EP1324160A1 - Dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions d'une montre électronique - Google Patents

Dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions d'une montre électronique Download PDF

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EP1324160A1
EP1324160A1 EP01205179A EP01205179A EP1324160A1 EP 1324160 A1 EP1324160 A1 EP 1324160A1 EP 01205179 A EP01205179 A EP 01205179A EP 01205179 A EP01205179 A EP 01205179A EP 1324160 A1 EP1324160 A1 EP 1324160A1
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EP
European Patent Office
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sensors
sensor
glass
sensitive
watch
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.)
Withdrawn
Application number
EP01205179A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Charles Guanter
Gian-Carlo Poli
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.)
Asulab AG
Original Assignee
Asulab AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Asulab AG filed Critical Asulab AG
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Priority to EP20020080209 priority patent/EP1324162B1/fr
Priority to DE60239724T priority patent/DE60239724D1/de
Publication of EP1324160A1 publication Critical patent/EP1324160A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G21/00—Input or output devices integrated in time-pieces
    • G04G21/08—Touch switches specially adapted for time-pieces
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G11/00—Producing optical signals at preselected times

Definitions

  • the invention relates to a manual control device for carrying out functions including an electronic watch.
  • the watch can for example be a analog watch which includes, in a case closed by a glass, a movement watchmaker powered by a power source, a dial and hands indicating the time, and at least one liquid crystal display for viewing data.
  • the device includes a determined number of sensors including a range sensitive to touch of each sensor is arranged on an inner or outer face of the glass of watch. To control the execution of functions, each sensor can be activated by a user's finger placed on the glass in a specific area of the beach corresponding sensitive sensor.
  • An electronic circuit receives signals from each sensor to perform the specific command of an activated sensor.
  • the invention also relates to an electronic watch which comprises such an manual control device for performing functions.
  • watch functions concerns for example the entry of data, especially for composing notes, addresses in a directory addresses, for calendar appointments, or for setting the time and dated.
  • it can also be functions to modify or delete stored data, for viewing various menus or data memorized, time slots to be programmed, alarms or transmission of wireless data.
  • the device comprises a keyboard of keys each associated with a sensitive range of a capacitive type sensor which is arranged on an inner face glass. Each sensor is intended to control the input of data associated with the corresponding key when a user's finger is placed on the glass in a determined area of the sensitive range of the sensor to be activated.
  • Sensitive beaches transparent sensors are distributed within a contour delimited by the watch glass, for example around twenty sensitive areas. They can build two crowns and a sensitive area in the center.
  • the sensitive areas of an upper part are more larger than the sensitive areas of a lower part of the watch glass.
  • each sensor is only intended to introduce a single datum, namely a character, number, symbol or operator, which limits the scope of such a device.
  • the device manual action identification of this document is not used for execution of various functions controlled by the action of at least one sensor from the set of sensors.
  • the main aim of the invention is therefore to overcome the drawbacks of the art by proposing a manual control device for the execution of functions which are easy to handle using a reduced number of sensors.
  • This device with this reduced number of touch sensitive sensors can be used by example in editing or consulting different agenda sheets electronic integrated in an electronic watch.
  • the invention relates to a manual control device for the performance of functions, in particular of an electronic watch of the type mentioned above, in which, in a first mode selected by the electronic circuit, at least two sensors are grouped so that the electronic circuit performs the same operation when a finger is placed on the glass in a specific area of the range sensitive of one or the other sensor, while in a second mode selected by the electronic circuit, each sensor activated by the finger provides signals measurement at the electronic circuit for the execution of a different specific operation for each sensor.
  • An advantage of the manual control device for the execution of functions according to the invention is that it includes a limited number of sensors, by example less than 10, the sensitive areas of which are arranged on the inside or outside of the watch glass. These sensitive areas are designed to allow a user to easily control the execution of functions and intuitively. With this limited number of sensors, the sensitive areas are by example each separated by a distance greater than or equal to the dimension of a sensitive range. Thus, it is possible to place your finger on a sensitive area of a single sensor without influencing other neighboring sensors, which can facilitate signal processing in the electronic circuit.
  • the sensors can be of the capacitive type or resistive.
  • control device Another advantage of the control device according to the invention is that at at least two sensors can be grouped by the electronic circuit to execute the same operation or function. Grouping sensors in pairs may be useful to facilitate the selection of a menu in a mode determined by the circuit electronic.
  • seven sensors can be provision for control, programming, editing or editing functions consultation of stored data.
  • four sensors can be grouped by pair so as to leave only five sensitive ranges of sensors for execution specific functions.
  • the two pairs of sensors are dissociated to allow the execution of a specific function of each of the seven sensors.
  • the device can be used to complete fields of note cards, addresses, calendar, or parameters.
  • a field can include up to 63 alphanumeric characters.
  • the seven sensors available it is possible to easily introduce a large number of fields to memorize for each type of file. For example, nearly 2000 note cards or diary.
  • liquid crystal display (s) are preferably located in a central part of the watch face, the various sensitive areas to activate for the consultation and the edition of files are arranged around the glass. So it is possible to view all the data displayed on the display (s) for activation of external sensitive areas by a user's finger.
  • a beach sensitive sensor is located in the center of the glass so as to serve especially for menu selection and validation of data entry, and for control the electronic circuit in order to dissociate the pairs of sensors in a editing mode.
  • the invention also relates to a watch in which the display on liquid crystals and the sensitive areas of the sensors are arranged in such a way as to make visible data displayed on the display when activating certain sensors by a user's finger.
  • the following description relates to a manual control device for the execution of functions of an analog-type electronic agenda watch.
  • the use of such a device is obviously not limited to this type of watch, but can be used with any electronic watch having for example minus a liquid crystal display to view data entered or stored.
  • the agenda watch 1 includes a case, defined by a middle part-bezel 3 and a bottom 3 ', a glass 4 closing the case, a bracelet 10 fixed to the case, and latching means, such a push button 9 which can be used to activate the manual control device.
  • the glass can be a scratch-resistant sapphire crystal.
  • a movement watchmaker 17 powered by an energy source such as a battery 15 or accumulator, which drives hands 7 on a dial 8 for indicating the time, and two matrix type liquid crystal displays 5 and 6 for displaying data.
  • the energy source can consist for example of two silver oxide batteries connected in series at 1.55 V each and of the RENATA 350 type.
  • the two liquid crystal displays 5 and 6 having a surface substantially rectangular display, are preferably of equivalent size. These displays 5 and 6 are fixed to the back of the dial 8 and appear in two openings of the dial 8 located above and below the drive rod needles 7. Both displays are used primarily to display data or various menus when the manual control device is in a operating mode. Data or menus are displayed in one direction perpendicular to the length of the bracelet 10.
  • the calendar watch also includes a printed circuit board 16.
  • a printed circuit board 16 On this plate 16 are mounted two devices drive 5 'and 6' displays, which are each connected by a flexible strip of conductive tracks 5 "and 6" on each display 5 and 6, the motor 17 of the movement watchmaker, the electronic circuit 14 for processing measurement signals from the manual control, and an RF module 18.
  • the positive pole of the battery 15 or of the accumulator is connected to a terminal positive supply of the printed circuit board 16, while the negative pole GND of the battery 15 is connected to the bottom 3 'of the metal case.
  • the RF module 18 is connected by a connector 19 to an antenna 2 for the transmission and / or reception of radio frequency signals.
  • a communication can be established for example with a computer station or another watch not shown for bidirectional transmission of calendar data signals.
  • the antenna 2 is preferably placed under the dial 8 at its periphery.
  • the antenna For a transmission in the ISN band at 433.9 MHz for example, the antenna consists of a single circular turn defining a circle with the largest possible diameter in order to present the maximum gain possible in the given size of the watch.
  • Icons 13 representative of a menu, an operation or a programming to be carried out, are arranged on the dial 8 around each LCD display 5 and 6.
  • the icons above the first display 6 represents for example data confidentiality, a mode editing, alarms and battery status.
  • the icons placed below the first display 6 represents for example, the menus notes, addresses, calendar, transmission and parameters.
  • Icons placed above the second display 5 represent for example editing operations, cancellation of data entry, data deletion or insertion of characters.
  • the icons placed below the second display 5 represent for example in a mode editing, uppercase characters, lowercase characters, numbers, symbols or accents.
  • the electronic circuit 14 is intended to send control signals to each drive device 5 'and 6' so that at least one pointer 12 on one or the other of the displays 5 and 6 appears designating an icon of the menu, of the operation or the selected schedule.
  • the manual control device for the execution of functions comprises several sensors C1 to C7 of the capacitive type.
  • the beaches sensitive transparent sensors are arranged on an inner face of the glass 4.
  • the number of sensitive areas is preferably equal to seven for the execution including all the functions of the calendar as explained below in reference in particular to FIGS. 4a and 4b.
  • Touch sensitive ranges are shown in Figure 1 by circles in broken lines.
  • marks 11 are placed on the inside of the glass 4 so as to indicate the position of each sensitive range, as well as a function of each sensor C1 to C7.
  • a sensitive area of a first sensor C1 is placed in the center of the lens 4.
  • Two second sensors C2, C3 have their sensitive areas arranged on the periphery glass respectively at 12 and 6 o'clock.
  • Two third sensors C4, C5 have their sensitive area around the glass around the indication 3h.
  • two fourth sensors C6, C7 have their sensitive area arranged on the periphery of the glass around the indication 9h.
  • the third and fourth sensors C4 to C7 are grouped in pairs so as to have sensor activation zones located in the center, 3h, 6h, 9h and 12h.
  • this first selected mode it is possible to execute the functions for selecting or consulting menus or various agenda cards when the sensors are activated by a user's finger.
  • the pairs of sensors are separated so that each sensor controls a specific function different from electronic circuit 14 when activated.
  • Each sensitive area is a circular electrode of the same dimension. All sensitive ranges C1 to C7 are separated by a greater distance or equal to the diameter of each electrode. So a user's finger 20 can be placed on the glass 4 in a determined area of a sensitive range of a single sensor to activate without influencing other neighboring sensors.
  • the sensitive areas C1 to C7 arranged on the inner face of the glass 4 are each connected by a transparent conductive wire 21 at the terminals of a connector 19.
  • the length of all the conducting wires, as well as their width can be identical.
  • Connector 19 is used to connect the wires 21 to the electronic circuit.
  • the conductive bond of each sensitive area of the sensors C1 to C7 on the electronic circuit has an equivalent resistive value so to guarantee an equivalent impedance of each sensor not activated.
  • each sensor C1 to C7 includes a parasitic capacitor defined by each sensitive range and the housing 3, 3 'which is connected to the negative pole of the energy source 15. All parasitic capacitors have a substantially equal capacitive value, for example 6.5 pF.
  • the electronic circuit 14 will therefore measure the capacitive value of each sensor to determine if a sensor is activated. In case the sensor is not activated, said electronic circuit only measures the capacitive value of the capacitor parasite. On the other hand, when the sensor is activated by finger 20 near the beach sensitive from the sensor, the total capacitive value is greater than a threshold value determined by the electronic circuit in order to control the execution of a function specific.
  • the manual control device will be described in more detail with reference to Figure 5.
  • the sensors can also be of the resistive type with touch sensitive areas placed on the outside of the glass, but in this case sensitive areas may wear out very quickly when using the device manual control.
  • the sensitive areas of the sensors are connected to the circuit electronic by insulated conductors. These conductive wires are preferably placed on an inner face of the watch glass with conductive passages at through the glass to connect sensitive areas.
  • the control device manual is in a sleep mode when not in use, as well as the displays liquid crystal 5, 6.
  • the sensors are therefore made inactive in this mode of rest, and the watch only provides the time indication. Only by pressing latching means, such as the push button 9, that said device becomes functional.
  • the needles 7 are driven by the motor 17 so as to occupy a position which does not disturb the vision of data on each display.
  • a first needle can occupy a position close to the indication 9 o'clock, while a second hand can occupy a position close to the indication 3h.
  • a timepiece circuit counter not shown can for example count the time during which the device operates in order to control the motor 17 to put the needles back in their initial time indication position.
  • control device manual is placed in an operating mode by pressing the push button 9. Nevertheless, it can be envisaged that the device is placed in the mode of operation by activating at least one of the sensors C1 to C7 during a specified period.
  • the watch becomes is in a particularly humid environment, because the sensors may be continuously activated by the presence of water on watch glass 4 1. As a result, unnecessary energy consumption may quickly drain the battery or the watch battery.
  • Figures 4a and 4b show the functions of the sensors in the first and second modes selected by the electronic circuit. It is to highlight that in the first mode selected, the electronic circuit performs the same function when either of the third or fourth sensors C4 to C7 is activated. In the second mode selected, the electronic circuit performs a function different specific for each activated sensor. However in certain stages of menu or data entry selection, some sensors may not control no function to perform on the electronic circuit.
  • the transition from the first to the second mode can be controlled by activating minus one of the seven sensors.
  • the sensor C1 whose sensitive range is located in the center of the glass can be used to control the transition from the first mode to second mode.
  • the user's finger must be placed on the glass in a determined zone of the sensitive range of the sensor C1, and maintained in this position for a sufficient time, for example greater than 2 s, for the electronic circuit interprets the passage from the first to the second mode.
  • the sensors in the first mode are used to execute functions for selecting or consulting menus or various agenda cards, while the sensors in the second mode are used to compose texts, notes, addresses or various messages using games characters to select.
  • the sensor C1 is used in particular for order entry into a selected menu as soon as the control device manual is in an operating mode.
  • the menu to select appears on liquid crystal displays.
  • the choice of a menu to select is made by the third or fourth sensors C4 to C7.
  • the third C4 sensors, C5 is activated by a user's finger
  • the different menus appear successively on the liquid crystal displays in ascending order determined.
  • the fourth sensors C6, C7 is activated by the finger
  • the different menus appear successively on the displays in a descending order determined.
  • the second sensors C2 and C3 do not provide no command.
  • the C1 sensor can be activated to enter the menu in question.
  • a pressing the third or fourth sensors C4 to C7 will scroll the day-to-day calendar in an increasing direction with one of the third sensors C4, C5 or in a decreasing direction with one of the fourth sensors C6, C7.
  • the second sensors C2 and C3 are used to scroll through the month calendar by month.
  • the calendar advances from month to month, so that when the C3 sensor is activated, the calendar goes back from month to month.
  • a short press on the C1 sensor will confirm the desired day.
  • Different agenda card fields can be viewed by activating sensors C4 to C7 one way or the other.
  • the sensor C1 can be activated for a period determined to enter a mode for editing a field in an agenda card, by example by keeping your finger on the glass facing the sensitive range of the sensor C1 for 2 s. From this moment, the pairs of sensors C4 to C7 are dissociated and so each sensor will command the execution of a function different specific to the electronic circuit.
  • the sensors C4 and C6 will be used to choose a character set in one direction or in an opposite direction.
  • the C2 and C3 sensors will be used to scroll for example alphanumeric characters in an increasing or decreasing direction.
  • the sensors C5 and C7 will be used to move a cursor in the edited field on one of the displays in an increasing or decreasing direction. Finally, pressing the C1 sensor will finish editing and memorizing the control.
  • control device manual can be configured other than what has just been described above.
  • the purpose of the control device is to provide a limited number of sensors easy to handle for performing various functions of an electronic watch.
  • the manual control device 30 is composed of the various sensors of the capacitive type C1 to C7, the sensitive areas of which are arranged on the face inside the glass, as well as the electronic circuit 31 to 36 for signal processing of measurement provided by the various sensors.
  • the electronic circuit firstly comprises a multiplexer 31, at the input which are connected all the sensors C1 to Cn with their parasitic capacitor C1p to Cnp, and a voltage controlled oscillator 32, 36 connected to the output of the multiplexer.
  • the number n of sensors is preferably equal to 7 in the device for manual control of an agenda watch.
  • the task of the multiplexer is to successively and periodically connect each sensor to the input of the oscillator as a function of binary control words 40 supplied by a logic block 33 which follows the oscillator.
  • the capacitive value of each sensor connected to the oscillator will be used to determine the frequency oscillation. This frequency is therefore proportional to the inverse of the value of the total capacity.
  • the frequency of said oscillator is determined only as a function of the capacitive value of the parasitic capacitor C1p to Cnp.
  • the total capacitive value of this sensor is greater than that of the parasitic capacitor only. This has the consequence of decrease the frequency of the oscillator so that the measurement logic block determines this variation of frequency of the oscillator for the execution of a function specific.
  • the oscillator is essentially composed of a trigger rocker bistable 32 and a programmable current source 36.
  • the rocker and the source of current are connected to a Vreg terminal with a regulated regulated supply voltage which can be set for example at 2.1 V.
  • the current source 36 provides a current of charge I to the capacitor connected to input 42 of the oscillator until the capacitor voltage level reaches a high trigger threshold voltage of flip-flop 32.
  • the current source 36 provides a discharge current I to the capacitor connected to input 42 of the oscillator until the voltage level of the capacitor drops to a low trigger threshold voltage of the rocker.
  • the way of producing a charge and discharge current according to the signals of exit from flip-flop 32 are well known to a person skilled in the art in this field technical without the need to describe the current source in more detail 36.
  • Such a current source 36 connected to the Vreg terminal of a regulated supply voltage is to produce a constant current over the whole range charging and discharging the capacitor.
  • the charge and discharge signals of the capacitor are thus triangular shaped signals, while the signals of output of the flip-flop are pulse signals of substantially shaped rectangular.
  • the measurement logic block 33 receives the pulse shape signals. rectangular to determine the frequency of these signals. Depending on the signals output of the flip-flop, the logic block 33 sends a control signal 41 to the current source for switching between the load current and the discharge current of the capacitor.
  • the logic block 33 includes a pulse counter which is responsible for count the number of pulses of the output signal of flip-flop 32 in a window counting time.
  • This counting window is defined by a signal CLK clock supplied by a frequency divider of the oscillator of the timepiece circuit of the watch.
  • CLK clock supplied by a frequency divider of the oscillator of the timepiece circuit of the watch.
  • the counted binary number of pulses for example set to 8 bits, will be used by the measurement logic block to determine if the sensor connected to the oscillator is activated or not activated by comparison with a planned threshold value.
  • the duration of the counting window can be 8 ms (240 counted pulses), which corresponds to a CLK frequency of 125 Hz. maximum number of pulses counted is less than 255 which corresponds to the number maximum of an 8-bit binary word.
  • this counting window can be adapted to allow counting over a longer period so as to ensure that one of the sensors has been activated.
  • the measurement logic block 33 will send the control signals 40 to the multiplexer to start an initialization phase.
  • all sensors C1 to Cn are connected successively to the input of the oscillator to measure the frequency of the oscillator signals for a period determined by the logic block.
  • the result of the measured frequency for each sensor which corresponds to the frequency determined by the stray capacitor C1n to Cnp, is sent by bus 43 to be memorized in means of storage 35, in particular in a volatile memory RAM 35a. So when the use of the manual control device, the determined frequency of each sensor will be able to be compared with the memorized value to know if the sensor is activated or not activated.
  • a Cref reference capacitor to the input of the multiplexer 31.
  • the capacitive value of this capacitor eg 7.5 pF
  • This capacitor can be a discrete component placed inside the shows. In this way, this Cref reference capacitor will be connected to the oscillator successively to the other sensors.
  • This Cref capacitor whose capacitive value is well defined, will be used basically to adjust the value of the charge and discharge currents of the current source 36. In addition, it allows logic block 33 to perform a measurement of the frequency drift of the oscillator, for example due to the temperature variation.
  • the logic block will transmit binary data by bus 44 to microprocessor means 34 linked to the means storage 35 for the recognition of the specific function to be executed from the sensor activated.
  • the microprocessor means will also operate a handwriting recognition using calendar functions software. These means to microprocessor will send edited data to be stored in a memory non-volatile EEPROM 35b as a function of the binary data received by bus 44.
  • the microprocessor means 34 will send control signals LCD via bus 47 to the liquid crystal display drive device for that they display desired data.
  • data may be received from RF modules via bus 46 or be sent to said RF module for transmission data signals to a computer station or other watch.
  • a signal Sm switch applied to microprocessor means will allow to make change the manual control device from a rest mode to a operation. This signal Sm is for example generated by the action on the push button.
  • microprocessor means 34 are capable of reading information stored in unrepresented registers of the logic block of measure 33, or to send configuration parameters to said logic block.
  • the capacitive value of the Cref capacitor is for example stored in one of the logic block registers to be read by microprocessor means.

Abstract

Le dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions d'une montre électronique (1), notamment d'une montre agenda, comprend un certain nombre de capteurs (C1 à C7) dont une plage sensible au toucher est placée par exemple sur une face intérieure du verre (4). Lorsqu'un doigt (20) d'un utilisateur est posé sur le verre de montre dans une zone déterminée de la plage sensible d'un capteur à activer, il impose à un circuit électronique (14) du dispositif l'exécution d'une instruction ou d'une fonction. Dans un premier mode sélectionné par le circuit électronique, au moins deux capteurs sont groupés pour que le circuit électronique exécute une même opération lorsqu'un doigt est posé sur le verre dans une zone déterminée de la plage sensible de l'un ou de l'autre capteur. Par contre dans un second mode sélectionné par le circuit électronique, chaque capteur (C1 à C7) activé par le doigt (20) fournit des signaux de mesure au circuit électronique (14) pour l'exécution d'une opération spécifique différente pour chaque capteur. Les plages sensibles des capteurs sont réparties sur la face intérieure du verre dans le but de permettre d'entrer des données dans la montre, de consulter des données préenregistrées ou de sélectionner différents menus de fonctions. <IMAGE>

Description

L'invention concerne un dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions notamment d'une montre électronique. La montre peut être par exemple une montre analogique qui comprend, dans un boítier fermé par un verre, un mouvement horloger alimenté par une source d'énergie, un cadran et des aiguilles d'indication de l'heure, et au moins un affichage à cristaux liquides pour visionner des données. Le dispositif comprend un nombre déterminé de capteurs dont une plage sensible au toucher de chaque capteur est disposée sur une face intérieure ou extérieure du verre de montre. Pour commander l'exécution de fonctions, chaque capteur peut être activé par un doigt d'un utilisateur posé sur le verre dans une zone déterminée de la plage sensible correspondante du capteur. Un circuit électronique reçoit les signaux de chaque capteur pour effectuer la commande spécifique d'un capteur activé.
L'invention concerne également une montre électronique qui comprend un tel dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions.
L'exécution de fonctions de la montre concerne par exemple l'entrée de données, notamment pour la composition de notes, d'adresses d'un répertoire d'adresses, pour des rendez-vous d'un agenda, ou pour le réglage de l'heure et de la date. De plus, il peut s'agir également de fonctions pour modifier ou supprimer des données mémorisées, pour la consultation de divers menus ou de données mémorisées, de tranches horaires à programmer, d'alarmes ou de transmission de données sans fil.
Dans ce domaine horloger, de multiples réalisations de dispositifs à verre tactile du type capacitif ou résistif ont déjà été proposées notamment pour l'entrée de données. On peut citer à ce titre le document EP 0 791 868 au nom de la Demanderesse qui concerne un dispositif d'entrée de données d'une montre électronique. Le dispositif comprend un clavier de touches associées chacune à une plage sensible d'un capteur de type capacitif qui est disposée sur une face intérieure du verre. Chaque capteur est destiné à commander l'entrée d'une donnée associée à la touche correspondante lorsqu'un doigt d'un utilisateur est posé sur le verre dans une zone déterminée de la plage sensible du capteur à activer. Les plages sensibles transparentes des capteurs sont réparties à l'intérieur d'un contour délimité par le verre de la montre, par exemple une vingtaine de plages sensibles. Elles peuvent constituer deux couronnes et une plage sensible au centre.
Comme le nombre de plages sensibles est relativement important, il est proposé de décaler vers le bas du verre les plages sensibles pour corriger la perception visuelle de l'utilisateur lorsqu'il veut poser un doigt sur un capteur déterminé. Pour ce faire, les plages sensibles d'une partie supérieure sont plus grandes que les plages sensibles d'une partie inférieure du verre de montre.
Un inconvénient de la solution décrite dans le document EP 0 791 868 est qu'il est difficile de poser un doigt sur une unique plage sensible d'un capteur à activer sans influencer des plages avoisinantes comme un nombre important de plages sensibles sont réparties sur la face intérieure du verre. Les plages sensibles ne sont pas en contact direct les unes avec les autres, mais sont séparées d'une courte distance bien inférieure à la dimension de chaque plage. Ainsi même en décalant les plages sensibles sur le verre, la manipulation d'un tel dispositif nécessite une certaine habileté, ce qui rend difficile l'entrée de données.
Un autre inconvénient de la solution décrite dans ce document européen est que chaque capteur n'est destiné à introduire qu'une unique donnée à savoir un caractère, un chiffre, un symbole ou un opérateur, ce qui limite le champ d'application d'un tel dispositif.
Dans le document EP 0 838 737, un dispositif d'identification d'une action manuelle sur une surface d'un verre de montre est décrit. Plusieurs capteurs de type capacitif ayant chacun une plage sensible transparente disposée sur une face intérieure du verre sont utilisés. Toutes les plages sensibles sont proches l'une de l'autre et réparties suivant deux couronnes et une plage sensible au centre. Cette disposition de capteurs, relié à un circuit électronique, permet une reconnaissance d'un caractère ou d'un symbole tracé à l'aide d'un doigt sur la surface du verre.
Comme pour le document précédent, un inconvénient de la solution décrite dans le document EP 0 838 737 est qu'un nombre important de plages sensibles séparées d'une courte distance est disposé sur la face intérieure du verre. Ceci oblige de munir le dispositif d'un circuit électronique performant destiné à détecter le capteur ayant une valeur capacitive la plus importante parmi tous les capteurs susceptibles d'être activés par le doigt d'un utilisateur. De ce fait, la valeur capacitive de chaque capteur doit être mesurée précisément de manière à reconnaítre le caractère tracé par le doigt sur le verre.
Il est à noter que, contrairement à la présente invention, le dispositif d'identification d'une action manuelle de ce document n'est pas utilisé pour l'exécution de diverses fonctions commandée par l'action d'au moins un capteur de l'ensemble de capteurs.
L'invention a donc pour but principal de pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions qui soit facile à manipuler à l'aide d'un nombre réduit de capteurs. Ce dispositif avec ce nombre réduit de capteurs sensibles au toucher peut servir par exemple dans l'édition ou la consultation de différentes fiches d'un agenda électronique intégré dans une montre électronique.
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions notamment d'une montre électronique du type cité ci-devant, dans lequel, dans un premier mode sélectionné par le circuit électronique, au moins deux capteurs sont groupés pour que le circuit électronique exécute une même opération lorsqu'un doigt est posé sur le verre dans une zone déterminée de la plage sensible de l'un ou de l'autre capteur, alors que dans un second mode sélectionné par le circuit électronique, chaque capteur activé par le doigt fournit des signaux de mesure au circuit électronique pour l'exécution d'une opération spécifique différente pour chaque capteur.
Un avantage du dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions, selon l'invention, est qu'il comprend un nombre restreint de capteurs, par exemple inférieur à 10, dont les plages sensibles sont disposées sur la face intérieure ou extérieure du verre de la montre. Ces plages sensibles sont agencées pour permettre à un utilisateur de commander l'exécution de fonctions facilement et de manière intuitive. Avec ce nombre restreint de capteurs, les plages sensibles sont par exemple séparées chacune d'une distance supérieure ou égale à la dimension d'une plage sensible. Ainsi, il est possible de poser son doigt sur une plage sensible d'un unique capteur sans influencer d'autres capteurs avoisinants, ce qui peut faciliter le traitement des signaux dans le circuit électronique. De plus, il peut être prévu des repères disposés sur la face intérieure du verre pour indiquer la position de chaque plage sensible transparente des capteurs, et pour représenter notamment une fonction spécifique de chaque capteur. Les capteurs peuvent être du type capacitif ou résistif.
Un autre avantage du dispositif de commande, selon l'invention, est qu'au moins deux capteurs peuvent être groupés par le circuit électronique pour exécuter une même opération ou fonction. Le groupement de capteurs par paire peut s'avérer utile pour faciliter la sélection d'un menu dans un mode déterminé par le circuit électronique.
Dans le cas d'une montre agenda par exemple, sept capteurs peuvent être à disposition pour des fonctions de commande, de programmation, d'édition ou de consultation de données mémorisées. Lors de la consultation de données mémorisées ou la sélection d'un menu, quatre capteurs peuvent être groupés par paire de manière à ne laisser que cinq plages sensibles de capteurs pour l'exécution de fonctions spécifiques. Par contre dans un mode d'édition pour la composition de diverses fiches à l'aide de jeux de caractères, les deux paires de capteurs sont dissociées pour permettre l'exécution d'une fonction spécifique de chacun des sept capteurs.
Il est à noter que pour la montre agenda, le dispositif peut servir pour compléter des champs de fiches de notes, d'adresses, d'agenda, ou de paramètres. Un champ peut comprendre par exemple jusqu'à 63 caractères alphanumériques. De ce fait avec les sept capteurs à disposition, il est possible d'introduire facilement un nombre important de champs à mémoriser pour chaque type de fiches. Par exemple, près de 2000 fiches notes ou agenda.
Comme le ou les affichages à cristaux liquides sont de préférence situés dans une partie centrale du cadran de montre, les diverses plages sensibles à activer pour la consultation et l'édition de fiches sont disposées en périphérie du verre. Ainsi, il est possible de visualiser toutes les données affichées sur le ou les affichages pendant l'activation des plages sensibles externes par un doigt d'un utilisateur. Une plage sensible d'un capteur est par contre située au centre du verre de manière à servir notamment pour la sélection de menus et valider l'entrée de données, et pour commander le circuit électronique afin de dissocier les paires de capteurs dans un mode d'édition.
L'invention a également pour objet une montre dans laquelle l'affichage à cristaux liquides et les plages sensibles des capteurs sont agencés de telle manière à rendre visible des données affichées sur l'affichage lors de l'activation de certains capteurs par le doigt d'un utilisateur.
Les buts, avantages et caractéristiques du dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions notamment d'une montre électronique apparaítront mieux dans la description suivante d'au moins une forme d'exécution illustrée par les dessins sur lesquels :
  • la figure 1 représente une vue de dessus d'une montre électronique à affichage de l'heure analogique munie d'un dispositif de commande manuelle selon l'invention,
  • la figure 2 représente une coupe de la montre représentée à la figure 1,
  • la figure 3 représente l'agencement des plages sensibles de capteurs capacitifs sur une face intérieure du verre de montre, ainsi que des fils de connexion de chaque plage pour le dispositif de commande manuelle selon l'invention,
  • les figures 4a et 4b représentent schématiquement dans deux modes de configuration des capteurs, l'emplacement des capteurs sur la face intérieure du verre de montre, ainsi que leurs fonctions pour le dispositif de commande manuelle selon l'invention, et
  • la figure 5 représente les divers éléments électroniques du dispositif de commande manuelle selon l'invention.
La description suivante est relative à un dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions d'une montre agenda électronique de type analogique. Toutefois, l'utilisation d'un tel dispositif ne se limite bien évidemment pas à ce type de montre, mais peut servir à toute montre électronique disposant par exemple d'au moins un affichage à cristaux liquides pour visionner des données introduites ou mémorisées.
Dans la forme d'exécution présentée dans les figures 1 et 2, la montre agenda 1 comprend un boítier, défini par une carrure-lunette 3 et un fond 3', un verre 4 fermant le boítier, un bracelet 10 fixé au boítier, et des moyens d'enclenchement, tel qu'un bouton-poussoir 9 pouvant servir à activer le dispositif de commande manuelle. Le verre peut être un verre saphir inrayable. Dans le boítier sont logés un mouvement horloger 17, alimenté par une source d'énergie telle qu'une pile 15 ou accumulateur, qui entraíne des aiguilles 7 sur un cadran 8 pour l'indication de l'heure, et deux affichages à cristaux liquides 5 et 6 de type matriciel pour afficher des données. La source d'énergie peut être constituée par exemple de deux piles d'oxyde d'argent branchées en série à 1,55 V chacune et du type RENATA 350.
Les deux affichages à cristaux liquides 5 et 6, présentant une surface d'affichage sensiblement rectangulaire, sont de préférence de dimension équivalente. Ces affichages 5 et 6 sont fixés au dos du cadran 8 et apparaissent dans deux ouvertures du cadran 8 situées en dessus et en dessous de la tige d'entraínement des aiguilles 7. Les deux affichages sont utilisés principalement pour afficher des données ou divers menus lorsque le dispositif de commande manuelle est dans un mode de fonctionnement. Les données ou menus sont affichés dans une direction perpendiculaire à la longueur du bracelet 10.
Dans le boítier 3 et sous le cadran 8, la montre agenda comprend encore une plaque à circuits imprimés 16. Sur cette plaque 16 sont montés deux dispositifs d'entraínement 5' et 6' des affichages, qui sont reliés chacun par une bande souple de pistes conductrices 5" et 6" à chaque affichage 5 et 6, le moteur 17 du mouvement horloger, le circuit électronique 14 de traitement de signaux de mesure du dispositif de commande manuelle, et un module RF 18. Dans la forme d'exécution montrée à la figure 2, le pôle positif de la pile 15 ou de l'accumulateur est reliée à une borne d'alimentation positive de la plaque à circuits imprimés 16, alors que le pôle négatif GND de la pile 15 est reliée au fond 3' du boítier métallique. Toutefois, il serait envisageable de brancher le pôle négatif de la pile à la borne d'alimentation de la plaque 16, et le pôle positif au fond 3' du boítier.
Le module RF 18 est relié par un connecteur 19 à une antenne 2 pour l'émission et/ou la réception de signaux radiofréquences. Une communication peut être établie par exemple avec une station d'ordinateur ou une autre montre non représentée pour la transmission bidirectionnelle de signaux de données d'agenda. Comme le boítier est en matériau métallique dans cette forme d'exécution, l'antenne 2 est placée de préférence sous la cadran 8 à sa périphérie. Pour une transmission dans la bande ISN à 433,9 MHz par exemple, l'antenne est constituée d'une seule spire circulaire définissant un cercle de diamètre le plus grand possible afin de présenter le gain maximum possible dans l'encombrement donné de la montre.
Une transmission à des fréquences différentes, par exemple jusqu'à une fréquence de 2,45 GHz, est bien entendu également possible et la forme de l'antenne devra s'adapter aux exigences de la fréquence retenue.
Des icônes 13, représentatives d'un menu, d'une opération ou d'une programmation à effectuer, sont disposées sur le cadran 8 autour de chaque affichage à cristaux liquides 5 et 6. Les icônes placées au-dessus du premier affichage 6 représentent par exemple une confidentialité des données, un mode d'édition, des alarmes et l'état de la pile. Les icônes placées au-dessous du premier affichage 6 représentent par exemple, les menus notes, adresses, agenda, transmission et paramètres. Les icônes placées au-dessus du second affichage 5 représentent par exemple des opérations d'édition, d'annulation d'entrée de données, de suppression de données ou d'insertion de caractères. Finalement, les icônes placées au-dessous du second affichage 5 représentent par exemple dans un mode d'édition, des caractères majuscules, des caractères minuscules, des chiffres, des symboles ou des accents.
Le circuit électronique 14 est destiné à envoyer des signaux de commande à chaque dispositif d'entraínement 5' et 6' pour qu'au moins un pointeur 12 sur l'un ou l'autre des affichages 5 et 6 apparaisse désignant une icône du menu, de l'opération ou de la programmation sélectionnée.
Le dispositif de commande manuelle pour l'exécution de fonctions, selon l'invention, comprend plusieurs capteurs C1 à C7 de type capacitif. Les plages sensibles transparentes des capteurs sont disposées sur une face intérieure du verre 4. Le nombre de plages sensibles est de préférence égal à sept pour l'exécution notamment de toutes les fonctions de l'agenda comme expliqué ci-dessous en référence notamment aux figures 4a et 4b. Les plages sensibles au toucher sont représentées sur la figure 1 par des cercles en traits interrompus. De plus, des repères 11 sont placés sur la face intérieure du verre 4 de manière à indiquer la position de chaque plage sensible, ainsi qu'une fonction de chaque capteur C1 à C7.
Une plage sensible d'un premier capteur C1 est placée au centre du verre 4. Deux deuxièmes capteurs C2, C3 ont leurs plages sensibles disposées en périphérie du verre respectivement à 12h et à 6h. Deux troisièmes capteurs C4, C5 ont leur plage sensible disposée en périphérie du verre autour de l'indication 3h. Finalement, deux quatrièmes capteurs C6, C7 ont leur plage sensible disposée en périphérie du verre autour de l'indication 9h. Cette répartition des capteurs permet de commander l'exécution de diverses fonctions facilement et de manière intuitive.
Comme il sera expliqué plus loin, dans un premier mode sélectionné par le circuit électronique 14, les troisièmes et quatrièmes capteurs C4 à C7 sont groupés par paire de manière à avoir des zones d'activation des capteurs situées au centre, à 3h, 6h, 9h et 12h. Dans ce premier mode sélectionné, il est possible d'exécuter les fonctions de sélection ou de consultation de menus ou de diverses fiches de l'agenda lorsque les capteurs sont activés par un doigt d'un utilisateur. Par contre, dans un second mode sélectionné par le circuit électronique 14, les paires de capteurs sont dissociées de manière que chaque capteur commande une fonction spécifique différente au circuit électronique 14 lorsqu'ils sont activés.
Chaque plage sensible est une électrode circulaire de même dimension. Toutes les plages sensibles C1 à C7 sont séparées d'une distance supérieure ou égale au diamètre de chaque électrode. Ainsi, un doigt d'un utilisateur 20 peut être posé sur le verre 4 dans une zone déterminée d'une plage sensible d'un unique capteur à activer sans influencer les autres capteurs avoisinants.
Comme on peut le voir à la figure 3, les plages sensibles C1 à C7 disposées sur la face intérieure du verre 4 sont reliées chacune par un fil conducteur transparent 21 aux bornes d'un connecteur 19. La longueur de tous les fils conducteurs, ainsi que leur largeur, peuvent être identiques. Le connecteur 19 permet de connecter les fils 21 au circuit électronique. Ainsi, la liaison conductrice de chaque plage sensible des capteurs C1 à C7 au circuit électronique a une valeur résistive équivalente de manière à garantir une impédance équivalente de chaque capteur non activé.
Comme le boítier 3, 3' est de préférence métallique (figures 1 et 2), chaque capteur C1 à C7 comprend un condensateur parasite défini par chaque plage sensible et le boítier 3, 3' qui est relié au pôle négatif de la source d'énergie 15. Tous les condensateurs parasites ont une valeur capacitive sensiblement égale, par exemple de 6,5 pF.
Lorsque la montre 1 est portée au poignet d'un utilisateur, le fond du boítier métallique 3' vient en contact du poignet pour relier le corps de l'utilisateur au pôle négatif de la source d'énergie. En posant un doigt sur le verre dans une zone déterminée d'une plage sensible d'un capteur à activer, un condensateur est produit entre la plage sensible et le doigt de l'utilisateur. La valeur capacitive du condensateur produit dépend de la position et de la surface de contact du doigt 20 sur le verre 4 en regard de la plage sensible du capteur à activer. De cette façon, un condensateur à valeur capacitive variable est branché en parallèle d'un condensateur parasite correspondant.
Le circuit électronique 14 va donc mesurer la valeur capacitive de chaque capteur pour déterminer si un capteur est activé. Dans le cas où le capteur n'est pas activé, ledit circuit électronique ne mesure que la valeur capacitive du condensateur parasite. Par contre, quand le capteur est activé par le doigt 20 à proximité de la plage sensible du capteur, la valeur capacitive totale est supérieure à une valeur seuil déterminée par le circuit électronique afin de commander l'exécution d'une fonction spécifique. Le dispositif de commande manuelle sera décrit de manière plus détaillée en référence à la figure 5.
Il est bien clair que les capteurs peuvent être aussi du type résistif avec des plages sensibles au toucher placées sur la face extérieure du verre, mais dans ce cas les plages sensibles risquent de s'user très rapidement lors de l'emploi du dispositif de commande manuelle. Les plages sensibles des capteurs sont reliées au circuit électronique par des fils conducteurs isolés. Ces fils conducteurs sont de préférence placés sur une face intérieure du verre de montre avec des passages conducteurs à travers le verre pour connecter les plages sensibles.
Par mesure d'économie de consommation, le dispositif de commande manuelle est dans un mode de repos lorsqu'il n'est pas utilisé, ainsi que les affichages à cristaux liquides 5, 6. Les capteurs sont donc rendus inactifs dans ce mode de repos, et la montre ne fournit que l'indication de l'heure. Ce n'est qu'en pressant sur des moyens d'enclenchement, tels que le bouton-poussoir 9, que ledit dispositif devient fonctionnel. Dans ce mode de fonctionnement, les aiguilles 7 sont entraínées par le moteur 17 de façon à occuper une position ne perturbant pas la vision de données sur chaque affichage. Une première aiguille peut occuper une position proche de l'indication 9h, alors qu'une seconde aiguille peut occuper une position proche de l'indication 3h. Une fois que le dispositif n'est plus utilisé, par exemple après une période déterminée d'inactivité, le dispositif est placé automatiquement dans le mode de repos par le circuit électronique 14. Dès ce moment, les aiguilles 7 sont ramenées dans leur position d'indication de l'heure d'une manière bien connue par un homme du métier dans ce domaine technique. Un compteur d'un circuit garde-temps non représenté peut par exemple compter le temps pendant lequel le dispositif fonctionne afin de commander le moteur 17 pour remettre les aiguilles dans leur position initiale d'indication de l'heure.
Dans la forme d'exécution décrite ci-devant, le dispositif de commande manuelle est placé dans un mode de fonctionnement en pressant sur le bouton-poussoir 9. Néanmoins, il peut être envisagé que le dispositif soit placé dans le mode de fonctionnement en activant au moins un des capteurs C1 à C7 pendant une période déterminée. Toutefois, dans ce cas, un problème peut surgir si la montre se trouve dans une ambiance particulièrement humide, car les capteurs risquent d'être continuellement activés par la présence de l'eau sur le verre 4 de montre 1. De ce fait, une consommation inutile en énergie risque de décharger très vite la pile ou l'accumulateur de la montre.
Aux figures 4a et 4b sont représentées les fonctions des capteurs dans les premier et second modes sélectionnés par le circuit électronique. Il est à noter que dans le premier mode sélectionné, le circuit électronique exécute une même fonction lorsque l'un ou l'autre des troisièmes ou quatrièmes capteurs C4 à C7 est activé. Dans le second mode sélectionné, le circuit électronique exécute une fonction différente spécifique pour chaque capteur activé. Toutefois dans certaines étapes de sélection de menus ou d'entrée de données, il se peut que certains capteurs ne commandent aucune fonction à exécuter au circuit électronique.
Le passage du premier au second mode peut être commandé en activant au moins un des sept capteurs. De préférence, le capteur C1 dont la plage sensible est située au centre du verre peut servir à commander le passage du premier mode au second mode. Pour ce faire, le doigt de l'utilisateur doit être posé sur le verre dans une zone déterminée de la plage sensible du capteur C1, et maintenu dans cette position pendant une durée suffisante, par exemple supérieure à 2 s, pour que le circuit électronique interprète le passage du premier au second mode.
Comme indiqué ci-devant, les capteurs dans le premier mode servent à exécuter des fonctions de sélection ou de consultation de menus ou de diverses fiches de l'agenda, tandis que les capteurs dans le second mode servent à composer des textes, des notes, des adresses ou divers messages à l'aide de jeux de caractères à sélectionner.
En référence à la figure 4a, le capteur C1 est utilisé notamment pour commander l'entrée dans un menu sélectionné dès que le dispositif de commande manuelle est dans un mode de fonctionnement. Le menu à sélectionner apparaít sur les affichages à cristaux liquides. Le choix d'un menu à sélectionner est réalisé par les troisièmes ou quatrièmes capteurs C4 à C7. Lorsqu'un des troisièmes capteurs C4, C5 est activé par le doigt d'un utilisateur, les différents menus apparaissent successivement sur les affichages à cristaux liquides dans un ordre croissant déterminé. Par contre, lorsqu'un des quatrièmes capteurs C6, C7 est activé par le doigt, les différents menus apparaissent successivement sur les affichages dans un ordre décroissant déterminé. Dans le choix d'un menu de l'agenda (notes, adresses, agenda, transmission, paramètres), les seconds capteurs C2 et C3 ne fournissent aucune commande.
Une fois que le menu désiré apparaít sur les affichages, le capteur C1 peut être activé pour entrer dans le menu en question. Dans le cas du menu agenda, une pression sur les troisièmes ou quatrièmes capteurs C4 à C7 va faire défiler le calendrier de jour en jour dans un sens croissant avec l'un des troisièmes capteurs C4, C5 ou dans un sens décroissant avec l'un des quatrièmes capteurs C6, C7. Les seconds capteurs C2 et C3 sont utilisés pour faire défiler le calendrier de mois en mois. Lorsque le capteur C2 est activé, le calendrier avance de mois en mois, alors que lorsque le capteur C3 est activé, le calendrier recule de mois en mois.
Une courte pression sur le capteur C1 va confirmer le jour désiré. Différents champs de fiches agenda peuvent être consultés en activant les capteurs C4 à C7 dans un sens ou dans l'autre.
En référence à la figure 4b, le capteur C1 peut être activé pendant une période déterminée pour entrer dans un mode d'édition d'un champ d'une fiche agenda, par exemple en gardant le doigt posé sur le verre en regard de la plage sensible du capteur C1 pendant 2 s. Dès cet instant, les paires de capteurs C4 à C7 sont dissociées et ainsi chaque capteur va commander l'exécution d'une fonction spécifique différente au circuit électronique.
Les capteurs C4 et C6 vont servir à choisir un jeu de caractère dans un sens ou dans un sens opposé. Les capteurs C2 et C3 vont servir à faire défiler par exemple des caractères alphanumériques dans un sens croissant ou décroissant. Les capteurs C5 et C7 vont servir à déplacer un curseur dans le champ édité sur un des affichages dans un sens croissant ou décroissant. Finalement, une pression sur le capteur C1 va terminer l'édition et la mémorisation du champ.
Il est bien entendu évident que les capteurs du dispositif de commande manuelle peuvent être configurés autrement que ce qui vient d'être décrit ci-devant. Le but du dispositif de commande est de fournir un nombre restreint de capteurs faciles à manipuler pour l'exécution de diverses fonctions d'une montre électronique.
Les composants électroniques du dispositif de commande manuelle 30 vont être décrits ci-après en référence à la figure 5. Les parties du circuit électronique, qui sont connues par un homme du métier dans ce domaine technique, ne sont que brièvement expliqués.
Le dispositif de commande manuelle 30 est composé des différents capteurs du type capacitif C1 à C7, dont les plages sensibles sont disposées sur la face intérieure du verre, ainsi que du circuit électronique 31 à 36 de traitement des signaux de mesure fournis par les différents capteurs.
Le circuit électronique comprend tout d'abord un multiplexeur 31, à l'entrée duquel sont connectés tous les capteurs C1 à Cn avec leur condensateur parasite C1p à Cnp, et un oscillateur commandé en tension 32, 36 connecté à la sortie du multiplexeur. Le nombre n de capteurs est de préférence égal à 7 dans le dispositif de commande manuelle d'une montre agenda. Le multiplexeur a pour tâche de connecter successivement et périodiquement chaque capteur à l'entrée de l'oscillateur en fonction de mots binaires de commande 40 fournis par un bloc logique de mesure 33 qui suit l'oscillateur.
Comme l'oscillateur est un oscillateur du type RC, la valeur capacitive de chaque capteur branché à l'oscillateur va servir à déterminer la fréquence d'oscillation. Cette fréquence est donc proportionnelle à l'inverse de la valeur de la capacité totale. Ainsi, sans l'action d'un doigt sur un capteur branché à l'oscillateur, la fréquence dudit oscillateur n'est déterminée qu'en fonction de la valeur capacitive du condensateur parasite C1p à Cnp. Par contre quand un doigt active un des capteurs branché à l'oscillateur, la valeur capacitive totale de ce capteur est plus importante que celle uniquement du condensateur parasite. Cela a pour conséquence de diminuer la fréquence de l'oscillateur de manière à ce que le bloc logique de mesure détermine cette variation de fréquence de l'oscillateur pour l'exécution d'une fonction spécifique.
L'oscillateur est composé essentiellement d'une bascule à déclenchement bistable 32 et d'une source de courant programmable 36. La bascule et la source de courant sont connectées à une borne Vreg d'une tension régulée stable d'alimentation qui peut être fixée par exemple à 2,1 V. La source de courant 36 fournit un courant de charge I au condensateur branché à l'entrée 42 de l'oscillateur jusqu'à ce que le niveau de tension du condensateur atteigne une tension seuil de déclenchement haut de la bascule 32. La source de courant 36 fournit un courant de décharge I au condensateur branché à l'entrée 42 de l'oscillateur jusqu'à ce que le niveau de tension du condensateur chute à une tension seuil de déclenchement bas de la bascule. La manière de produire un courant de charge et décharge en fonction des signaux de sortie de la bascule 32 sont bien connus par un homme du métier dans ce domaine technique sans qu'il soit nécessaire de décrire plus en détails la source de courant 36.
Le but d'une telle source de courant 36 connectée à la borne Vreg d'une tension régulée d'alimentation, est de produire un courant constant sur toute la plage de charge et de décharge du condensateur. Les signaux de charge et de décharge du condensateur sont ainsi des signaux de forme triangulaire, alors que les signaux de sortie de la bascule sont des signaux à impulsions de forme sensiblement rectangulaire.
Le bloc logique de mesure 33 reçoit les signaux à impulsions de forme rectangulaire afin de déterminer la fréquence de ces signaux. En fonction des signaux de sortie de la bascule, le bloc logique 33 envoie un signal de commande 41 à la source de courant pour opérer une commutation entre le courant de charge et le courant de décharge du condensateur.
Le bloc logique 33 comprend un compteur d'impulsions qui est chargé de compter le nombre d'impulsions du signal de sortie de la bascule 32 dans une fenêtre temporelle de comptage. Cette fenêtre de comptage est définie par un signal d'horloge CLK fourni par un diviseur de fréquence de l'oscillateur du circuit garde-temps de la montre. Le nombre binaire compté d'impulsions, par exemple défini sur 8 bits, va servir au bloc logique de mesure à déterminer si le capteur branché à l'oscillateur est activé ou non activé par comparaison à une valeur seuil prévue.
Selon un exemple numérique non limitatif, si la fréquence d'oscillation est de l'ordre de 30 kHz, la durée de la fenêtre de comptage peut être de 8 ms (240 impulsions comptées), ce qui correspond à une fréquence CLK de 125 Hz. Ainsi, le nombre maximal d'impulsions comptées est inférieur à 255 qui correspond au nombre maximal d'un mot binaire à 8 bits. Toutefois, cette fenêtre de comptage peut être adaptée pour permettre un comptage sur une plus longue période de manière à s'assurer qu'un des capteurs a été activé.
Lorsque le dispositif de commande manuelle est placé dans le mode de fonctionnement, le bloc logique de mesure 33 va envoyer les signaux de commande 40 au multiplexeur pour débuter une phase d'initialisation. Dans cette phase, tous les capteurs C1 à Cn sont branchés successivement à l'entrée de l'oscillateur pour effectuer la mesure de la fréquence des signaux de l'oscillateur pendant une période déterminée par le bloc logique. Le résultat de la fréquence mesurée pour chaque capteur, qui correspond à la fréquence déterminée par le condensateur parasite C1n à Cnp, est envoyé par le bus 43 pour être mémorisé dans des moyens de mémorisation 35, notamment dans une mémoire volatile RAM 35a. Ainsi, lors de l'utilisation du dispositif de commande manuelle, la fréquence déterminée de chaque capteur va pouvoir être comparée à la valeur mémorisée pour savoir si le capteur est activé ou non activé.
Il est également prévu dans la forme d'exécution du dispositif de commande manuelle 30, de brancher un condensateur de référence Cref à l'entrée du multiplexeur 31. La valeur capacitive de ce condensateur (p. ex. 7,5 pF) est de préférence identique ou légèrement supérieure à la valeur d'un condensateur parasite. Ce condensateur peut être un composant discret placé à l'intérieur de la montre. De cette façon, ce condensateur de référence Cref va être branché à l'oscillateur successivement aux autres capteurs.
Ce condensateur Cref, dont la valeur capacitive est bien définie, va servir essentiellement à ajuster la valeur des courants de charge et de décharge de la source de courant 36. De plus, il permet au bloc logique 33 d'effectuer une mesure de la dérive de fréquence de l'oscillateur, par exemple due à la variation de température.
Dans un mode de fonctionnement normal, le bloc logique va transmettre des données binaires par le bus 44 à des moyens à microprocesseur 34 liés aux moyens de mémorisation 35 pour la reconnaissance de la fonction spécifique à exécuter du capteur activé. Les moyens à microprocesseur vont également opérer une reconnaissance d'écriture à l'aide d'un logiciel des fonctions agenda. Ces moyens à microprocesseur vont envoyer des données éditées à mémoriser dans une mémoire non volatile EEPROM 35b en fonction des données binaires reçues par le bus 44.
Les moyens à microprocesseur 34 vont envoyer des signaux de commande LCD par le bus 47 au dispositif d'entraínement des affichages à cristaux liquides pour qu'ils affichent des données désirées. De plus, des données peuvent être reçues du modules RF par le bus 46 ou être envoyées audit module RF pour une transmission des signaux de données à une station d'ordinateur ou à une autre montre. Un signal d'enclenchement Sm appliqué aux moyens à microprocesseur va permettre de faire passer le dispositif de commande manuelle d'un mode de repos à un mode de fonctionnement. Ce signal Sm est par exemple généré par l'action sur le bouton-poussoir.
Il est à noter que les moyens à microprocesseur 34 sont susceptibles de lire des informations stockées dans des registres non représentés du bloc logique de mesure 33, ou d'envoyer des paramètres de configuration audit bloc logique. La valeur capacitive du condensateur Cref est par exemple stockée dans un des registres du bloc logique pour être lue par les moyens à microprocesseur.
Pour des détails techniques complémentaires concernant le circuit électronique, le lecteur peut se référer au document EP 0 838 737 du même Demandeur qui est cité en référence.
A partir de la description qui vient d'être faite de multiples variantes de réalisation du dispositif de commande manuelle pour une montre électronique peuvent être conçues par l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention définie par les revendications. Ce dispositif peut être utilisé dans tout instrument portable à bracelet.

Claims (14)

  1. Dispositif de commande manuelle (30) pour l'exécution de fonctions notamment d'une montre électronique (1), comprenant, dans un boítier (3, 3') fermé par un verre (4), un circuit garde-temps et/ou un mouvement horloger (17) alimenté par une source d'énergie (15), et au moins un affichage à cristaux liquides (5, 6) pour visionner des données, ledit dispositif comprenant :
    un nombre déterminé de capteurs (C1 à C7) dont une plage sensible au toucher de chaque capteur est disposée sur une face intérieure ou extérieure du verre de montre, chaque capteur pouvant être activé par un doigt (20) d'un utilisateur posé sur le verre dans une zone déterminée de la plage sensible correspondante du capteur afin de commander l'exécution d'une fonction spécifique, et
    un circuit électronique (31 à 36) de traitement de signaux de mesure fournis par les capteurs pour effectuer une commande spécifique d'un capteur activé, le circuit électronique fournissant des signaux de commande à l'affichage à cristaux liquides de la montre pour l'affichage de données correspondant au capteur activé, le dispositif étant caractérisé en ce que, dans un premier mode sélectionné par le circuit électronique, au moins deux capteurs (C4 à C7) sont groupés pour que le circuit électronique exécute une même opération lorsqu'un doigt est posé sur le verre dans une zone déterminée de la plage sensible de l'un ou de l'autre capteur, alors que dans un second mode sélectionné par le circuit électronique, chaque capteur activé par le doigt fournit des signaux de mesure au circuit électronique pour l'exécution d'une opération spécifique différente pour chaque capteur.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plages sensibles des capteurs sont reliées au circuit électronique, par l'intermédiaire d'un connecteur (19), chacune par un fil conducteur (21), la longueur de tous les fils conducteurs étant identique.
  3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plages sensibles (C1 à C7) sans contact direct entre elles sont réparties sur la face intérieure ou extérieure du verre de telle manière à permettre à un doigt de pouvoir se poser sur une unique plage sensible d'un capteur à activer sans influencer les autres capteurs.
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les plages sensibles (C1 à C7) sont espacées chacune d'une distance supérieure ou égale à la dimension d'une plage sensible, et en ce que le nombre de capteurs est inférieur à 10, de préférence égal à 7.
  5. Dispositif selon la revendication 4 pour une montre-bracelet analogique comprenant un cadran (8) avec l'affichage à cristaux liquides et des aiguilles (7) d'indication de l'heure, caractérisé en ce que les plages sensibles des sept capteurs ont une surface équivalente, en ce qu'un premier capteur (C1) a sa plage sensible disposée au centre du verre, en ce que deux deuxièmes capteurs (C2, C3) ont leur plage sensible disposée en périphérie du verre respectivement à 6h et à 12h, en ce que deux troisièmes capteurs (C4, C5) ont leur plage sensible disposée en périphérie du verre autour de l'indication 3h, et en ce que deux quatrièmes capteurs (C6, C7) ont leur plage sensible disposée en périphérie du verre autour de l'indication 9h.
  6. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 5 pour une montre agenda électronique, les capteurs du dispositif étant actifs, quand le dispositif est dans un mode de fonctionnement normal, ou inactifs quand le dispositif est dans un mode de repos, la montre comprenant des moyens d'enclenchement (9) pour placer le dispositif dans un mode de fonctionnement normal lorsqu'ils sont activés, caractérisé en ce que, dans le premier mode sélectionné en fonctionnement normal, les troisièmes capteurs (C4, C5) et les quatrièmes capteurs (C6, C7) sont groupés par paire pour permettre la consultation de menus de l'agenda, de différentes fiches mémorisées concernant des adresses, des notes, des paramètres et d'agenda en activant au moins un troisième capteur ou un quatrième capteur, et en ce que, dans le second mode sélectionné, les troisièmes capteurs et quatrièmes capteurs sont dissociés pour permettre l'édition de champs de différentes fiches à mémoriser à l'aide de jeux de caractères.
  7. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les capteurs du type capacitif comprennent chacun un premier condensateur parasite (C1p à Cnp) défini par chaque plage sensible transparente disposée sur la face intérieure du verre et le boítier métallique (3, 3') de la montre (1), ainsi qu'un second condensateur en parallèle défini par la plage sensible et un doigt d'un utilisateur (20) lorsque le doigt est posé sur le verre (4) dans une zone déterminée de la plage sensible du capteur à activer, la valeur capacitive totale dépendant de la position et de la surface du doigt posé sur le verre en regard de la plage sensible.
  8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit électronique comprend en outre un unique oscillateur commandé en tension (32, 36), un multiplexeur (31) pour connecter successivement chaque capteur (C1 à C7) à l'oscillateur, un bloc logique de mesure (33) pour déterminer la fréquence des signaux de l'oscillateur qui dépend de la valeur capacitive totale de chaque capteur connecté à l'oscillateur, la fréquence étant au-dessous d'une valeur seuil de fréquence quand un capteur est activé par le doigt d'un utilisateur, alors que la fréquence est au-dessus de la valeur seuil de fréquence quand le capteur n'est pas activé, et des moyens à microprocesseur (34) reliés au bloc logique de mesure pour la reconnaissance de la fonction à exécuter d'un capteur activé.
  9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'oscillateur commandé en tension comprend une bascule à déclenchement bistable (32) et une source de courant programmable (36) pour fournir un courant de charge et de décharge au condensateur d'un capteur connecté à l'entrée de la bascule en fonction des signaux de sortie de la bascule.
  10. Dispositif selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce qu'un condensateur de référence (Cref) est connecté à l'oscillateur par le multiplexeur (31) successivement aux capteurs pour permettre un calibrage de la fréquence de l'oscillateur par rapport à une valeur de fréquence de référence mémorisée.
  11. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des repères (11) sont placés sur la face intérieure du verre (4) de montre afin d'indiquer l'endroit de chaque plage sensible de capteur et/ou une fonction de chaque capteur.
  12. Montre électronique comprenant, dans un boítier (3, 3') fermé par un verre (4), un circuit garde-temps et/ou un mouvement horloger (17) alimenté par une source d'énergie (15), et au moins un affichage à cristaux liquides (5, 6) pour visionner des données, et un dispositif de commande manuelle (30) selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'affichage à cristaux liquides (5, 6) et les plages sensibles des capteurs (C1 à C7) sont agencés de telle manière à rendre visible des données affichées sur l'affichage lors de l'activation de certains capteurs par le doigt d'un utilisateur.
  13. Montre selon la revendication 12 du type analogique comprenant un cadran (8) avec deux affichages à cristaux liquides (5, 6) et des aiguilles (7) pour l'indication de l'heure, caractérisée en ce que des icônes (13) pour identifier une fonction ou une opération à effectuer sont disposées sur le cadran en des positions déterminées autour de chaque affichage à cristaux liquides (5, 6), et en ce que le circuit électronique de traitement des signaux de mesure des capteurs fournit des signaux de commande (LCD) à chaque affichage en fonction de capteurs activés pour qu'au moins un pointeur (12) de chaque affichage désigne une des icônes (13) pour indiquer, lors du fonctionnement du dispositif, une fonction ou une opération en cours.
  14. Montre selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens d'enclenchement (9) du dispositif de commande manuelle (30) permettant de faire passer le dispositif d'un mode de repos à un mode de fonctionnement lorsqu'ils sont activés, et en ce que les aiguilles(7) sont déplacées en des positions déterminées en mode de fonctionnement du dispositif de manière à ne pas cacher les données affichées sur chaque affichage à cristaux liquides.
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