを通過する際、このバカ孔１６ａの上縁部がほぼ算盤玉形状の片側のテーパ面に沿って上側に押し上げられて乗り越え、この後、弾性係止片１６のバカ孔１６ａの上縁部が反対側のテーパ面に沿って下側に向けて弾性復帰することにより、この弾性復帰した弾性係止片１６によって巻真７の位置を規制するように構成されている。

また、巻真７のスプライン部１５は、図１および図２に示すように、巻真７の回転をツヅミ車８に伝達するためのものであり、四角い角棒状をなし、巻真７の内端部側（図１では左端部側）に設けられ、図２に示すように、巻真７が引き出された際に、ツヅミ車８のスプライン孔８ａに挿脱可能に挿入して巻真７の回転がツヅミ車８に伝わり、また図１に示すように、巻真７が押し込まれた際に、ツヅミ車８のスプライン孔８ａから離脱して空転するように構成されている。

ツヅミ車８は、図１および図２に示すように、巻真７の回転を伝達中間車９に伝達するためのものであり、その中心部に四角柱状のスプライン孔８ａが設けられ、外周部に設けられた歯車部８ｂが伝達中間車９の歯車部９ａに常に噛み合い、巻真７のスライド操作に応じて巻真７のスプライン部１５がツヅミ車８のスプライン孔８ａに挿入した状態のときに、巻真７の回転操作に応じて回転するように構成されている。

伝達中間車９は、図１および図２に示すように、ツヅミ車８の回転を遮光車１０に伝達するためのものであり、ハウジング２に設けられた輪列受１７と二番受１８との間に回転自在に取り付けられ、その外周に設けられた歯車部９ａがツヅミ車８の歯車部８ｂに常に噛み合って回転するように構成されている。この場合、輪列受１７と二番受１８とは、図示しないが、時計ムーブメントにおける輪列機構の各車を回転自在に取り付けるためのものである。

遮光車１０は、伝達中間車９によって回転するものであり、円板部１０ａと小歯車１０ｂとが同一軸に設けられ、伝達中間車９と同様、輪列受１７と二番受１８との間に回転自在に取り付けられている。この遮光車１０は、その小歯車１０ｂが伝達中間車９の歯車部９ａに常に噛み合って回転することにより、巻真７の回転方向および回転量に応じて円板部１０ａが回転するように構成されている。

この場合、遮光車１０の円板部１０ａには、図３および図４に示すように、その周縁部に３つの光透過部２０が一定間隔で設けられている。この光透過部２０は、図１〜図４に示すように、光を透過する円形孔であり、遮光車１０の円板部１０ａの上下に貫通して設けられている。また、この光透過部２０は、図３および図４に示すように、同一円周上に１２０度の角度ごとに等間隔で３個設けられている。

一方、光検出部１１は、図１および図２に示すように、発光素子２１と受光素子２２とを備え、これら発光素子２１と受光素子２２とが、遮光車１０の光透過部２０の移動軌跡上において光透過部２０を挟んで互いに対向して設けられた構成になっている。すなわち、発光素子２１は、発光ダイオード（ＬＥＤ）や豆ランプなどの光源であり、ハウジング２の上部に設けられた孔部２ａ内に配置され、発光した光を二番受１８に設けられた孔部１８ａを通して遮光車１０における光透過部２０の移動軌跡上に照射するように構成されている。

受光素子２２は、図１および図２に示すように、光を受光すると電気信号を出力するフォトカプラなどであり、遮光車１０における光透過部２０の移動軌跡上に対応する回路基板４の上面に発光素子２１と対向して設けられ、発光素子２１からの光が二番受１８の孔部１８ａを介して遮光車１０の光透過部２０を透過した際、その透過した光を受光し、その受光量に応じて電気信号を出力するように構成されている。

この場合、遮光車１０と受光素子２２との間に位置する遮光部材である輪列受１７には、図１および図３に示すように、発光素子２１からの光が遮光車１０の光透過部２０を透過して受光素子２２に受光される際、その受光量を遮光車１０の回転方向および回転量に応じて変化させるための長孔２３が設けられている。すなわち、この長孔２３は、図３および図４に示すように、その一端部２３ａ側が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａ上に位置し、他端部２３ｂが一端部２３ａから遮光車１０の光透過部２０の移動軌跡に沿って離れた位置、つまり一端部２３ａからほぼ３０度の角度離れた位置に設けられている。

スイッチ部１２は、スイッチ本体（図示せず）と、このスイッチ本体に設けられた操作レバー２４とを備え、この操作レバー２４が巻真７の内端部に常に弾接し、図２に示すように、巻真７が引き出されると、操作レバー２４が巻真７の内端部と共に右側に移動してスイッチ本体をオンさせ、光検出部１１の発光素子２１の発光を開始させるように構成されている。また、このスイッチ部１２は、図１に示すように、巻真７が押し込まれると、操作レバー２４が巻真７の内端部と共に左側に移動してスイッチ本体をオフにし、光検出部１１の発光素子２１の発光を停止させるように構成されている。

次に、図１〜図５を参照して、このスイッチ装置３の動作について説明する。
まず、図１に示す状態で、巻真７を右方向に引き出すと、これに伴って位置規制部１４が弾性係止片１６のバカ孔１６ａを通過する際、この位置規制部１４がバカ孔１６ａの上縁部をテーパ面に沿って押し上げながら乗り越えて、図２に示すように、弾性係止片１４のバカ孔１６ａの上縁部が反対側のテーパ面に沿って下側に向けて弾性復帰し、この弾性復帰した弾性係止片１６によって巻真７の引き出し位置が規制される。

このときには、図２に示すように、巻真７の引き出し操作に応じてスプライン部１５がツヅミ車８のスプライン孔８ａに挿入することにより、ツヅミ車８が巻真７と共に回転する状態になる。また、このときには、巻真７の内端部（図１では左端部）が右側に移動することにより、スイッチ部１２の操作レバー２４が右側に移動することにより、スイッチ部１２がオン状態になり、これにより光検出部１１の発光素子２１が点灯する。

この状態で、巻真７を回転させると、その回転がツヅミ車８に伝達されてツヅミ車８が回転し、このツヅミ車８の回転が伝達中間車９に伝達されて伝達中間車９が回転し、この伝達中間車９の回転が遮光車１０に伝達されて遮光車１０が巻真７の回転方向および回転量に応じて回転する。このように遮光車１０が回転すると、図３に示すように、この遮光車１０に設けられた光透過部２０が回転移動して輪列受１７に設けられた長孔２３に到達すると、光検出部１１の受光素子２２が発光素子２１からの光を受光する。

すなわち、図４（ａ）に示すように、遮光車１０が時計回りに回転し、光透過部２０が輪列受１７の長孔２３の端部側、つまり一端部２３ａから離れた位置の他端部２３ｂ側に到達した際には、光透過部２０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａから離れているので、発光素子２１からの光が光透過部２０を透過する光の透過量が少ない。このため、図５におけるマイナス（−）３０度の角度位置に示すように、受光素子２２による受光量が少なく、その出力も小さい。

そして、図４（ｂ）に示すように、遮光車１０が時計回りに更に回転し、光透過部２０が輪列受１７の長孔２３の中間部付近に移動し、光透過部２０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａに近づいて来ると、発光素子２１からの光が光透過部２０を透過する光の透過量が次第に多くなる。このため、図５におけるマイナス（−）１５度の角度位置に示すように、受光素子２２による受光量が次第に多くなり、その出力も次第に多くなる。

この後、図４（ｃ）に示すように、遮光車１０が更に時計回りに回転し、光透過部２０が輪列受１７の長孔２３の一端部２３ａ側に移動し、光透過部２０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａにほぼ一致すると、発光素子２１からの光が光透過部２０を透過する光の透過量が最も多くなる。このため、図５における０度の角度位置に示すように、受光素子２２による受光量が最も多くなり、その出力も最大になる。

そして、図４（ｄ）に示すように、遮光車１０が更に時計回りに回転し、光透過部２０が輪列受１７の長孔２３の一端部２３ａから離れると、光透過部２０を透過した光が輪列受１７で遮られるので、発光素子２１からの光が光透過部２０を透過する光の透過量が急激に減少する。このため、図５における１５度の角度位置に示すように、受光素子２２による受光量が急激に減少し、その出力もほとんどなくなる。

また、巻真７を逆方向に回転させて、遮光車１０を上記と逆方向の反時計回りに回転させた際には、光検出部１１の受光素子２２による受光量および出力状態が上記とは逆向きに変化する。これにより、遮光車１０の回転方向、回転量、および回転速度を検出することが可能になる。

次に、このスイッチ装置３の回路構成について、図６に示すブロック図を参照して説明する。
このスイッチ装置３の回路は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）２５、時計回路部２６、光検出部１１、検出回路部２７、スイッチ部１２、発光制御回路部２８を備えている。ＣＰＵ２５は、予め定められたプログラムに従って回路全般を制御するものである。時計回路部２６は、ＣＰＵ２５からの指令に従って駆動され、時計ムーブメントのステップモータを回転させて輪列機構を介して指針を運針させることにより、時刻を指示するものである。

光検出部１１は、ＣＰＵ２５からの指令に従って発光素子２１が発光し、この発光した光を受光素子２２が受光すると、その受光量に応じた電気信号を出力してＣＰＵ２５に与えるものである。すなわち、光検出部１１の受光素子２２は、発光素子２１からの光が遮光車１０の光透過部２０を透過して照射される際、輪列受１７に設けられた長孔２３によって、受光素子２２による受光量が遮光車１０の回転方向、回転量、および回転速度に応じて変化し、この変化に応じた電気信号を出力するように構成されている。

検出回路部２７は、光検出部１１の受光素子２２から出力された電気信号に基づいて、遮光車１０の回転方向、回転量、および回転速度を検出するものである。すなわち、遮光車１０の回転方向は、図５に示すように、受光素子２２から出力された電気信号の波形が緩やかに上昇する形状である場合に時計回りであり、逆に受光素子２２から出力された電気信号の波形が急激に上昇する形状である場合に反時計回りである。

また、遮光車１０の回転量は、受光素子２２から出力された電気信号の回数によって遮光車１０の回転角度および回転数を検出すると共に、受光素子２２から出力された電気信号の出力量によって遮光車１０の微小な回転角をも検出する。遮光車１０の回転速度は、３つの光透過部２０が光検出部１１を通過するたびに、受光素子２２から出力される複数の電気信号ごとの変化率を比較することにより、遮光車１０の回転速度を検出する。

スイッチ部１２は、巻真７が引き出されるとオンになり、光検出部１１の発光素子２１の発光を開始させ、巻真７が押し込まれるとオフになり、光検出部１１の発光素子２１の発光を停止させるものである。発光制御回路部２８は、スイッチ部１２によって光検出部１１の発光素子２１が点灯を開始した後、受光素子２２が一定時間経過しても出力信号を発生しない場合に発光素子２１を消灯させるものである。

このようなスイッチ装置３によれば、回転操作部材である巻真７が回転されると、その回転方向および回転量に応じて遮光車１０が回転し、この回転に伴って遮光車１０の所定箇所に設けられた光透過部２０が回転移動して光検出部１１に対応し、この光検出部１１の発光素子２１からの光が遮光車１０の光透過部２０を透過して受光素子２２で受光される際、遮光部材である輪列受１７の長孔２３によって受光素子２２による光の受光量を遮光車１０の回転方向および回転量に応じて変化させることができる。

このため、受光素子２２からの出力信号に基づいて検出回路部２７が遮光車１０の回転方向および回転量を検出することにより、巻真７の回転方向および回転量を正確に検出することができると共に、先行文献のようなスイッチばねなどの機械的なスイッチ部材を用いる必要がないので、耐久性に優れたものを提供することができる。

この場合、検出回路部２７は、光検出部１１の受光素子２２からの出力信号に基づいて遮光車１０の回転速度をも検出するので、巻真７の回転方向および回転量のほかに、巻真７の回転速度をも検出することができる。すなわち、検出回路部２７は、３つの光透過部２０が光検出部１１を通過するたびに、受光素子２２から出力される複数の電気信号ごとの変化率を比較することにより、その増減傾向を検出して遮光車１０の回転速度を検出することができる。

また、このスイッチ装置３によれば、巻真７の軸方向への操作に応じて光検出部１１の発光素子２１の点灯を開始させるスイッチ部１２と、このスイッチ部１２によって光検出部１１の発光素子２１が点灯を開始した後に、受光素子２２が一定時間経過しても出力信号を発生しない場合に発光素子２１を消灯させる発光制御回路部２８とを備えているので、発光素子２１が不必要に点灯するのを防ぐことができ、これにより発光素子２１による消費電力を軽減することができる。

（実施形態２）
次に、図７〜図９を参照して、この発明のスイッチ装置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６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。
この腕時計のスイッチ装置３は、図７および図８に示すように、遮光車１０の円板部１０ａにその円周方向に沿って光の透過量が変化する３つの光透過部３０を一定間隔で設けた構成であり、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、光透過部３０は、図７に示すように、遮光車１０の円板部１０ａの上下に貫通して光を透過するほぼ円形状の孔部であり、図８に示すように、遮光車１０の円周方向における一端部側、つまり時計回り方向側に位置する一端部に傾斜面３１を設けることにより、遮光車１０の円周方向に沿って光の透過量を変化させるように構成されている。また、この光透過部３０も、図７に示すように、同一円周上に１２０度の角度ごとに等間隔で３個設けられている。この場合、遮光車１０と受光素子２２との間に位置する遮光部材である輪列受１７には、図７に示すように、光を透過するための開口部３２が受光素子２２に対応して設けられている。

このようなスイッチ装置３では、遮光車１０が回転すると、図７に示すように、この遮光車１０に設けられた光透過部３０が回転移動して光検出部１１の受光素子２２に到達すると、この受光素子２２が発光素子２１からの光を受光する。すなわち、図９（ａ）に示すように、遮光車１０が時計回りに回転し、光透過部３０が受光素子２２に近づいた際には、光透過部３０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａから離れているので、発光素子２１からの光が光透過部３０を透過する光の透過量が少ない。このときには、光透過部３０の傾斜面３１によって受光素子２２の反対側に向けて反射されるので、受光素子２２による受光量が極めて少なく、その出力がほとんどない。

そして、図９（ｂ）に示すように、遮光車１０が時計回りに更に回転し、光透過部３０が受光素子２２の受光領域内に移動して、光透過部３０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａに近づいて来ると、光透過部３０を透過する光の透過量が少し増える。このときには、発光素子２１からの光が光透過部３０の傾斜面３１によって受光素子２２の端部側に向けて反射されるので、光透過部３０を透過する光の透過量が少しだけ増える。このため、受光素子２２による受光量が少し増えることになり、その出力も少し多くなる。

この後、図９（ｃ）に示すように、遮光車１０が更に時計回りに回転し、光透過部３０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａにほぼ一致すると、発光素子２１からの光が光透過部３０を透過する光の透過量が最も多くなる。このときには、発光素子２１からの光が光透過部３０の傾斜面３１によって受光素子２２の中央に向けて反射されるので、発光素子２１からの光が光透過部３０を透過する光の透過量が特に多くなる。このため、受光素子２２による受光量が最も多くなり、その出力も最大になる。

そして、図９（ｄ）に示すように、遮光車１０が更に時計回りに回転し、光透過部３０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａから離れると、発光素子２１からの光が光透過部３０を透過する光の透過量が減少する。このときには、発光素子２１からの光が光透過部３０の傾斜面３１によって受光素子２２側に向けて反射されるので、発光素子２１からの光が光透過部３０を透過する光の透過量が少し減少する。このため、受光素子２２による受光量が少し減少し、その出力も少し減少する。

このように、このスイッチ装置３によれば、巻真７が回転されると、その回転方向および回転量に応じて遮光車１０が回転し、この遮光車１０にその円周方向に沿って光の透過量が変化する光透過部３０、つまり円周方向に沿って孔部の形状が変化する光透過部３０が、遮光車１０の回転に伴って回転移動して光検出部１１に対応し、この光検出部１１の発光素子２１からの光が遮光車１０の光透過部３０を透過して受光素子２２で受光される際、光透過部３０によって受光素子２２による光の受光量を遮光車１０の回転方向および回転量に応じて変化させることができる。

すなわち、この光透過部３０は、遮光車１０の円周方向における一端部に傾斜面３１を有する孔部であり、この光透過部３０が光検出部１１の発光素子２１と受光素子２２との間を通過する際、光透過部３０の傾斜面３１が発光素子２１からの光を反射することにより、光透過部３０を透過する光の透過量が変化するので、受光素子２２による光の受光量を遮光車１０の回転方向および回転量に応じて変化させることができる。

このため、この受光素子２２からの出力信号に基づいて検出回路部２７が遮光車１０の回転方向および回転量を検出することにより、実施形態１と同様、巻真７の回転方向および回転量を正確に検出することができると共に、先行文献のようなスイッチばねなどの機械的なスイッチ部材を用いる必要がないので、耐久性に優れたものを提供することができる。

（実施形態３）
次に、図１０〜図１２を参照して、この発明のスイッチ装置を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６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。
この腕時計のスイッチ装置３は、図１０および図１１に示すように、遮光車１０の円板部１０ａにその円周方向に沿って光の透過率が変化する３つの光透過部４０を一定間隔で設けた構成であり、これ以外は実施形態１とほぼ同じ構成になっている。

この場合には、遮光車１０の円板部１０ａは、ガラス、アクリルなどの透明な材料で形成され、その上面に遮光膜４１が印刷などによって設けられ、この遮光膜４１に光透過部４０を設けた構成になっている。この光透過部４０は、図１０および図１１に示すように、遮光車１０の円板部１０ａの円周方向に沿って長く形成された長孔形状の領域で、その一端側つまり時計回り方向に位置する端部側に透明部４２が設けられ、これと反対側に位置する他端部側に光の透過率を変化させる濃淡部４３が設けられた構成になっている。

すなわち、この光透過部４０の透明部４２は、光の透過率が高い部分である。また、濃淡部４３は、図１０および図１１に示すように、その端部側に向けて次第に線幅が広くなる遮光線４３ａを印刷などにより一定間隔で順次形成した部分であり、これらの遮光線４３ａによって光の透過率が一端部側から他端部側に向かうに従って次第に低くなるように構成されている。この場合には、遮光車１０と受光素子２２との間に位置する遮光部材である輪列受１７には、図１０に示すように、発光素子２１側に位置する二番受１８の孔部１８ａとほぼ同じ大きさの孔部４４が光検出部１１の受光素子２２に対応して設けられている。

このようなスイッチ装置３では、遮光車１０が回転すると、図１０に示すように、この遮光車１０に設けられた光透過部４０が回転移動して光検出部１１の受光素子２２に接近すると、この受光素子２２が発光素子２１からの光を受光する。すなわち、図１２（ａ）に示すように、遮光車１０が時計回りに回転し、光透過部４０が受光素子２２に近づいた際には、光透過部４０の透明部４２が受光素子２２の受光領域に近づき、発光素子２１からの光が光透過部４０の透明部４２を透過するので、受光素子２２が発光素子２１からの光の受光を開始し、その出力信号が僅かであるが出力される。

そして、図１２（ｂ）に示すように、遮光車１０が時計回りに更に回転し、光透過部４０が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａに近づくと、発光素子２１からの光が光透過部４０の透明部４２を斜めに透過するので、光透過部４０を透過する光の透過量が増大する。このため、受光素子２２による受光量が増大することになり、その出力も多くなる。

この後、図１２（ｃ）に示すように、遮光車１０が更に時計回りに回転し、光透過部４０の透明部４２が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａにほぼ一致すると、発光素子２１からの光が光透過部４０の透明部４２をほぼ垂直に透過するので、発光素子２１からの光が光透過部４０を透過する光の透過量が最も多くなる。このため、受光素子２２による受光量が最も多くなり、その出力も最大になる。

そして、図１２（ｄ）に示すように、遮光車１０が更に時計回りに回転し、光透過部４０の透明部４２が発光素子２１と受光素子２２との光軸１１ａから離れると共に、光透過部４０の濃淡部４３が光軸１１ａに到達すると、光透過部４０における濃淡部４３の遮光線４３ａによって発光素子２１からの光の透過量が徐々に減少する。このため、受光素子２２による受光量が徐々に減少し、その出力も次第に減少する。

このように、このスイッチ装置３によれば、巻真７が回転されると、その回転方向および回転量に応じて遮光車１０が回転し、この遮光車１０にその円周方向に沿って光の透過率が変化する光透過部４０が、遮光車１０の回転に伴って回転移動して光検出部１１に対応し、この光検出部１１の発光素子２１からの光が遮光車１０の光透過部２０を透過して受光素子２２で受光される際、光透過部４０によって受光素子２２による光の受光量を遮光車１０の回転方向および回転量に応じて変化させることができる。

すなわち、この光透過部４０は、遮光車１０の円板部１０ａの円周方向に沿って長く形成された長孔形状の領域で、その一端側つまり時計回り方向に位置する端部側に透明部４２が設けられ、これと反対側に位置する他端部側に光の透過率を変化させる濃淡部４３が設けられ、この濃淡部４３が、その端部側に向けて次第に線幅の広くなる遮光線４３ａを順次形成した構成であるから、この光透過部４０が光検出部１１の発光素子２１と受光素子２２との間を通過する際、光透過部４０によって発光素子２１からの光の透過率を変化させることができ、これにより受光素子２２による光の受光量を遮光車１０の回転方向および回転量に応じて変化させることができる。

このため、受光素子２２からの出力信号に基づいて検出回路部２７が遮光車１０の回転方向および回転量を検出することにより、実施形態１と同様、巻真７の回転方向および回転量を正確に検出することができると共に、先行文献のようなスイッチばねなどの機械的なスイッチ部材を用いる必要がないので、耐久性に優れたものを提供することができる。

なお、上記実施形態１〜３では、指針式の腕時計に適用した場合について述べたが、必ずしも指針式の腕時計である必要はなく、デジタル式の腕時計にも適用することができるほか、例えばトラベルウオッチ、目覚まし時計、置き時計、掛け時計などの各種の時計にも適用することができる。また、時計に限らず、携帯電話機などの電子機器にも広く適用することができる。

この発明を腕時計のスイッチ装置に適用した実施形態１における要部を示した拡大断面図である。図１のスイッチ装置において巻真を引き出した状態を示した要部の拡大断面図である。図１における遮光車の光透過部、輪列受の長孔、光検出部の受光素子との対応関係を示した拡大平面図である。図３の状態で遮光車が時計回りに回転する状態を示し、（ａ）は光透過部が長孔に接近して来た状態を示した図、（ｂ）は光透過部が光検出部の光軸に接近して来た状態を示した図、（ｃ）は光透過部が光検出部の光軸に一致した状態を示した図、（ｄ）は光透過部が光検出部の光軸から離れて行く状態を示した図である。図４（ａ）の状態から図４（ｄ）の状態になるまでの間における受光素子により受光状態を示した波形図である。図１のスイッチ装置の回路構成を示したブロック図である。この発明を腕時計のスイッチ装置に適用した実施形態２において遮光車の光透過部、輪列受の開口部、光検出部の受光素子との対応関係を示した拡大平面図である。図７のＡ−Ａ矢視における要部の拡大断面図である。図７の状態で遮光車が時計回りに回転する状態を示し、（ａ）は光透過部が受光素子に接近して来た状態を示した図、（ｂ）は光透過部が光検出部の光軸に接近して来た状態を示した図、（ｃ）は光透過部が光検出部の光軸に一致した状態を示した図、（ｄ）は光透過部が光検出部の光軸から離れて行く状態を示した図である。この発明を腕時計のスイッチ装置に適用した実施形態３において遮光車の光透過部、輪列受の孔部、光検出部の受光素子との対応関係を示した拡大平面図である。図１０のＢ−Ｂ矢視における要部の拡大断面図である。図１０の状態で遮光車が時計回りに回転する状態を示し、（ａ）は光透過部の透明部が受光素子に接近して来た状態を示した図、（ｂ）は光透過部の透明部が光検出部の光軸に接近して来た状態を示した図、（ｃ）は光透過部の透明部が光検出部の光軸に一致した状態を示した図、（ｄ）は光透過部の透明部が光検出部の光軸から離れるとともに濃淡部が光軸に到達した状態を示した図である。

符号の説明

１時計モジュール
２ハウジング
３スイッチ装置
４回路基板
７巻真
１０遮光車
１１光検出部
１２スイッチ部
１７輪列受
１８二番受
２０、３０、４０光透過部
２１発光素子
２２受光素子
２３長孔
２５ＣＰＵ
２７検出回路部
２８発光制御回路部
３１傾斜面
４１遮光膜
４２透明部
４３濃淡部
４３ａ遮光線

Claims

回転操作部材と、
この回転操作部材が回転された際に、前記回転操作部材の回転方向および回転量に応じて回転され、且つ所定箇所に円形の光透過部が形成された遮光車と、
この遮光車の前記光透過部の移動軌跡上において前記光透過部を挟んで発光素子と受光素子とが互いに対向して設けられた光検出部と、
この光検出部の前記発光素子と前記受光素子との間に設けられ、前記発光素子からの光が前記遮光車の前記光透過部を透過して前記受光素子に受光される際、その受光量を前記遮光車の回転方向および回転量に応じて変化させるための長孔を有する遮光部材と、
前記光検出部の前記受光素子からの出力信号に基づいて前記遮光車の回転方向および回転量を検出する検出回路部と、
を備え、
前記遮光部材の長孔は、
前記発光素子及び前記受光素子の光軸から前記長孔の他端部までの長さが、前記光軸から前記長孔の一端部までの長さより長くなるように、前記円形の光透過部の移動軌跡に沿って設けられていることを特徴とするスイッチ装置。
前記回転操作部材の軸方向への操作に応じて前記光検出部の前記発光素子の点灯を開始させるスイッチ部と、このスイッチ部によって前記発光素子が点灯を開始した後、前記受光素子が一定時間経過しても出力信号を発生しない場合に前記発光素子を消灯させる発光制御回路部とを備えていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ装置。
前記検出回路部は、前記光検出部の前記受光素子からの出力信号に基づいて前記遮光車の回転速度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載のスイッチ装置。