具有光敏传感器的外部元件
技术领域
本发明涉及一种包括由第一材料制成的架体的钟表外部元件，所述外部元件还包括至少一个光敏传感器。
背景技术
已知存在配备有用于检测紫外线或UV射线的传感器的便携式物品如手表。这些装置包括半导体紫外线传感器，该半导体紫外线传感器包括与UV过滤器相关的磷砷化镓(GaAsP)部件。
这些半导体紫外线传感器的一个缺点是它们显示滞后且它们昂贵。此外，由于这些传感器是电子的，因此不期望将它们应用于机械表中。
另一种已知的可能性包括表链或表带由塑料制成，其中，所述塑料包括光致变色颜料，即其在光的作用下变色。这些光致变色颜料可被选择成对包括紫外线波长在内的不同的波长敏感。
这类表链或表带的一个缺点是，它处于单一颜色并且在紫外光等级下的颜色变化也和这种单一颜色相差不大。这意味着，根据紫外线的强度，初始颜色为绿色的表链在阴暗处将从浅绿色变为深绿色。
这类产品的一个缺点是指示不精确，因为很难将特定颜色深浅与紫外光等级相关联。
发明内容
本发明涉及一种外部元件，该外部元件通过建议便携式物品能以可察觉/可读且可靠的方式提供光指示而克服了前述现有技术缺陷，同时易于实施。
为此，本发明的一个目的是提供一种钟表外部元件，其包括由第一材料制成的架体，所述外部元件还包括至少一个光敏传感器，
其特征在于，所述光敏传感器包括光导，所述光导包括使光定向成朝向多个铬区段的输入区段，所述多个铬区段加入了对特定波长敏感的光致变色颜料，每个区段被布置成使得所述光致变色颜料对所述特定波长的特定辐射强度起反应以使得在达到所述特定辐射强度时所述颜料从第一颜色变为第二颜色，并且其中，各区段之间的颜料浓度不同。
根据本发明的设置有至少一个光敏传感器的外部元件具有的优点是，因颜色变化指示了照度阈值的交叉而易于察觉。进一步地，避免了使用耗能的电子系统。
在第一有利实施例中，所述多个区段按照从最低照度至最高照度的递增顺序布置。
在第二有利实施例中，所述多个区段布置成使得对所述最低照度起反应的区段具有最低的颜料浓度并且所述浓度随照度变化/增强而增加。
在第三有利实施例中，所述多个区段均具有相同的第一颜色。
在第四有利实施例中，所述多个区段均具有相同的第二颜色。
在第五有利实施例中，所述多个区段被设计成使得当它们均已从所述第一颜色变为所述第二颜色时它们的第二颜色允许存在色差/明暗度(shading)。
在第六有利实施例中，所述输入区段包括允许光被定向成朝向所述铬区段的微结构。
在另一有利实施例中，所述铬区段涂覆有抗紫外线保护层，从而进入所述区段的光仅经由所述输入区段进入。
在另一有利实施例中，所述架体包括至少一个凹部，所述片状件布置在所述凹部中。
在另一有利实施例中，所述架体是表圈。
在另一有利实施例中，所述架体是表镜。
在另一有利实施例中，所述架体是手表表壳的中间部件。
在另一有利实施例中，所述架体是表链或表带。
在另一有利实施例中，所述表链包括由塑料材料制成的两个表链条带，所述光敏传感器布置在所述两个条带的至少一个条带上。
在另一有利实施例中，所述表链包括彼此铰接的多个链节，所述光敏传感器布置在至少一个链节上。
在另一有利实施例中，所述表链由展开式带扣式钩扣闭合，所述光敏传感器布置在所述钩扣上。
在另一有利实施例中，所述架体是表冠。
在另一有利实施例中，所述光致变色颜料被选择为对紫外线辐射起反应。
附图说明
在参考附图阅读了下述说明之后，这类外部元件的优点将显而易见，其中：
-图1和2示出了根据本发明的钟表的示意图；
-图3和4示出了形成根据本发明的外部元件的表圈的示意图；
-图5和6示出了形成根据本发明的外部元件的表镜的示意图；
-图7示出了形成根据本发明的外部元件的表壳中间部件的示意图；
-图8示出了形成根据本发明的外部元件的表链条带的示意图；
-图9示出了形成根据本发明的外部元件的表链条带的链节的示意图；
-图10-11示出了形成根据本发明的外部元件的表链钩扣的示意图；
-图12和13示出了形成根据本发明的外部元件的表盘的示意图；
-图14是本发明的第二实施例的示意图。
具体实施方式
本发明涉及一种钟表或表100的外部元件1。
参见图1和2，钟表100例如为手表并且包括表壳102。该表壳由被后盖106和表镜108封闭的表壳中间部件104形成。该钟表还包括表链或表带110。表链或表带通过两对角状部112安装至表壳中间部件。表链可由两个表链条带形成，每个条带安装至一对角状部并且通过钩扣连接至另一个条带。
外部元件1包括由第一材料制成的架体。该第一材料可以是金属材料或塑料材料。
在所述架体上设置有至少一个光敏传感器120。所述光敏传感器用于使佩戴者能够相对于参照物观察当前的照度。实际上，用于提供有关紫外线辐射强度的信息的紫外线指数是已知的。因此，存在最小阈值，基于该最小阈值能看到有关紫外线辐射强度的信息。
根据本发明有利地，光敏传感器包括至少一个光致变色的片状件122。所述光致变色的片状件主要由分散在有机或无机基质中的光致变色颜料组成，所述光致变色颜料例如像在美国专利申请520813A中限定的那些。所述基质是用作颜料的载体的粘合剂。
此类光致变色颜料具有第一颜色并且在辐射强度达到针对于所述颜料的值时颜色变化为第二颜色。在这里，这将是紫外线辐射强度，波长为100纳米(nm)至400nm。
这一特征使得可视地指示紫外线辐射强度阈值的交叉成为可能。
在一个优选实施例中，光敏传感器能显示照度范围。为实现这一目的，光敏传感器包括多个光致变色的片状件122。每个光致变色的片状件包括在特定强度下起反应的颜料。因此，每个片状件122在达到特定辐射强度时变色。为获得照度范围，多个片状件122的特定强度将是渐增的强度。因此，当佩戴者带着便携式物品进入阳光下时，这些片状件逐一变色从而提供可视指示。这些片状件122可彼此粘结结合或彼此间隔开。
在一个优选变型中，形成照度范围的各个不同的片状件在空闲状态下均具有第一颜色，即相同的颜色。这意味着，在低于最小阈值的照度等级下，所有片状件均具有相同的颜色。
在另一优选变型中，形成照度范围的各个片状件在它们达到特定阈值时均具有第二颜色，即相同的颜色。这意味着在可测的最大照度下，所有片状件将具有相同的颜色。
在另一优选变型中，形成照度范围的各个片状件均具有相同的第一颜色但被制造成使得它们不都具有相同的第二颜色以允许存在色差。更具体地，这些片状件被设计成使得，当它们形成照度范围时，待变色的第一片状件具有比待变色的最后片状件更浅的第二颜色。例如，第一片状件变成黄色而最后片状件变成红色。这提供了双重指示：佩戴者不仅因变色的片状件的数量在增加而知道照度是递增的，而且因颜色正变化且变得越来越暗而知道他接近于最大强度。
这里应理解，光致变色颜料是可逆类型的。这意味着，当颜料达到或超过特定照度阈值时，它变化颜色，即从第一颜色变为第二颜色。然而，这也意味着，当照度再次变到低于该特定阈值时，颜料从第二颜色变为第一颜色。
用于颜料分散的基质可以是各种各样的类型。
第一基质种类包括油墨、涂料和油漆。这种基质包含与至少一种溶剂、增塑剂和分散剂混合的弹性体粘合剂。此类基质可以是交联的聚氨酯。
第二基质种类包括热塑性颗粒。这种基质包含与至少一种分散剂和增塑剂混合的树脂。
第三基质种类包括橡胶混合物。这种基质包含与至少配料、分散剂和硫化体系混合的弹性体。这一种类之后可生产包含所述光致变色颜料的镶嵌件以形成嵌花。
第四基质种类包括热固性混合物。这些混合物包含与至少一种分散剂混合的液体树脂。
因此，获得呈透明有机/无机镶嵌件(聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸树脂、环氧树脂、具有化学式SiO2或Al2O3或C的未经处理的玻璃)的形式的片状件。这种镶嵌件可以是利用光致变色颜料基油墨而被丝网印刷在表面上的或者光致变色油墨可分散在形成镶嵌件的材料中。
在第一实施方案中，外部元件是表圈114，如图3和4所示。表圈114可以是转动式表圈或者是固定式表圈。在固定式表圈的情况下，表圈可以是固定至表壳中间部件的环，从而它不能转动，或者表圈可直接加入到表壳中间部件104中并借此形成表壳中间部件-表圈组件。
这样的表圈114具有为佩戴者所看到的面的上壁114a和在转动式表圈的情况下允许佩戴者转动表圈的竖向壁114b。
在这种实施例中，包括光致变色颜料的片状件122布置在作为可视面的上壁114a上。
在其中片状件122呈油墨或颜料形式的情况下，这些片状件被丝网印刷到所述上壁上。刻度也可被丝网印刷以将数字指示与这些光致变色的片状件相关联。当然，重要值如500勒克斯(Lux)、1000Lux、20000Lux和100000Lux也可通过不同的片状件122a显示。
在其中片状件呈镶嵌件形式的情况下，表圈114的上壁114a包括凹部(未示出)。凹部的数量等于镶嵌件的数量。镶嵌件随后可被放置在凹部中并例如通过粘合剂粘合被固定在凹部中。然而，还可行的是将镶嵌件包覆模制在凹部中。当金属表圈具有橡胶镶嵌件时，这便形成了具有双材料外观的表圈。
光敏传感器120可布置在表圈的四分之一表圈上或三分之一表圈上或二分之一表圈上。
如在图5和6中所示的第二实施例中，外部元件是便携式物品的表镜108。表镜108被固定至表壳中间部件104并具有上表面108a、下表面108b和用于附接的侧边缘108c。
在该第二实施例中，光致变色的片状件122布置在表镜的上表面108a上。当所选的透明材料允许紫外线穿过时，将它们放置在所述下表面上也将是可行的。
在其中片状件122呈油墨或颜料形式的情况下，这些片状件被丝网印刷在所述上表面108a上。刻度也可被丝网印刷以将数字指示与光致变色的片状件相关联。所述刻度也可被丝网印刷在表圈上。
在一种变型中，表镜具有厚度非常小的凹部108d。这些凹部允许在确保表镜108的表面完全光滑的同时将光致变色油墨放置在其中，从而降低所述油墨因冲击而被崩出的风险。
在其中片状件122呈镶嵌件形式的情况下，表镜108的上表面108a包括凹部108d。凹部的数量等于镶嵌件的数量。镶嵌件随后可被放置在凹部中并例如通过粘合剂粘合被固定在凹部中。然而，还可行的是将镶嵌件包覆模制在凹部中。因此获得具有双材料外观的表镜。
在两种情况下，可行的是，将光致变色的片状件122布置在表镜的上表面上，只是照度数字被放置在表盘上或放置在表镜的底部。
在图7中可见的第三实施例中，外部元件30是便携式物品的表壳中间部件104。
如在第一和第二实施例中，呈油墨或镶嵌件形式的光致变色的片状件122直接布置在表壳中间部件上或所述表壳中间部件中的凹部中。照度指示数字可被丝网印刷在表壳中间部件上或被蚀刻到表壳中间部件中。
在第四实施例中，外部元件是表链或表带110。实际上，该钟表设置有表链，该表链通过两对角状部安装至表壳中间部件。
在图8所见的第一种情况下，表链110由两个表链条带110a构成，每个条带安装至一对角状部112并通过钩扣111连接至另一条带。优选地，表链条带110a由橡胶或塑料制成。
存在多个可能的方案来布置光致变色的片状件122。
第一种方案在于用油墨制片并且在于将所述油墨沉淀在表链条带的表面上。
第二种方案在于使用片状镶嵌件并将这些镶嵌件放置并固定在表链链节中制成的凹部中。
第三种方案在于使用油墨制片并在于将所述油墨沉淀在柔性载体上。之后将所述柔性载体以使得片状件可见的方式嵌入表链条带内部。
在图9中可见的第二种情况下，由金属制成表链并且然后是由借助销钉彼此附接的多个链节110b构成。这使得获得能携带所述光致变色的片状件并且能相对彼此枢转的链节110b成为可能。
所述手链条带还包括钩扣。所述钩扣在此示出呈展开式带扣111的形式。所述展开式带扣通常由三个部件111a、111b、111c构成，所述三个部件例如为彼此铰接的侧条。这三个部件中的两个部件被连接至链节。
形成展开式带扣的这些部件因此被设计成彼此铰接以使得它们能彼此叠置，这三个部件111a、111b、111c之后形成为一个部件。这种构型使得能暂时将表链变长以便带到佩戴者的手腕上。
呈油墨或镶嵌件形式的光致变色的片状件之后被布置在所述手链的链节110b中，直接布置在表链上或表链中的凹部内。
优选地，每个链节110b均带有光致变色的片状件。
甚至更优选地，光致变色的片状件布置在位于展开式带扣与六点钟位置处那对角状部之间的链节上。实际上，当钟表在佩戴者手腕上时，位于展开式带扣与六点钟位置处那对角状部之间的链节是佩戴者最易接近的。佩戴者仅需稍微转动其手腕便能看到它们。当佩戴者的手臂放在桌子或办公桌上时，就更容易看到它们了。这种布置通过将片状件置于表镜或表圈上而避免了在表盘上加载过多的视觉显示同时仍能提供良好的可视性。
在图10-12中所示的第五实施例中，外部元件是表链的钩扣111即展开式带扣。这种展开式带扣通常由彼此铰接的三个部件如侧条构成。这些部件中的两个部件被固定至链节。形成展开式带扣的这些部件因此被设计成彼此铰接以使得它们能彼此叠置，这三个部件之后形成为一个部件。对于一些展开式带扣样式，其中一个部分作为主部件111a，因为它是容纳其它两个部件111b、111c的那个部件；该主部件是从外部可见的部件。佩戴者因此从外部看到呈金属板形式的一个部件，该金属板上例如可刻有标记如商品名。
有利地，本发明利用这种表面来布置光敏传感器。光致变色的片状件可因此设置在展开式带扣的中心部件111a的该表面上，如在图10中见到的那样。
光致变色的片状件可成排排列并且可与指示数字的刻度相关联。然而，可行的是，所述片状件被构造成根据照度而具有不同尺寸，如在图11中看到的那样。例如，片状件可呈尺寸随着辐射强度的增加而增大的多个条的形式。因此，佩戴者能够在没有指示数字的情况下获得可靠的信息。
在图12和13所示的第六实施例中，该外部元件是钟表表盘。实际上，理论上，只要钟表表镜是充分透明的，就能够将光致变色的片状件直接沉淀在表盘上。这种构型有利地避免了与刮擦或冲击相关的任何损坏风险。
这种实施例在表镜108未设置滤光膜从而特定波长的全部光线均能被所述光致变色的片状件122捕获的情况下是可行的。
在图14所示的第二实施例中，光敏传感器120包括光导1200。光导1200由在此呈彼此连结或粘结的多个区段1201形式的多个片状件构成。根据需要，各个区段1201可具有相同或不同的波长。巧妙地，各区段1201由用于导光的合适材料如蓝宝石或塑料如聚甲基丙烯酸甲酯制成并且被制造成使得光致变色颜料被整合在该材料中。光敏传感器120因此被设计成使得各区段1201具有不同浓度Ci的光致变色颜料以获得渐增的浓度Ci。这种构型允许光敏传感器按如下方式操作。
操作包括是识别进入光导的光束。输入区段1202可被用于此目的。输入区段1202包括置于所述区段中用以将光从外部引向其它区段的微结构1203。其它区段1201从最低浓度至最高浓度地布置，以使得具有最低浓度Ci的区段紧跟在输入区段1202之后。以这种方式，根据照度，光通量将穿过不同区段1201直至其到达具有对其特定强度起反应的颜料的区段1201。应理解，从区段1201至区段通过的光通量越多，则光散射的越多且光通量损失的强度也越大。因此，进入输入区段1202的光通量的强度越高，则区段1201中的强度越高，起反应的颜料的数量越多并且变暗的区段1201的数量也越多。所选方法也使得具有与照度梯度成正比的区段间的颜色梯度成为可能。
在一个例子中，所述外部元件是表圈。所述表圈包括凹部，光敏传感器120设置在所述凹部中。所述光敏传感器在这里包括散布的十一个区段1201，包括一个输入区段和整合了光致变色颜料的十个区段1201。输入区段1202从为可见表面的上表面1202a接收光并且输入区段1202包括允许光束被定向成相对于其他区段呈90°的微结构1203。考虑到区段的这种构型，加入了光致变色颜料的区段将涂覆厚度在15微米(mu)与150微米(mu)之间的抗紫外线保护层(抗UV)1204，从而防止紫外线经由区段的上表面透射到区段1201的内部。
在一个示例性实施例中，最小浓度将是0.05％，而最大浓度将是1.5％。各区段1201之间的间距可在1mm至5mm的范围内并且尤其为1mm以增强分辨率。
当然，第一实施例的变型也适用于该实施例，例如像颜色安排，因为所有这些区段均可具有相同的第一颜色，或者相同的第二颜色，或者不同的第二颜色或色差。
还将清楚的是，在不背离由所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可针对所提及的本发明的各实施例作出对于本领域技术人员而言显而易见的各种不同变形和/或改进和/或组合。
因此，可行的是，光致变色颜料是对另外的波长的辐射敏感的，如红外线或可见光谱。还可行的是具有能优选检测波长为400nm至315nm的UV-A线或波长为315nm至280nm的UV-B线或甚者波长为280nm至100nm的UV-C线的光敏传感器。
还可行的是具有多个光敏传感器，其中每个传感器对一特定波长敏感。则可行的是获得这样的便携式物品，该便携式物品能够检测波长为400nm至315nm的UV-A线或波长为315nm至280nm的UV-B线或甚者波长为280nm至100nm的UV-C线。
在另一变型中，片状件将光致变色功能与另一种功能结合在一起。例如，磷光颜料可用于潜水者的手表的应用中以获得对光敏传感器的可见性。在这种情况下，磷光层将布置在光致变色层的下方。则光致变色层可设置成对第一波长范围敏感而磷光层设置成对第二波长范围敏感。例如，光致变色颜料可对280nm至400nm的波长起反应而位于光致变色颜料下方的磷光颜料可对100nm至250nm的波长起反应。因此，在白天，光致变色颜料从透明状态转变为有色状态，以用于UV等级指示，而在夜晚，光致变色颜料处于透明状态，以允许磷光颜料显示时圈并因此指示时间信息。在另一例子中，可行的是，使用热变色颜料，还允许对由传感器上的照度导致的临界温度阈值起反应。
