TW314608B - - Google Patents

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ύ!4ο〇8 經濟部中央梂準局貝工消费合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（1 ) 本案係與一手錶有關之發明，該手錶包含資訊顯示裝 置，及一光學放大機構，其位於此顯示裝置中，使得使用 者可目視此錶。 爲了顯示資訊，已知在一手錶中，可能使用由指針及 一或多個等級所形成的類比顯示，或一段由液晶單元（ LCD)所形成的數位顯示。 已知在手錶的盤面上使用一印刷盤，或振鈴，或相關 的開孔以指示日期，星期之天數，日數及年份。爲了放大 指示日期的數字，已知在手錶水晶的位準上與盤面所提開 孔的相反處置一放大鏡。在此例中，印刷碟或鈴及放大鏡 之間的距離一般少於3mm，因此之故，透鏡的聚焦長度 必需極小以達到放大效果。例如，爲了達到兩倍放大率* 聚焦長度少於6mm。如果開孔半徑爲1 mm及眼睛與手 錶晶體之間的距離約爲1 5 cm，則放大鏡的直徑約爲2 m m，以符'合爲此放大鏡所形成實像的直徑，以使得日期 可完全由使用者所讀取。 另外，應用聚焦長度6mm的透鏡，邊緣效應（ edge effect)非常顯著且光學像差很大而使得放大鏡的 直徑實質上倍增，也就是說約4mm大小，才能正確而簡 易地讀取日期，6mm的聚焦長度已相當地長。 上述裝置非常不令人喜歡，因爲放大鏡太大，且由此 透鏡所形成的影像並不好。結果上述之裝置只透於放大倍 率小於二者。所以此裝置並不允許增加由顯示裝置所提供 的資訊密度。因此對於傳統大小的手錶’特別是腕錶，能· 本紙張尺度適用t國國家標準（CNS ) A4规格（2丨OX297公釐） • - 4 - -------------裝------訂------線 , I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央橾準局員工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（2 ) 有效增加資訊而且擁有畫質良好易於讀取的影像並不存在 0 本發明目的在處理此一問題，其提供一包含資訊顯示 裝置的手錶，含高資訊密度，且有一光學放大機構置於手 錶中，以允許顯示裝置之放大可保證輕易地讀取此一資訊 0 由例子中得知，每行約1 5個字母的1 0行文字，可 用100x100像素（P i xe 1 )表之。像示表一區 域性且實質上爲均勻的資訊項，特別是一單元所放射之光 ，例如發光二極體或一積體微雷射。 爲了在約2 0公分的距離處直接讀取上述文字，必需 上述矩陣裝置表面積約4 c m2，以確定易於讀取。4 c m2的直接顯示佔據手臂大小之腕錶的整個盤面。此限 制了盤面佈局的整個可能性。 本發明^的目的乃提供一手錶，其顯示約1 0 0 X 1 0 0像素，而可爲使用者正確讀取*而且顯示面小於4 cm2，例如介於1至2 cm2之間，其位於手錶之盤面上 〇 本發明的目的爲提供一手錶，其含錶殼，顯示機構， 及光學放大機構*其設計上可對顯示機構所提供的資訊予 以放大，此手錶的特徵在於更包含第一鏡，置於該殼中， 其置於該殼中，以在該光學放大機構的方向上反射來自該 顯示機械的光，同樣地該顯示機構可置於殼內。 此導致本發明手錶的下列特性，顯示機構與光學放大 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210/297公釐） ---------^_| 装 II -- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 7線 5 經濟部中央梂準局貝工消費合作社印装 314608 at B7 五、發明説明（3 ) 機構之間的光路徑長度很大，特別是其大小大於手錶本身 之厚，第一鏡可使光從顯示機構中在光學放大機構的方向 上反射出來。 在一特別之實施例中，第一鏡置於殼之背面，而且光 學放大機構包含第一放大透鏡，置於手錶之晶體下，因此 顯示機構及第一透鏡之間的光路徑長度沒有更進一步大於 手錶的厚度，當讀下列不同之實施例時此顯然爲一優點。 由下列附圖及說明，將可更進一步瞭解本發明的特性 及優點，但該說明並不做爲限制本發明之用。 一圖1爲本發明第一實施例之示意截面圖； 一圖2爲圖1手錶上方所視之示意圖； 一圚3爲本發明之第二實施例之手錶之示意截面圖； —圖4爲本發明之第三實施例之手錶的示意截面圖； 一圖5爲本發明第四實施例之手錶的示意截面圖。 依據圖1及2，下文將說明本發明的第一實施例。 錶1包置於殼4中的錶動體2。殼4包含背蓋6，及 水晶8。錶移動體2與含時針1 0及分針1 2的類比時間 顯示有關。在殼4中有一微快門顯示裝置1 4，光源1 6 ，鏡18,及放大透鏡20。 光源16可在微快門顯示裝置14的方向上送电光線 。該裝置可反射由鏡1 8之方向上送出來的光源1 6，鏡 1 6的擺置使其可在放大透鏡2 0的方向上反射源自裝置 1 4之光。來自微快門顯示裝置1 4的光在通過水晶體8 時離開殼4。在殼4內亦含有內部阻件2 2及2 4，基本 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（2丨0^<297公釐） ---------^丨裝------訂-----線 - ^ - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 A7 經濟部中央橾準局貝工消费合作社印裝 B7 五、發明説明（4 ) 上其用於防止由光源1 6所射出之光通過透鏡2 0之後直 接離殼4，而不爲微快門顯示裝置1 4及鏡1 8所反射。 須知光源1 6是單射光就是多色光。其次，鏡1 8不 是球面鏡就是非球面鏡’用於矯正透鏡2 0的光像差。非 球面鏡的光特性優於球面鏡，基本上其可消除正向於球面 光元件的光像差》在另—實施例中，提供一平面鏡。 在此第一實施例中，放大鏡2 0爲有某一聚焦長度的 標準透鏡。由例子知，透鏡2 0的聚焦長度爲2 Omm， 且微快門顯示裝置1 4及放大鏡2 0的光距離爲1 5mm 。由裝置1 4的適當大小，鏡1 8及放大鏡2 0可由熟練 之技術員輕易完成，放大鏡2 0形成微快門顯示裝置1 4 的虛像，其大略符合4倍的放大率，而可使使用者位在距 該虛像2 0 c m處觀看，相當於液晶顯示器置於距眼2 0 cm處之例。因此，顯然地，不同光學元件14，18及 2 0的佈局\且在放大鏡的距焦長度大於1 0 cm的情況 下，可得大相當大的顯示裝置之放大率。因此微快門顯示 裝置可給予高的表面密度資訊，其如果使用一般的目視而 沒有特別注視的話將手法直接讀取。 在第一改變例中，放大鏡2 0爲一球面鏡。在第二改 變例中，放大鏡2 0爲一柱面鏡，使得微快門顯示裝置 1 4可沿單一方向放大。在後例子中，鏡1 8亦存在圓柱 對稱。 在本文中將不詳述微快門顯示裝置之獲得，因爲此裝 置本身並木形成本發明之目的。 本纸張尺度適用中國钃家樑丰{ CNS > A4规格（2_丨05<297公釐） --------一--^------、訂-----j. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 7 經濟部中央揉隼局男工消费合作社印«. 五、發明説明（5 ) 須注意錶1包含一第一盤面2 6 |其含有表面刻度 2 8，用於指示該日之時間•而且，錶1包含第二盤面 3 0 ·靠著晶體8或在晶體8之附近，做爲裝置1 4及放 大鏡2 0之佈局。在第一改變例中，放大鏡2 0膠合於晶 髖8之內表面。在第二改變例中·放大鏡2 0直接形成於 晶餿8中。 鏡1 8置於殼4之背蓋6側，微快門顯示器1 4置於 錶1之晶體8側，其可增顯示裝置1 4及放大鏡2 0之間 的距離。因此可得到相當大的放大率（當放大鏡有相當長 的聚焦長度時），其可消除放大鏡所需之空間*且爲此放 大鏡所產生的光像差*另外，上述之光學裝置使得使用放 大鏡2 0時，其大小足以保證由此放大鏡2 0所放大的微 快門顯示裝置可正確而容易地讀取。 雖然如此但須注意上述本發明之第一實施例，並沒有 解決標準¥元件1 8及2 0所佔據空間的問題，及由放大 鏡2 0所形成之微快門顯示裝置之虛像問題。當提供一校 準透鏡時，可加了空間問題。 本發明之目的爲解決被上述實施例中之不同的標準光 學元件所佔據之空間的問題’且增加顯示裝置之放大影像 的品質· 爲達到此效應，本發明在下文中提供不同的實施例。 由圇3將可瞭解下文中的本發明之第二實施例· 圖3示錶3 1之截面，包含錶動體3 2 ,其與位在銀 晶體8下的液晶顯示裝置有關，錶3 1亦包含由殼帶4所 本紙張尺度適用中國國家揉準（CNS > A4洗格（210f297公釐） 一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、言 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 ___B7_ 五、發明説明（6 ) 形成之殼，及背蓋6 »在殼帶4內置一主動顯示機構3 6 。經主動顯示機構可了解包含一組基本單元的光學裝置， 該基本單元可提供光源。由對此基本單元的適當控制，可 形成一影像，其在此主動顯示裝置的表面上包含某些資訊 量》 在晶體8下置一平坦繞射透鏡3 8，且平坦之繞射鏡 4 0位於錶3 1的背蓋中。由繞射鏡可了解繞射光元件乃 用於反射之用。另外鏡4 0的設計可反射在透鏡3 8的方 向上來自主動顯示裝置3 6的光，須知此光實質上爲單射 光。 由例子知，主動顯示裝置3 6由一組發光二極體或一 組積體微雷射所形成。折射鏡4 0及折射透鏡3 8的製造 爲一搬技工所熟知者。爲了使得使用者的眼睛可得動主動 顯示器3 6之主動面4 6的虛像的最佳光質*鏡4 0及透 鏡3 8可爲*微機械處理，使得基本上可消除所有像差。鏡 4 0之表面4 2及透鏡3 8的表面4 4的微機械圈樣可應 用技術上熟知的光學技術演算法加以輔助。 本發明第二實施例的光學裝置亦可得到主動面4 6的 實質放大。因此在此主動表面4 6所形成的資訊密度可相 當的高，因此對於某些給定的資訊量可消除主動面的一些 維度。由例子可知，主動面4 6爲一 2 5mm2的正方形 所定義，其內置一像素矩陣，乃用於形於錶3 1之使用者 之資訊》 應用1 0 0 X 1 0 0之基本單元所形成的矩陣，可產 本纸張尺度適用中國國家揲準（CNS ) A4規格（2丨0/297公釐) -------------裝------訂------Ί線 • - - . (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -9 - A7 B7 314308 五、發明説明（7 ) (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 生1 0行的文字，每行約1 5個字母。每一基本單元定義 基本形成點或像素。如上所述之本發明的說明中’主動表 面之放大倍率約需4倍，以使得由主動顯示裝置3 6所示 的文字可輕易地讀取，也就是使用者可在約2 0 c m的距 離處不需特別注視即可讀取。 如在本發明第一實施例的說明中，沒有更進一步地使 用本發明之光學裝置即可達到此項放大。對於顯示裝置 3 6及透鏡3 8之間約1 5 cm的光程’符合主動表面 46 4倍放大率而爲透鏡38所形成的虛像實際上位於 距透鏡約6 c m的光程處。因此對透鏡3 8所提供的表面 小於由虛像所成之表面。在允許使用者在距由透鏡38所 形成之虛像2 0 cm處注意時，對於2 5mm2的主要動 面4 6，四倍的放大率可符合約4 c m2的虛像•然而， 當透鏡與虛像之間分隔頗大時，錶3 1的使用者可能透過 1 cm2見+的放大鏡3 8看到由主動顯示裝置3 6所提 的資訊。爲此之故，使用者必需使錶3 1對眼的位置承受 不同的位移。 經濟部中央樣準局貝工消費合作社印製 此處須知對於戴在腕上之腕錶的例子中，由有依據由 錶3 1之使用者之前臂所定義之縱軸之轉動移動。由此如 第一實施例所述者，可提供一鏡4 0及透鏡3 8，皆含一 圖樣，其對稱平行於使用者前臂之縱軸，此處，以與圓柱 鏡及圓柱透鏡相似之方式*使用橫向於使用者前臂之縱軸 的方向被放大。在此例中，給定錶3 1之型態•主動顯示 裝置3 6的主動表面4 6，正如鏡4 0之表面4 2及放大 本纸張尺度遑用中國國家橾準（CNS ) A4規格（2i〇i<297公釐） * - 10 - A7 B7 五、發明説明（8 ) 鏡3 8之表面4 4。在主動表面4 6上所形成的設計’特 別是文字，乃沿著主動矩形表面4 6的小維度上壓縮’因 此，由使用者之眼睛所形成的虛像存在適當的維度，特別 是寫入正文時。由例子知5mm寬，2 cm長的主動表面 ，放大鏡38的表面44爲lcm寬，2cm長，由例子 知，放大之值介於2至5倍之間。 須知在不同的實施例中，第一鏡4 0可與錶3 1的背 蓋6斜一再度，使其可將來自主動顯示裝置3 6所傳來之 光在大體上垂直於水晶8的方向，反射至放大鏡3 8 » 圖4中將說明本發明之錶的第三實施例。錶3 1含晶 體8，殼帶4及背蓋6。此錶與一錶動體2相合，其與類 比顯示器有關，在晶體8及盤面3 2之間含時針1 0及分 針1 2。 經濟部中央揉準局貝工消费合作社印裝 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 依據本發明，錶5 1包含主動顯示裝置3 6，可在第 —平面鏡4 0的方向上送出光，該鏡在位於盤面5 2之水 準上的平坦折射透鏡5 4的方向中反射源自裝置3 6之光 ，透鏡5 4置於位在晶體8之位準上的鏡4 0及平坦繞射 透鏡3 8之間。 透鏡5 4可結合透鏡3 8使用於裝置3 6之主動表面 4 6的放大中。基本上透鏡5 4乃用於增加裝置3 6之主 動表面46的虛像之光品質。 依據圖4之改變例，透鏡5 4之設計可使來自鏡4 0 的光沿著一方向折射，該方向與鏡4 0及透鏡5 4之間稍 微有角度之偏移。同樣地•折射透鏡3 8的擺置可改變光 本纸張尺度適用中國國家揉準（CNS ) A4规格（2丨0^297公釐） -11 - 經濟部中央標準局貝工消费合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（9 ) 之傳播方向，而使錶5 1中所射出之光方向及垂直於晶體 8之角度實質上小於此方向及爲鏡4 0所反射之光方向間 的角度。 須知透鏡5 4可膠合於盤面5 2之上或下。其次’在 實施例的改變例中，透鏡5 4可直接在盤面5 2上機工處 理。同樣地透鏡3 8可直接膠合於晶體8之下，或直接在 晶體8中機工處理，以形成單一的共同件。 更須了解鏡4 0乃由一標準的平面鏡在實施例的改變 例中構成。然後鏡4 0之設計可使其相對於錶5 1之背蓋 6成傾斜。且須了解，不同光學元件可使得在每一實施例 中對於本發明之手錶所提供之顯示裝置所射出之光定義最 適之光路徑5 6。使用平坦透鏡及平坦鏡可消除本發明之 光學裝置所佔據的空間，但增加用於不同光學元件之裝置 的自由度之數目，該光學元件構成本發明之光學裝置。須 知平坦鏡4 0可爲一繞射鏡，其有用於主動顯示裝置4 0 之放大功能，且可將光反射至折射角度外的其他角度。 參考圖5，其說明本發明手錶之第5實施例。 錶5 1包含晶體8，錶殼4及背蓋6。其與一錶動體 3 2相配合，內置液晶顯示器6 4。 由本發明，錶6 1在殼之內部有一主動顯示裝置3 6 ，可在第一鏡6 6的方向上送出光，其在第二鏡6 8的方 向上將光反射出去，然後再將光在平坦繞射鏡4 0的方向 上反射。最後鏡4 0在平坦折射鏡3 8的方向上將來自裝 置3 6的光反射出去，透鏡3 8置於相對於晶體8的液晶 本紙張尺度適用中國國家橾牟（CNS ) A4規格（2丨0/297公釐） ---------j—装------ir----- - j--一 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -12 - 經濟部中央標率局貝工消费合作社印裝 A7 _B7___ 五、發明説明（10 ) 顯示裝置6 4之下》 第一鏡6 6及平坦繞射透鏡4 0皆置於背蓋中，而第 二鏡6 8直接置於液晶顯示裝置6 4之下。由主動顯示裝 置3 6發射之光在傳送至放大鏡3 8之前，依據齒形的光 路徑前進，然後由錶61的殼中浮現。 鏡6 6及6 8可用標準標的反折射鏡及繞射鏡形成。 此一光學裝置可相當地增加主動顯示裝置3 6及放大鏡 3 8之間的距離另外，此實施例所述之光學裝置增加了光 學元件66，68，40及38之佈局的自由度之數目， 因此允許來自裝置3 6之光傳输的最佳化，以形成顯示裝 置3 6之主動面46的放大虛像。 液晶顯示裝置6 4的選擇可使得可使得其對來自裝置 3 6的光之波長爲透明。因此可將由液晶顯示裝置6 4所 形成的第一設計與由主動顯示裝置3 6所形成的第二設計 裝置6 4對於來自裝置3 6的光爲透時。而且，鏡4 0 6 6及6 8的設計可使得相當地斜向於背蓋6及晶體8 此兩者大體上互相平行。 須知提供兩內部組件7 0及7 2以防止光爲第一鏡 6 6所反射，而直接通過放大鏡3 8。 本紙張尺度適用中國國家標率（CNS ) A4規格（210/297公釐） --------^_|裝------訂-----一！線 {請先閲先背面之注意事項再填寫本頁) -13 -

Claims (1)

1. 〇146〇8 A8 B8 C8 D8

   申請專利範圍 财件二 第84107259號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國86年2月呈 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 1·一種具有關光學放大機構之顯示裝置的手錶，其 包含錶殼，顯示機構及光學放大機構，其設計上可對此手 錶之使用者光學放大該顯示裝置’一第一鏡置於該殼內之 以在該光學放大機構的方向中反射來自殼內之顯示裝置所 發出之光。 2. 如申請專利範圍第1項之手錶，該第一鏡置於殼 之背蓋區中，該光學放大機構包含第~透鏡，置於此錶之 晶體下。 3. 如申請專利範圍第2項之手錶，其中該第一鏡爲 一非球面反射鏡。 4 .如申請專利範圍第2項之手錶，其中該第一鏡爲 用於反射之繞射光學元件° 經濟部中央襟準局負工消費合作社印製 5 .如申請專利範圍第1項之手錶，其中該第一透鏡 爲一平坦繞射透鏡。 6 .如申請專利範圍第2項之手錶，包含一盤面，該 光學放大機構更包含一第二透鏡’置於該盤面之位準處， 該第一及第二透鏡的設計可放大爲該顯示機構所提供的光 學資訊。 7 .如申請專利範圍第2項之手錶，至少包含一第二 鏡，置於面對該殼之背蓋處’使其可在該第—鏡的方向上 本紙浪尺度逋用中國國家標準（CNS ) A4規格（ 210X297公釐） A8 B8 C8 D8 κ、申請專利範圍 反射來自顯示裝置之光" (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) 8·如申請專利範圍第1項之手錶，其中該顯示裝置 由微快門裝置所形成，此微快門（micro-shutter)裝置 爲位在該錶之殼內的光源照射。 9 .如申請專利範圍第1項之手錶，其中該顯示裝置 由高資訊密度的主動顯示裝置所形成。 .10·如申請專利範圍第9項之手錶，其中該主動顯 示裝置由一組基本單元所形成，所以單元皆可提供由資訊 之基本點所定義的光訊號。 1 1 .如申請專利範圍第1項之手錶，更包含液晶顯 示裝置，至少部份重叠於該光學放大機構上，且置於手錶 晶體及光學放大機構之間，不論液晶顯示裝置有沒有被啓 動，基本上設液晶顯示裝置對來自該顯示裝置的光爲透明 1 2 .如申請專利範圍第1 1項之手錶，其中該液晶 顯示裝置同樣地無論其是否有啓動，至少對來自顯示裝置 的光爲透明。 經濟部中夬標準局貝工消費合作社印製 本紙張尺度逋用中國國家椟準（CMS ) A4規格（210X297公釐）