KR101478936B1 - 디스플레이 수단들의 연속적인 움직임을 획득하는 방법 및 디바이스 - Google Patents

Abstract

디스플레이 수단의 가변 속도 및 연속적인 움직임을 결정하는 방법은, 센서에 의해 측정된 값 기초하여 토크 및/또는 기계적 힘의 적어도 하나의 값을 모델링하는 단계, 및 이러한 토크 및/또는 기계적 힘의 값들에 기초하여 뉴턴 운동 방정식을 푸는 제 2 단계를 포함하며, 상기 제 2 단계는 디스플레이 수단의 시뮬레이션 속도를 계산하는 것이 가능하다.

Description

디스플레이 수단들의 연속적인 움직임을 획득하는 방법 및 디바이스{METHOD AND DEVICE FOR OBTAINING A CONTINUOUS MOVEMENT OF A DISPLAY MEANS}

본 발명은 디스플레이 디바이스 분야에 관한 것이며, 특히 아날로그 디스플레이가 제공된 전자 기계식 시계들에 관한 것이다.

기계식 시계들, 특히 시계바늘들을 갖는 손목시계들에 있어서, 시간 설정 디바이스들은 시간 설정 모드에 대응하여 그 축방향 위치에서 시계의 모션 워크에 운동학적으로 연결된 크라운에 의해 작동되는 것으로 알려져 있으며, 크라운을 너무 오랫동안 또는 너무 자주 회전시켜야할 필요 없이 분침을 간단하고 신속하게 이동시키기 위한 결정된 기어 비들을 갖는다.

디지털 디스플레이, 특히 액정 디스플레이를 갖는 전자식 시계들에 있어서, 시계가 특정 조정 또는 설정 모드일 경우 센서의 연장되거나 반복된 작동에 의해 디지털 심볼의 스크롤 속도를 가속하는 것이 알려져 있다. 예를 들면, 푸시 버튼으로의 압력의 연장된 가압은 정정된 디스플레이 값에 대한 최대 속도 값으로 스크롤을 가속시킨다. 그 후에, 각각의 디스플레이 설정을 위해 조정이 순차적으로 수행된다.

또한, 작동 엘리먼트로서 센서들이 제공된 크라운, 및 크라운의 회전 속도에 비례하는 속도로 정정하기 위한 전자 제어 디바이스, 예컨대 독일 특허 제 2019049 호에 개시된 전자 회로를 이용함으로써 디지털 디스플레이를 정정하는 것이 알려져 있다. 이 경우, 정정 속도는 크라운의 회전 속도에 대응하는 상이한 플래토들 사이에서 일정하지만, 각각의 증분시에 갑자기 변화할 수도 있다. 또한, 크라운의 2 개의 연속하는 움직임들 사이에 어떤 정정도 발생하지 않으며, 정정에 이용된 카운터의 스크롤을 감속시키기 위해 어떤 메커니즘도 제공되지 않는다. 따라서, 미세한 조정은 가능한 최저 정정 속도를 발생하기 위해 사용자에 의해 반복되는 낮은 진폭의 활성화를 요구한다. 한편으로, 이는 불편하지만, 다른 한편으로, 손의 덜컥거리는 움직임을 극복한다.

스위스 특허 제 641630 호는 (촉각 센서 상의 손가락의 이동, 푸시 버튼 상의 압력에 의해) 센서의 작동에 응답하여 가변 속도로 심볼들을 스크롤하는 전자 디바이스를 개시한다. 센서들의 작동 횟수 및 이러한 작동들의 지속시간은 레지스터에 포함된 값들을 증분시키거나 감소시키는 영향을 가지며, 이러한 값들은 결국 비례하는 스크롤 속도를 결정한다. 센서들의 연장된 비활성화 이후에 레지스터에서의 값들을 감소시키는 것은 스크롤 속도를 점진적으로 감소시킨다. 그러나, 이러한 스크롤 속도의 감속은 여전히 평활함이 부족하며, 이는 스크롤 속도에 있어서 상대적인 변화들이 레지스터 값들이 0 에 가까워짐에 따라 증가하기 때문이다. 이러한 솔루션은 임의의 기계적 부품들 없이 센서들을 이용하는 장점을 갖는다. 단점은 이들이 종래의 크라운보다 사용하는데 있어 덜 직관적이라는 점이다. 또한, 이러한 솔루션은 오직 디지털 디스플레이들에 관련되며, 아날로그 디스플레이 부재들을 갖는 시계들에 적용되지 않는다.

특히 전자 기계식 시계들에 있어서, 시계바늘로 자북의 방향을 디스플레이하는 것이 알려져 있다. 그러나, 북쪽을 가리키는 시계바늘의 움직임은 종종 덜컥거리고, 따라서 시계 사용자에 대하여 직관적이지 않다.

따라서, 본 발명의 목적은 앞서 언급된 종래 기술의 단점이 없는 솔루션을 제안하는 것이다.

특히, 본 발명의 목적은 사용자에 대하여 더 직관적인, 더 평활한 디스플레이 디바이스를 제안하는 것이다.

이러한 목적들은 디스플레이 수단에 대하여 연속적이고 가변적인 속도의 모션을 결정하는 방법에 의해 달성되며, 그 방법은 센서에 의해 측정된 값들로부터 적어도 하나의 시뮬레이션된 기계적 토크 및/또는 힘 값의 모델을 확립하는 단계, 및 이러한 시뮬레이션된 기계적 토크 및/또는 힘 값들로부터 뉴턴 운동 방정식을 푸는 제 2 단계를 포함하며, 상기 제 2 단계는 디스플레이 수단에 대하여 시뮬레이션 속도가 계산되는 것을 허용한다.

이러한 목적들은 또한, 디스플레이 수단을 제어하는 디바이스에 의해 달성되며, 그 디바이스는 청구된 방법에 따라 계산된 연속적이고 가변적인 속도의 모션을 디스플레이에 전달하도록 구성된 계산 유닛, 메모리 유닛 및 모터 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

제안된 솔루션의 한가지 장점은 디스플레이 수단에 대한 뉴턴 운동을 에뮬레이션함으로써 임의의 조정 동작을 더 효율적이고, 시각적으로 더 직관적이게 하는 것이며, 즉 여기서 속도는 적용된 힘 또는 토크에 비례하는 가속 또는 감속과 연관된다. 그러므로, 먼저 대략의 조정을 수행하고, 그 후에 원하는 값에 근접할 때 더 미세한 조정을 수행함으로써, 연속적으로 유지되는 속도에서, 스크롤 속도를 정정의 크기로 조정하는 것이 가능하다.

제안된 솔루션의 추가의 장점은 디스플레이 값들을 증분시키기 위해 임의의 특정 센서 분해능을 요구하지 않는다는 것이다. 조정의 평활성은 특히, 제어 부재의 모션들로부터 추정되고 센서에 의해 검출되는 것이 디스플레이 부재의 가속도이고 정정 속도는 아니라는 사실에 의해 보장된다. 이는, 따라서, 뉴턴의 물리학 법칙에 따른 기계적 부재의 모션과 일치하는, 디스플레이 부재의 연속적인 속도를 생성한다. 이러한 속도는 상이한 제어 부재 작동 주기들 간에 오직 작은 변화들만을 가지며, 따라서 제안된 솔루션은 디스플레이 부재들의 덜컥거리는 움직임들을 발생하는 센서에 대한 어떤 임계적 영향을 받지 않는다.

제안된 솔루션의 다른 장점은 또한, 조정에 대하여 요구되는 동작들을 최소화한다는 것이며, 이는 제어 부재의 근소한 산발적 활성화들만이 디스플레이 부재들의 포지션을 조정하는데 필요하기 때문이다. 또한, 조정 동작들의 제어는 개선되는데, 이는 정정 속도를 가속시킬 뿐만 아니라 이러한 속도를 감소시키도록 작용하는 것이 가능하기 때문이다.

제안된 솔루션의 다른 장점은, 전자 시계들에 대한 평상시의 순차적인 조정들과는 달리, 몇몇 디스플레이 설정들의 동시적인 조정을 허용한다는 것이다. 작동 수단의 작동 주기들 사이에 디스플레이 수단의 연속적인 모션의 결과로서 정정 동안 본 발명에 의해 절약되는 시간은, 예컨대 시침 및 분침을 동시에 이동시키는 옵션에 종래의 기계식 시계의 직관적인 접근법을 제공하지만, 큰 정정은 사용자에 대하여 너무 오래 걸린다.

결국, 제안된 솔루션은 시간 표시기 조정들로의 적용에 제한되는 것은 아니며, 시계 사용자와의 임의의 상호작용을 요구하지 않는 디스플레이 응용들, 예컨대 나침반, 고도계 또는 전자 심도계를 위해 채용될 수도 있고, 디지털 및 아날로그 디스플레이들에 대하여 동등하게 이용될 수도 있다.

다른 특징들 및 장점들은 다양한 구현들의 상세한 설명 및 첨부된 도면들에서 더 명확히 나타날 것이며,
- 도 1a 는 시간 설정들을 조정하기 위한, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제어 디바이스의 개략도를 도시한다.
- 도 1b 는 도 1a 의 바람직한 실시형태에 따른 제어 디바이스의 상이한 엘리먼트들에 의해 이용된 다양한 파라미터들과 수행된 다양한 계산 단계들을 도시한다.
- 도 2a 는 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 센서 구조를 도시한다.
- 도 2b 는 도 2a 에 도시된 바람직한 실시형태에 따른 센서의 동작을 도시한다.
- 도 3 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 다양한 일련의 조정 동작들에 대한 상태도를 도시한다.
- 도 4a 는 전자 나침반에 대한 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제어 디바이스의 개략도를 도시한다.
- 도 4b 는 도 4a 의 바람직한 실시형태에 따른 제어 디바이스의 상이한 엘리먼트들에 의해 이용된 다양한 파라미터들과 수행된 다양한 계산 단계들을 도시한다.

본 발명의 제어 디바이스의 바람직한 실시형태는 시계를 위한 것이고, 도 1a 및 도 1b 에 도시되며, 이들 도면은 각각, 제어 디바이스 (3) 의 로직 구조, 및 종래의 기계식 기어 트레인과 달리, 작동 수단 (1) 의 모션을 디스플레이 수단의 비-비례적인 모션으로 변환하기 위해 제어 디바이스 (3) 의 다양한 엘리먼트들에 의해 이용된 다양한 파라미터들과 수행된 상이한 계산 단계들을 각각 도시한다. 도 1a 는 2 개의 대향하는 회전 방향들 (S1 및 S2) 로 작동될 수 있는 크라운 (11) 의 형태로 작동 수단 (1) 의 바람직한 구조를 도시하며, 시침 (22) 과 분침 (21) 의 형태로 디스플레이 수단 (2) 의 바람직한 구조를 도시한다. 그러나, 본 발명에 따른 제어 디바이스 (3) 는 다른 타입의 기계식 디스플레이 부재들 (2), 예컨대, 링들 또는 드럼들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 제 1 각속도 (111), 즉 소정의 회전 방향, 예컨대 S1 에서 크라운 (11) 의 구동 속도가 분침 (21) 의 다른 각속도 (211) 로 변화될 수 있게 한다. 2 개의 각속도들 (111 및 211) 은 비례하지 않는데, 이는 분침 (211) 이 이하 설명되는 뉴턴 운동 방정식 (700) 에 따라 방향 (S1) 에서 크라운 (11) 의 작동 이후에 점진적으로 가속되기 때문이며, 이는 또한 시계 바늘들의 모션이 연속적이게 한다.

도 1a 에 도시된 본 발명의 바람직한 변형예에 따른 제어 디바이스 (3) 는 바람직하게, 집적 회로의 형태를 취하는 전자 회로 (31) 를 포함하며, 예컨대 마이크로제어기를 포함하는 프로세싱 유닛 (5) 및 모터 제어 회로 (6) 를 포함한다. 마이크로제어기는 작동 수단 (1) 의 임의의 모션, 즉 예컨대 크라운 (11) 의 회전을 검출하는 제 1 센서 (4) 의 출력에서 카운터 모듈 (44) 에 의해 공급된 디지털 입력 파라미터들을, 모터 제어 회로 (6), 예컨대 다수의 모터 스텝을 위한 명령 데이터로 변환한다. 카운터 모듈 (44) 은 제 1 센서 (4) 에 의해 생성된 전자 신호들을, 마이크로제어기와 같은 소프트웨어 프로세싱 유닛에 의해 처리될 수 있는 이산 수치 값들로 변환한다. 그러나, 후자는 당업계에 알려져 있기 때문에 상세히 설명되지 않는다. 도시된 바람직한 변형예에 따르면, 제어 회로 (6) 는 2 개의 별개의 모터들을 제어하며, 여기서 제 1 모터 (61) 는 분침 (21) 의 모션들을 제어하도록 지정되고, 제 2 모터 (62) 는 시침 (22) 의 제어에 지정된다. 따라서, 제어 디바이스 (3) 는 각각 별개의 기계식 디스플레이 수단에 지정된 복수의 모터들 (61, 62) 을 동시에 작동시킨다. 모터들의 분리는 예컨대, 알람 시간 또는 지구 자기장 방향을 나타내는 디스플레이 모드가 신속하게 변화하게 한다.

계산들을 수행하기 위해, 마이크로제어기는 메모리 유닛 (7) 에 저장된 상이한 파라미터들을 이용하며, 다수의 모터 스텝들, 또는 모터 스텝들의 주파수 (611, 622) 를, 이들 스텝들이 분 또는 시와 같은 시간 단위와 관련될 경우 결정할 수 있다. 모터 스텝 주파수들 (611, 622) 은 각각, 이하 설명되는 제 1 의 뉴턴 운동 방정식에 따른 제 1 모터 (61) 와 제 2 모터 (62) 의 작동 주파수들에 대응한다. 도 1b 는 크라운 (11) 의 회전 각속도 (111) 를 다수의 모터 스텝들 및 계산 파라미터들로 변환하는 상이한 단계들을 도시한다:

- 단계 (4001) 는 모터 스텝들의 수를 계산하고, 그로부터 모터 스텝 주파수 (611, 622) 를 추정하는, 프로세싱 유닛의 마이크로제어기에 의해 카운터 모듈 (44) 의 출력에서 이용된 임펄스 주파수 (401) 를 결정하는 것을 포함한다. 단계 (4001) 를 실행하는데 이용된 제 1 센서 (4) 에 대한 바람직한 구조는, 도 2a 및 도 2b 의 도면들을 참조하여 이하 상세히 설명된다;

- 단계 (5000) 동안, 본 발명의 범위 내에서 선택된 모델에 따라 분침 (21) 의 회전축의 둘레에서 분침 (21) 에 적용되는 것으로 가정되는 수직 토크값 (401') 을 결정하기 위해, 비례 계수 (701) 에 임펄스 주파수 (401) 가 곱해진다.

- 단계 (5001) 는 마이크로제어기에 의해 수행된 메인 계산 단계이다. 그 목적은, 임펄스 주파수 (401) 에 따른 제 1 모터 (61) 의 모터 스텝 주파수 (611) 를 결정하는 것이며, 그로부터 분침의 실제 각속도 (211) 를 추정한다. 이를 달성하기 위해, 마이크로제어기는, 회전체의 각 가속도가 그에 적용된 기계적 토크들의 합과 비례하는 것을 명시하는 역학의 기본 원칙에 따라 분침 (21) 의 모션을 회전 시스템의 모션으로 모델링함으로써 제 1 운동 방정식을 푼다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서 선택된 시뮬레이션 파라미터들에 의해, 제 1 의 뉴턴 운동 방정식은 이하와 같이 표시한다:

704*703' = 401'-703"

여기서, 방정식의 좌측 부분에서, 계수 (704) 는 (물리학 방정식에서 통상적으로 J 로 표시되는) 시뮬레이션된 회전 시스템의 관성 모멘트이고, 참조부호 (703') 는 본 발명에서 이용된 디스플레이 수단, 예컨대 여기서 분침 (21) 의 그 회전축에 대한 각속도이다. 분침 (21) 의 최대 관성 모멘트를 제공하기 위해, 즉, 분침 (21) 이 제어 부재의 작동들 사이에서 가능하면 오랫동안 회전하는 것을 계속하기 위해, 시뮬레이션된 회전 시스템의 관성 모멘트의 계수 (704) 는 바람직하게, 분침 (21) 의 실제 관성 모멘트 보다 훨씬 크게 선택되는 것에 유의하여야 하며, 이는 상기 분침이 예컨대 금속 디스크에 회전가능하게 통합되는 데도 불구하고 더 치밀한 시스템과 같이 동작하게 한다. 앞의 제 1 뉴턴 운동 방정식 (700) 의 우측 부분에서, 값 (401') 은 분침 (21) 에 대하여 시뮬레이션된 회전 시스템에 적용된 가상의 기계적 토크이다. 임펄스 주파수 (401) 에 의존하는 가상의 토크 (401') 는 크라운 (11) 의 회전 동안 0 과 상이하다. 디스플레이 수단, 이 경우 분침 (21) 의 시뮬레이션된 각속도 (703) 에 비례하는 다른 가상 토크 (703") 는 분침 (21) 의 모션을 점진적으로 감속시키는 유체 마찰을 시뮬레이션한다. 이러한 기계적 토크는 오직 크라운 (11) 이 더 이상 작동되지 않을 경우에만 적용되는 것이다. 가상의 토크 값 (401') 과 유사하게, 가상의 토크 값 (703") 은 시뮬레이션된 각속도 (703) 에 유체 마찰 계수라 불리는 비례 계수 (702) 를 곱함으로써 획득된다. 이 경우, 유체 마찰 모델은 제 1 뉴턴 운동 방정식 (700) 에, 마이크로제어기에 의해 풀리는 분침 (21) 의 시뮬레이션된 각속도 (703) 에 대한 상이한 방정식의 형태를 제공한다. 설명된 바람직한 실시형태에 따라, 상기 뉴턴 운동 방정식 (700) 에 대한 솔루션은 분침의 평활하고 연속적인 모션을 에뮬레이션하는데, 이는 분침의 각속도가, 크라운이 작동될 경우 기계적인 토크 및 평활한 감속 토크를 받는 회전 시스템인 것처럼 결정되기 때문이다. 본 명세서에 설명된 바람직한 실시형태에 따르면, 이러한 방정식을 위해 선택된 입력 파라미터는 크라운 (11) 의 회전 속도에 비례하는 가상 토크 (401') 이고, 출력 결과로서, 분침 (21) 의 시뮬레이션된 회전 속도 (703) 이다.

그 후에, 시뮬레이션된 회전 속도 (703) 는 초당 모터 스텝들의 수, 즉 모터 스텝 주파수 (611) 가 비례적으로 추정되게 할 수 있다. 분침의 실제 각속도 (211) 는, 따라서 확립된 모터 스텝 주파수 (611) 와 상호 비례한다. 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 각각의 모터 스텝은 1 분 미만의 지속시간을 갖는 표시에 대응하는 각 섹터를 통한 분침 (21) 의 모션을 발생한다. 분침의 모션을 가능하면 평활하게 하기 위해, 각 스텝의 각도 증분의 각도 값은 바람직하게 2 도와 동일하다. 다시 말해서, 각각의 모터 스텝은 1 분에 대응하는 각도 값의 1/3 인 각도 값을 통해 분침 (21) 을 회전시킨다. 더 미세한 분해능이 예상될 수 있지만, 이는 모터 (61) 의 증가된 이용을 필요로 하며, 이는 더 많은 스텝들을 증분시켜야 하고, 이 경우에 따라서 증가된 양의 에너지를 이용할 것이다.

- 단계 (5002) 는 단계 (5001) 의 말단에서 결정된 제 1 모터 (611) 의 주파수 값에 따라 제 2 모터 (622) 의 주파수 값 (622) 을 추정한다. 분침 (21) 과 시침 (22) 간의 회전 속도들의 비율은 표준 아날로그 디스플레이에 대한 것이며, 이 디스플레이에서 분침 (21) 의 하나의 완전한 분해능은 시침 (22) 의 1 시간 어드밴스, 즉 1 내지 12 의 시간 스케일에 대한 다이얼의 1/12 에 대응한다. 그러므로, 고유한 계산 또는 나눗셈을 수행할 필요 없이, 그러나 단지 모터 제어 회로 (6) 에서 제 2 모터 (62) 에 대하여, 제 1 모터 (61) 의 각각의 12 번째 스텝 이후에 1 스텝씩 어드밴스하게 하는 명령을 구현함으로써, 제 2 모터 (62) 의 주파수 값 (622) 을 추정하는 것은 상대적으로 용이하다. 그러므로, 계산에 관련된 요구조건들은 몇몇 디스플레이 부재들, 즉 분침 (21) 과 시침 (22) 이 조정될 경우, 이러한 부재들에 의한 조정된 동작의 직관적인 시각적 영향을 제공하는 동안 최소화된다. 앞서 설명된 바람직한 실시형태에서 선행하는 계산 단계 (5001) 에 종속된 이러한 추가의 계산 단계 (5002) 를 형성하는 것은, 2 개의 시계바늘들 (21, 22) 의 모션이 간단하게 조정되게 할 수 있다.

전술된 바람직한 실시형태에 따르면, 작동 수단 (1) 은 바람직하게는 기계식이지만, 예컨대, 터치 스크린과 같은 정전용량 센서의 형태를 취할 수도 있다. 마찬가지로, 디스플레이 수단 (2) 은 본 발명에 따라 반드시 아날로그식은 아니며, 디지털식일 수도 있다.

작동 수단 (1) 을 작동시키는 것은, 제 1 센서 (4) 의 출력에서 결정된 토크 값 (401') 에 비례하고, 수치 값들, 즉 임펄스들의 수에 의해 작동 수단 (1), 바람직하게는 크라운 (11) 의 모션을 특징으로 하는 카운터 모듈 (44) 의 값들에 비례하는 가속도 (703') 의 계산 결과로서 가변적이고 연속적인 모션을 디스플레이 수단 (2) 및 특히 분침 (21) 에 전달한다. 임펄스 주파수를 결정하는 이러한 단계 (4001) 는, 기계식 디스플레이 수단이 임펄스 주파수 (401) 에 비례하는 토크 (401') 를 적용함으로써 결정된 것처럼 기계식 디스플레이 수단의 모션을 시뮬레이션할 수 있는 전자 회로 (31) 에 의해 처리될 수 있는 입력 파라미터를 제공하기 위해 요구되는 디지털화 프로세스이다. 시계바늘들의 실제 모션은 뉴턴식인 것으로 간주되며, 이는 그 모션이 회전체의 가속도가 그에 적용된 토크들의 합과 비례하는, 기본 역학 법칙을 따르는 회전하는 고체의 모션과 매칭하기 때문이다. 본 발명의 범위 내에서, 기본 역학 방정식을 회전형보다 선형의 디스플레이 수단 (2) 에 적용하는 것을 예상하는 것이 가능하며, 이 경우 가속도는 시스템에 적용된 힘들의 합에 비례할 것이다. 분침 (21) 의 모션은 임펄스 주파수 (401) 로부터 시스템에 적용된 토크 (401') 를 결정하는 제 1 계수 (701) 및 따라서 바람직한 실시형태에 따라, 시계바늘들의 회전 속도에 있어서 동일한 그러한 속도에 비례하는 감속을 발생하는 "유체 마찰" 토크를 결정하는 제 2 계수 (702) 를 이용하여 고체의 이러한 기본 역학 방정식을 모델링하는 제 1 뉴턴 운동 방정식 (700) 을 푸는 것에 의해 결정된다. 시계바늘들의 실제 모션은 또한 관성에 의한 것으로 간주되며, 이는 크라운 (11) 이 더 이상 작동되지 않으면 그 실제 회전 속도에 비례하여 분침들이 점진적으로 감속하게 하는 유체 마찰 토크를 받는 회전하는 입체의 모션에 대응하기 때문이다. 본 명세서에 설명된 바람직한 실시형태에 따르면, 이러한 유체 마찰 토크 (703") 는 가상이고, 앞서 뉴턴 운동 방정식 (700) 에 따른 마이크로 제어기 (5) 에 의해 시뮬레이션된다. 그러나, 이는 분침 (21) 에 직접 적용되는 것이 아니라 앞서 뉴턴 운동 방정식 (700) 을 푸는데 이용된 분침의 시뮬레이션된 속도 (703) 에 적용된다.

그러므로, 본 발명의 디스플레이 수단 (2) 의 속도를 결정하는 방법은 뉴턴 운동 방정식을, 그 방정식을 풀기 위한 입력 파라미터들로서 토크 및/또는 힘 값들을 이용함으로써 푼다. 이러한 파라미터들은 물리적인 크기, 여기서는 제 1 센서 (4) 와 카운터 모듈 (44) 을 통해 임펄스 주파수 (401) 로 변환되는 크라운 (11) 의 각속도 (111) 와 관련하여 자체적으로 결정된다. 그러나, 다른 물리적인 크기들, 예컨대 선속도 또는 각속도, 자계 또는 기하학적 각도가 본 발명의 범위 내에서 이용될 수도 있다. 하기에서 보여지는 것과 같이, 도 4a 및 도 4b 를 참조하여 설명된 전자 나침반에 관한 실시형태는 자북 표시 바늘 (23) 에 적용될 토크를 결정하기 위해 프로세싱 유닛으로 전달되는 입력 파라미터로서 기하학적 각도를 이용한다.

"물리적 실재성" 과 비교하여, 제안된 모델의 확립의 특별한 특징들 중 하나는 시계바늘들의 각속도이며, 선택된 바람직한 실시형태에 따라, 분침 (211) 의 각속도는 프로세싱 용량과 관련된 시스템 제약들로 인해 반드시 제한된다. 사실, 제 1 및 제 2 모터들 (61, 62) 은 오직 소정의 초당 최대 수의 스텝들을 구현할 수 있고, 따라서 최대 모터 스텝 주파수가 존재하며, 그 후 각 가속도가 반드시 0 이 되기 때문에 뉴턴 운동 방정식 (700) 은 더 이상 적용될 수 없다. 분침 (21) 을 제어하는 제 1 모터 (61) 의 최대 모터 스텝 주파수 (611') 는 바람직하게는 200 Hz 와 1000 Hz 사이이며, 이는 다이얼의 완전한 회전이 180 모터 스텝들과 등가일 경우 대략 초당 1 회전과 초당 5 회전 사이의 분침 (21) 의 최대 회전 속도와 동일하다. 본 발명에 대하여 선택된 어떤 실시형태도 전자 회로 (31) 의 이용을 수반하며, 기계식 디스플레이 수단 (2) 에 대한 최대 스크롤 속도는 항상 모터 제어 회로 (6) 의 프로세싱 용량에 따라 정의될 것이다.

도 2a 는 본 발명의 제 1 센서 (4) 의 바람직한 실시형태를 도시하며, 디스플레이 수단 (1) 의 가속 또는 감속 값을 이러한 입력 파라미터에 적용된 제 1 뉴턴 방정식 (700) 을 푸는 것에 의해 계산하기 위해 전자 회로 (31) 에 의해 이용된 임펄스 주파수 (401) 를 상대적으로 간단히 결정한다. 제 1 센서 (4) 는 크라운 (11) 과 함께 일체로 회전하는 스템 (41) 에 장착되고, 2 개의 대향하는 방향들 (S1 및 S2) 로의 회전시 구동될 수 있다. 복수의 전기 접촉기들 (41a, 41b, 41c, 41d) 이 스템 (41) 의 주변부에 장착된다. 바람직하게 4 개의 접촉기들이 도 2a 에 도시된다. 제 1 센서 (4) 는 또한 고정된 구조상에 장착된 전자 접점들 (42, 43) 을 포함한다. 전압이 접촉기들 (41a, 41b, 41c, 41d) 에 적용될 경우, 제 1 접점 (42) 의 단자들에서, 출력 신호 (412) 의 값이 측정되며, 제 2 접점 (43) 의 단자들에서, 출력 신호 (413) 의 값이 측정된다.

도 2b 는 상부 (a) 에서, 크라운 (11) 이 시계 방향인 회전 방향 (S1) 으로 회전할 경우에 획득된 제 1 및 제 2 신호들 (412 및 413) 을 도시한다. 각각의 신호 (412, 413) 가 포지티브인 지속시간인 제 1 주기 (401a), 각각의 신호 (412, 413) 가 제로인 제 2 주기 (401b), 및 제 1 주기 (401a) 와 제 2 주기 (401b) 의 합인 제 3 전체 주기 (401c) 는, 제 1 접점 (42) 부터 제 2 외부 접점 (43) 까지의 전기 접점들 (41a, 41b, 41c, 41d) 중 하나의 경로에 대응하는 하나의 값만큼 간단히 시간 쉬프트되는 제 1 및 제 2 출력 신호들 (412, 413) 의 각각에 대하여 동일하다. 도면은 그 도면의 저부 (b) 에서 반전되며, 여기서 크라운 (11) 은 반시계 방향 (S2) 으로 회전되고, 제 1 출력 신호 (412) 의 제곱이 제 2 출력 신호 (413) 의 제곱 이전에 형성된다. 그 후에, 이러한 신호들 (412, 413) 은 카운터 모듈 (44) 로 전송되어 임펄스 주파수로 변환된다.

제 1 뉴턴 방정식 (700) 에 적용된 임펄스 주파수 (401) 를 결정하기 위한 도 2a 에서의 제 1 접촉기의 이용은 또한, 정정의 평활화를 보장하기 위해 제 1 센서 (4) 의 임의의 미세한 분해능을 요구하지 않는 장점을 가지며, 이는 뉴턴 방정식을 푸는 것에 의해 결정된 속도가 가속도가 없는 경우에도 여전히 연속적이기 때문이다. 따라서, 임펄스 주파수 (401) 에 비례하는 토크 값들의 덜 미세한 입자의 분해능은 앞으로 덜컥거리는 디스플레이 수단 (2) 을 발생하는 것이 아니라 각각의 추가 임펄스의 검출 이후 더 명확한 가속도들을 보장할 것이다. 결과적으로, 3 개, 2 개 또는 심지어 단일의 접촉기를 갖는 센서를 이용하고, 디스플레이 수단 (2) 에 적용될 소정의 시뮬레이션된 토크 값을 획득하기 위해 예컨대, 병행하는 계수들의 증가에 의해 접촉기들의 수에 있어서 이러한 감소를 보상한다.

대안적인 실시형태에 따르면, 하나 또는 몇몇의 푸시 버튼들 (비도시) 과 연관된 하나 또는 몇몇의 접촉기들을 이용하는 것을 고려하고, 각각 제 1 푸시 버튼 상에 압력을 가압하여 임펄스 주파수 (401) 를 증분시키고 각각 제 2 푸시 버튼 상에 압력을 가압하여 임펄스 주파수 (401) 를 감소시키는 것이 가능하다. 이러한 대안적인 실시형태에 따르면, 각각 임펄스 주파수 (401) 를 증분하고 감소시키도록 지정된 2 개의 센서들이 이용되며, 이는 본 발명에 따른 모델의 확립에서, 시계바늘들 (21, 22) 의 모션을 개별적으로 가속 및 감속하기 위해 가상의 기계적 토크를 일 방향 또는 반대 방향으로 적용하는 것을 의미한다.

도 3 은 본 발명의 바람직한 실시형태에 따라 시계에 적용된 시계바늘들을 이용하는 시간 조정 동작들의 상이한 시퀀스들에 대한 상태도를 도시한다. 그러나, 당업자는 반드시 시간과 관련되지 않은 다른 타입의 파라미터들 (즉, 임의의 타입의 심볼들) 을 조정하는 것이 가능하며, 시계바늘들은 다른 아날로그 디스플레이 부재들에 의해 교체될 수 있음을 이해할 것이다.

단계 (1001) 는 크라운 (11) 의 제 1 작동이며, 분침 (21) 의 모션을 발생한다. 크라운이 소정의 회전 방향, 예컨대 S1 으로 작동될 경우, 센서 (4) 는 크라운 (11) 에 대한 포지티브 각속도 (111) 에 대응하는 "포지티브" 개수의 임펄스들 (401) 을 검출하며, 동일한 방향에서 시계바늘에 적용된 토크의 적용을 시뮬레이션 한다. 따라서, 크라운 (11) 의 시계 방향 (S1) 으로의 회전은 분침 (21) 을 다이얼 상에서 전방으로 이동시킨다. 크라운 (11) 의 동일한 방향 (S1) 으로의 반복된 회전은 카운터 모듈 (44) 에 의해 이용된 연속하는 샘플링 주기들 동안 임펄스 주파수 (401) 를 포지티브로 유지하고, 따라서 평활하고 연속적인 모션이 획득될 때까지 제 1 뉴턴 방정식 (700) 또는 변형된 뉴턴 방정식 (700') 에 따른 분침 (21) 의 모션을 추가로 가속시키며, 여기서 각 단계에서 시계바늘 점핑을 시각적으로 인지하는 것은 불가능하다. 그러나, 분침 (21) 의 모션이 최대 모터 스텝 주파수 (611') 가 달성되면 관측되는 최대 각속도를 초과할 수 없기 때문에, 크라운 (11) 의 회전은 이러한 최대 속도에 도달하면 더 이상 어떤 효력도 가지지 않는다. 바람직한 실시형태에 따르면, 최대 시뮬레이션된 각속도 (7031) 는 최대 모터 스텝 주파수 (611') 의 함수로서 결정된다. 뉴턴 방정식을 푸는 알고리즘이 이러한 최대 속도 제한치에 도달하자마자, 그 알고리즘이 더 높은 값의 결과를 제공해야 하는 경우에도 알고리즘은 포화상태가 된다, 즉 시뮬레이션된 각속도 (703) 를 증가시키는 것을 중단한다.

도 3 의 도면은 속도가 포화상태가 되었는지 여부를 결정하기 위해 마이크로제어기 (5) 에 의해 수행된 비교 단계 (5003) 를 도시하며, 이 경우 계산이 수행된 샘플링 주기 동안 시뮬레이션된 각속도 (703) 는 최대 값 (7031) 으로 제한되고 각 가속도 (703') 는 0 이 된다. 비교 단계 (5003) 로부터 시작하여 포지티브 가속도 값 (703') 을 향하는 피드백 루프는, 최대 시뮬레이션된 각속도 (7031) 가 도달되지 않는다면 어떤 포화상태도 발생하지 않는 것을 나타낸다.

단계 (1001) 는 크라운 (11) 의 시계 방향으로의 작동, 바람직하게는 분침 (21) 을 동일한 방향으로 전진시키기 위해 설명되었다. 그러나, 하나의 장치가 또한 가능한데, 여기서 크라운 (11) 의 반대 방향 (S2) 으로의 작동은 유사하게 분침 (21) 및 시침 (22) 을 반대방향으로 회전시키고, 임펄스들 (401) 의 수는 각각의 샘플링 주기 동안 동일한 방식으로 계산되지만, 센서 (4) 에 의해 결정된 회전 방향에 관한 정보는 제 1 및 제 2 모터들 (61, 62) 에 의해 시계바늘들에 적용되는 회전 방향을 선택한다.

추가로, 기계식 디스플레이 수단에 적용된 모션이 크라운의 속도에 의존하는 가속도의 결과가 되는, 여기서 제안된 솔루션은 낮은 분해능의 크라운에 대하여 매우 강인하다. 또한, 모션은 사용자가 크라운을 간헐적으로 전방으로 이동시키는 경우에도 평활하게 유지되며: 사용자가 크라운을 일련의 움직임으로 회전시킨다면, 움직임들 사이에 정정들이 계속된다. 이는 기계식 디스플레이 수단이 매우 효율적이지 않은 경우에도 상당한 시간 절약을 제공한다. 따라서, 분침이 각각의 시간 변경에 대하여 1 회전을 완료하는 전체적으로 기계적인 접근방식을 이용한 시침 (22) 과 분침 (21) 의 동시의 조정은 상대적으로 느린 시스템에 대해서도, 사용자에게 허용가능한 속도에서 가능하게 된다. 사실, 사용자에 대하여 매우 직관적인 이러한 접근 방식을 유지하기 위해, 아날로그 디스플레이를 갖는 전자 시계들에 대하여 몇 시간의 정정은 분침이 모터들이 비효율적인 경우에 사용자가 실행하기에 너무 오래 걸릴 수 있는 더 많은 수의 모터 스텝들을 형성하는 것을 요구한다. 크라운 (14) 의 작동 주기들 사이에 시계바늘들의 연속적인 모션의 결과로서 본 발명에 의해 제공되는 상당한 시간 절약은 이러한 조정들이 전자 회로 및 모터들의 효율에 상관없이 동시에 수행될 수 있는 것을 의미한다.

그러므로, 크라운 (11) 이 방향 (S1 또는 S2) 으로 회전하는지 여부에 관계없이, 작동 단계 (1001) 는 시침 (22) 및 분침 (21) 을 동시에 조정하며, 이는 각각의 파라미터가 효율성을 이유로 순차적으로 조정되는 전자 시계들에 대하여 특히 유리하다.

단계 (1001') 는 단계 (1001) 의 종속 단계 또는 더욱 일반적으로 그 직후의 임의의 작동 단계이다. 이는 크라운 (11) 또는 더욱 일반적으로 제어 수단 (1) 이 작동되는 것을 중단시키는 단계이다. 이러한 단계 동안, 본 발명에 따른 모델의 확립은 검출된 임펄스 주파수 (401) 가 제로이면 시스템에 적용되는 임의의 외부 토크가 더이상 발생하지 않는 것을 의미하며, 검출된 임펄스 주파수 (401) 는 다른것들 중에서, 임펄스 주파수 (401) 를 결정하는 카운터 모듈 (44) 에서 선택된 샘플링 주기에 의존한다. 값 (401) 이 0 이 되자마자, 각 가속도 (703') 는 바로 제 1 뉴턴 방정식 (700) 에 따라 모델링된 유체 마찰에 의해서만 결정된다:

703' = -703"/704

이러한 뉴턴 방정식 (700) 에 대한 솔루션은 이전에 설명된 실시형태에서 예컨대, 분침 (21) 과 같은 디스플레이 부재의 관성에 의한 감속을 결정하며, 이는 감속이 오직 시뮬레이션된 각속도 (703) 에만 비례하기 때문이다. 이러한 관성에 의한 감속 동안, 시스템은 도 3 에 도시된 제 1 감속 페이즈 (B1) 에 있다.

그러나, 만약 예컨대, 방향 (S1) 으로 회전된 이후에, 크라운 (11) 이 추가의 작동 단계 (1002) 에서 대향하는 방향 (S2) 으로 회전된다면, 각 가속도 (703') 는 여전히 네거티브이지만, 도 3 에 도시된 감속 (B2) 은 더 현저한데, 이는 가상 토크 (401') 의 부호가 각 가속도 (703') 가 시스템을 더 신속하게 감속시키도록 작용하는 네거티브가 되기 때문이다.

크라운 (11) 을 대향하는 방향으로 작동시키는 것은, 원하는 값에 가까울 때, 추가의 작동 단계 (1002) 를 이용하여 조정을 추가로 미세 조정하는 반면에, 각속도는 특정 모멘트에서 상대적으로 높은데, 이는 발생된 제 2 감속 페이즈 (B2) 가 크라운 (11) 의 연장된 작동 동안에만 발생하는 제 1 감속 페이즈 (B1)( 보다 더 현저하기 때문이다.

도 3 에 도시된 것과 같이, 제 1 작동 단계 (1001) 는 따라서, 기계식 디스플레이 수단 (2) 및 가속이 가장 두드러지는 분침 (21) 의 가속 페이즈 (A) 가 항상 뒤따른다. 이러한 가속 페이즈 (A) 는 모터 제어 회로 (6) 가 최대 주파수, 이 경우 제 1 모터 (61) 의 스텝 주파수 (611') 가 도달된 것을 검출할 경우에 종료하며, 시뮬레이션된 각속도 (703) 가 최대 각속도 값 (7031) 에 제한되는 페이즈 (C) 가 뒤따른다. 이러한 페이즈 (C) 동안, 따라서 분침 (21) 은 일정하고, 제 1 모터 (61) 의 최대 스텝 주파수 (611') 에 의해 제한되며: 알고리즘은 포화상태가 된다. 따라서, 크라운 (11) 의 동일한 회전 방향 (S1) 으로의 임의의 추가 작동은 분침의 실제 각속도 (211) 에 어떤 영향도 주지 않지만; 이러한 작동들은 실제 각속도 (211) 를 일정 레벨로 유지하여 각 가속도 값 (703') 이, 설명된 바람직한 실시형태에서 샘플링 주기에 대응하고, 예컨대 1 초로 캘리브레이션될 수 있는 너무 긴 비활성화 주기 이후에 네거티브가 되는 것을 방지한다. 추가로, 제 1 의 뉴턴 운동 방정식 (700) 에서 시스템에 적용된 모멘트들을 정의하는 비례 계수들, 즉 임펄스 주파수 (401) 에 관련된 비례 계수 (701) 와 유체 마찰 비례 계수 (702) 는 바람직하게 제 1 모터 (61) 의 최대 모터 스텝 값 (611') 과 함께 선택될 수 있으며, 따라서 각 가속도 값 (703) 은 초당 적어도 하나의 임펄스 (401) 가 검출된다면 항상 포지티브이거나, 상기 시간 경과 동안 선택된 값이며, 따라서 실제 각속도 (211) 는, 최대 각속도 (21) 가 도달되면, 크라운 (11) 이 초당 적어도 한번 작동될 경우에 항상 일정하게 유지된다.

따라서, 앞의 설명을 읽음으로써, 어떤 작동 수단이든, 바람직하게 기계식 수단 (1) 과 기계식 디스플레이 수단 (2) 이 본 발명에서 이용된다면, 디스플레이 수단 (1) 의 가속 페이즈 (A) 이후에, 통상적으로 페이즈 (C) 가 뒤따르며, 페이즈 (C) 동안 디스플레이 수단 (2) 의 스크롤 속도는 조정이 실행될 경우 디스플레이된 디스플레이 값과 도달되어야 하는 값 사이에 큰 차이가 발생하자마자 일정하게 되는 것이 명확하다. 만약 제어 수단이 결정된 기간 동안 작동되지 않으면, 디스플레이 수단 (2) 의 제 1 감속 페이즈 (B1) 는 이러한 연장된 비활성화 이후에 발생하며, 그렇지 않으면 제 2 의 더 현저한 감속 페이즈 (B2) 가 초기 작동 단계 (1001) 에서 이용된 것과 대향하는 방향으로 제어 수단의 추가 작동 단계 (1002) 에서 작동될 수 있다. 크라운 (11) 의 경우, S1 이 제 1 회전 방향이었다면 대향하는 회전 방향은 S2 가 되고, S2 가 제 1 회전 방향이었다면 대향하는 회전 방향은 S1 이 된다. 제 2 작동 단계 (1002) 의 이용은 사용자가 아날로그 디스플레이 엘리먼트(들) 의 더 미세한 조정을 수행하는 것을 원할 경우 스크롤 속도 및 시간과 관련하여 디스플레이 디바이스의 사용자의 선호도들에 의존한다.

따라서, 본 발명에 따른 방법 및 제어 디바이스는 임의의 시간에 기계식 디스플레이 엘리먼트(들) 의 움직임을 가속 및/또는 감소시키는 가능성을 갖는 조정 동작들을 통해 증가된 제어를 허용한다. 또한, 속도에 있어서 변화들은, 속도가 센서 값들로부터 직접 추정되는 종래 기술의 솔루션들보다 훨씬 더 점진적이다. 센서의 크기들로부터 속도보다 가속도를 결정하는 것은 기계식 디스플레이 엘리먼트들의 모션을 평활하게 한다. 설명된 바람직한 솔루션은 물리적인 크기를 동일한 정도의 물리적인 크기로 변환, 즉 각속도 - 크라운 (11) 의 각속도 - 를 다른 각속도 - 분침 (21) 과 시침 (22) 의 각속도로 변환시키지만, 임의의 다른 타입의 디스플레이 수단 (2) 을 갖는 제어 디바이스 (3) 를 복제하는 것을 예상하는 것이 가능하다. 시계들에 대하여, 어떤 작동 모드 (크라운의 회전, 푸시 버튼 상의 압력, 촉각 스크린상에 손가락을 이동시키는 것, 등) 가 이용되든지, 기계식 시계들에 대하여 가장 빈번하게 이용되는 디스플레이 수단 (2) 의 회전 모션을 발생하는 것이 바람직할 수 있다. 그러나, 선형 표시자들의 움직임들이 또한 예상될 수 있으며, 이 경우 모션의 기본 방정식은 더 이상 토크를 각속도에 연결하지 않고 힘을 선형 가속도에 연결시킬 것이다. 유사하게, 관성 모션의 감속은, 이 경우 더이상 유체 마찰에 대하여 모델화된 토크가 아니라 마찰력에 의해 야기된다.

도 4a 및 도 4b 는 각각 본 발명의 바람직한 실시형태에 따른 제어 디바이스 (3) 의 개략도, 및 전자 나침반을 형성하는데 채용된 계산 파라미터들 및 단계들을 도시한다. 전술된 실시형태와 달리, 나침반은 사용자에 의한 북쪽 표시자 바늘 (23) 의 위치의 임의의 조정을 요구하지 않는데, 이는 이러한 위치가 계산에 의해 자동으로 결정되기 때문이다. 작동 수단 (1) 은 오직 동작 또는 디스플레이 수단을 작동시키는데 이용되기 때문에, 도시되지 않는다.

도 4a 는 도 1a 와 유사하게, 바람직하게 마이크로프로세서 또는 마이크로 제어기에 의해 형성된 계산 유닛 (5), 메모리 유닛 (7) 및 모터 제어 회로 (6) 를 포함하는 전자 회로 (31) 를 도시한다. 그러나, 다른 모터 (63) 가 나침반 바늘 (23) 의 모션을 제어하기 위해 통합된다. 제 2 센서 (4') 는 상이한 타입의 물리적인 크기, 즉 자기장을 측정한다는 점에 있어서 제 1 센서 (4) 와 상이하다. 이는, 예를 들면, 플럭스게이트 자기 센서 또는 임의의 다른 적합한 자기 센서일 수도 있다. "포지셔닝" 회로 (45) 는 제 2 센서 (4') 에 의해 결정된 북쪽의 방향과 바늘 (23) 의 현재 위치 사이의 상대적인 각도 (451) 를 결정한다. 이러한 상대적인 각도 (451) 는 마이크로프로세서로 전달되어 이하 설명되는 도 4b 에서 새로운 뉴턴 타입의 운동 방정식 (700") 을 풀기 위한 입력 파라미터이다. 도 4a 를 검사하면, 제 1 물리적인 크기, 즉 제 2 센서 (4') 에 의해 측정된 자기장이 제 2 물리적인 크기, 즉 모델링된 시스템에 적용된 기계적 토크 및/또는 힘 값들을 결정하기 위한 사전-포지셔닝 회로로서 작용하는 포지셔닝 회로 (45) 에 의한 상대적인 각도 (451) 로 변환된 것이 보여질 수 있다. 이러한 포지셔닝 회로 (45) 는 앞서 설명된 도 1a 및 도 1b 의 실시형태의 카운터 모듈 (44) 과 전체적으로 비교할만하며, 회전 속도 (111) 를 임펄스 주파수 (401) 로 변환하고, 따라서 사전-프로세싱 회로를 형성한다.

도 4b 는 전자 나침판에 지정된 모터 (63) 의 모터 스텝들 (633) 의 수 및 계산 파라미터들을 결정하는 다양한 단계들을 도시한다:

- 단계 (5000'), 비례 계수 (705) 에는, 본 발명의 범위 내에서 모델의 확립에 따라, 북쪽 표시자 나침반의 바늘 (23) 에 그 회전축 둘레에서 적용된 토크에 대응하는 것으로 가정되는 가상 토크 값 (451') 을 결정하기 위해 상대 각도 (451) 의 사인 값이 곱해진다. 물리적인 실재성에 매칭하는 모션에서 가능하면 직관적으로 제 2 자기 센서 (4) 에 의해 결정된 북쪽 방향으로 바늘 (23) 을 안정화시키도록 추구되기 때문에, 토크 값들 (451') 상대적인 각도 (451) 에 따라 포지티브 값과 네거티브 값 사이에서 진동할 것이며, 이는 바늘 (23) 상에 일 방향 또는 다른 방향에서 가해지는 복원력을 구현한다.

- 단계 (5004) 의 목적은 제 3 모터 (63) 의 모터 스텝 주파수 (633) 를 결정하는 것이다. 이러한 단계는 디스플레이 수단 (703') 의 시뮬레이션된 각 가속도 (703') 를 계산하는 제 1 서브-단계를 포함하며, 이 경우 나침반 (21) 의 바늘 (23) 의 각 가속도는 고체 물리학에 적용된 기본 역학 원칙에 따라, 이하의 제 2 뉴턴 방정식 (700') 에 의해 공식화된다:

703' = (451'-703")/704,

여기서, 계수 (704) 는 이 경우 나침반의 북쪽 표시자 바늘 (23) 과 그 회전축 둘레에서 연관된 회전 시스템의 관성을 모델링하는 (통상적으로 대문자 J 로 표시되는) 시스템의 시뮬레이션된 관성 모멘트이고, 451' 은 나침반 (21) 의 바늘 (23) 과 북쪽 방향에 의해 형성된 각도의 사인 값에 따라 적용된 가상 토크이다. 분침 (21) 의 모션을 결정하기 위한 앞의 뉴턴 운동 방정식 (700) 과 유사하게, 시뮬레이션된 회전 시스템 계수 (704) 는 또한 제 2 뉴턴 방정식 (700') 에서 나침판 바늘 (34) 의 관성의 실제 모멘트보다 바람직하게 훨씬 더 크도록 선택되며, 더 치밀한 시스템의 거동을 바늘에 제공한다. 설명된 바람직한 실시형태에 따르면, 시간 표시들을 정정하기 위해 전술된 바람직한 실시형태와 유사하게, 시뮬레이션된 각속도 (703) 에 비례하는 가상 토크 (703") 는 나침반 바늘 (23) 의 각속도 (233) 를 결정하기 위해 바늘 (23) 의 모션을 점진적으로 감속시키는 유체 마찰 모델을 확립하기 위해 도입되었다. 토크 값 (401') 과 유사하게, 토크 값 (703") 은 유체 마찰 계수라 불리는 비례 계수 (702) 로 시뮬레이션된 각속도 (703) 를 곱함으로써 획득된다. 본 발명의 바람직한 변형예에 따르면, 각각의 모터 스텝은 가능하면 평활하게 바늘의 모션을 형성하기 위해 제한된 각 섹터를 통해 나침반 바늘 (23) 의 모션을 발생한다. 바늘 모션을 가능하면 평활하게 하기 위해, 각 스텝의 각도 증분 값은 바람직하게 1 도 이하이다. 다시 말해서, 모터 (63) 의 각 모터 스텝은 1 분의 각도 값의 1/6 과 동일한 각도 값을 통해 나침반 바늘 (23) 을 회전시키며, 따라서 모터 스텝들은 가상으로 육안으로 볼 수 없다.

분침 (21) 또는 시침 (22) 의 모션에 대하여 이용된 다른 모터들의 분해능보다 더 대략적인 분해능 또는 등가의 분해능을 예상하는 것이 가능하다. 예를 들면, 모터 (63) 는 나침반 바늘 (23) 의 모션과 연관될 수 있고, 모터 (61) 는 분침 (21) 과 연관될 수 있고, 분침 (21) 은 특정의 지정된 동작 모드에서 나침반 바늘 (23) 로서 동시에 이용될 수 있다.

계산들을 간략화하기 위해, 나침반 (21) 의 바늘 (23) 의 모션을 결정하는데 이용된 제 2 뉴턴 방정식 (700') 은 어떤 분할도 요구하지 않고 동등하게 다시 기록하는 것에 의해 간략화될 수 있다.

나침반 바늘 (23) 의 모션을 결정하는 방법은 전자기계식 시계들에서 자주 덜컥거리는 모션을 상당히 평활하게 형성한다. 앞의 바람직한 실시형태에서 설명된 전자식 나침반은 기계식 디스플레이 부재 (2), 즉 바늘을 포함하며, 따라서 손목 시계에 용이하게 장착될 수 있다. 이 경우, 분침 (21) 은 유리하게 나침반 바늘 (23) 로서 이용될 수 있다. 그러나, 디스플레이 부재의 연속적인 모션을 결정하는 방법은 또한, 예컨대, 휴대용의 다기능 디바이스들, 예컨대 모바일 전화기와 같은 전적으로 디지털인 디스플레이들에 적용될 수도 있는 것이 당업자에게 명백하다.

전술된 방법은 또한 전자 기계식 시계들과 호환가능한 다른 타입의 유사한 애플리케이션들에서 당업자에 의해 이용되며, 여기서 시계바늘들의 모션은 고도계에 대한 고도 또는 심도계에 대한 깊이와 같은 다른 타입의 정보를 제공하는데 이용된다.

Claims (11)

1. 디스플레이 수단 (2) 에 대한 연속적인 가변 속도의 모션을 결정하는 방법으로서,
   센서 (4, 4') 에 의해 측정된 값들로부터 시뮬레이션된 기계적인 힘 및 토크 값 (401'; 451') 중 적어도 하나에 대한 모델을 확립하는 단계; 및
   상기 시뮬레이션된 기계적인 힘 및 토크 값 (401', 451') 중 적어도 하나로부터 뉴턴 운동 방정식 (700, 700') 을 푸는 제 2 단계 (5001, 5004) 를 포함하며,
   상기 제 2 단계 (5001, 5004) 는 상기 디스플레이 수단 (2) 에 대한 시뮬레이션된 속도 (703) 를 계산하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 수단 (2) 에 대한 연속적인 가변 속도의 모션을 결정하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   물리적인 크기는 속도, 자기장, 고도, 깊이, 주파수 또는 기하학적 각도인, 디스플레이 수단 (2) 에 대한 연속적인 가변 속도의 모션을 결정하는 방법.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 디스플레이 수단 (2) 의 시뮬레이션된 가속도 (703') 는 물리적인 크기에 대응하는 값 (401, 501) 에 비례하는, 디스플레이 수단 (2) 에 대한 연속적인 가변 속도의 모션을 결정하는 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   제 2 의 기계적인 힘 및 토크 값 (703") 중 적어도 하나가 상기 디스플레이 수단 (2) 의 모션을 결정하는데 이용되며, 상기 제 2 의 기계적인 힘 및 토크 값 (703") 중 적어도 하나는 유체 마찰에 대하여 모델링되는, 디스플레이 수단 (2) 에 대한 연속적인 가변 속도의 모션을 결정하는 방법.
5. 제 4 항에 있어서,
   크라운 (11) 의 각속도 (111) 로부터 계산된 임펄스 주파수 (4001) 를 더 포함하는, 디스플레이 수단 (2) 에 대한 연속적인 가변 속도의 모션을 결정하는 방법.
6. 디스플레이 메커니즘에 대한 제어 디바이스 (3) 로서,
   상기 제어 디바이스 (3) 는 청구항 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 방법에 따라 계산된 연속적이고 가변적인 속도의 모션을 디스플레이 수단 (2) 에 전달하도록 구성된 계산 유닛 (5), 메모리 유닛 (7) 및 모터 수단 (61, 62, 63) 을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 메커니즘에 대한 제어 디바이스 (3).
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어 디바이스 (3) 는 적어도 제 1 의 물리적인 크기들을 측정하는 제 1 및 제 2 센서 (4, 4') 중 적어도 하나를 포함하며,
   상기 제 1 의 물리적인 크기들은, 기계적인 힘 및 토크 값 (401, 451') 중 적어도 하나가 계산 유닛 (5) 의 업스트림의 사전 프로세싱 회로들에 의해 계산되는 제 2 의 물리적인 크기들 (401, 501) 로 변환되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 메커니즘에 대한 제어 디바이스 (3).
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어 디바이스 (3) 는 상기 디스플레이 수단 (2) 을 구동하는 제 1 모터 (61) 를 적어도 작동시키며, 상기 제 1 모터 (61) 는 또한 상기 디스플레이 수단 (2) 에 대한 최대 스크롤 속도 (611') 를 결정하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 메커니즘에 대한 제어 디바이스 (3).
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 제어 디바이스 (3) 는 각각 별개의 기계식 디스플레이 수단 (2) 에 지정된 복수의 모터들 (61, 62) 을 동시에 작동시키는 것을 특징으로 하는 디스플레이 메커니즘에 대한 제어 디바이스 (3).
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 디스플레이 수단 (2) 의 가속 및 감속 중 적어도 하나는 제 1 센서 (4) 에 의해 측정된 임펄스 주파수 (401) 에 따라, 또는 상기 디스플레이 수단 (2) 과 제 2 센서 (4') 에 의해 결정된 북쪽 방향 사이의 상대적인 각도 (451) 에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 메커니즘에 대한 제어 디바이스 (3).
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 디스플레이 수단 (2) 은 바늘들 (hands: 21, 22, 23) 이며, 상기 바늘들 (21, 22, 23) 중 적어도 하나의 시뮬레이션된 각 가속도 (703') 는 상기 임펄스 주파수 (401) 또는 상기 상대적인 각도 (451) 에 비례하는 제 1 토크 값 (401', 451') 에 따라, 및 상기 바늘 (21, 23) 의 시뮬레이션된 각속도 (703) 에 비례하는 제 2 토크 값 (703") 에 따라 계산되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 메커니즘에 대한 제어 디바이스 (3).

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