DE19613491B4

DE19613491B4 - Transponder-Armbanduhr

Info

Publication number: DE19613491B4
Application number: DE19613491A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Zimmermann
Original assignee: Junghans Uhren GmbH
Current assignee: Junghans Uhren GmbH
Priority date: 1996-04-04
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2016-04-05
Also published as: DE19613491A1

Abstract

Armbanduhr (10) mit passivem Transponder (11) aus Chip (14) und magnetischer Antenne (12) in Form einer Luft-Spule (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) in einen Ringhohlraum eines Kunststoff Austauschteiles des Uhrgehäuses (17) eingeklebt oder von dessen Kunststoffmaterial umspritzt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Armbanduhr gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Eine solche Transponder-Armbanduhr ist etwa als „SkiData-KeyWatch" auf dem Markt (vgl. DIALOG, Heft 2/1991, Seite 33). Sie dient als Berechtigungsausweis und Abbuchungskonto für elektronische Zutritts- und Abrechnungssysteme, etwa zur Benutzung von Skiliften, Parkgaragen, Mautstraßen, Bädern oder Hotelangeboten. Ihr Chip enthält einen Speicher, der als unveränderliche Information eine Kennung beinhaltet, an die eine Nutzungsberechtigung für ein bestimmtes Dienstleistungsangebot vergeben werden kann. Ein variabler Speicherinhalt stellt ein abbuchbares Guthabenkonto dar, welches auch wieder aufgefüllt werden kann. Die Kommunikation mit einem Computer zur Auswertung und gegebenenfalls Veränderung des Speicherinhalts erfolgt über eine Funkschnittstelle im niederfrequenten Mittelwellenbereich, wie in der EP 0 582 137 A2 als solches nähe beschrieben: Bei hinreichender Annäherung an die sendende Funkschnittstelle nimmt die auf das Hochfrequenzfeld abgestimmte Antennenspule des Transponders genügend Hochfrquenzenergie auf, um für das Auslesen und gegebenenfalls Beschreiben des Transponderspeichers über einen Gleichrichter die erforderliche Betriebsspannung zur Verfügung zu stellen. Es handelt sich also um eine sogenannten passiven Transponder, weil er ohne eigene Energiequelle arbeitet und nicht eigenständig ein Signal aussendet. Dadurch belastet der Transponder insbesondere nicht die Energiequelle der Armbanduhr. Die aus dem Speicher ausgelesene Information steuert einen Modulator, mittels dessen die Transponderantenne im Rhythmus der aus dein Speicher ausgelesenen Binärinformation bedämft wird und somit dem eingespeisten Hochfrequenzfeld Energie entzieht. Das ist in der Funkschnittstelle als Amplitudenmodulation detektierbar, so daß auf diese Weise die aus dem Speicher abgerufene Information drahtlos in den Computer übermittelbar ist. Wird andererseits sendeseitig die abgestrahlte Hochfrequenzenergie moduliert, dann kann das im Transponder delektiert und in eine abzuspeichernde Information umgesetzt werden, um beispielsweise ein Guthabenkonto im Transponder-Speicher nach Abbuchen bzw. nach Auffüllen auf den aktuellen Wert zu setzen.

Bei am Markt erhältlichen Transponder-Armbanduhren liegt die Antennenspule als flache dünne Luftspule sehr großen Durchmessern in einem Ringraum, der im nichtmetallischen Uhrgehäuse zwischen einem zentralen Aufnahmebereich für das Werk und der äußeren Gehäusewandung dafür freigespart ist. Das vergrößert den Durchmessers des Uhrgehäuses überproportional, wenn ein preisgünstigeres, da größerbauendes, Werk eingesetzt werden soll, wie es etwa aus den Querschnittsdarstellungen der DE 196 07 806 A1 für den Fall nicht-gattungsgemäßer Funkarmbanduhren ersichtlich ist. Dort wird das Werk vom Zifferblatt konzentrisch überdeckt, und in einen das Zifferblatt unter der Lunette umgebenden Kanal ist die Antennenspule derart eingelegt, daß sie bei Betrachtung des Zifferblatts nicht zu sehen ist. Ebenfalls zu einer oft nicht hinnehmbaren Vergrößerung der Armbanduhr insgesamt führt es, bei einer Funkarmbanduhr gemäß DE 93 18 224 U1 die magnetische Langwellenantenne als Spule auf einem gestreckten Ferritzylinder anzuordnen, der unter dem Zifferblatt zwischen einem exzentrisch zum Zifferblatt positionierten Uhrwerk und einem der Bandanschlüsse an das Armbanduhrengehäuse liegt.

Ebenfalls zu einer nur durch die Antennenfunktion bedingten und deshalb im vorliegenden Zusammenhang nicht hinnehmbaren Vergrößerung der Armbanduhr insgesamt führt es, gemäß der DE 89 01 512 U1 eine oder mehrere Antennenspulen auf Ferritkernen seitlich am Armbanduhrengehäuse anzuordnen; oder innerhalb der auf einem Boden umlaufenden Wandung eines flach-topfförmigen Kernes das Uhrwerk sowie außerhalb jener Wandung die Antennenspule vorzusehen.

Nicht in Betracht für die bei der gattungsgemäßen Armbanduhr zur Anwendung gelangenden RF-Transponder kommt die UHF-Antennentechnologie der Pager- Uhren, für die regelmäßig höherfrequente elektromagnetische Antenneneffekte ausgewertet werden, etwa mittels einer einfachen gebogen verlaufenden Drahtschleife gemäß CH 686 107 G A3 bzw. JP 56-169401 A oder mittels einer kombinierten kapazitiven und induktiven Antenne, die etwa gemäß EP 0 312 792 A1 aus zwei einander distanziert gegenüberstehenden Leitern besteht, von denen der als Induktivität dienende ein geschlitzter massiver Ring ist; vgl. auch die DE 89 16 177 U1, wonach als elektromagnetische Antenne die Kapazität zwischen Bodenbelag und unter dein Uhrglas aufgedampftem metallischem Reif in elektrischer Zusammenschaltung mit einer das Werk umgebenden Spule dient.

Der Erfindung liegt nämlich die technische Problematik zugrunde, flexiblere Möglichkeiten für die Ausstattung einer Armbanduhr mit einem Transponder eingangs erläuterter Art zu eröffnen.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmalskombination des Hauptanspruches gelöst. Danach können Kunststoff Austauschteile des Uhrgehäuses – wie auf der Sicht- oder Vorderseite der Lunettenring; oder auf der Rückseite der Batteriedeckel; oder der gesamte Gehäuseboden (mit Batteriedeckel, oder den Batteriedeckel umgebend) – mit einer eingeklebten oder umspritzt eingelegten Transponder-Luftspule ausgestattet sein. Mit derart geschützt und stabil zusätzlich ausgestatteten Austauschteilen kann eine ganz normale Armbanduhr im Zuge der Endmontage oder auch nachträglich noch zur Transponderuhr umgestaltet werden, indem einfach der entsprechend mit der Luftspule samt Chip bestückte Lunettenring, der Batteriefachboden oder der Gehäuseboden gegen das unbestückte Standardteil ausgetauscht wird; denn eine funktionale Verknüpfung zwischen der Uhr (und ihrer Speiseschaltung) einerseits und andererseits dein Transponder ist ja nicht gegeben, weshalb dieser Austausch jederzeit problemlos durchzuführen oder rückgängig zu machen ist.

Diese Lösung der freizügigen Umgestaltungsmöglichkeit zwischen normaler Armbanduhr und spezieller Transponderuhr hat natürlich nichts damit zu tun, etwa gemäß DE 87 13 591 U1 ein Armbanduhrengehäuse außen mit einer Halterung für einen davon abnehmbaren Kugelschreiber oder dergleichen Schreibgerät auszustatten; bzw. gemäß CH-PS 531 201 ein einzelnes Armbanduhrengehäuse gleichzeitig mit zwei abnehmbaren Lunettenringen auszustatten, nämlich einen sichtseitig das Uhrglas umgebend und einen weiteren als Austausch-Reserve auf der Gehäuserückseite den Bodendeckel umgebend. Auch die Anordnung einer in das Uhrglas integrierten, gebogen verlaufenden Thermometer-Kapillare gemäß US 3 177 718 bzw. das rückseitige Bekleben eines Uhrglases mit Schnmcksteinen gemäß DE 42 18 874 C2 oder die Unterbringung einer Identitätskennzeichnung in einer seitlich neben dein Uhrbandanschluß angebrachten Längsbohrung im Uhrgehäuse, die nach Aufnahme einer Patrone verschließbar ist, erbringen ersichtlich selbst rückcblickend keinerlei Anregungen in Richtung auf vorstehend umrissene erfindungsgemäße Lösung.

Die eingeklebte oder eingegossene Antennen-Luftspule des Transponders muß nicht (als bei diesen Abmessungen handhabungskritische) frei gewickelte Spule realisiert sein; zweckmäßiger kann eine Ausgestaltung als bogenförmige Leiterbahnen-Kaschierung auf einem starren oder flexiblen Träger sein, zumal damit zugleich eine Montagefläche für den an die Spulenenden zu bondenden Chip gegeben ist, vgl. die Darstellung in der älteren Patentanmeldung 195 38 917.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird außer auf die Ansprüche und die abschließende Zusammenfassung auf nachstehende Beschreibung der Zeichnung Bezug genommen, in der Anordnungs-Beispiele für die Transponder-Antenne symbolisch vereinfacht und nicht ganz maßstabsgerecht dargestellt sind. Die Zeichnung zeigt in 1 bis 3 den Einbau von Luftspulen in Austauschteile an Armbanduhren.

Die in der Zeichnung skizzierten Armbanduhren 10 sind austauschbar mit Transpondern 11 ausgestattet. Deren magnetischen Antennen 12 sind als Luftspulen 13 ausgebildet. Bei diesen handelt es sich zum Beispiel um freitragend gewickelte Zylinderspulen, deren axiale Höhe klein ist im Vergleich zur radialen Breite, die wiederum sehr klein ist im Vergleich zum Innen- oder Außendurchmesser der Spule 13; oder es handelt sich um im wesentlichen spiralförmig verlaufende Leiterbahnen auf einem flachen ringförmigen Schaltungsträger. Anfang und Ende der Spule 13 sind an einen Chip 14 angeschlossen, dessen Querschnittsabmessungen höchstens in der Größenordnung der Ringbreite der Spule 13 liegen. Die integrierte Schaltung des Chips 14 kann eine Abstimm-Kapazität, mit der die Spule 13 auf Parallelresonanz zum Abfragefeld (typisch um 120 kHz) eingestellt ist, und einen geglätteten Einweggleichrichter enthalten, sowie auf jeden Fall einen Speicher, der zumindest teilweise als Nurlese-Speicher für eine vorgegebene Identinformation betreibbar ist.
Wenn wie im Falle der Beispielsdarstellung in 1 der Transponder 11 in einer verdrehbar oder starr auf dem Gehäuse 17 gehalterten Lunette 16 angeordnet ist (in einen Ringhohlraum eingeklebt oder darin mit Kunststoffmaterial umspritzt), dann ist diese Lunette 16 als Austauschteil ausgelegt, welches z.B. als Verzieung auch erst nachträglich auf die komplettierte Armbanduhr 10 aufgesetzt werden kann, wenn diese als Transponderuhr Einsatz finden soll. Durch unterschiedliche Form- oder Farbgebung der Lunette 16 im Zuge der Bestückung des Uhrgehäuses 17 kann der Armbanduhr 10 ein unterschiedliches Aussehen gegeben werden, welches damit dann zugleich eine informative Wechselbeziehung zur Transponderfunktion aufweist. So kann etwa durch die Farb- oder Formgebung der mit der Spule 13 samt Chip 14 ausgestatteten Lunette 16 zum Ausdruck gebracht werden, ob der Transponder 11 einen saldierenden Speicher, und in diesem Falle einen nur abbuchbaren oder auch einen wiederaufwertbaren Speicher, enthält.
Für einen anderen Beispielsfall des nachträglich austauschbar, nun rückseitig applizierten Transponders 11 ist gemäß 2 die Integration der Luft-Spule 13 samt Chip 14 in den Rand oder in den umlaufenden Flansch des Deckels 19 vorgesehen, mit dem rückwärtig die Batterieöffnung einer Armbanduhr 10 verschließbar ist. Dabei kann der Batterie-Deckel 19 sich auch entgegen der Darstellung in 2 über die gesamte Rückseite des Gehäuses 17 erstrecken und somit Bodenfunktion für das Gehäuse 17 wahrnehmen; oder der aus Kunststoff gespritzte (und in sich den separaten Batteriedeckel 19 aufnehmende) Gehäuse-Boden 20 ist gemäß 3 seinerseits mit der eingeklebten oder eingeformten Luft-Spule 13 samt Chip 14 des Transponders 11 ausgestattet.
So können beliebig ausgestaltete Armbanduhren 10 mit hinsichtlich ihrer Abmessungen standardisierten Lunetten 16, Batteriedeckeln 19 oder Gehäuseböden 20 ausgestattet werden, welche wahlweise mit oder ohne Transponder 11 ausgerüstet sind, um die Armbanduhr 10 als normale oder als Transponder-Armbanduhr zu tragen. In letzterem Falle ist die Uhr 10 in Richtung der Spulenachse, also mit dem Glas 15 oder dem Boden 20 voran, der Funkschnittstelle anzunähern, und den Transponder 11 in Betrieb zu setzen.

Claims

Armbanduhr (10) mit passivem Transponder (11) aus Chip (14) und magnetischer Antenne (12) in Form einer Luft-Spule (13), dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) in einen Ringhohlraum eines Kunststoff Austauschteiles des Uhrgehäuses (17) eingeklebt oder von dessen Kunststoffmaterial umspritzt ist.
Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Spule (13) ausgestattete Kunststoff Austauschteil des Uhrgehäuses (17) ein Lunettenring (16) ist.
Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Spule (13) ausgestattete Kunststoff Austauschteil des Uhrgehäuses (17) ein Batteriedeckel (19) ist.
Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit der Spule (13) ausgestattete Kunststoff-Austapschteil des Uhrgehäuses (17) ein Gehäuseboden (20) ist.
Armbandphr nach einem der vorangehenden Anspruche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) im Vergleich zur radialen Breite, die gegenüber dem Spulendurchmesser sehr klein ist, eine kleine axiale Höhe aufweist.
Armbanduhr nach einem der vorangelenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (13) als eine im wesentlichen spiralförmig verlapfende, bogenförmige Leiterbahnen-Kaschierung auf einem flachen ringförmigen Träger ausgebildet ist, der zpgleich als Montagefläche für den Chip (14) dient.
Armbanduhr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihre in ein Kunststoff Apstapschteil des Uhrgehäpses (17) integrierte Spule (16) an einen Chip (14) mit wiederaufwertbarem Speicher angeschlossen ist.
Armbandphr nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ihr mit der Spule (13) ausgestattetes Kunststoff Apstapschteil sich dprch seine Form- oder Farbgebung von einem gleichen aber nicht mit dem Transponder (11) ausgestatteten Apstauschteil unterscheidet.