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腕時計は、人が持ち歩いたり身に着けたりする計時装置です。人の活動による動きに関わらず、一定の動きを維持するように設計されています。腕時計は、時計ベルトやブレスレット（金属製のバンドや革製のストラップなど）で手首に装着します。懐中時計はポケットに入れて持ち歩き、多くの場合チェーンで繋がれています。ストップウォッチは、時間の間隔を計測するタイプの時計です。
16 世紀から始まった歴史のほとんどにおいて、時計は機械式装置であり、ゼンマイを巻き上げて動力を得て、振動するテンプで時間を計っていました。これらは機械式時計として知られています。[ 1 ] [ 2 ] 1960 年代には、電池で駆動し、振動する水晶で時間を計る電子式クォーツ時計が発明されました。1980 年代までに、クォーツ革命(または、有名な時計産業を壊滅させたスイスのクォーツ危機) として知られるようになった出来事で、時計市場の大部分を席巻しました。[ 3 ] [ 4 ] 2010 年代には、タッチスクリーンを備え、時間を計る機能をはるかに超えた機能を持つ、手首に装着する小型コンピューターであるスマートウォッチが登場しました。
現代の腕時計は、曜日、日付、月、年を表示することが多い。機械式腕時計には、ムーンフェイズ表示や様々な種類のトゥールビヨンなどの追加機能（「複雑機構」）が搭載されている場合がある。クォーツ腕時計には、タイマー、クロノグラフ、アラーム機能が搭載されていることが多い。スマートウォッチやより複雑な電子腕時計には、電卓、GPS [ 5 ]、Bluetooth技術が組み込まれていたり、心拍数モニタリング機能が搭載されていたり、電波時計技術を使用して定期的に時刻を修正するものもある。
主に時刻を計測するために使用される時計のほとんどはクォーツムーブメントを採用しています。しかし、精巧な職人技、美的魅力、華やかなデザインが時刻計測よりも高く評価される高価なコレクターズウォッチは、電子式に比べて精度が劣り高価であるにもかかわらず、伝統的な機械式ムーブメントを採用していることがよくあります。 [ 3 ] [ 4 ] [ 6 ] 2019年現在、オークションで販売された最も高価な時計は、パテック フィリップグランドマスター チャイムで、3,120万米ドルでした。[ 7 ]
初めて身につけられた時計は、16 世紀にドイツのニュルンベルクとアウクスブルクで作られ、時計と懐中時計の中間のサイズでした。[ 8 ]ニュルンベルクの時計職人ペーター・ヘンライン（またはヘンレ、ヘレ）（1485～1542）は、しばしば懐中時計の発明者として挙げられます。[ 9 ] [ 10 ]しかし、この時期には他のドイツの時計職人も小型の時計を作っており、ヘンラインが最初だったという証拠はありません。[ 10 ] [ 11 ]
17世紀になるまで、懐中時計は広くポケットに入れて持ち歩くものではありませんでした。ある説では、「watch」という言葉は古英語の「woecce」（「番人」を意味する）に由来し、町の番人が勤務シフトを記録するためにこの技術を使用していたことから来ていると言われています。[ 12 ]また別の説では、この用語は17世紀の船乗りが船上での当直（勤務シフト）の長さを計るために新しい機構を使用していたことから来ていると言われています。[ 13 ]
1657年にテンプにテンプゼンマイが追加されたことで精度が向上したが、この発明は当時もその後もロバート・フックとクリスティアーン・ホイヘンスの間で論争の的となっている。この革新により時計の精度が大幅に向上し、1日に数時間[ 14 ]の誤差が約10分[ 15 ]にまで減少した。これにより、 1680年頃にはイギリスで、1700年までにフランスで時計の文字盤に分針が導入された[ 16 ]。
テンプの精度向上により、ムーブメントの他の部分に起因する誤差に注目が集まり、 2世紀にわたる時計製造の革新の波が巻き起こった。最初に改良されたのは脱進機だった。高級時計では、バージ脱進機は、 1695年にトーマス・トンプソンが発明し、1720年代にジョージ・グラハムがさらに発展させたシリンダー脱進機に取って代わられた。ロバート・フックが考案した歯切り機などの製造技術の改良により、時計の生産量はいくらか増加したが、仕上げと組み立ては19世紀後半まで手作業で行われていた。
テンプ時計の誤差の主な原因は、温度変化によるテンプばねの弾性の変化によるものでしたが、これは1765年にピエール・ル・ロワによって発明され、トーマス・アーンショー（1749～1829）によって改良されたバイメタル式温度補償テンプによって解決されました。最も重要な技術的ブレークスルーであるレバー脱進機は、1754年にトーマス・マッジによって発明され[ 17 ]、1785年にジョサイア・エメリーによって改良されましたが[ 18 ]、主にイギリスで1800年頃から徐々に使用されるようになりました[ 19 ] 。
17世紀と18世紀の大部分において、時計製造はイギリスが支配的であったが、エリート層向けの高品質製品に重点を置いた生産システムを維持していた。[ 20 ]ブリティッシュ・ウォッチ・カンパニーは、 1843年に大量生産技術と複製ツールおよび機械の適用により時計製造を近代化した。米国では、 アーロン・ラフキン・デニソンが1851年にマサチューセッツ州で互換性のある部品を使用する工場を設立し、1861年までにウォルサム・ウォッチ・カンパニーとして法人化され、成功を収めた。[ 21 ]
独立した巻き上げキーをなくそうとする試みにより、19世紀には複数のキーレス（ペンダント/クラウン）システムが開発されました。イギリスでは、トーマス・プレストが1820年にペンダントで時計を巻き上げる機構の特許を取得しました（英国特許番号4501）。[ 22 ]
1844年、アドルフ・ニコルはロンドンで広く採用された鍵なし機構の特許を取得しました（英国特許番号10348）。大英博物館の記録によると、EJデント社は1846年頃にニコルのシステムの権利を取得し、20世紀半ばの「デント」の署名が入った鍵なし時計の多くはニコルの機構を使用しています。[ 23 ] 1840年代の初期のデントの鍵なし時計はオークションで記録されています。[ 24 ]
フランスとスイスでは、ジャン＝アドリアン・フィリップが1842年にリューズ巻き上げ・時刻合わせ機構を発表し（1845年に特許取得）、シャルル＝アントワーヌ・ルクルトは1847年に揺動バーとサイドプッシュボタンを備えたキーレスシステムを特許取得した。[ 25 ] [ 26 ]
腕時計の概念は、16 世紀の最も初期の時計の製造にまで遡ります。1571 年、イングランドのエリザベス 1 世は、ロバート ダドリーから「武装時計」と呼ばれる腕時計を受け取りました。[ 27 ] 17 世紀のフランスの数学者ブレーズ パスカルは、左手首に時計を着けていたと言われています。[ 28 ]現存する最古の腕時計 (当時は「ブレスレット ウォッチ」と呼ばれていました) は、1806 年に作られ、ジョゼフィーヌ ド ボーアルネに贈られたものです。[ 27 ]当初から、腕時計はほぼ女性のみが着用しており、男性は 20 世紀初頭まで懐中時計を使用していました。[ 29 ] 1810 年、時計職人のアブラハム ルイ ブレゲは、ナポリ女王のために腕時計を作りました。[ 30 ]最初のスイス製腕時計は、1868年にスイスの時計職人パテック・フィリップがハンガリーのコスコヴィッツ伯爵夫人のために製作した。[ 31 ] [ 32 ]
腕時計は、19 世紀末に軍人が初めて着用するようになった。これは、信号によって敵に計画を漏らすことなく、戦争中に作戦を同期させることの重要性がますます認識されるようになったためである。ロンドンのガースティン社は1893 年に「腕時計リストレット」のデザインの特許を取得したが、おそらく 1880 年代から同様のデザインを製造していた。イギリス陸軍の将校は、1885 年の英ビルマ戦争など、1880 年代の植民地軍事作戦中に腕時計を使用し始めた。 [ 29 ] 1880 年から 1881 年のボーア戦争中、部隊の移動を調整し、機動性の高いボーア反乱軍に対する攻撃を同期させることの重要性が極めて高くなり、その後、将校階級の間で腕時計の使用が広く普及した。マッピン＆ウェッブ社は、 1898年のスーダン戦役中に兵士向けの成功した「キャンペーンウォッチ」の生産を開始し、数年後の1899年から1902年の第二次ボーア戦争に向けて生産を加速させた。 [ 29 ]ヨーロッパ大陸では、ジラール・ペルゴなどのスイスの時計メーカーが1880年頃からドイツ海軍の将校に腕時計を供給し始めた。[ 27 ]
初期のモデルは基本的に革製のストラップが付いた標準的な懐中時計でしたが、20 世紀初頭には、メーカーは専用の腕時計を製造し始めました。スイスの会社Dimier Frères & Cie は、現在では標準となっているワイヤー ラグを備えた腕時計のデザインを 1903 年に特許取得しました。1904 年に、ルイ カルティエは、友人のアルベルト サントス デュモンが両手を操縦桿に置いたまま飛行船の飛行性能を確認できるように腕時計を製作しました。懐中時計ではこれが困難だったためです。[ 33 ] [ 34 ] [ 35 ]カルティエは現在もサントス デュモン ウォッチとサングラスのラインを販売しています。[ 36 ]
1905年、ハンス・ウィルスドルフはロンドンに移り、義理の兄弟であるアルフレッド・デイビスと共にウィルスドルフ＆デイビス社を設立し、手頃な価格で高品質の時計を提供しました。同社は1915年にロレックスとなりました。 [ 37 ]ウィルスドルフは腕時計の初期の支持者であり、スイスのエーグラー社に腕時計の製造を委託しました。[ 38 ]
1914年から1918年の第一次世界大戦の影響は、男性の腕時計の適切性に関する世間の認識を劇的に変化させ、戦後の時代には大量市場を開拓した。[ 39 ]戦争中に開発された漸進砲撃戦術では、砲兵と砲撃の後ろを進む歩兵との間で正確な同期が必要だった。戦争中に製造された軍用時計は、夜光文字盤と割れないガラスを備え、塹壕戦の過酷さに耐えられるように特別に設計されていた。英国陸軍省は1917年から戦闘員に腕時計を支給し始めた。[ 40 ]戦争が終わる頃には、ほぼすべての兵士が腕時計（またはリストレット）を着用しており、除隊後すぐに流行した。英国時計雑誌は1917年に、「リストレット時計は戦争前は男性にはあまり使われていなかったが、今では制服を着たほぼすべての男性と多くの民間人の手首に見られる」と書いている。[ 41 ] 1930年までにスイスは腕時計と同じくらい多くの懐中時計を輸出し、1934年までにスイス製腕時計の輸出量は懐中時計のほぼ2倍になった。[ 42 ]
ジョン・ハーウッドは1923年に最初の成功した自動巻きシステムを発明しました。ハーウッドの自動巻き機構の特許が1930年に期限切れになることを予期して、グリシンの創業者ウジェーヌ・メイランは、ほぼすべての8.75リーニュ（19.74ミリメートル）の時計ムーブメントで使用できる独立したモジュールとして自動巻きシステムの開発を開始しました。グリシンは1930年10月にこのモジュールを時計に組み込み、自動巻き時計の量産を開始しました。[ 43 ]
エルジン・ナショナル・ウォッチ・カンパニーとハミルトン・ウォッチ・カンパニーは、最初の電気時計を先駆けて開発しました。[ 44 ]最初の電気ムーブメントは、バッテリーを電源として使用してテンプを振動させていました。1950年代には、エルジンはモデル725を開発し、ハミルトンは2つのモデルを発表しました。最初のモデルであるハミルトン500は1957年1月3日に発売され、1959年まで生産されました。このモデルは接点ワイヤーの位置ずれの問題があり、時計は調整のためにハミルトンに送り返されました。500を改良したハミルトン505は、より信頼性が高く、接点ワイヤーが取り外され、テンプアセンブリの調整不可能な接点がテンプに電力を供給しました。他の多くの時計会社も同様のデザインを採用しました。ブローバ社は、従来のテンプの代わりに音叉共振器を使用することで計時精度を向上させた別のタイプの電気時計を開発した。従来のテンプでは2.5～4Hzだった振動数が、音叉設計では360Hz に向上した。
1969年にセイコーアストロン 35SQ、1970年にオメガベータ 21としてクォーツ時計が商業的に導入されたことは、時計技術における革命的な進歩でした。おそらく毎秒 5～6 回の振動で振動していたテンプの代わりに、これらのデバイスは電池駆動の発振回路によって駆動される8,192 Hz で振動する水晶発振器を使用しました。[ 45 ]現在、ほとんどのクォーツ時計の発振器は 32,768 Hz で動作しますが、クォーツ ムーブメントは 262 kHz という高い周波数で設計されています。1980 年代以降、機械式時計よりもクォーツ時計の方が多く販売されています。[ 46 ]
Timex Datalink腕時計は1994年に発表されました。[ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]初期のTimex Datalinkスマートウォッチは、PCからデータを受信するワイヤレスデータ転送モードを実現しました。それ以来、 Apple Watch、Samsung Galaxy Watch、Huawei Watchなど、多くの企業が独自のスマートウォッチをリリースしています。
ハイブリッドスマートウォッチは、通常の機械式時計とスマートウォッチの融合です。[ 50 ]
ムーブメントとケースは時計の基本部分です。腕時計には時計バンドまたはブレスレットが取り付けられ、懐中時計には時計チェーンが取り付けられます。[ 51 ]
ケースとは、時計の外側を覆う部分のことです。
ケースバックとは、時計ケースの裏側の部分のことです。ムーブメントへのアクセス（電池交換時など）はケースバックの種類によって異なり、一般的に以下の4種類に分類されます。
クリスタルは、窓または時計ガラスとも呼ばれ、ムーブメントの針と文字盤を見ることができるケースの透明な部分です。現代の腕時計は、ほぼ常に次の4つの素材のいずれかを使用しています。[ 52 ]
ベゼルとは、クリスタルを所定の位置に固定するリングのことです。[ 55 ]
ラグとは、腕時計ケースの両端にある小さな金属製の突起で、そこに時計バンドが取り付けられます。[ 55 ] ケースとラグは、多くの場合、ステンレス鋼の一枚板から削り出されます。[ 56 ]
時計のムーブメントは、時間の経過を計測し、現在時刻（および日付、月、曜日などのその他の情報）を表示する機構です。[ 58 ]ムーブメントは、完全に機械式、完全に電子式（可動部品がない場合もある）、または両方の組み合わせである場合があります。今日、主に時刻を計測することを目的とした時計のほとんどは、電子式ムーブメントを備えており、文字盤上の機械式の針が時刻を示します。
電子式ムーブメントと比較すると、機械式時計は精度が低く、1日に数秒の誤差が生じる場合が多く、位置、温度[ 59 ] 、磁気[ 60 ]の影響を受けやすく、製造コストが高く、定期的なメンテナンスと調整が必要で、故障しやすい。それでも、機械式時計は消費者、特に時計コレクターの間で人気が高い。スケルトンウォッチは、美的目的で機構を見せるように設計されている。
機械式ムーブメントは、脱進機機構を用いてゼンマイの巻き上げと巻き戻しを制御・制限し、単純な巻き戻し動作を制御された周期的なエネルギー放出へと変換します。また、振り子時計の振り子と同様の仕組みで、テンプとヒゲゼンマイ（別名：ヒゲゼンマイ）を用いて歯車機構の動きを制御します。トゥールビヨンは機械式ムーブメントのオプション部品で、脱進機用の回転フレームであり、重力による影響を打ち消したり軽減したりするために使用されます。トゥールビヨンの設計は複雑であるため高価であり、一般的に高級時計に搭載されています。
ピンレバー脱進機（発明者のジョルジュ・フレデリック・ロスコフにちなんでロスコフ機構と呼ばれる）は、完全レバー機構の安価なバージョンであり、多くのスイスのメーカーやタイメックスによって大量生産されたが、クォーツ機構に取って代わられた。[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]
1960年にブローバ社によって導入された音叉式時計は、精密な周波数（多くの場合360Hz ）を持つ電気機械式ムーブメントを用いて機械式時計を駆動します。電子的にパルス化された音叉の振動を回転運動に変換する役割は、ラチェットと呼ばれる2つの小さな宝石付き爪によって担われます。音叉式時計は、電子式クォーツ時計の開発によって時代遅れとなりました。
伝統的な機械式時計のムーブメントは、動力源として主ゼンマイと呼ばれる螺旋状のバネを使用しており、時計のリューズを回して定期的に巻き上げる必要があります。昔の懐中時計は、時計の裏側に鍵を差し込んで回すことで巻き上げていました。現代の時計のほとんどは、 1回の巻き上げで40時間動作するように設計されており、毎日巻き上げる必要がありますが、数日間動作するものもあります。中には、192時間主ゼンマイを備え、週に1回巻き上げるだけで済むものもあります。機械式時計の中には、着用者の手首の動きによって巻き上げられるものもあります。手首の位置が変わると小さな重りが自由に回転し、機械的に時計を巻き上げます。時計を数日間着用しないと、動力がなくなるため、手動で巻き上げる必要があります。
自動巻き時計とは、着用者の体の自然な動きによって機械式ムーブメントの主ゼンマイを巻き上げる時計のことです。最初の自動巻き機構は、1770 年にアブラハム＝ルイ・ペルレによって懐中時計用に発明されましたが、[ 64 ]最初の「自動巻き」または「自動式」腕時計は、 1923 年にジョン・ハーウッドという名のイギリスの時計修理工によって発明されました。このタイプの時計は、着用者が特別な操作を必要とせずに自動的に巻き上げられます。巻き上げローターと呼ばれる偏心した重りが、着用者の手首の動きに合わせて回転します。巻き上げローターの往復運動がラチェットに連動して、主ゼンマイを自動的に巻き上げます。自動巻き時計は通常、着用していないときや、着用者の手首の動きだけでは時計を巻き上げるのに不十分な場合に、手動で巻き上げることもできます。
2013年4月、スウォッチグループはsistem51腕時計を発表しました。この時計は、19個の宝石と透明なローターを備えた斬新な自動巻き機構を含む、わずか51個の部品で構成された機械式ムーブメントを搭載しています。[ 65 ] [ 66 ]発売から10年経った今でも、レーザーによる精度調整のためのテンプと脱進機を含む、完全に自動化された組立ラインで製造された唯一の機械式ムーブメントです。[ 67 ]部品点数の少なさと完全自動化された組立により、手頃な価格のスイス製自動巻き時計となっています。[ 68 ]
クォーツムーブメントとしても知られる電子式ムーブメントは、圧電効果によって振動する水晶振動子を除いて、可動部品がほとんど、あるいは全くありません。水晶振動子には変化する電圧が印加され、その形状が変化することで振動子として機能します。水晶振動子は特定の非常に安定した周波数で共振し、この周波数を利用して正確な時刻表示を行います。ほとんどのクォーツムーブメントは主に電子式ですが、時計の文字盤上の機械式針を駆動するように設計されており、多くの消費者が今でも好むアナログ表示を実現しています。
1959年、セイコーはエプソン（セイコーの子会社であり、クォーツ革命の立役者）にクォーツ腕時計の開発を依頼した。このプロジェクトは「59A」というコードネームで呼ばれた。 1964年の東京オリンピックまでに、セイコーは携帯型クォーツ腕時計の試作品を完成させ、大会の計時機器として使用された。
電子クォーツ腕時計の最初のプロトタイプ（1964年の東京オリンピックでセイコーが使用したような携帯型クォーツ腕時計ではなく）は、スイスのヌーシャテルにあるCEH研究所で作られました。1965年から1967年にかけて、小型化された8192Hzの クォーツ発振器、温度補償モジュール、および自社製の専用集積回路（後のセイコー アストロン腕時計で使用されたハイブリッド回路とは異なる）に関する先駆的な開発作業が行われました。その結果、BETA 1プロトタイプは、1967年にヌーシャテル天文台で開催された国際クロノメトリック競技会で、新しい計時性能記録を樹立しました。 [ 69 ] 1970年には、オメガ エレクトロクォーツ、パテック フィリップ、ロレックス オイスタークォーツ、ピアジェなど、18のメーカーがbeta 21腕時計の量産バージョンを展示しました。
最初に生産されたクォーツ時計はセイコー35 SQアストロンで、1969年12月25日に発売され、すぐにスイスのベータ21が続き、その1年後には、現在まで世界で最も正確な腕時計の1つであるオメガ マリーン クロノメーターのプロトタイプが登場しました。この技術は日本、アメリカ、スイスの貢献によって開発されたため[ 70 ] 、誰もクォーツ腕時計のムーブメント全体を特許取得することができず、他のメーカーもクォーツ時計市場の急速な成長と発展に参加できるようになりました。これにより、機械式腕時計の100年近い支配は、10年も経たないうちに終わりを迎えました。現代のクォーツムーブメントは非常に大量生産されており、最も安価な腕時計でさえ、通常はクォーツムーブメントを使用しています。機械式ムーブメントは通常1日に数秒の誤差が生じる可能性がありますが、子供用腕時計の安価なクォーツムーブメントでも、1日に0.5秒以内の精度で、機械式ムーブメントの10倍の精度を実現できます。[ 71 ]
1970年代にスイスで機械式時計産業が統合された後、スイスの時計および関連製品の生産を垂直統合で管理するスイスの複合企業であるスウォッチ・グループの主導の下、クォーツ腕時計の大量生産が始まりました。クォーツ腕時計向けに、スウォッチの子会社は時計用電池（Renata）、発振器（Oscilloquartz、現Micro Crystal AG）、集積回路（Ebauches Electronic SA、現EM Microelectronic-Marin）を製造しています。1983年に新ブランドSWATCHが立ち上げられた際には、大胆なスタイリング、デザイン、マーケティングが特徴でした。今日、スウォッチ・グループは世界最大の時計会社としての地位を維持しています。
セイコーは20年にわたる研究を経て、クォーツと機械式ムーブメントの融合に取り組み、ついに実を結びました。その結果生まれたのが「セイコースプリングドライブ」です。1999年に国内限定生産で発売され、2005年9月には世界に向けて展開されました。スプリングドライブは、電池を使用せず、バネで駆動する伝統的な機械式歯車機構を採用することで、テンプも必要とせず、クォーツと同等の精度で時を刻みます。
2010年、日本のミヨタ（シチズン時計）は、ブローバのプレシジョニストまたはアキュトロンIIラインで使用するために特別に製造された3本爪の水晶を使用した新開発のムーブメントを発表しました。これは、超高周波（262.144kHz）の新しいタイプのクォーツ時計で、年間±10秒の精度を謳い、秒針が1秒ごとにジャンプするのではなく滑らかにスイープします。[ 72 ]
電波時計は、原子時計、 GPS衛星からの時刻信号、ヨーロッパのドイツDCF77信号、アメリカのWWVBなど、外部の時刻源と時刻を同期（時刻転送）する電子式クォーツ時計の一種です。このタイプのムーブメントは、時刻や日付、閏年の有無、サマータイムのオン／オフ状態などを同期させることができます。ただし、電波受信機を除けば、これらの時計は他の点では通常のクォーツ時計と同じです。
電子時計は電源として電気を必要とし、一部の機械式ムーブメントやハイブリッド電子機械式ムーブメントも電気を必要とします。通常、電気は交換可能なバッテリーによって供給されます。時計に電気が初めて使用されたのは、ゼンマイの代わりとして、巻き上げの必要性をなくすためでした。最初の電気駆動時計であるハミルトン・エレクトリック500は、1957年にペンシルベニア州ランカスターのハミルトン・ウォッチ・カンパニーによって発売されました。
腕時計用電池（厳密には電池は複数のセルから構成されているため、セルと呼ぶ）は、その用途に合わせて特別に設計されています。非常に小型で、非常に長い期間（数年以上）にわたって微量の電力を継続的に供給します。ほとんどの場合、電池交換には時計修理店または時計販売店への持ち込みが必要です。これは、電池交換後も防水性を維持するために特別な工具と手順が必要となる防水時計の場合に特に当てはまります。現在では酸化銀電池とリチウム電池が人気です。かつては広く使われていた水銀電池は、環境上の理由から現在では使用されていません。安価な電池にはアルカリ電池があり、酸化銀電池と同じサイズですが、寿命は短くなります。充電式電池は、一部のソーラー式腕時計に使用されています。
電子時計の中には、着用者の動きによって駆動するものがあります。例えば、セイコーのキネティック式クォーツ時計は、着用者の腕の動きを利用しています。回転する重りを回すことで小型発電機が作動し、充電式バッテリーを充電して時計を駆動します。この原理は、機械的なバネの張力ではなく電気エネルギーを生成する点を除けば、自動巻きゼンマイ式ムーブメントと似ています。
ソーラーウォッチは光で動きます。時計の文字盤にある光起電力セルが光を電気に変換し、その電気で充電式バッテリーまたはコンデンサを充電します。時計のムーブメントは、充電式バッテリーまたはコンデンサから電力を供給されます。時計が定期的に比較的強い光（日光など）にさらされている限り、電池交換は不要です。一部のモデルは、数週間分のエネルギーを供給するために数分の日光しか必要としません（シチズンエコ・ドライブなど）。1970年代初期のソーラーウォッチの中には、動力源となるソーラーセルのアレイを収容するために革新的でユニークなデザインを採用したものがありました（シンクロナー、ネプロ、シキュラ、クリスタロニック、アルバ、セイコー、シチズンのいくつかのモデルなど）。数十年が経ち、ソーラーセルの効率が向上し、ムーブメントとディスプレイの電力要件が低下するにつれて、ソーラーウォッチは他の従来の時計のように見えるように設計されるようになりました。[ 73 ]
あまり利用されていない動力源としては、着用者の腕と周囲の環境との温度差が挙げられる（シチズンエコ・ドライブサーモに採用されているように）。
従来、時計はアナログ形式で時刻を表示しており、数字の付いた文字盤には少なくとも回転する時針と、それより長い回転する分針が取り付けられています。多くの時計には、現在の秒を示す3本目の針も組み込まれています。クォーツ時計では、この秒針は通常、1秒ごとに次の目盛りにカチッと動きます。機械式時計では、秒針は連続的に滑っているように見えるかもしれませんが、実際には、テンプのビート（半周期）に対応する、通常1/5秒から1/10秒という小さなステップで動いているだけです。デュプレックス脱進機では、秒針はテンプの2ビート（全周期）、通常1/2秒ごとに進みます。ダブルデュプレックス脱進機では、4ビート（2周期、1秒）ごとに進みます。スプリングドライブ時計のトリシンクロレギュレーターでは、真に滑るような秒針が実現されています。3本の針はすべて通常機械式で、文字盤上で物理的に回転しますが、液晶ディスプレイで「針」をシミュレートした時計もいくつか製造されています。
宝飾品や収集品として販売される時計では、時間のアナログ表示がほぼ普遍的であり、これらの時計では、アナログ文字盤のさまざまなスタイルの針、数字、その他の要素の範囲が非常に広い。計時用として販売される時計では、多くの人がデジタル表示よりも読みやすいと感じているため、アナログ表示は依然として非常に人気がある。しかし、計時用時計では、あらゆる状況下での明瞭さと正確な時間の読み取り（明確にマークされた数字、見やすい針、大きな文字盤など）が重視される。これらは、時計の右側にステム（時間を変更するために使用されるつまみ）がある左手首用に特別に設計されており、時計を手首から外さずに簡単に時間を変更できる。これは、右利きで時計を左手首に着用する場合（伝統的な方法）に当てはまる。左利きで時計を右手首に着用する場合は、時間をリセットしたり時計を巻き上げたりするために、時計を手首から外す必要がある。
アナログ時計や置き時計は、表示時刻がおよそ1:50または10:10であることが多い。これにより、時計の上半分に視覚的に心地よい笑顔のような顔が作られ、メーカー名も囲まれる。デジタル表示では、12:08という時刻が表示されることが多く、アクティブなセグメントまたはピクセル数の増加がポジティブな印象を与える。[ 74 ] [ 75 ]
スイスの高級時計メーカーであるティソは、タッチセンサー式の文字盤が振動することで、目を使わずに時刻を確認できるサイレンT腕時計を製造しています。時計のベゼルには各時間を示す突起があり、着用者は文字盤に軽く触れた後、ベゼルを時計回りに指でなぞります。指が時間を示す突起に達すると時計は連続的に振動し、指が分を示す突起に達すると時計は断続的に振動します。[ 76 ]
ワシントン DC に拠点を置く Eone Timepieces 社は、2013 年 7 月 11 日にKickstarter ウェブサイトで初の触覚アナログ腕時計「Bradley」を発表しました。このデバイスは主に視覚障害のあるユーザー向けに設計されており、時計の 2 つのボール ベアリングを使用して時間を確認できますが、一般ユーザーにも適しています。この時計は、各時間に隆起した目盛りがあり、2 つの可動式の磁気で取り付けられたボール ベアリングを備えています。時計の縁にある 1 つのボール ベアリングが時間を示し、文字盤にあるもう 1 つのボール ベアリングが分を示します。[ 77 ] [ 78 ]
デジタル表示では、時刻が数字で表示されます。例えば、12:08のように、短い針が12を指し、長い針が文字盤の8/60の位置を指すのではなく、数字で表示されます。数字は通常、7セグメントディスプレイで表示されます。
最初のデジタル式機械式懐中時計は19世紀後半に登場した。そして1920年代には、最初のデジタル式機械式腕時計が登場した。
最初のデジタル電子時計である1970年のパルサーLEDプロトタイプは、ハミルトン時計会社とジョージ・H・ティースが設立したエレクトロ・データ社によって共同開発されました。[ 79 ]ハミルトンのパルサー部門の責任者であるジョン・バーギーは、1968年のSF映画『2001年宇宙の旅』のためにハミルトン自身が作った当時としては未来的なデジタル時計に触発されてデジタル時計を作ろうとしたと述べています。1972年4月4日、パルサーはついに完成し、18金ケースで2,100ドルで販売されました。赤色発光ダイオード（LED）ディスプレイを備えていました。
デジタルLED腕時計は非常に高価で、1975年にテキサス・インスツルメンツがプラスチックケース入りのLED腕時計を大量生産し始めるまで、一般消費者の手の届かないものでした。これらの腕時計は当初わずか20ドルで販売され[ 80 ]、1976年には10ドルに値下げされましたが、パルサーは600万ドルの損失を出し 、パルサーブランドはセイコーに売却されました[ 81 ]。
初期のLED腕時計で、かなり問題が多かったのが、 1975年にイギリスのシンクレア・ラディオニクス社が製造・販売した「ブラックウォッチ」である。製造上の問題や返品された（不良品の）製品が多発したため、同社は生産を中止せざるを得なくなり、わずか数年で販売が終了してしまった。
LED ディスプレイを搭載したほとんどの腕時計は、LED は消費電力が非常に大きいため連続して動作させることができず、数秒間表示された時刻を見るためにユーザーがボタンを押す必要がありました。通常、LED ディスプレイの色は赤でした。LED ディスプレイを搭載した腕時計は数年間人気がありましたが、すぐに LED ディスプレイは、バッテリーの消費電力が少なく、ディスプレイが常に表示され、時刻を見る前にボタンを押す必要がないため、はるかに便利な液晶ディスプレイ(LCD) に取って代わられました。暗闇でのみ、小さな電球でディスプレイを照らすためにボタンを押す必要があり、その後、LED やエレクトロルミネセンス バックライトが使用されるようになりました。[ 82 ]
6桁のLCDを搭載した最初のLCD腕時計は1973年のセイコー06LCでしたが、4桁表示の初期のLCD腕時計は、1972年にはすでに様々な形で販売されていました。これには、 Gruen Teletime LCD WatchやCox Electronic Systems Quarzaなどが含まれます。Quarzaは、直射日光下でも読み取れる最初の電界効果LCDを搭載しており、オハイオ州クリーブランドのInternational Liquid Crystal Corporationによって製造されました。[ 83 ]スイスでは、Ebauches Electronic SAが1973年3月にバーゼルで開催されたMUBAフェアで、時刻と日付を表示する8桁LCD腕時計のプロトタイプを発表しました。これは、スイスのBrown, Boveri & Cieが製造したツイストネマティックLCDを使用しており、同社は1974年にCASIOTRON腕時計用のLCDをカシオに供給するようになりました。 [ 84 ]
LCDの問題点は、偏光を使用していることです。たとえば、ユーザーが偏光サングラスをかけている場合、ディスプレイの偏光面がサングラスの偏光面とほぼ垂直になるため、時計の読み取りが困難になることがあります。[ 85 ] [ 86 ]ディスプレイを照らす光が偏光している場合、たとえば青空からの光の場合、ディスプレイの読み取りが困難または不可能になることがあります。[ 87 ]
1980年代以降、デジタル時計の技術は飛躍的に進歩した。1982年には、セイコーがテレビ画面を内蔵したセイコーTVウォッチ[ 88 ]を発売し[ 89 ] 、カシオは温度計付きデジタル時計（TS-1000）と、1500の日本語を英語に翻訳できる時計を発売した。1985年には、カシオが関数電卓付き時計CFX-400を発売した。1987年には、カシオが電話番号をダイヤルできる時計（DBA-800）を発売し、シチズンは音声認識機能付き時計を発表した。1995年には、タイメックスが、着用者がコンピューターから手首にデータをダウンロードして保存できる時計を発売した。タイメックスデータリンクUSBなどの一部の時計は、ドットマトリクスディスプレイを採用している。 1980年代後半から1990年代半ばにかけてのハイテクブームで最盛期を迎えたデジタル時計は、その後、よりシンプルで安価な時計へと変化し、モデル間のバリエーションもほとんどなくなってしまった。
多くの腕時計は、暗闇でも使用できるよう、ディスプレイが発光するようになっている。これを実現するために、様々な方法が用いられてきた。
機械式時計の針や時間マーカーには、しばしば夜光塗料が塗られています。20世紀半ばには、光にさらされなくても光り続けるように、放射性物質が塗料に混ぜられることがよくありました。ラジウムがよく使われていましたが、時計の外側で少量の放射線を発生させ、危険な場合がありました。[ 90 ]トリチウムは、発生する放射線のエネルギーが非常に低いため時計のガラスを透過できないことから、代替品として使用されました。しかし、トリチウムは高価で、原子炉で製造する必要があり、半減期は約12年しかないため、塗料が光り続けるのは数年だけです。現在では、トリチウムは軍事目的など、特殊な時計に使用されています（トリチウム照明を参照）。その他の目的で、アナログ表示に夜光塗料が使用されることがありますが、放射性物質は含まれていません。つまり、表示は光にさらされるとすぐに光り、すぐに消えてしまいます。
電池式の腕時計は、ディスプレイに電気照明を備えていることが多い。しかし、照明は電子時計のムーブメントよりもはるかに多くの電力を消費する。電池の消費を抑えるため、ライトはユーザーがボタンを押した時だけ点灯するようになっている。通常、ボタンを離した後も数秒間は点灯したままになるため、ユーザーは手を動かせばライトが消える。
初期のデジタル時計の中には、LEDディスプレイが使われていたものがあり、暗闇でも昼間でも簡単に読み取ることができた。しかし、LEDを点灯させるにはボタンを押す必要があったため、たとえ明るい日中でもボタンを押さなければ時計の時刻を読み取ることはできなかった。[ 91 ] [ 92 ]
一部の腕時計では、本来発光しないディスプレイを小型の白熱灯やLEDで照らしています。そのため、照明が非常に不均一になる傾向があります。
他の時計では、ディスプレイの背景を均一に照らすためにエレクトロルミネッセンス材料が使用されており、その背景の中で針や数字が見えるようになっている。
視覚障害者向けに、時刻を音声で知らせる腕時計が販売されています。ボタンを押すと時刻が音声で読み上げられます。しかし、周囲の人に迷惑をかけたり、少なくとも健聴者に時刻を確認していることを知らせてしまうという欠点があります。こうした不便さを避けるためには触覚式の腕時計が好まれますが、触覚式の腕時計の時刻を正確に読み取る自信がない人には、音声式腕時計が適しています。
アナログ表示の腕時計には、通常、時刻調整や機械式時計の場合はゼンマイ巻き上げに使用できる、リューズと呼ばれる小さなつまみが付いています。ほとんどの場合、リューズは時計の右側に配置されているため、右利きの人は左手首に装着できます。そのため、時計を右手首に装着している場合は、リューズの操作が不便になります。一部のメーカーは、リューズを左側に移動させた「左利き用」、別名「デストロ」と呼ばれる時計を提供しており[ 93 ]、左利きの人が時計を装着しやすくしています。
ブルヘッドウォッチは、より珍しい構成です。ブルヘッドウォッチは一般的にクロノグラフですが、必ずしもそうとは限りません。この構成では、リューズとクロノグラフプッシャーが時計の上部に配置されます。ブルヘッドは、一般的に腕時計クロノグラフであり、腕から外してストップウォッチとして使用することを想定しています。例としては、シチズン ブルヘッド チェンジ タイマー[ 94 ]やオメガ シーマスターブルヘッド[ 95 ]などがあります。
デジタル時計には通常、時刻調整に使用できるプッシュボタンが付いています。これらのボタンは、左右どちらの手首に付けていても同じように簡単に操作できます。
一般的に、腕時計は時刻を表示し、少なくとも時と分、そして多くの場合秒まで表示します。多くの腕時計は日付も表示し、中には（「コンプリートカレンダー」または「トリプルデイト」と呼ばれる）曜日と月も表示するものもあります。しかし、多くの腕時計は、時刻と日付という基本情報以外にも、多くの情報を提供しています。アラーム機能を備えた腕時計もあります。ポケットウォッチや腕時計など、より精巧で高価な腕時計には、ストライク機構やリピーター機能が搭載されており、時計から発せられる音で時刻を知ることができます。このストライク機能は、真の時計の重要な特徴であり、一般的な時計と区別するものです。この機能は、ほとんどのデジタル時計にも搭載されています。
複雑な時計は、時刻と日付を表示するという基本機能に加えて、1 つ以上の機能を備えています。このような機能はコンプリケーションと呼ばれます。 2 つの一般的なコンプリケーションは、時計のムーブメントがストップウォッチとして機能する機能であるクロノグラフコンプリケーションと、月の満ち欠けを表示するムーンフェイズコンプリケーションです。 その他のより高価なコンプリケーションには、トゥールビヨン、パーペチュアル カレンダー、ミニッツ リピーター、均時差表示などがあります。 本当に複雑な時計は、これらのコンプリケーションの多くを同時に備えています (たとえば、パテック フィリップのキャリバー 89 を参照)。 イスラム教徒向けの時計の中には、メッカの方向を示すことができるもの[ 96 ]と、毎日の祈りの要件すべてに合わせて設定できるアラームを備えているものがあります[ 97 ]時計愛好家の間では、複雑な時計は特に収集価値があります。 時計の中には、 UTCまたはGMT用の 12 時間または 24 時間表示が 2 つ付いているものもあります。 医師用時計は、脈拍の測定、投薬、または麻酔の測定に使用されました。[ 98 ]
クロノグラフとクロノメーターは似たような響きの用語ですが、全く異なる意味を持つため混同されがちです。クロノグラフは、ストップウォッチ機能（前述の通り）などの時間計測機能を追加した時計です。一方、クロノメーターは、所定の条件下での性能について業界標準のテストに合格した時計です。クロノメーターとは、COSC （スイス公式クロノメーター検定機関）によって一定の精度基準内で動作することがテストされ、認定された、高品質の機械式または温度補償式ムーブメントのことです。これらの概念は異なりますが、互いに排他的ではありません。そのため、時計はクロノグラフ、クロノメーター、両方、あるいはどちらでもない場合もあります。
電子スポーツウォッチは、時刻表示とGPSおよび/またはアクティビティ追跡を組み合わせたもので、一般的なフィットネス市場を対象としており、商業的に成功する可能性を秘めている（Garmin Forerunner、Garmin Vivofit、Epson [ 5 ]はSwatch Touchシリーズのモデルを発表[ 99 ]）。
点字時計は、文字盤の周りに突起のあるアナログ表示で、視覚障害者が時刻を読み取れるようになっている。デジタル版の点字時計は、音声合成技術を用いて、指示に応じて時刻を読み上げる。
腕時計やアンティークの懐中時計は、単なる時計としてではなく、ジュエリーや収集価値のある芸術作品として高く評価されることが多い。 [ 100 ]これにより、腕時計にはさまざまな市場が生まれ、非常に安価だが正確な時計（正確な時刻を知ること以外に目的がない）から、主に個人の装飾品として、あるいは小型化と精密機械工学における高度な成果の例として非常に高価な時計まで多岐にわたる。
伝統的に、カジュアル（ビジネス）、セミフォーマル、フォーマルな服装に適したドレスウォッチは、金製で、薄型で、シンプルで、飾り気のないデザインが主流でしたが、近年では、頑丈で複雑なデザインやスポーツウォッチも、こうした服装にふさわしいと考える人が増えています。ドレスウォッチの中には、リューズにカボションがあしらわれていたり、文字盤、ベゼル、ブレスレットにファセットカットの宝石が配されているものもあります。また、ファセットカットのサファイア（コランダム）のみで作られたものもあります。
多くのファッション店やデパートでは、手頃な価格でトレンディな「コスチューム」ウォッチ（主に女性向け）を幅広く取り揃えており、その多くは基本的なクォーツ時計と品質は同等ながら、より大胆なデザインが特徴です。1980年代には、スイスのスウォッチ社が、修理不可能な腕時計の新しい年間コレクションをデザインし直すためにグラフィックデザイナーを雇いました。
宇宙飛行士が宇宙空間で遭遇する無重力環境やその他の極限状態では、特別に試験された腕時計の使用が不可欠となる。
宇宙に送られた最初の腕時計は、ロシアのペトロドヴォレツ時計工場製の「ポベダ」腕時計でした。1961年3月9日、宇宙船コラブリ・スプートニク4号で単回軌道飛行に送られました。この腕時計は、ユーリ・ガガーリンの飛行のわずか1か月前に、ガガーリンと全く同じロケットと装備で全く同じ飛行を成功させた犬、チェルヌチカの手首に無断で取り付けられていました。[ 102 ]
1961年4月12日、ガガーリンは歴史的な初の宇宙飛行の際にシュトゥルマンスキー（ Штурманскиеの音訳で、実際には「航海士の」という意味）の腕時計を着用しました。シュトゥルマンスキーは第一モスクワ工場で製造されました。1964年以来、第一モスクワ工場の時計には「Полёт」、音訳「POLJOT」という商標が付けられています。これはロシア語で「飛行」を意味し、同社の時計が成し遂げた数々の宇宙旅行へのオマージュです。1970年代後半、ポレオットは新しいクロノグラフムーブメント3133を発表しました。23石のムーブメントで手巻き（43時間）を備えたこのムーブメントは、1970年代初頭のスイス製Valjoux 7734のロシア版を改良したものです。ポレオット3133は、ロシア、フランス、ドイツ、ウクライナの宇宙飛行士によって宇宙に持ち込まれました。ヴァレリー・ポリャコフの腕には、ポレオット3133クロノグラフムーブメントを搭載した腕時計が装着され、史上最長の宇宙飛行の宇宙記録を樹立した。 [ 103 ]
1960年代を通して、極端な温度変化や振動下での耐久性と精度について、さまざまな時計がテストされました。オメガ スピードマスター プロフェッショナルは、アメリカの宇宙機関であるNASAに選ばれ、 1969年のアポロ11号の月面着陸時に宇宙飛行士のバズ・オルドリンが着用したことで広く知られています。ホイヤーは、1962年にジョン・グレンがアメリカ初の有人軌道ミッションでフレンドシップ7号を操縦した際に着用したホイヤー ストップウォッチのおかげで、宇宙に行った最初のスイス製時計となりました。ブライトリング ナビタイマーコスモノートは、宇宙では意味をなさない午前と午後の混同を避けるために、 24時間アナログダイヤルで設計されました。 1962年5月24日、アメリカの宇宙飛行士スコット・カーペンターがオーロラ7号マーキュリーカプセルで初めて宇宙で着用しました。 [ 104 ]
1994 年以来、フォルティスはロシア連邦宇宙局が認可した有人宇宙ミッションの独占サプライヤーです。中国国家航天局(CNSA) の宇宙飛行士はFiyta [ 105 ]の宇宙時計を着用しています。2008年のバーゼルワールドで、セイコーは宇宙遊泳専用に設計された世界初の時計、スプリングドライブ スペースウォークを発表しました。タイメックス データリンクは、宇宙ミッション用に NASA の飛行認証を受けており、宇宙旅行用に NASA が認定した時計の 1 つです。カシオG-Shock DW-5600C および 5600E、DW 6900、および DW 5900 は、NASA の宇宙旅行用に飛行認証を受けています。[ 106 ] [ 107 ]
タイメックス・データリンクの様々なモデルは、宇宙飛行士と宇宙飛行士の両方によって使用されました。
時計の構造は防水仕様になっている場合があります。これらの時計は、スキューバダイビングや飽和潜水に適している場合、ダイバーズウォッチと呼ばれることがあります。国際標準化機構（ISO）は、防水時計に関する規格を発行しており、時計に「防水」という用語を使用することも禁止しています。多くの国がこの規格を採用しています。米国では、連邦取引委員会の「保護機能の虚偽表示」に関する規制により、1968年以来、時計を防水として宣伝することは違法となっています。[ 108 ] [ 109 ] [ 110 ]
防水性は、ケースに塗布されたシーラントと併用して水密シールを形成するガスケットによって実現されます。ケースの材質も防水性として合格するために試験を受ける必要があります。[ 111 ]
ISO 2281で防水マーク用に定義されているテストはどれも、時計をスキューバダイビング用に認定するのに適していません。このような時計は日常生活用に設計されており、水泳などの運動中に防水性が必要です。さまざまな温度や圧力の条件下で着用できますが、いかなる場合でもスキューバダイビング用に設計されているわけではありません。[ 112 ]
ダイバーズウォッチの規格は、国際規格ISO 6425によって規定されています。時計は、定格（水）圧力の125%以下の静止水中でテストされます。したがって、200メートル定格の時計は、静止状態で250メートルの静止水中であれば防水性があるとみなされます。防水性のテストは、すべての時計を完全にテストする必要があるため、非ダイバーズウォッチとは根本的に異なります。ISO 6425は、最低100メートルの耐水深度定格の防水規格に加えて、スキューバダイビング用の機械式ダイバーズウォッチに対する8つの最低要件も規定しています（クォーツ時計とデジタル時計は、視認性に関する要件が若干異なります）。混合ガス飽和潜水用のダイバーズウォッチについては、ISO 6425の2つの追加要件を満たす必要があります。
時計は防水性の程度によって分類され、それはおおよそ次のようになります（1メートル＝3.281フィート）：[ 113 ]
時計によっては、メートルではなくバール（bar）で防水性能を表し、その値を10倍してから10を引くことで、メートル単位の防水性能とほぼ等しくなります。したがって、5バールの時計は40メートルの時計に相当します。また、気圧（atm）で防水性能を表す時計もあり、これはバールとほぼ同等です。
ガイガーカウンター内蔵の腕時計は、原子力産業に従事する請負業者や核兵器を専門とする軍人向けに存在します。最初に知られている例は、1954年のラケタ・アトムです。[ 114 ]ガイガーカウンター腕時計は、1965年のジェームズ・ボンド映画『サンダーボール作戦』で有名で、ショーン・コネリー演じるキャラクターが改造したブライトリング・トップタイムを使って盗まれた核弾頭を探します。ポリマスター、フアテック、MTMスペシャルオプスは線量計腕時計を製造しています。
アナログ時計を使って北と南の方角を知る伝統的な方法があります。太陽は24時間かけて空を移動するように見えますが、12時間表示の時計の時針は1回転するのに12時間かかります。北半球では、時針が太陽を指すように時計を回転させると、時針と12時のちょうど中間点が南を示します。南半球でこの方法を使うには、12時を太陽に向け、時針と12時のちょうど中間点が北を示します。夏時間中は、12時の代わりに1時を使って同じ方法を使うことができます。この方法は、かなり高緯度でのみ使用できるほど正確です。
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）時計、ヘンライン。
{{cite book}}ISBN /日付の不一致（ヘルプ）針はなく、代わりに合成ルビー製のLED「タイムスクリーン」が各桁に27個のダイオードを備えており、着用者が前面のボタンを押すと1.25秒間時刻を表示した。
複雑な25個のチップ回路によって生成されたディスプレイは、非常に電力を消費するため、ユーザーが本体前面のボタンを押したときに一時的に点灯するだけでした。
なぜ50万ドルを時計に費やすのが理にかなっているのかを説明しよう。
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