DE2260784C3 - Armbanduhr mit elektrooptischer Zeitanzeige - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Armbanduhr mit elektrooptischer Zeitanzeige, einer Stromquellenkammer zur Speisung der Zeitanzeige von einer Stromquelle her, und einem Schalter zur Verbindung der Stromquellenklemme mit der Zeitanzeige, der durch eine bestimmte Bewegung des die Uhr tragenden Armes betätigbar ist.

Gemäß einem älteren Vorschlag enthält eine Armbanduhr eine Batterie als Energiequelle und eine Anzeigevorrichtung, die selbst lichtemittierend ist, oder die die einfallenden Strahlen unterbricht, und bei der zur Verringerung des mittleren Energieverbrauchs die Stromzufuhr zur Anzeigeeinrichtung mittels eines Schalters nur zeitweise eingeschaltet wird. Der Schalter ist hier so ausgebildet, daß er durch eine Verdrehung des die Uhr tragenden Arms betätigbar ist. Zu diesem Zweck ist am Boden des Uhrengehäuses eine gegenüber dem Uhrengehäuse drehbare Scheibe mit einer sich allmählich verflachenden Nut vorgesehen, in die ein durch eine Feder gegen den Nutengrund gedrückter Betätigungssl if t des Schalters eingreift. Es handelt sich hier um einen vergleichsweise komplizierten Mechanismus, der eine Platte umfaßt, die durch Verdrehen der Haut auf dem Arm des Benutzers bewegt wird. Eine geeignete Betätigung einer solchen Einrichtung durch das Handgelenk von verschiedenen Benutzern ist hier offensichtlich mit Schwierigkeiten verbunden (DT-OS 22 48 062).

Bekannt ist auch eine Uhr mit elektrischer Anzeigevorrichtung und elektrischem Zeitmeßwerk mit eigener Stromquelle. Um bei dieser bekannten Uhr den Stromverbrauch möglichst gering zu halten, wird als Anzeigevorrichtung eine solche verwendet, die selbst keine zählenden Funktionen ausübt. Das Zeitmeßwerk enthält ferner einen Gangordner ifnd ein Zählwerk zum Aufsummieren der periodischen Einzelvorgänge des Gangordners und es ist weiter ein Schalter vorgesehen, um die Anzeigevorrichtung willkürlich mit ihrer Energiequelle zu verbinden. Der Schalter kann derart automatisch ausgebildet sein, daß er den betreffenden Stromkreis nur in bestimmten Lagen der Uhr einschaltet und für alle anderen Lagen ausgeschaltet hält. Der. Schalter wird somit betätigt, wenn sich die Uhr in einer vorbestimmten Stellung befindet. Wenn jedoch z. B. die Uhr bei Nacht abgelegt wird und gegen Kleidungsstükke oder anderer Materialien anliegt, die die Uhr möglicherweise in eine Stellung bringen, in der der Schalter betätigt ist, so bleibt der Schalter die ganze Nacht über geschlossen und die Stromquelle wird unbeabsichtigt stark belastet bzw. entleert (CH-AS 11 746/66).

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine Armbanduhr der eingangs definierten Art so zu verbessern, daß der Benutzer zur Zeitablesung keine »freie Hand« mehr benötigt und ein ungewolltes Betätigen des Schalters zur Verbindung der Stromquellenklemme mit der Zeitanzeige nicht mehr möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Schalter ein Trägheitsschalter ist.

Der Trägheitsschalter hat dabei die Eigenschaft, daß

;ine ungewollte Betätigung der Anzeige sehr seilen juftritt, indem eine vorbestimmte Hin- und Herbewegung erforderlich ist. Der Trägheitsschalter ist auch so lufgebaut, daß eine gewollte Bewegung ein Schalterschließen verursacht, wobei aber gleichzeitig eine ungewollte Betätigung des Schalters bei Nichtbenutzung oder bei einer Tätigkeit, die der Benutzer entfernt oder normalen Tagestätigkeit ausführt, praktisch nicht vorkommt. Dies ergibt den großen Vorteil, daß die Belastung der Batterie der Armbanduhr durch die lichtemittierenden Leuchtelemente bzw. Dioden möglichst klein gemacht wird, wodurch sich die Lebensdauer der Batterie verlängert und die Armbanduhr wirtschaftlicher arbeitet.

Die Erfindung kann durch die Verwendung eines zweiten, die Zeitanzeige mil der Stromquelle verbindenden Schalters, der durch die andere Hand des Benutzers betätigbar ist, eine vorteiüiafte Weiterbildung erfahren.

Im einzelnen kann innerhalb des Uhrgehäuses eine einen elektronischen Halbleiter-Schaltkreis enthaltende Zeithalteeinrichtung vorgesehen sein, wobei die Zeitanzeige, die Stromquellenklemme und der Trägheitsschalter vom Gehäuse getragen werden. Die Zeitanzeige weist gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform eine Anzahl von lichtemittierenden Dioden auf. Der elektronische Halbleiter-Schaltkreis kann einen Kristalloszillator enthalten, einen an dessen Ausgang angeschlossenen Frequenzteiler und einen letzteren mit der Zeitanzeige verbindenden Anzeige-Betätiger.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen und Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 6 bis 13.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I eine Vorderansicht bzw. eine Aufsicht auf eine Armbanduhr mit Merkmalen nach der Erfindung,

F i g. 2 ein vereinfachtes Blockschaltbild zur Veranschaulichun'g der Hauptbauteile der Armbanduhr gemäß Fig. 1,

F i g. 3 ein Einzelheiten zeigendes Schaltbild von Abschnitten der elektrischen Schaltkreise der Armbanduhr gemäß Fi g. 1,

F i g. 4 eine F i g. 1 ähnelnde Ansicht einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Uhr,

F i g. 5 ein F i g. 3 entsprechendes Teil-Schaltbild für die Ausführungsform gemäß F i g. 4,

F i g. 6 einen in die Armbanduhr gemäß F i g. 1 oder 4 eingebauten armbetätigten Trägheitsschalter,

F i g. 7 ein Schaltbild zur Veranschaulichung der Betätigungsart des Trägheitsschalters gemäß F i g. 6,

F i g. 8 einen handgelenkbetätigten, kraftempfindlichen Schalter für die Armbanduhr gemäß F i g. 1 oder 4,

Fig.9 einen magnetischen Zungenschalter für die Armbanduhr gemäß F i g. 1 oder 4,

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines in der Armbanduhr gemäß F '. g. 1 oder 4 angeordneten kap^qzitiven Schallers und

F i g. 11 ein Schaltbild zur Veranschaulichung der Arbeitsweise des kapazitiven Schalters gemäß F i g. 10.

Die in F i g. 1 allgemein mit 10 bezeichnete Uhr besitzt solche Größe, daß sie in ein Uhren-Gehäuse 12 einer Herren-Armbanduhr herkömmlicher Größe paßt. Das Gehäuse 12 ist mit einem Armband 14 verbunden und weist ein Anzeigefenster 16 auf, über das die Zeit, wie bei 20 angedeutet ist, in Digitalform angezeigt wird. Am Gehäuse 12 ist ein Abfrage-Druckschalter 18 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Anzeige 20 betätigbar ist, wenn die Zeit abgelesen werden soll.

Im Normalbetrieb wird die Zeit zwar kontinuierlich gemessen, jedoch nicht über das Fenster 16 angezeigt. Dies bedeutet, daß normalerweise keine Zeitanzeige sichtbar ist und den vorherrschenden Zustand darstellt, um die Batterieenergie der Uhr zu schonen. Obgleich die Zeit nicht ständig durch das Fenster 16 hindurch angezeigt wird, hält die Uhr jedoch selbstverständlich kontinuierlich die genaue Zeit und vermag diese Zeit bei Bedarf zu jedem beliebigen Zeitpunkt anzuzeigen bzw. wiederzugeben. Wenn der Benutzer die genaue Zeit wissen will, betätigt er den Abfrageschalter 18 mit dem Finger, worauf die genaue Zeit augenblicklich bei 20 durch das Fenster hindurch angezeigt wird und sichtbar ist. Die Stunden und Minuten werden durch das Fenster 16 eine vorbestimmte Zeit lang angezeigt, vorzugsweise I¹A Sekunden lang, und zwar unabhängig davon, ob der Druckschalter 18 betätigt bleibt oder nicht. Die Länge der Anzeigezeitspanne ist so gewählt, daß dem Benutzer genügend Zeit zur Verfügung steht, die Anzeige gut abzulesen und die Stunden und Minuteii der jeweiligen Tageszeit festzustellen. Falls sich die Minutenanzeige während der Anzeigezeitspanne ändert, wird diese Änderung augenblicklich durch das Weiterschalten der Minutenanzeige auf die nächste Ziffer wiedergegeben, während die Uhr abgelesen wird. Bleibt der Druckschalter 18 gedrückt, so erlöschen nach Ablauf der 1 Ά Sekunden die Stunden- und Minutenanzeigen, während gleichzeitig die Sekundenanzeige durch das Fenster 16 hindurch sichtbar wird. Die fortlaufend erfolgende Sekundenanzeige von 0 bis 59 wird durch das Fenster 16 hindurch angezeigt, bis der Abfrageschalter 18 losgelassen wird.

F i g. 2 ist ein vereinfachtes Blockschakbild der Hauptbauteile der Uhr 10 gemäß Fig. 1. Die Schaltungsanordnung weist ein Zeit- oder Frequenznormal 26 mit einem piezoelektrischen Kristall auf, der eine sehr genaue Frequenz liefert und mit 32 768 Hz schwingt. Diese vergleichsweise hohe Frequenz wird über eine Zuleitung 28 einem Frequenzwandler 30 in Form eines Frequenzteilers eingegeben, welcher die Frequenz des Frequenznormals derart reduziert bzw. dividiert, daß das vom Frequenzwandler 30 abgegebene, auf einer Zuleitung 32 erscheinende Signal eine Frequenz von 1 Hz besitzt. Der Frequenzwandler 30 besteh! vorzugsweise aus einer binären Zählkette aus komplementären MOS-Transistoren der in der USA.-Patentschrift 35 60 998 dargestellten und beschriebenen Art. Das 1 Hz-Signal wird über eine Zuleitung 32 einer Anzeige-Betätigungseinrichtung 34 eingegeben, die ihrerseits über eine elektrische Zuleitung 36 die Anzeigen 20 und 22 der Uhr 10 ansteuert.

F i g. 3 ist ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Uhr 10, in welchem gleiche Teile jeweils mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind. Die integrierten Schaltkreisabschnitte der Uhr sind durch den großen Block 70 angedeutet, der aus mehreren integrierten Schaltkreischips bestehen kann, in bevorzugter Ausführungsform aber aus einem einzigen Chip besieht. In jedem Fall sind jedoch alle im Block 70 enthaltenen Bauteile nach integrierten Schaltungstechniken hergestellt.

Neben der integrierten Schaltung 70 gemäß F i g. 3 weist die Uhr eine Batterie 72 auf, bei der es sich z. B. um eine 3 V-Armbanduhrenbatterie oder zwei herkömmliche, in Reihe geschaltete 1,5 V-Armbanduhren-

zellen handeln kann. An die Plusklemme der Batterie ist ein Widerstand 73 angeschlossen, und die Batterie speist die allgemein bei 38 angedeutete Zeitanzeige, die gemäß Fig.3 aus zwei Stundenstellen in Form einer Einerstelle 74 und einer Zehnerstelle 76 sowie zwei 5 kombinierten Minuten- und Sekundenstellen in Form von Einerstellen 78 und Zehnerstellen 80 besteht. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Zeitanzeige bestehen die Stellen bzw. Ziffern 74, 78 und 80 jeweils aus einer Anordnung aus sieben Segmenten lichtemittierender Dioden, vorzugsweise aus Galliumarsenidphosphid, die bei Erregung Licht im sichtbaren Rotbereich des Spektrums ausstrahlen. Obgleich eine Zeitanzeige aus sieben Segmenten bevorzugt wird, können ersichtlicherweise auch andere Zeitanzeigen, beispielsweise '5 eine aus 27 Punkten bestehende Matrixanzeige, benutzt werden.

Außerdem weist die Zeitanzeige 38 einen Doppelpunkt 81 auf, dessen beide Punkte jeweils durch eine ' einzige lichtemittierende Diode gebildet werden. Die *o Anzeigestellen werden von der an die Batterie 72 angeschlossenen integrierten Schaltung her über mehrere Zuleitungen 79 gespeist. Die Schaltung ist von den Zuleitungen 79 zu den Anoden der lichtemittierenden Dioden geschlossen, und die Kathoden dieser Dioden sind einzeln über schaltende NPN-Flächentransistoren 82, 84, 86, 88, 90 und 92 an die andere Klemme der Stromversorgung angeschlossen. Dabei ist jeweils eine getrennte Zuleitung 79 für jedes der Balkensegmente einer Anzeigestelle vorgesehen, d. h. bei einer aus sieben Balkensegmenten bestehenden Zeitanzeige sind sieben Zuleitungen 79 vorgesehen, von denen jede auf noch näher zu beschreibende Weise an ein getrenntes Balkensegment jeder Stelle angeschlossen ist Dagegen sind alle Kathoden jeder Ziffernstelle gemeinsam über den NPN-Flächentransistor für die betreffende Anzeige geschaltet. Die Stundenzehner-Anzeigestelle 76 weist zwei Balkensegmente 94 und 96 auf, deren Kathoden, ebenso wie die Punkte 81, mit dem Transistor 82 verbunden sind. Alle Kathoden der Stundeneiner-Stelle 74 sind an den Transistor 84 angeschlossen. Die Anzeigestellen 78 und 80 dienen zur Anzeige sowohl der Minuten als auch der Sekunden, so daß die Kathoden aller Dioden der Stelle 80 mit einem als Minutentransistor bezeichneten Transistor 86 und mit einem als Sekundentrar.sistor wirkenden Transistor 90 verbunden sind. Auf ähnliche Weise sind alle Diodenkathoden der Anzeigestelle 78 mit einem Minutentransistor 88 und einem Sekundentransistor 92 verbunden. Die Basiselektroden dieser Transistoren sind über strombegrenzende Widerstände 98, 100, 102, 104, 106 und 108 an die integrierte Schaltung 70 zurückgeführt, während die Emitter dieser Transistoren gemeinsam an Masse, d. h. an die Minusklemme der speisenden Batterie 72 angeschlossen sind, wie dies bei 110 angedeutet ist

Die Anoden der Balkensegment-Dioden werden durch bipolare Treibertransistoren an Spannung gelegt die in F i g. 3 als PNP-Flächentransistoren 112,114,116, 118, 120, 122 und 124 dargestellt sind. Da die größte Zahl der Balkensegmente an jeder Anzeigestelle sieben beträgt sind auch sieben Treibertransistoren und sieben Zuleitungen 79 vorgesehen. Die Kollektoren der Transistoren sind jeweils über getrennte strombegrenzende Widerstände 126 an die Anzeige-Dioden angeschlossen, während ihre Basiselektroden über Schutz- ⁶S widerstände 128 mit der integrierten Schaltung 70 verbunden sind. Die Emitter der Treibertransistoren sind bei 130 gemeinsam an die Plusklemme der Batterie 72 angeschlossen.

Außerhalb der integrierten Schaltung 70 befindliche Bauteile des Oszillators 26 gemäß F i g. 3 sind der Kristall 64, der variable Kondensator 66, der Vorspannwiderstand 62 und Jt-Netzkondensatoren Ci und Ci. Die restlichen Abschnitte des Oszillators sind in der integrierten Schaltung 70 gemäß F i g. 3 enthalten. Die bevorzugte Ausführungsform des Oszillators ist in der DT-OS 22 29 533.6 näher beschrieben.

Außerhalb der integrierten Schaltung ist außerdem ein Bedarfs- bzw. Abfrageschalter 132 angeordnet, der beim Drücken des Knopfes 18 gemäß F i g. 1 geschlossen wird. Weitere von Hand betätigbare Schalter außerhalb der integrierten Schaltung 79 sind ein Minuten-Stellschalter 134 und ein Slunden-Stellschalter 136. Diese Schalter sind über entsprechende Reihenwiderstände 138,140 und 142 von der Plusklemme der Batterie 72 her über diese zu Masse geschaltet. Über die diesen Schaltern zugeordneten Widerstände werden die betreffenden Eingangssignale an Masse gelegt, da sie sonst potentialfrei irgendeinen Wert besitzen könnten. Im geschlossenen Zustand dienen die Schalter dazu, die Eingangsspannungen von Masse an Plus zu schalten.

Bei der beschriebenen Uhr wird die Intensität des von den Anzeigedioden emittierten Lichts in Abhängigkeit von den Umgebungslichtverhältnissen variiert. Dies bedeutet, daß die Lichtintensität der Dioden zur Gewährleistung größeren Kontrasts erhöht wird, wenn das Umgebungslicht hell ist z. B. beim Ablesen der Uhr unter Tageslichtverhältnissen, während ihre Lichtintensität bei schwächerem Umgebungslicht verringert wird. Die automatische Anzeigeintensitäts-Regelschaltung ist in F i g. 3 allgemein bei 144 angedeutet und weist einen entsprechend an der Vorderseite der Uhr angeordneten lichtempfindlichen Widerstand 146 auf, der mit der Plusklemme der Batterie 72 sowie einem Widerstand 148 und einem Kondensator 150 verbunden ist. Diese Bauteile sind über einen Reihenwiderstand 152 mit der Piusklemme der Stromquelle verbunden. Andere äußere, an die integrierte Schaltung 70 angeschlossene Bauteile sind eine Inneninformation-Sperrleitung 154, eine Übertragungsgatter-Steuerleitung 156 und eine Wahleingang- oder Daueranzeige-Leitung 158, die alle normalerweise an Masse liegen. Eine weitere Masseverbindung besteht über einen Widerstand 157, wobei die integrierte Schaltung 70 auch mit einer Herausführleitung mit -klemme 159 versehen ist

Die die integrierte Schaltung 70 bildenden Bauteile und die Arbeitsweise der Uhrenschaltung gemäß F i g. 3 sind in der genannten DT-OS 22 29 533.6 näher erläutert Kurz gesagt erzeugt der Oszillator 26 unter der Steuerung des piezoelektrischen Quarzkristalls 64 ein Ausgangssignal mit einer Frequenz von 32 768 Hz. Dieses wird durch den in Form einer binären Teilerkette in der integrierten Schaltung 70 enthaltenen Frequenzwandler 30 auf eine Frequenz von 1 Hz herunterdividiert Die ebenfalls teilweise in der integrierten Schaltung 70 enthaltene Anzeige-Betätigungseinrichtung 34 entschlüsselt diese Signale und wandelt sie in eine für den Antrieb einer Zeitanzeige geeignete Form um, wobei diese Zeithalte- oder Taktsignale über widerstände 128 und die bipolaren Treibertransistoren 112 bis 124 als Zeitanzeigesignale an die Anoden der Anzeigedioden der Zeitanzeigestellen angelegt werden. Die Intensität des von den Anzeigedioden ausgestrahlten Lichts wird durch den an der Vorderseite der Uhr

montierten Photofühler 146 in Abhängigkeit von der Intensität des Umgebungslichts gesteuert. Um Energie der Uhrenbatterie zu sparen, werden die einzelnen Ziffernstellen nicht gleichzeitig erregt. Zu diesem Zweck werden an den Klemmen Si bis Sfe der integrierten Schaltung Schalt- bzw. Impulssignale erzeugt, die den Schalttransistoren 82 bis 92 zugeführt werden. Beim ersten Drücken des Abfrageknopfes werden die Stunden an den Ziffernstellen 74 und 76 und die Minuten der gemessenen-Zeit an den Ziffernstellen 78 und 80 angezeigt. Nach 1 'Λ Sekunden erlöschen diese Ziffernanzeigen, und wenn der Abfrageknopf weiter gedrückt bleibt, zeigen sodann die Ziffernstellen 78 und 80 die laufenden Sekunden an, solange der Abfrageknopf gedruckt bleibt. Ersichtlicherweise dienen somit die Stellen 78 und 80 zur Anzeige sowohl der Minuten als auch der Sekunden. Die Schaltausgangssignale sind so gewählt, daß folgende Wiedergabereihenfolge festgelegt ist: (a) Stundenzehner und Doppelpunkt, (b) Stundeneiner, (c) Minutenzehner, (d) Minuteneiner beim anfänglichen Drücken des Abfrageknopfes; oder, wenn der Abfrageknopf langer als 1 ¹A Sekunden gedruckt bleibt, (a) keine Anzeige, (b) keine Anzeige, (c) Sekundenzehner, (d) Sekundeneiner. In jedem Fall wiederholt sich dann der Arbeitszyklus.

Die beschriebene Uhr 10 ist mit einem armbetätigten, d. h. auf Armbewegungen ansprechenden Schalter 160 versehen, der gemäß F i g. 3 parallel zum Abfrageschalter 13? geschaltet ist. Der Schalter 160 ist normalerweise offen, schließt sich aber in Abhängigkeit von einer vorbestimmten Bewegung des Arms, an dem der Benutzer die Armbanduhr trägt. Infolgedessen braucht der Abfrageknopf 18 nicht gedrückt zu werden, um die Zeit durch die Dioden anzuzeigen. Hierdurch wird es dem Träger der Uhr möglich, die Zeit auch in den Fällen abzulesen, in denen ihm das Drücken des Abfrageschalters unbequem sein kann, beispielsweise wenn er irgendetwas trägt oder die andere Hand anderweitig beschäftigt ist.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der armbetätigte Schalter 160 in Verbindung mit oder zusätzlich zu dem durch den Druckknopf 18 betätigten Abfrageschalter 132 benutzt F i g. 4 ist eine Vorderansicht bzw. eine Aufsicht auf eine abgewandelte Uhr nach der Erfindung, welche in jeder Hinsicht der Uhr gemäß F i g. 1 entspricht nur mit dem Unterschied, daß der Druckknopf 18 weggelassen ist Bei dieser Ausführungsform wird die Zeitanzeige nur durch eine vorbestimmte Bewegung des Arms des Benutzers betätigt, wobei die Uhr mit einem einzigen Anzeigeschalter, wie dem armbetätigten Schalter 160 gemäß F i g. 5, versehen ist Ersichtlicherweise besteht der einzige Unterschied zwischen den beiden Ausführungsformen darin, daß der armbetätigte Schalter bei der Ausführungsform gemäß F i g. 4 und 5 der einzige Schalter zur Betätigung der Zeitanzeige ist während bei der Ausführungsform gemäß F i g. 1 bis 3 der armbetätigte Schalter 160 parallel zum Abfrageschalter geschaltet ist und die Zeitanzeige durch Betätigung eines dieser beiden Schalter aktiviert werden kann.

Fig.6 veranschaulicht eine mögliche Ausführungsform des annbetätigten Schalters 160. F i g. 6 zeigt eine Ansicht des Uhrengehäuses 12 bei abgenommener Rückwand, wobei die anderen Teile der Uhr aus Gründen der besseren Darstellung weggelassen sind. Im Uhrengehäuse ist mittels eines geeigneten Klebers, wie Epoxy od. dgl, ein in F i g. 6 allgemein bei 162 angedeuteter Miniatur-Trägheitsschalter montiert, der eine elektrisch leitfähige Metallhülse 164 aufweist, in der eine freibewegliche, elektrisch leitfähige Metallkugel 166 gelagert ist. Die Hülse 164 wird von einem ersten elektrischen Kontakt 170 durchsetzt, während ihr anderes Ende von einem zweiten elektrischen Kontakt 172 durchsetzt wird. Die Kontakte 170 und 172 sind auf beliebige Weise elektrisch gegenüber der Hülse 164 isoliert, indem beispielsweise der die Hülse durchsetzende Abschnitt des Kontakts von einem nicht dargestellten elektrischen Isolator umschlossen ist. F i g. 7 veranschaulicht die äquivalente elektrische Schaltung für den Schalter 162 und zeigt die zugeordneten Bauteile, einschließlich eines ersten Flip-Flops 174, eines zweiten Flip-Flops 176, eines Teilers 178 und eines NAND-Gatters 180. Der Teiler 178 ist mittels einer Leitung 182 an die den Frequenzwandler 30 gemäß F i g. 2 bildende binäre Teilerkette angeschlossen, so daß ein von einer der Stufen des Frequenzwandler 30 geliefertes 512 Hz-Signal an den Teiler 178 gemäß F i g. 7 angelegt wird. Im Gebrauch wird der Trägheitsschalter 162 durch eine kurze, schnelle Bewegung des die Uhr tragenden Arms in entgegengesetzte Richtungen in einer im wesentlichen waagerecht zur Uhren-Vorderseite liegenden Fläche betätigt. Die runde Metallkugel 166 gemäß F i g. 6 schlägt zunächst gegen den runden, isolierten Kontakt und die die Kugel enthaltende Metallhülse. Durch diesen Aufprall wird ein Schließsignal zur Zeitgeberschaltung gemäß F i g. 7 übertragen. Vor Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne von z. B. 500 Millisekunden muß die Kugel den zweiten Stromkreis über den isolierten Kontakt 172 geschlossen haben. Auf diese Weise müssen beide Kontakte durch eine gewollte Schwenkbewegung des Arms innerhalb einer vorbestimmten Zeitspanne geschlossen werden. Im normalen täglichen Leben kommt der Benutzer kaum in die Lage, diese spezielle Bewegung ungewollt zu wiederholen.

Gemäß F i g. 7 kann sich der aus der Kugel 166 und dem isolierten Kontakt 172 bestehende Schalter Sl in jedem beliebigen Zustand befinden, doch können die Schalter S2 und 51, von denen letzterer durch die Kugel und den Kontakt 170 gebildet wird, infolge der mechanischen Eigenart des Schalters gemäß F i g. 6 nicht gleichzeitig geschlossen sein. Während sich das Flip-Flop 176 in einem beliebigen Zustand befinden kann, wird das Flip-Flop 174 rückgestellt um ein Eingangssignal vom Schalter 51 durch einen Rückstellimpuls R2 vom Teiler 178 über eine Leitung 184 zu empfangen. Dabei geschieht nichts, bis der Schalter 51 schließt Wenn der Schalter Sl schließt erzeugt das Flip-Flop 174 einen Ausgangs-Rückstellimpuls Ri, der über eine Leitung 186 und eine weitere Leitung 188 an das Flip-Flop 176 angelegt wird. Der auf der Leitung 188 liegende Impuls stellt das Flip-Flop 176 zurück, während der auf der Leitung an den Teiler 178 angelegte Impuls letzteren zurückstellt Der am Ausgang des Flip-Flops 174 anliegende Rückstellimpuls Al wird vor der Einspeisung in das Rip-Flop 176 konditioniert um einen kurzen Impuls zu liefern. Das auf der Leitung 182 liegende 512 Hz-Eingangssignal zum Zähler bzw. Teiler iäßt auf einer Ausgangsleitung 190 vom NAND-Gatter 180 ein Ausgangssignal auftreten, nachdem 2⁸ Impulse gezählt worden sind, was etwa 500 Millisekunden lang dauert. Das 512 Hz-Signal ist ohne weiteres vom Frequenzteiler 30 der Uhr abgreifbar. In Anpassung an die restliche Uhrenschaltung ist in F i g. 7 ein negativer logischer Schaltkreis vorgesehen, wenn der Schalter 52 vor Ablauf der Zeitspanne von 500 Millisekunden ge-

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schlossen wird, ist das zweite erforderliche Signal vorhanden, um einen Ausgangsimpuls vom NAND-Gatter 180 zu liefern. Wenn sich der Schalter S2 innerhalb der Zeitspanne von 500 Millisekunden nach dem Schließen des Schalters 51 nicht schließt, liefert der Zähler bzw. Teiler 178 kein Ausgangssignal vom NAND-Gatter, sondern stellt lediglich das Flip-Flop 174 zurück. Das Ausgangssignal 190 vom NAND-Gatter 180 triggert die Anzeigeschaltung auf die gleiche Weise wie das kurzzeitige Schließen des Abfrageschalters 132, so daß die laufenden Stunden und Minuten während einer vorbestimmten Zeitspanne von z. B. 1 ¹At Sekunden wiedergegeben werden. Die Konstruktion gemäß den F i g. 6 und 7 eignet sich völlig zur Verwendung zusätzlich zum Abfrageschalter, wie in F i g. 3 gezeigt, kann aber auch ohne den Abfrageschalter benutzt werden, wie dies in der Schaltung von F i g. 5 dargestellt ist. In beiden Fällen stellt die Konstruktion gemäß den F i g. 6 und 7 den armbetätigten Schalter 160 dar, wie er allgemein in F i g. 3 und 5 dargestellt ist.

F i g. 8 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform des armbetätigten Schalters 160 gemäß F i g. 3 oder 5. Der in F i g. 8 allgemein mit 192 angedeutete, armbetätigte Schalter besitzt die Form eines einfachen, kraftbetätigten mechanischen Schalters, der an der Seite des Uhrengehäuses 12 angeordnet ist und aus einem einfachen einpoligen Einstellungs-Schalter mit einer flexiblen Membran 194 besteht, die einen bewegbaren Schalterkontakt 1% aufweist, der mit einem in der Seitenwand des Uhrengehäuses 12 montierten festen Kontakt 198 zusammenwirkt. Auch in diesem Fall ist der Schalter 192 so ausgelegt, daß er durch eine gewollte und etwas ungewöhnliche Bewegung des Benutzers der Uhr betätigt wird, die völlig unabhängig von der Bewegung des anderen, die Uhr nicht tragenden Arms oder der betreffenden Hand des Benutzers ist. Bei der Ausführungsform gemäß F i g. 8 befindet sich der Schalter innerhalb der abgedichteten, flexiblen Membran 194. Bei einer Aufwärtsbewegung der Hand senkrecht zur Ebene des Uhren-»Zifferblatts« wird der bewegbare Kontakt 196 zusammen mit der Membran durch den Unterteil des Handrückens des die Uhr tragenden Arms in Berührung mit dem festen Kontakt 198 gedrängt Genauer gesagt: Die Uhr wird auf übliche Weise am Handgelenk des Benutzers angebracht, aber so ausgerichtet, daß der Schalter 192 nach vorn, d. h. zur Hand des Benutzers hin gerichtet ist. Wird die Uhr dabei in der normalen, nach oben weisenden Lage getragen, so wird bei einer Rückbiegung des Handgelenks der Unterteil des Handrückens mit der Membran 194 in Berührung gebracht, wodurch die Kontakte geschlossen werden und der Schalter betätigt wird. Bei dieser Konstruktion kann der Schalter so lange in geschlossenem Zustand gehalten werden, wie dies der Benutzer wünscht d. h. solange sein Handgelenk zurückgebogen bleibt, wobei der Schalter 192 auf die gleiche Weise wirkt wie der Druckknopfschalter 132.

F i g. 9 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform des Schalters 160 gemäß Fig.3 und 5. Der in F i g. 9 bei 200 angedeutete Schalter besitzt die Form eines Magnetschalters, der mittels Epoxyklebers oder eines anderen Klebmittels an der Innenseite des aus nichtmagnetischem Material bestehenden Gehäuses 12 angebracht ist Lediglich beispielsweise kann der Schalter 200 ein magnetischer Zungenschalter der in der DT-OS 22 17 6665 dargestellten Art sein. Dieser Schalter ist vorzugsweise dicht an der Innenfläche des Uhrengehäuses angebracht, so daß er in der Weise betätigt werden kann, daß ein Permanentmagnet nahe de Einbaulage des Zungenschalters 200 dicht an dii Außenfläche des Uhrengehäuses herangebracht wird wodurch der Schalter durch das das Uhrengehäusi durchdringende Magnetfeld des Permanentmagnetet betätigt wird. Auch in diesem Fall wirkt der Schalte 200 auf die gleiche Weise wie der Abfrageschalter 13: und kann beliebig lange geschlossen gehalten werden Um eine von der Armbewegung abhängige Betätigung zu erreichen, wird der Permanentmagnet an der Klei dung des Benutzers angebracht oder zu einem Teil der selben gemacht. In bevorzugter Ausführungsform wire der Permanentmagnet in die Gürtelschließe des Benut zers eingelassen. Wenn der Benutzer die Zeit abzuleser wünscht, zieht er einfach seinen die Uhr tragender Arm in Berührung mit seiner Gürtelschließe oder dichi an diese heran, so daß der in der Schließe enthaltene Permanentmagnet den Schalter 200 zur Anzeige dei Zeit betätigt. Auch hierbei ist die Zeitanzeige unabhängig vom anderen Arm des Benutzers und erfordert eine ziemlich ungebräuchliche Bewegung oder eine Verlagerung der Uhr in eine ziemlich ungewöhnliche Stellung, wie sie während normaler Routinefunktionen nicht durchgeführt bzw. eingenommen wird.

Fig. 10 zeigt noch eine weitere Abwandlung des armbetätigten Schalters 160. Der in Fig. 10 mit 202 bezeichnete Schalter spricht auf eine Kapazität an und weist einen Kondensator 204 auf. Der Kondensator ist in Fig. 10 gestrichelt eingezeichnet, um anzudeuten,

daß er sich an der Außenfläche des Uhrengehäuses 12 befindet, wo er normalerweise vom Handgelenk des Benutzers entfernt ist. Die Schalterbetätigung erfolgt durch eine Kapazitätsänderung, wobei der Schalter empfindlich genug ist, um durch eine Änderung der Umgebungskapazität betätigt zu werden, die dadurch hervorgebracht wird, daß die Uhr, an welcher der Schalter angebracht ist, von der Haut des Benutzers hinweg in die Nähe seines Körpers bewegt wird. Als Alternative zu einer Kapazitätsänderung kann die

Schaltung gewünschtenfalis auf eine Widerstandsänderung ansprechen; die elektrische Schaltung für entwe der eine variable Kapazität, einen variablen Widerstand oder einen beide Merkmate vereinigenden Schalter ist in F i g. 11 dargestellt. Bei dieser Schaltung ist

der Kondensator 204 zwischen Masse 206 und einen komplementären MOS-Transistorschalter 208 eingeschaltet Ein Widerstand 210 ist zwischen Masse und die Plusklemme der Stromquelle bzw. Batterie in Reihe mit dem Kondensator 204 geschaltet. Bei einer Ände

rung der Kapazität oder des Widerstands oder beider Faktoren ändert der komplementäre Schalter 208 seinen Zustand und erzeugt auf einer Leitung 212 ein Ausgangssigna! zur Erregung des Zeitanzeige auf vorher beschriebene Weise. Die Widerstandsänderung kann

beispielsweise durch Berührung mit der unbedeckten Haut des Benutzers hervorgerufen werden. Es können auch kompliziertere Schaltungen verwendet werden, beispielsweise zur Feststellung der Fehlabstimmung einer abgestimmten Oszülaiorschaltung durch Einfüh-™? °^er Körperkapazität in die Schaltung und zum bcnlieBen eines Stromkreises durch Einführung der normalerweise vorhandenen Körperfeuchtigkeit Andere Anordnungen zur Änderung der Kapazität, des Widerstands oder beider Faktoren sind dem Fachmann

bekannt

α t^Ul ^{der vorstph}enden Beschreibung ist ersichtlich, daU die beschriebene Uhr eine verbesserte aus HaIbleiterelementen aufgebaute Armbanduhrkonstruktion

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betrifft, die einen die Zeitanzeige betätigenden Schalter aufweist, der auf eine vorbestimmte Bewegung des Arms des Benutzers anspricht. In allen Ausführungsformen kann der armbetätigte Schalter allein oder in Verbindung mit einem Abfrageschalter benutzt werden. Dieser Schalter dient zur Ermöglichung einer Wiedergabe der Zeit, ohne daß eine Betätigung durch die andere Hand des Benutzers erforderlich ist, so daß diese für das Tragen von Gegenständen oder für beliebige andere Zwecke frei ist. In allen Fällen ist der armbetätigte Schalter so ausgebildet und/oder angeordnet, daß er nur durch eine gewollte und ziemlich ungebräuchliche Bewegung seitens des Benutzers betätigt wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Zeitanzeige der Uhr nicht ungewollt zu oft betätigt wird, wodurch die Batterie der Uhr ungebührlich beansprucht werden würde.

Bei einigen Ausführungsformen erzeugt der armbetätigte Schalter nur einen Impuls, so daß nur die laufenden Minuten und Stunden während einer vorbestimmten Dauer von z. B. 1 ¹A Sekunden angezeigt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann dieser Schalter durch den Benutzer beliebig lange betätigt werden, so daß auch die laufenden Sekunden angezeigt werden. Ersichtlicherweise können verschiedene Verzögerungen in die Uhr programmiert werden, wenn die Zeit automatisch während einer längeren Zeitspanne angezeigt werden soll. Ebenso ist ersichtlich, daß an Stelle der Wiedergabe nur der Stunden und Minuten in Abhängigkeit von einem elektrischen Impuls auch zusätzliche Stationen vorgesehen sein können, an denen Stunden, Minuten und Sekunden automatisch während einer vorbestimmten Zeitspanne angezeigt werden.

In bevorzugter Ausführungsform besitzen die elektrooptischen Anzeigeelemente die Form von lichtemittierenden Dioden, doch kann die Zeitanzeige selbstverständlich auch beliebige andere Form besitzen. Beispielsweise kann die clektrooptische Anzeige durch bekannte Vorrichtungen, wie Miniaturglühbirnen oder die bekannten Flüssigkristalle, oder auch durch weniger bekannte Vorrichtungen, wie ferroelektrische Kristalle oder elektrolumineszente Anzeigen u. dgl., gebildei werden.

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine aus Halbleiterelementen bestehende Armbanduhr mii einer elektrooptischen Zeitanzeige aus lichtemittieren den Dioden geschaffen. In die Uhr ist ein Schalter zui Betätigung der Zeitanzeige in Abhängigkeit von einei vorbestimmten Bewegung des Arms des Benutzers ein gebaut, so daß eine Bewegung der anderen Hand odei des anderen Arms nicht nötig ist und diese mithin füi das Tragen von Gegenständen und andere Zwecke fre bleiben.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (13)

Patentansprüche:

1. Armbanduhr mit elektrooptischen Zeitanzeige, einer Stromquellenkammer zur Speisung der Zeitanzeige von einer Stromquelle her, und einem Schalter zur Verbindung der StromqueHenklemme mit der Zeitanzeige, der durch eine bestimmte Bewegung des die Uhr tragenden Armes betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (160) ein Trägheitsschalter (162) ist

2. Armbanduhr nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zweiten, die Zeitanzeige (16) mit der Stromquelle (72) verbindenden Schalter (132), der durch die andere Hand des Benutzers beiätigbar ist.

3. Armbanduhr nach Anspruch i, gekennzeichnet durch ein Uhrgehäuse (12) und eine einen elektronischen Halbleiter-Schaltkreis enthaltende Zeithalteeinrichtung innerhalb des Gehäuses (12), wobei die Zeitanzeige (16), die Stromquellenklemme und der Trägheitsschalter (162) vom Gehäuse (12) getragen werden.

4. Armbanduhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitanzeige (16) eine Anzahl von lichtemittierenden Dioden aufweist

5. Armbanduhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektronische Halbleiter-Schaltkreis einen Kristalloszillator (26), einen an dessen Ausgang angeschlossenen Frequenzteiler-(30) und einen letzteren mit der Zeitanzeige (16) verbindenden Anzeige-Betätiger (34) aufweist.

6. Armbanduhr nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine im Gehäuse (12) angeordnete und mit der Stromquellenklemme verbundene Uhrenbatterie (72).

7. Armbanduhr nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen auf dem Uhrgehäuse (12) angeordneten Druckknopfschalter (18), der die Stromquellenklemme mit der Zeitanzeige (16) verbindet.

8. Armbanduhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitsschalter (162) und der Druckknopfschalter (18) zueinander parallel geschaltet sind.

9. Armbanduhr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägheitsschalter (162) eine Hülse (164), eine in dieser Hülse angeordnete leitfähige Kugel (166) und zwei in der Hülse im Abstand angeordnete elektrische Kontakte (170, 172) aufweist, wobei die Kugel (166) bei einer vorbestimmten Bewegung aufeinanderfolgend einen Stromkreis über den ersten Kontakt und dann einen Stromkreis über den zweiten Kontakt schließt.

10. Armbanduhr nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen ersten und einen zweiten Flip-Flop (174, 176), wobei der erste Kontakt (170) mit dem Eingang des einen Flip-Flops (174) und der zweite Kontakt (172) mit dem Eingang des anderen Flip-Flops (176) verbunden ist, und durch einen mit den Flip-Flops (174, 176) verbundenen Verknüpfungsschaltkreis zur Erzeugung eines Ausgangssignals bei nacheinander erfolgender Berührung der Kontakte durch die Kugel.

11. Armbanduhr nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch einen Zeitverzögerungskreis, der den Ausgang des ersten Flip-Flops (174) mit dem Verknüpfungsschaltkreis verbindet.

12. Armbanduhr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitverzögerungskreis einen

Binärzähler (178) umfaßt

13. Armbanduhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet daß der Zeitverzögerungskreis ein N AND-Tor (180) umfaßt.