AT13048U1 - Gerät zur individuell gestaltbaren darstellung der uhrzeit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät mit einer Anzeigeeinheit, insbesondere einem Display und gegebenenfalls ein oder mehreren Druckknöpfen zur Darstellung von Datum, Uhrzeit und Alarme, wobei das Design der Ziffern und Zeiger sowie der Hintergrund individuell gestaltbar ist.Die Darstellungsform von Datum, Uhrzeit und Alarme ist aus einer Menge an gespeicherten Darstellungsformen, wie beispielsweise eine analoge Form mittels Zeiger und einer 12 Stunden Skala, selektierbar; ebenso ist auch das Design des Hintergrunds sowie der Ziffern und Zeiger aus der Menge an gespeicherten Designs jederzeit selektierbar.

Description

österreichisches Patentamt AT 13 048 U1 2013-05-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Gerät mit einer Anzeigeeinheit, insbesondere einem Display und gegebenenfalls ein oder mehreren Druckknöpfen zur Darstellung von Datum, Uhrzeit und Alarmen.

[0002] Bekannt sind Uhren in mechanischer Form, aber auch in digitaler Form. Die digitalen Ausprägungen beschränken sich auf die Anzeige von Informationen mittels einer beim Bau der Uhr festgelegten Menge an Zeichen sowie fixen Positionen für diese Zeichen. Modelle, bei denen ansatzweise eine freie Gestaltung der Displayfläche vorhanden ist, schalten das Display nur auf Benutzerwunsch mittels Tastendruck aktiv, sodass die Verwendung als klassische Armbanduhr mehr als unpraktisch ist. Außerdem wird nur eine fixe Darstellungsform (meist digital, beispielsweise 11:45) je Modell unterstützt.

[0003] Der Nachteil bekannter Bauformen ist die Unmöglichkeit, die Darstellungsform der vom Gerät abrufbaren Informationen nach dessen Produktion zu ändern bzw. aus alternativen Darstellungsformen oder Designs auszuwählen.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Gerät zu spezifizieren, welches in der Lage ist, die Uhrzeit sowie andere bekannte Funktionen in diesem Zusammenhang wie Datum, Alarme, etc. derart anzuzeigen, dass die Darstellungsform als auch das Design der gesamten Darstellung variierbar ist, sodass jederzeit eine andere, im Gerät gespeicherte Variante selektierbar ist.

[0005] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass ein Gerät spezifiziert ist, das beispielsweise am Handgelenk tragbar ist, die vorgestellten Darstellungsformen verarbeitet und mehrere Darstellungsformen und Designs von Datum, Uhrzeit, etc. speichert, welche jederzeit selektierbar sind.

[0006] Die Herausforderung bei einem mobilen Gerät in der Größe einer Armbanduhr, das ein frei ansteuerbares Farbdisplay hat, ist die Minimierung des Stromverbrauchs. Derzeit erhältliche Displays haben einen linear proportionalen Stromverbrauch zu den angezeigten Bildpunkten sowie deren Helligkeit. Konzepte zur selektiven Aktivierung der Anzeige werden im Folgenden erläutert. Eine Übersicht der verwendeten Komponenten in Form eines Blockdiagramms findet sich auf Blatt 1, Fig. 1. Die vorliegende Beschreibung steht beispielhaft für eine mögliche Realisierung der Hardware in mobiler Form. TECHNISCHE DATEN:

Umgebungstemperatur 0 bis 50 °C Batterielaufzeit ca. 10 Tage Ganggenauigkeit 1 s/Monat Gehäuseausführung Armbanduhr USER INTERFACES: [0007] Komponenten zur Interaktion mit dem Benutzer: [0008] · Display [0009] · Tasten [0010] · USB Anschluss INTERNE KOMPONENTEN: [0011] · Mikrocontroller [0012] · Real Time Clock (RTC) [0013] · Flashspeicher für Benutzerdaten 1 π österreichisches Patentamt AT 13 048 U1 2013-05-15 [0014] · GPS Modul zur Positionsbestimmung und automatischen Zeitsynchronisation [0015] · Beschleunigungssensor zur bewegungsabhängigen Aktivierung [0016] · Helligkeitssensor zur Anpassung der Display- Helligkeit [0017] · USB Controller [0018] · Aufladbare Batterie STROMSPARKONZEPT: [0019] Minimalster Energieverbrauch ist die wichtigste Eigenschaft des Konzepts.

[0020] Als Stromversorgung ist eine Lithium Polymer Zelle geplant, da diese derzeit das beste Größen- zu Kapazitätsverhältnis aufweist.

[0021] Folgende Maßnahmen werden zur Stromverbrauchsminimierung angewandt: [0022] 1. Es werden Komponenten mit möglichst geringem Stromverbrauch ausgewählt.

[0023] 2. Alle Komponenten werden nur soweit und solange wie unbedingt notwendig einge schaltet.

[0024] 3. Steuerung des Displays mittels Helligkeitssensors [0025] 4. Aktivierung des Gerätes mittels Beschleunigungssensors [0026] 5. Aktivierung des Controllers mittels RTC Signals zum Update des Displays [0027] 6. Deaktivierung während einstellbarer oder automatisch gelernter Nachtzeiten BESCHREIBUNG DER KOMPONENTEN:

Display [0028] Das Display ist der größte Energieverbraucher im Gerät.

[0029] Derzeit stehen Display mit OLED Technologie mit dem geringsten Stromverbrauch zur Verfügung.

[0030] Da der Strom mit der Helligkeit und der Anzahl der eingeschalteten Pixel steigt, wird mittels geeigneter Grafikauswahl und gesteuerter Abdunkelung des Bildes die Laufzeit des Gerätes verlängert.

[0031] Technische Daten des ausgewählten Displays: [0032] Displaycontroller: SSD1339 [0033] Auflösung: 128 x 128 Pixel [0034] Farbanzahl: 262.144 [0035] Größe: 34 x 34 mm (27 x 27 mm sichtbarer Bereich) [0036] Anbindung: 8 Bit Bus, um möglichst kurze Updatezeiten bei niedriger Mikrocontrollertaktfrequenz zu erreichen. T asten [0037] Drei Tasten, welche in der Lage sind, den Microcontroller aufzuwecken, um einerseits schnell auf Benutzereingaben zu reagieren und andererseits den Controller möglichst lange im Power-Down Zustand zu lassen. USB- Anschluss / USB- Controller [0038] Der USB- Anschluss erfolgt über einen eigenen USB nach UART Umsetzer, welcher nur aktiv ist, wenn der USB Anschluss aktiv (angeschlossen und Host aktiv) ist.

[0039] In dieser Ausführung kommt der CP2102 (alternativ CP2101) aufgrund der Baugröße 2/7 österreichisches Patentamt AT13 048U1 2013-05-15 und des geringen Stromverbrauchs zum Einsatz.

Mikrocontroller [0040] C8051F411/13-GM oder optional die Typen 10/13 mit 16/32 kB Flash. Die RAM-Größe beträgt 2 kB.

[0041] Dieser Controller kommt aufgrund seiner kleinen Baugröße, dem geringen Energieverbrauch und der integrierten RTC zum Einsatz.

[0042] Eine Optimierungsmöglichkeit besteht noch in der Erhöhung des RAM Speichers im Controller. Alternativ stehen ARM7 Derivate zur Verfügung, falls die Rechenleistung zur Umsetzung von aufwendigeren Animationen keine befriedigenden Ergebnisse liefern sollte.

Flash-Speicher für Benutzer-Daten [0043] Zur Ablage der Hintergrundbilder des Benutzers wird ein Datenflash vorgesehen.

[0044] Die gewählte Type: AT45DB081.

[0045] Die Ankopplung an den Controller erfolgt mittels SPI Interface.

[0046] Als Speichergröße wird 1 Megabyte (reicht für die Ablage von ca. 20 unkomprimierten Bildern) ausreichen. GPS Modul [0047] Zur automatischen Zeiteinstellung ist ein GPS-Modul vorgesehen. Die Aktivierung erfolgt in regelmäßigen Abständen (monatlich), um die interne Echtzeituhr gegebenenfalls anzupassen.

Batterie/Akku [0048] Da das erfindungsgemäße Gerät die Bauform einer Armbanduhr besitzt, ist die Baugröße für den Akku ein limitierender Faktor hinsichtlich der Auswahlmöglichkeiten. Die derzeit höchsten Speicherkapazitäten bieten Akkus in der Technologie Lithium Ionen oder Lithium Ionen Polymer. Lithium Ionen Polymer Akkus haben den Vorteil, dass sie in jede beliebige Form gebracht werden können, was für diesen Einsatzbereich vorteilhaft ist.

[0049] Folgende Batterietype entspricht den Anforderungen: [0050] Type mAh V Thickness Width Length Weight [0051] 053028 330 3.7 5.0±0.2 30±0.5 29±1 7.2 [0052] Um eine Laufzeit von 14 Tagen zu ermöglichen, darf der Durchschnittsverbrauch bei dieser Type 1 mA betragen.

Struktur des logischen Displayaufbaus [0053] Um verschiedene Anzeigeformen von Datum, Uhrzeit und Alarmen definieren und verarbeiten zu können, ist die Display-Darstellung in zwei unabhängig voneinander konfigurierbare Ebenen aufgeteilt:

Vordergrund: [0054] Um die Individualität von der Erscheinung des Ziffernblattes zu unterstreichen, ist die Form der Zeiger und Ziffern sowie auch ihres Vorhandenseins einstellbar und - unabhängig von der Konfiguration des Ziffernblatthintergrundes - jederzeit änderbar. Dazu sind ein oder mehrere Darstellungsvarianten von Zeigern und Ziffern am Gerät im JPEG- oder GIF- Format gespeichert. Alternative Formen werden gegebenenfalls über eine USB- Schnittstelle auf das Gerät geladen bzw. vom Speicher des Gerätes wieder gelöscht.

[0055] Bei jeder Aktualisierung des Displays werden in einem Pufferspeicher der Hintergrund und anschließend die Ziffern und Zeiger hineingeschrieben, um dann mit einem Befehl in den sichtbaren Displayspeicher kopiert zu werden. Dies verhindert ein Flackern der Anzeige. 3/7 österreichisches Patentamt AT 13 048 U1 2013-05-15 [0056] Durch die Deaktivierungsmöglichkeit der Ziffern ist eine Mischform derart möglich, dass die Ziffern bereits am Hintergrundbild abgebildet sind.

[0057] Es können auch statt bildhafter Zeiger Linien in unterschiedlicher Länge und Stärke eingestellt werden.

Hintergrund: [0058] Um eine wesentliche Veränderung des Erscheinungsbildes des Geräts zu erreichen, ist der Hintergrund des Ziffernblattes mittels unterschiedlicher Erscheinungsprinzipien jederzeit anpassbar.

[0059] Durch einen Einstellvorgang wird das Darstellungsprinzip des Hintergrundes bis zum nächsten Einstellvorgang festgelegt. Einstellmöglichkeiten sind beispielsweise: [0060] · Eine Farbe, einstellbar über die Werte für Rot, Grün und Blau (RGB) im Bereich von jeweils 0 bis 255.

[0061] · Zwei Farben, die jeweils über den RGB- Wert definiert sind. Weiters ein Startpunkt für die jeweilige Farbe. Als Startpunkt wird die Position der Stunden oder die Display-Mitte angeboten. Alternativ zum Startpunkt wird ein Startkreis angeboten. Diese Kreise werden über den Radius (im Wertebereich von 10 bis 100) sowie über die Mittelpunktlage (Stundenposition oder Zentrum) definiert. Bei 2 Punkten ist der Farbverlauf eindeutig definiert. Bei einem Punkt und einem Kreis nähern sich die Farben vom Kreis zum Punkt hin an. Außerhalb dieses definierten Farbverlaufes (in die entgegengesetzte Richtung) werden die Farben gespiegelt. Gleiches gilt für 2 Kreise. Dadurch entsteht ein großzügig definierbarer Farbverlauf.

[0062] · Bilder im Bitmap-, JPEG- oder GIF- Format mit einer max. Auflösung vom Doppelten der Displayauflösung, die im Gerät gespeichert sind. Diese werden (je nach Benutzereinstellung) zentriert oder auf Displaygröße gestreckt (geschrumpft) angezeigt. Beispielbilder sind bei der Auslieferung des Gerätes gespeichert. Gegebenenfalls können über einen USB- Anschluss weitere Bilder in das Gerät gespeichert bzw. vom Gerät gelöscht werden.

[0063] Durch einen zusätzlichen Einstellvorgang verändert sich der Hintergrund ohne Zutun des Benutzers und erzeugt so ein dynamisches Erscheinungsbild. Auslöser für den Wechsel der Anzeige sind je nach Einstellung: [0064] · eine eingestellte Zeitspanne [0065] · das Erreichen einer eingestellten Uhrzeit (Alarm- Funktion) [0066] · eine mittels Zufallsgenerator ermittelte Zeitspanne [0067] Dargestellt wird nach jedem Änderungsimpuls eine der folgenden Varianten: [0068] · Eine andere Farbe, und zwar derart, dass die Größe eines Wertes im RGB- Kontext um den eingestellten %- Wert innerhalb des Bereiches von 0 bis 255 verändert wird. Dadurch wird ein fließender Farbübergangseffekt erzeugt.

[0069] · Es werden 2 Farben nach dem vorhin erklärten Prinzip verwendet. Nun werden die beiden Farben nach dem Prinzip vom vorangegangenen Punkt verändert.

[0070] · Die im Gerät gespeicherten Bilder können markiert werden (zumindest 2), um entwe der entsprechend ihrer Speicherposition oder in einer mittels Zufallsgenerator ermittelten Reihenfolge angezeigt zu werden. Der Bildübergang wird entweder übergangslos oder durch weiches Aus- und Einblenden (Überblenden) umgesetzt.

Die dritte Dimension: [0071] E in dreidimensionaler Raum wird definiert. Innerhalb dieses Raumes bewegt sich eine Kugel, auf der die mit den vorhin erklärten Möglichkeiten definierte Darstellung der Uhr hinauf projiziert ist, welche am Display angezeigt wird. Die Bewegung der Kugel erfolgt mit einer ein- 4/7

Claims (8)

1. österreichisches Patentamt AT13 048U1 2013-05-15 stellbaren Geschwindigkeit. Stößt die Kugel auf eine Begrenzung des definierten Raumes, prallt sie entsprechend dem Aufprallwinkel wieder ab. Dabei entsteht auch eine Veränderung ihrer Drehrichtung. Stößt die Kugel auf die vordere Raumbegrenzung, so wird sie Display- füllend 2-dimensional dargestellt. Sie verharrt in dieser Form für eine einstellbare Anzahl von Sekunden, um anschließend wieder als Kugel durch den dreidimensionalen Raum zu fliegen. Gegebenenfalls wird durch kurzes hin und her bewegen der Uhr - registriert mittels Beschleunigungssensor - die Kugel explizit dazu veranlasst, sich auf die vordere Raumbegrenzung hin zu bewegen. [0072] Alternativ ist statt der Kugel ein Würfel einstellbar. Die Drehbewegung des Objektes ist abschaltbar. [0073] Die ausgeführte Lösung beschreibt ein Gerät zur Anzeige der Uhrzeit, das durch einfaches Konfigurieren völlig unterschiedliche Erscheinungsformen annimmt. Durch die vielfältigen Varianten zur Darstellung der Uhrzeit passt sich das Gerät jeder Situation optimal an und unterstreicht dadurch das Erscheinungsbild des Trägers. Durch die optionale Verbindung zur Website ist das Austauschen der Darstellungsformen beliebig erweiterbar. Die optionale Bedienung über ein berührungsempfindliches Display erleichtert das Ändern von Darstellungsvarianten. [0074] Die Zeichnungsfigur zeigt ein Blockdiagramm einer möglichen Realisierung des erfindungsgemäßen Geräts. [0075] Im Blockdiagramm sind die zuvor beschriebenen Bauteile sowie deren Zusammenspiel einer möglichen Realisierung des Geräts dargestellt. Ansprüche 1. Gerät mit einer Anzeigeeinheit, insbesondere einem Display und gegebenenfalls ein oder mehreren Druckknöpfen zur Darstellung von Datum, Uhrzeit und Alarme, gekennzeichnet > durch die Darstellung unterschiedlicher Formen von Datum, Uhrzeit und Alarme, insbesondere analoge (Verwendung von Zeiger) und digitale Darstellungsformen sowie Binärdarstellungsformen, und > durch die individuelle Gestaltbarkeit • des Designs der Ziffern und Zeiger, welche optional als Vordergrundelemente mit je einem Namen pro Variante gemeinsam adressierbar sind, und • des Hintergrunds insbesondere als Farbton, Bild oder einer individuellen Berechnung der einzelnen Bildpunkte, und > durch die jederzeitige Selektierbarkeit einer Variante der Darstellung von Datum, Uhrzeit und Alarme sowie der Hintergrundgestaltung aus der Menge der im Gerät gespeicherten Designs, Hintergrundgestaltungen und Darstellungsformen.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Darstellung des Hintergrunds aufgrund einer zuvor festgelegten Zeitspanne, einer zufällig errechneten Zeitspanne oder durch das Erreichen einer zuvor festgelegten Uhrzeit (Alarm) verändert wird.
3. 3. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigeeinheit einen dreidimensionalen Raum darstellt, in dem sich ein geometrischer Körper bewegt, auf dem das Datum und die Uhrzeit projiziert sind.
4. 4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die am geometrischen Körper gezeigte Projektion zu bestimmten Ereignissen wie beispielsweise Berührung der vorderen Begrenzung des dargestellten Raums auf diese vordere Begrenzungsfläche vollständig ausbreitet, in der Form, dass diese dreidimensionale Darstellung auf 2 Dimensionen verflacht dargestellt wird, um aufgrund eines weiteren Ereignisses (beispielsweise das Verstreichen einer Zeitspanne) wieder zurück zur Projektion auf einen Körper in der dreidimensionalen Darstellung zu gelangen. 5/7 österreichisches Patentamt AT 13 048 U1 2013-05-15
5. 5. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein GPS-Emp-fangsmodul im Gerät integriert ist, oder über eine Datenverbindung dieses an das Gerät anschließbar ist.
6. 6. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindung des Geräts mit einem Computer herstellbar ist, insbesondere eine direkte Verbindung, Datenleitung oder Funk (Internet), derart, dass die Steuerung des Geräts über den angeschlossenen Computer mittels dazugehöriger Software erfolgt, wodurch insbesondere das Speichern neuer Designs, Hintergrundgestaltungen und Darstellungsformen von Datum, Uhrzeit und Alarmen auf das Gerät möglich ist.
7. 7. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sämtliche Daten zur Änderung der Darstellung bereits im Gerät gespeichert sind.
8. 8. Gerät nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Display berührungsempfindlich ist und Einstellungen zur Konfiguration durch Berühren der dargestellten Flächen am Display erfolgt. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 6/7