DE102008005391A1

DE102008005391A1 - Self-sufficient clock has light emitting diode provided as display element, permanent advertisement, which utilizes light emitting diode for display, and common oscillator divisor component

Info

Publication number: DE102008005391A1
Application number: DE200810005391
Authority: DE
Inventors: Martin Spies
Original assignee: INGBUERO SPIES GbR VERTRETUNGS; Ingenieurbuero Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Hans Spies Martin Spies 86558 Hohenwart)
Current assignee: INGBUERO SPIES GbR VERTRETUNGS; Ingenieurbuero Spies GbR (vertretungsberechtigte Gesellschafter Hans Spies Martin Spies 86558 Hohenwart)
Priority date: 2008-01-21
Filing date: 2008-01-21
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-01-22
Also published as: DE102008005391B4

Abstract

The self-sufficient clock has light emitting diode provided as display element, a permanent advertisement, which utilizes a light emitting diode (106) for display, and a common oscillator divisor component. The time indicates as binary code implemented temporal pulse break code.

Description

Leuchtdioden werden bereits seit langer Zeit zur Zeitanzeige in Uhren verwendet. Die Anzeigen der mit dieser Technik gebauten Uhren werden entweder aus dem Netz oder aus unhandlichen Batteriesätzen gespeist oder werden auf Knopfdruck oder durch Armbewegung nur für sehr kurze Zeit eingeschaltet. Es gibt auch Exemplare als Armanduhr, die durch Drehen des Armes in die Ablesestellung für kurze Zeit aktiviert werden.LEDs have been used for a long time for time display in watches. The displays of the watches built with this technique are either powered from the mains or unwieldy battery packs or are on Pushing a button or by arm movement only for a very short time. There are also copies as Armanduhr, by turning the arm in the reading position for short Time to be activated.

Alle diese Exemplare sind für einen Dauerbetrieb, das bedeutet für die ständige Anzeige der Uhrzeit z. B. als Armbanduhr oder Taschenuhr, nicht geeignet.All these copies are for a continuous operation, which means for the constant display of the time z. B. as a wristwatch or pocket watch, not suitable.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Aufgabe der Erfindung ist es eine autarke Uhr z. B. eine Armbanduhr oder Taschenuhr mit Leuchtdiodenanzeige zu erstellen, die ständig die Zeit anzeigt und mittels handelsüblichen Batterien oder Generatoren versorgt wird und damit Laufzeiten von mindestens einem Jahr und mehr erreicht werden.task the invention, it is a self-sufficient clock z. B. a wristwatch or Pocket watch with LED display to create that constantly the time indicating and by means of commercial Batteries or generators is supplied and thus runtimes of at least one year and more.

Beschreibungdescription

Die Erfindung soll im Folgenden anhand der 1 bis 7 beschrieben werden. Da die Leuchtdioden während ihrer Leuchtdauer relativ viel Strom verbrauchen, wird eine Schaltung gemäß 1 verwendet.The invention will be described below with reference to the 1 to 7 to be discribed. Since the LEDs consume a relatively large amount of power during their lighting period, a circuit according to 1 used.

Der als monolithische Schaltung oder als Mikroprozessor mit geeigneten Schnittstellen ausgeführte Baustein 101 wird von der Stromquelle 102, z. B. aus einer 3 V Lithiumbatterie, gespeist und enthält den Oszillator mit dem Steuerquarz 103 sowie alle Teilerstufen bisher ab zu Sekunden, Minuten und Stunden. Die Zeit wird über mindestens eine Leuchtdiode 106 angezeigt.The executed as a monolithic circuit or as a microprocessor with suitable interfaces block 101 is from the power source 102 , z. B. from a 3 V lithium battery, fed and contains the oscillator with the control quartz 103 and all divisors so far from seconds, minutes and hours. The time is over at least one light emitting diode 106 displayed.

Zur Zeiteinstellung dienen z. B. zwei Schalter 104 und 105. Eine Weiterführung der Erfindung zeigt 2. Die zeitbestimmende Einheit 202 enthält den Steuerquarz 103 und die Zeiteinstellschalter 104 und 105. Die Zeiteinstellung kann auch über einen Normalfrequenzsender, der über die Antennenspule 207 vom Baustein 206 empfangen und dekodiert wird, korrigiert werden. Die Stromversorgungseinheit wird von der z. B. wiederaufladbaren Batterie 102 über die Stromversorgungseinheit 201 sichergestellt. Die Ladung der Batterie kann aus dem Generator 205 erfolgen, der die Stromversorgung aus dem Umgebungslichte oder der Bewegungsenergie des Armes oder eines Generators der die Temperaturdifferenz nützt, sicherstellt. Der Baustein 203 schaltet die LED 106 und passt deren Einschaltdauer oder die Stromversorgung der Umgebungshelligkeit über die Diode 204 an.To adjust the time z. B. two switches 104 and 105 , A continuation of the invention shows 2 , The time-determining unit 202 contains the tax quartz 103 and the time setting switch 104 and 105 , The time setting can also be via a standard frequency transmitter, which is via the antenna coil 207 from the building block 206 received and decoded, be corrected. The power supply unit is powered by the z. B. rechargeable battery 102 via the power supply unit 201 ensured. The charge of the battery can come from the generator 205 be made, which ensures the power supply from the ambient light or the kinetic energy of the arm or a generator which uses the temperature difference. The building block 203 turns off the LED 106 and adjusts their duty cycle or the power supply of the ambient brightness via the diode 204 at.

In 3 ist die einfachste Anzeige dargestellt. Sie kommt mit einer einzigen Leuchtdiode aus. Die Stunden werden gemäß dem Schema 302 binär dadurch angezeigt, dass die notwendigen 5 Bit zeitlich seriell mit z. B. dem zeitlichen Abstand 303 so kodiert werden, dass die gültigen Einser z. B. mindestens zwei Ansteuerpulse enthalten und die Nullen nur einen. Dadurch dass die Ansteuerpulse zeitlich oder kurz aufeinanderfolgen, stellt das Auge einen höheren Helligkeitswert fest.In 3 the simplest display is shown. It comes with a single LED. The lessons will be according to the schedule 302 binary indicated by the fact that the necessary 5 bit time series with z. B. the time interval 303 be coded so that the valid Einser z. B. contain at least two drive pulses and the zeros only one. Because the drive pulses follow one another in terms of time or in short, the eye establishes a higher brightness value.

Beginnend mit dem Most Significant Bit 304 und der folgenden Bits 305, 306, 307 und 308 werden auf der Zeitskala 301 alle Stellen so angezeigt, wie in 3 Schema 302 die Zahl 10 für z. B. 10 Uhr. In gleicher Weise werden nach bemerkbarer Pause die Minuten gemäß Schema 310 angezeigt dargestellt, z. B. 30. Für die Minuten werden 6 Bit benötigt mit dem Zeitintervall 317 und den Bits 311 bis 316.Starting with the Most Significant Bit 304 and the following bits 305 . 306 . 307 and 308 be on the time scale 301 all digits displayed as in 3 scheme 302 the number 10 for z. B. 10 o'clock. In the same way, after a noticeable break, the minutes become according to the schedule 310 displayed displayed, for. B. 30. 6 bits are required for the minutes with the time interval 317 and the bits 311 to 316 ,

Durch die Pulsbeleuchtung und relativ großen Pausen wird so viel Energie angespart, dass diese Uhr mit so wenig Energie auskommt, wie LCD- oder Schrittmotoruhren.By the pulse lighting and relatively long breaks will be so much energy saved, that this clock with as little energy gets along, as LCD or Stepper motor watches.

Die Helligkeitsmessung für die Helligkeitsanpassung kann entsprechend 4 so ausgeführt werden, dass die Leuchtdiode 106 oder eine für die Stromversorgung dienende Diode 204 über den Schalter 407 innerhalb der Pausen über dessen Gattereingang 408 auf den Kondensator 405 geschaltet wird, der vorher über den Schalter 403 über dessen Gatter 404 entladen wurde. Die Anordnung ist mit dem Gatter des Schalters 409 verbunden. Je intensiver die Beleuchtung an der Diode 106 bzw. 204 ist, um so schneller wird der Schwellwert am Gatter erreicht und damit über die Drainelektrode 410 ein Signal an den Steuerprozessor weitergegeben. Die Impulssteuerung für die Anzeige wird anhand dieser Werte nachgesteuert. Entweder durch die Ansteuerzeit der Impulse oder durch die Anzahl der Impulse. Der Schalter 401 trennt in der Zeit der Beleuchtungsmessung die Leuchtdiode 106 vom Pulstreiber für die Zeitanzeige oder die Stromversorgungsdiode 204 von der Ladeschaltung. Dies kann auch direkt an der Ladeschaltung für Diode 204 oder direkt am Pulstreiber für die Diode 106 bewerkstelligt werden.The brightness measurement for the brightness adjustment can be adjusted accordingly 4 be executed so that the light emitting diode 106 or a diode used for the power supply 204 over the switch 407 during the breaks over his gate entrance 408 on the capacitor 405 is switched, the previously on the switch 403 over its gate 404 was unloaded. The arrangement is with the gate of the switch 409 connected. The more intense the lighting on the diode 106 respectively. 204 is, the faster the threshold value is reached at the gate and thus via the drain electrode 410 a signal is passed to the control processor. The pulse control for the display is readjusted on the basis of these values. Either by the activation time of the pulses or by the number of pulses. The desk 401 disconnects the light-emitting diode during the time of the illumination measurement 106 from the pulse driver for the time display or the power supply diode 204 from the charging circuit. This can also be done directly on the charging circuit for diode 204 or directly on the pulse driver for the diode 106 be accomplished.

Damit das Gehäuse für z. B. eine Armbanduhr gemäß den vorausgehenden Ausführungen absolut dicht gestaltet werden kann, werden die Schalter gemäß 5 entweder als Reedschalter 501 oder als magnetisch steuerbarer Widerstand 503 ausgeführt und jeweils durch die Gehäusewand hindurch mit einem Magneten 502 betätigt. Eine Ausführungsform ist in 5a als Beispiel gezeigt.So that the housing for z. B. a wristwatch according to the previous versions can be designed absolutely tight, the switch according to 5 either as a reed switch 501 or as a magnetically controllable resistor 503 executed and in each case through the housing wall through with a magnet 502 actuated. One embodiment is in 5a shown as an example.

Im Gehäuse 504 ist eine abgedichtete Kavität 505 eingearbeitet in der über das Schraubgewinde 507 eine lösbare Schraube 506, die am oberen Ende den Magneten 502, trägt, befestigt ist. Durch herausschrauben kann der Magnet 502 den Reedschalter 501 oder den magnetischen Widerstand 503 betätigen. Die beiden benötigten Schalter können gleichartig ausgeführt sein, wenn sie eine entsprechende Kennzeichnung tragen.In the case 504 is a sealed cavity 505 incorporated in the over the screw thread 507 a detachable screw 506 at the top of the magnet 502 , carries, is attached. By unscrewing the magnet 502 the reed switch 501 or the magnetic resistance 503 actuate. The two required switches can be made similar if they bear a corresponding label.

Eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes ist in 6 dargestellt. Die Zeitbestimmungseinheit 202 und die Energieversorgungseinheit 201 mit der Batterie 102 sind in der Einheit 205 zusammengefasst und steuern über die Verbindung 205a den Schaltkreis 601, der seinerseits die Leuchtdioden 602a bis 602m ansteuert. Die Leuchtdioden 602a bis 602m sind in der normalen Zwölferanordnung entsprechend einer Analoguhr angebracht. Die Ansteuerung erfolgt so, dass die gültige Ziffer heller aufleuchtet wie die nicht gültigen z. B. durch das vorher beschriebene Verfahren der Ansteuerung mit längeren oder mehrfachen Pulsen. Die Leuchtdioden sind z. B. auf einer Seite auf Massepotential 603 angeschlossen.A further embodiment of the article according to the invention is disclosed in 6 shown. The time determination unit 202 and the power supply unit 201 with the battery 102 are in unity 205 summarized and control over the connection 205a the circuit 601 , in turn, the light-emitting diodes 602a to 602m controls. The light-emitting diodes 602a to 602m are mounted in the normal twelve-way arrangement according to an analog clock. The activation takes place in such a way that the valid number lights up brighter like the non-valid z. B. by the previously described method of driving with longer or multiple pulses. The LEDs are z. B. on one side to ground potential 603 connected.

Damit können ohne Umrechnung Sekunden, Minuten und Stunden zeitlich nacheinander angezeigt werden. Zwischenwerte kann man wie in 3 beschrieben durch Blinkzeichen anzeigen.This allows seconds, minutes and hours to be displayed one after the other without conversion. Intermediate values can be as in 3 described by flashing display.

In Weiterführung der Erfindung kann entsprechend 7 die Ansteuerung von Dioden 701 so ausgeführt werden, dass die über die Schnittstelle 205a vom Baustein 205 kommende Zeitinformation jeweils pro Ziffer durch Leuchtdioden unterschiedlicher Farben z. B. rot 702 und grün 703 und blau 704 angezeigt werden.In continuation of the invention may accordingly 7 the control of diodes 701 be executed that over the interface 205a from the building block 205 incoming time information in each case per digit by light emitting diodes of different colors z. Loaf 702 and green 703 and blue 704 are displayed.

Damit können entweder Sekunden, Minuten und Stunden gleichzeitig durch die verschiedenen Farben gezeigt werden oder über entsprechende Mischfarben durch Wahl der Pulsverhältnisse der drei Grundfarben erzeugt werden.In order to can either seconds, minutes and hours simultaneously through the different colors be shown or over appropriate mixed colors by choice of pulse ratios the three primary colors are generated.

Die Leuchtdioden können auch durch beliebige andere elektrisch ansteuerbare Leuchtmittel, die eine kurze Anstiegs- und Abfallzeit bei gleichzeitig hoher Lichtausbeute aufweisen ersetzt werden, wie z. B. Laserdioden als Kantenemitter oder Bauteile mit einer vertikalen Kavität (VCSELs) oder organische elektrisch ansteuerbare Leuchtdioden (OLEDs).The Light-emitting diodes can also by any other electrically controllable bulbs, a short rise and fall time with high light output be replaced, such as. B. laser diodes as edge emitter or components with a vertical cavity (VCSELs) or organic electrical controllable light-emitting diodes (OLEDs).

Da die Lichtemission von Laserdioden und auch moderner Leuchtdioden in einem sehr schmalen Spektralbereich stattfindet, kann als Abdeckung der Leuchtmittel ein optisches Bandpassfilter mit einer sehr kleinen Bandbreite verwendet werden.There the light emission of laser diodes and modern light emitting diodes takes place in a very narrow spectral range, can be used as a cover of the Bulb an optical bandpass filter with a very small Bandwidth can be used.

Dadurch lässt sich der Kontrast der Anzeige auch bei sehr intensiver Umgebungsbeleuchtung noch wesentlich gegenüber den Tiefpassfiltern der üblichen LED-Uhren verbessern. Dies verbessert einerseits die Ablesemöglichkeit des Betrachters andererseits die Energiebildung der Uhren. Diese Methode ist auch anwendbar wenn mehrere Farben zum Einsatz kommen. Entweder durch Bandpassfilter mit mehreren Durchlassbereichen oder durch Belegung der jeweiligen Diode mit dem ihrer Farbe entsprechende Bandpassfilter.Thereby let yourself the contrast of the display even in very intense ambient lighting yet substantially opposite the low-pass filters of the usual Improve LED watches. On the one hand, this improves the ability of the viewer to read the energy of the clocks. This method is also applicable if several colors are used. Either through bandpass filter with multiple passbands or occupancy of the respective Diode with the bandpass filter corresponding to its color.

Claims

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige die zur Anzeige mindestens eine Leuchtdiode verwendet und einen bekannten Oszillator-Teilerbaustein dadurch gekennzeichnet, dass die Uhrzeit ständig repetierend in einem vorwiegend als Binärcode ausgeführten zeitlichen Pulspausencode angezeigt wird.Autarkic clock with LEDs as display elements with permanent display which uses at least one LED to display and a known oscillator divider module characterized in that the time is constantly repeating displayed in a predominantly executed as a binary code pulse pause code.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Leuchtdioden durch ihre jeweilige Position die Zeitanzeige und die jeweils gültige Ziffer durch größere Helligkeit mittels Pulsbreite oder Pulsanzahl markiert wird.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1, characterized in that several LEDs by their respective position, the time display and the always valid Digit due to greater brightness is marked by pulse width or number of pulses.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Helligkeit der Anzeige durch die Außenhelligkeit die mittels der gleichen Diode gemessen wird angepasst wird.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1 or 2, characterized that the brightness of the display by the external brightness of the same diode is measured is adjusted.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass neben der Kodierung der Ziffer durch Lage und Helligkeit ein Pulscode für die nötigen Zwischenwerte benützt wird.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1 to 3, characterized in that in addition to the coding of the digit by position and brightness, a pulse code for the force Intermediate values used becomes.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass zur Anzeigeunterscheidung zwischen Sekunden, Minuten und Stunden ein Farbcode verwendet wird.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1 to 4, characterized in that for display differentiation between seconds, minutes and hours a color code is used.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass als Leuchtdioden Halbleiterleuchtdioden zum Einsatz kommen.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1 to 5, characterized in that be used as light-emitting diodes semiconductor light emitting diodes.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass Laserdioden als Leuchtmittel zum Einsatz kommen.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1 to 5, characterized in that Laser diodes are used as a light source.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass organische Leuchtdioden zum Einsatz kommen.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1 to 6, characterized in that organic light emitting diodes are used.

Autarke Uhr mit Leuchtdioden als Anzeigeelemente mit Daueranzeige nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass als Abdeckung der Leuchtmittel ein optischer Bandpassfilter zur Verbesserung des Kontrastes gegenüber der Umgebungsbeleuchtung verwendet wird.Self-contained clock with LEDs as display elements with permanent display according to claim 1 to 6, characterized in that as a cover of the bulbs an optical bandpass filter for Improvement of contrast with ambient lighting is used.