DE2536190A1 - Elektronische uhr in festkoerper- schaltkreistechnik - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE ^ 5 J 6 1 9 ü

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER

D-8OOO München 22 D-48OO Bielefeld

Triftstrafie 4 Siekerwall 7

Case W-87

BULOVA WATCH COMPANY, IMC. New York, N.Y. / USA

Elektronische Uhr in Festkörper-Schaltkreistechnik

Gegenstand der Erfindung ist eine elektronische Uhr, deren Schaltkreise in Festkörpertechnik ausgeführt sind und die mit einer elektro-optischen Anzeigevorrichtung ausgerüstet ist, mittels der sich wahlweise verschiedene Zeitaspekte oder Zeitgruppen wie Stunden und Minuten bzw. Sekunden und/oder das Datum als Zeitinformation anzeigen und einstellen lassen. Der Ausdruck "elektronische Uhr in Festkörper-Schaltkreistechnik" bezieht sich hier auf eine Gattung von Uhren mit elektro-optischer Zeitanzeige, die keine beweglichen Teile besitzen.

Bei herkömmlichen mechanischen Uhren wird bekanntermaßen die Drehbewegung für die verschiedenen Teile des Uhrwerks aus der Energie einer aufgezogenen Feder gewonnen, die die Zeiger oder andere Zeitindikatoren betätigt. Bei elektronischen Uhren mit bewegbaren Zeigern werden üblicherweise die hin- und hergehenden Bewegungen eines Hemmrads, d.h. der Unruhe oder die Schwingungen einer Stimm-

609809/0774

2B36190

gabel durch elektronische Mittel aufrechterhalten und zum Antrieb des Werks in Drehbewegung umgesetzt. Solche elektronischen Uhren enthalten also bewegliche Teile.

In neueren Typen von elektronischen Uhren in vergossener oder integrierter Schaltkreistechnik, d.h. bei sogenannten "Solid-State-Uhren" werden aus einem Zeitnormal, insbesondere einem Quarzschwinger abgeleitete elektrische Impulse erzeugt, die eine mehrstellige elektro-optische Anzeigevorrichtung betätigen, die entweder mit licht-emittierenden Dioden (LED) oder mit Flüssigkristall-Anzeigeelementen (LCD-Elementen) ausgerüstet ist. Solche elektronischen Solid-State-Uhren enthalten also keine beweglichen Teile. Der Hochfrequenzausgang des Zeitnormals beaufschlagt einen Freqüenzuntersetzer, der aus einer Kette von in integrierter Schaltkreistechnik ausgeführten Teilerstufen besteht. Der Ausgang des Untersetzers liefert niederfrequente Zeit- oder Taktimpulse von beispielsweise 1 Hz Folgefrequenz. Dieses Ausgangssignal speist eine Anzeige-Ansteuerschaltung, die als Miniatur-Zeitrechnermodul aufgebaut ist, der die Eingangsimpulsfolge zählt, sie in binärer Form codiert, sodann decodiert und die Ergebnisse so umsetzt, daß für die Anzeigestationen geeignete Signale bereitgestellt werden.

Bei einer batterie-getriebenen elektronischen Uhr mit beweglichen Teilen ist die Zeitanzeige kontinuierlich. Gleichwohl ist bei heutigen Uhren der Wirkungsgrad für die Erzeugung der Bewegung so gut, daß die Betriebslebensdauer einer kleinen leistungsfähigen Batteriezelle ein Jahr oder mehr beträgt. Bei Solid-State-Uhren dagegen liegt der Leistungsbedarf für die elektro-optische Anzeige im Falle der Verwendung von licht-emittierenden Dioden relativ hoch, so daß bei kontinuierlicher Zeitanzeige nur eine kurze Lebensdauer der Batterie zu erwarten ist. Aus diesem Grund ist bei heute handelsüblichen Typen von Solid-State-Uhren mit LED-Anzeige vorgesehen, daß die Anzeige nur dann eingeschaltet wird, wenn der Benutzer einen Druckknopf oder Drucktastenschalter betätigt, so daß Batterieleistung gespart und mithin die Batterielebensdauer verlängert wird. Bei einer bekannten Ausführungsform einer solchen

609809/0774

90

Uhr ist die LED-Anzeige so programmiert, daß bei einem Berührungskontakt mit dem Druckknopfschalter die Minuten und Stunden während eines Intervalls von eineinviertel Sekunden angezeigt werden, während bei kontinuierlichem Eindrücken des Schalters die Minuten- und Stundendaten verschwinden und die Sekunden aufleuchten, wobei die Anzeige des Sekundenzählvorgangs solange erfolgt, wie der Knopf eingedrückt gehalten wird.

Bei diesen Solid-State-Uhren erfolgt die genaue Ermittlung der Zeit kontinuierlich und unabhängig davon, ob angezeigt wird, wobei erst im Moment des Drucks auf den Schalter die Zeitoder Zeittastsignale der Anzeigevorrichtung zugeführt werden. Bei Solid-State-Uhren erfolgt das Einstellen über getrennte Schalter, insbesondere mittels eines Schalters für die Stunden und eines anderen Schalters für die Minuten. Diese Einstellschalter sind durch einen Fühler oder Koppelstift zu betätigen, der in eine bestimmte Zugangsöffnung einzusetzen ist. Wird der Stunden-Einstellschalter auf diese Weise betätigt, so rückt der Stunden-Anzeigewert rasch vor, ohne den Einstellvorgang für die Minuten und Sekunden zu beeinflussen. Wird andererseits der Minuten-Einstellschalter betätigt, so werden die Sekunden automatisch auf Null gesetzt, während die Minuten auf den gewünschten Einstellwert vorgerückt werden können. Bei einer ähnlichen elektronischen Uhr dieses Typs sind die Einstellschalter mittels eines äußeren Magnets zu betätigen, um auf diese Weise Abdichtprobleme zu vermeiden .

Bei einer Solid-State-Uhr mit elektro-optischer Anzeige für nur zwei Zeitgruppen (d.h. Tageszeit und Sekunden) werden also bereits mindestens drei Schalter benötigt, d.h. einen gemeinsamen Schalter oder Knopf, um eine der beiden Zeitgruppen für die Anzeige zu wählen, so_wwie zwei zusätzliche Schalter zur Einstellung der Betriebsarten, d.h. zur Einstellung der genauen Zeit. Wird eine vierstellige elektro-optische Zeitanzeigevorrichtung verwendet, die auch noch das Ablesen des Kalenderdatums ermöglicht, so sind zusätzliche Schalter erforderlich. Bei einer Solid-State-Uhr dieses Typs ermöglicht die Anzeigevorrichtung das Ablesen von drei Zeitgruppen, d.h. der Tageszeit (Stunden und Minuten) , desjweiteren der

6098 0 9/0774

2B36190

Sekunden und schließlich des Kalenderdatums. Jeder Zeitaspekt muß einstellbar sein.

Um die Anzahl der Schalter zu vermindern, die für eine derartige Anzeigevorrichtung mit drei Anzeigemöglichkeiten erforderlich sind, ist es bei einigen bereits im Handel befindlichen Uhren dieses Typs üblich, zwei Druckknopfschalter vorzusehen, die so angeordnet sind, daß beim Eindrücken des einen Knopfs der erste Zeitaspekt oder die erste Zeitgruppe, beim gemeinsamen Eindrücken beider Knöpfe die zweite Zeitgruppe und beim alleinigen Eindrücken des anderen Knopfs die dritte Zeitgruppe angezeigt werden. Zusätzlich zu den beiden Knöpfen ist jedoch ein Einstellschalter erforderlich, über den bei Betätigung die dem gewählten Knopf oder den gewählten Knöpfen zukommende Anzeige vorgerückt wird.

Es sind auch bereits elektronische Uhren in Festkörper-Schaltkreistechnik vorgeschlagen worden, bei denen zusätzlich zu den bereits erwähnten und in numerischer Form angezeigten Zeitgruppen eine Datenanzeige in alphabetischer Form möglich ist, so etwa für die Tage der Woche (Montag bis Sonntag = Mon* bis SunJ oder den Namen des Monats (Januar bis Dezember = Jan. bis Dec). In diesem Fall sind die Elemente der LED-Anzeige als Neun-Segment-Elemente oder in Form einer Punktmatrix angeordnet, um die alphanumerische Anzeige zu ermöglichen. Auch in diesem Fall ist die Zahl der erforderlichen Schalter bestimmt durch die Anzahl der anzuzeigenden Zeitaspekte oder Zeitgruppen.

Der Umstand, daß die bei solchen Solid-State-Uhren erforderlichen getrennten Einstellschalter für jede der anzuzeigenden Zeitgruppen den Aufbau der Uhr komplizieren und den Einstellvorgang für den Benutzer erschweren, ist bereits in der US-Patentschrift 3 823 545 diskutiert. Beim Gegenstand dieser Patentschrift wird die wahlweise Einstellung durch eine Dateneingabeschaltung veranlaßt , die die sequentielle Anzeige von Zahlen bewirkt, die jeweils einen Auslesewert wiedergeben, der korrigiert werden soll. So zeigt die Ziffer "0" die Korrektur der Einerstellen der Se-

609809/0774

?536190

kundenanzeige, die Ziffer "1" die Korrektur der Zehnerstellen der Sekunden und die Ziffer "2" die Korrektur der Einerstellen der Minuten an. Werden diese Ziffern angezeigt, so drückt der Benutzer, der einen bestimmten Auslesewert zu korrigieren wünscht, einen Knopf, um die richtige Zahl festzuhalten und ein Vorrücken des damit gewählten Auslesewerts zu bewirken. Bei dieser Anordnung jedoch fehlen noch immer die Mittel, um die Auswahl der verschiedenen Zeitanzeigen und der Kalender-, also Datumsanzeige zu vereinfachen.

Bei noch ausgeklügelteren Bauformen solcher Solid-State-Uhren haben die der Mehrzahl von Anzeigeaspekten und Zeitgruppen zugeordneten Schalter oder Druckknöpfe einen Grad an Kompliziertheit erreicht, der unter praktischen Gesichtspunkten für den normalen ührenbenutzer kaum noch zu verstehen ist. Das Erfordernis, eine Mehrzahl von einzelnen Anzeigevorgängen und Einstellschalter in einem kleinen Gehäuse unterzubringen, schafft zusätzliche Probleme. So ist es insbesondere hinsichtlich der Schalter nicht nur erforderlich, diese in einem gut zugänglichen Bereich an ausreichend gut voneinander getrennten Positionen am Gehäuse anzuordnen, vielmehr muß jede einzelne Schalterposition von der Konstruktion her wasserdicht ausgelegt sein. Unabhängig von diesen Faktoren ist es darüber hinaus eine Frage, wie weit man dem Durchschnittsbenutzer Geschicklichkeit und technisches Verständnis abverlangen kann, der mit mehreren Druckknöpfen und Schaltern konfrontiert wird und für den es schwierig werden kann, sich im jeweiligen Augenblick daran zu erinnern, welcher Knopf oder Schalter welchem Zweck dient, unabhängig von der Schwierigkeit, den einzelnen Knopf zu manipulieren, der sich in unmittelbarer Nähe eines anderen Knopfs befindet und zur gleichen Zeit, beispielsweise nicht gedrückt werden darf.

Auf diesem Hintergrund einer unbefriedigenden Situation hinsichtlich der leichten Bedienbarkeit von bisher bekannten elektronischen Uhren in Festkörper-Schaltkreistechnik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine elektronische Solid-State-Uhr mit elektro-optischer Anzeige zu schaffen, bei der sich ein Betriebs-

609809/0774

?!^ΡΜθη

artwähler über einen einzigen Code-Schlüssel durch eine einzige Code-Taste betätigen läßt, um wahlweise eine Mehrzahl von unterschiedlichen Aspekten von Zeitinformation anzuzeigen oder um die Anzeige für eine jeweils erforderliche Einstellung zu aktivieren.

Die Lösung dieser technischen Aufgabe ergibt sich für eine elektronische Uhr in Festkörper-Schaltkreistechnik nach dem Gattungsbegriff des Patentanspruchs erfindungsgemäß durch die Verwirklichung der kennzeichnenden Merkmale, für die vorteilhafte Weiterbildungen in Unteransprüchen definiert sind.

Im engeren Sinn betrifft die Erfindung damit eine elektronische Uhr, die ein Logiksystem enthält, das über einen einzigen manuell und von außen zu betätigenden Codierschalter so ansteuerbar ist, daß wahlweise die verschiedenen Zeitgruppen, also Stunden und Minuten bzw. Sekunden und/oder das Datum anzeigbar sind oder daß andererseits eine Korrektur oder Einstellung für die genannten Zeitgruppen ermöglicht ist.

Zum besseren Verständnis wird die Erfindung nachfolgend in beispielsweiser Ausführungsform anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 das schematische Blockschaltbild einer elektronischen Solid-State-Uhr gemäß der Erfindung mit LED-Anzeige und einem Betriebsartwähler;

Fig. 2 das Blockschaltbild des Betriebsartwählers;

Fig. 3 ein Informationsflußdiagramm zur Verdeutlichung der Arbeitsweise des Betriebsartwählers und

Fig. 4A bis 4F eine sechsstellige LCD-Anzeige, die durch den Betriebsartwähler betätigt wird, wobei die Fig. 4A die Betriebsart für die Zeitgruppen und die Fig. 4B bis 4F die verschiedenen Einstellvorgänge in der Einstellbetriebsart veranschaulichen.

6 0 9 8 0 9/0774

Nach Fig. 1 umfaßt die erfindungsgemäße Uhr eine Zeitbasis oder ein Frequenznormal 1O, vorzugsweise einen quarz-gesteuerten Oszillator mit einer vergleichsweise hohen Ausgangsfrequenz, z.B. 32 768 Hz. Dieses Ausgangssignal speist einen Frequenzuntersetzer 11, der die Normfrequenz herunterteilt, um niederfrequente Zeitfolge- oder Taktimpulse konstanter Folge, z.B. im Takt von 1 Hz zu erhalten.

Diese Taktimpulse beaufschlagen eine Anzeige-Ansteuerschaltung 12, die ihrerseits eine elektro-optische Anzeigevorrichtung 13 speist, die - beim Beispiel der Fig. 1 - eine momentane Tageszeit anzeigt. Die zunächst beschriebene Anzeigevorrichtung betrifft den sogenannten LED-Typ, also eine Anzeigevorrichtung mit licht-emittierenden Dioden. Es sei jedoch betont, daß sich für die Anzeige auch jede andere elektro-optische Form eignet, so z.B. LCD- oder Elektrolumineszenz-Anzeigen. Der Frequenzuntersetzer und die Anzeige-Ansteuerschaltung sind vorzugsweise integrierte Schaltkreise, die aus komplementären MOS-Schaltkreisen aufgebaut sind, um einen in höchstem Maße miniaturisierten Festprogrammrechner zu erhalten, der sich durch einen geringen Energiebedarf auszeichnet.

Bei der hier beschriebenen Uhr lassen sich beispielsweise die folgenden Gruppen einer Zeitinformation anzeigen:

I Tageszeit (Stunden und Minuten);

II Sekunden;

III Kalendermonat und Datum, beide als numerischer Ausdruck,

Zu diesem Zweck besitzt die Anzeigevorrichtung 13 vier Ziffernstationen S-, S2» S₃ und S. und zwischen der zweiten und dritten Station befindet sich ein Doppelpunkt C. Jede Anzeigestation kann durch eine 7-Segmentanordnung von licht-emittierenden Dioden gebildet sein, etwa aus Gallium-arsenid-phosphid-Dioden, die Licht im sichtbaren Rotbereich abstrahlen. Durch selektive Betätigung dieser Segmente lassen sich Ziffern von 0 bis 9 in bekannter Weise darstellen. Der Doppelpunkt wird durch ein Paar licht-emittierender Dioden gebildet.

609809/0774

/A. B> ⁰PECTED

7536190

So wird die "Tageszeit" beispielsweise durch Aktivierung aller vier Stellen S₁ bis S . wiedergegeben, um eine bestimmte Stunde und die Minuten, also beispielsweise 10:23 anzuzeigen. Für die Anzeige der Sekunden werden nur die Ziffernstellen S₃ und S. benötigt, um die Zahlen OO bis 59 anzuzeigen. Eine Monat- und Kalenderdatum-Anzeige erfolgt unter Verwendung der Ziffernstellen S₁ und S₂ für die Monate 1 bis 12 und durch die Ziffernstellen S₃ und S₄ für die Daten 1 bis 31.

Um bei bekannten Solid-State-Uhren die Zeitgruppen I, II und III anzeigen zu können, wirkt die Anzeige-Ansteuerschaltung mit mechanischen Schaltern zusammen, die - wenn geschlossen - die Anzeige einer bestimmten Zeitgruppe erregen. Zur Einstellung der verschiedenen Ausleseaspekte sind zusätzliche mechanische Schalter erforderlich. Bei der erfindungsgemäßen Solid-State-Uhr dagegen sind alle mechanischen Schalter der Ansteuerschaltung durch elektronische Tore oder Schalter-Schaltkreise ersetzt, die durch über einen Betriebsartwähler 14 erzeugte Steuersignale in Abhängigkeit von Code-Signalen aktiviert werden, die von einem einzigen manuell zu betätigenden Codier-Schalter stammen. Am Uhrengehäuse muß daher lediglich ein einziger Drucktastenoder Druckknopfschalter vorgesehen werden, der vom Benutzer unter Einhaltung eines bestimmten Codes zu betätigen ist.

Drückt der Benutzer kurzzeitig auf die Taste 15, um einen einzigen "Punkt" zu erzeugen, so wird die Tageszeit angezeigt. Drückt der Benutzer die Taste 15 dagegen etwas langer, beispielsweise einen einzigen "Strich" wiederzugeben, so erfolgt die Anzeige der Sekunden. Wird die Taste zweimal kurzzeitig, also durch zwei aufeinanderfolgende "Punkte" betätigt, so sind der Monat und das jeweilige Datum sichtbar. Bevor jedoch der Aufbau eines unter praktischen Gesichtspunkten für eine solche Uhr mit einer Anzeigemöglichkeit für drei Zeitgruppen und einer Einstellbetriebsart geeigneten Codes untersucht wird, sei zunächst der Bereich der möglichen Permutationen abgesteckt, die mit einem einfachen Dreieinheiten-Code möglich sind, der Punkte und Striche umfaßt. Die nachfolgende Tabelle A verdeutlicht diese Möglich-

609809/0774

"536190

keiten:

TABELLE A

9. 10. 11. 12. 13. 14.

Aus dieser Tabelle A ist ersichtlich, daß sich mit einem Dreieinheiten-Code, bei dem sich die Einheiten aus Punkten, Strichen und Kombinationen von Punkten und Strichen zusammensetzen, eine Maximalanzahl von 14 unterscheidbaren Code-Signalen gewinnen läßt. Dabei sei wiederum darauf hingewiesen, daß ein Punkt durch ein kurzzeitiges Schließen des Tastenschalters und ein Strich durch ein längeres Schließen des Tastenschalters erzeugt werden. Der für Telegraphiezwecke verwendete Morse-Code, der ein diskretes Signal für jeden Buchstaben des Alphabets enthält, ist ein Vierstellen-Code.

Da sich mit einem dreistelligen Code 14 unterscheidbare Zeichen

R09809/0774

oder Angaben darstellen lassen, also mehr als für den selektiven Betrieb einer Uhr erforderlich sind, die drei oder vier verschiedene Aspekte von Zeitinformationsanzeige plus eines Einstellbetriebs erfordert, seien nun die möglichen Permutationen mit einem noch einfacheren Code betrachtet, der nur zwei Einheiten umfaßt, also ein Punkt-Strich-Code. Die nachfolgende Tabelle B zeigt einen solchen Code:

TABELLE B

Mit einem zweistelligen Code stehen also sechs unterscheidbare Signale zur Verfügung. Dies ist immer noch mehr als tatsächlich benötigt wird. Darüber hinaus ist es noch einigermaßen schwierig, einen solchen Code zu behalten, insbesondere kann der Benutzer die Folge Punkt-Strich und Strich-Punkt oder Punkt-Punkt und Strich-Strich durcheinander bringen.

Mit einem ganz aus Punkten zusammengesetzten Code lassen sich ersichtlicherweise beispielsweise fünf diskrete Signalzustände darstellen, was für eine Anzeige mit drei Zeitgruppen und einer Einstellbetriebsart plus einem Anzeige-Ausschaltzustand ausreichend wäre.

609 809/0774

Die nachfolgende Tabelle C gibt dafür ein Beispiel:

TABELLE C

Tageszeit

Monat und Tag

Sekunden

Einstellbetrieb ....

keine Anzeige

Ein möglicher Einwand gegen einen Code nach Tabelle C wäre der, daß die Möglichkeit, den Tastenschalter länger gedrückt zu halten, nicht berücksichtigt wird, um einen Punkt in einen Strich zu verwandeln, wodurch automatisch ein Übergang des Auslesevorgangs von einem Aspekt, d.h. von einer Zeitgruppe auf die andere erfolgt. Ein Dreistellen-Code, der einen Strich einschließt und besonders einfach zu merken ist, zeigt die nachfolgende Tabelle D

TABELLE D

Tageszeit

Monat und Tag

Sekunden —

Einstellbetrieb

keine Anzeige —

Bei dem nachfolgend unter Bezug auf die Fig. 2 beschriebenen elektronischen System wirdvon dem Code nach Tabelle D Gebrauch gemacht. Es sei jedoch betont, daß die Erfindung in keiner Weise auf eine Anzeigevorrichtung für drei Zeitgruppen plus Einstellbetriebsart beschränkt ist, für die der erwähnte Code ausgelegt wurde, noch ist die Erfindung auf diesen speziellen Code für diese Uhr beschränkt. Vielmehr sind viele andere Code-Kombi-

609809/0774

nationen für den gleichen Zweck möglich. Das wesentliche an der Erfindung ist darin zu sehen, daß eine Viezahl von Schaltfunktionen mittels eines einzigen Codierschalters möglich ist und daß jedes Code-Signal durch ein logisches System decodierbar ist, das auf jeden speziell zugeschnittenen Code angepaßt werden kann, um ein Steuersignal zur Bewirkung der jeweiligen Schaltfunktion zu erzeugen.

Die Figur 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines elektronischen, logischen Systems, das zur Decodierung von über den Tastenschalter 15 erzeugten Code-Signalen dient, um Steuersignale zu erzeugen, die der Anzeige-Ansteuerschaltung 12 zuführbar sind, um eine auswahlweise Anzeige auf der vierstelligen elektro-optischen Anzeige 13 vom LED-Typ zu ermöglichen und zwar in drei Aspekten von Zeitinformation: Tageszeit, Sekunden sowie Kalendermonat und Datum. Weiterhin steht ein Steuersignal zur Verfügung, mit dem sich die Anzeige auf Einstellbetrieb schalten läßt.

Das System ist so ausgelegt, daß es auf Punkt- und Strich-Code-Signale gemäß dem Dreistellen-Code nach Tabelle D anspricht. Der Tastenschalter 15, über den die Code-Signale in irgendeiner geeigneten Form erzeugbar sind, kann ein Druckknopfschalter oder auch irgendein anderer geeigneter, normalerweise offener Schalter sein, der geschoben oder gedrückt oder aus seiner Normalstellung verschoben in eine Schließstellung gelangt um eine Spannung anzulegen, die dem Binärwert "1" des logischen Systems entspricht, so daß, wenn der Tastenschalter losgelassen wird, der Binärwert "0" anliegt. Die durch Betätigung des Schalters 15 erzeugte Codeeinheit hängt davon ab, wie lange er geschlossen gehalten wird. Ist die Schließperiode kleiner als ein mit T bezeichnetes Zeitintervall, so ergibt sich als resultierendes Signal ein Punkt, während wenn die Schließperiode das Zeitintervall T überschreitet, das erzeugte Code-Signal einem Strich entspricht.

Das logische System benötigt ein bestimmtes Zeitintervall, um

609 80 9/0774

einen Punkt von einem Strich oder zwei Punkte von einem Punkt zu unterscheiden. Die Anordnung ist also so getroffen, daß es für die elektro-optische Anzeige möglich wird, entsprechend der Folge der Tastenbetätigung zu arbeiten. Drückt der Benutzer beispielsweise die Taste und hält sie eingedrückt, um einen Strich zu erzeugen, d.h. um eine Sekunden-Anzeige hervorzurufen, so ergibt sich für den Augenblick des Eindrückens der Taste naturgemäß eine Anzeige der Tageszeit, so als ob nur ein Punkt gewünscht wäre. Nach einem Zeitintervall T jedoch, zu dem die Taste noch eingedrückt gehalten wird, ermittelt das System einen Strich und schaltet automatisch um, um die Sekunden-Anzeige hervorzurufen.

Ähnliches gilt, wenn der Benutzer den Schalter im Sinne zweier aufeinanderfolgender Punkte betätigt. Das System spricht dann auf den ersten Punkt mit einer Tageszeit-Anzeige an und erst wenn der zweite Punkt decodiert wird, schaltet es um auf Kalender- d.h. auf Monat- und Tages-Anzeige.

Bei dem durch drei aufeinanderfolgende Punkte auslesbaren Einstellbetrieb wird bewirkt, daß der Doppelpunkt zu flackern beginnt, sobald drei Punkte decodiert werden, um dem Benutzer sichtbar anzuzeigen, daß die Uhr jetzt in dieser Betriebsart steht. Nach dem Zeitintervall T schaltet die Anzeige in der Einstellbetriebsart automatisch ein^Einstellzyklus durch, während dem die Anzeige zunächst die Minuten, dann die Stunden, sodann das Kalenderdatum gefolgt vom Monat wiedergibt. Jeder Auslesezustand in diesem Einstellzyklus dauert für eine Zeitperiode, d.h. z.B.eine Sekunde.

Wenn während dieses automatischen stufenweisen Auslesevorgangs in der Einstellbetriebsart die Taste gedrückt wird, so wird die momentan vorhandene Auslesung beibehalten, so lange die Taste gedrückt gehalten wird und der Anzeigewert wird in einer Art "Überholvorgang", d.h. mit wesentlich höherer als der normalen Vorlaufgeschwindigkeit vorgerückt. Bei der Minuten-Anzeige beispielsweise erfolgt das Vorrücken in Schrittfolgen von einer

609809/0774

?53G190

halben Sekunde, während für die Stundenauslesung eine Vorrückfolge von einer Sekunde vorgesehen sein kann. Erscheint die richtige Zahl auf der Anzeige und wird die Taste dann sofort losgelassen, so wird der "Überholvorgang" beendet und die normale Zeitfolge wieder hergestellt. Jede Auslesemöglich läßt sich bei dieser Uhr also getrennt einstellen. Ist ein voller Zyklus beim automatischen schrittweisen Durchschalten im Einstellbetrieb über Minuten, Stunden zu Datum und Monat beendet, so wird die Anzeige ausgeschaltet und der Schaltkreis fällt in seinen Ruhezustand zurück. Durch nochmaliges Betätigen des Schalters in der Folge von drei Punkten wird ein neuer Einstellzyklus ausgelöst.

Um den Betriebsablauf bei dem elektronischen logischen System in Abhängigkeit von den über die Code-Taste erzeugten Signalen zusammenzufassen, sei kurz folgendes wiederholt: Bei Decodierung eines einzigen Punkts wird die Tageszeit auf der Vierstellen-Anzeige angegeben; werden zwei aufeinanderfolgende Punkte decodiert, so erfolgt die Anzeige des Kalendermonats und Datums. Wird ein Strich erzeugt, so sind die Sekunden sichtbar. Die Uhr läßt sich durch Eintasten von drei aufeinanderfolgenden Punkten einstellen, um damit eine Durchschaltung der Funktionen auszulösen. Wenn eine bestimmte einzustellende Anzeige erscheint, so wird die Taste gedrückt und solange eingedrückt gehalten, bis die durch diese Wirkung gesperrte Auslesung auf den richtigen gewünschten Zahlenwert vorgerückt ist. In diesem. Augenblick ist die Taste loszulassen. Um die Anzeige zu löschen, werden zwei Punkte und ein Strich aufeinanderfolgend eingetastet.

Das genaue Betriebsverhalten der elektronischen Logik in Abhängigkeit von den Code-Signalen ist für alle möglichen Situationen innerhalb der Grenzen des Systems in dem Flußdiagramm der Figur veranschaulicht. Die in dieser Figur gezeigten Symbole haben die Form von Rechtecken und Rauten, wobei die Rechtecke Operationen und die Rauten Entscheidungen anzeigen. Jedes Rechteck enthält eine abgekürzte Angabe der durch das logische System in Abhängigkeit von den Code-Signalen durchzuführenden Operation, so etwa

609809/0774

ORIGINAL INSPECTED

2B36190

"Mo-Datums-Anzeige" und "Anzeige-Stdn." Die Rauten andererseits enthalten abgekürzte Angaben, die einer Entscheidung entsprechen (Ja oder Nein),die durch den betreffenden Schaltkreis auszuführen ist, wenn der Codierschalter oder -knopf geschlossen bzw. offen ist und das Zeitintervall T unter- oder überschritten worden ist.

Wie die Figur 2 erkennen läßt, umfaßt das elektronische Logiksystem 14 einen Zeitgeber 16, der ein rückstellbarer Zähler ist und an seiner Ausgangsklemme TC einen oder mehrere Impulse * erzeugt, die in Zeiteinheiten "T" aufeinanderfolgen. In der Praxis kann die Zeiteinheit T eine Dauer von etwa 1 bis 2 Sekunden haben. Taktimpulssignale konstanter Folge beaufschlagen die Eingangsklemme C des Zeitgebers 16. Diese Signale werden von einer Zwischenstufe in der Teilerkette des Frequenzuntersetzers 11 abgegriffen. Da die Ausgangsstufe dieses Teilers bei der hier beschriebenen Ausführungsform einen Impuls pro Sekunde erzeugt, so lassen sich an einer Zwischenstufe beispielsweise vier oder acht Impulse pro Sekunde abgreifen, je nach dem an welcher Stelle die Unterteilerkette angezapft wird. Der Zeitgeber 16 wird durch Eingabe eines Rücksetzsignals auf die Rücksetzklemme R zurückgesetzt. Die Genauigkeit der vom Augenblick der Rücksetzung des Zeitgebers 16 bis zur Ausgabe eines ersten Ausgangsimpulses an der Klemme TC ist bestimmt durch die Wiederholungsfrequenz des Taktsignals. Normalerweise wird ein 4 Hz- oder 8 Hz-Taktsignal verwendet, so daß sich eine Genauigkeit von 0,25 see bzw. O,125 see ergibt. Der Zeitgeber 16 hat zwei Funktionen: Die erste besteht in der überwachung der Erregungszeitdauer für die Anzeige und die andere Funktion besteht darin, das zur Unterscheidung eines Punkts von einem Strich oder von zwei gegenüber einem Punkt etc. erforderliche Zeitintervall T festzulegen.

Wird die Taste 15 kürzer als das Zeitintervall T geschlossen, so entsteht ein Punkt, während ein Strich erzeugt wird, wenn die Schließperiode langer ist als das Intervall T. Um die Häufigkeit zu speichern, mit der die Taste 15 gedrückt und wieder freigege-

609809/0774

2B3G190

ben wurde, sind zwei Zähler vorgesehen. Ein Zähler 17 wirkt als Tasten-Freigabezähler (K-R-Zähler) während der andere Zähler 18 als Tasten-Drückzähler (K-P-Zähler) dient.

Die Zähl-Eingangsklemme C des (K-R) Zählers 17 ist über einen Inverter 19 mit der Taste 15 verbunden. Da die Taste 15 einen Binärwert "1" beim Eindrücken erzeugt, wird der Zähler über den Inverter mit einem Binärwert "0" beaufschlagt und spricht nicht an. Wird die Taste 15 dagegen freigegeben, so stellt der (K-R)-Zähler 17 über den Inverter 19 eine binäre "1" fest und spricht an.

Die Eingangszählklemme C des (K-P)-Zählers 18 ist über einen in Reihe mit dem ersten Inverter 19 liegenden zweiten Inverter 20 mit der Taste 15 verbunden. Wird die Taste 15 eingedrückt, so stellt der(K-P)-Zähler einen'Binärwert "1" fest und spricht an. Jede Tastenwirkung erzeugt also auf die (K-P)- bzw. (K-R)-Zähler den entgegengesetzten Effekt. Die Zähler (K-P) und (K-R) können als "leerlaufende" Zähler bezeichnet werden, auf die nachfolgende Impulse keinen Einfluß mehr haben, wenn der maximale Zählwert (im gewählten Beispiel 3) erreicht ist.

Dem (K-R)-Zähler 17 ist ein Decoder 21 zugeordnet, dem ein ähnlicher Decoder 22 beim (K-P)-Zähler 18 entpsircht. Jeder Decoder hat vier diskrete Ausgänge 0, 1, 2 und 3. Läuft in keinem Zähler ein Zählvorgang , so erscheint ein Ausgangssignal (Binärwert "1") nur am Ausgang ¹¹O". Wird dagegen ein einzelner Zählwert eingelesen, so erscheint das Ausgangssignal am Ausgang "1" u.s.w. Diese Decoder erzeugen damit ein einziges "Wahr"-Ausgangssignal für jeden Zustand des betreffenden Zählers.

Einem Setzzähler 23 mit den Ausgängen 0, 1, 2, 3 und 4 ist ein Decoder 24 zugeordnet. Die Setzzählerkomponenten sind während des Einstellbetriebs des Systems wirksam. Die Zähl-Eingangsklemme C des Setzzählers 23 ist über ein UND-Glied 25 mit der Ausgangsklemme TC des Zeitgebers 16 verbunden, so daß die Anzahl der durch den Zeitgeber erzeugten Intervalle T durch den Setzzähler

609809/0774

^bJb ί 9 O

registriert wird, während der Decoder 24 Ausgangssignale liefert, die dazu dienen, eine Anzeige für Einstellzwecke zu bewirken.

Der Ausgang "0" des Setzzähler-Decoders 2 4 ist unbenutzt, während die anderen Ausgänge Einstellfunktionen ausführen. Der Ausgang "1" des Decoders 24 entspricht - wenn wahr - einem Steuersignal, das die zugeordnete Anzeige-Ansteuerschaltung veranlaßt, eine "Minuten"-Auslesung wiederzugeben. Dieser Ausgang beaufschlagt außerdem ein UND-Glied 26, das bei Aktivierung ein Steuersignal erzeugt, um eine "Minuten"-Auslesung zu bewirken, die für Einstellzwecke rasch fortschaltet. In ähnlicher Weise dient der Ausgang "2" zur Erzeugung einer "Stunden"-Auslesung und in Verbindung mit einem UND-Glied 27 zur Anzeige der raschen Stunden-Fortschaltung. Der Ausgang "3" dient zur Erzeugung einer "Daten"-Anzeige und in Verbindung mit einem UND-Glied 28 zur Anzeige der raschen Daten-Fortschaltung und schließlich dient der Ausgang "4" des Decoders 24 zur "Monats"- Anzeige und in Verbindung mit einem UND-Glied 29 zur Anzeige der raschen Weiterschaltung der Monate.

Die Rücksetzung des Zeitgebers 16 wird durch Schaltungseinheiten bewirkt, die ein Flip-Flop 30 umfassen, während die Rücksetzung der Zähler über ein Flip-Flop 31 bewirkt wird. Darüber hinaus sind weitere Tore vorhanden, die später erläutert werden, um im Zusammenwirken mit den Flip-Flops und Toren andere, weiter unten erläuterte Schaltfunktionen durchzuführen. Nachfolgend werden die Systemfunktionen in Abhängigkeit von den Code-Signalen erläutert, um die verschiedenen Zeitaspekte zu wählen oder die Anzeige für den Einstellbetrieb wirksam zu schalten:

Tageszeit-Anzeige:

Um den Betrieb der Uhr zu erläutern, sei zunächst angenommen, daß der (K-P)-Zähler 18 rückgesetzt worden ist, so daß der Ausgang "0" des zugeordneten Decoders 22 "wahr" anzeigt, so daß der Binärwert "1" nun an der Rücksetzklemme R des (K-R)-Zählers 17 anliegt und die Klemme R des Setzzählers 23 ebenso rückgesetzt ist, wie die Rücksetzklemme R des Flip-Flops 31. Diese Komponenten werden

6098 0 9/0774

also alle im Rücksetzzustand gehalten.

Wird der Tastschalter 15 nun eingedrückt, so rückt der (K-P)-Zähler 18 durch das seiner L'ingangszählklemme C zugeführte Code-Signal um einen Zählwert vor. Dieses Signal beaufschlagt auch die Klemme C des Flip-Flops 30. Als Folge davon erzeugt das Flip-Flop 30 an seiner Q-Klemme ein Signal, das über ein ODER-Glied 32 der Rücksetzklemme R des Zeitgebers 16 zugeführt ist, so daß dieser rückgesetzt wird. Die Q-Klemme des Flip-Flops ist über ein Verzögerungsnetzwerk 33 außerdem mit der Rücksetzklemme R des Flip-Flops verbunden, wodurch dieses nach einem durch die über das Netzwerk bewirkten Verzögerung bestimmten Intervall rückgesetzt wird.

Der Ausgang "1" des (K-P)-Decoders 22 ist mit einem Eingang eines UND-Glieds 34 verbunden, das - wenn aktiviert - ein Steuersignal erzeugt und bewirkt, daß die Anzeige-Ansteuerschaltung die Anzeigevorrichtung in Betrieb setzt, um eine Tageszeit-Anzeige wiederzugeben. Der andere Eingang des UND-Glieds 34 ist über eine Leitung W mit der Q-Klemme des Flip-Flops 31 verbunden.Da das Schließen der Taste 15 die Registrierung eines Zählwerts durch den (K-P)-Zähler 18 bewirkt, erscheint am Ausgang "0" des Decoders 22 kein Ausgangssignal mehr, so daß auch das Rücksetzsignal am (K-R)-Zähler 17, am Setzzähler 23 und am Flip-Flop 31 verschwindet. Da jetzt jedoch ein Ausgangssignal (binäre "1") am Ausgang "1" des Decoders 22 auftritt, wird das UND-Glied 34 aktiviert, so daß die Uhr eine Tageszeit, d.h. Stunden und Minuten anzeigt.

Sekunden-Anzeige:

Es sei bemerkt, daß der Ausgang "1" des Decoders 22 ebenfalls mit einem Eingang eines UND-Glieds 3 5 verbunden ist, dessen anderer Eingang "V" mit der Q-Klemme des Flip-Flops 31 verbunden ist. Das UND-Glied 35 bestimmt die Sekunden-Wiedergabe.

Die Ausgangsklemme TC des Zeitgebers 16 ist mit der Setzklemme S

609809/0774

- 19 -

des Flip-Flops 31 verbunden. Bleibt nun der Tastschalter 15 (der -wenn gedrückt- ein Steuersignal auslöst, um über das UND-Glied 34 eine Tageszeit-Anzeige zu bewirken) wenigstens für die Dauer des Zeitintervalls T (Strich) geschlossen, so beaufschlagt das am Zeitgeber 16 abgreifbare Ausgangssignal die Setzklemme des Flip-Flops 31 um an der Klemme Q eine binäre "1" und an der Klemme Q eine binäre "0" zu erzeugen. Damit wird das Tor aktiviert und löst die Sekunden-Anzeige aus, wodurch gleichzeitig das Tor 34 gesperrt und damit die Tageszeit-Anzeige unterbrochen wird.

Die Einstellwirkung des Flip-Flops 31 erzeugt kein Ausgangssignal an einem UND-Glied 36, dessen einer Eingang mit der Q-Klemme dieses Flip-Flops verbunden ist. Wie dargestellt, ist ein zweiter Eingang des UND-Glieds 36 über einen Inverter 37 und eine Leitung Z mit dem Ausgang "3" des (K-R)-Decoders 21 verbunden, während ein dritter Eingang des UND-Glieds 36 über einen Inverter 38 und eine Leitung X auf den Ausgang "0" des (K-R)-Decoders 21 geschaltet ist. Da der "O"-Ausgang des (K-R)-Decoders 21 auf "wahr" steht und dieser Ausgang über den Inverter 38 umgekehrt wird, wird auch das UND-Glied 36 unwirksam. Die Uhr zeigt also weiterhin Sekunden an, solange der Tastenschalter 15 eingedrückt gehalten wird. Bei Freigabe des Tastenschalters rückt der (K-R)-Zähler 17 um einen Zählwert vor, wodurch der Zustand des Ausgangs "0" des (K-R)-Decoders 21 umgekehrt und das UND-Glied 36 unwirksam wird, dessen Ausgang über ein ODER-Glied 42 die Rücksetzklemme R des (K-P)-Zählers 18 speist. Damit wird dieser Zähler rückgesetzt und setzt seinerseits die Logikschaltung auf Wartestellung.

Wird der Tastenschalter 15 dagegen freigegeben, bevor der Zeitgeber 16 ein Ausgangssignal an die Klemme TC abgeben konnte, so wird das UND-Glied 34 nach Ablauf des Zeitintervalls T unwirksam. Wird angenommen , daß das Zeitintervall T eine Sekunde beträgt, und daß der Tastenschalter solange eingedrückt war, daß ein Punkt erzeugt wurde, erfolgt daraus eine Tageszeit-Anzeige mit einer Dauer von einer Sekunde. Bei Freigabe des Tastschalters

15 rückt der (K-R)-Zähler 17 vor und ermöglicht nun dem UND-Glied 36 die Rücksetzung des (K-P)-Zählers 18, v/enn es ein Eingangssignal vom Flip-Flop 31 erhält, das durch den Zeitgeber gesetzt wurde.

Monatstage-Anzeige:

Durch Eindrücken, Wiederfreigeben und nochmaliges Eindrücken des Tastenschalters 15 ergibt sich - wie erwähnt - eine Anzeige des Monatstags, während des Zeitintervalls T. Beim zweiten Druckvorgang wird der Zeitgeber 16 durch das Flip-Flop 30 rückgesetzt und der (K-P)-Zähler 18 steht dann auf dem Zählwert ^U2". Der Ausgang "2" des (K-P)-Decoders 22 ist nun "wahr" und liefert ein Steuersignal, das die Anzeige des Monats und des betreffenden Monatstags auslöst (z.ß. 09:31). Am Ende des Zeitintervalls T erzeugt der Zeitgeber 16 an der Klemme TC ein Ausgangssignal, das der Klemme S des Flip-Flops 31 zugeführt wird, um dieses zu setzen. Dies löst ein Signal an der Q-Klemme des Flip-Flops 31 aus, das über das aktivierte UND-Glied 36 und das ODER-Glied 42 den (K-P)-Zähler 18 auf Null rücksetzt.

Als Folge davon erzeugt der (K-P)-Decoder 22 eine binäre "1" an seinem Ausgang "Ο", die die Rücksetzung des (K-R)-Zählers 17 als auch des Setzzählers 23 und des Flip-Flops 31 bewirkt. Das System ist also wiederum in seiner Wartestellung. Es sei also betont, daß es ohne Einfluß auf den Betriebsablauf des Systems bleibt, ob der Tastenschalter, der zur Monatstage-Anzeige eingedrückt, freigegeben und wiederum eingedrückt wurde, danach ein zweitesmal losgelassen wird, wenn die Monatstage-Anzeige bereits ausgelöst worden ist.

Einstellbetrieb:

Ein dreimaliges Eindrücken des Tastenschalters bewirkt, daß das System auf Einstellbetrieb übergeht. Wird der Tastenschalter zum drittenmal eingedrückt, so wird der Zeitgeber wiederum rückgesetzt' und der (K-P)-Zähler 18 rückt auf den Zählwert 3 vor,

609809/0774

2 530 IGfj

während der (K-R)-Zähler 17 auf den Zählwert 2 kommt. Der (K-P)-Decoder 22, dessen Ausgang "3" auf "wahr" steht, erzeugt ein Steuersignal, das <1as Flackern des Doppelpunkts über den zugeordneten Schaltkreis in der Anzeige-Ansteuerschaltung aktiviert.

Wird der Tastenschalter 15 nicht vor Ablauf des Zeitintervalls T freigegeben, so setzt der Zeitgeberausgang das Flip-Flop 31, welches das UND-Glied 36 aktiviert und über das ODER-Glied die Rücksetzung des (K-P)-Zählers 18 bewirkt. Das System steht nun wiederum in Wartestellung. Die Freigabe des Tastenschalters vor Ablauf des Zeitintervalls T hält das System in der Betriebsart "Einstellung".

Die dritte Freigabe des Tastenschalters 15 bringt den Inhalt des (K-R)-Zählers 17 auf den Zählwert 3, d.h. am Ausgang "3" des (K-R)-Decoders 21 erscheint eine binäre "1". Dieses Ausgangssignal schaltet das UND-Glied 36 über die Leitung Z und den Inverter 37 unwirksam.

Wie dargestellt ist die Leitung Z außerdem mit einem Eingang eines UND-Glieds 39 verbunden, dessen anderer Eingang über eine Leitung Y mit dem Ausgang "3" des (K-P)-Decoders 22 verbunden ist. Mit einem Tastsignal von drei Punkten läßt sich also an den Ausgängen "3" sowohl des (K-R)-Decoders 21 als auch des (K-P)-Decoders 23 ein wahres Ausgangssignal erzeugen, um das UND-Glied 39 zu aktivieren, so daß das Uhrensystem jetzt eingestellt werden kann.

Bei aktiviertem UND-Glied 39 gelangt ein Ausgangssignal über einen Inverter 40 auf die D-Klemme des Flip-Flops 30 als auch auf den Eingang eines UrJD-Glieds 41 und des UND-Glieds 25. Die Impulse an der TC-Ausgangsklemme des Zeitgebers 16, die nun das aktivierte UND-Glied passieren, rücken den Setzzähler 23 mit einer Folge von einem Schritt pro Zeitintervall T vor. Als Folge davon erzeugt der Setzzähler-Decoder 24 aufeinanderfolgend wahre Ausgangssignale an seinen Ausgangsklemmen "1", "2", "3" und "4". Die resultierenden Steuersignale entsprechen einer Anzeige, die

6098 0 9/0774

2B36190

in sequentieller Schrittfolge von "Minuten" über "Stunden", "Datum" und "Monat" durchlaufen wird, wobei jeder Schritt eine den Intervall T entsprechende Periode dauert.

Wird nun der Tastenschalter 15 eingedrückt, solange der Schrittschaltvorgang abläuft, so wird damit die Einstellung derjenigen Zeitgruppen-Anzeige ermöglicht, die im Augenblick des Schalterschlusses aufleuchtet· Das Festhalten des Tastenschalters hält auch den Zeitgeber 16 in seinem Rücksetzzustand. Das resultierende Signal durchläuft das zuvor aktivierte UND-Glied 41 und gelangt auf die Rücksetzklemme des Zeitgebers 16. Der Zeitgeber liefert jetzt kein Ausgangssignal und der Setzzähler 23 rückt nicht weiter vor. Eines der UND-Glieder 26 bis 29 geht in den · Zustand "wahr" über und zv/ar in Abhängigkeit vom Zustand des Setzzählers 23, wiedergegeben durch den Setzzähler-Decoder 24, dessen Ausgänge jeweils mit einem Eingang der genannten Tore verbunden sind. Der andere Eingang der Tore 26 bis 29 ist mit dem Tastenschalter 15 über die Inverter 20 und 19 verbunden. Das aktivierte UND-Glied (26 bis 29) liefert ein Steuersignal, das die zugeordnete Anzeige-Ansteuerschaltung veranlaßt, Überholoder Vorrangimpulse zur Einstellung der gewählten Auslesung zuzuführen.

Bei Freigabe des Tastenschalters wird das Einstellsignal durch Entregung des zuvor aktivierten Einstellsignal-UND-Glieds inhibiert. Dies ermöglicht dem Zeitgeber 16 seinen normalen Betrieb wieder aufzunehmen. Ist die Anzeige aus irgend einem Grund nicht auf den richtigen, gewünschten Auslesewert eingestellt und wird der Tastenschalter wiederum vor Ablauf des Zeitintervalls T festgehalten, so wird der Einstellvorgang wiederholt.

Eine Freigabe des Tastenschalters für eine mindestens einem Zeitintervall T entsprechende Periode erzeugt ein Ausgangssignal am Zeitgeber 16, das dem Setzzähler 23 ermöglicht, einen weiteren Schritt vorzurücken. Wird der Tastenschalter wiederum eingedrückt gehalten, so kann eine, andere Auslesung eingestellt werden. Dies kann so lange wiederholt werden, bis der Setzzähler voll ist, was

609809/0774

bedeutet, daß das System einen vollständigen Einstellzyklus schrittweise durchlaufen hat. Hat der Setzzähler seinen Ausgangszählwert (4) erreicht, der auf der Ausgangsklemme TC erscheint, so gelangt ein Ausgangsimpuls über das ODER-Gatter 42 auf die Rücksetzklemme R des (K-P)-Zählers 18, der damit rückgesetzt wird, so daß das System wiederum auf Wartestellung geht. Ist die Uhr noch immer nicht richtig eingestellt, so kann die Folge durch erneutes Eintasten von drei Punkten wiederholt werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solid-State-Uhr ist die Anzeige mit LED-Elementen ausgerüstet. Um Batterieleistung zu sparen, muß die Anzeige normalerweise im Zustand AUS stehen. Die Anzeige wird dann durch Betätigung des Tastenschalters eingeschaltet, um Code-Signale zu erzeugen, die den Betriebsartwähler veranlassen, eine bestimmte Gruppe an Zeitinformation bereitzustellen oder die Anzeige auf Einstellbetrieb zu schalten.

Für Solid-State-Uhren mit Flüssigkristall-Anzeigeelementen jedoch ist der Energieverbrauch wesentlich geringer und die Anzeige kann auch insbesondere hinsichtlich der Tageszeitinformation kontinuierlich erfolgen. Wird jedoch die gleiche LCD-Anzeige zur selektiven Anzeige anderer Gruppen von Zeitinformation und möglicherweise anderer Formen von Mitteilungen als auch zur Betätigung beim Einstellbetrieb verwendet, so liegt wiederum ein mechanisches Umschaltproblem vor. Mit der Erfindung läßt sich auch dieses Problem gut lösen.

Darüber hinaus ist es - wie nachfolgend in Einzelheiten beschrieben - mit der Erfindung möglich, eine LCD-Anzeige vorzusehen, mit der auch alpha-numerische Information angezeigt werden kann, so daß eine Verwirrung noch besser vermieden werden kann, die gelegentlich auftritt, wenn jede angezeigte Information lediglich in numerischer Form dargeboten wird. Wird der Wochentag beispielsweise numerisch angezeigt, so daß etwa dem Montag eine "2" und dem Dienstag eine "3" zugeordnet werden, so kann es beim raschen

"Blick auf die Uhr"

609809/0774 ORlGlMAL INSPECTED

2B36190

passieren, daß der Betrachter die Zahlen durcheinanderbringt mit den Zahlen die die Stunden und Minuten oder auch den Monat anzeigen.

Die Fig. 4A zeigt eine sechsstellige LCD-Anzeige, deren erste Stelle S₁ in Zwei-Segment-Form vorliegt und nur die Ziffer 1 anzeigt, da in dieser Station keine andere Ziffer oder Zahl benötigt wird. Die zweite, dritte und vierte Ziffernstelle S-, So bzw. S. sind aus sieben Segmenten aufgebaut, so daß sich durch eine selektive Aktivierung der einzelnen Segmente in bekannter Weise die Zahlen 0 bis 9 anzeigen lassen. Zwischen der zweiten und dritten Ziffernstelle ist ein Doppelpunkt C vorhanden, der beim normalen Anzeigebetrieb kontinuierlich aktiviert ist und intermittierend aufleuchtet, wenn der Einstellbetrieb abläuft (Fig. 4B bis 4F) so daß eine Unterscheidung zwischen den richtigen Betriebsarten gut möglich ist.

Die fünfte und sechste Ziffernstelle S_c und S_c umfassen neun

D D

Segmente, so daß sich damit durch selektive Aktivierung nicht nur die Ziffern 0 bis 9, sondern auch die Buchstaben des Alphabets darstellen lassen. So kann etwa in der Ziffernstelle S₅ eine Sieben oder der Buchstabe A angezeigt werden.

Mit dieser sechsstelligen LCD-Anzeige lassen sich zwei Arten von Zeitinformation anzeigen, nämlich die Tageszeit, sowie eine Kalenderangabe, also Monat und Tag. Für die Zeitangabe dienen die ersten beiden Ziffernstellen S₁ und S₂ für die Angabe der Stunde (1-12). Die nächsten beiden Ziffernstellen S₃ und S. geben die Minuten (0-59) und die letzten beiden Ziffernstellen Stund S, die Sekunden (00 bis 59) an. Für die Kalender-Anzeige geben die ersten beiden Ziffernstellen S₁ und S~ den Monat an (1-12). Die nächsten beiden Ziffernstellen S₃ und S^ das Datum (1-31) und die letzten beidenZif fernstellen S₁- und S₆ geben den Wochentag wieder, also etwa SO, MO, DI, MI, DO, FR und SA.

Da normalerweise die Zeit-Anzeige bei einer LCD-Uhr eingeschaltet ist, muß zur Anzeige der Kalenderangabe lediglich der Tasten-

6098 0 9/0774

2836190

schalter gedrückt werden, um beispielsweise einen Punkt zu erzeugen (oder was immer für ein anderes Code-Signal für diesen Zweck vorgesehen ist)_/ um von der Zeit-Anzeige auf die Kalender-Anzeige umzuschalten. Darüber hinaus sind nur noch solche Umschaltvorgänge erforderlich, die zum Übergang auf den Einstellbetrieb und zur Betätigung der Anzeige in diesem Betriebszustand erforderlich sind.

Bei dem in Verbindung mit Fig. 2 für eine LED-Uhr beschriebenen Einstellbetrieb umfaßte der Durchlaufzyklus die Anzeige von "Minuten" über "Stunden" und "Datum" bis zum "Monat". Bei dem LCD-System, für das im wesentlichen die gleichen logischen Schaltkreise für den Betriebsartwähler verwendet werden können, ist die Anordnung für die Einstellbetriebsart so getroffen, daß die Auslesewerte beginnend mit dem Wochentag abgetastet werden und der Durchlauf dann sequentiell in der Folge "Datum","Monat", "Stunde" und "Minuten" durchgeführt wird.

Wie im Fall des Einstellvorgangs für die LED-Uhr kann der der LCD-Einstellfunktion zugeordnete Code aus drei Punkten bestehen, so daß dann, wenn diese Punkte eingetastet werden, die Anzeige für den Einstellbetrieb wirksam ist und die einzelnen Auslesewerte in der Folge des oben angegebenen Zyklus durchlaufen werden. Wünscht man eine bestimmte Auslesung, beispielsweise das Kalenderdatum einzustellen, so wird die Taste gedrückt, wenn diese Auslesung erscheint. Von diesem Augenblick an rückt das Datum rasch vor und wenn der gewünschte Wert erreicht ist, wird der Tastenschalter freigegeben und die Anzeige kehrt automatisch in den Betriebszustand der Tageszeitanzeige zurück.

Soll dagegen die Auslesung "Minuten" geändert v/erden, die im Einstellzyklus als letzte erscheint, so ist für diesen Fall die Anordnung im Betriebsartwähler der Uhr mit LCD-Anzeige so getroffen, daß beim Vorrücken der Auslesung "Minuten" bei Erreichen des gewünschten Werts ebenfalls der Tastenschalter losgelassen wird, wobei jedoch in diesem Fall die Anzeige nicht auf "Tageszeit" zurückkehrt, vielmehr die Einstellung "Minuten" solange

6098 0 9/0774

festhält, bis der Tastenschalter wiederum eingedrückt ist. Erst zu diesem Zeitpunkt kehrt die Anzeige auf "Tageszeit" zurück.

Der Grund dafür, weshalb die Minuteneinstellung festgehalten wird und nicht ein sofortiger automatischer Übergang auf die Tageszeit-Anzeige erfolgt, besteht darin, den genauen Wiederanlauf der Uhr in Übereinstimmung mit einem Ton- oder anderen Zeitsignal aus einer externen Vergleichsquelle zu ermöglichen, etwa den Telefon- oder Radiozeitsignalen.

Verwendet der Benutzer beispielsweise das Telefon, um ein Zeitsignal zur Einstellung seiner Uhr mitgeteilt zu bekommen und kündigt die Telefonansage an, daß mit Beginn des nächsten Tons der genaue Zeitpunkt 10.30 Uhr vormittags gegeben ist, so kann die Uhr im Einstellbetrieb vorab genau auf die Minutenanzeige "30" (angenommen die Stunden-Anzeige steht bereits auf 10) eingestellt werden. Wird der Tastenschalter dann im Augenblick des über das Telefon empfangenen Tons eingedrückt, so startet die Uhr genau zum Zeitpunkt 10.30 Uhr in Übereinstimmung mit dem Telefonsignal.

Da der Betriebsartwähler in der Einstellbetriebsart die Anzeige im Zyklus Tag-Datum-Monat-Stunde-Minute durchläuft und da die Anzeigen (abgesehen vom Wochentag) in numerischer Form erfolgen, so könnte der Benutzer durch die aufeinanderfolgenden Zahlen und deren jeweilige Zuordnung verwirrt werden. So könnte er sich beispielsweise beim Aufleuchten einer "12" nicht erinnern, ob diese Zahl in der aufleuchtenden Folge die Stunde oder den Monat angibt. Da jedoch die sechsstellige LCD-Anzeige auch zwei alphanumerische Ziffernstellen S_r und S_fi aufweist, wird es möglich, die numerischen Auslesewerte in ihrer Folge zu identifizieren, so daß jede Verwirrung ausgeschlossen werden kann.

Wird bei Einstellbetrieb - wie Figur 4B zeigt - der Tag in alphanumerischen Zeichen (TU = Tuesday = Dienstag) angezeigt, so ist keine Verwirrung möglich. Wird jedoch das Datum etwa mit "21" in

609809/0774

/λ ι¹" i^» /~ .-ι rs r-

i. 5 j 6 1 9 υ

- 27 -

den beiden mittleren Ziffernstellen S^ und S . angezeigt - wie Fig. 4C erkennen läßt - so ist eine zusätzliche Indikation hilfreich. Dies wird über den Betriebsartwähler erreicht, der in diesem Fall in den alpha-numerischen Ziffernstellen S₁- und S, die Identifikation "CA" also calendar = Kalender angibt. -

Wird die Monatsanzeige gemäß Fig. 4D in den ersten beiden Ziffernstellen etwa als "10" angegeben, so leuchten in den alpha-numerischen Stellen bestimmte Begriffe, etwa "MO" (Montag) auf. Ähnliches gilt für die Einstellung bei der Stundenanzeige, für die in Fig. 4E das Beispiel der Stunde "8" dargestellt ist, die zusätzlich mit "PM" (vormittags) oder "AM" (nachmittags) markiert ist. Die Minuten-Anzeige-"52" in Fig. 4F - wird als "MI" markiert. Jede numerische Anzeige in der angegebenen Folge ist also bei dieser Ausführungsform der Erfindung mit einer zusätzlichen alpha-numerischen Markierung versehen.

Es sei betont, daß durch Ergänzung anderer Merkmale, insbesondere durch kompliziertere Schaltkreise, etwa durch eine Speichereinheit und verschiedene Arten von Sensoren das hier beschriebene Konzept eines Betriebsartwählers und einer Anzeige-Ansteuerschaltung hinsichtlich des Bedienungskomforts und/oder der Anzeige von zusätzlicher Information noch erweitert werden kann. So könnten beispielsweise barometrische, astrologische, menstruale oder auch andere Arten von Daten, beispielsweise die Gezeiten als Zeitinformation angezeigt werden. Der in einer solchen Solid-State-Uhr eingebaute Kleinrechner kann dann in Verbindung mit einsetzbaren programmierten Speicher-Chips in integrierter Schaltkreistechnik in weit größerem Umfang vorteilhaft ausgenützt werden. Mit einer sechsstelligen elektro-optischen Anzeige, bei der alle Ziffernstellen zur Anzeige alpha-numerischer Zeichen ausgelegt sind, wird es möglich, eine Vielzahl von Informationsaspekten über die gleiche Anzeige sichtbar zu machen. Dies läßt sich mittels eines einzigen Tastenschalters erreichen, solange der Punkt-Strich-Code oder irgend ein anderer für diesen Zweck einsetzbare Code eine ausreichende Anzahl von unterscheidbaren Signalen liefert.

609809/0 774
ORIGINAL IMSFECTED

Claims (16)

2636190 BULOVA WATCH COMPANY, INC. W-87 Patentansprüche

1. Elektronische Uhr in Festkörper-Schaltkreistechnik mit elektro-optischer Anzeigevorrichtung, die durch Zeitimpulse einer Ansteuerschaltung mit zugeordneter Umschalteinrichtung beaufschlagt ist, über die eine wahlweise Erregung der Anzeigevorrichtung zur Wiedergabe unterschiedlicher Zeitgruppen (Stunden und Minuten bzw. Sekunden und/oder Datum) und die Zufuhr von Vorrangimpulsen für rasches Vorrücken der Anzeige ermöglicht ist, gekennzeichnet durch einen manuell als Taste oder Knopf zu betätigenden Schalter (15) zur Erzeugung von durch die Dauer der Schalterschließstellung und die Anzahl der Schalterbetätigungen bestimmten Code-Signalen, durch einen mit dem Schalter (15) verbundenen Betriebsartwähler (14), der die durch die Schalterbetätigung erzeugten Signale in einer Logikschaltung (17 bis 24) decodiert und daraus Steuersignale erzeugt, die über die Ansteuerschaltung (12) eine gewünschte Zeitgruppeninformation zur Anzeige bringen oder die elektro-optische Anzeige im Einstellbetrieb betätigen.

2. Uhr nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die über den Schalter (15) erzeugten Code-Signale ein diskretes Signal für jede ablesbare Zeitgruppe, d.h. Stunden und Minuten, Sekunden, Tag und Kalendermonat sowie ein Signal für den Einstellbetrieb umfassen.

3. Uhr nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet , daß die Logikschaltung bei Einstellbetrieb, veranlaßt durch das zugeordnete Code-Signal, eine Anzeige in schrittweiser Aufeinanderfolge von Minuten, Stunden, Monaten

609809/0774

und Tagen bewirkt und beim Schließen des Schalters die betreffende Anzeige festhält, die dann durch die Vorrangimpulse vorrückbar ist.

4. Uhr nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Betriebsartwähler (14) einen auf die Schalterbetätigung ansprechenden Zeitgeber (16) zur Bestimmung der Schalterschließdauer enthält.

5. Uhr nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsartwähler einen auf die Schalterbetätigung ansprechenden ersten Zähler (17) enthält, um zu bestimmen, wie oft der Schalter geschlossen wird und einen zweiten Zähler (18) aufweist, der zur Bestimmung der Anzahl der Schalterfreigaben dient.

6. Uhr nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Zeitgeber bestimmt, ob die Schalterschließdauer kürzer oder länger als ein vorgebbares Zeitintervall (T) ist und einerseits bei kürzerer Dauer einen Code-Punkt und andererseits bei längerer Dauer einen Code-Strich abgibt.

7. Uhr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsartwähler bei Empfang eines einzelnen Punkts ein Steuersignal zur Aktivierung der Tageszeit-Anzeige erzeugt.

8. Uhr nach Anspruch 7,dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebsartwähler beim Schließen des Schalters

(15) zunächst ein Steuersignal zur Aktivierung der Tageszeit-Anzeige und bei längerem Geschlossenhalten des Schalters, d.h. wenn ein Code-Strich erzeugt wird, ein Steuersignal zur Aktivierung der Sekundenanzeige abgibt.

9. Uhr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktimpulse über einen mit einem hochfrequenten Zeitnormal (10) gekoppelten Frequenzteiler (11) gewonnen

fS 0 9 809/0774

2536Ί90

werden und daß der Zeitgeber (16) auf Taktimpulse anspricht, die von dem Frequenzteiler abgeleitet sind.

10. Uhr nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Anzeigevorrichtung mehrere mit licht-emittierenden Dioden bestückte Anzeigestellen besitzt.

11. Uhr nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, d a durch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung mit einer mehrstelligen Flüssigkristall-Anzeige bestückt ist.

12. Uhr nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Ansteuerschaltung eine erste Gruppe von elektronischen Schaltern (34, 35) zur auswahlweisenErregung der Anzeige der einzelnen Zeitgruppen und eine zweite elektronische Schaltergruppe (26 bis 29) aufweist, die die Anzeigevorrichtung mit den Vorrangimpulsen zur Anzeige und Einstellung bei irgendeiner der Zeitgruppen speist und daß die der Ansteuerschaltung zugeordnete Logikschaltung des schalter-betätigbaren Betriebsartwählers einerseits auf ein erstes Signal vom Schalter anspricht und damit über die erste elektronische Schaltergruppe eine Schrittfunktion auslöst, durch die die Anzeige aufeinanderfolgend dargeboten ist und andererseits auf ein zweites Schaltersignal anspricht, durch das die betreffende Anzeige aufrechterhalten und bewirkt wird, daß über die zweite elektronische Schaltergruppe Vorrangimpulse hinsichtlich der gewählten Zeitgruppen-Anzeige zuführbar sind.

13. Uhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß bei Freigabe des Schalters zur Stillsetzung der Vorrangimpulse die betreffende Anzeige solange aufrechterhalten bleibt, bis der Schalter erneut betätigt wird.

609809/0774

14. uhr nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine sechsstellige Flüssigkristall-Anzeige enthält, deren erste vier Stellen (S₁ bis S.) zur Anzeige numerischer Daten und deren letzte beiden Stellen (Sr, S,) zur Anzeige alpha-numerischer Daten bestimmt sind, dafl in einem ersten, normalerweise eingestellten Betriebszustand die ersten beiden Ziffernstellen die Stunden, die nächsten beiden Ziffernstellen die Minuten und die übrigen beiden Stellen die Sekunden anzeigen, und daß in einem zweiten, normalerweise nicht eingestellten Betriebszustand der durch eine Code-Operation über den Schalter einschaltbar ist, die ersten beiden Ziffernstellen den Monat, die nächsten beiden Ziffernstellen das Datum und die letzten beiden Ziffernstellen in Alpha-Anzeige den Tag der Woche angeben.

15. Uhr nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnte sequentielle Anzeige von Ziffern auf den ersten oder den nächsten beiden Ziffernstellen erfolgt und durch eine Identifikation in Alpha-Form auf den letzten beiden Ziffernstellen begleitet ist.

16. Uhr nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein Doppelpunkt (C) zwischen den Anzeigen der ersten und der nächsten beiden Ziffernstellen vorgesehen ist, der bei Zeitanzeigebetrieb kontinuierlich und bei Einstellbetrieb intermittierend aufleuchtet.

i; Π 9 8 (J 9 / Π 7 7