DE2613357A1

DE2613357A1 - Elektronische armbanduhr

Info

Publication number: DE2613357A1
Application number: DE19762613357
Authority: DE
Inventors: John M Bergey; Robert E Mccullough; Arthur H O'connor
Original assignee: TIME COMPUTER
Current assignee: TIME COMPUTER
Priority date: 1975-03-28
Filing date: 1976-03-29
Publication date: 1976-10-07
Also published as: US3974637A; FR2305769B3; GB1526473A; JPS51120759A; FR2305769A1; DE2613357C3; DE2613357B2

Description

PATENTANWÄLTE

HENKEL, KERN, FEILER&HÄNZEL

BAYERISCHE HYPOTHEKEN- UND TELEX: 05 29 802 HNKL D FnTTARn SPH MIΠ-STR A SSF "> WECHSELBANKMONCHENNr JlWHlil TELEFON· (D 891 66 3197 663091 92 KAbSh ~ DRESDNER BANK MONCHHN 3 914 97S TELEFON. (0 89) MJl 97, 66 30 »1 SU D-8 0 00 M Ü N CH EN 90 POSTSCHECK: MÜNCHEN 1621 47 - m TELEGRAMME: ELLIPSOID MÖNCHEN

Time Computer, Ine,

L -I

UNSERZEICHEN: MÜNCHEN. DEN >)§ Μ^

BETRIFFT:

Elektronische Armbanduhr

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektronische bzw, Halbleiter-Armbanduhr mit aktiven elektrischen Anzeigeelementen, wie lichtemittierenden Dioden, und betrifft insbesondere eine Armbanduhr dieser Art mit einem abgewinkelten oder schräggestellten Anzeigeteil, der in einen Teil des Uhrengehäuses vertieft eingelassen und dadurch abgeschirmt ist₀ Durch diese abgewinkelte, vertieft eingelassene Anordnung der Anzeige werden Anzeigekontrast und scheinbare Helligkeit verbessert, so daß Batterieleistung gespart und die Anzeige bei hellem Tageslicht besser ablesbar wird₀

Elektronische Armbanduhren mit lichtemittierender Diodenanzeige sind z.B. in den US-PSen 3 672 155, 3 759 031 und 3 803 827 und anderen US-PSen sowie in den USA-Patentanmeldungen Serial No₀ 504 734 und 504 770, jeweils vom 1O₀10.1974, offenbart.

Uhren dieser Art verwenden praktisch keine beweglichen Teile, und sie weisen ein Frequenznormal in Form eines Kristall-

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ORIGINAL INSPECTED

schwingers oder -Oszillators auf, der über elektronische Halbleiter-Teiler- und -Treiberschaltungen wirkt, um die lichtemittierenden Dioden einer elektro-optischen Anzeige im Zeitfolgeverhältnis anzusteuern. Durch die gleichen Anzeigeelemente können sowohl Zeit- als auch Datumsangaben dargestellt werden, und die elektrische Schaltung der Armbanduhr besteht hauptsächlich aus einem oder mehreren integrierten Large-Scale-Schaltkreisen.

Es wurde bereits vorgeschlagen, Armbanduhren mit unter einem Winkel geneigtem Anzeigeteil zu versehen. Konstruktionen dieser Art sind z.B. in den US-PSen 3 566 602, 3 576 099 und 3 613 351 dargestellt« Diese geneigten oder schräggestellten Anzeigeteile sollten dabei ein leichteres Ablesen der Digitalanzeige durch das Auge des Benutzers ermöglichen, wenn sich die Armbanduhr in ihrer normalen Lage am Handgelenk des Benutzers befindet» Konstruktionen dieser Art fanden jedoch bisher keine verbreitete Anwendung, weil der geneigte bzw· schräge Anzeigeteil die Gesamtdicke der Uhr wesentlich erhöht und, was noch wichtiger ist, bisher die Herstellung and Montage der Armbanduhr schwieriger machte und verteuerte_o Aus diesen Gründen weist der allergrößte Teil der mit Digitalanzeige ausgestatteten Armbanduhren, insbesondere der eine elektro-optische Anzeige aufweisenden Uhren, die wirtschaftlichen Erfolg gefunden haben, einen nicht abgewinkelten bzw« flachen Anzeigeteil auf, der ebenso wie die meisten herkömmlichen, mit Zeigern versehenen Uhren unmittelbar von der Oberseite des Uhrengehäuses aus abgelesen wird·

Die Erfindung beruht nun auf der Feststellung, daß durch Schrägstellung einer aktiven Anzeige, z.B. einer solchen unter Verwendung lichtemittierender Dioden, und vertieftes Einlassen der schräggestellten Anzeige, sodaß sie durch das Uhrengehäuse zum Teil (gegen Lichteinfall) abgeschirmt ist, erhebliche Vorteile bezüglich der Ablesbarkeit und des verringerten Strom-

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Verbrauchs unter entsprechender Verlängerung der Lebensdauer der Uhrenbatterien erzielt werden können· Erfindungsgemäß wird zudem die Schrägstellung des Anzeigeteils durch eine neuartige» abgestufte Modul- bzw· Bausteinkonstruktion ermöglicht, wodurch einerseits die Gesamtdicke der Uhr verringert wird, während sie gleichzeitig einen vereinfachten und kostensparenden Aufbau besitzt und aufgrund ihrer kreisförmigen Konfiguration ohne weiteres an eine große Vielfalt von Uhrengehäuseauslegungen mit geschwungenen Umrißlinien anpaßbar ist«

Erfindungsgemäß ist ein kreisförmiger Baustein-Rahmen mit einer zentralen Ausnehmung versehen, die dünnere und dickere Teile des Rahmens voneinander trennt und eine längere Schrägseite festlegt, die als Träger für ein unter einem Winkel geneigtes Substrat dienen kann· An der Unterseite des Substrats sind dabei ein oder mehrere integrierte (Large Scale-)Schaltkreise montiert, welche die Hauptbauteile der Armbanduhr bilden, während sich an der anderen Seite eine lichtemittierende Diodenanzeige, ein Licht· oder Photofühler und weitere, vom integrierten Schaltkreis getrennte elektrische Bauteile befinden· Das Uhrengehäuse besitzt eine gekrümmte bzw«, geschwungene Form mit einem abgewinkelten Sichtfenster, das auf etwa die Hälfte der Gehäusefläche ausgedehnt ist«. Am Innenende des Sichtfensters ist über der lichtemittierenden Diodenanzeige ein zweckmäßiges Lichtfilter montiert, beispielsweise ein optisches Bandpaßfilter, das beispielsweise Rotlicht durchläßt und Licht anderer Wellenlängen im wesentlichen unterdrückt«

Durch die versenkte Anordnung des Anzeigeteils im Uhrengehäuse und hinter dem Filter wird das Kontrastverhältnis der Anzeige erhöht und die Menge des durch das Filter nach außen reflektierten Umgebungslichts verringert· Durch diese beiden Wirkungen wird die scheinbare Helligkeit der Anzeige erhöht, so daß die Betrachtung bzw₀ das Ablesen unter Tageslichtbedingungen verbessert wird, wenn die Anzeigedioden mit maximale»

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Strom angesteuert werden. Gleichzeitig wird für das normale Ablesen in Räumen sowie zu anderen Zeiten, wenn die Anzeige durch einen verminderten Strom angesteuert wird, weniger Strom benötigte Neben der Verbesserung der Ablesbarkeit der Anzeige unter Höchststrombedingungen (volles Tageslicht) wird auch unter allen anderen Sicht- oder Ablesebedingungen ein zufriedenstellender Kontrast bei geringerem Stromverbrauch gewährleistet, wodurch die Stromentnahme aus der Uhrenbatterie erheblich herabgesetzt wird»

Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung einer verbesserten elektronischen bzw. Halbleiter-Armbanduhr mit aktiven elektro-optischen Anzeigeelementen, insbesondere mit lichtemittierenden Dioden, wobei der Anzeigeteil bei hellem Sonnenlicht besser ablesbar ist*

Diese elektronische Armbanduhr soll dabei einen geringeren Stromverbrauch unter den meisten Ablesebedingungen gewährleisten und eine vertieft eingelassene, unter einem Winkel geneigte Anzeige aufweisen, wobei die Uhr vergleichsweise dünn sein und einen vereinfachten, kostensparenden Aufbau be-· sitzen soll·

Im Zuge der genannten Aufgabe bezweckt die Erfindung auch die Schaffung eines verbesserten Modul- oder Baustein-Rahmens für eine mit lichtemittierenden Dioden ausgestattete Armbanduhr mit einem schräggestellten Anzeigeteil.

Diese Aufgabe wird bei einer elektronischen Armbanduhr der angegebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch ein Gehäuse mit einem flachen Gehäuseboden und einem Gehäuse-Oberteil, von denen letzterer ein Sichtfenster mit einer die Ebene des Gehäusebodens unter einem spitzen Winkel schneidenden Mittelachse aufweist, durch mehrere aus lichtemittierenden Dioden bestehende Digitalanzeigeelemente innerhalb des Gehäuses in

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der Nähe des Sichtfensters, durch einen im Gehäuse in der Nähe des Sichtfensters angeordneten Photofühler und durch eine an letzteren angeschlossene Einrichtung zur Regelung der den Anzeigeelementen zugeführten elektrischen Energie in Abhängigkeit von der Menge des durch das Sichtfenster auf den Photofühler einfallenden Umgebungslichts·

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert· Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Armbanduhr mit Merkmalen nach der Erfindung,

FIg₀ 2 eine Rückseitenansicht der Armbanduhr gemäß Fig. 1 mit abgenommenem Gehäuseboden,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig₀ 2,

Fig. 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene perspektivische Darstellung einer neuartigen Modul- bzw. Bausteinkonstruktion für das "Werk" der Uhr gemäß den Fig_o 1 bis 3_f

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 4,

Fig. 6 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Modul- bzw. Bausteinkonstruktion gemäß Fig. 4,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung, von der Rückseite der Bausteinkonstruktion gemäß Fig. 4 gesehen,

Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung der Anordnung von Fig» 7 und

Fig. 9 ein Schaltbild einer Betriebsperioden-Ansteuerschaltung für die lichtemittierenden Dioden der erfindungsgemäßen Armbanduhr.

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In den Fig_o 1 bis 3 ist eine erste Ausführungsform einer Armbanduhr gemäß der Erfindung dargestellt. Gemäß Fig. 1 weist die allgemein mit 10 bezeichnete Armbanduhr ein Uhrengehäuse 12 auf, an dem ein Uhrenarmband 14 angebracht ist«. Am Gehäuse sind zwei Druckknopfe 16 und 18 vorgesehen, die beim Drücken von Hand die Anzeige aktivieren, um in an sich bekannter Weise die Zeit- und Datumsinformationen zu liefern. Im Gehäuse ist eine Öffnung 20 ausgebildet, die ein Sichtfenster darstellt, über welches die Anzeige durch den Benutzer ablesbar ist_o

Gemäß Figo 3 weist das Gehäuse 12 einen Oberteil (bezel) 22 auf, an dem ein Gehäuseboden oder -bodendeckel 24 befestigt ist. Letzterer ist an einem Ringflansch 26 am Oberteil mittels eines drehbaren Schraubrings 28 befestigt, der in den Oberteil einschraubbar ist und den Ringflansch zwischen sich und dem Oberteil verspannt.

Mit dem Gehäuse-Oberteil 22 ist mittels eines auf seine Randkanten aufgetragenen, geeigneten Klebmittels o.dgl. ein Bandpaßfilter 30 verbunden, welches Rotlicht durchläßt, dagegen Licht mit einer anderen Wellenlänge als Rotlicht weitgehend unterdrückt. Innerhalb des Gehäuses ist unter dem Filter 30 ein Keramik-Substrat 32 vorgesehen, das auf seiner einen Seite einen integrierten Schaltkreis 34 und auf seiner anderen Seite mehrere lichtemittierende Dioden 36 trägt, die bei Ansteuerung vorzugsweise Rotlicht emittieren· Bei Verwendung von andersfarbiges Licht emittierenden Dioden wird das Durchlaß- bzw_o Paßband des Filters 30 entsprechend modifiziert«, An das Substrat 32 ist über eine Leitung 38 der Quarzkristall 40 angeschlossen, welcher einen Teil eines Kristalloszillators bildet, dessen aktive Komponenten im integrierten Schaltkreis verkörpert sind und welcher die Zeithaltebasis für die Armbanduhr bildete

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Gemäß den Fig· 2 und 3 wird die Armbanduhr durch zwei Batterien bzw. Zellen 42 und 44 gespeist, bei denen es sich beispielsweise um herkömmliche, in Reihe geschaltete 1,5-V-Zellen handeln kann« Diese Zellen sind ausbaubar in einem Halter 46 montiert, wobei sie durch einen Zellenverbinder 48 in ihrer Lage gehalten werden. Der Zellenverbinder ist mittels einer Lippe 50, die am einen Ende in einen entsprechenden Schlitz im Gehäuse-Oberteil eingreift, mit dem Oberteil verbunden und an seinem anderen Ende mit Hilfe einer Schraube 52 befestigt. Vier Zungen- bzw, Reedschalter 54, 56, 58 und 60 sind am Gehäuse-Qberteil montiert und über das Substrat 32 elektrisch mit dem integrierten Schaltkreis 34 verbunden. Dabei handelt es sich um magnetisch betätigbare Schalter, von denen die beiden ersten durch den Zeitabfragedruckknopf 16 bzw. den Datumabfragedruckknopf 18 betätigbar sind. Die Schalter 58 und 60 sind Stellschalter, die durch einen Permanentmagneten betätigbar sind, welcher am Gehäuseboden 24 in der Nähe des betreffenden Stellschalters angesetzt wird«. Am Gehäuse-Oberteils ist außerdem ein variabler Kondensator bzw. Trimmkondensator 62 für die Zeitbasis bzw₀ den Oszillator angeordnet, dessen einer Teil auch durch den piezoelektrischen Quarzkristall gebildet wird.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Ausführungsform der Armbanduhr gemäß der Erfindung ist bereits gebaut und erfolgreich erprobt worden. Bei dieser bereits gebauten Ausführungsform wurden die verschiedenen, innerhalb des Gehäuse-Oberteils befindlichen Bauteile in ein zweckmäßiges Isolierklebmittel, wie Epoxyharz, eingegossen, das in den Fig. 1 bis 3 aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit weggelassen wurde« Diese Konstruktion ist jedoch nur mit großem Zeit- und Kostenaufwand herzustellen, weshalb in Figo 4 eine bevorzugte Ausführungsform dargestellt ist, deren Bauteile eine sog«, Modul- bzw. Bausteinkonstruktion besitzen und auf einem gemeinsamen Baustein-Rahmen montiert sind. Bei dieser abgewandelten Ausfüh-

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rungsform besitzt das Uhrengehäuse genau die gleiche Konfiguration wie in den Fig. 1 bis 3» nur daß dabei die Bausteinkonstruktion gemäß Fig. 4 die Verwendung eines kleineren Gehäuses zuläßt.

In Fig. 4, in der den vorher beschriebenen Teilen entsprechende Teile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet sind, ist die ungefähr einem herkömmlichen Uhrwerk entsprechende Modul- bzw_o Bausteinanordnung bei 70 angedeutet, wobei diese Anordnung einen kreisförmigen Haupt- bzw. Modulrahmen 72 aufweist, der vorzugsweise aus einem zweckmäßigen, elektrisch isolierenden Kunststoff hergestellt ist_e Fig. 5 ist ein Querschnitt durch die Anordnung längs der Linie 5-5 in Fig« 4, während Fig. 6 die Modulanordnung gemäß Fig. 4 in auseinandergezogener Darstellung veranschaulichte

Der einen kreisförmigen Umriß besitzende Modulrahmen 72 weist vier Vertiefungen bzw. Ausnehmungen 80, 82, 84 und 86 mit materialeinheitlich damit ausgebildeten, nach oben ragenden Federfingern zur Aufnahme des Zeitabfrageschalters 54, des Datumabfrageschalters 56, des Minutensteilsehalters 58 bzw. des Stundensteilsehalters 60 auf_o In der Mitte des Modulrahmens ist eine größere, einen praktisch V-förmigen Querschnitt besitzende Nut 90 ausgebildet, die einen flachen Boden 92 sowie aufwärts geneigte Seitenwände 94 und 96 aufweist. Der Mittelteil der aufwärts geneigten Seitenwand 96 ist bei 98 ausgespart, wodurch Platz für den integrierten Schaltkreis 34 geschaffen wird. Letzterer ist an der Rückseite des Keramiksubstrats 32 montiert und im Einbauzustand in die Aussparung 98 eingesetzt. Wie in FIg₀ 5 bei 100 angedeutet, sind die Enden des Substrats 32 auf gegenüberliegenden Seiten der Aussparung 98 mit Hilfe eines Epoxyharzes an den beiden Enden der Seitenw-and 96 befestigt. Die schräggestellte Seitenwand 96 ist länger als die Seitenwand 94, so daß sie einen hochragenden Ansatz bzw. Anguß in Form eines verdickten Abschnitts 102

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des Modulrahmens bildet, der eine Vertiefung 104 zur Aufnahme des Quarzkristalls innerhalb einer Quarzkristalldüse 40 aufweist, welche - wie in Fi^. 5 bei 106 angedeutet - wiederum mittels eines geeigneten isolierenden Klebmittels, z„B· Epoxyharz, in dieser Vertiefung befestigt ist. Der Quarzkristall ist mit dem Substrat 32 über zwei Zuleitungen verbunden, von denen die eine bei 108 angedeutet ist»

Das vorzugsweise einen mehrlagigen Aufbau besitzende Keramiksubstrat 32 enthält gedruckte Schaltkreise sowie eine Anzahl von Zuleitungen 110 für die elektrische Verbindung mit der Stromversorgung und anderen elektrischen Komponenten der Armbanduhr ₀ Die Verbindung zwischen dem gedruckten Schaltkreis, der vorzugsweise dzwischen zwei oder mehr Schichten ausgebildet ist, und den an Rück- und Vorderseite des Keramiksubstrats vorgesehenen Bauteilen erfolgt durch nicht dargestellte, das Substrat durchsetzende Verbindungsstifte ο«dgl. Bezüglich einer genaueren Beschreibung dieser Konstruktionsart wird auf die eingangs genannten USA-Patentanmeldungen verwiesen· Neben der elektro-optischen Anzeige trägt die Vorderseite des Substrats weitere Komponenten, z.B. zwei bipolare Treibertransistoranordnungen, Kondensatoren, einen Widerstand und einen Photofühler 112_O Der Photofühler 112 steuert auf noch näher zu beschreibende Weise die Ansteuerung oder Stromspeisung des Anzeigeteils in Abhängigkeit von den Umgebungslichtverhältnissen. Der Anzeigeteil 36 weist vier A_nzeige-Ziffernstationen auf, über die zumindest die Stunden und Minuten in Dezimalziffernform darstellbar sind, während weiterhin ein Doppelpunkt 114 vorgesehen ist«, Alle diese Anzeigeelemente werden durch lichtemittierende Diodensegmente gebildet.

Der Modulrahmen 62 ist am Gehäuse-Oberteil mit Hilfe zweier nicht dargestellter Schrauben befestigt, welche Bohrungen und 118 im Rahmen durchsetzen und in den Oberteil eingeschraubt sind. Zwei Vertiefungen oder Ausnehmungen 120 dienen zur Fest-

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legung der Enden zweier Batterieklemmen auf noch näher zu erläuternde Weise, und Trimmerleitungen 122 sind mit Stiften verbunden, welche das Substrat durchsetzen und eine elektrische Verbindung zum Oszillator-Regel- bzw· -Trimmerkondensator 62 herstellen

Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung der Rückseite des Modulrahmens 72, während Fig. 8 in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung die Rückseite des Modulrahmens nebst zugeordneten Bauteilen veranschaulicht₀ Der in eine Ausnehmung 124 eingesetzte Trimmerkondensator weist zwei Zuleitungen auf, welche ihn mit den Trimmerplatten (trimmer pads) gemäß Fig. und 6 verbinden. Die Batteriezellen 42 und 44 sind in Batterieausnehmungen 126 und 128 eingesetzt, an deren Boden sich jeweils eine federnde Batterieklemme 130 bzw. 132 befindet. Die Enden dieser Batterieklemmen verlaufen durch den Rahmen in die Ausnehmungen 120, wo sie mittels von ihnen zum Substrat 32 abgehende Leitungen 121 bzw. 123 (Fig. 6) mit dem restlichen Schaltkreis verbunden sind. Die anderen Seiten der Batteriezellen werden durch einen Zellenverbinder der in Fig_e 1 bei 48 angedeuteten Art niedergehalten, welcher die Zellen in Reihe schaltet.

Figo 9 veranschaulicht die in Verbindung mit dem Photofühler 112 gemäß den F±ga 4 und 6 verwendete Lichtregelschaltung. In Fig. 9 ist der Photofühler als Phototransistor dargestellt, doch kann ersichtlicherweise anstelle des Transistors Q1 auch ein Photowiderstand verwendet werden. Die Regelschaltung weist zwei n-Kanal-MOS-Transistoren 140 und 142 in Zuordnung zum Photofühler 122, einen Kondensator 144, einen Widerstand 146 und ein NAND-Glied 148 auf«, Bei Betätigung des Zeitabfrageschalters 54 oder des Datumabfrageschalters 56 durch Drücken des betreffenden magnetischen Druckknopfs 16 bzw. 18 wird ein Anzeigeaktivierimpuls 150 mit einer Dauer von z.B. 1,25 s an einen mit X bezeichneten Eingang 152 angelegte Dieser Impuls

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gelangt an den einen Eingang des NAND-Glieds 148 unter Aktivierung desselben. Außerdem wird dieser Impuls an die Gate-Elektrode des MOS-Transistors 140 angelegt. Eine Reihe von Impulsen geringer Breite mit einer Frequenz von 512 Hz, die von dem an den Ausgang des beschriebenen Kristalloszillators angeschlossenen Binärteiler erhalten werden, wird einer zweiten,mit Y bezeichneten Eingangsklemme 154 aufgedrückt.Diese Teilerimpulse sind bei 156 angedeutet. Diese Impulse werden kontinuierlich an die Gate-Elektrode des MOS-Transistors 142 angelegt,, Die Unterseite des Transistors 142 und die Unterseite des Kondensators 144 sind an die als "Masse"»,angegebene Minusklemme der die Stromversorgung darstellenden Batteriezellen angeschlossen, während die Oberseite des Phototransistors 112 und das obere Ende des Widerstands 146 an die bei ^+VDD ^anS^e(ieu'^te"^te Plusklemme der Stromversorgung angeschlossen sind ο

Wenn im Betrieb ein Anzeigeaktiviersignal 150 eingegeben wird, wird der Kondensator 144 über den Phototransistor 112 und den Widerstand 146 abwechselnd auf die positive Spannung V_DD aufgeladen und durch das 512-Hz-Signal 156 an der Eingangsklemme 156 entladene Die durch das Maß A angedeutete Breite der Ausgangsimpulse 160 an der Ausgangsleitung 162 gemäß Fig. 9 ist variabel und wird durch den Stromfluß durch den Phototransistor 112 bestimmt. Dieser Stromfl^ß wird seinerseits durch die Intensität des auf den Phototransistor einfallenden Umgebungslichts bestimmt. Die Ausgangsimpulse 160 besitzen somit eine Frequenz von 512 Hz, jedoch eine variable Betriebsperiode * (duty cycle) entsprechend dem Effektivwiderstand des Phototransistors, welcher dem Licht proportional ist, das auf die Anzeige und auf den an der Vorderseite des Keramiksubstrats 32 neben den Anzeigedioden 36 montierten Phototransistor 112 einfällt«,

Aus den vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß mit

* bzw. Testverhältnis

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der Erfindung eine verbesserte Armbanduhrkonstruktion mit unter einem Winkel geneigtem Anzeigeteil und insbesondere eine verbesserte Konstruktion mit einer neuartigen, kreisförmigen Modul- bzwo Bausteinrahmenanordnung geschaffen wird, so daß sich die Armbanduhr einfach und kostensparend und mit im Vergleich zu den bisher verwendeten Konstruktionen mit geneigtem Anzeigeteil vergleichsweise geringer Größe und Dicke herstellen läßt· Der Neigungswinkel des Anzeigeteils beträgt vorzugsweise etwa 45° gegenüber einer durch die Mitte der Uhr verlaufenden vertikalen Ebene, doch kann diese Winkelstellung in Abhängigkeit von der Konstruktion des Uhrengehäuses beliebig variiert werden. Durch die kreisförmige Gestalt wird die Bausteinkonstruktion voll an eine große Vielfalt von Uhrengehäuseentwürfen anpaßbar, wodurch mehr Möglichkeiten und eine größere Vielseitigkeit für den Entwurf ansprechender Gehäuseformen gewährleistet werden.

Die Öffnung 20 gemäß Fig. 1 kann beliebig variiert werden, doch erstreckt sie sich im allgemeinen nicht wesentlich über die quer zum Uhrenarmband 14 verlaufende Mittelebene 164 des Uhrengehäuses hinaus. Vorzugsweise besitzt diese Öffnung 20 eine Längsmittelachse 166, welche die Ebene des Gehäusebodens 24 unter einem Winkel von etwa 45° schneidet, so daß sie mit der Winkellage des Anzeigeteils und des tragenden Substrats übereinstimmt. Da der Anzeigeteil auf die beschriebene Weise vertieft eingelassen bzw» versenkt angeordnet ist, wird er durch eine Lippe oder Haube 168 (Fig. 3) des Uhrengehäuses (gegenüber dem Umgebungslicht) teilweise abgeschirmt. Infolge dieser Abschirmung durch die Uhrengehäuse-Lippe bzw, -Haube wird die Uhr im vollen Sonnenlicht leichter ablesbar, weil die Anzeige in nahezu allen Positionen entweder durch diese Lippe bzw. Haube, durch den Körper des Trägers oder beides gegenüber Lichteinfall abgeschirmt ist. Durch die Vertiefung der Anzeige und ihrer Rückversetzung gegenüber dem Filter 30 wird das Kontrastverhältnis der Anzeige erhöht, während gleich-

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zeitig die durch das Filter hindurch nach außen reflektierte Umgebungslichtmenge herabgesetzt wird. Die Erhöhung des Kontrastverhältnisses und die Verminderung des reflektierten Lichts ermöglicht die Anwendung der empfindlicheren Lichtregelschaltung gemäß Fig. 9, da der Kontrast und mithin auch die scheinbare Helligkeit unter normalen Betrachtungsbedingungen verbessert werden. Da die Anzeigehelligkeit bei den bisher bekannten Konstruktionen unter den gleichen Bedingungen ausreichend ist, kann der Stromfluß durch die lichtemittierenden Dioden verringert werden, während dennoch die gleiche Helligkeit gewährleistet wird, wie sie derzeit üblicherweise vorhanden ist» Da die Armbanduhr meist unter den in einem Raum oder Zimmer herrschenden Umgebungslichtbedingungen abgelesen wird, wird erfindungsgemäß ein beträchtlicher Teil der Batterieenergie eingespart· Weiterhin kann gewünschtenfalls der durch die lichtemittierenden Dioden fließende Strom für das Ablesen im vollen Sonnenlicht erhöht werden, um die Ab* lesbarkeit unter Sonnenlichtverhältnissen zu verbessern, ohne die Uhrenbatterie übermäßig zu belasten»

Selbstverständlich kann die Erfindung in anderen speziellen Ausführungsformen verkörpert werden, ohne daß vom Rahmen und Grundgedanken der Erfindung abgewichen wird· Die vorstehend offenbarten Ausführungsformen sind daher lediglich als erläuternd und keinesfalls die Erfindung einschränkend anzusehen, vielmehr soll die Erfindung alle innerhalb des erweiterten Schutzumfangs liegenden Änderungen und Abwandlungen mit einschließen·

Zusammenfassend wird mit der Erfindung somit eine elektronische bzw, Halbleiter-Armbanduhr mit einer aktiven elektrooptischen Anzeige in Form von lichtemittierenden Dioden geschaffene Die auf einer schräggestellten Seitenwand einer Nut in einem kreisförmigen Modul- bzw„ Bausteinrahmen montierte Anzeige besteht aus einem Keramiksubstrat, welches die Anzei-

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geelemente auf der einen Seite und einen integrierten Schaltkreis auf der anderen Seite trägt. Die Winkelstellung der Anzeige koinzidiert mit der Achse eines unter einem Winkel geneigten Sichtfensters, das so ausgebildet ist, daß das Uhrengehäuse zumindest einen Teil des Anzeigeteils gegenüber unmittelbarem Lichteinfall abschirmt. Hierdurch wird das Ablesen unter hellen Tageslichtbedingungen verbessert, während durch eine vom Umgebungslicht abhängige Regelung des dem Anzeigeteil zugeführten Stroms unter den meisten Ablesebedingungen Batterieenergie eingespart werden kann_o

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Claims

- 15 Patentansprüche

Elektronische Armbanduhr, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (12) mit einem flachen Gehäuseboden (24) und einem Gehäuse-Oberteil (22), von denen letzterer ein Sichtfenster (20) mit einer die Ebene des Gehäusebodens unter einem spitzen Winkel schneidenden Mittelachse aufweist, durch mehrere aus lichtemittierenden Dioden bestehende Digitalanzeigeelemente (z.Bo 36) innerhalb des Gehäuses in der Nähe des Sichtfensters, durch einen im Gehäuse in der Nähe des Sichtfensters angeordneten Photofühler (112) und durch eine an letzteren angeschlossene Einrichtung zur Regelung der den Anzeigeelementen zugeführten elektrischen Energie in Abhängigkeit von der Menge des durch das Sichtfenster auf den Photofühler einfallenden Umgebungslichts₀

2« Armbanduhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeelemente auf einem elektrisch isolierenden Substrat montiert sind und daß auf dem Substrat ein integrierter Schaltkreis angeordnet ist, der mit den Anzeigeelementen elektrisch gekoppelt ist.

3· Armbanduhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierte Schaltkreis auf der von den Anzeigeelementen abgewandten Seite des Substrats angeordnet ist.

4· Armbanduhr nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Gehäuses ein das Substrat tragender Modulbzw, Bausteinrahmen vorgesehen ist»

5. Armbanduhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine einen praktisch V-förmigen Querschnitt besitzende Nut mit langen und kurzen Seiten aufweist, wobei das Substrat von der Langseite der Nut getragen wird_o

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6. Armbanduhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Modul- bzw. Bausteinrahmen ein Kristalloszillator und mehrere Schalter montiert sind_o

7. Armbanduhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der vom Substrat abgewandten Seite des Bausteinrahmens zwei Vertiefungen bzw«. Ausnehmungen zur ausbaubaren Aufnahme zweier Batteriezellen vorgesehen sind.

8_e Armbanduhr nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter Zungen- oder Reedschalter sind.

9. Armbanduhr nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat ein Keramikblock ist, der auf der einen Seite die Anzeigeelemente und einen Photofühler und auf der anderen Seite den integrierten Schaltkreis trägt und von dem mehrere elektrische Zuleitungen für die elektrische Verbindung mit anderen Bauteilen der Armbanduhr nach außen abgehenο

10. Armbanduhr, insbesondere nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Uhrengehäuse mit einem flachen Gehäuseboden und einem Gehäuse-Oberteil, der ein Sichtfenster mit einer die Ebene des Gehäusebodens unter einem spitzen Winkel schneidenden Mittelachse aufweist, durch ein im Sichtfenster angeordnetes optisches Bandpaßfilter, durch einen kreisförmigen, elektrisch isolierenden, im Gehäuse angeordneten Modul- bzw. Bausteinrahmen, der dünnere und dickere Abschnitte aufweist, welche eine nach außen weisende, zumindest praktisch parallel zum Filter liegende Wand bilden, durch mehrere aus lichtemittierenden Dioden bestehende DigitalanzeigeStationen, die von der genannten Wand in der Nähe des Fensters getragen werden, und durch eine mit einem Photofühler verbundene Einrichtung zur Regelung der den Anzeigeelementen zugeführten elektri-

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sehen Energie in Abhängigkeit von der über das Sichtfenster auf den Photofühler einfallenden Umgebungslichtmenge₀

11. Armbanduhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigestationen auf einem Keramik-Substrat montiert sind, das an der von den AnzeigeStationen abgewandte Seite einen integrierten Schaltkreis trägt, und daß die genannte Wand eine Aussparung zur Aufnahme des integrierten Schaltkreises aufweist.

12«, Armbanduhr nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäuse-Oberteil gekrümmt bzw«, geschwungen ist und daß das Sichtfenster zumindest im wesentlichen auf der einen Seite einer durch den Mittelpunkt des Gehäuse-Oberteils verlaufenden Querebene liegt.

13e Armbanduhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigestationen Rotlicht emittieren und daß das Filter nur Rotlicht im sichtbaren Spektrum durchläßt₀

14· Armbanduhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der dickere Abschnitt des Modul- oder Baustein-Rahmens eine Ausnehmung zur Aufnahme eines Oszillatorkristalls aufweist und daß die Aussparung der genannten Wand mit einer Rille zur Führung der elektrischen Zuleitungen von der Aussparung zum Substrat versehen ist»

15· Armbanduhr nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Regelung der elektrischen Energie eine Betriebsperioden-Regelschaltung (variable duty cycle circuit) ist,

I6_e Armbanduhr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß. die Regelschaltung ein NAND-Glied mit einem ersten Eingang zur Aufnahme eines Anzeige-Aktiviersignals und einem zweiten Eingang zur Aufnahme tiner Reihe von Impulsen mit variabler Breite aufweist«

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17· Armbanduhr nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Photofühler mit einem Kondensator gekoppelt ist und als variabler bzw· Regel-Ladewiderstand für den Kondensator dient,,

18. Armbanduhr nach Anspruch 17» dadurch gekennzeichnet, daß an den Kondensator für dessen periodische Entladung ein MOS-Transistor angeschlossen ist.

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