(57)【要約】【課題】照明装置の照明色を有色にして装飾効果の高い照明が成し得るばかりか、発光素子の輝度バラツキを調整可能な照明装置及び発光素子の駆動回路を提供する。【解決手段】腕時計の文字板７の１２時方向に、赤、緑、紫外の各発光ダイオード１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを配置し、文字板の時字９、指針１３の上面には、紫外線で発光する蛍光体や燐光体を塗布しておく。紫外の発光ダイオード１７Ｃには青色波長が含まれているので各発光ダイオード１７Ａ、１７Ｂを発光駆動させるとカラー照明が可能となり、紫外の発光ダイオード１７Ｃを発光させると時字９、指針１３が発光する照明が可能となる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色波長で発光する赤色発光素子と、緑色波長で発光する緑色発光素子と、青色波長を含み紫外波長で発光する紫外発光素子と、この紫外発光素子から発光される前記紫外波長を受けて発光する発光体を含み前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記紫外発光素子によって照明される被照明部材とを備えたことを特徴とする照明装置。
【請求項２】
更に、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記紫外発光素子を駆動して各発光素子の混合色で前記被照明部材を照明させる第１の発光駆動手段と、前記紫外発光素子のみを駆動して前記被照明部材を照明させる第２の発光駆動手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記被照明部材は、時計の文字板もしくは文字板上を運針する指針部材であり、前記発光体は前記文字板に設けられた時字部材もしくは文字板上を運針する指針部材であることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
【請求項４】
それぞれ異なった波長で発光する複数の発光素子と、この複数の発光素子それぞれの輝度データを記憶する輝度データ記憶手段と、この輝度データ記憶手段に記憶された輝度データにもとづいて前記複数の発光素子をそれぞれ異なった駆動条件で駆動する発光素子駆動手段とを備えたことを特徴とする発光素子の駆動回路。
【請求項５】
更に、前記複数の発光素子それぞれの発光波長を受光して発光輝度に応じた輝度信号を出力する受光素子と、この受光素子から出力された前記輝度信号を輝度データに変換して前記輝度データ記憶手段に記憶させる記憶制御手段とを備えたことを特徴とする請求項４に記載の発光素子の駆動回路。
【請求項６】
前記受光素子は、外部光を受光して二次電池を充電する太陽電池であることを特徴とする請求項５に記載の発光素子の駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、照明装置及び該照明装置に適用することが出来る発光素子の駆動回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、時刻を指針で表示する腕時計にあっては、文字盤を透明な材料で形成し、この文字盤の下面に太陽電池を配置すると共に、文字盤の時字や指針に夜光塗料や蓄光塗料を印刷し、暗所では、前記太陽電池を用いて蓄えた電力で発光ダイオード（ＬＥＤ）などの照明部材を発行させて文字盤の時字や指針の夜光塗料や蓄光塗料を発光させ、時刻を読みとれるようにすることが考えられている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、照明部材として紫外線発光装置を用い、時字を蛍光体や燐光体で形成して発光させることも考えられている（特許文献２参照）。
【０００４】
更に、カラー液晶表示装置においては、液晶表示装置の下面に赤色、緑色、青色などの照明用ＬＥＤを配置してカラー表示を行わせることや、紫外線ＬＥＤとこの紫外線ＬＥＤの光によって赤、緑、青の光を生成する蛍光体を配置してカラー表示を行わせる技術も知られている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−５３３８１号
【特許文献２】特開平９−２６４９６９号
【特許文献３】特開２００３−３５９０４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した腕時計の照明装置にあっては、照明光が単色なので装飾効果に乏しいという問題があった。また、照明色を有色にするためには前記特許文献３に記載されているような３色のＬＥＤを用いて選択的に使用することや、紫外線ＬＥＤと蛍光体とを使用して照明色を有色にすることが考えられる。しかしながら、ＬＥＤは製造時の輝度バラツキが大きく、製品毎に色バラツキが発生する欠点があった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、照明装置の照明色を有色にして装飾効果の高い照明が成し得るばかりか、発光素子の輝度バラツキを調整可能な照明装置及び発光素子の駆動回路を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の請求項１の照明装置は、赤色波長で発光する赤色発光素子と、緑色波長で発光する緑色発光素子と、青色波長を含み紫外波長で発光する紫外発光素子と、この紫外発光素子から発光される前記紫外波長を受けて発光する発光体を含み前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記紫外発光素子によって照明される被照明部材とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
このような特徴により、本請求項１の照明装置では、赤色、緑色及び青色による白色照明や、カラー照明が行えるばかりか、紫外線により被照明対象の発光を行わせることが可能である。
【０００９】
また、請求項２の照明装置は、前記赤色発光素子、前記緑色発光素子及び前記紫外発光素子を駆動して各発光素子の混合色で前記被照明部材を照明させる第１の発光駆動手段と、前記紫外発光素子のみを駆動して前記被照明部材を照明させる第２の発光駆動手段とを更に備えたことを特徴としており、請求項１の各発光素子の駆動の具体的な手段を示したものである。
【００１０】
更に、請求項３は、前記被照明部材は、時計の文字板もしくは文字板上を運針する指針部材であり、前記発光体は前記文字板に設けられた時字部材もしくは文字板上を運針する指針部材であることを特徴とするもので、時計に適用した具体例を示している。
【００１１】
また、請求項４の発光素子の駆動回路は、それぞれ異なった波長で発光する複数の発光素子と、この複数の発光素子それぞれの輝度データを記憶する輝度データ記憶手段と、この輝度データ記憶手段に記憶された輝度データにもとづいて前記複数の発光素子をそれぞれ異なった駆動条件で駆動する発光素子駆動手段とを備えたことを特徴とする。この特徴によって、各発光素子は、輝度データに応じた発光が行われるため各発光素子の輝度バラツキを補正することが出来る。
【００１２】
請求項５は、各輝度データを受光素子で測定して記憶させる点と特徴としており、また、請求項６は、受光素子として、二次電池３３を充電する太陽電池を用いる点を特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、カラー照明のみならず紫外線により被照明対象の発光を行わせることも可能であり、照明のバリエーションを高めることが出来る。また、各発光素子の輝度データに応じた発光を行わせるため各発光素子の輝度バラツキを補正することが出来る。更に、輝度データを測定する受光素子として、二次電池を充電する太陽電池を用いたため、輝度データ測定用の専用の受光素子を必要とせず照明装置を小型化し得るものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、この発明を適用した腕時計の断面図である。この腕時計は、金属もしくは合成樹脂からなる腕時計ケース１を備えている。この腕時計ケース１の上部には、時計ガラス２が装着されており、腕時計ケース１の内部には、時計モジュール３が見切り部材４を介して収納されている。また、この腕時計ケース１の下部には、裏蓋５が取り付けられている。
【００１５】
時計モジュール３ は、アナログ式の時刻表示機能とデジタル式の時刻表示機能のうち、少なくともアナログ式の時刻表示機能を備えたものである。すなわち、この時計モジュール３は、合成樹脂製のハウジング６を備えており、このハウジング６の上面には、文字板（文字盤）７が配置されている。この文字板７は、透明な樹脂でほぼ平板状に形成された光透過性部材である。この文字板７の下面には、光が照射されると電気を発生する太陽電池素子８が配置されており、文字板７の上面における外周部分には、時字９が等間隔で設けられている。
【００１６】
また、ハウジング６の内部には、図示しないステップモータ及びこのステップモータによって駆動される輪列機構からなるアナログムーブメント１０が設けられている。このアナログムーブメント１０は、指針軸１１が文字板７および太陽電池素子８の両者の中心部分に連続して設けられた貫通孔１２に下側から挿入して文字板７の上方に突出し、この突出した指針軸１１の上部に時針、分針、秒針などの指針１３が取り付けられ、これら指針１３が文字板７の上方を運針するように構成されている。
【００１７】
また、文字板７の外周側に位置するハウジング６の上面には、リング状の見切り部材４が腕時計ケース１の内周面に沿って設けられている。この見切り部材４の内側にはリング状の枠状部材１４が配置されている。枠状部材１４は透明な樹脂部材から構成され、図２に示すように、その断面形状がほぼ台形状に形成されている。すなわち、枠状部材１４の内周面は、上部から下部側に向けて左下がりに傾斜する傾斜面１４ａと、この傾斜面１４ａの下部から垂直に連続する垂直面１４ｂとからなっている。
【００１８】
また、この枠状部材１４の所定個所、即ち１２時に位置する個所には、図１に示す発光素子１７が挿入される挿入穴１８が設けられている。
【００１９】
一方、ハウジング６の下面には、回路基板２１が配置されている。この回路基板２１には、アナログムーブメント１０の動作制御、太陽電池素子８で発電された電気の充電制御、
発光素子１７の発光制御などを行うＬＳＩ、および太陽電池素子８で発電した電力を蓄え
る２次電池（いずれも詳細は上述する。）などの各種の電子部品が搭載されている。
【００２０】
前記発光素子１７は、ハウジング６に設けられた接続用の貫通孔２１内に配置されたコイルばね２２によって、回路基板２１上の電極端子（ 図示せず）と電気的に接続されている。これにより、発光素子１７は、腕時計ケース１に設けられた後述する押釦スイッチの操作に応じて回路基板２１の２次電池から電力が供給されて発光し、この発光した光が透明な枠状部材１４を介して文字板７上に放出されるように構成されている。なお、太陽電池素子８も、図示しないコイルばねなどの接続部材によって回路基板２１と電気的に接続され、これにより発電した電力を回路基板２１に搭載された２次電池に供給するように構成されている。
【００２１】
図３は、被照明部材である文字板７と指針１３、及びこの文字板７と指針１３を照明する発光素子１７との位置関係を示す平面図で、すなわち、発光素子１７は、赤色発光の発光ダイオード（以下、赤色ＬＥＤと称呼する。）１７Ａ、緑色発光の発光ダイオード（以下、緑色ＬＥＤと称呼する。）１７Ｂ及び紫外領域を発光ピークとする紫外線発光ダイオード（以下、紫外線ＬＥＤと称呼する。）１７Ｃの３つの発光ダイオードから構成され、それぞれの発光領域、即ち照明領域はほぼ文字板７全体をカバーするように１２時方向の位置に配置されている。また、文字板７の時字９及び指針１３の上面には紫外線で発光する蛍光体または燐光体の発光部９ａ、１３ａが印刷等によって塗布されている。
【００２２】
図４は、前記紫外線ＬＥＤ１７の発光の波長分布を示したもので、ピーク波長は紫外領域にあるが、青色を含む可視光領域にも波長分布があり、この紫外線ＬＥＤ１７Ｃを暗所で発光させると紫色に見える発光ダイオードである。
【００２３】
図５は、前記腕時計の回路図である。太陽電池素子８には、直列接続された過充電防止用の抵抗３０及びトランジスタ３１が並列接続されると共に、逆流防止ダイオード３２を介して太陽電池素子８の出力電圧を充電する二次電池３３が並列接続されている。二次電池３３の出力電圧はＬＳＩ（大規模集積回路）３４に供給されると共に昇圧回路３５にも供給される。
【００２４】
この昇圧回路３５で昇圧された電圧は、トランジスタ３６、３７及び３８それぞれが直列接続された赤色ＬＥＤ１７Ａ、緑色ＬＥＤ１７Ｂ及び紫外線ＬＥＤ１７Ｃに駆動電圧として供給される。
【００２５】
一方、ＬＳＩ３４は、１秒周期の基準パルスを出力する発振分周回路４０と、この発振分周回路４０から出力される基準パルスが供給され指針機構４２に備えられたステップモータ（図示せず）を間欠的に回転駆動させるための駆動パルスを出力するモータ駆動回路４１を有する。指針機構４２は、図１に示したアナログムーブメント１０及び指針１３とからなるもので、前記ステップモータの回転に応じて前記指針を運針させて時刻を表示するものである。
【００２６】
ＬＳＩ３４の制御部４３は、ＣＰＵから構成されていて各部を制御するもので、詳細を後述するメモリ４４に対してデータの書き込み及び読み出しを行うと共に、太陽電池素子８の出力電圧をデジタルデータに変換するアナログ・デジタル変換回路４５からのデジタルデータが供給されている。また、赤色ＬＥＤ１７Ａ、緑色ＬＥＤ１７Ｂ及び紫外線ＬＥＤ１７Ｃの輝度データの測定及び発光制御を行う為の３つの釦スイッチ（釦Ｂ１、釦Ｂ２、釦Ｂ３）のスイッチ信号が入力されている。
【００２７】
メモリ４４は、例えば不揮発性のフラッシュメモリなどから構成され、赤色ＬＥＤ１７Ａ、緑色ＬＥＤ１７Ｂ及び紫外線ＬＥＤ１７Ｃそれぞれの輝度データを記憶する輝度データ記憶領域Ｙ０、Ｙ１及びＹ２を備えている。また、フラグ記憶領域Ｆは、フラグＦを記憶するもので値「０」の時が通常のモードで、値「１」の時が赤色ＬＥＤ１７Ａ、緑色ＬＥＤ１７Ｂ及び紫外線ＬＥＤ１７Ｃそれぞれの輝度データを測定して、それぞれ輝度データ記憶領域Ｙ０、Ｙ１及びＹ２に設定記憶させる設定モードである。
【００２８】
更に、記憶領域Ｍは、照明の種類データを記憶する記憶領域であり、Ｍの値が「０」の時には、信号Ｌ４を昇圧回路３５に出力して昇圧動作を行わせると共に、赤色ＬＥＤ１７Ａ、緑色ＬＥＤ１７Ｂ及び紫外線ＬＥＤ１７Ｃそれぞれに接続されているトランジスタ３６、３７及び３８にそれぞれオン信号Ｌ３、Ｌ４及びＬ５を供給して各ＬＥＤ１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃを発光駆動させて白色で照明させ、Ｍの値が「１」の時には、赤色ＬＥＤ１７Ａのみを発光駆動させて赤色で照明させ、Ｍの値が「２」の時には、緑色ＬＥＤ１７Ｂのみを発光駆動させて緑色で照明させ、更に、Ｍの値が「３」の時には、紫外線ＬＥＤ１７Ｃを発光駆動させて紫色で照明させると共に、紫外線により文字板７の時字９及び指針１３を発光させるものである。
【００２９】
前記３つの釦スイッチ（釦Ｂ１、釦Ｂ２、釦Ｂ３）のうち、釦Ｂ１は、フラグＦの値を「０」もしくは「１」に反転させるモード切替釦スイッチであり、釦Ｂ２は、前記Ｍの値を歩進させて照明の種類データを選択する選択釦スイッチであり、釦Ｂ３は各ＬＥＤを発光駆動させ照明を行わせる照明スイッチである。
【００３０】
上記の構成において、制御部４３は、図示しない時刻修正釦からのスイッチ入力に応じて発振分周回路４０に時刻修正信号Ｌ０を出力する。また、トランジスタ３１にオン信号Ｌ１を供給して二次電池３３の太陽電池素子８の過充電を防止する。
【００３１】
また、この制御部４３は、釦Ｂ１、釦Ｂ２、釦Ｂ３の操作によって輝度テータをメモリ４４に設定し且つ設定データにもとづいて各ＬＥＤを発光駆動させるもので、この動作について図６のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
図６において、ステップＳ１では、釦Ｂ１が操作されたか否かを判断する。釦Ｂ１の操作であった場合にはステップＳ２に進み、フラグＦの値を反転させる。即ちフラグＦの値が「０」の通常モードであった場合には、値を「１」にして設定モードにし、値が「１」の設定モードであった場合には、値を「０」にして通常モードに戻す。
【００３３】
ステップＳ１で釦Ｂ１の操作でなかった場合にはステップＳ３に進み釦Ｂ２の操作か否か、を判断する。釦Ｂ２の操作だった場合にはステップＳ４に進み、Ｍの値を１つ歩進させる。Ｍの値を「０」にすることにより、白色照明、「１」、「２」、「３」それぞれに設定することにより、それぞれ赤色、緑色、紫色（時字９及び指針１３の発光）での照明の種類を選択する。
【００３４】
ステップＳ３で釦Ｂ２の操作でなかったことが判別された場合にはステップＳ５に進み釦Ｂ３の操作か否かを判別する。釦Ｂ３の操作であった場合にはステップＳ６に進みフラグＦの値が「１」か、否か、即ち設定モードか否かを判別する。設定モードであった場合にはステップＳ７に進み、Ｍの値が「１」か、否かを判別し、「１」であった場合には次のステップＳ８で図５のトランジスタ３６をオンさせて赤色ＬＥＤ１７Ａを発光駆動させると共に、次のステップＳ９では、赤色ＬＥＤ１７Ａの発光駆動中に太陽電池素子８で受光し且つアナログ・デジタル変換回路４５を介して送られてくる赤色ＬＥＤ１７Ａの発光輝度データを記憶領域Ｙ０に設定記憶させる。
【００３５】
また、ステップＳ７で、Ｍの値が「１」でなかった場合には、ステップＳ１０及びステップＳ１３でＭの値が「２」か「３」か、を判断し、Ｍの値が「２」の場合には、ステップＳ１１で緑色ＬＥＤ１７Ｂを発光駆動させて次のステップＳ１２で緑色ＬＥＤ１７Ｂの輝度データを記憶領域Ｙ１に設定記憶させる。更に、Ｍの値が「３」の場合には、ステップＳ１４で紫外線ＬＥＤ１７Ｃを発光駆動させて次のステップＳ１５で紫外線ＬＥＤ１７Ｃの輝度データを記憶領域Ｙ２に設定記憶させるものである。
【００３６】
尚、このような、輝度データの設定動作、即ち、釦Ｂ１の操作でフラグＦを「１」に設定し、次に、釦Ｂ２を操作してＭを「１」にした後、釦Ｂ３を操作して赤色ＬＥＤ１７Ａの輝度データを設定記憶させ、更に、釦Ｂ２を操作してＭを「２」にした後、釦Ｂ３を操作して緑色ＬＥＤ１７Ｂの輝度データを設定記憶させ、更にまた、釦Ｂ２を操作してＭを「２」にした後、釦Ｂ３を操作して紫外線ＬＥＤ１７Ｃの輝度データを設定記憶させる動作は、外部光が存在すると正しい輝度データの測定及び設定ができないので、外部光の存在しない暗所で行う必要がある。
【００３７】
しかして、このような設定が終了した後は、釦Ｂ１を操作して、フラグＦを値「０」の通常モードに戻しておく。また、暗所における照明の種類を、白色にするか、或いは、赤色、緑色更には、時字９や指針１３を発光させる紫色のいずれにするかを、釦Ｂ２を操作してＭの値を変更することにより選択設定しておく。
【００３８】
そして、暗所において照明が必要になった時には、釦Ｂ３を操作する。釦Ｂ３の操作はステップＳ５で検出され、次のステップＳ６では、フラッグＦが「０」に設定されていることからステップＳ1６に進む。ステップＳ１６では、Ｍの値が「０」か否かが判断される。
Ｍの値が「０」の場合には、次のステップＳ１７で各ＬＥＤ１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃを発光駆動させて白色で照明を行わせる。この場合、各ＬＥＤ１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃの輝度データが記憶領域Ｙ０、Ｙ１及びＹ２に記憶されているので、各各ＬＥＤ１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃの発光オンのデユーテイを輝度データによって制御することにより輝度が等しくなるように発光させることが出来る。
【００３９】
例えば、各ＬＥＤ１７Ａ、１７Ｂ及び１７Ｃの輝度データが１対１．２対１．５の場合には、発光オン時間を１対１／１．２対１／１．５とすることにより輝度補正が出来るものである。
【００４０】
ステップＳ１６で、Ｍの値が「０」でない場合には、ステップＳ１８に進み、Ｍの値に応じた色の照明、即ち、「１」の場合には赤色ＬＥＤ１７Ａのみを駆動して赤色照明、「２」の場合には緑色ＬＥＤ１７Ｂのみを駆動して緑色照明、「３」の場合には紫外線ＬＥＤ１７Ｃのみを駆動して時字９や指針１３を発光させる紫色照明を行わせる。
【００４１】
尚、ステップＳ５で釦Ｂ３の操作でなかった場合には、ステップＳ1９に進み他の釦操作による処理、例えば前述した指針時刻の修正などの処理を行ってフローを終了する。
【００４２】
以上の如く、上記実施例では、赤色ＬＥＤ１７Ａ、緑色ＬＥＤ１７Ｂ及び紫外線ＬＥＤ１７Ｃを用いたので白色照明、カラー照明のみならず紫外線ＬＥＤ１７Ｃのみを駆動して時字９や指針１３上等に形成されている発光部９ａ、１３ａとなる被照明対象の発光を行わせることが可能である。
【００４３】
また、各ＬＥＤの輝度データを測定して設定記憶させておき、記憶された輝度データに応じた発光を行わせるため各ＬＥＤの輝度バラツキを補正することが出来る。これは、紫外線ＬＥＤの替わりに青色ＬＥＤを使用する場合であっても同様の構成とすることにより同様の効果が得られるものである。
【００４４】
更に、輝度データを測定する受光素子として、二次電池３３を充電する太陽電池を用いたため、輝度データ測定用の専用の受光素子を必要とせず照明装置及び腕時計自体を小型化し得るものである。
【００４５】
尚、輝度データの設定記憶は、腕時計に設けられた釦操作によって行ったが、例えば腕時計の製造時に製造メーカが測定して設定記憶させておいてもよいものである。
【００４６】
また、上記実施例では、白色照明及び各ＬＥＤの単独発光色照明のみが出来るようにしたが、複数のＬＥＤを発光駆動させて、赤、緑及び紫以外の様々な色合いの混合色で照明させることが出来、この場合にも、記憶された輝度データを用いて駆動デユーテイを制御することによって正確に輝度補正が成し得るものである。
【００４７】
更に、上記実施例では、指針式の時刻表示機能を備えた腕時計に適用した例について述べたが、各種計器装置や液晶表示装置の照明に用いるなど、種々の照明装置として使用でき、また、腕時計だけでなく他の電子機器にも適用し得ることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による腕時計の部分断面図。
【図２】図１の枠状部材１４の断面図。
【図３】図１の文字板７と発光素子１７との位置関係を示す平面図
【図４】本発明に使用される紫外線ＬＥＤの波長分布図
【図５】本発明による腕時計の回路構成図
【図６】図５の動作を示すフローチャート
【符号の説明】
【００４９】
１  腕時計ケース
３  時計モジュール
７  文字板
８  太陽電池素子
９  時字
１３  指針
１７  発光素子
１７Ａ  赤色ＬＥＤ
１７Ｂ  緑色ＬＥＤ
１７Ｃ  紫外線ＬＥＤ
３４  ＬＳＩ
４４  メモリ
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３  ボタンスイッチ
【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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