照明具つき時計
【課題】暗所で時刻の表示部全体を均一にかつ視認性よく照明することができる照明具つき時計を得る。
【解決手段】時刻を表示する表示部の前面側に配設されている透明部材５の表示部側の表面には、照明具６から透明部材内を導光される照明光２０を表示部に向け回折するホログラムシート１０が配設されている。
【解決手段】時刻を表示する表示部の前面側に配設されている透明部材５の表示部側の表面には、照明具６から透明部材内を導光される照明光２０を表示部に向け回折するホログラムシート１０が配設されている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明具つき時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】夜間や暗所において時計の時刻を読み取りやすくするため、従来は文字盤や指針など時計の時刻の表示部の一部分に、蓄光塗料、夜光塗料などの発光材料を塗布する方法が採用されていた。また、時計の電子化に伴いマイクロランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点発光型の照明具により、時刻の表示部を照明する方法が一般化してきた。
【０００３】また、近年では米国特許４７７５９６４号に記載されているように、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を照明具として用いた時計も実用化されている。ＥＬ素子は平板で薄型であり、しかも面発光するため、時刻の表示部全体を均一に照明でき、時計がコンパクトになる利点がある。液晶表示部を有する時計の場合は、液晶のバックライトとしても利用できる。一方、アラーム機能を有し、設定時刻などにアラーム音を発生させたり、照明を点灯したりして、アラーム発生時刻を告示する時計が一般に知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の照明方法には、それぞれに問題があった。すなわち、発光材料を用いる方法では、発光持続時間が短く発光強度が小さいため、時刻表示の視認性は不十分であった。また、マイクロランプやＬＥＤなどの点発光型の照明具を用いる方法では、局部的な照明となるため時刻の表示部全面を均一に照明することは困難であった。例えば、図６は従来の照明具つきの指針式時計の一例を示す断面図である。文字盤１と時針２、分針３、秒針４とからなる時刻の表示部がムーブメント機構部７とともに、胴部ケース８内に内蔵されている。時刻の表示部前面には透明部材である透明カバー５が固定され時計内部を保護している。
【０００５】ＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース８の内側側壁部などに配され、その照明光により時刻の表示部を照明する構成である。しかし、上述のように点発光型の照明具では、その近傍は明るく照らされるが、照明具から遠ざかるにつれ暗くなり、時刻の表示部全面を均一に照明することは困難であった。
【０００６】ＥＬ素子は上述の利点があるが、高価である問題があった。また、従来の照明具つき時計では、ＥＬ素子の前面に透明な材質よりなる文字盤を配設し、裏面から文字盤を照明している。そのため、文字盤の材質には制限があり不透明なものが使用できない問題があった。また、裏側から照明するため指針などの表面側がやや暗くなる不自然さがあった。
【０００７】さらに、ＥＬなどの照明具は消費電力が大きいため、照明と同時にアラーム音を発生させる必要がある場合、電池電圧の低下が起きるおそれがあり、計時用回路の動作が不安定になったり、電池寿命の消耗の原因となった。
【０００８】また、照明の点灯によりアラームを告示する場合、明時にも視認可能な照明の明るさが必要である。一方、この照明は夜間や暗時の照明としても利用するため、そのままでは明るすぎ、かつ、電池寿命を無為に消耗させる。そのため、中間的な明るさに設定する場合が多かったが、暗時の照明としては明るすぎ、アラーム発生時の発光としては暗すぎ、いずれの機能も不完全になる場合があった。照明機能もアラーム機能も、ともに重要な機能であり、一方を犠牲にすることは時計の商品性を損なうものであった。
【０００９】これらの問題を解決するため、特開平６−１３８２６２号公報では、低い照度の照明具（ＬＥＤ）と高い照度の照明具（白熱ランプ）とを設け、照明時とアラーム発生時とでそれぞれを使い分けることを提案している。しかしこの方法では、２種類の照明具を設けるため、スペース的な問題がありコンパクト化が妨げられる問題があった。また、動作条件の異なるそれぞれの照明具に対しに専用の回路を設けなければならなかった。
【００１０】また、特開平８−２２０２６４号公報では、照明具を動作させる照明信号と、アラーム音の発生器を動作させる報音信号との２つを入力信号とする表示駆動部制御手段を設け、照明装置が動作中にアラーム設定時刻になってもアラームは鳴らずに、表示部が点滅を行うことによりアラーム動作をすることを提案している。しかし、この方法は暗時照明用の照明具を単に点滅させるだけなので、アラーム発生時の注意喚起効果としては、必ずしも十分ではなかった。本発明の目的は、従来技術が有していたこれらの課題を解決する照明具つき時計を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解決すべくなされたものであり、時刻を表示する表示部と、表示部を照明するための照明具と、表示部の前面側に配設された透明部材とを少なくとも備えた照明具つき時計において、透明部材の側面側に照明具を配置し透明部材の表示部側の面または表示部とは反対側の面にホログラムシートを積層し、照明具から照射され透明部材内を導光された照明光を表示部に向けて回折するようにされていることを特徴とする照明具つき時計を提供する。
【００１２】また、アラーム音の発生器が付加され、複数の発光色を有する照明具が設けられかつホログラムシートが複数の発光色の光を回折する機能を有し、通常の照明時とアラーム発生時で照明光の色が変化する上記の照明具つき時計を提供する。さらに、ホログラムシートの回折効率が、照明具から離れるにつれて増加するようにされている上記の照明具つき時計を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の照明具つき時計の一例を示す断面図である。図６と同様の構成要素には同一の符号を付した。文字盤１と時針２、分針３、秒針４とからなる時刻の表示部がムーブメント機構部７とともに、胴部ケース８内に内蔵されている。時刻の表示部の前面には透明部材である透明カバー５が固定され時計内部を保護する構成である。
【００１４】ＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース８内に配され、その照明光は透明カバー５の側面からその内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光される照明光２０は透明カバー５に配されたホログラムシート１０により時刻の表示部に向けて、回折される照明光２１として拡散され、時刻の表示部を照明する。
【００１５】図１では、一例として照明具６から発した１本の光線が透明カバー５内を繰り返し反射し、ホログラムシート１０により回折される様子を図示した。そのため、とびとびにしかホログラムシートで回折されないように示されているが、後述するように実際には照明具からは様々な角度に広がった光が発せられるので、広い範囲にわたって照明できる。照明光が透明カバー５内を繰り返し反射する場合、全反射条件となっていれば、反射面で光量を損失することなく遠方まで導光できる。
【００１６】また、本発明は複数の発光色を備えた照明具を用い、照明とアラーム動作を同時に行う必要のある場合には、アラーム音を発する代わりに、通常の照明時とは異なり発光色を変えて照明する。例えば、通常の照明は緑色で行い、アラーム発生時には赤色とすることにより、電池の消耗が少なく抑えると同時に、アラーム発生時の注意喚起効果を著しく向上することができる。発光色を変化させる方法としては、色を変えて点灯させたり点滅させてもよいし、複数の色を交互に点滅させてもよい。またカラフルな色使いをすることにより、時計のファッション性も向上することができる。
【００１７】次に、本発明の他の実施の形態を再度図１に基づいて詳細に説明する。ここでは、２色発光のＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース内部に配され、その照明光は透明カバー５の側面から内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光される照明光２０は透明カバー５に配された２色の波長の光を回折するホログラムシート１０により時刻の表示部に向け回折される照明光２１のように拡散的に回折され、時刻表示部を照明できる。
【００１８】通常の照明時には一方の発光色（例えば緑色）のＬＥＤを点灯させる。明時のアラーム発生時ではアラーム音を発生させればよいが、夜間などに照明とアラームを同時に行う場合には、アラーム音を発する代わりに、他方の発光色（例えば赤色）のＬＥＤを点灯させるか、両者を交互に点滅させればよい。また３色以上のＬＥＤを使用してもよい。この場合ホログラムシート１０は３色以上の発光色を回折する。
【００１９】複数発光のＬＥＤとしては、一つのモールド内に異なる発光色のＬＥＤチップを複数個マウントしたものが小型化の観点から好ましい。スペースに余裕がある場合は、発光色の異なる別体のＬＥＤを複数個使用してもよい。複数の発光色の光が透明カバー５内を繰り返し反射し、ホログラムシート１０により回折される場合も、上記において図１により説明したように、照明具からの複数の発光色の光は、様々な角度に広がって発せられるので、広い範囲に渡り異なる色で照明できる。
【００２０】図２は、照明光の導光の様子を説明する概念図であり、具体的には、図２に示す反射面である透明カバー５とホログラムシート１０との界面への入射角θ（図ではθa 、θb と記す）が（１）式を満足することが望ましい。これらのことは単色照明光でも複数色照明光でも同様に成り立つ。図２で２０ａ、２０ｂは導光される照明光であり、θa 、θb はそれぞれの照明光の入射角である。
ｓｉｎθ≧１／ｎ・・・（１）
ここでｎは透明カバーの屈折率である。透明カバーがガラスや透明樹脂よりなる場合、ｎは約１．５である。したがって、（１）式よりθは（２）式のようになる。
θ≧４２° ・・・・（２）
照明具からの照明光には広がりがあり、その広がりによる入射角の広がりの範囲をθa ≦θ≦θb と表せば、この範囲のθが（２）式を満足すればよい。
【００２１】ホログラムシートは、入射する光を時刻の表示部に向けて回折するものが好ましい。より広い範囲を照明するためには、回折光が拡散するように拡散機能を併有することが好ましい。また、ホログラムの回折波長は照明具６が発する光の波長に適合することが好ましい。複数の発光色に対応する波長の光を回折するホログラムを得るためには、異なる発光色に対応する波長の光を回折する別個のホログラムシートを複数枚積層してもよいし、１枚のホログラム内に複数の特性のホログラムを多重記録してもよい。
【００２２】図１では透過型のホログラムを図示したが、反射型ホログラムでも同様の効果を得ることができる。すなわち、ホログラムシート１０を透明カバー５の表示部側の表面に配置する場合は、透過型のホログラムを使用し、ホログラムシート１０を透明カバー５の表示部側とは反対側の表面に配置する場合は、反射型のホログラムを使用すればよい。ホログラムの回折効率が全面にわたって均一であると、回折される光の強度が照明具から遠ざかるにつれ弱くなるので、ホログラムの回折効率は照明具から遠ざかるにつれて増加することが好ましい。
【００２３】本発明により点光源型の照明具からの光であっても、透明カバー内を導光させることにより、時刻の表示部全体を均一に照明できる。また、ＥＬ素子のように裏側から照明するのでなく、時刻の表示部を前面から照明するため違和感のない照明をすることができる。また、文字盤の材質の制限がなくなり不透明なものも使用できるため、デザイン性、ファッション性を向上できる。
【００２４】本発明で用いるホログラムの種類は、透視性がよく回折効率が高い体積位相型ホログラムが好ましい。エンボス型ホログラムなどでも照明はできるが、透視性が損なわれるため時計の照明用としては最適ではない。ホログラム感光材料としてはフォトポリマー、重クロム酸ゼラチン、銀塩系材料、フォトレジストなどが利用できる。
【００２５】透明カバー５にホログラムシート１０を配する形態としては、図１や図２のように透明カバーの時刻の表示部側表面に貼り付ける方法が例示できる。また、ホログラムシートの保護の点に鑑み、図３のように透明な保護カバー１１を設けてもよい。ここで図３は、本発明の照明具つき時計の部分拡大断面図である。特に重クロム酸ゼラチンなどのように湿度に弱いホログラム感光材料においては、ホログラムシート１０を透明カバー５と保護カバー１１との間に封止する形態が好ましい。
【００２６】また透明カバーの材質は、導光する光の吸収損失を防ぎ文字盤の視認性を確保する点に鑑み、透明で傷つき難いものが好ましい。ガラス板やハードコートが施された透明樹脂板が例示できる。また、ファッション性の観点から着色されたものも利用できる。その場合、導光する光の波長に対する光吸収の少ないものが好ましい。
【００２７】基材とホログラムを貼り付ける接着剤や粘着剤は、必要な強度で接着し長期信頼性を確保できるものが好ましい。透明性が高く散乱性の少ないものが、光の損失が少ないため特に好ましい。照明具としては、時計の小型化や電池の寿命の観点から、小型で低消費電力で発光効率のよいものが好ましい。点発光型の照明具としてはＬＥＤや半導体レーザ、小型の白熱ランプなどを例示できる。また、ＥＬ素子などの面発光型の発光素子を用いてもよい。
【００２８】点発光型の照明具の光の広がり具合は様々である。指向性が狭くて時刻の表示部全体を照明できないような場合には、複数個の照明具を用いてもよい。また、透明カバー面内での広がりを大きくし、透明カバーに垂直な面内での広がりを狭くすることも有効である。そのためには均一な広がりの照明具と円筒レンズを組み合わせたものが例示できる。また、透明カバーの光入射面の形状を円筒面状にしてもよい。また、ＬＥＤではモールドレンズの形状を非対称にすることで光の広がりを制御できる。また、ＬＤでは非点較差のため、光の広がり方が２方向で異なっているので、それを利用すればよい。
【００２９】照明具６からの照明光を透明カバー５内に導く方法としては、図１のように透明カバー５の側面から入射させるエッジライト方式が例示できる。また、透明カバーの表面にプリズムなどを接触させ、そのプリズムを介して光を入射させるプリズムカップリング法なども採用できる。この方法は時計内部の構成やスペースに応じて適宜選択すべきもので、上述の方法に限定されない。
【００３０】本発明は、腕時計などのような小型の携帯用時計において特に有効であるが、置き時計や掛け時計などにおいても同様に適用できる。また、上記の照明具つき時計において、時刻の表示部は指針と文字盤から構成される指針式のもの、液晶表示素子を用いた電子式のもの、またはそれらを組み合わせたものが好ましく利用できる。
【００３１】
【実施例】［例１］例１では、上記の図１の構成が採られた。上述のように、文字盤１と時針２、分針３、秒針４とからなる時刻の表示部がムーブメント機構部７とともに、胴部ケース８内に内蔵されている。時刻の表示部の前面には透明カバー５が固定され時計内部を保護する構成である。
【００３２】ＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース内部に配され、その照明光は透明カバー５の側面から内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光される照明光２０は透明カバー５に配されたホログラムシート１０により、時刻の表示部に向け２１のように拡散的に回折され、時刻の表示部を均一に照明できた。
【００３３】例１で用いたＬＥＤの発光波長は約５６０ｎｍで緑色の発光色である。例１の照明具の発光の指向性を表わす模式図を図４に示す。光強度が半分となる広がり角は正面からの±１５°である。すなわち発せられる光のほとんどが±１５°の範囲内に存在する。例１では、この光がホログラムシートに対し６０°±１５°、すなわち入射角がθa ＝４５°とθb ＝７５°との範囲内で入射するように導光させた。この角度範囲は（２）式を満足するため、ほとんどの光が透明カバー内を全反射的に導光するようにできた。
【００３４】ホログラムシートは透明カバー内において６０°で入射する５６０ｎｍ付近の光を、時刻の表示板方向（透明カバー表面に垂直）に拡散的に回折する機能を持たせた。具体的には、色素レーザ装置から発振する波長約５６０ｎｍの光を２つに分離し、一方を６０°で入射する球面波とし、他方を垂直に入射する拡散光とし、両者をホログラム感光材料内で干渉させて、干渉縞を記録した。ホログラム感光材料としてはアクリル系のフォトポリマーを用いた。ホログラムは熱硬化性の接着剤によりガラス基板内に封止した。
【００３５】［例２］例２においても、図１の構成を採ったが、照明具６とホログラムシート１０が例１とは異なる。一つのモールド内に赤色用と緑色用の２つのチップをマウントした２色発光のＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース内部に配され、その照明光は透明カバー５の側面から内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光された照明光２０は透明カバー５に配されたホログラムシート１０により、時刻表示部に向け２１のように拡散的に回折され、時刻表示部を均一に照明できた。
【００３６】例２で用いたＬＥＤの発光波長は約５６０ｎｍの緑色の発光および約６３０ｎｍの赤色の発光である。図５に例２の発光の指向性を表す模式図を示す。これは、透明カバー面に平行な断面内での発光の指向性示している。また、その図１の紙面内での指向性を図４に示す。透明カバー面に平行な断面内では、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとから発する光の進行方向はやや異なるが、図１の紙面内では両者の指向性はほぼ同一であり、光強度が半分となる広がり角は正面からの±１５°である。すなわち発せられる光のほとんどが±１５°の範囲に存在する。例２では、この光がホログラムシートに対し６０°±１５°、すなわち入射角θa ＝４５°とθb ＝７５°との範囲内で入射するように導光させた。この角度範囲は（２）式を満足するため、ほとんどの光が透明カバー内を全反射的に導光するようにできた。
【００３７】ホログラムシートは透明カバー内において６０°で入射する波長５６０ｎｍおよび６３０ｎｍ付近の光を、時刻の表示板方向（透明カバー表面に垂直）に拡散的に回折する機能を持たせた。具体的には、色素レーザ装置から発振する波長約５６０ｎｍの光とＫｒレーザ装置から発振する波長６４７ｎｍの光とを同軸に重ねた後、それらの光をそれぞれ２つに分離し、一方を６０°で入射する球面波とし、他方を垂直に入射する拡散光とし、両者を１枚のホログラム感光材料内で干渉させて多重記録した。ホログラム感光材料としてはアクリル系のフォトポリマーを用いた。ホログラムシートは熱硬化性の接着剤によりガラス基板内に封止した。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、暗所で時計の時刻の表示部全体を均一にかつ視認性よく照明できる。しかも、ＥＬ素子のように時刻の表示部の裏側からではなく、前面側から照明することができる。また、文字盤の材質の制限がなくなり不透明なものも使用できる。また、電池の消耗を少なく抑えると同時に、アラーム発生時の注意喚起効果を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照明具つき時計の一例を示す断面図。
【図２】照明光の導光の様子を説明する概念図。
【図３】本発明の照明具つき時計の部分拡大断面図。
【図４】実施例における照明具の発光の指向性を表わす模式図。
【図５】他の実施例における照明具の発光の指向性を表わす模式図。
【図６】従来の照明具つきの指針式時計の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１：文字盤
２：時針
３：分針
４：秒針
５：透明カバー
６：照明具
７：ムーブメント機構部
８：胴部ケース
１０：ホログラムシート
１１：保護カバー
２０、２０ａ、２０ｂ：導光される照明光
２１：回折される照明光
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は照明具つき時計に関する。
【０００２】
【従来の技術】夜間や暗所において時計の時刻を読み取りやすくするため、従来は文字盤や指針など時計の時刻の表示部の一部分に、蓄光塗料、夜光塗料などの発光材料を塗布する方法が採用されていた。また、時計の電子化に伴いマイクロランプや発光ダイオード（ＬＥＤ）などの点発光型の照明具により、時刻の表示部を照明する方法が一般化してきた。
【０００３】また、近年では米国特許４７７５９６４号に記載されているように、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子を照明具として用いた時計も実用化されている。ＥＬ素子は平板で薄型であり、しかも面発光するため、時刻の表示部全体を均一に照明でき、時計がコンパクトになる利点がある。液晶表示部を有する時計の場合は、液晶のバックライトとしても利用できる。一方、アラーム機能を有し、設定時刻などにアラーム音を発生させたり、照明を点灯したりして、アラーム発生時刻を告示する時計が一般に知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の照明方法には、それぞれに問題があった。すなわち、発光材料を用いる方法では、発光持続時間が短く発光強度が小さいため、時刻表示の視認性は不十分であった。また、マイクロランプやＬＥＤなどの点発光型の照明具を用いる方法では、局部的な照明となるため時刻の表示部全面を均一に照明することは困難であった。例えば、図６は従来の照明具つきの指針式時計の一例を示す断面図である。文字盤１と時針２、分針３、秒針４とからなる時刻の表示部がムーブメント機構部７とともに、胴部ケース８内に内蔵されている。時刻の表示部前面には透明部材である透明カバー５が固定され時計内部を保護している。
【０００５】ＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース８の内側側壁部などに配され、その照明光により時刻の表示部を照明する構成である。しかし、上述のように点発光型の照明具では、その近傍は明るく照らされるが、照明具から遠ざかるにつれ暗くなり、時刻の表示部全面を均一に照明することは困難であった。
【０００６】ＥＬ素子は上述の利点があるが、高価である問題があった。また、従来の照明具つき時計では、ＥＬ素子の前面に透明な材質よりなる文字盤を配設し、裏面から文字盤を照明している。そのため、文字盤の材質には制限があり不透明なものが使用できない問題があった。また、裏側から照明するため指針などの表面側がやや暗くなる不自然さがあった。
【０００７】さらに、ＥＬなどの照明具は消費電力が大きいため、照明と同時にアラーム音を発生させる必要がある場合、電池電圧の低下が起きるおそれがあり、計時用回路の動作が不安定になったり、電池寿命の消耗の原因となった。
【０００８】また、照明の点灯によりアラームを告示する場合、明時にも視認可能な照明の明るさが必要である。一方、この照明は夜間や暗時の照明としても利用するため、そのままでは明るすぎ、かつ、電池寿命を無為に消耗させる。そのため、中間的な明るさに設定する場合が多かったが、暗時の照明としては明るすぎ、アラーム発生時の発光としては暗すぎ、いずれの機能も不完全になる場合があった。照明機能もアラーム機能も、ともに重要な機能であり、一方を犠牲にすることは時計の商品性を損なうものであった。
【０００９】これらの問題を解決するため、特開平６−１３８２６２号公報では、低い照度の照明具（ＬＥＤ）と高い照度の照明具（白熱ランプ）とを設け、照明時とアラーム発生時とでそれぞれを使い分けることを提案している。しかしこの方法では、２種類の照明具を設けるため、スペース的な問題がありコンパクト化が妨げられる問題があった。また、動作条件の異なるそれぞれの照明具に対しに専用の回路を設けなければならなかった。
【００１０】また、特開平８−２２０２６４号公報では、照明具を動作させる照明信号と、アラーム音の発生器を動作させる報音信号との２つを入力信号とする表示駆動部制御手段を設け、照明装置が動作中にアラーム設定時刻になってもアラームは鳴らずに、表示部が点滅を行うことによりアラーム動作をすることを提案している。しかし、この方法は暗時照明用の照明具を単に点滅させるだけなので、アラーム発生時の注意喚起効果としては、必ずしも十分ではなかった。本発明の目的は、従来技術が有していたこれらの課題を解決する照明具つき時計を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解決すべくなされたものであり、時刻を表示する表示部と、表示部を照明するための照明具と、表示部の前面側に配設された透明部材とを少なくとも備えた照明具つき時計において、透明部材の側面側に照明具を配置し透明部材の表示部側の面または表示部とは反対側の面にホログラムシートを積層し、照明具から照射され透明部材内を導光された照明光を表示部に向けて回折するようにされていることを特徴とする照明具つき時計を提供する。
【００１２】また、アラーム音の発生器が付加され、複数の発光色を有する照明具が設けられかつホログラムシートが複数の発光色の光を回折する機能を有し、通常の照明時とアラーム発生時で照明光の色が変化する上記の照明具つき時計を提供する。さらに、ホログラムシートの回折効率が、照明具から離れるにつれて増加するようにされている上記の照明具つき時計を提供する。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の照明具つき時計の一例を示す断面図である。図６と同様の構成要素には同一の符号を付した。文字盤１と時針２、分針３、秒針４とからなる時刻の表示部がムーブメント機構部７とともに、胴部ケース８内に内蔵されている。時刻の表示部の前面には透明部材である透明カバー５が固定され時計内部を保護する構成である。
【００１４】ＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース８内に配され、その照明光は透明カバー５の側面からその内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光される照明光２０は透明カバー５に配されたホログラムシート１０により時刻の表示部に向けて、回折される照明光２１として拡散され、時刻の表示部を照明する。
【００１５】図１では、一例として照明具６から発した１本の光線が透明カバー５内を繰り返し反射し、ホログラムシート１０により回折される様子を図示した。そのため、とびとびにしかホログラムシートで回折されないように示されているが、後述するように実際には照明具からは様々な角度に広がった光が発せられるので、広い範囲にわたって照明できる。照明光が透明カバー５内を繰り返し反射する場合、全反射条件となっていれば、反射面で光量を損失することなく遠方まで導光できる。
【００１６】また、本発明は複数の発光色を備えた照明具を用い、照明とアラーム動作を同時に行う必要のある場合には、アラーム音を発する代わりに、通常の照明時とは異なり発光色を変えて照明する。例えば、通常の照明は緑色で行い、アラーム発生時には赤色とすることにより、電池の消耗が少なく抑えると同時に、アラーム発生時の注意喚起効果を著しく向上することができる。発光色を変化させる方法としては、色を変えて点灯させたり点滅させてもよいし、複数の色を交互に点滅させてもよい。またカラフルな色使いをすることにより、時計のファッション性も向上することができる。
【００１７】次に、本発明の他の実施の形態を再度図１に基づいて詳細に説明する。ここでは、２色発光のＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース内部に配され、その照明光は透明カバー５の側面から内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光される照明光２０は透明カバー５に配された２色の波長の光を回折するホログラムシート１０により時刻の表示部に向け回折される照明光２１のように拡散的に回折され、時刻表示部を照明できる。
【００１８】通常の照明時には一方の発光色（例えば緑色）のＬＥＤを点灯させる。明時のアラーム発生時ではアラーム音を発生させればよいが、夜間などに照明とアラームを同時に行う場合には、アラーム音を発する代わりに、他方の発光色（例えば赤色）のＬＥＤを点灯させるか、両者を交互に点滅させればよい。また３色以上のＬＥＤを使用してもよい。この場合ホログラムシート１０は３色以上の発光色を回折する。
【００１９】複数発光のＬＥＤとしては、一つのモールド内に異なる発光色のＬＥＤチップを複数個マウントしたものが小型化の観点から好ましい。スペースに余裕がある場合は、発光色の異なる別体のＬＥＤを複数個使用してもよい。複数の発光色の光が透明カバー５内を繰り返し反射し、ホログラムシート１０により回折される場合も、上記において図１により説明したように、照明具からの複数の発光色の光は、様々な角度に広がって発せられるので、広い範囲に渡り異なる色で照明できる。
【００２０】図２は、照明光の導光の様子を説明する概念図であり、具体的には、図２に示す反射面である透明カバー５とホログラムシート１０との界面への入射角θ（図ではθa 、θb と記す）が（１）式を満足することが望ましい。これらのことは単色照明光でも複数色照明光でも同様に成り立つ。図２で２０ａ、２０ｂは導光される照明光であり、θa 、θb はそれぞれの照明光の入射角である。
ｓｉｎθ≧１／ｎ・・・（１）
ここでｎは透明カバーの屈折率である。透明カバーがガラスや透明樹脂よりなる場合、ｎは約１．５である。したがって、（１）式よりθは（２）式のようになる。
θ≧４２° ・・・・（２）
照明具からの照明光には広がりがあり、その広がりによる入射角の広がりの範囲をθa ≦θ≦θb と表せば、この範囲のθが（２）式を満足すればよい。
【００２１】ホログラムシートは、入射する光を時刻の表示部に向けて回折するものが好ましい。より広い範囲を照明するためには、回折光が拡散するように拡散機能を併有することが好ましい。また、ホログラムの回折波長は照明具６が発する光の波長に適合することが好ましい。複数の発光色に対応する波長の光を回折するホログラムを得るためには、異なる発光色に対応する波長の光を回折する別個のホログラムシートを複数枚積層してもよいし、１枚のホログラム内に複数の特性のホログラムを多重記録してもよい。
【００２２】図１では透過型のホログラムを図示したが、反射型ホログラムでも同様の効果を得ることができる。すなわち、ホログラムシート１０を透明カバー５の表示部側の表面に配置する場合は、透過型のホログラムを使用し、ホログラムシート１０を透明カバー５の表示部側とは反対側の表面に配置する場合は、反射型のホログラムを使用すればよい。ホログラムの回折効率が全面にわたって均一であると、回折される光の強度が照明具から遠ざかるにつれ弱くなるので、ホログラムの回折効率は照明具から遠ざかるにつれて増加することが好ましい。
【００２３】本発明により点光源型の照明具からの光であっても、透明カバー内を導光させることにより、時刻の表示部全体を均一に照明できる。また、ＥＬ素子のように裏側から照明するのでなく、時刻の表示部を前面から照明するため違和感のない照明をすることができる。また、文字盤の材質の制限がなくなり不透明なものも使用できるため、デザイン性、ファッション性を向上できる。
【００２４】本発明で用いるホログラムの種類は、透視性がよく回折効率が高い体積位相型ホログラムが好ましい。エンボス型ホログラムなどでも照明はできるが、透視性が損なわれるため時計の照明用としては最適ではない。ホログラム感光材料としてはフォトポリマー、重クロム酸ゼラチン、銀塩系材料、フォトレジストなどが利用できる。
【００２５】透明カバー５にホログラムシート１０を配する形態としては、図１や図２のように透明カバーの時刻の表示部側表面に貼り付ける方法が例示できる。また、ホログラムシートの保護の点に鑑み、図３のように透明な保護カバー１１を設けてもよい。ここで図３は、本発明の照明具つき時計の部分拡大断面図である。特に重クロム酸ゼラチンなどのように湿度に弱いホログラム感光材料においては、ホログラムシート１０を透明カバー５と保護カバー１１との間に封止する形態が好ましい。
【００２６】また透明カバーの材質は、導光する光の吸収損失を防ぎ文字盤の視認性を確保する点に鑑み、透明で傷つき難いものが好ましい。ガラス板やハードコートが施された透明樹脂板が例示できる。また、ファッション性の観点から着色されたものも利用できる。その場合、導光する光の波長に対する光吸収の少ないものが好ましい。
【００２７】基材とホログラムを貼り付ける接着剤や粘着剤は、必要な強度で接着し長期信頼性を確保できるものが好ましい。透明性が高く散乱性の少ないものが、光の損失が少ないため特に好ましい。照明具としては、時計の小型化や電池の寿命の観点から、小型で低消費電力で発光効率のよいものが好ましい。点発光型の照明具としてはＬＥＤや半導体レーザ、小型の白熱ランプなどを例示できる。また、ＥＬ素子などの面発光型の発光素子を用いてもよい。
【００２８】点発光型の照明具の光の広がり具合は様々である。指向性が狭くて時刻の表示部全体を照明できないような場合には、複数個の照明具を用いてもよい。また、透明カバー面内での広がりを大きくし、透明カバーに垂直な面内での広がりを狭くすることも有効である。そのためには均一な広がりの照明具と円筒レンズを組み合わせたものが例示できる。また、透明カバーの光入射面の形状を円筒面状にしてもよい。また、ＬＥＤではモールドレンズの形状を非対称にすることで光の広がりを制御できる。また、ＬＤでは非点較差のため、光の広がり方が２方向で異なっているので、それを利用すればよい。
【００２９】照明具６からの照明光を透明カバー５内に導く方法としては、図１のように透明カバー５の側面から入射させるエッジライト方式が例示できる。また、透明カバーの表面にプリズムなどを接触させ、そのプリズムを介して光を入射させるプリズムカップリング法なども採用できる。この方法は時計内部の構成やスペースに応じて適宜選択すべきもので、上述の方法に限定されない。
【００３０】本発明は、腕時計などのような小型の携帯用時計において特に有効であるが、置き時計や掛け時計などにおいても同様に適用できる。また、上記の照明具つき時計において、時刻の表示部は指針と文字盤から構成される指針式のもの、液晶表示素子を用いた電子式のもの、またはそれらを組み合わせたものが好ましく利用できる。
【００３１】
【実施例】［例１］例１では、上記の図１の構成が採られた。上述のように、文字盤１と時針２、分針３、秒針４とからなる時刻の表示部がムーブメント機構部７とともに、胴部ケース８内に内蔵されている。時刻の表示部の前面には透明カバー５が固定され時計内部を保護する構成である。
【００３２】ＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース内部に配され、その照明光は透明カバー５の側面から内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光される照明光２０は透明カバー５に配されたホログラムシート１０により、時刻の表示部に向け２１のように拡散的に回折され、時刻の表示部を均一に照明できた。
【００３３】例１で用いたＬＥＤの発光波長は約５６０ｎｍで緑色の発光色である。例１の照明具の発光の指向性を表わす模式図を図４に示す。光強度が半分となる広がり角は正面からの±１５°である。すなわち発せられる光のほとんどが±１５°の範囲内に存在する。例１では、この光がホログラムシートに対し６０°±１５°、すなわち入射角がθa ＝４５°とθb ＝７５°との範囲内で入射するように導光させた。この角度範囲は（２）式を満足するため、ほとんどの光が透明カバー内を全反射的に導光するようにできた。
【００３４】ホログラムシートは透明カバー内において６０°で入射する５６０ｎｍ付近の光を、時刻の表示板方向（透明カバー表面に垂直）に拡散的に回折する機能を持たせた。具体的には、色素レーザ装置から発振する波長約５６０ｎｍの光を２つに分離し、一方を６０°で入射する球面波とし、他方を垂直に入射する拡散光とし、両者をホログラム感光材料内で干渉させて、干渉縞を記録した。ホログラム感光材料としてはアクリル系のフォトポリマーを用いた。ホログラムは熱硬化性の接着剤によりガラス基板内に封止した。
【００３５】［例２］例２においても、図１の構成を採ったが、照明具６とホログラムシート１０が例１とは異なる。一つのモールド内に赤色用と緑色用の２つのチップをマウントした２色発光のＬＥＤよりなる照明具６が胴部ケース内部に配され、その照明光は透明カバー５の側面から内部に導かれ、導光される照明光２０となる。導光された照明光２０は透明カバー５に配されたホログラムシート１０により、時刻表示部に向け２１のように拡散的に回折され、時刻表示部を均一に照明できた。
【００３６】例２で用いたＬＥＤの発光波長は約５６０ｎｍの緑色の発光および約６３０ｎｍの赤色の発光である。図５に例２の発光の指向性を表す模式図を示す。これは、透明カバー面に平行な断面内での発光の指向性示している。また、その図１の紙面内での指向性を図４に示す。透明カバー面に平行な断面内では、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとから発する光の進行方向はやや異なるが、図１の紙面内では両者の指向性はほぼ同一であり、光強度が半分となる広がり角は正面からの±１５°である。すなわち発せられる光のほとんどが±１５°の範囲に存在する。例２では、この光がホログラムシートに対し６０°±１５°、すなわち入射角θa ＝４５°とθb ＝７５°との範囲内で入射するように導光させた。この角度範囲は（２）式を満足するため、ほとんどの光が透明カバー内を全反射的に導光するようにできた。
【００３７】ホログラムシートは透明カバー内において６０°で入射する波長５６０ｎｍおよび６３０ｎｍ付近の光を、時刻の表示板方向（透明カバー表面に垂直）に拡散的に回折する機能を持たせた。具体的には、色素レーザ装置から発振する波長約５６０ｎｍの光とＫｒレーザ装置から発振する波長６４７ｎｍの光とを同軸に重ねた後、それらの光をそれぞれ２つに分離し、一方を６０°で入射する球面波とし、他方を垂直に入射する拡散光とし、両者を１枚のホログラム感光材料内で干渉させて多重記録した。ホログラム感光材料としてはアクリル系のフォトポリマーを用いた。ホログラムシートは熱硬化性の接着剤によりガラス基板内に封止した。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、暗所で時計の時刻の表示部全体を均一にかつ視認性よく照明できる。しかも、ＥＬ素子のように時刻の表示部の裏側からではなく、前面側から照明することができる。また、文字盤の材質の制限がなくなり不透明なものも使用できる。また、電池の消耗を少なく抑えると同時に、アラーム発生時の注意喚起効果を著しく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の照明具つき時計の一例を示す断面図。
【図２】照明光の導光の様子を説明する概念図。
【図３】本発明の照明具つき時計の部分拡大断面図。
【図４】実施例における照明具の発光の指向性を表わす模式図。
【図５】他の実施例における照明具の発光の指向性を表わす模式図。
【図６】従来の照明具つきの指針式時計の一例を示す断面図。
【符号の説明】
１：文字盤
２：時針
３：分針
４：秒針
５：透明カバー
６：照明具
７：ムーブメント機構部
８：胴部ケース
１０：ホログラムシート
１１：保護カバー
２０、２０ａ、２０ｂ：導光される照明光
２１：回折される照明光
【特許請求の範囲】
【請求項１】時刻を表示する表示部と、表示部を照明するための照明具と、表示部の前面側に配設された透明部材とを少なくとも備えた照明具つき時計において、透明部材の側面側に照明具を配置し透明部材の表示部側の面または表示部とは反対側の面にホログラムシートを積層し、照明具から照射され透明部材内を導光された照明光を表示部に向けて回折するようにされていることを特徴とする照明具つき時計。
【請求項２】アラーム音の発生器が付加され、複数の発光色を有する照明具が設けられかつホログラムシートが複数の発光色の光を回折する機能を有し、通常の照明時とアラーム発生時で照明光の色が変化する請求項１に記載の照明具つき時計。
【請求項３】ホログラムシートの回折効率が、照明具から離れるにつれて増加するようにされている請求項１または２に記載の照明具つき時計。
【請求項１】時刻を表示する表示部と、表示部を照明するための照明具と、表示部の前面側に配設された透明部材とを少なくとも備えた照明具つき時計において、透明部材の側面側に照明具を配置し透明部材の表示部側の面または表示部とは反対側の面にホログラムシートを積層し、照明具から照射され透明部材内を導光された照明光を表示部に向けて回折するようにされていることを特徴とする照明具つき時計。
【請求項２】アラーム音の発生器が付加され、複数の発光色を有する照明具が設けられかつホログラムシートが複数の発光色の光を回折する機能を有し、通常の照明時とアラーム発生時で照明光の色が変化する請求項１に記載の照明具つき時計。
【請求項３】ホログラムシートの回折効率が、照明具から離れるにつれて増加するようにされている請求項１または２に記載の照明具つき時計。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０００−１０５２８４（Ｐ２０００−１０５２８４Ａ）
【公開日】平成１２年４月１１日（２０００．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平１０−２７５９９３
【出願日】平成１０年９月２９日（１９９８．９．２９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
【公開日】平成１２年４月１１日（２０００．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１０年９月２９日（１９９８．９．２９）
【出願人】（０００００００４４）旭硝子株式会社 (2,665)
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