EP0692107B1 - Verfahren und vorrichtung zur positionserkennung von anzeigeelementen - Google Patents

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EP0692107B1
EP0692107B1 EP94910368A EP94910368A EP0692107B1 EP 0692107 B1 EP0692107 B1 EP 0692107B1 EP 94910368 A EP94910368 A EP 94910368A EP 94910368 A EP94910368 A EP 94910368A EP 0692107 B1 EP0692107 B1 EP 0692107B1
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EP
European Patent Office
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optical
indicator
indicator elements
elements
signal
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EP94910368A
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English (en)
French (fr)
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EP0692107A1 (de
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Frank Beerwerth
Heinz Schiebelhuth
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Braun GmbH
Original Assignee
Braun GmbH
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Publication date
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Application filed by Braun GmbH filed Critical Braun GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04C—ELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C3/00—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means
    • G04C3/14—Electromechanical clocks or watches independent of other time-pieces and in which the movement is maintained by electric means incorporating a stepping motor
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R60/00—Constructional details
    • G04R60/14—Constructional details specific to electromechanical timepieces, e.g. moving parts thereof
    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04R—RADIO-CONTROLLED TIME-PIECES
    • G04R20/00—Setting the time according to the time information carried or implied by the radio signal

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for position detection of analog display elements of a clock using opto-electronic components.
  • Areas of application of the invention are, for example, the analog time display, in particular by means of a radio clock.
  • EP 0 180 880 B1 describes a detection device for the position of the hands of an analog clock, in which the position of the hands is also queried via a light barrier inside the existing gear train, but without the need for additional gear parts.
  • the circuit board for the light barrier takes on both a mechanical and an electronic function in that it serves on the one hand as an axial movement limitation of the wheels and on the other hand accommodates the light barrier circuit and the radio clock circuit.
  • the disadvantage of this solution is that it can only be used with a clockwork specially developed for the purpose of pointer position detection.
  • Detection devices with reflection light barriers are also known, in which the shadowing of the optoelectronic system by the display elements leads to the triggering of the signal.
  • the disadvantage of these solutions is that an accurate and reproducible signal triggering is very difficult to achieve and different dimensions of the display elements lead to different signal triggering times.
  • the invention has for its object to provide a method for detecting the position of the hands of a watch and to provide a device which, when using conventional watch movements, allows the position to be precisely and inexpensively recognized using simple means.
  • An important advantage of the invention is that the position detection of the analog display elements is carried out directly by the display elements, in that the display elements themselves or their functional areas interact with an optical transmission element and an optical reception element Trigger signal.
  • the active signal triggering results from the fact that the impact of the optical signal on the optical receiving element causes the signal triggering.
  • the display elements have functional areas which serve for reflection and / or refraction of the signal.
  • the functional areas can be designed as reflection surfaces inclined to the beam path or perpendicular reflection surfaces or also as a transparent, prismatic component of the display element.
  • the functional areas can be flat or inclined light entry or exit surfaces of light guides.
  • the optical transmission elements and the optical reception elements can be arranged on or in the housing which surrounds the display elements.
  • optical transmitting and receiving elements are arranged on a housing, it is possible to arrange them, side by side as well as one behind the other, as seen in the direction of viewing the scale. If the optical transmitting and receiving elements are arranged within the housing, they can be arranged behind the scale, the scale having transparent areas or openings for the passage of the optical signals.
  • the optical transmission and reception elements preferably operate in the radiation spectrum beyond visible light, it being possible for the optical transmission elements to be embodied as infrared luminescence diodes and the optical reception elements as infrared photodiodes or infrared phototransistors.
  • Another advantage of the invention is that the course of the beam path between the transmitting and receiving elements largely eliminates the effects of stray light, which can lead to falsification of the position detection.
  • an additional measure for this is to provide the optical receiving element with a narrow-band optical filter which transmits only the wavelength of the optical transmitting element.
  • a material can be used to cover the scale, which is transparent in the visible wave range, but opaque in the wavelength range of the optical receiving element.
  • the cover can have a suitable geometry and / or be processed appropriately.
  • the geometrical arrangement of the optical transmission and reception elements in relation to the display elements, the spacing of the display elements from one another and from other components, the boards of the display elements etc. are also important for optimizing the position detection and avoiding the influence of scatter.
  • this position is the 12 o'clock position of the hour and minute hands on a radio clock.
  • an optical transmitting element 1 is arranged next to an optical receiving element 2 on a housing 3 of a radio clock above the dial 5. Openings 6, 7 in the housing 3 form passages for an optical signal 9. The opening 6 to the receiving element 2 is toothed to shield stray light.
  • the transmitting element 1 is an infrared luminescent diode
  • the receiving element 2 is an infrared phototransistor.
  • the optical signal 9 emitted by the transmitting element 1, as can be seen in FIGS. 1 and 2 strikes the inclined reflection surface 41 of the pointer at an angle of approximately 45 ° 4a, is reflected from there at an angle of approximately 90 ° and strikes the reflection surface 42 of the pointer 4b perpendicularly. From here, the optical signal 9 is reflected back onto the inclined reflection surface 41 of the pointer 4a and, after being reflected again, hits the receiving element 2 at the reflection surface 41 and triggers a further processable electrical signal there.
  • the optical signal 9 in the 12 o'clock position of the hands 4a and 4b forms an angle with their direction due to the spatial attachment of the transmission element 1, the optical signal 9 coincides with the reflection surface 41 after its reflection at a different angle from 90 ° onto the second reflection surface 42 of the pointer 4b and is also thrown back again at the same angle from the reflection surface 42 onto the inclined reflection surface 41.
  • the displacement of the optical signal 9 along the inclined reflection surface 41 denoted by reference symbol v in FIG. 1, occurs.
  • the extent of the displacement depends on the angle between the pointer direction and the optical signal 9, the arrangement of the transmitting element 1 and the receiving element 2 is symmetrical with respect to the direction of the hands at 12 o'clock.
  • the optical signal 9 does not reach the receiving element 2.
  • the geometry of the beam path is due to the spatial arrangement of the transmitting element 1, the receiving element 2, the pointers 4a and 4b and the diameter of the openings 6, 7 optimized for the light entry of the transmitting element 1 and the light exit of the receiving element 2.
  • the position of the reflection surface 41 on the back of the pointer 4b also advantageously contributes to this, since it is shielded against direct incidence of light.
  • a narrow-band optical filter can be arranged in front of the optical receiving element 2 and transmits only the wavelength of the optical transmitting element 1.
  • the dial 5 is covered by a transparent cover plate 8, which is transparent in the visible wave range of the light, but is opaque in the wave range of the optical receiving element 2.
  • the cover plate 8 is suitably machined, at least partially, to avoid interference signals due to unwanted reflections.
  • FIGS. 3 and 4 show an exemplary embodiment of the invention, in which the optical transmission element 1 is arranged behind the optical reception element 2 in the direction of view of the dial 5.
  • the beam path of the optical signal 9 runs from the transmission element 1 to the inclined reflection surface 41 of the pointer 4a, from there it is at an angle of 90 ° to the diametrically inclined reflection surface 43 of the Pointer 4b reflects and is reflected there again at an angle of 90 ° to the receiving element 2. Since the hand 4b as a minute hand must be longer than the hand 4a as an hour hand, the reflection surface 43 of the hand 4b is followed by an area 4c with a reduced cross section.
  • FIG. 5 shows an exemplary embodiment in which the optical transmission element 1 and the optical reception element 2 are arranged next to one another behind the dial 5, the optical reception element 2 lying closely behind the optical transmission element 1 according to FIG.
  • An opening 10 is provided in the dial for the beam passage of the optical signal 9.
  • the beam path runs in the exact 12:00 o'clock position from the transmission element 1 to the functional area 44 of the pointer 4a.
  • This functional area 44 is designed as a transparent prism and is inclined on the side facing away from the transmitting element 1 and the receiving element 2.
  • the optical signal 9 emanating from the optical transmission element 1 is refracted in the functional area 44 and directed onto an inclined reflection surface 45 of the pointer 4b, from where the optical signal 9 reflects back to the functional area 44, and directed to the optical receiving element 2 by refraction again becomes.
  • the optical signal 9 is reflected backwards, not in itself but in relation to the plane of the drawing, so that it is reflected on the receiving element located behind the transmitting element 1 2 hits.
  • FIG. 6 shows an exemplary embodiment in which the pointers 4a, 4b are designed as light guides, the optical receiving element 2 being arranged behind the optical transmitting element 1 in the viewing direction of the dial 5.
  • the optical signal 9 emanating from the optical transmission element 1 arrives at a light entry surface 46 perpendicular to the beam path and from there is guided in the pointer 4b to an inclined reflection surface 47 which transmits the signal reflected at an angle of 90 ° to a light exit surface 48 of the pointer 4b.
  • the optical passes from the light exit surface 48 Signal to a light entry surface 49 of the pointer 4a and is directed from there after reflection at an angle of 90 ° on a reflection surface 50 in the longitudinal direction of the pointer 4a designed as a light guide.
  • the optical signal 9 exits at a flat light exit surface 51 perpendicular to the beam path and reaches the optical receiving element 2. This light path is only open if both pointers 4a and 4b are in the correct pointer position. Instead of designing the pointers 4a and 4b as light guides, it is also possible to provide conventional pointers with light guides.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments described here; rather, further variants of the beam path are possible, even when using more than two hands in a clock.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Positionserkennung von analogen Anzeigeelementen einer Uhr unter Verwendung opto-elektronischer Bauelemente.
  • Anwendungsgebiete der Erfindung sind beispielsweise die analoge Zeitanzeige, insbesondere mittels einer Funkuhr.
  • Es ist bekannt, die Positionserkennung von analogen Anzeigeelementen auf indirektem Wege vorzunehmen. Hierbei wird die Stellung der Zahnräder im Antriebsmechanismus der Anzeigeelemente mittels einer Lichtschranke überwacht. Über zusätzlich angeordnete Detektionsräder wird bei definierten Stellungen dieser Räder über Durchgangs- oder Reflexionslichtschranken ein Signal ausgelöst. Eine derartige Einrichtung ist in der EP 0 082 821 A1 beschrieben. Nachteilig an dieser Lösung ist der zusätzliche getriebetechnische Aufwand, der zusätzliche Montage- , Justier- und Prüfaufwand sowie der relativ hohe Bedarf an Einbauraum für die zusätzlichen Detektionsräder.
  • Die EP 0 180 880 B1 beschreibt eine Detektionseinrichtung für die Zeigerstellung einer Analog-Uhr, bei welcher die Zeigerstellungsabfrage über eine Lichtschranke ebenfalls im Inneren des vorhandenen Räderwerkes erfolgt, ohne jedoch zusätzliche Getriebeteile zu benötigen. Die Schaltungsplatine für die Lichtschranke übernimmt hierbei sowohl eine mechanische als auch eine elektronische Funktion, indem sie zum einen als axiale Bewegungsbegrenzung der Räder dient und zum anderen die Lichtschrankenschaltung und die Funkuhrenschaltung aufnimmt. Nachteilig an dieser Lösung ist, daß sie nur bei einem speziell für den Zweck der Zeigerstellungsdetektion entwickelten Uhrwerk Anwendung finden kann.
  • Die Herstellung dieser Art von Uhrwerken ist wesentlich aufwendiger und kostenintensiver als die Montage von herkömmlichen Quarzuhrwerken. Weiterhin ist beim Zusammenbau der Uhr, speziell beim Aufsetzen der Zeiger, die aktuelle Stellung der Zahnräder von Bedeutung, um eine eindeutige Zuordnung zwischen Zeigerstellung und Zahnradstellung zu erreichen. Dies erfordert auch bei der Montage der Uhr einen deutlich erhöhten Fertigungs- und Prüfaufwand.
  • Es sind ferner Detektionseinrichtungen mit Reflexionslichtschranken bekannt, bei welchen die Abschattung des optoelektronischen Systems durch die Anzeigeelemente zur Signalauslösung führt. Nachteilig bei diesen Lösungen ist, daß eine genaue und repoduzierbare Signalauslösung nur sehr schwer zu erreichen ist und unterschiedliche Abmessungen der Anzeigeelemente zu unterschiedlichen Signalauslösezeitpunkten führen.
  • Weiterhin ist aus der GB-A-2 197 968 eine Anordnung bekannt, bei der mittels einem optischen Sender Licht ausgesendet wird, das von der jeweiligen Rückseite der einzelnen Zeigern reflektiert wird. Mindestens ein Zeiger weist dabei einen Licht reflektierenden Teil auf.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zur Positionserkennung von Zeigern einer Uhr ein Verfahren anzugeben und eine Vorrichtung zu schaffen, welche es bei Verwendung herkömmlicher Uhrwerke gestatten, deren Position kostengünstig und mit einfachen Mitteln exakt zu erkennen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 angegebenen Verfahren gelöst. Eine Vorrichtung zur Lösung der Aufgabe ist in Anspruch 3 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Positionserkennung der analogen Anzeigeelemente durch die Anzeigeelemente direkt erfolgt, indem die Anzeigeelemente selbst beziehungsweise deren Funktionsbereiche im Zusammenwirken mit einem optischen Sendeelement und einem optischen Empfangselement die aktive Signalauslösung bewirken. Die aktive Signalauslösung resultiert daraus, daß das Auftreffen des optischen Signals auf das optische Empfangselement die Signalauslösung bewirkt.
  • Bei dem System gemäß der GB-A-2 197 968 ist eine repräsentative Signalauslösung nur schwer erreichbar, weil die Auswertung der Geschwindigkeit der Zeiger in einem bestimmten Passierbereich zwangsläufig zu einem weniger genauen Signal führt als es bei einem System nach der Erfindung möglich ist.
  • Hier erfolgt eine Reflexion und/oder Brechung der von dem optischen Sendeelement ausgesendeten optischen Signale an den Anzeigeelementen derart, daß nur bei einer definierten Stellung aller Anzeigeelemente die mehrfach reflektierten beziehungsweise gebrochenen optischen Signale von dem optischen Empfangselement empfangen werden. Die Anzeigeelemente weisen hierzu Funktionalbereiche auf, die der Reflexion und/oder Brechung des Signals dienen. Die Funktionalbereiche können als zum Strahlengang geneigte Reflexionsflächen oder senkrechte Reflexionsflächen oder auch als transparenter, prismatischer Bestandteil des Anzeigeelementes ausgebildet sein. Weiterhin können die Funktionalbereiche ebene oder geneigte Lichteintritts- bzw. Lichtaustrittsflächen von Lichtleitern sein. Die optischen Sendeelemente und die optischen Empfangselemente können an oder in dem Gehäuse, welches die Anzeigeelemente umgibt, angeordnet sein. Dabei ist es bei einer Anordnung der optischen Sende- und Empfangselemente an einem Gehäuse möglich, diese, in Blickrichtung auf die Skala gesehen, am Rand der Skala sowohl nebeneinander als auch hintereinander anzuordnen. Bei einer Anordnung der optischen Sende- und Empfangselemente innerhalb des Gehäuses können diese hinter der Skala angeordnet sein, wobei die Skala transparente Bereiche oder Öffnungen für den Durchtritt der optischen Signale aufweist.
  • Die optischen Sende- und Empfangselemente arbeiten vorzugsweise im Strahlenspektrum jenseits des sichtbaren Lichts, wobei die optischen Sendeelemente als Infrarot-Lumineszenzdioden und die optischen Empfangselemente als Infrarot-Fotodioden oder Infrarot-Fototransistoren ausgebildet sein können.
  • Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch den Verlauf des Strahlengangs zwischen den Sende- und Empfangselementen Streulichteinflüsse, die zur Verfälschung der Positionserkennung führen können, weitgehend eliminiert werden. Eine zusätzliche Maßnahme hierzu ist erfindungsgemäß, das optische Empfangselement mit einem schmalbandigen optischen Filter zu versehen, welcher nur die Wellenlänge des optischen Sendeelementes transmittiert. Zusätzlich kann ferner zur Abdeckung der Skala ein Material verwendet werden, welches im sichtbaren Wellenbereich transparent, im Wellenlängenbereich des optischen Empfangselementes jedoch undurchsichtig ist.
  • Um Reflexionen an der Abdeckung der Skala entgegenzuwirken, kann die Abdeckung eine geeignete Geometrie aufweisen und/oder zweckentsprechend bearbeitet sein. Auch die geometrische Anordnung beispielsweise der optischen Sende- und Empfangselemente im Verhältnis zu den Anzeigeelementen, die Abstände der Anzeigeelemente zueinander sowie zu weiteren Bautellen, die Brelte der Anzeigeelemente etc. ist für eine Optimierung der Positionserkennung und Vermeidung von Streueinflüssen von Bedeutung.
  • Mit der Anwendung der Erfindung bei einer Funkuhr ist es möglich, zumindest den mechanischen Teil eines herkömmlichen Quarzuhrwerkes in unveränderter Form zu verwenden. Die Stellung der Zahnräder beim Montieren der Zeiger ist ohne Bedeutung für die korrekte Funktion der Positionserkennung.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben, die in der Zeichung dargestellt sind. Es zeigen:
    • Fig.1
    eine Vorderansicht einer Funkuhr mit Detaildarstellung der nebeneinander angeordneten Sende- und Empfangselemente,
    Fig.2
    eine schematische Seitenansicht zu Fig.1 mit Detaildarstellung der Reflexionsflächen,
    Fig.3
    eine Vorderansicht einer Detaildarstellung einer Variante einer Funkuhr mit hintereinander angeordneten Sende- und Empfangselementen,
    Fig.4
    eine Detailseitenansicht zu Fig.3 mit Darstellung der Reflexionsflächen,
    Fig.5
    eine Detailseitenansicht einer Funkuhr mit Anordnung der Sende- und Empfangselemente hinter dem Zifferblatt und
    Fig.6
    eine Seitenansicht einer Funkuhr gemäß Figur 3 mit einer Positionserkennung unter Verwendung von Lichtleitern als Zeiger.
  • Um eine automatische Einstellung der Uhrzeit bei einer analog anzeigenden Uhr vornehmen zu können, ist es notwendig, daß die Elektronik der Uhr die Stellung der Zeiger in einer bestimmten Stellung erkennt. In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist diese Stellung die 12:00-Uhr-Stellung des Stunden- und Minutenzeigers an einer Funkuhr.
  • Gemäß Figur 1 ist an einem Gehäuse 3 einer Funkuhr oberhalb des Zifferblattes 5 ein optisches Sendeelement 1 neben einem optischen Empfangselement 2 angeordnet. Öffnungen 6, 7 im Gehäuse 3 bilden Durchgänge für ein optisches Signal 9. Die Öffnung 6 zum Empfangselement 2 ist zur Abschirmung von Streulicht gezahnt ausgebildet. Das Sendeelement 1 ist eine Infrarot-Lumineszenzdiode, das Empfangselement 2 ein Infrarot-Fototransistor.
  • In der dargestellten exakt 12:00-Uhr-Stellung der Zeiger 4a und 4b trifft das von dem Sendeelement 1 ausgesendete optische Signal 9, wie in den Figuren 1 und 2 ersichtlich, unter einem Winkel von etwa 45° auf die geneigte Reflexionsfläche 41 des Zeigers 4a, wird von dort in einem Winkel von etwa 90° reflektiert und trifft senkrecht auf die Reflexionsfläche 42 des Zeigers 4b. Von hier wird das optische Signal 9 auf die geneigte Reflexionsfläche 41 des Zeigers 4a zurückreflektiert und trifft nach erneuter Reflexion an der Reflexionsfläche 41 auf das Empfangselement 2 und löst dort ein weiterverarbeitbares elektrisches Signal aus.
  • Aufgrund der Tatsache, daß das optische Signal 9 in der 12:00-Uhr-Stellung der Zeiger 4a und 4b mit deren Richtung infolge der räumlichen Anbringung des Sendeelements 1 einen Winkel bildet, trifft das optische Signal 9 nach seiner Reflexion an der Reflexionsfläche 41 mit einem von 90° verschiedenen Winkel auf die zweite Reflexionsfläche 42 des Zeigers 4b auf und wird auch wieder unter demselben Winkel von der Reflexionsfläche 42 auf die geneigte Reflexionsfläche 41 zurückgeworfen. Auf diese Weise entsteht die in der Fig. 1 mit Bezugszeichen v bezeichnete Verschiebung des optischen Signals 9 längs der geneigten Reflexionsfläche 41. Das Ausmaß der Verschiebung hängt vom Winkel zwischen der Zeigerrichtung und dem optischen Signal 9 ab, wobei die Anordnung von Sendeelement 1 und Empfangselement 2 in Bezug auf die Richtung der Zeiger in 12:00-Uhr-Stellung symmetrisch ist.
  • Steht einer der beiden Zeiger 4a oder 4b nicht genau in der zu detektierenden Zeigerstellung, so erreicht das optische Signal 9 das Empfangselement 2 nicht.
  • Zur Unterdrückung von Streulichteinflüssen ist die Geometrie des Strahlenganges durch die räumliche Anordnung des Sendeelements 1, des Empfangselements 2, der Zeiger 4a und 4b sowie der Durchmesser der Öffnungen 6, 7 für den Lichteintritt des Sendeelementes 1 und den Lichtaustritt des Empfangselementes 2 optimiert. Hierzu trägt auch die Lage der Reflexionsfläche 41 auf der Rückseite des Zeigers 4b vorteilhaft bei, da sie gegen direkten Lichteinfall abgeschirmt ist. Vor dem optischen Empfangselement 2 kann zusätzlich ein nicht dargestellter schmalbandiger optischer Filter angeordnet sein, der nur die Wellenlänge des optischen Sendeelementes 1 transmittiert. Das Zifferblatt 5 wird durch eine transparente Abdeckschelbe 8 abgedeckt, welche im sichtbaren Wellenbereich des Lichtes transparent, im Wellenbereich des optischen Empfangselementes 2 jedoch undurchsichtig ist. Zusätzlich ist die Abdeckscheibe 8 zumindest partiell zur Vermeidung von Störsignalen durch ungewollte Reflexionen geeignet bearbeitet.
  • Figuren 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem das optische Sendeelement 1 in Blickrichtung auf das Zifferblatt 5 hinter dem optischen Empfangselement 2 angeordnet ist. In der exakten 12:00-Uhr-Stellung der Zeiger 4a und 4b verläuft der Strahlengang des optischen Signals 9 von dem Sendeelement 1 zu der geneigten Reflexionsfläche 41 des Zeigers 4a, wird von dort im Winkel von 90° auf die diametral geneigte Reflexionsfläche 43 des Zeigers 4b reflektiert und dort wiederum im Winkel von 90° auf das Empfangselement 2 reflektiert. Da der Zeiger 4b als Minutenzeiger länger ausgebildet sein muß als der Zeiger 4a als Stundenzeiger, schließt sich an die Reflexionsfläche 43 des Zeigers 4b noch ein im Querschnitt reduzierter Bereich 4c an.
  • Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel tritt hier keine Verschiebung des optischen Signals 9 längs der geneigten Reflexionsfläche 41 auf, da das optische Signal 9 in der 12:00-Uhr-Stellung der Zeiger 4a und 4b mit deren Richtung übereinstimmt.
  • In Figur 5 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei welchem das optische Sendeelement 1 und das optische Empfangselement 2 nebeneinander hinter dem Zifferblatt 5 angeordnet sind, wobei nach Fig. 5 das optische Empfangselement 2 dicht hinter dem optischen Sendeelement 1 liegt. Für den Strahlendurchgang des optischen Signals 9 ist eine Öffnung 10 im Zifferblatt vorhanden. Der Strahlengang verläuft in der exakten 12:00 Uhr-Stellung vom Sendeelement 1 zu dem Funktionalbereich 44 des Zeigers 4a. Dieser Funktionalbereich 44 ist als transparentes Prisma ausgebildet und an der dem Sendeelement 1 und dem Empfangselement 2 abgewandten Seite geneigt. Hierdurch wird das von dem optischen Sendeelement 1 ausgehende optische Signal 9 im Funktionalbereich 44 gebrochen und auf eine geneigte Reflexionsfläche 45 des Zeigers 4b gelenkt, von wo das optische Signal 9 zu dem Funktionalbereich 44 rück-reflektiert, und durch nochmalige Brechung zum optischen Empfangselement 2 gelenkt wird.
  • Durch eine entsprechende Neigung der Reflexionsfläche 45 auch in Bezug auf die Zeichenebene läßt sich erreichen, daß das optische Signal 9 nicht in sich selbst, sondern in Bezug auf die Zeichenebene nach hinten versetzt reflektiert wird, so daß es auf das hinter dem Sendeelement 1 liegende Empfangselement 2 auftrifft.
  • Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel bei dem die Zeiger 4a, 4b als Lichtleiter ausgebildet sind, wobei in Blickrichtung auf das Zifferblatt 5 das optische Empfangselement 2 hinter dem optischen Sendeelement 1 angeordnet ist. In der exakt 12:00-Uhr-Stellung der Zeiger 4a und 4b gelangt das von dem optischen Sendeelement 1 ausgehende optische Signal 9 zu einer zum Strahlengang senkrechten Lichteintrittsfläche 46 und wird von dort im Zeiger 4b zu einer geneigten Reflexionsfläche 47 geleitet, die das Signal im Winkel von 90° zu einer Lichtaustrittsfläche 48 des Zeigers 4b reflektiert. Von der Lichtaustrittsfläche 48 gelangt das optische Signal zu einer Lichteintrittsfläche 49 des Zeigers 4a und wird von dort nach Reflexion im Winkel von 90° an einer Reflexionsfläche 50 in Längsrichtung des als Lichtleiter ausgebildeten Zeigers 4a gelenkt. An einer ebenen, zum Strahlengang senkrechten Lichtaustrittsfläche 51 tritt das optische Signal 9 aus und gelangt zu dem optischen Empfangselement 2. Dieser Lichtweg ist nur dann offen, wenn sich beide Zeiger 4a und 4b in der korrekten Zeigerstellung befinden. Anstelle der Ausbildung der Zeiger 4a und 4b als Lichtleiter ist es auch möglich, herkömmliche Zeiger mit Lichtleitern zu versehen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, vielmehr sind sowohl weitere Varianten des Strahlenganges, auch unter Verwendung von mehr als zwei Zeigern bei einer Uhr, möglich.

Claims (15)

  1. Verfahren zur Positionserkennung von analogen Anzeigeelementen einer Uhr unter Verwendung opto-elektronischer Bauelemente,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das von mindestens einem optischen Sendeelement (1) ausgesendete optische Signal (9) durch die Anzeigeelemente (4a, 4b) derart reflektiert und/oder gebrochen werden, daß nur bei einer definierten Stellung aller Anzeigeelemente (4a, 4b) das optische Signal (9) von mindestens einem optischen Empfangselement (2) empfangen wird und dadurch ein weiterverarbeitbares, elektronisches Signal ausgelöst wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß von einem optischen Sendeelement (1) ein optisches Signal (9) ausgesendet wird, dieses optische Signal (9) bei Erreichen einer definierten Position eines ersten Anzeigeelementes (4a)auf dessen Funktionalbereich (41, 44, 47) auftrifft und dort reflektiert und/oder gebrochen wird, dieses erstmalig reflektierte und/oder gebrochene optische Signal (9) bei Erreichen einer definierten Position eines zweiten Anzeigeelementes (4b) auf dessen Funktionalbereich (42, 43, 45, 50) auftrifft und erneut reflektiert und/oder gebrochen wird, und dieses erneut reflektierte und/oder gebrochene optische Signal (9) entweder direkt oder über eine Rückreflexion und/oder Rückbrechung am Funktionalbereich (41, 44) des ersten Anzeigeelementes (4a) oder einer erneuten Reflexion und/oder Brechung an den Funktionalbereichen weiterer Anzeigeelemente nur während der Verweilzeit aller Anzeigeelemente in ihrer jeweils definierten Position auf ein optisches Empfangselement (2) trifft und aktiv eine Signalauslösung bewirkt.
  3. Vorrichtung zur Positionserkennung von analogen Anzeigeelementen einer Uhr unter Verwendung opto-elektronischer Bauelemente,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß mindestens ein optisches Sendeelement (1) und mindestens ein optisches Empfangselement (2) räumlich derart angeordnet sind, daß nur bei einer definierten Stellung der Anzeigeelemente (4a,4b) der Strahlengang eines optischen Signals (9) vom Sendeelement (1) über Funktionalbereiche (41 bis 45, 47, 50) der Anzeigeelemente (4a, 4b) zum Empfangselement (2) verläuft.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das optischen Sendeelement (1) und das optische Empfangselement (2) am Rand einer den Anzeigeelementen (4a, 4b) benachbarten Skala (5) in Blickrichtung nebeneinander oder hintereinander angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das optische Sendeelement (1) und das optische Empfangselement (2) auf der den Anzeigeelementen (4a, 4b) abgekehrten Seite der Skala (5) angeordnet sind und die Skala (5) im Bereich des Sendeelements (1) und des Empfangselements (2) für das optische Signal transparent ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Funktionalbereich des Anzeigeelementes (4a) eine zum Strahlengang geneigte Reflexionsfläche (41) und der Funktionalbereich des Anzeigeelementes (4b) eine zum Strahlengang senkrechte Reflexionsfläche (42) ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Funktional bereiche der Anzeigeelemente (4a,4b) diametral geneigte Reflexionsflächen (41,43) sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein dem Sende nd Empfangselement benachbartes Anzeigeelement (4a) im Funktionalbereich (44) als transparentes Prisma ausgebildet ist und daß der Funktionalbereich des anderen Anzeigeelementes (4b) auf der dem optischen Sendeelement (1) und dem optischen Empfangselement (2) zugewandten Seite eine geneigte, zum Strahlengang senkrechte Reflexionsfläche (45) aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Anzeigeelemente (4a,4b) als Lichtleiter ausgebildet oder mit Lichtleitern versehen sind.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Enden der Anzeigenelemente (4a, 4b), die in der definierten Stellung dem Sendeelement (1) bzw. dem Empfangselement (2) gegenüber liegen, zum Strahlengang senkrechte Lichteintrittsflächen (46, 49) aufweisen und daß die entgegengesetzten Enden der Anzeigeelemente (4a, 4b) einander zugekehrte Lichtaustrittsflächen (48, 51) haben.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die den Lichteintrittsflächen (46, 49) entgegengesetzten Enden der Anzeigeelemente (4a, 4b) zur Längsachse der Anzeigeelemente (4a, 4b) geneigte Reflexionsflächen (47, 50) aufweisen.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem optischen Empfangselement (2) ein schmalbandiger optischer Filter zugeordnet ist, welches nur die Wellenlänge des optischen Sendeelementes (1) transmittiert.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Skala (5) und die Anzeigeelemente (4a, 4b) durch eine im sichtbaren Wellenlängenbereich transparente Abdeckscheibe (8) abgedeckt sind, die im Wellenlängenbereich des optischen Sendeelementes (1) undurchsichtig ist und derart gestaltet ist, daß Reflexion und somit die Entstehung von Störsignalen verhindert wird.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die optischen Sendeelemente (1) Infrarot-Lumineszenzdioden und die optischen Empfangselemente (2) Infrarot-Fotodioden oder Infrarot-Fototransistoren sind.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Anzeigeelemente (4a, 4b) Zeiger einer Funkuhr sind.
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