発振機械システムの振動数を自動調節するための回路およびこの回路を備えるデバイス
【課題】ヒゲゼンマイを有するテンプ輪などの、発振機械システムの振動数を調節する自動調節回路を提供する。
【解決手段】圧電素子２３が、交流電圧ＶPを発生させるように発振ヒゲゼンマイ上に付され、また自動調節回路に接続され、これにより、交流電圧を整流し、交流電圧の周波数を調節する。整流された電圧は、自動調節回路に給電するためにコンデンサＣｃ内に蓄電される。自動調節回路は、基準信号ＶRを供給するためにＭＥＭＳ共振器１６に接続された発振器段１５、交流電圧の周波数を基準信号の周波数と比較するための手段、および比較手段からの結果に従って圧電素子に周波数適応信号ＶAを供給し、テンプ輪の振動数を調節するための周波数適応ユニット１８を備える。自動調節回路の電子コンポーネントは、単一の電子モジュールを形成する。
【解決手段】圧電素子２３が、交流電圧ＶPを発生させるように発振ヒゲゼンマイ上に付され、また自動調節回路に接続され、これにより、交流電圧を整流し、交流電圧の周波数を調節する。整流された電圧は、自動調節回路に給電するためにコンデンサＣｃ内に蓄電される。自動調節回路は、基準信号ＶRを供給するためにＭＥＭＳ共振器１６に接続された発振器段１５、交流電圧の周波数を基準信号の周波数と比較するための手段、および比較手段からの結果に従って圧電素子に周波数適応信号ＶAを供給し、テンプ輪の振動数を調節するための周波数適応ユニット１８を備える。自動調節回路の電子コンポーネントは、単一の電子モジュールを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振機械システム（oscillating mechanical system）の振動数を自動調節するための回路に関する。
【０００２】
本発明はまた、発振機械システムと、発振機械システムの振動数を自動調節するための回路とを備えるデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
時計学の分野では、発振機械システムは、一端が、回転するテンプ輪のテン真に固定され、他端が、底板の固定要素に固定されているヒゲゼンマイが取り付けられているテンプ輪とすることができる。機械システムの振動は、一般的に機械的であるエネルギー源によって維持される。このエネルギー源は、例えば、ガンギ車がアンクルと連携動作することにより歯車列を駆動する香箱であってよい。この回転するアンクルは、例えば、回転するテンプ輪のテン真に近い位置に固定されたピンを作動させる。したがって、ヒゲゼンマイを有するテンプ輪は、時計ムーブメントの調節部材を形成しうる。この発振調節部材は、時刻指示針へとつながる、ガンギ車による歯車列の駆動速度を決定する。
【０００４】
発振機械システムの振動数を正確に調節するために、ゼンマイの長さを適応させるか、または錘をテンプ輪の外部円形部分に加えるか、もしくはそこから取り除くことができる。しかし、腕時計の場合、これらのすべての付加的調節要素は、時計のケースの内側にかなりの空間を占有し、そのため、製造時間が比較的長くなり、またコストも高くなる。それ故、これには、いくつかの短所がある。
【０００５】
機械式時計または電気機械式時計では、螺旋形のゼンマイ香箱に連結された発電機の回転速度を調節して、歯車列によって時計の針を機械的に駆動することが知られている。発電機は、交流電圧を発生させるが、これは電子調節回路の整流器を使って整流される。この調節回路の機能は、時刻指示針が正しい現在時刻指示の機能として移動されうるように発電機の回転速度を制御することである。調節回路のトランジスタは、発電機を制動するために決定された時間周期で発電機を短絡し、それにより、回転速度を調節することができる。欧州特許出願第０ ７６２ ２４３ Ａ１号または欧州特許出願第０ ８２２ ４７０ Ａ１号では、このタイプの調節回路を備える時計を開示しており、これに関して引用されうる。
【０００６】
前記の発電機は、回転する永久磁石とこの磁石に対向するコイルとを備え、コイルは誘導交流電圧を発生させることができる。このタイプの発電機および調節回路を製作するのは複雑な作業となる場合がある。調節回路を備える前記発電機を設計するために、一般的に、多数の要素が用意されなければならない。さらに、回転する磁石の磁界が、いくつかの近傍の強磁性部品への干渉を引き起こす可能性もある。したがって、これには、いくつかの短所がある。
【０００７】
回転する永久磁石と誘導交流電圧を発生させるコイルとで形成される発電機の代わりに、圧電素子を使って発振機械システムを実現することが、フランス特許第２ １１９ ４８２ 号においてすでに提案されている。この圧電素子は、好ましくは、テンプ輪に連結されたヒゲゼンマイ上に配置される。これを達成するために、圧電材料（ＰＺＴ）の薄膜をゼンマイの長さの大部分に、また前記金属ゼンマイの内面および外面に付着する。電圧変換器は、交流電圧を圧電素子に供給して、ゼンマイにおける圧縮力と伸長力を交互に発生させ、ヒゲゼンマイに連結されたテンプ輪の振動を調節する。しかし、この特許文献では、自動調節回路を使用してヒゲゼンマイを有するテンプ輪の振動数を調節することについては言及しておらず、これは不利な点である。
【０００８】
交流電圧発電機として圧電ヒゲゼンマイと組み合わせたテンプ輪の振動数を調節することは、特開２００２−２２８７７４から知られる。交流電圧は、電子調節回路によって制御される少なくとも２つのダイオードおよびＦＥＴトランジスタを備える整流器において整流される。整流された電圧は、少なくとも電源電圧蓄電器に蓄電される。電子回路は、整流され、蓄電器内に蓄電された、発電機からの交流電圧によって直接的に給電されうる。圧電発電機は、バイメタル型（ＰＺＴ）である。振動数を調節するために、水晶発振器回路によって供給される基準周波数の信号と発電機からの交流信号との比較を行う。提案された電子回路では、容易に実現できる方法で調節回路を用いて非常にコンパクトな発振機械システムを考案することは可能でなく、これは短所である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願第０ ７６２ ２４３ Ａ１号
【特許文献２】欧州特許出願第０ ８２２ ４７０ Ａ１号
【特許文献３】フランス特許第２ １１９ ４８２ 号
【特許文献４】特開２００２−２２８７７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、限られた数のコンポーネントを備える、発振機械システムの振動数を正確に調節し、現行技術の前述の短所を解消するためのコンパクトな自動調節回路を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明は、独立請求項１において述べられている特徴を備える、発振機械システムの振動数を自動調節するための回路に関する。
【００１２】
自動調節回路の特定の実施形態は、従属請求項２から１０において記載される。
【００１３】
本発明によるこの自動調節回路の１つの利点は、この自動調節回路が、発振機械システムにおいて配置された圧電素子または電気活性ポリマー素子に直接的に、または２つの電線によって接続されうる、単一の電子モジュールの形態で作ることができるということである。この発振機械システムは、好ましくは、圧電素子または電気活性ポリマー素子を備える、ヒゲゼンマイが配置されたテンプ輪とすることができる。
【００１４】
有利なことに、この自動調節回路は、前記自動調節回路の他のコンポーネントを集積化した同じ基板上に、またはそのそばに、またはその中に配置あるいは製作されうる、ＭＥＭＳ共振器に接続された発振器段を備える。この方法で、これらすべてのコンポーネントを備える自動調節回路は、単一のコンパクトなコンポーネントを形成する。これにより、その振動数自動調節回路を備える発振機械システムの寸法がかなり縮小され、したがってこの機械システムは、機械式腕時計に有利に装着されうる。
【００１５】
有利なことに、この自動調節回路は、適応電圧を印加して、圧電素子または電気活性ポリマー素子における圧縮力または伸長力を連続的にまたは決定された時間周期で発生させることができる。これにより、発振機械システムの振動数を調節することができる。この点に関して、発振器段によって発生する基準信号の周波数と圧電素子によって、または電気活性ポリマー素子によって発生する交流電圧の周波数とが比較される。
【００１６】
したがって、本発明はまた、独立請求項１１において言及されている特徴を備える、発振機械システム、および発振機械システムの振動数を自動調節するための回路を備えるデバイスに関するものでもある。
【００１７】
デバイスの特定の実施形態は、従属請求項１２から１５に記載される。
【００１８】
発振機械システムの振動数自動調節回路およびこの自動調節回路を備えるデバイスの目的、利点、および特徴は、図面に例示されている、少なくとも１つの非限定的な実施形態を参照しつつなされる以下の説明においてより明確に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による発振機械システム、および発振機械システムの振動数自動調節回路を備える、デバイスの簡素化された図である。
【図２】本発明によるデバイスの圧電素子または電気活性ポリマー素子を備える発振機械システムのヒゲゼンマイの一部を示す図である。
【図３】発振機械システムの圧電素子または電気活性ポリマー素子に接続されている、本発明による自動調節回路の電子コンポーネントの簡素化されたブロック図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の説明では、この技術分野の当業者によく知られている発振機械システムの振動数自動調節回路のすべての電子コンポーネントは、簡素化された方法でのみ説明される。後述のように、自動調節回路は、圧電素子または電気活性ポリマー素子を備えるヒゲゼンマイが装着されているテンプ輪の振動数を調節するために主に使用される。しかし、他の発振機械システム、例えば、音叉などの音響システムも企図されうるものであるが、以下の説明では、圧電素子または電気活性ポリマー（ＥＡＰ）素子を備えるヒゲゼンマイを有するテンプ輪の形態の発振機械システムのみを参照する。
【００２１】
図１は、発振機械システム２、３、および発振機械システムの振動数ｆｏｓｃを自動調節するための回路１０を備える、デバイス１を示している。機械式時計では、発振機械システムは、例えば、３本のアーム５によって回転するテン真６に接続されている金属リングから形成されるテンプ輪２、および以下で簡単に説明されている圧電素子または電気活性ポリマー素子が配置されているヒゲゼンマイ３を備えることができる。ヒゲゼンマイ３の第１の端部３ａは、テンプ棒（図示せず）のヒゲ持ち４によって固定して保持される。このテンプ棒は、時計ムーブメントの底板（図示せず）に固定される。ヒゲゼンマイ３の第２の端部３ｂは、回転するテンプ輪のテン真６に直接的に固定される。
【００２２】
ヒゲゼンマイ３を備えるテンプ輪２の振動は、電気的であってもよいが、好ましくは機械的である、エネルギー源（図示せず）によって維持される。機械的エネルギー源は、ガンギ車がアンクルと連携動作することにより歯車列を従来通りに駆動する香箱であってよい。この回転するアンクルは、例えば、回転するテンプ輪のテン真に近い位置に固定されたピンを作動させる。したがって、ヒゲゼンマイを有するテンプ輪は、時計ムーブメントの調節部材を形成しうる。
【００２３】
図２に一部示されているように、ヒゲゼンマイ３は、概して０．３ｍｍ未満の厚さ、例えば、約０．０２５から０．０４５ｍｍのワイヤまたは金属片を使って知られている方法により製作される。好ましくは、金属片２４をコイルが互いに一定間隔をあけて並んだ螺旋の形状に高温で巻く前に、少なくとも１つの圧電層または電気活性ポリマー層２３を金属片２４の面の１つに付着する。この圧電層は、例えば、好ましくは厚さ０．１ｍｍ未満の酸化チタンから形成されうる。第１の圧電層または電気活性ポリマー層２３を外面として指定される面に付着し、第２の圧電層または電気活性ポリマー層２３’を内面として指定される別の面に付着することもできる。圧電層または電気活性ポリマー層２３、２３’を備える金属片が巻かれたときに、内面は回転するテンプ輪のテン真に対向する面であるが、外面は内面に対向している。
【００２４】
圧電層または電気活性ポリマー層２３、２３’は、金属片２４の全長にわたって付着されるが、１つまたはいくつかの圧電層または電気活性ポリマー層でこの金属片の一部のみをコーティングすることを企図することも可能である。例えば、この金属片全体を円形もしくは矩形の横断面の圧電材料または電気活性ポリマー材料にすることを企図することも可能である。
【００２５】
テンプ輪２がヒゲゼンマイ３とともに振動すると、圧縮力または伸長力が交互に圧電層または電気活性ポリマー層に印加され、これにより、交流電圧が発生する。ヒゲゼンマイ３を備えるテンプ輪２の振動数は、３から１０Ｈｚまでの範囲内とすることができる。したがって、この交流電圧を受け取るために、自動調節回路１０が２つの圧電層または電気活性ポリマー層に電気的に接続される。自動調節回路は、圧電層または電気活性ポリマー層の２つの端子に直接的に、または２本の金属線によって接続される。
【００２６】
図３は、発振機械システムの振動数を調節するための自動調節回路１０のさまざまな電子的要素を示している。自動調節回路１０は、テンプ輪などの、発振機械システムのヒゲゼンマイ上に配置される圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の２つの端子に接続される。自動調節回路１０は、従来の整流器１１によって圧電素子または電気活性ポリマー素子２３から受け取った交流電圧ＶPを整流することができる。交流電圧ＶPの整流された電圧は、コンデンサＣｃに蓄電される。コンデンサＣｃの端子ＶDDとＶSSの間の整流された電圧は、電池などの付加的電圧源を使用することなく自動調節回路のすべての電子的要素に給電するのに十分な電圧とすることができる。
【００２７】
自動調節回路１０は、ＭＥＭＳ共振器１６に接続されている発振器段１５を備える。ＭＥＭＳ共振器を備える発振器段の発振回路は、５００ｋＨｚ未満の周波数、例えば、約２００ｋＨｚの周波数を有することができる、振動信号を供給する。したがって、発振器段１５は、好ましくは、基準信号ＶRを供給することができ、その周波数は発振回路からの振動信号の周波数に等しいものとしてよい。
【００２８】
振動信号の周波数を分周して、振動信号の周波数に関して分周された周波数の基準信号ＶRを供給するために少なくとも１つの分周器を備える発振器段を企図することも可能である。このような場合、基準信号ＶRの周波数は、圧電素子または電気活性ポリマー素子によって発生する交流電圧周波数ＶPと同様であってよい。
【００２９】
ＭＥＭＳ発振器は、厚い、ＳＯＩ型のモノリシック・シリコン基板内に製作されうる。同じ基板を、自動調節回路１０の他のコンポーネントのすべてを集積化するためにも使用することができる。これを達成するために、別の薄いＳＯＩ層を厚いＳＯＩ基板上に付着し、他の電子コンポーネントを集積化することができる。したがって、自動調節回路は、発振機械システムの振動数を調節するための単一のコンパクトな電子モジュールを形成することができる。生産される自動調節回路を不透明のプラスチック材料内に従来の方法でカプセル化することもできる。これにより、他の外部要素との相互接続が減り、また電力の消費が低減する。
【００３０】
第１のモノリシック・シリコン基板内にＭＥＭＳ共振器を作製することを企図することも可能であることに留意されたい。ＭＥＭＳ共振器は、自動調節回路の他のコンポーネントを集積化する第２のシリコン・モノリシック基板上に、またはそのそばに配置されうる。２つの基板は、従来の不透明なプラスチック材料内にカプセル化され、単一のコンパクトなモジュールを形成する。
【００３１】
発振機械システムの振動数を調節することができるようにするために、自動調節回路１０において交流電圧ＶPと基準信号ＶRとの比較を行わなければならない。これを達成するために、自動調節回路１０は、交流電圧ＶPの周波数を基準信号ＶRの周波数と比較するための比較手段１２、１３、１４、１７を備える。基準信号の周波数が発振器段１５からの振動信号の周波数、つまり、約２００ｋＨｚの周波数と一致する場合、この比較手段は、交流電圧ＶPと基準信号ＶRとの間の有意な周波数ギャップを考慮するように考案されなければならない。
【００３２】
この比較手段は、圧電素子または電気活性ポリマー素子からの交流電圧ＶPを入力で受け取り、第１のカウント信号ＮPをプロセッサ・ユニット１７に供給する、第１の交番カウンタ１２によってまず第一に形成される。この比較手段は、基準信号ＶRを入力で受け取り、第２のカウント信号ＮRをプロセッサ・ユニット１７に供給する、第２の交番カウンタ１４をさらに備える。
【００３３】
交流電圧ＶPと基準信号ＶRとの間の周波数ギャップを考慮するために、第１の交番カウンタ１２と第２の交番カウンタ１４との間に測定窓１３を配置する。この測定窓１３は、第２の交番カウンタ１４のカウント時間を決定する。プロセッサ・ユニット１７は、第２の交番カウンタに対するカウント時間を決定するための構成パラメータを測定窓１３に供給する。これらの構成パラメータは、プロセッサ・ユニット内のメモリ（図示せず）に格納される。これらの構成パラメータは、その時計が女性用であるか、男性用であるかによって異なっていてもよい。プロセッサ・ユニット１７において処理されるさまざまなオペレーションは、例えば、発振器段１５の発振回路によって供給されるクロック信号によって制御される。
【００３４】
第２の交番カウンタ１４のカウント時間は、第１のカウント信号ＮPにおける第１の交番カウンタによってカウントされる特定の決定された交番数のカウント時間に比例するように適応される。プロセッサ・ユニットは、カウント周期の開始および終了を定めるために第１の交番カウンタ１２を制御することもできる。しかし、第１の交番カウンタ１２が決定された数のカウンタとされた交番の開始および終了に関する情報をプロセッサ・ユニットに供給することを企図することも可能である。例えば、第１の交番カウンタにおいて２００回の交番がカウントされる場合、測定窓１３は、第２の交番カウンタ１４が約５０００回短い時間周期で基準信号ＶRの交番数をカウントするように構成される。この時間周期は、カウント時間、例えば、第１の交番カウンタの２００回の交番に依存するものとしてもよい。これにより、自動調節回路の電力消費量が低減される。
【００３５】
測定窓１３によって制御されるカウントの開始は、第１の交番カウンタ１２によって決定されうるが、好ましくは、プロセッサ・ユニット１７によって直接的に制御されものとしてもよい。プロセッサ・ユニットは、第１の時間周期において交流電圧ＶPのカウントされた交番の第１の決定された数に関係する第１のカウント信号ＮPをまず第一に受信することができる。この第１のカウント信号は、例えば、プロセッサ・ユニットのレジスタ内に格納される。その後、プロセッサ・ユニットは、測定窓１３によって制御される第２の時間周期内に第２の交番カウンタ１４内のカウントされた交番の第２の数に関係する第２のカウント信号ＮRを受信することができる。この第２のカウント信号ＮRは、プロセッサ・ユニットの別のレジスタ内にも格納されうる。最後に、プロセッサ・ユニット内で２つのカウント信号が比較され、これにより、交流電圧ＶPの周波数が基準信号の周波数に関して比例する形で高すぎるか、または低すぎるかを判定する。
【００３６】
プロセッサ・ユニット内の２つのカウント信号ＮPとＮRとで行われた比較に基づき、前記プロセッサ・ユニットは、周波数適応ユニット１８を操作するが、その出力は圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の端子に接続されている。この周波数適応ユニット１８は、周波数適応信号を供給するように配置されるものとしてよく、これは連続する電圧ＶAであり、そのレベルはプロセッサ・ユニットによって伝達される２つのカウント信号の間の差の関数である。コンデンサまたは抵抗器のスイッチング可能なアレイをこの目的のために備えることができる。適応ユニット１８の電圧フォロワによって連続的な電圧値が圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の端子のうちの一方の端子に、あるいは圧電素子または電気活性ポリマー素子の他方の端子に供給されうる。したがって、これは、圧電素子または電気活性ポリマー素子に一定の力を誘起し、発振機械システムの振動を２つのカウント信号の比較の関数として制動または加速する。
【００３７】
一定の電圧ＶAを持つ連続的電圧が、プロセッサ・ユニットにおいてプログラムされうる、決定された時間周期において周波数適応ユニット１８によって供給されうる。自動調節回路のいくつかの電子コンポーネントも、エネルギー節約のため決定された時間周期においてのみスイッチオンするように配置されうる。例えば、測定窓１３、第２の交番カウンタ１４、ＭＥＭＳ共振器１６に接続されている発振器段１５、およびプロセッサ・ユニット１７の一部は、静止モードのままにされ、決定された時間周期にスイッチオンされて振動数を調節することができる。しかし、非常に低い周波数で動作する第１の交番カウンタ１２は、連続的にオン状態であり、交流電圧ＶPのカウントされた交番の特定の回数後に自動調節回路１０の他の部分のスイッチオンを制御するために使用することができる。
【００３８】
発振機械システムの振動数が適応している場合、特に発振器段１５のドロップ・アウト時間が延長されうる。これらの条件において、自動調節回路のアイドル状態にある電子コンポーネントの大半を、例えば、１分おきにスイッチオンするようにでき、これにより、自動調節回路の電力消費が大幅に低減される。これらの条件において、整流された電源電圧を蓄電するコンデンサＣｃは、ほとんどまったく無負荷になることはなく、それは、基準信号ＶRと交流信号ＶPとの周波数比較を行ったときにエネルギーのより大きな使用が時折発生するだけであるからである。
【００３９】
自動調節回路１０は、よく知られている熱補償要素、および自動調節回路１０がスイッチオンになる毎に使用されるリセット・ユニットも備えることができる。自動調節回路およびＭＥＭＳ共振器１６およびコンデンサＣｃのすべての電子コンポーネントは、同じコンパクトな電子モジュールの一部をなす。これらすべての電子コンポーネントは、同じモノリシック・シリコン基板内に有利に集積化されうるが、このことは、発振機械システムの振動数を調節するために電源内蔵電子モジュールが１つあればよいということを意味する。
【００４０】
発振器段１５が圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の交流電圧ＶPの所望の周波数と一致する分周された周波数の基準信号ＶRを供給する場合、第２の交番カウンタ１４のカウント時間は、第１の交番カウンタ１２によって直接的に制御されうる。交流電圧ＶPの交番数ＮPは、プロセッサ・ユニット１７内で、第２の交番カウンタ１４内のカウントされた交番数ＮRと直接的に比較されうる。
【００４１】
ここで行ったばかりの説明から、発振機械システムの振動数を自動調節するための回路のいくつかの変更形態およびこれに含まれうるデバイスは、請求項によって定められた本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって考案されうる。発振機械システムは、音響システムであってもよい。発振機械システムの振動数は、交流電圧と基準信号との間の周波数の比較に基づき、ある数のコンデンサを圧電素子または電気活性ポリマー素子と並列に配置することによって適応されうる。圧電素子と同じ目的で使用されるヒゲゼンマイ上に複合金属イオン層を付着することを企図することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃｃ コンデンサ
ＮP 第１のカウント信号
ＮR 第２のカウント信号
ＶDDとＶSS 端子
ＶP 交流電圧
ＶR 基準信号
１ デバイス
２、３ 発振機械システム
２ テンプ輪
３ ヒゲゼンマイ
３ａ 第１の端部
３ｂ 第２の端部
４ ヒゲ持ち
５ アーム
６ テン真
１０ 回路
１２、１３、１４、１７ 比較手段
１２ 第１の交番カウンタ
１３ 測定窓
１４ 第２の交番カウンタ
１５ 発振器段
１７ プロセッサ・ユニット
１６ ＭＥＭＳ共振器
１８ 周波数適応ユニット
２３ 第１の圧電層または電気活性ポリマー層
２３’ 第２の圧電層または電気活性ポリマー層
２４ 金属片
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発振機械システム（oscillating mechanical system）の振動数を自動調節するための回路に関する。
【０００２】
本発明はまた、発振機械システムと、発振機械システムの振動数を自動調節するための回路とを備えるデバイスに関する。
【背景技術】
【０００３】
時計学の分野では、発振機械システムは、一端が、回転するテンプ輪のテン真に固定され、他端が、底板の固定要素に固定されているヒゲゼンマイが取り付けられているテンプ輪とすることができる。機械システムの振動は、一般的に機械的であるエネルギー源によって維持される。このエネルギー源は、例えば、ガンギ車がアンクルと連携動作することにより歯車列を駆動する香箱であってよい。この回転するアンクルは、例えば、回転するテンプ輪のテン真に近い位置に固定されたピンを作動させる。したがって、ヒゲゼンマイを有するテンプ輪は、時計ムーブメントの調節部材を形成しうる。この発振調節部材は、時刻指示針へとつながる、ガンギ車による歯車列の駆動速度を決定する。
【０００４】
発振機械システムの振動数を正確に調節するために、ゼンマイの長さを適応させるか、または錘をテンプ輪の外部円形部分に加えるか、もしくはそこから取り除くことができる。しかし、腕時計の場合、これらのすべての付加的調節要素は、時計のケースの内側にかなりの空間を占有し、そのため、製造時間が比較的長くなり、またコストも高くなる。それ故、これには、いくつかの短所がある。
【０００５】
機械式時計または電気機械式時計では、螺旋形のゼンマイ香箱に連結された発電機の回転速度を調節して、歯車列によって時計の針を機械的に駆動することが知られている。発電機は、交流電圧を発生させるが、これは電子調節回路の整流器を使って整流される。この調節回路の機能は、時刻指示針が正しい現在時刻指示の機能として移動されうるように発電機の回転速度を制御することである。調節回路のトランジスタは、発電機を制動するために決定された時間周期で発電機を短絡し、それにより、回転速度を調節することができる。欧州特許出願第０ ７６２ ２４３ Ａ１号または欧州特許出願第０ ８２２ ４７０ Ａ１号では、このタイプの調節回路を備える時計を開示しており、これに関して引用されうる。
【０００６】
前記の発電機は、回転する永久磁石とこの磁石に対向するコイルとを備え、コイルは誘導交流電圧を発生させることができる。このタイプの発電機および調節回路を製作するのは複雑な作業となる場合がある。調節回路を備える前記発電機を設計するために、一般的に、多数の要素が用意されなければならない。さらに、回転する磁石の磁界が、いくつかの近傍の強磁性部品への干渉を引き起こす可能性もある。したがって、これには、いくつかの短所がある。
【０００７】
回転する永久磁石と誘導交流電圧を発生させるコイルとで形成される発電機の代わりに、圧電素子を使って発振機械システムを実現することが、フランス特許第２ １１９ ４８２ 号においてすでに提案されている。この圧電素子は、好ましくは、テンプ輪に連結されたヒゲゼンマイ上に配置される。これを達成するために、圧電材料（ＰＺＴ）の薄膜をゼンマイの長さの大部分に、また前記金属ゼンマイの内面および外面に付着する。電圧変換器は、交流電圧を圧電素子に供給して、ゼンマイにおける圧縮力と伸長力を交互に発生させ、ヒゲゼンマイに連結されたテンプ輪の振動を調節する。しかし、この特許文献では、自動調節回路を使用してヒゲゼンマイを有するテンプ輪の振動数を調節することについては言及しておらず、これは不利な点である。
【０００８】
交流電圧発電機として圧電ヒゲゼンマイと組み合わせたテンプ輪の振動数を調節することは、特開２００２−２２８７７４から知られる。交流電圧は、電子調節回路によって制御される少なくとも２つのダイオードおよびＦＥＴトランジスタを備える整流器において整流される。整流された電圧は、少なくとも電源電圧蓄電器に蓄電される。電子回路は、整流され、蓄電器内に蓄電された、発電機からの交流電圧によって直接的に給電されうる。圧電発電機は、バイメタル型（ＰＺＴ）である。振動数を調節するために、水晶発振器回路によって供給される基準周波数の信号と発電機からの交流信号との比較を行う。提案された電子回路では、容易に実現できる方法で調節回路を用いて非常にコンパクトな発振機械システムを考案することは可能でなく、これは短所である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】欧州特許出願第０ ７６２ ２４３ Ａ１号
【特許文献２】欧州特許出願第０ ８２２ ４７０ Ａ１号
【特許文献３】フランス特許第２ １１９ ４８２ 号
【特許文献４】特開２００２−２２８７７４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、本発明の目的は、限られた数のコンポーネントを備える、発振機械システムの振動数を正確に調節し、現行技術の前述の短所を解消するためのコンパクトな自動調節回路を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
したがって、本発明は、独立請求項１において述べられている特徴を備える、発振機械システムの振動数を自動調節するための回路に関する。
【００１２】
自動調節回路の特定の実施形態は、従属請求項２から１０において記載される。
【００１３】
本発明によるこの自動調節回路の１つの利点は、この自動調節回路が、発振機械システムにおいて配置された圧電素子または電気活性ポリマー素子に直接的に、または２つの電線によって接続されうる、単一の電子モジュールの形態で作ることができるということである。この発振機械システムは、好ましくは、圧電素子または電気活性ポリマー素子を備える、ヒゲゼンマイが配置されたテンプ輪とすることができる。
【００１４】
有利なことに、この自動調節回路は、前記自動調節回路の他のコンポーネントを集積化した同じ基板上に、またはそのそばに、またはその中に配置あるいは製作されうる、ＭＥＭＳ共振器に接続された発振器段を備える。この方法で、これらすべてのコンポーネントを備える自動調節回路は、単一のコンパクトなコンポーネントを形成する。これにより、その振動数自動調節回路を備える発振機械システムの寸法がかなり縮小され、したがってこの機械システムは、機械式腕時計に有利に装着されうる。
【００１５】
有利なことに、この自動調節回路は、適応電圧を印加して、圧電素子または電気活性ポリマー素子における圧縮力または伸長力を連続的にまたは決定された時間周期で発生させることができる。これにより、発振機械システムの振動数を調節することができる。この点に関して、発振器段によって発生する基準信号の周波数と圧電素子によって、または電気活性ポリマー素子によって発生する交流電圧の周波数とが比較される。
【００１６】
したがって、本発明はまた、独立請求項１１において言及されている特徴を備える、発振機械システム、および発振機械システムの振動数を自動調節するための回路を備えるデバイスに関するものでもある。
【００１７】
デバイスの特定の実施形態は、従属請求項１２から１５に記載される。
【００１８】
発振機械システムの振動数自動調節回路およびこの自動調節回路を備えるデバイスの目的、利点、および特徴は、図面に例示されている、少なくとも１つの非限定的な実施形態を参照しつつなされる以下の説明においてより明確に示される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による発振機械システム、および発振機械システムの振動数自動調節回路を備える、デバイスの簡素化された図である。
【図２】本発明によるデバイスの圧電素子または電気活性ポリマー素子を備える発振機械システムのヒゲゼンマイの一部を示す図である。
【図３】発振機械システムの圧電素子または電気活性ポリマー素子に接続されている、本発明による自動調節回路の電子コンポーネントの簡素化されたブロック図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下の説明では、この技術分野の当業者によく知られている発振機械システムの振動数自動調節回路のすべての電子コンポーネントは、簡素化された方法でのみ説明される。後述のように、自動調節回路は、圧電素子または電気活性ポリマー素子を備えるヒゲゼンマイが装着されているテンプ輪の振動数を調節するために主に使用される。しかし、他の発振機械システム、例えば、音叉などの音響システムも企図されうるものであるが、以下の説明では、圧電素子または電気活性ポリマー（ＥＡＰ）素子を備えるヒゲゼンマイを有するテンプ輪の形態の発振機械システムのみを参照する。
【００２１】
図１は、発振機械システム２、３、および発振機械システムの振動数ｆｏｓｃを自動調節するための回路１０を備える、デバイス１を示している。機械式時計では、発振機械システムは、例えば、３本のアーム５によって回転するテン真６に接続されている金属リングから形成されるテンプ輪２、および以下で簡単に説明されている圧電素子または電気活性ポリマー素子が配置されているヒゲゼンマイ３を備えることができる。ヒゲゼンマイ３の第１の端部３ａは、テンプ棒（図示せず）のヒゲ持ち４によって固定して保持される。このテンプ棒は、時計ムーブメントの底板（図示せず）に固定される。ヒゲゼンマイ３の第２の端部３ｂは、回転するテンプ輪のテン真６に直接的に固定される。
【００２２】
ヒゲゼンマイ３を備えるテンプ輪２の振動は、電気的であってもよいが、好ましくは機械的である、エネルギー源（図示せず）によって維持される。機械的エネルギー源は、ガンギ車がアンクルと連携動作することにより歯車列を従来通りに駆動する香箱であってよい。この回転するアンクルは、例えば、回転するテンプ輪のテン真に近い位置に固定されたピンを作動させる。したがって、ヒゲゼンマイを有するテンプ輪は、時計ムーブメントの調節部材を形成しうる。
【００２３】
図２に一部示されているように、ヒゲゼンマイ３は、概して０．３ｍｍ未満の厚さ、例えば、約０．０２５から０．０４５ｍｍのワイヤまたは金属片を使って知られている方法により製作される。好ましくは、金属片２４をコイルが互いに一定間隔をあけて並んだ螺旋の形状に高温で巻く前に、少なくとも１つの圧電層または電気活性ポリマー層２３を金属片２４の面の１つに付着する。この圧電層は、例えば、好ましくは厚さ０．１ｍｍ未満の酸化チタンから形成されうる。第１の圧電層または電気活性ポリマー層２３を外面として指定される面に付着し、第２の圧電層または電気活性ポリマー層２３’を内面として指定される別の面に付着することもできる。圧電層または電気活性ポリマー層２３、２３’を備える金属片が巻かれたときに、内面は回転するテンプ輪のテン真に対向する面であるが、外面は内面に対向している。
【００２４】
圧電層または電気活性ポリマー層２３、２３’は、金属片２４の全長にわたって付着されるが、１つまたはいくつかの圧電層または電気活性ポリマー層でこの金属片の一部のみをコーティングすることを企図することも可能である。例えば、この金属片全体を円形もしくは矩形の横断面の圧電材料または電気活性ポリマー材料にすることを企図することも可能である。
【００２５】
テンプ輪２がヒゲゼンマイ３とともに振動すると、圧縮力または伸長力が交互に圧電層または電気活性ポリマー層に印加され、これにより、交流電圧が発生する。ヒゲゼンマイ３を備えるテンプ輪２の振動数は、３から１０Ｈｚまでの範囲内とすることができる。したがって、この交流電圧を受け取るために、自動調節回路１０が２つの圧電層または電気活性ポリマー層に電気的に接続される。自動調節回路は、圧電層または電気活性ポリマー層の２つの端子に直接的に、または２本の金属線によって接続される。
【００２６】
図３は、発振機械システムの振動数を調節するための自動調節回路１０のさまざまな電子的要素を示している。自動調節回路１０は、テンプ輪などの、発振機械システムのヒゲゼンマイ上に配置される圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の２つの端子に接続される。自動調節回路１０は、従来の整流器１１によって圧電素子または電気活性ポリマー素子２３から受け取った交流電圧ＶPを整流することができる。交流電圧ＶPの整流された電圧は、コンデンサＣｃに蓄電される。コンデンサＣｃの端子ＶDDとＶSSの間の整流された電圧は、電池などの付加的電圧源を使用することなく自動調節回路のすべての電子的要素に給電するのに十分な電圧とすることができる。
【００２７】
自動調節回路１０は、ＭＥＭＳ共振器１６に接続されている発振器段１５を備える。ＭＥＭＳ共振器を備える発振器段の発振回路は、５００ｋＨｚ未満の周波数、例えば、約２００ｋＨｚの周波数を有することができる、振動信号を供給する。したがって、発振器段１５は、好ましくは、基準信号ＶRを供給することができ、その周波数は発振回路からの振動信号の周波数に等しいものとしてよい。
【００２８】
振動信号の周波数を分周して、振動信号の周波数に関して分周された周波数の基準信号ＶRを供給するために少なくとも１つの分周器を備える発振器段を企図することも可能である。このような場合、基準信号ＶRの周波数は、圧電素子または電気活性ポリマー素子によって発生する交流電圧周波数ＶPと同様であってよい。
【００２９】
ＭＥＭＳ発振器は、厚い、ＳＯＩ型のモノリシック・シリコン基板内に製作されうる。同じ基板を、自動調節回路１０の他のコンポーネントのすべてを集積化するためにも使用することができる。これを達成するために、別の薄いＳＯＩ層を厚いＳＯＩ基板上に付着し、他の電子コンポーネントを集積化することができる。したがって、自動調節回路は、発振機械システムの振動数を調節するための単一のコンパクトな電子モジュールを形成することができる。生産される自動調節回路を不透明のプラスチック材料内に従来の方法でカプセル化することもできる。これにより、他の外部要素との相互接続が減り、また電力の消費が低減する。
【００３０】
第１のモノリシック・シリコン基板内にＭＥＭＳ共振器を作製することを企図することも可能であることに留意されたい。ＭＥＭＳ共振器は、自動調節回路の他のコンポーネントを集積化する第２のシリコン・モノリシック基板上に、またはそのそばに配置されうる。２つの基板は、従来の不透明なプラスチック材料内にカプセル化され、単一のコンパクトなモジュールを形成する。
【００３１】
発振機械システムの振動数を調節することができるようにするために、自動調節回路１０において交流電圧ＶPと基準信号ＶRとの比較を行わなければならない。これを達成するために、自動調節回路１０は、交流電圧ＶPの周波数を基準信号ＶRの周波数と比較するための比較手段１２、１３、１４、１７を備える。基準信号の周波数が発振器段１５からの振動信号の周波数、つまり、約２００ｋＨｚの周波数と一致する場合、この比較手段は、交流電圧ＶPと基準信号ＶRとの間の有意な周波数ギャップを考慮するように考案されなければならない。
【００３２】
この比較手段は、圧電素子または電気活性ポリマー素子からの交流電圧ＶPを入力で受け取り、第１のカウント信号ＮPをプロセッサ・ユニット１７に供給する、第１の交番カウンタ１２によってまず第一に形成される。この比較手段は、基準信号ＶRを入力で受け取り、第２のカウント信号ＮRをプロセッサ・ユニット１７に供給する、第２の交番カウンタ１４をさらに備える。
【００３３】
交流電圧ＶPと基準信号ＶRとの間の周波数ギャップを考慮するために、第１の交番カウンタ１２と第２の交番カウンタ１４との間に測定窓１３を配置する。この測定窓１３は、第２の交番カウンタ１４のカウント時間を決定する。プロセッサ・ユニット１７は、第２の交番カウンタに対するカウント時間を決定するための構成パラメータを測定窓１３に供給する。これらの構成パラメータは、プロセッサ・ユニット内のメモリ（図示せず）に格納される。これらの構成パラメータは、その時計が女性用であるか、男性用であるかによって異なっていてもよい。プロセッサ・ユニット１７において処理されるさまざまなオペレーションは、例えば、発振器段１５の発振回路によって供給されるクロック信号によって制御される。
【００３４】
第２の交番カウンタ１４のカウント時間は、第１のカウント信号ＮPにおける第１の交番カウンタによってカウントされる特定の決定された交番数のカウント時間に比例するように適応される。プロセッサ・ユニットは、カウント周期の開始および終了を定めるために第１の交番カウンタ１２を制御することもできる。しかし、第１の交番カウンタ１２が決定された数のカウンタとされた交番の開始および終了に関する情報をプロセッサ・ユニットに供給することを企図することも可能である。例えば、第１の交番カウンタにおいて２００回の交番がカウントされる場合、測定窓１３は、第２の交番カウンタ１４が約５０００回短い時間周期で基準信号ＶRの交番数をカウントするように構成される。この時間周期は、カウント時間、例えば、第１の交番カウンタの２００回の交番に依存するものとしてもよい。これにより、自動調節回路の電力消費量が低減される。
【００３５】
測定窓１３によって制御されるカウントの開始は、第１の交番カウンタ１２によって決定されうるが、好ましくは、プロセッサ・ユニット１７によって直接的に制御されものとしてもよい。プロセッサ・ユニットは、第１の時間周期において交流電圧ＶPのカウントされた交番の第１の決定された数に関係する第１のカウント信号ＮPをまず第一に受信することができる。この第１のカウント信号は、例えば、プロセッサ・ユニットのレジスタ内に格納される。その後、プロセッサ・ユニットは、測定窓１３によって制御される第２の時間周期内に第２の交番カウンタ１４内のカウントされた交番の第２の数に関係する第２のカウント信号ＮRを受信することができる。この第２のカウント信号ＮRは、プロセッサ・ユニットの別のレジスタ内にも格納されうる。最後に、プロセッサ・ユニット内で２つのカウント信号が比較され、これにより、交流電圧ＶPの周波数が基準信号の周波数に関して比例する形で高すぎるか、または低すぎるかを判定する。
【００３６】
プロセッサ・ユニット内の２つのカウント信号ＮPとＮRとで行われた比較に基づき、前記プロセッサ・ユニットは、周波数適応ユニット１８を操作するが、その出力は圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の端子に接続されている。この周波数適応ユニット１８は、周波数適応信号を供給するように配置されるものとしてよく、これは連続する電圧ＶAであり、そのレベルはプロセッサ・ユニットによって伝達される２つのカウント信号の間の差の関数である。コンデンサまたは抵抗器のスイッチング可能なアレイをこの目的のために備えることができる。適応ユニット１８の電圧フォロワによって連続的な電圧値が圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の端子のうちの一方の端子に、あるいは圧電素子または電気活性ポリマー素子の他方の端子に供給されうる。したがって、これは、圧電素子または電気活性ポリマー素子に一定の力を誘起し、発振機械システムの振動を２つのカウント信号の比較の関数として制動または加速する。
【００３７】
一定の電圧ＶAを持つ連続的電圧が、プロセッサ・ユニットにおいてプログラムされうる、決定された時間周期において周波数適応ユニット１８によって供給されうる。自動調節回路のいくつかの電子コンポーネントも、エネルギー節約のため決定された時間周期においてのみスイッチオンするように配置されうる。例えば、測定窓１３、第２の交番カウンタ１４、ＭＥＭＳ共振器１６に接続されている発振器段１５、およびプロセッサ・ユニット１７の一部は、静止モードのままにされ、決定された時間周期にスイッチオンされて振動数を調節することができる。しかし、非常に低い周波数で動作する第１の交番カウンタ１２は、連続的にオン状態であり、交流電圧ＶPのカウントされた交番の特定の回数後に自動調節回路１０の他の部分のスイッチオンを制御するために使用することができる。
【００３８】
発振機械システムの振動数が適応している場合、特に発振器段１５のドロップ・アウト時間が延長されうる。これらの条件において、自動調節回路のアイドル状態にある電子コンポーネントの大半を、例えば、１分おきにスイッチオンするようにでき、これにより、自動調節回路の電力消費が大幅に低減される。これらの条件において、整流された電源電圧を蓄電するコンデンサＣｃは、ほとんどまったく無負荷になることはなく、それは、基準信号ＶRと交流信号ＶPとの周波数比較を行ったときにエネルギーのより大きな使用が時折発生するだけであるからである。
【００３９】
自動調節回路１０は、よく知られている熱補償要素、および自動調節回路１０がスイッチオンになる毎に使用されるリセット・ユニットも備えることができる。自動調節回路およびＭＥＭＳ共振器１６およびコンデンサＣｃのすべての電子コンポーネントは、同じコンパクトな電子モジュールの一部をなす。これらすべての電子コンポーネントは、同じモノリシック・シリコン基板内に有利に集積化されうるが、このことは、発振機械システムの振動数を調節するために電源内蔵電子モジュールが１つあればよいということを意味する。
【００４０】
発振器段１５が圧電素子または電気活性ポリマー素子２３の交流電圧ＶPの所望の周波数と一致する分周された周波数の基準信号ＶRを供給する場合、第２の交番カウンタ１４のカウント時間は、第１の交番カウンタ１２によって直接的に制御されうる。交流電圧ＶPの交番数ＮPは、プロセッサ・ユニット１７内で、第２の交番カウンタ１４内のカウントされた交番数ＮRと直接的に比較されうる。
【００４１】
ここで行ったばかりの説明から、発振機械システムの振動数を自動調節するための回路のいくつかの変更形態およびこれに含まれうるデバイスは、請求項によって定められた本発明の範囲から逸脱することなく当業者によって考案されうる。発振機械システムは、音響システムであってもよい。発振機械システムの振動数は、交流電圧と基準信号との間の周波数の比較に基づき、ある数のコンデンサを圧電素子または電気活性ポリマー素子と並列に配置することによって適応されうる。圧電素子と同じ目的で使用されるヒゲゼンマイ上に複合金属イオン層を付着することを企図することが可能である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｃｃ コンデンサ
ＮP 第１のカウント信号
ＮR 第２のカウント信号
ＶDDとＶSS 端子
ＶP 交流電圧
ＶR 基準信号
１ デバイス
２、３ 発振機械システム
２ テンプ輪
３ ヒゲゼンマイ
３ａ 第１の端部
３ｂ 第２の端部
４ ヒゲ持ち
５ アーム
６ テン真
１０ 回路
１２、１３、１４、１７ 比較手段
１２ 第１の交番カウンタ
１３ 測定窓
１４ 第２の交番カウンタ
１５ 発振器段
１７ プロセッサ・ユニット
１６ ＭＥＭＳ共振器
１８ 周波数適応ユニット
２３ 第１の圧電層または電気活性ポリマー層
２３’ 第２の圧電層または電気活性ポリマー層
２４ 金属片
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振機械システム（２、３）の振動数を自動調節するための自動調節回路（１０）であって、前記発振機械システムは、この発振機械システムの振動の後に交流電圧（ＶP）を発生させることができる圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）を備え、前記自動調節回路は、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子に接続されて、前記発振機械システムの振動数を適応させるように意図されており、前記自動調節回路は、
前記圧電素子または電気活性ポリマー素子によって発生した前記交流電圧（ＶP）を整流し、前記自己調節回路に電気を供給するために前記整流された電圧を少なくとも１つのコンデンサ（Ｃｃ）に蓄電するための整流器（１１）と、
基準信号（ＶR）を供給するための、ＭＥＭＳ共振器（１６）に接続されている発振回路を備える発振器段（１５）と、
前記交流電圧（ＶP）の周波数を前記基準信号（ＶR）の周波数と比較するための比較手段（１２、１３、１４、１７）と、
前記発振機械システムの振動数を調節するために、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）に接続されて、前記比較手段（１２、１３、１４、１７）における前記比較の結果に基づき前記圧電素子または電気活性ポリマー素子に周波数適応信号（ＶA）を供給するように意図されている周波数適応ユニット（１８）とを備え、且つ当該自動調節回路のすべての前記電子コンポーネントは、単一の電子モジュールを形成するために一緒にまとめられており、
前記比較手段（１２、１３、１４、１７）は、第１の決定された時間周期において前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の前記交流電圧（ＶP）の第１の交番数をカウントし、第１のカウント信号（ＮP）を供給するための第１の交番カウンタ（１２）と、前記第１の決定された時間周期に部分的に基づき第２の決定された時間周期において前記発振器段（１５）によって供給される前記基準信号（ＶR）の第２の交番数をカウントし、第２のカウント信号（ＮR）を供給するための第２の交番カウンタ（１４）と、前記第１のカウント信号を前記第２のカウント信号と比較し、前記比較の結果に基づき前記周波数適応ユニット（１８）を制御するためのプロセッサ・ユニット（１７）とを備えることを特徴とする
自動調節回路（１０）。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ共振器は、単一のコンパクトなモジュールを形成するために、前記自動調節回路の他のすべての電子コンポーネントを集積化するためにも使用される、モノリシック・シリコン基板内に製作されることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳ共振器は、前記自動調節回路の他の電子コンポーネントを集積化するために第２のモノリシック・シリコン基板上に、またはそのそばに配置される、第１のモノリシック・シリコン基板内に製作され、前記２つの基板は単一のコンパクトなモジュールを形成するようにカプセル化されることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項４】
前記発振器段（１５）は、前記発振回路からの前記振動信号の周波数と同一の周波数の基準信号（ＶR）を供給するようになされていることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項５】
前記発振器段（１５）は、２００ｋＨｚ以上の周波数を有する基準信号（ＶR）を供給するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項６】
前記比較手段（１２、１３、１４、１７）は、前記第１の交番カウンタ（１２）と前記第２の交番カウンタ（１４）との間に配置された測定窓（１３）をさらに備え、前記測定窓（１３）は、前記第１の時間周期を考慮しながら前記第２の交番カウンタ（１４）について前記第２のカウント時間周期を決定するために処理ユニット（１７）によって供給される構成パラメータによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項７】
前記発振器段（１５）は、周波数が前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の前記交流電圧（ＶP）の所望の適応周波数に従って定義されている基準信号（ＶR）を供給するために、前記振動信号の周波数を分周するための周波数分周器を備えることと、前記処理ユニット（１７）は、前記第２のカウント周期と同じである第１のカウント周期で前記第１および第２の交番カウンタ（１２、１４）のカウント・オペレーションを制御することとを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項８】
前記周波数適応ユニット（１８）は、前記比較手段（１２、１３、１４、１７）の処理ユニット（１７）における前記比較の結果に従って前置圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）に連続的適応電圧（ＶA）を供給するようになされていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項９】
前記周波数適応ユニット（１８）は、決定された時間周期において連続的適応電圧（ＶA）を供給するようになされていることを特徴とする請求項８に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項１０】
前記第１の交番カウンタ（１２）は、前記周波数比較のため決定された周期において前記発振器段（１５）、前記第２の交番カウンタ（１４）、および前記プロセッサ・ユニット（１７）の一部をスイッチオンするようになされ、前記決定された周期外では、前記発振器段（１５）、前記第２の交番カウンタ（１４）、および前記プロセッサ・ユニット（１７）の一部は、前記コンデンサ（Ｃｃ）内の前記整流された電圧による給電を受けないことを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項１１】
発振機械システム（２、３）および請求項１から１０のいずれか一項に記載の前記発振システムの振動数を自動調節するための前記自動調節回路（１０）を備えるデバイスであって、前記発振機械システム（２、３）は、前記発振機械システムの振動数と一致する周波数で交流電圧を発生するための圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）を備え、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の２つの端子は前記自動調節回路の発振器段（１５）からの前記交流電圧（ＶP）と基準電圧（ＶR）との間の周波数比較に基づき前記自動調節回路（１０）から周波数適応信号（ＶA）を受信するように前記自動調節回路に接続されることを特徴とするデバイス。
【請求項１２】
前記発振機械システム（２、３）は、時計のテンプ輪（２）であり、前記テンプ輪には、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）が載せられるヒゲゼンマイ（３）が装着されることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記圧電素子または電気活性ポリマー素子は、前記ヒゲゼンマイ（３）の金属片（２４）の少なくとも１つの表面に配置された少なくとも１つの圧電層または電気活性ポリマー層（２３）を備えることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記圧電素子または電気活性ポリマー素子は、前記金属片（２４）の外面に配置された第１の圧電層または電気活性ポリマー層（２３）および前記金属片（２４）の内面に配置された第２の圧電層または電気活性ポリマー層（２３’）を備えることと、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の第１の接続端子は、前記第１の圧電層または電気活性ポリマー層に固定されることと、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の第２の接続端子は、前記第２の圧電層または電気活性ポリマー層に固定され、前記第１および第２の端子は前記自動調節回路（１０）に接続されることとを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１および第２の圧電層または電気活性ポリマー層（２３、２３’）は、前記金属片（２４）の前記内面および外面の一部にまたは全長に付着されることを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１】
発振機械システム（２、３）の振動数を自動調節するための自動調節回路（１０）であって、前記発振機械システムは、この発振機械システムの振動の後に交流電圧（ＶP）を発生させることができる圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）を備え、前記自動調節回路は、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子に接続されて、前記発振機械システムの振動数を適応させるように意図されており、前記自動調節回路は、
前記圧電素子または電気活性ポリマー素子によって発生した前記交流電圧（ＶP）を整流し、前記自己調節回路に電気を供給するために前記整流された電圧を少なくとも１つのコンデンサ（Ｃｃ）に蓄電するための整流器（１１）と、
基準信号（ＶR）を供給するための、ＭＥＭＳ共振器（１６）に接続されている発振回路を備える発振器段（１５）と、
前記交流電圧（ＶP）の周波数を前記基準信号（ＶR）の周波数と比較するための比較手段（１２、１３、１４、１７）と、
前記発振機械システムの振動数を調節するために、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）に接続されて、前記比較手段（１２、１３、１４、１７）における前記比較の結果に基づき前記圧電素子または電気活性ポリマー素子に周波数適応信号（ＶA）を供給するように意図されている周波数適応ユニット（１８）とを備え、且つ当該自動調節回路のすべての前記電子コンポーネントは、単一の電子モジュールを形成するために一緒にまとめられており、
前記比較手段（１２、１３、１４、１７）は、第１の決定された時間周期において前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の前記交流電圧（ＶP）の第１の交番数をカウントし、第１のカウント信号（ＮP）を供給するための第１の交番カウンタ（１２）と、前記第１の決定された時間周期に部分的に基づき第２の決定された時間周期において前記発振器段（１５）によって供給される前記基準信号（ＶR）の第２の交番数をカウントし、第２のカウント信号（ＮR）を供給するための第２の交番カウンタ（１４）と、前記第１のカウント信号を前記第２のカウント信号と比較し、前記比較の結果に基づき前記周波数適応ユニット（１８）を制御するためのプロセッサ・ユニット（１７）とを備えることを特徴とする
自動調節回路（１０）。
【請求項２】
前記ＭＥＭＳ共振器は、単一のコンパクトなモジュールを形成するために、前記自動調節回路の他のすべての電子コンポーネントを集積化するためにも使用される、モノリシック・シリコン基板内に製作されることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項３】
前記ＭＥＭＳ共振器は、前記自動調節回路の他の電子コンポーネントを集積化するために第２のモノリシック・シリコン基板上に、またはそのそばに配置される、第１のモノリシック・シリコン基板内に製作され、前記２つの基板は単一のコンパクトなモジュールを形成するようにカプセル化されることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項４】
前記発振器段（１５）は、前記発振回路からの前記振動信号の周波数と同一の周波数の基準信号（ＶR）を供給するようになされていることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項５】
前記発振器段（１５）は、２００ｋＨｚ以上の周波数を有する基準信号（ＶR）を供給するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項６】
前記比較手段（１２、１３、１４、１７）は、前記第１の交番カウンタ（１２）と前記第２の交番カウンタ（１４）との間に配置された測定窓（１３）をさらに備え、前記測定窓（１３）は、前記第１の時間周期を考慮しながら前記第２の交番カウンタ（１４）について前記第２のカウント時間周期を決定するために処理ユニット（１７）によって供給される構成パラメータによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項７】
前記発振器段（１５）は、周波数が前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の前記交流電圧（ＶP）の所望の適応周波数に従って定義されている基準信号（ＶR）を供給するために、前記振動信号の周波数を分周するための周波数分周器を備えることと、前記処理ユニット（１７）は、前記第２のカウント周期と同じである第１のカウント周期で前記第１および第２の交番カウンタ（１２、１４）のカウント・オペレーションを制御することとを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項８】
前記周波数適応ユニット（１８）は、前記比較手段（１２、１３、１４、１７）の処理ユニット（１７）における前記比較の結果に従って前置圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）に連続的適応電圧（ＶA）を供給するようになされていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項９】
前記周波数適応ユニット（１８）は、決定された時間周期において連続的適応電圧（ＶA）を供給するようになされていることを特徴とする請求項８に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項１０】
前記第１の交番カウンタ（１２）は、前記周波数比較のため決定された周期において前記発振器段（１５）、前記第２の交番カウンタ（１４）、および前記プロセッサ・ユニット（１７）の一部をスイッチオンするようになされ、前記決定された周期外では、前記発振器段（１５）、前記第２の交番カウンタ（１４）、および前記プロセッサ・ユニット（１７）の一部は、前記コンデンサ（Ｃｃ）内の前記整流された電圧による給電を受けないことを特徴とする請求項１に記載の自動調節回路（１０）。
【請求項１１】
発振機械システム（２、３）および請求項１から１０のいずれか一項に記載の前記発振システムの振動数を自動調節するための前記自動調節回路（１０）を備えるデバイスであって、前記発振機械システム（２、３）は、前記発振機械システムの振動数と一致する周波数で交流電圧を発生するための圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）を備え、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の２つの端子は前記自動調節回路の発振器段（１５）からの前記交流電圧（ＶP）と基準電圧（ＶR）との間の周波数比較に基づき前記自動調節回路（１０）から周波数適応信号（ＶA）を受信するように前記自動調節回路に接続されることを特徴とするデバイス。
【請求項１２】
前記発振機械システム（２、３）は、時計のテンプ輪（２）であり、前記テンプ輪には、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子（２３）が載せられるヒゲゼンマイ（３）が装着されることを特徴とする請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記圧電素子または電気活性ポリマー素子は、前記ヒゲゼンマイ（３）の金属片（２４）の少なくとも１つの表面に配置された少なくとも１つの圧電層または電気活性ポリマー層（２３）を備えることを特徴とする請求項１２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記圧電素子または電気活性ポリマー素子は、前記金属片（２４）の外面に配置された第１の圧電層または電気活性ポリマー層（２３）および前記金属片（２４）の内面に配置された第２の圧電層または電気活性ポリマー層（２３’）を備えることと、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の第１の接続端子は、前記第１の圧電層または電気活性ポリマー層に固定されることと、前記圧電素子または電気活性ポリマー素子の第２の接続端子は、前記第２の圧電層または電気活性ポリマー層に固定され、前記第１および第２の端子は前記自動調節回路（１０）に接続されることとを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記第１および第２の圧電層または電気活性ポリマー層（２３、２３’）は、前記金属片（２４）の前記内面および外面の一部にまたは全長に付着されることを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１３−９６９９１（Ｐ２０１３−９６９９１Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２３６３３７（Ｐ２０１２−２３６３３７）
【出願日】平成２４年１０月２６日（２０１２．１０．２６）
【出願人】（５０６４２５５３８）ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド (46)
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月２６日（２０１２．１０．２６）
【出願人】（５０６４２５５３８）ザ・スウォッチ・グループ・リサーチ・アンド・ディベロップメント・リミテッド (46)
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