(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
文字盤（４）の上方に配置されて取り付けリング（９）によって保持されたガラス蓋（８）によって密封されたケース（１）によって形成された表示装置の前記文字盤（４）の照明装置であり、前記文字盤（４）の周縁部に設けられた少なくとも１つの光ガイド（２０、３０、４０、５０）に形成された少なくとも１つの空所内に配置された少なくとも１つの光源（１３、３３、３５、４３、５３）を備えており、前記光ガイドが、前記文字盤（４）の中心を向く研摩内側表面（２１）と、前記文字盤（４）と前記ガラス蓋（８）と取り付けリング（９）の内側壁（１０）とによって定められた空間内に保持された外側表面（２２）を含み、
前記光ガイドの外側表面（２２）の全体または一部に、前記文字盤への照明を均一にするように、窪み状の部分（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、３４）からなるパターンを形成して、前記光源（１３、３３、３５、４３、５３）の１つから離れるに伴って、このパターンの密度が徐々に増加するように構成される照明装置において、
前記文字盤が矩形タイプの場合において、前記光ガイド（４０）は、前記文字盤の形状全体に沿って設けられていると共に、さらに、外側表面の取り付けリングに面する部分の隅部に付着させた２つのミラー（４２）を備えていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記パターンは、前記光ガイド（２０、３０）に平行に設けられて、前記光源から離れるのに伴って数が漸増する溝（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）によって形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記溝（２４ａ、２４ｂ、２４ｃ）はＶ字形断面を有することを特徴とする請求項２記載の照明装置。
【請求項４】
前記パターンは、前記光源（１３、３３、３５、４３、５３）から離れるのに伴って単位面積当たりの数が漸増する中空部（３４）で形成されていることを特徴とする請求項１記載の照明装置。
【請求項５】
ガイドの外側表面は、パターンと、溝または中空部内に溶着した拡散材料（２６）の両方を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の照明装置。
【請求項６】
前記拡散材料の層（２６）は、硫酸バリウムとポリテトラフルオロエチレン粉末を含む酸化チタン塗料であることを特徴とする請求項５記載の照明装置。
【請求項７】
さらに、前記光ガイドの外側表面（２２）に当接することなく向き合うように配置された鏡面（１２）を備えていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか記載の照明装置。
【請求項８】
前記１つの光源のハウジングは、前記光ガイドの２断面間に形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか記載の照明装置。
【請求項９】
前記２断面は、前記光ガイドを形成する材料のストリップ（３５，３６）によって互いに連結されていることを特徴とする請求項８記載の照明装置。
【請求項１０】
前記各光源は背中合わせに配置された２つのダイオードから成ることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか記載の照明装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか記載の照明装置を含む時計。
【請求項１２】
前記照明装置は、前記文字盤の視覚的外観を変化させる他の構造に組み込まれていることを特徴とする請求項１１記載の時計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１つの光源から放出された光のためのガイドを特定形状にすることによって得られる表示装置の文字盤用の均一照明装置であって、文字盤の周縁部にほぼ文字盤と密封ガラス蓋の間の空間内にガイド及び光源を配置したものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス蓋と文字盤の間において小型電球またはダイオードから成る少なくとも１つの光源をループ形の半透明材料から成る光ガイドと組み合わせた手段によって文字盤、特に時計の文字盤を、照明するようにした表示装置が知られている。そのような装置は、例えばスイス国特許第５４９，２３７号に開示されているものに対応する。しかし、使用中に、文字盤の光源付近に位置する領域がその直径方向での反対側の領域よりも当然明るいことがわかっている。この問題点を克服するため、米国特許第４，９０８，７３９号は、少なくとも２つの光源を環状ガイド内のほぼ等距離の位置に配置することを提案している。そのような装置は文字盤の照明を局部的に高めるが、それをさらに均一にする助けにはならない。光源の数を増加させれば、もっと均一な照明を得ることも可能であろうが、エネルギ消費量の増加を伴い、時計に使用する場合、これは電池の寿命にとって危機的な要因になるであろう。
【０００３】
ガイドから出た光をさらに効果的に文字盤の方へ向ける様々な他の構造も提案されている。例えば、スイス国特許第６７７，３０６号を引用すると、ディフューザを形成するリングの断面が、文字盤側に傾斜した１つの研摩表面を備え、他の表面につや消し塗料を均一に塗布した構造になっている。スイス国特許第３３６，７６３号では、文字盤側に面した表面に薄い反射性金属層を塗布したガラス蓋上への光線の反射を増加させることによって、文字盤に向かう光線の集中を高めている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術のこれらの装置の結果として、文字盤の照明を強くすることができるが、必ずしも均一な照明を得られるわけではなく、それは美的観点から、また例えばアナログ表示時計の場合の時間記号などの文字盤上に表されている情報の読みやすさに関して満足できるものではない。
【０００５】
本発明の目的は、表示装置の文字盤の照明を非常に均一にすることができる光ガイドの特別な配置を提供することによって、この従来技術の問題点を解決することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、文字盤の上に配置されて取り付けリングによって保持されたガラス蓋によって密封されたケースによって形成された表示装置の文字盤用の照明装置である。その照明装置は文字盤の周縁部に設けられた光ガイド内に形成された少なくとも１つのハウジング内に配置された少なくとも１つの光源を備えている。ガイドは、文字盤の中心を向く研摩内側表面と、文字盤、ガラス蓋及び取り付けリングの内側壁によって定められた空間内に保持された外側表面を含む。そのガイドの外側表面の全体または一部が、光源の１つから離れるのに伴って、外側壁によって拡散される光の量がガイドに沿って漸増するように構成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記説明において、「取り付けリング」とは、ガラス蓋と文字盤のそれぞれの形状に関係なく、それら二つの部材の相対位置を維持する装置であるとして幅広い意味で理解されたい。時計の場合、「取り付けリング」は、例えば中間部材またはベーゼルであろう。
【０００８】
ガイドの材料による吸収だけでなく、拡散現象によって光がガイドから奪われるため、光源から離れるのに伴って、光ガイド内の光量が漸減することが知られている。
【０００９】
本発明による光ガイドの新しい構造は、ガイドの外側表面上で入射光線を修正することによって、実質的に文字盤の照明を最適化することができる。この修正は、ガイドの内面の方に向けられたローブに従った拡散によって行うことができる。この拡散は、光源から離れるほど強くなり、ガイドに沿った光量の減少をある程度補償する。
【００１０】
例えば１つの光源だけを備えている装置の場合、これによって拡散は、ガイドの直径方向で光源と反対側で最大になるであろう。
【００１１】
有用な拡散表面を変化させて、拡散光の量の勾配をそれに従わせるために、外側表面に様々な処理を施すことが可能である。まず、最適拡散がランベルト反射鏡で得られ、それの代表的な例は、すべての入射光を球形ローブに従って拡散させる酸化マグネシウムブロックの表面である。
【００１２】
このため、第１実施態様は、ガイドの滑らかな外側表面上にランベルト形式の拡散材料の層を塗布し、光源から離れるのに伴って、塗布表面を漸増させることから成る。矩形断面のガイドの場合、この層は、研摩内側表面に向き合った短辺上に優先的に塗布される。それはまた同様にして、ガラス蓋と文字盤の間に保持された２つの他の表面上に、または外側表面を形成する３面上に塗布することができる。
【００１３】
第２実施態様によれば、外側表面のパターン構成は、光源から離れるのに伴って、パターンの密度が漸増するように実施される。第１変更例によれば、このパターンは、ガイドにその湾曲線に平行に設けられて、光源から離れるのに伴って数が漸増する外側表面上の溝の配置である。好適な実施態様によれば、溝はＶ字形断面を有している。
【００１４】
第２変更例によれば、このパターンは、光源から離れるのに伴って単位面積当たりの数が漸増する、ガイドの外側表面の小さい中空部またはリセスの配置にある。好適な実施態様によれば、これらの中空部は円錐形である。溝または中空部を有するパターン構成は、例えばレーザ加工によるか、単純に成型によって行われる。
【００１５】
第３実施態様によれば、外側表面によるガイドに沿った拡散光の量の変化は、第２実施態様に示されているような溝または中空部による外側表面のパターンと、第１実施態様に使用されている拡散材料を中空部内に溶着することの両方によって行われる。
【００１６】
拡散光の量をガイドに沿って変化させるようにした実施態様のいずれにおいても、ガイドの未処理部分で全反射されない光線を反射するように、ガイドの外側表面全体の背後に鏡面を配置することも可能である。好適な実施態様によれば、鏡面はガイド自体に取り付けられないで、それからエアギャップだけ離されている。
【００１７】
ガイドを形成する材料には、低コストであって加工が容易である一方、反射率が高いものが選択される。適当な材料として、例えばポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）またはポリカーボネート（Ｐ．Ｃ．）がある。
【００１８】
ガイドの断面の形状は、均一照明を得るための決定的な要因ではない。しかし、特に最も容易で最も経済的な産業的実施に対応した好適な実施態様によれば、ガイドの断面は矩形であり、文字盤の表面に対して垂直である１つの短辺が研摩内側表面に対応しており、その他の３辺が外側表面に対応している。
【００１９】
光ガイドの形状は、もちろん文字盤の形状に適合させ、それの形状に従う。光源の数及び位置についてもこれが当てはまる。単一の光源を使用する時、光ガイドは、好ましくは角張った部分を含まず、このため円形または楕円形ループを備える。ガイドが角張った部分を備えている場合、例えばそれが矩形である場合、光源か、光線を修正することができるミラーのいずれかを各隅部分に配置することが好ましい。
【００２０】
文字盤用の均一照明装置はいずれの形式の表示にも適用できるが、以下には便宜上、時計、特に腕時計に関して説明する。同様に、この装置はいずれの表示手段にも適用できるが、実質的にアナログ表示、すなわち少なくとも１本の針が文字盤に設けられたマーキングまたは記号に向き合って移動する表示装置を参照しながら詳細に説明する。
【００２１】
これは決して、本発明の照明装置を、時間関連または他の情報の表示用のデジタル装置を全体的または部分的に含む文字盤に適用することを排除するものではない。同様に、本発明による照明装置は、文字盤の視覚的外観を変化させる他の構造に組み込むこともできる。矩形文字盤形状でも、それぞれ一端部に光源を、他端部にミラーを備えて、文字盤の２つの平行な縁部に近接配置された２本の個別バーで形成したガイドによって均一照明を簡単に得ることができる。
【００２２】
本発明の他の特徴及び利点は、添付の図面を参照した様々な実施形態の以下の説明から明らかになるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
図１及び図２を参照すると、図示の腕時計は、時計ムーブメントを収容している丸形ケース１と、各ストランドをホーン３間でケースに固定した時計バンド２を備えた一般形式のものである。時間表示は、文字盤の時間記号７に向かい合って移動する針５によって行われる。図２の断面でもっとわかりやすく示されているように、表示手段は、ケース１に取り付けられて、周縁部が文字盤の上へ伸びているベーゼル９によって所定位置に保持されたガラス蓋８によって保護されている。図１の、ガラス蓋及びベーゼルを部分的に破断した部分に光ガイド２０が示されている。矩形断面を有する環状の光ガイド２０が、ベーゼル９の内側壁１０及び文字盤４とガラス蓋８の向き合った面によって定められた空間内に収容されている。図２にもっとわかりやすく示されているように、ガイド２０は、互いに離して配置されたスペーサ１１によってハウジング内に保持されている。このスペーサ１１はガイドの外側表面と向き合っている壁との間に小さいエアギャップを形成させている。その壁には、ガイドから逃げた光線を反射させる鏡面１２が配置されている。これらの鏡面は、例えば銀メッキＰＥＴ膜から成る。
【００２４】
１２時の位置において、ガイドは、光源１３を収容するハウジングを形成する中断部を備えている。図示の実施形態では、この光源は、背中合わせに配置してガイドの断面に付着させた２つのＬＥＤ１３ａ、１３ｂによって形成され、光がガイド内へ両方向に照射されるようにしている。例えば、１．６５Ｖの供給電圧で６３９ｎｍを放出するＡｌ−Ｇａ−Ａｓダイオードを使用することができる。電源は、時計ムーブメントのものと同一でもよく、押しボタン６を作動させることによって要求時に供給電圧を印加することができる。
【００２５】
次に特に図３、図４、図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、矩形断面の環状ガイド２０は、文字盤４に対して垂直で文字盤の中心に面した短辺である研摩内側表面２１と、その他の３辺２２ａ、２２ｂ、２２ｃからなる外側表面２２を備えている。図示の例では、ガイドの外側表面を形成している３辺は、光源１３から離れるのに伴って光を拡散する作用表面が漸増する、すなわち直径方向に光源１３と向き合ったガイド領域２３で最大に拡散するように構成されている。
【００２６】
この構造は、外側表面２２を形成する面２２ａ、２２ｂ、２２ｃにガイドの湾曲線に沿って設けられた溝２４ａ、２４ｂ、２４ｃの漸増パターンから成る。
【００２７】
図３は、ガイドのガラス蓋８に面した上面２２ａのパターンを示している。光源１３から離れるほど、ガイドに対して直角方向に数えた溝２４ａの数が増加し、従って、その密度が領域２３で最大となり、そこからガイド上に対称配置されていることに注意されたい。文字盤に面する表面２２ｃに施されたパターン構成は、面２２ａのものと同じ形状の溝２４ｃを備えている。
【００２８】
図４は、面２２ｂの半分、すなわち光源１３から領域２３までの部分の展開図である。図面からわかるように、光源から離れるほど、ガイドに対して直角方向に数えた溝２４ｂの数が増加し、この場合の溝は面２２ｂの中線の各側に対称的に分布している。
【００２９】
ガイドの最大密度領域２３から一定距離にある一点における図５Ａの拡大断面は、角度αのそのようなＶ字形溝を平坦表面２５で分離させた実施形態を示している。光ガイド２０を形成している材料の屈折率と、ある点における表面の曲率半径に従って、この角度は３０゜ないし４５゜の間で変更することができる。例えば、屈折率ｎ＝１．４９のＰＭＭＡの円形ガイドの場合、角度αは４０゜であることが好ましい。同様に、溝の最大数及びガイドの湾曲に沿った高密度化は、ガイドの寸法と相関させて変更することができる。説明例としてだけであるが、２ｍｍ幅のガイドの面２２ａ及び２２ｃは、領域２３で７本の溝を備えており、最外側溝はガイドの円周のほぼ２／３の長さである。これらの溝は、ＣＯ2 レーザ加工またはガイド自体の製造中の成型等の適当な手段によってガイドに形成することができる。
【００３０】
図５Ｂは、図５Ａと同じガイドを示しているが、溝２４ａ、２４ｂ、２４ｃに拡散材料２６が充填されている。面２２ａには、拡散材料が表面と面一になっている実施形態が示されており、面２２ｃには、拡散材料が溝の上方に膨出部分２７を形成している別の実施形態が示されている。これらの膨出部分２７は、ガイドの外側表面２２とガラス蓋、文字盤及び中間部材の対向表面の間に小さいエアギャップを維持するのに十分であり、そのためスペーサ１１を使用する必要がなくなる。
【００３１】
最も適当であることがわかっている拡散材料２６は、等量の硫酸バリウムと少量のＰＴＦＥ粉末を、例えば４２／４２／１６の割合で含む酸化チタン塗料である。
【００３２】
図６に示されている別の実施形態のガイド３０は、全体形状が楕円形であると共に、２つの光源３３、３５と、中空部またはリセス３４で形成された外側表面のパターンを備えている点で、上記のものと異なっている。光源３３、３５は、長軸に沿って直径方向に向き合っており、それぞれガイドの断面と連結ベース３６、３７によって形成されたノッチ内に収容されている。このため、これらのノッチ、または同様に光源は、ガイド３０内に２つの対称的な円弧部分を形成し、それらの領域３１、３２で中空部密度が最大であり、従って最大拡散力がほぼ短軸上に位置している。
【００３３】
これらの中空部３４は、例えば溝の場合に説明したように、角度を変更できる円錐形にすることができる。外側表面を形成している面の各々のこれらの中空部の分布については、溝に関する説明を参照されたい。
【００３４】
次に図７を参照すると、矩形文字盤の全体形状に追従した形状の光ガイド４０の上面図が示されている。このガイドは、短辺の中央部に位置する単一の光源４３を備えている。取り付けリングに面した外側表面の各隅部は、光線を反射できる鏡面４２を備えるように処理されている。本例では、前述の組成の拡散層４６を塗布して、光源を設けた短辺に向き合った短辺の中央部の領域４１で最大被覆率にすることによって、外側表面の拡散力を変化させている。変更例によれば、単一の光源の代わりに、隣接した隅部か、向き合った隅部に２つの光源を配置して、残りの２つの隅部にミラーを設けて、拡散層を光源の配置に合わせることもできる。
【００３５】
図８は、矩形文字盤を備えた腕時計の別の実施形態の上面図を示しており、本発明のよる照明装置５０が、同一形状の２本のバー５０ａ、５０ｂを上下逆に配置して構成されている。各直線バーは、一端部に光源５３を、他端部にミラー５２を備えている。拡散を各ガイドに沿って変化させる、ここでは溝で示されたパターン構成は、等照明の前面がほぼ互いに重なるように配置されている。また、文字盤にはアナログ表示部５４とデジタル表示部５５の両方が設けられていることがわかる。また、文字盤のアナログ表示部用に確保されている部分のベースを当該技術の専門家には公知のいずれかの方法で、例えばこの位置に電気泳動法によって状態を変化させることができるセルを配置することによって変更することも十分に可能であり、本発明による照明装置に適合する。
【００３６】
図示されていない変更例では、特にほぼ正方形の文字盤の場合、２本のバーを、その光源を上下逆ではなく同一側に設けることによって３時−６時軸線に平行に配置することが好都合であろう。
【００３７】
以上に説明した例は、発明の範囲から逸脱しない当該技術の専門家が知り得る範囲内の様々な変更及び応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に従った照明装置の第１実施形態を部分的に示す腕時計の斜視図である。
【図２】  図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った拡大部分断面図である。
【図３】  図１に示されている腕時計の光ガイドの拡大上面図である。
【図４】  図３のガイドの、光源と直径方向にそれと向き合った点の間の外側短辺の展開図である。
【図５】  図３のＶ−Ｖ線に沿った光ガイドの断面図（ａ）と図３のＶ−Ｖ線に沿った断面の変更例（ｂ）である。
【図６】  本発明に従った照明装置の第２実施形態の光ガイドの斜視図である。
【図７】  矩形文字盤の照明に特に適した第３実施形態の光ガイドの斜視図である。
【図８】  やはり矩形文字盤の照明に適した第４実施形態の上面図である。
【符号の説明】
１３、３３、３５、４３、５３  光源、  ２０、３０、４０、５０  光ガイド、  ２２  外側表面
【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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