JPH0862349A - 携帯時計 - Google Patents
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- JPH0862349A JPH0862349A JP7183932A JP18393295A JPH0862349A JP H0862349 A JPH0862349 A JP H0862349A JP 7183932 A JP7183932 A JP 7183932A JP 18393295 A JP18393295 A JP 18393295A JP H0862349 A JPH0862349 A JP H0862349A
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- G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
- G04B39/00—Watch crystals; Fastening or sealing of crystals; Clock glasses
- G04B39/008—Watch crystals; Fastening or sealing of crystals; Clock glasses with means for magnified reading
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Abstract
表示手段の情報を、コンパクトな光学的拡大装置によっ
て、容易に読み取り可能なように拡大する。 【解決手段】 携帯時計31は、ガラス8の下方に配置
された液晶表示装置34と協働する時計ムーブメント3
2を具備する。携帯時計31は、ケース4内に配置され
た能動表示装置36を具備する。携帯時計31は更に、
外ぶた6内に配置されたミラー40と、ガラス8の下方
に配置された拡大レンズ38とを具備する。能動表示装
置36から来る光がミラー40によって拡大レンズ38
に向かう方向に反射されるように各光学的構成要素が配
置される。
Description
て、情報表示装置を具備し、更に、携帯時計の使用者が
見るためにこのような情報表示装置内に配置された光学
的拡大装置を具備する、携帯時計に関する。
を表示するために、一つ又は数個の目盛と協働する針に
よって全体的に形成されたアナログ式表示部か、または
液晶セルによって全体的に形成されたディジタル式表示
部(LCD)かのいずれかを携帯時計内で使用すること
が公知である。
に、携帯時計の文字板内に設けられた開孔と協働する印
刷されたディスク又はリングを使用することが公知であ
る。日付を表す数字を拡大するために、文字板内に設け
られた開孔と反対側の携帯時計ガラスの高さ位置に拡大
レンズを配置することが公知である。このような場合、
印刷されたディスク又はリングと拡大レンズとを分離す
る距離は一般的に3mmよりも小さい。このため、実質
的な拡大を可能にするためにはレンズの焦点距離が非常
に小さくなければならない。例えば2倍の拡大率を得る
ためには、焦点距離は6mm未満でなければならない。
開孔が1mmの半径を有しかつ眼が携帯時計ガラスから
約15cmの距離に位置すると仮定すると、日付全体が
携帯時計の使用者によって読み取られることができるた
めには、拡大レンズは、このような拡大レンズによって
形成される虚像の半径に相当する約2mmの半径を有さ
なければならない。
用いた場合には、縁効果(edge effect) が非常に大きく
なると共に光学的収差が非常に大きくなる。その結果、
日付を正確かつ容易に読み取るためにはほぼ2倍の寸法
の半径、即ち4mmのオーダの半径を有する拡大レンズ
が必要となり、このような拡大レンズは6mmの焦点距
離用には非常に大きなものである。
する限り非常に好ましくなく、かつこのようなレンズに
よって形成される像の品質は比較的劣等なものである。
その結果上述の配置は、実質的に2倍よりも小さい拡大
率に対してのみ適切である。斯くしてこの配置は、表示
装置によって支持される情報の密度の実質的な増大を許
容しない。
に表示される場合に、このような情報の容易な読み取り
を可能にする良好な品質の拡大像を供給しつつこのよう
な情報を大幅に増大させる可能性が、従来の寸法を有す
る携帯時計用、特に腕時計用には存在しないということ
を示している。
を有することができる情報表示手段を具備し、この情報
表示手段が携帯時計内に配置された光学的拡大装置を協
働して、このような情報の容易な読み取りを保証するの
に十分なほどこのような情報表示手段を拡大することを
可能にするようにする携帯時計を提供することによっ
て、上述の問題点を解決しようとするものである。
行の長さを有する10行の文章が、100個掛ける10
0個の画素(ピクセル)を有するマトリックス状の配置
によって表示されることができる。画素(ピクセル)と
は、局所化されかつほぼ均一をなす情報項目、特にセル
による光の放出、例えば発光ダイオード又は集積化され
たマイクロレーザ(integrated micro-laser)のことを意
味する。
取るためには、容易な読み取りを保証するために上述の
マトリックス状の配置が約4cm2 の面積の表面を有す
ることが必要である。4cm2 の直接的な表示は、人間
の腕用にその寸法を形成された腕時計の文字板のほぼ全
体を占めてしまうということに注意されたい。このこと
は、このような文字板を配置(レイアウト)することの
可能性を大幅に制限してしまう。
携帯時計の使用者によって正確に読み取られることがで
きる約100個掛ける100個の画素からなるマトリッ
クス状の表示部を有することができ、かつこのようなマ
トリックス状の表示部を読み取るために携帯時計の文字
板上に設けられた4cm2 よりも小さな表面、例えば1
cm2 から2cm2 の表面を有する携帯時計を提供する
ことにある。
計であって、ケースと、表示手段と、携帯時計の使用者
が見るために上記表示手段によって供給される情報を光
学的に拡大するように配置された光学的拡大手段とを具
備する、携帯時計において、上記ケース内に配置された
第1のミラーを更に具備し、第1ミラーは、上記表示手
段から来る光を上記光学的拡大手段に向かう方向に反射
するようにし、上記表示手段が同様に上記ケース内に配
置されることを特徴とする、携帯時計が提供される。
示手段を光学的拡大手段から分離する光学的経路(光
路)の長さが比較的大きく形成されることができ、特に
携帯時計自体の厚さよりも大きな寸法に形成されること
ができる。なぜならば、第1ミラーが、表示手段から来
る光を上記光学的拡大手段に向かう方向に反射すること
を可能にするからである。
の外ぶた内に配置されると共に、光学的拡大手段が、携
帯時計のガラスの下方に配置された第1の拡大レンズを
具備する。斯くして、表示手段とこのような第1拡大レ
ンズとの間の光学的経路の長さが携帯時計の厚さよりも
大きく形成されることができる。
発明の実施例について説明する。まず図1および図2を
参照しながら、本発明による携帯時計の第1の実施例に
ついて説明する。
計ムーブメント(horological movement)2を具備する。
ケース4は外ぶた6とガラス8とを備える。時計ムーブ
メント2は、時針10と分針12とを備えたアナログ式
時刻表示部と協働する。ケース4内には、マイクロシャ
ッタ表示装置(micro-shutter display arrangement)1
4と、光源16と、ミラー18と、拡大レンズ20とが
配置される。
4に向かう方向に光を送ることができる。このマイクロ
シャッタ表示装置14は、光源16から来る光をミラー
18に向かう方向に反射するように配置される。ミラー
18は、マイクロシャッタ表示装置14から来る光を拡
大レンズ20に向かう方向に反射するように配置され
る。このようにしてマイクロシャッタ表示装置14から
来る光は、ガラス8を通過しつつケース4から外に出
る。ケース4内にはまた、内部部材22および24が設
けられる。これらの内部部材22および24は基本的に
は、光源16によって発せられる光が、マイクロシャッ
タ表示装置14及びミラー18による反射を経ずに拡大
レンズ20を通って直接的にケース4から外に出ること
を防止する機能を果たす。
光源のいずれであることもできるということに注意され
たい。またミラー18は、球面ミラー、または拡大レン
ズ20の光学的収差を補正するのに役立つ非球面ミラー
のいずれかである。非球面ミラーが、球面状光学要素に
垂直をなす光学的収差を基本的に除去することができる
ということを仮定すれば、非球面ミラーは球面ミラーよ
りも光学的に有利である。別の実施例では平面ミラーが
設けられる。
は、或る焦点距離を有する標準的なレンズである。一例
として、拡大レンズ20の焦点距離は20mmであり、
マイクロシャッタ表示装置14とこのような拡大レンズ
20とを分離する光学的距離は15mmである。当業者
によって容易になされ得るようにマイクロシャッタ表示
装置14、ミラー18および拡大レンズ20の寸法を適
切に形成することにより、拡大レンズ20はマイクロシ
ャッタ表示装置14の虚像を形成し、この虚像は、使用
者の眼から20cmの距離に位置する公知の種類の液晶
表示部の場合に比べて、この虚像から同様にほぼ20c
mの距離に位置する使用者の眼に対して約4倍の拡大率
に相当する虚像となる。斯くして、種々の光学的構成要
素14,18および20のこのような配置(レイアウ
ト)により、10cmよりも長い焦点距離を有する拡大
レンズを用いて表示装置の比較的大きな拡大作用を得る
ことが可能ならしめられるということが明白である。こ
れにより、マイクロシャッタ表示装置14は、標準的な
視力を有する眼によっては直接読み取ることができない
ような高密度の表面情報を、眼の強い調節努力を必要と
せずに与えることができる。
レンズである。第2の変形例では、拡大レンズ20は、
単一の次元に沿ったマイクロシャッタ表示装置14の拡
大を可能にする円柱レンズである。この第2変形例の場
合には、ミラー18もまた円筒状対称性を有する。
にして得るかということについては、ここでは詳細に説
明しない。なぜならば、このようなマイクロシャッタ表
示装置自体は本発明の主題を形成しないからである。
この第1文字板26の表面に一日の時刻を示すための目
盛28が設けられるということに注意されたい。携帯時
計1は更に、ガラス8に接するように又はガラス8の近
傍に配置された第2の文字板30を具備し、この第2文
字板30は、マイクロシャッタ表示装置14および拡大
レンズ20の配置用に特に役立つ。第1の変形例では、
拡大レンズ20はガラス8の内側表面上に接着される。
第2の変形例では、拡大レンズ20はガラス8内に直接
的に形成される。
18と、携帯時計1のガラス8側に配置されたマイクロ
シャッタ表示装置14とは、マイクロシャッタ表示装置
14と拡大レンズ20とを分離する光学的距離を増大さ
せることを可能にする。これにより、比較的長い焦点距
離を有する拡大レンズを用いて比較的大きな拡大作用を
得ることが可能となる。これにより、拡大レンズの空間
的要求を低減させることが可能ならしめられると共に、
このような拡大レンズによって発生される光学的収差を
低減させることが可能ならしめられる。更に、上述の光
学的配置は、拡大レンズ20によって拡大されたマイク
ロシャッタ表示装置を正確かつ容易に読み取ることを保
証するのに十分な寸法を有する拡大レンズ20の使用を
可能にする。
例は、標準的な光学的構成要素18および20によって
占められる空間に関する問題と、拡大レンズ20によっ
て形成されるマイクロシャッタ表示装置の虚像の光学的
品質に関する問題とを最適な仕方では解決していないと
いうことに注意されたい。補正レンズが設けられる場合
には、空間に関する問題は更に深刻化される。
種々の標準的な光学的構成要素によって占められる空間
の問題を解決すると共に表示装置の拡大像の品質を向上
させることにもある。
提案する。次に、図3を参照しながら本発明の第2の実
施例について説明する。
の携帯時計31は時計ムーブメント32を具備し、この
時計ムーブメント32は、携帯時計ガラス8の下方に位
置する液晶表示装置34と協働する。携帯時計31は更
に、ケースバンド4と外ぶた6とによって形成されたケ
ースを具備する。ケースバンド4内に能動表示装置(act
ive display arrangement)36が配置される。この能動
表示装置とは、光を供給することができる一組の要素セ
ル(elementary cell) を具備する光学装置のことを意味
する。一組のこのような要素セルを適切に制御すること
によって、或る情報量を含んだ像をこのような能動表示
装置36の表面上に形成することができる。
がガラス8の下方に配置されると共に、平坦な回折ミラ
ー(diffracting mirror)40が携帯時計31の外ぶた6
内に配置される。回折ミラーとは、反射に使用される回
折性の光学的構成要素のことを意味する。回折ミラー4
0は、能動表示装置36から来る光を回折レンズ38に
向かう方向に反射するように配置される。ここで、能動
表示装置36によって送り出される光が実質的に単色光
であるということに注意されたい。
発光ダイオード又は一組の集積化されたマイクロレーザ
(integrated micro-laser)によって形成される。回折ミ
ラー40および回折レンズ38の製造方法は当業者には
公知である。使用者の眼によって受け取られる能動表示
装置36の能動表面(active surface)46の虚像の最適
な光学的品質を得るために、回折ミラー40および回折
レンズ38は、すべての光学的収差を基本的に除去する
ように微細機械加工されることができる。回折ミラー4
0の表面42および回折レンズ38の表面44の微細機
械加工(micro-machining) の輪郭(profile) は、当業者
に公知の最適設計アルゴリズムを用いてプログラムされ
ることができる。
はまた、能動表面46の比較的大きな拡大を得ることを
可能にする。これにより、このような能動表面46に形
成される情報密度は比較的高密度に形成されることがで
きる。これにより、所与の情報量用の能動表面46の寸
法をかなり低減させることができる。一例として、能動
表面46は25mm2 の正方形によって形成され、この
正方形内に、携帯時計31の使用者用の模様形成情報を
形成する機能を果たすマトリックス状の画素(ピクセ
ル)が配置される。
て形成された正方形マトリックスにより、各行が約15
文字の長さを有する10行の文章を生成することが可能
である。各要素セルは要素情報点または画素(ピクセ
ル)を形成する。本明細書の導入部で述べたように、こ
のような能動表示装置36によって表示された文章を容
易に読み取ることができるためには、即ち特別な眼の調
節努力を必要とせずに約20cmの距離でこの文章を読
み取ることができるためには、能動表面46を約4倍拡
大することが必要である。
明による光学的配置によってこのような拡大が可能であ
る。能動表示装置36と回折レンズ38とが約15mm
の光学的距離にある場合、回折レンズ38によって形成
される虚像は能動表面46の4倍の拡大に相当し、この
虚像は、回折レンズ38から約6cmの光学的距離に仮
想的に位置する。これにより、回折レンズ38の表面が
虚像の表面よりも小さく形成されることが可能となる。
使用者の眼が、回折レンズ38によって形成される虚像
から約20cmの位置に位置する場合には、4倍の拡大
率は、25mm 2 の面積を有する能動表面46に対して
4cm2 の面積を有する虚像にほぼ対応する。しかしな
がら、回折レンズ38に対して虚像が比較的大きく分離
されていると仮定すると、携帯時計31の使用者が能動
表示装置36によって与えられる情報全体を、1cm2
の面積の正方形状表面を有する拡大レンズ38を通して
見ることができる。このようにするためには、使用者は
携帯時計31を、使用者の眼の位置に対して種々の位置
に移動させなければならない。
には、携帯時計31の使用者の前腕部によって形成され
る縦方向軸線回りの回転移動のみが容易になされ得ると
いうことに注意されたい。斯くして、第1実施例におい
て説明したように、回折ミラー40および回折レンズ3
8の各々が使用者の前腕部の縦方向軸線に平行をなす対
称平面を有した輪郭を有するように、回折ミラー40お
よび回折レンズ38を形成することができる。これによ
り、円筒状ミラー及び円柱レンズの場合と同様に、使用
者の前腕部の縦方向軸線を横切る方向の寸法のみが拡大
される。このような場合、携帯時計31の形態に関して
は、能動表示装置36の能動表面46が矩形をなすと共
に回折ミラー40の表面42および拡大レンズ38の表
面44も矩形をなす。能動表面46上に形成される模
様、特に文章は、矩形をなす能動表面46の短い方の次
元に沿ってのみ圧縮される。斯くして、使用者の眼によ
って受け取られる虚像は適切な寸法を有し、特に文章の
書き取り用に適切な寸法を有する。一例として、能動表
面46は5mmの幅と2cmの長さとを有し、一方拡大
レンズ38の表面44は1cmの幅と2cmの長さとを
有する。更に一例として、拡大された寸法の拡大率は2
倍から5倍の間の値を有する。
時計31の外ぶた6に対して斜めに配置されることがで
き、その結果能動表示装置36から来る光を拡大レンズ
38に向かう方向でかつガラス8にほぼ垂直をなす方向
に反射するようにすることができるということに注意さ
れたい。
帯時計の第3の実施例について説明する。携帯時計51
は、ガラス8と、ケースバンド4と、外ぶた6とを具備
する。このような携帯時計51には時計ムーブメント2
が取り付けられ、この時計ムーブメント2は、ガラス8
と文字板52間に配置された時針10と分針12とを備
えたアナログ式表示部と協働する。
装置36を具備し、この能動表示装置36は第1の平坦
なミラー40に向かう方向に光を送ることができる。こ
の第1の平坦なミラー40は、能動表示装置36から来
る光を、文字板52の高さ位置に位置する平坦な回折レ
ンズ54に向かう方向に反射し、この回折レンズ54
は、第1の平坦なミラー40と、ガラス8の高さ位置に
位置する平坦な回折レンズ38との間に配置される。
動表示装置36の能動表面46の拡大を分担することが
できる。回折レンズ54は基本的に、能動表示装置36
の能動表面46の虚像の光学的品質を向上させる機能を
果たす。
4は、第1の平坦なミラー40から来る光が、ミラー4
0と回折レンズ54間における光の方向に対して角度的
にわずかに変化された方向に沿って回折されるように配
置される。同様に、回折レンズ38は、回折レンズ38
を横切る光の伝播方向が変化されるように配置される。
その結果、携帯時計51から外に出る光の方向と、ガラ
ス8に垂直をなす方向との間に形成される角度的分離
が、このようなガラス8に垂直をなす方向と、ミラー4
0によって反射された光の方向との間に形成される角度
的分離よりも実質的に小さくされる。
上方に接着されることができるということに注意された
い。また、本実施例の変形例では、回折レンズ54は文
字板52内に直接的に機械加工されることができる。同
様に、拡大レンズ38は、ガラス8の下方に接着される
ことができ、またはガラス8内に直接的に機械加工され
てガラス8と一体部品を形成するようにすることができ
る。
0は単純な標準的平面ミラーによって構成されるという
ことに注意されたい。この場合にもミラー40は、携帯
時計51の外ぶた6に対して傾斜して配置されることが
できる。各実施例において、本発明による携帯時計内に
設けられた表示装置から来る光用の最適な光学的経路
(光路)56を形成するように種々の光学的構成要素が
配置されるということが良くわかる。平坦なレンズ及び
平坦なミラーを使用することにより、本発明による光学
装置によって占められる空間が低減されると共に、本発
明による光学装置を構成する種々の光学的構成要素を配
置するための自由度が増大せしめられる。また、平坦な
ミラー40は、能動表示装置36の能動表面46を拡大
する機能を分担する回折ミラーであることができ、及び
/又は屈折角以外の角度に従って光を反射する回折ミラ
ーであることができるということに注意されたい。
帯時計の第4の実施例について説明する。携帯時計61
は、ガラス8と、ケースバンド4と、外ぶた6とを具備
する。この携帯時計61には、液晶表示部64と協働す
る時計ムーブメント32が取り付けられる。
の内部上に能動表示装置36を具備し、この能動表示装
置36は第1のミラー66に向かう方向に光を送ること
ができ、第1ミラー66はこのような光を第2のミラー
68に向かう方向に反射し、第2ミラー68はこのよう
な光を平坦な回折ミラー40に向かう方向に反射する。
最後に、このような回折ミラー40は、能動表示装置3
6から来る光を、ガラス8に対して液晶表示装置64の
下方に配置された平坦な回折レンズ38に向かう方向に
反射する。
0の双方は外ぶた6内に配置され、一方第2ミラー68
は液晶表示装置64の下方に直接的に配置される。斯く
して、能動表示装置36によって供給された光は、拡大
レンズ38を横切る前にジグザグ状の光学的経路を通
り、次いで携帯時計61のケースから外に出る。
標準的な屈折ミラー(refracting mirror) 又は回折ミラ
ー(diffracting mirror)として形成されることができ
る。このような光学装置は、能動表示装置36と拡大レ
ンズ38間の光学的距離をかなり増大させることができ
る。更に、本実施例における光学的配置は、各光学的構
成要素66,68,40および38の配置(レイアウ
ト)の自由度を増大させる。斯くして、能動表示装置3
6の能動表面46の拡大された虚像を形成するために、
能動表示装置36から来る光の伝播を最適化することが
可能ならしめられる。
ら来る光の波長を透過させるように選択される。なお、
この能動表示装置36はほぼ単色光を送り出す。これに
より、液晶表示装置64によって形成された第1の模様
と、能動表示装置36によって供給された第2の模様と
を重畳させることが可能となる。本実施例の変形例で
は、液晶表示装置64は、液晶表示装置64が作動され
ていないときに、能動表示装置36から来る光を透過さ
せる。この場合にもミラー40,66および68は、外
ぶた6及びガラス8に対して相対的に傾斜して配置され
ることができ、外ぶた6とガラス8とは互いにほぼ平行
に配置される。
けられ、これら二つの内部部材70および72は、第1
ミラー66によって反射された光が拡大レンズ38を通
って直接的に外に出ることを防止する機能を果たすとい
うことに注意されたい。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
Claims (12)
- 【請求項1】 携帯時計であって、ケース(4,6)
と、表示手段(14;36)と、該携帯時計の使用者が
見るために該表示手段を光学的に拡大するように配置さ
れた光学的拡大手段(38;54)とを具備する、携帯
時計において、上記ケース内に配置された第1のミラー
(40)を更に具備し、該第1ミラー(40)は、同様
に該ケース内に配置された上記表示手段から来る光を上
記光学的拡大手段に向かう方向に反射するようにするこ
とを特徴とする、携帯時計。 - 【請求項2】 上記第1ミラー(40)が上記ケースの
外ぶた(6)の領域内に配置され、上記光学的拡大手段
(38;54)が、該携帯時計のガラス(8)の下方に
配置された第1のレンズ(38)を備えることを特徴と
する、請求項1に記載の携帯時計。 - 【請求項3】 上記第1ミラー(40)が非球面屈折ミ
ラーであることを特徴とする、請求項2に記載の携帯時
計。 - 【請求項4】 上記第1ミラー(40)が、反射に用い
られる回折性光学的構成要素であることを特徴とする、
請求項2に記載の携帯時計。 - 【請求項5】 上記第1レンズ(38)が平坦な回折レ
ンズであることを特徴とする、請求項2から4までのい
ずれか一項に記載の携帯時計。 - 【請求項6】 文字板(52)を更に具備し、上記光学
的拡大手段(38;54)が更に、該文字板の高さ位置
に配置された第2のレンズ(54)を備え、該第1およ
び第2のレンズが、上記表示手段(36)によって供給
される情報を光学的に拡大するように配置されることを
特徴とする、請求項2から5までのいずれか一項に記載
の携帯時計。 - 【請求項7】 上記ケースの上記外ぶた(6)に対面配
置された少なくとも一つの第2のミラー(68)を更に
具備し、該第2ミラー(68)が、上記表示手段(3
6)から来る上記光を上記第1ミラー(40)に向かう
方向に反射するようにしたことを特徴とする、請求項2
から6までのいずれか一項に記載の携帯時計。 - 【請求項8】 上記表示手段(14)がマイクロシャッ
タ装置によって形成され、該マイクロシャッタ装置が、
該携帯時計の上記ケース(4,6)内に配置された光源
(16)によって照射されることを特徴とする、請求項
1から7までのいずれか一項に記載の携帯時計。 - 【請求項9】 上記表示手段(36)が高情報密度の能
動表示手段(36)によって形成されることを特徴とす
る、請求項1から7までのいずれか一項に記載の携帯時
計。 - 【請求項10】 上記能動表示手段(36)は一組の要
素セルによって形成され、各要素セルは、情報の要素点
を形成する光信号を供給することができることを特徴と
する、請求項9に記載の携帯時計。 - 【請求項11】 上記光学的拡大手段(38)上に少な
くとも部分的に重畳された液晶表示装置(64)を更に
具備し、該液晶表示装置(64)は携帯時計のガラス
(8)と該光学的拡大手段(38)との間に配置され、
該液晶表示装置は、該液晶表示手段が作動されていない
ときにはいつでも、上記表示手段(36)から来る光を
基本的に透過させることを特徴とする、請求項1から1
0までのいずれか一項に記載の携帯時計。 - 【請求項12】 上記液晶表示装置(64)はまた、該
液晶表示装置が作動されているときにいつでも、上記表
示手段から来る光を少なくとも部分的に透過させること
を特徴とする、請求項11に記載の携帯時計。
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