EP1571507A1 - Dispositif électronique portable avec fonction variomètre à affichage analogique - Google Patents

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EP1571507A1
EP1571507A1 EP04100861A EP04100861A EP1571507A1 EP 1571507 A1 EP1571507 A1 EP 1571507A1 EP 04100861 A EP04100861 A EP 04100861A EP 04100861 A EP04100861 A EP 04100861A EP 1571507 A1 EP1571507 A1 EP 1571507A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
altitude
value
speed
electronic circuits
determined
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04100861A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Gérald Maurice Matthey
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 Manufacture Horlogere Suisse
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Filing date
Publication date
Application filed by ETA SA Manufacture Horlogere Suisse filed Critical ETA SA Manufacture Horlogere Suisse
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Priority to US10/598,549 priority patent/US7345956B2/en
Priority to JP2007501202A priority patent/JP4426620B2/ja
Priority to KR1020067017533A priority patent/KR101157277B1/ko
Priority to PCT/EP2005/002166 priority patent/WO2005096106A1/fr
Priority to EP05715646A priority patent/EP1723477B1/fr
Priority to DE602005002631T priority patent/DE602005002631T2/de
Priority to CNB2005800066597A priority patent/CN100442173C/zh
Publication of EP1571507A1 publication Critical patent/EP1571507A1/fr
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Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G21/00—Input or output devices integrated in time-pieces
    • G04G21/02—Detectors of external physical values, e.g. temperature

Definitions

  • the present invention relates to a portable electronic device comprising a housing containing a dial, motor means controlling at least two analog display devices arranged above the dial.
  • the device according to The present invention comprises in particular means for determining the value of a physical quantity related to the altitude at a given moment in a mode of particular function, electronic circuits including in particular a time base, ways of treating the value and means of storing one or more determined or processed values of the magnitude physical.
  • an indication of the altitude is not sufficient for the wearer of the device.
  • the existing aircraft instruments on transport aircraft present features in large numbers that are not all made available to pilots on light aircraft of the glider type, U.L.M. (Ultra light motorized), paragliding or hang-gliding.
  • a first object of the present invention is to overcome the disadvantages mentioned above by providing a portable electronic device providing the carrier with information relating to his vertical speed of displacement.
  • Another object of the invention is to propose a portable electronic device
  • the display is intuitive and allows the user to access information representative of his situation at a given moment in a fast and readable way.
  • the invention provides in particular a portable electronic device of the type mentioned above characterized by the fact that the means of treatment are arranged to produce first control signals to the means motors, on the basis of the determined values of said physical quantity. Nature of these electrical signals makes it possible to carry out a representative display, on the one a speed of variation of the instantaneous altitude by a first display member analogue and, on the other hand, a speed of variation of the altitude averaged over a time interval predefined by the second analog display member.
  • the arrangement according to the present invention it takes very little bearer time of the device when it consults the display to know what is its instantaneous vertical speed, the position of a first analog display organ relative to that of the second analog display member further providing it a qualitative indication of its situation in terms of acceleration or deceleration.
  • the means of determining the value of the physical magnitude related to the altitude include a pressure sensor whose measurements are transmitted to the processing means which are designed to derive from these measurements the value of the vertical velocity of progression of the carrier of the device, at a given moment.
  • the determination of the speed comprises a step of determining the value of the altitude.
  • the device according to present invention can be arranged in such a way that the altitude value at a given time can be displayed, either in a different operating mode by the same display devices, or simultaneously using a display area additional digital, for example.
  • FIG. 1 represents a first preferred embodiment of the device portable electronics according to the present invention, in the form of a watch particularly suitable for the use of aircraft without engine, very simple at a time from the structural point of view and from the point of view of its functioning.
  • the watch 1 is present in appearance as a conventional type watch.
  • a housing 2 may, for example, be of the type bottom-middle molded in plastic material, comprising horns 3 provided for attaching a bracelet (no represented) and containing in particular a watch movement (not shown), a dial 4, the housing 2 being closed on its upper face by a mirror 5 surmounted of a fixed telescope 6 on its periphery.
  • the watch 1 further comprises a unique control member 7, namely a crown rod, which can be used in particularly as a pusher in addition to its conventional use in rotation.
  • the telescope 6 carries indexes indicating the hours, figures being written to more clearly identify the 3, 6, 9 and 12 o'clock positions.
  • the watch 1 also comprises two needles, respectively, of indication hours 8 and minutes 9.
  • the dial 4 carries circular graduations 10, the unit of which is the meter by second, used to indicate values of a vertical travel speed or, in other words, a speed of variation of the altitude within the framework of a mode of particular operation called variometer mode.
  • the position corresponding to a zero vertical speed is arranged at 3 o'clock, while the graduations extend symmetrically, on the one hand between the 3 o'clock position and the 10 o'clock position to indicate the value of a climbing speed and, on the other hand, between the position 3 hours and the 8 o'clock position to indicate the value of a descent speed.
  • the values of the graduations are included substantially between -5 and +5 meters per second.
  • the dial 4 carries an additional indication, given here as an example, namely the expression "speed (m / s)" 11 disposed at the twelve o'clock position at inside the graduations.
  • This additional indication 11 therefore constitutes almost the only apparent clue of the watch according to the invention capable of suggest to an observer that the latter has functionalities additional compared to a conventional watch.
  • the watch 1 comprises special technical means, which will be described below in connection with FIG. 2, enabling it to provide specific indications relating to the practice of aerial sports.
  • These means techniques include, in accordance with a preferred embodiment of the present invention, a pressure sensor for measuring at any moment the pressure the environment outside the watch and to transmit the value to electronic circuits of the device.
  • Means of the electronic circuits described below are furthermore arranged to derive the value of a rate of change in altitude based on the measurements performed by the pressure sensor.
  • the crown rod 7 has two stable positions and an unstable position, a first stable position being the rest position in which the stem-crown does not fulfill any function.
  • the second stable position is a position drawn relative to the rest position, in which the stem crown can adjust, by rotation, the indication of the time provided by the two needles 8, 9.
  • the unstable position is reached by a pressure on the crown towards the housing 2 of the watch, a spring (not shown) being intended to push it back to the rest position when the pressure ceases, at the way of a push button.
  • Each pressure on the crown rod 7 allows to control the watch to drive the modification of the current display and to display information whose nature may possibly depend on parameters outside the watch.
  • the variometer mode is manually activated by the user of the watch 1, by an action on the crown rod 7, detected by the electronic circuits of the device.
  • the associated functions respectively at the hands of minutes 9 and 8 hours are the display of the speed of variation of substantially instantaneous altitude and the display of a speed of variation of the altitude averaged over a predefined time.
  • the display is sober and only takes a proven structure for several centuries, namely an analog display system, preferably by needle, although the use of rotating discs bearing indexes remains possible.
  • the situation shown in Figure 1 corresponds to a speed "instant" decrease in altitude of the order of 2.5 m / s while the speed average altitude decrease on the last minute is of the order of 1 m / s.
  • the wearer of the watch is warned, at a quick glance, that he is undergoing or that he has just undergone a relatively large acceleration compared to his speed average of the last minute elapsed.
  • means are provided for order the hands of hours 8 and 9 minutes in response to pressure on the stem-crown 7 from the variometer mode, so that they are superimpose to display the altitude value next to graduations 12 of the dial or the telescope. It is expected then a return automatic display mode of altitude variation speeds after a time interval of a few seconds. We can also predict, so alternative or complementary, that the return to variometer mode is obtained by a new pressure on the crown rod 7.
  • these means also make it possible to control the hands of hours 8 and minutes 9 in response to a pressure on the stem crown 7 from the time mode, so that they overlap to display the value of the corresponding altitude.
  • Figure 2 represents a schematic diagram of the general structure of the electronic circuit of the portable electronic device according to the present invention.
  • the electronic circuit of the watch comprises in particular an integrated circuit 20 comprising a controller circuit 21 capable of managing the conventional time functions of the watch 1 comprising, for this purpose, a time division circuit, the controller circuit 21 being connected in particular to a resonator 22 serving as a time base. From this time base, time information is produced by the controller circuit 21, particularly for provide time mode functions and mode features variometer.
  • controller circuit 21 receives as input signals generated by a pressure sensor 23 generating representative analog electrical signals of the surrounding pressure. These signals pass through an analog-to-digital converter 24 before being supplied to the input of the controller circuit 21, in the form a digital signal.
  • the pressure sensor 23 is of conventional type and the person skilled in the art does not encounter no particular difficulty in choosing one that is suitable for the implementation of of the present invention.
  • the pressure sensor is powered to perform periodic measurements while operating the variometer mode.
  • the integrated circuit 20 also includes memory zones, in particular a first memory zone 25, preferably of non-volatile type, containing a program allowing the controller circuit 21 to perform calculations relating to the mode variometer, such as the conversion of pressure measurements into values of altitude, then the calculation of the differential between two successive values of the altitude to calculate the rate of change.
  • a non-volatile memory reprogrammable Flash or EPROM, for example
  • the integrated circuit 20 preferably comprises at least one second memory zone 26, which may optionally be of volatile type, in which the results of the calculations made by the controller circuit 21 are stored periodically.
  • This second memory area 26 is especially designed to store altitude values relative to a predefined time window.
  • the device according to the present invention of such that the pressure sensor 23 is controlled to perform a measurement the surrounding pressure per second. It is also expected that speed mean of variation in altitude is calculated over a time window of one minute.
  • the memory zone 26 is arranged in such a way as to be able to memorize at least 60 successive values calculated by the controller circuit 21, on the basis of measurements made by the pressure sensor. At each pressure measurement surrounding transmitted by the analog-to-digital converter 24 to the circuit controller 21, the latter calculates an altitude value corresponding to the pressure measured by conventional programming.
  • the controller circuit 21 also calculates the difference that the last altitude value calculated in relation to the penultimate value calculated, read at from the memory area 26, to determine the value of the almost instantaneous speed of altitude variation.
  • the controller circuit further calculates the value of the average rate of change of altitude based on the last measured value altitude and altitude value calculated 60 seconds earlier. This last value is then replaced in the memory area 26 by the last value calculated altitude. Thus, each altitude value stored in the zone of memory 26 is updated once every 60 seconds.
  • the controller circuit 21 sends signals adapted to a control circuit 27 of bi-directional motor means, such that the minute hand 9 displays the "instantaneous" speed of altitude variation in look at the graduations of the dial.
  • the controller circuit 21 produces suitable signals for the control circuit 27 of the motor means, for example two bi-directional motors, so that the hour hand 8 displays the value of the average speed of variation of the altitude, with regard to the same graduations.
  • the controller circuit 21 is arranged in such a way that, as long as the number of measurements made since switching to variometer mode is less than 60, the average rate of change of altitude is calculated on the basis of the last measurement made and the first measurement stored in the area memory 26, taking into account the duration separating these two measurements.
  • the electronic circuit of the watch comprises means conventional (not shown) to detect pressures made by the user on the crown rod 7.
  • the latter is in position A at rest and has two extreme positions B and C.
  • the position B unstable, obtained by a user pressure activates a function of the controller circuit 21 changing the mode operation of the watch, as described above.
  • the controller circuit 21 When the crown rod 7 is pressed into position B from the time mode, the controller circuit 21 generates signals, to the control circuit 27 of the motors, in such a way that the hands of hours 8 and minutes 9 are superimposed to display the value of the corresponding altitude.
  • the controller circuit 21 when the crown rod 7 is depressed in position B from the variometer mode, the controller circuit 21 generates signals, destination of the control circuit 27 of the motors, so that the needles 8 hours and 9 minutes overlap to display the altitude value corresponding.
  • the display of the altitude is maintained for a duration of about 3 seconds before returning to the display corresponding to the variometer mode.
  • the altitude value indicated by the hour and minute hands is preferably updated once a second, taking into account the new measurements made by the Pressure sensor.
  • a zone digital display such as a liquid crystal display (LCD) (reference 30 in FIG. 2), making it possible to display additional indications of those provided by the hands of hours 8 and 9 minutes.
  • a digital display area can be leveraged to display the current time during operation of the variometer mode.
  • the circuits electronic devices can be programmed so that in response to an action adapted on the stem-crown 7 at a given moment the digital display area indicates the value of the corresponding altitude, alternatively or complementary to the use of graduations 12.
  • the means used to determine the speed values of variation of the altitude can for example be implemented in the form of a GPS receiver ("Global Positioning System”) (reference 31 in Figure 2) which provides directly an altitude value to the controller circuit 21 in place of a value of pressure, as described above.
  • GPS receiver Global Positioning System
  • the skilled person will not encounter any difficulty particular for adapting the programming of the electronic circuits of the device according to the means for determining the speed of variation of altitude employees.
  • the person skilled in the art can provide variants, with regard to concerning the calculation method described above for the determination of variation of altitude, without departing from the scope of the present invention.
  • the means used to determine the altitude value include a pressure sensor
  • the electronic circuits of the device can be programmed to directly memorize pressure values rather as altitude values.
  • the controller circuit is preferably programmed to calculate a rate of change in pressure and convert the result thus obtained in a value of speed of variation of the altitude before displaying the latter.
  • a first additional model for use when practicing free fall for which the average speed is calculated over a period of about 30 seconds to a minute and the range extends between -100 and +100 m / s
  • an additional second model for hiking pedestrian and V.T.T. for which the average speed is calculated over a period of the order of half an hour with a beach stretching between -5000 and +5000 meters per hour.
  • the invention does not limit to a device indicating the direction of variation of the altitude as is the case of the watch shown as an example. Indeed, we can provide a simple indication scale of the absolute value of the rate of change of altitude in the in most situations, the wearer of the device is normally able to determine himself the direction of his displacement. Such a variant embodiment has the advantage of an indication scale of the speed values more extensive than that shown in Figure 1, which makes it possible to display velocity values contained in a wider range of values.
  • the latter furthermore comprises alarm means (reference 32, FIG. 2).
  • these alarm means are preferably controlled by the electronic circuits 20 in response to the detection of the crossing of a predefined value of speed of variation of altitude to improve the safety of the wearer.
  • the alarm means 32 can be implemented in the form of a visual or even luminous signal at the level of the dial of device, in the form of an audible alarm or in the form of a vibrator, all of conventional type.

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Abstract

Il est décrit un dispositif électronique portable (1), notamment du type montre-bracelet comportant au moins un premier (8) et un second (9) organes d'affichage analogiques, des moyens (23, 31) pour effectuer des mesures d'une grandeur physique liée à la valeur de l'altitude et une zone mémoire (26) pour mémoriser les valeurs de la grandeur physique mesurées. Les circuits électroniques (20) du dispositif sont capables de commander les organes d'affichage analogiques, dans un mode de fonctionnement dit mode variomètre, pour qu'un premier organe d'affichage (9) indique la valeur de la vitesse instantanée de variation de l'altitude et pour que le second organe d'affichage (8) indique la valeur d'une vitesse moyenne de variation de l'altitude en regard de graduations (10) adaptées du dispositif. Un tel dispositif trouve principalement une application dans le cadre de la pratique de sports aériens. <IMAGE>

Description

DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention concerne un dispositif électronique portable comportant un boítier contenant un cadran, des moyens moteurs commandant au moins deux organes d'affichage analogiques disposés au-dessus du cadran. Le dispositif selon la présente invention comporte en particulier des moyens de détermination de la valeur d'une grandeur physique liée à l'altitude à un instant donné dans un mode de fonctionnement particulier, des circuits électroniques comprenant notamment une base de temps, des moyens de traitement de la valeur et des moyens de mémorisation d'une ou plusieurs valeurs déterminées ou traitées de la grandeur physique.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
De tels dispositifs sont connus de l'art antérieur. On connaít en particulier des dispositifs électroniques portables présentant une fonction altimètre, généralement destinés à être utilisés en randonnée.
Cependant, pour la pratique de certaines activités, une indication de l'altitude n'est pas suffisante pour le porteur du dispositif. En particulier, dans la pratique de sports aériens impliquant le pilotage d'aéronefs sans moteur, par exemple, il est important pour le pilote de disposer d'informations relatives à sa vitesse verticale de progression. Les instruments de bord existant sur les avions de transport présentent des fonctionnalités en grand nombre qui ne sont pas toutes mises à la disposition des pilotes sur les aéronefs légers du type planeur, U.L.M. (Ultra Léger Motorisé), parapente ou deltaplane.
En outre, dans la pratique de certains autres sports tel que le saut en parachute, la randonnée pédestre ou encore le V.T.T., le fait que le sportif dispose d'une information sur son altitude est utile voire essentiel en ce qui concerne la chute libre. Toutefois, il peut être intéressant pour les personnes pratiquant ce type d'activités d'accéder à des informations complémentaires.
RÉSUMÉ DE L'INVENTION
Un premier but de la présente invention est de pallier les inconvénients susmentionnés de l'art antérieur en fournissant un dispositif électronique portable fournissant à son porteur des informations relatives à sa vitesse verticale de déplacement.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif électronique portable dont l'affichage est intuitif et permet à l'utilisateur d'accéder à des informations représentatives de sa situation à un instant donné de manière rapide et lisible.
Dans ce but, l'invention prévoit notamment un dispositif électronique portable du type mentionné plus haut caractérisé par le fait que les moyens de traitement sont agencés pour produire des premiers signaux de commande à destination des moyens moteurs, sur la base des valeurs déterminées de ladite grandeur physique. La nature de ces signaux électriques permet d'effectuer un affichage représentatif, d'une part d'une vitesse de variation de l'altitude instantanée par un premier organe d'affichage analogique et, d'autre part, d'une vitesse de variation de l'altitude moyennée sur un intervalle de temps prédéfini par le second organe d'affichage analogique.
Dans la suite du présent exposé, par vitesse "instantanée", il faudra comprendre que la durée séparant deux mesures successives sur la base desquelles ladite vitesse est calculée est relativement courte, en particulier par rapport à la durée séparant deux mesures utilisées pour calculer la vitesse moyenne. A titre d'exemples non limitatifs, on peut prévoir que la vitesse instantanée est calculée sur une ou deux secondes si la vitesse moyenne est calculée sur une minute et que la vitesse instantanée est calculée sur 15 ou 30 secondes si la vitesse moyenne est calculée sur une demi-heure.
Grâce à l'arrangement selon la présente invention, il ne faut que très peu de temps au porteur du dispositif lorsqu'il en consulte l'affichage pour savoir quelle est sa vitesse verticale instantanée, la position d'un premier organe d'affichage analogique par rapport à celle du second organe d'affichage analogique lui fournissant en outre une indication qualitative sur sa situation en termes d'accélération ou de décélération.
Selon un mode de réalisation préféré du dispositif, les moyens de détermination de la valeur de la grandeur physique liée à l'altitude comprennent un capteur de pression dont les mesures sont transmises aux moyens de traitement qui sont agencés pour déduire de ces mesures la valeur de la vitesse verticale de progression du porteur du dispositif, à un instant donné.
On peut également prévoir que la détermination de la vitesse comprend une étape de détermination de la valeur de l'altitude. De ce fait, le dispositif selon la présente invention peut être arrangé de telle manière que la valeur de l'altitude à un instant donné peut être affichée, soit dans un mode de fonctionnement différent par les mêmes organes d'affichage, soit simultanément à l'aide d'une zone d'affichage numérique supplémentaire, par exemple.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaítront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit, faite en référence aux dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels:
  • la figure 1 représente une vue de face d'un dispositif électronique portable selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, et
  • la figure 2 représente un diagramme schématique général du circuit électronique du dispositif indicateur représenté sur la figure 1.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
La figure 1 représente un premier mode de réalisation préféré du dispositif électronique portable selon la présente invention, sous la forme d'une montre particulièrement adapté pour l'utilisation d'aéronefs sans moteur, très simple à la fois du point de vue structurel et du point de vue de son fonctionnement. La montre 1 se présente en apparence comme une montre de type conventionnel. Celle-ci comporte, en effet, un boítier 2 pouvant, par exemple, être du type fond-carrure moulé en matière plastique, comprenant des cornes 3 prévues pour l'attache d'un bracelet (non représenté) et contenant notamment un mouvement horloger (non représenté), un cadran 4, le boítier 2 étant fermé sur sa face supérieure par une glace 5 surmontée d'une lunette fixe 6 sur sa périphérie. La montre 1 comporte en outre un unique organe de commande 7, à savoir une tige-couronne, pouvant être utilisée en particulier en tant que poussoir en plus de son utilisation classique en rotation.
La lunette 6 porte des index signalant les heures, des chiffres étant inscrits pour repérer plus clairement les positions 3, 6, 9 et 12 heures.
La montre 1 comporte également deux aiguilles, respectivement, d'indication des heures 8 et des minutes 9.
Le cadran 4 porte des graduations circulaires 10, dont l'unité est le mètre par seconde, servant à l'indication de valeurs d'une vitesse verticale de déplacement ou, autrement dit, d'une vitesse de variation de l'altitude dans le cadre d'un mode de fonctionnement particulier appelé mode variomètre. La position correspondant à une vitesse verticale nulle est disposée à 3 heures, tandis que les graduations s'étendent de manière symétrique, d'une part entre la position 3 heures et la position 10 heures pour indiquer la valeur d'une vitesse d'ascension et, d'autre part, entre la position 3 heures et la position 8 heures pour indiquer la valeur d'une vitesse de descente. En particulier, il est prévu à titre illustratif que les valeurs des graduations sont comprises sensiblement entre -5 et +5 mètres par seconde.
Le cadran 4 porte une indication supplémentaire, donnée ici à titre d'exemple, à savoir l'expression "vitesse (m/s)" 11 disposée à la position douze heures à l'intérieur des graduations. Cette indication supplémentaire 11 constitue donc quasiment le seul indice apparent de la montre selon l'invention susceptible de suggérer à un observateur que cette dernière présente des fonctionnalités supplémentaires par rapport à une montre conventionnelle.
En effet, la montre 1 comporte des moyens techniques particuliers, qui seront rapidement décrits plus loin en relation avec la figure 2, lui permettant de fournir des indications spécifiques relatives à la pratique de sports aériens. Ces moyens techniques comprennent notamment, selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, un capteur de pression permettant de mesurer à chaque instant la pression de l'environnement extérieur à la montre et d'en transmettre la valeur aux circuits électroniques du dispositif. Ces techniques ont été décrites dans de nombreux documents de l'art antérieur et ne seront pas abordées plus en détail par la suite.
Des moyens des circuits électroniques décrits plus loin sont en outre agencés pour déduire la valeur d'une vitesse de variation de l'altitude sur la base des mesures effectuées par le capteur de pression.
Ainsi, par une programmation adéquate du circuit électronique de la montre selon la présente invention, il est prévu un premier mode de fonctionnement, ou mode horaire, dans lequel les fonctions classiques sont assurées par les aiguilles des heures et des minutes. En outre, la tige-couronne 7 présente deux positions stables et une position instable, une première position stable étant la position au repos dans laquelle la tige-couronne ne remplit aucune fonction. De manière conventionnelle, la seconde position stable est une position tirée par rapport à la position de repos, dans laquelle la tige-couronne permet de régler, par rotation, l'indication de l'heure fournie par les deux aiguilles 8, 9. La position instable est atteinte par une pression sur la couronne en direction du boítier 2 de la montre, un ressort (non représenté) étant prévu pour la repousser vers la position de repos lorsque la pression cesse, à la manière d'un bouton-poussoir. Chaque pression effectuée sur la tige-couronne 7 permet de commander la montre pour entraíner la modification de l'affichage en cours et pour afficher des informations dont la nature peut éventuellement dépendre de paramètres extérieurs à la montre.
De manière préférée, le mode variomètre est activé manuellement par l'utilisateur de la montre 1, par une action sur la tige-couronne 7, détectée par les circuits électroniques du dispositif.
Une fois le mode variomètre activé, les fonctions respectivement associées aux aiguilles des minutes 9 et des heures 8 sont l'affichage de la vitesse de variation de l'altitude sensiblement instantanée et l'affichage d'une vitesse de variation de l'altitude moyennée sur une durée prédéfinie.
On peut noter l'excellente lisibilité du dispositif électronique 1 selon la présente invention, car l'affichage est sobre et ne fait que reprendre une structure éprouvée depuis plusieurs siècles, à savoir un système d'affichage analogique, préférablement par aiguille, bien que l'utilisation de disques tournants portant des index reste envisageable. Ainsi, il ne faut que très peu de temps au porteur lorsqu'il consulte sa montre pour savoir quelle est sa vitesse verticale instantanée, la position de l'aiguille des minutes 9 par rapport à celle de l'aiguille des heures 8 lui fournissant en outre une indication qualitative sur sa situation en termes d'accélération ou de décélération. A titre illustratif, la situation représentée sur la figure 1 correspond à une vitesse "instantanée" de diminution de l'altitude de l'ordre de 2,5 m/s tandis que la vitesse moyenne de diminution de l'altitude sur la dernière minute est de l'ordre de 1 m/s. Ainsi, le porteur de la montre est averti, d'un rapide coup d'oeil, du fait qu'il subit ou qu'il vient de subir une accélération relativement importante par rapport à sa vitesse moyenne de la dernière minute écoulée.
Des fonctionnalités supplémentaires sont également mises en oeuvre sur la montre 1 et sont accessibles par le biais de la tige-couronne 7. On peut éventuellement prévoir des fonctions supplémentaires relatives à l'indication de grandeurs liées à l'altitude. La nature des fonctions disponibles et la façon d'y accéder sont fournies à titre d'exemples non limitatifs.
Selon l'exemple de réalisation exposé ici, des moyens sont prévus pour commander les aiguilles des heures 8 et des minutes 9 en réponse à une pression sur la tige-couronne 7 à partir du mode variomètre, de telle manière qu'elles se superposent pour afficher la valeur de l'altitude en regard de graduations supplémentaires 12 du cadran ou de la lunette. Il est prévu ensuite un retour automatique au mode d'affichage des vitesses de variation d'altitude après un intervalle de temps de quelques secondes. On peut également prévoir, de manière alternative ou complémentaire, que le retour en mode variomètre est obtenu par une nouvelle pression sur la tige-couronne 7.
On peut prévoir de manière similaire que ces moyens permettent également de commander les aiguilles des heures 8 et des minutes 9 en réponse à une pression sur la tige-couronne 7 à partir du mode horaire, de manière qu'elles se superposent pour afficher la valeur de l'altitude correspondante.
La mise en oeuvre des fonctions décrites ci-dessus est exposée en relation avec la figure 2 qui représente un diagramme schématique de la structure générale du circuit électronique du dispositif électronique portable selon la présente invention.
De manière générale, le circuit électronique de la montre comprend notamment un circuit intégré 20 comportant un circuit contrôleur 21 susceptible de gérer les fonctions horaires conventionnelles de la montre 1 comprenant, dans ce but, un circuit de division du temps, le circuit contrôleur 21 étant relié notamment à un résonateur 22 servant de base de temps. A partir de cette base de temps, des informations temporelles sont produites par le circuit contrôleur 21, notamment pour assurer les fonctions du mode horaire et les fonctionnalités relatives au mode variomètre.
En outre, le circuit contrôleur 21 reçoit en entrée des signaux générés par un capteur de pression 23 générant des signaux électriques analogiques représentatifs de la pression environnante. Ces signaux transitent par un convertisseur analogique-numérique 24 avant d'être fournis en entrée du circuit contrôleur 21, sous la forme d'un signal digital.
Le capteur de pression 23 est de type conventionnel et l'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour en choisir un qui soit adapté à la mise en oeuvre de la présente invention. Le capteur de pression est alimenté de manière à effectuer des mesures périodiques pendant le fonctionnement du mode variomètre.
Le circuit intégré 20 comporte également des zones de mémoire, notamment une première zone de mémoire 25, préférablement de type non volatile, contenant un programme permettant au circuit contrôleur 21 d'effectuer des calculs relatifs au mode variomètre, comme par exemple la conversion des mesures de pression en valeurs d'altitude, puis le calcul de la différentielle entre deux valeurs successives de l'altitude pour en calculer la vitesse de variation. Le choix d'une mémoire non volatile reprogrammable (Flash ou EPROM, par exemple) permet éventuellement de mettre à jour ultérieurement le programme de calcul.
Le circuit intégré 20 comporte de manière préférée au moins une seconde zone de mémoire 26, qui peut éventuellement être de type volatile, dans laquelle les résultats des calculs effectués par le circuit contrôleur 21 sont stockés périodiquement. Cette seconde zone de mémoire 26 est notamment prévue pour stocker les valeurs d'altitude relatives à une fenêtre temporelle prédéfinie.
A titre illustratif, on peut programmer le dispositif selon la présente invention de telle manière que le capteur de pression 23 est commandé pour effectuer une mesure de la pression environnante par seconde. On prévoit également que la vitesse moyenne de variation de l'altitude est calculée sur une fenêtre temporelle d'une minute. Ainsi, la zone de mémoire 26 est agencée de manière à pouvoir mémoriser au moins 60 valeurs successives calculées par le circuit contrôleur 21, sur la base des mesures effectuées par le capteur de pression. A chaque mesure de la pression environnante transmise par le convertisseur analogique-numérique 24 au circuit contrôleur 21, ce dernier calcule une valeur d'altitude correspondant à la pression mesurée, par une programmation de type conventionnel.
Le circuit contrôleur 21 calcule également la différence que présente la dernière valeur d'altitude calculée par rapport à l'avant-dernière valeur calculée, lue à partir de la zone de mémoire 26, pour déterminer la valeur de la vitesse quasi-instantanée de variation de l'altitude. Le circuit contrôleur calcule en outre la valeur de la vitesse moyenne de variation de l'altitude sur la base de la dernière valeur mesurée de l'altitude et de la valeur de l'altitude calculée 60 secondes plus tôt. Cette dernière valeur est alors remplacée dans la zone de mémoire 26 par la dernière valeur d'altitude calculée. Ainsi, chaque valeur d'altitude mémorisée dans la zone de mémoire 26 est mise à jour une fois toutes les 60 secondes.
Dans un même temps, le circuit contrôleur 21 envoie des signaux adaptés à un circuit de commande 27 de moyens moteurs bi-directionnels, de telle manière que l'aiguille des minutes 9 affiche la vitesse "instantanée" de variation de l'altitude en regard des graduations du cadran. De même, le circuit contrôleur 21 produit des signaux adaptés pour le circuit de commande 27 des moyens moteurs, par exemple deux moteurs bi-directionnels, de telle manière que l'aiguille des heures 8 affiche la valeur de la vitesse moyenne de variation de l'altitude, en regard des mêmes graduations.
De manière préférée, le circuit contrôleur 21 est agencé de telle manière que, tant que le nombre de mesures effectuées depuis le passage en mode variomètre est inférieur à 60, la vitesse moyenne de variation de l'altitude est calculée sur la base de la dernière mesure réalisée et de la première mesure mémorisée dans la zone mémoire 26, en prenant en compte la durée séparant ces deux mesures.
Par ailleurs, le circuit électronique de la montre comporte des moyens conventionnels (non représentés) pour détecter des pressions effectuées par l'utilisateur sur la tige-couronne 7. Cette dernière se trouve en position A au repos et présente deux positions extrêmes B et C. La position B, instable, obtenue par une pression de l'utilisateur active une fonction du circuit contrôleur 21 modifiant le mode de fonctionnement de la montre, tel que décrit plus haut. Lorsque la tige-couronne 7 est enfoncée en position B à partir du mode horaire, le circuit contrôleur 21 génère des signaux, à destination du circuit de commande 27 des moteurs, de telle manière que les aiguilles des heures 8 et des minutes 9 se superposent pour afficher la valeur de l'altitude correspondante. De même, lorsque la tige-couronne 7 est enfoncée en position B à partir du mode variomètre, le circuit contrôleur 21 génère des signaux, à destination du circuit de commande 27 des moteurs, de telle manière que les aiguilles des heures 8 et des minutes 9 se superposent pour afficher la valeur de l'altitude correspondante.
A titre d'exemple, on peut prévoir que l'affichage de l'altitude est maintenu pendant une durée de l'ordre de 3 secondes avant de retourner à l'affichage correspondant au mode variomètre. Dans ce cas, bien entendu, la valeur d'altitude indiquée par les aiguilles des heures et des minutes est préférablement mise à jour une fois par seconde en prenant en compte les nouvelles mesures effectuées par le capteur de pression.
Bien entendu, l'homme du métier est capable de programmer comme il le souhaite le circuit intégré 20 de la montre selon la présente invention, pour prévoir des réponses respectivement adaptées aux différentes actions possibles sur la tige-couronne 7.
En outre, des moyens conventionnels bien connus de l'homme du métier sont mis en oeuvre pour permettre une correction de l'heure courante indiquée par les aiguilles 8 et 9, en mode horaire, lorsque la tige-couronne 7 est tirée dans la position stable C.
Un avantage supplémentaire du dispositif électronique portable selon l'invention apparaít du fait de son esthétique. En effet, du fait de la discrétion de sa présentation, ce qui n'est généralement pas le cas des dispositifs conventionnels offrant des fonctionnalités liées à la pratique de sports aériens ou d'altitude, la présente montre peut être portée en toute circonstance et donc en permanence. Ainsi, son utilisateur n'est pas obligé d'anticiper des occasions à venir de pratiquer un sport de ce type pour porter la montre dans la mesure où il peut la porter en permanence sans faire aucune concession d'ordre esthétique.
Bien entendu, on peut prévoir un certain nombre de variantes au mode de réalisation qui vient d'être décrit sans sortir du cadre de la présente invention.
En particulier, il peut être avantageux de prévoir l'agencement d'une zone d'affichage numérique, comme par exemple un écran à cristaux liquides (LCD) (référence 30 sur la figure 2), permettant d'afficher des indications complémentaires de celles fournies par les aiguilles des heures 8 et des minutes 9. Ainsi, à titre illustratif, une telle zone d'affichage numérique peut être mise à profit pour afficher l'heure courante pendant le fonctionnement du mode variomètre. En outre, les circuits électroniques du dispositif peuvent être programmés pour qu'en réponse à une action adaptée sur la tige-couronne 7 à un instant donné la zone d'affichage numérique indique la valeur de l'altitude correspondante, de manière alternative ou complémentaire à l'utilisation des graduations 12.
D'autre part, les moyens utilisés pour déterminer les valeurs des vitesses de variation de l'altitude peuvent par exemple être mis en oeuvre sous la forme d'un récepteur GPS ("Global Positioning System") (référence 31 sur la figure 2) qui fournit directement une valeur d'altitude au circuit contrôleur 21 à la place d'une valeur de pression, tel que décrit plus haut. L'homme du métier ne rencontrera pas de difficulté particulière pour adapter la programmation des circuits électroniques du dispositif électronique en fonction des moyens de détermination de la vitesse de variation de l'altitude employés.
De manière similaire, l'homme du métier peut prévoir des variantes, en ce qui concerne la méthode de calcul décrite plus haut pour la détermination des vitesses de variation de l'altitude, sans sortir du cadre de la présente invention. A titre illustratif, lorsque les moyens utilisés pour la détermination de la valeur de l'altitude comprennent un capteur de pression, les circuits électroniques du dispositif peuvent être programmés de façon à mémoriser directement des valeurs de pression plutôt que des valeurs d'altitude. Dans ce cas, le circuit contrôleur est préférablement programmé pour calculer une vitesse de variation de la pression et convertir le résultat ainsi obtenu en une valeur de vitesse de variation de l'altitude avant d'afficher cette dernière.
Par ailleurs, les exemples de valeurs numériques fournis en ce qui concerne les plages de vitesse de variation de l'altitude à afficher ainsi que les fréquences de mesure ou de calcul le sont à titre non limitatif. Le fabricant de tels dispositifs électroniques portables peut en effet prévoir plusieurs modèles différents dont chacun serait adapté à une catégorie de sports prédéfinie, chaque catégorie regroupant des sports de plages de vitesses de variation d'altitude du même ordre de grandeur. A titre d'exemple, en plus du modèle qui vient d'être décrit convenant notamment pour la pratique du vol à voile, on peut prévoir un premier modèle supplémentaire destiné à une utilisation lors de la pratique de la chute libre, pour lequel la vitesse moyenne est calculée sur une durée de l'ordre de 30 secondes à une minute et la plage s'étend entre -100 et +100 m/s et, un second modèle supplémentaire pour randonnée pédestre et V.T.T., pour lequel la vitesse moyenne est calculée sur une durée de l'ordre d'une demi-heure avec une plage s'étendant entre -5000 et +5000 mètres par heure.
De manière alternative, on peut prévoir d'utiliser une échelle logarithmique ou semi-logarithmique pour couvrir une plus grande plage de valeurs tout en conservant une bonne lisibilité sur les faibles valeurs, ou encore d'utiliser plusieurs échelles adaptées à différentes plages de valeurs de la vitesse. D'autre part, l'invention ne se limite pas à un dispositif indiquant le sens de variation de l'altitude comme c'est le cas de la montre représentée à titre d'exemple. En effet, on peut prévoir une simple échelle d'indication de la valeur absolue de la vitesse de variation de l'altitude dans la mesure où, dans la plupart des situations, le porteur du dispositif est normalement capable de déterminer lui-même la direction de son déplacement. Une telle variante de réalisation présente l'avantage d'une échelle d'indication des valeurs de vitesse plus étendue que celle représentée sur la figure 1, ce qui permet d'afficher des valeurs de vitesse contenues dans une plus grande plage de valeurs.
D'autre part, on peut prévoir un modèle comportant des graduations de vitesse en pieds par minute plus particulièrement destiné aux utilisateurs des pays anglo-saxons.
De même, l'homme du métier pourra modifier ou supprimer les graduations 12 relatives à l'indication de la valeur d'une altitude sans sortir du cadre de la présente invention.
On peut également prévoir des variantes de réalisation du dispositif électronique selon la présente invention dans lesquelles ce dernier comporte en outre des moyens d'alarme (référence 32, figure 2). Dans ce cas, ces moyens d'alarme sont préférablement commandés par les circuits électroniques 20 en réponse à la détection du franchissement d'une valeur prédéfinie de vitesse de variation de l'altitude pour améliorer la sécurité du porteur. Les moyens d'alarme 32 peuvent être mis en oeuvre sous la forme d'un signal visuel voire lumineux au niveau du cadran du dispositif, sous la forme d'une alarme sonore ou encore sous la forme d'un vibreur, tous de type conventionnel.

Claims (6)

  1. Dispositif électronique (1) portable comportant un boítier (2) contenant un cadran (4), des moyens moteurs (27) commandant au moins deux organes d'affichage analogiques (8, 9) disposés au-dessus dudit cadran (4), des moyens de détermination (23, 31) de la valeur d'une grandeur physique liée à l'altitude à un instant donné, des circuits électroniques (20) comprenant notamment une base de temps (22), des moyens de traitement (21) de ladite valeur et des moyens de mémorisation (26) d'une ou plusieurs valeurs déterminées ou traitées de ladite grandeur physique, caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (21) sont agencés pour produire des premiers signaux de commande à destination desdits moyens moteurs (27), sur la base des valeurs déterminées de ladite grandeur physique, pour effectuer un affichage représentatif, d'une part d'une vitesse de variation de l'altitude instantanée par un premier (9) desdits organes d'affichage analogiques et, d'autre part, d'une vitesse de variation de l'altitude moyennée sur un intervalle de temps prédéfini par le second (8) desdits organes d'affichage analogiques.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de détermination de la valeur de ladite grandeur liée à l'altitude comprennent un capteur (23) de pression.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que lesdits circuits électroniques comportent en outre un mouvement horloger, le dispositif présentant un mode de fonctionnement horaire dans lequel lesdits circuits électroniques (20) sont agencés pour produire des seconds signaux électriques à destination desdits moyens moteurs (27), pour commander lesdits organes d'affichage analogiques (8, 9) de telle manière que ces derniers affichent l'heure courante.
  4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits circuits électroniques (20) sont en outre agencés pour déterminer la valeur de l'altitude à un instant donné, sur la base de la valeur déterminée par lesdits moyens de détermination (23, 31).
  5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, ledit dispositif comportant en outre une zone d'affichage numérique (30), caractérisé en ce que lesdits circuits électroniques (20) sont en outre agencés pour déterminer la valeur de l'altitude à un instant donné, sur la base de la valeur déterminée par lesdits moyens de détermination (23, 31), et pour produire des troisièmes signaux électriques à destination d'un circuit de commande de ladite zone d'affichage numérique pour afficher ladite valeur déterminée de l'altitude.
  6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdits circuits de traitement (21) sont agencés pour produire des signaux électriques supplémentaires à destination de moyens d'alarme (32) en réponse à la détection du dépassement d'une valeur prédéfinie par l'une desdites valeurs déterminées de ladite grandeur physique.
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