DE69002762T2 - Zeitmessvorrichtung mit geschwindigkeitsanpassung für zeitstandardänderungen. - Google Patents

Description

• Diese Erfindung betrifft allgemein Uhren und speziell Uhren, die für Reisende besonders geeignet sind.
• Zeitmeßvorrichtungen zum alltäglichen persönlichen Gebrauch, wie etwa Armband- oder Taschenuhren, benutzen einen Quarzkristall zur Erzeugung eines präzisen Zeitsignals, welches zur Erzeugung von Zügen von Zeitimpulsen in der Frequenz heruntergestuft wird, um die Uhrenanzeige anzutreiben. Im Falle einer Uhr mit einer analogen Anzeige treiben diese Zeitsignale einen Schrittmotor, der die Stunden- und Minutenzeiger dreht. Im Falle einer Uhr mit Digitalanzeige steuern die Zeitsignalzüge einen Schaltkreis, der eine LED- oder Flüssigkristallanzeige antreibt. Eine elektronische Uhr mit einer analogen Anzeige ist zum Beispiel im US-Patent 4,505,594 von Kawahara et al. (1985) gezeigt, während US-Patent 4,316,272 von Seikosha (1982) eine Uhr mit Digitalanzeige darstellt.
• Ein großes Problem, mit dem Leute, die über lange Entfernungen reisen, konfrontiert werden, ist die Anpassung an Änderungen der lokalen Zeit bei ihrem Durchqueren durch unterschiedliche Zeitzonen. Diese Erscheinung wird üblicherweise als Jet Lag bezeichnet. Über große Entfernungen reisende Personen setzen häuf ig ihre Uhren bei Ankunft am Zielort auf die lokale Zeit. Während eine aus Kalifornien in New York ankommende Person wissen mag, daß die lokale Zeit 5:00 P.M., Eastern Standard Time, ist, fühlt diese Person wahrscheinlich, daß die "wahr" Zeit 2:00 P.M., Eastern Standard Time, ist. Dies beruht darauf, daß die Person das Fortschreiten der Zeit vom Abreiseort zum Zielort nicht erlebt hat. Nachdem der Reisende die Uhr abrupt drei Stunden weiter gegenüber der gültigen lokalen Zeit des Abreiseortes gestellt hat, muß er oder sie nun versuchen zu glauben, daß diese neue lokale Zeit seine oder ihre "wahre" Zeit ist. Bei einer längeren Reise dauert es häufig einen Tag oder länger, bis der Reisende sich sowohl physisch als auch psychisch an die lokale Zeit des neuen Ortes akklimatisiert.
• Einige der elektronischen Gebrauchsuhren weisen eine Funktion auf, die der Uhr die Anzeige der lokalen Zeit zahlreicher Städte in allen verschiedenen Zeitzonen der Welt ermöglicht. Beispiele derartiger Uhren sind die Patente US 4,072,005 von Teshima et al. (1978); US 4,316,272 von Seikosha (1982) und US 4,620,797 von Besson und Meister (1986). Ein Reisender in Boston, der seine Reise nach London um 10:00 A.M. beginnt, könnte den Weltzeitschalter an einer derartigen Uhr betätigen und an der Uhr London aufrufen, woraufhin diese die entsprechende lokale Londoner Zeit, also 3:00 P.M. anzeigt. So erfährt der Reisende unmittelbar die Zeitdifferenz zwischen den beiden Orten. Dieses Wissen hilft ihm in Wirklichkeit jedoch nicht, dem Jet Lag-Gefühl beizukommen, das der Reisende bei der Ankunft in London erlebt. Dies hat seinen Grund darin, daß, unabhängig davon, ob der Reisende seine Uhr beim Starten in Boston, über dem Atlantik oder bei Erreichen Englands auf Londoner Zeit umstellt, die Uhr ihm nicht bei der psychischen Anpassung an die neue lokale Zeit hilft, da sie im wesentlichen instantan zwischen den beiden lokalen Zeiten umschaltet.
• Eine Zeitmeßvorrichtung, die ihre Zeitanzeige beim Passieren von einer Zeitzone zur anderen automatisch ändert, ist im US-Patent 4,204,398 von Lemelson (1980) beschrieben und weist einen Radioempfänger auf, der auf Signale antwortet, die von einem entfernten Übersetzer, zum Beispiel in dem Flugzeug, in dem der Benutzer reist, erzeugt werden. Wenn das Flugzeug eine Zeitzonengrenze passiert, kann diese Zeitmeßvorrichtung automatisch ihre Anzeige ändern und die aktuelle Zeit der neuen Zeitzone anzeigen. Diese Uhr erlaubt jedoch dem Benutzer nicht die graduelle Anpassung an neue Zeitzonen. Die Uhr schreitet rück- oder vorwärts in abrupten stündlichen Inkrementen. Des weiteren ist diese Uhr recht komplex und aufwendig. Sie erfordert, daß Übertrager angeordnet werden, die Zugang zur aktuellen lokalen Zeit jedes Punktes der Erde haben. Dies stellt ebenfalls ein aufwendiges und hinderliches Erfordernis dar. Folglich ist ihre Verwendung als Einsatz in einer relativ kostengünstigen persönlichen Zeitmeßvorrichtung wie etwa einer Armband- oder Taschenuhr nicht praktisch.
• Es sind Vorrichtungen patentiert worden, die entworfen wurden, um einem Reisenden bei der psychischen Anpassung an eine neue Zeitzone zu helfen. Eine derartige Vorrichtung wird in dem europäischen Patent 0 307 126 von Bick und Kinnell beschrieben. Diese Vorrichtung gibt dem Benutzer eine ablesbare Anzeige einer Prozedur, um seine biologische Uhr zu resynchronisieren, wobei das Aussetzen seines Körpers dem Tageslicht gesteuert wird. Das Ziel der Erfindung ist die Berechnung einer passenden Zeit für das Individuum, um dieses dem Tageslicht auszusetzen (als auch einer geeigneten Zeit zur Vermeidung des Tageslichts), um dessen zirkadischen Rhythmus derart zu modifizieren, daß seine biologische Uhr auf den angestrebten neuen Zeitstandard gesetzt wird. Die Vorrichtung enthält keine Datenregulation und bietet einer Person, die die psychische Anpassung an einen neuen Zeitstandard anstrebt, keine Hilfe.
• Joschko beschreibt im deutschen Patent 37 08 578 eine Zeitmeßvorrichtung, die mit einer variablen Rate laufen kann, um die Notwendigkeit des Vorwärtssetzens von Uhren im Sommer zu vermeiden, die Vorteil aus dem zusätzlichen Tageslicht der längeren Sommertage ziehen. Diese Zeitmeßvorrichtung wird typischerweise zum Laufen unter einer alternierenden Rate zwischen zwei Daten eingestellt, so daß die Zeitmeßvorrichtung während eines Teils des Jahres schneller und während des restlichen Jahres langsamer verläuft. Dies erfolgt so, daß eine bestimmte Tageszeit (im Vergleich zu Uhren, die mit normaler Geschwindigkeit laufen) progressiv später geschieht, dann progressiv früher, bis am Ende der einjährigen Periode die angezeigte Zeit mit einer Uhr übereinstimmen würde, die das ganze Jahr hindurch mit einer normalen Rate gelaufen wäre. Diese Erfindung richtet sich nicht an die Bedürfnisse von Reisenden und anderen, um sich an einen existierenden Zeitstandard anzupassen.
• Ähnlich beschreibt Marvosh im US-Patent 4,763,311 eine Doppeluhr, deren eine Seite für sechs Monate eines Jahres mit einer schnellen oder langsamen Rate läuft. Wie bei der Zeitmeßvorrichtung von Joschko ist der Zweck dieser Uhr die graduelle Änderung der Standardzeit des Benutzers, um während des ganzen Jahres Vorteil aus dem verfügbaren Tageslicht zu ziehen. Es richtet sich auch nicht an die Bedürfnisse von Reisenden, sich an einen existierenden Zeitstandard anzupassen.
• Dementsprechend ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, eine Zeitmeßvorrichtung zu schaffen, die von einer Person getragen werden kann und die die psychischen Effekte des Jet Lags beim Reisen zwischen verschiedenen Zeitzonen vermindert.
• Andere Aufgaben sind die Schaffung einer Uhr, die dem Träger hilft, sich an lokale Zeitänderungen, die durch östliches oder westliches Reisen über große Entfernungen zwischen zwei Orten verursacht werden, zu akklimatisieren, eine derartige Uhr zu schaffen, die dem Träger die Akklimatisierung an eine Änderung der lokalen Zeit während der Reise ermöglicht und die Schaffung einer Uhr dieses Typs, die nicht wesentlich mehr als eine konventionelle elektronische Uhr kostet, die eine Vielzahl von Anzeigefunktionen aufweist.
• Weitere Aufgaben werden bei der folgenden Beschreibung, den Ansprüchen und begleitenden Zeichnungen deutlich.
• Eine elektronische Uhr gemäß der gegenwärtigen Erfindung weist eine "Reisefunktion" auf, die vom Träger zu Beginn einer ost- oder westwärts gerichteten Reise aktiviert werden kann. Diese Funktion wird die Laufrate der Uhr beschleunigen oder verzögern, so daß nach Verstreichen einer vom Benutzer bestimmten Reisezeit die Zeitmeßvorrichtung die aktuelle lokale Zeit des Ankunftsortes anzeigt und zu diesem Zeitpunkt automatisch zu ihrer normalen Laufgeschwindigkeit zurückkehrt.
• In einer Implementierung der Uhr gibt der Benutzer die Zeitdifferenz zwischen Abreise- und Ankunftsort ein, und, ob diese Stunden gewonnen oder verloren werden, d.h., ob jemand nach Osten oder Westen reist. Dies geschieht mittels Betätigung einer Funktion, die eine Anzahl von Stunden und ein "+" oder "-" anzeigen läßt. Daraufhin gibt der Benutzer die Dauer der Zeit ein, über die sich die Änderung auf die neue Zeitzone hin erstreckt, d.h. die ungefähre Reisezeit. Dann drückt der Benutzer einen Funktionsknopf zum Aktivieren der Reisefunktion. In diesem Moment beginnt die Uhr, sich an die Zeitzone des Ankunftsortes anzupassen, indem sie schneller oder langsamer als normal läuft. Nach Verstreichen der voreingestellten Reisezeit zeigt die Uhr eine Zeit an, die mit der lokalen Zeit in der Zeitzone des Ankunftsortes übereinstimmt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Reisefunktion automatisch beendet und die Uhr setzt den Betrieb mit einer normalen Rate fort.
• Beispielsweise sei angenommen, daß eine Person mit dem Flugzeug von Boston nach San Francisco reist. Der Flug verläßt Boston um 8:00 A.M., Eastern Standard Time. Der Flug soll San Francisco um 11:25 A.M., Pacific Standard Time, erreichen. Beim Einsteigen in das Flugzeug weiß der Benutzer, daß die Flugdauer etwa 6 Stunden betragen soll und daß die Zeit in San Francisco 3 Stunden früher als die Bostoner Zeit ist. Also gibt der Benutzer unter Betätigung eines Funktionsknopfs "-3" ein, um anzuzeigen, daß während des Verlaufs der Reise 3 Stunden verloren werden müssen. Dann gibt der Benutzer unter Betätigung eines weiteren Funktionsknopfs "6:00" ein, um anzuzeigen, daß die drei Stunden über eine sechsstündige Zeitdauer verloren werden sollen. Dann startet der Benutzer die Funktion und die Uhr beginnt mit einer Rate von 6/3 zu laufen, die Hälfte der normalen Geschwindigkeit.
• Die während des Fluges von der Uhr angezeigte Zeit stellt die Zeit dar, die der Benutzer als "wahr" betrachten sollte. Es ist vorteilhaft, daß der Benutzer sich um die aktuelle Zeit sowohl des Abreiseortes als auch des Ankunftsortes während der Übergangsperiode nicht zu kümmern braucht. Die meisten Flugzeuge sind isolierte Umgebungen, die besonders geeignet sind, den Benutzer die von der Uhr angezeigte "Zeit des Reisenden" als "wahr" erfahren zu lassen. In diesem Zusammenhang obliegt es dem Benutzer, von Zeit zu Zeit auf die Uhr zu sehen, um einen maximalen Vorteil von der Uhreneigenschaft zu erlangen. In diesem Beispiel wird die Zeit des Reisenden graduell verzögert, was dem Benutzer bei der Pacific Standard Time 6 Stunden vom Moment der Betätigung des Funktionsschalters der Uhr in Boston, d.h. 11:00 A.M. PST, läßt, vorausgesetzt die Funktion wurde um 8:00 A.M. EST eingeschaltet. Der Benutzer wird bei der Ankunft also nicht in eine neue Zeitzone gestürzt, sondern bequem in die neue Ortszeit entlassen. Als Ergebnis fühlt sich der Benutzer besser akklimatisiert an die Ortszeit von San Francisco, da der Benutzer ein graduelles Fortschreiten in die Zielzeitzone erfahren hat.
• Bei der Rückkehr nach Boston programmiert der Benutzer die Uhr in gleicher Weise, um weitere drei Stunden während einer West-Ost-Reisedauer von ungefähr 4½ Stunden zu zugeben. Die Uhr arbeitet nun schneller als normal und zeigt die korrekte Eastern Standard Time nach Verstreichen von 4½ Stunden an und das Flugzeug nähert sich seinem Ziel Boston.
• Die Funktion kann im wesentlichen vor Reisebeginn eingeschaltet und/oder nach Abschluß der Reise beendet werden, so daß Benutzer, die Zeitzonen extrem schnell durchqueren, etwa jene, die in großen Höhen oder mit Überschallgeschwindigkeit reisen, sich eine hinreichende Zeitdauer schaffen können, über die die Anpassung an die neue Zeitzone erfolgt.
• Eine weniger aufwendige Version der Uhr könnte arbeiten, ohne dem Benutzer zu erlauben, die Dauer des Übergangs zwischen verschiedenen Zeitzonen einzugeben, würde jedoch Zeit mit einer konstanten Rate, zum Beispiel eine Stunde pro Stunde, gewinnen oder verlieren. Diese Rate könnte als Default-Übergangsrate auch bei Uhren, die dem Benutzer das Setzen der Rate erlauben, vorgesehen sein. In diesem Fall wäre, wenn der Benutzer den Default akzeptiert, ein Eingeben der Reisedauer nicht erforderlich. Die Uhr kann auch in Verbindung mit einer konventionellen Datumsfunktion implementiert werden, so daß der Tag weiter- oder zurückgesetzt wird, wenn die Zielzeitzone ein anderes Datum als die Abreisezeitzone aufweist.
• Die Funktion kann weiterhin in einer konventionellen elektronischen Uhr mit einer Weltzeitanzeige aufgenommen werden. In dieser Ausführung würde der Benutzer die lokale Zeitdifferenz zwischen Abreise- und Ankunftsort seiner Reise nicht zu wissen brauchen; die Uhr würde diese Zeiten, häufig simultan, anzeigen. Um die Uhr zu benutzen, würde der Reisende nur die erwartete Reisedauer in die Uhr eingeben, das Ziel wählen und die Funktion einschalten. Die Uhr würde daraufhin mit einer schnelleren oder langsameren Rate arbeiten, um die notwendige Zeit während der Dauer der Reise zu verlieren, so daß die Uhr die korrekte Zeit des Zielortes nach Beendigung der eingegebenen Reisedauer anzeigt.
• Die Reisefunktion kann weiterhin in eine konventionelle elektronische Uhr mit einer mehrfachen Zeitzonenanzeige eingebracht werden. In dieser Ausführung würde der Benutzer die Ankunftsortszeit in die zweite Zeitzonenanzeige einsetzen. Zur Benutzung der Uhr würde der Reisende einfach die Reisedauer eingeben (oder den Defaultwert akzeptieren) und die Funktion einschalten. Die Uhr würde dann automatisch die Differenz zwischen den Zeitzonen bestimmen und ebenso die Richtung der Reise, d.h. ost- oder westwärts. Dies ist die Ausführungsform, die von der folgenden detaillierten Erklärung abgedeckt wird.
• Die bevorzugte Realisierung der Reisefunktion hat einen Mikroprozessorschaltkreis und begleitende Funktionsschalter zum Empfang der Eingabedaten und zum Durchführen der oben beschriebenen Ratenberechnungen, um die Zeitsignale zum Antreiben der Uhrenanzeige mit einer berechneten schnelleren oder langsameren Rate zu entwickeln. Der elektronische Schaltkreis, um dieses zu tun, ist gemäß dem Stand der Technik wohl bekannt, so daß die Aufnahme dieser Erfindung in eine andere konventionelle elektronische Uhr die Uhr nicht übermäßig komplizieren oder ihren materiellen Aufwand erhöhen sollte.
• Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das das elektronische System einer erfindungsgemäßen Digitaluhr zeigt.
• Fig. 2A bis 2D sind Flußdiagramme, die ein Mittel zur Implementierung der Reisefunktion in der Uhr nach Fig. 1 erläutern.
• Fig. 3A bis 3F sind Diagramme, die den Zeitfortschritt während einer typischen Benutzung der Funktion darstellen.
• Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Viele der heutzutage hergestellten Zeitmeßvorrichtungen benutzen Mikroprozessoren. Sie enthalten typischerweise einen internen Speicher, eine Anzahl interner Register, Zähler, Sperren, Decoder usw. Ein solcher Mikroprozessor, gezeigt unter 10, ist das Modell COP424C, hergestellt von National Semiconductor Corporation, 2900 Semiconductor Drive, Santa Clara, CA 95051, USA. Die Anwendung dieser Mikroprozessoren in der Zeitmessung ist sowohl in der Zeitmeßtechnik als auch in der Mikroprozessortechnik bekannt.
• Der Begriff "Takt" wird verwendet, um 1/64 Sekunde zu kennzeichnen. Dies ist die Rate, mit der die Uhr unterbrochen wird und mit der die Routine zum Anpassen der Zeit ausgeführt wird.
• Mikroprozessor 10 ist mit einem externen Quarzkristall 20 zur Schaffung eines Hochfrequenzschwingkreises ausgestattet. Andere externe Komponenten umfassen Batterien (nicht gezeigt), die die Energie zum Betreiben der Stromkreise der Zeitmeßvorrichtung bereitstellen; eine Anzeige 30, die in dieser Ausführungsform vorzugsweise eine Flüssigkristall-Zeitanzeige sein würde, die Stunden, Minuten und Sekinden anzeigen kann; und eine Reihe von Schaltern 40 bis 90. Die mit jedem dieser Schalter 40 bis 90 verbundene Funktion wird im folgenden detailliert beschrieben. Anzeige 30 wird über einen Decoder/Treiber 100 im Mikroprozessor 10 aktiviert. Wenn die Reisefunktion aktiv ist, ist die Anzeige 30 programmiert, um nur Stunden und Minuten zu zeigen, so daß der Benutzer nicht von Sekunden abgelenkt wird, die mit einer abnorm schnellen oder langsamen Rate forschreiten.
• Mikroprozessor 10 enthält zusätzlich einen Oszillatorstromkreis 110, einen Zähler/Teiler 120, eine Central Processing Unit (CPU) 130, ein Read-Only-Memory (ROM) 140, Register W, X, Y und Z, bezeichnet mit 145, 150, 155 und 156, Register R, D, S und C, bezeichnet mit 157, 158, 159 und 160, und (nicht gezeigte) Akkumulator- und Flagregister. Der Akkumulator arbeitet als temporäres Speicherregister, in dem Zahlen in binärer Form gespeichert und damit mathematische Operationen aufgeführt werden können und von dem aus die Ergebnisse zu anderen Registern geleitet werden können. Eine Sperre 170, ein Decoderschalter 180 und interne Verbindungen sind ebenfalls wie in Fig. 1 gezeigt eingeschlossen.
• Der Oszillator 110 liefert eine Rechteckwelle mit einem Tastverhältnis von 50% in üblicher Weise. Der Teiler 120 liefert an seinem Ausgang eine Rechteckwelle von 64 Hz mit wiederum einem Tastverhältnis von 50% in wohlbekannter Weise. Ein Hochfrequenz-Zeitsignal 190 ist mit der CPU 130 und dem Decoder/Treiber 100 verbunden, um sie mit hoher Geschwindigkeit zu betreiben. Die CPU 130 muß in der Lage sein, Operationen mit hoher Geschwindigkeit auszuführen, um zahlreiche Aufgaben in jeder Sekunde zu erledigen. Der Decoder/Treiber 100 muß ebenfalls alle Teile der Anzeige 30 in einer kurzen Zeit, verglichen mit einer Sekunde, aktivieren. Die Funktion dieser beiden Komponenten ist den mit logischen Schaltkreisen Vertrauten wohl bekannt.
• Die CPU 130 ist "interrupt"-gesteuert. Normalerweise wartet sie auf Instruktionen. Sie kann alternativ ausgeschaltet werden zwischen Interrupts, um Batterieenergie zu sparen. Der mit "INT 1" für "Interrupt Nr. 1" bezeichnete Eingang 200 wird mit einer Rate von 64 Hz aktiviert. Die CPU 130 erkennt Interrupts typischerweise als positiv gerichtete logische Übergänge zwischen null Volt (logisch "0" oder "falsch") und +1,5 Volt (logisch "1" oder "wahr").
• Der mit "INT 2" für "Interrupt Nr. 2" bezeichnete Eingang 210 wird immer dann aktiviert, wenn einer der Schalter 40 bis 90 geschlossen wird. Die Eingänge zum Decoder 180 sind normalerweise mittels der Widerstände 41 bis 91 auf "Tief" oder bei logisch "0" gehalten. Wenn ein Schalter geschlossen wird, wird die Batteriespannung, typischerweise 1,5 Volt, momentan mit dem entsprechenden Eingang des Decoders 180 verbunden. Der Decoder 180 antwortet, indem er der CPU 130 über die Interruptleitung #2 (205), verbunden mit dem Eingang 210, signalisiert und logische Daten auf den Vielfachleitungen 220 zum Eingang 230 der CPU 130 in wohlbekannter Weise übermittelt.
• Die CPU 130 kann Daten an die Register "W, X, Y, Z, R, D, S und C senden, die mit 145, 150, 155, 156, 157, 158, 159 und 160 bezeichnet sind. Sie kann ebenfalls den Inhalt dieser Register lesen. Die Datenregister W, X, Y und Z können in der Sperre 170 gespeichert werden. Die vielfachen Kontrolleitungen 240 werden benutzt, um unter den Registern 145, 150, 155 und 156 in wohlbekannter Weise auszuwählen. Wird ein Register über die Adreßleitung 240 angewählt, wird ein momentaner Impuls an die Sperre 170 gegeben über die Leitung 300, die den Ausgang der CPU 130 mit dem "Sperreingang" der Sperre 170 verbindet, und veranlaßt, daß die am Eingang der Sperre 170 liegenden Daten in der Sperre in bekannter, nicht näher bestimmter Weise gespeichert werden. Auf diese Weise können beliebige in den Registern 145, 150, 155 oder 156 vorhandene Daten, die Zeit darstellen, als Zeit-Digits auf der Anzeige 30 gezeigt werden. In der gegenwärtigen Ausführungsform wird das Register W 145 benutzt, um die augenblickliche Zeit des Reisenden zu zeigen. Register X 150 wird benutzt, um die "gegenwärtige" Tageszeit zu speichern, d.h. die Zeit der Abreisezeitzone. Register Y 155 wird zum Speichern der momentanen Zeit des Zielortes benutzt. Register Z wird zum Speichern der Übergangszeit, d.h. der Reisedauer, benutzt.
• Register R (157) wird benutzt zum Speichern der Zeitzonenübergangsrate, die von der CPU 130 berechnet wird unter Benutzung der Daten der Register X, Y, Z und D. Register D (158) wird benutzt zum Speichern der Differenz zwischen der Zeit des Abreiseortes und der Zeit des Zielortes als mit Vorzeichen (+ oder -) versehene Zahl. Register S (159) ist ein Zähler, der mit jedein sukzessiven Takt der Zeitmeßvorrichtung, d.h. einmal pro 1/64 Sekunde, erhöht wird. Dieser Zähler wird benutzt, um die Zeit der Abreise und Zielorte zu erhöhen. Register C (160) ist ein Zähler, der ebenfalls mit jedem Takt der Zeitmeßvorrichtung erhöht wird. Dieser Zähler wird zur Erhöhung der Zeit des Reisenden benutzt. Weitere (nicht gezeigte) Register speichern Adressen, Zustände, usw. Das Setzen und Bedienen von Uhren dieses Typs ist wohlbekannt. Siehe zum Beispiel US-Patent 4,316,272 von Seikosha (1982).
• Schließlich ist die CPU 130 mit einem ROM 140 ausgestattet, das vielfache Instruktionen enthält, die die Arbeitsweise der Zeitmeßvorrichtung bestimmen. Dieses Konzept ist dem Fachmann der Mikroprozessortechnik ebenfalls wohlbekannt.
• Das Prinzip der gegenwärtigen Erfindung wird am besten mit Hilfe der Flußdiagramme in den Fign. 2A bis 2D und den Fign. 3A bis 3E verstanden. Fign. 2A und 2B zeigen eine Reihe von Instruktionen, die als Antwort zum INT 1 am Eingang 200 (Fig. 1) ausgeführt werden. Die Fign. 2C und 2D zeigen eine Reihe von Anweisungen, die mit jedem Schließen eines der Schalter 40 bis 90 erzeugt und in Antwort zu INT 2 ausgeführt werden. Die Interrupts haben eine Prioritätsordnung. INT 1 hat eine höhere Priorität und kann aktiviert werden, während INT 2 im Gange ist. INT 2 kann niemals in Einsatz gelangen, während INT 1 im Gange ist.
• Fig. 2A ist ein Flußdiagramm, das darstellt, wie Interrupts behandelt werden. Bei anfänglichem Einschalten lädt die Uhr 1:00 in die Register W (145), X (150) und Y (155). Dann wird die Zeit im Register X (150), d.h. die Zeit der Abreisezeitzone, angezeigt. Die Warteschleife beginnt. Der Prozessor wird nach jeder 1/64 Sekunde unterbrochen (INT 1). Die Kontrolle geht dann auf die in Fig. 2B beschriebene Routine über, wobei in dem Fall, daß eine INT 2-Operation im Gange ist, die Adresse der Unterbrechung gesichert wird.
• Fig. 2B stellt die Mittel dar, mit denen die Zeiten des Abreise- und Zielortes sowie die aktuelle Zeit des Reisenden inkrementiert werden, ebenso wie die Mittel, mit denen die Reisefunktion nach Ankunft in der Zielzeitzone beendet wird. Zähler S (159) wird mit jedem INT 1 Interrupt der CPU inkrementiert. Wenn er 64 erreicht, ist eine Sekunde verstrichen und es ist an der Zeit, die Register der Zeitzonenzeiten der Abreise X (150) und des Ziels Y (155) um eine Sekunde zu inkrementieren. Der "Zeitüberwachungsalgorithmus", auf den Bezug genommen wird, ist eine Routine zur Inkrementierung von Minuten, Stunden und Daten zur richtigen Zeit. Alle elektronischen Zeitmeßvorrichtungen müssen diese Funktion erfüllen und ihre Wirkungsweise ist im Stand der Technik wohlbekannt. Zähler C (160) wird ebenfalls mit jeder INT 1-Unterbrechung der CPU inkrementiert. Wenn er gleich dem in Register R (157) gespeicherten Wert ist, ist die Zeit zur Inkrementierung des Registers der Zeit des Reisenden (145) um eine Sekunde gekommen. Der Wert des Registers R (157) wird in den in Fig. 2D unten gezeigten Rechnungen bestimmt. Nach der Inkrementierung der Zeit des Reisenden bestimmt ein Komparator, ob die Funktion abgeschlossen ist, d.h. ob die Zeit des Reisenden im wesentlichen mit der Zeit der Zielzeitzone übereinstimmt. Falls dies der Fall ist, wird die Reisefunktion abgeschaltet und die Zeit der Zielzeitzone (Y 155) wird verriegelt. Der Betrieb wird dann mit der normalen Rate fortgesetzt.
• Fig. 2C zeigt eine Sequenz von Instruktionen, die mit jedem Schließen eines der Schalter 40 bis 90 erzeugt und als Antwort auf INT 2 ausgeführt werden. Eine Bedienung der zahlreichen Funktionsschalter veranlaßt die Ausführung der gezeigten Funktionen. Es wird darauf hingewiesen, daß Schalter 40 als Flip-Flop arbeitet. Wenn die Reisefunktion aktiv ist, wird sie durch Betätigung dieses Schalters zurückgesetzt und in dieser Ausführungsform wird dem Benutzer die Zeit der Abreisezeitzone angezeigt. Wenn die Reisefunktion nicht aktiv ist, bewirkt die Betätigung des Schalters 40 die Ausführung der in Fig. 2D erklärten Instruktionen. Diese Instruktionen initialisieren die Reisefunktion und beginnen den Einstellvorgang. Der Benutzer kann durch Betätigung des Schalters 55 die Reisedauer eingeben und die Anzeige der letzten Reisedauer veranlassen. Die Schalter 80 und 90 können zur Einstellung dieser Zeit benutzt werden. Eine Logik zum Zurücksetzen der Stunden nach 23 und der Minuten nach 59 ist vorgesehen aber aufgrund ihrer Konventionalität nicht dargestellt. Der Benutzer kann die Schalter 45 bis 90 in beliebiger Reihenfolge betätigen.
• Fig. 2D zeigt eine Sequenz von Instruktionen, die in Antwort auf das Schließen des Schalters 40 ausgeführt werden, wenn die Reisefunktion nicht schon aktiv ist. Die Zeit der Zielzeitzone wird mit der Zeit der Abreisezeitzone verglichen. Wenn die Zeit der Zielzeitzone größer ist als die Zeit der Abreisezeitzone, bestimmt die Uhr, ob diese Differenz 12 Stunden übersteigt. Falls dies der Fall ist, wird angenommen, daß die Zielzeitzone früher als die (westlich von der) Abreisezeitzone liegt und eine negative Differenz (D) wird berechnet. Wenn die Differenz kleiner als 12 Stunden ist, wird angenommen, daß die Zielzeitzone später als die (östlich von der) Abreisezeitzone liegt und eine positive Differenz (D) wird berechnet. Eine ähnliche Logik wird bei Kombinationen angewendet, in denen die Zeit der Zielzeitzone kleiner ist als die Zeit der Abreisezeitzone. Diese Logik ist in einer Uhr ohne interne Datumfunktion notwendig, da sie korrekt eine Zeit der Abreisezeitzone in einem Tag und eine Zeit der Zielzeitzone in einem anderen berechnen muß. Ein Reisender, der zum Beispiel San Francisco um 23:00 in Richtung Boston verläßt, würde eine Zeit der Zielzeitzone von 02:00 zeigen. Die in Fig. 2D gezeigte Logik würde die Differenz (D) korrekt als +3 und nicht als -21 berechnen. Natürlich würden Uhren, die das Datum in die Berechnung der Differenz einbeziehen, diese Annahme nicht erforderlich machen.
• Wenn die Zeitdifferenz (D) bekannt und die Reisedauer (Z) eingegeben worden ist, ist die Berechnung der Aktualisierungsrate (R) einfach. Dies ist die Anzahl "Takte" (1/64 Sekunde) vor der Inkrementierung des Sekundenzählers für die Reisefunktion. Danach wird der Taktzähler zurückgesetzt, die Zeit des Reisenden wird auf die Abreisezeit gesetzt und angezeigt, das Flag Reisefunktion aktiv wird gesetzt und die Funktion läuft ab. Die Funktion läuft fort, bis der Benutzer sie durch Drücken des Schalters 40 zurücksetzt oder bis die Zeit des Reisenden die Zeit der Zielzeitzone erreicht, nachdem die angegebene Reisedauer verstrichen ist. Es sei darauf hingewiesen, daß der Benutzer die Anzeige der Ziel- und/oder Abreisezeitzone an einem beliebigen Punkt der Reise wählen kann, ohne die Funktion zu stören. Dies wird durch Betätigung der Schalter 45 und/oder 60 ausgeführt. Um zur Anzeige der Zeit des Reisenden zurückzukehren, betätigt der Benutzer einfach den Schalter 50.
• Fign. 3A bis 3E zeigen die Zeit, die auf einer analogen Ausführungsform der Uhr während eines typischen Betriebs der Funktion erscheinen würde. In diesem Beispiel, in dem der Benutzer von Boston nach San Francisco reist, beträgt die Zeitdifferenz -3 Stunden. Der Benutzer hat die Zeit der Zielzeitzone im Register Y (155) gesetzt und die Reisedauer von 6 Stunden im Register Z (156) spezifiziert. Die Funktion wird exakt um 8:00 AM EST aktiviert.
• In Fig. 3A kann gesehen werden, daß die Zeit des Reisenden dieselbe Zeit anzeigt wie die aktuelle Zeit am Abreiseort. Die Zeit des Zielortes (San Francisco) ist 5:00 AM, drei Stunden früher.
• In Fig. 3B sind zwei Stunden verstrichen, so daß die Bostoner Zeit 10:00 AM und die San Francisco-Zeit 7:00 AM ist, die Zeit des Reisenden dagegen nur um eine Stunde auf 9:00 AM erhöht worden ist. Der Reisende wird langsam an die San Francisco-Zeitzone gewöhnt. Indem der Übergang während des Fluges fortschreitet, unterstützt die Uhr den Reisenden bei der Anpassung an die neue Zeitzone.
• In Fig. 3C sind zwei weitere Stunden verstrichen und eine weitere Stunde ist auf der Anzeige der Zeit des Reisenden verstrichen, d.h. die Anzeige der Zeit des Reisenden nähert sich weiterhin der Zeit der San Francisco-Zeitzone. Die Bostoner Zeit ist nun 12:00 mittags und die San Francisco-Zeit ist 9:00 AM. Die Anzeige der Zeit des Reisenden zeigt 10:00 AM. Der Reisende benutzt die Uhr in normaler Art und Weise, bemerkt die Änderung in der Zeit und akklimatisiert sich psychologisch an die auf der Anzeige angezeigten Zeit.
• In Fig. 3D sind sechs Stunden in der Abreise- und Ankunfts- Zeitzone verstrichen. Die Bostoner Zeit ist nun 2:00 PM und die San Francisco-Zeit ist 11:00 AM. Die Anzeige der Zeit des Reisenden hat um eine weitere Stunde zugenommen und zeigt nun 11:00 AM an, die exakte Zeit des Zielortes. Die Uhrenanzeige schreitet nunmehr mit normaler Rate fort. Der Reisende ist graduell in die Zielzeitzone gebracht worden und erfährt keinen Schlag, wenn die örtliche Zeit den Passagieren mitgeteilt wird. Der Reisende ist bereits an die San Francisco-Ortszeit akklimatisiert.
• In Fig. 3E ist seit der Ankunft in der Zielzeitzone eine Stunde verstrichen. Die Bostoner Zeit ist nun 3:00 PM und in San Francisco ist es 12:00 mittags. Die Anzeige des Reisenden zeigt 12.00 mittags. Die Uhr läuft seit einer Stunde mit normaler Geschwindigkeit. Der Reisende handelt nach San Francisco-Zeit und ist an die örtliche Zeitzone psychisch voll akklimatisiert. Die Uhr des Reisenden zeigt weiterhin die Zeit der Zielzeitzone an, bis die Reisefunktion wieder aktiviert wird.
• Wie oben beschrieben, kann die Reisefunktion in eine elektronische Standarduhr mit einer Datumsfunktion einbezogen werden, so daß das Datum inkrementiert oder dekrementiert wird, wenn die Änderung der örtlichen Zeit bei Durchquerung von Zeitzonen zu einer Datumsänderung führt.
• Die Reisefunktion kann auch in andere konventionelle digitale Armband- oder Taschenuhren einbezogen werden, einschließlich solcher mit einer Weltzeitanzeige, wie etwa der unter dem Warenzeichen CASIO DATA BANK von Casio Inc., Fairfield, New Jersey, angebotenen Uhr. Diese Uhr zeigt die örtliche und alle korrespondierenden örtlichen Zeiten in allen verschiedenen Zeitzonen der Welt an.
• In Ergänzung zu einer digitalen Uhr kann meine Reisefunktion in eine analoge Armband- oder Taschenuhr einbezogen werden, etwa in der in Patent 4,505,594 von Kawahara et al. (1985) beschriebenen. Außerdem kann die Funktion in Uhren mit analoger oder digitaler Anzeige einbezogen werden.
• Demgemäß schafft meine Erfindung eine Zeitmeßvorrichtung, die von einer Person getragen werden kann und die den Jet Lag bei der Reise zwischen verschiedenen Zeitzonen reduziert. Meine Zeitmeßvorrichtung unterstutzt den Träger beim Akklimatisieren an Änderungen der lokalen Zeit aufgrund ost- oder westwärts gerichteten Reisen, indem dem Träger die Akklimatisierung während der gesamten Reisedauer erlaubt wird.
• Weiterhin ist meine Zeitmeßvorrichtung ökonomisch zu konstruieren und erfordert keine wesentlichen Mehrkosten gegenüber konventionellen elektronischen Armband- oder Taschenuhren mit einer Vielzahl von möglichen Anzeigefunktionen.
• Die gezeigte Implementierung ist als Beispiel zu verstehen und soll den Rahmen in keiner Weise einengen. Zum Beispiel kann die Erfindung eingesetzt werden, um Zeitmeßvorrichtungen an Zeitstandards anzupassen, die von Zeitzonen verschieden sind, z.B. von Standardzeit zu Tageslichtnutzungszeit und umgekehrt innerhalb einer gegebenen Zeitzone. In dieser Anwendung kann die Zeitmeßvorrichtung einen Knopf aufweisen, daß den Verlust oder Gewinn einer Stunde über eine vorgegebene Zeitdauer, z.B. 5 Stunden, aktiviert, um dem Benutzer Zeit zur Akklimatisierung an die Zeitänderung zu geben. Die Anzahl der Schalter kann reduziert werden, indem verschiedene Funktionen jedem Schalter zugeordnet werden, wobei der Modus der Schalter über einen Modenschalter eingestellt wird. Die Anzeige kann drei oder mehr Zeitzonen anzeigen. Akustische Zeitindikatoren können in die Uhr einbezogen werden, Einstellmittel können sich verändern usw. Daher soll der Rahmen der Erfindung durch die folgenden Ansprüche und ihre legalen Äquivalente bestimmt werden und nicht durch die gegebenen Beispiele.

Claims (16)

1. Zeitmeßvorrichtung mit einer kontinuierlich mit einer Standardrate fortschreitenden Zeitanzeige zur besseren Unterstützung eines Benutzers bei der Anpassung an eine Änderung von einer ursprünglich auf den Benutzer anzuwendenden Standardzeit zu einer anderen, später auf den Benutzer anzuwendenden verschiedenen Standardzeit während einer gegebenen Anpassungsdauer mit Eingabemitteln (40-90) zur Bedienung der Zeitmeßvorrichtung mit Steuerungsdaten, die mindestens zwei der folgenden Daten darstellen:

die ursprünglich auf den Benutzer anzuwendende Standardzeit (45), die später auf den Benutzer anzuwendende andere Standardzeit (60) und die Anpassungdauer (55);

einem Speicher zur Speicherung von Daten, die mindestens zwei der folgenden Daten darstellen:

die Zeit unter der ursprünglichen Standardzeit (150), die Zeit unter der anderen Standardzeit (155), und die Anpassungsdauer (156);

einem Rechenmittel (130) zu den im Speicher gespeicherten Daten für die automatische Berechnung und Erzeugung von Ausgabedaten, die den Zeitfortschritt (157) der Zeitmeßvorrichtung mit einer Nicht-Standardrate des Zeitfortschreitens während der Anpassungsdauer auf der Basis von Steuerdaten darstellen, so daß die Nicht-Standardrate des Zeitfortschreitens der Rate entspricht, mit der die Zeit fortschreiten würde, wenn sich die Standardzeit, die der Benutzer erfährt, gleichmäßig über die Anpassungsdauer von der ursprünglichen Standardzeit zur anderen Standardzeit ändern würde;

einer Anzeige für die Ausgabedaten des Rechenmittels, um dem Benutzer die mit der Nicht-Standardrate fortschreitende Zeit während der Anpassungsdauer anzuzeigen,

so daß sich die von der Zeitmeßvorrichtung angezeigte Zeit während der Anpassungsdauer zwischen der Zeit unter der ursprünglichen Standardzeit und der Zeit unter der anderen Standardzeit gleichmäßig ändert und, so daß der Benutzer sich durch Beobachtung der Zeitmeßvorrichtung während der Anpassungsdauer stufenlos psychologisch an die Zeit unter der anderen Standardzeit anpaßt.

2. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 1, worin das Rechenmittel automatisch zu einem Fortschreiten der angezeigten Zeit mit einer normalen Rate zurückkehrt, wenn die vorgegebene Anpassungsdauer verstrichen ist.

3. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 1, worin das Speichermittel die Zeit unter der ursprünglichen Standardzeit und der anderen Standardzeit aufnimmt und daraus die gegebene Anpassungszeit auf der Grundlage der Differenz zwischen den Standardzeiten und einer voreingestellten abgeschätzten Anpassungsdauer auswählt.

4. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 1, worin der Speicher die Zeit unter der ursprünglichen Standardzeit, die andere Standardzeit und eine gegebene Anpassungsdauer aufnimmt.

5. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin Mittel aufweist, die das Rechenmittel veranlassen, von der Anzeige auch Zeiten unter beiden, der ursprünglichen und der anderen Standardzeit, anzeigen zu lassen.

6. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Auswahlmittel zur Darstellung entweder der Zeit unter der ursprünglichen Standardzeit, der Zeit unter der anderen Standardzeit oder der mittels der Nicht-Standardrate bestimmten Zeit auf der Anzeige enthält.

7. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 1, worin der Speicher Eingabedaten aufnimmt, die (1) eine Zeitkorrektur für die Zeitdifferenz zwischen den beiden Standardzeiten, (2) die Richtung der Zeitkorrektur und (3) die gegebene Anpassungsdauer repräsentieren.

8. Zeitmeßvorrichtung mit einer kontinuierlich mit einer Standardrate fortschreitenden Zeitanzeige zur besseren Unterstützung eines Reisenden bei der Anpassung an eine Änderung einer anzuwendenden Standardzeit beim Reisen von einer Zeitzone am Startort zu einer davon verschiedenen Zeitzone am Zielort während einer gegebenen Reisedauer mit

Eingabemitteln (40-90) zur Eingabe von Reisedaten, die mindestens zwei der folgenden Daten darstellen:

eine Zeitzone des Startorts (45), eine Zeitzone des Zielorts (60) und die Reisedauer (55);

einem Speicher zur Speicherung von Reisedaten, die mindestens zwei der folgenden Daten darstellen:

die Ortszeit der Zeitzone des Abreiseortes (150), die Zeit der Zeitzone des Zielortes (155), und die Reisedauer (156);

einem Rechenmittel (130) zu den im Speicher gespeicherten Reisedaten für die automatische Berechnung und Erzeugung von Ausgabedaten, die den Zeitfortschritt (157) der Zeitmeßvorrichtung mit einer Nicht-Standardrate des Zeitfortschreitens während der Reisedauer auf der Basis von Reisedaten darstellen, so daß die Nicht- Standardrate des Zeitfortschreitens der Rate entspricht, mit der die Zeit fortschreiten würde, wenn sich die Standardzeit, die der Reisende erfährt, gleichmäßig über die Reisedauer von der Standardzeit der Zeitzone des Abreiseortes zur Standardzeit der Zeitzone des Zielortes ändern würde;

einer Anzeige für die Ausgabedaten des Rechenmittels zur Anzeige der mit der Nicht-Standardrate fortschreitenden Zeit während der Reisedauer,

so daß sich die von der Zeitmeßvorrichtung angezeigte Zeit während der Reise zwischen der Ortszeit der Zeitzone des Abreiseortes und der Ortszeit unter der Zeitzone des Zielortes gleichmäßig ändert und, so daß der Reisende durch Beobachtung der Zeitmeßvorrichtung während der Reisedauer weniger psychologische Syptome des "jet lags" erfährt als wenn der Reisende einen abrupten Wechsel der Zeitzonen erführe.

9. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 8, worin das Rechenmittel automatisch zum Fortschreiten der angezeigten Zeit mit der normalen Rate zurückkehrt, wenn die gegebene Reisedauer verstrichen ist.

10. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 8, worin das Speichermittel die Standardzeit in den Start- und Zielzeitzonen aufnimmt und daraus automatisch die gegebene Reisedauer aufgrund der Differenz der Standardzeiten und einer voreingestellten abgeschätzten Reisedauer auswählt.

11. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 8, worin das Speichermittel die Standardzeit der Start- und Zielzeitzonen und die gegebene Reisedauer aufnimmt.

12. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 8, worin der Speicher Eingabedaten aufnimmt, die (1) eine Zeitkorrektur für die Zeitdifferenz zwischen den beiden Standardzeiten, (2) die Richtung der Zeitkorrektur und (3) die gegebene Reisedauer darstellen.

13. Zeitmeßvorrichtung mit einer kontinuierlich mit einer Standardrate fortschreitenden Zeitanzeige für eine Person, die Änderungen von Standardzeiten erfährt, wobei die aktuelle auf den Benutzer anzuwendende Zeit von einer vorexistierenden Standardzeit zu einer anderen vorexistierenden Standardzeit wechselt, mit:

einer Anzeige (30) zur Anzeige der Zeit durch Darstellung der Anzahl von Zeiteinheiten, die seit einer voreingestellten Startzeit verstrichen sind,

einem Antriebsmittel (130) zum Fortschreiten der Zeitdarstellung mit entweder:

(a) einer normalen Rate entsprechend der aktuellen Anzahl von Zeiteinheiten, die von einer vorbestimmten Startzeit an verstreichen würden, wenn der Benutzer keine Änderung der Standardzeit erführe, oder

(b) einer modifizierten Rate (157) entsprechend der Rate, mit der die Zeit gleichmäßig fortschreiten würde, wenn sich die vom Benutzer erfahrene Standardzeit gleichmäßig von einer Standardzeit zu der anderen Standardzeit veränderte,

wobei der Benutzer eine gleichmäßige Änderung von einer Standardzeit zu einer anderen Standardzeit erfährt.

14. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 13, worin die modifizierte Rate einen linearen Übergang zwischen zwei Zeitzonen repräsentiert.

15. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 13, worin sich die Änderung von Standardzeiten durch die Reise des Benutzers aus einer Zeitzone in eine andere Zeitzone in einem gegebenen Zeitintervall ergibt, so daß das Antriebsmittel das Fortschreiten der Anzeige mit einer modifizierten Rate veranlaßt, als würde sich die angezeigte Zeit über das Zeitintervall gleichmäßig ändern von der aktuellen Zeit der ersten Zeitzone zu der aktuellen Zeit der zweiten Zeitzone.

16. Zeitmeßvorrichtung nach Anspruch 13, worin die Änderung von Standardzeiten durch eine Änderung einer Standardzeit in einer einzigen Zeitzone verursacht ist, so daß das Antriebsmittel das Fortschreiten der Anzeige mit der modifizierten Rate veranlaßt, als würde sich die angezeigte Zeit graduell von der aktuellen Zeit unter einer existierenden Standardzeit zu einer anderen Zeit unter einem verschiedenen existierenden Standard, in dem die angezeigte Zeit unterschiedlich von der gegebenen Zeit ist, verändern.