JP4426620B2 - アナログ表示昇降計を備えた携帯用電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、ダイヤルを収容するケースと、ダイヤルの上に配置された少なくとも２つのアナログ表示部材を制御するモータ手段を含む、携帯用電子装置に関する。本発明による装置には、特に、ある特定動作モードにおいて、ある特定の瞬間における高度に関連した物理的大きさの値を求めるための手段と、時間基準を有する電子回路と、値を処理するための手段と、物理的大きさの決定値または処理値の１つまたはいくつかを記憶するための手段が含まれている。

こうした装置は、先行技術において既知のところである。すなわち、通常、ハイキング時の利用を意図した、高度計機能を示す携帯用電子装置が知られている。

しかし、実施する活動によっては、装置の装着者にとって、その高度表示では不十分な場合がある。すなわち、エンジンのないグライダの操縦を含む航空スポーツを実施する場合、操縦士は垂直方向での移動速度に関連した情報を得ることが重要である。輸送機に設けられた機上計器は、全てが、グライダ、超軽量飛行機、パラグライダ、または、三角翼機タイプといった軽量飛行機の操縦士に対して提供されるわけではない多数の機能を提供する。

さらに、パラシュート・ジャンピング、ハイキングといった、あるいは、マウンテン・バイキングさえ含む、他のいくつかのスポーツを実施する場合に、それらのスポーツマンが、高度に関して有効な情報を得られるという事実は、自由降下に関連しているので、有用であり、不可欠でさえある。しかし、このタイプの行動を実施する者は、役に立つ補足情報が得られるという点に関心を持つことがある。

本発明の第１の目的は、装着者に、自身の垂直方向の変位測定値に関連した情報を与える携帯用電子装置を提供することによって、上述の先行技術に問題点を克服することにある。

本発明のもう１つの目的は、表示が直感的で、ユーザが、ある特定の瞬間に、ユーザの状況を表わす情報に対して迅速かつ読み取り易くアクセスを行えるようにする、携帯用電子装置を提供することにある。

このため、本発明によれば、特に、処理手段が、前記物理的大きさの決定値に基づいて、モータ手段へ第１の制御信号を発生するようになっていることを特徴とする、上記タイプの携帯用電子装置が提供される。これらの電気信号の特性により、一方では、第１のアナログ表示部材による瞬間高度の変化率の表示が可能になり、もう一方では、第２のアナログ表示部材によるある予め定めた時間間隔にわたる高度の平均変化率の表示が可能になる。

本解説に関連して理解しておくべきは、「瞬間」速度が、前記速度の計算の基になる２つの順次測定を離隔する間隔が、とりわけ、平均速度の計算に用いられる２つの測定を離隔する期間に対して比較的短いということを表わすという点である。非制限例として、平均速度が１分間にわたって計算される場合には、瞬間速度は毎秒または１秒おきに計算され、平均速度が３０分にわたって計算される場合には、瞬間速度が、１５または３０秒毎に計算されるという例を挙げることが可能である。

本発明による構成によれば、装置の装着者は、ディスプレイを見る時点における装着者の瞬間垂直方向速度を確認するのにほんのわずかな時間しか必要とせず、同時に、第２のアナログ表示部材の位置に対する第１のアナログ表示部材の位置によって、加速または減速に関する装着者の状況が定性的に装着者に示される。

装置の望ましい実施態様の１つによれば、高度に関連した物理的大きさの値を求めるための手段は圧力センサであり、その測定値が処理手段に送られ、処理手段は、これらの測定値から、ある特定の瞬間における装置装着者の垂直方向進行速度値を導き出すように構成されている。

速度の決定は高度値を求めるステップを含む。このため、本発明による装置は、同じ表示部材によって異なる動作モードで、あるいは、例えば、補助ディジタル表示領域の助けを借りて、ある特定の瞬間における高度値を表示できるように構成されている。

本発明の他の特徴及び利点については、添付の図面に関連して非制限例として示される後続の詳細な説明を読むことによってより明瞭になるであろう。

図１には、エンジンのないグライダに用いられるようになっており、構造の観点とその動作の観点の両方から極めて単純な、とりわけ、腕時計の形態である本発明による携帯用電子装置の第１の望ましい実施形態が描かれている。腕時計１は、通常タイプの腕時計の外観を有している。腕時計は、例えば、プラスチック材料で成形されたケース・バック・タイプとすることが可能なケース２を含んでいる。ケース２は、ブレスレット（不図示）を取り付けるためのラグ３を備え、かつ、時計のムーブメント（不図示）とダイヤル４を収容するようになっている。また、ケース２はその上面がガラス５によって閉じられ、ガラスはベゼル６で周囲に固定されている。腕時計１には、さらに、独自の制御部材７、すなわち、押しボタンとして用いることができ、同時に、通常の回転機構としての使用も可能な竜頭も含まれている。

ベゼル６は、時間を表示する目盛りを備えており、３時、６時、９時、１２時の位置をよりはっきりと示すために数値が刻み込まれている。

腕時計１は、それぞれ、時間と分を表わすための２つの針８、９を備えている。

ダイヤル４は円内に目盛１０を備えており、その単位は、垂直方向変位速度の値、言い換えると、上昇率モードと呼ばれる特定の動作モードの枠組みにおける高度の変化率の値を表わすメートル／秒である。０の垂直方向速度に対応する位置が３時の位置で示され、一方では、上昇速度値を示すために３時の位置と１０時の位置の間に、他方では、下降速度を示すために３時の位置と８時の位置の間に、目盛が対称的に延びている。すなわち、一例として、目盛は、ほぼ−５〜＋５ｍ／秒の範囲内にある。

ダイヤル４は、一例として本明細書に示された補助表示１１、すなわち、目盛の内側の１２時の位置に配置された表示「速度（ｍ／ｓ）」を備えている。この補助表示１１は、従って、その腕時計が、通常の腕時計と比べて、補助機能を備えていることを観測者に示唆することが可能な、本発明による腕時計における唯一の可視表示を視覚的に形成している。

腕時計１は、図２に関連して簡単に後述する、航空スポーツの実施に固有の表示を行えるようにする特殊な技術手段を備えている。本発明の望ましい実施形態によるこれらの技術手段には、各瞬間における腕時計の外部環境の圧力を測定して、その値を装置の電子回路に送る圧力センサが含まれている。これらの技法については、先行技術に関する多数の文献に記載されており、下記の詳細な説明では取り扱わない。

後述する電子回路内の手段は、さらに、圧力センサによって行われる測定に基づいて、高度の変化率を導き出すように構成されている。

従って、本発明による腕時計の電子回路に適切なプログラミングを施すことによって、通常の機能が時針と分針によって実施される第１の動作モードすなわち計時モードが提供される。さらに、竜頭７は、２つの安定位置と１つの不安定位置を備えており、第１の安定位置は、竜頭がいかなる機能も実施しない静止位置である。通常のように、第２の安定位置は、竜頭を回転させることによって、２つの針８、９によって示される時間表示を調整することが可能な、静止位置に対する引き出し位置である。不安定位置は、腕時計のケース２の方向に竜頭を押すことによって得られ、押しボタン方式で圧力が緩められると、竜頭を静止位置に戻すためのバネ（不図示）が設けられている。竜頭７に対して実施される各押下によって、腕時計を制御して、現在の表示の修正を開始させ、その特性が腕時計の外部パラメータによって決まる情報を表示させることが可能になる。

望ましいやり方では、上昇率モードは、腕時計１のユーザによって手動で、すなわち、装置の電子回路によって検出される竜頭７に対する操作によって起動される。

上昇率モードが活動状態になると、分針９と時針８に関連した機能は、それぞれ、ほぼ瞬間的な高度の変化率の表示と、所定の間隔にわたる高度の平均変化率の表示になる。

インデックス・マークを備えた回転ディスクの利用も実現可能であるが、ディスプレイが地味な、ただ単に、数世紀にわたって立証されてきた構造、すなわち、針によるのが望ましいアナログ表示システムに相当するものであるため、本発明による電子装置１の優れた読み取りやすさに気づくであろう。従って、装着者が、腕時計を見た時点において、装着者の瞬間垂直方向速度がどれほどかを知るのにほんのわずかな時間しか必要とせず、さらには、時針８に対する分針９によって、加速または減速に関する装着者の状況の定性的表示がなされる。一例として、図１に示す状況は、ほぼ２．５ｍ／ｓ程度の「瞬間」速度で高度が落ちることに相当するが、最後の１分間にわたる平均高度下降速度は、ほぼ１ｍ／ｓ程度である。腕時計の装着者は、従って、すばやく一瞥するだけで、最後の１分間が経過する間の平均速度に対して比較的大きい加速を受けているか、または、受けることになるという事実に気づかされる。

また、補助機能が腕時計１に実装され、竜頭７にバイアスをかけることによってアクセス可能である。オプションにより、高度に関連した大きさに対する補助機能を設けることが可能である。利用可能な機能の特性やそれにアクセスする方法は非制限例として示される。

本明細書に記載の実施形態によれば、上昇率モード中に、竜頭７を押すのに応答して、ダイヤルまたはベゼルの補助目盛１２に対して高度値の表示を重ねるように時針８と分針９を制御する手段が設けられている。次に、数秒間の時間間隔後に、高度変化率の表示モードに自動復帰する。さらに、代替または相補的やり方として、竜頭７を新たに押すことによって、上昇率モードに復帰できるようにすることも可能である。

同様に、これらの手段によれば、計時モードから始めて、竜頭７の押下に応答して、対応する高度値を表示するように、時針８と分針９を制御することも可能である。

上述の機能の実装については、本発明による携帯用電子装置の電子回路の一般構造の概略図を示す図２に関連して説明する。

一般に、腕時計の電子回路には、とりわけ、腕時計１の通常の計時機能を管理するようになっており、このため、時間分割回路、すなわち時間基準の働きをする発振器２２に接続された制御回路２１を含む集積回路２０が含まれている。時間情報が、計時モードの機能と上昇率モードに関連した機能を実施するため、この時間基準から制御回路２１によって生成される。

制御回路２１は、環境圧を表した電気アナログ信号を発生する圧力センサ２３によって発生した信号入力を受信する。これらの信号は、アナログ・ディジタル変換器２４に送られてから、制御回路２１への入力としてディジタル信号の形で供給される。

圧力センサ２３は従来のタイプであり、当該技術者には、本発明の実施に適したものを選択する上において特に困難はないであろう。上昇率モードの動作中に圧力センサは定期的に測定を行うように作動させられる。

集積回路２０はメモリ・ゾーン、すなわち、例えば、圧力測定値から高度値への変換といった上昇率モードに関連した計算を制御回路２１に実施させ、次に、２つの連続した高度値間の差を計算して、変化率を求めることが可能なプログラムを保持する、不揮発性タイプが望ましい第１のメモリ・ゾーン２５も含まれている。再プログラム可能不揮発性メモリ（例えば、フラッシュまたはＥＰＲＯＭ）を選択することによって、後続の計算プログラムの更新が可能になる。

集積回路２０は、望ましい様態では、制御回路２１によって実施される計算結果が定期的に記憶される、揮発性タイプとすることが可能な少なくとも１つの第２のメモリ・ゾーンを含む。この第２のメモリ・ゾーン２６は、特に、予め定めた時間ウインドウに関連した高度値を記憶するために設けられている。

一例として、本発明による装置は、圧力センサ２３が１秒毎に環境圧を測定するように制御するプログラムが含まれている。また、１分間の時間ウインドウにわたる、高度の平均変化率を求めるようにもなっている。従って、メモリ・ゾーン２６は、圧力センサによって行われる測定結果に基づいて制御回路２１によって計算される、少なくとも６０の一連の値を記憶することができるように構成される。アナログ・ディジタル変換器２４によって制御回路２１に送られる環境圧の各測定値毎に、制御回路２１は、通常タイプのプログラムによって、測定圧に対応する高度値を計算する。

制御回路２１は、高度変化率の準瞬間値を求めるため、メモリ・ゾーン２６から読み取った、最後に計算された高度値と最後から３番目の計算値との差も計算する。制御回路は、さらに、最後の測定値と６０秒前に計算した高度値に基づいて、高度の平均変化率値も計算する。この６０秒前の計算値は、メモリ・ゾーン２６において、最後に計算された高度値に置き換えられる。従って、メモリ・ゾーン２６に記憶される各高度値は、６０秒に１回ずつ更新されることになる。

同時に、制御回路２１は、分針９がダイヤルの目盛に対して高度の「瞬間的」変化率を表示するように、双方向モータ手段の駆動回路２７に適切な信号を送る。同様に、制御回路２１は、時針８が同じ目盛に対して高度の平均変化率を表示するように、例えば、２つの双方向モータといった、モータ手段の駆動回路２７に合わせた信号を発生する。

望ましい様態では、制御回路２１は、上昇率モードに移行してから行われた測定数が６０未満のときは、最後に行われた測定結果とメモリ・ゾーン２６に記憶された最初の測定結果に基づき、これら２つの測定を隔てる期間を考慮して、高度の平均変化率を計算するように構成されている。

さらに、腕時計の電子回路には、ユーザが竜頭７を押すのを検出するための従来の手段（不図示）が含まれている。これは、静止時には位置Ａにあり、２つの端位置Ｂ、Ｃを有している。位置Ｂは、不安定であり、ユーザが押すことによって得られ、上述のように、腕時計の動作モードを変更する制御回路２１の機能を起動する。計時モードから位置Ｂに竜頭７を押し込むと、制御回路２１は、時針８と分針９を、対応する高度値を表示させるように変える、モータの駆動回路２７のための信号を発生する。同様に、上昇率モードから位置Ｂに竜頭７を押し込むと、制御回路２１は、時針８と分針９が対応する高度値の上で重なるようにするための、モータの駆動回路２７への信号を発生する。

一例として、高度表示は、上昇率モードに対応する表示に復帰する前に、ほぼ３秒間程の期間にわたって保たれるようにすることが可能である。明らかに、この場合、時針と分針によって表示される高度値は、圧力センサによって実施される新たな測定を考慮して、毎秒１回ずつ更新されるのが望ましい。

明らかに、当該技術者は、可能性のあるさまざまな竜頭７の操作に合わせたそれぞれの応答を示すように、本発明による腕時計の集積回路を望みどおりにプログラムすることが可能である。

さらに、竜頭７を引き出して、安定位置Ｃにすると、計時モードにおいて時針８と分針９によって表示される現在の時間の訂正を可能にする、当該技術者にとって周知の通常の方法が実施される。

本発明による携帯用電子装置の補助的利点は、その美的外観から明らかである。従って、その表示の制限のために、飛行スポーツまたは高所スポーツの実施に関連した機能を提供する従来の装置の場合には一般的ではなかったが、本腕時計は、いかなる状況においても、従って、いつでも装着することが可能になる。従って、そのユーザは、美的外観を犠牲にすることなく、いつでも装着することが可能なので、その腫の腕時計を装着するために、このタイプのスポーツにふける機会を待ち望む必要がなくなる。

本発明の範囲から逸脱することなく、既述の実施形態のいくつかの変種を提供することができるのは明らかである。

すなわち、時針８と分針９によって得られる表示を捕捉する表示を可能にする、液晶スクリーン（ＬＣＤ）（図２の参照番号３０）のようなディジタル表示領域を設けるのが好都合であろう。従って、一例を挙げると、こうしたディジタル表示領域は、上昇率モードの動作中に、現在の時間を表示するために利用できるので都合がよい。さらに、目盛１２の利用に取って代わる、または、それを補助するやり方で、竜頭７の適切な操作に応答して、ディジタル表示領域がある特定の瞬間における現在の高度値を表示するように、この装置の電子回路をプログラムしてもよい。

一方、高度の変化率値を求めるために利用する手段は、例えば、制御回路２１に対して上述の圧力値の代わりに、高度値を直接提供するＧＰＳ（全世界測位システム）受信器（図２の参照番号３１）の形態で実施することが可能である。当該技術者は、高度の変化率を求めるために用いられる手段の機能としての、電子装置の電子回路のプログラミングを適応させるのに、特に困難に遭遇することはないであろう。

同様に、当該技術者は、本発明の範囲から逸脱することなく、高度の変化率を求めるための上述の計算方法に関する変形例を提供することが可能である。一例として、高度値を求めるために用いられる手段に圧力センサが含まれる場合、装置の電子回路は、高度値の代わりに、圧力値を直接記憶するようにプログラムすることが可能である。この場合、圧力の変化率を計算し、こうして得られた結果を高度の変化率値に変換してから、その変換値を表示するように制御回路をプログラムするのが望ましい。

さらに、表示すべき高度変化率の範囲について規定される数値例、並びに、測定または計算の頻度に制限はない。こうした携帯用電子装置のメーカは、実際、それぞれ、ある特定のカテゴリのスポーツに適応しており、各カテゴリが、高度変化率範囲が同じ程度のグループ内のスポーツを網羅している、いくつかの異なるモデルを提供することが可能である。一例として、上述の、特に滑空に適したモデル以外に、ほぼ３０秒〜１分程度の期間にわたって平均速度が計算され、その範囲が、−１００〜＋１００ｍ／ｓに及ぶ自由降下の実施時における利用を意図した第１の補助モデルと、ほぼ３０分程度の期間にわたって平均速度が計算され、その範囲が、−５０００〜＋５０００メートル／時に及ぶハイキングやマウンテン・バイキングのための第２の補助モデルを提供することが可能である。

代替様態では、対数または片対数目盛を利用して、広範囲の値を変換し、同時に、低値の優れた読みやすさを保つこともでき、あるいは、さまざまな速度値範囲に適応するいくつかの目盛を利用することも可能である。一方、本発明は、例証のために示された腕時計にあてはまる、高度変化の方向を表示する装置に制限されることはない。従って、大部分の状況におけるように、装置の装着者が、通常、装着者の移動方向を自分で判断できる限りにおいて、高度変化率の絶対値を示す単純な目盛を設けることが可能である。こうした修正実施形態には、図１に示すよりも広範囲の速度値を示す目盛という利点があり、これによって、より広い範囲の値に含まれる速度値の表示が可能になる。

さらに、とりわけ、英語圏のユーザを対象とした、フィート／分単位の速度目盛を備えたモデルを提供することも可能である。

同様に、当該技術者には、本発明の範囲から逸脱することなく、高度値の表示に関連した目盛１２を修正または省略することができるであろう。

さらに、警報手段（図２の参照番号３２）が含まれた、本発明による電子装置の実施形態の変種を提供することも可能である。この場合、警報手段は、装着者の安全性を向上させるため、高度変化率の所定の値を超えるのを検出すると、それに応答して、電子回路２０によって制御されるのが望ましい。警報手段３２は、すなわち、全て、従来のタイプである、装置のベゼル領域に視覚または発光警報の形態か、可聴警報の形態か、あるいは、振動子の形態で実施可能である。

本発明の望ましい実施形態による携帯用電子装置の正面図である。 図１に示す表示装置の電子回路の略ブロック図である。

符号の説明

１ 携帯用電子装置、２ ケース、８ アナログ表示部材（時針）、９ アナログ表示部材（分針）、２１ 処理手段、２２ 時間基準、２３ 高度関連値を求める手段、２６ 記憶手段、２７ モータ手段、３０ ディジタル表示領域、３１ 高度関連値を求める手段、３２ 警報手段

Claims (5)

1. 携帯用電子装置（１）であって、ダイヤル（４）を収容するケース（２）と、前記ダイヤル（４）の上に配置された少なくとも２つのアナログ表示部材（８、９）を制御するモータ手段（２７）と、ある特定の瞬間における高度に関連した物理的大きさの値を求めるための手段（２３、３１）と、時間基準（２２）を有する電子回路（２０）と、前記値を処理するための手段（２１）と、前記物理的大きさの求められた値または処理値の１つまたはいくつかを記憶するための手段（２６）とを含み、前記処理手段（２１）が、上昇率モードにおいて、一方では、前記アナログ表示部材のうち第１の部材（９）による瞬間高度変化率を表わす表示を実施させ、もう一方では、前記アナログ表示部材のうち第２の部材（８）による予め定めた時間間隔にわたる平均高度変化率を表わす表示を実施させるため、前記物理的大きさの求められた値に基づいて、前記モータ手段（２７）用の第１の制御信号を発生するように構成されており、前記第２のアナログ表示部材に対する前記第１のアナログ表示部材の位置によって、加速または減速に関する定性的表示がなされ、前記電子装置（１）に、さらに、時計の機構を含み、前記電子装置（１）が計時動作モードを有しており、この動作モードにおいて、前記電子回路（２０）は、第２の電気信号を発生して、前記モータ手段（２７）を前記第１のアナログ表示部材（９）と前記第２のアナログ表示部材（８）に接続して、それらに現在の時間を表示させるように構成されていることを特徴とする、装置。
2. 前記高度に関連した大きさの値を求めるための前記手段に圧力センサ（２３）が含まれることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記電子回路（２０）が、さらに、前記値を求める手段（２３、３１）によって求められた値に基づいて、ある特定の瞬間における高度値を決定するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の装置。
4. 前記装置に、さらに、ディジタル表示領域（３０）が含まれ、かつ、前記電子回路（２０）が、さらに、前記前記値を求める手段（２３、３１）によって求められた値に基づいて、ある特定の瞬間における高度値を決定し、前記ディジタル表示領域に前記決定された高度値を表示するため、制御回路用の第３の電気信号を発生するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の装置。
5. 前記処理回路（２１）が、前記物理的大きさの前記求められた値の１つが所定の値を超えるのを検出すると、それに応答して、警報手段（３２）用の補助電気信号を発生するように構成されていることを特徴とする先行する請求項のいずれかに記載の装置。

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