DE1920698A1 - Festkoerper-Uhr - Google Patents

Description

6772-69/Dr.Sd/Bru

RCA 60 555 - Convention date: April 23,1968

Radio Corporation of America, New York, N.Y. (V.St.A.)

Festkörper-Uhr

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Festkörper-Uhren und bezieht sich im einzelnen auf die Ausbildung der Anzeigeplatte für eine derartige Uhr.

Es sind bereits eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, wie eine Festkörper-Uhr als Armbanduhr ausgebildet werden kann, welche ohne bewegliche Teile arbeitet. Nach dem gegenwärtigen Stande der Technik auf dem Gebiet der Batterien darf bei einer Uhr, welche als Armbanduhr benutzt werden soll, die gesamte Leistungsentnahme der Batterie nicht Über einige Zehntel Mikrowatt betragen. Die Schaltungsanordnung der Uhr, welche einen Oszillator, einen Zähler und einen Decoder enthält, kann als integrierte Schaltung ausgeführt werden, welche innerhalb des genannten Leistungsbereichs arbeitet.

Jedoch bestanden bisher Schwierigkeiten, eine geeignete Anzeigeeinrichtung oder Anzeigeplatte anzugeben, welche nicht viel Leistung verbraucht.

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Es wurde nun entdeckt, daß eine verhältnismässig neue Art von Substanzen, die unter dem Namen nematische flüssige Kristalle bekannt, tatsächlich nur die angegebene geringe Leistung verbraucht. Derartige Kristalle sind beispielsweise in der Patentanmeldung P 17 64 964.8 vom 13.9.1968 der Anmelderin (Prioritäten: 14.9-67 und 25-9.67 - eigene Aktennunmer: 6646-68) beschrieben. Wie in der genannten Patentanmeldung erläutert ist ein sogenannter flüssiger Kristall im unerregten Zustand verhältnismässig transparent, während er im erregten Zustand eine starke Lichtzerstreuung zeigt. Ein solcher flüssiger Kristal:. kann dadurch in seinen erregten Zustand versetzt werden, daß I

I man ein elektrisches Feld an den Kristall anlegt. j

Eine Schwierigkeit mit derartigen flüssigen Kristallen '■■■ liegt im gegenwärtigen Entwicklungszustand und bei der Anwendung \ auf Festkörper-ühren darin, daß diese Kristalle nur eine beschränkte Lebensdauer aufweisen. Man kann damit rechnen, daß eine Le- \ bensdauer, die erheblich über der Dauer eines Jahres liegt, d.h. j eine Lebensdauer von der Länge der Lebensdauer einer Batterie einer Armbanduhr , nicht in naher Zukunft erreicht werden wird.

Der Zweck der Erfindung besteht darin, sine praktisch verwendbare Festkörper-Uhr anzugeben, in welcher als Anzeigeplatte ein flüssiger Kristall von beschränkter Lebensdauer benutzt werden kann.

Eine Festkörper-Uhr gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält eine Anzeigeplatte, die beispiels weise aus einem werkstoff von beschränkter Lebensdauer nach Art eines flüssigen Kristalls für Anzeigezwecke bestehen kann und aus einer Batterie zum Betrieb der Uhr, wobei die Batterie nach Art der sogenannten integrierten Bauweise mit der Anzeigeplatte vereinigt ist. Bei einer solchen Anordnung wird beim Austausch

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der Batterie auch die Anseigeplatte erneuert.

Gemäss einer anderen Aueführungsform der Erfindung wird eine Festkörper-Uhr geschaffen, welche eine integrierte Schaltung zur Lieferung von Ausgangssignalen zum Betrieb der Festkurper-Anzeigeplatte enthält. Dabei enthält die Anzeigeplatte einen flüssigen Kristall, der an die Festkörperschaltung angeschlossen ist*

Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild einer gemäss der Erfindung ausgeführten Armbanduhr.

Figur 2 stellt eine Aufeicht »uf einen Teil der Anzeigeplatte dieser Uhr dar.

Figur 3 veranschaulicht einen Schnitt längs der Schnitt ebene 3-3 in Figur 2.

Figur H stellt eine Aufeicht auf die ganze Anzeigeplatte der Armbanduhr dar und

Figur 5 sine Seitenansicht der genäse der Erfindung ausgeführten Armbanduhr, wobei die Anseigeplatte Ton dem Hauptteil der Armbanduhr abgehoben int.

Die Festkörper-Ühr nach Figur 1 enthält einen Oszillator 10, vorzugsweise einen Oszillator mit Kristansteuerung, ferner ein®» Zähler 12 undeinenDecoder 14. Diese drei Bestandteile sind zu einer integrierten Schaltung vereinigt, wie durch die punktiertegezeichnete Handlinie ft angedeutet ist.

Die Wirkungsweise der Sehaltungsbeetandteile 10,12,14 ist an sich bekannt. Der Oszillator 10 erzeugt ungedämpfte Schwingungen von fester Frequenz. Diese Schwingungen steuern den Zähler 12, der seinerseits aufeinanderfolgende Zählsignale liefert» Diese werden durch den Decoder Ik entziffert, welcher

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verschiedene Kombinationen von AusgangsSignalen liefert, solche Ausgangssignal stellt eine binäre Ziffer dar.

Die Ausgangssignale des Decoders 14 werden den geelementen der Uhr zugeführt. Im vorliegenden Beispiel es sich gemäss Figur k um vier Anzeigeelemente, die je aus sie=³ ben Segmenten bestehen. Dabei- dienen zwei 4er Anseigeelemente. · zur Anzeige der Stunden und ebenfalls zwei der Anzeigeelemesate -.. zur Anzeige der Minuten. Eines dieser Elemente- ist in.Figur 2 ,, und 3 veranschaulicht. Dieses Element enthält eine Vorderplatte 16, welche aus Isoliermaterial besteht halb welcher sieben ebenfalls transparente leitfähig© 17 bis 23" angebracht sind. Zwischen-;der transpa^ei platte 16 und der opaken leitfähige?!
sich ein flüssiger Kristall 26.

•Als eine andere Betracht, daß die Rückplatte- aus

mit aen Segmenten auf der Yorderplaibte

ihrerseits auf dem Isolator den Dichtungen 28 und 30 in te abzudichten und einen angeiaesae

platte und der transparenten V©rslea?p!-atte sieta?

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Hinter der Rückplatte 24 liegt eine isolierende Platte 40. Innerhalb dieser isolierenden Platte ist eine Batterie 42 untergebracht. Eine Klemme dieser Batterie kann mit der Rückplatte 24 verbunden werden, die ihrerseits die Erdungsstelle für die Armbanduhr bilden kann. Diese Rüokplatte kann über eine der Batterieklemmen mit den integrierten Schaltungsbestandteilen 10, 12,14 verbunden werden. Die andere Batterieklemme kann an eine andere Klemme angeschlossen werden, welche zu der integrierten Schaltung führt. Die Batterie liefert die notwendige Betriebsleistung für die ganze integrierte Schaltung.

Im Betrieb keiner erfindungsgemässen Festkörper-Uhr

wird die Ausgangsspannung des betreffenden Decoders (Decodierers); einem oder mehreren der leitenden Segmente von einer bzw. men- j reren Anzeigeelementen zugeführt. Durch diese Spannung wird der flüssige Kristall, der diesem Segment zugeordnet ist und zwischen diesem Segment und der Rückplatte liegt, erregt, so daß er vom Betrachter aus beleuchtet erscheint» Wenn also beispielsweise keine Spannung den Segmenten 19,20,21, 22 und 23 zugeführt wird, leuchtet das Segment Nummer 3 auf. Die Flächenteile der Vorderplatte, welche von den dünnen Drähten 36 und 38 bedeckt werden, können abgeblendet werden, um ein schwaches Aufleuchten der Drähte zu vermeiden.

Man kann jedoch auch auf der. Kttekpl-atte Segmente entsprechend den Segmenten auf der Vorderplatte vorsehen und unfcer diesen letzteren Umständen tritt kein Aufleuchten der feinen Drän te auf.

Nun stellt zwar der flüssige Kristall 26 eine sehr geeignete Anzeigesubstanz von guten optischen Eigenschaften dar, welcher nur einen verschwindend geringen Leistungsbedarf besitzt, und verhältnismässig billig ist, jedoch tritt bei einem solchen flüssigen Kristall ein wichtiger Nachteil auf. Die Lebensdauer

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de? flüssigen Kristalls ist nämlich relativ begrenzt und ist viel kürzer als es beispielsweise für eine Armbanduhr normaler= weise in Betracht kommt.

Dieses Problem wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, daß man die Batterie 42 nach dem Prinzip der integriert en Bauweise mit der Vorderplatte der Armbanduhr vereinigt, wie es in Figur 3» 4 und 5 dargestellt ist. Die integrierte Schaltung enthält einen Oszillator 10, einen Zähler 12 und einen Decodierer 14, die alle in dem Kunststoff·" oder Metallgehäuse lieg@is_s welches den Bodenteil 50 der Festkörper-Üfar bilden. Der Rest der Uhr enthält die Anzeigeplatte mit den vier alphanumerischen Zeichen in Figur 4 und mit der Batterie 4S₉ die zusammen mit der Anzeigeplatte einen integrierten Bauteil

Die Verbindung zwischen der in Figur 5 i® ganzen xait 52 bezeichneten Vorderplattenanordmmg unä dem integrierten Bauteil 50 wird durch Kontaktstifte 34 bewerkstelligt_s welche- läng® des Umfangs der Vorderplattenanordnsang angeordnet sind. Zwei dieser Stifte 34 sind in Figur 3 mit 5fe ssacl 34b bezeichnet .....Diese-Stifte. verbinden einerseits die verschlsSenen transparenten Tei^m Ie der alphanumerischen Ze±eh®n mit der Batterie 42 und andererseits, die integrierten Bauteile , wenn «lie Anordnungen' (Einheit ten) 50 und 52 miteinander verbunden, werdesu Die Verbindungspunk« te der beiden integrierten Schaltungen, sind in Figur 1 durch in die Leitungen eingefügte Doppelpfeile sehematisch angedeutet«

Durch die Erfindung werden stiel zusätzliche Vorteile in der Konstruktion der erfindusigsgemässeB Festkörper-Uhr er=· reicht. Der erste Vorteil besteht darin, daß äi© gesehmackliehe-Ausführung der Vorderpiatte periodisch ₉ also beispielsweise jährlich bei Erneuerung der Batterie geändert werden kann» Es ist durchaus zweckmässig, dies zu tun, da das Material der Vorderplatte verhältnismässig billig ist» Der zweite Vorteil besteht darin, daß der Benutzer der Uhr nicht darauf achten muß, daß dl©

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Batterie sich dem Ende ihrer Lebensdauer nähert. Nach einem Zeitintervall, das ungefähr der Lebensdauer der Batterie entspricht, versagt die Anzeigeeinrichtung und der Benutzer der Uhr wird da* h@r> darauf hingewiesen, daß die Lebensdauer der Batterie allmählich zu Ende geht, wenn die Anzeigeeinrichtung nicht mehr aufleuchtet. Ausserdem ändert sich die Färbe der Anzeigeeinrichtung, wenn die Lebensdauer des flüssigen Kristalls zu Ende geht. Um dieses Merkmal der Erfindung zu betonen, kann die Lebensdauer &®B flüssigen Kristalls etwas kürzer gemacht werden, als die Lebensdauer einer normalem Batterie_o

Claims (1)

1. Patentansprüche

   \ 1.))Festkörper-Uhr, dadurch gekenn- . ζ e i e h^ife t , daß eine als Zifferblatt dew Uhr dienend© . · Anzeigeplatte {16} und eine zum Betrieb der Uhr dienende Batterie (42) nach Art der sogenannten integrierten Bauweise zu einem einzigen Bauteil miteinander vereinigt sind.» so daß die Anzeigeplatte und die Batterie nur¹ zusammen ausgewechselt werden können.

   2.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadure-h gekennzeichnet , daß die Anzeigeplatte (16) einen sogenannten flüssigen Kristall (26) enthält.

   3.) Einrichtung nach Anspruch 1, dadu'r. ch g e~ kennzeichnet , daßdie Ana© igep latte ©ine F@stlc5rpereinrichtung ist, in welcher die Batterie und öie elektronischen Anzeigeelemente vorhanden sind, wobei die Anordnung so geschaffen ist, daß der herannahende Zeitpunkt für die Auswechslung der Batterie erkennbar ist, und zwar dadurch₉ daß die Anzeigeelemente aus einem Werkstoff bestehen, welcher physisch beobachtbare Merkmale aufweist, welche sich etwas früher ändern als die nutzbare Lebensdauer der Batterie.

   4.) Einrichtung nach Anspruch 3₃dadurch gekennzeichnet j daß der Werkstoff einen nematischen flüssigen Kristall enthält.

   5O Pestkörper-Uhr ,gekennzeichnet durch die Kombination einer integrierten Schaltung zur Lieferung von Ausgangssignalen zum Antrieb der Festkörper-Anzeigeeinrichtung, die ihrerseits einen mit der Schaltung ver- .. bundenen flüssigen Kristall enthält.

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   6.) Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Pestkörper-Anzeigeeinrichtung eine transparente Platte enthält mit Ausschnitten aus transparenten Leitern, die auf einer Seite der Platte befestigt sind, ferner mit einer Rückplatte in einem gewissen Abstand von der transparenten Platte, wobei der flüssige Kristall zwischen der Rückplatte und der transparenten Platte angebracht ist und wobei Leitungen von den leitenden Ausschnitten zu der integrierten Schaltung verlaufen.

   7·) Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Batterie nach Art der sogenannten integrierten Bauweise mit der Pestkörper-Anzeigeeinrichtung verbunden ist.

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