CH616069A5 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Festkörper-Uhr, und befaßt sich insbesondere mit einer Frontplatte für eine solche Uhr.

Es wurden schon verschiedene Festkörper-Uhren, insbesondere Armbanduhren, vorgeschlagen, die keine 5 bewegten Teile aufweisen. Beim gegenwärtigen Stand der Batterie-Technik darf bei einer Armbanduhr dieser Art der Stromverbrauch den Bereich von Zehntels-Mikrowatts nicht übersteigen. Der Schaltungsteil der UhT, welcher einen Oszillator, einen Zähler und einen io Dekoder aufweist, kann als integrierte Schaltung gestaltet sein, welche in diesem Bereich gut arbeitet. Aber dann beginnen die Schwierigkeiten, eine geeignete Anzeigevorrichtung zu schaffen, die nicht zu viel Antriebsenergie benötigt. 15

Es wurde nun entdeckt, daß eine relativ neue Klasse von Substanzen, bekannt als nematisch-kristalline Flüssigkeiten, in diesem Bereich niedriger Antriebsenergie arbeiten. Solche Flüssigkeiten lassen in unerregtem Zustand Licht verhältnismäßig gut durch, wirkten 20 aber im erregten Zustand stark lichtstreuend. Die kristalline Flüssigkeit kann in ihren erregten Zustand gebracht werden, indem ein elektrisches Feld an die Flüssigkeit gelegt wird.

Ein Nachteil in der Verwendung bisher entwickelten 25 kristalliner Flüssigkeiten für Festkörper-Uhren besteht darin, daß solche Flüssigkeiten eine relativ kurze Lebensdauer besitzen. Für die nächste Zukunft wird nicht erwartet, daß diese Lebensdauer ein Jahr, also die ungefähre Lebensdauer der Batterie für eine Armband- 30 uhr, wesentlich übersteigt.

Aufgabe der Erfindung ist, eine praktisch verwendbare Festkörper-Uhr zu schaffen, bei der ein Anzeigematerial mit verhältnismäßig kurzer Lebensdauer wie z. B. eine kristalline Flüssigkeit verwendet werden kann. 35

Dies wird bei einer Uhr der eingangs genannten Art erfindungsgemäß erreicht durch eine Frontplatte und eine die Uhr treibende Batterie, die mit der Frontplatte so zusammengebaut ist, daß die Batterie und die Frontplatte zusammen ausgewechselt werden müssen.

Bei einer vorzugsweisen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Festkörper-Uhr besteht diese aus einer Kombination einer integrierten Schaltung zum Erzeugen von geeigneten Ausgangssignalen zum Antrieb eines Festkörperanzeigemittels, wobei das Festkörperanzeigemittel einen mit der genannten Schaltung verbundene kristalline Flüssigkeit enthält.

Der erfindungsgemäße Gegenstand ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Blockschema einer in der Form einer Armbanduhr ausgeführten Festkörper-Uhr,

Fig. 2 eine Grundrißdarstellung eines Teils der Frontplatte der Uhr nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 eine Grundrißdarstellung der ganzen Frontplatte einer Armbanduhr, und

Fig. 5 eine Seitenansicht der erwähnten Armbanduhr, wobei die Frontplatte vom Körper der Armbanduhr abgehoben dargestellt ist.

Die Festkörper-Uhr, von der Fig. 1 ein Blockschema zeigt, besitzt einen vorzugsweise kristallgesteuer-ten Oszillator 10, einen Zähler 12, und einen Dekoder 14. Diese drei Schaltungen sind auf einem einzigen Substratscheibchen als integrierte Schaltung vorgesehen.

Die Arbeitsweise der integrierten Schaltung 10, 12, 14 ist bekannt. Der Oszillator 10 erzeugt kontinuierlich Schwingungen einer festen Frequenz. Diese Schwingungen treiben den Zähler 12 an und letzterer liefert aufeinanderfolgend Zählungen. Diese werden durch den Dekoder 14, welcher verschiedene Ausgangskombinationen liefert, dekodiert. Jeder dieser Ausgänge kann eine binäre Zahl darstellen.

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Die Ausgänge des Dekoders 14 werden an die Anzeigeelemente der Uhr angelegt. Im vorliegenden Fall sind dies gemäß Fig. 4 vier Elemente mit je sieben Segmenten, wobei je zwei Elemente zum Anzeigen der Stunden und der Minuten vorgesehen sind. Eines dieser Elemente ist in den Fig. 2 und 3 im Detail gezeigt. Dieses Element besitzt eine transparente Frontplatte 16 aus Isoliermaterial und sieben transparente elektrisch leitende Segmente 17 bis 23, die auf die Unterseite der Frontplatte 16 angebracht sind. Zwischen der transparenten Frontplatte und einer opaken, elektrisch leitenden Rückwand 24 befindet sich ein flüssiger Kristall 26. Wahlweise kann die Rückwand aus Segmenten bestehen, welche auf die Segmente auf der Frontplatte ausgerichtet und auf einer Isolierplatte 40 aufgebaut sind. Isolierende Dichtungen 28 und 30 in Fig. 4 schließen die mit der Frontplatte verbundenen Teile ab und distanzieren die Rückwand gegenüber der transparenten Frontplatte.

Jedes der elektrisch leitenden Segmente 17 bis 23 ist mit einem eigenen Kontaktstift verbunden. Zwei solcher Stifte, mit 34a und 34b bezeichnet, sind in Fig. 3 gezeigt. Zu Darstellungszwecken sind kurze flexible Leiter 36 und 38 eingezeichnet, welche die Segmente 22 und 19 mit den genannten Stiften 34a und 34b verbinden. In der Praxis bestehen diese Verbindungen aus sehr feinen transparenten Leitern auf der Unterseite der transparenten Frontplatte.

Hinter der Rückwand 24 befindet sich die Isolierplatte 40. In dieser ist eine Batterie 42 untergebracht. Eine Klemme der Batterie kann mit der Rückwand 24 verbunden sein, welche ihrerseits als «Erdplatte» der Armbanduhr dienen kann. Die Rückwand 24 kann an eine der Klemmen der integrierten Schaltung 10, 12, 14 angeschlossen sein. Die andere Klemme der Batterie 42 kann mit einer andern Klemme der integrierten Schaltung verbunden sein. Die Batterie liefert die zum Betrieb der Schaltung nötige Energie.

Beim Betrieb der erfindungsgemäßen Festkörper-Uhr wird entsprechend einem bestimmten Dekoderausgang eine Spannung an eines oder mehrere der leitenden Segmente eines oder mehrerer Anzeigeelemente angelegt. Beim Anlegen einer Spannung an ein leitendes Segment wird die zwischen letzterem und der Rückwand angeordnete kristalline Flüssigkeit erregt und erscheint einem Betrachter so, als ob sie aufleuchte. Wenn daher eine Spannung an die Segmente 19, 20, 21, 22 und 23 angelegt wird, erscheint die Zahl 3 als beleuchtet. Die Flächen der Frontplatte, hinter denen die feinen Drähte 36, 38 verlaufen, können in geeigneter Weise abgedeckt werden, um allfällige schwache, von diesen Drähten hervorgerufene Lichteffekte zu vermeiden. Wenn allenfalls die Rückwand aus Segmenten aufgebaut ist, die auf diejenigen auf der Frontplatte ausgerichtet sind, resultieren keine zusätzlichen, von den Zuleitungen herrührenden Lichteffekte.

Während die kristalline Flüssigkeit 26 eine sehr geeignete Anzeigesubstanz mit guten optischen Eigenschaften ist, eine ganz unbedeutende Erregungsenergie erfordert und wenig Raum beansprucht, ist sie mit einem großen Nachteil behaftet. Die Lebensdauer einer kristallinen Flüssigkeit ist relativ kurz, viel kürzer jedenfalls als man z. B. von einer Armbanduhr normalerweise erwartet.

Dieses Problem wird indessen dadurch gelöst, indem man die Batterie 42 in die Frontplatte der Uhr integriert, wie dies in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt ist.

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Die aus dem Oszillator 10, dem Zähler 12 und dem Dekoder 14 bestehende integrierte Schaltung ist in einem entweder aus Kunststoff oder Metall bestehenden Gehäuse untergebracht, welches die Bodenpartie 50 der Festkörperuhr bildet. Der Rest der Uhr besteht aus der Frontplatte mit den vier alphanumerischen Zeichen gemäß Fig. 4 und der in der Frontplatte integrierten Batterie 42.

Die Verbindung zwischen dem Frontplattenaufbau 52 und dem die integrierte Schaltung enthaltenden Teil der Uhr wird über Stifte 34 vermittelt, die am Rand des Frontplattenaufbaues angeordnet sind. Zwei dieser Stifte sind in Fig. 3 mit 34a und 34b bezeichnet. Diese Stifte sind einerseits mit den verschiedenen transparenten Abschnitten der alphanumerischen Zeichen und der Batterie 42, und anderseits mit der integrierten Schaltung verbunden, wenn die beiden Aufbauteile 50 und 52 zusammengesteckt sind. Die Anschlußstellen der beiden Schaltungsabschnitte sind auch in Fig. 1 schematisch dargestellt.

Bei einer beschreibungsgemäß aufgebauten Uhr sind zwei weitere Vorteile erzielbar. Einerseits kann der Stil der Frontplatte anläßlich der jedes Jahr infolge Erschöpfung der Batterie notwendigen Auswechslung jeweils modischen Anforderungen angepaßt werden. Dies ist deshalb angezeigt, weil das Material der Frontplatte wirklich billig ist. Der zweite Vorteil liegt darin, daß der Benützer der Uhr rechtzeitig darauf aufmerksam gemacht wird, wenn er die Batterie der Uhr auswechseln muß. Nach einiger Zeit, ungefähr wenn sich die Lebensdauer der Batterie ihrem Ende nähert, wird die Anzeige schlechter. Wenn die Lebensdauer der kristallinen Flüssigkeit zu Ende geht, wechselt deren Farbe erheblich. Um diese Eigenschaft ausgeprägter in Erscheinung treten zu lassen, kann die Lebensdauer der kristallinen Flüssigkeit etwas kürzer als die normale Lebensdauer der Batterie eingestellt werden.

Claims (4)

1. Nr 6160/69

   ÀÛSLÈGESCHRIFT
2. Nr. 6160/69

   Internationale Klassifikation: G 04 c 3/00

   SCHWEIZERISCHE EIDGENOSSENSCHAFT

   EIDGENÖSSISCHES AMT FÜR GEISTIGES EIGENTUM

   Anmeldungsdatum: Priorität:
3. 23. April 1969, 18 Uhr USA, 23. April 1968 (723 512)

   Gesuch bekanntgemacht:
4. 15. März 1971

   HAUPTPATENTGESUCH

   RCA Corporation, New York (USA) Festkörper-Uhr

   Steven Robert Hofstein, Princeton (N. J., USA), ist als Erfinder genannt worden

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