CN112947038A - 设有控制部件的表 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的表包括控制部件(1)，其使得可以管理一个或多个电子功能。控制部件包括光导(15)，该光导相对于中间部件(5)在近侧表面(16)与远侧表面(17)之间延伸。光源(18)布置成使得其可以通过光导(15)照亮远侧表面(17)，并且包括光电检测器(19)的成像装置布置成当表使用者的手指触摸所述远侧表面时捕获表使用者的手指的一部分图像。处理器基于由光电检测器例如以光电鼠标的方式生成的信号来生成指令，以使使用者能够浏览显示在数字屏幕上的菜单。

Description

设有控制部件的表
技术领域
本发明涉及一种表，该表具有至少一个电子管理功能以及用于控制这种功能的控制部件。
背景技术
机械表或电子机械表通常包括表冠和柄轴，这使得在机械表的情况下可以通过旋转表冠以及对发条盒上条来调节指针的位置。在大多数情况下，表冠位于靠近表壳的空转位置，必须将其拉向调节位置以调节时间和日期(如有必要)。
提供了越来越多的附加功能，例如个人和/或地理信息的电子显示，例如日历、健身和地理位置数据。设有机械机芯的表也是如此，例如通过添加包括布置在表盘一部分上的数字屏幕的电子模块。
上述附加功能的存在通常需要特定的控制装置，这使得例如选择功能、浏览菜单等成为可能。
电子表设置有“控制杆”或“轨迹球”类型的控制部件。这些方案的示例分别由文献EP1168113和EP0582150进行说明。但是，将注意到，这些方案并不是提供用于具有机械上条装置的表。文献EP0582150还描述了一种配有表冠和柄轴以及“轨迹球”装置的表。后一种方案的缺点是，从美学角度和/或经济的角度出发，鉴于表壳的机械制造更加复杂，因此并不总是希望出现在空间上分开的两个控制部件。还应注意，用上述现有文件中描述的“控制杆”或“轨迹球”型控制部件很难获得表壳的良好密封。另外，这种类型的控制部件的当前实施例包括可动件，这使得机械构造更加复杂。
发明内容
本发明旨在生产一种不具有上述缺点的表。该目的通过根据所附权利要求的表来实现。
根据本发明的表包括具有中间部件的表壳、位于在中间部件内的钟表机芯，以及限定中心轴线并且相对于中间部件侧向安装的控制部件，该表具有至少一个电子功能。该控制部件包括光导，该光导包括靠近中间部件的近侧表面和远离中间部件的远侧表面，所述光导使得能够在其远侧表面和其近侧表面之间传输光信号，远侧表面布置成使得使用者可以用他们的手指触摸该远侧表面。表设有至少一个光源，该光源能够通过光导来照射远侧表面的至少一部分。该表设有包括光电检测器特别是光矩阵传感器的成像装置，并且布置成当光源激活时能够生成使用者手指的一部分的图像，所述使用者手指的所述一部分位于光导的远侧表面的在检测区域中的高度处，该检测区域相对于中间部件在空间上确定并固定。表还包括处理器，该处理器配置成能够从光电检测器接收所述手指的相继地位于所述检测区域中的多个部分的多个相继的数字图像，以便能够处理所述多个相继的数字图像，以便检测所述手指相对于所述检测区域的运动，并能够基于所述手指的运动生成控制所述表的所述电子特征的命令。
根据特定实施例，光源和成像装置被结合在表的中间部件的侧壁中。根据另一实施例，光源和光电检测器布置在同一个印刷电路板(PCB)上，该PCB被引入到中间部件的侧壁中或者布置成紧靠该侧壁的内表面。
根据优选实施例，控制部件实施通过该控制部件的旋转或轴向运动来管理的至少一个第一功能，并且通过光源和成像装置管理的电子功能被添加到该第一功能。
根据本发明的表的控制部件不包括用于实现电子功能的任何可动件；这简化了控制部件的机械构造。
附图说明
下面将利用附图以更详细的方式描述本发明，所述附图作为非限制性的示例给出，其中：
-图1示出了根据本发明实施例的表中的表冠柄轴机构的竖向截面图。
-图2示出了与图1相同的表冠柄轴机构的水平截面图。
-图3示出了图1和图2的表冠柄轴机构的部件的分解图。
-图4和图5示出了三维截面，分别示出了图1至图3的表中的光源和光电检测器的位置。
-图6阐明了透镜与光源和光电检测器结合使用的功能。
具体实施方式
本发明也同样适用于配备有机械机芯的表，也适用于配备有电子机械机芯的表。本发明甚至可以应用于没有指针的电子表。
在机械机芯的情况下，表具有带有电子字符的其它功能。这种表可以包括在表盘的一部分上延伸的数字屏幕，以通过指针显示时间，并且在其上显示多种数据，例如日期、时间、字母数字消息或其它例如可以通过在一个或多个菜单中浏览来访问的信息。该表包括用于上条和调节指针的表冠柄轴机构，这在现有技术中是众所周知的。
图1和图2示出了根据本发明实施例的表的表冠柄轴机构的竖向和水平截面图。在图3中，以分解图的形式示出了不同的组件。以公知的方式，齿轮1通过在柄轴2的端部上受推斥的柄轴连接件6连接到上条柄轴2。整个柄轴2和柄轴连接件6穿过管3，该管固定安装在表的中间部件5的壁中加工出的孔4中。在成品表壳中，中间部件5形成支承，其中安装了能通过表冠柄轴机构调节的钟表机芯。中间部件5在其上表面上设有环形槽11，以容纳表的表镜。表冠1可以绕其中心轴线12旋转，该中心轴线与柄轴2的中心轴线同轴。
旋转表冠1仅是相对于中间部件侧向安装的控制部件的一个实施例，并且本发明可应用于该实施例。这种控制部件的另一个例子是计时表的按钮的头部(通常是非旋转的)。将针对旋转表冠的情况描述本发明，该表冠是制表领域中最常见的情况，但是其限制了本发明的范围。
在附图所示的实施例中，旋转表冠1通过弹簧按钮机构连接至柄轴连接件6，这使得表冠相对于中间部件5的自可逆的轴向对准是可能的。这种类型的机构本身是已知的，并不构成对本发明范围的限制。表冠固定在管状件7上，该管状件可相对于柄轴连接件6轴向移动，该柄轴连接件容纳在管状件内部。柄轴连接件和管状件7具有相应的轮廓，使得可以通过表冠1旋转柄轴2。如图2所示，由表的使用者手动施加的表冠的推力，致使管状件7轴向运动，直到该管状件与管3的竖向壁8接触。在管3与中间部件5之间以及在管状件7与管3之间的由可压缩材料制成的O形密封圈9确保了机构的密封。弹簧10安装在设在柄轴连接件6上的止挡部与表冠1的内表面之间，使得表冠的推力压缩弹簧，一旦施加在表冠上的压力被释放，弹簧便将表冠推回其初始位置。因此，图中所示的伸出位置是表冠1的空转位置。
以本身已知的方式，该位置使得例如使用者可以通过旋转表冠1来对他们的表手动上条。根据实施例，并且也以已知的方式，通过手动拉动表冠并沿轴向旋转柄轴2，表冠可以从中间部件5移开，以致动机械调节模式，例如指针位置的调节。存在不同的系统，它们可调节表冠1的轴向位置和机械调节的致动，并且本发明可以与这些系统中的任何一个结合使用。独立于所应用的系统，至少当表冠1处于空转位置时，本发明涉及应用到表冠1的功能。
根据所示的实施例，表冠1包括结合入表冠并且相对于中心轴线12同轴布置的环形光导15。根据所示的实施例，环形光导15固定在由不透明材料制成的环形件14和圆柱体13之间，这三个部件的组装形成了表冠1。光导15包括靠近中间部件5的近侧表面16和远离中间部件5的远侧表面17。光导由透明的、可能有色的材料制成。表设有例如LED(发光二极管)类型的光源18和光电检测器，两者均安装在光导15的端面上。在所示的实施例中，LED18和光电检测器19被结合在中间部件5中，LED 18被安装在光电检测器19的下方。中间部件5包括在其侧壁中的开口20，该开口的上部与光电检测器相对设置，并且该开口的下部与LED 18相对设置，在所述上部分和所述下部分之间具有不透明的分隔件21，其也将LED 18与光电检测器分开，从而生成两个分别与LED和光电检测器相对的分开的光通道22和23(见图4和图5)。相对于LED和光电检测器，在通道的另一侧，布置了两个透镜24和25。
光电检测器19优选地是光矩阵传感器，其包括生成代表所捕获图像的电流的像素矩阵。这种类型的光电检测器本身是已知的。
感光传感器19以及LED 18安装在印刷电路板(PCB)30上，印刷电路板还包括用于控制LED和光电检测器以及处理所获得的信号所需的部件(未示出)。根据所示的实施例，PCB 30制成直角形式，并且具有透镜24和25的分隔件21固定到PCB 30上，并从PCB的表面突伸出来。该组件被插入在辅助部件32中形成的凹部31中，该辅助部件本身固定在空腔33中，该凹部31在中间部件5的壁内侧加工，并且覆盖开口20。该实施例仅表示将光源18和光电检测器19结合在中间部件中的实施例，并且其它实施例也是可行的。
图6阐明了透镜24和25的位置和功能。下透镜24是凹透镜，其定位成使得LED18位于透镜24的焦点背景中，以最大程度地扩大由LED产生并穿过第一通道22的光束R1，并由此通过该光导照射在光导15的远侧表面17上的检测区域。检测区域在空间上由远侧表面17的被LED产生的光束R1的投影照亮的部分确定，该投影由透镜24生成。由于表冠1相对于中心轴线12在径向上基本是不可动的，因此检测区域相对于中间部件5是固定的。由于光导15的环形形状，检测区域的形状和尺寸相对于中间部件5保持固定，而与表冠1的角位置无关。
凸透镜25和光电检测器19的组件形成成像装置，当光源18激活时，该组件的光电检测器19布置成能够产生位于检测区域中的手指35的一部分的图像。当使用者用他们的手指触摸光导15的远侧表面17时，图像通过穿过第二通道23的光束R2投射到传感器19上。
另外，光电检测器19被布置为能够产生连续地位于所述检测区域中的所述手指的多个部分的多个数字图像。换句话说，当使用者接触由光源18照射的光导15的远侧表面17时，光电检测器19生成使用者指纹的连续的数字图像。当使用者在保持与远侧表面17接触的同时移动其手指时，对连续的图像之间的差异的分析使得可以根据这些移动的大小和速度来确定指纹的移动。当信号采样足够迅速时，捕获的图像可以实时跟随手指的运动，并将这些信号转换为用于控制表电子功能的命令。该功能类似于计算机鼠标，不同之处在于，光源相对于被检测到的表面图案(即指纹)是静态的，该图案本身是可移动的。像用于功能的算法一样，计算机鼠标检测光电检测器与光学鼠标在其上移动的表面图案之间的相对运动，这些算法适用于检测根据本发明的表中的控制部件上的指纹的运动。
处理器(未示出)位于PCB 30上，用于处理由光电检测器产生的信号，并将其转换为将管理表的一个或多个电子功能的命令，例如在二维数字屏幕上控制光标。如上所述，可以应用IT领域的众所周知的方法和算法，用于信号的处理以及命令的生成。
表中设有电池或其它电能来源，例如光伏电池，以供应安装在PCB 30上的组件和/或表中应用的其它电子组件。
在图中可以看到，LED 18定位在与中心轴线12相同的高度。该定位使得可以照亮关于包含轴线12的水平面对称地延伸的检测区域。定位光源18和光电检测器19的其它方式也是可行的。
优选地，如果控制部件是通过弹簧按钮制成的，与所示实施例一样，该表包括接近检测器(未示出)，该距接近检测器被配置为检测由使用者克服弹簧10的力而致动的控制部件1的推力，并根据该检测来生成电信号，以便处理器响应生成特定指令。由表冠1的推力生成的指令例如可以是用于确认从菜单中显示的选项中进行选择的指令。可以使用可逆推力，也可以激活然后停用“光电鼠标”功能。在一个变型中，推力的持续时间可以确定命令；例如，激活或停用“光电鼠标”功能的持续时间较长，而该功能启用后，用于确认选择的持续时间较短。
可以使用不同类型的接近检测器来实现上一段中描述的功能，例如具有可变磁阻的磁检测器。可替代地，可以提供电容检测器，其通过将分别布置在管3和管状件7中的电容器的两个板集成而制成。
必须注意，本发明不限于具有指定功能和与控制部件的旋转或轴向运动相关联的功能的控制部件。本发明还涵盖了一种控制部件，该控制部件在轴向方向上既不可旋转也不可移动。在这种特定情况下，控制部件首先专用于根据本发明的“光电鼠标”功能。
与光导15的中心轴线12同轴的环形形式对于旋转控制部件是特别有用的，因为可以通过使用者的手指来操纵的功能独立于控制部件的旋转位置而可用。对于非旋转的控制部件，光导的替代形式是可行的。

Claims (11)

1.一种表，所述表包括具有中间部件(5)的表壳、位于所述中间部件内的钟表机芯，以及限定中心轴线(12)并相对于所述中间部件侧向安装的控制部件(1)，所述表具有至少一个电子功能；其特征在于：
-所述控制部件(1)包括光导(15)，所述光导包括靠近所述中间部件的近侧表面(16)和远离所述中间部件的远侧表面(17)，所述光导使得能够在所述远侧表面与所述近侧表面之间传输光信号，所述远侧表面(17)布置成使得使用者能用手指(35)触摸该远侧表面，
-所述表设有至少一个光源(18)，所述光源能够通过所述光导(15)照射所述远侧表面(17)的至少一部分，
-所述表设有包括光电检测器(19)的成像装置，所述成像装置布置成当所述光源(18)处于激活状态时能够生成使用者的手指(35)的一部分的图像，所述使用者手指的所述一部分位于所述光导(15)的所述远侧表面(17)的在检测区域中的高度处，所述检测区域相对于所述中间部件(5)在空间上确定并固定，
-所述表包括处理器，所述处理器配置成能够从该光电检测器(19)接收所述手指的相继地位于所述检测区域中的多个部分的多个相继的数字图像，从而能够处理所述多个相继的数字图像，以便能够检测所述手指相对于所述检测区域的运动，并能够基于所述手指的运动生成控制所述表的所述电子功能的指令。
2.根据权利要求1所述的表，其特征在于，所述光导(15)是与所述中心轴线(12)同轴的环形部件。
3.根据权利要求2所述的表，其特征在于，所述光导(15)呈管的形式，所述管固定在由不透明材料制成的环形件(14)和圆柱体(13)之间，所述环形件、所述圆柱体和所述光导(15)一起形成所述控制部件(1)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的表，其特征在于，所述光源(18)和所述光电检测器(19)结合在所述中间部件(5)的侧壁的内表面中或抵靠所述中间部件(5)的侧壁的内表面，所述中间部件(5)的侧壁设有布置成与所述光源相对的第一光通道(22)和布置成与所述光电检测器相对的第二光通道(23)，所述第一光通道和所述第二光通道由不透明的分隔件(21)隔开并且所述第一光通道设有第一透镜(24)，所述第二光通道设有第二透镜(25)，所述第一透镜和所述第二透镜布置成使得：
-所述第一透镜(24)扩大由所述光源产生的光束(R1)，以照亮所述检测区域，
-所述第二透镜(25)形成所述成像装置并布置成将所述图像投影在所述光电检测器上。
5.根据权利要求4所述的表，其特征在于，
-所述光源(18)和所述光电检测器(19)安装在同一印刷电路板(30)上，
-所述分隔件(21)固定到该印刷电路板，并从该印刷电路板的表面突伸出，
-所述第一透镜(24)和所述第二透镜(25)固定到所述分隔件(21)。
6.根据前述权利要求中任一项所述的表，其特征在于，所述控制部件是旋转表冠(1)，当使用者旋转所述表冠(1)以执行不同于所述电子功能之一的第一功能时，所述表冠能够使细长件(6、2)绕所述中心轴线(12)旋转。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的表，其特征在于，所述控制部件是按钮的头部，其具有激活作为第一功能的所述表配备的计时器的功能，所述第一功能不是所述电子功能中的一个。
8.根据前述权利要求中任一项所述的表，其特征在于，所述控制部件(1)能够相对于所述中间部件(5)进行自可逆的轴向对准；所述表包括至少一个检测器，所述至少一个检测器布置成能够检测所述轴向对准；所述处理器配置成响应于所述轴向对准而生成特定指令。
9.根据权利要求8所述的表，其特征在于，通过检测所述轴向对准而生成的特定指令是所述光源和所述光电检测器的激活或停止激活。
10.根据权利要求8所述的表，其特征在于，通过检测所述轴向对准生成的指令是选择的确认。
11.根据前述权利要求中任一项所述的表，其特征在于，所述钟表机芯属于机械类型。
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