带有运动传感器的电子钟表的制作方法

本发明涉及一种带有运动传感器的电子钟表。该钟表具有利用指针的模拟时间显示器，指针由一个或多个电动机并经由一组齿轮来驱动。

背景技术：

一般来说，电子钟表——如机械电子式腕表——使用电力电池或电池组工作。在借助指针以模拟方式显示时间的情况中，人们寻求各种类型的装置来在不使用腕表时——即腕表不再被戴在用户的手腕上时——降低电力消耗。

ep0194136b1公开了一种电子钟表，用于通过分别由多个电机驱动的多个指针来指示时间。可以设想的是，当来自电压源的电源电压下降到预定值以下时，停止至少一个电机，以便限制电量消耗。电能可以由一个或多个太阳能电池提供。当重新启动并且所有的电机都被驱动时，通过校正由于一个电机停止而暂停的时间，钟表被校正并被驱动以指示当前时间。然而，该文献没有公开涉及这种用于在没有运动或钟表未使用的情况下降低电耗的钟表的运动传感器。

电子钟表——例如机械电子式手表——也可以配备运动传感器来控制各种功能。ch604359a和fr2365834a1公开了一种根据所述手表产生的运动的手表中的重力驱动开关。为了实现这一点，导电球可以接触至少两个导电端子，作为开关来闭合连接到电源的电路，并且例如控制要显示的时间的照明。然而，当手表从手腕上取下时，尤其是处于睡眠模式时，并不停止手表的部分运行。

ep0857977a1和us5946274公开了一种用于检测加速度的检测装置。在该设备的第一封闭壳体中，几个电极引脚被布置成彼此平行，并且导电球被布置成在被电极引脚包围的区域内移动。导电球通常由磁体的磁力保持在一侧，但是一旦装置上施加有加速度，导电球就克服磁体的磁保持力移动以接触两个电极引脚并传递检测信号。然而，当手表从手腕上取下时，尤其是处于睡眠模式时，并不停止手表的部分运行。

因此，本发明的一个目的是克服上述与具有模拟时间显示器的电子钟表相关的问题。

技术实现要素：

因此，本发明提出了一种如下文将详细解释的具有运动传感器和模拟时间显示器的电子钟表。

为此，本发明涉及根据独立权利要求1至4的具有运动传感器和模拟时间显示器的电子钟表。

具有运动传感器的电子钟表的一个优点在于，运动传感器包括可移动元件，该可移动元件被布置成能在连接到钟表机芯的结构的容纳部内自由移动。当使用钟表时，取决于容纳部内可移动元件的位置和运动，运动传感器产生第一电信号和不同于第一电信号的第二电信号。这两个电信号由微控制器在限定的时间周期内检测，以确定钟表是否在使用中。在微控制器在限定的时间周期内只检测到一个电信号的情况下，钟表进入睡眠模式，停止至少一个用于驱动指示时间的指针的电动机。

有利的是，例如，当手表没有戴在手腕上时，通过停止驱动秒针的第一电机，这样仍然可以通过时针和分针显示时间，特别是允许在夜间读取时间。

有利的是，当钟表被置于睡眠模式后，当使用时，所有指针都快速复位到正确的时间，钟表可以被快速重新激活。

有利的是，用于执行停止和再激活功能的所有部件都非常简单，因此价格低廉。

有利的是，利用这种运动传感器，可以检测所有方向上的运动或方向变化，而实际上没有平衡/抵消的可能性。

本发明的其他方面在从属权利要求中定义。

附图说明

在下面参照附图进行的非限制性描述中，具有运动传感器和模拟时间显示器的电子钟表的目的、优点和特征将更加清楚，其中:

-图1表示示意性的局部分解三维视图，示出了根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的主要部件，

-图2示出了根据本发明的时间由指针显示并且具有运动传感器的电子钟表的各种电子模块的示意图，

-图3表示根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的第一原理的第一实施例，

-图4表示根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的第一原理的第二实施例，

-图5表示根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的第二原理的第三实施例，

-图6表示根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的第二原理的第四实施例，

-图7表示根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的第二原理的第五实施例，

-图8表示根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的第二原理的第六实施例，以及

-图9以根据本发明的具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的剖视图示出相对于图3的第一实施例的更详细的实施例。

具体实施方式

在下面的描述中，本领域技术人员熟知的具有模拟时间显示器的钟表——例如机械电子表——的所有部件将以简化的方式进行描述。该钟表主要包括钟表机芯，该钟表机芯优选地设置有两个由具有时基电路的微控制器控制的电动机，以驱动时间指示指针。

参考图1，示意性示出例如为机械电子表的电子钟表1，包括由电池组成的电源4，该电源为电子电路——例如微控制器(未示出)——供电。至少一个电动机6、7用于通过齿轮16、17驱动时间指示指针26、27、28。至少时针28和分针27可以用来指示时间，但是，如图1所示，也可以有秒针26。电动机6、7由连接到电动机的微控制器控制，并由电池或电池组4供电。例如，运动传感器(未示出)可以放置在电池组4的旁边，并且连接到微控制器，以检测钟表1使用期间的任何运动，钟表1可以是机械电子腕表。

优选地，钟表1包括第一电动机6和第二电动机7，用于通过一组齿轮16、17驱动时针28、分针27和秒针26。第一电动机6通过众所周知类型的第一齿轮系16仅驱动秒针26，而第二电动机7通过众所周知的第二齿轮系17驱动时针28和分针27。

图2示意性地示出了具有借助指针实现的模拟时间显示且具有运动传感器2的电子钟表的各种电子模块。微控制器3由电池或电池组4供电，或者由电源供电，例如太阳能电池或热发生器或其他电能提取源。微控制器3可包括带有石英谐振振荡器的时基电路，用于为所有运行计时并计算将由钟表指针显示的时间。微控制器3连接到运动传感器2，运动传感器2利用微控制器3产生一个或多个与钟表的运动相关的电信号，如下所述。微控制器3控制电动机6、7的运行。主要是，微控制器3控制第一电动机6驱动秒针，控制第二电动机7驱动时针和分针。

下面参照图3至图9更详细描述的运动传感器2主要包括可移动元件，该可移动元件被布置成在连接到钟表机芯的结构的容纳部内自由移动。当可移动元件在其容纳部内移动时，运动传感器协同微控制器3产生第一电信号和不同于第一电信号的第二电信号。因此，微控制器3能够在限定的时间周期内检测代表钟表运动的两个电信号。如果在限定的时间周期内微控制器3仅检测到一个电信号，则该钟表能够转变到睡眠模式，特别是当钟表——例如机械电子腕表——在不使用时被放置在例如静止的桌子上时。在这种情况下，微控制器3可以停止电动机6和7，或者，优选地，停止第一电动机6，如结合连接至第一电动机6的开关5所示。通过仅停止第一电动机6，可以通过时针和分针保持时间显示，这在夜间是有用的，以便通过涂有磷光或荧光层的指针来查看时间。通过在睡眠模式中仅停止第一电动机6，在每天大约6小时的停用期间，自主性可以增加超过25％。

应当注意的是，在电动机已经停止以减少钟表不使用期间的电力消耗之后，电动机6和7可以立即重新启动。一旦在微控制器3检测到来自运动传感器2的两个电信号以使得钟表被再次使用时，便重启电动机。由于微控制器3包括时间计数器且由于一个或多个指针被放置在确定的停止位置，钟表的重新启动和指针对时间显示的重置会自动发生。在只有第一电动机6停止的情况下，秒针可以自动置于12点钟位置处，例如在睡眠模式下。

应当注意，用于检测两个电信号的限定时间周期可以根据钟表用户的要求来编程。该时间周期可以被设置为例如30分钟，但是也可以设想其他值。每个电信号也可以被定义为电状态，即电压电平。

图3表示根据具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器2的第一原理的第一实施例。可移动元件13是导电球13，例如金球，其被安装成在容纳部21内自由移动以充当电接触器，特别是像开关一样连接形成例如微控制器的一部分的电路的两个连接端子。容纳部21可以是在结构20中制成的空腔，结构20可以是钟表机芯的支承板。导电球13被限制在板20的空腔21和印刷电路板10之间，在印刷电路板10上形成有电连接焊盘11。具有容纳部21的结构20的部分不与印刷电路板10接触。在印刷电路板10上形成有导电路径——例如绝缘金属路径——以特别地将所述电连接焊盘11连接到微控制器。

在容纳部或空腔21的底部和电连接焊盘11之间有足够的空间，以允许导电球13停留在空腔的底部而不与电连接焊盘11接触，或者与所述电连接焊盘11接触而不与空腔的底部接触。具有容纳部21的结构20的金属部分可以连接到电源端子之一(例如处于零电位)而电连接焊盘11可以处于由微控制器限定的电位，该电位例如通过连接到供电电压源的正极端子的电阻或电容分压器获得。因此，根据导电球13在容纳部21内的运动，可以为微控制器产生两个电信号:如果导电球接触容纳部21的边缘和电连接焊盘11，则产生具有零电位的第一电信号，如果导电球13仅仅位于容纳部21的底部而不与电连接焊盘11接触，则产生具有限定电位的第二电信号。只要微控制器在限定的时间周期内检测到两个电信号，钟表的运行就会随着所有电机的运行而不发生改变。

要注意的是，该结构包括互补部分20’，该互补部分20’布置在印刷电路板10下方，作为所述印刷电路板10的支承件并确保对该印刷电路板的保持，使得电连接焊盘11封闭结构20的容纳部21。

根据更详细的变型，图9表示电子钟表的运动传感器2的剖视图。该变型基于图3的第一实施例。运动传感器2包括例如由金属制成的导电球13，该导电球13布置在结构20的一部分的容纳部21内，并且在印刷电路板10上方，在印刷电路板10上形成有电连接焊盘11。该结构的互补部分20’可以支承印刷电路板10，使电连接焊盘11不与该结构20的所述部分的容纳部21的边缘接触。球13可以在管状容纳部21内部在容纳部21的底部和电连接焊盘11之间自由移动。以这种方式，当用户佩戴机械电子腕表时，微控制器可以检测这两个电信号。

图4表示根据电子钟表的运动传感器2的第一原理的图3的实施例的变型。唯一的区别在于两个电连接焊盘11、12形成在印刷电路板10上。微控制器将根据上面参照图3描述的相同原理检测两个电连接焊盘11、12上的电势变化，并因此检测两个电信号。

图5至8表示根据具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器的第二原理的实施例，通过检测由至少一个磁传感器拾取的磁场变化，以产生由微控制器检测的两个电信号。

图5表示根据具有模拟时间显示器的电子钟表的运动传感器2的第二原理的第三实施例。

形成可移动元件的球13布置在结构20的容纳部21内，该结构20可以是彼此固定的两个部分，但未示出。球13可以由铁磁材料制成。容纳部21的长度可以是球13直径的至少两倍，而宽度和深度可以略大于球13的直径，以允许它在容纳部21内自由移动。永磁体22布置在容纳部21的长度的一部分上并位于结构20内部，磁传感器23布置在容纳部21的长度的一部分上，位于永磁体22的相对侧，并面向结构20中的永磁体22。永磁体22产生指向磁传感器23的磁场。磁传感器23能够周期性地检测其封闭环境中的磁场变化，以根据在容纳部21内移动的球的位置向微控制器提供第一电信号或第二电信号。

使用了磁传感器23，该传感器在确定的检测阈值之后改变电状态。当球13处于永磁体22和磁传感器23之间的区域时，磁传感器检测到的磁场发生变化。因此，磁传感器23为微控制器产生低于或高于所确定的检测阈值的第一电信号。相反，当球远离永磁体22和磁传感器23之间的区域时，由磁传感器23为微控制器产生不同于第一电信号的第二电信号。

由于这种磁传感器的功耗处于低水平，这使得例如每秒进行这样的测量成为可能。当带有移动球13的手表的定向发生变化时，由磁传感器23读取的磁场将发生变化，并超过或低于所确定的检测阈值。这允许在限定的时间周期内向微控制器提供两个电信号，以确定手表是否在所有电机运行的情况下使用。

图6表示根据电子钟表的运动传感器2的第二原理的第四实施例。

相对于图5的第三实施例的唯一区别在于，可移动元件是布置在容纳部21内的铁磁盘13。容纳部21的长度可以是盘13直径的至少1.5倍或两倍，而宽度和深度可以略大于盘13的厚度或直径，以允许其在容纳部21内自由移动或滚动到永磁体22和磁传感器23之间的位置以及远离永磁体22和磁传感器23的位置。在限定的时间周期内，可以为微控制器产生两个电信号，以确定手表是否在所有电机运行的情况下使用。

图7表示根据电子钟表的运动传感器2的第二原理的第五实施例。

该第五实施例与第三实施例的不同之处在于，球13被磁化并被布置成在例如非磁性或非金属的结构的容纳部21内自由移动。第一磁传感器23布置在容纳部21的长度的一部分上和结构20内部，第二磁传感器24布置在容纳部21的长度的一部分上，位于与第一磁传感器23相对的一侧上并面向结构20中的第一磁传感器23。第一磁传感器23具有与第二磁传感器24正交的取向。第一磁传感器23和/或第二磁传感器24能够周期性地检测其封闭环境中的磁场变化，以根据球13在容纳部21内的位置向微控制器提供第一电信号或第二电信号。低于或高于确定的检测阈值的第一电信号和第二电信号由每个磁传感器23、24或至少一个磁传感器在限定的时间周期内产生给微控制器，以确定手表是否在所有电机运行的情况下使用。

最后，图8表示根据电子钟表的运动传感器2的第二原理的第六实施例。

移动元件13由布置在结构20的容纳部21内的永磁体13形成。永磁体被安装成在四分之一圆形的容纳部21内围绕轴线25自由旋转。磁传感器23垂直于旋转轴线25布置在结构20内部，并且例如布置在容纳部21的直线部分的延伸范围中。根据永磁体13位置的近或远，为微控制器产生低于或高于由磁传感器23确定的检测阈值的第一电信号和第二电信号。如果两个电信号都是在限定的时间周期内生成给微控制器，则确定手表是在所有电机都在运行的情况下被使用。否则，至少秒针的电机被停止处于睡眠模式，如图3至图7的其他实施例所示。

根据刚刚给出的描述，本领域技术人员可以在不脱离权利要求所限定的本发明的范围的情况下，设计出具有运动传感器的电子钟表的多种变型。