EP2626752B1 - Dispositif de détection et de synchronisation de la position d'une roue d'un mécanisme horloger - Google Patents

Dispositif de détection et de synchronisation de la position d'une roue d'un mécanisme horloger Download PDF

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EP2626752B1
EP2626752B1 EP12154504.0A EP12154504A EP2626752B1 EP 2626752 B1 EP2626752 B1 EP 2626752B1 EP 12154504 A EP12154504 A EP 12154504A EP 2626752 B1 EP2626752 B1 EP 2626752B1
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EP
European Patent Office
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wheel
light
detection
synchronisation device
light source
Prior art date
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EP12154504.0A
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German (de)
English (en)
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EP2626752A1 (fr
Inventor
Jean-Jacques Born
Pierpasquale Tortora
Cédric Nicolas
Pascal Lagorgette
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Swatch Group Research and Development SA
Original Assignee
Swatch Group Research and Development SA
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Publication date
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Priority to JP2013023142A priority patent/JP5592964B2/ja
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04B—MECHANICALLY-DRIVEN CLOCKS OR WATCHES; MECHANICAL PARTS OF CLOCKS OR WATCHES IN GENERAL; TIME PIECES USING THE POSITION OF THE SUN, MOON OR STARS
    • G04B27/00—Mechanical devices for setting the time indicating means
    • G04B27/007—Mechanical devices for setting the time indicating means otherwise than manually
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G04C3/146—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor incorporating two or more stepping motors or rotors

Definitions

  • the present invention relates to a device for detecting and synchronizing the position of a wheel of a watch mechanism for an electronic clock with hands. More specifically, the present invention relates to such a detection and synchronization device which comprises a light source and a light detection system.
  • the watch is equipped with a device for detecting the position of the hour wheel and the minute wheel.
  • a control circuit orders the advance of the hour wheel and the minute wheel. This command must be done sequentially, that is to say one wheel after another. During this movement in advance, the hour wheel and the minute wheel each pass through a determined position in which the position detection device is activated, which makes it possible to know exactly the position of the hours and minutes wheels.
  • the control circuit then calculates the position of the wheel, compares it with the value provided by the internal clock of the watch and deduces from these operations the number of motor steps that must be applied to the wheels of hours and minutes for move the display hands from the current time to the correct position on the watch face.
  • a known solution for detecting the position of a wheel of a watch mechanism for an electronic watch with needles is to dispose on both sides of the wheel board a light source emitting a light beam and a detection system light.
  • the light source and the light detection system are arranged facing each other and a hole is provided in the wheel plank in the path of the light source and the light detection system. When the hole arrives at the height of the light source, the light beam passes through the hole and falls on the light detection system, which provides a precise indication of the position of the wheel.
  • Such a device for detecting and synchronizing the position of a wheel of a watch mechanism for an electronic watch with needles has several disadvantages.
  • the first of these disadvantages resides in the fact that the light source and the light detection system are staggered in a substantially vertical direction, which makes the detection and synchronization device cumbersome and necessitates the provision of clearances. up and down.
  • the second problem arises critically in the case where one seeks to detect the position of two coaxially mounted wheels as is the case of an hour wheel and a minute wheel. Indeed, in such a case, it is necessary to have between the two wheels for example the two light detection systems and to place the light sources respectively above and below the set of two coaxial wheels.
  • Such an arrangement is not only cumbersome but also requires two elements of the detection devices, for example the two light detection systems, to be placed between the wheels, which makes it practically impossible to automate the manufacture of such watch movements. .
  • the present invention aims to overcome the aforementioned drawbacks as well as others by providing a device for detecting and synchronizing the position of a wheel of a watch mechanism for an electronic needle watch which is particularly less bulky.
  • the present invention relates to a device for detecting and synchronizing the position of at least a first wheel of a watch mechanism for an electronic needle watch, this first wheel extending in a plane and having a first reflector element of the light projecting from one of the upper or lower surfaces of the first wheel of the watch mechanism, the detection and synchronization device comprising at least one light source emitting a light beam and at least one light detection system. the light, this detection and synchronization device being characterized in that the light source emits a light beam which, before falling on the first reflector element, propagates in a direction parallel to the plane in which the first wheel extends.
  • the clock mechanism, the light source and the light detection system being arranged so that, d in a given position of the first wheel of the watch mechanism, the light beam emitted by the light source is reflected by the first reflector element towards the light detection system which detects this light beam.
  • the present invention provides a detection and synchronization device in which the light beam emitted by the light source is reflected by a reflector element which stands on the surface of a wheel of a watch mechanism in the direction of of the light detection system. Rather than being arranged on either side of the wheel, the light source and the detection system can be arranged at the periphery of the wheel, which allows a significant space saving.
  • the light source emits a light beam in a direction parallel to the plane in which the wheel of the watch mechanism extends.
  • the light beam emitted by the light source propagates parallel to the plane in which the wheel extends.
  • the light source and the light detection system are therefore arranged in the same plane or in a plane parallel to the plane in which the wheel of the watch mechanism extends.
  • the detection device according to the invention therefore extends horizontally rather than vertically, which allows to significantly reduce the thickness of the watch mechanism and take advantage of the pre-existing space around the wheel to accommodate the required components.
  • the clock mechanism can therefore be equipped with a detection and synchronization device according to the invention with unchanged dimensions.
  • the clock mechanism comprises not one, but two wheels coaxially mounted, the second wheel extending in a plane parallel to the plane in which the first wheel extends.
  • the second wheel comprises a reflector element of the light which projects from one of its upper or lower surfaces, this reflector element reflecting the light beam emitted by the light source towards the system. detecting light in a determined position of the second wheel.
  • the light source and the light detection system are placed at the periphery of the set of two coaxially mounted wheels, it is not necessary to place elements of the detection and synchronization device between these wheels, which makes it possible to automate the manufacturing process of the watchmaking mechanism.
  • the same light source and the same light detection system can be used alternately to sequentially detect the position of the first and second wheels, thereby considerably simplifying the structure of the detection system. synchronization according to the invention and therefore to increase the reliability.
  • the present invention proceeds from the general inventive idea of providing a wheel with a watch mechanism whose position it is desired to detect a reflector element which stands on the surface of the wheel plank and which is capable of returning to a light detection system placed at the periphery of the wheel the light beam emitted by a light source also disposed at the periphery of the wheel. So, instead of having the light source and the system of detection of light staggered on both sides of the wheel board, which is bulky and increases the thickness of the watch mechanism, it takes advantage of the pre-existing space around the wheel to house these two components . Therefore, it is possible to equip an electronic clock watch with a detection and synchronization device according to the invention with constant dimensions.
  • the figure 1 is a top view of a watch mechanism equipped with a device for detecting and synchronizing the position of a wheel according to the invention.
  • the figure 2 is a sectional view along line AA of the watchmaking mechanism of the figure 1 .
  • the minute wheel 4 is rigidly connected to a minute hand 12.
  • the clock mechanism 1 comprises a second electric motor 14 which drives an hour wheel 16 via a mobile 18 which consists of a wheel 20 and a pinion 22.
  • the hour wheel 16 is rigidly connected to a 24 hour hand. known per se, the hour wheel 16 and the minute wheel 4 are mounted coaxially vertically spaced one after the other.
  • the hour wheel 16 is mounted on a 26 hour gun and the minute wheel is mounted on a concentric minute track 28 at the 26 hour gun.
  • the watch mechanism 1 also comprises a device 30 for detecting and synchronizing the position of the hour wheel 16, respectively of the minute wheel 4.
  • this device for detecting and synchronizing the position of a wheel comprises a light source 32 which emits a light beam 34 shown in a reinforced line to the drawing.
  • the light beam 34 emitted by the light source 32 is returned to a light detection system 36 after reflection.
  • the light source 32 and the light detection system 36 are both mounted on the same printed circuit board 38 which also serves to mount the other components of the watch mechanism 1, including the electric motors 2 and 14.
  • the hour wheel 16 and the minute wheel 4 are each provided with a light reflecting element 40 and 42, respectively, which project from the upper or lower surface of the wheel to which it is attached. associated.
  • the reflector elements 40 and 42 are each in the form of a tongue which extends substantially at 90 ° relative to the wheel board. More specifically, the tongue or reflector element 40 protrudes from the lower surface of the hour wheel 16, while the tongue or reflector element 42 protrudes from the upper surface of the minute wheel 4.
  • the light source 32 and the light detection system 36 are arranged so that, in a well-defined position of the hour wheel 16, the light beam 34 is reflected by the tongue 40 of the hour wheel 16 towards the light detection system 36.
  • the position of the hour wheel 16 it is known with precision the position of the hour wheel 16 and it is known how many steps it is necessary to advance the electric motor 14 to bring, via the hour wheel 16, the hour hand to the correct position on the dial of the watch.
  • the light source 32 and the light detection system 36 are arranged so that, in a well-defined position of the minute wheel 4, the light beam 34 is reflected by the tongue 42 of the wheel 4 minutes towards the light detection system 36. It is then precisely known how many steps it is necessary to advance the electric motor 2 so that, via the minute wheel 4, the minute hand reaches the desired position. on the dial of the watch.
  • the optical detection device can be calibrated analogously to the LC oscillator described in this document, the frequency of which varies with the approach of a metal target.
  • the control circuit will impose a complete turn on each needle equipped with the optical detection system according to the invention to determine the location of the tongue on the corresponding wheel, using the maximum point of reflection of the light by the tongue. For example, a dial revolution requires 180 motor steps. After each motor step, a measurement of the light intensity detected by the light detection system is performed. When the tongue of the wheel passes the face of the light detection system, the luminous intensity reflected by the tongue increases sharply. This sudden increase in measured light intensity represents the detection of the position of the tongue of the wheel.
  • the position corresponding to the sudden increase of the detected light is then stored in memory. After each measurement, the value of the light intensity is digitized and transmitted to the control circuit.
  • the control circuit starting from the position corresponding to the sudden increase of the reflected luminous intensity, makes N not motor in the counterclockwise direction without measuring in order to position itself before the position in which the tongue of the wheel faces the light detection system.
  • the control system then performs 2N not motors with a measurement to each one of them.
  • the 2N values thus obtained are stored in memory.
  • the control circuit calculates the position of the needle, compares it with the value provided by its internal clock and corrects it if necessary by imposing retrieving motor pulses.
  • the tongue or reflector element 40 protrudes from the lower surface of the hour wheel 16
  • the tongue or reflector element 42 protrudes from the upper surface of the minute wheel 4, so that the two tabs 40 and 42 extend substantially vertically between the two wheels of the hours 16 and minutes 4, in a median plane P parallel to the planes P1 and P2 in which the wheels of the hours 16 and minutes 4 extend respectively.
  • a single detection and synchronization device 30 comprising a single light source 32 and a single light detection system. 36.
  • the detection and synchronization device 30 according to the invention is therefore more reliable.
  • the light source 32 and the light detection system 36 are placed at the periphery of the wheels 16 and 4, which makes it possible to take advantage of the pre-existing space around the two wheels 16 and 4 to house these two components. .
  • the dimensions of the clock mechanism 1 equipped with the detection and synchronization device 30 according to the invention therefore remain unchanged.
  • the watch mechanism resulting is less thick and its manufacture can be automated.
  • the light source 32 is a laser diode well known by its name Vertical Cavity Surface Emitting Laser or VCSEL. Due to its construction, the laser diode 32a emits a light beam 34a in a direction perpendicular to the median plane P on either side of which extend the hour wheel 16 and the minute wheel 4. It is therefore necessary to reduce the light beam 34a in a direction parallel to the median plane P in which the reflector elements 40 and 42 extend.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • an optical device 44a comprising three deflectors 46, 48 and 50 arranged at 45 ° with respect to the direction of propagation of the light beam 34a and which successively enable the light beam 34a to be deflected by 90 ° so as to bring this light beam 34a into the median plane P so that it can be reflected on one or the other of the reflector elements 40 or 42. Additionally, the optical device 44a is arranged to deflect the light beam 34a towards the reflector elements 40 and 42 and to direct the light reflected by these reflector elements 40 and 42 on the light detection system 36.
  • the light source 32 is a light emitting diode well known under the name Anglo-Saxon Light Emitting Diode or LED.
  • the advantage of such a light emitting diode 32b is that it can be oriented so as to emit a light beam 34b directly in the median plane P or in a direction parallel to this plane.
  • a light emitting diode 32b emits a light beam 34b which diverges further. Therefore, there is provided an optical device 44b arranged to converge the light beam 34b in the direction of the reflector elements 40 and 42 and to focus the light reflected by these reflector elements 40 and 42 on the light detection system 36.
  • the present invention is not limited to the embodiments which have just been described and that various modifications and simple variants can be envisaged by those skilled in the art without departing from the scope of the invention as defined by the appended claims.
  • the light source and the light detection system it is not necessary for the light source and the light detection system to be arranged in the same plane. Indeed, depending on the direction in which the reflecting element of the watch mechanism wheel returns light, it may well be that the light source and the light detection system are disposed at the periphery of the wheel in different plans. In the case where the hour wheel 16 and the minute wheel 4 are metallic, the tongues or reflector elements 40 and 42 can be cut into the board of these wheels 16 and 4.
  • the tongues or reflector elements 40 and 42 are made of material with these wheels 4 and 16. It is also possible to metallize the tongues 40 and 42 to improve their reflection power. incident light beam.
  • the light detection system 36 is a matrix-type sensor which makes it possible to distinguish electronically which of the two wheels 16, 4 is being detected. Indeed, by virtue of the distance difference traveled by the beam reflected by the tongue 40 of the hour wheel 16, respectively by the tongue 42 of the minute wheel 4, the light falls on different areas of the matrix sensor.
  • the light detection system 36 may also be a photodetector such as a photodiode.

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Description

  • La présente invention concerne un dispositif de détection et de synchronisation de la position d'une roue d'un mécanisme horloger pour une montre électronique à aiguilles. Plus précisément, la présente invention concerne un tel dispositif de détection et de synchronisation qui comprend une source de lumière et un système de détection de la lumière.
  • On connaît des montres électroniques à aiguilles dans lesquelles l'aiguille des heures et l'aiguille des minutes d'affichage de l'heure courante sont entraînées soit par un même moteur électrique, soit par des moteurs électriques distincts qui font avancer les roues du mécanisme horloger pas à pas. Dans les deux cas, il peut arriver qu'en raison de chocs appliqués à la montre, de la présence de champs électromagnétiques ou d'autres perturbations externes, on perde des pas moteur. Ceci a pour conséquence que, bien que l'horloge interne de la montre fournisse une indication juste de l'heure courante, les aiguilles d'heures et de minutes fournissent une indication faussée de cette heure courante car les moteurs ont sauté de quelques pas sous l'effet de la perturbation externe appliquée à la montre. Il est donc nécessaire de resynchroniser la position des aiguilles d'heures et de minutes, soit à la demande d'un logiciel d'application, soit à la demande de l'utilisateur.
  • Pour que cette resynchronisation puisse être effectuée, on équipe la montre d'un dispositif de détection de la position de la roue des heures et de la roue des minutes. A une heure prédéterminée ou sur demande de l'utilisateur, un circuit de commande ordonne l'avance de la roue des heures et de la roue des minutes. Cette commande doit se faire de façon séquentielle, c'est-à-dire une roue après l'autre. Au cours de ce mouvement d'avance, la roue des heures et la roue des minutes passent chacune par une position déterminée dans laquelle le dispositif de détection de la position s'active, ce qui permet de connaître avec exactitude la position des roues d'heures et de minutes. Le circuit de commande calcule alors la position de la roue, la compare à la valeur fournie par l'horloge interne de la montre et déduit de ces opérations le nombre de pas moteurs qu'il faut appliquer aux roues d'heures et de minutes pour amener les aiguilles d'affichage de l'heure courante à la bonne position sur le cadran de la montre.
  • Une solution connue pour détecter la position d'une roue d'un mécanisme horloger pour une montre électronique à aiguilles consiste à disposer de part et d'autre de la planche de la roue une source de lumière émettant un faisceau lumineux et un système de détection de la lumière. La source de lumière et le système de détection de la lumière sont disposés en regard l'un de l'autre et un trou est ménagé dans la planche de la roue sur le chemin de la source de lumière et du système de détection de lumière. Lorsque le trou arrive à hauteur de la source de lumière, le faisceau lumineux passe à travers le trou et tombe sur le système de détection de la lumière, ce qui permet de fournir une indication précise sur la position de la roue.
  • Un tel dispositif de détection et de synchronisation de la position d'une roue d'un mécanisme horloger pour une montre électronique à aiguilles présente plusieurs inconvénients. Le premier de ces inconvénients réside dans le fait que la source de lumière et le système de détection de la lumière sont disposés de façon étagée suivant une direction essentiellement verticale, ce qui rend le dispositif de détection et de synchronisation encombrant et nécessite de prévoir des dégagements vers le haut et vers le bas. Le second problème se pose de manière critique dans le cas où l'on cherche à détecter la position de deux roues montées coaxialement comme tel est le cas d'une roue des heures et d'une roue des minutes. En effet, dans un tel cas de figure, il est nécessaire de disposer entre les deux roues par exemple les deux systèmes de détection de la lumière et de placer les sources de lumière respectivement au-dessus et en-dessous de l'ensemble des deux roues coaxiales. Un tel agencement est non seulement encombrant mais exige en outre de placer deux des éléments des dispositifs de détection, par exemple les deux systèmes de détection de la lumière, entre les roues, ce qui rend pratiquement impossible une automatisation de la fabrication de tels mouvements horlogers.
  • La présente invention a pour but de pallier les inconvénients susmentionnés ainsi que d'autres encore en procurant un dispositif de détection et de synchronisation de la position d'une roue d'un mécanisme horloger pour une montre à aiguilles électronique qui soit notamment moins encombrant.
  • A cet effet, la présente invention concerne un dispositif de détection et de synchronisation de la position d'au moins une première roue d'un mécanisme horloger pour une montre électronique à aiguilles, cette première roue s'étendant dans un plan et ayant un premier élément réflecteur de la lumière faisant saillie de l'une des surfaces supérieure ou inférieure de la première roue du mécanisme horloger, le dispositif de détection et de synchronisation comprenant au moins une source de lumière émettant un faisceau lumineux et au moins un système de détection de la lumière, ce dispositif de détection et de synchronisation étant caractérisé en ce que la source de lumière émet un faisceau lumineux qui, avant de tomber sur le premier élément réflecteur, se propage selon une direction parallèle au plan dans lequel s'étend la première roue du mécanisme horloger, la source de lumière et le système de détection de la lumière étant agencés de façon que, dans une position déterminée de la première roue du mécanisme horloger, le faisceau lumineux émis par la source de lumière est réfléchi par le premier élément réflecteur en direction du système de détection de la lumièrequi détecte ce faisceau lumineux.
  • Grâce à ces caractéristiques, la présente invention procure un dispositif de détection et de synchronisation dans lequel le faisceau lumineux émis par la source de lumière est réfléchi par un élément réflecteur qui se dresse à la surface d'une roue d'un mécanisme horloger en direction du système de détection de la lumière. Plutôt que d'être disposés de part et d'autre de la roue, la source de lumière et le système de détection peuvent être disposés à la périphérie de la roue, ce qui permet de réaliser un gain de place sensible.
  • Selon une caractéristique complémentaire de l'invention, la source de lumière émet un faisceau lumineux selon une direction parallèle au plan dans lequel s'étend la roue du mécanisme horloger.
  • Plutôt que de tomber perpendiculairement sur la surface de la roue, le faisceau lumineux émis par la source de lumière se propage parallèlement au plan dans lequel s'étend la roue. La source de lumière et le système de détection de la lumière sont donc disposés dans le même plan ou dans un plan parallèle au plan dans lequel s'étend la roue du mécanisme horloger. Le dispositif de détection selon l'invention s'étend donc horizontalement plutôt que verticalement, ce qui permet de réduire sensiblement l'épaisseur du mécanisme horloger et de mettre à profit l'espace préexistant autour de la roue pour loger les composants requis. Le mécanisme horloger peut donc être équipé d'un dispositif de détection et de synchronisation selon l'invention à dimensions inchangées.
  • Selon une variante de réalisation de l'invention, le mécanisme horloger comprend non pas une, mais deux roues montées coaxialement, la seconde roue s'étendant dans un plan parallèle au plan dans lequel s'étend la première roue. A l'instar de la première roue, la seconde roue comprend un élément réflecteur de la lumière qui fait saillie de l'une de ses surfaces supérieure ou inférieure, cet élément réflecteur réfléchissant le faisceau lumineux émis par la source de lumière en direction du système de détection de la lumière dans une position déterminée de la seconde roue.
  • Comme la source de lumière et le système de détection de la lumière sont placés à la périphérie de l'ensemble des deux roues montées coaxialement, il n'est pas nécessaire de placer des éléments du dispositif de détection et de synchronisation entre ces roues, ce qui permet d'automatiser le processus de fabrication du mécanisme horloger. En outre, la même source de lumière et le même système de détection de la lumière peuvent être utilisés alternativement pour détecter de manière séquentielle la position de la première et de la seconde roues, ce qui permet de simplifier considérablement la structure du système de détection et de synchronisation selon l'invention et donc d'en accroître la fiabilité.
  • D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront plus clairement de la description détaillée qui suit d'un exemple de réalisation du dispositif de détection selon l'invention, cet exemple étant donné à titre purement illustratif et non limitatif seulement en liaison avec le dessin annexé sur lequel:
    • la figure 1 est une vue de dessus d'un mécanisme horloger comprenant un dispositif de détection et de synchronisation de la position d'une roue selon l'invention;
    • la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne A-A du mécanisme horloger de la figure 1, et
    • la figure 3 est une vue analogue à celle de la figure 2 d'une variante de réalisation du dispositif de détection et de synchronisation selon l'invention.
  • La présente invention procède de l'idée générale inventive qui consiste à munir une roue d'un mécanisme horloger dont on souhaite détecter la position d'un élément réflecteur qui se dresse à la surface de la planche de la roue et qui est capable de renvoyer vers un système de détection de la lumière placé à la périphérie de la roue le faisceau lumineux émis par une source de lumière également disposée à la périphérie de la roue. Ainsi, au lieu de disposer la source de lumière et le système de détection de la lumière de manière étagée de part et d'autre de la planche de la roue, ce qui est encombrant et augmente l'épaisseur du mécanisme horloger, on met à profit l'espace préexistant autour de la roue pour loger ces deux composants. Par conséquent, on peut équiper une montre électronique à aiguilles d'un dispositif de détection et de synchronisation selon l'invention à dimensions constantes. En outre, dans le cas où l'on souhaite détecter la position de deux roues montées coaxialement, il n'est pas nécessaire de loger certains des composants du dispositif de détection et de synchronisation entre ces deux roues, ce qui permet de ne pas augmenter l'épaisseur du mécanisme horloger et d'autoriser un montage automatisé du mouvement horloger. Par ailleurs, il suffit d'une seule source de lumière et d'un seul système de détection de la lumière pour détecter de manière séquentielle la position des deux roues. La structure du système de détection et de synchronisation selon l'invention s'en trouve donc considérablement simplifiée et son fonctionnement est plus fiable.
  • La figure 1 est une vue de dessus d'un mécanisme horloger équipé d'un dispositif de détection et de synchronisation de la position d'une roue selon l'invention. Quant à la figure 2, il s'agit d'une vue en coupe selon la ligne A-A du mécanisme horloger de la figure 1.
  • Désigné dans son ensemble par la référence numérique générale 1, le mécanisme horloger qui est destiné à équiper une montre électronique à aiguilles comprend un premier moteur électrique 2 qui entraîne de façon connue en soi une roue des minutes 4 via un mobile 6 qui se compose d'une roue 8 et d'un pignon 10. Selon un agencement également connu en soi et qui ne sera donc pas décrit ici, la roue des minutes 4 est reliée rigidement à une aiguille des minutes 12. De manière analogue, le mécanisme horloger 1 comprend un second moteur électrique 14 qui entraîne une roue des heures 16 via un mobile 18 qui se compose d'une roue 20 et d'un pignon 22. La roue des heures 16 est rigidement reliée à une aiguille des heures 24. Toujours de manière connue en soi, la roue des heures 16 et la roue des minutes 4 sont montées de manière coaxiale verticalement espacée l'une à la suite de l'autre. La roue des heures 16 est montée sur un canon des heures 26 et la roue des minutes est montée sur une chaussée des minutes 28 concentrique au canon des heures 26.
  • Le mécanisme horloger 1 comprend également un dispositif 30 pour la détection et la synchronisation de la position de la roue des heures 16, respectivement de la roue des minutes 4. Selon l'invention, ce dispositif de détection et de synchronisation 30 de la position d'une roue comprend une source de lumière 32 qui émet un faisceau lumineux 34 représenté selon un trait renforcé au dessin. Comme on le verra en détail ci-dessous, le faisceau lumineux 34 émis par la source de lumière 32 est renvoyé en direction d'un système de détection de la lumière 36 après réflexion. Avantageusement, la source de lumière 32 et le système de détection de la lumière 36 sont montés tous deux sur une même carte de circuit imprimé 38 qui sert également au montage des autres composants du mécanisme horloger 1, entre autres les moteurs électriques 2 et 14.
  • Conformément à l'invention, la roue des heures 16 et la roue des minutes 4 sont munies chacune d'un élément réflecteur de la lumière, respectivement 40 et 42, qui fait saillie de la surface supérieure ou inférieure de la roue à laquelle il est associé.
  • Selon un mode préféré mais non limitatif de réalisation de l'invention, les éléments réflecteurs 40 et 42 se présentent chacun sous la forme d'une languette qui s'étend sensiblement à 90° par rapport à la planche de la roue. Plus précisément, la languette ou élément réflecteur 40 fait saillie de la surface inférieure de la roue des heures 16, tandis que la languette ou élément réflecteur 42 fait saillie de la surface supérieure de la roue des minutes 4.
  • Toujours selon l'invention, la source de lumière 32 et le système de détection de la lumière 36 sont agencés de façon que, dans une position bien définie de la roue des heures 16, le faisceau lumineux 34 soit réfléchi par la languette 40 de la roue des heures 16 en direction du système de détection de la lumière 36. Lorsque cet évènement se produit, on connaît avec précision la position de la roue des heures 16 et l'on sait de combien de pas il faut faire avancer le moteur électrique 14 pour amener, via la roue des heures 16, l'aiguille des heures à la bonne position sur le cadran de la montre.
  • De la même manière, la source de lumière 32 et le système de détection de la lumière 36 sont agencés de façon que, dans une position bien définie de la roue des minutes 4, le faisceau lumineux 34 soit réfléchi par la languette 42 de la roue des minutes 4 en direction du système de détection de la lumière 36. On sait alors avec précision de combien de pas il faut faire avancer le moteur électrique 2 pour que, via la roue des minutes 4, l'aiguille des minutes atteigne la position voulue sur le cadran de la montre.
  • On comprendra que, pour que le faisceau lumineux 34 produit par la source de lumière 32 puisse se réfléchir alternativement sur la languette 40 de la roue des heures 16 et sur la languette 42 de la roue des minutes 4, il est nécessaire que ces deux languettes ne soient pas disposées dans le prolongement l'une de l'autre, faute de quoi l'une des languettes serait masquée par l'autre languette au moment de la mesure. Il suffit donc d'une seule source de lumière et d'un seul système de détection de la lumière pour détecter de manière séquentielle la position des deux roues et de leurs aiguilles respectives. La synchronisation des deux aiguilles doit se faire de manière séquentielle, c'est-à-dire une aiguille après l'autre. Pour de plus amples détails sur le procédé de synchronisation des aiguilles, on se reportera par exemple aux actes du Congrès International de Chronométrie 2007, pages 107 à 109, publiés par la Société suisse de chronométrie. Le dispositif de détection optique selon l'invention peut être calibré de manière analogue à l'oscillateur LC décrit dans ce document dont la fréquence varie à l'approche d'une cible métallique. C'est ainsi que, lors de la mise en service de la montre ou au changement de pile, le circuit de commande va imposer un tour complet à chaque aiguille équipée du système de détection optique selon l'invention afin de déterminer l'emplacement de la languette sur la roue correspondante, à l'aide du point maximum de réflexion de la lumière par la languette. Un tour de cadran nécessite par exemple 180 pas moteur. Après chaque pas moteur, une mesure de l'intensité lumineuse détectée par le système de détection de la lumière est effectuée. Au passage de la languette de la roue face au système de détection de la lumière, l'intensité lumineuse réfléchie par la languette augmente brusquement. Cette augmentation brusque de l'intensité de la lumière mesurée représente la détection de la position de la languette de la roue. La position correspondant à l'augmentation brusque de la lumière détectée est alors stockée en mémoire. Après chaque mesure, la valeur de l'intensité lumineuse est numérisée et transmise au circuit de commande. Lorsque le programme de gestion de la montre ou l'utilisateur demande une synchronisation, le circuit de commande, partant de la position correspondant à l'augmentation brusque de l'intensité lumineuse réfléchie, effectue N pas moteur dans le sens antihoraire sans faire de mesure afin de se positionner avant la position dans laquelle la languette de la roue fait face au système de détection de la lumière. Le système de commande effectue ensuite 2N pas moteurs avec une mesure à chacun d'entre eux. Les 2N valeurs ainsi obtenues sont stockées en mémoire. Le circuit de commande calcule alors la position de l'aiguille, la compare à la valeur fournie par son horloge interne et la corrige si nécessaire en imposant des impulsions moteur de rattrapage.
  • On remarquera d'autre part que la languette ou élément réflecteur 40 fait saillie de la surface inférieure de la roue des heures 16, tandis que la languette ou élément réflecteur 42 fait saillie de la surface supérieure de la roue des minutes 4, de sorte que les deux languettes 40 et 42 s'étendent sensiblement verticalement entre les deux roues des heures 16 et des minutes 4, dans un plan médian P parallèle aux plans P1 et P2 dans lesquels s'étendent respectivement les roues des heures 16 et des minutes 4.
  • Il est ainsi possible, grâce à la présente invention, de détecter la position de deux roues 16 et 4 au moyen d'un unique dispositif de détection et de synchronisation 30 comprenant une seule source de lumière 32 et un seul système de détection de la lumière 36. Le dispositif de détection et de synchronisation 30 selon l'invention est donc plus fiable. Par ailleurs, la source de lumière 32 et le système de détection de la lumière 36 sont placés en périphérie des roues 16 et 4, ce qui permet de mettre à profit l'espace préexistant autour des deux roues 16 et 4 pour loger ces deux composants. Les dimensions du mécanisme horloger 1 équipé du dispositif de détection et de synchronisation 30 selon l'invention restent donc inchangées. De plus, contrairement à l'état de la technique, il n'est pas nécessaire, dans le cadre de l'invention, de loger des composants du dispositif de détection et de synchronisation 30 entre les deux roues 16 et 4. Le mécanisme horloger résultant est donc moins épais et sa fabrication peut être automatisée.
  • Selon une première variante de réalisation de l'invention illustrée par la figure 2, la source de lumière 32 est une diode laser bien connue sous sa dénomination anglo-saxonne Vertical Cavity Surface Emitting Laser ou VCSEL. De part sa construction, la diode laser 32a émet un faisceau lumineux 34a selon une direction perpendiculaire au plan médian P de part et d'autre duquel s'étendent la roue des heures 16 et la roue des minutes 4. Il est donc nécessaire de ramener le faisceau lumineux 34a suivant une direction parallèle au plan médian P dans lequel s'étendent les éléments réflecteurs 40 et 42. A cet effet, on prévoit un dispositif optique 44a comprenant trois déflecteurs 46, 48 et 50 disposés à 45° par rapport à la direction de propagation du faisceau lumineux 34a et qui permettent successivement de dévier le faisceau lumineux 34a de 90° pour amener ce faisceau lumineux 34a dans le plan médian P afin qu'il puisse se réfléchir sur l'un ou l'autre des éléments réflecteurs 40 ou 42. Additionnellement, le dispositif optique 44a est agencé pour faire dévier le faisceau lumineux 34a en direction des éléments réflecteurs 40 et 42 et pour diriger la lumière réfléchie par ces éléments réflecteurs 40 et 42 sur le système de détection de la lumière 36.
  • Selon une seconde variante de réalisation de l'invention illustrée par la figure 3, la source de lumière 32 est une diode électroluminescente bien connue sous sa dénomination anglo-saxonne Light Emitting Diode ou LED. L'avantage d'une telle diode électroluminescente 32b est qu'elle peut être orientée de façon à émettre un faisceau lumineux 34b directement dans le plan médian P ou suivant une direction parallèle à ce plan. Par contre, par rapport à une diode laser, une diode électroluminescente 32b émet un faisceau lumineux 34b qui diverge davantage. Par conséquent, on prévoit un dispositif optique 44b agencé pour faire converger le faisceau lumineux 34b en direction des éléments réflecteurs 40 et 42 et pour focaliser la lumière réfléchie par ces éléments réflecteurs 40 et 42 sur le système de détection de la lumière 36.
  • Il va de soi que la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits et que diverses modifications et variantes simples peuvent être envisagées par l'homme du métier sans sortir du cadre de l'invention tel que défini par les revendications annexées. En particulier, il n'est pas nécessaire que la source de lumière et le système de détection de la lumière soient disposés dans le même plan. En effet, suivant la direction dans laquelle l'élément réflecteur de la roue du mécanisme horloger renvoie la lumière, il se peut très bien que la source de lumière et le système de détection de la lumière soient disposés à la périphérie de la roue dans des plans différents. Dans le cas où la roue des heures 16 et la roue des minutes 4 sont métalliques, les languettes ou éléments réflecteurs 40 et 42 peuvent être découpés dans la planche de ces roues 16 et 4. Dans le cas où la roue des heures 16 et la roue des minutes 4 sont réalisées en matière plastique, on peut prévoir que les languettes ou éléments réflecteurs 40 et 42 soient faits de matière avec ces roues 4 et 16. On peut également prévoir de métalliser les languettes 40 et 42 pour améliorer leur pouvoir de réflexion du faisceau lumineux incident.
  • Selon une variante intéressante de l'invention, le système de détection de la lumière 36 est un capteur de type matriciel qui permet de distinguer électroniquement laquelle des deux roues 16, 4 est entrain d'être détectée. En effet, en vertu de la différence de distance parcourue par le faisceau réfléchi par la languette 40 de la roue des heures 16, respectivement par la languette 42 de la roue des minutes 4, la lumière tombe sur des zones différentes du capteur matriciel. Le système de détection de la lumière 36 peut aussi être un photodétecteur tel qu'une photodiode.

Claims (13)

  1. Dispositif de détection et de synchronisation de la position d'au moins une première roue (16) d'un mécanisme horloger (1) pour une montre électronique à aiguilles, cette première roue (16) s'étendant dans un plan (P1) et ayant un premier élément réflecteur de la lumière (40) faisant saillie de l'une des surfaces supérieure ou inférieure de la première roue (16) du mécanisme horloger (1), le dispositif de détection et de synchronisation (30) comprenant au moins une source de lumière (32) émettant un faisceau lumineux (34) et au moins un système de détection de la lumière (36), ce dispositif de détection et de synchronisation étant caractérisé en ce que la source de lumière (32) émet un faisceau lumineux (34) qui, avant de tomber sur le premier élément réflecteur (40), se propage selon une direction parallèle au plan (P1) dans lequel s'étend la première roue (16) du mécanisme horloger (1), la source de lumière (32) et le système de détection de la lumière (36) étant agencés de façon que, dans une position déterminée de la première roue (16) du mécanisme horloger (1), le faisceau lumineux (34) émis par la source de lumière (32) est réfléchi par le premier élément réflecteur (40) en direction du système de détection de la lumière (36) qui détecte ce faisceau lumineux (34).
  2. Dispositif de détection et de synchronisation selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément réflecteur (40) se présente sous la forme d'une languette.
  3. Dispositif de détection et de synchronisation selon la revendication 2, caractérisé en ce que la languette est recourbée à 90° par rapport au plan (P1) dans lequel s'étend lapremière roue (16) du mécanisme horloger (1).
  4. Dispositif de détection et de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la première roue (16) est métallique et en ce que la languette est découpée dans la planche de la première roue (16).
  5. Dispositif de détection et de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé ce que la première roue (16) est réalisée en matière plastique et en ce que la languette est faite de matière avec la première roue (16).
  6. Dispositif de détection et de synchronisation selon la revendication 5, caractérisé en ce que la languette est métallisée pour améliorer son pouvoir de réflexion du faisceau lumineux incident (34).
  7. Dispositif de détection et de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la source de lumière (32) est une diode électroluminescente (32b).
  8. Dispositif de détection et de synchronisation selon la revendication 7, caractérisé en ce que le dispositif de détection et de synchronisation (30) comprend un dispositif optique (44b) agencé pour faire converger le faisceau lumineux (34b) émis par la diode électroluminescente (32b) en direction du premier élément réflecteur (40) et pour focaliser la lumière réfléchie par le premier élément réflecteur (40) sur le système de détection de la lumière (36).
  9. Dispositif de détection et de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la source de lumière (32) est une diode laser (32a) de type Vertical Cavity Surface Emitting Laser ou VCSEL.
  10. Dispositif de détection et de synchronisation selon la revendication 9, caractérisé en ce que la diode laser (32a) émet un faisceau lumineux (34a) selon une direction perpendiculaire au plan (P1) dans lequel s'étend la première roue (16), et en ce que le dispositif de détection et de synchronisation (30) comprend un dispositif optique (44a) agencé pour dévier le faisceau lumineux (34a) selon une direction parallèle au plan (P1) dans lequel s'étend la première roue (16) du mécanisme horloger (1) et diriger le faisceau lumineux (34a) en direction du premier élément réflecteur (40).
  11. Dispositif de détection et de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10 dans lequel une seconde roue (4) du mécanisme horloger (1) est montée coaxialement sur la première roue (16), cette seconde roue (4) s'étendant dans un plan parallèle au plan dans lequel s'étend la première roue (16), caractérisé en ce que la seconde roue (4) comprend un second élément réflecteur de la lumière (42) qui fait saillie de l'une des surfaces supérieure ou inférieure de la seconde roue (4) et en ce que, dans une position déterminée de la seconde roue (4), le second élément réflecteur (42) réfléchit le faisceau lumineux (34) émis par la source de lumière (32) en direction du système de détection de la lumière (36).
  12. Dispositif de détection et de synchronisation selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première roue (16) du mécanisme horloger (1) porte une aiguille des heures, en ce que la seconde roue (4) porte une aiguille des minutes et en ce que l'aiguille des heures et l'aiguille des minutes sont entraînées par un même moteur électrique ou par deux moteurs électriques distincts (14, 2).
  13. Dispositif de détection et de synchronisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le système de détection de la lumière (36) est un capteur de type matriciel ou une photodiode.
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