(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気式アナログ時計の時計機構（１）の第１、第２のホイール（１６、４）の位置を検出及び同期するためのデバイス（３０）であって、
前記第１のホイール（１６）は、１つの平面（Ｐ１）内に延在し、前記第２のホイール（４）は前記１つの平面（Ｐ１）に平行な平面（Ｐ２）内に延在し、
前記検出及び同期デバイス（３０）は、光線（３４）を放出する光源（３２）及び光検出システム（３６）を備えるとともに、第１、第２の光反射要素（４０、４２）が前記第１、第２のホイール（１６、４）のそれぞれの上面又は下面の一方から該第１、第２ホイール間の領域に突出し、かつ前記第１の光反射要素（４０）と前記検出および同期デバイス（３０）との距離が前記第２の光反射要素（４２）と前記検出および同期デバイス（３０）との距離と異なり、さらに、前記光源（３２）及び前記光検出システム（３６）は、前記時計機構（１）の前記第１、第２のホイール（１６、４）の所定の位置において、前記光源（３２）が放出する前記光線（３４）が、前記第１、第２の光反射要素（４０、４２）によって、前記光検出システム（３６）の方向に反射されるように、配設されており、
前記光源（３２）及び前記光検出システム（３６）は前記第１、第２の光反射要素（４０、４２）により反射される光線の距離に応じてゾーンが変化することによって前記第１、第２の光反射要素のいずれから反射された光線であるかを識別可能なマトリクスセンサを含むことを特徴とする、検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項２】
電気式アナログ時計の時計機構（１）の少なくとも１つの第１のホイール（１６）の位置を検出及び同期するためのデバイス（３０）であって、
前記第１のホイール（１６）は、１つの平面（Ｐ１）内に延在し、前記検出及び同期デバイス（３０）は、光線（３４）を放出する少なくとも１つの光源（３２）及び少なくとも１つの光検出システム（３６）を備え、第１の光反射要素（４０）は、前記時計機構（１）の前記第１のホイール（１６）の上面又は下面の一方から突出し、かつ前記時計機構（１）の前記第１のホイール（１６）の所定の位置において、前記光源（３２）が放出する前記光線（３４）が、前記第１の光反射要素（４０）によって、前記光検出システム（３６）の方向に反射されるように、配設されており、
前記光源（３２）は前記第１のホイール（１６）が延在する平面（Ｐ１）に垂直な方向に光線（３４ａ）を放出し、
前記検出及び同期デバイス（３０）は、光学デバイス（４４ａ）を備え、前記光学デバイス（４４ａ）は、前記時計機構（１）の前記第１のホイール（１６）が延在する前記平面（Ｐ１）に平行な方向に、前記光線（３４ａ）を偏向させるために、及び、前記光線（３４ａ）を、前記第１の反射要素（４０）の方向に向けるために、配設されていることを特徴とする、検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項３】
前記光源（３２）は、前記時計機構（１）の前記第１のホイール（１６）が延在する前記平面（Ｐ１）と平行な方向に前記光線（３４）を放出することを特徴とする、請求項１に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項４】
前記第１の反射要素（４０）は、タブの形態で提供されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項５】
前記タブは、前記時計機構（１）の前記第１のホイール（１６）が延在する前記平面（Ｐ１）に対して９０°の角度で屈曲していることを特徴とする、請求項４に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項６】
前記第１のホイール（１６）は金属製であること、及び
前記タブは、前記第１のホイール（１６）の円盤から切り出されること
を特徴とする、請求項４および５のいずれか１項に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項７】
前記第１のホイール（１６）は塑性材料製であること、及び
前記タブは、前記第１のホイール（１６）と単一の部品であること
を特徴とする、請求項４および５のいずれか１項に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項８】
前記入射する光線（３４）の反射率を向上するために、前記タブにメッキを施すことを特徴とする、請求項７に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項９】
前記光源（３２）は、発光ダイオード（３２ｂ）であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項１０】
前記検出及び同期デバイス（３０）は、前記発光ダイオード（３２ｂ）が放出する光線（３４ｂ）を、前記第１の反射要素（４０）の方向に収斂させるために、及び、前記第１の反射要素（４０）で反射された前記光を、前記光検出システム（３６）に集中させるために配設される、光学デバイス（４４ｂ）を備えることを特徴とする、請求項９に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項１１】
前記光源（３２）は、垂直キャビティ面発光レーザ即ちＶＣＳＥＬタイプのダイオード（３２ａ）であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【請求項１２】
前記時計機構（１）は時針を支える前記第１のホイール（１６）と分針を支える第２のホイール（４）とを有し、
前記時針及び前記分針は、同一の電気モータ又は２つの別個の電気モータ（１４、２）で駆動されること
を特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の検出及び同期デバイス（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気式アナログ時計の時計機構のホイールの位置を検出及び同期するためのデバイスに関する。より詳細には、本発明は、光源及び光検出システムを備える、このような検出及び同期デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在時刻を表示するための時針及び分針を、同一のモータ又は別個のモータで駆動し、このモータによって、時計機構のホイールを段階的に前進させる、電気式アナログ時計が公知である。どちらの場合においても、時計が被る衝撃、電磁場の存在、又はその他の外的な干渉により、モータのステップを逃すことが起こり得る。この結果、時計の内部クロックが現在時刻の正しい表示を伝えているにも関わらず、時計が被る外的な干渉の影響で、モータがいくつかのステップを飛ばしてしまったことにより、時針及び分針がこの現在時刻を誤った表示で伝える。従って、時針及び分針の位置を再び同期させることが必要となり、この再同期は、アプリケーションソフトウェアによって起動される、又はユーザによって起動される。
【０００３】
この同期を行うことができるようにするために、時計に、筒車及び二番車の位置を検出するデバイスを装備する。所定の時に、又はユーザによって起動された時に、制御回路は、筒車及び二番車を前進させる命令を行う。この制御は順次、即ち、１つのホイールに続いて次のホイールに対して、行う必要がある。この前進動作の行程中、筒車及びに番車はそれぞれ、位置を検出するデバイスが起動される所定の位置を通過し、これにより、筒車及び二番車の位置を正確に知ることができる。次に、制御回路は、ホイールの位置を算出し、これを時計の内部クロックから供給される値と比較して、現在時刻を表示するための針を時計の文字盤上の適切な位置に移動させるために、時針及び分針に印加しなければならないモータステップの数を、これらの操作から差し引く。
【０００４】
電気式アナログ時計の時計機構のホイールの位置を検出するための既知の解決法は、光線を放出する光源と、ホイールの円盤の両側に設けた光検出システムとを配設することからなる。光源及び光検出システムを、互いに対面するように配設し、光源と光検出システムの間の通路上において、ホイールの円盤に孔を設ける。孔が光源の高さに達すると、光線が孔を通過して光検出システムに当たり、これにより、ホイールの位置の正確な指標を提供することができる。
【０００５】
電気式アナログ時計の時計機構のホイールの位置を検出及び同期するためのこのようなデバイスは、いくつかの欠点を有する。実際に、これらの欠点のうち第１の欠点は、光源及び光検出システムを、本質的に垂直方向の段状に配設するため、検出及び同期デバイスは嵩高くなり、上下に空間を設ける必要が生じることである。第２の問題は、筒車と二番車の場合のように、同軸に設置された２つのホイールの位置を検出することが必要である場合に決定的に発生する。実際、このような状況では、例えば、２つのホイールの間に２つの光検出デバイスを配設し、２つの同軸のホイールの組立体の上部及び下部のそれぞれに光源を位置決めする必要がある。このような配置は、嵩高いだけでなく、例えば２つの光検出デバイス等の、検出デバイスの要素のうち２つを追加で必要とし、このような時計ムーブメントの製造の自動化は実際には不可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、時計機構のホイールの位置を検出及び同期するためのデバイスを、特に小さめのサイズで提供することにより、上述の欠点及びその他の欠点を克服することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
これに基づき、本発明は、電気式アナログ時計の時計機構の少なくとも１つの第１のホイールの位置を検出及び同期するためのデバイスに関し、この第１のホイールは、１つの平面内に延在し、検出及び同期デバイスは、光線を放出する少なくとも１つの光源及び少なくとも１つの光検出システムを備え、この検出及び同期デバイスは、第１の光反射要素が、時計機構の第１のホイールの上面又は下面の一方から突出し、光源及び光検出システムが、時計機構の第１のホイールの所定の位置において、光源が放出する光線が、第１の光反射要素によって、光検出システムの方向に反射されるように、配設されることを特徴とする。
【０００８】
これらの特徴により、本発明は、検出及び同期デバイスを提供し、このデバイスでは、光源が放出する光線が、時計機構のホイールの表面にある反射要素によって、光検出システムの方向に反射される。光源及び検出システムを、ホイールのいずれかの側に配設する代わりに、ホイールの周縁部に配設することができ、これにより、空間を実質的に増加させることができる。
【０００９】
本発明の補足的な特徴によると、光源は、時計機構のホイールが延在する平面と平行な方向に光線を放出する。
【００１０】
光源が放出する光は、ホイールの表面に垂直に当たる代わりに、ホイールが延在する平面に平行に拡散する。従って、光源及び光検出システムを、時計機構のホイールが延在する平面と同一平面に、又はこれと平行な平面に配設する。よって、本発明による検出デバイスは、垂直方向ではなく平行方向に延在し、これにより、時計機構の厚みを実質的に削減することができ、ホイールの周囲に既に存在する空間を、必要な構成要素を収容するために活用できる。従って、時計機構は、本発明による検出及び同期デバイスを、寸法を変更することなく装備することができる。
【００１１】
本発明の変形例によると、時計機構は、１つのホイールではなく、同軸に設置された２つのホイールを備え、第２のホイールは、第１のホイールが延在する平面と平行な平面に延在する。第１のホイールと同様、第２のホイールは、その上面又は下面の一方から突出する光反射要素を備え、この光反射要素は、第２のホイールの所定の位置において、光源が放出した光線を、光検出システムの方向に反射する。
【００１２】
光源及び光検出システムを、同軸に設置された２つのホイールの組立体の周縁部に配置するので、検出及び同期デバイスの要素をこれらのホイールの間に位置決めする必要が無く、これにより、時計機構の製造プロセスを自動化できる。その上、同一の光源及び同一の光検出システムを交互に使用して、第１及び第２のホイールの位置を順次検出できるため、本発明による検出及び同期システムの構造を有意に簡略化することができ、従って、信頼性を向上できる。
【００１３】
本発明の他の特徴及び利点は、本発明による検出デバイスの例示的な実施形態の、以下の詳細な記載から、より明らかになり、この実施例は、単に添付の図面と関連する、純粋に非限定的及び例示的な目的で挙げるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明による、ホイールの位置を検出及び同期するためのデバイスを備える、時計機構の平面図である。
【図２】図２は、図１の時計機構の、線Ａ−Ａにおける断面図である。
【図３】図３は、本発明による検出及び同期デバイスの変形例の、図２と同様の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、時計機構のホイールを装備することからなる一般的な発明的思想に由来するものであり、ここで、ホイールの位置を、反射要素を用いて検出することができ、この反射要素は、ホイールの円盤の表面にあり、ホイールの周縁部に配設した光源が放出する光線を、同様にホイールの周縁部に配設した光検出システムの方向へ反射することができる。従って、光源及び光検出システムを、ホイールの円盤のいずれかの側に段状に配置する（これは嵩高く、時計機構の厚みを増大させる）代わりに、ホイールの周囲に既に存在する空間を、これら２つの構成要素を収容するために活用できる。その結果、電気式アナログ時計に、その寸法を変更することなく、本発明による検出及び同期デバイスを装備することができる。その上、同軸に設置した２つのホイールの位置を検出したい場合に、検出及び同期デバイスの構成要素のいくつかを２つのホイールの間に収容する必要が無く、これは、時計の厚みを増加させる必要がないこと、及び、時計機構の自動組立てが可能であることを意味する。その上、２つのホイールの位置を順次検出するには、単一の光源及び単一の検出システムで十分である。従って、本発明による検出及び同期システムの構造は、有意に簡略化されており、その動作はより信頼性が高い。
【００１６】
図１は、本発明による、ホイールの位置を検出及び同期するためのデバイスを装備した、時計機構の平面図である。図２は、図１の時計機構の、線Ａ−Ａにおける断面図である。
【００１７】
全体を通して符号１を付した、電気式アナログ時計に取り付けるための時計機構は、第１の電気モータ２を備え、このモータ２は、それ自体公知の方法で、ホイール８及びピニオン１０からなるギア６を用いて、二番車４を駆動する。それ自体公知であるためここで説明しない配置によると、二番車４は、分針１２に堅固に接続される。同様に、時計機構１は、第２の電気モータ１４を備え、このモータ１４は、ホイール２０及びピニオン２２からなるギア１８を用いて、筒車１６を駆動する。筒車１６は、時針２４に堅固に接続される。これもまたそれ自体公知の方法で、筒車１６及び二番車４は、互いから垂直方向に離間するように、同軸に設置される。筒車１６は、時針を動かすホイール２６に設置され、二番車４は、時針を動かすホイール２６と同心の筒かな２８に設置される。
【００１８】
時計機構１は、筒車１６及び二番車４それぞれの位置を検出及び同期するためのデバイス３０も備える。本発明によると、ホイールの位置を検出及び同期するためのこのデバイス３０は、図中で太線で表される光線３４を放出する光源３２を備える。以下で詳細に見るように、光源３２が放出する光線３４は、反射の後、光検出システム３６の方向に戻る。有利には、光源３２及び光検出システム３６の両方は、同一のプリント基板３８上に設置され、このプリント基板３８は、とりわけ電気モータ２及び１４を含む、時計機構１のその他の構成要素の設置用にも使用される。
【００１９】
本発明によると、筒車１６及び二番車４にはそれぞれ、光反射要素４０及び４２が取り付けられ、これらはそれぞれ、それが接続されるホイールの上面又は下面から突出する。
【００２０】
本発明の非限定的な好ましい実施形態によると、反射要素４０及び４２はそれぞれ、ホイールの円盤に対して本質的に９０°の角度で延在するタブの形態で提供される。より正確には、タブ又は反射要素４０は、筒車１６の内側表面から突出し、タブ又は反射要素４２は、二番車４の上面から突出する。
【００２１】
更に本発明によると、光源３２及び光検出システム３６を、筒車１６の明確に定義した位置において、光線３４を、筒車１６のタブ４０によって、光検出システム３６の方向へ反射するように配設する。この反射が起こると、筒車１６の位置が正確に分かり、筒車１６を用いて時針を時計の文字盤の適切な位置に動かすために、電気モータ１４をいくつのステップだけ前進させなければならないかが分かる。
【００２２】
同様にして、光源３２及び光検出システム３６を、二番車４の明確に定義した位置において、光線３４を、二番車４のタブ４２によって、光検出システム３６の方向へ反射するように配設する。そして、二番車４を用いて分針を時計の文字盤の所望の位置に動かすために、電気モータ２をいくつのステップだけ前進させなければならないかが分かる。
【００２３】
光源３２が発する光線３４を、筒車１６のタブ４０と二番車４のタブ４２で交互に反射することができるようにするために、これら２つのタブを、互いの延長上に配設しないようにする必要があり、そうしなければ、測定時に、一方のタブがもう一方のタブによって遮蔽されてしまう。従って、２つのホイールの位置及びこれらそれぞれの針の位置を順次検出するには、単一の光源及び単一の光検出システムで十分である。２つの針の同期は順次、即ち、１つの針に続いて次の針に対して、行う必要がある。針を同期するプロセスの更なる詳細に関しては、２００７  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ｏｆ  Ｃｈｒｏｎｏｍｅｔｒｙの議事録（Ｓｗｉｓｓ  Ｃｈｒｏｎｏｍｅｔｒｙ  Ｓｏｃｉｅｔｙ発行）の１０７〜１０９ページを参照されたい。本発明による光学検出デバイスは、この文献に記載されたＬＣ発振器と同様の方法で較正することができ、その周波数は、対象である金属の接近度合いに応じて変化する。従って、時計を動作させる時又はバッテリの交換中、制御回路は、本発明による光学検出デバイスを装備する各針を１回転させ、これにより、タブによる光の反射の最大点を用いて、対応するホイールのタブの配置を決定する。文字盤を一周する針の１回転は、例えば１８０回のモータステップを必要とする。光検出システムが検出した光の強度の測定を、各モータステップの後に行う。光検出システムと向かい合っているホイールのタブを通過する際、タブが反射する光の強度は急峻に上昇する。測定される光の強度のこの急峻な上昇は、ホイールのタブの位置の検出を示す。そして、検出される光の急峻な上昇に対応する位置を、メモリに記憶する。時計の操縦プログラム又はユーザが同期を開始させると、制御回路は、反射した光の強度の急峻な上昇に対応する位置から始まる、反時計回り方向のＮ回のモータステップを行い、ホイールのタブが光検出システムと向かい合う位置より前では、位置決めのためのいかなる計測も行わない。次に、制御システムは、各ステップに測定を伴う２Ｎ回のモータステップを行う。こうして得られる２Ｎ値を、メモリに記憶する。そして、制御回路は針の位置を算出し、これを時計の内部クロックから供給される値と比較して、必要があれば、モータのパルスのリセットを行うことによって補正する。
【００２４】
一方、２つのタブ４０及び４２が、筒車１６及び二番車４がそれぞれ延在する平面Ｐ１及びＰ２に平行な正中面Ｐにおいて、筒車１６と二番車４の間で実質的に垂直に延在するように、タブ又は反射要素４０は、筒車１６の下面から突出し、タブ又は反射要素４２は、二番車４の上面から突出していることを理解されたい。
【００２５】
したがって、本発明によれば、単一の光源３２及び単一の光検出システム３６を備える、単一の検出及び同期デバイス３０を用いて、２つのホイール１６及び４の位置を検出することができる。従って、本発明による検出及び同期デバイス３０は、より高い信頼性を有する。その上、光源３２及び光検出システム３６を、ホイール１６及び４の周縁部に配置することにより、２つのホイール１６及び４の周囲に既に存在する空間を、これら２つの構成要素を収容するために活用できる。このため、本発明による検出及び同期デバイス３０を装備する時計機構１の寸法は変化しないままである。その上、従来技術とは対照的に、本発明の枠内では、検出及び同期デバイス３０の構成要素を２つのホイール１６及び４の間に収容する必要が無い。従って、結果として製造される時計機構は、分厚くなく、その製造を自動化することができる。
【００２６】
図２に示す、本発明の第１の変形例によると、光源３２は、垂直キャビティ面発光レーザ即ちＶCSＥＬと呼ばれる、公知のレーザダイオードである。この設計のおかげで、レーザダイオード３２ａは、その各側に筒車１６及び二番車４が延在する正中面Ｐに垂直な方向に、光線３４ａを放出する。従って、反射要素４０及び４２が延在する、正中面Ｐと平行な方向に、光線３４ａを戻す必要がある。このために、光学デバイス４４ａを設け、この光学デバイス４４ａは、光線３４ａの拡散方向に対して４５°に配設される３つの偏光器４６、４８及び５０を備え、この光線３４ａが正中面Ｐへと入射するよう、光線３４ａを９０°だけ順次偏向させることができ、これによって、反射要素４０又は４２の一方又は他方で光線３４ａを反射できる。更に、光学デバイス４４ａは、光線３４ａを、反射要素４０及び４２の方向へ偏向させるように、また、これらの反射要素４０及び４２で反射された光を、光検出システム３６へと向けるように、配設される。
【００２７】
図３に示す、本発明の第２の変形例によると、光源３２は発光ダイオード即ちＬＥＤである。このような発光ダイオード３２ｂの利点は、正中面Ｐに直接、又はこの面と平行な方向に光線３４ｂを放出するよう、配向できる点である。レーザダイオードと対照的に、発光ダイオード３２ｂは、更に分岐する光線３４ｂを放出する。その結果、光線３４ｂを、反射要素４０及び４２の方向に収斂させ、これらの反射要素４０及び４２で反射された光を、光検出システム３６に集中させるよう配設される、光学デバイス４４ｂを設ける。
【００２８】
本発明は、上述した実施形態に限定されないこと、及び、添付の請求項で規定される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者には様々な単純な改変及び変形が想定可能であることが理解される。特に、光源及び光検出システムを同一平面に配設する必要は無い。実際、時計機構のホイールの反射要素が光を反射する向きに応じて、光源及び光検出システムを、異なる平面においてホイールの周縁部に配設することも同様に可能である。筒車１６及び二番車４２が金属製である場合、タブ又は反射要素４０及び４２を、これらのホイール１６及び４のディスクから切り出すことができる。筒車１６及び二番車４２が塑性材料製である場合、タブ又は反射要素４０及び４２を、これらのホイール４及び１６と単一の部品とすることができる。また、入射する光線の反射率を向上するために、タブ４０及び４２にめっきを施すこともできる。
【００２９】
本発明の興味深い変形例によると、光検出システム３６はマトリクスセンサであり、これを用いて、２つのホイール１６、４のどちらが現在の検出対象なのかを電気的に区別することができる。実際、筒車１６のタブ４０及び二番車４のタブ４２によってそれぞれ反射される光線が到達できる距離の差によって、光は、マトリクスセンサの異なる領域に当たる。光検出システム３６は、フォトダイオード等の光電検出器であることもできる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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