(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字盤を照らす発光体を設けた電池内蔵の時計において、秒針の回動範囲に発光体の点滅信号を得る少なくとも一個の磁気センサを配設し、秒針にはその磁気センサを作動させるための磁石を取り付け、
磁気センサ及び発光体を駆動させるための回路を有する駆動装置を設け、
磁気センサを駆動させるための回路には暗闇を感知して回路を開く光センサを設け、
発光体を駆動させるための回路にはコンデンサを設け、
前記秒針の磁石が前記磁気センサの位置に至ると、磁気センサが作動して発光体を点灯させつつコンデンサを充電し、前記秒針の磁石が前記磁気センサから外れるとコンデンサの充電電流がなくなるまで発光することを特徴とする時計の照明装置。
【請求項２】
秒針の回動範囲にＬＥＤランプの点滅信号を得る少なくとも一個のリードスイッチを配設し、秒針にはそのリードスイッチを作動させるための磁石を取付け、リードスイッチやＬＥＤランプを駆動させるための回路を有する駆動装置には、暗闇を感知して回路を開くＣｄＳ光導電セルを設けたことを特徴とする請求項１記載の時計の照明装置。
【請求項３】
秒針を角度を変えて複数において設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の時計の照明装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、暗闇においても時刻を読み取り得るようにした時計の照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
時計の時刻の読み取りは、夜間では室内照明によりなされるのが普通であるが、消灯後に読み取りが不能となる。従来、消灯後の読み取りを可能にする手段として、時計に照明とその点灯ボタンとが設けられていた。
【０００３】
また、周囲が暗くなってきたり、暗闇中では、その間中、発光するように構成された置き時計や掛け時計も多く存在している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、点灯ボタン方式のものは、照明のために手の動作が必要であり、また、暗がりでは点灯ボタンがどこに付いているのか捜すのに不便であり、誤って別のボタンを押して時計の動作を混乱させてしまうことも多くあった。さらに、就眠中は、いちいち寝床から起き上がって操作しなければならず、大変煩わしく感じられるものであった。さらに加えて、長時間照明用ボタンを押せば、電池の電力消費が大きいという問題もあった。
【０００５】
このため、発光時計の置き場所はコンセントからのコードの長さに限定され、自在に場所を選べない不便さがあった。まして、常時、身体に付ける腕時計などには、全く使用されないものであった。
一方、暗がりの中で常時発光させる方式のものは、電池を使用したのでは非常に不経済であるから、家庭用の電源を使用することになる。
【０００６】
本発明者は、電池で長時間に渡り暗闇で時計を照明させるには、どのようにすればよいかと考えた。そこで、電池の消耗を極力減らすため暗闇になれば照明という動作を行わせると共に、暗闇の間は連続照明でなく間欠照明にすればよいと考えた。
【０００７】
例えば、１分間の連続照明を１０秒間の間欠照明にすれば、電池の寿命が６倍に伸びると考えられる。また、間欠照明を行なう装置として、照明という動作の間だけ、照明のための電池の電力消費をして、無動作の間は、装置の回路に通電する通電電流を極力少なくするようにすれば、長期間に渡る暗闇の間の照明が可能と考えられる。
【０００８】
この発明は、上記のような実情に鑑みて、暗闇においては、照明が自動的になされるために、時刻の読み取りにボタンを押すような面倒な手操作が不要となり、また、間欠的な照明であるため電池の消耗が少なくて済む時計の照明装置を提供することを目的とした。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明は、文字盤を照らす発光体を設けた電池内蔵の時計において、秒針の回動範囲に発光体の点滅信号を得る少なくとも一個の磁気センサを配設し、秒針にはその磁気センサを作動させるための磁石を取り付け、磁気センサ及び発光体を駆動させるための回路を有する駆動装置を設け、磁気センサを駆動させるための回路には暗闇を感知して回路を開く光センサを設け、発光体を駆動させるための回路にはコンデンサを設け、前記秒針の磁石が前記磁気センサの位置に至ると、磁気センサが作動して発光体を点灯させつつコンデンサを充電し、前記秒針の磁石が前記磁気センサから外れるとコンデンサの充電電流がなくなるまで発光する時計の照明装置を構成した。
【００１０】
発光体としてＬＥＤランプ、磁気センサとしてリードスイッチ、光センサとしてＣｄＳ光導電セルを使用することもある。また、秒針を角度を変えて複数において設けることもある。
【００１１】
次に、本発明に係る時計の秒針は、秒針を保持させる部分を中心として、反対側にも同じ長さの秒針を設け、それぞれの秒針に磁石を設けてもよい。
さらに、本発明に係る時計の秒針は、秒針を保持させる部分を中心として十字形に設けて、それぞれの秒針に磁石を設けてもよい。
また、本発明に係る時計の秒針は、各針のなかで一番前に設けられているのが普通であるが、この秒針の取付け位置、秒針の形、秒針に設けた磁石の時計の文字盤に設けた磁気センサの位置、及びそれらの取り付け方法などは、特に制限されるものではない。
【００１２】
また、本発明に係る装置の回路に使用される各部品は、装置の動作が同じならば（例えばリレーの場合、フォト・カプラ等）、他の部品を用いてもよい。
更にまた、本発明に係る装置の光センサ、磁気センサ、リレー、発光体、半固定抵抗器、電解コンデンサ、電池を除いた回路を集積回路としてもよい。
【００１３】
【作  用】
時計の照明装置を上記のように構成したから、夕闇となり光センサが働く暗さに達したときに、磁気センサや発光体を駆動する回路が開くために、秒針の磁石が磁気センサの位置に至ると、磁気センサが作動して発光体が点灯し、磁気センサから秒針の磁石が外れると発光体が消灯する。
【００１４】
発光体の点灯時間は、電解コンデンサに充電した電気が、定電流回路を経てトランジスタのベースに通電する間だけである。また、発光体が点灯する時間的な間隔については、磁気センサの数や秒針の数の増加により少なくなる。いずれにしても、発光体の点灯が間欠的であることから、電池の消耗が少ない。
【００１５】
【実施例】
本発明の実施例１を図１、図２及び図３に基づいて説明する。図１は時計１とその駆動装置１０の構造を示す正面図。図２は図１の時計の内部機構を省略したＡ−Ａ断面図。図３は図１の回路図である。
まず、本発明の実施例には磁気センサとして比較的使いやすいものの中にリードスイッチがあるので、磁気センサとしてリードスイッチ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを使用した。本装置に使用するリードスイッチ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄは装置に通電する通電電流が少ないので、感動値（ＡＴ）が最も小さく、最大通電電流（Ａ）の小さいものを使用した。従って、リードスイッチ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄを作動する磁石４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは磁力が弱くても特別に小さくて軽いものが使用できた。そして、本発明の実施例には発光体としてＬＥＤランプを使用して光センサとしてＣｄＳ光導電セルを使用した。まず、図１において、時計１の下端部（時刻６の真下）にＬＥＤランプ９ａを設け、秒針３ａの先端に磁石４ａを固着する。文字盤２にＣｄＳ光導電セル７（時刻１２の真下）を固着して、リードスイッチ８ａは時刻１２の位置に設けてある。秒針３ａが到達したとき、秒針３ａに固着した磁石４ａの真下になるように設けてある。
【００１６】
また、ＬＥＤランプ（発光ダイオード）を利用する理由は、電池で発光する他のいろいろな光源よりも少ない電流で点灯して、発熱が非常に少ないからである。従って、電池の消耗が非常に少ない。また、発光色やサイズによっては、ＬＥＤランプ１個を２０ミリアンペアの電流で動作させると、７千〜８千ミリカンデラ（ローソク７〜８本分に相当、赤色）の光度のものもあるからである。
【００１７】
また、図２に示すように、磁石４ａがリードスイッチ８ａの真上になったときの両者の間隔は、磁石４ａがリードスイッチ８ａに作用できる適度な間隔とする。磁石４ａの重さは、秒針３ａが文字盤２上での回転に支障のないものとする。
【００１８】
駆動装置１０は回路全体を含むもので、図３に示す回路からＣｄＳ光導電セル７、リードスイッチ８ａ、ＬＥＤランプ９ａを時計１に固着した残りの回路を駆動装置１０の一部構成部として外に設けて、その他電池を除く回路部分をモジュール化して、その部分と、時計１に固着したＣｄＳ光導電セル７、リードスイッチ８ａ、ＬＥＤランプ９ａをフラット・ケーブル６で接続したものである。
なお、この実施例１の点灯間隔は１分間である。
【００１９】
上記実施例１の装置は次のように動作する。
磁石４ａを設けた秒針３ａがリードスイッチ８ａの上に到達したとき、磁石４ａがリードスイッチ８ａに作用する。そのとき、ＣｄＳ光導電セル７により回路が働くような暗さであれば、トランジスタＴ１が働き、トランジスタＴ１のコレクタにつながるリードスイッチ８ａに、電池ＥよりリレーＬ１の励磁コイルを通して通電する。また、明るければ、ＣｄＳ光導電セル７の抵抗値がほとんど無いために短絡状態となり、その後に続く回路が働かない。
【００２０】
しかし、明るい状態から徐々に暗い状態に移行するときや、暗い状態から徐々に明るい状態に移行するとき、ＣｄＳ光導電セル７の抵抗値が、緩やかに変化して、ある範囲で回路のスイッチング動作が不安定となる。その状態を解決するために、抵抗器Ｒ３、Ｒ４及びＣＭＯＳ−ＩＣＩ１、Ｉ２を用いて、シュミット・トリガ回路を抵抗器Ｒ１、Ｒ２、半固定抵抗器Ｖ１と抵抗器Ｒ５の間に設けたものである。また、回路に抵抗器Ｒ２や半固定抵抗器Ｖ１を設けていない場合には、時計の取付け場所や置き場所により、ＣｄＳ光導電セル７が曇の日など薄暗い日にはＣｄＳ光導電セル７の抵抗値が日中から上がり、回路が動作状態となるので、ＣｄＳ光導電セル７と直列に抵抗器Ｒ２を設けて半固定抵抗器Ｖ１と並列に回路を設けた。そして、回路の動作時機を半固定抵抗器Ｖ１で調節できるようにした。
【００２１】
従って、リレーＬ１の励磁コイルに通電した時にリレーＬ１の接点がＯＮ（接）して、接点に接続する電解コンデンサＣ１が充電する。そして、電界効果トランジスタＦ１を経てトランジスタＴ２のベースに通電する。そこで、電池ＥよりトランジスタＴ２のコレクタからエミッタに、増幅した通電電流が、コレクタに接続したＬＥＤランプ９ａに通電して発光する。
【００２２】
電解コンデンサＣ１は充電するので、リレーＬ１の接点がＯＦＦ（断）しても電解コンデンサＣ１より電界効果トランジスタＦ１に向けて、充電電流がなくなるまで放電し続ける。放電時間は電解コンデンサＣ１の容量と半固定抵抗器Ｖ２の抵抗値によって変化する。
また、電界効果トランジスタＦ１と半固定抵抗器Ｖ２とで定電流回路を構成しているので、電解コンデンサＣ１より放電する電流が一定に保たれて、トランジスタＴ２のベースに通電する。そして、トランジスタＴ２のコレクタからエミッタに向けて通電する増幅電流は一定となり、コレクタに接続したＬＥＤランプ９ａの発光状態が一定となる。半固定抵抗器Ｖ２を調節することにより定電流量を調節して発光時間も調節できる。
【００２３】
従って、リードスイッチ８ａ上に到達した秒針３ａの磁石４ａが離れたとき、リードスイッチ８ａの接点がＯＦＦ（断）となり通電しない。
暗闇のためＣｄＳ光導電セル７の抵抗値が上がり、シュミット・トリガ回路がその抵抗値の変化を検出して回路が動作可能な状態であるが、リードスイッチ８ａから通電しないため回路が動作しない。また、この時点で回路に通電する電流は電解コンデンサＣ１に充電した電気が定電流回路を経て、トランジスタＴ２のベースに向けて放電する間、その増幅電流がＬＥＤランプ９ａを通ってトランジスタＴ２のコレクタ、エミッタを経てＬＥＤランプ９ａを発光させる通電電流だけとなる。それが終われば、次にリードスイッチ８ａ上に秒針３ａの磁石４ａが到達するまでの間は、回路全体に一切通電しない。
【００２４】
そして、明るいときは、ＣｄＳ光導電セル７の抵抗値がゼロかゼロに近い値のため、電流がＣｄＳ光導電セル７を通ってマイナス側に通電して、シュミット・トリガ回路がその抵抗値の変化を検出できず回路が働かないので、消費する電流はリードスイッチ８ａ上に秒針３ａの磁石４ａが到達した瞬間１秒間だけ極僅か通電するだけとなる。
【００２５】
次に実施例２を図４、図５に基づいて説明する。図４は時計１の正面図であるが、時計１にＬＥＤランプ９ａ、９ｅを２個（時刻９と３にそれぞれ）固着したもので、図５はその部分回路図である。即ち、ＬＥＤランプ９ａの回路に対して並列にＬＥＤランプ９ｅの回路が増設されている。この実施例２は後の実施例３から実施例１０に応用でき。ＬＥＤランプ９ａ、９ｅの他に、さらに、並列に回路に１個以上増設してもよい。
【００２６】
図６は実施例３を示す時計１の正面図であるが、時計１の文字盤２にＣｄＳ光導電セル７（時刻１２の真下）を固着して、リードスイッチ８ａ、８ｂ（時刻１２と６）を２個固着したもので、図３の回路図のリードスイッチ８ａに並列にリードスイッチ８ｂを加えたもの、または、図９の回路図のリードスイッチ８ｃ、８ｄを除いたものがこの実施例３の回路図で、その他電池を除いた回路部分をモジュール化したものが実施例３の駆動装置１０である。この実施例３の点灯間隔は３０秒である。
【００２７】
図７は実施例４を示す時計１の正面図であるが、時計１の文字盤２にＣｄＳ光導電セル７（時刻１２の真下）を固着して、リードスイッチ８ａ、８ｂ、８ｃ（時刻１２と８と４）と３個固着したもので、図３の回路図のリードスイッチ８ａに並列にリードスイッチ８ｂ、８ｃと加えたもの、または、図９の回路図からリードスイッチ８ｄを除いたものがこの実施例４の回路図で、その他電池を除く回路部分をモジュール化したものが実施例４の駆動装置１０である。この実施例４の点灯間隔は２０秒である。
【００２８】
図８は実施例５を示す時計１の正面図であるが、時計１の文字盤２にＣｄＳ光導電セル７（時刻１２の真下）を固着して、リードスイッチ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ（時刻１２と９と６と３）を４個固着したもので、図９はその回路図であるが、その他電池を除いた回路部分をモジュール化したものが実施例５の駆動装置１０である。この実施例５の点灯間隔は１５秒である。
【００２９】
実施例６を図１０と図１１に基づいて説明する。図１０は、図１に示す秒針３ａの保持部５を中心として反対側にも同じ長さの秒針３ｂを設けて、先端に磁石４ｂを固着したもので、図１０はその背面図である。図１１は、この実施例６の時計１の正面図であり、点灯間隔は３０秒となっている。
【００３０】
実施例７を図１２と図１３に基づいて説明する。図１２は、図１に示す秒針３ａの保持部５を中心として左右それぞれ角度１２０度のところに、同じ長さの秒針３ｂ、３ｃを設けて、秒針の先端にそれぞれ磁石４ｂ、４ｃを固着して、それぞれの秒針を３ｂ、３ｃとした。図１２はその背面図である。図１３は、この実施例７を示す時計１の正面図であり、点灯間隔は２０秒となっている。
【００３１】
実施例８を図１４と図１５に基づいて説明する。図１４は図１に示す秒針３ａの保持部５を中心として、左右それぞれ角度９０度と反対側に同じ長さの秒針を設けて保持部５を中心として十字形に配した形で、それぞれの先端に磁石４ｂ、４ｃ、４ｄを固着して、それぞれの秒針を３ｂ、３ｃ、３ｄとした。図１４は背面図である。図１５は、この実施例８を示す時計１の正面図であり、点灯間隔は１５秒となっている。
【００３２】
実施例９を図１６と図１７に基づいて説明する。図１６は実施例９を示す時計１の正面図である。時計１の文字盤２にＣｄＳ光導電セル７（時刻１２の真下）を固着して、リードスイッチ８ａ、８ｂ（時刻１２と６）を２個固着する。時計１の下端部（時刻６の下）にＬＥＤランプ９ａ、９ｂを２個並べて設けたものである。図１７はその回路図であるが、図３の回路図の抵抗器Ｒ１、Ｒ２からＣＭＯＳ−ＩＣＩ２、抵抗器Ｒ４までの回路が同じなので省略して、リードスイッチ８ａからトランジスタＴ２までの部分を、並列にリードスイッチ８ｂからトランジスタＴ３として設けて、２回路の回路図としたもので、その他電池を除く回路部分をモジュール化したものが、この実施例９の駆動装置１０である。
【００３３】
その動作は、回路全体が動作可能の状態のとき、秒針３ａがリードスイッチ８ａ上に到達したとき、秒針３ａの磁石４ａがリードスイッチ８ａに作用して、リードスイッチ８ａにつながる回路が作動して、ＬＥＤランプ９ａが発光する。
また、秒針３ａがリードスイッチ８ｂ上に到達したとき、リードスイッチ８ｂにつながる回路が作動してＬＥＤランプ９ｂが発光する。
この実施例９では、ＬＥＤランプ９ａ、９ｂが互いに違った発光色のものを用いて発光させることが好ましい（例えばＬＥＤランプ９ａを赤色、ＬＥＤランプ９ｂを緑色）。なお、点灯間隔は３０秒となる。
【００３４】
実施例１０を図１８と図１９に基づいて説明する。図１８は実施例１０を示す時計１の正面図であるが、時計１の文字盤２にＣｄＳ光導電セル７（時刻１２の真下）を固着して、リードスイッチ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ（時刻１２と３と６と９）を４個固着して、その周縁（時刻６の下、時刻９の左、時刻１２の上、時刻３の右）にＬＥＤランプ９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄを設けたもので、図１９はその回路図であるが、図１７の回路図から抵抗器Ｒ５、トランジスタＴ１、電池Ｅを除いた回路を、図１７の上方に同じ回路として、並列にリードスイッチ８ｃ、８ｄからトランジスタＴ５として設け、４回路の回路図として表示したもので、その他電池を除く回路部分をモジュール化したものが、この実施例１０の駆動装置１０である。
【００３５】
その動作は、回路全体が動作可能の状態のとき、秒針３ａがリードスイッチ８ａ上に到達したとき、秒針３ａの磁石４ａがリードスイッチ８ａに作用してリードスイッチ８ａにつながる回路が作動してＬＥＤランプ９ａが発光する。
次に、秒針３ａがリードスイッチ８ｂ上に到達したとき、秒針３ａの磁石４ａがリードスイッチ８ｂに作用してリードスイッチ８ｂにつながる回路が作動してＬＥＤランプ９ｂが発光する。
【００３６】
そして、リードスイッチ８ｃ、８ｄの場合も、秒針３ａがリードスイッチ８ｃ、８ｄ上に到達した場合は、秒針３ａの磁石４ａがリードスイッチ８ｃ、８ｄに作用して、リードスイッチ８ｃ、８ｄにつながる各回路が作動してＬＥＤランプ９ｃ、９ｄがそれぞれ発光する。なお、この実施例１０の点灯間隔は１５秒である。また、実施例１０も互いに違った発光色のものを用いることが望ましい。
実施例１１を図３、図９、図１７、図１９に基づいて説明する。まず、図３の抵抗器Ｒ１〜Ｒ７、トランジスタＴ１、Ｔ２、電界効果トランジスタＦ１、ダイオードＤ１、ＣＭＯＳ−ＩＣＩ１、Ｉ２、図９も同じ。図１７の省略部分の抵抗器Ｒ１〜抵抗器Ｒ９、トランジスタＴ１〜Ｔ３、電界効果トランジスタＦ１、Ｆ２、ダイオードＤ１、Ｄ２、省略部分のＣＭＯＳ−ＩＣＩ１、Ｉ２、図１９の省略部分の抵抗器Ｒ１〜抵抗器Ｒ１３、トランジスタＴ１〜Ｔ５、電界効果トランジスタＦ１〜Ｆ４、ダイオードＤ１〜Ｄ４、省略部分のＣＭＯＳ−ＩＣＩ１、Ｉ２をそれぞれ１回路、１回路、２回路、４回路のハイブリッドＩＣ（混成集積回路）として、それぞれ１個、または１個以上の複数の素子としたものである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の時計の照明装置によれば、暗闇においては、光センサの感知により回路が開かれ、自動的な照明状態となるために、手でボタンを押すような面倒な操作が不要となり、例えば、就寝中に手の届かない箇所に時計が置かれていても、時刻の読み取りが可能であるので、身を起こす必要もなく非常に好都合である。
【００３８】
また、秒針の磁石が磁気センサの位置に至ると、磁気センサが作動して発光体が点灯し、磁気センサから秒針の磁石が外れると、発光体が消灯する間欠照明となるので、終夜において機能しても電池の消耗がその割には少なく、電池の使用が経済的となる。
【００３９】
さらに、発光源として能力が高く発熱量の少ないＬＥＤランプを使用するので、これによっても電池の消耗が少なくなり、殊に、身近に置く時計として適している。
【００４０】
また、点灯の間欠作用に秒針を用いるので、回路の構成が簡単となり、加えて、磁気センサや秒針の数により、間欠時間の設定を自由になし得るので、製造上においても都合である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る時計と駆動装置を含む実施例１を示す正面図。
【図２】図１の時計の内部機構を省略したＡ−Ａ断面図。
【図３】実施例１における回路図。
【図４】実施例２の時計を示す正面図。
【図５】実施例２における部分回路図。
【図６】実施例３を示す時計の正面図。
【図７】実施例４を示す時計の正面図。
【図８】実施例５を示す時計の正面図。
【図９】実施例５の回路図。
【図１０】実施例６で用いた秒針の構造を示す背面図。
【図１１】実施例６を示す時計の正面図。
【図１２】実施例７で用いた秒針の構造を示す背面図。
【図１３】実施例７を示す時計の正面図。
【図１４】実施例８で用いた秒針の構造を示す背面図。
【図１５】実施例８を示す時計の正面図。
【図１６】実施例９を示す時計の正面図。
【図１７】実施例９の要部回路図。
【図１８】実施例１０を示す時計の正面図。
【図１９】実施例１０の要部回路図。
【符号の説明】
１  時計
２  文字盤
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ  秒針
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  磁石
５  保持部
６  フラット・ケーブル
７  ＣｄＳ光導電セル
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  リードスイッチ
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ  ＬＥＤランプ
１０  駆動装置
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４  電解コンデンサ
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４  ダイオード
Ｅ  電池
Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４  電界効果トランジスタ
Ｉ１、Ｉ２  ＣＭＯＳ−ＩＣ
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４  リレー
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５  抵抗器
Ｒ６、Ｒ７、Ｒ８、Ｒ９、Ｒ１０  抵抗器
Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ１４  抵抗器
Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５  トランジスタ
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５  半固定抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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