DE2538658A1

DE2538658A1 - Elektronische mehrzweck-uhr

Info

Publication number: DE2538658A1
Application number: DE19752538658
Authority: DE
Inventors: Jean-Felix Perotto; Eric Dr Ing Vittoz
Original assignee: Centre Electronique Horloger SA
Current assignee: Centre Electronique Horloger SA
Priority date: 1974-09-04
Filing date: 1975-08-30
Publication date: 1976-04-01
Also published as: CH599599B5; DE2538658B2; JPS5529398B2; DE2538658C3; CH1203674A4; JPS5152871A; US4047010A

Description

2538658 PATENTANWALT DIPL.-PHYS. HEINRICH SEIDS

62 Wiesbaden · Bierstadter Höhe 15 · Postfadi 12068 · Telefon (0 6121) 56 53 82 Postscheck Frankfurt/Main 1810 08 - 602 · Bank Deutsche Bank 395 63 72 ■ Nass. Sparkasse 108 00 30 65

Wiesbaden, den 28.August 1975 C 142

Centre Electronique Horloger S.A. Neuchätel / Schweiz

Elektronische Mehrzweck-Uhr

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Mehrzweck-Uhr mit elektro-optischen Anzeigeinitteln. Ein Teil der Schaltungen und der Anzeigemittel einer elektronischen Uhr können für verschiedene Zwecke verwendet werden, weshalb schon verschiedentlich daran gedacht wurde, mit einer elektronischen Uhr andere, mit oder nicht mit der Zeitmessung verbundene Funktionen zu verwenden: dies sind die elektronischen Mehrzweckuhren.

Die Verwertung der angeschlossenen Funktionen ist durch die Schwierigkeiten begrenzt, die süi bei der Herstellung einer Befehls- oder Dateneingabevorrichtung für beispielsweise alphanumerische Zeichen ergeben, die fähig sind, einen zufriedenstellenden Dialog zwischen

/2

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dem Benutzer und dem Gerät herzustellen. Ein Gerät dieser Art muss folgenden Bedingungen genügen:

«■ a) Eingabe einer relativ grossen Anzahl von Daten auf einer kleinen Schreibfläche,

. b) relativ kurze Eingabezeit und

c) Eingabe der Daten durch eine einfache manuelle Handlung, die kein Anlernen von Seiten des Benutzers benötigt.

• Man kennt aus der US-PS 3'8o3^l834 bereits eine Rechner-Uhr mit einer Klein-Tastatur,um Befehle oder Daten einzugeben, wobei die Zeitanzeigemittel benutzt werden,um das Ergebnis einer Rechnung anzuzeigen, und die Wahl zwischen der Funktion "Uhr" und "Rechner" mittels eines Druckknopfs erfolgt. Jeder Grundwert wird anhand einer spezifischen Taste eingegeben, daher begrenzt die Morphologie der Finger die Miniaturisierung der Tasten und daraus folgend die Anzahl der. Tasten, die auf einer gegebenen Fläche angeordnet werden könnenj: andererseits ist die Verwendung eines Hilfsmittels oder anderer Zubehöre nur ein Notbehelf und somit nicht interessant,

.In anderen bekannten Ausführungen erfolgt die Dateneingabe durch Auswahl eines bestimmten Symbols aus einem Alphabet, das aufeinanderfolgend angezeigt wird. Dieses Verfahren hat den Nachteil, eine relativ grosse Zeit zu beanspruchen, wenn das verwendete Alphabet umfangreich ist.

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Andere Lösungen verwenden eine Tastatur mit einer verringerten Anzahl von Tasten, wodurch diese Tastatur im Falle einer grossen Anzahl von möglichen Daten ein schwieriges Anlernen des ■Benutzers erfordert.

Ein mit der Formerkennungstechnik verwandtes Verfahren scheint besser dazu geeignet zu sein,das Problem der Dateneingabe in einem kleinen Gerät zu lösen, denn die eingehenden Daten werden nicht mehr einzeln ausgewählt, sondern an eier Schreibweise eines Zeichens erkannt, welches der Benutzer auf einer geeigneten Oberfläche, die zum Gehäuse des Gerätes gehört, schreibt.

Eine bekannte Art alphanumerische Zeichen zu erkennen besteht darin, Punkt für Punkt die Schreibweise des mit einem Ensemble von vorregistrierten Schablonen eingegebenen Zeichens zu vergleichen, wobei der Algorithmus, der es erlaubt, die dem Zeichen entsprechende Schablone zu erkennen, komplex ist.

Es ist daher rationeller, sich eine Formerkennungsvorrichtung vorzustellen, worin man aus der Schreibreihenfolge Nutzen zieht, Man kennt aus der FR-PS 2'2o4'314 eine Vorrichtung dieser Art, bestehend aus einer Plcitte mit einer Oberfläche mit mindestens zwei Ausbeulungsn, die eine Art Rinne formen,entlang welcher der Finger des Benutzers beim Schreiben eines Zeichens gleiten kann, wobei Messfühler dieser Platte zugeordnet sind,um die Schreibweise des Zeichens wMl·: ve-lid κ Ci in en Mfücidmenc beim Durchgang des Fingers in eine Rc-dbe

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Es ist schwierig, diese Dateneingabevorrichtung in einer Vielzweck-Uhr zu verwenden,denn da die verfügbare Schreibfläche klein ist, muss die Anzahl der Messfühler im Verhältnis zum brauchbaren Alphabet beschränkt sein. Dazu sollte die Schreibfläche mindestens angenähert flach sein.

Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung,eine elektronische Mehrzweck-Uhr anzugeben, die eine Dateneingabevorrichtung enthält, welche die oben angegebenen Bedingungen a, b und c erfüllt.

Das Ziel wird mit einer Uhr erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Datenverarbeitungsschaltung aufweist, die mittels einer Anschlussschaltung mit einer durch das Uhrenglas gebildeten und Messfühler enthaltenden Schreibfläche verbunden ist, wobei auf der Oberfläche des Uhrenglases den zu verarbeitenden Daten und Befehlen entsprechende Zeichen geschrieben werden.

Die in der Uhr enthaltene Dateneingabevorrichtung erlaubt es also, innerhalb eines begrenzten und vorausbestiinmten Alphabets die eingehende Angabe mittels der Information zu erkennen, die durch die Folge beim manuellen Aufzeichnen des der eingehenden Angabe zugeordneten Zeichens geliefert wird.

Im folgenden werden anhand einer Zeichnung verschiedene Ausführungsbei.Bpie;le boschrieben:

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Figur 1 stellt eine Mehrzweck-Armbanduhr dar, die die Zeitmess- und Zeitangabefunktionen mit der Funktion als Rechner vereint, wobei die Uhr eine für die Steuerung des Rechners notwendige Dateneingabevorrichtung enthält.

Figur 2 ist ein Blockschema der der Armbanduhr gemäss Figur 1 zugeordneten Schaltung.

Figur 3 ist ein Schema des Funktonenwählers, der Uhr oder des Rechners.

Figur 4 stellt eine Vorrichtung dar, um den Rechner unter Spannung zu setzen.

Figur 5 zeigt ein Element des Multiplexers.

Figur 6 zeigt eine Schaltung für die Erfassung und für die Impulsformung des Ausgangssignals der kapazitiven Messfühler.

Die Figuren 7, 8, 9 und 10 zeigen Konstruktionsdetails oder das Prinzip der Messfühler.

Die Figuren 11, 12, 13 und 14 zeigen einige Beispiele der Schreibweise von durch die vorgeschlagene Schaltung erkennbaren Zeichen und von den durch deren Schreibreihenfolge erzeugten, zugeordneten Kodierungen.

Die Figuren 15 und 16 sind Elementarzellen der Schaltung gemäss Figur 17.

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— O —

Figur 17 stellt das Blockschema der Erkennungsschaltung IO aus Figur 2 dar.

Figur 18 erklärt die Arbeitsweise der Schaltung gemäss Figur 17.

Figur 19 stellt das Blockschema einer elektronischen Uhr, die die Dateneingabevorrichtung zur Korrektur der Stunde und des Datums benutzt, dar..

Figur 2o stellt ein Schema eines Teils eines Kodeumwandlers dar.

Figur 21 zeigt ein Schieberegister.

Figur 22 zeigt das Schema der Erkennungsschaltung Io' der Figur

Die Figuren 2 3 und 24 zeigen die Befehle für die Stunden- und Datumskorrektur.

Figur 25'stellt eine der Erfassungs- und Impulsformerschaltungen für einen Widerstand-Messfühler dar.

Figur 26 zeigt, was am Eingang und am Ausgang der Auslöseschaltung erscheint.

Figur 27 ist ein Schema, das die Arbeitsweise der den Widerstand-Messfühlern zugeordneten Erfassungssclialtung erläutert.

Die Figuren 28 und 2 9 stellen die Zustandstabellen der Elementarzellen, die die logische Schaltung von Figur 17 bilden, dar.

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Das in Figur 1 dargestellte Gerät erlaubt es, die Zeit zu messen oder anzuzeigen und Daten zu verarbeiten, wobei sein Aussehen demjenigen einer gebräuchlichen Armbanduhr 1 mit elektro-optischen Anzeigemitteln 4 und 5 gleicht. Um einen Befehl oder Daten einzugeben, zeichnet der Benutzer mit"einem Finger ein Zeichen auf die Oberfläche des Uhrenglases 2. Das Uhrenglas 2 weist Messfühler 3a, 3b, 3c-und 3d auf, die den Verlauf des Fingers des Benutzers erfassen und eine Reihe von Impulsen, deren Frequenz auf eindeutige Weise dem gezeichneten Zeichen entspricht, liefern.

Die Figur 2 stellt ein Blockschema eines Gerätes dar, worin die Datenverarbeitungsschaltung ein Rechner ist. Um diesen zu steuern, muss man die numerischen Zeichen 0, 1, 2 ... 9 und die Befehle +, ~r Xf /ι — und c (clear) eingeben können.

Die Messfühler 3a, 3b, 3c und 3d sind mit Erfassungs- und Impulsformerschaltungen 9a, b, c, d verbunden, die eine logische Erkennungsschaltung 10 steuern, deren Ausgänge, deren Zahl gleich ist derjenigen der möglichen eingebbaren Zeichen, in Parallelschaltung einen Kode- Umsetzer 11 und die Datenverarbeitungsschaltung 13 ansteuern, wobei diese Schaltung 13 in diesem Falle ein 4 Operationen-Rechner ist, der zum Beispiel mit der Schaltung des Rechners TMS 0100 KC von Texas Instruments gebaut wurde. Um diesen Rechner durch die- Schaltung 10 zu steuern, ist es notwendig, den mit jeder Taste dor Tastatur verbundenen Schalter (üblicher Steuerung) durch einen Transistor, zum Beispiel einen N-Cemal MISFET, y.u Gv>;ot;vo:i. Dc-r eier einzugebenden Angabe entsprechende Transistor

wird leitend - Steuerelektrode im Zustand 1 - während alle übrigen Transistoren gesperrt sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Rechner durch die Erkennungsschaltung 10 zu steuern. Der aus einer Dioden-Matrix bestehende Kode-Umsetzer 11 steuert eine elektronische Anzeigevorrichtung 4 mit 16 Segmenten, die der Ueberwachung der eingehenden Daten dient.

Die Schaltung 13 steuert einen der Eingänge E₂ eines Multiplexers 25 an, dessen anderer Eingang E, durch eine Zeitmessschaltung H gesteuert wird, die eine Quarz-Zeitbasis 29, eine Frequenz-Teilerschaltung, Zähler 28 und einen Dekodierer 27 aufweist. Der Ausgang S des Multiplexers 25 steuert eine Anzeige 5, die neun Ziffern des 7 Segment-Typs enthält. Die Einschaltung der Schaltung '10 erfolgt eine gewisse Zeit nach dem Ende der Schreibfolge eines Zeichens, mittels eines durch ein ODER-Gatter 8 mit vier Eingängen gesteuerten Verzögerungsgliedes 12.

Die Schaltungen 8, 9a, 9b, 9c, 9d, 10 und 12 bilden die Anschluss-Schaltung (interface) F.

Die Anzeigevorrichtung 5 wird entweder für die Zeitanzeige benutzt, wenn die Zeitinessfunktion gewählt wurde, oder für die Anzeige von Rechenresultaten, wenn die Rechner-Funktion gewählt wird. Diese Auswahl wird durch die in Figur 3 dargestellte Schaltung 26 getätigt. Falls der Benutzer den Rechner zu benutzen wünscht, zeichnet er das Zeichen "C" (clear) , wodurch die Speisungen der. Rechners 13

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eingeschaltet und seine Anzeige auf der Anzeigevorrichtung 5 durch den Multiplexer 25 ausgewählt wird. Die Zeitmessung ersetzt automatisch nach einer gewissen Zeit T¹, nach der die letzte arithmetische Operation durchgeführt wurde, den Rechner.

Die Schaltung 26 (siehe Figur 3) enthält einen Flip-Flop des Typs "D" 30 (Referenz C-MOS 74C 74), dessen Taktimpulseingang C durch die Linie "C" der Schaltung 10 gesteuert wird, und die den Zustand 1 annimmt, wenn dieses Zeichen geschrieben wird. Der Ausgang Q des Flip-Flops 30 steuert über die Linie 26a den Auswahleingang des Multiplexers 25, von welchem eine Zelle in der Figur 5 beschrieben ist, und eine Vorrichtung, um den in Figur 4 dargestellten Rechner 13 unter Spannung zu setzen. Diese Vorrichtung besteht aus zwei Transistoren 32 und 33, wovon einer durch den Ausgang Q des Flip-Flops 30 gesteuert, während der andere als Unterbrecher der Speisespannung U des Rechners 13 verwendet wird.

el

Das Verzögerungselement 31 (Figur 3) ist dem Verzögerungselement ähnlich, weist aber eine grössere Verzögerung auf, in der Grössenordnung einer Minute. Solange Zeichen auf der Schreibfläche geschrieben v/erden, erhält das Verzögerungselement 31 Impulse, die seinen Ausgang im Zustand 1 erhalten. Nach einer Zeit T¹ nach dem Eingang des letzten Zeichens gelangt sein Ausgang in den Zustand 0, wodurch der Flip-Flop 3O in den Zustand Q=O versetzt wird und

dadurch die zeitgebende Funktion einschaltet. Dadurch vermeidet man für das Umschalten von einer Funktion zur anderen die Verwendung eines zusätzlichen mechanischen Schalters. Ausserdem weist diese automatische Umschaltung den Vorteil auf, den Energieverbrauch ohne /iutun at=;-; beniT-z^rp y.v. vermindern.

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Io --

Die Zeitmessschaltung H, die Erkennungs- und Auswahlschaltungen 26 und Multiplexschaltungen 25 sind mit der Technik der Komplementär-MOS-Transistoren herstellbar, wobei die drei letzteren Schaltungen ungefähr 2oo NAND-Gatter aufweisen.

In einem anderen Ausführungsbeispiel können der Kodeumsetzer 11 und die Anzeige 4 weggelassen werden; die Ueberwachung der Eingangsdaten kann dann durch die Anzeige 5 geschehen.

Figur 7 zeigt eine praktische Ausführung der Messfühler 3a, b, c_f d, die in einer ersten Ausführungsform kapazitiv sind. Die Elektroden 3e werden durch eine Zinkoxydabscheidung auf einem gewöhnlichen Glas mit einer Dicke von ungefähr 1 mm hergestellt, um die mechanische Festigkeit der Schreibfläche zu gewährleisten. Eine Plastikschicht 3h mit einer Dicke von 5 bis Io pm aus Zelluloseazetat und eine Glasplatte 3g mit einer Dicke von 5o um bedecken die Elektroden, wobei das Ganze bei ungefähr 3oo C und unter Druck zusammengesetzt wurde. Die Plastikschicht 3h und das Glas 3g schützen die Elektroden und bilden das Dielektrikum der Kondensatoren C, (siehe Figur 8), die sich zwischen den Elektroden 3e und dem Finger 3k des Benutzers bilden. C_Q, C' sind Streukapazitäten.

Figur 6 stellt eine der Erfassungs-und Impulsforraungsschaltungen 9 (a, b, c oder d) dar mit einem Filter LC, der durch einen Stromgenerator G bei der Resonanz erregt wird, und einem Detektor OC, dessen Ausgang mit einem Spannungskomparator 15, der ein logisches Signal liefert, verbunden ist.

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Die Anwesenheit eines Fingers in der Nähe eines Elektrodenpaares 3a, b, c oder d eines der Messfühler ruft eine Aenderung der Kapazität hervor. An seinen Ausgängen ist der Kondensator, der ohne Finger

(feinen ^v einen Wert von etwa 2 pF und mit Finger^vvön etwa 2,2 pF aufweist, parallel mit einem Trimmkondensator C₁ (2 pF) geschaltet und bildet mit der Spule L (2,8 mil) einen Sperrkreis, der, mit Wechselstrom durch den Generator G erregt, eine Wechselspannung· U an seinem Ausgang entwickelt. In der Nähe der Resonanz (f = 1,5 MHz) verändert sich diese Spannung sehr stark mit dem kapazitiven Wert des Messfühlers. Die an den Aufnehmer D₁Cp angelegte Spannung U liefert eine Gleichspannung U = U , die eine Funktion der An- oder Abwesenheit des Fingers in der Nähe einer der Messfühler der Schreibfläche ist. Die Spannung IL. wird mit einer Referenzspannung U mittels eines Komparators 15 verglichen, der an seinem Ausgang eine Spannung U liefert, wobei

U=O falls tL· > U_T, (Abwesenheit des Finqers) = logischer

& LJ K.

Zustand 0

U ~ U_ . . . falls UL· < LI (Anwesenheit des Fingers) = s Batterie DR ^

logischer Zustand 1

Die Ausgänge der Komparatoren steuern die logische Erkennungsschaltung Ί.Ο.

Die Figuren 11, 12, 13 und 14 zeigen einige Beispiele von Zeichen und Befehlen, wie sie gezeichnet warden müssen um erkannt zu werden» Bei jeder Aufzeichnung überfährt de;r Finger des Benutzers die Messfühler gc-;xi"iä:,i-: einer gegebenen I'oihonfolqe v.nd erzeugt auf diese Weise eine

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_ ίο _

Folge (Y) von Kombinationskoden (X). Jedes Zeichen entspricht eindeütigerweise einer aus einer bestimmten Anzahl von Schritten (1 bis 6) zu vier,Bits gebildeten Folge.

Die logische Erkennungsschaltung*lo gemäss der Figur 17 besteht aus einer Gruppe von Elementarzellen, die sich in zwei Kategorien teilen; in einfache Zellen (Figur 15) und
in Verzweigungszellen (Figur 16).

Die einfache Zelle 5o besteht aus drei NAND-Gattern 51, die ein Flip-Flop des Typs RS mit Steuergatter bilden. Diese Zelle wird durch drei von einander verschiedenen Variablen gesteuert: der Eingang E ist mit dem Ausgang der vorhergehenden Zelle verbunden, der Eingang C9 (a, b, c oder d) wird durch einen der vier Messfühler gesteuert, während der Eingang R zur Nullsetzung dient. Die Zustandstabelle dieser Zelle wird durch die Figur 28 dargestellt, worin man eine Gebrauchsfolge dargestellt hat, wobei die ausgezogene Linie der Aktivierung der Zelle und die gestrichelte Linie der Nullstellung entspricht. Die Verzweigungszelle 53 (siehe Figur 16) besteht aus 6 NAND-Gattern 54, die als Doppel-Flip-Flop RS mit Steuergatter aufgebaut sind. Diese Zelle wird durch vier Variablen gesteuert: der Eingang E¹ ist mit dem Ausgang der vorhergehenden Zelle verbunden, zwei Eingänge C9 und C9' werden durch zwei Messfühler gesteuert, während der Eingang R der Nullstellung dient. Figur 29 stellt eine Zustandstabelle dieser Zelle mit einer Gebrauchsfolge dar, worin die ausgezogene Linie dom aktivierten Messfühler Cl, djo strichpunktierte Linie der Aktivierung des Messfühlers C2

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und die gestrichelte Linie der Nullstellung entspricht.

In der Figur 18 ist ein Teil der Schaltung Io dargestellt, um die Arbeitsweise derselben besser erläutern zu können. Darin wird die Erkennung des numerischen Zeichens "9" dargestellt, dessen Schreibreihenfolge durch die Figur 12 gegeben wird.

Jede Zelle 5o oder 53 ist dort symbolisch durch ein Feld dargestellt, in welchem der sie steuernde Messfühler mit seinem Referenzzeichen angegeben ist. Um dieses Schema verständlicher zu machen_fwurde die Nullstellungslinie, welche alle Eingänge R miteinander verbindet, weggelassen.

Es sei angenommen, dass alle Ausgänge der Zellen im Zustand O sind, welches dem ursprünglichen Zustand der Schaltung entspricht. Aus diesem Grunde wird der Eingang E der Schaltung 5oa durch das Gatter 7o in den Zustand 1 gesetzt. Wie aus der Figur 28 hervorgeht,versetzt der Uebergang zum Zustande 1 des Einganges C9 (siehe Figur 15) der Zelle 5oa, die durch den Messfühler 3b gesteuert wird, den Ausgang S dieser Zelle ebenfalls in den Zustand 1.

Die Schreibfolge von Ziffer 9 ist derart, dass der Messfühler 3c anschließend aktiviert wird. Da sich nun der Eingang E¹ der Verzweigungszelle 53a im Zustande 1 befindet,und aufgrund der Zustandstabelle der Figur 16b, bewirkt der Uebergang des mit dem Messfühler 3a verbundenen Einganges C9 in den Zustand 1,dass der Ausgang Sl in den Zustand 1 versetzt wird und dadurch den Ausgang S2 im Zustande O sperrt, damit jede weitere Einwirkung auf den Messfühler 3a den ■

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Zustand dieser Zelle nicht mehr verändert.

Daraufhin gerät der Eingang E der Zelle 5ob in den Zustand 1 und sein Ausgang gerät ebenfalls in den Zustand l_fsobald der Messfühler 3d aktiviert wird. Dieser Vorgang* setzt sich fort,bis die gesamte Folge eingegeben ist, womit der Ausgang der Zelle 5od im Zustande ist, welches der geschriebenen Ziffer 9 entspricht.

Damit ein neues Zeichen eingegeben werden kann, muss die Erkennungsschaltung Io in den Aufnahmezustand versetzt werden. Diese Operation wird durch einen Detektor für die Feststellung des Schlusses der

cJDetektor^
Folge durchgeführt _fwelcher^"eTn""ÖDER-Gatter 8 mit vier Eingängen (siehe Figur 2) enthält. Der Ausgang des Gatters 8 ist jedesmal im logischen Zustand !,wenn einer der Messfühler aktiviert ist, wodurch eine Pulsfolge erzeugt wird, dessen Anzahl gleich der Schritte der eingegebenen Folge ist. Diese Impulse versetzen das Verzögerungselement 12 in Bereitschaft, wobei dessen Ausgang St (siehe Figur 26) nach einer Zeit T nach dem letzten Eingangsimpuls einen Puls P für die Nullstellung liefert.

Diese Bereitschaf.tsmittel bedingen daher eine untere Grenze der Schreibgeschwindigkeit, derart, dass die Zeitspanne zwischen zwei Schritten der eingehenden Folge kleiner, als T sein muss, wobei T in diesem Falle 0,5 Sekunden beträgt.

Gewisse Zeichen haben solche Folgen, dass sie am Anfang der Sequenz anderer Zeichen entsprechen, und es ist daher notwendig, eine Vorrichtung vorzusehen, um sie voneinander unterscheiden zu können.

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Im vorhergehenden Beispiel enthält die Folge der Ziffer 9 diejenige der Ziffer 0, wobei die Folge dieser letzteren Ziffer 2, 3, 4, 1 beträgt. Falls nun die Ziffer 0 gezeichnet wird, wird der Eingang des Gatters 59 direkt in den Zustand 1 versetzt und invertiert dann in den Zustand 0, während sein Ausgang in den Sustand 1 versetzt wird, was bedeutet, dass das Zeichen 0 gezeichnet wurde.

In Figur 17 ist eine vollständige Schaltung gezeigt mit sämtlichen Gattern, die es erlauben, die Zeichen zu unterscheiden, deren Folgen in einem gewissen Bereich identisch sind.

Die Zeichenerkennung wird in Echtzeit durchgeführt.

Gewisse Zeichen, wie die Ziffer "9" (Figuren 12 und 13) können auf. verschiedene Weisen geschrieben werden und erzeugen daher verschiedene Folgen. Die Erkennungsschaltung 10 erlaubt es, zwei Möglichliebkeiten zu erkennen.

In einer anderen Aus führung ε; form der Messfühler, wie sie in Figur 9 dargestellt ist, ist die Schreibfläche 16 in drei Zonen 16a, 16b und 16c untfirteilt, d.ie drei kapazitive Messfühler mit relativ grosser Oberfläche definieren. Die kapazitiven Messfühler bestehen aus einem Netzwerk von durchsichtigen Elektroden 17a und 17b, die auf einer Glasunterlage abgeschieden und mit einer isolierenden Oxydschicht bedeckt v/urden, wobei diese Schicht vor Abnützung schützt und ein Dielektrikum hilöet.

Die El.-iktrc-xle 17a ist an die Masse gclegt_; und jede Zone, der Elek-

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troden 17b bildet den anderen Belag eines Kondensators, dessen Kapazität zwischen den Punkten 13a, b, c und der Masse durch die Anwesenheit des Fingers auf der Schreibfläche geändert wird. Das eingegebene Zeichen erzeugt eine Kodierungsfolge mit drei Bits in der weiter oben beschriebenen Weise (siehe Figuren 23 und 24).

Auf Figur 19 erkennt man das Blockschema einer elektronischen Uhr mit einer Vorrichtung für die Datums- und Zeitkorrektur, wobei diese Daten über die in Figur 9 dargestellte Schreibfläche 16 eingegeben werden können,

.Die Messfühler 18a, b und c sind mit der Erfassungsschaltung Io9a, b und c verbunden. Die Ausgänge dieser Schaltkreise steuern eine Unterdrückungslogik 19, die erlaubt, falsche Eingangskodierungen zu entfernen, die dadurch entstehen können, wenn der Finger des Benutzers gleichzeitig zwei Messfühler aktiviert. Der Ausgang der Unterdrückungs logik 19 wirkt auf einen Verzweigungs-Erkennungsschaltkreis Io', der im Prinzip identisch mit dem bereits beschriebenen Schaltkreis lo. ist_f wobei dies analog auch für den Bereitschaftskreis 12 und das mit drei Eingängen versehene Gatter 8' gilt.

Diese Uhr weist eine Quarz -Zeitbasis 135 auf, die Impulse einem Frequenzteiler 136 liefert, dessen Ausgang 15o den ersten BCD-Vorwahlzähler 137a im Rhythmus von einem Impuls pro Minute steuert. Dieser Zähler ist der Erste einer Untersetzungskette, die durch die Vorwahl-BCD-Zähler 137b, c, d, 14oa, b, c, d gebildet wird und die die Kodeumsetzer 138a, b, c, d, 141 a, b, c, d beaufschlagen, wobei die Letzteren die elektro-optischen Anzeigeelemente 139a, b, c_f d,

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142a, b, c, d steuern und die jeweils die Minuten, die Zehner-Minuten, die Stunden, die Zehner-Stunden, die Tage, die Zehner-Tage, die Monate und die Zehner-Monate darstellen.

Die Vorwahleingänge 149a, b, c, d der Zähler werden durch ein Schieberegister mit vier parallelen Bits 143 mit dem Eingang 151 und parallelen Ausgängen gesteuert. Der Taktimpulseingang 148 des Registers wird durch die Bereitschaftsleitung des Erkennungskreises Io' betätigt. Der Eingang des Registers 143 wird durch einen Dioden-Kode umsetzer 144 gesteuert, der selber durch den Ausgang 147 des Erkennungskreises Io' gesteuert wird, wobei dieser Erkennungskreis in der Figur 2 2 dargestellt ist, in der die Angaben 18a, b, c den Zonen des kapazitiven Messfühlers 16 entsprechen. Die Aufladung der Vorwahlzähler wird durch die Leitungen 145 und 146, die den Ausgängen "H" und "D" des Erkennungskreises entsprechen, besorgt. Der Erkennungskreis ,wird durch die Schreibfläche 16 und die Anschlussschaltungen (interfaces ) 19 gesteuert.

Die Zeit- oder Datumskorrektur wird dadurch erhalten, dass man auf der Oberfläche 16, d.h. auf dem Uhrenglas, die gewünschte Zeit oder das gewünschte Datum und anschliessend das Zeichen H oder D, je nachdem^ob die gewünschte Korrektur eine Zeit- oder eine Datumskorrektur ist, schreibt. Sobald dieses Zeichen geschrieben ist, v/ird die korrigierte Angabe angezeigt. Die Figuren 23 und 24 zeigen die Folge, die diesen Befehlen entspricht.

Die Arbeitsweise der Schaltung ist die folgende: Der Benutzer

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schreibt auf der Oberfläche 16 die Zeit oder das Datum, die er anzuzeigen wünscht, womit eine Korrektur vier Ziffern enthält, zum Beispiel:

12 3 5= 12 h 35 Min.

17 0 8= 17. August

Jedes Mal, wenn eine Ziffer aufgezeichnet ist, nimmt der Ausgang 147 der Schaltung Io', der dieser Ziffer entspricht, den logischen Zustand 1 ein. Die zehn Ziffern, die geschrieben werden können (siehe Figur 22), aktivieren auf diese Weise die zehn Leitungen 147, die einen teilweise in Figur 2o dargestellten Kodeumsetzer 144 beaufschlagen. Dieser, aus einer Diodenmatrix 2oo gebildete Kodeumsetzer erlaubt den Uebergang vom Eintritts code 1 Bit pro Zeichen in einen Austrittscode, in diesem Falle der BCD-Code, wobei der Ausgang durch die Linien 151A, B, C, D gebildet wird, in Figur 19 durch die einzige Leitung 151 symbolisiert.

Jedes geschriebene Zeichen wird somit in ein aus vier Bits bestehendes Wort umgewandelt, das im Schieberegister 14 3 gespeichert wird. Dieses in der Figur 21 dargestellte herkömmliche.Register verwendet vier parallele Flip-Flop-Ketten 201 des Typs "D", dessen sämtliche Taktimpulseingänge C miteinander verbunden sind und durch die Bereitschaftsleitung der Schaltung lo¹ gesteuert werden. Das bedeutet, dass am Ende der Niederschrift von jeder Ziffer ihr zugehöriger BCD-Code an den Ausgängen 14 9a,derjenige der vorhergehenden Ziffer auf den Ausgängen 149b,usw. erscheint.

Nach der Niederschrift der vier Ziffern stellen die Ausgänge 14 9 a,

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b, c, d in kodierter Form die Anzahl dar, die in die Vorwahlzähler gespeichert werden soll. Diese Speicherung wird dadurch erzielt, dass man das der Korrektur zugehörige Zeichen H (Zeit) oder D (Datum) schreibt, wodurch die eine oder die andere der Leitungen 145 oder 146, die-die Zeichen H und D verkörpern, in den Zustand 1 versetzt wird, wobei diese Leitungen die Ladeeingänge der Zeit- resp. der Tagezähler steuern.

Eine andere Ausführung der Schreibfläche benutzt die Eigenschaften der resistiven Messfühler. Figur Io stellt einen Schnitt durch einen resistiven Messfühler dar. Metallische Elektroden 2ob wurden auf einer Glasunterlage 2oa abgeschieden und mit einer in der flüssigen Phase abgeschiedenen und wärmehärtenden Isolierschicht 2oc bedeckt. Die Oberfläche der Elektroden wird durch Polieren blossgelegt. Gemäss dem Schema nach F±g.l9 besteht die Schreibfläche 2o aus vier durch die resistiven Messfühler 21a, b, c, d begrenzte Quadranten. Die eine Elektrode jedes Messfühlers ist mit der Masse, die andere mit der Erfassungsschaltung 22 verbunden.

Der Widerstand eines der Messfühler und die drei Widerstände R, , R₂ und R₃ bilden eine Wheatstone-Brücke, deren Spannung durch einen. Impulsgenerator 25 (siehe Figur 23) geliefert wird. Die Widerstände R„ und R haben den gleichen Wert, z.B. loo KU , und R₁ ist derart, dass

r_M ,_..,, > R₁ ohne Finger auf dem Messfühler

r„ r-.., , < R-i mit dem Finger auf dem Messfühler Messfühler 1 ^

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Die Anwesenheit des Fingers auf den beiden Elektroden eines Messfühlers vermindert den normalerweise sehr hohen Widerstand (>10M£l), welcher zwischen diesen Elektroden herrscht, bis zu einem Wert in der Grössenordnung von 10 KjQ. bis 1 MjQ ; man kann daher R, = μΩ wählen.

Die an den Komparator 23 angelegte Differenzspannung wird geinäss dem Wert des Widerstandes r_M fhi _r P^{ositiv oder} negativ sein. Sofern sich der Finger nicht auf dem Messfühler befindet, siehe Figur 27, ist diese Spannung positiv, und der Ausgang des Komparators ist im Zustande 0, im umgekehrten Falle ist die Eingangs-.spannung negativ, und der Ausgang des Komparators erzeugt identische Impulse, die in Phase mit denjenigen des Generators sind. Ein D-Typ Flip-Flop wird über seinen Taktimpulseingang durch den Generator und über seinen Eingang.D (DATA) durch den Komparator gesteuert. Bei jedem positiven Wechsel des Taktimpulses wird der Zustand von D auf den Ausgang Q übertragen. Dieser Ausgang nimmt also den logischen Zustand 1 während der ganzen Dauer der Anwesenheit des Fingers auf dem Messfühler und den Zustand 0 bei Abwesenheit des Fingers an.

Die Ausgänge der Schaltung 22 können also die Erkennungslogik Io steuern. Die Speisung der Brücke in gepulster Form wird durch den daraus resultierenden geringen mittleren Stromverbrauch vorgeschrieben. Die Frequenz des Generators 25 muss genügend gross sein₄damit mehrere Impulse während des Durchgangs des Fingers auf einem Messfühler erfasst werden können, wobei 100 Uz im allgemoinen genügen.

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Claims

• PATENTANSPRUECHE

/ I)J Elektronische Mehr zweck—Uhr mit elektro-optischen Anzeigeini tte In, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Datenverarbeitungsschaltung aufweist, die mittels einer Anschlussschaltung mit einer durch das Uhrenglas gebildeten und Messfühler enthaltenden Schreibfläche verbunden ist, wobei auf der Oberfläche des Uhrenglases den zu verarbeitenden Daten und Befehlen entsprechende Zeichen geschrieben werden.
2) Uhr gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlussschaltung Erfassungs- und Pulsformungsschaltungen, eine logische Erkennungsschaltung und eine Schaltung um diesen Erkennungsschaltkreis in Bereitschaft zu versetzen enthält, wobei die Anschlussschaltung die aus dem Aufzeichnen eines Zeichens herrührende Schreibfolge in einen Kombinationscode umwandelt, der eindeutigerweise den eingegebenen Daten entspricht.
3) Uhr gemäss einem der /msprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsschaltung Elemente enthält, die die Anzeigemittel steuern und es erlauben, die eingegebenen Daten zu überwachen und die verarbeitete Information anzuzeigen.
4) Uhr gemäss einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Datenverarbeitungsschaltung eine Rechnerschaltung ist.

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5) Uhr gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes eingehende alphanumerische Zeichen durch seine auf der Schreibfläche geschriebene Schreibweise erkannt wird.
6) Uhr gemäss einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine vollständige Angabe aus einer einem Befehl entsprechenden Angabe und einer oder mehreren alphanumerischen Daten bestehen kann.
7) Uhr gemäss einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler auf das Vorübergleiten des Fingers des Benutzers reagieren während dieser ein'Zeichen auf der Oberfläche des Uhrenglases schreibt.
8) Uhr gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Messfühler im Verhältnis zum benutzbaren Alphabet beschränkt ist,
9) Uhr gemäss den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler aus empfindlichen Elementen gebildet sind, die sich radial von einem Punkt aus, der bezüglich dem Mittelpunkt des Uhrenglases exzentrisch ist, erstrecken.
10) Uhr gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler kapazitiv sind.
11) Uhr gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Messfühler re sistiv sind.

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12) Uhr gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibfläche drei grossflächige Messfühler aufweist.
13) Uhr gemäss Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schreibfläche vier Messfühler aufweist.

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