CN115244471A - 手表 - Google Patents

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CN115244471A CN202180017096.0A CN202180017096A CN115244471A CN 115244471 A CN115244471 A CN 115244471A CN 202180017096 A CN202180017096 A CN 202180017096A CN 115244471 A CN115244471 A CN 115244471A
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Abstract

本发明涉及一种具有时钟发生组件(10)的手表(100)。该时钟发生组件(10)包括第一时钟发生器(1)、脉冲计数器(2)和输出装置(3)。该第一时钟发生器(1)包括压电振荡晶体,并被设置用于产生时钟信号。该脉冲计数器(2)被设置用于计算来自第一时钟发生器(1)的时钟信号。该输出装置(3)被设置用于,在第一时钟发生器(1)的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,输出有用信号。

Description

手表
技术领域
本发明涉及一种具有时钟发生组件的手表。本发明还涉及一种制造这种手表的方法。
背景技术
在现有技术中,带有时钟发生组件的手表是已知的,其中每个都包括一个作为时钟发生器的振荡石英。在振荡电路中,这种振荡石英以预定振荡频率进行振荡,正如其名称所示。在大多数情况下,振荡石英的形状是这样的:预定振荡频率是标准化的,是32768赫兹。然后振荡频率被一个电子电路除以2,直到达到秒时钟。由于振荡石英的频率很高,配备了振荡石英作为时钟发生器的手表,也被称为石英手表,比机械表要精确得多。用振荡石英作为时钟发生器的时钟发生组件提供了进一步的优点,即时钟发生组件在手表中占用的空间很小。此外,石英钟有很高的能量储备,因此不需要经常调整。此外,振荡石英可以以较低的成本进行合成制造。由于这些原因,石英手表在全世界都很常见。然而,一个原本昂贵的高质量石英手表可以被钟表爱好者视为"大众产品"。此外,将振荡频率减半以达到秒时钟的做法只适用于标准化的振荡石英。对于其他类型的振荡晶体,将它们单独微调到可被2整除的基本频率的耗费是巨大的。
发明内容
因此,本发明的任务是提出一种手表,它一方面具有高计时精度、紧凑结构和高能量储备,另一方面可以进行个性化定制,从而使该手表被认为具有高质量。
基于独立权利要求1的特征组合的手表解决了该任务。从属权利要求涉及本发明的有利的进一步发展和实施例。
特别是,该手表包括一个第一时钟发生器,一个脉冲计数器和一个输出装置。第一时钟发生器包括一个压电振荡晶体,并被设置用于产生一个时钟信号。这里,脉冲计数器被设置用于计算来自第一时钟发生器的时钟信号。该输出装置被设置用于,在第一时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,输出一个有用信号。
如果第一时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值与预定计数值相等,则优选重置脉冲计数器。被计数的时钟信号的计数值与预定计数值的比较可以通过比较器来进行,比较器可以是脉冲计数器或输出装置的一部分。预定计数值优选地存储在时钟发生组件的存储器中。
本发明实现了一种具有能够提供准确有用信号的时钟发生组件的手表。特别是,在第一时钟发生器的时钟信号的被计数的时钟信号的计数值与预定计数值相匹配时,通过输出有用信号,可以确保有用信号在正确的时间被输出。
所提出的时钟发生组件,特别是使用脉冲计数器对第一时钟发生器的时钟信号进行计数,具有特殊的优点,即不仅可以使用具有标准化振荡频率的压电振荡晶体,而且可以使用任何压电振荡晶体。这使得使用个性化的频率成为可能,这些频率也可能出现一次并相当具体地用于唯一的单个振荡晶体。
因此,不能标准化或难以标准化的天然振荡晶体也可以作为第一个时钟发生器的压电振荡晶体,其化学成分、纯度或其他因素几乎总是有一些变化,因此总是发现晶体中的振荡频率会有独特变化。例如,可以使用天然碧玺、天然紫水晶或其他石英品种,如黄水晶等,或天然瑞士水晶。也可以避免对每个单独的天然晶体进行成形,直到它达到所需的32678赫兹的频率,否则,由于晶体的化学成分不那么均匀,成本会很高。换句话说,由于天然振荡晶体的振荡频率通常会因振荡晶体的化学成分而有一定的变化,因此几乎不可能简单地制作一个标准化的振荡晶体的几何形状,从而达到32678赫兹的准确振荡频率。因此,对于同一类型/材,如碧玺,的每一个单独的振荡晶体来说,自然振荡晶体的几何形状必须略有不同,才能得出32678赫兹的明确振荡频率,其可用一个减半的分频器分解为1赫兹的频率。然而,通过在提出的手表的时钟发生组件中使用脉冲计数器,这个问题得到了解决。
此外,提出的手表的脉冲计数器也可用于处理非随机的可变频率,如中国的"幸运数字"8,888或88,888,然后可以通过合成石英的几何形状获得数量。
由于各种压电振荡晶体都适用于第一时钟发生器,它也可以有任何振荡频率,所以根据本发明的手表可以是个性化的,这使手表具有高品质的天赋。同时,根据本发明的手表具有结构紧凑和使用合成石英晶体的传统石英手表的精确度的优点。
预定计数值是特定压电振荡晶体的有利特征,即特别是在手表的时钟发生组件中提供的振荡晶体的特定形状和特定化学成分。因此,每个振荡晶体都有一个独特的预定计数值,在时钟发生组件的制造过程中被编入比较器。
稍后还将更详细地解释,为了确定预定计数值,可以有利地使压电振荡晶体进行振荡,并对振荡晶体的振荡产生的时钟信号进行计数,例如用频率计(计数频率计),然后再将时钟发生组件的所有部件组装或设置起来,以制造时钟发生组件。
如果所使用的压电振荡晶体具有一个振荡频率,其取决于振荡晶体的温度,那么预定计数值有利地成为具体的压电振荡晶体的特征,即特别是时钟发生组件中提供的振荡晶体的具体形状和具体的化学成分,在时钟发生组件的预定温度或振荡晶体的预定温度或时钟发生组件或振荡晶体的环境的预定温度下。
有利的是,预定温度可以被选为时钟发生组件或手表在正常操作时的温度。优选地,预定温度可以被选为基本对应于健康人的正常皮肤温度和手表的环境空气温度的混合温度。
为了能够对第一时钟发生器的压电振荡晶体施加电压,第一时钟发生器进一步优选地包括电极,这些电极布置在压电振荡晶体上或与压电振荡晶体连接。
此时应该注意到,在本发明中,"振荡晶体"有利地被理解为不是指原始晶体,而是指琢面晶体,特别是指切割或其他处理过的,例如蚀刻过的晶体。
此外,在本发明中,由特定材料制成的振荡晶体是指其最高部分由该材料形成的振荡晶体,更优选地完全由该材料形成的振荡晶体。例如,在本发明中,碧玺晶体是指最高部分由碧玺形成的晶体,更优选地完全由碧玺形成的晶体。
优选地,该时钟发生组件进一步包括一个由压电振荡晶体组成的第二时钟发生器。第二时钟发生器被设置用于产生时钟信号。输出装置被设置用于比较第二时钟发生器的时钟信号和第一时钟发生器的时钟信号。通过比较第二时钟发生器的时钟信号和第一时钟发生器的时钟信号,可以检查第一时钟发生器的时钟信号的准确性。
特别是,第二时钟发生器被设置用于在预定时间间隔内产生时钟信号,例如每15分钟。换句话说,第二时钟发生器只在预定时间间隔内运行。这意味着第二时钟发生器的振荡晶体只在预定时间间隔内进行振荡。因此,第一时钟发生器的时钟信号和第二时钟发生器的时钟信号之间的比较也可以在预定时间间隔内进行。这可能会导致省电。
第二时钟发生器的开启和关闭优选地可以通过另一个带有比较器(第二比较器)的脉冲计数器来完成,其由第一比较器的输出信号控制并对其进行计数。如果第一个比较器提供例如秒信号,那么就可以让这个进一步的脉冲计数器计数到1024(10位)(大约17分钟),甚至不需要重置它。如果这个额外的脉冲计数器配备了一个以上的比较器,那么第二时钟发生器可以在不同的时间间隔内开启和关闭(例如每17分钟有4秒的接通时间)。也可以用分频器对秒信号(1赫兹信号)进行分频,这样可以将周期持续时间(这里:1秒)通过翻倍进一步提升。通过一个10位分频器,可以得到1024秒或17分钟,并相应地控制第二时钟发生器。如果这个分频器正好有10位,并且没有停止,那么它总是从头开始,即每隔17分钟,第二时钟发生器就被打开。如果第二时钟发生器只用最重要的位来控制,那么它每次运行8.5分钟,然后又被关掉。然而,也可以使用一个较不重要的位:最不重要的位的周期持续时间为2秒,即开启1秒,关闭1秒。例如,第三个最不重要的位(周期持续时间为8s),是4s开,4s关。这两个位可以连接起来,使第二时钟发生器由最重要位的上升沿接通,并由第三个最不重要位的下降沿再次关闭。然后每17分钟运行4秒。
或者,第二时钟发生器被设置用于连续产生时钟信号(第二时钟信号)。
优选地,输出装置才被设置用于,在被计数的当前时钟信号的计数值等于预定计数值时,只有当第二时钟发生器的时钟信号和第一时钟发生器的时钟信号之间的偏差小于预定偏差时,输出有用信号。换句话说,只有当第二时钟发生器的时钟信号与当前时钟信号之间的偏差小于预定偏差时,才会根据第一时钟发生器的时钟信号输出有用信号。
根据本发明的一个有利的实施例,第二时钟发生器是一个替代时钟,其时钟信号是一个替代时钟信号。有利的是,当第二时钟发生器的时钟信号和第一时钟发生器的时钟信号之间的偏差大于预定偏差时,输出装置被设置用于,基于替代时钟发生器的替代时钟信号,而不是基于第一时钟发生器的时钟信号,输出有用信号。换句话说,在第二时钟发生器的时钟信号与第一时钟发生器的时钟信号之间的偏差大于预定偏差的情况下,第二时钟发生器有利地承担了手表时钟发生组件的时钟发生器的作用。因此,即使存在影响第一时钟发生器精度或导致第一时钟发生器的时钟信号与第二时钟发生器的时钟信号出现偏差的干扰因素,也能确保时钟发生组件输出准确的有用信号。这种干扰因素可以是,例如,时钟发生组件的操作温度。如果手表或时钟发生组件的操作温度与第一时钟发生器的时钟信号的预定计数值设定的温度不同,在第一时钟发生器的振荡晶体的振荡频率可能与温度有关的情况下,可能会造成第一时钟发生器的时钟信号与预定温度下的时钟信号的偏差。
第二时钟发生器以有利的方式来成形或选择,使其可以产生一个恒定的时钟信号或一个与干扰因素无关的时钟信号,或与第一时钟发生器相比对干扰因素不那么敏感的时钟信号,以便该时钟信号可以作为时钟发生组件的替代时钟信号使用。
特别是,如果第二时钟发生器包括一个由石英组成的压电振荡晶体,基于第二时钟发生器的时钟信号的有用信号可以通过分频器产生。分频器可以是输出装置的一部分,也可以是一个单独的元件。
如果第二时钟发生器的时钟信号与当前时钟信号之间的偏差大于预定偏差,则输出装置可以有利地被设置用于通过预定校正系数来校正预定计数值,来以替代方式基于第二时钟发生器的时钟信号输出有用信号。在这种情况下,如果第一时钟发生器的时钟信号的计数值等于修正后的预定计数值,输出装置也被设置用于输出该有用信号。
作为时钟发生器的具有压电振荡晶体的频率控制时钟的准确性主要取决于压电振荡晶体找到完全相同的条件,从而有一个绝对恒定的振荡频率。在此,温度的条件可以引发振荡频率的最大变化,这意味着时钟中的温度校正是确保时钟精度的最重要的控制机制。
为了在温差下实现对预定计数值的精确修正,预定修正系数优选地基于第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率的预定温度依赖性、第二时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率的预定温度依赖性以及第一时钟发生器的被计数时钟信号的计数值与第二时钟发生器的被计数时钟信号的计数值之间的差异。有利的是,第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率与第二时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率具有不同的温度依赖性。换句话说,第一时钟发生器的压电振荡晶体与第二时钟发生器的压电振荡晶体相比,在温度的作用下具有不同的振荡行为。这可以通过第一时钟发生器的压电振荡晶体和第二时钟发生器的压电振荡晶体由不同的材料形成和/或具有不同的几何形状和/或彼此之间有至少一种对振荡行为有影响并依赖于温度的特性而实现。这种性质可以是,例如,振荡的类型,压电振荡晶体的化学成分或纯度。因此,例如,两个具有不同几何形状或振荡类型的碧玺,或一个碧玺和一个紫水晶可以作为第一时钟发生器和第二时钟发生器的振荡晶体。
换句话说,第一时钟发生器和第二时钟发生器的温度依赖性应该具有优越性。有利的做法是,在手表制作之前,借助不同温度下的各种频率测量来确定这些数据。然后,特别是由此计算出一条曲线,其表示每个温度的特定振荡频率偏差。因此,例如,如果与预定温度(预定标准温度)的温度偏差为-5℃,则振荡频率偏差为一个值,而例如,如果温度偏差为-8℃,则振荡频率偏差为另一个值。在通过比较第一时钟发生器和第二时钟发生器的两个振荡晶体的振荡频率的两个温度相关性来创建频率差曲线后,又创建了一条曲线,这条曲线又是基于第一时钟发生器的振荡频率的温度相关性。这条曲线有利地包含了修正值,代表了对每摄氏度的温差相应的系数,根据其必须对预定计数值进行修正,从而使其适应变化的温度。
然后,对于每个确定的振荡频率差,或者对于每个确定的第一时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值和第二时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值之间的差,可以以这样的方式对预定计数值进行修正,以确保有用信号总是具有相同的频率,而不受潜在的温度波动影响,例如1赫兹。
如果第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率极易受到温度波动的影响,这一点就特别有利。这种振荡晶体的一个例子可以是碧玺。碧玺是一种独特的振荡晶体,其振荡频率的温度依赖性不一定受制于明确的规范。这意味着一个碧玺振荡晶体的频率变化可以与另一个具有相同几何形状的碧玺振荡晶体不同。这种偏差几乎不会发生在石英手表中,因为用于此类手表的振荡石英通常是合成的,因此对于具有相同几何形状的所有振荡石英而言,振荡频率的温度依赖性大致相同。尽管如此,石英也显示出振荡频率的温度依赖性,这可以记录在相应的曲线中。因此,即使在第一时钟发生器的振荡晶体设计为石英晶体的情况下,对预定计数值的修正也能使手表的精度提高。
从上述描述可以看出,第二时钟发生器的振荡晶体不一定是石英晶体,以实现对预定计数值的修正。换句话说,这两个振荡晶体的上述比较曲线不一定是由第一时钟发生器的压电振荡晶体与一个振荡石英的比较产生的,但也同样可以由第一时钟发生器的压电振荡晶体与另一个压电振荡晶体的比较产生。例如,第一时钟发生器和第二时钟发生器的振荡晶体都可以由碧玺形成。然而,这两种振荡晶体都必须根据其振荡频率对温度的依赖性被测量,而在振荡石英的情况下,温度-偏差-频率曲线通常要么已经知道,要么只需要为整个系列的手表中的振荡石英创建一次,因为可以假设所有合成制造的振荡石英都是类似的。
优选地,时钟发生组件可以包括一个温度传感器。温度传感器被设置用于,检测第一时钟发生器和/或第一时钟发生器环境的温度,并将其与预定温度进行比较。
有利的是,当第一时钟发生器的温度和/或第一时钟发生器的环境的温度与预定温度之间的偏差大于预定温度偏差时,输出装置被设置用于,根据检测到的温度,修正预定计数值。此外,当第一时钟发生器的被计数的信号的计数值等于修正后的预定计数值时,输出装置被设置用于输出基于第一时钟发生器的有用信号。因此,时钟发生组件也可以使用由材料,例如碧玺类,制成的压电振荡晶体,其振荡频率与温度有关。
作为根据检测到的温度对预定计数值进行修正的替代或者附加,手表还可以进一步有利地包括一个加热装置。加热装置被设置用于,在第一时钟发生器的温度和/或第一时钟发生器的环境的温度与预定温度之间的温度偏差大于预定温度偏差的情况下,将第一时钟发生器加热到预定温度。第一时钟发生器的温度和/或第一时钟发生器的环境的温度与预定温度之间的温度偏差的检测也可以在这里代替温度传感器,通过上述第一时钟发生器和第二时钟发生器的振荡晶体的振荡频率相互比较的机制来进行。这是可能的,因为第一时钟发生器和/或其周围环境的当前温度可以从两个振荡晶体的振荡频率的差异中确定。因此,目前的温度和预定温度之间的差异也是已知的,这必须由加热装置来消除。
通过所述修正机制之一防止由于第一时钟发生器和/或第一时钟发生器的环境的温度与预定温度的温度偏差而导致的第一时钟发生器信号的频率偏差可能是特别有利的,因为手表被戴在人的手腕上,但手表并不总是处于恒定的温度状态。例如,在生病的情况下,一个具有时钟发生组件的手表,其第一时钟发生器由碧玺制成,其振荡频率取决于温度,如果没有提议的温度校正机制,该时钟就不会准确。例如,如果手表佩戴者的温度略微升高(例如38℃而不是36℃),在没有上述温度机制的情况下,手表将能够每天走慢例如8秒。即使不经常佩戴手表,手表的准确性也会受到影响。
优选地,该时钟发生组件进一步包括一个第三时钟发生器。第三时钟发生器包括一个压电振荡晶体,并被设置用于产生时钟信号。这里,输出装置被设置用于比较第三时钟发生器的时钟信号、第二时钟发生器的时钟信号和第一时钟发生器的时钟信号。随着第三时钟发生器的引入,例如一个合成的标准化石英晶体,如果在测量所有三个振荡晶体之间的振荡频率偏差后,也可以归因于不是由于温度偏差而是振荡晶体老化引起的偏差,从而可以校正老化引起的频率偏差。老化是指由于外来原子进入晶体或其他与时间有关的情况,在时间过程中出现的振荡频率偏差。
应该注意的是,在本发明中,第一时钟发生器是手表的主时钟发生器。如果确定第一时钟发生器的时钟精度不够高,第二时钟发生器和/或第三时钟发生器可以/可以作为替代时钟发生器,和/或被理解为控制时钟发生器,以便必要时可以检查和纠正第一时钟发生器的精度。
根据本发明的一个有利的实施例,该手表进一步包括一个驱动装置和一个机械表显示装置。驱动装置被设置用于接收由时钟发生组件的输出装置输出的有用信号,并作为响应,移动机械表显示装置以显示手表。这样的手表在本发明的范围内可称为具有机械指针运动的手表。
优选地,驱动装置包括一个驱动元件,特别是还包括一个传动装置,该装置将驱动元件与机械表显示装置连接起来,并将驱动元件的运动转换为机械表显示装置的运动。
驱动元件优选地设计成电动步进电机,特别是拉维特步进电机,或其他类型的机电驱动。传动装置优选地设计成齿轮组。驱动元件也可以直接连接到机械时钟显示装置上,即不需要传动装置的***。
机械表显示装置优选地有至少一个指针和/或一个表盘,特别是有至少一个时间标记。驱动装置可以被设置用于移动或旋转至少一个手表显示装置的指针和/或表盘。
根据本发明的另一个有利的实施例,该手表可被设计成电子手表。在这种情况下,除了时钟发生组件外,手表还包括一个电子电路和一个电子的表显示装置。电子电路被设置用于接收通过时钟发生组件的输出装置输出的有用信号,并作为响应,向手表显示装置输出信号,以显示手表。
第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体可以是天然或合成晶体。特别是,第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体可以是天然碧玺、黄水晶、紫水晶、瑞士水晶或合成石英晶体。应该注意的是,黄水晶和紫水晶是(天然)石英的颜色变体。特别是,黄水晶是黄色的石英品种,紫水晶是紫色的石英品种。
如果第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体是石英振荡晶体,则压电振荡晶体优选地形成为具有两个分叉的叉振荡器。作为叉振荡器的替代方案,压电振荡晶体也可以是小板的形式。换言之,压电振荡晶体也可以形成为石英小板。优选地,石英小板是圆形的。然而,也有可能石英小板是矩形的。
根据一个有利的实施例,第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率为8888赫兹或88888赫兹。换句话说,时钟信号的频率为8888赫兹或88888赫兹,或者预定计数值为8888或88888。在这种情况下,第一时钟发生器的压电振荡晶体优选地是石英振荡晶体,特别是合成石英振荡晶体。
根据一个有利的实施例,当第一时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,输出装置被设置用于以8赫兹的频率输出有用信号。也就是说,压电振荡晶体的振荡频率,换句话说,时钟信号的频率或预定计数值被设置,使有用信号具有频率8赫兹。在这种情况下,第一时钟发生器的压电振荡晶体优选地是石英振荡晶体,特别是合成石英振荡晶体。
当第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率为8888赫兹或88888赫兹,并且输出装置被设置用于以8赫兹的频率输出有用信号时,预定计数值被设置为1111或11111。因此,当脉冲计数器计数1111或11111个脉冲时,即当第一时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值等于1111或11111时,输出装置就会输出一个有用信号。在手表的这个实施例中,时钟信号的频率为8888赫兹或88888赫兹,有用信号的频率为8赫兹。
当第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率为8888赫兹,且压电振荡晶体为石英振荡晶体,特别是合成石英振荡晶体,并形成为具有两个分叉的叉振荡器时,每个分叉的长度优选地为3.02127毫米,每个分叉的厚度优选地为0.3毫米,每个分叉的深度将是可变的,例如可以是0.6毫米。当第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率为88888赫兹,并且压电振荡晶体是石英振荡晶体,特别是合成石英振荡晶体,并且被形成为具有两个分叉的叉振荡器时,每个分叉的长度优选地是0.55155毫米,每个分叉的厚度优选地是0.1毫米,每个分叉的深度是0.3毫米或其他可行的值,因为深度是可变的,不影响频率。
特别是,各分叉的长度对应于各分叉在平行或基本平行于Y晶轴方向的尺寸,各分叉的厚度对应于各分叉在平行或基本平行于X晶轴方向的尺寸,各分叉的深度对应于各分叉在平行或基本平行于第一时钟发生器的压电振荡晶体,即石英振荡晶体,的Z晶轴方向的尺寸。"基本平行"特别是指与各自轴线的角度不超过20度,优选地是10度,进一步优选地是5度。Z晶轴对应于石英原始晶体或由石英振荡晶体形成的合成输出石英的结晶学纵轴。纵轴是代表石英的生长方向或结晶方向的轴。在石英中,晶体结构是围绕纵轴的六边形对称的。Z晶轴也可以理解为是石英的光轴。在石英中,X晶轴一方面被理解为垂直于Z晶轴(纵轴)的轴线,并相对于形成为六边形的石英晶体的横截面而言,穿过石英晶体的两个相对边缘(现有的6个边缘中)。因此,在石英中有三个可能的X晶轴。石英中的Y晶轴被理解为与六个石英面中的每两个相对的石英面的法向量平行的轴,这些石英面与石英的纵轴平行。因此,石英有三个可能的Y晶轴。
优选地,第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体可以是碧玺振荡晶体,并且具有小板的形状,特别是圆形小板。这种形状对碧玺振荡晶体特别有利,因为碧玺原始晶体通常不像合成石英原始晶体那样绝对纯净和均匀,石英振荡晶体优选地是由其形成叉振荡器。因为叉振荡器的叉子通常不是很粗,这取决于所需的振荡频率,在碧玺叉振荡器的情况下,由于多年来不断的振荡,不排除由于天然矿物内含物、双线或结构变化而导致叉振荡器的变化,从而也导致其振荡频率的变化。然而,这可以通过小板的形状来防止或至少减少。
如果可能的话,碧玺小板不应该非常大。这减少了碧玺振荡晶体中出现缺陷的可能性,其随着时间的推移出现问题。在矩形小板的情况下,如果小板一侧的长度在2.9毫米和3.1毫米之间,特别是3毫米,可能是有利的。如果压电振荡晶体具有圆形小板的形状,如果圆形小板的直径在2.9毫米和3.1毫米之间,特别是3毫米,可能是有利的。
在这种情况下,各小板的主表面的法向量特别是与相应碧玺晶体的晶体学纵轴平行,或与相应碧玺晶体的晶体学纵轴成45度的角度倾斜。
另外,第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体可以是紫水晶振荡晶体或黄水晶振荡晶体,并具有小板的形状,特别是圆形小板。特别是,小板的主表面与压电振荡晶体的Z晶轴和Y晶轴或Z晶轴和X晶轴定义的平面平行。Z晶轴对应的是原始晶体的结晶学纵轴,压电振荡晶体就是从这根纵轴形成的。
特别是,术语"小板"是指一个圆盘状的元件。因此,在本发明中,小板也可以被称为盘。主表面相当于小板的一个平的边。
在本发明中,压电振荡晶体的晶轴被理解为特别是压电振荡晶体的晶格的轴。在本发明中,晶轴有利地对应于原始晶体的晶体学轴,压电振荡晶体是由其形成的。
本发明的另一个方面涉及一种制造具有时钟发生组件的手表的方法,特别是具有先前描述的时钟发生组件的手表。该方法包括以下步骤:
-提供一个第一时钟发生器,包括一个具有预定振荡频率的压电振荡晶体,并被设置用于产生时钟信号,
-提供一个脉冲计数器,设置用于对来自第一时钟发生器的时钟信号进行计数,
-提供一个输出装置,
-在脉冲计数器或输出装置的存储器中存储可从预定振荡频率推导出的预定计数值,
-当第一时钟发生器的通过计数器被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,将输出装置设置用于输出有用信号,以及
-在手表中安装第一时钟发生器、脉冲计数器和输出装置。
进一步优选地,该手表的制造方法包括以下步骤:提供一个驱动装置,即一个驱动元件和可选的一个传动装置,提供一个供电装置,例如一个纽扣电池和/或一个蓄电池和/或一个连续电源发生器(例如热发电机),和/或提供一个机械手表显示装置。
驱动元件可以设计成如上所述,特别是设计成电动步进电机,优选地是拉维特步进电机,而传动装置则设计成齿轮组。有利的是,齿轮组的设置是为了将有用信号的频率,即电动步进电机进一步移动一步的频率,转换为机械时钟显示装置的运动。有用信号的频率可以以这样的方式转换,即秒指针每秒前进6度,分指针每分钟前进6度,时指针每小时前进30度。
此外,还可提供其他部件,如表冠、表盘、表玻璃、机芯开关等,以制作手表,并且除了第一时钟发生器、脉冲计数器和输出装置外,还可将其纳入手表的表壳或固定到手表的表壳。
优选地,为第一时钟发生器提供具有预定振荡频率的压电振荡晶体的步骤包括提供任何压电振荡晶体、产生压电振荡晶体的振荡和通过频率计测量振荡的压电振荡晶体以确定其振荡频率。测量的振荡频率与预定振荡频率相对应。因此,可以使用任何压电振荡晶体,也可以对原始晶体进行任何加工,以制造压电振荡晶体,并将其测量的振荡频率作为预定振荡频率,从中得出预定计数值。
根据一个有利的实施例,用具有预定振荡频率的压电振荡晶体提供第一时钟发生器的步骤包括选择振荡频率作为预定振荡频率,和从原始晶体中成形得到压电振荡晶体,特别是通过研磨或另一种成形过程,如蚀刻,或通过激光去除材料进行精细修正,以使振荡晶体具有预定振荡频率。换句话说,压电振荡晶体以有利的方式成形,这样它的最终形状就有一个特意选择的振荡频率,而不是一个任意的振荡频率。因此,该手表可以提供一个第一时钟发生器,包括一个压电振荡晶体,其振荡频率根据手表佩戴者的意愿而个性化。例如,可以选择手表佩戴者的出生日期作为第一时钟发生器的压电振荡晶体的振荡频率。
根据一个有利的实施例,选择8888赫兹或88888赫兹的频率作为压电振荡晶体的预定振荡频率。也就是说,压电振荡晶体的形成使其振荡频率为8888赫兹或88888赫兹。
根据一个有利的实施例,预定振荡频率和/或预定计数值是以这样的方式选择的,即如果第一时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值与预定计数值相匹配,则输出装置被设置用于以8赫兹的频率输出有用信号。
当选择8888赫兹或88888赫兹的频率作为第一时钟发生器的压电振荡晶体的预定振荡频率,并且有用信号要以8赫兹的频率输出时,预定计数值被设置为1111或11111。
为了提供第一时钟发生器的压电振荡晶体,其振荡频率为8888赫兹,优选地将石英振荡晶体形成为具有两个分叉的叉振荡器。为此,叉振荡器是由石英原始晶体或合成石英晶体的石英片切割而成。石英片有利地从石英原始晶体或合成石英晶体中切出,与晶体学纵轴成90度角,或与该角度基本对应的角度。在下一步,叉振荡器被提供了电极并被接触。在下一个步骤中,将带有电极的叉振荡器嵌入一个保护罩中,特别是一个真空钟罩,以防止环境空气中的外来原子通过,并促进自由振荡。此外,还构建了一个振荡电路,使叉振荡器以8888赫兹或88888赫兹的预定频率进行振荡。振荡电路和叉式振荡器就构成了第一时钟发生器。此外,还提供了一个脉冲计数器,将时钟信号的频率8,888赫兹或88888赫兹分解为所需的8赫兹频率。激发叉振荡器振荡的振荡电路和脉冲计数器优选地位于同一个微芯片上。然而,这两个单元也可以单独提供。
根据本发明的一个有利的实施例,提供第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的步骤包括以下步骤:
-特别是通过研磨或蚀刻,从原始晶体中塑造压电振荡晶体,特别是根据原始晶体的晶体学的轴的特定排列来塑造,
-在振荡晶体上涂抹电极,例如在振荡晶体的表面涂抹一层极薄的金层,优选地是在平版印刷过程中,
-将与振荡晶体相邻的电极连接到振荡电路,
-产生振荡晶体的振荡,
-测量振荡晶体并确定其振荡频率,即借助频率计在一秒钟的周期内的振荡次数,
-将振荡晶体封闭在支架中,特别是使振荡晶体能在支架中振荡而不出现大的阻尼,并用两根连接线连接电极,
-将振荡晶体嵌入一个保护罩中,优选地是嵌入一个由玻璃或金属制成的真空钟罩中,并且
-提供一个振荡电路,该电路被设置用于以发现的振荡频率对振荡晶体进行振荡。
应该指出的是,振荡电路有利地是一个电子电路。
特别是,当第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体是碧玺晶体并具有前述的小板形状时,各时钟发生器的设置如下:
首先,碧玺的振荡晶体是以小板的形式提供的。换句话说,就是形成了碧玺小板。为此,可以从碧玺原始晶体中切出一个矩形小板,与碧玺原始晶体的结晶学纵轴成90度或45度的角度,或与所使用的特定碧玺品种的特定化学成分相对应的另一个最佳的纵轴倾角。然后可以切割矩形小板,优选地是圆形。有利的是,小板的两个主表面都经过抛光。
在这一点上应该指出,碧玺有一个三棱形的结构。换句话说,碧玺结晶的横截面不是像石英那样是六边形的,而是三边形的,也就是三角形的,通常三角边有些圆形的弯曲。上述的晶体学纵轴也可称为光轴。这个轴被称为Z轴,或通常称为C轴,但在本发明中,它被称为L轴。纵轴是代表碧玺的生长方向或结晶方向的轴。这个轴是有极性的。当碧玺原始晶体被加热时,在碧玺原始晶体的两个尖端会产生热释电荷。特别是在这种情况下,在一个尖端出现正电荷,在另一个尖端出现负电荷。在本发明中,碧玺原始晶体的每个与晶体学纵轴垂直并通过碧玺原始晶体的三个琢面中的两个之间形成的角度被称为TA轴(TA:三角形-角度)。此外,在本发明中,碧玺原始晶体的轴线与晶体学纵轴垂直,并基本平行于碧玺晶体三个琢面中的一个面的基本方向,被称为TS轴(TS:碧玺边)。碧玺原始晶体可以用一个结构三角形来描述,它的边被分配给或跟随碧玺原始晶体的琢面。因此,结晶学纵轴与结构三角形的平面垂直。TA轴垂直于结晶学纵轴,并穿过一个角度,其产生于结构三角形的三个边中的两个之间。TS轴与结晶学纵轴垂直,并与结构三角形的三条边之一平行。因此,碧玺晶体有以下压电-极性轴:一个"L"轴,三个可能的"TS"轴和三个可能的"TA"轴。
因此,各小板的主表面的法向量特别是平行于相应碧玺振荡晶体的晶体学纵轴,或与相应碧玺振荡晶体的晶体学纵轴倾斜45度,或以特殊的最佳角度倾斜,这取决于所使用的特定类型碧玺的具体化学组成。
在以与结晶学纵轴成45度角切割小板的情况下,小板形式的碧玺振荡晶体表现出高压电活性。在这种情况下,对于矩形小板,小板的一条边与TS轴或TA轴平行,另一条边与碧玺原始晶体的晶体学纵轴倾斜45度。
提供碧玺小板后,用频率测量装置测量碧玺小板的振荡频率。这决定了碧玺在哪个频率下振荡的振幅大。
为此,碧玺小板被置于两块金属小板之间,其通过两根导线连接到频率测量装置。首先要确定碧玺小板是否有一个高振幅的频率,同时离任何"次要频率"足够远。如果是这样的话,就可以确定碧玺小板可以作为振荡晶体使用。然后将电极涂在碧玺小板上,优选地是通过金电极的蒸镀(或溅射)。任何其他可能的应用电极的方法也都适用。
振荡碧玺现在被固定和安装在一个支架上,这个支架的阻尼尽可能小,并尽可能地阻碍碧玺的自由振荡。在圆形碧玺小板的情况下,碧玺小板的中心通常是最佳的固定点,因为根据振荡的类型,这里可能会出现一个振荡节点,在这个节点上,振荡的振幅可能较小,相应地会因固定而经历较少的阻尼。
然后,碧玺小板被嵌入一个保护壳中,特别是一个真空钟罩,以防止与外来原子的通过,并允许无空气振荡。
之后,碧玺小板,即碧玺振荡晶体,配备有电极并嵌入保护罩中,被第二次测量,从而确定主频率。这个确定的主频率被确定为碧玺振荡晶体的振荡频率。
最后,为了用碧玺振荡晶体形成各自的时钟发生器,提供了一个振荡电路,该电路被设置用于使碧玺振荡晶体进行振荡,以找到的振荡频率。
如果第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体是紫水晶振荡晶体或黄水晶振荡晶体,并且具有小板的形状,特别是圆形小板,则紫水晶振荡晶体或黄水晶振荡晶体优选地首先以小板的形式提供,以便提供各自的时钟。换言之,形成了紫水晶小板或黄水晶小板。特别是在紫水晶振荡晶体的情况下,小板形状特别有利,因为由于紫水晶原始晶体中的天然矿物内含物、双线或任何结构不规则,会产生无法预测或计算的频率和次要频率。此外,紫水晶在暴露于紫外线辐射下会失去其颜色。这意味着,由于自然辐照,会发生晶格转移。因此,对于紫水晶振荡晶体来说,相对于有两个分叉的分叉振荡器的形状,小板形状可能被证明是更合适的。
特别是,小板是由紫水晶原始晶体或黄水晶原始晶体切割而成。特别是,这样做是为了使小板的主表面平行于由压电振荡晶体的Z晶轴和Y晶轴或由Z晶轴和X晶轴定义的平面。
提供由小板状的紫水晶或黄水晶组成的各自时钟发生器的其余步骤与提供由小板状的碧玺晶体组成的各自时钟发生器的相应步骤相同。
优选地,预定振荡频率和/或预定计数值被设置和/或手表的驱动装置被设置成使手表的机械表显示装置的秒指针能以高于1赫兹的频率移动。例如,如果使用8赫兹的频率,手表的秒指针就不会在每一秒钟都有一个小跳动,而是在表盘上平稳地滑行。这改善了手表的主要视觉印象,因为秒指针的跳动被消除了。
一种操作具有时钟发生组件的手表,特别是具有上述时钟发生组件的上述手表的方法,有利地包括以下步骤:
-通过一个由压电振荡晶体与振荡电路组成的第一时钟发生器产生一个当下时钟信号,
-通过一个脉冲计数器对第一时钟发生器的时钟信号进行计数,以及
-当时钟发生器的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,通过输出装置输出有用信号。
应该指出的是,第一时钟发生器和/或第二时钟发生器和/或第三时钟发生器的压电振荡晶体也是可独立处理的。
附图说明
本发明的进一步细节、优点和特征在以下基于图的实施例进行描述。其中:
图1显示了根据本发明的实施例的具有时钟发生组件的手表的简化俯视图,
图2显示了图1的时钟发生组件的简化示意图,
图3显示了一个原始晶体的简化示意性透视图,其中,图2的时钟发生组件的第一时钟发生器的压电振荡晶体就是从中形成的,并且
图4显示了根据本发明第二实施例的时钟发生组件的第一时钟发生器的压电振荡晶体的简化示意透视图。
具体实施方式
以下参考图1至3,详细描述了根据本发明的一个实施例的具有时钟发生组件10的手表100。
从图1中可以看出,手表100有一个表壳11和一个设置在其中的手表玻璃15。该手表100进一步包括一个表盘12和三个指针13,用于指示小时、分钟和秒。指针13是手表显示装置102的一部分。手表100进一步包括两个用于腕带的连接器14。
时钟发生组件10确保产生一个有用信号,该信号可被用于移动指针13的驱动装置101接收。在本发明中,该有用信号也可称为有用的时钟信号。稍后将参照图2更详细地解释有用信号是如何产生的。
驱动装置101包括一个驱动元件,其可以直接连接到机械表显示装置102。或者,除了驱动元件之外,驱动装置101还可以包括一个齿轮组形式的传动装置,其将驱动元件与机械表显示装置102连接起来,并将驱动元件的运动转换为机械表显示装置102的运动。特别是,驱动元件可以设计成电动步进电机,特别是拉维特步进电机,或其他类型的机电驱动。
时钟发生组件10、驱动装置101和机械时钟显示装置102被设置在表盘12下面的外壳11中。
图2更详细地显示了时钟发生组件10。
根据图2,时钟发生组件10包括一个第一时钟发生器1,一个脉冲计数器2和一个输出装置3。
在本实施例中,第一时钟发生器1包括一个由碧玺制成的压电振荡晶体(又称:碧玺振荡晶体),并被设置用于产生时钟信号。为此,第一时钟发生器1的压电振荡晶体由于其压电特性,可以在振荡电路中以其振荡频率(谐振频率)进行振荡。为了给时钟发生器1提供电流,在手表100中设置了一个供电装置103。供电装置103尤其可以包括一个电池和/或一个蓄电池和/或一个持续电流发生器。
脉冲计数器2被设置用于,在手表100运行期间,对第一时钟发生器1的时钟信号进行计数。这就确定了第一时钟发生器1的被计数的时钟信号的计数值,其被用于与预定计数值相比较,特别是通过输出装置3。预定计数值被存储在输出装置3的存储器9中。
输出装置3还被设置用于,在比较的结果或当第一时钟发生器1的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,输出一个有用信号。
传输给驱动装置101的有用信号可以是秒时钟,也可以是一个秒的分数部分。
在后一种情况下,负责显示秒数的指针13并不是每秒钟而是每秒钟的一个确定的分数部分向前跳动一次。换句话说,有用信号不是秒时钟,即以1赫兹的频率发送到驱动装置101,而是更频繁,例如每半秒或四分之一秒,甚至更频繁。通过这种方式,可以避免秒指针13在秒时钟的跳动。为此,驱动装置101的驱动元件和/或传动装置,驱动指针的运动,被设计成使秒指针13或多或少地不可见的执行其运动,因为有用信号不是每分钟出现60次,而是相应的更多的次数。当使用脉冲计数器2时,秒指针13的运动间隔的设置可以自由选择。只有驱动装置101的驱动元件和/或传动装置必须根据有用信号的时钟进行调整。
此外,时钟发生组件10包括一个第二时钟发生器4,在本实施例中,它包括一个由石英制成的压电振荡晶体,并被设置用于产生时钟信号。特别是,第二时钟发生器4的压电振荡晶体是一种合成石英晶体。为了产生时钟信号,第一时钟发生器1的压电振荡晶体由于其压电特性,可以在振荡电路中以其振荡频率(谐振频率)进行振荡。同样,第二时钟发生器4的振荡晶体也可以通过其振荡电路进行振荡。为此,供电装置103可以向第一时钟发生器和第二时钟发生器4提供电流。
输出装置3被设置用于将第二时钟发生器4的时钟信号与第一时钟发生器1的时钟信号进行比较。这个比较过程可以用来检查第一时钟发生器1的时钟信号的准确性。
为了节省电力,从而延长电池的寿命和/或直到供电装置103的电池的下一个充电周期的时间,第二时钟发生器4被设置用于只在预定时间间隔内产生其时钟信号,例如每15分钟。也就是说,第二时钟发生器4只在预定时间间隔内被引起振荡。因此,第一时钟发生器1的时钟信号和第二时钟发生器4的时钟信号之间的比较只在预定时间间隔内发生。
第二时钟发生器4的石英振荡晶体优选地被设计成具有32768赫兹的振荡频率。石英振荡晶体的优点是,它的振荡频率可以被认为基本上不受石英振荡晶体的温度或环境温度等参数的影响。
从图2可以看出,时钟发生组件10进一步包括一个分频器6,它被设置用于将石英振荡晶体的振荡频率减半15倍、14倍、13倍或12倍,以分别达到1赫兹、2赫兹、4赫兹或8赫兹的频率,这取决于有用信号是一个秒时钟还是一个相应的秒的分数部分。
然而,也可以想象,时钟发生组件10进一步包括另一个的脉冲计数器2',它被设置用于计算第二时钟发生器4的时钟信号。如果通过将石英振荡晶体的振荡频率减半不能实现所选择的秒指针13的运动间隔,或者如果第二时钟发生器4使用的是标准化石英晶体以外的压电振荡晶体,情况尤其如此。因此,输出装置3可以被设置用于将通过对第二时钟发生器4的时钟信号进行计数确定的计数值与第一时钟发生器3的被计数的时钟信号的计数值进行比较。
特别是,输出装置3可以被设置用于,在第一时钟发生器1的时钟信号的计数值等于预定计数值时,只有当第二时钟发生器4的时钟信号和第一时钟发生器1的时钟信号之间的偏差小于预定偏差时,才根据第一时钟发生器1的时钟信号输出有用信号。
在相反的情况下,即当第二时钟发生器4的时钟信号和第一时钟发生器1的时钟信号之间的偏差大于预定偏差时,输出装置3被设置用于,基于第二时钟发生器4的时钟信号,而不是基于第一时钟发生器1的时钟信号,输出有用信号。在这种情况下,具有石英振荡晶体的第二时钟发生器4作为替代时钟发生器。因此,举例来说,对于时钟会被放下,温度下降过高会引发第一时钟信号和第二时钟信号之间的频率差过高的时候,第二时钟发生器4可以接管。
或者,在第二时钟信号4的时钟信号与第一时钟发生器1的时钟信号之间的偏差大于预定偏差的情况下,输出装置3可以被设置用于通过预定修正系数来修正预定计数值。在这种情况下,输出装置3可以被设置用于,当第一时钟发生器1的时钟信号的计数值等于修正后的预定计数值时,输出有用信号。
从图2可以看出,在时钟发生组件10中设置了一个温度传感器5,用于检查时钟发生组件10的时钟精度,由于第一时钟发生器1的碧玺振荡晶体的振荡频率与温度有关,导致其可能受到温度波动的影响。温度传感器5被设置用于,检测第一时钟发生器1的温度和/或其环境的温度,并将其与预定温度进行比较。
预定温度是指设定预定计数值的温度。如果检测到的温度和预定温度之间的温度偏差大于预定温度偏差,输出装置3可以被设置用于,基于检测到的温度修正预定计数值。
为此,必须预先确定碧玺振荡晶体的振荡频率对温度的依赖性。换句话说,碧玺振荡晶体的温度变化曲线必须事先测量,以便根据第一时钟发生器1和/或其环境的检测温度来修正预定计数值。
然后,输出装置3被设置用于,在第一时钟发生器1的时钟信号的计数值等于校正后的预定计数值时,输出有用信号。
通过温度传感器5检测当前温度,并将检测到的当前温度与预定温度进行比较,可以以预定时间间隔进行。
此外,修正参数可以基于第一时钟发生器1的压电振荡晶体的振荡频率的预定温度依赖性、第二时钟发生器4的压电振荡晶体的振荡频率的预定温度依赖性,以及第一时钟发生器1的计数时钟信号的计数值与第二时钟发生器4的计数时钟信号的计数值之间的差值。
另一种防止第一时钟发生器1的时钟信号在温度偏差的情况下出现振荡频率偏差的可能性是,始终将第一时钟发生器1保持在一个恒定的温度。为此,除了温度传感器5之外,还可以提供一个加热装置8,特别是一个加热线圈。加热装置8被设置用于,在出现偏差时将第一时钟发生器1的温度提高到预定温度。预定温度对应于通过加热装置8通常要达到的最高温度值。
优选地,时钟发生组件10进一步包括一个第三时钟发生器7。该第三时钟发生器7包括一个压电振荡晶体振荡器,并被设置用于产生时钟信号。例如,第三时钟发生器7的压电振荡晶体可以是一个合成的标准化石英晶体。
为了对第三时钟发生器7的时钟信号进行计数,时钟发生组件10可以具有另一个脉冲计数器2”。在此,输出装置3被设置用于将第三时钟发生器7的时钟信号、第二时钟发生器4的时钟信号和第一时钟发生器1的时钟信号相互比较。这种比较的结果也可以用来检测第一时钟发生器1的压电振荡晶体由于老化而产生的振荡频率偏差,然后也可以对其进行校正。
应该注意的是,时钟发生组件10,特别是脉冲计数器2和/或脉冲计数器2'和/或脉冲计数器2”和/或输出装置3,可以被设计成一个部件,例如特定应用集成电路(ASIC,application-specific integrated circuit)。另外,时钟发生组件10,特别是脉冲计数器2、2'、2”和输出装置3,可以是一个微控制器的组成部分。
还应注意到,第一时钟发生器1是时钟发生组件10的主时钟发生器,如果确定第一时钟发生器1的时钟精度不够高,第二时钟发生器4和/或第三时钟发生器7可以/可以作为替代时钟,和/或应被视为控制时钟,以便在必要时检查和纠正第一时钟发生器1的精度。
手表100可以进一步包括一个具有数字显示装置的设备104,通过该装置显示第一时钟发生器1的时钟信号的当前频率。替代的或者附带的,设备104可以包括一个接口,通过这个接口,外部装置可以读出第一时钟发生器1的当前频率。特别是,如果感应到的温度和预定温度之间的温度偏差大于预定温度偏差,就可以确定第一时钟发生器1的当前温度,从而确定第一时钟发生器1的时钟信号的当前频率。显示第一时钟发生器1的时钟信号的当前频率可以作为第一时钟发生器1确实是时钟发生组件10的主时钟发生器的证据。
下面将参照图3解释第一时钟发生器1的由碧玺组成的压电振荡晶体,即碧玺振荡晶体是如何产生的。
图3显示了碧玺的原始晶体20。
图3特别显示,碧玺原始晶体20具有三棱柱结构。换句话说,碧玺的结晶是三棱形的,也就是呈三角形的。碧玺原始晶体20有一个第一晶体学轴501,一个第二晶体学轴502和一个第三晶体学轴503。
第一晶体学轴501对应于碧玺原始晶体20的晶体学纵轴。第二晶体学轴502与第一晶体学轴501垂直,并通过碧玺原始晶体20的第一琢面21和第二琢面22之间形成的一个角度。第二轴502可以被称为TA轴(TA:三角形-角度)。碧玺原始晶体20的第三晶体学轴503垂直于第一晶体学轴501,并基本平行于碧玺振荡晶体的略微弯曲的第三琢面23的基本方向。第三晶体学轴503被称为TS轴(TS:碧玺一侧)。
碧玺原始晶体20可以用结构三角形24来描述,或者碧玺原始晶体20垂直于第一晶体学轴501的横截面可以用结构三角形24来近似描述,其边与碧玺原始晶体20的琢面21、22、23相关联或相随。因此,第一晶体学轴501垂直于结构三角形24的平面,第二晶体学轴502垂直于第一晶体学轴501并通过结构三角形24三条边中的两条边之间形成的角度。第三晶体学轴503与第一晶体学轴501垂直,并与结构三角形24的三条边中的一条平行。
从碧玺原始晶体20中切出一个碧玺小板25,与第一晶体学轴501成90度。因此,碧玺小板25的主表面的法向量26平行于第一晶体学轴501。另外,碧玺小板25可以从碧玺原始晶体20中切出,与第一晶体学轴成45度的角度,或与所使用的特定类型碧玺的具体化学结构相对应的任何最佳角度。一方面,所述的带有时钟发生组件10的手表100确保了具有石英振荡晶体的时钟发生组件具有高精度、结构紧凑和无限能量储备等优点。另一方面,这款手表没有大规模生产的石英机芯,因此它不带有传统石英机芯的负面形象。
尽管在根据所述实施例的手表100中,第一时钟发生器1包括碧玺振荡晶体,但也有可能第一时钟发生器1包括由其他材料,如紫水晶或黄水晶,制成的压电振荡晶体,而不是碧玺振荡晶体。
图4指的是根据第二个实施例的手表100。图4特别显示了根据第二实施例的手表100的时钟发生组件10的第一时钟发生器1的压电振荡晶体。
根据第一实施例的手表100与根据第二实施例的手表100的区别在于,根据第二实施例的手表100的时钟发生组件10的第一时钟发生器1的压电振荡晶体是石英振荡晶体,并且被形成为具有两个分叉270的叉状振荡器27。
每个分叉270的长度271优选地是3.02127毫米,每个分叉270的厚度272优选地是0.3毫米,每个分叉270的深度273是0.6毫米或任何其他不影响频率的可行深度。在这种情况下,第一时钟发生器1的压电振荡晶体,即叉振荡器27,的振荡频率为8888赫兹。另外,每根分叉270的长度271优选地也是0.55155毫米,每根分叉270的厚度272优选地也是0.1毫米,每根分叉270的深度273优选地也是0.3毫米。在这种情况下,压电振荡晶体,即叉振荡器27,的振荡频率为8888赫兹。
这里,长度271对应于各分叉270在基本平行于Y晶轴504的方向上的尺寸,厚度272对应于各分叉270在基本平行于X晶轴505的方向上的尺寸,而深度273对应于各分叉270在基本平行于第一时钟发生器1的石英振荡晶体的Z晶轴506的方向上的尺寸。
特别是,为了提供第一时钟发生器1的压电振荡晶体,首先选择8888赫兹或88888赫兹的振荡频率作为第一时钟发生器1的压电振荡晶体的预定振荡频率,然后同样形成所述叉振荡器27。
除了其较高的时钟精度外,根据本实施例的手表100还有一个优点,即由于第一时钟发生器1的压电振荡晶体选择了8888赫兹或88888赫兹的频率,它是个性化的,因此不会被认为是大规模生产的产品。
也可以为叉振荡器27提供一个不同的预定振荡频率。例如,预定振荡频率可以对应于手表100的所有者的生日日期。
除了上述对本发明的书面描述外,在此明确提及图1至图4中对本发明的图形表示,以补充披露。
附图标记清单
1 时钟发生器
2 脉冲计数器
2' 脉冲计数器
2” 脉冲计数器
3 输出装置
4 第二时钟发生器
5 温度传感器
6 分频器
7 第三时钟发生器
8 加热装置
9 存储器
10 时钟发生组件
11 壳体
12 表盘
13 指针
14 接口
15 表玻璃
20 碧玺原始晶体
21 第一琢面
22 第二琢面
23 第三琢面
24 结构三角形
25 碧玺小板
26 法向量
27 叉振荡器
100 手表
101 驱动装置
102 机械手表显示装置
103 供电装置
104 设备
270 分叉
271 长度
272 厚度
273 深度
501 第一晶体学轴
502 第二晶体学轴
503 第三晶体学轴
504 Y-晶轴
505 X-晶轴
506 Z-晶轴

Claims (19)

1.一种具有时钟发生组件(10)的手表(100),该时钟发生组件(10)包括:
-第一时钟发生器(1),包括压电振荡晶体,并被设置用于产生时钟信号,
-脉冲计数器(2),被设置用于计算来自第一时钟发生器(1)的时钟信号,和
-输出装置(3),被设置用于,在第一时钟发生器(1)的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,输出有用信号。
2.根据权利要求1所述的手表(100),其中,时钟发生组件(10)进一步包括第二时钟发生器(4),该第二时钟发生器(4)包括压电振荡晶体并被设置用于产生时钟信号,其中,输出装置(3)被设置用于将第二时钟发生器(4)的时钟信号与第一时钟发生器(1)的时钟信号进行比较。
3.根据权利要求2所述的手表(100),其中,输出装置(3)被设置用于,在第一时钟发生器(1)的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,仅在第二时钟发生器(4)的时钟信号与第一时钟发生器(1)的时钟信号之间的偏差小于预定偏差时,输出有用信号。
4.根据权利要求2或3所述的手表(100),其中,第二时钟发生器(4)是一个替代时钟,并且第二时钟发生器(4)的时钟信号是一个替代时钟信号,输出装置(3)被设置为,当备用时钟(4)的备用时钟信号与第一时钟发生器(1)的时钟信号之间的偏差大于预定偏差时,基于备用时钟(4)的备用时钟信号而不是基于第一时钟发生器(1)的时钟信号输出有用信号。
5.根据权利要求2或3所述的手表(100),其中,输出装置(3)被设置用于,在第二时钟发生器(4)的时钟信号与第一时钟发生器(1)的时钟信号之间的偏差大于预定偏差时,通过预定修正系数修正预定计数值,其中,输出装置(3)被设置用于,在第一时钟发生器(1)的时钟信号的计数值等于修正的预定计数值时,输出有用信号。
6.根据权利要求5所述的手表(100),其中,预定修正系数是基于第一时钟发生器(1)的压电振荡晶体的振荡频率的预定温度依赖性、第二时钟发生器(4)的压电振荡晶体的振荡频率的预定温度依赖性以及第一时钟发生器(1)的被计数时钟信号的计数值与第二时钟发生器(4)的被计数时钟信号的计数值之间的差值。
7.根据前述任何一项权利要求的手表(100),包括温度传感器(5),该温度传感器(5)被设置用于检测第一时钟发生器(1)的温度和/或第一时钟发生器(1)的环境的温度,并将其与预定温度进行比较,
其中,输出装置(3)被设置用于,当检测到的温度和预定温度之间的温度偏差大于预定温度偏差时,基于检测到的温度修正预定计数值,
其中,输出装置(3)被设置用于,当第一时钟发生器(1)的时钟信号的计数值等于修正的预定计数值时,输出有用信号,
和/或
该手表(100)进一步包括一个加热装置(8),该加热装置被设置用于,当第一时钟发生器(1)的检测温度和/或第一时钟发生器(1)的环境的检测温度与预定温度之间的温度偏差大于预定温度偏差时,将第一时钟发生器(1)加热到预定温度。
8.根据权利要求2至7中任一项所述的手表(100),其中,时钟发生组件(10)进一步包括第三时钟发生器(7),该进一步包括第三时钟发生器(7)被设置用于生成时钟信号并特别包括压电振荡晶体,其中,输出装置(3)被设置用于将第二时钟发生器(4)的时钟信号、第三时钟发生器(7)的时钟信号和第一时钟发生器(1)的时钟信号相互比较。
9.根据前述任何一项权利要求的手表(100),进一步包括:
-驱动装置(101),和
-机械表显示装置(102),
其中,驱动装置(101)适于接收由输出装置(3)输出的有用信号,并基于此移动表显示装置(102)。
10.根据前述任一权利要求的手表(100),其中,第一时钟发生器(1)和/或第二时钟发生器(4)和/或第三时钟发生器(7)的压电振荡晶体是天然晶体或合成晶体,其中,特别是各压电振荡晶体是天然碧玺、黄水晶、紫水晶、瑞士水晶或合成石英晶体。
11.根据前述任一权利要求的手表(100),其中,第一时钟发生器(1)的压电振荡晶体的振荡频率为8888赫兹或8888赫兹和/或输出装置(3)被设置用于,当第一时钟发生器(1)的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,以8赫兹的频率输出有用信号。
12.根据权利要求11所述的手表(100),其中,第一时钟发生器(1)的压电振荡晶体是石英晶体,特别是合成石英晶体,并被形成为具有两个分叉的叉形振荡器,
其中,在第一时钟发生器(1)的压电振荡晶体的振荡频率为8888赫兹时,每个分叉的长度优选为3.02127毫米,每个分叉的厚度优选为0.3毫米,每个分叉的深度优选为0.6毫米,或
其中,在第一时钟发生器(1)的压电振荡晶体的振荡频率为8888赫兹时,每个分叉的长度优选为0.55155毫米,每个分叉的厚度优选为0.1毫米,每个分叉的深度优选为0.3毫米。
13.根据权利要求1至10中任一项的手表(100),其中,第一时钟发生器(1)和/或第二时钟发生器(4)和/或第三时钟发生器(7)的压电振荡晶体是电气石振荡晶体,具有薄板的形状,特别是圆形薄板。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的手表(100),其中,第一时钟发生器(1)和/或第二时钟发生器(4)和/或第三时钟发生器(7)的压电振荡晶体是紫水晶振荡晶体或黄水晶振荡晶体,并且具有薄板,特别是圆形薄板的形状。
15.一种制造手表(100)的方法,特别是具有根据权利要求1至14中任一项的时钟发生组件(10)的手表(100),包括以下步骤:
-提供第一时钟发生器(1),包括具有预定振荡频率的压电振荡晶体,并被设置用于产生时钟信号,
-提供脉冲计数器(2),适于对第一时钟发生器(1)的时钟信号进行计数,
-提供输出装置(3),
-在脉冲计数器(2)的存储器(9)或输出设备(3)的存储器(9)中存储能够从预定振荡频率推导出的预定计数值,
-设置输出设备(3)以输出有用信号,其中,由脉冲计数器(2)计数的第一时钟发生器(1)的时钟信号的计数值等于预定计数值,和
-将第一时钟发生器(1)、脉冲计数器(2)和输出装置(3)安装在手表(100)的内部。
16.根据权利要求15所述的方法,其中,为第一时钟发生器(1)提供具有预定振荡频率的压电振荡晶体的步骤包括以下步骤:
-提供任意一种压电振荡晶体,
-产生压电振荡晶体的振荡,和
-通过频率计测量振荡的压电振荡晶体,以确定其振荡频率对应于预定振荡频率。
17.根据权利要求15或16的方法,其中,为第一时钟发生器(1)提供具有预定振荡频率的压电振荡晶体的步骤包括以下步骤:
-选择一个振荡频率作为预定振荡频率,和
-形成,特别是通过研磨或蚀刻,或通过激光去除材料再调整,从晶体坯中获得压电振荡晶体,使振荡晶体具有预定振荡频率。
18.根据权利要求17所述的方法,其中,8888赫兹或8888赫兹的频率被选为预定振荡频率,和/或,其中,预定振荡频率和/或预定计数值被选为,使得输出装置(3)被设置用于,在第一时钟发生器(1)的被计数的时钟信号的计数值等于预定计数值时,以8赫兹的频率输出有用信号。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的方法,其中,预定振荡频率和/或预定计数值被设置用于,和/或
其中,手表(100)的驱动装置(101)被设置为,使手表(100)的机械表显示装置(102)的秒针能够以高于1Hz的频率移动。
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