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Dokumentenidentifikation DE69525381T2 05.12.2002
EP-Veröffentlichungsnummer 0674247
Titel Uhr mit manueller Bedienung
Anmelder Asulab S.A., Marin, CH
Erfinder Teres, Yvan, CH-2300 La Chaux-de-Fonds, CH;
Grupp, Joachim, CH-2003 Neuchâtel, CH
Vertreter Sparing . Röhl . Henseler, 40237 Düsseldorf
DE-Aktenzeichen 69525381
Vertragsstaaten CH, DE, GB, LI
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 15.03.1995
EP-Aktenzeichen 951037308
EP-Offenlegungsdatum 27.09.1995
EP date of grant 13.02.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 05.12.2002
IPC-Hauptklasse G04G 1/00

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Uhren, die eine manuelle Steuervorrichtung umfassen, und insbesondere auf Uhren, die einen kapazitiven Sensor umfassen, wovon eine erste Belegung auf der inneren Fläche des Glases der Uhr angeordnet ist, so daß eine erste Kapazität zwischen der ersten Elektrode und dem von dem Gehäuse gebildeten Massepotential ausgebildet wird, wenn ein Träger der Uhr einen Finger auf die äußere Oberfläche der Uhr aufsetzt.

Es sind bereits Uhren bekannt, die manuelle Steuervorrichtungen umfassen, die dazu bestimmt sind, die üblichen äußeren Steuervorrichtungen wie etwa Druckknöpfe, die verwendet werden, um die verschiedenen Funktionen einer Uhr wie etwa das Stellen oder das Einschalten und Auslösen einer Stoppuhr zu steuern, zu ersetzen. Einige dieser Vorrichtungen sind aus wenigstens einer durchsichtigen Elektrode gebildet, die auf der inneren Fläche des Glases der Uhr angeordnet ist, wobei diese letztere eine Schaltung umfaßt, die so beschaffen ist, daß sie die Signale, die erzeugt werden, wenn der Träger der Uhr seinen Finger auf das Glas gegenüber dieser Elektrode aufsetzt, auswertet.

Eine derartige Vorrichtung ist in dem Patent CH 607 872 und in der diesem Patent entsprechenden Anmeldung DE-A-27 49 512 beschrieben. In der in diesen Dokumenten beschriebenen Anordnung ist eine leitende Schicht auf der inneren Fläche des Glases der Uhr angeordnet, um einen kapazitiven Sensor zu bilden. Dieser Sensor bildet gemeinsam mit einem separaten Kondensator einen kapazitiven Teiler. An diesem Teiler liegt eine von einem Generator erzeugte Wechselspannung hoher Frequenz an. Eine Erfassungsvorrichtung erfaßt die Spannung zwischen dem separaten Kondensator und dem kapazitiven Sensor. Je nachdem, ob ein Finger auf das Glas aufgesetzt ist oder nicht, schwankt diese erfaßte Spannung zwischen zwei Werten. Ein Komparator vergleicht dieses erfaßte Potential mit einer Referenzspannung und liefert infolgedessen ein Steuersignal, das entweder einen hohen Logikpegel (high) oder einen niedrigen Logikpegel (low) aufweist, je nachdem, ob der Finger gegenwärtig ist oder nicht.

Nun ist aber immer eine parasitäre Kapazität zwischen der auf dem Glas der Uhr angeordneten leitfähigen Schicht und der von dem Gehäuse gebildeten Masse vorhanden. Diese Kapazität ist zu dem kapazitiven Sensor parallelgeschaltet. Das von dem Komparator erfaßte Potential Uout kann folglich durch die Beziehung

Out = Uin·(Cref)/(Cp + Cd + Cref)

ausgedrückt werden, worin Uin die Spannung ist, die dem kapazitiven Teiler von dem Generator aufgeprägt wird, Cp die parasitäre Kapazität ist, Cd die Kapazität des kapazitiven Sensors und Cref die Kapazität des separaten Kondensators ist.

Derartige Vorrichtungen weisen den Nachteil auf, daß, um ihnen eine akzeptable Auflösung zu verleihen, die Kapazitäten Cd und Cref deutlich größer als die parasitäre Kapazität sein müssen, was zu einem erhöhten Strombedarf führt, der die Lebensdauer der Monozelle der Uhr erheblich verringert. Außerdem ist der Komparator, der das von dem kapazitiven Teiler erfaßte Potential mit einer Referenzspannung vergleicht, ein analoges Bauelement, das eine komplizierte Anordnung von Transistoren umfassen muß, damit es die erforderliche Präzision aufweist.

Diese Nachteile machen sich insbesondere im Fall einer Uhr bemerkbar, die eine große Zahl von manuellen Steuervorrichtungen aufweist. Dies ist beispielsweise bei Uhren mit sogenannter "Schriftbilderkennung" der Fall, die Befehle erhalten können, wenn der Finger des Benutzers beispielsweise ein alphanumerisches Zeichen, etwa eine Zahl, auf das Glas der Uhr "schreibt". Diese muß dann mit mehreren Dekaden von Steuervorrichtungen ausgestattet sein, die jeweils einen kapazitiven Sensor haben, der auf der Oberfläche des Glases angeordnet ist, um das Erkennen der momentanen Position des Fingers auf der äußeren Fläche des Glases zu ermöglichen. Der Verbrauch jeder Steuervorrichtung stellt dann einen wichtigen Faktor dar, der die Lebensdauer der Monozelle der Uhr bestimmt.

Die vorliegende Erfindung hat zum Ziel, eine Uhr zu schaffen, die mit einer manuellen Steuervorrichtung ausgestattet ist, die zumindest teilweise diese Nachteile behebt.

Die vorliegende Erfindung hat demnach eine Uhr zum Gegenstand, die ein Gehäuse, das einen Grundkörper oder die Masse bildet, ein Glas und wenigstens eine manuelle Steuervorrichtung, die mit einer Nutzschaltung verbunden ist, die dazu bestimmt ist, eine vorgegebene Funktion der Uhr unter der Einwirkung der manuellen Steuervorrichtung auszuführen, umfaßt, wobei diese letztere einen kapazitiven Sensor mit einer ersten Belegung umfaßt, die auf der inneren Fläche des Glases angebracht ist, und wovon die andere Belegung wahlweise durch die Anordnung eines Fingers eines Benutzers der Uhr auf der äußeren Fläche des Glases gebildet wird, wobei dieser kapazitive Sensor somit dazu bestimmt ist, eine erste Kapazität zu bilden, wobei die Uhr außerdem eine zweite Kapazität aufweist, die eine gemeinsame Verbindung mit der ersten Belegung hat, dadurch gekennzeichnet, das die zweite Kapazität eine parasitäre Kapazität zwischen der ersten Belegung und dem Gehäuse ist, die zur ersten Kapazität parallelgeschaltet ist, und daß die manuelle Steuervorrichtung außerdem einen Spannungs/Frequenz- Umsetzer, wovon ein Eingang direkt mit der gemeinsamen Verbindung zwischen der ersten Belegung und der zweiten Kapazität verbunden ist, und einen Frequenzdetektor, der zwischen den Umsetzer und die Nutzschaltung geschaltet ist, umfaßt, so daß der kapazitive Sensor und die parasitäre Kapazität die Schwingungsfrequenz des Umsetzers in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen des Fingers des Benutzers auf der äußeren Fläche des Glases bestimmen.

Folglich kann, um eine Auflösung der manuellen Steuervorrichtung zu erzielen, die mit derjenigen der Vorrichtung des zuvor genannten schweizerischen Patents vergleichbar ist, die Kapazität des kapazitiven Sensors im Verhältnis zu derjenigen des nach diesem Stand der Technik verwendeten Sensors verringert werden. Dies hat zur Folge, daß die Ladung, die auf den kapazitiven Sensor aufgebracht werden muß, deutlich geringer sein kann, woraus sich jedesmal, wenn der Benutzer eine Betätigung ausführen möchte, ein geringerer Energieverbrauch ergibt. So kann die Lebensdauer der Monozelle der Uhr verlängert werden.

Indem der kapazitive Sensor und die parasitäre Kapazität der Uhr als Elemente verwendet werden, die die Frequenz des Spannungs/Frequenz-Umsetzers bestimmen, ermöglicht die vorliegende Erfindung außerdem die Erzeugung eines Steuersignals, dessen logische Zustände mit Hilfe digitaler Mittel erfaßt werden können, deren Verwirklichung einfacher als diejenige einer analogen Schaltung ist, wie sie nach Stand der Technik verwendet wird.

Zum anderen ist aus Gründen, die im folgenden deutlich werden, der Spannungs/Frequenz-Umsetzer der Uhr gemäß der Erfindung vorzugsweise in Form einer astabilen Kippschaltung verwirklicht, jedoch könnte er gegebenenfalls die Form eines spannungsgesteuerten Oszillators annehmen.

Nun ist es jedoch üblich, einer Oszillatorschaltung eine kapazitive Berührungsfläche oder allgemeiner einen kapazitiven Sensor zuzuordnen oder einen Sensor dieser Art in eine solche Schaltung zu integrieren, um ein Frequenzsignal zu erhalten, das ermöglicht zu bestimmen, ob der Sensor von einem Finger oder einem anderen Element berührt worden ist, und dies genauso gut auf dem Gebiet der Uhrmacherei, wie im Fall der japanischen Patentanmeldung Nr. 55-138 683, wie auch in anderen industriellen Anwendungen, wie die in dem schweizerischen Patent Nr. 631 582 beschriebene manuelle Steuervorrichtung oder die Einrichtung zur Erfassung des Flüssigkeitsstandes, die Gegenstand der internationalen Anmeldung WO 93106 572 ist, zeigen.

Es ist jedoch selbstverständlich, daß diese nichts vorschlagen, was zu der Erfindung führen könnte.

Wie gesagt werden weitere Merkmale und Vorteile dieser letzteren im Verlauf der nachfolgenden Beschreibung deutlich, die lediglich beispielhaft gegeben ist und sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht, worin

- Fig. 1 eine schematische Schnittansicht der Anordnung eines kapazitiven Sensors in einer Uhr gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

- Fig. 2 den Schaltplan einer bevorzugten Ausführungsform einer manuellen Steuervorrichtung zeigt, die zur Verwendung in einer Uhr gemäß der vorliegenden Erfindung bestimmt ist; und

- Fig. 3 ein Diagramm ist, das in Abhängigkeit von der Kapazität ihrer kapazitiven Sensoren die Auflösung zeigt, die von einer Uhr gemäß der Erfindung und von einer Uhr des Standes der Technik erreicht wird.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht einer Uhr 1, die ein Gehäuse 2 und ein Glas 3 umfaßt. In dem Gehäuse 2 ist eine elektronische Schaltung 4 angeordnet. Eine vorzugsweise durchsichtige, leitfähige Elektrode 5 ist auf der inneren Fläche 6 des Glases der Uhr 1 angeordnet. Die Elektrode 5 ist über einen Leiter 7 mit der elektronischen Schaltung 4 verbunden. In dem Gehäuse 2 ist außerdem eine Monozelle oder eine andere Quelle elektrischer Energie 8 angeordnet und über einen Leiter 9 mit dem positiven Pol der elektronischen Schaltung 4 verbunden.

Eine der Belegungen eines kapazitiven Sensors 20 wird von der Elektrode 5 gebildet, während die andere Belegung 21 dieses kapazitiven Sensors 20 vom Finger 10 des Trägers der Uhr 1 gebildet wird, wenn er, um eine festgelegte Steuerung der Uhr auszuführen, die äußere Fläche des Glases 3 am Ort der Elektrode 5 berührt. Über das Gehäuse 2, das mit dem Handgelenk des Trägers in Kontakt ist und das mit den negativen Polen der elektronischen Schaltung und der Monozelle 8 verbunden ist, ist der Finger 10 des Trägers, wie dessen gesamter Körper, mit der Masse 11 der elektronischen Schaltung verbunden.

Fig. 2 zeigt den Schaltplan einer manuellen Steuervorrichtung 22, die in der Uhr 1 von Fig. 1 verwendet wird und die das Erzeugen eines Steuersignals als Antwort auf die Anregung des kapazitiven Sensors 20 ermöglicht. Diese Vorrichtung 22 ist an einen Frequenzdetektor DF angeschlossen, der seinerseits mit einer Nutzschaltung CE verbunden ist, die ermöglicht, in ein sich bekannter Weise die Funktion der Uhr auszuführen, die der Benutzer zu steuern wünscht.

Die Steuervorrichtung 22 umfaßt einen kapazitiven Sensor 20, während konstruktiv bedingt nur zwischen der Elektrode 5 und dem Gehäuse 2 der Uhr 1 eine parasitäre Kapazität Cp vorhanden ist. Diese parasitäre Kapazität ist in Fig. 2 durch einen Kondensator 23 dargestellt. Der kapazitive Sensor 20 und der Kondensator 23 sind parallel zueinander zwischen der Masse 11 und dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 24 angeschlossen.

Die manuelle Steuervorrichtung 22 umfaßt außerdem Widerstände 25, 26 und 27, die alle in Reihe zwischen den Ausgang dies Verstärkers 24 und die Masse 11 geschaltet sind. Der nichtinvertierende Eingang des Verstärkers 24 ist mit einer Verbindung zwischen den Widerständen 26 und 27 verbunden. In dieser Konfiguration bilden der Verstärker 24 und die Widerstände 25, 26 und 27 einen Schmitt-Trigger, der an seinem Ausgang 28, d. h. an der Verbindung zwischen den Widerständen 25 und 26, ein Signal liefert, das in Abhängigkeit von den relativen Werten der Spannungen, die am invertierenden und am nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 24 anliegen, entweder einen hohen Logikpegel (high) oder aber einen niedrigen Logikpegel (low) hat. Zwei zueinander entgegengesetzt geschaltete Zenerdioden 29 und 30 sind zwischen den Ausgang 28 und die Masse 11 geschaltet, um die Spannungen, die jeweils diese logischen Pegel definieren, zu stabilisieren.

Die manuelle Steuervorrichtung 22 umfaßt außerdem einen Widerstand 31, der zwischen den Ausgang 28 und den invertierenden Eingang des Verstärkers 24 geschaltet ist. Dieser Widerstand 31 bildet gemeinsam mit dem kapazitiven Sensor 20 und dem Kondensator 23 ein Tiefpaßfilter, das die Spannung am Ausgang des Schmitt-Triggers integriert. Das Potential der Belegungen der Kondensatoren 20 und 23 liegt am invertierenden Eingang des Verstärkter 24 an. Daraus folgt, daß die manuelle Steuervorrichtung 22 als Spannung/Frequenz- Umsetzer oder anders gesagt als ein spannungsgesteuerter Oszillator arbeitet.

In der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform äst der Spannungs/Frequenz- Umsetzer in Form einer astabilen Kippschaltung verwirklicht worden, da diese ein periodisches Signal mit zwei quasi-stabilen Zuständen erzeugt, während sie frei schwingt. Er kann jedoch auch in Form eines Generators eines beliebigen periodischen Signals und insbesondere, wie bereits zuvor erwähnt worden ist, in Form eines spannungsgesteuerten Oszillators verwirklicht werden. Die in Fig. 2 gezeigte Anordnung ist in Anbetracht ihrer einfachen Verwirklichung und aufgrund der Tatsache, daß kein elektronisches Bauelement mit erhöhter Präzision erforderlich ist, besonders vorteilhaft.

Die Schwingungsperiode T der Steuervorrichtung 22 ist durch die Beziehung

T = 2R&sub3;&sub1;CtotIn(1 + (2R&sub2;&sub6;)/R&sub2;&sub7;)

gegeben, worin R&sub3;&sub1;, R&sub2;&sub6; und R&sub2;&sub7; jeweils die Werte der Widerstände 31, 26 und 27 sind und Ctot die Gesamtkapazität zwischen dem invertierenden Eingang des Verstärkers 24 und der Masse 11 ist. Folglich ist ersichtlich, daß die Schwingungsfrequenz des Ausgangssignals der manuellen Steuervorrichtung 22 proportional zum Kehrwert der Gesamtkapazität Ctot ist und daß folglich die Kombination aus der Kapazität des kapazitiven Sensors und der parasitären Kapazität den Wert der Schwingungsfrequenz der manuellen Steuervorrichtung 22 bestimmt.

Folglich ändert sich die Schwingungsfrequenz des Spannungs/Frequenz- Umsetzers in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder vom Fehlen des Fingers des Benutzers auf der äußeren Fläche des Glases. Wenn der Finger 10 des Trägers der Uhr 1 nicht auf das Glas 3 aufgesetzt ist, fehlt folglich die Belegung 21 des kapazitiven Sensors 20 in der in Fig. 2 gezeigten Schaltung. Die Gesamtkapazität Ctot ist in diesem Fall gleich der parasitären Kapazität % zwischen der Elektrode 5 und der Masse 11. Die Schwingungsfrequenz des Ausgangssignals der Steuervorrichtung 22 ist dann proportional zum Kehrwert der parasitären Kapazität Cp.

Wenn hingegen der Finger 10 auf das Glas 3 aufgesetzt ist, ist die Belegung 21 ausgebildet und der kapazitive Sensor 21 wirkt in der Tat auf die Steuervorrichtung 22 ein. Unter diesen Bedingungen ist die Gesamtkapazität Ctot gleich dem Kehrwert der Summe der Kapazitäten Cd et Cp. Folglich ist die Schwingungsfrequenz des Ausgangssignals der Steuervorrichtung 22 proportional zum Kehrwert der Summe der Kapazitäten Cd und Cp.

Da die Informationen, die aus dem Ausgangssignal gewünscht werden, in seiner Frequenz statt im Absolutwert seiner Amplitude enthalten sind, genügt es, einfach ausgelegte digitale Mittel einzusetzen, um sie zu gewinnen. Diese Mittel können beispielsweise mit einem Impulszähler verwirklicht werden, der während einer festen Betriebszeit in Gang gesetzt wird. Die Frequenz und folglich das Vorhandensein oder das Fehlen des Fingers auf der äußeren Fläche des Glases der Uhr wird direkt durch die Anzahl der in dieser feststehenden Periode erhaltenen Impulse repräsentiert. Diese Mittel sind nicht genauer beschrieben, denn sie sind dem Fachmann wohlbekannt.

Fig. 3 ist ein Diagramm, das zeigt, daß die Auflösung und der Energieverbrauch der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu denjenigen, die nach Stand der Technik erhalten werden, besser sind. Auf der horizontalen Achse dieses Diagramms ist das Verhältnis Cp/Cd, d. h. das Verhältnis von parasitärer Kapazität, die sich zwischen der feststehenden Elektrode 5 des kapazitiven Sensors und dem Gehäuse 2 aufgebaut hat, zur Kapazität Cd des kapazitiven Sensors 20 abgetragen. Auf der vertikalen Achse ist die relative Auflösung der manuellen Steuervorrichtung oder anders ausgedrückt das Verhältnis von niedrigem Logikpegel (low) zu hohem Logikpegel (high) seines Ausgangssiginals abgetragen.

Die Kurve 40 zeigt in dem Fall, der in dem weiter obenerwähnten Patent CH 607 872 beschrieben ist, den relativen Abstand Vpr/Vab zwischen zwei von dem Komparator erfaßten Spannungswerten bei Vorhandensein bzw. bei Fehlen des Fingers des Benutzers. Es ist angenommen worden, daß der Wert der Kapazität Cref gleich dem Wert der Kapazität Cd ist.

Die Kurve 40 zeigt, daß zwischen den Pegeln der Analogspannungen der Vorrichtung des Standes der Technik ein großer Abstand vorhanden ist, und daß folglich eine große Auflösung erzielt wird, wenn das Verhältnis Cp/Cd verhältnismäßig klein ist. Unter diesen Bedingungen muß jedoch die Kapazität Cd des kapazitiven Sensors deutlich größer als die parasitäre Kapazität Cp sein, wodurch der Verbrauch der manuellen Steuervorrichtung ansteigt. Umgekehrt verringert ein Verhältnis Cp/Cd, das verhältnismäßig groß ist, die Auflösung der manuellen Steuervorrichtung; es wird jedoch ein geringerer Energieverbrauch erzielt, denn dann ist die Kapazität Cd kleiner.

Für den Fall der Erfindung zeigt die Kurve 41 von Fig. 3 den Abstand zwischen den beiden Werten der am Ausgang 28 der Steuervorrichtung 22 erzeugten Frequenzen Fpr und Fab, wenn der Fingers eines Trägers der Uhr 1 auf das Glas 3 aufgesetzt ist bzw. wenn er auf diesem Glas fehlt, jeweils in Abhängigkeit vom Verhältnis Cp/Cd.

Es ist anzumerken, daß, um einen brauchbaren Vergleich der Kurven 40 und 41 zu erhalten, diese aufgetragen wurden, indem der kleinste Wert des Spannungs- bzw. des Frequenzverhältnisses in den Zähler gesetzt wurde. Nun ergibt sich aber, daß der größte Wert der Spannungen (vorausgesetzt, daß der Fall des zuvor erwähnten schweizerischen Patents betrachtet wird) ebenso wie im Fall der Erfindung bei Abwesenheit des Fingers erzeugt wird.

Bei einem Vergleich zwischen den Kurven 40 und 41 wird ersichtlich, daß in der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine deutliche Verbesserung der Auflösung gegenüber dem Fall des Standes der Technik erzielt wird. Beispielsweise ist in dem Fall, in dem der Wert der Kapazität Cd gleich dem Wert der Kapazität Cp ist, die Auflösung um 25% höher als diejenige des Standes der Technik.

Außerdem muß, um beispielsweise eine Auflösung von 0,5 zu erreichen, im Fall des Standes der Technik die Kapazität Cd wenigstens zwei mal größer als die parasitäre Kapazität Cp sein, was eine erhebliche Erhöhung des Verbrauchs an Energie von der Monozelle der Uhr darstellt, wenn für die gleiche Auflösung ein Vergleich mit dem Fall der Erfindung aufgestellt wird.

Es ist anzumerken, daß verschiedene Modifikationen und/oder Verbesserungen an der Uhr gemäß der Erfindung vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verfassen. Insbesondere betrifft die Erfindung auch Uhren mit "Schriftbilderkennung", die eine große Anzahl manueller Steuervorrichtungen der in Fig. 2 gezeigten Art besitzen, um die Position des Fingers eines Trägers der Uhr über dem Glas zu verfolgen und schließlich das Erkennen einer von dem Träger auf das Glas geschriebenen Ziffer oder eines Buchstabens zu ermöglichen. In diesem Fall können die Frequenzdetektoren aller manuellen Steuervorrichtungen an die Nutzschaltung CE der Uhr angeschlossen sein, während die Elektroden 5 ihrer kapazitiven Sensoren ein entsprechendes Muster auf dem Glas 3 der Uhr bilden.

In einer weiteren Ausführungsform kann die manuelle Steuervorrichtung mehrere kapazitive Sensoren des weiter oben definierten Typs umfassen, wobei die gemeinsamen Verbindungen zwischen der ersten Belegung und der zweiten Kapazität jedes der kapazitiven Sensoren mit dem Eingang eines Multiplexers verbunden sind. In diesem Fall ist der Ausgang des Multiplexers mit dem Eingang des Frequenzdetektors der Steuervorrichtung verbunden.

Auf diese Weise wird nur ein einziger Spannungs/Frequenz-Umsetzer benötigt, der jeden kapazitiven Sensor mit einer durch den Betrieb des Multiplexers bestimmten Frequenz abtastet. Dem Fachmann wird selbstverständlich sein, daß sich die Kapazität Cd des in Fig. 2 gezeigten kapazitiven Sensors entsprechend der genauen Positionierung des Fingers des Benutzers auf dem Glas der Uhr verändern kann. Demnach kann sich die Frequenz des Oszillators des Spannungs/Frequenz-Umsetzers allmählich ändern, wenn ein auf dem Glas aufgesetzter Finger sich der ersten Belegung des kapazitiven Sensors nähert oder sich von diesem entfernt. Um die Erfassung des Vorhandenseins oder des Fehlens des Fingers gegenüber dem kapazitiven Sensor zu ermöglichen, kann eine Empfindlichkeitsschwelle definiert werden, die einer gegebenen Frequenzänderung entspricht. Wenn die Frequenzänderung des Spannungs/Frequenz-Umsetzers größer als die Empfindlichkeitsschwelle ist, wird diese Änderung von der Nutzschaltung erfaßt. Diese Empfindlichkeitsschwelle kann für jeden die manuelle Steuervorrichtung bildenden kapazitiven Sensor unterschiedlich sein, wobei die Werte aller dieser Schwellen in einem Speicher in der Nutzschaltung gespeichert sein können.

Hingegen kann in dem Fall einer manuellen Steuervorrichtung, die mehrere kapazitive Sensoren umfaßt, die Positionierung des Fingers eines Benutzers erfaßt werden, indem die Änderung der Frequenz, die durch jeden kapazitiven Sensor hervorgerufen wird, analysiert wird. So wird die durch die Position des Fingers auf dem Glas der Uhr hervorgerufene Frequenzänderung für einen kapazitiven Sensor, der sich nahe an dem Finger befindet, deutlicher ausgeprägt sein, während sie für die kapazitiven Sensoren, die von dem Finger weiter entfernt sind, weniger deutlich ausgeprägt sein wird. Durch eine Analyse der Frequenzänderungen der Gesamtheit der kapazitiven Sensoren kann die Position des Fingers bestimmt werden.


Anspruch[de]

1. Uhr (1), die ein Gehäuse (2), das einen Grundkörper bildet, ein Glas (3) und wenigstens eine manuelle Steuervorrichtung (22), die mit einer Nutzschaltung (CE) verbunden ist, die dazu bestimmt ist, eine vorgegebene Funktion der Uhr unter der Einwirkung der manuellen Steuervorrichtung (22) auszuführen, umfaßt, wobei diese letztere umfaßt:

- einen kapazitiven Sensor (20), der eine erste Belegung (5) umfaßt, die auf der inneren Fläche (6) des Glases (3) angebracht ist, und wovon die andere Belegung wahlweise durch die Anordnung eines Fingers (10) eines Benutzers der Uhr (1) auf der äußeren Fläche des Glases (3) gebildet wird, wobei dieser kapazitive Sensor (20) somit dazu bestimmt ist, eine erste Kapazität (Cd) zu bilden, wobei die Uhr (1) außerdem eine zweite Kapazität aufweist, die eine gemeinsame Verbindung mit der ersten Belegung hat,

dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kapazität eine parasitäre Kapazität (Cp) zwischen der ersten Belegung (5) und dem Gehäuse (2) ist, die zur ersten Kapazität (Cd) parallelgeschaltet ist, und daß die manuelle Steuervorrichtung (22) außerdem umfaßt:

- einen Spannungs/Frequenz-Umsetzer (22), wovon ein Eingang direkt mit der gemeinsamen Verbindung zwischen der ersten Belegung (5) und der zweiten Kapazität (Cp) verbunden ist,

- einen Frequenzdetektor (DF), der zwischen den Umsetzer (22) und die Nutzschaltung (CE) geschaltet ist,

so daß der kapazitive Sensor (20) und die parasitäre Kapazität (Cp) die Oszillationsfrequenz des Umsetzers in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen des Fingers des Benutzers auf der äußeren Fläche des Glases bestimmen.

2. Uhr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungs/Frequenz-Umsetzer (22) in Form einer astabilen Kippschaltung verwirklicht ist.

3. Uhr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Verbindung mit dem Eingang eines Verstärkers (24) verbunden ist, der einen Teil der astabilen Kippschaltung bildet.

4. Uhr nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere manuelle Steuervorrichtungen umfaßt, wovon die kapazitiven Sensoren zusammen ein Muster auf dem Glas der Uhr bilden, das das Erkennen einer Schrift auf der äußeren Oberfläche des Glases ermöglicht, wobei die Frequenzdetektoren (DF) aller Steuervorrichtungen mit der Nutzschaltung (CE) verbunden sind.

5. Uhr nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehrere der kapazitiven Sensoren umfaßt, die zusammen ein Muster auf dem Glas der Uhr bilden, das die Erkennung einer Schrift auf der äußeren Fläche des Glases ermöglicht, und daß sie außerdem einen Multiplexer umfaßt, wovon der Ausgang mit dem Eingang des Spannungs/Frequenz-Umsetzer verbunden ist, wobei alle gemeinsamen Verbindungen zwischen der ersten Belegung und der zweiten Kapazität jedes der kapazitiven Sensoren mit dem Eingang des Multiplexers verbunden sind.







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