用于检测手表指针的位置的装置 |
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| 申请号 | CN201410577821.1 | 申请日 | 2014-10-24 | 公开(公告)号 | CN104597739B | 公开(公告)日 | 2017-04-12 |
| 申请人 | 斯沃奇集团研究和开发有限公司; | 发明人 | P·托尔托拉; S·斯普林格; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种用于检测 电动机 械 手表 的至少第一和第二 指针 (10、12)的 位置 的装置，所述第一和第二指针(10、12)在 表盘 (8)上方移动，所述检测装置(1)包括向着第一和第二指针(10、12)发出光束(14)的单个 光源 (2)，以及第一和第二光检测系统(4、22)，所述光源(2)以及第一和第二光检测系统(4、22)安装在表盘(8)之上或下方，所述光源(2)以及第一和第二光检测系统(4、22)布置成使得在第一指针(10)的确 定位 置处，由第一指针(10)向着第一光检测系统(4)反射由光源(2)发出的光束(14)，并且在第二指针(12)的确定位置处，由第二指针(12)向着第二光检测系统(22)反射由光源(2)发出的光束(14)。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于检测电动机械手表的至少第一指针(10)和第二指针(12)的位置的检测装置，所述第一指针(10)和第二指针(12)在表盘(8)上方移动，所述检测装置(1)包括朝向第一指针(10)和第二指针(12)发出光束(14)的单个光源(2)，以及第一光检测系统(4)和第二光检测系统(22)，所述光源(2)以及所述第一光检测系统(4)和第二光检测系统(22)安装在表盘(8)之上或下方，所述光源(2)以及所述第一光检测系统(4)和第二光检测系统(22)布置成使得：在第一指针(10)的确定位置处，由第一指针(10)朝向第一光检测系统(4)反射由光源(2)发出的光束(14)，并且在第二指针(12)的确定位置处，由第二指针(12)朝向第二光检测系统(22)反射由光源(2)发出的光束(14)。 |
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| 说明书全文 | 用于检测手表指针的位置的装置技术领域背景技术[0002] 具有指针的电动机械手表是已知的，其中，由相同的电动马达或不同的电动马达驱动当前时间显示的时针和分针，所述相同的电动马达或不同的电动马达向前逐步地移动手表机构的轮。在两种情况下，可能发生的是，由于手表所受到的震动、电磁场的存在或其他外部干扰带来的马达步级的损失。结果，尽管手表的内部时钟提供了当前时间的准确的指示，但是时针和分针提供了不准确的当前时间的指示，因为马达在施加到手表的外部干扰的作用下跳过了若干步级。因此有必要应软件应用的需求或者应用户的需求重新同步时针和分针的位置。 [0003] 用于检测具有指针的电动机械手表的钟表机构轮的位置的一种已知的解决方案包括在轮板的两侧上布置发出光束的光源和光检测系统。所述光源和光检测系统布置成彼此相对并且孔布置在轮板中光源和光检测系统的路径上。当孔到达光源附近时，光束穿过孔并且落到光检测系统上，这允许了提供轮位置的精确的指示。 [0004] 用于检测具有指针的电动机械手表的钟表机构轮的位置的这种类型的装置具有几个缺点。这些缺点的第一点在于，光源和光检测系统是沿基本竖直的方向以阶梯形式布置的，这使得检测装置的体积非常庞大并且需要向着顶部和底部设置凹部。第二个问题在力图检测两个同轴轮(如时轮和分轮)的位置的情况下尤为关键。实际上，在那种情况下，例如需要在两个轮之间设置两个光检测系统并且将光源分别安设在两个同轴轮构成的组件的上方和下方。此类型的布置不仅需要许多空间而且需要两个检测装置元件(例如两个光检测系统)安设在轮之间，这使得几乎不可能使这些钟表机芯的制造自动化。 [0005] 在欧洲专利申请号1493935中公开了用于检测具有指针的电动机械手表的钟表机构轮的位置的另一解决方案。更具体地，该文献公开了一种用于检测具有指针的电动机械手表的钟表机构的至少一个第一轮的位置的装置，该第一轮在水平面上延伸。检测装置包括发出光束的至少一个光源和至少一个光检测系统，所述检测装置还包括第一光反射器元件，所述光源和所述光检测系统布置成使得在钟表机构的第一轮的确定位置，由第一反射器元件向着光检测系统反射由光源所发出的光束。 [0006] 这种解决方案借助于单个光源和单个反射器元件有利地允许钟表机构的两个轮的位置的检测。然而，一方面光源和光检测系统和另一方面反射器元件布置在需要检测其位置的轮的两侧，这增加了钟表机构的厚度并且使得它更难以集成在表壳中。 [0007] 申请人名下的欧洲专利申请号2626752公开了用于检测具有指针的电动机械手表的钟表机构轮的位置的另一解决方案。更具体地，该文献公开了一种用于检测具有指针的电动机械手表的钟表机构的至少一个第一轮的位置的装置，所述第一轮在一个平面上延伸。所述检测装置包括至少一个发出光束的光源和至少一个光检测系统。第一光反射器元件从钟表机构的第一轮的顶面和底面中的一个突出，所述光源和所述光检测系统布置成使得在钟表机构的第一轮的确定位置，由第一反射器元件向着光检测系统反射由光源所发出的光束。 [0008] 这种已知的解决方案提供了一种检测装置，其中，由反射器元件反射由光源发出的光束，所述反射器元件位于钟表机构轮的向着光检测系统的表面上。不同于布置在轮的两侧，光源和光检测系统可布置在轮的周边处，这导致了所节约的空间相当可观。然而，所述装置必须集成在钟表机构中，这使得钟表机构更复杂并且因此使得制造更加昂贵。 [0009] 日本专利申请号2006-275803公开了用于检测电动机械手表指针的位置的另一解决方案。在此文献中，指针位置检测装置包括两个光源和两个光检测系统。由光源和光检测系统所组成的第一对检测第一指针的位置，而光源和光检测系统所组成的第二对检测第二指针的位置。两对光源和光检测系统布置在手表表盘的下面，因此所述手表表盘是半透明的。 [0010] 上文中简要描述的手表指针位置检测装置借助于安装在手表表盘的表面下方的部件来检测手表指针的位置。因此这避免了在钟表机构的体积内部组装检测装置的需求。此外，由于检测系统的部件均安装在手表表盘的表面的下方，所以几乎不需要或者不需要增加指针相对于表盘的表面的高度，使得根据该发明的检测装置是紧凑的。然而，这种类型的检测装置的显著的缺点在于，该检测装置需要两个光源和两个检测系统以便能够检测两个不同的指针的位置。因此这种类型的检测装置关于所需要的部件和组装时间两者而言是昂贵的。 发明内容[0011] 本发明的一个目的是，通过提供一种用于检测电动机械手表的至少一个指针的位置的装置来克服除其他缺点以外的上述缺点，特别是所述检测装置不太复杂。 [0012] 因此，本发明涉及一种用于检测电动机械手表的至少第一指针和第二指针的位置的装置，所述第一指针和第二指针在表盘上方移动，检测装置包括向着第一指针和第二指针发出光束的单个光源，以及第一光检测系统和第二光检测系统，所述光源以及第一光检测系统和第二光检测系统安装在表盘之上或下方，所述光源以及第一光检测系统和第二光检测系统布置成使得在第一指针的确定位置处，由第一指针向着第一检测系统反射由光源发出的光束，并且在第二指针的确定位置处，由第二指针向着第二检测系统反射由光源发出的光束。 [0013] 作为这些特征的结果，本发明提供了一种允许借助于单个光源来检测两个不同的指针的位置的电动机械钟表的指针位置检测装置。因此，这种类型的检测装置在关于所需要的组成部件和所需要的组装时间和空间这两方面成本是更低的。 [0014] 根据本发明的一个补充特征，第一指针和第二指针每个均包括向着光检测系统反射光束的表面。 [0015] 与具有第一反射表面的第一指针类似，第二指针具有第二表面，该第二表面布置成以向着第二检测系统的方向的方式反射由光源发出的光束。作为这种特征的结果，可以利用单个光源以可区别的方式来检测两个不同的指针的位置。 [0016] 根据本发明的另一特征，所述光源和光检测系统在穿过手表表盘的中心的直线上对齐。 [0017] 根据本发明的另一特征，所述光源布置在第一光检测系统和第二光检测系统之间。 [0018] 根据本发明的另一特征，所述光源竖直向上地发出光束。 [0019] 根据本发明的另一特征，所述光源是垂直腔面发射激光器或VCSEL。 [0021] 本发明的其他特征和优点会在下文对根据本发明的检测装置的示例性实施例的详细描述中更清楚地显现，此示例仅以非限制性举例的方式结合附图给出，在附图中： [0022] –图1为根据本发明的手表表盘的平面图，光源以及第一光检测系统和第二光检测系统安装在所述手表表盘上； [0023] –图2A为图1的手表表盘的侧向截面图，该图示出了在表盘上方移动的第一指针和第二指针，所述光源向上发出光束，该光束由第一指针的第一表面向着第一光检测系统反射，并且由第二指针的第二表面向着第二光检测系统反射； [0024] –图2B为图2A中的圆圈所环绕的区域的放大视图；以及 [0025] –图3A和3B示出了本发明的一个变型实施例，在该实施例中时针和分针的底面分别配设有第一衍射网部(diffraction network)和第二衍射网部，所述第一衍射网部和第二衍射网部以不同的角度衍射由光源发出的光束。 具体实施方式[0026] 本发明源于以下总的发明思想：将单个的光源以及第一光检测系统和第二光检测系统安装在表盘的表面之上或下方。在表盘上方移动的至少一个第一指针和第二指针能够向着相应的光检测系统反射由光源发出的光束。因此，由单个的光源以及第一光检测系统和第二光检测系统形成的根据本发明的光检测装置是紧凑的。因此，仅仅借助于单个的光源以及第一光检测系统和第二光检测系统，就可以检测第一指针和第二指针的位置。实际上，第一指针和第二指针分别配设有向第一光检测系统或第二光检测系统选择性地反射光束的表面。因此可以检测多个指针的位置而不必增加光源。 [0027] 图1为根据本发明的手表表盘的平面图，光源以及第一光检测系统和第二光检测系统安装在该手表表盘上。整体由总的附图标记1所指代的根据本发明的检测装置1包括安装在表盘8的上表面6上的光源2和第一光检测系统4。例如为时针的第一指针10和例如为分针的第二指针12在表盘8上方移动。优选地，光源2和第一光检测系统4在穿过表盘8的中心A的直线上对齐。 [0028] 根据本发明的一个变型实施例，在光源2和/或光检测系统4安装在手表表盘8下方的情况下，表盘8对于由光源2发出的光的波长而言是可透过的，或者光源2和/或光检测系统4配置成面对布置在表盘8中的相应的孔。 [0029] 通过观察图2A和2B可看出，光源2向着时针10和分针12向上发出光束14。作为非限制性的示例，光源2是垂直腔面发射激光器或VCSEL。 [0030] 光源2和第一光检测系统4布置成使得在时针10的确定的位置，由光源2发出的光束14被时针10反射成向着第一光检测系统4的光束16。 [0031] 为此，时针10配设有在底面18中的向着表盘8倾斜的第一反射表面20，该第一反射表面20选择性地向着第一检测系统4反射光束16。 [0032] 根据本发明的优选实施例，检测装置1包括安装在表盘8之上或下方的第二光检测系统22，光源2布置在第一光检测系统和第二光检测系统4、22之间并且三个部件是对齐的。在分针12的确定位置处，由光源2发出的光束14被分针12反射成向着第二光检测系统22的光束24。 [0033] 为此，分针12配设有在底面26中的以与第一反射表面20的倾角不同的倾角向着表盘8倾斜的第二反射表面28，该第二反射表面28选择性地向着第二光检测系统22反射光束24。 [0034] 从前文可以清楚的看到，时针10的反射表面20的取向必须不同于分针12的反射表面28的取向，以便给定的反射表面仅向着其中一个光检测系统反射光，而排除另一个检测系统。为此原因，反射表面20、28相对于竖直的对称轴线B是对称的并且以角度α从顶部向下倾斜。 [0035] 作为此特征的结果，可以采用单个光源来检测两个或更多的指针的位置。还可以理解的是，尽管在图2A所示出的示例中，光源2布置成在第一光检测系统和第二光检测系统4、22之间，但是这种布置并不是强制的。实际上，第一反射表面20和第二反射表面28的倾斜角确定了光束14在反射后落在表盘8的表面6上的位置，并且因此确定了光检测系统4、22的位置。 [0036] 当检测到存在时针10时，时针10的位置是精确已知的并且已知电驱动马达必须采取多少步级才能将时针10安设在手表表盘8上的正确的位置处。同样地，精确地检测出分针12的位置并且可知电驱动马达必须采取多少步级才能使分针12到达手表表盘8上的期望的位置处。 [0037] 因此，单个的光源2和两个光检测系统4足够以相继的方式检测两个指针10和12各自的位置。两个指针10、12的同步必须以相继的方式发生，即一个指针在另一个指针之后。为了详细地了解用于同步指针的方法，可参考例如瑞士测时协会出版的测时国际会议会刊 2007，107至109页。可以与上述的会刊中所描述的LC振荡器类似的方式校准根据本发明的光学检测装置，所述LC振动器的频率在它靠近金属的目标时会变化。这就是为什么在启动手表或更换电池时，控制电路需要装配有根据本发明的光学检测系统的每个指针来完成一圈回转，以便利用相关指针的最大光反射点来确定该指针的位置。表盘的一圈回转需要例如180个马达步级。在每个马达步级之后，测量由光检测系统检测到的光强度。当指针经过与光检测系统相对的位置时，由指针反射的光强度会突然地增加。所测量的光强度的突然增加代表检测到指针的位置。然后，对应于检测的光的突然增加的位置被存储在存储器中。 每次测量后，光强度的值被数字化并且传送至控制电路。当手表控制系统或用户要求同步时，控制电路从与反射的光强度的突然增强相对应的位置开始沿逆时针方向完成N个马达步级而不执行测量，以便将其自身定位在指针面对光检测系统的位置之前的位置。然后控制系统执行2N个马达步级，在每个步级处进行测量。所获得的2N值存储在存储器中。然后，控制电路计算指针的位置，将其与内部时钟所提供的值比较，并且如有必要，通过给予修正脉冲来进行修正。 [0038] 当然，本发明不限于刚才描述的实施例，由所属领域的技术人员可设想各种简单的修改和变型而不会偏离所附的权利要求书中所限定的本发明的范围。特别地，应当理解的是，所述光源和一个或多个光检测系统优选安装在所述表盘的相同的顶部侧或底部侧上。然而，可以设想改变所述光源和光检测系统的分布，即，这通过将其中一些部件布置在表盘的顶部侧而将其他部件布置在表盘的底部侧上实现。 [0039] 根据在图3A和3B中所示出的一个变型实施例，时针10和分针12的底面18、26分别配设有第一衍射网部30和第二衍射网部32。因为这些衍射网部30、32的周期性是不同的，由光源2发出的光束14在不同的角度上发生衍射并因此分别落在第一光检测系统4或第二光检测系统22上。此实施例的优点是，它可由具有标准厚度的指针来实施。 |
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