(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
付勢手段（１）と表示メカニズムの機械的表示手段（２）の間に設けられる結合デバイス（３）であって、前記結合デバイス（３）は前記付勢手段（１）の前記付勢に応答して可変速度の動きを前記機械的表示手段（２）に印加するものであり、これによって前記機械的表示手段（２）の慣性運動を生成することを特徴とする結合デバイス（３）。
【請求項２】
前記付勢手段（１）に専用の少なくとも１つのセンサ・モジュール（４）、および流体摩擦モデリングを用いたニュートンの運動方程式（７００）から決定される前記機械的表示手段（２）の慣性運動をシミュレーションし、かつそれをコントロールするための電子回路（３１）を含むことを特徴とする、請求項１に記載の結合デバイス（３）。
【請求項３】
前記機械的表示手段（２）を駆動する少なくとも１つのモータ（６１）を付勢すること、および前記モータ（６１）が前記機械的表示手段（２）のための動きの最大速度（６１１’）も決定することを特徴とする、請求項１または２の請求項に記載の結合デバイス（３）。
【請求項４】
それぞれが別々の機械的表示手段（２１，２２）専用となる複数のモータ（６１，６２）を同時に付勢することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかの請求項に記載の結合デバイス（３）。
【請求項５】
前記付勢手段（１）の少なくとも１つの機械的コントロール部材の加速および／または減速は、竜頭（１１）のステム（４１）上に取付けられたセンサ（４）によって検出されるインパルス周波数（４０１）に従って計算されることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれかの請求項に記載の結合デバイス（３）。
【請求項６】
前記付勢手段（１）が竜頭（１１）であり、前記機械的表示手段が針（２１，２２）であり、それにおいて前記針（２１，２２）のうちの少なくとも１つの角加速度（７０３’）が、前記インパルス周波数（４０１）に、および前記針（２１）のためのシミュレーションされた角速度（７０３）に従って計算されることを特徴とする、請求項５に記載の結合デバイス（３）。
【請求項７】
各モータ・ステップは、１分より小さい持続期間を伴う表示に対応する扇形を通じて前記針（２１）の割送りをする、請求項６に記載の結合デバイス（３）。
【請求項８】
前記付勢手段（１）は竜頭（１１）であり、それにおいて第１の回転方向（Ｓ１）における前記竜頭（１１）の付勢が前記機械的表示手段（２）の第１の加速段階（Ａ）を生じさせ、前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（Ｓ２）における前記竜頭（１１）の付勢が前記機械的表示手段（２）の第２の減速段階（Ｂ２）を生じさせることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載の結合デバイス（３）。
【請求項９】
少なくとも１つの機械的コントロール部材によって形成される前記付勢手段（１）を前記機械的表示手段（２）と運動学的に接続することを特徴とする、請求項１に記載の結合デバイス（３）。
【請求項１０】
付勢手段（１）によって付勢される機械的表示手段（２）を使用して可視化される表示パラメータを調整するための方法であって、この方法は付勢手段（１）を付勢して可変速度の動きを前記機械的表示手段に供給するステップと、このステップに続いて以下のステップ・シーケンス、すなわち
−  前記機械的表示手段（２）を加速する第１の段階（Ａ１）と、
−  所定の時間期間にわたる前記付勢手段（１）の少なくとも１つの機械的コントロール部材の消勢に続く前記表示手段（２）の第１の慣性減速段階（Ｂ１）とを有すること
を特徴とする方法。
【請求項１１】
前記機械的コントロール部材を逆方向へ付勢して前記第１の慣性減速段階（Ｂ１）より顕著な第２の減速段階（Ｂ２）を生じさせる追加のステップを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の表示パラメータを調整するための方法。
【請求項１２】
前記表示手段（２）の動きがニュートンの運動方程式（７００）によって決定されることを特徴とする、請求項１０または１１に記載の表示パラメータを調整するための方法。
【請求項１３】
前記表示手段（２）の速度が一定になる追加の段階（Ｃ）を含むことを特徴とする、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の表示パラメータを調整するための方法。
【請求項１４】
前記表示手段（２）が同時に調整される２つの別々の部材を含むことを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれかに記載の表示パラメータを調整するための方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアナログ表示デバイスの分野に関する。より詳細に述べれば、機械的部材を使用して達成される表示器を備えた計時器に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械的な計時器、特に針を伴う腕時計においては、時刻設定モードに対応する軸上の位置において腕時計の作動機構と運動学的に接続される竜頭によって付勢される、長すぎるかまたは頻繁にすぎる竜頭の回転を必要とすることなく、単純かつ迅速に長針を移動するための決定済みギア比を伴った時刻設定デバイスが知られている。
【０００３】
デジタル表示器、特に液晶表示器を伴う電子計時器においては、計時器が特定の調整または設定モードにあるときにセンサの持続的または反復的付勢によってデジタル記号のスクロール速度を加速することが知られている。たとえば、押しボタンへの圧力の持続的印加が、修正されるべき表示器の値のためのスクロールを最大速度値まで加速する。その後、各表示パラメータのための調整が逐次的に実行される。
【０００４】
センサが備えられた竜頭を付勢要素として使用し、かつ、たとえば特許文献１の中に開示されている電子回路のような竜頭の回転速度の関数となる速度において修正するための電子結合デバイスを使用するデジタル表示修正デバイスもまた知られている。この場合に修正速度は、竜頭の回転速度に対応する異なる平坦域の間において一定であるが、各増加時それらが急激に変化することがある。さらにまた、竜頭の連続する２つの動きの間に修正が生じず、また修正のために使用されるカウンタのスクロールを減速するためのメカニズムも提供されていない。したがって、微調整には、最低可能修正速度を生成する反復的な低振幅の付勢がユーザに求められる。しかし、これは一方において不便であり、他方においてこれは長短針の痙攣性の動きを解決するものでない。
【０００５】
特許文献２は、センサの付勢（触知センサ上の指の動き、押しボタン上の圧力による）に応答して可変速度において記号をスクロールするための電子デバイスを開示している。センサを付勢する回数、およびそれらの付勢の持続時間がレジスタ内に収められている値の増加または減少の効果を有し、またそれが比例的なスクロール速度も決定する。センサの消勢が持続すると、その後にレジスタ内の値を減少してスクロール速度を漸進的に減ずる。しかしながらこのスクロール速度の減速は、レジスタ値がゼロに近づくに従ってスクロール速度における相対的な偏差が増加することから、なおも流動性に欠いている。この解決策は、機械的な部品をまったく伴わないセンサを使用するという利点を有する。欠点は、それらが、従来的な竜頭の使用より直観的でないことである。さらにまた、この解決策は、デジタル表示器にのみ関係し、アナログ表示部材を伴う腕時計に適用できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】英国特許第２０１９０４９号明細書
【特許文献２】スイス国特許第６４１６３０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
したがって、上で述べた先行技術の欠点を伴わない解決策を提案することを本発明の目的とする。
【０００８】
特に、完全に機械的な解決策のアプローチを維持しつつ、ユーザにとってより直観的であり、しかもより迅速な修正デバイスおよび方法を提案することを本発明の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
これらの目的は、付勢手段と表示メカニズムの機械的表示手段の間における結合デバイスによって達成され、当該デバイスは、付勢手段の付勢に応答して可変速度の動きを前記機械的表示手段に印加するべく適合されており、それにおいて機械的表示手段の慣性運動をそれが生成すること、すなわち付勢手段が付勢されなくなった後は減速が速度に比例することを特徴とする。
【００１０】
またこれらの目的は、付勢手段によって付勢することが可能な機械的表示手段を使用して可視化される表示パラメータを調整もしくは設定するための方法によっても達成され、当該方法は、付勢手段を付勢して可変速度の動きを機械的表示手段に適用するステップを含み、付勢するステップの後の次に示すステップのシーケンスを特徴とする：
−  機械的表示手段を加速する段階。
−  所定の時間期間にわたるコントロール手段の消勢に続く前記機械的表示手段の慣性減速段階。
【００１１】
提案されている解決策の１つの利点は、コントロール部材と機械的表示部材の速度の結合を解くことによってそれが調整の迅速性および利便性を改善することであり、それが実行されるべき修正の範囲に対して動きの速度を調整することを可能にする。これは、一方において調整動作をより効率的なものとし、他方においては、付勢手段の付勢が停止された後にアナログ表示手段の慣性運動を模することによって、すなわち表示手段の速度に比例する減速を実行することによってより視覚的に直観的なものとする。したがって、まず最初に粗調整を行い、その後、所望の値に近づいたとき、連続する速度において微調整を行なうことが可能である。
【００１２】
提案されている解決策の別の利点は、表示部材の位置の調整に必要とされることがコントロール部材のいくつかの散発的な付勢だけであることから、これが調整のために必要となる操作を最小化することである。さらにまた、修正速度を加速するだけでなく、前記速度を減速する作用も可能であることから、調整動作のコントロールが改善される。
【００１３】
提案されている解決策の追加の利点は、電子腕時計のための通常の逐次的な調整とは異なり、いくつかの表示パラメータの同時調整を可能にすることである。本発明により、付勢手段の付勢の期間の合間の表示手段の連続的な動きによって節約される修正のための時間は、大きな修正を要する時間がユーザの視点において長くなりすぎることなく、従来の機械的腕時計の直観的なアプローチにおいて、たとえば短針および長針を同時に動かすオプションを提供する。
【００１４】
最後に、この後に説明する好ましい実施態様によれば、提案されている解決策は、表示の値を増加するために特定の分解能をセンサに求めない。調整の流動性は、特に、コントロール部材の動きから演繹されるもの、またはセンサによって検出されるものが修正速度ではなく、表示部材の加速度であるという事実によって確保される。したがって、これが、ニュートンの物理法則に従った機械的な部材の動きと一致する表示部材の連続する速度を生成する。この速度は、異なるコントロール部材の付勢期間の間に殆どわずかな変動を持つだけであり、その結果として提案されている解決策は、表示部材の痙攣性の動きに帰するセンサのスレッショルド効果を受けることがない。
【００１５】
このほかの特徴および利点は、多様な実施態様の詳細な説明および添付の図面の中でより明らかなものとなるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の好ましい実施態様に従った結合デバイスを示したもので、図１Ａはその説明図である。図１Ｂは、図１Ａに図解されている好ましい実施態様に従った結合デバイスの種々の要素によって使用される多様なパラメータ、および実行される多様な計算ステップを示した説明図である。
【図２Ａ】本発明の好ましい実施態様に従ったセンサ構造を図解した説明図である。
【図２Ｂ】図２Ａに図解されている好ましい実施態様に従ったセンサの動作を示したタイミング図である。
【図３】本発明の好ましい実施態様に従った調整動作の多様なシーケンスについて示した状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、少なくとも１つが機械的であり、他方が機械的であるか、またはセンサに接続されるかのいずれかとなる２つの部品の間における結合デバイスに関する。この結合デバイスは、これらの部品の相互動作のための相互依存の関係を作り出し、したがって他方の動きから、１つの部品の片側を向いた、あるいは両側を向く動きを生成することが可能である。本発明は、電子要素を含む結合デバイス、および完全に機械的な、すなわち電子回路をまったく伴わない結合デバイスの両方に関する。以下において図面を参照して開示する本発明の好ましい形では、アナログ表示手段を動かすための望ましい慣性効果をシミュレーションし、かつ実装するためにマイクロコントローラが使用されているが、従来的な計時器における竜頭および針等において典型的な機械的コントロール部材および表示手段の形で付勢手段の間の運動学的接続を形成することは完全に企図可能である。たとえば、逆転器ホイールを使用することによってフリーホイール運動の接続を得ることができ、それにおいては、当該ホイールの１つのピニオンが竜頭によって付勢されるギア・トレインと噛合い、他方のピニオンが、上に長針が固定された大型ディスクと一体とし、短針が従来的な作動機構を介して付勢される。この構成においては、竜頭が付勢されなくなると直ちに大型ディスクがそれの回転軸およびそれと一体のピニオンの回転軸に関してフリーホイールのように回転し、かつ竜頭が付勢されなくなると直ちに摩擦力がディスクの回転速度を、したがって長針のそれを漸進的に減少させる。
【００１８】
本発明の結合デバイスの好ましい実施態様は、計時器のために意図されており、図１Ａおよび１Ｂに図解されているが、それらの図はそれぞれ、結合デバイス３の論理的構造および、コントロール手段１の動きを表示手段の、従来的な機械的ギア・トレインとは異なる非比例的な動きに変換するべく結合デバイス３の多様な要素によって使用される種々のパラメータ、および実行される種々の計算ステップを示している。図１Ａは、互いに逆向きとなる２つの回転方向Ｓ１およびＳ２に付勢することが可能な竜頭１１の形式で付勢手段１の好ましい構造を、および短針２２および長針２１の形式で表示手段２のそれを示している。しかしながら本発明に従った結合デバイス３は、たとえばリングまたはドラムといったほかのタイプの機械的表示部材２に対しても適用することが可能である。したがって本発明は、第１の角速度１１１、すなわち所定の回転方向、たとえばＳ１における竜頭１１の駆動速度が、別の、長針２１の角速度２１１に変換されることを可能にする。方向Ｓ１における竜頭１１の付勢に続いて、以下において述べる長短針の動きを連続的にするニュートンの運動方程式７００に従って長針２１が漸進的に加速されることから、これら２つの角速度１１１および２１１は比例していない。
【００１９】
図１Ａに図解されている本発明の好ましい形に従った結合デバイス３は、たとえばマイクロコントローラを含む処理ユニット５、およびモータ・コントロール回路６を含む、好ましくは集積回路の形式をとる電子回路３１を含む。マイクロコントローラは、カウンタ・モジュール４４によって供給される付勢手段１の動きセンサ４の出力におけるデジタル入力パラメータ、すなわちたとえば竜頭１１の回転を、たとえばモータ・ステップ数といったモータ・コントロール回路６のためのデータに変換する。カウンタ・モジュール４４は、センサ４によって生成された電気信号を、マイクロコントローラ等のソフトウエア処理ユニットによって扱われることが可能な離散的な数値に変換する。しかしながら後者については、当業者に周知であることから詳細に説明しない。図解されている好ましい形によれば、コントロール回路６が、２つの別々のモータをコントロールし、それにおいては第１のモータ６１が長針２１の動きのコントロール専用であり、第２のモータ６２が短針２２のコントロール専用である。したがって結合デバイス３は、それぞれが別々の機械的表示手段専用となる複数のモータ６１、６２を同時に付勢する。モータの分離は、表示器モードを迅速に変更し、たとえばアラーム時刻または地磁気の方向を示すことを可能にする。
【００２０】
計算を実行するために、マイクロコントローラは、モータ・ステップが分または時といった時刻単位と関係しているときにモータ・ステップ数、またはモータ・ステップ周波数６１１、６２２を決定するように、メモリ・ユニット７内に保存されている種々のパラメータを使用する。モータ・ステップ周波数６１１、６２２は、それぞれ、以下において説明するニュートンの運動方程式７００に従った第１のモータ６１および第２のモータ６２の付勢周波数に対応する。図１Ｂは、竜頭１１の角回転速度１１１をモータ・ステップ数に変換する種々のステップおよび計算パラメータを図解している。
【００２１】
−  ステップ４００１は、カウンタ・モジュール４４の出力において、モータ・ステップ数を計算するため、およびそれからモータ・ステップ周波数６１１、６２２を演繹するために処理ユニット５のマイクロコントローラによって使用されるインパルス周波数４０１を決定する。このステップ４００１の実行に使用されるセンサ４の好ましい構造については、この後で図２Ａおよび２Ｂの図解を参照して詳細に説明する。
【００２２】
−  ステップ５０００の間においては、比例定数７０１がインパルス周波数４０１に乗じられて、本発明の範囲内において選択されるモデリングに従い、長針２１に対して、それの回転軸に関して印加することが想定された仮想トルク値４０１’が決定される。
【００２３】
−  ステップ５００１は、マイクロコントローラによって実行される主計算ステップである。このステップの目的は、第１のモータ６１のモータ・ステップ周波数６１１をインパルス周波数４０１の関数として、それから長針の実際の角速度２１１を演繹するために決定することである。これを行なうためにマイクロコントローラは、ここで長針２１の動きのモデリングを、回転体の角加速度がそれに印加された機械的トルクの合計に比例することを規定する力学の原則に従った回転系のそれと類似に行なうことによってニュートンの運動方程式７００を解く。本発明の好ましい実施態様の範囲内において選択されたシミュレーション・パラメータを用いると、ニュートンの運動方程式は、次のように記述できる。
７０４×７０３’＝４０１’−７０３”
【００２４】
これにおいて、式の左辺の係数７０４は、シミュレーションされた回転系の慣性モーメントであり（通常、物理式においては文字Ｊによって表わされる）、参照７０３’は、本発明の中で使用される表示手段の加速度、たとえばここでの長針２１の、その回転軸に関する加速度である。長針２１の動きに最大の慣性を与えるために、すなわちコントロール部材の付勢の合間に可能な限り長くそれが回転を継続するようにするために、ここで注意を要するが、シミュレーションされた回転系の慣性モーメントの係数７０４が、長針２１の実際の慣性モーメントよりはるかに大きくなるように好ましく選択され、そのことが、あたかもそれがたとえば金属製のディスクと回転可能に一体化されているようなより稠密な系の挙動をそれに与える。上記のニュートンの運動方程式７００の右辺において、値４０１’は、長針２１をシミュレーションした回転系に印加される仮想機械的トルクである。仮想トルク４０１’はインパルス周波数４０１に依存し、竜頭１１の回転の間はゼロ以外になる。もう１つの仮想トルク７０３”は、表示手段のシミュレーションされた角速度７０３、すなわちこの場合においては長針２１のそれに比例し、長針２１の動きを漸進的に減速する流体摩擦をモデリングする。この機械的トルクは、唯一、竜頭１１が付勢されなくなったときにも印加される。仮想トルク値４０１’と同様に、仮想トルク値７０３”もまた、シミュレーションされた角速度７０３に、流体摩擦係数と呼ばれる比例定数７０２を乗ずることによって獲得される。この場合における流体摩擦モデリングによってニュートンの運動方程式７００が、針２１のシミュレーションされた角速度７０３についての微分方程式の形式となり、それがマイクロコントローラによって解かれる。説明している好ましい実施態様によれば、ニュートンの運動方程式７００の解は、針の角速度が、あたかもそれが竜頭が付勢されたときの機械的トルクおよび流動的な減速トルクを受ける回転系であるかのように決定されることから、流動的かつ連続的な針の動きのエミュレーションを可能にする。ここで述べている好ましい実施態様によれば、この式のために選択される入力パラメータが竜頭１１の回転速度に比例する仮想トルク４０１’であり、出力として長針２１のシミュレーションされた回転速度７０３がもたらされる。
【００２５】
シミュレーションされた回転速度７０３は、その後、秒当りのモータ・ステップ数、すなわちモータ・ステップ周波数６１１が比例的に演繹されることを可能にする。長針の実際の角速度２１１は、このようにして確立されたモータ・ステップ周波数６１１と相互に比例する。本発明の好ましい実施態様によれば、各モータ・ステップが、１分より小さい持続期間を有する表示に対応する扇形を通る動きを針２１に生じさせる。針の動きを可能な限り流動的にするため、各ステップの角度増分の角度値を、好ましくは２度とする。言換えると、各モータ・ステップは、１分に対応する角度値の３分の１の角度値で長針２１を回転する。より細かい分解能を設定することも可能であるが、モータ６１の使用の増加を必要とし、それが、より多くのステップを増加しなければならないことになり、その場合には相応じてエネルギの使用量が増加することになる。
【００２６】
−  ステップ５００２は、ステップ５００１の終了時に求められた第１のモータの周波数値６１１に従って第２のモータ６２の周波数値６２２を演繹する。長針２１と短針２２の間における回転速度の比は、標準アナログ表示器において１２であり、長針２１の完全な１回転が短針２２の１時間の進みに対応し、すなわち１から１２までの時間スケールについて文字盤の１２分の１に対応する。したがって、第２のモータ６２の周波数６２２の値を演繹することは比較的容易であり、本来的な計算、または除算を実行する必要はなく、単純に、モータ・コントロール回路６において、第１のモータ６１の各１２番目のステップの後に第２のモータ６２を１ステップ進める命令を実装するだけでよい。計算に関する要件がこのように最小化される一方で、いくつかの表示部材による調和された動き、すなわち長針２１および短針２２の動きの直観的な視覚的効果が前記部材の調整の間において提供される。この手前で説明している好ましい実施態様において、先行する計算ステップ５００１にこの追加の計算ステップ５００２を従属させることは、２つの針２１、２２の動きが単純に調和されることも可能にする。
【００２７】
好ましい実施態様は、好ましくは機械的とするが、たとえば触知スクリーン等の容量性センサの形をとることもできる付勢手段１と表示手段２の間における結合を、好ましくは竜頭１１とする付勢手段１の動きの特徴を数値として、すなわちインパルスの数として表わすセンサ・モジュール４を経由して形成する。インパルス周波数を決定するこのステップ４００１は、電子回路３１による取扱いが可能な入力パラメータを供給するために必要なデジタル化プロセスであり、その後、機械的な表示手段の動きを、あたかもそれがインパルス周波数４０１に比例するトルク４０１’の印加によって決定されたかのようにシミュレーションすることが可能である。針の実際の動きは、回転する固体の動きに対応することから慣性運動であると考えられ、竜頭１１が付勢されなくなった後は、それの実際の回転速度に比例した流体摩擦トルクだけを受けて針を漸進的に減速させる。しかしながら説明している好ましい実施態様によれば、流体摩擦トルク７０３”が仮想であり、前述のニュートンの運動方程式７００の中でマイクロコントローラ５によってシミュレーションされる。しかしながらそれは、長針２１に直接印加されず、長針のシミュレーションされた速度７０３に印加され、それもまたニュートンの運動方程式７００の解決に使用される。
【００２８】
提案されているモデリングの『物理的現実性』に関する特異性の１つは、針の実際の角速度、および選択された好ましい実施態様によるところの長針の角速度２１１が、処理能力に関するシステムの制約から必然的に制限されることである。実際、第１および第２のモータ６１、６２は、秒当りのステップ数についてあらかじめ決定済みの最大数を実装できるだけであり、その結果として最大モータ・ステップ周波数６１１’が存在し、その後はそれ以上の加速が可能でない。長針２１をコントロールする第１のモータ６１の最大モータ・ステップ周波数６１１’は、好ましくは２００から１０００Ｈｚまでの間であり、これは、文字盤の完全な１回転を１８０モータ・ステップとするとき、秒当り１から５回転までの間の長針２１の最大回転速度に対応する。注意を要するが、電子回路３１の使用を伴う本発明のためにいずれの実施態様が選択された場合であっても、機械的表示手段２を動かすための最大速度は、常に、モータ・コントロール回路６の処理能力の関数として定義されなければならないことになる。
【００２９】
図２Ａは、本発明に従ったセンサ４の好ましい実施態様を示しており、これは、この入力パラメータに適用されるニュートンの運動方程式７００を解くことにより機械的表示手段２の加速度および／または減速度の値を計算するために電子回路３１によって使用されるインパルス周波数４０１を比較的単純に決定することが可能である。センサ４は、竜頭１１と回転可能に一体化されたステム４１上に取付けられており、互いに逆向きとなる２つの方向Ｓ１およびＳ２の回転に関して駆動されることが可能である。複数の電気接触片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄがステム４１の周囲に取付けられている。好ましい実施態様においては、図２Ａに図解されているとおり４つの接触片が存在する。センサ４は、さらに、固定構造上に取付けられた２つの電気接点４２、４３を含む。電気接触片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄに電圧が印加されたとき、第１の接点４２の端子において出力信号４１２の値が測定され、第２の接点４３の端子において出力信号４１３の値が測定される。
【００３０】
図２Ｂは、上側部分（ａ）において、時計回りの回転方向Ｓ１の竜頭１１の回転の間に獲得される第１および第２の信号４１２および４１３を示している。各信号４１２、４１３が正になる持続期間である第１の区間４０１ａ、各信号４１２、４１３がゼロになる第２の区間４０１ｂ、および第１および第２の区間４０１ａおよび４０１ｂの和である第３の合計区間４０１ｃは、第１および第２の出力信号４１２、４１３のそれぞれについてまったく同じであり、それらは、単に、電気接触片４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄのうちの１つの、第１の接点４２から第２の外部接点４３までの経路に対応する値によって時間的にシフトされるに過ぎない。図の下側部分（ｂ）においては、グラフが逆転されているが、この場合には竜頭１１が反時計回りのＳ２方向に回転されて、第１の出力信号４１２の矩形が第２の出力信号４１３の手前に形成される。信号４１２、４１３およびそれらの区間４０１ａ、４０１ｂ、４０１ｃは、その後カウンタ・モジュール４４に転送されて数値に変換される。
【００３１】
手前では、実用上の理由のために、図２Ａのセンサ４を使用する本発明の好ましい実施態様が、好ましく、制限された数の接触片を含むことを確立したが、ニュートンの運動方程式７００に適用されるインパルス周波数４０１を決定するためのこのタイプの接触片の使用は、この方程式を解決する決定された速度が、常に、加速がないとしても連続していることから、修正の流動性を確保するためにセンサ４の細かい分解能を必要としないという追加の利点を有する。したがって、インパルス周波数４０１に比例するトルク値の粒状度のあまり細かくない分解能が、結果として表示手段２を前進させる痙攣性の動きをもたらすことはなく、むしろ単純に、それぞれの追加のインパルスの検出に従ったより明確な加速度を生成することになる。またセンサの感度に従い、検出されたインパルス周波数に関して比例定数７０１を調整することも可能である。
【００３２】
代替実施態様によれば、１つまたはいくつかの押しボタン（図示せず）に関連付けされた１つまたはいくつかの接触片を使用すること、および第１の押しボタンへの圧力の各印加時にインパルス周波数４０１を増加すること、および第２の押しボタンへの圧力の各印加時にインパルス周波数４０１を減少することも企図可能である。この代替実施態様によれば、このように、それぞれインパルス周波数４０１の増加および減少専用に供される２つのセンサが使用されるが、本発明のモデリングによれば、これは、１つの方向またはそれの反対方向において機械的なトルクを印加し、針２１、２２の動きの加速および減速をそれぞれ行なうことを意味する。
【００３３】
図３は、計時器に適用される、本発明の好ましい実施態様に従って針を使用する時刻調整動作の種々のシーケンスについての状態図を示している。しかしながら当業者は理解することになろうが、必ずしも時刻関連でないほかのタイプのパラメータ（すなわち、任意タイプの記号）の調整も可能であり、また針をほかのアナログ表示部材によって置換えることも可能である。
【００３４】
ステップ１００１は、竜頭１１の最初の付勢であり、それが長針２１の動きを生成する。所定の回転方向において、たとえば方向Ｓ１において竜頭が付勢されるとき、センサ４が竜頭１１の正の角速度１１１に対応する『正の』インパルス数４０１を検出し、同じ方向において針に印加されるトルクの印加のシミュレーションを行う。したがって、時計回りの方向Ｓ１における竜頭１１の回転は、長針２１を文字盤上で前進移動させる。同じ方向Ｓ１における竜頭１１の反復回転は、カウンタ・モジュール４４によって使用される連続するサンプリング期間にわたってインパルス周波数４０１を正に維持し、したがって、さらに針２１の動きを、各ステップにおける針の飛びを視覚的に観察することが不可能となる連続した流動的な動きが獲得されるまでニュートンの運動方程式７００に従って加速する。しかしながら長針２１の動きが、最大モータ・ステップ周波数６１１’に到達すると観察される最大角速度を超えることが不可能であるため、この最大速度に到達した後の竜頭１１の回転は何の効果も持たなくなる。好ましい実施態様によれば、最大のシミュレーションされた角速度７０３１は、最大モータ・ステップ周波数６１１’の関数として決定される。ニュートンの方程式を解決するアルゴリズムがこの最大速度限界に到達すると、それが直ちに飽和し、すなわちアルゴリズムがより高い値の結果を与える場合でさえ、シミュレーションされた角速度７０３の増加を停止する。
【００３５】
図３の状態図は、マイクロコントローラ５によって実行されて速度が飽和しているか否かを決定する比較ステップ５００３を図解しており、それに該当する場合には、シミュレーションされた角速度７０３が最大値７０３１に制限され、計算が実行されたサンプリング期間について角加速度７０３’がゼロになる。比較ステップ５００３から開始して正の加速度値７０３’へ向かうフィードバック・ループは、最大のシミュレーションされた角速度７０３１に到達しない限りは飽和が生じていないことを示す。
【００３６】
ここではステップ１００１を、時計回りの回転方向Ｓ１において竜頭１１を付勢して同じ方向に長針２１を好ましく前進させることについて説明した。しかしながら、反対の方向Ｓ２における竜頭１１の付勢が、同様に反対の方向に長針２１および短針２２を回転する構成も可能であり、それにおいてはインパルスの数４０１が各サンプリング期間の間に同じ態様で計算されるが、センサ４によって決定される回転の方向についての情報が、第１および第２のモータ６１、６２によって針に適用される回転方向の選択を与える。
【００３７】
それに加えて、ここで提案された解決策によれば機械的表示手段に適用される動きが竜頭の速度に依存する加速の結果であるが、この解決策は低い分解能の竜頭について非常に好ましいものである。その上、ユーザが痙攣性の動きで竜頭を前送りした場合でさえ、動きが流動的のままである。ユーザが連続する痙攣的な動きで竜頭を回転した場合には、それらの痙攣的な動きの合間に修正が継続する。これは、機械的表示手段のパフォーマンスが非常に高くない場合に有意の時間節約を提供する。このように、毎時の変化の間に長針が完全に１回転する完全に機械的なアプローチによる短針２２と長針２１の同時の調整が、比較的遅いシステムの場合であってさえ、ユーザが許容できる速度において可能になる。実際、ユーザにとって非常に直観的なこのアプローチを維持するためには、アナログ表示器を伴う電子計時器について数時間の修正を行なうと非常に多くのモータ・ステップ数を生成することが長針に必要となり、モータのパフォーマンスが非常に高くない場合にはユーザが実行に要する時間がはるかに長くなりすぎることがある。本発明によって提供される竜頭１１の付勢の期間の合間における針の連続的な動きに起因した有意の時間節約は、電子回路およびモータの効率とは独立してこれらの調整が同時に実行可能なことを意味する。
【００３８】
竜頭１１の回転方向Ｓ１またはＳ２がいずれであっても、付勢ステップ１００１は、結果として短針２２および長針２１を同時に調整し、特にそれは、パフォーマンスの理由のために各設定が概して逐次的に調整される電子腕時計の場合に有利である。
【００３９】
ステップ１００１’は、ステップ１００１、またはより一般的に、直後にこのステップが続く任意の付勢ステップの従属ステップである。これは、この間において竜頭１１、またはより一般的にコントロール手段１の付勢が停止されるステップである。このステップの間における本発明のモデリングは、検出されたインパルス周波数４０１がゼロになると、これは、とりわけ、センサの電子インターフェースにおいて選択されたサンプリング周期、すなわちここではインパルス周波数４０１を決定するためのカウンタ・モジュール４４によって形成される周期に依存するが、それ以降システムに印加される外部トルクがなくなることを意味する。値４０１がゼロになると直ちに、角加速度７０３’が、モデリングされた流体摩擦によってのみ、すなわち次に示すニュートンの方程式７００に従って決定される。
７０３’＝−７０３’’／７０４
【００４０】
ニュートンの方程式７００に対する解は、減速がシミュレーションされた角速度７０３に比例するだけであることから表示部材、たとえば前述した実施態様の長針２１の慣性減速を決定する。この慣性減速の間においては、システムが、図３に図解されているとおり、第１の減速段階Ｂ１にある。
【００４１】
しかしながら、たとえば方向Ｓ１の回転を行なった後に追加の付勢ステップ１００２において竜頭１１が逆方向Ｓ２に回転されると、角加速度７０３’は負のままであるが、仮想トルク４０１’の符合が負になって角加速度７０３’とともに作用してシステムを迅速に減速することから、図３に図解されている減速Ｂ２がより顕著になる。
【００４２】
望ましい値に近づくとき、反対方向における竜頭１１の付勢がさらに追加の付勢ステップ１００２の使用によって調整を精密にするが、生成された第２の減速段階Ｂ２が竜頭１１の持続的な付勢の間にのみ生じる第１の減速段階Ｂ１より顕著になることから、その特定の瞬間における角速度は比較的高い。
【００４３】
図３に見られるとおり、第１の付勢ステップ１００１には、したがって常に、機械的表示手段２の加速段階Ａが続き、まずは長針２１の加速がもっとも顕著になる。この加速段階Ａは、最大周波数、すなわちこの場合の第１のモータ６１のステップ周波数６１１’に到達したことをモータ・コントロール回路６が検出すると終了して段階Ｃに続き、その間においてはシミュレーションされた角速度７０３が最大の角速度値７０３１に制限される。段階Ｃの間は、長針２１が、したがって第１のモータ６１の最大ステップ周波数６１１’によって制限され、一定である。同じ回転方向Ｓ１における竜頭１１の追加の付勢は、長針の実際の角速度２１１に対する影響を持たない。しかしながらこれらの付勢は、実際の角速度２１１をこの一定レベルに維持し、長すぎる消勢の期間の後に角加速度値７０３’が負になることを防止するものであり、ここで述べている好ましい実施態様においてはそれがサンプリング期間に対応し、たとえばそれを秒に換算することが可能である。それに加えて最大角速度２１に到達した後は直ちに、ニュートンの運動方程式７００において系に印加されるモーメントを定義する比例定数、すなわちインパルス周波数４０１に関する比例定数７０１および流体摩擦比例定数７０２を、秒当り少なくとも１つのインパルス４０１が検出された後は角加速度値７０３が常に正となるように第１のモータ６１の最大モータ・ステップ値６１１’とともに、または秒当り少なくとも１回の竜頭１１の付勢があれば実際の角速度２１１が常に一定にとどまるように上記の時間経過について選択される値をそれぞれ好ましく選択することができる。
【００４４】
以上の説明から明らかであるが、いずれかの付勢手段、好ましくは機械的な手段１および機械的表示手段２が本発明の範囲内において使用されると、表示手段１の加速段階Ａの殆どの時間に段階Ｃが続き、その間においては調整が実行されるときに表示されている表示器の値と到達されるべき所望の値の間に大きな差が存在する場合には直ちに表示手段２の動きの速度が一定になる。コントロール手段が、決定済みの時間期間にわたって付勢されない場合には、その持続的な消勢の後に表示手段２の第１の減速段階Ｂ１が生じるが、それ以外の場合は、最初の付勢ステップ１００１において使用された方向と反対の方向のコントロール手段の追加の付勢ステップ１００２において第２のより顕著な減速段階Ｂ２が起動され得る。竜頭１１の場合に、第１の回転方向がＳ１であれば反対の回転方向がＳ２であり、Ｓ２が第１の回転方向であればＳ１になる。第２の付勢ステップ１００２の使用は、動きの速度に関する表示デバイスのユーザの好みやアナログ表示要素（１つまたは複数）のより細かい調整の実行を希望する時におこなう。
【００４５】
本発明に従った機械的表示手段とコントロール手段を結合する解決策は、このように機械的表示要素（１つまたは複数）の動きの加速および／または減速の可能性を随時伴って調整動作全体を通じて強化されたコントロールを可能にする。さらに、センサ値から速度が直接演繹される先行技術の解決策の場合より、速度における変動がはるかに漸進的である。センサの大きさからの速度に代わる加速度の決定は、機械的表示要素の動きを流動的にする。説明した好ましい解決策は、物理的な量を同次の物理的な量に、すなわち角速度つまり竜頭１１の角速度を別の角速度つまり長針２１および短針２２の角速度に変換する。しかしながら、慣性の効果が機械的表示手段２の動きのために提供される限り、ほかの任意のタイプの機械的表示手段２および任意の付勢手段１を伴う結合デバイス３を再現することも企図することが可能である。計時器の場合においては、どのような付勢モード（竜頭の回転、押しボタンの押圧、触知スクリーン上における指の動き等）が使用されたとしても機械的な腕時計のためにもっとも頻繁に使用される表示手段２の回転運動の生成に好都合となり得る。しかしながら線形表示器の動きも企図することが可能であり、その場合には、基本的な運動方程式がトルクを角加速度に関係付けるのではなく、力を直線加速度に関係付けることになる。同様に慣性運動の減速が、この場合には流体摩擦をモデリングするトルクによってではなく、摩擦力によって生じる。
【符号の説明】
【００４６】
１  コントロール手段、付勢手段、２  表示手段、機械的表示手段、３  結合デバイス、４  動きセンサ、センサ・モジュール、５  処理ユニット、マイクロコントローラ、６  モータ・コントロール回路、７  メモリ・ユニット、１１  竜頭、２１  長針、２２  短針、３１  電子回路、４１  ステム、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ  電気接触片、４２  電気接点、４３  電気接点、４４  カウンタ・モジュール、６１  第１のモータ、６２  第２のモータ、１１１  第１の角速度、角回転速度、２１１  実際の角速度、４０１  インパルス周波数、４０１’  仮想トルク、４１２  出力信号、４１３  出力信号、６１１  モータ・ステップ周波数、６１１’  最大モータ・ステップ周波数、６２２  モータ・ステップ周波数、７００  ニュートンの運動方程式、７０１  比例定数、７０２  流体摩擦比例定数、７０３  シミュレーションされた角速度、７０３’  角加速度、７０４  係数、７０３１  最大のシミュレーションされた角速度、Ａ  第１の加速段階、Ｂ１  第１の減速段階、Ｂ２  第２の減速段階、Ｓ１  第１の回転方向、Ｓ２  第２の回転方向
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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