WO2019043307A1 - Equipement électronique d'horlogerie indiquant l'heure et l'azimut du soleil au moyen d'une unique aiguille indicatrice - Google Patents

Equipement électronique d'horlogerie indiquant l'heure et l'azimut du soleil au moyen d'une unique aiguille indicatrice Download PDF

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WO2019043307A1
WO2019043307A1 PCT/FR2018/051861 FR2018051861W WO2019043307A1 WO 2019043307 A1 WO2019043307 A1 WO 2019043307A1 FR 2018051861 W FR2018051861 W FR 2018051861W WO 2019043307 A1 WO2019043307 A1 WO 2019043307A1
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WO
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sun
dial
time
processing unit
electronic
Prior art date
Application number
PCT/FR2018/051861
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English (en)
Inventor
Marc SAUZAY
Original Assignee
Sauzay Marc
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Publication date
Application filed by Sauzay Marc filed Critical Sauzay Marc
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Priority to US16/642,703 priority patent/US11567452B2/en
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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
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/26—Clocks or watches with indicators for tides, for the phases of the moon, or the like
    • G04B19/262—Clocks or watches with indicators for tides, for the phases of the moon, or the like with indicators for astrological informations
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C17/00—Indicating the time optically by electric means
    • 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
    • G04B19/00—Indicating the time by visual means
    • G04B19/26—Clocks or watches with indicators for tides, for the phases of the moon, or the like
    • G04B19/268—Clocks or watches with indicators for tides, for the phases of the moon, or the like with indicators for the phases of the moon
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04G—ELECTRONIC TIME-PIECES
    • G04G9/00—Visual time or date indication means
    • G04G9/0064—Visual time or date indication means in which functions not related to time can be displayed

Definitions

  • the present invention relates to an electronic clock equipment for indicating the current legal time of the place where the equipment is located and astronomical information. It may include astronomical information of a scientific nature, either general or associated with this place. Such clock equipment may for example be in the form of a watch. "Watch” means a timepiece of a size small enough to be worn on the body as opposed to large timepieces such as astronomical clocks. It may in particular be a watch provided with a bracelet allowing it to be worn on the wrist.
  • the indication of astronomical information is sought by some watchmakers. It can be the position of stars of the solar system at the current date with respect to the Earth and with respect to the constellations of the zodiac, or phases of the Moon, the equation of time or even sometimes moments to sunrise and sunset.
  • This mechanical watch has a planetarium that permanently shows the positions, seen from the north pole of the ecliptic, the Sun, the Moon and five planets other than the Earth, relative to the latter and the zodiac. But these positions do not correspond to the reality of the solar system at least because of the non-respect of the dimensions of the orbits and therefore have no scientific character.
  • the watch also shows the phases of the Moon and the current date.
  • the Ulysse Nardin watch is equipped with an extremely complex mechanism, very compact and of a good precision which makes it a very expensive watch.
  • the minute hand moves to be placed in the position where it simultaneously indicates the zodiac sign in which the star in question is located and the approximate position of the latter within said zodiac sign. , using the twelve zodiac signs and the graduation in hours and minutes of the dial of the watch. If he wishes, the user can repeat the same operations for one or more other stars.
  • this watch is not able to provide information that allows the user to find a simple and fast way the star of interest in the sky. Indeed, this watch only provides an indication of the position of a given star relative to the constellations of the zodiac. If the user then wants to see the star in question in the sky, he must first identify the constellation of the zodiac that has been designated by the watch. This assumes that the user is able to recognize the aggregates of stars corresponding to different constellations, which is not within the reach of any user.
  • EP-A1-1498790 discloses an astronomical watch comprising means for selecting a celestial body and means for determining the position of the celestial body in the sky and having said position indicated by display means.
  • the watch includes a rotating dial on which is represented a map of the sky.
  • the needles have a shape such that their intersection makes it possible to designate any point on the represented sky map on the dial, the particular point being indicated by controlling the movement of the hour and minute hands.
  • the astronomical watches described in document EP-A1-0949549 and in document EP-A1-1498790 have the advantage of being at least partially electronic by being provided with a processing unit containing a processor and associated with a data memory in which are stored all the parameters concerning the zodiac and the relative movements of the stars relative to the Earth, the calculations to be made by the processor to determine the positions of the stars using parameters corresponding to a algorithm performed by the processor. This makes it possible to lower the price and bulk of such astronomical watches in comparison with mechanical watches.
  • the document CH658763 describes a mechanism providing a representation of the starry sky and to inform on the position of the main bodies and on certain astronomical phenomena. While this solution certainly offers a global representation of the entire sky at the current time, it relies once again on a very complex and cumbersome, expensive on top of that.
  • the present invention aims to solve all or part of the disadvantages listed above.
  • an electronic clock equipment to indicate the current legal time of the location where the equipment is located and astronomical information
  • the electronic clock equipment including: an electronic processing unit provided at least one processor configured to periodically: o determining first geolocation parameters associated with the location where the electronic processing unit is located and second parameters concerning the current legal time legally associated with this location,
  • a dial provided with a housing enclosing all or part of the electronic processing unit and equipped with a display system displaying at least one indicator needle having a variable orientation in time such that the angle formed between the needle indicator and a first reference fixed axis of the dial is equal, at each instant, to the azimuth of the Sun established by the processing unit, and a time scale calculated by the electronic processing unit and displayed at the periphery of the dial in the form of a plurality of hourly points positioned with respect to the first reference fixed axis as a function of the azimuth of the sun respectively at the hours whose time points are representative, the indicator pointer thus indicating, at each instant, simultaneously:
  • the device can also meet the technical characteristics presented below, taken separately or in combination.
  • the local horizontal coordinates established by the electronic processing unit include the height of the Sun and the display system makes it possible to display a color of the variable dial adjusted according to the height of the Sun established by the electronic processing unit.
  • the display system comprises display elements arranged to display on the dial a visual symbol representative of the vertical projection, on the horizon, of the current position occupied by the Sun at each instant. , where the dial materializes the plane of the horizon and the needle indicator always passes through this visual symbol and displayed by the display elements.
  • the electronic processing unit is configured to determine, on the basis of the local horizontal coordinates of the Sun established by the electronic processing unit, the abscissa and the ordinate occupied in the plane of the horizon by the vertical projection, on the plane of the horizon, the current position of the Sun and the visualization elements are such that the displayed visual symbol is defined by an ordinate value in the plane of the dial counted according to the first reference axis of the dial and by a abscissa value in the plane of the dial counted along a second fixed reference axis of the dial oriented transversely relative to the first reference axis, the abscissa value and the ordinate value of the visual symbol displayed on the dial by the elements of visualization being calculated by the electronic processing unit so that the ratio between the abscissa value and the ordinate value associated with the visual symbol displayed is equal to the ratio between the abscissa and the ordinate occupied in the plane of the horizon by the vertical projection, on the plane of the horizon, of the current position of the Sun
  • the electronic processing unit is configured to establish, for the place where the electronic clockwork equipment is located and according to the first and second determined parameters, local horizontal coordinates of any natural or artificial bodies other than the Sun. from predetermined calculation rules stored in the memory of the electronic processing unit, and the display elements are arranged to display on the dial a visual symbol associated with each of said stars and representative of the vertical projection on the plane of the horizon of the current position occupied by this star at each moment, the dial materializing the plane of the horizon.
  • the display system comprises at least a portion of a light-emitting diode-based display screen arranged as the bottom of the dial.
  • the display elements comprise different ignition means of the luminous display screen at each visual symbol to be displayed.
  • the indicator hand is a digital object displayed by the illuminated display screen.
  • the electronic processing unit is configured to determine, according to the location where the equipment is located, the azimuth of the Sun at each of the times corresponding to the hours whose time points of the displayed time scale. are representative and the dial comprises display means for displaying these time points so that for each time point, the angle formed between the first fixed reference axis and the line passing through this time point and by the pivot axis of the indicator hand is equal to the azimuth of the Sun at the instant corresponding to the time whose hour-point is representative.
  • the display means for displaying the time points consist of a part of the luminous display screen where each time point is displayed digitally, the part of the luminous display screen making it possible to display the time points. being distinct from the portion arranged as the bottom of the dial.
  • the electronic processing unit is configured to periodically establish astronomical information, according to the first and second parameters determined by the electronic processing unit and from predetermined calculation rules stored in the memory of the electronic unit of processing, the display system comprises display means for displaying at least one of said astronomical information established for the user of the equipment, wherein the astronomical information includes at least the following data: the visible pole, the the celestial equator, the tropics, the ecliptic with the four seasons, and the equinoxes and the solstices, the aphelion and perihelion, the instantaneous positions of the Sun, the Moon, the five planets visible to the naked eye, and the shadow of the Earth, the daily race of the Sun and the Moon, with the moments and azimuths of their sunrises and sunsets , the moments of passage of the Sun in the first vertical if the Sun is raised at these times, the exact appearance of the Moon, its instantaneous average orbit around the Earth, the average positions of the nodes of this orbit that govern the eclipses, the e
  • the dial includes a manual control system for selecting said at least one of the established astronomical information to be displayed by the display means.
  • the electronic timepiece equipment includes a display screen separate from the dial and incorporating all or part of the electronic processing unit, the display screen for displaying on demand, in the form of drop-down menus, at least one image-screen representing visual information representative of the astronomical information.
  • the electronic processing unit comprises a satellite geolocation terminal adapted to determine the first parameters and the second parameters, from signals received from a plurality of satellites around the Earth.
  • the time graduation is a 24-hour number graduated by hourly points every 5 minutes, where a given time point is representative of an hour shifted by 5 minutes compared to the hours whose two time points adjacent to said given time point are representative. .
  • Figure 1 is a diagram showing an operating mode of the electronic processing unit of a device according to the invention.
  • Figure 2 shows an example of a dial of an equipment according to the invention, with its hourly graduations and display means, in Besan affair.
  • Figure 3 is an example of a multi-screen display images viewed by a display screen of a device according to the invention.
  • Figure 4 illustrates the dial of Figure 2 at night, at night
  • Figure 5 illustrates the dial of Figure 2 in wholesome Aires.
  • the invention essentially relates to an electronic clock equipment to indicate the current legal time of the place where the electronic clock equipment is located and astronomical information. It may in particular be astronomical information of a scientific nature, either general or associated with this place.
  • the electronic clockwork equipment comprises an electronic processing unit and a dial 25 capable of indicating, by means of a single indicator needle 26 as will be explained in more detail below, both the time current legality and, at all times, the direction of the Sun in this place.
  • Dial means a timepiece small enough to be worn on the body, such as a watch. he can in particular, be a watch provided with a bracelet allowing it to be worn on the wrist.
  • the electronic clock equipment may include a display screen, in addition to the dial.
  • the electronic processing unit is provided with at least one processor
  • the electronic processing unit (not shown) implementing an algorithm such that the electronic processing unit periodically performs the first and second operations detailed below.
  • the frequency of execution of these operations is of the order of 20 Hz.
  • the electronic processing unit will comprise all the electronic circuits and computing means necessary for the execution of this algorithm.
  • the first operation implemented by the electronic processing unit consists in determining in a step E1 first geolocation parameters 11 associated with the location where the electronic processing unit is located and second parameters 12 concerning the legal time. currently associated with this place.
  • the electronic processing unit may comprise a satellite geolocation terminal able to determine the first parameters 11 and the second parameters 12, from signals received from a plurality of satellites around the satellite.
  • This may be the technology known as GPS (for "Global Positioning System"), GALILEO, GLONASS or BEIDOU.
  • GSM Global System for Mobile Communications
  • RFID for "Radio Frequency Identification”
  • the first parameters 11 may correspond to the longitude and latitude of the place, possibly the name of the place.
  • the second parameters 12 may go through the definition of the legal time zone and the legal time taking into account the local regulations to be applied, depending on the place in question, and the legal date in this place at this time.
  • the second operation implemented by the electronic processing unit consists in establishing in a step E2, as a function of the first and second parameters 11, 12 previously determined by the electronic processing unit, local horizontal coordinates 13 of the Sun associated with the where the equipment is located.
  • the establishment of the local horizontal coordinates 13 of the Sun are performed from predetermined calculation rules stored in a memory of the electronic processing unit.
  • the local horizontal coordinates 13 of the Sun comprise at least the azimuth of the Sun, and potentially the height of the Sun.
  • the azimuth of the Sun in one place is defined as the angle measured in the "clockwise" direction, between the southern cardinal point and the projection on the local horizontal plane of the line connecting the place to the sun.
  • the height of the Sun in one place also known as the “elevation angle” is defined as the vertical angle between the local horizontal plane and the line connecting the place to the sun.
  • the dial 25 is provided with a housing enclosing all or part of the electronic processing unit.
  • the dial 25 is equipped with a display system displaying at least one indicator needle 26 having a time-varying orientation relative to the remainder of the dial 25 such that the angle 27 formed between the indicator needle 26 and a first axis fixed reference 28 of the dial is equal, at each instant, to the azimuth of the Sun established by the processing unit in step E2.
  • the first fixed reference axis 28 can in particular correspond to an axis representative of the direction of the Sun at the moment of its daily culmination on the dial 25.
  • the indicator needle 26 rotates in the so-called "clockwise" direction if the user found in a place in the northern hemisphere (case of Figure 2 for the example of Besan affair) and in the opposite direction if it is a place in the southern hemisphere (case of Figure 5 for example of wholesome Aires).
  • the housing also comprises a time scale 29 calculated by the electronic processing unit and displayed at the periphery of the dial 25 in the form of a plurality of time points 30 positioned with respect to the first fixed reference axis 28 as a function of the azimuth of the Sun respectively at the round hours whose time points 30 are representative.
  • the electronic processing unit is configured to determine, according to the place where the electronic clock equipment is located, the azimuth of the Sun at each of the times corresponding to the hours whose time points 30 of the displayed time scale 29 are representative. To achieve this, it can in particular use the same predetermined calculation rules that allow the establishment of the local horizontal coordinates 13 of the Sun in step E2.
  • the dial 25 comprises display means for displaying these time points 30 so that for each time point 30, the angle formed between the first fixed reference axis 28 and the line passing through this time point 30 and by the pivot axis of the indicator hand 26 is equal to the azimuth of the sun at the instant corresponding to the time of which the time point 30 concerned is representative.
  • the time graduation 29 is a 24-hour number graduated by hourly points every 5 minutes, where a given time point 30 is representative of an hour offset by 5 minutes from the round hours including the two hourly points 30 adjacent to said point. given time are representative.
  • the time scale 29 can be redrawn each day at OhOminOs from the local time to adapt it to the day that begins.
  • the time scale 29 used here for reading the legal time is therefore very different from a conventional time scale with a 12-hour count in the form of time points spaced at intervals. regular. Indeed, the time scale 29 is only based on the evolution of the value of the azimuth of the Sun at different times corresponding to the time points 30 and therefore implements a non-regular distribution of the time points at the periphery of the dial 25.
  • a first arc 38 associated with a numerical value (“4ml3s” in FIG. the example corresponding to Besan affair at 16h07min51s on August 16, 2017) represents the equation of time and a second circular arc 39 associated with a numerical value (“0h35min55s" in the example corresponding to Besan affair at 16h07min51s on August 16, 2017) represents the effect, in time, of the difference between the longitude of the place where the equipment is located and the longitude of the middle of the time zone adopted by regulation.
  • This difference can be affected by the convention known as "summer time” and this supplement is then concretized by a third arc 50.
  • the indicator needle 26 thus indicates, at each instant, simultaneously: a representation of the relative directions of the Sun and the cardinal point of the culmination of the Sun (the South for the northern hemisphere and, conversely, the North for the southern hemisphere ), the difference between these directions being equal to the value of the azimuth of the Sun at this instant and in this place, this representation being constituted by the angle 27 formed between the indicator needle 26 and the first fixed reference axis 28 of dial 25,
  • Figure 5 shows what would be displayed dial 25 if it were located in wholesome Aires, therefore in the southern hemisphere, exactly at the same time as in the assumption of Figure 2.
  • the dial 25 is located in Besan affair on August 16, 2017 at 16h07min51s legal local time (time zone 2) while the dial of Figure 5 shows the position occupied by the needle 26 and the organization of the time scale 29 if the electronic clock equipment was in wholesome Aires at the same time, that is to say at Ilh07m51s legal local time (time zone -3).
  • time zone 2 the time scale increases in the opposite direction in the southern hemisphere with respect to the direction of growth of the northern hemisphere.
  • the orientation of the needle 26 is different, which corresponds to the fact that the azimuth of the Sun is obviously very different, at the same time, in Besan affair and wholesome Aires.
  • the distribution of time points is also different.
  • the indication 38 of the equation of time is identical whether one is in Besan affair or wholesome Aires, unlike the indication 39 which, for its part, depends on the difference between the center of the spindle time and the longitude of the place where the electronic clock equipment is located.
  • the value of the angle 27 formed between the indicator needle 26 and the first fixed reference axis 28 of the dial represents the azimuth of the Sun on 16 August 2017 in Besan affair at 16h07min51s.
  • the indicator needle 26 thus oriented points towards the time point 30 of the time scale which is representative of a legal time between 16:05 min and 16 hrmin, as is also displayed by the indication 32 (for example "16h07m51s") which displays in the center of the dial 25 digitally the value of the legal time determined in step El.
  • an indication 33 representative of the time zone (for example "spindle 2") determined in step E1 an indication 34 representative of the name of the place (for example "Besan affair") where is located the equipment or the name of the nearest place following the geo-location of step El, an indication 35 illustrating the latitude (for example "47,24 °") and the longitude (for example "-6.02") of the place, an indication 36 representative of the current legal date (for example "Wednesday 16/8/2017") determined in step E1, an indication 31 indicating whether one is presence or absence of a season of eclipse.
  • the display system comprises display elements arranged to display in a step E5 on the dial 25 a visual symbol 18 representative of the vertical projection, in the horizon, of the current position. occupied by the Sun at every moment, where the dial 25 materializes the plane of the horizon.
  • the indicator needle 26 constantly passes through this visual symbol 18 thus displayed by the display elements, to maintain the angle 27 at the calculated value of the sun's azimuth by the processing unit.
  • the electronic processing unit is configured to determine in a step E3, based on the local horizontal coordinates 13 of the Sun established by the electronic processing unit, the abscissa 14 and the ordinate 15 occupied in the plane of the horizon by the vertical projection, on the plane of the horizon, of the current position of the Sun.
  • the display elements are such that the visual symbol 18 displayed on the dial 25 is defined by an ordinate value 17 in the plane of the dial 25 counted along the first reference axis 28 of the dial and by a abscissa value 16 in the dial.
  • the abscissa value 16 and the ordinate value 17 of the visual symbol 18 displayed on the dial 25 by the display elements being calculated in a step E4 by the electronic processing unit so that the ratio between the abscissa value 16 and the ordinate value 17 associated with the displayed visual symbol 18 is equal to the ratio between the X-coordinate 14 and the ordinate 15 occupied in the plane of the horizon by the vertical projection, on the plane of the horizon, of the current position of the Sun.
  • the second fixed axis can in particular correspond to an axis representative of the East-West direction where the East is oriented to the right on the dial 25 that the latitude is positive or negative and the West is oriented to the left that the latitude is positive or negative.
  • the electronic processing unit is configured to establish in a step E6, for the place where the electronic clock equipment is located and according to the first and second parameters 11, 12 determined, local horizontal coordinates 19 of other stars any natural or artificial that the Sun from predetermined rules of calculation recorded in the memory of the electronic processing unit, these other bodies being selected from the Moon, at least the five visible planets (typically at least Mercury, Venus, Mars, Jupiter and Saturn) of the solar system other than Earth, asteroids, comets, stars, artificial satellites, space stations ...
  • step E6 is of the order of 20 Hz, as for steps E1 and E2.
  • the data memory associated with the processing unit which is in particular a non-volatile type memory, stores all the calculation rules and the astronomical tables that allow the calculations to be performed by the processor to determine the local horizontal coordinates 13 of the Sun. and the local horizontal coordinates 19 of the other bodies via an appropriate algorithm executed by the corresponding processor of the processing unit.
  • the display elements are arranged to display in a step
  • the electronic processing unit is configured to determine in a step E7, on the basis of the local horizontal coordinates 19 of this body established by the electronic processing unit, the abscissa 20 and the ordinate 21 occupied in the plane of the horizon by the vertical projection, on the plane of the horizon, of the current position of this star.
  • the visualization elements are such that the visual symbol 24 displayed for a given star is defined by an ordinate value 23 in the plane of the dial 25 counted along the first reference axis 28 of the dial and by a value of abscissa 22 in FIG. the plane of the dial 25 counted along the second fixed axis of the dial, the abscissa value 22 and the ordinate value 23 of the visual symbol 24 displayed on the dial 25 by the display elements being calculated in a step E8 by the electronic processing unit so that the ratio between the abscissa value 22 and the ordinate value 23 associated with the displayed visual symbol 24 is equal to the ratio between the abscissa 20 and the ordinate 21 occupied in the plane of the horizon by the vertical projection, on the plane of the horizon, of the current position of the corresponding star.
  • Figure 2 is displayed a visual symbol 241 representative of the current position of the Moon, a visual symbol 242 representative of the current position of Mercury, a visual symbol 243 representative of the current position of Venus , a visual symbol 244 representative of the current position of Mars, a visual symbol 245 representative of the current position of Jupiter and a visual symbol 246 representative of the current position of Saturn.
  • the visual symbols are different depending on whether the object is above or below the horizon. Those objects (or parts of objects) invisible (because located below the horizon) may possibly not be displayed.
  • the visual symbol 241 representative of the current position of the Moon is variable in appearance and represents the real aspect and orientation of the illuminated part of the Moon. at each moment at the location where the equipment is located.
  • the dial advantageously offers an instantaneous overall representation of the entire celestial vault at the location where the equipment is located.
  • Figure 2 illustrates the dial 25 in daytime for Besan affair at 16h07m51 local time on August 16, 2017,
  • Figure 4 illustrates against the dial 25 at night, in Besan affair, for example at 23h44min52s legal local time.
  • the needle 26 forms an angle with the reference axis 28 representative of the value of the azimuth of the Sun at this time.
  • the needle 26 points between the hourly points 30 of the time scale 29 representing 23h40min and 23h45min.
  • the dial 25 also displays visual symbols representative of the current position of most stars of the celestial vault visible in Besantig at that time.
  • the electronic processing unit executes, via said at least one processor, at least one algorithm such as for the implementation of the second operation E2, the electronic processing unit:
  • step E1 determines the legal time zone and the legal time, according to the first and second parameters 11, 12 determined in step E1,
  • the heliocentric ecliptic coordinates calculates, for the moment given, from the predetermined calculation rules stored in the memory of the electronic processing unit, the heliocentric ecliptic coordinates at least of the five planets visible to the naked eye and predetermined stars; the heliocentric ecliptic coordinates can be deduced from the orbit elements of the celestial objects, in the broad sense, their average anomalies, their eccentric anomalies and their true anomalies, or other particular parameters,
  • the equatorial coordinates, for a given star include the right ascension and the declination of the position of this star; it should be noted that the mathematical formulas for determining right ascension and declination as a function of ecliptic longitude and ecliptic latitude are known to those skilled in the art and the latter can easily refer to it,
  • the display system that equips the dial 25 advantageously comprises at least a portion of a light-emitting diode-based display screen arranged as the bottom of the dial 25. It may be a technology based on LED (for "Light Emitting Diode”) or OLED (for "Organic Light Emitting Diode”).
  • the visualization elements that make it possible to display the different visual elements 18, 24 comprise in this case different ignition means (by contrast, color, shape change displayed, by switching on or off, etc.) of the bright display screen at each visual symbol 18, 24 to display.
  • the display system makes it possible to display a variable color of the dial 25 adjusted as a function of the height of the sun established by the electronic processing unit in step E2. This allows the user to quickly realize, by simply viewing the color of the dial 25, the height of the Sun at any time. This function can be easily obtained by appropriate control of the control means of the illuminated display screen.
  • the display means for displaying the time points 30 may be constituted by a portion of the luminous display screen, each time point 30 being thus displayed digitally.
  • the part of the illuminated display screen for displaying the time points 30 is distinct from the portion arranged as the bottom of the dial 25. This makes it possible to separate what belongs to nature (ie the sky) from on the one hand, and the human conventions on the other hand, the two components of the dial being connected by arcs 38, 39 and possibly in "summer time” arc 50 in "zigzag” taking into account the equation of time and the effect of the difference between the longitude of the place and that of the center of the time zone in effect. This also allows ease of reading.
  • the bottom of the dial 25 which displays at least the indicator needle 26 and the visual symbols 18, 24 is constituted by a first display screen based on light-emitting diodes, while the display means intended for display the time points 30 are constituted by a second display screen based on light emitting diodes separate from the first screen.
  • the electronic processing unit is configured to periodically establish, according to the first and second parameters 11, 12 determined by the electronic processing unit and from predetermined calculation rules stored in the memory of the electronic unit of processing, additional astronomical information associated with the location where the equipment is located.
  • the display system comprises display means for displaying at least one of such astronomical information thus established for the user of the electronic clock equipment.
  • Astronomical information includes at least the following data: the visible pole (north or south), the celestial equator, the tropics, the ecliptic with the four seasons, the equinoxes and the solstices, the aphelion and perihelion, the instantaneous positions of the Sun, the Moon, the five planets visible to the naked eye and the shadow of the Earth, the daily course of the Sun and the Moon, with the moments and azimuths of their sunrises and sunsets, the moments of passage of the Sun in the first vertical if the Sun is raised at these moments, the exact appearance of the Moon, its instantaneous average orbit around the Earth, the average positions of the nodes of this orbit that govern the eclipses, the extended on the ecliptic zones of the eclipsed seasons, the moment comes the moments of the quarters of Moon and the full Moon and the new Moon, the instant and the height of the culmination of the Sun, the analemma of the Sun , the value of the equation of time, and in the night period the stars
  • Figure 2 it is for example displayed an indication 37 representative of the instant of the culmination of the Sun (for example "13h40mlls"), the indication 38 representative of the value of the equation of the time (for example "4ml3s", a representative indication of the analemma of the Sun, an indicative 41 representative of the daily course of the Sun, an indication 42 representative of the daily course of the Moon, an indication 43 representative of the time and the sunrise position (e.g. "6:33"), a representative indicative of the time and position of the sunset (e.g., "20:45”), indicative of the time and the Moonrise position (eg "lh5"), a representative indication of the time and position of the Moon's setting (eg "16:06").
  • the indication 38 representative of the value of the equation of the time
  • the indication 38 representative of the value of the equation of the time
  • an indication 41 representative of the daily course of the Sun
  • an indication 42 representative of the daily course of the Moon
  • an indication 43 representative of the time and the sunrise position
  • a display means for displaying at least one of the established astronomical information is a moving point 47, or pointer, on the user controlled dial.
  • Figures 2 and 5 appear the indications relating to the azimuth, height and declination of the planet Mercury pointed on the dial 25, the declination of the planet being obviously identical.
  • the dial 25 may optionally display a second hand line 49, representative of the seconds of the current legal time, distinct from the indicator needle 26, passing through the pole and of elliptical shape.
  • the second hand line 49 is displayed digitally via the display screen which already displays the indicator needle 26.
  • the housing can integrate at least one integrated source of continuous electrical voltage supplying at least the electronic processing unit and the display system, for example a battery or a battery.
  • the electronic timepiece equipment may also include a display screen separate from the dial 25.
  • the display screen which is able to communicate with the dial 25 in a wired or wireless manner is also powered by a source of DC voltage. This voltage source may be identical to or different from that supplying the dial 25.
  • the display screen which may be Smartphone or tablet type, may also integrate all or part of the electronic processing unit.
  • the geolocation terminal can be arranged in the dial 25 and / or in the display screen.
  • the display screen makes it possible to display on demand, in the form of drop-down menus, at least one image-screen representing visual information representative of the astronomical information.
  • Said at least one image screen is for example selected from the following image screens:
  • a first image-screen 60 representative of the at least partial panorama of the sky favoring the zodiacal zone visible towards the south for the places located in the northern hemisphere and towards the north for the places located in the southern hemisphere ,
  • At least one second image screen 61 collecting user-readable indications of the equipment representative of the first and second parameters 11, 12 determined by the electronic processing unit and / or representative of the local horizontal coordinates 13 of the Sun established by the electronic processing unit and / or representative of the local horizontal coordinates 19 of the bodies other than the Sun established by the electronic processing unit and / or representative of the astronomical information established by the electronic processing unit,
  • a third image-screen representing, for the current year, the evolution over the days of the relative positions of the Sun, the Moon, the nodes of the lunar orbit and the planets visible to the naked eye, makes it possible to identify the most suitable moments for observing the planets according to their elongation; the horizon and the direction of the meridian are figured,
  • a fourth image-screen representative of the real appearance and position of the Moon allows to display in its real appearance and position a stylized Moon, with its illuminated part, its terminator, its seas and its main craters, possibly the ashy light, the shadow of the Earth in case of eclipse of the Moon, its height,
  • the image screens 60 and 61 are more fully detailed below.
  • the first image-screen 60 corresponds in particular to the horizontal projection of a portion of the celestial sphere on a vertical cylinder of nadirzenith axis.
  • the image screen 60 thus gives the representations of the time dial in their concrete visual appearance.
  • this image-screen can be the three-dimensional representation of half of the visible half-sphere centered on the plane of the meridian.
  • the second image-screen 61 thus gives the encryption of numerous parameters relating to celestial phenomena, among the following information which can be displayed after determination by the electronic processing unit: the appearance of the Sun and the Moon with their current diameters and the terminator for the moon if it is raised,
  • the difference between the legal time and the solar time to set a sundial, - the difference between the UTC time and the solar time, to adjust a map of the starry sky, the azimuth, the height, the sunrise and sunset (each defined by its time and its azimuth), the passage of the Sun to the meridian of the place (defined by its time and its height),

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Abstract

Un équipement électronique d'horlogerie comprend une unité électronique de traitement déterminant des premiers paramètres (11) de géolocalisation et des seconds paramètres (12) concernant l'heure légale courante réglementaire, et établissant des coordonnées horizontales locales du Soleil à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans une mémoire de l'unité électronique de traitement. L'équipement comprend aussi un cadran (25) muni d'un boitier renfermant tout ou partie de l'unité électronique de traitement et équipé d'un système d'affichage visualisant au moins une aiguille indicatrice (26) ayant une orientation variable dans le temps telle que l'angle (27) formé entre l'aiguille indicatrice (26) et un premier axe fixe de référence (28) du cadran est égal, à chaque instant, à l'azimut du Soleil établi par l'unité de traitement, et une graduation horaire (29) calculée par l'unité électronique de traitement et affichée à la périphérie du cadran (25) sous la forme d'une pluralité de points horaires (30) positionnés par rapport au premier axe fixe de référence (28) en fonction de l'azimut du Soleil respectivement aux heures dont les points horaires (30) sont représentatifs. Ainsi l'aiguille indicatrice (26) indique à chaque instant, simultanément une représentation des directions relatives du Soleil et du point cardinal de la culmination du Soleil et l'heure légale courante.

Description

Equipement électronique d'horlogerie indiquant l'heure et l'azimut du soleil au moyen d'une unique aiguille indicatrice
La présente invention concerne un équipement électronique d'horlogerie permettant d'indiquer l'heure légale courante du lieu où l'équipement est situé et des informations astronomiques. Il peut notamment s'agir d'informations astronomiques à caractère scientifique, soit générales soit associées à ce lieu. Un tel équipement d'horlogerie peut par exemple se présenter sous la forme d'une montre. Par « montre », on entend une pièce d'horlogerie de taille suffisamment petite pour être portée sur le corps par opposition aux pièces d'horlogerie de grande taille telles que les horloges astronomiques. Il peut notamment s'agir d'une montre munie d'un bracelet lui permettant d'être portée au poignet.
Outre l'heure légale en le lieu courant où est située la montre, l'indication d'informations astronomiques est recherchée par certains horlogers. Il peut s'agir de la position d'astres du système solaire à la date courante par rapport à la Terre et par rapport aux constellations du zodiaque, ou encore des phases de la Lune, de l'équation du temps ou même parfois des instants de lever et du coucher du Soleil.
Une montre qui répond au moins partiellement à ce besoin est la montre-bracelet mécanique de la société Ulysse Nardin S.A., connue sous la dénomination commerciale « Planétarium Copernicus ».
Cette montre mécanique comporte un planétarium qui indique en permanence les positions, vues du pôle nord de l'écliptique, du Soleil, de la Lune et de cinq planètes autres que la Terre, par rapport à cette dernière et au zodiaque. Mais ces positions ne correspondent pas à la réalité du système solaire au moins en raison du non-respect des dimensions des orbites et n'ont donc pas de caractère scientifique. La montre indique aussi les phases de la Lune et la date courante.
Pour pouvoir réaliser de telles fonctions de manière mécanique, la montre Ulysse Nardin est munie d'un mécanisme extrêmement complexe, très compact et d'une bonne précision qui en fait une montre très onéreuse.
D'autre part, compte tenu du nombre d'informations affichées, la lecture de ces informations n'est pas toujours aisée et bien qu'il ait été recherché à réduire le plus possible l'encombrement, cette montre est malgré tout nettement plus volumineuse qu'une montre-bracelet classique.
Afin de répondre à ces problématiques, il a déjà été proposé une montre-bracelet divulguée dans le document EP-A1-0949549. Cette montre comprend notamment une aiguille des heures et une aiguille des minutes qui se déplacent au- dessus d'un cadran qui porte à sa périphérie une graduation en heures et en minutes et à l'intérieur de celle-ci les symboles des douze signes du zodiaque. Cette montre comprend également une lunette tournante portant les symboles des planètes du système solaire. Lorsque l'utilisateur souhaite connaître la position par rapport aux constellations du zodiaque d'une planète du système solaire, il tourne la lunette jusqu'à ce que le symbole de l'astre qui l'intéresse se trouve à 12 heures et il presse ensuite sur une tige de commande. A ce moment, l'aiguille des minutes se déplace pour venir se placer dans la position où elle indique simultanément le signe du zodiaque dans lequel se trouve l'astre en question et la position approximative de ce dernier à l'intérieur dudit signe du zodiaque, en utilisant les douze signes du zodiaque et la graduation en heures et en minutes du cadran de la montre. S'il le désire, l'utilisateur peut répéter les mêmes opérations pour un ou plusieurs autres astres.
Un inconvénient majeur de cette montre est qu'elle n'est pas apte à fournir une information qui permette à son utilisateur de trouver de façon simple et rapide la position de l'astre qui l'intéresse dans le ciel. En effet, cette montre fournit uniquement une indication de la position d'un astre donné par rapport aux constellations du zodiaque. Si l'utilisateur veut ensuite voir l'astre en question dans le ciel, il faudra qu'il repère tout d'abord la constellation du zodiaque qui lui a été désignée par la montre. Cela suppose que l'utilisateur soit à même de reconnaître les agrégats d'étoiles correspondant aux différentes constellations, ce qui n'est pas à la portée de tout utilisateur.
Pour permettre à un utilisateur de savoir à tout moment, lorsqu'il le désire, quelle est la position d'un corps céleste dans le ciel et de pouvoir repérer facilement la position de ce corps dans le ciel sans exiger de connaissances particulières en astronomie, le document EP-A1-1498790 décrit une montre astronomique comprenant des moyens de sélection d'un corps céleste et des moyens pour déterminer la position du corps céleste dans le ciel et faire indiquer cette position par des moyens d'affichage. La montre comprend un cadran rotatif sur lequel est représentée une carte du ciel. Les aiguilles ont une forme telle que leur intersection permet de désigner n'importe quel point de la carte du ciel représentée sur le cadran, le point particulier étant indiqué en commandant le déplacement des aiguilles des heures et des minutes.
Contrairement à la montre Ulysse Nardin, les montres astronomiques décrites dans le document EP-A1-0949549 et dans le document EP-A1-1498790 présentent l'avantage d'être au moins partiellement électroniques en étant munies d'une unité de traitement contenant un processeur et associée à une mémoire de données dans laquelle sont stockés tous les paramètres concernant le zodiaque et les mouvements relatifs des astres par rapport à la Terre, les calculs à effectuer par le processeur pour déterminer les positions des astres en utilisant des paramètres correspondant à un algorithme effectué par le processeur. Cela permet d'abaisser le prix et l'encombrement de telles montres astronomiques par comparaison avec les montres mécaniques.
Toutefois, ces montres astronomiques restent complexes et la lecture n'est pas aisée. D'autre part, elle présente l'inconvénient de devoir sélectionner l'astre à afficher avant de réaliser un affichage sélectif de cet astre uniquement. Ces opérations doivent être répétées pour tous les astres que l'on souhaite voir affichés, ce qui est peu pratique. De plus, de tels affichages séquentiels astre par astre ne permettent pas de donner une représentation globale instantanée de l'ensemble de la voûte céleste.
Le document CH658763 décrit un mécanisme offrant une représentation du ciel étoilé et permettant d'informer sur la position des principaux astres et sur certains phénomènes astronomiques. Si cette solution permet certes d'offrir une représentation globale de l'ensemble de la voûte céleste à l'instant courant, elle repose une fois encore sur un mécanisme très complexe et encombrant, onéreux de surcroit.
D'autre part, toutes les montres astronomiques décrites précédemment sont destinées à une lecture des informations en un lieu précis et sont erronées dans le reste du monde. Cela implique qu'il faut connaître la situation de l'utilisateur et construire un mouvement spécialement pour ce lieu. Certaines montres nécessitent une initialisation de la position des aiguilles et du cadran et imposent à l'utilisateur de renseigner l'heure de l'endroit où il se trouve.
Enfin, elles reposent toutes sur le principe de renseigner l'heure légale via une graduation horaire classique où midi est situé en partie supérieure du cadran. Cela présente l'inconvénient, pour l'utilisateur, que le cadran est totalement dissocié de l'aspect réel du ciel, ce qui est peu instinctif. Il s'agit en réalité plutôt d'un tour de force mécanique que d'un objet d'ordre astronomique. Par ailleurs, le document EP-A2-1611489 décrit un dispositif horaire comprenant un premier cadran extérieur gradué régulièrement en vingt-quatre heures parcouru par une aiguille tournant régulièrement, également, en vingt-quatre heures pour indiquer l'heure légale sur le premier cadran, et un second cadran intérieur gradué partiellement en heures prétendument solaires, l'heure solaire moyenne étant indiquée par ladite aiguille; les premier et second cadrans étant ajustables l'un par rapport à l'autre.
Toutefois, le dispositif horaire décrit dans le document EP-A2-1611489 ne tient pas compte de l'équation du temps, ce qui implique un ajustage manuel à tout instant. De plus, il ne tient pas compte ni de la longitude du lieu où le dispositif est situé, ni de sa latitude, ce qui a pour conséquence d'aggraver l'écart entre la prétendue direction du Soleil et celle de l'aiguille horaire. Il en résulte que ce dispositif horaire est rudimentaire et imprécis. Ce dispositif horaire ne permet, en tous cas, aucune approche d'ordre scientifique.
La présente invention vise à résoudre tout ou partie des inconvénients listés ci-dessus.
Dans ce contexte, il existe un besoin de fournir un équipement électronique d'horlogerie qui réponde à un ou plusieurs de ces besoins :
- être simple de conception et d'utilisation,
offrir une lecture aisée,
être économique et d'un encombrement contenu,
offrir une représentation globale scientifique de l'ensemble de la voûte céleste,
- être adapté à une utilisation en tout lieu de la Terre,
offrir une corrélation entre l'affichage de l'heure légale et la direction réelle du
Soleil,
remettre le Soleil à sa place tout au long du déroulé du cycle quotidien, présenter à tout instant la réalité de la voûte et des objets célestes.
A cet effet, il est proposé un équipement électronique d'horlogerie permettant d'indiquer l'heure légale courante du lieu où l'équipement est situé et des informations astronomiques, l'équipement électronique d'horlogerie comprenant : une unité électronique de traitement munie d'au moins un processeur configurée de sorte à périodiquement : o déterminer des premiers paramètres de géo-localisation associés au lieu où l'unité électronique de traitement est située et des seconds paramètres concernant l'heure légale courante associée réglementairement à ce lieu,
o et établir, en fonction des premiers et seconds paramètres ainsi déterminés, des coordonnées horizontales locales du Soleil en ce lieu à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans une mémoire de l'unité électronique de traitement, les coordonnées horizontales locales comprenant au moins l'azimut du Soleil,
un cadran muni d'un boîtier renfermant tout ou partie de l'unité électronique de traitement et équipé d'un système d'affichage visualisant au moins une aiguille indicatrice ayant une orientation variable dans le temps telle que l'angle formé entre l'aiguille indicatrice et un premier axe fixe de référence du cadran est égal, à chaque instant, à l'azimut du Soleil établi par l'unité de traitement, et une graduation horaire calculée par l'unité électronique de traitement et affichée à la périphérie du cadran sous la forme d'une pluralité de points horaires positionnés par rapport au premier axe fixe de référence en fonction de l'azimut du Soleil respectivement aux heures dont les points horaires sont représentatifs, l'aiguille indicatrice indiquant ainsi, à chaque instant, simultanément :
o une représentation des directions relatives du Soleil et du point cardinal de la culmination du Soleil, l'écart entre ces directions étant égal à la valeur de l'azimut du Soleil à cet instant et en ce lieu, ladite représentation étant constituée par l'angle formé entre l'aiguille indicatrice et le premier axe fixe de référence du cadran,
o l'heure légale courante du lieu où est situé l'équipement électronique d'horlogerie à cet instant, par lecture de l'heure dont le point horaire de la graduation horaire vers lequel l'aiguille indicatrice est dirigée est représentatif.
Le dispositif peut également répondre aux caractéristiques techniques présentées ci-après, prises isolément ou en combinaison.
Les coordonnées horizontales locales établies par l'unité électronique de traitement comprennent la hauteur du Soleil et le système d'affichage permet d'afficher une couleur du cadran variable ajustée en fonction de la hauteur du Soleil établie par l'unité électronique de traitement.
Outre l'aiguille indicatrice, le système d'affichage comprend des éléments de visualisation agencés pour afficher sur le cadran un symbole visuel représentatif de la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante occupée par le Soleil à chaque instant, où le cadran matérialise le plan de l'horizon et l'aiguille indicatrice passe en permanence par ce symbole visuel ainsi affiché par les éléments de visualisation.
L'unité électronique de traitement est configurée pour déterminer, sur la base des coordonnées horizontales locales du Soleil établies par l'unité électronique de traitement, l'abscisse et l'ordonnée occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante du Soleil et les éléments de visualisation sont tels que le symbole visuel affiché est défini par une valeur d'ordonnée dans le plan du cadran comptée suivant le premier axe de référence du cadran et par une valeur d'abscisse dans le plan du cadran comptée suivant un deuxième axe fixe de référence du cadran orienté transversalement par rapport au premier axe de référence, la valeur d'abscisse et la valeur d'ordonnée du symbole visuel affiché sur le cadran par les éléments de visualisation étant calculées par l'unité électronique de traitement de sorte que le rapport entre la valeur d'abscisse et la valeur d'ordonnée associées au symbole visuel affiché est égal au rapport entre l'abscisse et l'ordonnée occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante du Soleil.
L'unité électronique de traitement est configurée pour établir, pour le lieu où l'équipement électronique d'horlogerie est situé et en fonction des premiers et seconds paramètres déterminés, des coordonnées horizontales locales d'astres quelconques, naturels ou artificiels autres que le Soleil à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, et les éléments de visualisation sont agencés pour afficher sur le cadran un symbole visuel associé à chacun desdits astres et représentatif de la projection verticale sur le plan de l'horizon de la position courante occupée par cet astre à chaque instant, le cadran matérialisant le plan de l'horizon.
Le système d'affichage comprend au moins une partie d'un écran d'affichage lumineux à base de diodes électroluminescentes agencée en tant que fond du cadran.
Les éléments de visualisation comprennent des moyens d'allumage différencié de l'écran d'affichage lumineux au niveau de chaque symbole visuel à afficher.
L'aiguille indicatrice est un objet digital affiché par l'écran d'affichage lumineux.
L'unité électronique de traitement est configurée pour déterminer, en fonction du lieu où l'équipement est situé, l'azimut du Soleil à chacun des instants correspondant aux heures dont les points horaires de la graduation horaire affichée sont représentatifs et le cadran comprend des moyens d'affichage pour afficher ces points horaires de sorte que pour chaque point horaire, l'angle formé entre le premier axe fixe de référence et la droite passant par ce point horaire et par l'axe de pivotement de l'aiguille indicatrice est égal à l'azimut du Soleil à l'instant correspondant à l'heure dont le point horaire est représentatif.
Les moyens d'affichage pour afficher les points horaires sont constitués par une partie de l'écran d'affichage lumineux où chaque point horaire est affiché de manière digitale, la partie de l'écran d'affichage lumineux permettant d'afficher les points horaires étant distincte de la partie agencée en tant que fond du cadran.
L'unité électronique de traitement est configurée de sorte à périodiquement établir des informations astronomiques, en fonction des premiers et seconds paramètres déterminés par l'unité électronique de traitement et à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, le système d'affichage comprend des moyens de visualisation pour afficher au moins l'une desdites informations astronomiques établies à destination de l'utilisateur de l'équipement, où les informations astronomiques incluent au moins les données suivantes : le pôle visible, l'équateur céleste, les tropiques, l'écliptique avec les quatre saisons, et les équinoxes et les solstices, l'aphélie et le périhélie, les positions instantanées du Soleil, de la Lune, des cinq planètes visibles à l'œil nu et de l'ombre de la Terre, la course quotidienne du Soleil et celle de la Lune, avec les instants et azimuts de leurs levers et couchers, les instants de passage du Soleil dans le premier vertical si le Soleil est levé à ces moments, l'aspect exact de la Lune, son orbite moyenne instantanée autour de la Terre, les positions moyennes des nœuds de cette orbite qui régissent les éclipses, l'étendue sur l'écliptique des zones des saisons d'éclipsés, le moment venu les instants des quartiers de Lune et de la pleine Lune et de la nouvelle Lune, l'instant et la hauteur de la culmination du Soleil, l'analemme du Soleil, la valeur de l'équation du temps, et en période nocturne les étoiles en période nocturne, la trace quotidienne du pôle de l'écliptique, la voie lactée stylisée et le centre de la galaxie.
Le cadran comprend un système de commande manuelle permettant de sélectionner ladite au moins l'une des informations astronomiques établies à afficher par les moyens de visualisation.
L'équipement électronique d'horlogerie comprend un écran de visualisation distinct du cadran et intégrant tout ou partie de l'unité électronique de traitement, l'écran de visualisation permettant d'afficher à la demande, sous forme de menus déroulants, au moins un écran-image représentant des informations visuelles représentatives des informations astronomiques.
L'unité électronique de traitement comprend un terminal de géolocalisation par satellites apte à déterminer les premiers paramètres et les seconds paramètres, à partir de signaux reçus en provenance d'une pluralité de satellites autour de la Terre.
La graduation horaire est une numération de 24 heures graduée par des points horaires toutes les 5 minutes, où un point horaire donné est représentatif d'une heure décalée de 5 minutes par rapport aux heures dont les deux points horaires adjacents audit point horaire donné sont représentatifs.
L'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés sur les dessins annexés, dans lesquels :
La Figure 1 est un diagramme représentant un mode de fonctionnement de l'unité électronique de traitement d'un équipement selon l'invention.
La Figure 2 présente un exemple de cadran d'un équipement selon l'invention, avec ses graduations horaires et des moyens d'affichage, à Besançon.
La Figure 3 est un exemple d'affichage multi écrans-images visualisé par un écran d'affichage d'un équipement selon l'invention.
La Figure 4 illustre le cadran de la Figure 2 en période nocturne, à
Besançon.
La Figure 5 illustre le cadran de la Figure 2 à Buenos Aires.
En référence aux Figures 1 à 5 annexées telles que présentées sommairement ci-dessus, l'invention concerne essentiellement un équipement électronique d'horlogerie permettant d'indiquer l'heure légale courante du lieu où l'équipement électronique d'horlogerie est situé et des informations astronomiques. I l peut notamment s'agir d'informations astronomiques à caractère scientifique, soit générales soit associées à ce lieu.
Plus précisément, l'équipement électronique d'horlogerie comprend une unité électronique de traitement et un cadran 25 apte à indiquer, au moyen d'une unique aiguille indicatrice 26 comme cela sera expliqué plus en détails ci-après, à la fois l'heure légale courante et, à tout instant, la direction du Soleil en ce lieu.
Par « cadran », on entend une pièce d'horlogerie de taille suffisamment petite pour être portée sur le corps, comme par exemple une montre. Il peut notamment s'agir d'une montre munie d'un bracelet lui permettant d'être portée au poignet.
Comme on le verra plus loin, l'équipement électronique d'horlogerie pourra comprendre un écran de visualisation, en plus du cadran.
L'unité électronique de traitement est munie d'au moins un processeur
(non représenté) mettant en œuvre un algorithme tel que l'unité électronique de traitement réalise périodiquement les première et deuxième opérations détaillées ci- dessous. A titre d'exemple, la fréquence d'exécution de ces opérations est de l'ordre de 20Hz. L'unité électronique de traitement comprendra tous les circuits électroniques et moyens informatiques nécessaires à l'exécution de cet algorithme.
La première opération mise en œuvre par l'unité électronique de traitement consiste à déterminer dans une étape El des premiers paramètres 11 de géo-localisation associés au lieu où l'unité électronique de traitement est située et des seconds paramètres 12 concernant l'heure légale courante associée réglementairement à ce lieu.
A cet effet, l'unité électronique de traitement peut comprendre un terminal de géo-localisation par satellites apte à déterminer les premiers paramètres 11 et les seconds paramètres 12, à partir de signaux 10 reçus en provenance d'une pluralité de satellites autour de la Terre. Il peut s'agir de la technologie connue sous l'acronyme GPS (pour « Global Positioning System »), GALILEO, GLONASS ou BEIDOU.
Alternativement, il pourrait être envisagé une géo-localisation basée sur la technologie GSM (pour « Global System for Mobile communications ») ou RFID (pour « Radio Frequency Identification »).
Les premiers paramètres 11 peuvent correspondre à la longitude et à la latitude du lieu, éventuellement le nom du lieu. Les seconds paramètres 12 peuvent passer par la définition du fuseau horaire légal et de l'heure légale en tenant compte de la réglementation locale à appliquer, fonction du lieu en question, et de la date légale en ce lieu à cet instant.
La deuxième opération mise en œuvre par l'unité électronique de traitement consiste à établir dans une étape E2, en fonction des premiers et seconds paramètres 11, 12 précédemment déterminés par l'unité électronique de traitement, des coordonnées horizontales locales 13 du Soleil associées au lieu où est situé l'équipement. L'établissement des coordonnées horizontales locales 13 du Soleil sont exécutées à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans une mémoire de l'unité électronique de traitement. Les coordonnées horizontales locales 13 du Soleil comprennent au moins l'azimut du Soleil, et potentiellement la hauteur du Soleil.
L'azimut du Soleil en un lieu se définit comme l'angle mesuré dans le « sens des aiguilles d'une montre », entre le point cardinal Sud et la projection sur le plan horizontal local de la droite reliant le lieu au soleil.
La hauteur du Soleil en un lieu, également connue sous le terme « angle d'élévation », se définit comme l'angle vertical entre le plan horizontal local et la droite reliant le lieu au soleil.
Le cadran 25 est muni d'un boîtier renfermant tout ou partie de l'unité électronique de traitement.
Le cadran 25 est équipé d'un système d'affichage visualisant au moins une aiguille indicatrice 26 ayant une orientation variable dans le temps par rapport au reste du cadran 25 telle que l'angle 27 formé entre l'aiguille indicatrice 26 et un premier axe fixe de référence 28 du cadran est égal, à chaque instant, à l'azimut du Soleil établi par l'unité de traitement à l'étape E2. Le premier axe fixe de référence 28 peut notamment correspondre à un axe représentatif de la direction du Soleil à l'instant de sa culmination quotidienne sur le cadran 25.
L'utilisateur, privilégiant dans chaque hémisphère l'exposition vers le point cardinal de la culmination du Soleil, au cours de la journée, l'aiguille indicatrice 26 tourne dans le sens dit « des aiguilles d'une montre » si l'utilisateur se trouve en un lieu de l'hémisphère nord (cas de la Figure 2 pour l'exemple de Besançon) et dans le sens inverse s'il s'agit d'un lieu de l'hémisphère sud (cas de la Figure 5 pour l'exemple de Buenos Aires).
Le boîtier comprend aussi une graduation horaire 29 calculée par l'unité électronique de traitement et affichée à la périphérie du cadran 25 sous la forme d'une pluralité de points horaires 30 positionnés par rapport au premier axe fixe de référence 28 en fonction de l'azimut du Soleil respectivement aux heures rondes dont les points horaires 30 sont représentatifs.
L'unité électronique de traitement est configurée pour déterminer, en fonction du lieu où l'équipement électronique d'horlogerie est situé, l'azimut du Soleil à chacun des instants correspondant aux heures dont les points horaires 30 de la graduation horaire 29 affichée sont représentatifs. Pour y parvenir, elle peut notamment utiliser les mêmes règles prédéterminées de calculs que celles permettant l'établissement des coordonnées horizontales locales 13 du Soleil à l'étape E2.
Le cadran 25 comprend des moyens d'affichage pour afficher ces points horaires 30 de sorte que pour chaque point horaire 30, l'angle formé entre le premier axe fixe de référence 28 et la droite passant par ce point horaire 30 et par l'axe de pivotement de l'aiguille indicatrice 26 est égal à l'azimut du Soleil à l'instant correspondant à l'heure dont le point horaire 30 concerné est représentatif.
La graduation horaire 29 est une numération de 24 heures graduée par des points horaires toutes les 5 minutes, où un point horaire 30 donné est représentatif d'une heure décalée de 5 minutes par rapport aux heures rondes dont les deux points horaires 30 adjacents audit point horaire 30 donné sont représentatifs.
La graduation horaire 29 peut être redessinée chaque jour à OhOminOs de l'heure réglementaire locale pour l'adapter au jour qui débute.
Comme cela est visible sur la Figure 2, la graduation horaire 29 utilisée ici pour la lecture de l'heure légale est donc très différente d'une graduation horaire classique dotée d'une numération de 12 heures sous la forme de points horaires espacés à intervalles réguliers. En effet, la graduation horaire 29 est uniquement basée sur l'évolution de la valeur de l'azimut du Soleil aux différents instants correspondant aux points horaires 30 et met donc en œuvre une répartition non régulière des points horaires à la périphérie du cadran 25.
Comme cela est visible sur la Figure 2, le décalage entre l'heure légale et l'heure solaire peut judicieusement être explicité suivant deux composantes visualisées sur le cadran 25. Un premier arc de cercle 38 associé à une valeur numérique (« 4ml3s » dans l'exemple correspondant à Besançon à 16h07min51s le 16 août 2017) représente l'équation du temps et un second arc de cercle 39 associé à une valeur numérique (« 0h35min55s » dans l'exemple correspondant à Besançon à 16h07min51s le 16 août 2017) représente l'incidence, en temps, de l'écart entre la longitude du lieu où se trouve l'équipement et la longitude du milieu du fuseau horaire retenu réglementairement. Cet écart peut être affecté par la convention dite de « l'heure d'été » et ce supplément est alors concrétisé par un troisième arc de cercle 50.
L'aiguille indicatrice 26 indique ainsi, à chaque instant, simultanément : une représentation des directions relatives du Soleil et du point cardinal de la culmination du Soleil (l.e. le Sud pour l'hémisphère nord et, inversement, le Nord pour l'hémisphère sud), l'écart entre ces directions étant égal à la valeur de l'azimut du Soleil à cet instant et en ce lieu, cette représentation étant constituée par l'angle 27 formé entre l'aiguille indicatrice 26 et le premier axe fixe de référence 28 du cadran 25,
- l'heure légale courante du lieu où est situé l'équipement électronique d'horlogerie à cet instant, par lecture de l'heure dont le point horaire 30 de la graduation horaire 29 vers lequel l'aiguille indicatrice 26 est dirigée est représentatif, et également par la lecture d'une inscription digitale.
Ces dispositions où l'aiguille indicatrice 26 désigne en permanence la direction du Soleil mettent le Soleil exactement à sa place sur la cadran 25 et font donc en sorte qu'il y ait une corrélation entre l'affichage de l'heure légale et la direction réelle du Soleil : c'est au moment où le Soleil coïncide avec le point cardinal Sud pour les lieux situés dans l'hémisphère nord ou avec le point cardinal Nord pour les lieux situés dans l'hémisphère sud, que l'aiguille indicatrice 26 occupe la position « classique » de midi.
La précision est absolue, contrairement à l'état de la technique, car les informations indiquées tiennent compte de l'équation du temps et de la longitude du lieu, permettant en outre d'apporter un véritable caractère scientifique à l'équipement.
L'utilisation d'une unité électronique de traitement basée sur des moyens informatiques sous la forme des algorithmes décrits dans ce document et d'une mémoire stockant les tables astronomiques et les règles de calculs nécessaires permet à l'équipement électrique d'être économique et d'un encombrement contenu.
Le fonctionnement décrit ci-dessus permet de s'adapter automatiquement au lieu où est situé l'équipement. Il n'est donc pas nécessaire de réaliser des opérations d'initialisation, ce qui est pratique et évite des erreurs de manipulation. D'autre part, via le principe de géo-localisation, un même équipement électronique d'horlogerie peut être utilisé n'importe où sur la surface de la Terre, le rendant universel.
Pour montrer le caractère universel de l'équipement électronique d'horlogerie, la Figure 5 représente ce qu'afficherait le cadran 25 s'il était situé à Buenos Aires, donc dans l'hémisphère sud, exactement au même instant que dans l'hypothèse de la Figure 2. Sur la Figure 2, le cadran 25 est situé à Besançon le 16 août 2017 à 16h07min51s heure locale légale (fuseau 2) tandis que le cadran de la Figure 5 montre la position occupée par l'aiguille 26 et l'organisation de la graduation horaire 29 si l'équipement électronique d'horlogerie était à Buenos Aires au même instant, c'est-à-dire à Ilh07m51s heure locale légale (fuseau -3). Il peut être constaté, entre autres, que la graduation horaire croit en sens inverse dans l'hémisphère sud par rapport au sens de croissance de l'hémisphère nord. Il peut également être constaté que l'orientation de l'aiguille 26 est différente, ce qui correspond au fait que l'azimut du Soleil est évidemment très différent, à un même instant, à Besançon et à Buenos Aires. La répartition des points horaires est également différente. Par contre, l'indication 38 de l'équation du temps est identique que l'on se trouve à Besançon ou à Buenos Aires, à l'inverse de l'indication 39 qui, pour sa part, dépend de l'écart entre le centre du fuseau horaire en vigueur et la longitude du lieu où est situé l'équipement électronique d'horlogerie.
Pour une bonne compréhension du fonctionnement, sur la Figure 2 la valeur de l'angle 27 formé entre l'aiguille indicatrice 26 et le premier axe fixe de référence 28 du cadran représente l'azimut du Soleil le 16 août 2017 à Besançon à 16h07min51s. L'aiguille indicatrice 26 ainsi orientée pointe vers le point horaire 30 de la graduation horaire qui est représentatif d'une heure légale comprise entre 16h05min et 16hl0min, comme cela est affiché aussi par l'indication 32 (par exemple « 16h07m51s ») qui affiche au centre du cadran 25 de manière digitale la valeur de l'heure légale déterminée à l'étape El.
Dans un cartouche circulaire mobile qui peut être situé au centre du cadran 25, il est également affiché une indication 33 représentative du fuseau horaire (par exemple « fuseau 2 ») déterminé à l'étape El, une indication 34 représentative du nom du lieu (par exemple « Besançon ») où est situé l'équipement ou le nom du lieu le plus proche suite à la géo-localisation de l'étape El, une indication 35 illustrant la latitude (par exemple « 47,24° ») et la longitude (par exemple « -6,02° ») du lieu, une indication 36 représentative de la date légale courante (par exemple « mercredi 16/8/2017 ») déterminée à l'étape El, une indication 31 indiquant si on est présence ou non d'une saison d'éclipsés.
Outre l'aiguille indicatrice 26, le système d'affichage comprend des éléments de visualisation agencés pour afficher dans une étape E5 sur le cadran 25 un symbole visuel 18 représentatif de la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante occupée par le Soleil à chaque instant, où le cadran 25 matérialise le plan de l'horizon.
Il est important de noter que l'aiguille indicatrice 26 passe en permanence par ce symbole visuel 18 ainsi affiché par les éléments de visualisation, pour maintenir l'angle 27 à la valeur calculée de l'azimut du soleil par l'unité de traitement.
L'unité électronique de traitement est configurée pour déterminer dans une étape E3, sur la base des coordonnées horizontales locales 13 du Soleil établies par l'unité électronique de traitement, l'abscisse 14 et l'ordonnée 15 occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante du Soleil. Les éléments de visualisation sont tels que le symbole visuel 18 affiché sur le cadran 25 est défini par une valeur d'ordonnée 17 dans le plan du cadran 25 comptée suivant le premier axe de référence 28 du cadran et par une valeur d'abscisse 16 dans le plan du cadran 26 comptée suivant un deuxième axe fixe du cadran orienté transversalement vers l'Est par rapport au premier axe de référence 28, la valeur d'abscisse 16 et la valeur d'ordonnée 17 du symbole visuel 18 affiché sur le cadran 25 par les éléments de visualisation étant calculées dans une étape E4 par l'unité électronique de traitement de sorte que le rapport entre la valeur d'abscisse 16 et la valeur d'ordonnée 17 associées au symbole visuel 18 affiché est égal au rapport entre l'abscisse 14 et l'ordonnée 15 occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante du Soleil.
Le deuxième axe fixe peut notamment correspondre à un axe représentatif de la direction Est-Ouest où l'Est est orienté à droite sur le cadran 25 que la latitude soit positive ou négative et l'Ouest est orienté à gauche que la latitude soit positive ou négative.
L'unité électronique de traitement est configurée pour établir dans une étape E6, pour le lieu où l'équipement électronique d'horlogerie est situé et en fonction des premiers et seconds paramètres 11, 12 déterminés, des coordonnées horizontales locales 19 d'astres autres quelconques, naturels ou artificiels que le Soleil à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, ces autres astres étant choisis parmi la Lune, au moins les cinq planètes visibles (typiquement au moins Mercure, Vénus, Mars, Jupiter et Saturne) du système solaire autres que la Terre, les astéroïdes, les comètes, les étoiles, les satellites artificiels, les stations spatiales...
A titre d'exemple, la fréquence d'exécution de l'étape E6 est de l'ordre de 20Hz, comme pour les étapes El et E2.
La mémoire de données associée à l'unité de traitement, qui est notamment une mémoire de type non volatile, stocke toutes les règles de calculs et les tables astronomiques qui permettent les calculs à effectuer par le processeur pour déterminer les coordonnées horizontales locales 13 du Soleil et les coordonnées horizontales locales 19 des autres astres via un algorithme idoine exécuté par le processeur correspondant de l'unité de traitement.
En tant que telles, de telles règles de calculs et tables astronomiques sont bien connues de l'homme du métier et il existe de nombreux ouvrages détaillant des méthodes qui peuvent être consultées en cas de besoin pour programmer le processeur de manière adéquate. En fonction de la précision recherchée, il est par exemple possible de se référer aux ouvrages de Danjon (éditions de 1952, 1959 et 1994), de Bouiges (éditions de 1978 et 1982) et de Jean Meeus (éditions en français de 1986 et 2014 et éditions en anglais de 1978, 1983 et 1999). Il convient de préciser qu'une précision de quelques minutes d'arc pourra être jugée suffisante.
Les éléments de visualisation sont agencés pour afficher dans une étape
E9 sur le cadran 25 un symbole visuel 24 associé à chacun des astres autres que le Soleil et représentatif de la projection verticale sur le plan de l'horizon de la position courante occupée par cet astre à chaque instant, le cadran 25 matérialisant le plan de l'horizon.
Pour chacun de ces astres, comme pour le Soleil, l'unité électronique de traitement est configurée pour déterminer dans une étape E7, sur la base des coordonnées horizontales locales 19 de cet astre établies par l'unité électronique de traitement, l'abscisse 20 et l'ordonnée 21 occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante de cet astre.
Les éléments de visualisation sont tels que le symbole visuel 24 affiché pour un astre donné est défini par une valeur d'ordonnée 23 dans le plan du cadran 25 comptée suivant le premier axe de référence 28 du cadran et par une valeur d'abscisse 22 dans le plan du cadran 25 comptée suivant le deuxième axe fixe du cadran, la valeur d'abscisse 22 et la valeur d'ordonnée 23 du symbole visuel 24 affiché sur le cadran 25 par les éléments de visualisation étant calculées dans une étape E8 par l'unité électronique de traitement de sorte que le rapport entre la valeur d'abscisse 22 et la valeur d'ordonnée 23 associées au symbole visuel 24 affiché est égal au rapport entre l'abscisse 20 et l'ordonnée 21 occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante de l'astre correspondant.
Pour une bonne compréhension du fonctionnement, sur la Figure 2 il est affiché un symbole visuel 241 représentatif de la position courante de la Lune, un symbole visuel 242 représentatif de la position courante de Mercure, un symbole visuel 243 représentatif de la position courante de Venus, un symbole visuel 244 représentatif de la position courante de Mars, un symbole visuel 245 représentatif de la position courante de Jupiter et un symbole visuel 246 représentatif de la position courante de Saturne.
Pour une clarté de lecture, les symboles visuels sont différents selon que l'objet est situé au-dessus ou en dessous de l'horizon. Ceux des objets (ou parties d'objets) invisibles (car situés en dessous de l'horizon) peuvent éventuellement ne pas être affichés. Avantageusement, pour augmenter les informations astronomiques à afficher à destination de l'utilisateur, le symbole visuel 241 représentatif de la position courante de la Lune est variable d'aspect et représente l'aspect et l'orientation réels de la partie éclairée de la Lune à chaque instant au niveau du lieu où l'équipement est situé.
Ainsi, le cadran offre avantageusement une représentation globale instantanée de l'ensemble de la voûte céleste au niveau du lieu où est situé l'équipement.
Si la Figure 2 illustre le cadran 25 en situation diurne pour Besançon à 16h07m51 heure légale locale le 16 août 2017, la Figure 4 illustre par contre le cadran 25 en période nocturne, à Besançon, par exemple à 23h44min52s heure locale légale. L'aiguille 26 forme un angle avec l'axe de référence 28 représentatif de la valeur de l'azimut du Soleil à cet instant. L'aiguille 26 pointe entre les points horaires 30 de la graduation horaire 29 représentatifs de 23h40min et 23h45min. Le cadran 25 affiche également des symboles visuels représentatifs de la position courante de la plupart des astres de la voûte céleste visible à Besançon à cet instant-là.
Selon un mode de réalisation particulier, l'unité électronique de traitement exécute, via ledit au moins un processeur, au moins un algorithme tel que pour la mise en œuvre de la deuxième opération E2, l'unité électronique de traitement :
réalise un choix d'une origine temporelle pour un dénombrement adapté de Jours Julien, par exemple le 1er janvier 2000 à Oh UTC,
détermine le fuseau horaire légal et l'heure légale, en fonction des premiers et seconds paramètres 11, 12 déterminés à l'étape El,
- calcule le Jour Julien correspondant à l'instant, à partir de la date courante déterminée à l'étape El,
calcule, pour l'instant donné, à partir des règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, les coordonnées écliptiques héliocentriques au moins des cinq planètes visibles à l'œil nu et d'étoiles prédéterminées ; les coordonnées écliptiques héliocentriques peuvent être déduites des éléments d'orbite des objets célestes, au sens large, de leurs anomalies moyennes, de leurs anomalies excentriques et de leurs anomalies vraies, ou autres paramètres particuliers,
calcule, pour l'instant donné et à partir des règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, la longitude du Soleil et son rayon vecteur, calcule, à partir des coordonnées écliptiques héliocentriques des objets célestes au sens large et de la longitude du Soleil, leurs coordonnées géocentriques, notamment par les lois de la trigonométrie,
calcule, pour l'instant donné et le lieu où est situé l'équipement, à partir des règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, la latitude, la longitude et la parallaxe horizontale équatoriale de la Lune,
calcule, à partir des coordonnées géocentriques des objets célestes, au sens large, leurs coordonnées équatoriales en tenant compte de la correction terrestre de parallaxe de la Lune dans le calcul de ses coordonnées ; les coordonnées équatoriales, pour un astre donné, comprennent l'ascension droite et la déclinaison de la position de cet astre ; il est à noter que les formules mathématiques permettant de déterminer l'ascension droite et la déclinaison en fonction de la longitude écliptique et de la latitude écliptique sont connues de l'Homme du Métier et ce dernier pourra s'y référer aisément,
calcule le temps sidéral local en fonction du Jour Julien, de la longitude du lieu où est situé l'équipement et du temps sidéral de Greenwich à Oh UTC,
établit, à partir du temps sidéral local et des coordonnées équatoriales calculées pour le Soleil, la Lune, les planètes et les étoiles, les coordonnées horizontales locales 13 du Soleil et les coordonnées horizontales locales 19 de la Lune, des planètes et des étoiles ; il est précisé que les formules mathématiques permettant de calculer l'azimut en fonction de l'ascension droite et de la déclinaison sont classiques et connues de l'Homme du Métier qui pourra s'y référer aisément.
Le système d'affichage qui équipe le cadran 25 comprend avantageusement au moins une partie d'un écran d'affichage lumineux à base de diodes électroluminescentes agencée en tant que fond du cadran 25. Il peut s'agir d'une technologie à base de LED (pour « Light Emitting Diode ») ou d'OLED (pour « Organic Light Emitting Diode »).
Cela permet une fois encore de disposer d'un équipement électronique d'horlogerie qui soit économique et d'un encombrement contenu. La lecture de l'ensemble des informations astronomiques et de l'heure légale courante est aisée.
Les éléments de visualisation qui permettent d'afficher les différents éléments visuels 18, 24 comprennent dans ce cas des moyens d'allumage différencié (par changement de contraste, de couleur, de forme affichée, par allumage ou extinction etc..) de l'écran d'affichage lumineux au niveau de chaque symbole visuel 18, 24 à afficher. Dans une variante avantageuse, le système d'affichage permet d'afficher une couleur variable du cadran 25 ajustée en fonction de la hauteur du Soleil établie par l'unité électronique de traitement à l'étape E2. Cela permet à l'utilisateur de se rendre compte rapidement, par simple visualisation de la couleur du cadran 25, de la hauteur du Soleil à chaque instant. Cette fonction peut être facilement obtenue par un pilotage adapté des moyens de commande de l'écran d'affichage lumineux.
En complément, à la périphérie du cadran 25, les moyens d'affichage destinés à afficher les points horaires 30 pourront être constitués par une partie de l'écran d'affichage lumineux, chaque point horaire 30 étant ainsi affiché de manière digitale.
La partie de l'écran d'affichage lumineux permettant d'afficher les points horaires 30 est distincte de la partie agencée en tant que fond du cadran 25. Ceci permet de bien séparer ce qui relève de la nature (i.e. le ciel) d'une part, et les conventions humaines d'autre part, les deux composantes du cadran étant raccordées par les arcs 38, 39 et éventuellement en « heure d'été » l'arc 50 en « zigzag » prenant en compte l'équation du temps et l'incidence de l'écart entre la longitude du lieu et celle du centre du fuseau horaire en vigueur. Cela permet en outre une facilité de lecture.
Dans une variante envisageable, le fond du cadran 25 qui affiche au moins l'aiguille indicatrice 26 et les symboles visuels 18, 24 est constitué par un premier écran d'affichage à base de diodes électroluminescentes, tandis que les moyens d'affichage destinés à afficher les points horaires 30 sont constitués par un deuxième écran d'affichage à base de diodes électroluminescentes distinct du premier écran.
L'unité électronique de traitement est configurée de sorte à périodiquement établir, en fonction des premiers et seconds paramètres 11, 12 déterminés par l'unité électronique de traitement et à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, des informations astronomiques supplémentaires associées au lieu où l'équipement est situé.
Le système d'affichage comprend des moyens de visualisation pour afficher au moins l'une de ces informations astronomiques ainsi établies à destination de l'utilisateur de l'équipement électronique d'horlogerie.
Les informations astronomiques incluent au moins les données suivantes : le pôle visible (nord ou sud), l'équateur céleste, les tropiques, l'écliptique avec les quatre saisons, les équinoxes et les solstices, l'aphélie et le périhélie, les positions instantanées du Soleil, de la Lune, des cinq planètes visibles à l'œil nu et de l'ombre de la Terre, la course quotidienne du Soleil et celle de la Lune, avec les instants et azimuts de leurs levers et couchers, les instants de passage du Soleil dans le premier vertical si le Soleil est levé à ces moments, l'aspect exact de la Lune, son orbite moyenne instantanée autour de la Terre, les positions moyennes des nœuds de cette orbite qui régissent les éclipses, l'étendue sur l'écliptique des zones des saisons d'éclipsés, le moment venu les instants des quartiers de Lune et de la pleine Lune et de la nouvelle Lune, l'instant et la hauteur de la culmination du Soleil, l'analemme du Soleil, la valeur de l'équation du temps, et en période nocturne les étoiles, la limite de celles qui sont circum-polaires, la trace quotidienne du pôle de l'écliptique, la voie lactée stylisée et le centre de la galaxie.
Pour une bonne compréhension du fonctionnement, sur la Figure 2 il est par exemple affiché une indication 37 représentative de l'instant de la culmination du Soleil (par exemple « 13h40mlls »), l'indication 38 représentative de la valeur de l'équation du temps (par exemple « 4ml3s », une indication 40 représentative de l'analemme du Soleil, une indication 41 représentative de la course quotidienne du Soleil, une indication 42 représentative de la course quotidienne de la Lune, une indication 43 représentative de l'heure et de la position du lever du Soleil (par exemple « 6h33 »), une indication 44 représentative de l'heure et de la position du coucher du Soleil (par exemple « 20h45 »), une indication 46 représentative de l'heure et de la position du lever de la Lune (par exemple «lh5 »), une indication 45 représentative de l'heure et de la position du coucher de la Lune (par exemple « 16h06 »).
Un moyen de visualisation pour afficher au moins l'une des informations astronomiques établies est constitué par un point mobile 47, ou pointeur, sur le cadran 25 commandé par l'utilisateur. Sur les Figures 2 et 5 apparaissent les indications relatives à l'azimut, la hauteur et la déclinaison de la planète Mercure pointée sur le cadran 25, la déclinaison de la planète étant évidemment identique.
La nature et l'organisation de ce système de commande ne sont pas limitatives du cadre de l'invention et peuvent être quelconques.
Le cadran 25 peut éventuellement afficher une ligne trotteuse 49, représentative des secondes de l'heure légale courante, distincte de l'aiguille indicatrice 26, passant par le pôle et de forme elliptique. La ligne trotteuse 49 est affichée de manière digitale par l'intermédiaire de l'écran d'affichage qui affiche déjà l'aiguille indicatrice 26. Le boîtier peut intégrer au moins une source intégrée de tension électrique continue alimentant au moins l'unité électronique de traitement et le système d'affichage, par exemple une batterie ou une pile.
L'équipement électronique d'horlogerie peut également comprendre un écran de visualisation distinct du cadran 25. L'écran de visualisation qui est apte à communiquer avec le cadran 25 de manière filaire ou sans fil est alimenté également par une source de tension électrique continue. Cette source de tension peut être identique ou différente de celle alimentant le cadran 25. L'écran de visualisation, qui peut être de type Smartphone ou tablette, peut aussi intégrer tout ou partie de l'unité électronique de traitement.
Le terminal de géo-localisation peut être agencé dans le cadran 25 et/ou dans l'écran de visualisation.
L'écran de visualisation permet d'afficher à la demande, sous forme de menus déroulants, au moins un écran-image représentant des informations visuelles représentatives des informations astronomiques. Ledit au moins un écran-image est par exemple sélectionné parmi les écrans-images suivants :
un premier écran-image 60 (Figure 3) représentatif du panorama au moins partiel du ciel privilégiant la zone zodiacale visible en direction du sud pour les lieux situés dans l'hémisphère nord et en direction du nord pour les lieux situés dans l'hémisphère sud,
au moins un deuxième écran-image 61 recueillant des indications lisibles par l'utilisateur de l'équipement représentatives des premiers et seconds paramètres 11, 12 déterminés par l'unité électronique de traitement et/ou représentatives des coordonnées horizontales locales 13 du Soleil établies par l'unité électronique de traitement et/ou représentatives des coordonnées horizontales locales 19 des astres autres que le Soleil établies par l'unité électronique de traitement et/ou représentatives des informations astronomiques établies par l'unité électronique de traitement,
un troisième écran-image représentant, pour l'année en cours, l'évolution au fil des jours des positions relatives du Soleil, de la Lune, des nœuds de l'orbite lunaire et des planètes visibles à l'œil nu, permet d'identifier les moments les plus propices à l'observation des planètes en fonction de leur élongation ; l'horizon et la direction du méridien sont figurés,
un quatrième écran-image représentatif de l'aspect et de la position réels de la Lune, permet d'afficher dans son aspect et sa position réels une Lune stylisée, avec sa partie éclairée, son terminateur, ses mers et ses cratères principaux, éventuellement la lumière cendrée, l'ombre de la Terre en cas d'éclipsé de Lune, sa hauteur,
un cinquième écran-image représentatif de la Terre et ses caractéristiques telles que sa partie éclairée par le Soleil, les fuseaux horaires, la trace de l'écliptique avec les directions du Soleil et de la Lune, le lieu de la Terre pour lequel le Soleil est au zénith et l'analemme,
un sixième écran-image représentatif de la position dans le ciel et de l'aspect des planètes,
un septième écran-image représentatif de la position des planètes sur leurs orbites et indiquant les instants et les azimuts de leurs levers et de leurs couchers, un huitème écran-image représentatif de la danse annuelle de Vénus et de Mercure autour du Soleil,
deux neuvièmes écrans-images présentant en trois dimensions la moitié de la demi sphère céleste visible, l'une vers l'est, l'autre vers l'ouest, l'instant choisi correspondant au moment pour lequel le Soleil se trouve à six degrés sous l'horizon avant son lever ou après son coucher. Les planètes et la Lune sont mentionnés sur chaque neuvième écran-image qui permet ainsi de connaître les dates les plus propices à l'observation visuelle toujours délicate de Mercure,
des dixièmes écrans-images concernant des cartes générales des éclipses de Soleil de l'année et, sous deux angles, l'aspect de la Terre à l'instant de la nouvelle Lune.
Les écrans-images 60 et 61 sont plus amplement détaillés di-après.
Le premier écran-image 60 correspond notamment à la projection horizontale d'une partie de la sphère céleste sur un cylindre vertical d'axe nadir- zénith. L'écran-image 60 donne ainsi les représentations du cadran horaire sous leur aspect visuel concret.
Avantageusement, cet écran-image peut être la représentation en trois dimensions de la moitié de la demi-sphère visible centrée sur le plan du méridien.
Le deuxième écran-image 61 donne ainsi le chiffrage de nombreux paramètres concernant les phénomènes célestes, parmi les informations suivantes qui peuvent être affichées après détermination par l'unité électronique de traitement : l'aspect du Soleil et de la Lune avec leurs diamètres courants et le terminateur pour la Lune si elle est levée,
l'aspect du Soleil et de la Lune lors de leurs levers et couchers par adaptation de la forme du symbole visuel,
le dessin de la Lune lorsqu'elle présente ses diamètres extrêmes, en saison d'éclipsés, le clignotement des symboles visuels de la Lune ou du Soleil clignote en signe d'avertissement,
la date de Pâques si elle n'est pas passée,
les dates de début des saisons des éclipses pour l'année en cours,
- le nom du lieu s'il est disponible, sa latitude et sa longitude,
le fuseau horaire légal, et celui éventuellement en vigueur, par application de « l'heure d'été » avec les dates de changement,
le jour et l'heure légale,
le temps sidéral local caractérisant la position de la terre sur son orbite et dans sa rotation sur elle-même,
l'écart entre l'heure légale et l'heure locale tel qu'il résulte de la longitude et du fuseau horaire légal,
l'heure UTC et l'écart entre celle-ci et l'heure légale,
la valeur de l'équation du temps, son évolution instantanée et la durée du jour vrai entre deux passages successifs du Soleil au méridien, avec un signalement des moments pour lesquels le Soleil est à l'heure juste ou pour lesquels la durée du jour passe par les extrema,
la vitesse variable de la terre sur son orbite,
l'écart entre l'heure légale et l'heure solaire, pour régler un cadran solaire, - l'écart entre l'heure UTC et l'heure solaire, pour régler une carte du ciel étoilé, l'azimut, la hauteur, le lever et le coucher du Soleil (chacun étant défini par son heure et son azimut), le passage du Soleil au méridien du lieu (défini par son heure et sa hauteur),
la durée de l'ensoleillement, son évolution et la valeur de l'énergie reçue au sol relativement à l'équinoxe,
le moment venu, les jours des équinoxes et des solstices,
la distance du Soleil et l'évolution avec signalement des jours des périhélie et aphélie, son diamètre apparent,
la date de la prochaine rencontre du soleil et d'un nœud de l'orbite lunaire : nature du nœud (ascendant ou descendant),
l'azimut, la hauteur, le lever et le coucher de la Lune (chacun étant défini par son heure et son azimut), le passage de la Lune au méridien du lieu (défini par son heure et sa hauteur),
la distance de la Lune et l'évolution, son diamètre apparent, sa fraction éclairée, son âge et sa vitesse sur l'orbite, la date et l'heure de la prochaine nouvelle Lune ou de la prochaine pleine
Lune,
en cas d'éclipsé de Soleil lors de la prochaine nouvelle Lune : les longitudes du Soleil et du nœud concerné, la latitude de la Lune, le rapport des diamètres apparents de la Lune et du Soleil, la nature de l'éclipsé, totale, partielle ou annulaire et la position sur le globe terrestre de l'ombre de la Lune à l'instant de la nouvelle lune, en cas d'éclipsé de Lune lors de la prochaine pleine Lune : les longitudes de l'ombre de la Terre et du nœud concerné, la hauteur de la Lune à l'instant de la pleine Lune.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation représentés et décrits ci-avant, mais en couvre au contraire toutes les variantes.

Claims

REVENDICATIONS
1. Equipement électronique d'horlogerie permettant d'indiquer l'heure légale courante du lieu où l'équipement est situé et des informations astronomiques, l'équipement électronique d'horlogerie comprenant :
une unité électronique de traitement munie d'au moins un processeur configurée de sorte à périodiquement :
o déterminer (El) des premiers paramètres (11) de géo-localisation associés au lieu où l'unité électronique de traitement est située et des seconds paramètres (12) concernant l'heure légale courante associée réglementairement à ce lieu,
o et établir (E2), en fonction des premiers et seconds paramètres (11, 12) ainsi déterminés, des coordonnées horizontales locales (13) du Soleil en ce lieu à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans une mémoire de l'unité électronique de traitement, les coordonnées horizontales locales (13) comprenant au moins l'azimut du Soleil,
un cadran (25) muni d'un boîtier renfermant tout ou partie de l'unité électronique de traitement et équipé d'un système d'affichage visualisant au moins une aiguille indicatrice (26) ayant une orientation variable dans le temps telle que l'angle (27) formé entre l'aiguille indicatrice (26) et un premier axe fixe de référence (28) du cadran est égal, à chaque instant, à l'azimut du Soleil établi par l'unité de traitement, et une graduation horaire (29) calculée par l'unité électronique de traitement et affichée à la périphérie du cadran (25) sous la forme d'une pluralité de points horaires (30) positionnés par rapport au premier axe fixe de référence (28) en fonction de l'azimut du Soleil respectivement aux heures dont les points horaires (30) sont représentatifs, l'aiguille indicatrice (26) indiquant ainsi, à chaque instant, simultanément :
o une représentation des directions relatives du Soleil et du point cardinal de la culmination du Soleil, l'écart entre ces directions étant égal à la valeur de l'azimut du Soleil à cet instant et en ce lieu, ladite représentation étant constituée par l'angle (27) formé entre l'aiguille indicatrice (26) et le premier axe fixe de référence (28) du cadran,
o l'heure légale courante du lieu où est situé l'équipement électronique d'horlogerie à cet instant, par lecture de l'heure dont le point horaire (30) de la graduation horaire (29) vers lequel l'aiguille indicatrice (26) est dirigée est représentatif.
2. Equipement électronique d'horlogerie selon la revendication 1, caractérisé en ce que les coordonnées horizontales locales (13) établies par l'unité électronique de traitement comprennent la hauteur du Soleil et en ce que le système d'affichage permet d'afficher une couleur du cadran (25) variable ajustée en fonction de la hauteur du Soleil établie par l'unité électronique de traitement.
3. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'outre l'aiguille indicatrice (26), le système d'affichage comprend des éléments de visualisation agencés pour afficher (E5) sur le cadran (25) un symbole visuel (18) représentatif de la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante occupée par le Soleil à chaque instant, où le cadran (25) matérialise le plan de l'horizon et en ce que l'aiguille indicatrice (26) passe en permanence par ce symbole visuel (18) ainsi affiché par les éléments de visualisation.
4. Equipement électronique d'horlogerie selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'unité électronique de traitement est configurée pour déterminer (E3), sur la base des coordonnées horizontales locales (13) du Soleil établies par l'unité électronique de traitement, l'abscisse (14) et l'ordonnée (15) occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante du Soleil et en ce que les éléments de visualisation sont tels que le symbole visuel (18) affiché est défini par une valeur d'ordonnée (17) dans le plan du cadran (25) comptée suivant le premier axe de référence (28) du cadran et par une valeur d'abscisse (16) dans le plan du cadran (25) comptée suivant un deuxième axe fixe de référence du cadran orienté transversalement par rapport au premier axe de référence (28), la valeur d'abscisse (16) et la valeur d'ordonnée (17) du symbole visuel (18) affiché sur le cadran (25) par les éléments de visualisation étant calculées (E4) par l'unité électronique de traitement de sorte que le rapport entre la valeur d'abscisse (16) et la valeur d'ordonnée (17) associées au symbole visuel (18) affiché est égal au rapport entre l'abscisse (14) et l'ordonnée (15) occupées dans le plan de l'horizon par la projection verticale, sur le plan de l'horizon, de la position courante du Soleil.
5. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que l'unité électronique de traitement est configurée pour établir (E6), pour le lieu où l'équipement électronique d'horlogerie est situé et en fonction des premiers et seconds paramètres (11, 12) déterminés, des coordonnées horizontales locales (19) d'astres quelconques, naturels ou artificiels autres que le Soleil à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, et en ce que les éléments de visualisation sont agencés pour afficher (E9) sur le cadran (25) un symbole visuel (24, 241, 242, 243, 244, 245, 246) associé à chacun desdits astres et représentatif de la projection verticale sur le plan de l'horizon de la position courante occupée par cet astre à chaque instant, le cadran (25) matérialisant le plan de l'horizon.
6. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le système d'affichage comprend au moins une partie d'un écran d'affichage lumineux à base de diodes électroluminescentes agencée en tant que fond du cadran (25).
7. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 3 à 5 et selon la revendication 6, caractérisé en ce que les éléments de visualisation comprennent des moyens d'allumage différencié de l'écran d'affichage lumineux au niveau de chaque symbole visuel (18, 24, 241, 242, 243, 244, 245, 246) à afficher.
8. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'aiguille indicatrice (26) est un objet digital affiché par l'écran d'affichage lumineux.
9. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'unité électronique de traitement est configurée pour déterminer, en fonction du lieu où l'équipement est situé, l'azimut du Soleil à chacun des instants correspondant aux heures dont les points horaires (30) de la graduation horaire (29) affichée sont représentatifs et en ce que le cadran (25) comprend des moyens d'affichage pour afficher ces points horaires (30) de sorte que pour chaque point horaire (30), l'angle formé entre le premier axe fixe de référence (28) et la droite passant par ce point horaire (30) et par l'axe de pivotement de l'aiguille indicatrice (26) est égal à l'azimut du Soleil à l'instant correspondant à l'heure dont le point horaire (30) est représentatif.
10. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 6 à 8 et selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens d'affichage pour afficher les points horaires (30) sont constitués par une partie de l'écran d'affichage lumineux où chaque point horaire (30) est affiché de manière digitale, la partie de l'écran d'affichage lumineux permettant d'afficher les points horaires (30) étant distincte de la partie agencée en tant que fond du cadran (25).
11. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'unité électronique de traitement est configurée de sorte à périodiquement établir des informations astronomiques, en fonction des premiers et seconds paramètres (11, 12) déterminés par l'unité électronique de traitement et à partir de règles prédéterminées de calcul enregistrées dans la mémoire de l'unité électronique de traitement, et en ce que le système d'affichage comprend des moyens de visualisation pour afficher au moins l'une desdites informations astronomiques établies à destination de l'utilisateur de l'équipement, où les informations astronomiques incluent au moins les données suivantes : le pôle visible, l'équateur céleste, les tropiques, l'écliptique avec les quatre saisons, et les équinoxes et les solstices, l'aphélie et le périhélie, les positions instantanées du Soleil, de la Lune, des cinq planètes visibles à l'œil nu et de l'ombre de la Terre, la course quotidienne du Soleil et celle de la Lune, avec les instants et azimuts de leurs levers et couchers, les instants de passage du Soleil dans le premier vertical si le Soleil est levé à ces moments, l'aspect exact de la Lune, son orbite moyenne instantanée autour de la Terre, les positions moyennes des nœuds de cette orbite qui régissent les éclipses, l'étendue sur l'écliptique des zones des saisons d'éclipsés, le moment venu les instants des quartiers de Lune et de la pleine Lune et de la nouvelle Lune, l'instant et la hauteur de la culmination du Soleil, l'analemme du Soleil, la valeur de l'équation du temps, et en période nocturne les étoiles en période nocturne, la trace quotidienne du pôle de l'écliptique, la voie lactée stylisée et le centre de la galaxie.
12. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 11 ou 12, caractérisé en ce que le cadran comprend un système de commande manuelle permettant de sélectionner ladite au moins l'une des informations astronomiques établies à afficher par les moyens de visualisation.
13. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que l'équipement électronique d'horlogerie comprend un écran de visualisation distinct du cadran (25) et intégrant tout ou partie de l'unité électronique de traitement, l'écran de visualisation permettant d'afficher à la demande, sous forme de menus déroulants, au moins un écran-image représentant des informations visuelles représentatives des informations astronomiques.
14. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que l'unité électronique de traitement comprend un terminal de géo-localisation par satellites apte à déterminer les premiers paramètres (11) et les seconds paramètres (12), à partir de signaux (10) reçus en provenance d'une pluralité de satellites autour de la Terre.
15. Equipement électronique d'horlogerie selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que la graduation horaire est une numération de 24 heures graduée par des points horaires toutes les 5 minutes, où un point horaire donné est représentatif d'une heure décalée de 5 minutes par rapport aux heures dont les deux points horaires adjacents audit point horaire donné sont représentatifs.
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