CH690697A5 - Montre électronique ayant une fonction de boussole. - Google Patents

Description

  
 



  La pr sente invention concerne une montre  lectronique ayant une fonction de boussole et des moyens d'affichage analogique pourvus de deux aiguilles pour afficher l'heure dans un mode d'affichage horaire et la direction du nord dans un mode de boussole, la montre comportant un capteur de direction du champ magn tique, associ  Ù des circuits  lectroniques destin s Ù traiter les signaux du dit capteur et commander les moyens d'affichage pour indiquer la direction du nord. 



  Une montre de ce genre est connue par la demande de brevet EP 0 713 162 du mÅme demandeur. Les moyens d'affichage analogique de cette montre comportent deux aiguilles, respectivement des heures et des minutes, qui sont entraÖn es de mani re ind pendante par deux moteurs  lectriques respectifs, afin d'afficher l'heure dans un mode d'affichage horaire et d'afficher d'autres indications dans d'autres modes de fonctionnement, lesquels comprennent un mode de boussole. 



  Pour d tecter la direction du nord magn tique, la montre contient un capteur comportant une cage dans laquelle est log  un aimant permanent mont  sur un arbre pouvant tourner librement autour d'un axe de rotation perpendiculaire au plan g n ral du cadran de la montre. Autour de cette cage sont mont s deux sondes de Hall qui fournissent respectivement, lorsque le mode de boussole est activ , deux signaux de d tection sur la base desquels une unit   lectronique calcule la direction de l'axe magn tique de l'aimant, ce qui correspond Ù la direction du nord magn tique terrestre par rapport au boÖtier de la montre. Ensuite cette unit   lectronique commande les moyens d'affichage de fa¸on que l'aiguille des minutes indique la direction du nord magn tique.

   Dans une variante perfectionn e, au lieu de faire indiquer le nord magn tique, l'unit   lectronique peut en outre apporter une correction Ù la direction calcul e, en prenant en consid ration la d clinaison magn tique locale introduite au pr alable dans une m moire par l'utilisateur. L'unit   lectronique d termine ainsi la direction du nord g ographique et elle commande alors les moyens d'affichage de fa¸on que l'aiguille des minutes indique cette direction. Dans un autre mode, cette aiguille peut indiquer une autre direction g ographique que celle du nord, par exemple la direction de la Mecque. 



  On notera que l'indication de la direction du nord est op r e en temps r el de telle sorte que l'aiguille des minutes, servant d'indicateur de direction, continue de pointer dans la direction calcul e lorsque la montre subit une rotation dans le plan du cadran. La direction angulaire de l'axe magn tique de l'aimant est suivie en continu dans un rep re X-Y fixe relativement au boÖtier de la montre. L'algorithme de calcul de  la direction du nord est ex cut  avec une fr quence de r p tition d termin e pouvant Åtre  lev e. Pour l'utilisateur, il en r sulte que l'aiguille des minutes r agit comme l'aiguille aimant e d'une boussole traditionnelle. 



  Cependant, l'aiguille des heures continue d'afficher une autre indication, qui peut Åtre l'heure ou une autre fonction. Il peut en r sulter des inconv nients pour l'utilisateur car, lorsque la montre est immobile, il peut ne pas remarquer qu'elle est en mode de boussole, ou ne pas savoir laquelle des deux aiguilles indique le nord. 



  La pr sente invention a pour objet une montre perfectionn e de mani re Ù  viter les inconv nients susmentionn s et indiquer la direction du nord d'une mani re facilement lisible et non  quivoque. 



  A cet effet, il est pr vu une montre du genre indiqu  en pr ambule, caract ris e en ce que, dans le mode de boussole, la direction du nord est indiqu e au moyen des deux aiguilles mises en position align e. 



  On comprend ais ment que, pour l'observateur, un tel affichage se pr sente d'une mani re tout Ù fait semblable Ù celui d'une boussole traditionnelle, en paraissant ne comporter qu'une seule aiguille et en  vitant ainsi tout ambiguÒt . 



  D'autres caract ristiques et avantages de l'invention apparaÖtront dans la description suivante d'un mode de r alisation pr f r , pr sent  Ù titre d'exemple non limitatif et en r f rence aux dessins annex s, dans lesquels: 
 
   - la fig. 1 est une vue de dessus d'une montre-bracelet r alis e selon la pr sente invention, 
   - la fig. 2 est une vue en coupe sch matique de la montre de la fig. 1 suivant la ligne II-II, sans la lunette tournante, et 
   - la fig. 3 est une vue en coupe sch matique de la montre de la fig. 1 suivant la ligne III-III, sans la lunette tournante. 
 



  La montre repr sent e aux fig. 1 Ù 3 comporte un boÖtier 1 comprenant une carrure 2, un fond amovible 3 mont  sur la carrure Ù l'aide d'une garniture compressible 4, et une glace 5 fix e Ù la carrure et recouvrant un cadran 6. La carrure 2 supporte une lunette tournante 7 portant des rep res d'azimut 8. On a supprim  la lunette dans les fig. 2 et 3 afin de simplifier les dessins. De mani re classique, des organes ext rieurs de commande sont pr vus sous la forme de trois poussoirs lat raux 10, 11 et 12. Le boÖtier 1 est rattach  Ù un bracelet 13. Pour l'affichage analogique de l'heure, il est pr vu une aiguille des heures 14 et une aiguille des minutes 15 qui coop rent avec une graduation horaire classique 16 sur le cadran 6. Ces aiguilles sont utilis es aussi pour afficher d'autres indications, comme on le d crira plus loin.

   En outre, un affichage num rique est form  par une cellule Ù cristaux liquides (LCD) 17 plac e de pr f rence sous une fenÅtre transparente du cadran 6 et  destin e Ù afficher des temps chronom tr s obtenus de mani re classique par manipulation des poussoirs 11 et 12, ainsi que d'autres valeurs qui seront mentionn es plus loin. 



  La montre d crite ici constitue par ailleurs un instrument  lectronique effectuant diverses fonctions de mesure ou d'indication en plus des mesures ou indications horaires. Ces fonctions additionnelles, plus pr cis ment les modes de fonctionnement correspondants de la montre, sont repr sent s sur le cadran 6 par des symboles 20 Ù 23, tandis qu'un autre symbole 24 (TIME) repr sente le mode d'affichage horaire classique de la montre. Dans cet exemple, l'utilisateur enclenche le mode voulu au moyen d'organes de commande capacitifs comportant des  lectrodes transparentes (non repr sent es) fix es sous la glace 5 au-dessus des symboles correspondants 20 Ù 24. De tels organes de commande sont bien connus et sont d crits notamment dans les publications de brevet JP 49-13 168 A, CH 607 872 et EP 0 674 247.

   Cependant, on peut pr voir des organes de commande diff rents dans le cadre de la pr sente invention. 



  Le symbole 20 en forme de thermom tre repr sente un mode d'affichage de la temp rature ambiante, qui est indiqu e num riquement par la cellule LCD 17. Cette temp rature est mesur e Ù l'aide d'un capteur de pression et de temp rature 26 qui sera d crit plus loin. Le symbole 21 comprenant un nuage et un soleil correspond Ù un mode d'indication de la tendance barom trique, indiqu e au moyen des aiguilles 14 et 15 mises en superposition et amen es pr s du nuage ou du soleil. Cette tendance est calcul e Ù partir des indications de pression fournies par le capteur 26. Le symbole 22 en forme de montagne correspond Ù un mode d'affichage de l'altitude, laquelle est indiqu e num riquement sur la cellule LCD 17. Cette altitude est calcul e Ù partir d'indications barom triques obtenues Ù l'aide du capteur 26.

   Le symbole 23 en forme de rose des vents correspond Ù une fonction de boussole, c'est-Ù-dire l'indication du nord au moyen des aiguilles 14 et 15 mises en position align e et permettant de lire un azimut sur la lunette 7. Cette direction est d termin e Ù l'aide d'un capteur 27 de direction du champ magn tique, incorpor  Ù l'instrument par exemple comme il est d crit dans la demande de brevet EP 0 713 162 publi e le 22 mai 1996. On notera aussi qu'une telle montre peut comporter encore d'autres fonctions, par exemple un chronographe, une alarme Ù une heure pr d termin e ou Ù une altitude pr d termin e, une indication de fin de vie de pile, une mise Ù l'heure radiocommand e, la r ception d'appels par radio (paging), etc. 



  Comme on le voit particuli rement dans les fig. 2 et 3, la montre contient une carte Ù circuits imprim s 30 qui sert  galement de platine pour le mouvement d'horlogerie  lectronique. A cet effet, la carte 30 a un substrat relativement rigide et   pais, par exemple d'environ 1,0 mm. Sur la face sup rieure de la carte Ù circuits imprim s 30 sont mont s notamment:

  
 - des circuits garde-temps repr sent s sch matiquement par la r f rence 31 et comprenant en particulier un r sonateur Ù quartz et un circuit int gr ,
 - un moteur pas Ù pas 32 Ù deux rotors entraÖnant respectivement deux arbres de sortie concentriques 33 et 34 qui portent les aiguilles 14 et 15,
 - des circuits  lectroniques 35 pourvus d'une m moire non volatile 36 (par exemple du type       EEPROM) et destin s Ù traiter les signaux de sortie du capteur 26,
 - le capteur magn tique 27,
 - d'autres circuits  lectroniques non repr sent s, destin s Ù traiter les signaux du capteur magn tique 27,
 - et une entretoise 37 fix e au cadran 6 et supportant un rehaut 38 et la cellule LCD 17. 



  Des vis 39 assurent la fixation de la carte 30 Ù l'entretoise 37. Des circuits imprim s sur la face sup rieure de la carte 30 assurent les liaisons  lectriques entre les  l ments 31, 32, 35 et 36, ainsi que des connexions avec les organes de commande d crits plus haut et avec des contacteurs tels que 29 dispos s sur la p riph rie de la carte et actionn s par les poussoirs 10 et 12. 



  La face inf rieure de la carte 30 porte aussi des circuits imprim s qui sont raccord s Ù ceux de la face sup rieure, au capteur 26 et Ù des connexions d'alimentation reliant ces circuits Ù une pile 40 log e dans la partie inf rieure du boÖtier 1. 



  L'int rieur du boÖtier de la montre est divis  en une partie  tanche, qui contient notamment la carte Ù circuits imprim s 30 et tous les  l ments dispos s entre celle-ci et la glace 5, et une chambre de pression 42, par des moyens de s paration comprenant principalement une cloison rigide de s paration 43 dont le pourtour est raccord  Ù la carrure 2 de mani re  tanche au moyen d'un joint torique 44. La face sup rieure de la cloison 43 pr sente, le long dudit pourtour et autour de la r gion du capteur 26, une surface d'appui horizontale 45 qui s'appuie contre la carte 30 et, par l'interm diaire de celle-ci, contre un  paulement appropri  46 de la carrure 2. La carte 30 est fix e Ù la cloison 43 par des vis non repr sent es, viss es dans des parties  paisses de la cloison.

   En dehors de la surface d'appui 45, la face sup rieure de la cloison 43 est l g rement creus e de fa¸on Ù laisser un petit intervalle vertical 48 entre elle et la carte 30. Ceci permet Ù la cloison 43 de fl chir sous l'effet de la pression ext rieure sans risquer de d former la carte 30 constituant la platine du mouvement de la montre. 



  Comme la cloison 43 peut Åtre relativement  paisse, par exemple autant que la pile 40, elle sera assez rigide pour supporter des pressions  lev es, notamment dans une montre pour plongeurs. Elle peut Åtre r alis e aussi bien en mati re synth tique qu'en m tal. La structure interne form e par la cloison 43, la carte 30 et l'entretoise 37 est fix e dans le boÖtier 1 Ù l'aide de brides classiques non repr sent es, qui sont fix es Ù la carrure 2 et s'appuient contre la face inf rieure de la cloison 43 pour presser ladite structure contre l' paulement 46. 



  La partie  tanche de l'int rieur du boÖtier contient de l'air ou un autre gaz. La chambre de pression 42 contient de l'air et communique avec l'atmosph re par un ou plusieurs orifices 49 m nag s par exemple Ù travers la p riph rie du fond 3, de sorte qu'elle est toujours soumise Ù la pression ambiante ext rieure. 



  La cloison 43 comporte trois ouvertures dans lesquelles prennent place respectivement la pile 40, le capteur de pression et de temp rature 26 et un transducteur  lectro-acoustique 54 destin  Ù fournir un signal sonore Ù l'utilisateur. Ce transducteur comprend une plaque vibrante 55 coll e Ù la cloison 43 et un  l ment en c ramique pi zo- lectrique 56 fix  sur la plaque 55 du c t  de la partie  tanche de la montre. 



  L'ouverture 52 recevant le capteur 26 se trouve au voisinage du pourtour de la cloison 43, la surface d'appui 45 de cette cloison s'appliquant contre la carte 30 tout autour de cette ouverture. Comme une  ventuelle flexion de la cloison 30 n'aurait qu'une faible amplitude dans cette zone p riph rique, on n'a pas Ù craindre qu'elle d forme outre mesure la carte 30 servant de platine du mouvement d'horlogerie. 



  La pile 40 est ins r e de mani re coulissante dans un support de pile 57 de forme annulaire, fix  Ù la face inf rieure de la carte 30. Elle est s par e de la chambre de pression 42 par un capuchon 58 engag  de mani re  tanche dans l'ouverture 51 de la cloison 43, grssce Ù un joint torique 59. Le capuchon revÅtu int rieurement d'un blindage 60 agenc  pour empÅcher des influences magn tiques de la pile sur le capteur magn tique 27. Le capuchon 58 peut Åtre fix  Ù la cloison 43 par une syst me Ù baÒonnette ou maintenu par d'autres moyens appropri s. 



  Ainsi, on remarque que la plaque 55 et le capuchon 58 coop rent avec la cloison 43 pour diviser l'int rieur du boÖtier en deux parties dans le pr sent exemple. Toutefois, ces  l ments pourraient Åtre agenc s autrement et ne pas faire partie des moyens de s paration. 



  Le capteur de pression et de temp rature 26 est un capteur pi zo-r sistif de type connu et peu co teux, fait d'un  l ment en silicium micro-usin  comportant une membrane dont une face est expos e Ù la pression ambiante r gnant dans la chambre de pression 42, tandis que l'autre face porte des r sistances connect es en  pont de Wheatstone, comme cela est pr vu par exemple dans le brevet US 4 783 772. Dans le cas pr sent, les r sistances sont dispos es de telle fa¸on que la r sistance globale du pont varie seulement en fonction de la temp rature, tandis que les variations de pression cr ent un d s quilibre du pont, se traduisant par des variations de la tension entre ses deux bornes de sortie.

   Ainsi, par des fils de connexion fixes ("bonding") 60 le raccordant directement Ù la carte 30, le capteur 26 fournit au circuit int gr  35 des signaux de sortie repr sentant Ù la fois la pression et la temp rature auxquelles le capteur est expos . Ce capteur peut Åtre par exemple du type AM761 commercialis  par la soci t  Intersema Sensoric Ù Bevaix, Suisse. 



  Le capteur 26 est prot g  au moyen d'une bague 61 coll e Ù la carte 30 et engag e dans l'ouverture 52 de la cloison 43, et d'un gel au silicone 62 qui enrobe aussi les fils 60. Ce gel est  lectriquement isolant et imperm able Ù l'eau. Un joint torique d' tanch it  63 est comprim , de pr f rence axialement, c'est-Ù-dire parall lement Ù l'axe central 65 de la montre, entre la bague 61 et un rebord de la cloison 43, et sa partie centrale est ferm e de mani re  tanche par une membrane souple 64 qui permet Ù la pression de se transmettre de la chambre 42 au gel 62 et au capteur 26. On notera que cette membrane est facultative, mais elle a l'avantage d'empÅcher que le gel 62 se d place ou soit pollu .

   Dans une variante, le joint 63 d pourvu de membrane pourrait Åtre plac  directement entre la carte 30 et la cloison 43, dans un  videment annulaire m nag  autour du bord sup rieur de l'ouverture 52. 



  Un avantage notable de la construction d crite ci-dessus est que la cloison de s paration 43, avec les  l ments 55, 58, 63 et 64 obturant ses trois ouvertures, constitue un fond int rieur rigide et  tanche qui prot ge tous les composants  lectriques et horlogers de la montre contre la pression et les agents ext rieurs et permet de m nager, entre elle et le v ritable fond 3 du boÖtier, une chambre de pression qui couvre toute l' tendue du fond 3 et permet donc de fixer celui-ci Ù la carrure 2 d'une mani re simple et ais ment d montable, puisque le fond 3 n'est pas sollicit  par la pression ext rieure. Il en r sulte que le remplacement de la pile 40 est ais  et ne risque pas de porter atteinte aux  l ments int rieurs de la montre.

   En outre, les signaux sonores  mis par le transducteur 54 dans la chambre de pression 42 peuvent se propager facilement vers l'ext rieur sans devoir traverser le fond 3 lui-mÅme. 

Claims (7)

1. Montre lectronique ayant une fonction de boussole et des moyens d'affichage analogique pourvus de deux aiguilles (14, 15) pour afficher l'heure dans un mode d'affichage horaire et la direction du nord dans un mode de boussole, la montre comportant un capteur (27) de direction du champ magn tique, associ Ù des circuits lectroniques destin s Ù traiter les signaux dudit capteur et commander les moyens d'affichage pour indiquer la direction du nord, caract ris e en ce que, dans le mode de boussole, la direction du nord est indiqu e au moyen des deux aiguilles (14, 15) mises en position align e.

2. Montre selon la revendication 1, caract ris e en ce qu'elle comporte une lunette (7) portant des rep res d'azimut (8).

3. Montre selon la revendication 2, caract ris e en ce que la lunette (7) est tournante.

4.

Montre selon la revendication 1, caract ris e en ce que le capteur (27) de direction du champ magn tique est mont sur une carte Ù circuits imprim s (30) sur laquelle sont mont s en outre lesdits circuits lectroniques et des circuits garde-temps (31).

5. Montre selon la revendication 4, caract ris e en ce que la carte Ù circuits imprim s (30) est rigide et constitue une platine supportant des organes d'affichage analogique (14, 15, 32) comprenant au moins un moteur lectrique (32) pour entraÖner lesdites aiguilles.

6. Montre selon la revendication 4 ou 5, caract ris e en ce que la carte Ù circuits imprim s (30) porte en outre un capteur de pression (26) et des circuits lectroniques (36) agenc s pour recevoir un signal de sortie du capteur de pression et commander en cons quence les moyens d'affichage.

7.

Montre selon l'une des revendications pr c dentes, caract ris e en ce que ladite direction du nord est la direction du nord magn tique ou du nord g ographique.