(57)【要約】【課題】小型で消費電力が小さく、置物や装飾品にも容易に組み込むことができる光時計を提供すること。【解決手段】光を放射する光源４からの光が入射し、投影面に棒状の光の像を結像させる円筒状のレンズ２と、この円筒状のレンズ２を時刻の進行に応じて回転させる時計機構部３とを設ける。そして、上記円筒状のレンズ２により、結像面に少なくとも時計の時針、分針もしくは秒針に相当した回転する棒状の光の像を投影する。時針、分針、秒針を投影面に投影するには、この機構を時針、分針、秒針用にそれぞれ設け、時針、分針、秒針がほぼ同一位置に投影されるように配置する。また、ピント調整手段１ｆにより円筒状のレンズ２を移動させ、ピント調整可能としてもよい。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する光源と、
上記光が入射し、投影面に棒状の光の像を結像させる円筒状のレンズと、
上記円筒状のレンズを時刻の進行に応じて回転させる時計機構とを備え、
上記円筒状のレンズにより、上記結像面に少なくとも時計の時針、分針に相当した回転する棒状の光の像を投影する
ことを特徴とする光時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、時計の長針、短針などの光学的像を、置物などに設けられた投影面、部屋の壁面、天井面などに投影し、時刻などを表示できるようにした光時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から壁面、天井面などの投影面に長針、短針などを備えたアナログ表示の時計やデジタル表示の時計の光学像を投影し、時刻表示を行うものが提案されている（特許文献１、特許文献２等参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平３−１７５３９７号公報
【特許文献２】
特表２００２−５０５７４６号公報
【０００４】
上記特許文献１に記載のものは、透明な部分を有する時針表示円板と、分針表示円板を設け、この円板に光を照射して時針と分針の像を投影面に投影し、時刻表示をするものである。
また、特許文献２に記載のものは、液晶表示板にデジタル表示などにより時刻を表示し、この液晶表示板に光を照射して、投影面に液晶表示板に表示された時刻などを投影表示するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１，２に記載のものは、時計の文字板、あるいは、液晶表示面の全面に光を照射して、時刻などを表示するものであるため、光源として十分な明るさを確保できるものを使用する必要があった。このため、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）などの小型で消費電力の小さな発光体を用いることが難しく、装置が比較的大型化し、消費電力も比較的大きいものであった。
したがって、例えば飾り棚などにおく置物や装飾品などに組み込むことが難しく、また、電源として例えば電池を使用すると、短時間の内に、電池がなくなるといった問題があった。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、小型で消費電力が小さく、置物や装飾品にも容易に組み込むことができる光時計を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明においては、光を放射する光源と、この光が入射し、投影面に棒状の光の像を結像させる円筒状のレンズと、この円筒状のレンズを時刻の進行に応じて回転させる時計機構とを設ける。
そして、上記円筒状のレンズにより、上記結像面に少なくとも時計の時針、分針に相当した回転する棒状の光の像を投影する。
本発明においては、上記のように円筒状のレンズにより、時計の時針、分針に相当した棒状の光の像を投影するようにしたので、比較的小さな光源を用いて、時計の時針、分針などの光学像を投影面に投影することができる。このため、電源として、電池を用いても長時間の使用に耐えることができ、また、装置の小型化を図ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施例の光時計の構成を示す図である。なお、同図では、理解を容易にするため、時計の針のうちの１本の針、例えば時針を投影面に投影する場合の構成を示しているが、分針、秒針を投影するための構成も図１と同じであり、後述するように、必要に応じてこの機構を３組設けることにより、時針、分針、秒針の光学像を投影面に投影し、時刻を表示することができる。なお、図１（ａ）は断面図、図１（ｂ）は円筒状のレンズを備えた歯車の斜視図である。
同図において、１ａは第１の歯車であり、第１の歯車１ａには、同図（ｂ）に示すように、歯車の回転中心からはずれた位置に矩形状の開口が設けられており、この開口に一方向の断面が凸レンズと同様な断面を有し、凸レンズと同じ光学的特性を示し、上記方向と直交する他方向の断面が矩形状で、平面ガラスと同じ光学的特性を示すレンズ（ここでは、円筒状のレンズという）２が取り付けられている。
【０００８】
上記円筒状のレンズ２は、図２（ａ）に示すように、レンズの光入射、出射面に対して垂直で互いに直交し、一方の平面が円筒の軸方向に平行な平面Ａ，Ｂで該レンズ２を切ったときの断面が、以下のような形状である。
（ａ）平面Ａでレンズを切った時に形成される断面は、レンズの光入射、出射面の少なくともいずれか一方が凸の曲面を持ち凸レンズと同じ光学的特性を示す。
（ｂ）平面Ｂでレンズを切った時に形成される断面は、矩形状であり、平面ガラスと同じ光学的特性を示す。
上記円筒状のレンズ２に光を入射すると、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、上記平面Ａ上を通る光は、光源４が点光源であれば凸レンズの特性により一点に集光し、上記平面Ｂを通る光は、そのまま通過する。このため、図２（ｄ）に示すように投影面には、棒状の像が形成される。
上記円筒状レンズ２は、上記平面Ｂが歯車の回転中心を通るように歯車に取り付けられるのが望ましいが、上記平面Ｂに対してやや角度を付けて取り付けられていてもよい。
【０００９】
３は時計機構部であり、上記レンズ２により時針の投影像を表示する場合、時計機構部３は上記第１の歯車１ａを１２時間毎に一回転させる。
すなわち、第２の歯車１ｂが時計機構部３により駆動され回転すると、第２の歯車１ｂに軸１ｃを介して取り付けられた第３の歯車１ｄが回転し、第３の歯車と係合する第１の歯車１ａが回転する。
４はレーザダイオード、ＬＥＤなどから構成される光源、５は反射鏡であり、反射鏡５は、上記円筒状レンズ２の光入射面に対して傾けて配置されており、光源４からでた光は、反射鏡５で反射して、上記円筒状レンズ２に斜め方向から入射する。そして、この円筒状レンズ２で棒状の光にされ、投影面に投影される。
上記円筒状レンズ２は、第１の歯車１ａの中心からはずれた位置に取り付けられており、図１（ａ）に示すように、上記第１の歯車１ａの回転中心軸方向（あるいは回転中心軸からややずれた方向）から、円筒状レンズ２に光が入射すると、棒状の光は、上記回転中心軸からはずれた位置に投影されることになる。
【００１０】
すなわち、凸レンズにより実像を結ばせる場合、図３に示すように、レンズ中心から少しずれた位置に光源をおくと、実像はレンズの中心点を挟んで対称位置に結ばれる。したがって、図３のような像を結んだ円筒状のレンズ２を光源の光軸の周りで回転させると、棒状の光の像も、光軸の周りを回転する。
したがって、上記第１の歯車１ａが回転すると、上記円筒状のレンズ２が第１の歯車１ａの回転中心の回りを回転し、これに応じて、上記棒状の投影像は、第１の歯車１ａの回転中心軸の回りを方向を変えながら回転する。
すなわち、第一の歯車１ａが１２時間で一回転すると、投影面には、図４に示すように、１２時間で一回転する棒状の投影像が表示される。なお、上記光源４から放射される光は、発散光であっても平行光であってもよく、要は投影面に棒状の投影像が投影されるような光であればよい。
【００１１】
ここで、上記円筒状のレンズ２により、棒状の投影像を表示させる場合、該レンズ２と投影面の距離が変わると、必ずしもクリアな像が表示されない。
そこで、図１に示すように、第１の歯車１ａの底面に保持金具１ｅを取り付け、ピント調整手段１ｆにより、上記保持金具１ｅを上下方向に動かし円筒状のレンズ２を上下方向に動かせるように構成する。また、第１の歯車１ａを上下に移動できるようにするため、例えば第１の歯車１ａを図１に示すように、第３の歯車１ｄより軸方向に厚くし、第１の歯車が軸方向に移動しても、第３の歯車１ｄとの係合がはずれないようにする。
なお、投影面が棒状の投影像の結像位置から多少ずれると図１に示すように、投影像が少しぼやけるが、棒状の投影像の方向を判別できる範囲であれば、利用可能である。
【００１２】
図５は、図１に示した構成の投影機構を３組用意して、投影面に時針、分針、秒針の投影像を表示させる場合の概念構成を示す図である。同図に示すように、時針を表示する投影機構１０，分針を表示する投影機構２０、秒針を表示する投影機構３０をそれぞれ用意し、時針、分針、秒針が投影面のほぼ同一の点を中心に回転するように配置する。これにより、時間、分、秒を表示することができる。
具体的には、例えば図６に示すように、時計機構部３により回転する歯車３ａに時針歯車１１、分針歯車２１、秒針歯車３１を係合させ、時針歯車１１により、前記円筒状レンズ２を取り付けた第１の歯車を１２時間に一回転させて時針を表示する。
同様に、図示しない減速機構を介して歯車３ａに分針歯車２１を係合させ円筒状のレンズを取り付けた歯車（図示せず）を１時間に一回転させ分針を表示させ、さらに、図示しない減速機構を介して歯車３ａに秒針歯車３１を係合させ円筒状のレンズを取り付けた歯車（図示せず）を一分間に一回転させ秒針を表示させる。その際、時針、分針、秒針の長さを変えるなどして、時針、分針、秒針を識別可能に表示するのが望ましい。
【００１３】
なお、投影面と投影機構の距離が変わると、時針、分針、秒針が表示される位置も変わるので、前記光源４の位置、反射鏡５の角度を調整可能として、投影面と投影機構の距離が変わっても、ほぼ同一の位置に時針、分針、秒針が表示されるようにしてもよい。
また、上記実施例では、時針、分針、秒針を表示する場合について説明したが、時針と分針のみを表示するように構成してもよい。
さらに、時針、分針、秒針の違いが明確に判るようにこれらの投影像の色を変えるようにしてもよい。色を変えるには、例えば光源の色を異ならせたり、異なった色のフィルタを介して、時針、分針、秒針を投影する。
そのほか、例えば、１２時の位置がわかるように、移動しない光点などを同一の投影面に重ねて表示するようにしてもよい。
【００１４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明においては、円筒状のレンズにより、時計の時針、分針に相当した棒状の光の像を投影するようにしたので、比較的小さな光源を用いて、時計の時針、分針などの投影像を投影面に投影することができる。
このため、電源として電池を用いても長時間の使用に耐えることができる。また、光源として、ＬＥＤやレーザダイオードなどを用いることができるので、光源を小型化でき、装置の小型化、軽量化を図ることができるとともに、発熱などの問題も緩和することができる。したがって、飾りだななどにおく置物、装飾品などに容易に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の光時計の構成を示す図である。
【図２】円筒状のレンズにより形成される投影像を説明する図である。
【図３】レンズ中心から少しずれた位置に光源をおいたときに投影面に表示される像を示す図である。
【図４】投影面に表示される投影像を示す図である。
【図５】投影面に時針、分針、秒針の投影像を表示させる場合の概念構成を示す図である。
【図６】投影面に時針、分針、秒針の投影像を表示させる場合の構成例を示す図である。
【符号の説明】
１ａ    第１の歯車
１ｂ    第２の歯車
１ｃ    軸
１ｄ    第３の歯車
１ｅ    保持金具
１ｆ    ピント調整手段
２      円筒状のレンズ
３      時計機構部
３ａ    歯車
４      光源
５      反射鏡
１０    時針を表示する投影機構
１１    時針歯車
２０    分針を表示する投影機構
２１    分針歯車
３０    秒針を表示する投影機構
３１    秒針歯車
【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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