DE1920698B2 - Elektronische uhr mit einer ohne bewegliche teile arbeitenden anzeigevorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektronische Uhr mit einem Oszillator, einem Frequenzteiler, einer durch dessen Ausgangssignale gespeisten Dekodierschaltung, die jeweils in integrierter Technik ausgeführt sind, und einer durch die Dekodierschaltung gesteuerten, ohne bewegliche Teile arbeitenden, als Zifferblatt der Uhr dienenden Anzeigevorrichtung sowie mit einer zum Betrieb der Uhr dienenden Batterie.

Solche oder ähnliche Uhren sind bekannt. Sie haben unter anderem den Vorteil, daß die integrierten Schaltungen mit den geringen Leistungen (einige Zehntel Mikrowatt) auskommen, welche die zur Zeit etwa für eine Armbanduhr verfügbaren Batterien abgeben können. Jedoch bestanden bisher Schwierigkeiten hinsichtlich einer geeigneten Anzeigeeinrichtung, die nicht zuviel Leistung verbraucht. Beispielsweise beschreibt die USA.-Patentschrift 3 276 200 eine Uhr mit einem elektrolumineszenten Leuchtstoffzifferblatt, dessen als kapazitive Teile einer Verzögerungsleitung geschalteten Anzeigeelemente für ihre Anregung relativ starke Impulse benötigen. Eine Armbanduhr mit einem solchen Anzeigesystem ist praktisch nicht realisierbar.

Substanzen für eine Anzeigevorrichtung, die mit sehr geringen Leistungen auskommen, sind die aus der USA.-Patentschrift 3 322485 bekannten nematischen Flüssigkristalle. Diese Substanzen sind im Ruhezustand transparent, während sie bei Erregung durch ein elektrisches Feld eine starke Lichtstreuung zeigen. Beim gegenwärtigen Entwicklungsstand ergibt sich jedoch hinsichtlich ihrer Anwendung für Uhren das Problem, daß diese Flüssigkristalle nur eine beschränkte Lebensdauer haben. Es ist nicht damit zu rechnen, daß in naher Zukunft eine Lebensdauer erreicht werden wird, die erheblich länger ist als ein Jahr, d. h. als die Lebensdauer einer Batterie einer Armbanduhr.

Aufgabe der Erfindung ist, eine praktisch realisierbare elektronische Uhr anzugeben, deren Anzeigevorrichtung weniger Leistung benötigt als bei den bisher bekannten Uhren, ohne daß sich der Nachteil der relativ kurzen Lebensdauer der hierfür geeigneten Substanzen störend auf den Gebrauch der Uhr ίο auswirkt. Ausgehend von einer Uhr der eingangs genannten Art besteht die Erfindung darin, daß die Anzeigevorrichtung einen flüssigen Kristall enthält und daß die Anzeigevorrichtung und die Batterie zu einer Baueinheit vereinigt sind, so daß Anzeigevorrichtung und Batterie nur zusammen ausgewechselt werden können.

Der flüssige Kristall ist eine Anzeigesubstanz, die gute optische Eigenschaften und nur einen verschwindend geringen Leistungsbedarf hat und verhältnismäßig billig ist. Durch die Erfindung ist es gelungen, diese vorteilhaften Eigenschaften für eine kleine Uhr nutzbar zu machen, ohne daß der Nachteil der kurzen Lebensdauer sich störend auswirkt.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.

F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer gemäß der Erfindung ausgeführten Armbanduhr;

Fig. 2 stellt eine Aufsicht auf einen Teil der Anzeigevorrichtung dieser Uhr dar;

F i g. 3 veranschaulicht einen Schnitt längs der Schnittebene 3-3 in F i g. 2;

F i g. 4 stellt eine Aufsicht auf die ganze Anzeigevorrichtung der Armbanduhr dar und

F i g. 5 eine Seitenansicht der gemäß der Erfindung ausgeführten Armbanduhr, wobei die Anzeigevorrichtung vom Hauptteil der Armbanduhr abgehoben ist.

Die Festkörperuhr nach F i g. 1 enthält einen Oszillator 10, vorzugsweise einen Oszillator mit Kri-Stallsteuerung, ferner einen Zähler 12 und eine Dekodierschaltung 14. Diese drei Bestandteile sind zu einer integrierten Schaltung vereinigt, wie durch die punktiert gezeichnete Randlinie α angedeutet ist.

Die Wirkungsweise der Schaltungsbestandteile 10, 12, 14 ist an sich bekannt. Der Oszillator 10 erzeugt ungedämpfte Schwingungen von konstanter Frequenz. Diese Schwingungen steuern den Zähler 12, der seinerseits aufeinanderfolgende Zählsignale liefert. Diese werden durch die Dekodierschaltung 14 entziffert, welche verschiedene Kombinationen von Ausgangssignalen liefert. Jedes solcher Ausgangssignale stellt eine binäre Ziffer dar.

Die Ausgangssignale der Dekodierschaltung 14 . werden den Anzeigeelementen der Uhr zugeführt. Im vorliegenden Beispiel handelt es sich gemäß F i g. 4 um vier Anzeigeelemente, die je aus sieben Segmenten bestehen. Dabei dienen zwei der Anzeigeelemente zur Anzeige der Stunden und ebenfalls zwei der Anzeigeelemente zur Anzeige der Minuten. Eines dieser Elemente ist in den Fig. 2und 3 veranschaulicht. Dieses Element enthält eine transparente Vorderplatte 16, welche aus Isoliermaterial besteht und unterhalb welcher sieben ebenfalls transparente leitfähige Segmente 17 bis 23 angebracht sind. Zwischen der transparenten Vorderplatte 16 und der opaken leitfähigen Rückplatte 24 befindet sich ein flüssiger Kristall 26, vorzugsweise ein solcher in nematischer Phase.

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Es kann auch die Rückplatte aus Segmenten be- wurde: Die Lebensdauer des flüssigen Kristalls ist stehen, welche sich mit den Segmenten auf der Vor- relativ begrenzt und viel kürzer, als es für Anzeigederplatte in Deckung befinden und ihrerseits auf der vorrichtungen beispielsweise von Armbanduhren Isolierplatte 40 angebracht sind. Die isolierenden normalerweise in Betracht kommt, so daß neben der Dichtungen 28 und 30 in F i g. 3 dienen dazu, die 5 Batterie auch die Anzeigesubstanz zu gegebener Zeit Vorderplatte abzudichten und einen angemessenen erneuert werden muß.

Abstand zwischen der Rückplatte und der transpa- Dieses Problem wird dadurch gelöst, daß man die

renten Vorderplatte sicherzustellen. Batterie 42 nach dem Prinzip der integrierten Bau-

Jedes der leitenden Segmente 17 bis 23 ist an einen weise mit der Anzeigevorrichtung der Armbanduhr anderen Kontaktstift34 (Fig. 5) angeschlossen. Zwei io vereinigt, wie es in den Fig.3,4und5 dargestellt ist. dieser Kontaktstifte 34α und 34b sind in Fig. 3 dar- Die integrierte elektronische Schaltung, bestehend gestellt. Mittels kurzer flexibler Leitungen 36 und 38 aus dem Oszillator 10, dem Zähler 12 und der Desind diese Kontaktstifte 34 a und 34 b mit den Seg- kodierschaltung 14, liegt in dem Kunststoff- oder menten 22 und 19 verbunden. Metallgehäuse, welches das Bodenteil 50 der Uhr

Statt dessen können auch die Verbindungen zwi- 15 bildet. Der Rest der Uhr enthält die Anzeigevorrich-

schen den Kontaktstiften 34 a und 34 δ und den lei- tung mit den vier alphanumerischen Zeichen in

tenden Segmenten 22 bzw. 19 mittels dünner trans- F i g. 4 und die Batterie 42, die zusammen mit der

parenter Leitungen auf der Unterseite der transpa- Anzeigevorrichtung ein integriertes Bauteil 52 bildet

renten Platte hergestellt werden. (Fig. 5).

Innerhalb der hinter der Rückplatte 24 liegenden 20 Die Verbindung zwischen dem Bauteil 52 und dem Isolierplatte 40 ist eine Batterie 42 untergebracht. Bodenteil 50 wird durch Kontaktstifte 34 bewerk-Eine Klemme dieser Batterie ist mit der Rückplatte stelligt, welche längs des Umfangs der Anzeigevor-24 verbunden, die ihrerseits die Erdungsstelle für die richtung angeordnet sind. Diese Stifte verbinden Armbanduhr bildet. Diese Rückplatte ist über eine einerseits die verschiedenen transparenten Teile der Anschlußklemme mit den integrierten Schaltungs- 25 alphanumerischen Zeichen mit der Batterie 42 und bestandteilen 10, 12, 14 (Fig. 1) verbunden. Die andererseits die integrierten Bauteile 50 und 52, andere Batterieklemme ist an eine weitere Anschluß- wenn diese zusammengefügt sind. Die Verbindungsklemme angeschlossen, welche zu der integrierten punkte der beiden integrierten Bauteile sind in Fig. 1 Schaltung führt. Die Batterie liefert die notwendige durch in die Leitungen eingefügte Doppelpfeile sche-Betriebsleistung für die ganze integrierte Schaltung. 30 matisch angedeutet.

Im Betrieb der elektronischen Uhr wird die Aus- Durch die Erfindung werden neben den genannten gangsspannung der Dekodierschaltung einem oder zusätzliche Vorteile erreicht. Ein Vorteil besteht darmehreren der leitenden Segmente von einem bzw. in, daß die geschmackliche Ausführung der Vordermehreren Anzeigeelementen zugeführt. Durch diese platte, beispielsweise jährlich bei Erneuerung der Spannung wird der flüssige Kristall in dem Bereich, 35 Batterie, geändert werden kann. Es ist durchaus vorder diesem Segment zugeordnet ist und zwischen teilhaft, dies zu tun, da das Material der Anzeigediesem Segment und der Rückplatte liegt, erregt, so vorrichtung verhältnismäßig billig ist. Wählt man als daß er vom Betrachter aus beleuchtet erscheint. Wenn flüssigen Kristall einen solchen-mit einer Lebensalso beispielsweise eine Spannung den Segmenten 19, dauer, die etwas geringer ist als die der Batterie, so 20, 21, 22 und 23 zugeführt wird, leuchtet die Ziffer 40 erreicht man hierdurch als weiteren Vorteil, daß der »3« auf. Die Flächenteile der Vorderplatte 16, welche Benutzer der Uhr nicht darauf achten muß, daß die von den Leitungen 36 und 38 bedeckt werden, kön- Batterie sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähert, nen abgedeckt werden, um ein schwaches Aufleuch- Nach einem Zeitintervall, das etwas kürzer als die ten dieser Drähte zu vermeiden. Dies ist jedoch über- Lebensdauer der Batterie ist, versagt die Anzeigeflüssig, wenn auch auf der Rückplatte Segmente ent- 45 vorrichtung, und der Benutzer der Uhr wird daher sprechend den Segmenten auf der Vorderplatte vor- frühzeitig darauf hingewiesen, daß die Lebensdauer gesehen sind. der Batterie allmählich zu Ende geht, wenn die An-

Nun stellt zwar der flüssige Kristall 26 eine sehr Zeigevorrichtung nicht mehr aufleuchtet. Außerdem

geeignete Anzeigesubstanz dar, die aber einen we- ändert sich die Farbe der Anzeigeeinrichtung, wenn

sentlichen Nachteil hat, wie eingangs schon erwähnt 50 die Lebensdauer des flüssigen Kristalls zu Ende geht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektronische Uhr mit einem Oszillator, einem Frequenzteiler, einer durch dessen Ausgangssignale gespeisten Dekodierschaltung, die jeweils in integrierter Technik ausgeführt sind, und einer durch die Dekodierschaltung gesteuerten, ohne bewegliche Teile arbeitenden, als Zifferblatt der Uhr dienenden Anzeigevorrichtung sowie mit einer zum Betrieb der Uhr dienenden Batterie, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung einen flüssigen Kristall enthält und daß die Anzeigevorrichtung und die Batterie zu einer Baueinheit vereinigt sind, so daß Anzeigevorrichtung und Batterie nur zusammen ausgewechselt werden können. .

2. Elektronische Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiger Kristall ein solcher mit einer Lebensdauer gewählt wird, die etwas geringer ist als die der Batterie, so daß durch physisch beobachtbare Änderungen der Eigenschaften des flüssigen Kristalls das bevorstehende Ende der Lebensdauer der Batterie angezeigt wird.

3. Elektronische Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssiger Kristall ein solcher in nematischer Phase verwendet wird.