DE2850976C3

DE2850976C3 - Betätigungsvorrichtung mit feststehender Taste für den elektronischen Steuerschaltkreis der Funktionen einer elektronischen Uhr

Info

Publication number: DE2850976C3
Application number: DE2850976A
Authority: DE
Inventors: Ali Neuenburg/Neuchâtel Schneiter
Original assignee: Ebauches SA
Current assignee: Ebauchesfabrik ETA AG
Priority date: 1977-11-22
Filing date: 1978-11-21
Publication date: 1984-08-02
Also published as: JPS5482269A; DE2850976A1; GB2011662B; GB2011662A; FR2409540A1; CH626773B; FR2409540B1; CH626773GA3; DE2850976B2; US4203280A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung mit feststehender Taste für den elektronischen Steuerschaltkreis der Funktionen einer elektronischen Uhr.

Derartige Vorrichtungen, die die gewöhnlich zur Steuerung der verschiedenen Funktionen einer elektronischen Uhr verwendeten Druckknöpfe, beispielsweise für die Stundenrückstellung, das Einschalten oder die Bedienung einer Chronographen-Funktion oder auch anderer Funktionen, ersetzen sollen, sind bereits bekannt. Diese bekannten Vorrichtungen bestehen aus einer oder mehreren durchsichtigen Elektroden, die auf der Innenseite des Uhrenglases angeordnet sind, welches seinerseits einen derart eingerichteten Schaltkreis aufweist, um die Signale zu verwenden, die erzeugt werden, wenn der Benutzer seinen Finger gegenüber diesen Elektroden auf das Glas auflegt.

Derartige Vorrichtungen haben den Nachteil, daß der Benutzer, wenn er seinen Finger auf das Uhrenglas auflegt, um die eine oder andere dieser Funktionen zu steuern, gleichzeitig das Zifferblatt oder die Anzeige verdeckt, was ihn daran hindert, den Ablauf des Vorgangs bequem zu verfolgen. Die Verbindung der unter dem Glas angeordneten Elektroden mit dem Schaltkreis der Uhr stellt ebenfalls vor schwierige Probleme.

Zur Vermeidung dieser Nachteile hat man beispielsweise in der US-PS 39 92 873 bei einer Uhr der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die Steuertaste in dem ίο Mittelteil der Uhr unterzubringen. Die Taste wird dann durch eine zylindrische Isolierfassung gebildet, die in dem Mittelteil angeordnet ist, und durch eine Metallstange, die durch die Fassung hindurchgeht. Das äußere Ende der Stange liegt dann bündig mit der Außenseite der Fassung, während ihr inneres Ende mit dem Steuerschaltkreis der Uhr verbunden ist. Ein Fingerdruck auf die Taste ermöglicht, zwischen der Stange und dem Mittelteil eine galvanische Verbindung herzustellen, die den Zustand des Steuerschaltkreises verändert.

Eine Taste dieser Bauart leidet jedoch unter dem Nachteil einer nicht unbeachtlichen Empfindlichkeit gegen äußere Einflüsse wie Feuchtigkeit des Fingers oder Vorhandensein von Staub oder Verschmutzungen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aus den Vorteilen der früheren Lösungen Nutzen zu ziehen und deren Nachteile auszumerzen, indem eine Betätigungsvorrichtung mit feststehender Taste für kapazitive Betätigung geschaffen wird, die dadurch wenig empfindlieh gegen äußere Einflüsse ist und die im Mittelteil der Uhr angeordnet ist, was ein Verdecken des Zifferblattes vermeidet.

Genauer gesagt betrifft die Erfindung eine Betätigungsvorrichtung mit feststehender Taste für den elektronischen Schaltkreis der Funktionen einer elektronischen Uhr mit einer Fassung aus elektrisch isolierendem Material, die durch ein Element des Gehäuses der Uhr hindurchgeht, und mit einer Leiterstange, die durch die Fassung hindurchgeht. Für diese Vorrichtung wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Stange an ihrem äußeren Ende mit einem Kopf versehen ist, wobei dieser Kopf nach außen hin mit einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material von geringer Dicke überzogen ist.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung sowie Vorteile und Anwendungen derselben werden nachstehend an Hand der in den Zeichnungen dargestellten verschiedenen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer Uhr einer ersten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung,

F i g. 2 das Blockschaltbild einer Uhr mit dem dieser ersten Ausführungsform entsprechenden Schaltkreis und den zugehörigen Schaltkreisen,

F i g. 3a und 3b Abwandlungen der Ausführungsform der F i g. 1,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Teil einer Uhr mit einer zweiten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung,

F i g. 5 einen Schnitt durch einen Teil einer Uhr mit einer dritten Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung.

Die in F i g. 1 dargestellte Betätigungsvorrichtung weist eine feststehende Taste auf, die aus dem Kopf la einer in einer Fassung 2 aus Isoliermaterial angeordneten Metallstange 1 besteht, die im Mittelteil 3 des Uhrengehäuses eingesetzt ist. Dieser Kopf la bildet eine

der Platten eines Drehkondensators, dessen Aufgabe und Funktion weiter unten beschrieben werden. Die Stange 1 ist mindestens mittelbar und in nicht dargestellter Weise mit dem Eingang eines Schaltkreises verbunden, der ebenfalls weiter unten beschrieben wird.

Ein freier ringförmiger Raum 4 umgibt den im Inneren der Fassung 2 liegenden Teil der Stange 1 auf fast seiner gesamten Länge, und der Kopf la ist besonders dünn, um die Kapazität eines Stör-Kondensators so weit wie möglich zu verringern, über den Einzelheiten in Verbindung mit F i g. 2 ausgeführt werden. Dieser Kopf la ist von einer Kapsel 5 aus elektrisch isolierendem Material von geringer Dicke überzogen. Genauer gesagt kann die Dicke der Kapsel 5 zwischlen einigen Mikron und einigen Zehntel Millimetern liegen.

F i g. 2 zeigt das Blockschaltbild einer Uhr mit der Betätigungsvorrichtung der Fig. 1. Sie weist einen Oszillator 6 auf, der in klassischer Weise als Zeitbasis der Uhr verwendet wird und ein Signal mit einer Frequenz von beispielsweise 32 kHz liefert, einen elektronischen Schaltkreis 7 mit Frequenzteilern und allen Zusatzschaltkreisen wie dem Schaltkreis zur Stundenrückstellung der Uhr, einem möglichen Schaltkreis zum Wecken oder einem Chronographen-Schaltkreis oder anderes. Dieser Schaltkreis 7 liefert insbesondere die Steuersignale der Anzeigevorrichtung 8 zur Zeitanzeige der Uhr.

Der Ausgang des Oszillators 6 ist über eine Trennstufe 9, die ganz einfach durch zwei Kaskaden-Umschalter verwirklicht werden kann, mit dem Eingang eines Schaltkreises 10 verbunden, der an seinem Ausgang ein Bezugssignal liefern soll.

Ein Kapazitätsteiler aus einem unveränderlichen Kondensator 11 und einem in Serie geschalteten Drehkondensator 12 ist zwischen dem Ausgang des Trennschaltkreises 9 und einem der Pole der nicht dargestellten Energiequelle zwischengeschaltet und speist die Gesamtheit der Schaltkreise, der Uhr. Der gleiche Pol ist auch mit der Masse der Uhr verbunden. Die erste Elektrode 12a des Kondensators 12 besteht aus dem Kopf la der in Fig. 1 sichtbaren Stange 1. Ein mit dem Kondensator 12 parallelgeschalteter Kondensator 13 stellt den Stör-Kondensator dar, der aus der Stange 1 und der Seitenfläche seines Kopfes la einerseits und dem Mittelteil 3 der Uhr andererseits gebildet wird.

Die Elektroden 11a und 12a der miteinander verbundenen Kondensatoren 11 und 12 sind auch mit dem Eingang 14a eines Vergleichsschaltkreises 14 verbunden, der auf einem zweiten Eingang 146 das vom Schaltkreis 10 abgegebene Bezugssignal erhält. Dieser Komparator 14 liefert an seinen Ausgang 14c ein Signal, das verschiedene logische Zustände annimmt je nachdem, ob das an seinen Eingang 14a angelegte Signal eine größere oder kleinere Amplitude aufweist als die des an seinen Eingang 14Z> angelegte Bezugssignals. Dieses logische Signal wird an den elektronischen Schaltkreis 7 angelegt, um in bekannter Weise die verschiedenen Schaltkreise der Uhr zu steuern.

Die zweite Elektrode 126 des Kondensators 12 besteht aus jedem elektrisch mit der Masse der Uhr verbundenen Gegenstand. Zu normaler Zeit, wenn sich nichts vor dem Kopf la befindet, kann davon ausgegangen werden, daß die Kapazität dieses Kondensators gleich null ist.

Es soll aber in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen werden, daß die Kapazität eines Kondensators proportional zur Oberfläche seiner Elektroden und umgekehrt proportional zur Entfernung ist, die sie voneinander trennt. Im vorliegenden Fall, wo sich kein Gegenstand vor dem Kopf la befindet, ist dieser Abstand praktisch unendlich, so daß die Kapazität gleich null ist. In dem Fall des Stör-Kondensators 13 macht die hauptsächlich durch die sehr geringe Seitenfläche des Kopfes la bestimmte Oberfläche der

ίο Elektroden die Kapazität dieses Kondensators ebenfalls sehr gering, wenn nicht vernachlässigbar.

Weiterhin ist die Amplitude des an den Eingang 14a des Komparators 14 angelegten Signals in dem Fall, in dem sich kein Gegenstand vor dem Kopf la befindet.

praktisch gleich der Amplitude des vom Separator 9 gelieferten Signals. Diese Amplitude liegt über der des Bezugssignals, und das vom Ausgang 14c des Komparators gelieferte Signal nimmt einen ersten logischen Zustand ein, beispielsweise den Zustand 0.

Wenn der Benutzer, dessen Körper mit der Masse der Uhr über deren Boden verbunden ist, seinen in F i g. 1 mit 15 bezeichneten Finger auf die Kapsel 5 legt, wird die Kapazität des Kondensators 12 erheblich erhöht. Der seine Elektroden trennende Abstand beträgt dann nur noch die Dicke der Kapsel 5, die sehr gering ist. Die Amplitude des an den Eingang 14a angelegten Signals des Komparators 14 wird damit verringert. Sie wird bei einer mindestens ersten Annäherung gleich der Amplitude des Signals, das vom Separator 9 geliefert

wird, multipliziert durch das Verhältnis ' worin CIl und C12 die Kapazitäten der Kondensatoren 11 bzw. 12 sind. Dieser Wert liegt unter der Amplitude des Bezugssignals, und der Komparator 14 liefert so ein Signal mit einem logischen Zustand I. Dieses Signal wird vom elektronischen Schaltkreis 7 verwendet, um die verschiedenen Funktionen der Uhr zu steuern.

Die F i g. 3a und 3b zeigen zwei Ausführungsformen der Vorrichtung, die derjenigen der F i g. 1 sehr ähnlich sind mit dem Unterschied, daß die Kalotten 5a bzw. 5b in bezug auf die Oberfläche des Mittelteils 3 die eine einen Vorsprung 3a und die andere eine Vertiefung 3b aufweisen. Diese Ausführungsformen geben dem Benutzer ein gewisses Berührungsempfinden im Moment, wo er seinen Finger auf die feststehende Taste legt.

In der Ausführungsform der F i g. 4 weist die Betätigungsvorrichtung eine mit einem Kopf 16a versehene Metallhülse 16 auf, in deren Innerem eine Leiterstange 17 beispielsweise aus einem leitenden Elastomer angeordnet ist, die mit einem Metallblättchen 18 in Verbindung steht, das die Verbindung mit dem Schaltkreis der Uhr gewährleistet.

Die Metallhülse 16 liegt in einer Fassung 19 aus Isoliermaterial, die ihrerseits in dem Mittelteil 20 des Uhrengehäuses angeordnet ist. Eine Isolierkapsel 21 bedeckt den Kopf 16a.

Die Hülse 16, ihr Kopf 16a und die Stange 17 spielen die gleiche Rolle wie die Stange 1 und ihr Kopf 1 a in der Ausführungsform der F i g. 1, und die Fassung 19 und die Kapsel 21 entsprechen der Fassung 2 und der Kapsel 5 der gleichen Ausführungsform.

Der den Ausführungsformen der F i g. 3a, 3b und 4 zugehörige Schaltkreis ist genau der gleiche wie der in F i g. 2 dargestellte.

F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform entsprechend der in Fig. 1 dargestellten mit dem Unterschied, daß die

Kapsel 5 außen mit einer Leitschicht 22 versehen ist, die beispielsweise durch Metallisierung aufgebracht wird. Diese Schicht steht in keinerlei Berührung mit dem Mittelteil 3, so daß der Wert der durch das Vorhandensein des Fingers des Benutzers geschaffenen Kapazität nicht von der Oberfläche des Berührungsbereichs zwischen diesem Finger und der Kapsel

abhängt.

Zur Vervollständigung sei erwähnt, daß ebenfalls parallel zum Kondensator 12 ein Stör-Widerstand vorhanden ist, der aus der Kombination der Widerstände der Fassung 2 oder 19 und der Kapsel 5 oder 21 besteht. Der Wert dieses Stör-Widerstandes ist jedoch so hoch, daß seine Rolle völlig vernachlässigbar ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Betätigungsvorrichtung mit feststehender Taste für den elektronischen Steuerschaltkreis der Funktionen einer elektronischen Uhr mit einer Fassung aus elektrisch isolierendem Material, die ein Element des Uhrengehäuses durchquert, und mit einer Leiterstange, die die Fassung durchquert, dadurch gekennzeichnet, daß die Stange (1) an ihrem äußeren Ende mit einem Kopf (la) versehen ist, wobei dieser Kopf (\a) nach außen hin mit einer Schicht (5) aus elektrisch isolierendem Material von geringer Dicke überzogen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5) aus elektrisch isolierendem Material im wesentlichen mit der Außenseite des Elements (3) des Gehäuses fluchtet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5a) aus elektrisch isolierendem Material die Außenseite des Elements (3) des Gehäuses überragt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (5b) aus elektrisch isolierendem Material in bezug auf die Außenfläche des Elements (3) des Gehäuses eine Vertiefung bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kopf (la) überziehende Schicht (5) aus elektrisch isolierendem Material ihrerseits mit einer Leitschicht (22) überzogen ist, die in keinerlei Kontakt mit dem Element (3) des Gehäuses steht, wodurch die Kapazität des veränderlichen Kondensators (12), wenn der Benutzer die Betätigungsvorrichtung betätigt, unabhängig von der vom Finger (15) des Benutzers bedeckten Oberfläche des Kopfes (lajder Welle (1) ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassung (2) aus elektrisch isolierendem Material so angeordnet ist, daß die Stange (1) mindestens nahe ihrem Kopf (la) abgestützt ist, wobei zwischen der Fassung (2) und der Stange (1) mindestens auf einem Teil von deren Länge ein ringförmiger Hohlraum (4) besteht.