(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記特徴部はメニスカスであることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記特徴部は相対透明度であることを特徴とする表示装置。
【請求項３】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記特徴部は相対粘度であることを特徴とする表示装置。
【請求項４】
上記特徴部位置センサは上記チャンバに渡り測定された物性または特性の差を入力として利用し、該入力を上記フィードバック制御部が特徴部の位置を所望の位置に移動する少なくとも１つのポンプを作動するのに利用することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記特徴部は、チャンバ内の流体中に、または流体の間に浮遊される物体であることを特徴とする表示装置。
【請求項６】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記少なくとも１つの液体は着色された液体であることを特徴とする表示装置。
【請求項７】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記少なくとも１つの液体は剛性チャンバと同じ屈折率を有することを特徴とする表示装置。
【請求項８】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記少なくとも１つの液体は観察者から視認可能な浮遊粒子を有することを特徴とする表示装置。
【請求項９】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記特徴部位置センサは、導電性感応膜であることを特徴とする表示装置。
【請求項１０】
上記細長い流体チャンバは実質的に環状の閉ループであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】
上記流体の動作の向きは、上記ＭＨＤポンプの極性を変更することで偏向されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１２】
上記少なくとも１つの液体は、該液体の少なくとも１つの特徴部の位置を観察者が確認することを可能とする、少なくとも部分的に透明な表面を有する少なくとも１つの露出した閉ループ細長いチャンバに収容され、さらに上記表示装置は、観察者から実質的に視認できないように配置された、上記流体の熱膨張および／または収縮を吸収する機構からなり、
上記熱膨張および／または収縮を吸収する機構は気密かつ水密な状態でチャンバを包囲し観察者の視野外に配置された薄く可撓性のウェハ、観察者の視野外に配置された個別のガス充填チャンバおよび観察者の視野外のチャンバの一部に配置された軟性可撓性材料からなる機構の１つの群から選択されることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１３】
上記熱膨張および／または収縮を吸収する機構は、すくなくとも１つの液体におけるガス充填されたインジケータ気泡であることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１４】
上記熱膨張および／または収縮を吸収する機構は、気密かつ水密な状態でチャンバを包囲し観察者の視野外に配置された薄く可撓性のウェハ、観察者の視野外に配置された個別のガス充填チャンバおよび観察者の視野外のチャンバの一部に配置された軟性可撓性材料からなる機構の１つの群から選択されることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１５】
上記熱膨張および／または収縮を吸収する機構は、観察者の視野外に位置し、上記剛性チャンバの通路部によって上記剛性チャンバの液体充填部に接続される上記剛性チャンバのガス充填されたチャンバ部であることを特徴とする請求項１２に記載の表示装置。
【請求項１６】
表示される数は時刻であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１７】
上記表示装置は時計であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１８】
上記細長いチャンバは形状が一部線形であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１９】
上記細長いチャンバは形状が非線形、好適には円形であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項２０】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、すなわちその液体用の少なくとも１つのポンプによって駆動される液体と、該液体とは異なる物性を有する非混合性の流体であり、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働する特徴部位置センサおよびフィードバック制御部を含んでなり、
上記チャンバは異なる形状の２つまたはそれ以上の材料ウェハが、好適には相互に接合されて形成されることを特徴とする表示装置。
【請求項２１】
上記材料ウェハはガラスウェハであることを特徴とする請求項２０に記載の表示装置。
【請求項２２】
上記チャンバは高分子から形成されてなることを特徴とする請求項２０に記載の表示装置。
【請求項２３】
上記チャンバは高分子を射出成型してなることを特徴とする請求項２２に記載の表示装置。
【請求項２４】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記少なくとも１つのポンプは、上記液体がいかなる操作位置にあっても確実に圧送されるように、上記細長いチャンバに沿って配置され、
上記特徴部はメニスカスであることを特徴とする表示装置。
【請求項２５】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記液体がいかなる操作位置にあっても確実に圧送されるように、少なくとも２つのポンプが上記細長いチャンバに沿って配置され、
上記特徴部はメニスカスであることを特徴とする表示装置。
【請求項２６】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバからなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはそのような導電性液体用のポンプによって駆動される導電性液体で、もう一方は非混合性の比較的非導電性の流体であり、
上記チャンバ内に収容される上記導電性液体の少なくとも１つの特徴部はインジケータとして利用され、上記特徴部はポンプによって、上記チャンバ内のもう一方の流体を介して直接的または間接的に観察者に視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、観察者に数を示すために上記チャンバ内の所望の位置に上記特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサおよび観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなることを特徴とする表示装置。
【請求項２７】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体はＭＨＤポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記特徴部はメニスカスであることを特徴とする表示装置。
【請求項２８】
少なくとも２つの非混合性の流体を収容する細長い流体チャンバを含んでなる表示装置であって、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる物性を有し、前記もう一方の流体は機械式ポンプによって駆動され、
上記チャンバに収容される液体の特徴部の少なくとも１つはインジケータとして利用され、その特徴部は上記チャンバ内のもう一方の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータの隣接するインデックスに沿って、直接的または間接的に少なくとも１つのＭＨＤポンプによって上記チャンバに沿って駆動され、
さらに上記表示装置は、特徴部の位置を検出するように流体の異なる特徴的な物理的特性を直接感知する特徴部位置センサと、観察者に示すために上記チャンバ内の所望の位置に特徴部を移動させるようにポンプを作動すべく協働するフィードバック制御部を含んでなり、
上記ポンプは機械式であり、該機械式ポンプの操作の向きを逆にすることでチャンバ内の流量の向きを逆にし、
上記特徴部はメニスカスであることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本発明は、２０１５年４月７日に出願された米国出願第６２／１４３，９０４「液体表示を有する腕時計」および２０１５年４月７日に出願されたＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０００４４８「透明な穴部内の液体の吸収、膨張、収縮、移動のためのシステムおよび方法」を優先権としてその便益を主張し、その内容はすべて、とりわけＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０００４４８の内容はすべて、本発明の根底にある技術的課題の解消に貢献するとされ、以下に記載する特徴のいくつかはとりわけ重要性が高いため、本件で保護を求める特徴を定義するための参照として組み込まれると共に、それに依拠する。
【背景技術】
【０００２】
本特許文書に開示されるものの一部には、著作権保護の対象となる資料が含まれている。出願人は、特許商標庁の記録として特許開示されている特許文書に関しては、第三者によるファクシミリ複製に異論はないが、そうでない場合はいかなる場合も、すべての著作権を留保する。また、本願に記載される第三者の特許又は記事は、先行技術を理由として、本発明がその資料を先行する権利がないことを承認するものとして考慮すべきでない。
【０００３】
本発明は、透明な穴部またはチャネルにおいて液体表示を有する時計などの装飾品、とりわけ腕時計のためのシステムおよび方法に関する。
【０００４】
純粋に機械式のシステムによって駆動される液体のメニスカスを利用して時刻を表示する高級腕時計が存在する。このような腕時計は複雑であり、そのため非常に高価である。このため、液体のメニスカスの代替となる電子手段を利用して時刻を正確に表示する低価格な腕時計へのニーズがある。
【発明の開示】
【０００５】
本発明は、宝飾品や、例えば、ダッシュボードのようなインジケータを装飾するのに適した装置のためのシステムを提供する。装置のための本システムは、１つまたは複数の流体を充填可能なチャネルを含んでなる。各流体は互いと混合しないことが好ましい。各流体は透明または着色されていてもよく、基板（例えば、ボアガラス（ｂｏｒｅ  ｇｌａｓｓ）など）と同じ屈折率を有していても、固体粒子を任意的に含有していても、導電性または非導電性であってもよいが、少なくとも１つの液体は導電性でなければならない。別の態様では、例えば、放射性トリチウムガスなどのガス気泡の移動によって表示が行われる。チャネルは閉ループまたは、その端部が貯蔵部内で終わるように形成された別の態様で形成される。導電性の液体（例えば、食塩水やイオン性液体）は、１つまたは複数の電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）によって、チャネルに沿って移動が可能となる。さらに別の態様では、第２の流体は非導電性または導電性とされ、この流体はＭＨＤポンプで駆動される導電性液体によって押されるまたは引っ張られる。
【０００６】
別の態様では、ＭＨＤポンプはＤＣモードで駆動され、すなわち磁石によって生成された磁場は時間が経過してもその極性が変化せず、電極によって生成される電界もまたその極性は時間が経過しても変化しない。
【０００７】
別の態様では、ＭＨＤポンプはＡＣモードで駆動され、すなわち磁石、とりわけ電磁石によって生成された磁場は時間の経過と共に極性が変化し、電極によって生成される電界もまた時間の経過と共に極性が変化する。磁場における極性の変化と電界における極性の変化は基本的に同期される。
【０００８】
別の態様では、ＭＨＤポンプは複合モードで駆動され、すなわち磁石によって生成される磁場の極性は時間が経過すると任意で変化し、電極によって生成される電界の極性もまた時間が経過すると任意で変化する。磁場における極性の任意の変化と電界における任意の変化は同期されても、同期されなくてもよい。
【０００９】
別の態様において、非導電性または導電性の流体が気泡として具現化された態様では、チャネル内におけるその位置は２つまたはそれ以上の流体の間で偏向する誘電体によってチャネルに沿って感知される。静電容量の感知または静電容量の変化の感知は、チャネルに沿って拡散される複数のキャパシタによって行われるのが好ましい。
【００１０】
また別の態様では、チャネルは時計に用いられる。ＭＨＤポンプに必要な永久または電磁石および／または電極は、使用者から視認できないように、任意的に設計／装飾要素に組み入れられるか、設計／装飾要素によって隠される。また別の態様では、永久または電磁石および／または電極は使用者から視認することができる。また別の態様では、磁石および電極は透明であってもよい。
【００１１】
また別の態様では、誘電体または誘電体の変化を感知するのに用いられるキャパシタはスパッタリングによって、好適にはＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）またはＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）として得られる。
【００１２】
また別の態様では、チャネルはマイクロキャピラリとして形成される。
【００１３】
また別の態様では、チャネルは２つまたはそれ以上のガラスウェハが、好適には適切な接合工程によって相互に接続されて形成される。
【００１４】
また別の態様では、チャネルは２つまたはそれ以上の高分子ウェハが、好適には適切な接合工程によって相互に接続されて形成される。
【００１５】
また別の態様では、ウェハの間には膜が埋設される。
【００１６】
また別の態様では、チャネルシステムは、システムを流体で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔を有し、製造工程におけるシステムの自動充填を示唆する。１つのアクセス孔を介して流体が入れられ、もう一方のアクセス孔は周囲へのアクセス、または制御された圧力を提供する。初期充填が行われた後、アクセス孔は液密および／または気密の状態で密閉される。例えば、メンテナンスなどの理由から、アクセス孔は任意的に再び開閉されることも可能である。
【００１７】
また別の態様では、端部が貯蔵部内で終わるように形成された態様と同様に閉ループのシステムにおいても、流体の熱による膨張／収縮を補償するためのシステムが備えられる。これは、薄くそれ故に可撓性のウェハ、または個別のガスチャンバ、または可撓性の軟性材料からなる部品、または膜によって達成される。可撓性の軟性材料からなる部品はチャネル内、またはチャネルと流体連通された個別のチャンバ内に配置されてもよい。補償システムは使用者からは視認できないが、別の態様では使用者から視認される。不可視のシステムは可視システムの下に配置される。
【００１８】
本発明の目的は、閉ループを有し、可動部品をほとんど有さず、耐久性がより保証されるシステムを提供することである。
【００１９】
本発明の別の目的は、本発明がなければハプティックに構成されるシステムの精度を、水晶発振器または接続された時間軸によってペース調整されたフィードバック制御システムを用いて制御可能とし、これにより精度を維持しつつ様々な変数（温度、粘度、流量問題）に対応可能とすることである。
【００２０】
本発明の別の目的は、流体ベローズや複合マイクロポンプなどの複雑且つ高額な部品の必要性を排除することである。
【００２１】
本発明のまた別の目的は、スイスのＨＹＴ  ＳＡによって開発され著名となったものなどの宝飾品のための流体表示を数分の一の価格で提供し、これによりこのような時間の経過の楽しみ方がより多くの使用者に可能となることである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の略平面図である。
【図２】別の態様における本発明の略平面図である。
【図３】本発明のインジケータの流体配置の詳細図である。
【図４Ａ】本発明で使用されるＭＨＤポンプの略斜視図である。
【図４Ｂ】流体を収容する連続するキャピラリチューブを用いた、本発明で使用される別の態様のＭＨＤポンプ構造の略斜視図である。
【図５】また別の態様における本発明の略平面図である。
【図６】本発明の流体貯蔵部の断面を示す詳細図である。
【図７】本発明の流体貯蔵部の別の態様の断面を示す詳細図である。
【図８】本発明の流体貯蔵部のまた別の態様の断面を示す詳細図である。
【図９】図８の一部品の詳細図の断面図である。
【図１０】本発明の流体貯蔵部のまた別の態様の断面を示す詳細図である。
【図１１】また別の態様における本発明の略平面図である。
【図１２Ａ】また別の態様における本発明の略斜視図である。
【図１２Ｂ】連続する環状の細長いチャンバを含む、図１２Ａの任意的な実施態様の略平面図である。
【図１２Ｃ】午前または午後１２時における本発明のシステムの略平面図である。
【図１２Ｄ】午前または午後５時５９分における本発明のシステムの略平面図である。
【図１２Ｅ】流体チャンバのレイヤー構造の詳細を示す略平面図である。
【図１３】さらなる態様における本発明の略平面図であり、図１３Ａ〜１３Ｄは図１２ＥのそれぞれＺＺ’、ＡＡ’、ＸＸ’およびＢＢ’面に沿った断面図である。
【図１４】ＭＨＤポンプが設計／装飾要素に組み込まれた／隠された状態を示した、キャピラリチューブ表示を用いた本発明の実施態様である。
【図１５】メニスカスの位置または表示ドロップ（ｉｎｄｉｃａｔｉｎｇ  ｄｒｏｐ）を制御するために用いられるフィードバック制御システムの概略図である。
【図１６】タッチスクリーン型キャパシタンスセンサの機能を示した概略図である。
【図１７Ａ】本発明で用いられるキャパシタンスセンサの第１配置の概略図である。
【図１７Ｂ】本発明で用いられるキャパシタンスセンサの第１配置の概略図である。
【図１７Ｃ】本発明で用いられるキャパシタンスセンサの代案的な第２配置の概略図である。
【図１７Ｄ】本発明で用いられるキャパシタンスセンサの代案的な第２配置の概略図である。
【図１７Ｅ】本発明で用いられるキャパシタンスセンサの代案的な第３配置の概略図である。
【図１８Ａ】本発明のシステムを用いた例示的な腕時計の平面図である。
【図１８Ｂ】本発明のシステムを用いた例示的な腕時計の斜視図である。
【００２３】
図面に示される要素は単純化及び明確性のために開示され、必ずしも正寸で描かれていないことは、当業者には明らかである。例えば、本発明の様々な実施形態の理解をより深めるために、図面のいくつかの要素の寸法は、その他の要素に対して強調して描かれていることもある。さらに、本件で用いられる「第１」、「第２」やその類の用語は、とりわけ、類似する要素を区別するために使用され、必ずしも順次的または時系的な順番を示すものではない。また、明細書および／または請求項における「正面」、「背面」、「上面」、「底面」やその類の用語は、便宜的な目的で使用され、必ずしも限定的な相対位置を総合的に表わすものではない。上記のように用いられる用語は、例えば、本願で開示される様々な実施形態が、明確に図示又は説明される以外の構成および／または配向でも操作可能であるような、適切な状況下では置き換えられてもよいことを当業者は理解されたい。
【好適な実施形態の詳細な説明】
【００２４】
以下の説明は本質的に例示的であり、本願が出願された時点で発明者が知り得た本発明の最良の態様を説明するもので、本発明の範囲をいかなる意味でも制限するものではない。その結果として、本願で開示される例示的な実施形態におけるすべての要素の配置および／または機能は、本願発明の精神および範疇から逸脱することなく変更を加えることが可能である。
【００２５】
図面を参照すると、本発明の表示装置１００、２００、３００、６００、１２００、１８００は、少なくとも２つの非混合性の流体１０６、１１０、１１４、５１４、７１０、９２０、１２０６、１２１４、１２５０、１２５２、１３１６、１３２０、１４１２、１７０６を収容する細長い流体チャンバ１１６、２０２、４０２、５０４、７０２、１２０２、１２４０、１２４２、１２４４、１３０６、１４０２、１４０４を含み、上記流体の少なくとも１つはもう一方の流体とは異なる特徴的な物理的特性を有し、すなわちそのような液体用の少なくとも１つのポンプ１１２、４００、１２４６、１２４８、１５０６によって駆動される液体と、その液体とは異なる物理的特性を有する非混合性の流体であり、上記チャンバに収容される液体の少なくとも１つの特徴部はインジケータ４０８、１２９０、１４１０として用いられ、その特徴部はチャンバ内の別の流体を介して、観察者から視認可能なインジケータ１８０２、１８０４の隣接するインデックス１２５６、１４０６に沿って直接的あるいは間接的にポンプによってチャンバに沿って駆動され、上記表示装置はさらに、例えば、観察者に数を表示するためなどに、上記特徴部をチャンバ内の所望の位置に移動させるようにポンプを作動するべく協働する位置センサ３０２、４０６,１６００、１７００、１７１０、１７１２、１７１４、１７２０、１７２２およびフィードバック制御部１５００を含んでなる。
【００２６】
図１は、その両端部に貯蔵部１０２が備わったキャピラリチャネル１１６を含むシステム１００の平面図である。キャピラリチャネル１１６は、例えば、円筒形チューブ、四角形、長方形、円形、楕円形、三角形、五角形、六角形、八角形、四方形、球状、たまご形状、円錐状、ドーム状、四角柱状、ピラミッド状などの、様々な幾何学的断面、二次元的または三次元的断面およびその他の形状または構造をとることが可能であることを理解されたい。ガス気泡を用いて達成される本態様において、キャピラリチャネル１１６は、実質的に導電性で任意で着色された、例えば、塩化ナトリウム溶液などの第１液体１０６と、導電性または非導電性の任意で着色された、例えば、シリコンオイルまたはリキッドサファイアなどの第２液体１１４とで充填される（本態様での使用では、いかなる液体も基板と同じ屈折率を有することが可能とされる）。もちろん、システムはより多くまたはより少ない数の流体や、異なる流体による他の組み合わせを用いることもできる。さらに、本態様は１つまたはそれ以上の電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）１１２が備わってなる。チャネル１１６は、システムを流体で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔１２０を任意的に有し、製造工程におけるシステムの自動充填が示唆される。本システムはさらにキャパシタ３０２が備わってなる。例えば、図１および図７〜１１に提案されるように、本システムはチャネル１０６、１１６内に配置される流体１０６、１１４の熱膨張および熱圧縮を補償する。
【００２７】
図２は閉ループとして形成されたキャピラリチューブ２０２を含むシステム２００の平面図である。キャピラリチャネル２０２は、様々な幾何学的断面、二次元的または三次元的断面およびその他の形状または構造をとることが可能であることを理解されたい。ガス気泡が用いて達成される本態様において、キャピラリチャネル２０２は、実質的に導電性で任意で着色された、例えば、塩化ナトリウム溶液などの第１液体１０６と、導電性または非導電性の任意で着色された、例えば、シリコンオイルまたはリキッドサファイアなどの第２液体１１４とで充填される。もちろん、システムはより多くまたはより少ない数の流体や、異なる流体による他の組み合わせを用いることもできる。さらに、本態様は１つまたはそれ以上の電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）１１２が備わってなる。チャネル２０２は、システムを流体で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔１２０を任意的に有し、製造工程におけるシステムの自動充填が示唆される。本システムはさらにキャパシタ３０２が備わってなる。図７〜１１に提案されるように、本システムはチャネル２０２内に配置される流体１０６の熱膨張および熱圧縮を補償する。
【００２８】
図３はキャピラリチャネル１１６を含む図１のＡ−Ａ断面の図である。ガス気泡を用いて達成される本態様において、キャピラリチャネル２０２は、実質的に導電性で任意で着色された、例えば、塩化ナトリウム溶液などの第１液体１０６と、導電性または非導電性の任意で着色された、例えば、シリコンオイルまたはリキッドサファイアなどの第２液体１１４とで充填される。もちろん、システムはより多くまたはより少ない数の流体や、異なる流体による他の組み合わせを用いることもできる。さらに、任意で着色された透明な導電性液体１１０に包囲されたガス気泡を用いて達成される本態様には、導電性または非導電性の、例えば、シリコンオイルやリキッドサファイアなどの流体１１４を押すまたは引っ張る導電性の任意に着色された液体１０６を駆動する、１つまたはそれ以上の電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）１１２が備わってなる。本システムは、１つのキャパシタ、１組のキャパシタまたは３つのキャパシタの近辺の領域３０４における誘電体または誘電体の変化を感知するのに用いられるキャパシタ３０２がさらに備わってなる。上記キャパシタはスパッタリングによって、好適にはＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）またはＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）として形成される。いくつかのキャパシタがチャネル１１６に沿って配置される。誘電体および／または誘電体の変化は、領域３０４に１つ、１組または３つのキャパシタを取り付けることで感知可能となる。
【００２９】
図４は電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）１１２の斜視図である。ＭＨＤポンプ１１２は、Ｎ極がチャネル５０４に向けられた永久磁石５０２と、Ｓ極がチャネル５０４に向けられ、Ｎ極の永久磁石５０２と実質的に反対側に配置される永久磁石５０６を含む。ガス気泡を用いて達成される態様において、チャネルには、例えば、シリコンオイル、リキッドサファイアまたは塩化ナトリウム溶液などの液体５１４が収容される。システムには、チャネル５０４をリフレームする１組の電極５１０、５１２が永久磁石５０２、５０６に対して実質的に９０°で備わってなる。電極５１０、５１２には、正または負に分極された直流（ＤＣ）が加えられてもよい。極性が入れ替わることで液体５１４の流れが逆向きになる。永久磁石５０２、５０６は液体５１４と接触していても、液体５１４および／またはガスと接触していなくてもよい。電極５１０、５１２は液体５１４および／またはガスと接触する。
【００３０】
円形キャピラリサブシステム１００または２００およびその様々な寸法を考慮すると、通常６０秒、６０分または１２時間という時間が円形のキャピラリサブシステム１００または１２０を完全に充満するのに用いられる。ＭＨＤポンプ１１２のロバスト且つ効率的な、目的に合致した模範的な例は以下の通りである。
１．      キャピラリサブシステム１００または１２０の断面積：  Ａ＝０．５ｍｍ２
２．      ＭＨＤ平均流速：  ｖＭＨＤ＝１．８９５ｍｍ／秒
３．      ＭＨＤ流量：  ＱＭＨＤ＝５７．１６５μＬ／分
【００３１】
１ＭＨＤマイクロポンプ−ＤＣ  ＭＨＤマイクロポンプ寸法（１／４）
主な式（チャネル断面：長方形）
【００３２】
【数１】
0006989384.tif 000002
【００３３】
【数２】
0006989384.tif 000003
【００３４】
【数３】
0006989384.tif 000004
【００３５】
【数４】
0006989384.tif 000005
【００３６】
・Ｑ：ＭＨＤ流量（μＬ／分）
・Ｊ：電流密度（Ａ／ｍ）
・Ｂ：磁場（Ｔ）
・ｌ：ＭＨＤモーター全長
・Ｒｈｙ：液圧（Ｎ*ｓ／ｍ５）
・ｖ：流速（ｍｍ／ｓ）
・Ａ：流体チャネル断面積（ｍｍ２）
・μ：液体粘度（Ｐａ*ｓ）
・Ｌ：チャネル全長（ｍｍ）
・ｗ：チャネル幅（ｍｍ）
・ｈ：チャネル深さ（ｍｍ）
・Ｑｄ：電力散逸（Ｗ／ｍ）
・Ｕ：電極にかかる電圧（Ｖ）
・Ｉ：電極に流れる電流（Ａ）
【００３７】
・参照：Design, Microfabrication, and Characterization of MHD Pumps and
their Applications in NMR Environments, Thesis by Alexandra Homsy, 2006
【００３８】
もちろん、ＭＨＤポンプ１１２が強力であれば強力であるほど、穴部１１６または２０２により多くの流体がより速い速度で移動する。より遅い速度での充填は、全体的な仕様や圧送の強度に応じて弱いＭＨＤポンプ１１２によって達成される。
【００３９】
以下に示され、表１でまとめられた比較におけるその他のＭＨＤポンプを参照すると、赤で強調された用例が、必要とされる仕様に合致することが分かる。流体移動が連続的かあるいは断続的か、穴部１１６または２０２内へより速いまたはより遅い流体移動が必要とされるかといった流体移動の要件に応じて、その他のＭＨＤポンプも使用することができる。ＭＨＤポンプ１１２および穴部１１６または２０２を特徴とする円形キャピラリサブシステム１００または１２０は、別の態様においても用いられる。サブシステム１００または１２０の構成部品の寸法（面積、容積、幾何学的形状）の他の例も、その他の技術的特徴および操作モードを有する他のＭＨＤポンプと組み合わされて開示され、それらは目的に合致するものもしないものもあるが、穴部１１６または２０２内での最適な流体移動には表１において赤で強調されたＭＨＤポンプ１１２が好ましい。
【００４０】
【表１】
0006989384.tif 000006
【００４１】
ＭＨＤポンプに関する以下の参考文献の一覧は、市場における様々なＭＨＤポンプを示したもので、その全体が本特許出願に参照として組み込まれる。
１．      Design, Microfabrication, and Characterization of MHD Pumps and
their Applications in NMR Environments, Thesis by Alexandra Homsy, 2006.
２．      Bislug Flow in Circular and Noncircular Channels and the Role of
Interface Stretching on Energy Dissipation, Thesis by Joseph E. Hernandez,
August 2008
３．      Modeling RedOx-based magnetohydrodynamics in three-dimensional
microfluidic channels, Hussameddine Kabbani et al., 2007.
【００４２】
（導電性という特性が作動に不要な場合にＭＨＤポンプの代用となる）代案のポンプに関する以下の参考文献は、その全体が本特許出願に組み込まれる。
１．      Micropumps &#8211; summarizing the first two decades, Peter Woias, 2001
２．      Disposable Patch Pump for Accurate Delivery, Laurent-Dominique
Piveteau, 2013, p.16 and ff.
【００４３】
、
またさらなる態様において、１つまたはそれ以上のＭＨＤポンプ１１２を備えた円形（または他の幾何学的構造）のキャピラリサブシステムを含むサブシステムのグループにも本発明は適応する。そのグループは、１つまたはそれ以上のＭＨＤポンプ１１２とチューブ／穴部の組み合わせ、または相互に関連するサブシステムのグループを含んでなる。１つまたはそれ以上のＭＨＤポンプ１１２は、各円形キャピラリサブシステム内での１つまたはそれ以上の流体の移動、あるいは直列または平行の、単体でまたはその他のＭＨＤポンプと組み合わされた１つ以上のキャピラリサブシステムへの流体の移動を可能にし、腕時計などの単一の装置内で多くの表示機能を提供する。
【００４４】
次に図４Ｂを参照すると、代案的なＭＨＤポンプ４００の構造は、本発明で使用される流体を収容する連続するキャピラリチューブ４０２が使用される場合にとりわけ有利である。ＭＨＤポンプ４００は直流電流によって給電される。メニスカス４０８の位置をそれに直接接触することなく感知するには、複数のＩＴＯ／ＦＴＯセンサ４０６が用いられることが好ましい。設定を行うには、設定モードが起動されたら時間および／または分のディスプレイ上でメニスカス４０８が配置されるべき位置をタッチするだけでよいため、ＩＴＯ／ＦＴＯセンサ４０６を用いることで時刻の設定が簡易化する。キャパシタンスの変化が感知され、メニスカス４０８を適切な位置に移動するようにフィードバックループ制御部１５００が作動する。
【００４５】
図５はシステム２００を備えた時計６００の平面図である。システム２００は閉ループとして形成されたキャピラリチャネル２０２を含む。ガス気泡を用いて達成される本態様では、キャピラリチューブは、例えば、塩化ナトリウム溶液などの実質的に導電性の第１液体１０６と、例えば、シリコンオイルやリキッドサファイアなどの導電性または非導電性で任意で着色された第２の流体１１４で充填される。もちろん、システムはより多くのまたはより少ない数の流体や、異なる流体の他の組み合わせを用いることもできる。さらに、本態様は４つの電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）１１２が備わってなる。電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）は、使用者から見えないように設計／装飾要素に組み入れられるか、設計／装飾要素６０２、６０４、６０６、６１０によって隠される。
【００４６】
図６はシステム１００またはシステム２００の改良案の断面図である。チャネル７０２は２つのウェハ７０４、７０６から形成され、該ウェハは具体的にはガラスおよび／または高分子製とされる。ウェハ７０４，７０６は好適には適切な接合方法によって相互に固定される。チャネル７０２は、例えば、シリコンオイル、リキッドサファイアや塩化ナトリウム溶液などの、１つまたはそれ以上の液体および／またはガス７１０を収容する。ウェハ７０６はチャネル７０２の領域で特に薄く、このため、チャネル７０２内に配置される流体７１０の熱膨張および熱圧縮を補償するのに十分な可撓性を有する。チャネル７０２は、システムを流体７１０で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔７１２を任意的に有し、製造工程におけるシステムの自動充填が可能となる。
【００４７】
図７はシステム１００またはシステム２００の改良案の断面図である。チャネル７０２は３つのウェハ８０２、８０４、８０６から形成され、該ウェハは具体的にはガラスおよび／または高分子製とされる。ウェハ８０２、８０４，８０６は好適には適切な接合方法によって相互に固定される。チャネル７０２は、例えば、シリコンオイル、リキッドサファイアや塩化ナトリウム溶液などの、１つまたはそれ以上の液体および／またはガス７１０を収容する。ウェハ８０６はチャネル７０２の領域で特に薄く、このため、チャネル７０２内に配置される流体７１０の熱膨張および熱圧縮を補償するのに十分な可撓性を有する。チャネル７０２は、システムを流体７１０で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔７１２を任意的に有し、製造工程におけるシステムの自動充填が可能となる。
【００４８】
図８はシステム１００またはシステム２００の改良案の断面図である。チャネル７０２は４つのウェハ９０２、９０４、９０６、９１０から形成され、該ウェハは具体的にはガラスおよび／または高分子製とされる。本システムはより少ないまたはより多くのウェハから形成されることも可能である。ウェハ９０２、９０４、９０６、９１０は好適には適切な接合方法によって相互に固定される。チャネル７０２は、例えば、シリコンオイル、リキッドサファイアや塩化ナトリウム溶液などの、１つまたはそれ以上の液体７１０を収容する。ウェハ９０６、９１０は、実質的にガス９２０を収容するガスチャンバ９１２を形成する。ガスチャンバ９１２およびチャネル７０２は細い通過通路９１４で相互に接続される。細い通過通路は、通常は０．５〜２ｍｍとされるある特定の長さ９１６を有する。ガス９２０と流体７１０とが交わる点９１８は、実質的に長さ９１６の範囲内とされる。ガス９２０の圧縮性を本システムと組み合わせることで、チャネル７０２内に配置される流体７１０の熱膨張および熱圧縮を補償することが可能となる。チャネル７０２および／またはガスチャンバ９１２は、システムを流体７１０で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔７１２を任意的に有し、製造工程におけるシステムの自動充填が可能となる。
【００４９】
図９は図８の詳細な図である。細い通過通路９１４が詳細に示される。流体７１０の捕集性を最大限にするために、細い通過通路の入口におけるウェハ９０６と９１０の間の角度１００４は正、ゼロまたは負の角度であってもよい。細い通過通路９１４の形成は、ガス９２０と流体７１０の良好な分離を最大限に行うために、自由に選択されてもよい。ガスチャンバ９１２からチャネル７０２へのガス９２０の混合または移動を防ぐために、細い通過通路９１４の寸法および形状は流体７１０の粘度に応じて適応されなければならない。
【００５０】
図１０はシステム１００またはシステム２００の改良案の断面図である。チャネル７０２は４つのウェハ１１０２、１１０４、１１０６、１１１０から形成され、該ウェハは具体的にはガラスおよび／または高分子製とされる。本システムはより少ないまたはより多くのウェハから形成されることも可能である。ウェハ１１０２、１１０４、１１０６、１１１０は好適には適切な接合方法によって相互に固定される。ガス気泡を用いて達成可能となる態様において、チャネル７０２は、例えば、シリコンオイル、リキッドサファイアや塩化ナトリウム溶液などの、１つまたはそれ以上の液体および／またはガス７１０を収容する。特定の場所には、液体および／またはガス７１０と接触するように軟性材料１１１２が配置される、軟性材料１１１２は、チャネル７０２内の流体７１０の熱膨張および圧縮を補償する性質を有する。チャネル７０２は、システムを流体および／またはガス７１０で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔７１２を任意的に有し、製造工程におけるシステムの自動充填が可能となる。
【００５１】
図１１は、閉ループとして形成されたキャピラリチューブ１２０２を含むシステム２００の平面図である。キャピラリチューブ１２０２は、様々な幾何学的断面、二次元または三次元の断面およびその他の形状または構造をとることが可能であることを理解されたい。ガス気泡を用いて達成される本態様において、キャピラリチャネル１２０２は、実質的に導電性で任意に着色された、例えば、塩化ナトリウム溶液などの第１液体１２０６と、導電性または非導電性の任意に着色された、例えば、シリコンオイルまたはリキッドサファイアなどの第２液体１２１４とで充填される（本態様で用いられるように、いかなる液体も基板と同じ屈折率を有することが可能とされる）。もちろん、システムはより多くのまたはより少ない数の流体や、異なる流体の他の組み合わせを用いることもできる。さらに、本態様は１つまたはそれ以上の電磁流体力学ポンプ（ＭＨＤポンプ）１１２が備わってなる。貯蔵部１２２０はチャネル１２０２と流体連絡する特定の場所に配置される。貯蔵部１２２０のハウジング１２２２は、チャネル１２０２内の液体１２０６の熱による膨張および圧縮を補償する機能を有する。しかし、このような圧縮は２０１５年４月７日出願のＰＣＴ／ＩＢ２０１５／０００４４８「透明穴部における液体の吸収、膨張、収縮、移動のためのシステムおよび方法」の図３に説明されるような方法でも得ることが可能となる。チャネル１２０２および／または貯蔵部１２２０のハウジング１２２２は、システムを流体またはガス１２０６、１２１４で初期充填することが可能となるように、１つまたはそれ以上の開口アクセス孔７１２を任意で有し、製造工程におけるシステムの自動充填を示唆する。
【００５２】
図１２Ａから１２Ｅは、例えば、図２、図５、または図１１で説明されるような閉ループを含むシステムの改良案である。チャネル１３０６は２つまたはそれ以上のウェハ１３１０、１３１２、１３１４を一緒に固定することにより形成され、該ウェハは具体的にはガラスおよび／または高分子製とされる。チャネル１３０６は流体、ガス、固形粒子またはそれらを組み合わせたもので充填されてもよい。本態様では、チャネルは例えば、シリコンオイル、リキッドサファイアまたは塩化ナトリウム溶液などの２つの異なる種類の流体１３１６、１３２０で充填される。充填される流体の少なくも１つは実質的には導電性とされる。ＭＨＤポンプ１１２は一体化形成され、永久磁石５０２、５０６が２つのウェハ１３１０、１３１４の間で内径および外径に沿って配置されてなる。さらに、ウェハ１３１０およびウェハ１３１４は導電性で、電極としての機能を有する。ウェハ１３１０、１３１４の導電性は好適にはＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）またはＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）としてスパッタリングされることにより得られることが好ましい。実質的に導電性の液体１３１６は、永久磁石５０２、５０６によって発生した磁場１３２２と、直流（ＤＣ）電圧源に接続された２つのウェハ１３１０、１３１４の間で発生した電界１３２４が組み合わさることで生成されたロレンツ力（ｌｏｒｅｎｚ  ｆｏｒｃｅ）によって、前方または後方に駆動される。極性を入れ替えることで流体１３１６、１３２０の流れが逆向きになる。もちろん、上記されたように、本態様は流体の熱による膨張および／または収縮を補償する機構を含んでなる。また、図３で説明されるように、誘電体または誘電体の変化を測定するキャパシタをもちろん含んでなる。
【００５３】
とりわけ図１２を参照すると、図１２Ａにおける任意的な実施態様は、上部の可視部１２４２と下部の隠された部分１２４４を有し、収容する導電性液体１２５２を駆動する１つまたは２つのＭＨＤポンプ１２４６、１２４８を含む連続する環状の細長いチャンバ１２４０を含んでなる。液体１２５２を駆動することで、液体１２５２は例えば、ガスなどのもう一方の導電性または非導電性流体１２５０にその動作を伝達する。チャネルのクロスオーバまたは接続部１２５４によって、チャネル１２４０の隠された部分の内容物をチャネルの可視部へ、またその逆へと方向付ける。時刻を読みやすくするために、この場合では数字の１２、３、６、９がインデックス１２５６として付される。チャンバ１２４０は、それ自身を一周回った連続するループの形状をなす。ここでは、午前または午後６：０１におけるシステム３００が示される。本実施例では、流体は透明な導電性液体１２５２と、比較的非導電性か導電性の着色されたまたは不透明の流体１２５０を含む。もちろん、流体の着色特徴は例示的であり、任意であることを理解されたい。図から、着色された流体１２５０は隠されたチャネル全体の容積の約５０％を充填されるのが見受けられる。チャンバの可視部と隠された部分における流体の流れを調整するために、チャンバの隠された部分の寸法（幅および深さ）をチャンバの可視部のそれと比較して変更することは、通常の技術水準を有する設計者によって可能であることも留意されたい。
【００５４】
特に図１２Ｃを参照すると、午前または午後１２時におけるシステム３００が開示される。図から、着色された流体１２５０は隠されたチャネル１２４４全体の容積の約２５％を満たすことがわかる。
【００５５】
特に図１２Ｄを参照すると、午前または午後５：５９におけるシステム３００が開示される。図面から、ＭＨＤポンプ１２４６、１２４８を有する隠されたチャネルの一部を含む隠されたチャネル１２４４を、透明な液体１２５２がほぼ完全に充填することが見受けられる。本発明が、ＭＨＤポンプを駆動するシステム３００の能力を保証するために、導電性の液体１２５２がＭＨＤポンプ１２４６、１２４８と常に接触するように設計されていることがここまでで明らかであろう。可視部１２４２は時刻表示のために備えられる。ＭＨＤポンプ１２４６、１２４８の間の隠されたチャンバ１２４４の一部１２４２は、上記図１および図７〜１１の説明における流体膨張または収縮の装置１０２、８０２、９０４、１１１２、１２２０に適した位置とされる。
【００５６】
とりわけ図１２Ｅを参照すると、断層ＺＺ’、ＡＡ’、ＸＸ’、ＢＢ’が位置する層１２６６,１２５８、１２６２および１２６４の層１２６６のさらなる詳細および流体チャンバ１２４０の構造が示される。
【００５７】
次に図１３Ａ〜１３Ｄを参照すると、図１２Ｅで配置されるシステム３００の流体チャンバ１２４０における平面ＺＺ’、ＡＡ’、ＸＸ’、ＢＢ’の断面が示される。
【００５８】
次に図１４を参照すると、（例として、図４ＢのＭＨＤポンプ４００が用いられることが可能な）表示のための円形キャピラリチューブ１４０２の可視部と、（例として、図４ＡのＭＨＤポンプ１１２が用いられることが可能な）断面が四角形あるいは長方形の流体チャネル１４０４のいずれかを使用した本発明の実施態様が開示される。１つまたは複数のＭＨＤポンプ１１２、４００は、時刻インデックス１２、３、６、９を示す設計要素１４０６に配置される。透明な導電性液体１２５２は可視されるキャピラリ１４０２、１４０４の実質的に全体に充填される。非導電性またはより低い導電性を有する（ガスではない場合、不透明または着色されることが望ましい）非混合性の流体１４１２の少滴または小気泡は、上記実施態様におけるメニスカス１２９０と同じように時間を示す。ＭＨＤポンプ１２４６、１２４８のうち少なくとも１つは常に導電性液体１２５２に確実に接触し、それにより導電性液体を駆動するためのシステム３００の能力を保証するように、少なくとも２つのＭＨＤポンプ１２４６、１２４８は、図示されるように上記インデックス１４０６に内蔵される。このような実施態様において、センサ（図示なし）はキャピラリチューブ１４０２の長手方向長さに沿って、キャピラリチューブ内で床部に沿うように配置され、センサはメニスカス１２９０または非導電性流体１２５０の位置を検出および制御を可能にするために、局所的な静電容量または隣接する静電容量（図１７Ｅに示される）の差を感知するセクターを有する。代案として、キャピラリチューブ１４０２の床部に沿って、孔部（図示なし）を貫通して任意的に延長する複数のセンサは、必要とされる感知機能を提供し、閉フィードバックループシステム１５００と、ペースまたは例えば、クォーツ式ムーブメントなどの時計ムーブメント（図示なし）といった基準／目標出力を提供する要素と共に、システム３００の精度を保証する。
【００５９】
次に図１５を参照すると、メニスカス１２９０および非導電性流体の表示ドロップ１４１０の位置、またはその他の特徴部を制御するのに用いられるフィードバック制御システム１５００の概念図が開示される。複数、（良好な時間分解および制御を保証するために）好適には１００個かそれ以上の電極１５１２が配置された流体チャンバ１５１０における１つまたはそれ以上のＤＣＭＨＤマイクロポンプを制御する制御部１５０４は、バッテリー１５０２によって電源が供給される。キャパシタ測定電子システム１５１４は、複数の電極１５１２の静電容量を測定し、静電容量の数値を制御部１５０４に処理入力のために送信する。
【００６０】
次に図１６を参照すると、タッチスクリーン式のキャパシタンスセンサ１６００の機能の概略が示される。複数の電極１６０２が、電極またはセンサ１６０２の誘電体通路１６１０に沿った表面１６０６に接触する物（例えば、指１６０４など）による静電容量の変化を感知する。図１７Ａおよび１７Ｂに示される一実施態様では、静電容量の変化は、流体チャンバ１７０４の壁部１７０２に取り付けられた２つの三角形の電極１７００、１７０１の間の導電性の変化の静電容量を測定することで検出される。この電極１７００は、使用者による通常の視認角度に対して直角に配向される。また、この電極１７００はＩＴＯ／ＦＴＯ電極であってもよい。非導電性流体１７０６の配置によって、キャパシタ誘電体は（非導電性流体１７０６を覆う表面の改変により）改変され、これにより測定される静電容量も改変される。実験的に設定された閾値を用いることで、非導電性流体の位置をヒューリスティックに決定することができる。
【００６１】
図１７Ｃおよび１７Ｄを参照すると、代案的な実施態様では、非導電性流体１７０６の位置を検出するために、流体チャンバ１７０４の両側に位置する２つの電極マトリックス１７１０、１７１２の間で静電容量が測定される。電極１７１４はＩＴＯセンサであることが好ましい。このようなＩＴＯセンサ１７１４は流体チャンバ１７０４に渡って静電容量を測定し、フィードバック測定システム１７１６はマトリックス１７１０に沿った各位置で測定された静電容量Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４などを読み取る。これにより、測定値を比較することで非導電性流体１７０６における低静電容量位置Ｃ２が特定される。
【００６２】
次に図１７Ｅを参照すると、さらなる代案的な実施態様では、非導電性流体１７０６の位置は２つの隣接する電極の間の静電容量を測定するか、または２つの隣接する電極の静電容量の測定値を比較することで特定できる。
【００６３】
中華人民共和国、大連所在のDalian HeptaChroma SolarTech Co., Ltd.やカリフォルニア州アナハイム所在のThin Film Devices Incorporatedなどの会社から、インジケータのフェース部のガラス基板に層を塗布するのに適したＩＴＯ層が成膜されたガラス基板が提供されている。フィードバック制御機構に適した制御部１７１６は、マサチューセッツ州ノーウッド所在のAnalog Devices Inc.から型番ＡＤ７７４５として販売されており、＋／−４ｆＦの分解能で＋／−４ｐＦの範囲の静電容量を測定することが可能なためとりわけ適切とされる。
【００６４】
次に図１８Ａおよび図１８Ｂを参照すると、本発明のシステム１００、２００、３００を用いた例示的な腕時計１８００が開示される。この例では、時間を示すディスプレイを有するシステムと、分を示すディスプレイを有するシステムとの２つの個別の流体制御システムが含まれることを留意されたい。
【００６５】
ＩＴＯ／ＦＴＯセンサを用いると、タッチ感度の利用により時刻設定が簡易化され、設定モードが起動されると、時間および／または分ディスプレイ１８０２、１８０４上でメニスカスまたは非導電性の滴がそれぞれ配置されるべき場所に触れるだけで設定することが可能となる。静電容量の変化は設定モードにおいて感知され、フィードバックループ制御部がメニスカスまたは滴が適正なまたは所望の位置に移動するように操作される。
【００６６】
加えて、ガスが用いられる場合には、ガスは容易に着色したり、不透明にしたりできないため、表示がはっきりと見えるように、ガスを囲む背景が暗くなるようにディスプレイのコントラストが変更されることが好ましい。
【００６７】
有利な点としては、システムは可動部品をほとんど有さない閉ループとされることで、耐久性がより保証される。
【００６８】
また別の有利な点としては、システム１００、２００、３００の精度はクオーツムーブメントによってペース調整されたフィードバック制御システム１５００によって制御され、これによって時計として使用されるときには精度を保持しつつ、表示する特徴部の位置を能動的に制御することで、広い範囲の変数（温度、粘度、流量などの問題）を補償する。
【００６９】
別の有利な点としては、システム１００、２００、３００は流体ベローズや複合マクロポンプなどの複雑かつ高額な部品を必要としない。
【００７０】
また別の有利な点としては、システム１００，２００、３００は、例えば、スイスのＨＹＴ  ＳＡによって開発され、高いファッション性で設計されたものを含む宝飾品のための流体ディスプレイをその数分の１の価格で提供する。
【００７１】
本仮特許出願には、その両方が「温度駆動巻きシステム」と題された２０１３年３月１５日出願の米国特許出願第６１／７８７，７２７および２０１４年３月１７日出願の国際特許出願第ＰＣＴ／ＩＢ２０１４／０００３７３の内容すべてが、本願に詳細に開示されているかのように参照として組み込まれる。
【００７２】
本願で用いられる「からなる」、「から構成される」やその他の同様の言い回しは、要素の非限定的な一覧を表すために用いられ、その要素一覧から構成される本発明の工程、方法、物品、構成または装置は記載される要素のみを含むわけではなく、本明細書に記載されるその他の要素を含むことも可能である。また、「を含む」、「を含んでなる」または「本質的に含む」といった言い回しは、別段に指定のない限り、列挙される要素のみに発明の範囲を限定する意図で用いられるものではない。本発明の実施に用いられる上記された要素、材料または構造の組み合わせまたは改良は、本発明の一般原則から逸脱することなく、当業者によってその他の設計に変更または適応することも可能である。  上記で挙げられた特許及び文献は、別段の記載のない限り、本開示に反しない範囲において、参照することにより本件に組み入れられる。
【００７３】
本発明の他の特徴および実施形態は、添付の請求項において説明される。さらに、本発明は、新規性、進歩性及び産業上の利用性を具備すると考慮される本明細書、添付の請求項及び／又は図面において説明された全ての特徴の可能な全ての組み合わせから構成されることを考慮されたい。
【００７４】
本発明の付加的な特徴および機能性は添付の請求項において説明される。それらの請求項は参照として本明細書にそのすべてが組み込まれ、提出された出願の一部と考慮されたい。
【００７５】
上述された発明の実施形態において、様々な変更及び改良を加えることが可能である。例えば、測定される異なる物理量は、好適には抵抗性または静電容量とされる。しかし、その他の特徴、例えば、透明度や粘度なども従来のセンサで感知可能であるため用いられてもよい。透明度は、チャネル内の流体を透過するＬＥＤから発せられる光パルスを感知することで感知可能となる。そして、異なる透明度を有する２つの流体の間のメニスカスの位置を特定するために、チャネルに沿ったアレイ状の光センサが読み取られる。粘度は、プローブの基底部にピエゾ抵抗体が内蔵され、流体チャンバの長さに沿って挿入される一連のカンチレバープローブ（ｃａｎｔｉｌｅｖｅｒ  ｐｒｏｂｅｓ）などの粘度センサを用いることで測定可能となり、これによって相対変位が測定でき、粘度の異なる２つの流体の間のメニスカスの位置を特定することが可能となる。このようなセンサは、Measurement and Evaluation of the Gas Density and Viscosity of Pure
Gases and Mixtures Using a Micro-Cantilever Beam, by Anastasios Badarlis, Alex
Pfau and Anestis Kalfas, Laboratory of Fluid Mechanics and Turbomachinery,
Aristotle University of Thessaloniki, Thessaloniki, Greece, Sensors 2015, 15(9)において説明されており、スイスのライナッハ所在のＥｎｄｒｅｓｓ＋Ｈａｕｓｅｒ
Ｆｌｏｗｔｅｃ ＡＧから販売されているものなどがある。さらに、ＭＨＤポンプは使用されなくてもよく、流体を流体チャネルに駆動するために流体の物理的特徴または特性を利用する必要もなくなる。したがって、上記の説明は、ＭＨＤポンプの記載（ナノポンプまたはマイクロポンプが代用される）および推進に必要な特性として記される流体に関する「導電性」の記載を差し引いて、流体自体に導電性を必要としない代案的なポンプを参照としてそのすべてが復唱される。導電性、抵抗性および静電容量を用いた発明の特定な実施態様が開示および説明されたが、幅広い改良、変更および置換が上述の実施態様では考慮される。上記の説明には多くの特定事項が含まれるが、発明の範囲を限定するものとしてではなく、むしろ１つ又はその他の好適な実施形態の例示であると考慮されたい。場合によっては、本発明のいくつかの特徴は、対応する他の特徴を使用することなく用いられる。従って、上述の説明は広義に解釈され、単なる実例又は例示として理解され、本発明の精神及び範囲は本出願で最終的に発行される請求項によってのみ限定されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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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１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１７Ｄ】
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【図１７Ｅ】
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【図１８Ａ】
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【図１８Ｂ】
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