CN108205252B - 设置有热电按钮的手表 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种装置(AP)，包括：‑壳体(BT)，其具有通向壳体(BT)的外部的腔室(CV)；‑设置在所述壳体(BT)内的电气元件(EL)；‑用于致动所述电气元件(EL)的致动系统(SA)，包括○热电模块(MT)，所述热电模块(MT)包括第一电绝缘板(P1)和第二电绝缘板(P2)以及半导体柱(PL)，第一电绝缘板(P1)和第二电绝缘板(P2)彼此基本平行并且承载导电端子块(SM)，半导体柱(PL)在第一电绝缘板的端子块和第二电绝缘板的端子块之间延伸，热电模块(MT)容纳于腔室(CV)内，使得第二电绝缘板(P2)抵靠腔室(CV)的壁(FD)定位并且第一电绝缘板(P1)可从壳体(BT)的外侧接近，○将第二电绝缘板(P2)的两个导电端子块(SM)连接到电气元件(EL)的电子传输电路(CT)。

Description

设置有热电按钮的手表
技术领域
本发明涉及一种设置有致动系统的装置(例如手表、电话、遥控器等)，所述致动系统能够致动所述装置的电气元件(电气元件例如是LED、用于发射电磁波的天线、定时装置等)。
背景技术
已知的做法是通过致动按钮来激活装置的电气元件。例如，已知的做法是，通过致动位于表壳外侧的按钮来致动用于照亮手表表盘的装置，以例如通过遥控按钮启动用于传输遥控命令的天线，以便控制一个视听装置或一盏灯。按钮的致动引起电源(通常为电池)和电气元件(光源，通常为发光二极管、红外光或射频传输元件等)之间的电接触。
但是，该系统需要使用可耗尽电源(电池)。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点。
为此，本发明涉及一种装置，其包括：
-壳体，所述壳体具有通向壳体外部的腔室；
-位于壳体内的电气元件；
-用于致动所述电气元件的致动系统，其包括：
ο热电模块，所述热电模块包括第一电绝缘板和第二电绝缘板以及半导电柱，所述第一电绝缘板和第二电绝缘板彼此基本平行并且承载导电端子块，所述半导电柱在所述第一电绝缘板的所述导电端子块和所述第二电绝缘板的所述导电端子块之间延伸，热电模块容纳在所述腔室内，使得第二电绝缘板抵靠腔室的壁定位并且能从壳体的外侧接近第一电绝缘板；
ο将第二电绝缘板的两个导电端子块连接到电气元件的电子传输电路。
第一电绝缘板最初处于装置周围环境的温度下，并且第二电绝缘板最初处于壳体的温度，因为其被定位成抵靠壳体的腔室的壁。当第一电绝缘板例如通过放置在第一电绝缘板上的手指发出的自然热量传递、通过在第一电绝缘板上摩擦所述手指或通过致动自身与第一电绝缘板产生摩擦的中间板而被预热时，第一电绝缘板和第二电绝缘板之间的产生温差。温度梯度通过塞贝克效应在第一电绝缘板的端子块和第二电绝缘板的端子块之间产生电势差。随后将这个电势差通过电子传输电路传送到电气元件。因此，致动系统就像一个的热电按钮，其没有移动部件，且是完全密封的，并且能够用于机械手表和电子手表两者。
应该注意的是，使用设置在热电元件输出端处并且能够将毫伏量级的电压转换成伏特量级的电压的转换器，如果装置位于温度低于人体温度的周围环境中，只要手指与第一电绝缘板接触就能够产生足以使用发光二极管产生可见光的电力。然而，如果该装置被佩戴在身体上或者位于高于人体温度的周围环境中，则需要摩擦第一电绝缘板以产生这样的电力。
根据本发明的有利实施例，该装置可以具有以下特征，所述特征单独或以任何技术上可行的组合采用。
在一个非限制性实施例中，第一电绝缘板由具有高摩擦系数的材料构成的层组成或者包括具有高摩擦系数的材料构成的层。
在一个非限制性实施例中，电子传输电路包括直流-直流(DC-DC)转换器和穿过壳体的两根电线，每根电线既连接到第二电绝缘板的端子块，又连接到所述转换器。
在一个非限制性实施例中，电子传输电路包括蓄电池和控制单元，该蓄电池设置在DC-DC转换器的输出端，所述控制单元连接到蓄电池和电气元件两者，以用于当蓄电池的电荷超过阈值时使蓄电池放电的目的。
在一个非限制性实施例中，蓄电池是电容器。
在一个非限制性实施例中，致动系统包括位于第一电绝缘板和第二电绝缘板之间并横向覆盖热电模块的热绝缘体层。
在一个非限制性实施例中，致动系统包括中间板和用于使中间板抵靠第一绝缘板移动的机构。
在一个非限制性实施例中，该装置是腕表。
在一个非限制性实施例中，该装置是遥控器。
在一个非限制性实施例中，该装置是无线墙壁开关。
在一个非限制性实施例中，电气元件包括发光二极管。
在一个非限制性实施例中，电气元件包括射频发射器。
附图说明
从以下通过完全非限制性的说明并参照附图给出的描述中，其它特性和优点将变得显而易见，其中：
-图1是根据本发明的一个实施例的由手表承载的热电按钮的原理图。
-图2是图1的手表的侧视图。
-图3是图1的热电按钮的示意图。
-图4是形成图1的热电按钮的一部分的电子传输电路的示意图。
具体实施方式
图1示出了装置AP，在本例中，该装置是手表。当然，装置AP不一定是手表，而可以是其它类型的装置，例如电话、遥控器或无线墙壁开关。手表AP包括在内部设置有电气元件EL(如图4所示)的壳体BT。电气元件EL例如是用于照亮手表表盘的发光二极管或一组发光二极管，或射频发射器。在一个非限制性实施例中，电气元件由一组二极管组成，每个二极管被放置在小时标记中的一个小时标记处。当然，电气元件EL不一定是二极管或一组二极管。电气元件EL更通常是用于激活某一功能，用于接合一种模式等的任何机构。
手表AP承载用于致动电气元件EL(也被称为热电按钮)的致动系统SA(如图4所示)，致动系统SA的一部分P1可在图1和图2中看到。
如图3中详细地示出的，致动系统SA包括：
-在常规用于按钮的位置中的、例如位于壳体BT的侧向区域上的热电模块MT；
-电子传输电路CT，其穿过壳体BT并将热电模块MT连接到电气元件EL。
-热电模块MT位于在壳体BT的侧向区域中形成的腔室CV中，并且通向壳体BT的外部，即，手表AP的外部部分。以已知并且常规的方式，热电模块MT包括第一电绝缘板P1和第二电绝缘板P2。第一电绝缘板P1承载彼此相邻定位的多个导电端子块SM。类似地，第二电绝缘板P2承载彼此相邻定位的多个导电端子块SM。第一电绝缘板P1的每个端子块通过一对半导体柱PL连接到第二电绝缘板P2的两个端子块，以充尽可能地充分利用塞贝克效应。每对半导体柱PL包括n掺杂半导体和p掺杂半导体。第一电绝缘板P1和第二电绝缘板P2大致彼此平行地延伸，并且半导体柱PL与电绝缘板P1、P2基本正交地延伸。
形成热电模块MT的冷极的第二电绝缘板P2抵靠腔室CV的底部FD定位。面向第二电绝缘板P2的第一电绝缘板P1因此可从壳体BT的外侧接近。第一电绝缘板P1形成热电模块MT的暖极。通过热电模块施加温度梯度而加热第一电绝缘板P1，导致电荷载流子朝向第二电绝缘板P2扩散，于是产生电压。致动系统SA还包括位于第一电绝缘板P1和第二电绝缘板P2之间的完全包围热电模块MT的热绝缘体层IS。
例如，如图1所示，第一电绝缘板P1通过用手指摩擦而被加热。第一电绝缘板P1于是有利地由具有高摩擦系数的材料组成或被具有高摩擦系数的材料覆盖。然而，在手表位于足够冷的周围环境中的情况下，只要手指与第一电绝缘板P1接触就能够产生足以在热电模块MT的输出端产生几毫伏的电压的温度梯度。
在一个替代实施例中，致动系统SA包括中间板和用于使中间板抵靠第一电绝缘板P1移动的机构，例如弹簧。使用者不必接触或摩擦第一电绝缘板P1，所述第一电绝缘板P1具有高摩擦系数，并且因此摸起来不舒服，而只需移动自身将抵靠第一电绝缘板P1摩擦的中间板即可。中间板有利地由摸起来舒服的材料制成，以提高使用者的舒适度。
参考图4，电子传输电路CT包括：
-两根电线F1、F2，所述电线F1、F2连接到第二电绝缘板P2的两个端子块SM，使得半导电柱PL串联在这两个端子块之间。这两个端子块形成电接线端子。电线F1、F2穿过壳体。
-为了增加热电模块MT产生的电压的目的的直流-直流(DC-DC)转换器CC，所述DC-DC转换器CC连接在所述两条电线F1、F2之间并位于壳体BT内。通常，DC-DC转换器CC被配置成将毫伏量级的电压转换成伏特量级的电压。
-蓄电池CD，在本例中是在DC-DC转换器CC的输出端处简单的缓冲电容器，然而该实施例不是限制性的，
-控制单元UC，用于当蓄电池CD的电荷超过阈值时对蓄电池CD放电，通过对蓄电池CD放电而输送的电流被传送到电气元件EL以便为其供电。
当然，本发明不限于所示的例子，对于本领域的技术人员而言显而易见的多种替代实施例和修改均是可能的。

Claims (11)

1.一种设置有致动系统的装置(AP)，包括：
-壳体(BT)，其具有通向所述壳体(BT)的外部的腔室(CV)；
-设置在所述壳体(BT)内的电气元件(EL)；
-用于致动所述电气元件(EL)的致动系统(SA)，该致动系统(SA)包括：
热电模块(MT)，所述热电模块(MT)包括第一电绝缘板(P1)、第二电绝缘板(P2)以及半导体柱(PL)，所述第一电绝缘板(P1)和所述第二电绝缘板(P2)彼此基本平行并且承载导电端子块(SM)，所述半导体柱(PL)在所述第一电绝缘板的导电端子块和所述第二电绝缘板的导电端子块之间延伸，所述热电模块(MT)容纳于所述腔室(CV)内，使得该第二电绝缘板(P2)抵靠所述腔室(CV)的壁(FD)定位并且该第一电绝缘板(P1)能从所述壳体(BT)的外侧接近，
将所述第二电绝缘板(P2)的两个导电端子块(SM)连接到所述电气元件(EL)的电子传输电路(CT)；
所述致动系统(SA)还包括中间板和用于使所述中间板抵靠所述第一电绝缘板(P1)移动的机构，当通过致动自身与该第一电绝缘板产生摩擦的该中间板而被预热时，该第一电绝缘板和该第二电绝缘板之间产生温差。
2.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述第一电绝缘板(P1)由具有高摩擦系数的材料构成的层组成或者包括具有高摩擦系数的材料构成的层。
3.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述电子传输电路(CT)包括DC-DC转换器(CC)和穿过所述壳体(BT)的两根电线(F1，F2)，每根电线都连接到所述第二电绝缘板(P2)的导电端子块(SM)和所述DC-DC转换器(CC)。
4.根据权利要求3所述的装置(AP)，其中，所述电子传输电路(CT)包括蓄电池(CD)和控制单元(UC)，所述蓄电池设置在所述DC-DC转换器(CC)的输出端，所述控制单元连接到所述蓄电池(CD)和所述电气元件(EL)两者，以用于当所述蓄电池的电荷超过阈值时使该蓄电池放电的目的。
5.根据权利要求4所述的装置(AP)，其中，所述蓄电池(CD)是电容器。
6.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述致动系统(SA)包括定位在所述第一电绝缘板(P1)和所述第二电绝缘板(P2)之间并且侧向覆盖所述热电模块(MT)的热绝缘体层(IS)。
7.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述装置是腕表。
8.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述装置是遥控器。
9.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述装置是无线墙壁开关。
10.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述电气元件(EL)包括发光二极管。
11.根据权利要求1所述的装置(AP)，其中，所述电气元件(EL)包括射频发射器。
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