特許 7573589 光学機械的変形による時計学オシレータの振動数設定

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-17

(45)【発行日】2024-10-25

(54)【発明の名称】光学機械的変形による時計学オシレータの振動数設定

(51)【国際特許分類】

   G04D 7/00 20060101AFI20241018BHJP

【ＦＩ】

G04D7/00 Z

【請求項の数】 22

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022199243

(22)【出願日】2022-12-14

(65)【公開番号】P2023097393

(43)【公開日】2023-07-07

【審査請求日】2022-12-14

(31)【優先権主張番号】21217879.2

(32)【優先日】2021-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】506425538

【氏名又は名称】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

(74)【代理人】

【識別番号】100098394

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 茂樹

(72)【発明者】

【氏名】リオネル・パラット

(72)【発明者】

【氏名】アレクサンドロス・ムスケフタラス

(72)【発明者】

【氏名】アフマド・オデー

【審査官】榮永 雅夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－２６６０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１３－５４２４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００３４０５７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０４Ｄ ７／００ － ７／１２

Ｇ０４Ｂ １７／００ － １８／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転軸（Ｄ）を中心として振動し、弾性リターン手段により静止位置に戻されるように配置構成された、少なくとも１つの慣性マス（１）を有する機械式時計学オシレータ（１００）のレートを微調整するための方法であって、第１のステップ（８０１）で、前記オシレータ（１００）は、レーザー発射の影響下で不可逆的に局所的に拡大するのに適する材料であるアクチュエータ（３５）を有する少なくとも１つの慣性マス（１）を装備し、前記アクチュエータ（３５）は、前記アクチュエータ（３５）に含まれるライティング・ゾーン（３９；３９１；３９２）が適切なレーザー発射を受けるときに、慣性ブロック（３）に対して、直接にまたは少なくとも１つの移動量増幅装置（３６）により、前記回転軸（Ｄ）を基準とした径方向の線形移動量を与えるように配置構成され、第２のステップ（８０２）で、前記オシレータ（１００）の初期レートの第１の概略的な設定が第１のレート範囲内で実施され、前記レートが測定され、第３のステップ（８０３）で、前記オシレータ（１００）を所定の秒レート範囲にするために前記オシレータ（１００）に与えられるべきレート偏差の方向および値が計算され、前記オシレータ（１００）に含まれる各前記慣性ブロック（３）に与えられるべき移動量の方向および値が計算され、第４のステップ（８０４）で、少なくとも１つの前記ライティング・ゾーン（３９；３９１；３９２）は、前記回転軸（Ｄ）を基準として前記アクチュエータ（３５）を径方向に変形させるために、前記材料の局所的な分子の拡散による少なくとも１つの拡大ライン（３９０）を作り出すために、フェムト秒レーザー発射を受け、第５のステップ（８０５）で、前記オシレータ（１００）の前記レートが測定され、必要である場合、前記オシレータ（１００）の前記レートが前記秒レート範囲に入るまで前記第３のステップ（８０３）および前記第４のステップ（８０４）が繰り返される、ことを特徴とする、方法。

【請求項2】

前記アクチュエータ（３５）を各々が有する少なくとも２つの前記慣性マス（１）を備える前記オシレータ（１００）に適用される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記第４のステップ（８０４）中、横断移動装置（７１０）を備えるかまたは径方向に移動するテーブル上に設置されたフェムト秒レーザー源（７００）が使用され、それにより、前記回転軸（Ｄ）を基準とした多様なビームの多様な一連の発射を並列させて、互いに近傍にある一連の前記拡大ライン（３９０）を作り出す、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記第４のステップ（８０４）中、フェムト秒レーザー源（７００）が、前記慣性マス（１）の回転の各々の方向でレーザー発射を実施するのに使用される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記第４のステップ（８０４）中、制御手段（７９０）が、検出レーザー（７５０）および収集手段（７６０）または光電検出器の組み合わせによって提供される材料の有無に関する情報に従って、フェムト秒レーザー源（７００）の前記フェムト秒レーザー発射を制御するのに使用される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記第１のステップ（８０１）中、径方向の線形方向（Ｌ）に沿う、第１のアーム（３３）上にある第１のライティング・ゾーン（３９１）、および前記第１のアーム（３３）に平行であり共通のセグメント（３３４）のところで前記第１のアーム（３３）に接合される第２のアーム（３４）上にある第２のライティング・ゾーン（３９２）を有する、前記アクチュエータ（３５）が選択され、したがって、前記アクチュエータ（３５）は、一方側にある、前記慣性マス（１）上に設置された支持体（２）に固定されるかまたは前記慣性マス（１）に直接に固定される固定ゾーン（３０）と、他方側にある、前記移動量増幅装置（３６）との連結のための出口ポイントまたは連結ネック部分（３２）との間で、「Ｓ形」に設置され、前記アクチュエータ（３５）は前記線形方向（Ｌ）に沿う両方向で機能するように配置構成され、それにより、前記第４のステップ（８０４）中、前記レートの利得設定のための、前記第１のアーム（３３）上の前記第１のライティング・ゾーン（３９１）内でのフェムト秒レーザー発射ライティングが行われるか、または、前記レートの損失設定のための、前記第２のアーム（３４）上の前記第２のライティング・ゾーン（３９２）内でのフェムト秒レーザー発射ライティングが行われる、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記第１のステップ（８０１）中、前記慣性ブロック（３）に対して増幅した移動量を与えるために前記アクチュエータ（３５）の出口移動量を増幅するように配置構成された前記移動量増幅装置（３６）との連結ための出口ポイントまたは連結ネック部分（３２）を備える前記アクチュエータ（３５）が選択される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記移動量増幅装置（３６）は平行四辺形タイプであり、径方向の線形方向（Ｌ）に沿う線形ガイドを形成する、可撓性ネック部分（３１）の間に配置構成された接続棒（３１０）を備える接続棒システムを有する、ことを特徴とする、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第１のステップ（８０１）中、前記慣性マス（１）上に設置された支持体（２）に堅固に接続された固定ゾーン（３０）を有する前記アクチュエータ（３５）が選択され、前記支持体（２）は、前記アクチュエータ（３５）、ならびに、互いに直列に設置される前記移動量増幅装置（３６）および前記慣性ブロック（３）と共に、可撓性のマイクロ機構を形成する単一部片の組立体を形成する、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記第１のステップ（８０１）中、前記慣性マス（１）上に設置された支持体（２）に固定されるかまたは前記支持体（２）に堅固に接続された固定ゾーン（３０）を有する前記アクチュエータ（３５）が選択され、前記アクチュエータ（３５）および／または前記支持体（２）はガラスで作られる、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記第１のステップ（８０１）中、前記回転軸（Ｄ）を基準として径方向反対側にある少なくとも一対の等しい前記慣性ブロック（３）を有するテンプ輪の形態である前記慣性マス（１）が選択される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項12】

前記第１のステップ（８０１）中、前記オシレータ（１００）は腕時計（１０００）の腕時計ヘッド（５００）に組み込まれ、前記腕時計ヘッド（５００）は少なくとも１つの透過性透明要素（６００）を有し、前記透過性透明要素（６００）は前記腕時計（１０００）の外部および内部を分離し、前記腕時計の前記オシレータ（１００）の少なくとも前記慣性マス（１）に対しての少なくとも１つのレーザーの光学的アクセスを可能にする、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項13】

前記第１のステップ（８０１）中、前記オシレータ（１００）は、前記慣性マス（１）に支承するように配置構成された停止手段または秒停止手段を装備し、前記第４のステップ（８０４）が前記慣性マス（１）のロック位置で実施される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項14】

前記第４のステップ（８０４）中、前記フェムト秒レーザー発射は前記慣性マス（１）の振動中に実施され、角度位置および前記発射が同期される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項15】

前記第４のステップ（８０４）中、前記発射はフェムト秒レーザーを用いて実施される、ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。

【請求項16】

前記第４のステップ（８０４）中、前記発射がフェムト秒レーザーを用いて実施され、前記レーザーは、９００ｎｍから１１００ｎｍの間の波長であり、２００ｆｓから３５０ｆｓの間のパルス時間であり、概して２００ｎＪから３００ｎＪの間のパルス・エネルギーであり、７００ｋＨｚから９００ｋＨｚの間の繰り返し振動数である、ことを特徴とする、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

回転軸（Ｄ）を中心として振動し、弾性リターン手段により静止位置に戻されるように配置構成された少なくとも１つの慣性マス（１）を有する機械式時計学オシレータ（１００）であって、少なくとも１つの前記慣性マス（１）は、レーザー発射の作用下で不可逆的に局所的に拡大するのに適する材料のアクチュエータ（３５）を有し、前記アクチュエータ（３５）は、前記アクチュエータ（３５）に含まれるライティング・ゾーン（３９；３９１；３９２）が適切なレーザー発射を受けるときに、慣性ブロック（３）に対して、直接にまたは少なくとも１つの移動量増幅装置（３６）により、前記回転軸（Ｄ）を基準とした径方向の線形移動量を与えるように配置構成される、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）であって、
前記アクチュエータ（３５）は、径方向の線形方向（Ｌ）に沿う、第１のアーム（３３）上にある第１のライティング・ゾーン（３９１）、および前記第１のアーム（３３）に平行であり共通のセグメント（３３４）のところで前記第１のアーム（３３）に接合される第２のアーム（３４）上にある第２のライティング・ゾーン（３９２）を有し、したがって、前記アクチュエータ（３５）は、一方側にある、前記慣性マス（１）上に設置された支持体（２）に固定されるかまたは前記慣性マス（１）に直接に固定される固定ゾーン（３０）と、他方側にある、前記移動量増幅装置（３６）との連結のための出口ポイントまたは連結ネック部分（３２）との間で、「Ｓ形」に設置され、前記アクチュエータ（３５）は前記線形方向（Ｌ）に沿う両方向で機能するように配置構成され、それにより、前記機械式時計学オシレータ（１００）のレートの利得設定のための、前記第１のアーム（３３）上の前記第１のライティング・ゾーン（３９１）内にフェムト秒レーザー発射が適用されるか、または、前記レートの損失設定のための、前記第２のアーム（３４）上の前記第２のライティング・ゾーン（３９２）内に前記フェムト秒レーザー発射が適用される、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）。

【請求項18】

回転軸（Ｄ）を中心として振動し、弾性リターン手段により静止位置に戻されるように配置構成された少なくとも１つの慣性マス（１）を有する機械式時計学オシレータ（１００）であって、少なくとも１つの前記慣性マス（１）は、レーザー発射の作用下で不可逆的に局所的に拡大するのに適する材料のアクチュエータ（３５）を有し、前記アクチュエータ（３５）は、前記アクチュエータ（３５）に含まれるライティング・ゾーン（３９；３９１；３９２）が適切なレーザー発射を受けるときに、慣性ブロック（３）に対して、直接にまたは少なくとも１つの移動量増幅装置（３６）により、前記回転軸（Ｄ）を基準とした径方向の線形移動量を与えるように配置構成される、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）であって、
前記アクチュエータ（３５）は、前記慣性ブロック（３）に対して増幅した移動量を与えるために前記アクチュエータ（３５）の移動量を増幅するように配置構成された前記移動量増幅装置（３６）との連結のための出口ポイントまたは連結ネック部分（３２）を有し、前記移動量増幅装置（３６）は平行四辺形タイプであり、径方向の線形方向（Ｌ）に沿う線形ガイドを形成する、可撓性ネック部分（３１）の間に配置構成された接続棒（３１０）を備える接続棒システムを有する、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）。

【請求項19】

回転軸（Ｄ）を中心として振動し、弾性リターン手段により静止位置に戻されるように配置構成された少なくとも１つの慣性マス（１）を有する機械式時計学オシレータ（１００）であって、少なくとも１つの前記慣性マス（１）は、レーザー発射の作用下で不可逆的に局所的に拡大するのに適する材料のアクチュエータ（３５）を有し、前記アクチュエータ（３５）は、前記アクチュエータ（３５）に含まれるライティング・ゾーン（３９；３９１；３９２）が適切なレーザー発射を受けるときに、慣性ブロック（３）に対して、直接にまたは少なくとも１つの移動量増幅装置（３６）により、前記回転軸（Ｄ）を基準とした径方向の線形移動量を与えるように配置構成される、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）であって、
前記アクチュエータ（３５）は、前記慣性マス（１）上に設置された支持体（２）に堅固に接続された固定ゾーン（３０）を有し、前記支持体（２）は、前記アクチュエータ（３５）、ならびに、互いに直列に設置される前記移動量増幅装置（３６）および前記慣性ブロック（３）と共に、可撓性のマイクロ機構を形成する単一部片の組立体を形成する、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）。

【請求項20】

回転軸（Ｄ）を中心として振動し、弾性リターン手段により静止位置に戻されるように配置構成された少なくとも１つの慣性マス（１）を有する機械式時計学オシレータ（１００）であって、少なくとも１つの前記慣性マス（１）は、レーザー発射の作用下で不可逆的に局所的に拡大するのに適する材料のアクチュエータ（３５）を有し、前記アクチュエータ（３５）は、前記アクチュエータ（３５）に含まれるライティング・ゾーン（３９；３９１；３９２）が適切なレーザー発射を受けるときに、慣性ブロック（３）に対して、直接にまたは少なくとも１つの移動量増幅装置（３６）により、前記回転軸（Ｄ）を基準とした径方向の線形移動量を与えるように配置構成される、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）であって、
前記アクチュエータ（３５）は、前記慣性マス（１）上に設置された支持体（２）に固定されるかまたは前記支持体（２）に堅固に接続された固定ゾーン（３０）を有し、前記アクチェエータ（３５）および／または前記支持体（２）はガラスで作られる、ことを特徴とする、機械式時計学オシレータ（１００）。

【請求項21】

前記慣性マス（１）は、前記回転軸（Ｄ）を基準として径方向反対側にある少なくとも一対の等しい前記慣性ブロック（３）を有するテンプ輪である、ことを特徴とする、請求項１７－２０のいずれか一項に記載の機械式時計学オシレータ（１００）。

【請求項22】

腕時計（１０００）は、前記腕時計（１０００）の外部および内部を分離し、前記腕時計のオシレータ（１００）の少なくとも前記慣性マス（１）に対しての少なくとも１つのレーザーの光学的アクセスを可能にする、少なくとも１つの透過性透明要素（６００）を有する腕時計ヘッド（５００）を有する、ことを特徴とする、請求項１７－２０のいずれか一項に記載の少なくとも１つの機械式時計学オシレータ（１００）を有する腕時計（１０００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転軸を中心として振動し、弾性リターン手段により静止位置に戻されるように配置構成された少なくとも１つの慣性マスを有する機械式時計学オシレータのレート（ｒａｔｅ）の微調整のための方法に関する。

【0002】

本発明は、さらに、この方法を実施するのに適する機械式時計学オシレータに関する。

【0003】

本発明は、さらに、このような機械式時計学オシレータを有する、時計、特には腕時計、に関する。

【0004】

本発明は、機械式時計学オシレータの、特には腕時計ヘッドの中に既に嵌め込まれたオシレータの、レート設定の分野に関する。

【背景技術】

【0005】

機械式オシレータの振動数を修正することには、ほぼ常に、特にはばねである、弾性部品の剛性の変化、または、その慣性／質量の変化が伴われる。例えば、機械式腕時計のばね式テンプ輪（ｓｐｒｕｎｇ ｂａｌａｎｃｅ）では、可動ピンによるその有効長の変化などとしての、ひげぜんまいのスティフネスを調整するためのデバイスが頻繁に見られる。頻繁に使用される別の方法は、テンプ輪の外側または内側に向かってねじなどの小さいマスを移動させることによる、または慣性ブロックをオフセット回転させることよる、テンプ輪の慣性修正である。

【0006】

しかし、これらのオペレーションは、１日当たり０秒から＋２秒で設定されるのを必要とするムーブメントにとって問題であるような１日当たり最大１０秒のドリフトで、ケースを再び閉じるときの結果を歪める傾向のある腕時計の開封およびムーブメントの取り外しを必要とする。さらに、これらの精巧な機構は、一般に、設定ツール（設定のために使用される力）を取り外した後での、ドリフトの原因となる機械的遊びの一因となる。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【文献】Ｙ．Ｂｅｌｌｏｕａｒｄによる、「Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｂ－ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、２０１５年１１月２日、ｖｏｌｕｍｅ２３、Ｎｏ．２２

【文献】Ｙ．Ｂｅｌｌｏｕａｒｄらによる、「Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ－ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ， ｍｉｃｒｏ－ｆｌｕｉｄｉｃ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌｓ ｕｓｉｎｇ ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｔｃｈｉｎｇ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、２００４年、１２、２１２０～２１２９頁

【文献】ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｆｅｍｔｏｐｒｉｎｔ．ｃｈ／ｄｅｖｉｃｅｓ－ｐｈｏｔｏｓのページ上の、ウェブサイト、ＦＥＭＴＯｐｒｉｎｔ ＳＡ、６９３３、Ｍｕｚｚａｎｏ（ＣＨ）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

本発明は、例えば腕時計のばね式テンプ輪などの、腕時計を、またはより一般的にはこのオシレータを担持する時計を、分解するのを必要とすることなく、機械式時計学オシレータの振動数を正確に調整することを提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

この目的のため、本発明は、請求項１による、機械式時計学オシレータのレートの微調整のための方法に関する。

【0010】

本発明は、さらに、この方法を実施するのに適する機械式時計学オシレータに関する。

【0011】

本発明は、さらに、このような機械式時計学オシレータを有する、時計、特には腕時計、に関する。

【0012】

添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むことにより、本発明の狙い、利点、および特徴がより明らかとなる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】腕時計の外部および腕時計の内部を分離する透過性透明要素を有する腕時計ヘッドを備える腕時計を示す概略平面図である。ここではバックの形態で示されるこの透過性透明要素が、そのテンプ輪のみが示されているここではばね式テンプ輪である腕時計オシレータの全体または一部分に対しての使用者および光源の光学的アクセスを可能にする。図の過度な記載を行わないようにひげぜんまいは示されない。図１は、このテンプ輪に当たる入射レーザー・ビームを点線で示す。

【図2】本発明によるテンプ輪を図１と同様に概略平面図で示す詳細図である。このテンプ輪が、そのフェローから透過性透明要素まで、テンプ輪の回転軸を基準とした対称の対で配設された複数の支持体を有する。これらの支持体の各々が、透過性透明要素側で、テンプ輪の回転軸に対して径方向に可動である少なくとも１つの慣性ブロックを支持する。この図は、各々の支持体において、このような慣性ブロックの３つの異なる位置を示しており、点線を付された２つの端部位置の間に、斜線を付された中間のミドル位置が存在する。

【図3】図の頂部の一方側で、少なくとも１つのレーザー源が位置決めされているところである外部環境と、図の底部の他方側で、テンプ輪を収容する腕時計ケースの内部と、を分離する透過性透明要素に対して垂直に、図２のテンプ輪を示す断面図である。この図は、透過性透明要素側で、レーザー源によって放射されるビームの影響下で、テンプ輪の回転軸に対して径方向に可動であるこのような慣性ブロックを支持する支持体を支承するフェローを示す。この図は斜線で示される慣性ブロックを中心とし、点線で示されるこの慣性ブロックの別の径方向位置も示している

【図4】ｙ軸において１日当たりのレート偏差を秒で示し、ｘ軸において２つの慣性ブロックの対称の径方向のムーブメントの値をマイクロメートルで示し、１．２０ｍｇから２．４０ｍｇである４つの慣性ブロックの質量値において得られた結果を重ね合わせている、グラフである。

【図5】慣性ブロックを移動させるための光学機械アクチュエータの実装形態の原理を示す概略平面図である。支持体が固定具を支承し、固定具のうちの１つの固定具が光学機械アクチュエータ自体を支承し、光学機械アクチュエータが、共通のセグメントにより端部のところで接続されていることによりＵ形を形成する２つの平行なアームを有し、第１のアームが、支持体に対しての固定具と共通のセグメントとの間を延在し、第２のアームが共通のセグメントと出口ポイントとの間を延在し、出口ポイントがここでは、慣性ブロックの十分な移動量を実現するために光学機械アクチュエータの出口移動量を増幅することを意図される増幅機構のネック部分によって形成される。

【図6】図５の光学機械アクチュエータの別の代替的実施形態を示す概略平面図である。光学機械アクチュエータの線形方向の出口移動量が、ここでは４つのネック部分を備える平行四辺形タイプの機構である機械式増幅装置によって増幅され、それにより、第２のアームの出口ポイントのところで測定可能である全体の伸長または全体の後退を、オシレータのレートに著しく影響を与えるのに十分である慣性ブロックの移動量へと変換するのを可能にする。

【図7】事例を示す概略図である。ここでは、図の頂部でパルスが第２のアームのライティング（ｗｒｉｔｉｎｇ）・ゾーンをエッチングしており、慣性ブロックの推進ムーブメント中の、出口ポイントの全体のムーブメントが図の左側に向かっている。

【図8】図７の事例の反対側の事例を示す概略図である。ここでは、図の底部でパルスが第１のアームのライティング・ゾーンをエッチングしており、慣性ブロックの後退ムーブメント中の、出口ポイントの全体のムーブメントが図の右側に向かっている。

【図9】代替的実施形態を示す、図５から８と同様の図である。ここでは、慣性ブロックおよび対応する支持体が、単一のレベルにおいてチップによって形成された単一部片の組立体を形成し、支持体が、テンプ輪上の固定具のための固定ゾーンのみに限定される。したがって、この代替的実施形態は、支持体および慣性ブロックを組み込む２×２ｍｍのチップを支承する１０．６ｍｍの直径のテンプ輪の具体的な事例に対して本発明を適用するのに特に適する。

【図10】図９による２つのチップを装備するテンプ輪を示す、図３と同様の、平面図である。

【図11】支持体を支承している、このテンプ輪のフェローと、ライティング・ゾーンに対してライティングを行うための放射ライティング・レーザー源（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｗｒｉｔｉｎｇ ｌａｓｅｒ ｓｏｕｒｃｅ）と、さらには、図の左側部分に斜めに設置された検出レーザーと、を示しており、慣性ブロックを示していない、テンプ輪の回転軸を通る概略断面図である。テンプ輪によって反射されたビームおよびそこに含まれる成分が、光電検出器などの収集手段によって図の右側部分で収集される。

【図12】テンプ輪が振動する事例の、および、レーザー発射がテンプ輪の角度位置に同期された事例の、レーザー・ライティング源（ｌａｓｅｒ ｗｒｉｔｉｎｇ ｓｏｕｒｃｅ）およびレーザー検出源（ｌａｓｅｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｏｕｒｃｅ）を備える図１１による配置構成を概略的に示す平面詳細図である。この図は、図９によるチップを支承するテンプ輪のフェローの一部分を示しており、円弧がレーザー・ライティング源の瞬間的な位置に一致する点線を用いて示され、レーザー・ライティング源が図の平面に対して垂直な方向に発射を行い、したがって、この例では、このライティング・ゾーン内で小さい矢印によって記号化される分子レベルの拡大を作り出すために、第１の下側アームのライティング・ゾーン内でライティングを行うことができ、隣り合う小さい矢印が、テンプ輪の回転軸を基準として多様なビームに対応するライティング源のｘに沿う多様な位置決めを用いて同じゾーンでやはり実行されるライティングに一致する。図の底部では、左側から右側まで、レーザー検出源、集光レンズ、テンプ輪に対しての入射ビーム、テンプ輪上のまたはそれにより支承されるオルガン（ｏｒｇａｎ）上の反射ポイント、反射ビーム、集光レンズ、および光電検出器が見られ得る。

【図13】ｘ軸において異なる時間スケールでプロットされているが、特定の時間および起きている事象を示すために互いに関連付けられて構成されている、３つの時間グラフを並置する図である。上のグラフが、テンプ輪の角速度オメガＯＭＥをｙ軸に示し、真ん中のグラフが光電検出器の信号ＶＰＤの値をｙ軸に示し、下のグラフがレーザー・ライティング源によって放射される光強度ＩＩＥをｙ軸に示す。

【図14】制御手段と、ライティング・レーザーを取り扱うための横断移動装置を備えるテーブルと、ライティング・レーザーと、検出レーザーと、反射ビームを収集するための手段と、オシレータを始動させるためのおよび止めるための手段と、の間の連結を示すブロック図である。

【図15】本発明によるレート調整方法の５つの主要なステップを含むブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明は、ガラス（溶融シリカ）または同様の支持体内で機械加工された可撓性のマイクロ機構内での、特にはフェムト秒レーザー励起により、永久的な機械的張力およびひいては体積拡大を誘発することを提案する。

【0015】

支持体が、機械式腕時計の特にはテンプ輪であるオシレータの慣性マス上に埋設される。この機構の一部分のムーブメントによりこの慣性マスの慣性を修正することになり、それにより、特にはばね式テンプ輪であるオシレータの振動数を修正することになる。特には、文献、Ｙ．Ｂｅｌｌｏｕａｒｄによる、「Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｂ－ｎａｎｏｍｅｔｒｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、２０１５年１１月２日、ｖｏｌｕｍｅ２３、Ｎｏ．２２で見られるように、平行な内部張力・拡大ライン（ｉｎｔｅｒｎａｌ ｔｅｎｓｉｏｎ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ ｌｉｎｅ）をライティングすることによりこのようなガラスのマイクロ構造内で数マイクロメートルのオーダーのムーブメントが達成され得る。

【0016】

上に記載される文献で見られるように、または、文献、Ｙ．Ｂｅｌｌｏｕａｒｄらによる、「Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｈｉｇｈ－ａｓｐｅｃｔ ｒａｔｉｏ， ｍｉｃｒｏ－ｆｌｕｉｄｉｃ ｃｈａｎｎｅｌｓ ａｎｄ ｔｕｎｎｅｌｓ ｕｓｉｎｇ ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒ ｐｕｌｓｅｓ ａｎｄ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｅｔｃｈｉｎｇ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、２００４年、１２、２１２０～２１２９頁に見られるように、あるいは、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｆｅｍｔｏｐｒｉｎｔ．ｃｈ／ｄｅｖｉｃｅｓ－ｐｈｏｔｏｓのページ上の、ウェブサイト、ＦＥＭＴＯｐｒｉｎｔ ＳＡ、６９３３、Ｍｕｚｚａｎｏ（ＣＨ）で見られるように、化学エッチング後に、＋／－１マイクロメートルの精度のブランキング方法により、同じ種類のレーザーを使用して、マイクロ構造自体が具現化される。

【0017】

枢動軸または任意の他の摩擦発生箇所（ｆｒｉｃｔｉｏｎａｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ）が存在しないことにより、高い位置決め精度およびゼロヒステリシスが保証される。光励起が、ガラス蓋、または、レーザー波長のための任意の非吸収性のケーシング分離箇所を直接に通るか、あるいは、通過ポイントにおいて焦点をずらされる。

【0018】

本発明は、限定しないが、オシレータが腕時計オシレータであり、ばね式テンプ輪である、事例において、より具体的に示される。

【0019】

本発明は、回転軸Ｄを中心として振動するように配置構成されたおよび弾性リターン手段により静止位置に戻された少なくとも１つの慣性マス１を有する機械式時計学オシレータ１００のレートを微調整するための方法に関する。

【0020】

本発明によると、図１５に見られるように、第１のステップ８０１で、オシレータ１００が、レーザー発射の影響下で不可逆的に局所的に微小に拡大するのに適する材料であるアクチュエータ３５を有する少なくとも１つの慣性マス１を装備する。このアクチュエータ３５が、アクチュエータ３５に含まれるライティング・ゾーン３９あるいはより具体的には第１のアーム３３上の第１のライティング・ゾーン３９１または第２のアーム３４上の第２のライティング・ゾーン３９２が適切なレーザー発射を受けるときに、慣性ブロック３に対して、直接にまたは少なくとも１つの移動量増幅装置３６により、回転軸Ｄを基準とした径方向の線形移動量を与えるように配置構成される。本明細書において以下では、各ライティング・ゾーン３９、３９１、３９２が、レーザー・ライティングにより拡大ライン３９０を受け取ることができることが分かるであろう。

【0021】

「ライティング・ゾーン３９」という表記は一般的な事例に関連し、「第１のライティング・ゾーン３９１」および「第２のライティング・ゾーン３９２」という用語は、限定しないが、慣性ブロック３のそれぞれ第１のアーム３３および第２のアーム３４での好適な適用に関する。

【0022】

より具体的には、慣性マス１が回転ムーブメントを受けて回転軸Ｄのいずれかの側に延伸する場合、この慣性マス１が、レーザー発射の作用下で不可逆的に局所的に微小に拡大するのに適する材料である少なくとも一対の径方向反対側のアクチュエータ３５を装備する。これは特には、慣性マス１がばね式テンプ輪タイプのオシレータのテンプ輪である場合の事例である。

【0023】

より具体的には、慣性マス１が回転軸Ｄを基準として張り出している場合、回転軸Ｄを通過する平面を基準として対称である可撓性ストリップによって垂設される慣性マスと同様に、この慣性マス１が、この対称面を基準として対称である少なくとも一対のアクチュエータ３５を装備する。

【0024】

より具体的には、この方法が、このようなアクチュエータ３５を各々が有する少なくとも２つの慣性マス１を備えるオシレータ１００に適用される。

【0025】

第２のステップ８０２で、オシレータ１００の初期レートの特には概略的である第１の設定が第１のレート範囲内で実施され、レートが測定される。

【0026】

第３のステップ８０３で、オシレータ１００を所定の秒レート範囲にするためにオシレータ１００に与えられるべきレート偏差の方向および値が計算され、オシレータ１００に含まれる各慣性ブロック３に適用されるべき移動量の方向および値が計算される。

【0027】

第４のステップ８０４で、少なくとも１つのライティング・ゾーン３９、３９１、３９２が、回転軸Ｄを基準としてアクチュエータ３５を径方向に変形させるために、材料の局所的な分子レベルの拡大（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｅｘｐａｎｓｉｏｎ）による少なくとも１つの拡大ライン３９０を作り出すために、フェムト秒レーザー発射を受ける。

【0028】

第５のステップ８０５で、オシレータ１００のレートが測定され、必要である場合、オシレータ１００のレートが所定の秒レート範囲に入るまで第３のステップ８０３および第４のステップ８０４が繰り返される。

【0029】

より具体的には、第４のステップ８０４中、横断移動装置７１０を備えるかまたは径方向に移動するテーブル上に設置されたフェムト秒レーザー源７００が使用され、それにより、回転軸Ｄを基準とした多様なビームの多様な一連の発射を増強し、互いに近傍にある一連の拡大ライン３９０を作り出す。

【0030】

より具体的には、第４のステップ８０４中、フェムト秒レーザー源７００が、慣性マス１の回転の各々の方向で発射を実施するのに使用される。

【0031】

より具体的には、第４のステップ８０４中、制御手段７９０が、検出レーザー７５０および収集手段７６０または光電検出器の組み合わせによって提供される材料の有無に関する情報に従って、フェムト秒レーザー源７００の発射を制御するのに使用される。

【0032】

より具体的には、第２のステップ８０１中、径方向の線形方向Ｌに沿う、第１のアーム３３上にある第１のライティング・ゾーン３９１、および第１のアーム３３に平行であり共通のセグメント３３４のところで第１のアーム３３に接合される第２のアーム３４上にある第２のライティング・ゾーン３９２を有する、アクチュエータ３５が選択される。したがって、アクチュエータ３５が、一方側にある、慣性マス１上に設置された支持体２に固定されるかまたは慣性マス１に直接に固定される固定ゾーン３０と、他方側にある、増幅機構３６との連結のための出口ポイントまたは連結ネック部分３２との間で、「Ｓ形」に設置される。アクチュエータ３５が線形方向Ｌに沿う両方向で機能するように配置構成され、それにより、第４のステップ８０４中、利得設定のための、第１のアーム３３上の第１のライティング・ゾーン３９１内でのレーザー発射ライティングが行われるか、または、損失設定のための、第２のアーム３４上の第２のライティング・ゾーン３９２内でのレーザー発射ライティングが行われる。

【0033】

より具体的には、第１のステップ８０１中、慣性ブロック３に対して増幅した移動量を与えるためにアクチュエータ３５の出口移動量を増幅するように配置構成された増幅機構３６との連結ための出口ポイントまたは連結ネック部分３２を備えるアクチュエータ３５が選択される。

【0034】

より具体的には、この増幅装置３６が平行四辺形タイプであり、径方向の線形方向Ｌに沿う線形ガイドを形成する、可撓性ネック部分３１の間に配置構成された接続棒３１０を備える接続棒システムを有する。

【0035】

より具体的には、第１のステップ８０１中、慣性マス１上に設置された支持体２に堅固に接続された固定ゾーン３０を有するアクチュエータ３５が選択される。さらに、支持体２が、アクチュエータ３５、ならびに、互いに直列に設置される増幅装置３６および慣性ブロック３と共に、可撓性のマイクロ機構を形成する単一部片の組立体を形成する。

【0036】

より具体的には、第１のステップ８０１中、慣性マス１上に設置された支持体２に固定され、または支持体２に堅固に接続された固定ゾーン３０を有するアクチュエータ３５が選択され、アクチュエータ３５および／または支持体２がガラスで作られる。

【0037】

より具体的には、第１のステップ８０１中、回転軸Ｄを基準として径方向反対側にある少なくとも一対の等しい慣性ブロック３を有するテンプ輪の形態である慣性マス１が選択される。

【0038】

より具体的には、第１のステップ８０１中、オシレータ１００が腕時計１０００の腕時計ヘッド５００に組み込まれ、上記腕時計ヘッド５００が少なくとも１つの透過性透明要素６００を有し、透過性透明要素６００が腕時計１０００の外部および内部を分離し、腕時計のオシレータ１００の少なくとも慣性マス１に対しての少なくとも１つのレーザーの光学的アクセスを可能にする。

【0039】

静的な代替的実施形態では、第１のステップ８０１中、オシレータ１００が、慣性マス１支承するように配置構成された停止手段または秒停止手段（ｓｔｏｐ－ｓｅｃｏｎｄ ｍｅａｎｓ）を装備し、第４のステップ８０４が慣性マス１のロック位置で実施される。

【0040】

動的な代替的実施形態では、第４のステップ８０４中、フェムト秒レーザー・ライティング発射が慣性マス１の振動中に実施され、角度位置および発射が同期される。

【0041】

より具体的には、第４のステップ８０４中、発射がフェムト秒レーザーを用いて実施され、これが、限定しないが例えば、９００ｎｍから１１００ｎｍの間の波長であり、２００ｆｓから３５０ｆｓの間のパルス時間であり、概して２００ｎＪから３００ｎＪの間のパルス・エネルギーであり、７００ｋＨｚから９００ｋＨｚの間の繰り返し率である。本明細書において上で説明した材料を修正することが可能である場合、異なるフェムト秒レーザー（波長、パルス時間、およびエネルギー）が使用されてもよいことは明白である。

【0042】

本発明はさらに、回転軸Ｄを中心として振動し、弾性リターン手段により静止位置に戻されるように配置構成された少なくとも１つの慣性マス１を有する、本方法を実施するのに適する、機械式時計学オシレータ１００に関する。本発明によると、少なくとも１つの慣性マス１が、レーザー発射の作用下で不可逆的に局所的に微小に拡大するのに適する材料で作られたアクチュエータ３５を有する。アクチュエータ３５が、アクチュエータ３５に含まれるライティング・ゾーン３９、３９１、３９２が適切なレーザー発射を受けるときに、慣性ブロック３に対して、直接にまたは少なくとも１つの移動量増幅装置３６により、回転軸Ｄを基準とした径方向の線形移動量を与えるように配置構成される。

【0043】

より具体的には、アクチュエータ３５が、径方向の線形方向Ｌに沿う、第１のアーム３３上にある第１のライティング・ゾーン３９１、および第１のアーム３３に平行であり共通のセグメント３３４のところで第１のアーム３３に接合される第２のアーム３４上にある第２のライティング・ゾーン３９２を有し、したがって、アクチュエータ３５が、一方側にある、慣性マス１上に設置された支持体２に固定されるかまたは慣性マス１に直接に固定される固定具３０と、他方側にある、増幅機構３６との連結のための出口ポイントまたは連結ネック部分３２との間で、「Ｓ形」に設置され、アクチュエータ３５が線形方向Ｌに沿う両方向で機能するように配置構成され、それにより、利得設定のための、第１のアーム３３上の第１のライティング・ゾーン３９１内にフェムト秒レーザー発射が適用されるか、または、損失設定のための、第２のアーム３４上の第２のライティング・ゾーン３９２内にフェムト秒レーザー発射が適用される。

【0044】

より具体的には、アクチュエータ３５が、慣性ブロック３に対して増幅した移動量を与えるために、アクチュエータ３５の出口移動量を増幅するように配置構成された増幅機構３６との連結のための出口ポイントまたは連結ネック部分３２を有する。増幅装置３６が平行四辺形タイプであり、径方向の線形方向Ｌに沿う線形ガイドを形成する、可撓性ネック部分３１の間に配置構成された接続棒３１０を備える接続棒システムを有する。

【0045】

より具体的には、アクチュエータ３５が、慣性マス１上に設置された支持体２に堅固に接続された固定ゾーン３０を有し、支持体２が、アクチュエータ３５、ならびに、互いに直列に設置される増幅装置３６および慣性ブロック３と共に、可撓性のマイクロ機構を形成する単一部片の組立体を形成する。

【0046】

より具体的には、アクチュエータ３５が、慣性マス１上に設置された支持体２に固定されるかまたは支持体２に堅固に接続された固定ゾーン３０を有し、アクチェエータ３５および／または支持体２がガラスで作られる。

【0047】

より具体的には、慣性マス１が、回転軸Ｄを基準として径方向反対側にある少なくとも一対の等しい慣性ブロック３を有するテンプ輪である。

【0048】

本発明はさらに、少なくとも１つのこのような機械式時計学オシレータ１００を有する、特には腕時計１０００である、時計に関する。本発明によると、腕時計１０００が、腕時計１０００の外部および内部を分離し、腕時計のオシレータ１００の少なくとも慣性マス１に対しての少なくとも１つのレーザーの光学的アクセスを可能にする、少なくとも１つの透過性透明要素６００を有する腕時計ヘッド５００を有する。

【0049】

これらの図は、慣性マス１がテンプ輪である具体的な事例で、本発明の非限定の実施形態を示す。

【0050】

図１が、腕時計の外部および腕時計の内部を分離する、バックまたはガラス蓋などの透過性透明要素６００を有する腕時計ヘッド５００を備える、特には腕時計である、時計１０００を示す。この透過性透明要素６００が、この例では少なくともテンプ輪１である腕時計オシレータ１００の全体または一部分に対しての使用者および光源の光学的アクセスを可能にする。図の過度な記載を行わないようにひげぜんまいは示されない。この図１は、テンプ輪１に当たる入射レーザー・ビームＲＬを点線で示す。

【0051】

本発明は、この透過性透明要素６００などの、少なくとも局所的に透明であるかまたは低光吸収性であるケーシングを通して、集束レーザー・ビームによりばね式テンプ輪の振動数を正確に調整することを提案する。オシレータ１００が、例えば図示されないねじを使用することにより、または、具体的にはこの範囲内の適切なひげぜんまいと対にされることにより、１日当たり＋／－１５秒まで既に概略的に設定されている。レーザーのこの作用は、小さい慣性ブロックをテンプ輪１の外部または内部に向かって移動させてそれによりその慣性を修正してそれによりオシレータの振動数を修正してそれにより腕時計のレートを正確に調整するのを可能にすることにより、１日当たり約０～２秒まで微調整するのを可能にする。

【0052】

図２が、本発明によるテンプ輪１の詳細図を、図１と同様の平面図で示す。テンプ輪１が、そのフェロー１９から透過性透明要素６００まで、テンプ輪の回転軸Ｄを基準とした対称の対で配設された複数の支持体２を有する。特にはチップである、これらの支持体２の各々が、透過性透明要素６００側で、テンプ輪１の回転軸Ｄに対して径方向に可動である少なくとも１つの慣性ブロック３を支持する。図２は、各々の支持体２において、このような慣性ブロック３の３つの異なる位置を示しており、中間位置から径方向距離Ｘにおける、点線を付された２つの端部位置の間に、その中間の斜線のミドル位置が存在する。慣性ブロック３の径方向位置のこの限定される数は、図を見易いようにするための、単に１つの具体的な事例である。

【0053】

これらの図は、実行するときの便宜のために各支持体２がテンプ輪１上に設置される具体的な代替的実施形態を示し、生産をより高コストにするが支持体２およびテンプ輪１が単一部片の組立体を形成する別の代替的実施形態も可能である。

【0054】

図３が、図の頂部の一方側で、少なくとも１つのレーザー源７００が位置決めされているところである外部環境と、図の底部の他方側で、テンプ輪１を収容する腕時計ケースの内部と、を分離する透過性透明要素６００に対して垂直である断面図である。このテンプ輪１が、そのフェロー１９から透過性透明要素６００まで、テンプ輪の回転軸Ｄを基準とした対称の対で配設された複数の支持体２を有する。これらの支持体２の各々が、レーザー源７００によって放射されるビームの作用下で、透過性透明要素６００側で、テンプ輪１の回転軸Ｄに対して径方向に可動である少なくとも１つの慣性ブロック３を支持する。図３は斜線で示される慣性ブロック３を中心とし、点線で示されるこの慣性ブロック３の別の径方向位置も示している。したがって、慣性ブロック３は支持体２に堅固に接続されており、示されるようにテンプ輪１の外側に向かってフェロー１９に固定されている。

【0055】

この移動増幅装置はいくつかのレーザー露光パラメータに依存している。この増幅は非常に正確に制御され得、慣性ブロック３が露光後に定位置に留まり、固定のサイクル数にわたって慣性ブロック３を両方向に移動させることが可能である。不均衡を妨害しないようにするために、支持体２を径方向反対側の対としてグループ化することが必要であり、支持体２を同時に等しい振幅に設定することが必要である。図２および３は、一対の支持体２を備える最も単純な事例を示す。別の代替的実施形態が偶数個２Ｎの支持体２を配設することからなり、Ｎが１から通常は１０までの範囲の整数であり、特には、テンプ輪１の直径と、これらの対の支持体２を幾何学的に嵌め込むことの実現性と、によって決定される。複数の支持体２を備えるこの構成では、振動数のみではなく不均衡も設定され得る。

【0056】

図によって示される、径方向反対側にある２つの支持体２のこの具体的な単純な事例では、１日当たりのオシレータ１００の秒のレート偏差（理想振動数に対しての偏差）と、２つの慣性ブロック３のメートルの径方向のムーブメントＸとの間の関係が、以下の方程式によって与えられる：
－ レート偏差ΔＭ＝８６４００＊ｘ＊（２Ｒ＋ｘ）／（Ｒ^２＋ｌｏ／２ｍ）
－ ここでは、Ｒが慣性ブロック３のニュートラルの旋回半径のメートル値であり、ｌｏが慣性ブロックを有さないテンプ輪のｋｇ＊ｍ^２の基本慣性（ｂａｓｉｃ ｉｎｅｒｔｉａ）であり、ｍが慣性ブロックのｋｇの質量である。

【0057】

図４が、以下の特性
－ テンプ輪の外形＝５．３ｍｍ
－ Ｒの旋回＝４ｍｍ
－ 慣性ブロックを有さないテンプ輪の慣性：２^ｅ－９ｋｇ・ｍ^２
－ 慣性ブロックの質量：１．２≦ｍ≦２．４ｍｇ
－ 目標範囲１日当たり＋／－１５秒
を有する従来の機械式腕時計テンプ輪に対しての上記の方程式の数値的応用を示す：

【0058】

図４のグラフは、ｙ軸において１日当たりのレート偏差ΔＭを秒で示し、ｘ軸において２つの慣性ブロックの対称の径方向のムーブメントの値をマイクロメートルで示し、４つの慣性ブロックの質量値において得られた結果を重ね合わせている：
－ 曲線Ｃ１がｍ＝１．２０ｍｇであり、
－ 曲線Ｃ２がｍ＝１．６０ｍｇであり、
－ 曲線Ｃ３がｍ＝２．００ｍｇであり、
－ 曲線Ｃ４がｍ＝２．４０ｍｇである。

【0059】

例えば、１．６ｍｇの質量を有する慣性ブロック３に関連する曲線Ｃ２が、そのゼロ位置の両側において、０．３０×１．３３×１．７０ｍｍ^３の平行六面体のガラスの＋／－１０マイクロメートルのムーブメントに相当する。ここでは達成される振動数の調整が１日当たり＋／－１１秒である。慣性ブロックの質量を増大させることによりまたは移動量のピークピーク値を増大させることにより、この範囲は容易に拡大し得る。代替的実施形態が、特には、金属または任意の他の特別な材料で作られた追加のマスをこのガラス・プレート上に埋設することからなる。

【0060】

光学機械アクチュエータの選択は、再現可能であり正確な結果を得るのに非常に重要である。上で言及した刊行物、Ｙ．Ｂｅｌｌｏｕａｒｄによる、「Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｂ－ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、２０１５年１１月２日、ｖｏｌｕｍｅ２３、Ｎｏ．２２が、数ナノメートルの範囲内での位置決めを必要とする、光ファイバー軸を位置合わせするように機能することができる超高精度位置決めデバイスを説明している。この超高精度位置決めデバイスは、パッケージングおよびマイクロ流体工学の用途で日常的に使用される約５００マイクロメートルの厚さのガラス・ウエハで作られたデモンストレータから構成される。

【0061】

図５が本原理を概略的に説明するものである：支持体２が固定具３０を支承し、固定具３０のうちの１つの固定具３０が光学機械アクチュエータ３５自体を支承し、光学機械アクチュエータ３５が、共通のセグメント３３４により端部のところで接続されていることによりＵ形を形成する２つの平行なアーム３３および３４を有し、第１のアーム３３が、固定具３０と共通のセグメントとの間を延在し、第２のアーム３４が共通のセグメント３３４と出口ポイントとの間を延在し、出口ポイントが、限定しないが、ここでは、増幅機構３６を備える連結ネック部分３２から構成される。他の固定具３０が慣性ブロック３を支承し、慣性ブロック３がネック部分３１によって接続され、ネック部分３１が回転中心として機能する。

【0062】

図２、３、および５は具体的な代替的実施形態を示すものであり、ここでは、各慣性ブロック３が、実行するときの便宜のために、その固定具３０のところで支持体２上に設置される。

【0063】

図６および９から１２に見られる別の代替的実施形態では、慣性ブロック３および対応する支持体２が特にはチップである単一部片の組立体を形成し、それにより、同じレベルで慣性ブロック３および支持体２を具現化することが可能となり、支持体２が、テンプ輪１上の固定具のための固定ゾーン３０のみに限定される。

【0064】

同様に、慣性ブロック３、支持体２、およびテンプ輪１が単一部片の組立体を形成することもさらに考えられ得るが、この代替的実施形態は生産をより高コストにする。

【0065】

本発明によると、この第１のアーム３３およびこの第２のアーム３４がレーザー・パルスを受け取ることを意図され、それぞれのライティング・ゾーン３９１、３９２を有し、これらのライティング・ゾーン３９１、３９２において、レーザー源７００によって放射されるレーザー・パルスの非常に短いバーストが、分子レベルの拡大により、材料の厚さにおける、その構造の局所的な修正を作り出すことになり、この拡大が、パルスを停止することにより、迅速に停止され、したがって、変形が永久的な変形を維持する。これらのコアの変形は微小であり、したがって、本方法は、慣性ブロック３を線形方向Ｌに沿って十分に移動させるように十分な蓄積の拡大を達成するために、このようにして拡大する大量のゾーンを局所的に並置することからなる。有利には、例えば図６に見られるように４つのネック部分を備える平行四辺形タイプの機構である、機械式増幅装置３６が、第２のアーム３４の出口ポイントのところで測定可能である全体の伸長または全体の後退を、オシレータ１００のレートに著しく影響を与えるのに十分である慣性ブロック３の移動量へと変換するのを可能にする。

【0066】

このムーブメントが、レーザー・パルスが第１のアーム３３または第２のアーム３４のいずれをエッチングするかに応じて異なることを理解されたい。したがって、図７が、パルスが第２のアーム３４の第２のライティング・ゾーン３９２をエッチングする事例を示しており、慣性ブロック３の推進ムーブメント中の、出口ポイントの全体のムーブメントが矢印Ｂの方向にある。対して、図８が、パルスが第１のアーム３３の第１のライティング・ゾーン３９１をエッチングする事例を示しており、慣性ブロック３の後退ムーブメント中の、出口ポイントの全体のムーブメントが、矢印Ｂの方向の反対である矢印Ａの方向にある。したがって、慣性ブロック３を一方向または別の方向に迅速に移動させることが可能である。

【0067】

レーザーの作用はブランキングを行わず、またはさらには表面エッチングも行わず、その狙いは、材料のコアにおけるその厚さの分子再構成である。拡大ラインをライティングする概念は、グリッドに従う一連のパルスの適用を説明するために分かり易い表現に変えることであり、ここでは、慣性ブロックの平面上での軌道投影が一連の非常に密集する平行な拡大ラインまたは非常に鋭利なジグザグ拡大ラインなどとして提示される。実際のその狙いは、コア材料を拡大すること、および、同じ線形方向Ｌに沿ってより密接な拡大を蓄積することである。

【0068】

特には第１のライティング・ゾーン３９１、第２のライティング・ゾーン３９２である、ライティング・ゾーン３９で、材料のボリューム内に拡大ラインをライティングすることにより、圧縮応力を受けるこれらのゾーンの作用に従ってこの材料が拡大する。この状態により、非常に強いが材料を液化させないくらいに十分に短い隔離された加熱が行われる。体積が非常にわずかにのみ拡大し、材料が固体状態を維持する。この隔離された加熱がフェムト秒レーザーの非常に短いパルスのバーストを用いて実施され、これが例えば、限定しないが、上で言及した文献、Ｙ．Ｂｅｌｌｏｕａｒｄによる、「Ｎｏｎ－ｃｏｎｔａｃｔ ｓｕｂ－ｎａｎｏｍｅｔｅｒ ｏｐｔｉｃａｌ ｒｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｕｓｉｎｇ ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ ｌａｓｅｒｓ」、Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ、２０１５年１１月２日、ｖｏｌｕｍｅ２３、Ｎｏ．２２（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ＳＡからのＹＢファイバー増幅レーザー、波長＝１０３０ｎｍ、パルス時間２７０ｆｓ、パルス・エネルギー約２５０ｎＪ、繰り返し率）によって説明されている。ビームが、６ｍｍのオーダーの作動距離で、数マイクロメートルのスポットのところでレンズを通して集束される。したがって、数マイクロメートルの範囲内の精度のこれらのパルスを用いる３次元スキャンにより、応力下で１つまたは複数のボリューム・ゾーンを画定することが可能となる。本明細書において上で説明した材料を修正することが可能である場合、異なるフェムト秒レーザー（波長、パルス時間、エネルギー、および繰り返し率）が使用されてもよいことは明白である。集束レンズの作動距離は、レーザー・ビーム成形および集束光学素子に従って変更され得る。

【0069】

その高い単純性によりここで示される図５から８の非限定の機構は径方向の線形方向Ｌに沿って「Ｓ」形のアクチュエータ３５を有し、アクチュエータ３５がこの同じ方向に沿う両方向に機能するように配置構成され、それにより、第２のアーム３４の頂部ゾーン（利得）または第１のアーム３３の底部ゾーン（後退）においてライティングが行われる。増幅装置３６が、線形方向Ｌに沿って線形ガイドを形成する可撓性ネック部分３１の間にある接続棒３１０を備える接続棒システムを非限定的に有し、それにより、増幅計数Ｋｍでアクチュエータを増幅するのを可能にし、その結果、埋設された正方形のテーブルすなわち慣性ブロック３が数マイクロメートルの振幅で移動する。

【0070】

上で言及した文献（Ｙ．Ｂｅｌｌｏｕａｒｄ、２０１５年）の発明によると、線形方向Ｌに沿って約１ｍｍの全長のボリュームにおいてライティングを行われた２００個の平行な平面のブロックにおいて、以下のことが達成される：上記のおよび図によるレーザー・パラメータを用いる場合、増幅係数Ｋｍが６であり、１ｍｍの長さにわたってライティングされた２００個の拡大ラインにおける、慣性ブロック３の増幅された移動量が約５マイクロメートルであり、したがって、１つのライティングされたラインごとの、線形方向Ｌに沿う、アクチュエータ３５のところの適切なムーブメントが、５／（２００＊６）＝４．１６７ｎｍ／ライン（または、平面）に等しい。

【0071】

上に記載される文献によると、マイクロ構造自体をブランキングするために同じテクニックが使用され得る。第１のステップが、レーザーの作用下でコアを拡大する同じ方法によると、ガラス・プレート（溶融シリカ）から除去されるべきボリューム・ゾーンをライティングすることからなる。第２のステップで、プレートが化学エッチングを受け、化学エッチングが応力下で一部分を選択的に除去する。達成される機械加工もマイクロメートルの精度となり、それにより、ガラスのマイクロ構造を生産することが可能となる。

【0072】

図９および１０が、１０．６ｍｍの直径（フェロー１９の外径）を有するテンプ輪を用いる場合において、上述した具体的な数値例に対しての本発明の適用を示しており、ここでは８．０ｍｍである直径１９０が、慣性ブロックの質量中心の旋回直径に一致する。アクチュエータ３５および増幅装置３６が、支持体２の平面寸法を、特には０．３ｍｍの厚さのガラス・チップである、一辺２．０ｍｍの正方形に限定するように適合され、このガラス・チップが、少なくとも１つの固定ゾーン３０に限定される慣性ブロック３および支持体２を同じ単一のレベルで支承し、それにより、テンプ輪１を固定し、さらには、アクチュエータ３５、増幅装置３６、および慣性ブロック３を垂設する。

【0073】

したがって、図５から８に概略的に示される機構は、コンパクトとなることにより、および、ばね式テンプ輪の一般的な寸法に合うように適合されることにより、修正され得る。より小さい断面のアクチュエータ・ビームに適用される、同じ応力シグマにより、フックの法則により（ｄｌ／ｌ＝Ｅ＊ｓｉｇｍａ：ここでは、ｄｌ＝長さの増分、ｌ＝ゾーンの長さ、Ｅ＝材料のヤング係数である。）、４．１６７ｎｍ／ラインの等しい線形ムーブメントを引き起こす、という仮定が作られた。したがって、上記のアクチュエータと等しい振幅を得るためには、２００個の拡大ラインのライティング長さが同一でなければならず、線形方向Ｌに沿って１ｍｍに等しくなければならない。

【0074】

図９に示されるように、厚さ０．３ｍｍのガラスの支持体２の場合、慣性ブロック３を形成する長方形のパレット・ストーンの質量が１．６ｍｇに等しく、これが図４のグラフのレート － ムーブメントの関係Ｃ２に一致する。

【0075】

接続棒３１０の境界を画定する２つのたわみネック部分３１の中点の間の距離がこの実施例では１．４０ｍｍであり、下側のたわみネック部分３１および連結ネック部分３２の中点の間の距離が０．１４ｍｍである。これらのたわみネック部分３１または連結ネック部分３２がここでは２０マイクロメートルの幅を有し、これは技術的観点から受け入れられるものである。レバーアーム比によるアクチュエータの移動量とマスの移動量との間の増幅係数Ｋｍは等しく、Ｋｍ＝１．４００ｍｍ／０．１４０ｍｍ＝１０である。

【0076】

本構造の最大線形振幅は等しく、＋／－ｘ＝Ｋｍ＊２００個の拡大ライン＊４．１６７ｎｍ／ライン＝２０００＊４．１６７ｎｍ＝＋／－８．３３マイクロメートルであり、これが、グラフＣ２を介すると、概して＋／－Δレート＝１日当たり＋／－９秒に一致する。

【0077】

したがって、１日当たり９秒の各々の２つの範囲における２００個の拡大ラインを考察すると、ライティングされたラインごとの設定の分解能は、ｄ＿レート（１ライン）＝９／２００＝０．０４５秒（１日当たりおよびライン当たり）に等しく、これは、１日当たり０秒から２秒の範囲内でレートを調整するのに十分である。

【0078】

線形方向Ｌに沿う１ｍｍの長さの２つのゾーンは１日当たり＋９秒の単一の利得補正および１日当たり－９秒の損失補正を可能にする、ことに留意されたい。複数のライティング・サイクルを有するために、支持体２の数を増大させるかまたは質量を増大させることが可能であり、これが、等しいムーブメントにおいてライティングする必要のある拡大ラインの数を少なくするという効果を有し、それにより、次のライティングのために、第１のアーム３３上でのおよび第２のアーム３４上での空間が節約される。

【0079】

レート調整の実施に関して、初期状態は、補正前において腕時計のレートが既知であり、ケースを閉じた状態で測定されることが想定される状態であるとみなされる。補正を実施するために、腕時計ヘッドを正確に位置決めするために特別な付属具が使用される。次いで、顕微鏡的対物レンズ（ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｉｃ ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ）および横断移動装置ｘｙを備える位置決めステージが、特にはフェムト秒レーザーであるレーザー源７００をテンプ輪１上で中央に配置するのを可能にする。

【0080】

この段階から、２つの選択肢が生じる：秒停止手段もしくは同様の手段などのロック・レバー／ブレーキ・レバーにより、あるいは、オシレータを停止して空間的に保持するための機構により、テンプ輪が停止され、固定化された標的物に対してレーザー発射が実施される。あるいは、テンプ輪１が継続して振動し、レーザー発射がテンプ輪１の角度位置に同期されなければならない。

【0081】

テンプ輪が停止され、固定化された標的物に対してレーザー発射が実施される事例は、限定しないが、例えば、テンプ輪の回転軸Ｄの中央に配置された画像認識ソフトウェアを備えるカメラを管理する制御手段を半自動で位置決めすることによって解決され得る。

【0082】

テンプ輪１が振動して、レーザー発射がテンプ輪１の角度位置に同期される事例では、本方法がより複雑になるが、より有利なものとなる。その理由は、テンプ輪を停止する必要がなく設定がオンザフライで実施されるからである。図１１および１２に示されるように、検出レーザー・ビーム７５０を通るように支持体２を通過させるのを開始することにより、発射が開始され得る。

【0083】

図１１が、支持体２を支承している、このテンプ輪のフェロー１９と、ライティング・ゾーン３９、３９１、３９２に対してライティングを行うための放射ライティング・レーザー源７００と、さらには、図の左側部分に斜めに設置された検出レーザー７５０と、を示しており、慣性ブロック３を示していない、テンプ輪１の回転軸Ｄを通る概略断面図であり、ここでは、テンプ輪１によって反射されたビームおよびそこに含まれる成分が、光電検出器などの収集手段７６０によって図の右側部分で収集される。

【0084】

図１２が、テンプ輪１が振動する事例の、および、レーザー発射がテンプ輪１の角度位置に同期された事例の、レーザー・ライティング源７００およびレーザー検出源７５０を備える図１１による配置構成の詳細図を示しており、テンプ輪１のフェロー１９が図９によるチップを支承しており、点線として示される円弧がレーザー・ライティング源７００の瞬間的な位置に一致し、レーザー・ライティング源７００が図の平面に対して垂直な方向に発射を行い、したがって、この例では、拡大ライン３９０を作り出すために、つまり、第１のライティング・ゾーン３９１内に小さい矢印によって記号化された分子レベルの拡大を作り出すために、第１の下側アーム３３のライティング・ゾーン３９１内でライティングを行うことができ、隣り合う小さい矢印が他の拡大ライン３９０に一致し、つまり、テンプ輪１の回転軸Ｄを基準として多様なビームに対応するライティング源７００のｘに沿う多様な位置決めを用いて同じゾーンで既に実行されたライティングに一致する。図の底部では、左側から右側まで、レーザー検出源７５０、集光レンズ７７０、テンプ輪１に対しての入射光、テンプ輪１上のまたはそれにより支承されるオルガン上の反射ポイント、反射光、集光レンズ７８０、および光電検出器７６０が見られ得る。

【0085】

図１２では、テンプ輪１のフェロー１９の左側縁部がその円形軌道内の頂部から底部まで振動する。チップ２がその基部によりテンプ輪１に固定される。この光学素子は、テンプ輪１の平面に対して垂直である方向ｚに沿う光学軸のライティングを実施するためのレーザー・ライティング源７００と、例えばテンプ輪の平面に対して４５°の角度で傾斜する検出レーザー７５０と、から構成され、ここでは、傾斜軸および反射ビームが平面ｘｚ内にある。そのそれぞれのスポットがｘに沿ってわずかにオフセットされ得るが、ｚに沿って同じ寸法を維持しなければならない。

【0086】

図１３が、ｘ軸において異なる時間スケールでプロットされているが、特定の時間および起きている事象を示すために互いに関連付けられて構成されている、３つのグラフを並置している。上のグラフが、テンプ輪１の角速度オメガＯＭＥをｙ軸に示し、真ん中のグラフが光電検出器７６０の信号ＶＰＤの値をｙ軸に示し、下のグラフがレーザー・ライティング源７００によって放射される光強度ＩＩＥをｙ軸に示す。

【0087】

テンプ輪１が振動するとき、その角速度ＯＭＥが、図１３の上のグラフでは時間ｔ１とｔ４との間であるニュートラル・ポイントの近傍で最大となり。これが数Ｈｚで振動するばね式テンプ輪に対応する。このゾーンは興味深いゾーンである。その理由は、速度が大幅には変化せず、したがって、準一定とみなされ得るからである。したがって、レーザー・ライティング源７００からのライティング・パルスのバーストのオンおよびオフを切り替えるために検出レーザー７５０が使用される。

【0088】

検出レーザー７５０に関連付けられた光電検出器７６０の信号ＶＰＤが、そのスポットがチップ２の中実ゾーン上にあるときのつまり図１３の真ん中のグラフおよび図１２の両方で見られるように、連続する固定ゾーン３０／第１の下側アーム３３／第２の上側アーム３４／慣性ブロック３の上にあるときの、値１を有し、信号ＶＰＤがスロット内では値０を有する。したがって、この信号は、時間ｔ２とｔ３との間においてレーザー・ライティング源７００によるバーストのライティングを、またより正確には、第１のアーム３３での利得設定のための第１のライティング・ゾーン３９１内での、または第２のアーム３４での損失設定のための第２のライティング・ゾーン３９２内での、ライティングを関与させるかまたは解除するのに使用され得る。図１２に示される実施例では、４つの拡大ライン３９０が第１のアーム３３上の第１の利得ゾーン内でライティングされ、これがテンプ輪１の回転軸Ｄの方に慣性ブロック３を引くことになり、振動数を増大させることによりレートの利得を誘発させることになる。光強度ＩＩＥのバーストの開始が時間ＴＯＮでの信号ＶＰＤの正側によってトリガーされ、その停止が時間ＴＯＦＦでの信号ＶＰＤの負側によってトリガーされる。例えば、拡大ライン３９０をライティングするために交互のピリオドつまりハーフ・ピリオドを使用することも可能であり、拡大ライン３９０がレーザー・ライティング源７００により増分ｘでオフセットされ、それにより、次の隣接する拡大ラインが次の交互の順番にライティングされるなどとなる。信号ＶＰＤを使用して回転方向の検出が実施され得、信号ＶＰＤのパターンが方向に応じて異なる。これにより、補正ゾーンにおいてレーザー・ライティング源７００を常にオンに切り替えることが可能となる。

【0089】

長さＬｅのゾーンである、第１のアーム３３上の第１の利得ゾーン内でのまたは第２のアーム３４上の第２の損失ゾーンでの（通過）ライティング継続時間Ｔｅが以下によって与えられる：
－ Ｔｅ＝Ｌｅ／（Ｒ＊Ａ＊２π＊Ｆ）、ここでは、Ｒ＝旋回半径、Ａ＝テンプ輪の角度振幅、およびＦ＝オシレータの振動数。

【0090】

この実施例では、Ｌｅ＝１９０μｍ、Ｒ＝４ｍｍ、Ａ＝２７０°、Ｆ＝４Ｈｚ、したがって、Ｔｅ＝０．４０ｍｓである。

【0091】

この実施例ではライティング・パルスの繰り返し振動数が８００ｋＨｚであり、したがって、１回の通過ごとのパルス数が８００＊０．４０＝３２０に等しく、したがって最大（蓄積）利得誤差が等しい：１／３２０＊（＋／－９秒／日）＝＋／－０．０３秒／日であり、これは本用途を完全に満たす。

【0092】

マイクロメートルの精度を有する３次元構造を生産するのを可能にする、フェムト秒レーザーおよび化学エッチングによるガラス加工テクニックは、十分に試行されたテクニックである。

【0093】

このテクニックは、ナノメートルの精度で、マイクロメートルの振幅にわたって移動させられ得る可撓性要素を備える２つのミリメートルのチップを生産するのを可能にする。アクチュエータ部分３５のナノ精度の移動の作動は、レーザー内部応力ライティング（ｌａｓｅｒ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｗｒｉｔｉｎｇ）によって実施される。可撓性のネック部分３１および接続棒３１０のシステムにより、線形方向Ｌに沿う振幅を増大させることが可能となる。

【0094】

このようなチップ２の実施形態は、１日当たり０．０３秒の精度で、および、通常は１日当たり＋／－１０秒の範囲内にある、１日当たり０．０９秒の分解能で、ばね式テンプ輪のレートを正確に高い精度で設定するように適合される。明らかに、この範囲の振幅および分解能は、デザインを適合させることで、容易に変更され得る。

【0095】

本発明が、理論的に、渦巻きばねまたは可撓性ストリップなどオシレータの弾性リターン要素に対しての一連の発射を通してそのスティフネスを修正するのを可能にすることができる、微小の不可逆的な拡大を実施するのを可能にするが、これらの変形したゾーンが作り出されることにより構成要素の一様性が妨げられ、この弾性リターン要素の弾性特性が損なわれるリスクがある、ことに留意されたい。そのため、本発明は、ここでは、好適には、渦巻きばねまたは弾性ストリップによって垂設されているか否かに関わらず、慣性要素に対して作用するように提示される。

【0096】

本設定システムはコンパクトであり、２つ以上のガラス・チップ２をテンプ輪１上に設置する以外に、腕時計１０００内の追加の複雑さを必要としない。

【0097】

腕時計ヘッド５００が、オシレータに対しての光学アクセスにおけるライティング・レーザーに対して透過性または非吸収性である、バックまたはガラス蓋などの透過性透明要素６００を有する場合、本設定は完成した腕時計１０００に対して直接に実施され得る。当然、本発明は、このように装備する腕時計１０００にも関する。

【0098】

図１４が、制御手段７９０と、ライティング・レーザー７００を取り扱うための横断移動装置７１０を備えるテーブルと、検出レーザー７５０と、反射光７６０を収集するための手段と、オシレータ１００を始動させるためのおよび止めるための手段７２０と、である、周辺装置およびその連結を示す。

【0099】

設定の外部部品（付属具、顕微鏡、光学素子、およびレーザー）は、通常、生産のためのおよび顧客サービスの保管のための両方において、迅速かつユーザーフレンドリな設定を可能にするデスクの一定のボリュームを占有する。

【0100】

本発明の実装形態は、物理的は保護分離箇所（ケース、ケーシング）によって光の吸収が最適化される場合、および、レーザー・スポットを位置決めするための高い信頼性のシステムが具現化される場合、より優れたものとなる。当然、衝撃を受けるときの早期の破断を引き起し得るような、ライブ・ゾーンの脆性の増大を防止するために、実験によって決定された一定の寸法を超えるように適合された寸法をライブ・ゾーン（ｌｉｖｅ ｚｏｎｅ）に対して採用しなければならない。

【符号の説明】

【0101】

１ 慣性マス
２ 支持体
３ 慣性ブロック
３０ 固定ゾーン
３２ 連結ネック部分
３３ 第１のアーム
３４ 第２のアーム
３５ アクチュエータ
３６ 移動量増幅装置
３９ ライティング・ゾーン
１００ 機械式時計学オシレータ
３１０ 接続棒
３３４ 共通のセグメント
３９０ 拡大ライン
３９１ ライティング・ゾーン
３９２ ライティング・ゾーン
６００ 透過性透明要素
７００ レーザー源
７１０ 横断移動装置
７５０ 検出レーザー
７６０ 収集手段
７９０ 制御手段
８０１ 第１のステップ
８０２ 第２のステップ
８０３ 第３のステップ
８０４ 第４のステップ
８０５ 第５のステップ
１０００ 腕時計
Ｄ 回転軸
Ｌ 線形方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】