EP0221363B1 - Montre électronique analogique - Google Patents

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Publication number
EP0221363B1
EP0221363B1 EP86113708A EP86113708A EP0221363B1 EP 0221363 B1 EP0221363 B1 EP 0221363B1 EP 86113708 A EP86113708 A EP 86113708A EP 86113708 A EP86113708 A EP 86113708A EP 0221363 B1 EP0221363 B1 EP 0221363B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
signal
circuit
motor
hand
logic level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP86113708A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0221363A1 (fr
Inventor
Claude-Eric Leuenberger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
Original Assignee
Eta SA Fabriques dEbauches
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=4275572&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0221363(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Eta SA Fabriques dEbauches filed Critical Eta SA Fabriques dEbauches
Publication of EP0221363A1 publication Critical patent/EP0221363A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0221363B1 publication Critical patent/EP0221363B1/fr
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G19/00—Electric power supply circuits specially adapted for use in electronic time-pieces
    • G04G19/12—Arrangements for reducing power consumption during storage
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/146—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor incorporating two or more stepping motors or rotors

Definitions

  • the present invention relates to an electronic watch with analog display by hands. It relates more particularly to a watch provided with two stepping motors, the first motor driving the hour and minute hands and the second motor the second hand, the latter being activated only when a logic detection signal, applied to the timepiece circuit, is at a determined logic level.
  • the detection signal is supplied by a two-position contact which can be manipulated from outside the watch case.
  • One of the contact positions corresponds to the normal running of the watch, for which the two motors are activated, while to the other position of the contact there corresponds an economical operating mode in which the drive motor of the second hand is stopped. In economic mode, however, the watch continues to indicate the most important hourly information, i.e. hours and minutes.
  • the consumption of the electronic circuit being low, that of the watch is mainly determined by the consumption of the seconds engine since it works 60 times more often than the other engine.
  • the economical mode of operation, in which the second hand is stopped, therefore considerably extends the life of the watch battery, without losing the time displayed by the other two hands.
  • a watch which comprises a single motor for driving the display, a button, arranged on the bottom of the case, controlling the starting or stopping of the motor depending on whether it is in contact or not with the arm of the watch wearer, and a counter allowing the watch to be reset automatically after a stop.
  • the object of the present invention is to provide a watch which does not have the drawback of the embodiments known from the prior art of not sufficiently saving energy.
  • the watch further comprises a memory circuit making it possible to synchronize the second hand with the minute hand when the watch switches from economic operating mode to normal operating mode.
  • An advantage of the watch according to the invention results from the fact that the second hand stops automatically when the incident light becomes weak, the reading of the hours and minutes however remaining possible thanks for example to luminescent hands, and that it starts again, also automatically, as soon as the light exceeds a certain threshold.
  • Another advantage of the present invention comes from the fact that the second hand is brought into phase, or synchronism, with the minute hand when the watch goes into normal mode.
  • the watch according to the invention essentially consists of an electronic circuit comprising an oscillator 1, a timepiece circuit 2 and a detection circuit 6, two stepping motors 3a and 3b, the first driving an hour hand 4a and a minute hand 4b and the second driving a second hand 4c, a photoelectric sensor 5 and finally a reset contact 23, controlled, for example, by a time-setting rod (not shown).
  • the oscillator 1 is formed by a quartz resonator 10 and a maintenance circuit 11 which delivers, at its output, a time base or reference signal having a frequency of 32,768 Hz, for example.
  • a first frequency divider 12 which receives the time base signal at its input. On the output Q of this divider, formed of 9 binary dividers, a 64 Hz signal appears which is applied to the input of a second divider 13, formed of 6 binary dividers. The latter provides on its output Q a signal Q13 having a frequency of 1 Hz.
  • the frequency of the signal Q13 is divided by 60 in a divider 14, which thus provides on its output Q a signal formed by one pulse per minute.
  • the latter is applied to the input of a first control circuit 15 which produces a control signal S15 for the first motor 3a in order to advance it by one step per minute.
  • This motor drives, via a gear train not shown, a minute hand 4b and an hour hand 4a, and possibly a calendar. Depending on the gear reduction ratio, the engine can take more than one step per minute.
  • the signal Q13 is applied, on the other hand, to the input of a circuit 16 formed by two monostable flip-flops. On the outputs Q 'and Q "of this circuit appear respectively the signals Q'16 and Q" 16 produced by each of the flip-flops.
  • the signal Q'16 has a frequency of 1 Hz and it is formed of fine pulses of duration to, of a few milliseconds, typically of 5 ms.
  • the signal Q "16 is similar to the signal Q'16, but the duration of its pulses is greater, for example by 2to.
  • the signals Q13, Q'16 and Q "16 are shown in FIG. 2, which shows that the rising edges of all the pulses are in synchronism.
  • the timepiece circuit 2 also includes a memory circuit 7, assumed for the moment not to be connected, an AND gate 20 with two inputs, the first of which receives the signal Q'16, an OR gate 21 with two inputs, the first of which is connected to the output of AND gate 20, and a second control circuit 22 connected to the output of OR gate 21 and producing a control signal S22 for the second motor 3b, in order to make it advance one step by second.
  • This motor drives the seconds hand 4c by means of a cog, not shown.
  • the needles 4a, 4b and 4c can be arranged so as to rotate around the same axis above a common dial.
  • the motor 3a normally advancing the hour hands 4a and minutes 4b, the signal Q'16 passes through the AND gates 20 and OR 21 to arrive at the input of the circuit 22 which, by producing the signal S22 motor control 3a, advances the second hand 4c at a rate of one step per second.
  • the watch therefore behaves, in this case, like a conventional watch, indicating the hours, minutes and seconds.
  • the second input of the AND gate 20 is at the low logic level, the signal Q'16 can no longer pass through it and the motor 3b remains at rest.
  • the logic level of the signal on the second input of this door therefore controls the starting or stopping of the motor 3b.
  • This logic signal is taken at the output of the detection circuit 6, which will now be described, and to which the photoelectric sensor 5 is connected.
  • This sensor is placed behind a window, not shown, made in the dial or the middle part of the box to receive and measure the intensity of the light reaching the watch. It can advantageously be produced in the form of a photodiode, a phototransistor or a photoresistor.
  • the circuit 6 includes an amplifier 17 to which the sensor 5 is connected, represented in the form of a photodiode.
  • This amplifier supplies on its output S an analog signal S17 whose amplitude is representative of the intensity of the light falling on the photodiode.
  • This signal is then compared to a constant reference signal Vo, coming from a conventional circuit not shown, in a comparator 18 which delivers a logic output signal S18.
  • the signal S18 will be found respectively, for example, at the low logic level or at the high logic level.
  • This signal S18 is applied to the input of a flip-flop 19 having an inverted clock input Ck sensitive to the falling edge of the signal Q'16, a main logic output Q and an inverted logic output Q. On the output Q appears a logic signal Q19 which constitutes the main output signal of the circuit 6. On its output Q appears a signal 019 opposite to the signal 019.
  • the flip-flop 19 thus stores for 1 second, on its output Q, the state of the signal S18 at the instant of appearance of the falling edge of a pulse of Q'16. If therefore the photoelectric sensor 5 receives a light whose intensity is less than or equal to a certain critical threshold to which the value Vo of the signal S17 corresponds, the signal 019 is at the low logic level. On the other hand, a light intensity su below this threshold, will cause a high logic level on this signal, which is applied to the second input of the AND gate 20.
  • Another object of the invention is therefore to allow the second hand to be brought quickly into synchronism with the minute hand, when the watch switches to normal mode, so that the second hand indicates 60 seconds when the minute hand indicates a full minute, this condition having been previously met at the time of setting the watch.
  • the memory circuit 7 achieves this objective.
  • the counter 30 includes a counter by 60, referenced 30, and three doors AND with two inputs, respectively referenced 31, 32 and 33.
  • the counter 30 has a counting input in front I, making it possible to increment it, one input counting backwards D, making it possible to decrement it, and a reset input R.
  • the input 1 of the counter is connected to the output of the AND gate 31 whose first input receives the signal Q'16 and the second input signal Q19.
  • Input D is connected, for its part, to the output of AND gate 33 and to the second input of OR gate 21.
  • the first input of AND gate 33 receives the signal of 64 Hz delivered by the frequency divider 12 while its second input is connected to the output of the AND gate 32.
  • the first input of the latter is connected to the second input of the AND gate 20 and to the Q output of the flip-flop 19 to receive the signal Q19.
  • the counter 30 has an output Q which delivers a logic signal Q30 to the second input of the AND gate 32
  • circuit 7 in conjunction with the other parts of the circuit shown in FIG. 1, is as follows. Let us first consider the case where the sensor 5 receives a high intensity light and where the content of the counter 30 is equal to zero. These conditions cause a high logic level on signal Q19 and a low level on signals 0 19 and Q30.
  • the signal Q'16 on the other hand, cannot reach the input 1 of counter 30 through AND gate 31 because it is made non-passable by signal Q19.
  • the low logic level of signal Q30 causes a signal identical to the output of AND gate 32, preventing the 64 Hz signal from reaching circuit 22 through AND gate 33 and OR gate 21.
  • the counter 30 receives no pulse on its input I, while the second signal Q'16, arriving alone at the input of the second control circuit 22, advances the second hand 4c to indicate the time exact with the help of the hour and minute hands 4a and 4b.
  • the second hand 4c is immobilized, while the counter 30 continues to be incremented by the pulses of the signal Q'16, the other hands of the watch naturally advancing normally.
  • the AND gate 33 allows the 64 Hz signal to pass and the AND gate 20 the Q'16 signal.
  • the 64 Hz signal is a rapid catch-up signal of the seconds lost by the hand 4c during the obscuration of the sensor 5.
  • the phase of this signal, with respect to the signal Q'16, is chosen so that its rising sides, triggering the movement of the motor 3b, are between two rising sides of the signal Q'16.
  • the duration of the control pulses S22 being less than the duration of a half-period of the signal of 64 Hz, the motor 3b will thus be able to react to the signals Q'16 and of 64 Hz if they arrive jointly on the circuit 22 through OR gate 21.
  • the 64 Hz signal arrives at the input of circuit 22 and at input D of counter 30. Each imputation of this signal therefore advances the motor 3b by one step and decrements the content of the counter 30 by one unit.
  • the second hand 4c then again indicates the exact time and the content of the counter is brought back to zero.
  • this state of the counter 30 corresponds to the low logic level of the signal Q30, which has the effect of rendering the AND gate 33 non-passing and blocking the 64 Hz signal.
  • circuits 17 and 18, which process analog signals, can be relatively high.
  • the output signal of circuit 18 is memorized every second in the flip-flop 19, it is sufficient to activate circuits 17 and 18 for a short time at the time of memorization.
  • the circuit 16 also produces a signal Q "16, shown in FIG. 2.
  • This signal is formed by pulses of duration 2to starting at the same instant as the pulses of duration to of the signal Q'16.
  • this latter signal is the clock signal applied to the input Ck of flip-flop 19, this input reacting to the falling edge of the pulses. As the falling edge is in the middle of the pulses of the signal Q "16, the latter can be used to make work circuits 17 and 18 periodically.
  • the signal Q "16 is introduced into these circuits where, by known means, it switches on the power supply during this time 2to and triggers it during the rest of the period. By taking 10 ms for 2to, consumption is reduced by 100 times.
  • the consumption of the detection circuit 6 is typically 0.05 pA, that of the oscillator 1 and of the timepiece circuit 2, about 0.1 ttA.
  • the consumption of the motor 3a is less than 0.05 pA, while that of the motor 3b is between 0.5 and 1 IlA.
  • the watch When the two motors are running, the watch therefore consumes between 0.7 and 1.2 p.A, and only 0.2 ⁇ A when the motor 3b is stopped.
  • This example highlights the advantage of the watch according to the invention from the point of view of the energy saving which it makes it possible to achieve since the seconds motor 3b is automatically stopped during the night and each time, during during the day, the sensor is not sufficiently illuminated.
  • the contact 23 is coupled, for example, to the time-setting rod (not shown), of the watch, so that this rod closes the contact when it is put in the position for correcting the 'hour.
  • the contact 23 then produces a signal which is applied to the reset inputs R of the dividers 13 and 14 and of the counter 30 in order to obtain the desired synchronization once the time-setting rod is returned to its position normal.
  • the output Q of the counter 30 produces a signal Q30 of particular shape, represented in FIG. 3.
  • An example of embodiment of a counter by means of known components making it possible to obtain such a signal is also represented in FIG. 4a.
  • the two 4-bit counters are connected so as to produce a counter by 60, referenced 40, having an increment input l ′, a decrementation input D ′, a reset input R ′, a downflow overshoot output Qb (also called underflow or borrow) and an overflow output towards the high Qh (also called overflow or carry).
  • the inputs l ', D', R ' correspond to the inputs I, D, R of the counter 30.
  • the outputs Qb and Qh respectively deliver the signals Qb40 and Qh40 which are represented in FIG. 4b as a function of the content N of the counter.
  • the Qh40 signal contains a short pulse each time the content of the counter goes from 0 to 1, and the signal Qb40 when this content goes from 1 to 0.
  • the watch could contain more than two motors, each motor driving one or more display members and the photoelectric sensor 5 controlling the operation of one or more motors.
  • one or more motors could advantageously be known motors with two directions of rotation of known type, the catching up being done in the direction which requires each motor to perform the smallest number of steps possible.

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Description

  • La présente invention concerne une montre électronique à affichage analogique par aiguilles. Elle concerne plus particulièrement une montre pourvue de deux moteurs pas à pas, le premier moteur entraînant les aiguilles des heures et des minutes et le second moteur l'aiguille des secondes, ce dernier n'étant activé que lorsqu'un signal logique de détection, appliqué au circuit garde-temps de la montre, se trouve à un niveau logique déterminé.
  • Une montre de ce type est décrite, par exemple, dans la demande de brevet EP 0 048 217. Dans cette réalisation, le signal de détection est fourni par un contact à deux positions pouvant être manipulé de l'extérieur de la boîte de montre. A l'une des positions du contact correspond la marche normale de la montre, pour laquelle les deux moteurs sont activés, alors qu'à l'autre position du contact correspond un mode de fonctionnement économique dans lequel le moteur d'entraînement de l'aiguille des secondes est arrêté. Dans le mode économique la montre continue toutefois d'indiquer l'information horaire la plus importante, c'est-à-dire les heures et les minutes.
  • La consommation du circuit électronique étant faible, celle de la montre est principalement déterminée par la consommation du moteur des secondes puisqu'il travaille 60 fois plus souvent que l'autre moteur. Le mode de fonctionnement économique, dans lequel l'aiguille des secondes est arrêtée, permet donc de prolonger considérablement la durée de vie de la pile de la montre, et cela sans perdre l'heure affichée par les deux autres aiguilles.
  • La manipulation du contact de cette montre est cependant une contrainte fastidieuse, et l'oubli de passer en mode économique lorsque la montre n'est pas portée, ou pendant la nuit, enlève tout intérêt à disposer d'un tel mode de fonctionnement. De plus, lors du passage du mode économique au mode normal, l'aiguille des secondes repart avec une phase quelconque par rapport à l'aiguille des minutes. Les deux aiguilles se trouvent donc désynchronisées l'une par rapport à l'autre.
  • Une autre réalisation est décrite dans la demande de brevet FR 2 279 184. Il s'agit d'une pièce d'horlogerie, indiquant l'heure au moyen d'un affichage numérique, qui comporte un capteur photoélectrique associé à un circuit de détection dont la fonction est d'arrêter automatiquement toutes les indications de l'affichage, afin d'économiser l'énergie de la pile, lorsque la lumière ambiante devient trop faible pour faire une lecture. Cette réalisation présente le désavantage de ne pas prévoir la possibilité d'arrêter uniquement l'indication des secondes, et de comporter un circuit de détection qui, étant alimenté en permanence, consomme beaucoup d'énergie.
  • Enfin dans la demande GB 2 037 025 est décrite une montre qui comporte un moteur unique pour entraîner l'affichage, une touche, disposée sur le fond du boîtier, commandant la marche ou l'arrêt du moteur suivant qu'elle est en contact ou non avec le bras du porteur de la montre, et un compteur permettant de remettre automatiquement la montre à l'heure après un arrêt. L'obligation d'enlever la montre pour l'arrêter, et le fait qu'une économie d'énergie n'est obtenue que pour des arrêts supérieurs à 12 heures, constituent les inconvénients les plus importants de cette réalisation.
  • La présente invention a pour but de fournir une montre ne présentant pas l'inconvénient des réalisations connues de l'art antérieur de ne pas suffisamment économiser de l'énergie.
  • Pour atteindre ce but, la montre selon l'invention, qui comporte:
    • - un oscillateur fournissant un signal base du temps;
    • - un circuit garde-temps recevant le signal base de temps et un signal de détection susceptible de prendre deux niveaux logiques, ce circuit fournissant en permanence un premier signal de commande et, uniquement lorsque le signal de détection se trouve à un niveau logique déterminé, un second signal de commande;
    • - un premier moteur entraînant les aiguilles des heures et des minutes en réponse au premier signal de commande; et
    • - un second moteur entraînant l'aiguille des secondes en réponse au second signal de commande, est particulièrement remarquable en ce qu'elle comporte en outre:
    • - un capteur photoélectrique disposé pour recevoir la lumière atteignant la montre et délivrant un signal représentatif de l'intensité de cette lumière;
    • - un circuit de détection connecté au capteur et fournissant le signal de détection qui prend un premier niveau logique lorsque l'intensité de la lumière est inférieure à un seuil prédéterminé, et un deuxième niveau logique lorsque cette intensité est supérieure à ce seuil, le circuit garde-temps fournissant le second signal de commande lorsque le signal de détection est à son deuxième niveau logique; et
    • - des moyens permettant de faire travailler périodiquement au moins une partie du circuit de détection dans le but de réduire sa consommation.
  • Selon une forme de réalisation préférée et avantageuse, la montre comprend en outre un circuit-mémoire permettant de synchroniser l'aiguille des secondes avec l'aiguille des minutes lorsque la montre passe du mode de fonctionnement économique au mode de fonctionnement normal.
  • Un avantage de la montre selon l'invention résulte du fait que l'aiguille des secondes s'arrête automatiquement lorsque la lumière incidente devient faible, la lecture des heures et des minutes restant cependant possible grâce par exemple à des aiguilles luminescentes, et qu'elle repart, aussi automatiquement, dès que la lumière dépasse un certain seuil.
  • Un autre avantage de la présente invention provient de ce que l'aiguille des secondes est mise en phase, ou synchronisme, avec l'aiguille des minutes lors du passage de la montre en mode normal.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard des dessins annexés qui donnent, à titre explicatif mais nullement limitatif, un exemple de réalisation d'une telle montre. Sur ces dessins, où les mêmes références se rapportent à des éléments analogues:
    • - la figure 1 montre les principaux éléments constituant la montre selon l'invention et le schéma de son circuit électronique;
    • - les figures 2 et 3 montrent différents signaux produits dans le circuit;
    • - la figure 4a représente une variante de réalisation d'une partie du circuit, et
    • - la figure 4b montre différents signaux du circuit de la figure 4a.
  • En référence à la figure 1, on voit que la montre selon l'invention se compose essentiellement d'un circuit électronique comprenant un oscillateur 1, un circuit garde-temps 2 et un circuit de détection 6, de deux moteurs pas à pas 3a et 3b, le premier entraînant une aiguille d'heures 4a et une aiguille de minutes 4b et le second une aiguille de secondes 4c, d'un capteur photoélectrique 5 et enfin d'un contact 23 de remise à zéro, commandé, par exemple, par une tige de mise à l'heure (non représentée).
  • L'oscillateur 1 est formé d'un résonateur à quartz 10 et d'un circuit d'entretien 11 lequel délivre, à sa sortie, un signal de base de temps, ou de référence, ayant une fréquence de 32768 Hz, par exemple.
  • Dans le circuit garde-temps 2 se trouve un premier diviseur de fréquence 12 qui reçoit sur son entrée le signal de base de temps. Sur la sortie Q de ce diviseur, formé de 9 diviseurs binaires, apparaît un signal de 64 Hz qui est appliqué à l'entrée d'un deuxième diviseur 13, formé de 6 diviseurs binaires. Ce dernier fournit sur sa sortie Q un signal Q13 ayant une fréquence de 1 Hz.
  • La fréquence du signal Q13 est divisée par 60 dans un diviseur 14, qui fournit ainsi sur sa sortie Q un signal formé d'une impulsion par minute. Ce dernier est appliqué à l'entrée d'un premier circuit de commande 15 qui produit un signal de commande S15 pour le premier moteur 3a afin de la faire avancer d'un pas par minute. Ce moteur entraîne, par l'intermédiaire d'un rouage non représenté, une aiguille de minutes 4b et une aiguille d'heures 4a, et éventuellement un calendrier. Suivant le rapport de réduction du rouage, le moteur peut effectuer plus d'un pas par minute.
  • Le signal Q13 est appliqué, d'autre part, à l'entrée d'un circuit 16 formé de deux bascules monostables. Sur les sorties Q' et Q" de ce circuit apparaissent respectivement les signaux Q'16 et Q"16 produits par chacune des bascules. Le signal Q'16 a une fréquence de 1 Hz et il est formé de fines impulsions de durée to, de quelques millisecondes, typiquement de 5 ms. Le signal Q"16 est semblable au signal Q'16, mais la durée de ses impulsions est plus grande, par exemple de 2to.
  • Les signaux Q13, Q'16 et Q"16 sont représentés sur la figure 2, laquelle fait apparaître que les flancs montants de toutes les impulsions sont en synchronisme.
  • Le circuit garde-temps 2 comprend encore un circuit-mémoire 7, supposé pour le moment ne pas être connecté, une porte ET 20 à deux entrées dont la première reçoit le signal Q'16, une porte OU 21 à deux entrées dont la première est reliée à la sortie de la porte ET 20, et un second circuit de commande 22 connecté à la sortie de la porte OU 21 et produisant un signal de commande S22 pour le second moteur 3b, afin de le faire avancer d'un pas par seconde. Ce moteur entraîne l'aiguille des secondes 4c par l'intermédiaire d'un rouage non représenté.
  • Bien entendu les aiguilles 4a, 4b et 4c peuvent être disposées de manière à tourner autour d'un même axe au dessus d'un cadran commun.
  • Le fonctionnement de la montre sera maintenant décrit en supposant que la seconde entrée de la porte ET 20 se trouve au niveau logique haut et que la seconde entrée de la porte OU 21 ne reçoit aucun signal.
  • Dans ces conditions, le moteur 3a faisant avancer normalement les aiguilles des heures 4a et des minutes 4b, le signal Q'16 passe à travers les portes ET 20 et OU 21 pour arriver à l'entrée du circuit 22 lequel, en produisant le signal de commande S22 du moteur 3a, fait avancer l'aiguille des secondes 4c à raison d'un pas par seconde.
  • La montre se comporte donc, dans ce cas, comme une montre conventionnelle, en indiquant les heures, les minutes et les secondes.
  • Si, par contre la seconde entrée de la porte ET 20 se trouve au niveau logique bas, le signal Q'16 ne peut plus la traverser et le moteur 3b reste au repos. Le niveau logique du signal sur la seconde entrée de cette porte commande donc la marche ou l'arrêt du moteur 3b.
  • Ce signal logique est pris à la sortie du circuit de détection 6, que l'on décrira maintenant, et auquel est relié le capteur photoélectrique 5. Ce capteur est placé derrière une fenêtre, non représentée, pratiquée dans le cadran ou la carrure de la boîte pour recevoir et mesurer l'intensité de la lumière atteignant la montre. Il peut avantageusement être réalisé sous forme d'une photodiode, d'un phototransistor ou d'une photorésistance.
  • Le circuit 6 comporte un amplificateur 17 auquel est connecté le capteur 5, représenté sous forme d'une photodiode. Cet amplificateur fournit sur sa sortie S un signal analogique S17 dont l'amplitude est représentative de l'intensité de la lumière tombant sur la photodiode. Ce signal est alors comparé à un signal de référence constant Vo, provenant d'un circuit conventionnel non représenté, dans un comparateur 18 qui délivre un signal de sortie logique S18. Suivant que S17 est inférieur ou égal à Vo, ou bien qu'il est supérieur à Vo, le signal S18 se trouvera respectivement, par exemple, au niveau logique bas ou au niveau logique haut. Ce signal S18 est appliqué à l'entrée d'une bascule bistable 19 ayant une entrée d'horloge inversée Ck sensible au flanc descendant du signal Q'16, une sortie logique principale Q et une sortie logique inversée Q. Sur la sortie Q apparaît un signal logique Q19 qui constitué le signal de sortie principal du circuit 6. Sur sa sortie Q apparaît un signal 019 inverse du signal 019.
  • La bascule 19 mémorise ainsi pendant 1 seconde, sur sa sortie Q, l'état du signal S18 à l'instant d'apparition du flanc descendant d'une impulsion de Q'16. Si donc le capteur photoélectrique 5 reçoit une lumière dont l'intensité est inférieure ou égale à un certain seuil critique auquel correspond la valeur Vo du signal S17, le signal 019 se trouve au niveau logique bas. Par contre, une intensité lumineuse supérieure à ce seuil, entraînera un niveau logique haut sur ce signal, lequel est appliqué sur la seconde entrée de la porte ET 20.
  • Il résulte de ce qui précède que le moteur 3b et l'aiguille des secondes 4c sont au repos ou en mouvement, suivant que le capteur 5 reçoit une lumière dont l'intensité est inférieure ou supérieure au seuil critique respectivement, réalisant ainsi un des buts recherchés par la présente invention, à savoir la possibilité de mettre la montre automatiquement dans un mode de fonctionnement normal ou dans un mode de fonctionnement économique.
  • Les passages successifs d'un mode à l'autre ont, bien entendu, pour effet de désynchroniser l'aiguille des secondes par rapport aux autres aiguilles, en supposant que la montre a été mise initialement à l'heure exacte. Or, de tels changements de mode peuvant être fréquents, puisqu'ils sont susceptibles de résulter du simple recouvrement du capteur 5 par la manche du vêtement du porteur de la montre.
  • Ainsi, un autre but de l'invention est de permettre d'amener rapidement l'aiguille des secondes en synchronisme avec l'aiguille des minutes, au moment du passage de la montre au mode normal, de manière que l'aiguille des secondes indique 60 secondes lorsque l'aiguille des minutes indique une minute entière, cette condition ayant été préablement réalisée au moment de la mise à l'heure de la montre.
  • Le circuit-mémoire 7 permet d'atteindre cet objectif. A cet effet, il comporte un compteur par 60, référencé 30, et trois portes ET à deux entrées, référencées respectivement 31, 32 et 33. Le compteur 30 a une entrée de comptage en avant I, permettant de l'incrémenter, une entrée de comptage en arrière D, permettant de le décrémenter, et une entrée de remise à zéro R. L'entrée 1 du compteur est reliée à la sortie de la porte ET 31 dont la première entrée reçoit le signal Q'16 et la seconde entrée le signal Q19. L'entrée D est connectée, de son côté, à la sortie de la porte ET 33 et à la seconde entrée de la porte OU 21. La première entrée de la porte ET 33 reçoit le signal de 64 Hz délivré par le diviseur de fréquence 12 alors que sa seconde entrée est reliée à la sortie de la porte ET 32. La première entrée de cette dernière est connectée à la seconde entrée de la porte ET 20 et à la sortie Q de la bascule 19 pour recevoir le signal Q19. Enfin, le compteur 30 a une sortie Q qui délivre un signal logique Q30 à la seconde entrée de la porte ET 32.
  • L'état logique du signal Q30 dépend du nombre N contenu dans le compteur 30, conformément au diagramme représenté sur la figure 3. Supposons d'abord que le signal Q30 se trouve au niveau logique bas et que des impulsions soient appliquées sur l'entrée du compteur 30 pour l'incrémenter. Son contenu va augmenter pour atteindre la valeur N = 59 et une impulsion supplémentaire le fera passer à la valeur zéro. Cette incrémentation du compteur n'a aucune influence sur l'état du signal Q30 qui reste au niveau logique bas. L'impulsion suivante, par contre, en faisant passer N de zéro à 1, entraîne la transition du signal Q30 du niveau logique bas au niveau logique haut, niveau auquel ce signe se maintiendra même si le compteur reçoit encore un nombre arbitraire d'impulsions d'incrémentation. Supposons ensuite que des impulsions soient appliquées sur l'entrée D du compteur 30 pour le décrémenter. Son contenu finira par atteindre la valeur N = 1. Cette opération de décomptage n'a aucun effet sur la sortie Q du compteur et, par conséquent, le signal Q30 reste au niveau logique haut, en supposant qu'initialement il était déjà dans cet état. L'impulsion suivante, par contre, en faisant passer N de 1 à zéro, fera transiter le signal Q30 du niveau logique haut au niveau logique bas, dans lequel le signal se maintiendra quel que soit le nombre d'impulsions suivantes que recevra l'entrée D du compteur 30.
  • Le fonctionnement du circuit 7, en liaison avec les autres parties du circuit représenté sur la figure 1, est le suivant. Considérons d'abord le cas où le capteur 5 reçoit une lumière de forte intensité et où le contenu du compteur 30 est égal à zéro. Ces conditions entraînent un niveau logique haut sur le signal Q19 et un niveau bas sur les signaux 0 19 et Q30. La porte ET 20, recevant le signal Q19, laisse donc passer le signal de seconde Q'16 jusqu'à l'entrée du circuit 22 à travers la porte OU 21. Le signal Q'16, par contre, ne peut atteindre l'entrée 1 du compteur 30 à travers la porte ET 31 car elle est rendue non-passante par le signalQ19.
  • Enfin, le niveau logique bas du signal Q30 entraîne un signal identique à la sortie de la porte ET 32, empêchant le signal de 64 Hz d'atteindre le circuit 22 à travers la porte ET 33 et la porte OU 21. Ainsi, dans ce cas, le compteur 30 ne reçoit aucune impulsion sur son entrée I, alors que le signal de seconde Q'16, arrivant seul à l'entrée du second circuit de commande 22, fait avancer l'aiguille des secondes 4c pour indiquer l'heure exacte avec le concours des aiguilles des heures et des minutes 4a et 4b.
  • Examinons ensuite le cas où le capteur 5 ne reçoit aucune lumière, le contenu du compteur 30 étant toujours égal à zéro. Les signaux Q19 et Q30 sont alors au niveau logique bas, tandis que le signal a 19 se trouve au niveau logique haut. La porte ET 20 est ainsi rendue non-passante par le signal Q19, alors que la porte ET 31 est rendue passante par le signal a 19. Le signal de seconde Q'16 ne pouvant plus arriver à l'entrée du circuit 22, l'aiguille des secondes 4c se trouve immobilisée. Par contre, le signal Q'16 peut parvenir jusqu'à l'entrée 1 du compteur 30 et il va l'incrémenter pendant toute la durée d'obscurcissement du capteur 5, durée que l'on supposera être égale à 16 secondes. Dès la première impulsion de comptage sur l'entrée I, le signal Q30 passera au niveau logique haut. La sortie de la porte ET 32 continue cependant à rester au niveau logique bas, car une de ses entrée reçoit le signal Q19 qui se trouve maintenant également au niveau logique bas, rendant la porte ET 33 non-passante au signal de 64 Hz.
  • Tant que dure l'obscurcissement du capteur 5, l'aiguille des secondes 4c est immobilisée, alors que le compteur 30 continue d'être incrémenté par les impulsions du signal Q'16, les autres aiguilles de la montre avançant bien entendu normalement.
  • Au bout de 16 secondes, le capteur 5 recevant de nouveau la lumière, on revient au cas examiné précédemment, sauf que le contenu du compteur 30 est maintenant égal à 16, au lieu de zéro, et que le signal Q30 se trouve au niveau logique haut. Dans ces conditions, la porte ET 33 laisse passer le signal de 64 Hz et la porte ET 20 le signal Q'16.
  • Le signal de 64 Hz est un signal de rattrapage rapide des secondes perdues par l'aiguille 4c pendant l'obscurcissement du capteur 5. La phase de ce signal, par rapport au signal Q'16, est choisie de manière que ses flancs montants, déclenchant le mouvement du moteur 3b, se trouvent entre deux flancs montants du signal Q'16. La durée des impulsions de commande S22 étant inférieure à la durée d'une demi-période du signal de 64 Hz, le moteur 3b pourra ainsi réagir aux signaux Q'16 et de 64 Hz s'ils arrivent conjointement sur le circuit 22 à travers la porte OU 21. Dès l'instant où la lumière revient sur le capteur 5, le signal de 64 Hz arrive sur l'entrée du circuit 22 et sur l'entrée D du compteur 30. Chaque impusion de ce signal fait donc avancer le moteur 3b d'un pas et décrémente le contenu du compteur 30 d'une unité.
  • Après 16 impulsions, l'aiguille des secondes 4c indique alors de nouveau le temps exact et le contenu du compteur est ramené à zéro. A cet état du compteur 30 correspond au niveau logique bas du signal Q30, ce qui a pour effet de rendre non passante la porte ET 33 et de bloquer le signal de 64 Hz.
  • Le retard de l'aiguille des secondes a donc été rattrapé, dans ce cas, en 16 x 1/64 = 0.25 seconde, et si le retard était de 59 pas, le rattrapage aurait duré environ 0.92 seconde. Cela signifie que, dès l'apparition de la lumière, l'aiguille des secondes reprend sa position exacte en moins de 1 seconde. Si une impulsion du signal Q'16 apparaissait pendant la phase de rattrapage, cette impulsion ferait avancer le moteur 3b d'un pas supplémentaire, puisque les impulsions de rattrapage ne coïncident pas avec les impulsions de seconde.
  • En cas d'arrêt du moteur 3b et de l'aiguille 4c pendant un certain nombre de minutes entières, il est évident que le circuit 7 ne produira aucune impulsion de rattrapage, puisque le compteur 30 est remis à zéro par chaque 60ème impulsion d'incrémentation. Il en résulte que seuls les arrêts du moteur 3b de plus de 1 minute permettent d'économiser une énergie qui correspond à celle que le moteur ne consomme pas pendant les minutes entières durant lesquelles il est au repos.
  • En fonctionnement permanent, la consommation des circuits 17 et 18, qui traitent des signaux analogiques, peut être relativement élevée. Comme le signal de sortie du circuit 18 est mémorisé toutes les secondes dans la bascule 19, il est suffisant d'enclencher un court instant les circuits 17 et 18 au moment de la mémorisation. A cet effet le circuit 16 élabore encore un signal Q"16, représenté sur la figure 2. Ce signal est formé d'impulsions de durée 2to débutant au même instant que les impulsions de durée to du signal Q'16. Or ce dernier signal est le signal d'horloge appliqué sur l'entrée Ck de la bascule 19, cette entrée réagissant au flanc descendant des impulsions. Comme le flanc descendant se trouve au milieu des impulsions du signal Q"16, ce dernier peut être utilisé pour faire travailler périodiquement les circuits 17 et 18.
  • A cet effet, le signal Q"16 est introduit dans ces circuits où, par des moyens connus, il enclenche l'alimentation pendant ce temps 2to et la déclenche pendant le reste de la période. En prenant 10 ms pour 2to, la consommation est réduite de 100 fois.
  • Dans ces conditions, la consommation du circuit de détection 6 est typiquement de 0.05 pA, celle de l'oscillateur 1 et du circuit garde-temps 2, d'environ 0.1 ttA. En faisant trois pas par minute, la consommation du moteur 3a est inférieure à 0,05 pA, alors que celle du moteur 3b se situe entre 0.5 et 1 IlA. 11 s'agit de courants moyens, débités par une pile de 1.5 V non représentée sur la figure 1.
  • Lorsque les deux moteurs fonctionnent, la montre consomme donc entre 0.7 et 1.2 p.A, et seulement 0.2 µA lorsque le moteur 3b est arrêté.
  • Cet exemple met en évidence l'intérêt de la montre selon l'invention du point de vue de l'économie d'énergie qu'elle permet de réaliser puisque le moteur des secondes 3b est automatiquement arrêté pendant la nuit et chaque fois que, durant la journée, le capteur n'est pas suffisamment illuminé.
  • Ces arrêts du moteur, par ailleurs, ne gênent pas la lecture de l'heure puisque l'aiguille des secondes reprend sa position exacte en moins d'une seconde dès que les conditions d'éclairement redeviennent normales.
  • Pour que l'aiguille des secondes puisse revenir à sa position exacte, après un arrêt du moteur 3b, dans laquelle elle est en synchronisme avec l'aiguille des minutes, c'est-à-dire qu'elle passe par 60 secondes lorsque l'aiguille des minutes indique une minute entière, il faut bien entendu que cette condition ait été initialement réalisée au moment de la mise à l'heure de la montre.
  • A cet effet, le contact 23 est couplé, par exemple, à la tige de mise à l'heure (non représentée), de la montre, de manière que cette tige ferme le contact lorsqu'elle est mise en position de correction de l'heure. Le contact 23 produit alors un signal qui est appliqué sur les entrées R de remise à zéro des diviseurs 13 et 14 et du compteur 30 afin d'obtenir la synchronisation désirée une fois que la tige de mise à l'heure est remise dans sa position normale.
  • La sortie Q du compteur 30 produit un signal Q30 de forme particulière, représentée sur la figure 3. Un exemple de réalisation d'un compteur au moyen de composants connus permettant d'obtenir un tel signal est encore représenté sur la figure 4a. Dans ce circuit il est fait usage de deux compteurs à 4 bits type CD 40192 de RCA et d'une bascule bistable RS conventionnelle référencée 41. Les deux compteurs de 4 bits sont connectés de façon à réaliser un compteur par 60, référencé 40, ayant une entrée d'incrémentation l', une entrée de décrémen- tation D', une entrée de remise à zéro R', une sortie de dépassement vers le bas Qb (appelée aussi un- derflow ou borrow) et une sortie de dépassement vers le haut Qh (appelée aussi overflow ou carry). Les entrées l', D', R' correspondent aux entrées I, D, R du compteur 30. Les sorties Qb et Qh délivrent respectivement les signaux Qb40 et Qh40 qui sont représentés sur la figure 4b en fonction du contenu N du compteur. Le signal Qh40 contient une brève impulsion chaque fois que le contenu du compteur passe de 0 à 1, et le signal Qb40 lorsque ce contenu passe de 1 à 0. En appliquant les signaux Qb40 et Qh40 respectivement sur les entrées R et S de la bascule 41, la sortie Q de cette bascule fournit alors le signal Q30 désiré.
  • La présente invention n'est pas limitée à la réalisation qui vient d'être décrite. Par exemple, sans sortir du cadre de l'invention, la montre pourrait contenir plus de deux moteurs, chaque moteur entraînant un ou plusieurs organes d'affichage et le capteur photoélectrique 5 commandant le fonctionnement de un ou plusieurs moteurs. De même, un ou plusieurs moteurs pourraient avantageusement être des moteurs connus à deux sens de rotation de type connu, le rattrapage se faisant dans la direction qui demande à chaque moteur d'effectuer le plus petit nombre de pas possible.

Claims (2)

1. Montre électronique affichant l'heure au moyen d'aiguilles, comprenant:
- un oscillateur (1) fournissant un signal de base de temps;
- un circuit garde-temps (2) recevant ledit signal et un signal de détection (Q19) susceptible de prendre deux niveaux logiques, ledit circuit fournissant en permanence un premier signal de commande (S15) et, uniquement lorsque le signal de détection se trouve à un niveau logique déterminé, un second signal de commande (S22);
- un premier moteur (3a) entraînant les aiguilles des heures (4a) et des minutes (4b) en réponse au premier signal de commande; et
- un second moteur (3b) entraînant l'aiguille des secondes (4c) en réponse au second signal de commande, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre:
- un capteur photoélectrique (5) disposé pour recevoir la lumière atteignant la montre et délivrant un signal représentatif de l'intensité de ladite lumière;
- un circuit de détection (6) connecté audit capteur et fournissant ledit signal de détection (Q19) qui prend un premier niveau logique lorsque l'intensité de la lumière est inférieure à un seuil prédéterminé, et un deuxième niveau logique lorsque cette intensité est supérieure audit seuil, le circuit garde-temps fournissant le second signal de commande lorsque le signal de détection est à son deuxième niveau logique; et
- des moyens (16) permettant de faire travailler périodiquement au moins une partie du circuit de détection (6) dans le but de réduire sa consommation.
2. Montre électronique selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte, en outre, un circuit-mémoire (7) dont la fonction est de fournir au second moteur (3b), lorsque le signal de détection prend son deuxième niveau logique, un nombre d'impulsions de correction qui permet d'amener l'aiguille des secondes (4c) en synchronisme avec l'aiguille des minutes (4b).
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