DE69713269T2

DE69713269T2 - Device for uniformly illuminating the dial of a display device

Info

Publication number: DE69713269T2
Application number: DE1997613269
Authority: DE
Inventors: Joachim Grupp; Hans Peter Herzig; Jean-Charles Poli; Juan Manuel Teijido
Original assignee: Asulab AG
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 1997-02-20
Filing date: 1997-02-20
Publication date: 2003-03-06
Anticipated expiration: 2017-02-21
Also published as: EP0860755A1; EP0860755B1; DE69713269D1

Description

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung für die gleichförmige Beleuchtung des Zifferblatts eines Anzeigegeräts dank der besonderen Beschaffenheit eines Leiters des wenigstens durch eine Lichtquelle ausgestrahlten Lichts, wobei sich der Leiter und die Lichtquelle am Umfang des Zifferblatts in dem Raum befinden, der merklich zwischen diesem letzteren und einem Verschlussglas vorhanden ist.The subject of the present invention is a device for the uniform illumination of the dial of a display device thanks to the particular nature of a conductor of the light emitted by at least one light source, the conductor and the light source being located on the periphery of the dial in the space appreciably present between the latter and a closing glass.

Man kennt bereits die Anzeigevorrichtungen, in denen ein Zifferblatt, und insbesondere das Zifferblatt eines Zeitmessgeräts, mittels wenigstens einer Lichtquelle beleuchtet wird, die von einer elektrischen Miniaturglühlampe oder einer Diode gebildet ist, welche einem schlaufenförmigen, aus lichtdurchlässigem Material bestehenden Lichtleiter zugeordnet ist, der zwischen dem Glas und dem Zifferblatt angeordnet ist. Eine solche Vorrichtung entspricht zum Beispiel derjenigen, die im schweizerischen Patent CH 549 237 oder auch im Patent GB 2052 114 beschrieben wird. Bei der Anwendung hat es sich jedoch herausgestellt, dass der Zifferblattbereich, der sich in der Nähe der Lichtquelle befindet, natürlich mehr beleuchtet war als der diametral entgegengesetzte Bereich. Um diesen Nachteil zu beheben, schlägt das Dokument US 4 908 739 vor, wenigstens zwei Lichtquellen mit gleichem Abstand innerhalb eines ringförmigen Leiters zu verteilen. Eine solche Vorrichtung erhöht örtlich die Beleuchtung des Zifferblatts, trägt aber nicht dazu bei, sie gleichförmiger zu machen. Durch Erhöhung der Anzahl Lichtquellen wäre es möglich, eine gleichförmigere Beleuchtung zu erhalten, aber dies um den Preis eines Ansteigens des Energieverbrauchs, was im Fall einer Anwendung für ein Zeitmessgerät für die Lebensdauer der Batterien einen kritischen Faktor bilden würde.Display devices are already known in which a dial, and in particular the dial of a timepiece, is illuminated by at least one light source formed by a miniature electric lamp or a diode associated with a loop-shaped light guide made of a translucent material and arranged between the glass and the dial. Such a device corresponds, for example, to that described in Swiss patent CH 549 237 or in patent GB 2052 114. However, in use it has been found that the area of the dial located near the light source was naturally more illuminated than the diametrically opposite area. To overcome this disadvantage, document US 4 908 739 proposes distributing at least two light sources equidistant within an annular guide. Such a device locally increases the illumination of the dial but does not help to make it more uniform. By increasing the number of light sources, it would be possible to obtain more uniform lighting, but this would come at the cost of an increase in energy consumption, which in the case of a timepiece application would be a critical factor for battery life.

Verschiedene andere Einrichtungen sind vorgeschlagen worden, um das aus dem Leiter tretende Licht auf wirksamere Weise auf das Zifferblatt auszurichten. Beispielshalber kann man die Vorrichtung des Dokuments CH 677 306 anführen, in der ein Ring, der einen Diffusor bildet, einen Querschnitt hat, der eine zum Zifferblatt geneigte polierte Seite aufweist, wobei die anderen Seiten mit einer matten Lackierung gleichförmig beschichtet sind. Im Dokument CH 336 763 wird eine grössere Konzentration der Lichtstrahlen zum Zifferblatt hin erhalten, indem die Reflexion der Lichtstrahlen auf dem Glas, deren zum Zifferblatt gerichtete Seite mit einer reflektierenden dünnen Metallschicht beschichtet ist, erhöht wird.Various other devices have been proposed to direct the light emerging from the guide more effectively onto the dial. By way of example, one can cite the device of document CH 677 306, in which a ring forming a diffuser has a cross-section with a polished side inclined towards the dial, the other sides being uniformly coated with a matt varnish. In document CH 336 763, a greater concentration of the light rays towards the dial is obtained by increasing the reflection of the light rays on the glass, the side of which directed towards the dial is coated with a thin reflective metal layer.

Es resultiert aus diesen Vorrichtungen des Standes der Technik eine intensivere Beleuchtung des Zifferblatts, aber man erhält immer noch keine gleichförmige Beleuchtung, was weder in ästhetischer Hinsicht noch bezüglich der guten Lesbarkeit der auf dem Zifferblatt eingeschriebenen Informationen, wie der zeitlichen Markierungen im Fall eines Zeitmessgeräts mit analoger Anzeige, befriedigend ist.These state-of-the-art devices result in a more intense illumination of the dial, but the illumination is still not uniform, which is not satisfactory either in terms of aesthetics or in terms of the readability of the information inscribed on the dial, such as the temporal markings in the case of a timing device with an analogue display, is satisfactory.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, die Nachteile dieses Standes der Technik zu beheben, indem sie eine besondere Gestaltung des Lichtleiters liefert, die ermöglicht, eine grosse Gleichförmigkeit der Beleuchtung des Zifferblatts eines Anzeigegeräts zu erhalten.The present invention aims to remedy the drawbacks of this prior art by providing a particular design of the light guide which makes it possible to obtain a high degree of uniformity in the illumination of the dial of a display device.

Der Gegenstand der Erfindung ist zu diesem Zweck eine Vorrichtung für die Beleuchtung des Zifferblatts eines Anzeigegeräts, das durch ein Gehäuse gebildet ist, das durch ein über dem Zifferblatt angeordnetes und durch einen Einfassungsring gehaltenes Glas verschlossen ist, wobei die Vorrichtung wenigstens eine Lichtquelle umfasst, die in wenigstens einem Aufnahmesitz angeordnet ist, der in einem Lichtleiter ausgebildet ist, der am Umfang des Zifferblatts positioniert ist, wobei der Leiter eine polierte innere Oberfläche, die zum Zifferblatt gerichtet ist, und eine äussere Oberfläche, die in einem durch das Zifferblatt, das Glas und die Innenwand des Einfassungsrings begrenzten Raum gehalten wird, besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte äussere Oberfläche des Leiters oder ein Teil hiervon so gestaltet ist, dass sie eine fortschreitende Erhöhung der von der äusseren Wand gestreuten Lichtmenge längs des Leiters nach Massgabe des Abstandes von einer der Lichtquellen ermöglicht.The subject of the invention is, for this purpose, a device for illuminating the dial of a display device, which is formed by a housing closed by a glass arranged above the dial and held by a bezel ring, the device comprising at least one light source arranged in at least one receiving seat formed in a light guide positioned on the periphery of the dial, the guide having a polished inner surface directed towards the dial and an outer surface held in a space delimited by the dial, the glass and the inner wall of the bezel ring, characterized in that the entire outer surface of the guide or part of it is designed to allow a progressive increase in the amount of light scattered by the outer wall along the guide according to the distance from one of the light sources.

In dem soeben gesagten muss "Einfassungsring" im weiteren Sinn verstanden werden, und zwar als irgendeine Vorrichtung, die die relative Position des Glases in bezug auf das Zifferblatt beibehält, welches auch immer der entsprechende Umriss dieser beiden Elemente ist. Im Fall eines Zeitmessgeräts ist der "Einfassungsring" zum Beispiel der Gehäusemittelteil oder ein Glasreif.In what has just been said, "bezel ring" must be understood in a broad sense, namely as any device that maintains the relative position of the glass with respect to the dial, whatever the corresponding outline of these two elements. In the case of a timepiece, the "bezel ring" is, for example, the middle part of the case or a bezel.

Es ist bekannt, dass die Lichtenergie in einem Leiter nicht nur wegen der unzertrennlich mit dem Material verbundenen Absorption sondern auch wegen dem Licht, das dem Leiter durch Lichtstreuung entnommen wird, nach Massgabe vom Abstand von einer Lichtquelle abnimmt.It is known that the light energy in a conductor decreases with the distance from a light source, not only because of the absorption inherent in the material but also because of the light that is removed from the conductor by light scattering.

Die neue Konzeption des Leiters gemäss der Erfindung ermöglicht im wesentlichen, die Beleuchtung eines Zifferblatts zu optimieren, indem eine Entzerrung der auf die äussere Oberfläche des Leiters auftreffenden Lichtstrahlen ausgeführt wird. Diese Entzerrung wird durch eine Lichtstreuung gemäss einem Lappen, der zur inneren Oberfläche des Leiters gerichtet ist, erhalten. Diese Lichtstreuung wird derart vorgesehen, dass sie um so stärker ist, als man sich weiter von einer Lichtquelle entfernt, indem sie in gewisser Weise die Lichtenergieabnahme längs des Leiters kompensiert.The new design of the guide according to the invention essentially makes it possible to optimise the lighting of a dial by equalising the light rays striking the external surface of the guide. This equalisation is obtained by diffusing the light according to a flap directed towards the internal surface of the guide. This light diffusion is designed to be more pronounced the further away one is from a light source, compensating in a certain way for the decrease in light energy along the guide.

Im Fall einer Vorrichtung, die zum Beispiel nur eine Lichtquelle umfasst, ist also die Lichtstreuung in dem der Lichtquelle diametral entgegengesetzten Abschnitt des Leiters maximal.In the case of a device comprising, for example, only one light source, the light scattering is therefore maximum in the section of the conductor diametrically opposite to the light source.

Verschiedene Behandlungen der äusseren Oberfläche sind möglich, um die nutzbare Lichtstreuungsoberfläche, von der der Gradient der Menge von gestreutem Licht abhängt, variieren zu lassen. Zuerst sei daran erinnert, dass die optimale Lichtstreuung mit einem Lambert-Reflektor erreicht wird, dessen charakteristisches Modell die Oberfläche eines Magnesiumoxid-Blocks ist, mit dem alles auftreffende Licht gemäss einem kugelförmigen Lappen gestreut wird.Different treatments of the external surface are possible to vary the usable light scattering surface, on which the gradient of the amount of scattered light depends. First of all, it should be remembered that the optimal light scattering is achieved with a Lambert reflector, whose characteristic model is the surface of a magnesium oxide block, which scatters all incident light according to a spherical lobe.

Eine erste Ausführungsform besteht also darin, auf der glatten äusseren Oberfläche des Leiters eine Beschichtung aus einem lichtstreuenden Werkstoff des Lambert-Typs anzubringen, indem man die bedeckte Oberfläche nach Massgabe des Abstandes von einer Lichtquelle zunehmen lässt. Im Fall eines Leiters mit rechteckigem Querschnitt wird diese Beschichtung vorallem auf der kleinen Seite, die der polierten inneren Oberfläche gegenüberliegt, angebracht. Sie kann ebenfalls auf die gleiche Weise auf den beiden anderen, zwischen dem Glas und dem Zifferblatt gehaltenen Oberflächen, oder auch auf die drei, die äussere Oberfläche bildenden Seiten angebracht werden.A first embodiment therefore consists in applying a coating of a light-diffusing material of the Lambert type to the smooth external surface of the conductor, increasing the surface area covered in proportion to the distance from a light source. In the case of a conductor with a rectangular cross-section, this coating is applied mainly to the small side facing the polished internal surface. It can also be applied in the same way to the other two surfaces held between the glass and the dial, or to the three sides forming the external surface.

Gemäss einer zweiten Ausführungsform führt man eine Strukturierung der äusseren Oberfläche aus, indem man die Strukturierungsdichte nach Massgabe des Abstandes von einer Lichtquelle erhöht. Gemäss einer ersten Variante besteht diese Struktur aus Rillen in der äusseren Oberfläche, die auf dem Leiter parallel zur Krümmungslinie des Leiters orientiert sind und deren Anzahl nach Massgabe des Abstandes von einer Lichtquelle zunimmt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind die Rillen V-förmig.According to a second embodiment, the outer surface is structured by increasing the structuring density according to the distance from a light source. According to a first variant, this structure consists of grooves in the outer surface which are oriented on the conductor parallel to the line of curvature of the conductor and whose number increases according to the distance from a light source. According to a preferred embodiment, the grooves are V-shaped.

Gemäss einer zweiten Variante besteht diese Struktur aus kleinen Hohlräumen, die in der äusseren Oberfläche des Leiters ausgearbeitet sind und deren Anzahl pro Oberflächeneinheit nach Massgabe des Abstandes von einer Lichtquelle zunimmt. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform sind diese Hohlräume kegelförmig. Die Struktur mit Rillen oder Hohlräumen wird zum Beispiel durch Laserbearbeitung oder einfach durch Formarbeit ausgeführt.According to a second variant, this structure consists of small cavities machined into the external surface of the conductor, the number of which per unit surface increases according to the distance from a light source. According to a preferred embodiment, these cavities are conical. The structure with grooves or cavities is made, for example, by laser machining or simply by molding.

Gemäss einer dritten Ausführungsform wird die Variation der längs des Leiters durch die äussere Oberfläche gestreuten Lichtmenge erhalten, indem sowohl eine Strukturierung mit Rillen oder Hohlräumen der äusseren Oberfläche, wie dies in der zweiten Ausführungsform angegeben ist, ausgeführt wird, als auch der in der ersten Ausführungsform verwendete lichtstreuende Werkstoff in den Abschnitten mit Hohlräumen abgelagert wird.According to a third embodiment, the variation of the amount of light scattered along the conductor by the outer surface is obtained by both structuring the outer surface with grooves or cavities, as indicated in the second embodiment, and depositing the light-scattering material used in the first embodiment in the cavities portions.

Welches auch immer die Ausführungsform ist, die ermöglicht, eine Variation der längs des Leiters gestreuten Lichtmenge zu erhalten, ist es ferner möglich, eine Spiegeloberfläche hinter jeder äusseren Oberfläche des Leiters derart anzuordnen, dass sie die Strahlen reflektiert, die in den unbehandelten Leiterabschnitten keine vollständige Reflexion erfahren. Gemäss der bevorzugten Ausführungsform ist die Spiegeloberfläche nicht auf den Leiter selbst plattiert, sondern von diesem letzteren durch einen Luftraum getrennt.Whatever the embodiment that makes it possible to obtain a variation in the quantity of light scattered along the conductor, it is also possible to arrange a mirror surface behind each external surface of the conductor in such a way that it reflects the rays that do not undergo complete reflection in the untreated sections of the conductor. According to the preferred embodiment, the mirror surface is not plated on the conductor itself, but is separated from the latter by an air space.

Der den Leiter bildende Werkstoff wird derart gewählt, dass er einen hohen Reflexionsindex hat, wobei er dennoch billig ist und leicht bearbeitet werden kann. Ein geeignetes Material ist zum Beispiel Polymethylmetacrylat (PMMA) oder Polycarbonat (P. C.).The material forming the conductor is chosen so that it has a high reflection index, while still being inexpensive and easy to work with. A suitable material is, for example, polymethylmethacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC).

Die Form des Querschnitts des Leiters ist nicht bestimmend für das Erhalten einer gleichförmigen Beleuchtung. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform, die insbesondere der einfachsten und wirtschaftlichsten industriellen Anwendung entspricht, ist der Querschnitt des Leiters jedoch rechteckig, wovon eine kleine Seite, die zur Oberfläche des Zifferblatts senkrecht ist, der polierten inneren Oberfläche entspricht, während die drei anderen Seiten der äusseren Oberfläche entsprechen.The shape of the cross-section of the conductor is not decisive for obtaining a uniform illumination. However, according to a preferred embodiment, which corresponds in particular to the simplest and most economical industrial application, the cross-section of the conductor is rectangular, of which a small side, perpendicular to the surface of the dial, corresponds to the polished inner surface, while the other three sides correspond to the outer surface.

Die Form des Lichtleiters ist natürlich an die Form des Zifferblatts, längs dessen Umfangs er verläuft, angepasst. Es verhält sich ebenso mit der Anzahl und dem Standort der Lichtquellen. Wenn eine einzige Lichtquelle verwendet wird, hat der Lichtleiter vorzugsweise keinen winkelförmigen Punkt und besteht also in Form einer kreisförmigen oder ovalen Schlaufe. Wenn der Leiter winkelförmige Punkte aufweist, zum Beispiel wenn er eine rechteckige Form hat, ist es wünschenswert, an jedem winkelförmigen Punkt entweder über eine Lichtquelle oder über einen Spiegel zu verfügen, der ermöglicht, die Lichtstrahlen zu entzerren.The shape of the light guide is of course adapted to the shape of the dial along whose circumference it runs. The same applies to the number and location of the light sources. If a single light source is used, the light guide preferably has no angular point and is therefore in the form of a circular or oval loop. If the guide has angular points, for example if it is rectangular, it is desirable to have either a light source or a mirror at each angular point that allows the light rays to be straightened.

Obwohl die Vorrichtung für die gleichförmige Beleuchtung eines Zifferblatts für jeden Anzeigetyp verwendet werden kann, wird die nachfolgende Beschreibung aus praktischen Gründen unter Bezugnahme auf ein Zeitmessgerät, und genauer auf eine Armbanduhr, gemacht. Ebenso kann diese Vorrichtung für jede Anzeigeart verwendet werden, aber die ausführliche Beschreibung wird im wesentlichen unter Bezugnahme auf eine analoge Anzeige, d. h. eine Anzeige, in der sich wenigstens ein Zeiger gegenüber Markierungen, die von einem Zifferblatt getragen werden, verlagert, gemacht.Although the device for uniformly illuminating a dial can be used for any type of display, the following description will be made with reference to a timepiece, and more specifically to a wristwatch, for practical reasons. Likewise, this device can be used for any type of display, but the detailed description will be made essentially with reference to an analog display, i.e. a display in which at least one hand moves relative to markings carried by a dial.

Dies schliesst keineswegs aus, dass die Beleuchtungsvorrichtung gemäss der Erfindung an ein Zifferblatt angepasst werden kann, das ganz oder teilweise eine digitale Vorrichtung für die Anzeige von zeitlichen oder nichtzeitlichen Informationen umfasst. Ebenso kann die Beleuchtungsvorrichtung gemäss der Erfindung in anderen Anordnungen, die das Aussehen des Zifferblatts verändern, verwirklicht sein. In einer Konfiguration mit rechteckigem Zifferblatt kann eine gleichförmige Beleuchtung einfach mittels eines Leiters erhalten werden, der aus zwei verschiedenen Stäben gebildet ist, die jeweils an einem Ende mit einer Lichtquelle und am anderen Ende mit einem Spiegel versehen sind, wobei sie in der Nähe zweier paralleler Kanten des Zifferblatts angeordnet sind.This does not exclude the possibility that the lighting device according to the invention can be adapted to a dial comprising, in whole or in part, a digital device for displaying temporal or non-temporal information. Likewise, the lighting device according to the invention can be used in other Arrangements that change the appearance of the dial can be realized. In a rectangular dial configuration, uniform illumination can be obtained simply by means of a conductor formed by two different rods, each provided with a light source at one end and a mirror at the other, placed near two parallel edges of the dial.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von verschiedenen Ausführungen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, in denen:Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of various embodiments with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Armbanduhr ist, die teilweise eine erste Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung gemäss der Erfindung zeigt;Fig. 1 is a perspective view of a wristwatch partially showing a first embodiment of a lighting device according to the invention;

Fig. 2 eine vergrösserte Teilansicht im Schnitt gemäss der Linie II-II der Fig. 1 ist;Fig. 2 is an enlarged partial sectional view taken along line II-II of Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrösserte Draufsicht des Lichtleiters der auf Fig. 1 dargestellten Armbanduhr ist;Fig. 3 is an enlarged plan view of the light guide of the wristwatch shown in Fig. 1;

Fig. 4 eine entwickelte Ansicht der kleinen äusseren Seite des Leiters der Fig. 3 zwischen der Lichtquelle und dem diametral entgegengesetzten Punkt ist;Fig. 4 is a developed view of the small outer side of the conductor of Fig. 3 between the light source and the diametrically opposite point;

Fig. 5A eine Schnittansicht des Lichtleiters gemäss der Linie V-V der Fig. 3 ist;Fig. 5A is a sectional view of the light guide according to the line V-V of Fig. 3 ;

Fig. 5B eine weitere Darstellung des Schnitts gemäss der Linie V-V der Fig. 3 ist;Fig. 5B is a further representation of the section according to the line V-V of Fig. 3;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Lichtleiters einer zweiten Ausführungsform einer Beleuchtungsvorrichtung gemäss der Erfindung ist;Fig. 6 is a perspective view of the light guide of a second embodiment of a lighting device according to the invention;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des Lichtleiters einer dritten Ausführungsform ist, die besonders an die Beleuchtung eines rechteckigen Zifferblatts angepasst ist, undFig. 7 is a perspective view of the light guide of a third embodiment, particularly adapted to the illumination of a rectangular dial, and

Fig. 8 eine Draufsicht einer vierten Ausführungsform ist, die ebenfalls an die Beleuchtung eines rechteckigen Zifferblatts angepasst ist.Fig. 8 is a plan view of a fourth embodiment also adapted to the illumination of a rectangular dial.

Indem man sich insbesondere auf die Fig. 1 und 2 bezieht, erkennt man, dass die dargestellte Armbanduhr des gebräuchlichen Typs mit einem runden Gehäuse 1, das ein Uhrwerk umfasst, und mit einem Armband 2, wovon jeder Strang am Gehäuse zwischen Hörnern 3 befestigt ist, ist. Die Zeitanzeige wird auf einem Zifferblatt 4 mittels Zeiger 5 ausgeführt, die sich gegenüber zeitlichen Markierungen 7 verlagern. Die Anzeige ist durch ein Glas 8 verschlossen, das durch einen Glasreif 9 an Ort und Stelle gehalten wird, der mit dem Gehäuse 1 verbunden ist und dessen Umfang über das Zifferblatt vorsteht, wie dies klarer im Schnitt der Fig. 2 erscheint. Der Abschnitt, in dem das Glas und der Glasreif teilweise abgerissen worden sind, lässt den Lichtleiter 20 erscheinen. Der Lichtleiter 20, der ringförmig ist und einen rechteckigen Querschnitt aufweist, ist in dem Raum eingebettet, der durch die Innenwand 10 des Glasreifs 9 und die Seiten gegenüber dem Zifferblatt 4 und dem Glas 8 begrenzt ist. Wie dies klarer auf Fig. 2 erscheint, wird der Leiter 20 durch Abstandsstücke 11 in seinem Aufnahmesitz gehalten, die derart stellenweise angeordnet sind, dass ein kleiner Luftraum zwischen der äusseren Oberfläche des Leiters und den gegenüberliegenden Wänden vorhanden ist, gegen welche Spiegeloberflächen 12 angeordnet sind, die ermöglichen, die aus dem Leiter austretenden Strahlen zu reflektieren. Diese Spiegeloberflächen werden beispielsweise mit Hilfe von PET-Folien mit Silberbeschichtung aus-geführt.Referring in particular to Figs. 1 and 2, it will be seen that the wristwatch shown is of the usual type with a round case 1 containing a movement and with a bracelet 2, each strand of which is attached to the case between horns 3. The time indication is carried out on a dial 4 by means of hands 5 which move relative to time markings 7. The display is closed by a glass 8 which is held in place by a bezel 9 which is connected to the case 1 and whose circumference projects beyond the dial, as appears more clearly in the section in Fig. 2. The section in which the glass and bezel have been partially torn off, makes the light guide 20 appear. The light guide 20, which is ring-shaped and has a rectangular cross-section, is embedded in the space delimited by the inner wall 10 of the bezel 9 and the sides opposite the dial 4 and the glass 8. As appears more clearly in Fig. 2, the guide 20 is held in its receiving seat by spacers 11 arranged in such a way that a small air space is present between the outer surface of the guide and the opposite walls against which mirror surfaces 12 are arranged, allowing the rays emerging from the guide to be reflected. These mirror surfaces are made, for example, by means of PET films with a silver coating.

Auf der 12 Uhr-Position weist der Leiter einen Unterbruch auf, der einen Aufnahmesitz bildet, in dem eine Lichtquelle 13 angeordnet ist. In der dargestellten Ausführungsform wird diese Lichtquelle von zwei LED 13a, 13b gebildet, die Rückseite an Rückseite angeordnet sind und auf die Querschnitte des Leiters geklebt sind, und die ermöglichen, das Licht in entgegengesetzten Richtungen in den Leiter zu injizieren. Man verwendet beispielsweise Al-Ga-As-Dioden, die mit einer Versorgungsspannung von 1,65 V bei 639 nm senden. Die elektrische Versorgungsquelle kann die gleiche wie diejenige des Uhrwerks sein, und die Unterspannungssetzung kann auf Verlangen durch Betätigung eines Drückerknopfs 6 ausgeführt werden.At the 12 o'clock position, the conductor has a break forming a housing in which a light source 13 is arranged. In the embodiment shown, this light source is formed by two LEDs 13a, 13b arranged back to back and glued to the cross sections of the conductor, and which allow the light to be injected into the conductor in opposite directions. For example, Al-Ga-As diodes are used, which emit at a supply voltage of 1.65 V at 639 nm. The electrical supply source can be the same as that of the movement and the voltage can be switched on when required by pressing a pushbutton 6.

Indem man sich jetzt genauer auf die Fig. 3, 4, 5A und 5B bezieht, erkennt man, dass der ringförmige Leiter 20 mit rechteckigem Querschnitt eine polierte innere Oberfläche 21, die durch eine kleine Seite, die zum Zifferblatt 4 senkrecht steht, gebildet ist und zur Mitte dieses letzteren gerichtet ist, und eine äussere Oberfläche 22, die durch die drei anderen Seiten 22a, 22b, 22c gebildet ist, umfasst. Im dargestellten Beispiel sind die drei Seiten, welche die äussere Oberfläche des Leiters bilden, derart gestaltet, dass eine Zunahme der aktiven Oberfläche erhalten wird, um das Licht nach Massgabe des Abstandes von der Lichtquelle 13 zu streuen, d. h. um eine maximale Lichtstreuung in einem der Quelle 13 diametral entgegengesetzten Bereich 23 des Leiters zu haben.Referring now more closely to Figs. 3, 4, 5A and 5B, it can be seen that the ring-shaped conductor 20 of rectangular cross-section comprises a polished inner surface 21 formed by a small side perpendicular to the dial 4 and directed towards the centre of the latter, and an outer surface 22 formed by the three other sides 22a, 22b, 22c. In the example shown, the three sides forming the outer surface of the conductor are designed in such a way as to obtain an increase in the active surface in order to scatter the light according to the distance from the light source 13, i.e. to have a maximum light scattering in a region 23 of the conductor diametrically opposite the source 13.

Diese Gestaltung besteht in einer fortschreitenden Strukturierung der gesamten äusseren Oberfläche durch Rillen 24a, 24b, 24c, die gemäss der Krümmungslinie des Leiters orientiert sind, auf den Seiten 22a, 22b, 22c, die die äussere Oberfläche 22 bilden.This design consists in a progressive structuring of the entire external surface by grooves 24a, 24b, 24c, oriented according to the line of curvature of the conductor, on the sides 22a, 22b, 22c forming the external surface 22.

Fig. 3 stellt die Struktur der oberen Seite 22a des Leiters gegenüber dem Glas 8 dar. Man beobachtet, dass die Anzahl Rillen 24a, die transversal zum Leiter gezählt werden, einerseits zunimmt, wenn man sich von der Lichtquelle 13 entfernt, und andererseits zunimmt, wenn man sich von der Mitte des Zifferblatts 4 entfernt, und dass ihre Dichte also im Bereich 23 maximal ist, von welchem ausgehend sie eine symmetrische Anordnung auf dem Leiter aufweisen. Die auf der zum Zifferblatt gerichteten Seite 22c ausgeführte Struktur weist Rillen 24c mit der gleichen Gestaltung wie diejenigen der Seite 22a auf.Fig. 3 shows the structure of the upper face 22a of the conductor facing the glass 8. It is observed that the number of grooves 24a counted transversely to the conductor increases on the one hand as one moves away from the light source 13, and on the other hand, increases as one moves away from the centre of the dial 4, and that their density is therefore maximum in the region 23, from which they have a symmetrical arrangement on the conductor. The structure made on the side 22c facing the dial has grooves 24c with the same design as those on the side 22a.

Auf Fig. 4 hat man eine entwickelte Halbansicht der Seite 22b, d. h. des von der Lichtquelle 13 zum Bereich 23 führenden Abschnitts, dargestellt. Wie man dies erkennt, nimmt die Anzahl Rillen 24b, die transversal zum Leiter gezählt werden, nach Massgabe des Abstandes von der Lichtquelle zu, wobei die Rillen in diesem Fall symmetrisch beiderseits der Mittellinie der Seite 22b verteilt sind.Fig. 4 shows a developed half-view of the side 22b, i.e. the section leading from the light source 13 to the area 23. As can be seen, the number of grooves 24b counted transversely to the conductor increases according to the distance from the light source, the grooves in this case being distributed symmetrically on either side of the center line of the side 22b.

Der vergrösserte Schnitt der Fig. 5A, der an einem Punkt des Leiters mit einigem Abstand zum Bereich 23, der eine grössere Dichte aufweist, ausgeführt ist, gibt ein Ausführungsbeispiel dieser Rillen, die eine V-Form mit einem Winkel aufweisen und durch flache Stellen 25 getrennt sind. Gemäss dem Brechungsindex des den Lichtleiter 20 bildenden Werkstoffs und dem Krümmungsradius der Oberfläche an einem gegebenen Punkt kann dieser Winkel zwischen 30º und 45º variieren. Beispielshalber hat der Winkel für einen kreisförmigen Leiter aus PMMA mit einem Brechungsindex n = 1,49 vorzugsweise einen Wert von 40º. Ebenso kann die maximale Anzahl Rillen und ihre Verdichtung längs der Krümmung des Leiters in Abhängigkeit von den Abmessungen des Leiters variieren. Rein als Illustration umfassen die Seiten 22a und 22c eines Leiters mit 2 mm Breite im Bereich 23 7 Rillen, wobei die äusserste Rille eine Länge hat, die merklich gleich den 2/3 des Umfangs des Leiters ist. Diese Rillen können im Leiter durch jedes geeignete Mittel, wie eine CO&sub2;-Laserbearbeitung oder eine Formarbeit während der Herstellung des Leiters selbst gebildet werden.The enlarged section of Fig. 5A, taken at a point on the guide some distance from the region 23 having a higher density, gives an example of these grooves, which have a V-shape with an angle and are separated by flat areas 25. According to the refractive index of the material forming the light guide 20 and the radius of curvature of the surface at a given point, this angle can vary between 30º and 45º. By way of example, for a circular guide made of PMMA with a refractive index n = 1.49, the angle preferably has a value of 40º. Likewise, the maximum number of grooves and their density along the curvature of the guide can vary depending on the dimensions of the guide. Purely by way of illustration, the sides 22a and 22c of a 2 mm wide conductor comprise 7 grooves in the region 23, the outermost groove having a length substantially equal to 2/3 of the circumference of the conductor. These grooves may be formed in the conductor by any suitable means, such as CO₂ laser machining or a molding operation during manufacture of the conductor itself.

Fig. 5B stellt den gleichen Leiter wie diejenigen der Fig. 5A dar, in dem die Rillen 24a, 24b, 24c mit einem lichtstreuenden Werkstoff 26 gefüllt worden sind. Für die Seite 22a hat man eine Ausführungsform dargestellt, in der der lichtstreuende Werkstoff die Oberfläche egalisiert, und für die Seite 22c hat man eine weitere Ausführungsform dargestellt, in der der lichtstreuende Werkstoff Wülste 27 oberhalb der Rillen bildet. Diese Wülste 27 können ausreichend sein, um einen kleinen Luftraum zwischen der äusseren Oberfläche 22 des Leiters und den Oberflächen gegenüber dem Glas, dem Zifferblatt und dem Gehäusemittelteil zu erhalten und dadurch die Verwendung der Abstandsstücke 11 überflüssig zu machen.Fig. 5B shows the same conductor as those of Fig. 5A in which the grooves 24a, 24b, 24c have been filled with a light-diffusing material 26. For the side 22a, an embodiment has been shown in which the light-diffusing material levels the surface, and for the side 22c, a further embodiment has been shown in which the light-diffusing material forms beads 27 above the grooves. These beads 27 may be sufficient to maintain a small air space between the outer surface 22 of the conductor and the surfaces opposite the glass, the dial and the case center, thus making the use of the spacers 11 superfluous.

Der lichtstreuende Werkstoff 26, der sich als am geeignetsten erwiesen hat, besteht aus einer Titanoxid-Lackierung, die einen gleichen Anteil Bariumsulfat und eine kleine Menge PTFE in Pulverform, zum Beispiel in den Verhältnissen 42/42/16, enthält.The light-diffusing material 26, which has proven to be the most suitable, consists of a titanium oxide coating containing an equal proportion of barium sulfate and contains a small amount of PTFE in powder form, for example in the ratio 42/42/16.

Auf Fig. 6 ist eine weitere Ausführungsform eines Leiters 30 dargestellt worden, der sich von demjenigen, der soeben beschrieben worden ist, im wesentlichen dadurch unterscheidet, dass seine allgemeine Form oval ist und dass er zwei Lichtquellen 33, 35 und eine durch Hohlräume 34 gebildete Strukturierung der äusseren Oberfläche umfasst. Die Lichtquellen 33, 35 sind gemäss der Hauptachse diametral entgegengesetzt, und jede ist in einer Kerbe eingebettet, die durch die Querschnitte des Leiters und eine Verbindungsbasis 36, 37 gebildet ist. Diese Kerben, oder auf äquivalente Weise die Lichtquellen, begrenzen also im Leiter 30 zwei symmetrische Sektoren, deren Bereiche 31, 32 mit der grössten Dichte an Hohlräumen, und somit mit dem stärksten Lichtstreuvermögen, sich merklich auf der Nebenachse befinden.Fig. 6 shows another embodiment of a conductor 30 which differs from the one just described essentially in that its general shape is oval and in that it comprises two light sources 33, 35 and a structure of the external surface formed by cavities 34. The light sources 33, 35 are diametrically opposed along the major axis and each is embedded in a notch formed by the cross-sections of the conductor and a connecting base 36, 37. These notches, or equivalently the light sources, thus delimit two symmetrical sectors in the conductor 30, the areas 31, 32 of which with the greatest density of cavities, and thus with the greatest light scattering power, are located noticeably on the minor axis.

Die Hohlräume 34 werden zum Beispiel in der Form von Kegeln mit einem Winkel, der, wie bereits für die Rillen angegeben, variieren kann, aus-geführt. Für die Verteilung dieser Hohlräume auf jeder der die äussere Oberfläche bildenden Seiten bezieht man sich ebenfalls auf die für die Rillen gemachte Beschreibung.The cavities 34 are made, for example, in the form of cones with an angle that can vary, as already indicated for the grooves. For the distribution of these cavities on each of the sides forming the external surface, reference is also made to the description given for the grooves.

Indem man sich nun auf Fig. 7 bezieht, hat man eine Draufsicht eines Lichtleiters 40 dargestellt, der derart gestaltet ist, dass er längs des gesamten Umfangs eines rechteckigen Zifferblatts verläuft. Dieser Leiter umfasst eine einzige Lichtquelle 43, die sich in der Mitte einer kleinen Seite befindet. Jeder zum Einfassungsring gerichtete Winkel der äusseren Oberfläche ist derart bearbeitet, dass er einen Spiegelabschnitt 42 hat, der ermöglicht, die Lichtstrahlen zu entzerren. In diesem Beispiel wird die Variation des Lichtstreuvermögens der äusseren Oberfläche unter Anwendung einer lichtstreuenden Beschichtung 46 erhalten, die die zuvor angegebene Zusammensetzung hat und eine maximale Bedeckung im Bereich 41 in der Mitte der kleinen Seite, die derjenigen, die mit der Lichtquelle versehen ist, entgegengesetzt ist, aufweist. Gemäss einer Variante kann die alleinige Lichtquelle durch zwei in benachbarten oder entgegengesetzten Winkeln angeordnete Lichtquellen ersetzt werden, wobei die beiden anderen Winkel mit Spiegeln versehen sind und die lichtstreuende Beschichtung an die Anordnung der Lichtquellen angepasst ist.Referring now to Fig. 7, there is shown a plan view of a light guide 40 designed to run along the entire perimeter of a rectangular dial. This guide comprises a single light source 43 located in the middle of a small side. Each angle of the external surface directed towards the bezel ring is machined to have a mirror portion 42 which makes it possible to rectify the light rays. In this example, the variation in the light diffusion power of the external surface is obtained by using a light-diffusing coating 46 having the composition indicated above and having a maximum coverage in the region 41 in the middle of the small side opposite to that provided with the light source. According to one variant, the sole light source can be replaced by two light sources arranged at adjacent or opposite angles, with the other two angles being provided with mirrors and the light-diffusing coating being adapted to the arrangement of the light sources.

Auf Fig. 8 hat man in Draufsicht eine weitere Ausführungsform einer Armbanduhr mit rechteckigem Zifferblatt dargestellt, in der die Beleuchtungsvorrichtung gemäss der Erfindung 50 aus zwei Stäben 50a, 50b zusammengesetzt ist, die auf gleiche Weise ausgebildet sind und entgegengesetzt liegend angeordnet sind. Jeder geradlinige Stab umfasst an einem Ende eine Lichtquelle 53 und am anderen Ende einen Spiegel 52. Die Struktur, die ermöglicht, die Lichtstreuung längs jedes Leiters variieren zu lassen und hier durch Rillen dargestellt ist, ist derart angeordnet, dass sich die Fronten mit gleicher Beleuchtung merklich überdecken. Wie man dies auch erkennt, umfasst das Zifferblatt zugleich eine analoge Anzeige 54 und eine digitale Anzeige 55. Es ist ferner vollkommen möglich und mit der Beleuchtungsvorrichtung gemäss der Erfindung kompatibel, den Grund des Abschnitts des für die analoge Anzeige reservierten Zifferblatts durch jedes dem Fachmann bekannte Verfahren abzuwandeln, zum Beispiel indem an dieser Stelle eine durch elektro-phoretische Methode veränderbare Zelle angebracht wird.Fig. 8 shows a plan view of another embodiment of a wristwatch with a rectangular dial, in which the lighting device according to the invention 50 is composed of two rods 50a, 50b, which are designed in the same way and are arranged opposite each other. Each straight rod comprises a light source 53 at one end and other end, a mirror 52. The structure which allows the light diffusion to be varied along each conductor, represented here by grooves, is arranged in such a way that the fronts with the same lighting overlap appreciably. As can also be seen, the dial comprises both an analogue display 54 and a digital display 55. It is also perfectly possible and compatible with the lighting device according to the invention to modify the base of the portion of the dial reserved for the analogue display by any method known to those skilled in the art, for example by placing in this place a cell which can be modified by electrophoresis.

Gemäss einer nicht dargestellten Variante kann es insbesondere im Fall eines merklich quadratischen Zifferblatts vorteilhaft sein, die beiden Stäbe parallel zu der 3 Uhr/6 Uhr-Achse anzuordnen, indem die Lichtquellen der Stäbe nicht mehr entgegengesetzt liegend sondern auf einer gleichen Seite angeordnet werden.According to a variant not shown, it may be advantageous, particularly in the case of a noticeably square dial, to arrange the two rods parallel to the 3 o'clock/6 o'clock axis by no longer arranging the light sources of the rods opposite one another but on the same side.

Die Beispiele, die soeben beschrieben worden sind, können zahlreiche, für den Fachmann zugängliche Variationen und Anpassungen umfassen, ohne über den Rahmen der Erfindung hinauszugehen.The examples just described may include numerous variations and adaptations accessible to the person skilled in the art, without going beyond the scope of the invention.

Claims

1. Device for illuminating the dial (4) of a display device, which is formed by a housing (1) closed by a glass cover arranged above the dial (4) and held by a bezel ring (9), the device comprising at least one light source (13, 33, 35, 43, 53) arranged in at least one receiving seat formed in a light guide (20, 30, 40, 50) positioned on the periphery of the dial (4), the guide having a polished inner surface (21) directed towards the dial (4) and an outer surface (22) held in a space delimited by the dial (4), the glass (8) and the inner wall (10) of the bezel ring (9), characterized in that the entire outer surface (22) of the guide or a part thereof is designed so that that it enables a progressive increase in the amount of light scattered by the outer wall along the conductor (20, 30, 40, 50) depending on the distance from one of the light sources (13, 33, 35, 43, 53).

2. Lighting device according to claim 1, characterized in that the outer surface has a coating of a light-scattering material (26) of the Lambert type, which covers the outer surface (22) more and more depending on the distance from one of the light sources (13, 33, 35, 43, 53).

3. Lighting device according to claim 2, characterized in that the coating of the light-scattering material (26) is a titanium oxide coating which contains barium sulfate and polytetrafluoroethylene in powder form.

4. Lighting device according to claim 1, characterized in that the outer surface (22) has a structure whose density increases according to the distance from one of the light sources (13, 33, 35, 43, 53).

5. Lighting device according to claim 4, characterized in that the structure is formed by grooves (24a, 24b, 24c) which are oriented on the conductor (20, 30) parallel to the line of curvature of the conductor (23) and whose number increases according to the distance from a light source.

6. Lighting device according to claim 5, characterized in that the grooves (24a, 24b, 24c) are V-shaped.

7. Lighting device according to claim 4, characterized in that the structure is formed by cavities (34), the number of which per surface unit increases according to the distance from a light source (13, 33, 35, 43, 53).

8. Lighting device according to claims 2 and 4, characterized in that the outer surface comprises both a structure and a light-scattering material deposited on the sections of the grooves or cavities.

9. Lighting device according to claim 1, characterized in that the design of the outer surface (22) is such that the light scattering capacity also increases in accordance with the distance from the inner surface.

10. Lighting device according to claim 1, characterized in that the light guide (20, 30) has a rectangular cross-section, of which a small side, which is perpendicular to the surface of the dial, forms the polished inner surface (21) and of which the three other sides form the outer surface (22).

11. Lighting device according to claim 10, characterized in that the design which enables a variation of the light scattering length of the conductor is formed exclusively on a part of the outer surface (22b) opposite the polished inner surface (21).

12. Lighting device according to claim 10, characterized in that the design which enables a variation of the light scattering along the conductor is formed on the entire outer surface (22a, 22b 22c).

13. Lighting device according to claim 1, characterized in that it further comprises a mirror surface (12) arranged opposite the outer surface (22) but not plated thereon.

14. Lighting device according to claim 1, characterized in that the light guide (20, 30) is adapted to the shape of a circular or oval dial.

15. Lighting device according to claim 1, characterized in that the light guide (40, 50) is adapted to the shape of a square or rectangular dial.

16. Lighting device according to claim 15, characterized in that the light guide (40) runs along the entire circumference of the dial and further comprises at least two mirrors (42) mounted on the part of the outer surface opposite the bezel ring and arranged in the corners.

17. Lighting device according to claim 15, characterized in that the light guide (50) is formed from two different rods (50a, 50b), each of which is connected at one end to a light source (53) and at the other end to a mirrors (52) and are arranged near two parallel edges of the dial.

18. Lighting device according to claim 1, characterized in that the receiving seat for a light source is formed between two cross sections of the conductor.

19. Lighting device according to claim 1, characterized in that the receiving seat for a light source is formed between two cross sections of the conductor, which are connected to one another by a band (36, 37) made of a material forming the conductor.

20. Lighting device according to claim 1, characterized in that each light source is formed from two diodes arranged back to back.

21. A timepiece comprising a lighting device according to any one of the preceding claims.

22. Timepiece according to claim 21, characterized in that the lighting device is implemented in other embodiments that modify the appearance of the dial.