CN1378110A - 时钟及其表面 - Google Patents

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Abstract

一种手表面,使用液晶显示屏及反射偏振器以产生可选外观的背景。其中,手表采用偏振器以产生偏振光,向下射到液晶显示屏。液晶显示屏选择性地旋转或不旋转偏振光。如果光线被旋转,一个位于液晶显示屏下的反射偏振器层将被旋转的光线向上反射出其表面,提供手表面的第一颜色。如果光线未被旋转,则穿过反射偏振器层到达下面的反射表盘表面。然后光线从表盘表面反射出来,提供手表面的第二颜色。本发明包括一个采用可选背景手表面的手表,能显示两种或更多的颜色,同时其手表面能减少整体厚度且能显示独特的光学效果和图案。

Description

时钟及其表面
技术领域
一般来说，本发明涉及一种改进的时钟组件，也称为钟表，或其它具有显示屏的装置。更详细地说，本发明涉及一种改进的计时仪器，它的特征是人机工程学方面的进步及其设计功能，即一个动态改变的液晶显示屏，它允许电子控制改变液晶显示元件的颜色，新颖的时钟组件排布使得厚度显著减少，并且改进了数字的显示。
现有技术
有多种利用液晶显示元件显示时间的电子时钟已经开发并取得了巨大商业成功。大多数这些电子时钟以数字形式或通常称为“数字化时间显示”的形式显示时间。尤其最近，相关领域流行电子表用液晶以模拟或传统形式显示时间。
很多已有的用于时钟的液晶显示屏利用传统的扭转向列(TN)显示屏，它一般有在灰色外表上的黑色。另外，通常外部的和反射的偏振薄膜都结合在一种会减弱显示屏亮度并且限制显示屏清晰可见视角的装置里。液晶显示屏的色彩的通过色彩过滤器、色彩背景照明等的使用来呈现。但是，当色彩呈现与这样的计时装置结合时，颜色通常是预定的和静态的。
在1997年6月3日和1999年11月30日授予Brewer等人的美国专利US5,636,185和5,995,456中讲述了变色LCD的概念。这两项专利都披露了与手表或其它装饰物结合的LCD显示屏，它能用于在彩色背景上提供不同的彩色图象，或者提供具有美感的令人愉快和时尚的变色能力。但是这些专利没有给出如何使用新LCD的方法和解决方案以获得改进的色彩显示或扩展的变色能力。
1997年10月27日授予Ouderkirk等人的美国专利US5,828,488披露了一种反射式偏振显示屏。其特殊材料是公知的一种反射偏振材料，它的使用替代了传统LCD配置的吸收式反偏振器。但是，没有给出使用该材料为手表或其它装饰品产生变色背景的方法。
1998年2月2日公开的EP0 825 477 A2披露了一种利用US5,828,488中的反射偏振材料的显示设备。图1揭示了在LCD中通过反射偏振材料的内在特性使用反射偏振器产生更亮颜色的现有方法。其中，偏振器130安置在扭转向列(TN)液晶140上，而光散射层150、偏振光分离器160、色彩层170和反射板180安置在TN液晶140下。偏振光分离器160沿着与页面平行的从上边入射的方向传送一线性偏振光组分，沿着与页面垂直的方向反射一线性偏振光组分，并且能响应从下边入射的光线与页面平行地向上发射线性偏振光。在不施加电压的情况120下，液晶140上没有施加电压，入射光121就被偏振光分离器160反射并变成白发射光122。在施加电压的情况110下，入射光111穿过偏振光分离器160，并被色彩层170着色变成彩色发射光112。虽然图1中的安排方式利用了一个反射偏振器，但没有给出它用于手表或其它装饰品的彩色背景的用途。
1999年12月28日授予Okumura的美国专利6,008,871中披露了一种折射液晶显示设备，它使用了一个设置在液晶显示板对面的反射偏振器作为偏振器。6,008,871号专利提供了有更亮显示屏的设备。但没有给出使用反射偏振器以允许选择手表或其它装饰品的彩色背景的方法。
人类环境改造学方面的改进是提高人与技术先进的电子设备交互的基本方面。特别是例如电子时钟这些常见电子设备的功能变得越来越复杂多样。因此，准确快速地表达离散信息对任何时钟的设计都很重要。而且，消费市场还需要这些增加的复杂性而功能不因为舒适性、易用性或时尚性减弱。因而，手表戴起来舒适与使用功能和时尚性是同样重要的。并且，在时尚手表市场上成功的基础是提供给消费者价位较低的手表，以便不同手表与不同服装搭配。销售那些舒适实用的手表的市场潜力被认为是很大的，这些手表能显示不同的变色部分或仅仅是个能根据预定电子程序或消费者的意思改变的表盘。
发明概述
本发明指出了现有手表技术的不足之处。本发明涉及一种手表，它的一个手表面能选择性地改变能显示两种或更多颜色的背景，同时具有这样一个手表面，它能减小整体的厚度并且能显示独特的光学效果和图案。
特别地，本发明利用一个可选择背景的表面，它由一个将通过的光线的进行偏振的偏振器层组成，能有效地允许50％的光线传递到下面的层。在这个偏振器下是一个液晶显示屏(LCD)，可以分别根据LCD是“OFF”或“ON”状态选择旋转或不旋转偏振光线。如果光线被旋转，则位于LCD下的反射偏振器层会将偏振光反射出该反射偏振器层，从而将光线向上导回手表面的表面。这就给手表面提供了第一颜色，也就是第一实施例中的镜面灰色。如果光线未被旋转，则穿过反射偏振器层并下到手表面的底部即一个反射表盘表面。被反射离开表盘表面的光线被向上反射回手表面的表面，并给手表面提供与第一颜色不一样的第二颜色。
在本发明的另一实施例中，LCD和反射偏振器层之间放置了一个变色层。变色层由彩色偏振器或延迟薄膜构成。在这两种情况中，产生的第一颜色都在可见光谱中。因此不一样的第一颜色和第二颜色给消费者提供了有可选背景手表面的手表。
在本发明的另一实施例中，使用了上下层叠的双LCD显示屏，取得了视觉美学和人类环境改造学的进步。在该实施例的一个变体中，一个LCD有想要的视觉显示部件，另一个LCD由一个变色背景构成。在该实施例的另一个实施例中，第二LCD还包括一个有视觉显示部件的变色背景，它匹配和填充另一LCD的视觉显示部件间的维护槽。
在其它实施例中，背景还可以增加额外的显示功能。图案、标志、虹彩色，三维纹理和外观和其它有趣的光学效果都可以增加到反射表盘表面上。如果使用的LCD是电子控制双折射LCD，则可能有众多的颜色而不止一两种。
本发明的某些实施例中还有其它功能，本发明的时钟内部元件的一种新颖配置能显著减少厚度。该新颖的配置将两个尺寸较小的电池横靠着PCB，而不是传统排布方式那样将一个大电池直接放在PCB后。这减少了整体厚度，不影响手表的功能就得到了更薄的手表。
附图简介
在权利要求书中阐明了本发明的新颖功能的有价值的特征。但该发明本身以及优先使用的型号和更多的目的和优点，最好是通过参考下面对示例性实施例的详细描述并且同时阅读附图来理解。其中：
图1是现有显示设备的示意性侧面图；
图2A是一垂直组合视图，它依照本发明的一实施例示意有选择性可变背景手表面的各层，其液晶显示屏处于“OFF”状态；
图2B是一垂直组合视图，它依照本发明的一实施例示意有选择性可变背景手表面的各层，其液晶显示屏处于“ON”状态；
图3A是一垂直组合视图，它依照本发明的一实施例示意有选择性可变背景手表面的各层，该实施例使用一变色层，其液晶显示屏处于“OFF”状态；
图3B是一垂直组合视图，它依照本发明的一实施例示意有选择性可变背景手表面的各层，该实施例使用一变色层，其液晶显示屏处于“ON”状态；
图3C是一垂直组合视图，它依照本发明的一使用了变色层的可选实施例示意有选择性可变背景手表面的各层；
图4A是置于一手表中的依照本发明的一实施例制造的手表面的俯视图，其液晶显示屏处于“OFF”状态产生第一颜色；
图4B是依照本发明的一实施例制造的手表面的俯视图，其液晶显示屏处于“ON”状态产生第二颜色；
图5A是一垂直组合视图，它依照本发明的一可选实施例示意有选择性可变背景手表面的各层，该实施例的特征是有一电子控制双折射(ECB)LCD；
图5B是置于一手表中的依照本发明的一实施例制造的手表面的俯视图，其电子控制双折射(ECB)LCD用于显示多种色块；
图6A是具有LCD显示屏的现有手表面的俯视图；
图6B是现有LCD显示屏的俯视图，它示意不可见的ITO(铟氧化锡)蚀刻的区段，该区段在LCD可见区域中的玻璃内侧被蚀刻；
图7A是一垂直组合视图，它依照本发明的一实施例示意有选择性可变背景手表面的各层，该实施例的特征是双LCD的设置；
图7B示意了视觉锐度的改进，它得益于在一个显示屏上依照本发明的一个实施例安置双LCD；
图8是一现有显示设备的交叉组合视图，示意与PCB层叠的电池的传统位置；
图9A是本发明一实施例的侧向交叉组合视图，示意显示屏和电源内部元件的新颖配置；
图9B是依照本发明的一实施例制造的手表面的俯视图，示意显示屏和电源内部元件的新颖配置。
详细说明
图2A和2B显示了本发明的一实施例，它具有改进了的变色LCD排列200。由于该改进的排列200，显示屏产生可变色块或完全可变背景成为可能。这对于时钟背景尤其是手表表盘背景特别有用。
实施时，入射光210射向排列200。根据排列200是否处于“OFF”状态即第一电压施加状态(如图2A)，或者处于“ON”状态即第二电压施加状态(如图2B)，入射光210被作为第一或第二颜色从排列200中反射出来。确切地说，处于“OFF”状态时，入射光210被反射成第一颜色212。处于“ON”状态时，入射光210被反射成第二颜色214。
如图2A所示，为了达到第一颜色212，入射光210要通过处于“OFF”状态的排列200。排列200的第一层是各偏振器层220。构成偏振器层220的材料传输入射光的预定第一方向的线性偏振光，并吸收与第一方向的线性偏振光垂直方向的线性偏振光。偏振器层220有效地允许大约50％的光线向前穿过到排列200的低层。确切地说，通过偏振器220传输的光线被导向液晶显示(LCD)层230。
LCD230由一偏振光轴变化元件例如扭转向列(TN)液晶组成。在“OFF”状态即第一电压施加在LCD230上时，被偏振的入射光通过LCD230，并扭转约90度到预定的线性偏振光的第一方向。
现在被扭转的偏振光向前传送到一反射偏振器薄膜250。反射偏振器薄膜在授予Ouderkirk等人的美国专利5,828,488中有详细讨论，并引用至此。其本质是，反射偏振器传输具有第一偏振方向的光线，反射具有与第一方向不同的偏振方向的光线。因此，穿过处于“OFF”状态的LCD230的光线210将反射出薄膜250的表面，其方向是离开反射偏振薄膜250的方向。被反射的光线只有白光212返回穿过排列200的表面。尽管白光212不是彩色的，它也因为反射偏振器薄膜250的原因呈现为镜面背景(比如银色)。
下面参照图2B，LCD230处于“ON”状态即第二电压施加到LCD230的状态，穿过LCD230的偏振光不会象“OFF”状态下那样发生扭转。LCD部件打开时(即第二电压施加时)，它们将变得与偏振光传输方向平行并且不会旋转光线。因此，当偏振光到达反射偏振器薄膜250时，其方向将与薄膜250的偏振匹配，因为光线未被旋转并且会穿过薄膜250到达层260。在排列200中处于薄膜250之下的层260，是一个图案和/或彩色表面例如表盘。光线穿透到层260的表面。然后被反射通过上面各层变成彩色光线214。光线214的外观和颜色对排列200上的观察者将是层260的表面。层260的颜色可以包括任何可见光谱内的颜色。另外，层260也可以有纹理设计以及单独印上的或用选定颜色印上的标志。
图3A和3B披露了一种排列300，它与图2A和2B相象，但增加了一层。增加的这层是彩色偏振器或延迟薄膜340。与上例所述一样，入射光310将穿过偏振器320。然后，偏振光将传送到LCD330。如图3A所示，在“OFF”状态即第一电压施加状态，LCD330将光线扭转约90度。与图2A中所示的排列不同，光线随后穿过彩色偏振器或延迟薄膜340。特别地，薄膜340可以包括一个彩色延迟薄膜用以调整光线或偏振器的光相差。通过薄膜340，光线的特定颜色组分能被选择性地吸收和穿透到随后的层。现在光线反射出反射偏振器薄膜350并向上射向排列300的表面，呈现为与薄膜340匹配的彩色光312。
如图3B所示，在“ON”状态即第二电压施加到LCD 330的状态，入射光310穿过偏振器320并通过LCD330，同时方向保持不变。然后光线穿过彩色偏振器或延迟薄膜340，几乎不变色，射向反射偏振器薄膜350。由于射向薄膜350的光线的方向与薄膜的偏振匹配，光线穿透到层360射向该层的反射表面。然后光线被反射回上面各层变成彩色光314。对于排列300之上的观察者，光线314的外观和颜色将与层360的反射表面一样。增加了薄膜340，彩色光312和314就能呈现可见光谱中的不同颜色，而不是只有一个无色(镜面)状态和一个如图2A和2B例示颜色的状态。例如，光线312能呈现兰色而光线314能呈现红色。
在该实施例的排列300的一种变体中，偏振器层的方向可能以一种传统方式被旋转。与在明亮背景上有阴暗部分的传统正显示不同，排列300的该变体将呈现为阴暗背景上有明亮部分的负显示。使用排列300的该变体，偏振器层320、LCD层330和底部反射偏振器350可以互相旋转，以使穿过处于“OFF”状态的LCD330的入射光310的方向是穿过反射偏振器薄膜350射向层360的反射表面。从而，“OFF”状态下反射给观察者的光线就呈现为光线314，即360表面的颜色和/或图案。在“ON”状态下，光线310将被反射出反射偏振器薄膜350的表面以反射光线312给观察者。
该偏振器层方向的变体排列也能应用到图2A和2B的排列200中。利用该变体排列，将LCD 230置于“OFF”状态，则光线214将对观察者呈现彩色和/或图案，因为它是从260表面反射而来。LCD230处于“ON”状态时，光线212将呈现为从反射偏振器薄膜250镜面反射出来的样子。
下面参照图3C，在该实施例的一个可选排列300a中，延迟和/或彩色偏振器层340也可以置于LCD330之上和顶偏振器320之下，在某些例子中，顶偏振器320本身也可能就是彩色偏振器而不是中性偏振器。
图4A和4B披露了一个利用图3A和3B中所述的排列300的手表的例子。手表400有一个手表面410和位于410表面之上的模拟指针420。要调整指针420的位置，可提供一个控制器430。要选择性地控制410表面的背景颜色，可提供一个控制调节器432。一个洞穿过手表面的各层(没有图示)以放置指针420所依附的轴。从而手表指针420就可以转动以指示时间。
如图4A所示，手表面410有第一颜色412。在该例中，这是使用图3A中的排列300获得的。因此，颜色412将呈现薄膜340的颜色，因为入射光将从反射偏振器薄膜350的表面反射出来。
在图4B中，手表面410有第二颜色414。在该例中，该颜色是使用图3B中的排列300获得的。其中手表400中的LCD处于“ON”状态，因此颜色414将呈现为360表面的颜色，因为入射光将穿过反射偏振器薄膜350并从360表面反射出来。尽管只描述了一个使用可选颜色背景的手表的例子，其它利用这些排列的实施例有是可能实现的。
为了控制和使用上述实施例的LCD，公知的电子技术也根据需要用于本发明。这使用了背景的变色和手表所需的电子控制和驱动。这些电子技术允许颜色可以变成预定图案和改变频率，比如每两秒从一种颜色变成另一种，或让用户能选择固定地显示某种颜色。
下面参照图5A和5B，在本发明的该实施例中的排列500中，使用了一个电子控制双折射(ECB)LCD530而没有使用分别在排列200中的LCD230和排列300中的LCD330。ECB LCD利用一个电场控制液晶的双折射。通过用中间电压构成的电场改变液晶的方向，ECB LCD能控制反射光的颜色。改变施加的电压就使得LCD在显示屏上展现不同的颜色。一个典型的带中性偏振器的ECB LCD可以用于产生从粉红到绿到深蓝的颜色。不同的彩色偏振器、彩色反射器和延迟薄膜层也可用于产生能生成不同颜色的ECB LCD。这样，ECB LCD就能提供可见光谱内的所有颜色。这就允许生成多种可选的背景颜色，而不是只能在一两种简单颜色中选择。该电子技术也可改进为自动地或根据用户的选择以中间电压产生所选的颜色或在不同颜色间产生平滑的渐变。
电压要求通常用精确电压值表述(例如“OFF”电压＝0V，“ON”电压＝4V)，但可以理解在传统LCD或ECB LCD中触发“OFF”或“ON”状态的电压不一定精确；而肯定会低于或高于一个特定的电压阈值。因此触发传统LCD的“OFF”和“ON”状态所需的电压可在合适的中间电压范围内变动。例如，第一电压(即触发“OFF”状态所需的电压)并非特定不变的电压，而是在合适的中间电压范围内变动的一个电压。例如，在一个实施例中第一电压可能处于0.0V到0.5V之间。同样地，第二电压(即触发“ON”状态所需的电压)也不是特定不变的电压，而是而是在合适的中间电压范围内变动的一个电压。例如，在一个实施例中第二电压可能处于3.5V到4.5V之间。
虽然上述用于可选颜色的背景的排列对手表是有用的需要的，但其它应用也是可能的。例如，显示标记、时钟和各种新颖的东西都可利用可选颜色的背景。而且，背景能显示彩虹色、独特图案、和/或三维图以提供多样性是有利的。手表面分为几部分的手表也可能有更多的显示屏。如图5B所示，在一个利用了图5A中描述的排列500的手表的例子中，手表面也可以分成多个颜色的区域或形状，例如580a-580f。此外，利用ECB LCD530，手表面的各层可设置成在手表面的不同部分产生不同颜色。
下面参照图6A和6B，显示了一个包括数字化显示屏610的现有时钟设备600的例子。该显示屏610由多个部分的显示屏组成，如620a、620b、620c和620d，它们通常被称为“7区段LCD显示屏”。7区段显示屏是LCD用于形成字母字符和符号的传统技术的典型。连在离散的各区段(例如分开的显示屏620b中的α、β、δ、ε、η、μ、λ)上的小电极给TN液晶充电并拆开各层使得光线不穿过偏振薄膜。施加到指定区段上的电压生成很多字母字符和符号。例如，通过施加电压到区段(β、ε)上就形成数字“3”。同样地，施加电压到区段(α、ε)上就形成字母“H”。
目前，典型的LCD数字手表在灰背景上显示黑区段(即正显示)，或在黑背景上显示灰区段(即负显示)。但是，为了提高手表及其它结合了数字显示屏的消费品的适销性和功能性，有效地利用更多的颜色是很重要的。
前面提及的Brewer等人的′185号和′456号专利讲授了将变色LCD结合到时钟设备中的方法。除将变色LCD手表面与模拟显示屏结合之外，Brewer等人的专利还披露了将数字时间显示屏与变色LCD结合的方法。但是，用单个变色LCD既显示数字读出器又作为变色背景就会有一些固有的限制，这会相应减弱视觉锐度和显示美感。这些限制是LCD的构造过程必然要引起的。例如，用于连接不同LCD区段的线就是使用不可见蚀刻的铟氧化锡(ITO)蚀刻在LCD可见区域的玻璃内侧的。这样，使用单个变色LCD既显示数字读出器又作为变色背景就不可避免地导致一系列通过背景的线不能改变颜色。
另外，使用离散的区段显示字母字符必然会因为字符线而限制单个字符和符号的视觉设计特征，这将离散区段互相分割了。
本发明的创造性解决方案是在单个组件中使用层叠排列的两个LCD。在一个实施例中，一个LCD用于作为变色背景，另一个包含所需的时间显示区段。下面参照图7A，显示了本发明的一个首选配置，其特征是LCD排列700。排列700包含一个顶偏振器层720和一个置于其后的第一LCD730，接着是一个第二LCD732。在一个实施例中，两个LCD可能在组件中得到它们之间空隙的保护。在另一实施例中，两个LCD粘在一起没有空隙，以确保最明亮的显示。去掉两个LCD间的空隙显著的减少了因为反射的光线损失。在一个首选实施例中，光密封剂722比如匹配LCD折射指数的环氧剂被用于将两个LCD粘合在一起。一个彩色偏振器或延迟薄膜740被置于第二LCD732之后，接着是一个由反射偏振器薄膜750构成的层，之后又接着是反射层760，它可能包含一个表盘背景或一个后面有反射器的彩色半透明屏幕。在该实施例的一种变体中传统的吸收式偏振器也可在750层中使用。该实施例的另一种变体中，一个清晰的反射器层760和一个彩色顶偏振器720可用于产生理想的视觉效果。
在排列700的首选实施例中，第一LCD730被分块用于数字显示，而第二LCD732被作为产生背景颜色的显示面。在这种配置下，数字LCD730的区段将显示因存在彩色偏振器层(或没有彩色偏振器，这导致灰色)而产生的一种颜色，而且背景LCD732将显示在反射偏振器750后面产生的任何颜色。此外，在最简单的形式中，用于产生显示背景颜色的LCD732包含一代表变化背景的单个区段。本发明还设想了利用前面讨论的方法，将用于产生显示面背景颜色的LCD732分开为多个离散彩色区段。
此外，在排列700的另一种配置中，双LCD730、732也可以互相交换，这被认为是适合于提高整个显示的视觉美感的。例如，用于生成显示屏背景颜色的LCD732也可以包含数字显示屏，以补充被分成区段以便显示数字的LCD730。如图7B所示，区段式的LCD732的数字显示屏780被设计用于补充LCD730的区段式显示屏770。数字显示屏780被设计成当LCD730、732正确对齐时，数字显示屏780的各单独区段直接排布在LCD730的区段式数字显示屏732中固有的间隙下。当被激活时，数字显示屏782补充数字显示屏707，使得组合的数字显示屏790的外观得到改进。这种补充LCD数字显示屏的层次能大大地提高设计者使用更复杂的字体和符号的能力。
在本发明一个最基本的具备双LCD特征的实施例中，第一LCD730的单个区段显示第一颜色，第二LCD732显示补充的第一颜色的单个区段和第二颜色的背景。目前制造的LCD通常要么是灰背景上是彩色区段(即正图象显示)或彩色背景上的灰区段(即负图象显示)。在本发明的另一实施例中，还可以包含开关装置使得第一和第二显示颜色可颠倒和改变。可结合一个传统设计的微处理器用于控制施加于第一和第二LCD730、732的电能。例如，施加到第一LCD730的电压可能在对应前述“OFF”和“ON”状态的第一电压和第二电压之间变动，这就相应地引起LCD730的激活部分旋转或者不旋转偏振光。同样地，施加到第二LCD732的电压可能在对应前述“OFF”和“ON”状态的第三电压和第四电压之间变动，这就相应地引起LCD732的激活部分旋转或者不旋转偏振光。这样，本发明的开关装置允许双LCD排列700在正图象显示和负图象显示之间变换。此外，开关装置还可以用如图4A和4B中调节器432所示的控制调节器以预定程序方式电子调节或手工调节。
本领域的技术人员能理解这种创造性的排列如何使得光线根据叠在两层显示屏之间的“OFF”和“ON”区段的位置产生不同的偏振旋转，以及如何根据各种偏振器和色彩层产生颜色。在某一方向额外的色彩层不一定产生本发明的功能，但在有不同彩色区段和背景的首选实施例中这正是想要的。在某些情况下，彩色背景可以产生第一颜色和第二颜色间的最大色差，但当区段是第一颜色时背景也可以由电压控制产生中间颜色(例如在蓝色背景或紫色(中间颜色)背景上的红色)。在另一实施例中，可能去掉一个或多个偏振器层以产生更明亮的色彩梯度。
关于本发明的包含区段式LCD显示屏的实施例，一个额外的功能是与前述开关装置关联的图案选择装置。该图案选择装置控制施加何种电压到区段上以选择区段的图案。图案选择装置可以以预定程序电子控制方式(例如，在一实施例中图案选择装置可简单地由一电子计时机制构成，它开关装置关联使用生成数字时间显示)编程选择电压图案，或者使用类似图4A和4B中所示调节器432的控制调节器手工调节。而且，补充LCD显示屏的使用使得电压图案可以显示在显示屏上以补充显示在其它LCD上的图案。这样，生成更多复杂多样的字母字符和符号的能力被大大提高了。
本发明的另一功能包含一个电压控制装置，用它可以在适合的中间电压范围内选择性地变化施加到特定LCD上的电压，以触发前述的“OFF”和“ON”状态。这样，用于触发“OFF”和“ON”状态的电压(例如，第一第三电压和第二第四电压)就可以在适合的中间电压范围内选择性地调节为任何特定的电压。这对于使用ECB LCD的实施例特别适用，对不同的指定中间电压的选择使得LCD展现不同的颜色。电压控制装置可以以预定程序电子控制方式编程变换电压，或者使用类似图4A和4B中所示调节器432的控制调节器手工调节。
本发明的另一功能是针对时钟本身的物理的人类环境改造学的，本发明的一种新颖的时钟内部部件配置能显著地减少时钟厚度，从而使时钟佩戴者更舒适。下面参照图8，显示了一种现有的时钟，和传统的手表内部部件排列800。通常，这些部件被层叠地装配，包括一个LCD显示屏810，然后是印刷电路板(PCB)组件820，然后是电池830。在此排列中，得到的时钟厚度由层叠部件的总和决定。当通过在LCD810上钻孔容纳模拟表针的运动820来将模拟手表的运动822结合到显示屏上时，这特别成问题。结果时钟厚度有损手表的物理的人类环境改造学特性。
如图9A和9B所示，本发明的时钟内部部件的新颖配置900包括将两个尺寸较小的电池910、912置于PCB和LCD显示屏920旁，而不象传统的排列800将一个较大的电池830直接置于PCB820之后。例如，在一个实施例中，本发明的时钟没有使用传统排列800中采用的典型的单个3伏电池，而是采用处于PCD和LCD显示屏920旁的两个1.5伏氧化银电池。这样，此新颖配置900使得整体变薄，从而在不减弱功能的情况下得到更薄更舒适的手表。
可以理解前面所披露的已经考虑了其它修改、变化和替代，在本发明的一些实例中采用某些功能不必相应地使用其它功能。相应地，以一种与本发明的范围一致的方式宽泛地构造权利要求书也是合适的。

Claims (173)

1.一种具有可选背景的手表，包括：
一个偏振穿过的光线的偏振器层；
一个置于偏振器层之下的液晶显示屏，其特征在于，该液晶显示屏选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个位于液晶显示屏之下并处于相对所述偏振器层的第一方向的反射偏振器层，其中，被旋转的光线反射出反射偏振器层，生成手表面上的第一背景，而未旋转光线则穿过反射偏振器层；以及
一个置于反射偏振器层之下的反射层，其中，穿过反射偏振器层的光线反射出反射层形成手表面上的第二背景。
2.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个中性偏振器。
3.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个彩色偏振器。
4.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个扭转向列液晶显示屏。
5.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个电子控制双折射液晶显示屏。
6.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，反射偏振器层位于相对于所述偏振器层的第二方向，其特征在于，未旋转光线反射出反射偏振器层形成手表面上的第一背景，而被旋转光线穿过反射偏振器层。
7.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，反射层是图案化表面。
8.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
9.如权利要求7所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
10.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，反射层是镜面表面。
11.如权利要求7所述的手表面，其特征在于，图案化表面是模拟的钟表面。
12.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，第一和第二背景是彩色的。
13.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，第一背景是第一颜色，第二背景是第二颜色。
14.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，第一背景是银色镜面。
15.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，还包括一个位于液晶显示正上方或正下方的色彩变化层。
16.如权利要求15所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个彩色偏振器。
17.如权利要求15所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个延迟薄膜。
18.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，所述手表面包含一个轴向延伸的孔容纳模拟表针的运动。
19.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，所述手表面被置于手表组件内。
20.如权利要求19所述的组件，其特征在于，所述组件是圆的，而所述手表面是八角形的。
21.如权利要求1所述的手表面，其特征在于，还包括一电压开关装置，其特征在于，所述开关装置控制施加到所述液晶显示屏上的电压。
22.如权利要求21所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是电子调节的。
23.如权利要求22所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是手工调节的。
24.如权利要求22所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置在第一和第二电压之间变换。
25.如权利要求24所述的手表面，其特征在于，所述第一电压产生第一背景，所述的第二电压产生第二背景。
26.如权利要求25所述的手表面，其特征在于，还包括用于调整所述第二电压的装置。
27.如权利要求26所述的手表面，其特征在于，调整装置是电子调节的。
28.如权利要求26所述的手表面，其特征在于，调整装置是手工调节的。
29.一种具有可选背景的手表面，包括：一个用于偏振穿过的光线的偏振器；
一个置于偏振器层之下的液晶显示屏，其特征在于，液晶显示屏被分为多个不同的区段，其特征在于，每个区段选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个位于液晶显示屏之下并处于相对所述偏振器层的第一方向的反射偏振器层，其特征在于，被旋转的光线反射出反射偏振器层，生成手表面上的第一背景，而未旋转光线则穿过反射偏振器层；以及
一个置于反射偏振器层之下的反射层，其中，穿过反射偏振器层的光线反射出反射层形成手表面上的第二背景。
30.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，所述多个不同的区段构成一个时钟时间显示屏。
31.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个中性偏振器。
32.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个彩色偏振器。
33.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个扭转向列液晶显示屏。
34.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个电子控制双折射液晶显示屏。
35.如权利要求29所述的手表面，其中，反射偏振器层位于相对于所述偏振器层的第二方向，其特征在于，未旋转光线反射出反射偏振器层形成手表面上的第一背景，而被旋转光线穿过反射偏振器层。
36.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，反射层是图案化表面。
37.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
38.如权利要求36所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
39.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，反射层是镜面表面。
40.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，图案表面是模拟的钟表面。
41.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，第一和第二背景是彩色的。
42.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，第一背景是第一颜色，第二背景是第二颜色。
43.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，第一背景是银色镜面。
44.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，还包括一个直接置于液晶显示屏之上或之下的变色层。
45.如权利要求44所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个彩色偏振器。
46.如权利要求44所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个延迟薄膜。
47.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，手表面使用模拟或数字时间显示。
48.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，所述手表面包含一个轴向延伸的孔容纳模拟表针的运动。
49.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，所述手表面被置于手表组件内。
50.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，所述组件是圆的，而所述手表面是八角形的。
51.如权利要求29所述的手表面，其特征在于，还包括一电压开关装置，其特征在于，所述电压开关装置控制选择性地施加到多个区段图案中的至少一个上的电压，其特征在于，每个图案都由多个不同区段中的至少一个构成。
52.如权利要求51所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置在第一和第二电压之间变换。
53.如权利要求52所述的手表面，其特征在于，所述第一电压使所述多个区段图案中至少一个的每个不同区段旋转偏振光，而所述第二电压使所述多个区段图案中的至少一个的每个不同区段不旋转偏振光。
54.如权利要求51所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是电子调节的。
55.如权利要求51所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是手工调节的。
56.如权利要求51所述的手表面，其特征在于，还包括用于调整所述第二电压的装置。
57.如权利要求56所述的手表面，其特征在于，调整装置是电子调节的。
58.如权利要求56所述的手表面，其特征在于，调整装置是手工调节的。
59.如权利要求51所述的手表面，其特征在于，还包括一个图案选择装置，其特征在于，所述选择装置对控制多个图案中的至少一个的选择。
60.如权利要求59所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是电子调节的。
61.如权利要求59所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是手工调节的。
62.一种具有可选背景的手表面，包括：一个用于偏振穿过的光线的偏振器；
一个置于偏振器层之下的第一液晶显示屏，其特征在于，第一液晶显示屏被分为多个不同的区段，其特征在于，每个区段选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个置于第一液晶显示屏之下的第二液晶显示屏，其中，第二液晶显示屏选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个位于第二液晶显示屏之下并处于相对所述偏振器层的第一方向的反射偏振器层，其中，被旋转的光线反射出反射偏振器层，生成手表面上的第一背景，而未旋转光线则穿过反射偏振器层；以及
一个置于反射偏振器层之下的反射层，其中，穿过反射偏振器层的光线反射出反射层形成手表面上的第二背景。
63.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，所述的第一液晶显示屏上的多个不同区段构成一个数字时间显示屏。
64.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个中性偏振器。
65.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个彩色偏振器。
66.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个扭转向列液晶显示屏。
67.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个电子控制双折射液晶显示屏。
68.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，反射偏振器层位于相对于所述偏振器层的第二方向，其中，未旋转光线反射出反射偏振器层形成手表面上的第一背景，而被旋转光线穿过反射偏振器层。
69.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，反射层是图案化表面。
70.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
71.如权利要求69所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
72.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，反射层是镜面表面。
73.如权利要求69所述的手表面，其特征在于，图案化表面是模拟的钟表面。
74.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，第一和第二背景是彩色的。
75.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，第一背景是第一颜色，第二背景是第二颜色。
76.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，第一背景是银色镜面。
77.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，还包括一个直接置于液晶显示屏之上或之下的变色层。
78.如权利要求77所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个彩色偏振器。
79.如权利要求77所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个延迟薄膜。
80.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，所述手表面包含一个轴向的孔容纳模拟表针的运动。
81.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，所述手表面被置于手表组件内。
82.如权利要求81所述的组件，其特征在于，所述组件是圆的，而所述手表面是八角形的。
83.如权利要求62所述的手表面，其特征在于，还包括一电压开关装置，其特征在于，所述电压开关装置控制选择性地施加到多个区段图案中的至少一个上的主电压，其特征在于，每个图案都由第一液晶显示屏中的多个不同区段中的至少一个构成，并且次电压被施加到所述第二液晶显示屏。
84.如权利要求83所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是电子调节的。
85.如权利要求83所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是手工调节的。
86.如权利要求83所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置在第一和第二电压之间变换主要电压，在第三和第四电压之间变换次要电压。
87.如权利要求86所述的手表面，其特征在于，所述第一电压使所述多个区段图案中的至少一个的每个不同区段旋转偏振光，而所述第二电压使所述多个区段图案中的至少一个的每个不同区段不旋转偏振光，其特征在于，所述第三电压使第二液晶显示屏旋转偏振光，而所述第四电压使第二液晶显示屏不旋转偏振光。
88.如权利要求86所述的手表面，其特征在于，所述第三电压产生第一背景，而所述第第四电压产生第二背景。
89.如权利要求86所述的手表面，还包括调整所述主要和次要电压的装置。
90.如权利要求89所述的手表面，其特征在于，调整装置是电子调节的。
91.如权利要求89所述的手表面，其特征在于，调整装置是手工调节的。
92.如权利要求83所述的手表面，其特征在于，还包括一个图案选择装置，其特征在于，所述选择装置控制对多个图案中的至少一个的选择。
93.如权利要求92所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是电子调节的。
94.如权利要求92所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是手工调节的。
95.一种具有可选背景的手表面，包括：一个用于偏振穿过的光线的偏振器；
一个置于偏振器层之下的第一液晶显示屏，其特征在于，第一液晶显示屏选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个置于第一液晶显示屏之下的第二液晶显示屏，其中，第二液晶显示屏被分为多个不同的区段，其中，每个区段选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个位于第二液晶显示屏之下并处于相对所述偏振器层的第一方向的反射偏振器层，其中，被旋转的光线反射出反射偏振器层，生成手表面上的第一背景，而未旋转光线则穿过反射偏振器层；以及
一个置于反射偏振器层之下的反射层，其中，穿过反射偏振器层的光线反射出反射层形成手表面上的第二背景。
96.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，所述的第二液晶显示屏上的多个不同区段构成一个数字时间显示屏。
97.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个中性偏振器。
98.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个彩色偏振器。
99.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个扭转向列液晶显示屏。
100.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个电子控制双折射液晶显示屏。
101.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，反射偏振器层位于相对于所述偏振器层的第二方向，其特征在于，未旋转光线反射出反射偏振器层形成手表面上的第一背景，而被旋转光线穿过反射偏振器层。
102.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，反射层是图案化表面。
103.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
104.如权利要求102所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
105.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，反射层是镜面表面。
106.如权利要求102所述的手表面，其特征在于，图案化表面是模拟的钟表面。
107.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，第一和第二背景是彩色的。
108.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，第一背景是第一颜色，第二背景是第二颜色。
109.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，第一背景是银色镜面。
110.如权利要求95所述的手表面，还包括一个直接置于任一液晶显示屏之上或之下的变色层。
111.如权利要求110所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个彩色偏振器。
112.如权利要求110所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个延迟薄膜。
113.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，所述手表面包含一个轴向的孔容纳模拟表针的运动。
114.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，所述手表面被置于手表组件内。
115.如权利要求114所述的组件，其特征在于，所述组件是圆的，而所述手表面是八角形的。
116.如权利要求95所述的手表面，其特征在于，还包括一电压开关装置，其特征在于，所述电压开关装置控制选择性地施加到多个区段图案中的至少一个上的主电压，其中，每个图案都由第二液晶显示屏中的多个不同区段中的至少一个构成，并且次电压被施加到所述第一液晶显示屏。
117.如权利要求116所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是电子调节的。
118.如权利要求116所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是手工调节的。
119.如权利要求116所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置在第一和第二电压之间变换主要电压，在第三和第四电压之间变换次要电压。
120.如权利要求119所述的手表面，其特征在于，所述第一电压使所述多个区段图案中的至少一个的每个不同区段旋转偏振光，而所述第二电压使所述多个区段图案中的至少一个的每个不同区段不旋转偏振光，其中，所述第三电压使第二液晶显示屏旋转偏振光，而所述第四电压使第二液晶显示屏不旋转偏振光。
121.如权利要求119所述的手表面，其特征在于，所述第三电压产生第一背景，而所述第第四电压产生第二背景。
122.如权利要求119所述的手表面，其特征在于，还包括调整所述主和次电压的装置。
123.如权利要求122所述的手表面，其特征在于，调整装置是电子调节的。
124.如权利要求122所述的手表面，其特征在于，调整装置是手工调节的。
125.如权利要求116所述的手表面，其特征在于，还包括一个图案选择装置，其中，所述选择装置控制对所述多个图案中的至少一个的选择。
126.如权利要求125所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是电子调节的。
127.如权利要求125所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是手工调节的。
128.一种具有可选背景的手表面，包括：
一个用于偏振穿过的光线的偏振器；
一个置于偏振器层之下的第一液晶显示屏，其特征在于，第一液晶显示屏被分为多个不同的区段，其中，每个区段选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个置于第一液晶显示屏之下的第二液晶显示屏，其中，第二液晶显示屏被分为多个不同的区段，其中，每个区段选择性地旋转或不旋转偏振光；
一个位于液晶显示屏之下并处于相对所述偏振器层的第一方向的反射偏振器层，其中，被旋转的光线反射出反射偏振器层，生成手表面上的第一背景，而未旋转光线则穿过反射偏振器层；以及
一个置于反射偏振器层之下的反射层，其中，穿过反射偏振器层的光线反射出反射层形成手表面上的第二背景。
129.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，所述的第一液晶显示屏上的第一组不同区段构成一个数字时间显示屏。
130.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，所述的第二液晶显示屏上的第二组不同区段构成一个数字时间显示屏。
131.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，所述的第一和第二液晶显示屏上的第一组和第二组不同区段各自都构成一个数字时间显示屏。
132.如权利要求131所述的手表面，其特征在于，所述的数字时钟显示屏互为补充。
133.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，所述的第一液晶显示屏上的第一组不同区段构成一个数字式字符显示屏。
134.如权利要求133所述的手表面，其特征在于，所述的第一和第二液晶显示屏上的第一组和第二组不同区段各自都构成一个数字式字符显示屏。
135.如权利要求134所述的手表面，其特征在于，所述的数字时钟显示屏互为补充。
136.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个中性偏振器。
137.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，偏振器层包括一个彩色偏振器。
138.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个扭转向列液晶显示屏。
139.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，其液晶显示屏是一个电子控制双折射液晶显示屏。
140.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，反射偏振器层位于相对于所述偏振器层的第二方向，其特征在于，未旋转光线反射出反射偏振器层形成手表面上的第一背景，而被旋转光线穿过反射偏振器层。
141.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，反射层是图案化表面。
142.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
143.如权利要求141所述的手表面，其特征在于，反射层是彩色化表面。
144.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，反射层是镜面表面。
145.如权利要求141所述的手表面，其特征在于，图案化表面是模拟的钟表面。
146.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，第一和第二背景是彩色的。
147.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，第一背景是第一颜色，第二背景是第二颜色。
148.如权利要求147所述的手表面，其特征在于，第一背景是银色镜面。
149.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，还包括一个直接置于第一液晶显示屏之上或第二液晶显示屏之下的变色层。
150.如权利要求149所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个彩色偏振器。
151.如权利要求149所述的手表面，其特征在于，色彩变化层包括一个延迟薄膜。
152.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，该手表面使用模拟或数字时间显示。
153.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，所述手表面包含一个轴向延伸的孔容纳模拟表针的运动。
154.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，所述手表面被置于手表组件内。
155.如权利要求154所述的组件，其特征在于，所述组件是圆的，而所述手表面是八角形的。
156.如权利要求128所述的手表面，其特征在于，还包括一电压开关装置，其特征在于，所述电压开关装置控制选择性地施加到多个区段图案中的至少一个上的主电压，其特征在于，每个图案都由第一液晶显示屏中的多个不同区段中的至少一个构成，并且次要电压被选择性地施加到第二液晶显示屏上的第二组不同区段中的至少一个上，其特征在于，每个图案都由第二液晶显示屏中的多个不同区段中的至少一个构成。
157.如权利要求156所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是电子调节的。
158.如权利要求156所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置是手工调节的。
159.如权利要求156所述的手表面，其特征在于，所述电压开关装置在第一和第二电压之间变换主电压，在第三和第四电压之间变换次电压。
160.如权利要求159所述的手表面，其特征在于，所述第一电压使所述第一组区段图案中的至少一个的每个不同区段旋转偏振光，而所述第二电压使所述第二组区段图案中的至少一个的每个不同区段不旋转偏振光，并且其特征还在于，所述第三电压使所述第三组区段图案中的至少一个的每个不同区段旋转偏振光，而所述第四电压使所述第四组区段图案中的至少一个的每个不同区段不旋转偏振光。
161.如权利要求159所述的手表面，其特征在于，所述第三电压产生第一背景，而所述第第四电压产生第二背景。
162.如权利要求159所述的手表面，其特征在于，还包括调整所述主要和次电压的装置。
163.如权利要求162所述的手表面，其特征在于，调整装置是电子调节的。
164.如权利要求162所述的手表面，其特征在于，调整装置是手工调节的。
165.如权利要求156所述的手表面，其特征在于，还包括一个图案选择装置，其中，所述选择装置控制对所述多个图案中的至少一个的选择。
166.如权利要求165所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是电子调节的。
167.如权利要求165所述的手表面，其特征在于，所述图案选择装置是手工调节的。
168.一种手表，包括：包括一个显示单元和两个电池的表壳，其特征在于，所述电池是与所述单元并排设置。
169.如权利要求168所述的手表，其特征在于，还包括对手表运动的模拟。
170.如权利要求168所述的手表，其特征在于，所述显示单元包括一个印刷电路板和一个液晶显示屏。
171.如权利要求170所述的手表，其特征在于，还包括对手表运动的模拟。
172.如权利要求168所述的手表，其特征在于，所述电池是1.5伏的氧化银电池。
173.如权利要求168所述的手表，其特征在于，所述的显示单元包含一个轴向延伸的孔，容纳模拟表针的运动。
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