PIECE D'HORLOGERIE MUNIE D'UN DISPOSITIF D'ECLAIRAGE COMPRENANT UNE DIODE ELECTROLUMINESCENTE ULTRAVIOLETTE

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne, de manière générale, une pièce d'horlogerie telle qu'une montre-bracelet munie d'un dispositif d'éclairage pour illuminer un élément indicateur tel que des aiguilles et/ou des indices. L'invention concerne plus particulièrement un dispositif d'éclairage comprenant au moins une diode électroluminescente ultraviolette, bleue ou infrarouge pour illuminer au moins une zone intégrant des pigments fluorescents et/ou phosphorescents de l'élément indicateur pour renforcer la visibilité de ce dernier en milieu sombre. On entend par diode électroluminescente ultraviolette ou bleue, une diode dont le spectre d'émission de lumière couvre notamment les longueurs d'onde de lumière ultraviolette ou bleue, une telle diode pouvant également émettre dans le domaine du visible et on entend par diode électroluminescente infrarouge, une diode dont le spectre d'émission de lumière couvre notamment les longueurs d'ondes de la lumière infrarouge.

ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE

II est déjà connu dans l'art antérieur, des montres dont le cadran et les aiguilles sont éclairés au moyen d'une source de lumière ultraviolette. Diverses zones du cadran et des aiguilles sont constituées ou recouvertes par une substance réagissant à la lumière ultraviolette et renvoyant celle-ci en lumière visible à travers la glace permettant ainsi de visualiser lesdites zones en milieu sombre.

Par exemple, le document WO 2004/034153 décrit une montre comprenant une diode électroluminescente ou LED (en anglais : light emitting diode) émettant de la lumière dans le spectre ultraviolet (UV) et disposée sur la périphérie intérieure de la boîte de montre, entre le cadran et la glace de la montre. Cette LED est fixée dans une gorge par une résine transparente qui laisse passer les rayons ultraviolets. En réagissant avec les rayons ultraviolets, un matériau dit « lumineux » mélangé à la résine transparente émet de la lumière visible. Le cadran et les aiguilles, également pourvus de ce matériau « lumineux », sont illuminés par la LED à la fois avec la lumière ultraviolette et visible, rendant ainsi la lecture de l'heure plus aisée dans un environnement sombre.

Ce type de montre qui associe une source de lumière ultraviolette à un matériau lumineux nécessite un apport d'énergie, par exemple sous forme d'énergie électrique avec une batterie. L'énergie transformée par la LED en lumière ultraviolette va être en grande partie dispersée, une partie des rayons ultraviolets s'échappant à travers la glace de la montre en direction des yeux de l'utilisateur, ce qui présente un risque pour ce dernier. De plus, la surface respective des aiguilles et des indices du cadran étant relativement petite, seule une quantité limitée de lumière ultraviolette sera transformée en lumière visible par le matériau « lumineux », ce qui en termes de rendement et d'éclairage n'est pas satisfaisant. Le document JP 2003-248445 décrit une montre munie d'une source de lumière ultraviolette associée à un guide d'onde présent sous le cadran de la montre. Ce dernier est percé de trous remplis ou non d'un matériau luminescent réagissant aux rayons ultraviolets de manière à émettre de la lumière visible, mais pouvant aussi laisser passer la lumière ultraviolette à travers le cadran. Une telle solution nécessite l'utilisation d'un cadran particulier spécifiquement dédié à cette application, superposé au guide d'onde ce qui présente un inconvénient tant en termes de procédé de montage, qui doit être adapté, qu'en termes d'épaisseur résultante de la pièce d'horlogerie qui est alors sensiblement plus importante.

De plus bien que dans ce type de montre, l'utilisation d'un guide d'onde permet de réduire quelque peu les pertes en concentrant la lumière ultraviolette sur les matériaux luminescents, les pertes occasionnées restent toutefois importantes, la lumière ultraviolette qui n'a pas été transformée en lumière visible s'échappant aussi en partie à travers la glace de la montre en direction des yeux de l'utilisateur.

Dans tous les cas cités plus haut, les dispositifs d'éclairage comprennent une LED qui ne permet pas une lecture de l'heure optimisée dans un environnement sombre.

RESUME DE L'INVENTION

L'un des buts principaux de la présente invention est de pallier aux inconvénients susmentionnés en optimisant la visibilité des éléments indicateurs en milieu sombre tout en garantissant la simplicité, en termes de cadran, et la compacité, en termes d'épaisseur, de la pièce d'horlogerie. A cet effet, il est prévu de réaliser une pièce d'horlogerie selon la revendication indépendante 1 , soit une pièce d'horlogerie telle qu'une montre-bracelet utilisant la glace comme guide d'onde associé à des moyens permettant d'optimiser la diffusion de la lumière ultraviolette ou infrarouge

vers l'intérieur de la pièce d'horlogerie tout en ne nécessitant pas l'utilisation d'un cadran particulier ou guide d'onde additionnel.

Des réalisations avantageuses de la pièce d'horlogerie selon l'invention sont décrites dans le cadre des revendications dépendantes.

BREVE DESCRIPTION DES FIGURES

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit de modes de réalisation de l'invention donnés uniquement à titre d'exemple non limitatif et illustrés par les dessins annexés où :

- la figure 1 représente la pièce d'horlogerie vue de dessus dans une forme d'exécution selon la présente invention ;

- la figure 2 représente de manière schématique la pièce d'horlogerie selon la coupe A-B dans plusieurs formes d'exécution selon la présente invention ;

- la figure 3 représente de manière schématique la pièce d'horlogerie selon la coupe A-B dans d'autres formes d'exécution selon la présente invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION

La description qui va suivre est fournie uniquement à titre d'exemple et se réfère aux figures 1 à 3, en particulier les figures 2 et 3, dans lesquelles sont représentés les principaux éléments de la pièce d'horlogerie nécessaires pour la compréhension de la réalisation de cette dernière selon l'invention. La pièce d'horlogerie 1 décrite ici est une montre-bracelet comprenant une boîte de montre 2, une glace 3 fermant celle-ci et un dispositif d'éclairage 4a, 4b et 4c destiné à illuminer des moyens d'affichage. La montre-bracelet 1 comprend également d'autres éléments (non représentés) nécessaires à son fonctionnement que nous ne décrirons pas ici, mais qui sont bien connus de l'homme du métier. Les moyens d'affichage comprennent généralement un cadran 5 et des éléments indicateurs 6 disposés en regard ou sur celui-ci, tels que des aiguilles 7 et des indices 8. Dans l'exemple représenté, sont présentes trois aiguilles 7 pour indiquer respectivement les heures, les minutes et les secondes, mais il est bien entendu possible de prévoir tout nombre prédéterminé d'aiguilles 7 pour couvrir les fonctions indicatrices de la montre- bracelet 1. Ces aiguilles 7, visibles au travers de la glace 3 de la montre-bracelet 1 , comprennent au moins une zone 9 intégrant des pigments fluorescents et/ou phosphorescents. Le cadran 5 est pourvu d'indices 8 indiquant les heures, les minutes

- A -

et les secondes, par exemple sous forme de numéros, de lettres ou de tout autre signe prédéterminé ; un nombre prédéterminé d'indices 8 pouvant comprendre également une zone 9 intégrant des pigments fluorescents et/ou phosphorescents. Afin de pouvoir lire l'heure en milieu sombre, la montre-bracelet 1 comprend au moins une diode électroluminescente ultraviolette ou infrarouge 4a, ou LED ultraviolette ou infrarouge, disposée préférablement sur la tranche de la glace 3 servant alors de guide d'onde, comme cela sera détaillé plus avant en liaison avec les figures 2 et 3. Alternativement selon une autre variante de réalisation non représentée, la LED ultraviolette ou infrarouge pourrait être disposée sur un circuit imprimé sous le cadran, la lumière étant alors conduite au moyen d'un guide d'onde additionnel jusque dans la tranche de la glace servant de guide d'onde. Selon une autre variante également non représentée, la LED ultraviolette ou infrarouge pourrait être disposée en périphérie sous le bord de la glace, cette dernière étant alors hémisphérique, ou tout du moins, présentant une courbure très convexe. La diode électroluminescente permet d'illuminer avec de la lumière ultraviolette ou infrarouge, aussi appelée lumière UV ou IR, les zones 9 intégrant les pigments fluorescents et/ou phosphorescents des aiguilles 7 et des indices 8. En général, un organe de commande 10 manuel ou automatique est prévu pour activer la LED ultraviolette ou infrarouge 4a. Les zones 9 fluorescentes et/ou phosphorescentes des aiguilles 7 et des indices 8 sont formées de préférence par une résine translucide mélangée à des pigments fluorescents et/ou phosphorescents, ces derniers réagissant à la lumière UV ou IR de manière à émettre de la lumière visible. Les aiguilles 7 et les indices 8 peuvent être par exemple recouverts de cette résine fluorescente et/ou phosphorescente, présenter des régions évidées remplies par cette dernière ou en être constitués partiellement, en coopération avec un matériau métallique ou synthétique de soutien, ou bien être aussi constitués entièrement par la résine. Ce dispositif d'éclairage présente l'avantage d'utiliser une source de lumière ultraviolette ou infrarouge, c'est-à-dire dans le domaine de l'invisible, ce qui donne un effet esthétique certain, lors de l'éclairage des aiguilles ou des autres éléments indicateurs.

Toujours avec pour souci d'obtenir un effet esthétique, il peut être prévu de recouvrir partiellement la glace, de préférence sur sa face inférieure, avec une couche 16 nanométrique de pigments fluorescents et/ou phosphorescents permettant de rester invisible à la lumière du jour, de part sa très faible épaisseur, et d'apparaître sous la forme par exemple d'un logo ou d'une image cachée ou encore des indices des heures lors de l'éclairage avec de la lumière ultraviolette ou infrarouge.

Considérons maintenant la figure 2, qui est une vue selon la coupe A-B de la figure 1 , représentant diverses variantes de réalisation de la présente invention. La glace 3 de la montre-bracelet 1 forme un guide d'onde qui est apte à diffuser la lumière UV ou IR vers le bas de façon relativement homogène et uniforme. La LED ultraviolette ou infrarouge 4 est disposée dans un logement 11 prévu dans la boîte de montre 2 en regard de la tranche de la glace 3 pour émettre la lumière UV ou IR essentiellement dans le plan du guide d'onde. Avantageusement, il est prévu, comme cela est représenté sur la figure 1 , trois LED ultraviolettes ou infrarouges 4a, 4b, 4c disposées régulièrement sur la périphérie de la glace, i.e. espacées d'un angle sensiblement égal de 120 ⁰ C, permettant d'obtenir un éclairage encore plus homogène et uniforme.

Afin d'optimiser la diffusion de la lumière ultraviolette ou infrarouge depuis la glace 3 vers l'intérieur de la montre, des moyens de diffusion de cette lumière ultraviolette ou infrarouge sont prévus. Ces moyens de diffusion permettent d'une part de limiter l'émission de lumière ultraviolette ou infrarouge vers l'extérieur de la montre et par conséquent vers les yeux de l'utilisateur et, d'autre part, d'augmenter l'effet lumineux recherché sur les zones fluorescentes et/ou phosphorescentes 9 agencées sur les éléments indicateurs 6, 7.

Selon une première variante, il est prévu de déposer une couche diffusante 12 sur la surface intérieure de la glace 3, ce qui présente l'avantage de pouvoir utiliser une glace conventionnelle tout en optimisant la diffusion de la lumière UV ou IR depuis la glace vers l'intérieur de la montre. Des exemples de matériaux, qui peuvent être utilisés pour une telle couche diffusante, sont les oxydes métalliques, comme par exemple l'oxyde de Zinc ou le dioxyde de Titane. Cette couche diffusante 12 est rendue invisible de part son épaisseur submicronique ou nanométrique. La propriété de diffusion est obtenue soit par contrôle de la densité de cette couche soit en réalisant une trame semi-refléchissante consistant à réaliser un dégradé submicronique de points avec une densité variable. La couche partielle 16 fluorescente et/ou phosphorescente mentionnée dans le cadre de la figure 1 , est déposée de préférence entre la face intérieure de la glace et la couche diffusante 12.

Toujours avec pour objectif de diffuser la lumière ultraviolette ou infrarouge depuis la glace vers l'intérieur de la montre, une deuxième variante des moyens de diffusion consiste à prévoir une couche 13 réfléchissante ou diffusante / réfléchissante déposée sur la face supérieure de la glace. Une telle couche réfléchissante est obtenue en déposant une couche continue et uniforme, elle est rendue invisible par son épaisseur submicronique ou nanométrique. Alternativement, une telle couche diffusante / réfléchissante est obtenue en déposant une couche discontinue, par

exemple sous forme de trame. Dans cette variante prévoyant une couche 13 déposée sur la face extérieure de la glace, il est avantageusement prévu de déposer une couche additionnelle de protection 14 par-dessus cette couche réfléchissante. Cette couche de protection 14 est réalisée de préférence dans un matériau de type sol-gel assurant d'une part l'effet transparent nécessaire et d'autre part l'effet protecteur de par sa dureté. Cette deuxième variante présente l'avantage de ne devoir appliquer des couches supplémentaires que sur l'extérieur de la glace, permettant donc d'obtenir l'effet recherché sans rendre plus compliqué le procédé de montage de la glace. Selon une troisième variante, les moyens de diffusion prévus consistent à utiliser une glace 3 de forme convexe optimisée pour diriger les rayons ultraviolets ou infrarouges circulant au travers vers l'intérieur de la montre et plus particulièrement sur les zones fluorescentes et/ou phosphorescentes.

Selon une quatrième variante, les moyens de diffusion prévus consistent à prévoir des zones réfléchissantes 15 disposées sur la tranche de la glace 3 de sorte à conserver toute la lumière ultraviolette ou infrarouge circulant dans la glace formant guide d'onde, évitant ainsi toute absorption sur les bords de la glace. Il est bien entendu que ces zones réfléchissantes ne recouvrent pas la tranche de la glace au niveau des diodes électroluminescentes 4a, 4b, 4c disposées à sa périphérie. Cette quatrième variante présente également l'avantage de la simplicité au niveau du procédé de montage des composants internes de la montre.

On notera que pour optimiser l'éclairage en milieu sombre ainsi que pour prévenir l'émission de rayons ultraviolets ou infrarouges vers l'extérieur de la montre, d'une part, tout en bénéficiant des différents avantages mentionnés en rapport avec chacune des quatre variantes sus décrites, d'autre part, toutes les combinaisons de moyens de diffusion correspondant aux quatre variantes sont possibles et même avantageusement sont toutes implémentées pour en cumuler les effets.

Toujours avec pour objectif de renforcer l'éclairage des zones fluorescentes et/ou phosphorescentes 9 il peut être prévu de munir à l'intérieur de la montre-bracelet d'autres de ses constituants de couches ou de réflecteurs réfléchissant la lumière UV ou IR comme par exemple le rehaut 17 ou une couche 18 réfléchissant la lumière UV ou IR recouvrant au moins partiellement la face supérieure du cadran 5.

Considérons maintenant la figure 3, qui est également une vue selon la coupe A-B de la figure 1. La figure 3 représente deux autres variantes de réalisation selon la présente invention de moyens de diffusion de la lumière ultraviolette ou infrarouge depuis la glace vers l'intérieur de la montre. Ces variantes bien que présentées pour des raisons de clarté séparément d'avec les quatre premières variantes présentées en liaison avec la figure 2, peuvent tout à fait être combinées ensemble.

Ainsi, selon une cinquième variante de réalisation, les moyens de diffusion consistent à injecter une nano-poudre 19 dans la glace formant guide d'onde. Cette nano-poudre est constituée de grains submicroniques ou nanométriques d'oxyde métallique permettant la diffusion de la lumière ultraviolette ou infrarouge. Pour obtenir une diffusion homogène, il est prévu une densité de grain plus importante dans les zones éloignées des diodes électroluminescentes et moins importante dans les zones à proximité des diodes. Cette cinquième variante présente l'avantage de ne nécessiter qu'une étape différente durant la fabrication de la glace elle-même, le procédé de montage de la montre restant traditionnel. Selon une sixième variante de réalisation, les moyens de diffusion consistent en des microstructures et/ou nanostructures 20 formées dans la glace préférablement sur la face inférieure de cette dernière. Ces microstructures 20 sont aptes à conduire les rayons UV ou IR vers le bas depuis la glace vers l'intérieur de la montre. Ces microstructures 20 peuvent suivant leur disposition géométrique et leur forme diriger les rayons UV ou IR en direction des zones 9 fluorescentes et/ou phosphorescentes concernées. Avantageusement, ces microstructures et/ou nanostructures sont agencées sous forme annulaire pour ne pas entraver la visibilité des éléments indicateurs de la montre. On notera que leur positionnement sur la face inférieure de la glace permet d'éviter leur encrassement, ce qui nuirait à l'efficacité optique de la glace et à l'aspect esthétique de la montre.

On comprendra que diverses modifications et/ou améliorations évidentes pour l'homme du métier peuvent être apportées à la pièce d'horlogerie selon l'invention sus décrite sans sortir du cadre de l'invention défini par les revendications annexées. Il est aussi possible de prévoir par exemple une combinaison de certaines caractéristiques des différents modes de réalisation décrits plus haut.

On peut aussi prévoir un détecteur de luminosité associé à l'organe de commande de la LED ultraviolette ou infrarouge, pour enclencher cette dernière dans une condition prédéterminée ou pour en ajuster l'intensité lumineuse en modulant l'intensité du courant électrique. De plus, il est aussi possible de considérer l'emploi d'une diode électroluminescente émettant de la lumière bleue, ou LED bleue, qui permet par fluorescence et/ou phosphorescence d'émettre de la lumière verte, jaune, orange ou rouge. Dans ce mode de réalisation, il est possible de recouvrir au moins partiellement la face supérieure de la glace de la pièce d'horlogerie d'une couche réfléchissant la lumière bleue, ce qui donne en général à la glace un aspect fumé en lumière du jour.