CN100451879C - 在其壳体的背部包括用于存储信息的电子模块的表 - Google Patents

在其壳体的背部包括用于存储信息的电子模块的表 Download PDF

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Abstract

本发明涉及表，尤其是涉及手表，其壳体结合有用于存储信息的电子模块，该电子模块包括集成电路，所述集成电路被连接到由线圈构成并且能够通过无线电信号与读和/或写设备通信的天线，所述读和/或写设备至少适用于读包含在所述集成电路的存储器中的信息，并且通常还适用于删除或修改至少某些所述信息，以及增加其它信息。为了消除现有技术的表(其中模块在壳体内部)的缺点(复杂的制造或表的新设计，增大的表的体积)或减少这些缺点的严重程度(对由线圈发射和接收的信号的衰减和/或扭曲)，在本发明的表中，电子模块(14)被至少大部分地容纳在壳体(1)的背部(3)的向外开口的腔(13)内。

Description

在其壳体的背部包括用于存储信息的电子模块的表
技术领域
本发明涉及表，尤其是涉及手表，所述表的壳体结合有用于存储信息的电子模块，该电子模块包括集成电路或芯片，所述集成电路或芯片被连接到由线圈构成的天线，并且能够通过无线电信号与读和/或写设备通信，所述读和/或写设备至少适用于读被包含在所述集成电路的存储器中的信息，并且通常还适用于删除或修改至少某些所述信息，以及增加其它信息。
更准确地说，本发明涉及表，其中电子模块是无源的，这意味着这些模块不需要它们自己的电源(诸如电池或可充电电池)供电以便能够运行，这些模块由来自它们与之协同工作的读和/或写设备的无线电信号供电。
背景技术
某些上述种类的表仅仅存储(例如)用于私人或受保护的地方或是用于滑雪斜坡(ski slope)的访问代码。其它的表包括装备有更复杂的集成电路的电子模块，并且可以包含它们的拥有者的医疗记录。
在某些现有技术的表中，电子模块被放置在一个凹陷和优选地可移动的前盖内，从而如果需要可以更换该模块。因此，这种解决方案不适合于具有任意壳体类型的表。另外，如果壳体实际上具有前盖或壳前盖，这使得它的制造变得复杂了，并且因此增加了表的单位成本。
文档JP 2000-339503描述了一种上述类型的表，该表包括被安装在表玻璃外面上的电子模块。将所述模块放置在玻璃上的一个缺点是当使用者佩带该表时，不能防止机械震动。再有，由于它在表盘的前面，它总是可见的，这降低了表的美观。
在其它的表中，所述模块被放置在表的机件的后面与壳体背部之间的空间内，这必然会增加它们的体积。如果壳体的背部不是由真正的防磁(amagnetic)材料制成，诸如钢，则由所述电子模块的线圈发出或接收的磁通量会受到很大的损耗，并且即使采取了措施以限制这些损耗，它们也远不是可以忽略的。最后，即使壳体背部是由防磁材料制成的，例如塑料材料，由所述模块的线圈发出或接收的无线电信号(这些信号必须穿过背部的整个厚度)会受到很大的衰减。
发明内容
本发明的目的是提供一种表，尤其是一种手表，它完全消除或至少减小上述现有技术的表的缺点。
为了实现上述目的，所述表包括具有背部的壳体、包含在壳体内的机件和用于存储信息的能够通过无线电信号与用于读和/或写所述信息的设备通信的电子模块，所述模块包括杯形的防磁材料基底、集成电路，集成电路具有至少两个连接端子并且被固定在所述基底的平的底部上，还具有发射和接收天线，所述发射和接收天线包括线圈，线圈也被固定在所述基底的平的底部上，并且被所述基底的侧壁围绕，线圈由导电线构成，导电线具有两个被连接到所述集成电路的相应连接端子上的端部，所述线圈具有天线的形状，并且围绕着一个空间，所述的集成电路被放置在该空间内，所述表的特征在于：所述电子模块被至少大部分地容纳在壳体的背部内向外开口的腔内，并且所述侧壁的厚度从其与所述平的底部邻接的底部向其顶部轻微地并且连续地增加，从而它具有与所述腔的互补形状的内壁相配合的外表面，并且构成了所述电子模块和所述壳体的背部之间的燕尾连接。
所述的腔和模块优选地具有基本为圆柱的形状，并且优选地位于壳体的背部的中央。
因此，与模块被放置在壳体的背部并且完全在其之内的表不同，在本发明的表中由线圈发出和接收的信号仅需穿过所述模块的基底，基底比壳体背部薄得多。
可以通过在现有的表的背部中形成具有适合于所述电子模块的形状的盲孔来获得本发明的表。
如果壳体的背部是可移动的，则可以替换它以便将普通的表转换为本发明的表。
这是因为在本发明的表的一个实施例中，模块的基底是杯形的，并且具有平的底部，线圈和集成电路被固定在所述平的底部上，并且具有围绕着所述线圈的侧壁。
如果壳体的背部是由磁性材料诸如钢制作的，这个实施例特别适用。
附图说明
通过参考附图，阅读下面作为例子给出的本发明的几个实施例的说明后，将会更好地理解本发明，其中：
图1是本发明的手表的模拟显示的径向部分的示意图；
图2是图1的壳体的背部的较大比例的径向部分的示意图，所述壳体容纳有被结合在背部内的电子模块的第一实施例；
图3是图2中给出的电子模块的不完整的平面图，示出了它的线圈的导线的端部是如何被连接到模块的集成电路的相应端子上的；
图4是第二实施例的与图2类似的部分的示意图，其中电子模块的线圈的导线的端部被以不同的方式连接到它的集成电路的端子上；
图5是图4的集成电路和线圈的连接模式的与图3类似的示意图；以及
图6和图7是与图2类似的示意图，示出了可以被结合在本发明的表壳的背部内的电子模块的其它实施例。
具体实施方式
虽然本发明明显地不限于这个应用，但是下面的说明用于这样的场合，其中被固定在表上的电子模块被设计为用于存储与该表本身有关的信息，并且被放置在距离构成它能与之通信的读和/或写设备的发射和接收天线的线圈非常近的位置(最多几个毫米)。
图1中示意性地给出的手表包括壳体1，壳体1由金属壳前盖单元2和金属背部3，以及被以常规的方法使用衬垫5夹在在壳前盖单元2上的玻璃4，衬垫5还将所述玻璃密封在壳体上。
图1示出了被夹在壳前盖单元2上的背部3，但是所述背部完全可以等同地被用螺丝钉固定在壳前盖单元2上，或是用卡销系统以和压缩将背部密封在壳体上的衬垫5相同的方式被固定在壳前盖单元2上。
壳体1最后包括表带附着系统，该系统在图1中不可见，并且可以在壳前盖单元2上包括两对角状物。
壳体1容纳着机件6，所述机件驱动被放置在表盘7前面的分针8和时针9，并且包括穿过壳前盖单元2并止于柄头11的控制杆10，O型环12在所述杆穿过壳前盖处密封壳体1。如果表不是机电或自动上发条型的，则杆10和柄头11还用于为表上发条。
根据本发明，壳体1的背部3具有腔13，腔13向壳体的外部开口，并且容纳有电子模块14，所述的腔和模块优选地基本上是圆柱形的，并且位于背部3的中央。
在此处所设想的应用中，假设电子模块14具有比壳体的背部小得多的面积，并且该模块可以被以各种形状制作，在图1中仅以矩形表示它。
图2是图1中的壳体1的背部3的较大比例的示意图，并且示出了适合于被永久地插入背部的腔13中的电子模块14的一个实施例。
在这个实施例中，模块14包括由防磁并且电气绝缘的材料制成的基底15。这种材料可以是诸如高密度聚乙烯的塑料材料或陶瓷材料，例如，塑料材料被用于低档的表和中档的表，并且陶瓷材料被用于高档表。在后一种情况下，陶瓷材料优选地具有和构成壳体的背部的材料基本上相同的颜色和相同的外观，除非需要特殊的审美效果。
如图2所示，基底15是杯形的，并且具有平的底部16和基本上为圆柱的侧壁17。这个图还示出壁17的厚度从其底部向其顶部轻微地并且连续地增加，从而它的外表面18具有特定的形状，使其能够与腔13的内壁19(其具有互补的形状)结合在一起，以便构成燕尾接合。
基底的壁17的外边20和腔13的壁19的缘21被倒圆，以便易于将模块14插入该腔内。
图3是不带在下面被称为粘性填充物材料的图2的电子模块14的平面图。
参考图2和图3，可以看出基底15的侧壁17具有真正的圆柱形内表面22，内表面22围绕着扁的并且自我支持(self-supporting)的天线线圈23，更准确地说，一个圆柱线圈。以本领域公知的方式，所述线圈由多层邻接的并且同轴的圈构成(在图中是不可见的)，这些圈由非常细的导电线28(优选地为例如铜线的金属线)制成，所述的非常细的导电线28覆盖有护套或是绝缘并且热粘附的材料，所述绝缘并且热粘附的材料通过加热而被部分地溶化，从而当随后线圈被允许冷却时，围绕着导线的圈的护套的所有部分被熔接在一起。
线圈23自身围绕着比它自己小的矩形平行六面体形状的集成电路24，集成电路24在其前向面25上具有两个连接端子或“凸起”26和27，线圈23的金属线的两个端部29被熔接或以导电粘合的方式固定在其上。
图2和3中示出的集成电路24的两个连接端子26和27被在集成电路24的长度方向上彼此相对地布置，但是很清楚它们可以被在集成电路的前表面上以另外的方式布置，例如，在宽度方向上并排布置。
在这个第一实施例中，线圈23和集成电路24被通过一薄层的粘性材料31(见图2)直接固定在基底15的平的底部16的内表面30上，并且线圈内部由集成电路留下的空间被以粘性并且绝缘的热固材料32(例如环氧树脂)填充，以便保护线圈23的导线的端部29，并且将它们在模块14之前固定到连接端子26和27上的装置被结合在表壳的背部内。粘性材料32优选地是不透明的，从而在集成电路被结合到表壳的背部内之前，它还可以为集成电路防光。
基底15具有或可以具有三个功能。
首先，如果壳体1的背部3是磁性材料制成的，例如钢，这个防磁材料的基底起背部和线圈之间的掩蔽物的作用，以便当线圈向它可以被耦合到的读和/或写设备分别发射和接收无线电信号时，消除(如果不是全部的)至少是大多数背部3中的磁通量损耗。
第二如图2所示，模块14从壳体1的背部3的外表面33略微凸起，以便形成凸起34，凸起34适用于将其最佳地并且快速地定位在图2中以虚线部分地并且示意地给出的读/写设备的头部35上，并且读/写设备的头部35自身包括线圈形式的天线36。这个头部，它结合有形状和直径相应于凸起34的形状和直径的凹陷35’，可以被通过接口连接到专门设计的设备以便与表的存储器通信，优选地，所述设备为固定的或便携的个人计算机(PC)。
显然，模块的凸起34将使得表能够被以相同的方式放置在任意这样的支撑物上，所述支撑物具有相应于该凸起的形状和直径的凹陷。
如果模块从壳体1的背部凸起，优选地它的外边37被倒圆，以便防止凸起34引起表的佩带者的不适。
在所有情况下，清楚的是，因为由线圈23发出和接收的无线电波不再必须穿过表的壳体1的背部3的整个厚度，而是仅穿过模块的基底16的厚度，该厚度要薄得多，与现有技术的电子模块被放置在底部但是位于壳体内的表相比，这些无线电波将被少得多地衰减和扭曲。
直到现在，关于集成电路24只提及了一个存储器。然而，清楚的是，这个电路可以包括多个不同类型的存储器，特别是用于存储仅能够被读的信息的存储器，以及用于存储还可以被删除和/或修改的其它信息，或是可以向其中增加附加信息的其它的存储器。
这是前面提及的应用例子中的情况，其中所述电子模块存储着关于表本身的信息，更准确地说，它的来源、它的购买者和(就像汽车一样)它的“服务记录”；这个信息将表个人化了，这可以有益于销售表，或是如果该表被送给表的制造者以便检查或修理，或者如果该表是机电或电子类型的，只是送给他以便更换电池时，易于表的制造者的工作。
在中档或高档表的情况下，存储的信息可以被分为下面的四个类别，例如：
1-“商标”和销售的表的型号名称或数字，以及在适用时，专用于所述商标的代码，以及该表被发射到零售商的日期和地址。
2-“制造厂”：如果与销售该表的公司不是同一公司，则制造表的机件的公司的名称或标记，以及机件的内部名称。
3-“销售点”：零售商的名称和地址，购买的日期和购买者的姓名。
4-“顾客服务”：上述所有的信息或某些上述的信息，外加卖主或其它零售商进行服务的日期和有关信息(例如，调整、检测、更换电池)，
并且在后一种情况下，其它零售商的姓名和地址。
某些上面的信息可以被存储在ROM存储器中，从而它们仅能被读。这适用于上面提到的“商标”和“制作厂”信息。
其它的信息(“销售点”，“顾客服务”)可以被存储在一个或多个动态RAM、EPROM或EEPROM存储器中，从而如果需要，它们可以被删除、修改或增加。
存储的信息还取决于其壳体结合有电子模块的表的类型。例如，在低档表的情况下，表的壳体是带有熔接在其上的玻璃的整体结构，除了更换电池，或是如果机电或数字类型的表在保修期内更换电池的可能的例外之外，这阻止了在该表内进行操作的所有可能性，只有“商标”和“制作厂”信息可以被存储在只读存储器中。
在所有的情况下，读取头部或支撑物的线圈可以被通过适当的接口连接到能够读取包含在模块的存储器或多个存储器中的信息的固定的或便携的计算机，并且可用于删除、修改和增加某些所述信息。
这个信息可以被发射到受保护的因特网站点或在内联网环路上发射到与该表有关的所有人员都可以访问的位置。
图4和5与图2和3类似，并且示出了本发明的表的电子模块的第二实施例。在这些图中，相同和相应的组件被分配以同样的参考号，并且只有新的组件被以新的参考号指定。
图4和5的实施例和图2和3的实施例的一个不同之处在于线圈23和电路24不再直接粘在模块14的底部16的内表面上，而是粘在印刷电路39的衬底38上，印刷电路39自身可以被粘在模块14的基底15的底部16上，或是仅被放置在底部内。
其它的不同是线圈23的导线29的端部不再将线圈直接连接到集成电路25的端子26和27，而是通过形成在印刷电路39的衬底38上的连接平台40被连接。更准确地说，导线29的每个端部被熔接或通过导电粘合的方法粘到平台40中的一个上，平台40又被通过导线41连接到集成电路24的连接端子26或27。
由于采用这种方法，线圈23和集成电路24可以被使用标准的自动线焊方法电连接。
在图6中给出的实施例中，基底15的侧壁17的外表面18和表壳的背部3中的腔13的内壁19都是真正的圆柱体，并且模块14被放置在所述腔内或粘附地粘合在所述腔的内部。壁17的外边21和模块14的外边不是象图2和3中那样被倒圆，而是直角。
如果壳体的背部3和/或模块14的基底15是由难于用机器加工或成型的非常硬的材料制成的，诸如某些陶瓷材料或蓝宝石，这个实施例更适合。
在这个实施例中，如图2和3中那样，线圈23的导线的端部被直接固定在集成电路24的连接端子26和27，但是明显的是，导线的这些端部和这些端子26和27也可以图4和5的实施例的方式被连接。
注意在不同的实施例中，图中没有示出，模块14可以被压接到壳体的背部3的腔13内。因而模块的基底15在它的底部16的同一侧上具有外围开口，背部3的内缘接合于其中。如果(例如)不可能将模块放置在壳体内或粘附地将其粘合在壳体上，这个固定模块的方法可以被使用。
与用于高档表的图6的实施例不同，图7中示出了简单得多并且更经济的实施例，它非常适合用于低档表，其中背部是由(例如)塑料制造的。
在这个例子中，基底15被缩减为一个与线圈23的外部直径相同直径的简单的刚性圆盘，并且它可以被使用与壳体的背部相同的材料制作，其中最终模块14可以被放置或粘附地粘合在壳体的背部的腔13内。
上述的关于线圈的导线的端部与集成电路的端子之间的连接的论述对这个实施例同样有效。
很清楚，本发明不限于所说明或设想的实施例或变形。
例如，不是通过使用导线粘合技术以连接平台将线圈的导线的端部连接到集成电路的端子上，可以使用其它的被称为载带自动接合(TAB tapeautomated bonding)的公知的自动技术获得这种连接，欧洲专利No.0376062中说明了载带自动接合。
虽然在该专利中针对制造旨在被整个地结合在电子钥匙或卡内的电子模块说明了该方法，它也非常适合用于制造被固定在本发明的表中的模块。
在上面说明或设想的所有实施例中，电子模块的背部高于表的壳体的背部的外表面，但是这不是必须的。
在这些实施例和变形中，所述电子模块被永久地固定在壳体的背部的腔内，但是完全可以设计一个模块，该模块具有这样的基底，它被提供有能够使其与所述背部的腔的内壁结合在一起的侧壁，从而例如以用螺丝钉固定或卡销固定系统，使得所述模块是可移动的，并且在适合时可以互换。
在这种可能发生的情况下，很明显，提供一种用于从壳体的背部的腔内取出模块，并且以相同的模块替代，或是替代以一个替代模块的装置是必要的。这些装置可以是(例如)模块外表面内的一个凹槽，就像机电或电子表内为电池盒盖提供的那些一样。
最后，另一个选择是修改天线线圈的特性，尤其是它的直径和圈数，以便使其能够与不是距离几个毫米，而是距离几个厘米或几十厘米的读和/或写设备的天线通信。

Claims (8)

1.一种表，包括具有背部(3)的壳体(1)、包含在所述壳体内的机件(6)和用于存储信息的能够通过无线电信号与用于读和/或写所述信息的设备通信的电子模块(14)，所述模块包括杯形的防磁材料基底(15)、集成电路(24)，集成电路(24)具有至少两个连接端子(26、27)并且被固定在所述基底的平的底部(16)上，还具有发射和接收天线，所述发射和接收天线包括线圈(23)，线圈(23)也被固定在所述基底的平的底部上，并且被所述基底的侧壁(17)围绕，线圈(23)由导电线(28)构成，导电线(28)具有两个被连接到所述集成电路的相应连接端子上的端部(29)，所述线圈具有天线的形状，并且围绕着一个空间，所述的集成电路被放置在该空间内，所述表的特征在于：所述电子模块(14)被至少大部分地容纳在壳体(1)的背部(3)内向外开口的腔(13)内，并且所述侧壁(17)的厚度从其与所述平的底部(16)邻接的底部向其顶部轻微地并且连续地增加，从而它具有与所述腔(13)的互补形状的内壁(19)相配合的外表面(18)，并且构成了所述电子模块(14)和所述壳体(1)的背部(3)之间的燕尾连接。
2.如权利要求1的表，其特征在于所述的腔(13)和所述的模块(14)具有基本上为圆柱形的形状，并且位于所述壳体(1)的背部(3)的中央。
3.如权利要求1的表，其特征在于所述模块(14)的基底(15)被放置在、被粘附地粘合在、或是被压接在所述腔(13)内。
4.如权利要求1的表，其特征在于所述基底(15)是由塑料材料、陶瓷材料或蓝宝石制成。
5.如权利要求1的表，其特征在于所述线圈(23)是自我支持的线圈，包括多层邻接的并且基本同轴的圈，所述的圈由导电线形成，所述导电线为围绕电绝缘材料的护套并被连接在一起的细金属线。
6.如权利要求1的表，其特征在于所述线圈(23)和所述集成电路(24)被直接粘附地粘合在所述基底(15)上，并且线圈的导电线(28)的所述端部(29)也被用导电材料直接固定在集成电路的所述端子(26，27)上。
7.如权利要求1的表，其特征在于所述线圈(23)和所述集成电路(24)被固定在印刷电路(39)的衬底(38)上，印刷电路(39)的衬底(38)具有两个位于所述线圈和所述集成电路之间的连接平台(40)，所述线圈的导电线(28)的所述端部(29)和两条导线(41)的两个端部被固定在连接平台(40)上，两条导线(41)的另一端被固定在所述集成电路的所述连接端子(26、27)上。
8.如权利要求1的表，其特征在于所述模块(14)具有突出于所述壳体(1)的背部(3)的凸起(34)，该凸起(34)适用于快速地并且准确地在读和/或写设备的头部(35)上定位该模块，所述读和/或写设备的头部(35)自身包括线圈形式的天线(36)，并且具有基本上与所述凸起(34)的形状和大小相同的凹陷(35’)。
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