專利名稱：具有觸發(fā)電子功能的元件的便攜式物體及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種便攜式物體例如計(jì)時(shí)裝置，其包括可觸發(fā)電子功能如鐘表功能的元件。本發(fā)明還涉及一種控制上述類型電子功能的方法。
結(jié)合到手表中的鍵盤的按鍵由各種類型的觸敏傳感器構(gòu)成，例如壓敏、光敏、電阻或電容傳感器。在后一種情況中，每一傳感器的靈敏片可以由表面玻璃內(nèi)表面上的透明電極形成。將手指放置在朝向電極的表面玻璃的一小塊外表面上，在手指和由手表表面玻璃形成的絕緣體所隔開(kāi)的電極之間形成了電容器。對(duì)電容器的電容值靈敏的電路識(shí)別由于放置手指的動(dòng)作帶來(lái)的電極變化，并推斷出所選擇的為進(jìn)行一種或其它的上面提到的應(yīng)用的特性或操作。
如上所述，具有觸敏按鍵的鍵盤的本質(zhì)優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)其安裝到小型的便攜式物體如手表上時(shí)，可以省去通常需安裝到這種手表上的按鈕。容易理解，這就極大地減小了這種手表的制造成本，并保證了優(yōu)良的密封性。
然而，具有由多個(gè)觸敏按鍵形成的控制裝置的手表存在一些缺點(diǎn)。其中之一是觸敏按鍵對(duì)接觸十分靈敏。因此，即使表的使用者不經(jīng)意地擦過(guò)鍵盤的一個(gè)按鍵，就會(huì)使電子數(shù)據(jù)處理電路選擇并觸發(fā)和此按鍵有關(guān)的特性和操作。
而且，觸敏傳感器必須由電流穩(wěn)定地提供能量從而可在需要時(shí)使用，這就引起了明顯的電能消耗問(wèn)題。當(dāng)這種觸敏按鍵正好安裝在小型并具有有限的能量?jī)?chǔ)備的物體時(shí)，耗能問(wèn)題成為最重要的問(wèn)題。
計(jì)時(shí)裝置的由觸敏鍵盤控制的一個(gè)最普遍的功能是停止或啟動(dòng)計(jì)時(shí)器的功能。很不幸地發(fā)現(xiàn)，使用中這種技術(shù)特別笨拙且難于實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，對(duì)于一個(gè)想在體育比賽時(shí)進(jìn)行計(jì)時(shí)的使用者來(lái)說(shuō)，他必須將其視線從體育比賽中移開(kāi)，去尋找和觸發(fā)與啟動(dòng)計(jì)時(shí)器的合適控制按鍵有關(guān)的表面玻璃部分。這就使得計(jì)時(shí)結(jié)果經(jīng)常不準(zhǔn)確，使用者無(wú)法滿意。
最后，由于具有高度密集的觸敏按鍵矩陣，這就存在很大的按錯(cuò)鍵從而觸發(fā)錯(cuò)誤傳感器的危險(xiǎn)。很明顯，相對(duì)于手表表面玻璃來(lái)說(shuō)指印的表面積并不小，這樣當(dāng)表是手表時(shí)就受到了限制。因此，很難將手指放置在手表表面玻璃上的所需電極的位置，而同時(shí)不影響附近的電極。因此，為了識(shí)別哪一個(gè)受影響的電極為目標(biāo)電極，手表中的電子裝置必須具有復(fù)雜的識(shí)別功能。
因此，本發(fā)明涉及一種便攜式物體如計(jì)時(shí)裝置，其包括控制至少一個(gè)電子功能如鐘表功能的元件，這些控制元件包括至少一個(gè)用于選擇所需電子功能的觸敏按鍵，一個(gè)用于識(shí)別所觸發(fā)的觸敏按鍵從而推斷出所選擇的特性或操作的電子數(shù)據(jù)處理電路，其特征在于，控制元件還包括應(yīng)變計(jì)，其允許確認(rèn)所需電子功能的選擇和/或觸發(fā)此電子功能，確認(rèn)和/或觸發(fā)所述電子功能是通過(guò)對(duì)便攜式物體施加壓力實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)此作用應(yīng)變計(jì)產(chǎn)生控制信號(hào)給電子數(shù)據(jù)處理電路。所述便攜式物體還包括可發(fā)出聲音信號(hào)以指示使用者所需的功能實(shí)際上已經(jīng)接通的元件。
由于具有這些特征，就不再需要對(duì)鍵盤的按鍵永久地供電。當(dāng)使用者將其手指放置在鍵盤上對(duì)應(yīng)他想要實(shí)現(xiàn)的特性或操作的一個(gè)觸敏按鍵上時(shí)，同時(shí)用手指下壓此便攜式物體，當(dāng)檢測(cè)到便攜式物體上的壓力時(shí)，應(yīng)變計(jì)以傳統(tǒng)的方式產(chǎn)生電信號(hào)，此電信號(hào)將施加給對(duì)應(yīng)便攜式物體的不同功能的電子數(shù)據(jù)處理電路。然后此控制電路接通觸敏鍵盤按鍵，辨別哪一個(gè)觸敏按鍵被使用者放在上面的手指觸發(fā)，并推斷出為進(jìn)行能控制的一種應(yīng)用而選擇的特性或操作。
因此，這樣就避免了使用者偶然地擦過(guò)一個(gè)鍵盤按鍵而無(wú)意中觸發(fā)了一項(xiàng)功能的危險(xiǎn)。實(shí)際上，對(duì)應(yīng)于使用者將其手指放在和鍵盤按鍵的特性或操作不會(huì)被選擇，要到該使用者在便攜式物體上施加壓力來(lái)確認(rèn)其選擇才可以。
后面提到的這種設(shè)置尤其在使用者想要使用計(jì)時(shí)功能時(shí)被證明特別有利。使用者先將手指放在特定的可啟動(dòng)計(jì)時(shí)器的觸敏按鍵上，使用者可以觀看希望更準(zhǔn)確計(jì)時(shí)的比賽如體育比賽，然后在適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻在便攜式物體上施加壓力來(lái)啟動(dòng)計(jì)時(shí)，而不用將視線離開(kāi)比賽。
本發(fā)明還涉及一種控制至少一個(gè)電子功能的方法，例如上述類型的便攜式物體的鐘表功能。這種方法包括用手指按下與所需電子功能有關(guān)的觸敏按鍵來(lái)選擇所述功能的步驟，其特征在于，所述方法還包括這樣的步驟在便攜式物體上施加機(jī)械壓力，從而確認(rèn)所述所需電子功能的選擇，和/或觸發(fā)所述功能，如有必要可發(fā)出聲音信號(hào)，指示使用者所需的功能實(shí)際上已經(jīng)接通。


通過(guò)下文中根據(jù)本發(fā)明的便攜式物體的示例性實(shí)施例的詳細(xì)介紹可以更清楚本發(fā)明的其它目的及優(yōu)點(diǎn)。此實(shí)施例通過(guò)完全是非限制性的方式來(lái)介紹并結(jié)合附圖來(lái)描述的，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)裝置的透視圖，顯示了一種設(shè)置鍵盤按鍵的方法，每一按鍵和處于下方的傳感器相連，傳感器控制和所述按鍵有關(guān)的數(shù)據(jù)項(xiàng)輸入；圖2是圖1所示計(jì)時(shí)裝置的剖視圖；圖3是圖2中圓圈所包圍部分的放大視圖，顯示了鍵盤觸敏按鍵的結(jié)構(gòu)；圖4是圖1所示手表表殼的后蓋的透視圖；圖5是拆除了表面玻璃的圖1所示計(jì)時(shí)裝置的透視圖；圖6顯示了電路的電路圖，電路允許壓電傳感器作為聲音發(fā)生器來(lái)操作，用于執(zhí)行按鈕的功能；和圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的實(shí)施例的流程圖。
所述元件的組合消除了在使用觸敏鍵盤按鍵將數(shù)據(jù)輸入到電子處理元件進(jìn)行所述數(shù)據(jù)處理時(shí)通常涉及的問(wèn)題，這些問(wèn)題尤其包括將手指放置在按鍵上時(shí)的高靈敏度，以及使用者不得不看著他所要觸發(fā)的按鍵以保證正確地選擇所需的功能。
而且，根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)變計(jì)執(zhí)行了按鈕的功能。實(shí)際上，包括帶有觸敏按鍵的鍵盤和一個(gè)或多個(gè)按鈕的手表已為人所知，鍵盤允許使用者選擇所需的電子功能，而按鈕允許接通或關(guān)閉所述功能。這種方法可以避免某些上述問(wèn)題，但具有的主要缺點(diǎn)是安裝到手表上的按鈕的制造費(fèi)用昂貴，并改變了所述表的表殼密封性。另外，這種方法還必須通過(guò)固定的或變化的符號(hào)來(lái)指示使用者哪一個(gè)按鈕應(yīng)被觸發(fā)來(lái)接通或關(guān)閉所需功能，這可能會(huì)引起混亂。
在這里應(yīng)馬上注意到，雖然下面的介紹涉及計(jì)時(shí)裝置尤其是手表，但本發(fā)明并不局限于這種計(jì)時(shí)裝置，而是可以很容易地應(yīng)用在任何其它設(shè)置了帶有觸敏按鍵的鍵盤以用來(lái)選擇和觸發(fā)多個(gè)電子功能的便攜式物體上。
首先參考圖1，其顯示了本發(fā)明的計(jì)時(shí)裝置，計(jì)時(shí)裝置整個(gè)地由標(biāo)號(hào)1表示。計(jì)時(shí)裝置1包括傳統(tǒng)方式的表殼，其具有中間部分4和界定了表殼2下部的后蓋6。在所示示例中，表殼2設(shè)置了區(qū)別于中間部分4的后蓋6。然而不用說(shuō)，本發(fā)明同樣可應(yīng)用于后蓋和中間部分一體制成的單體表殼中。表殼2可以用塑料材料通過(guò)已廣為人知的注塑模制技術(shù)制成。然而本發(fā)明并不局限于選擇這種材料，表殼2可以由任何適用于鐘表工業(yè)要求的材料制成，尤其是鋼。
表殼2在其上部由表面玻璃8所界定，其覆蓋了和時(shí)間有關(guān)或其它數(shù)據(jù)有關(guān)的顯示元件10。在圖1所示示例中，這些顯示元件10由矩陣型(matrix type)液晶顯示單元12形成。因此，它們是數(shù)字型數(shù)據(jù)顯示元件。當(dāng)然也可用模擬時(shí)間顯示裝置，其包括在由液晶顯示單元形成的表盤上運(yùn)動(dòng)的時(shí)針、分針和秒針，液晶顯示單元也可以顯示不同類型的信息或數(shù)據(jù)。根據(jù)另一變型，指針也可以在傳統(tǒng)的表盤上運(yùn)動(dòng)。代表著可由戴表人選擇的特性或功能的符號(hào)印刷、雕刻或轉(zhuǎn)印到手表的表面玻璃、玻璃框或表盤上。
最后，表殼2在其上圓周上包括玻璃框14，如果需要的話玻璃框可將表面玻璃8固定在表殼2上。玻璃框14通過(guò)粘結(jié)或超聲波焊接固定地安裝在表殼2上。在下文中參考圖2可發(fā)現(xiàn)另一種將玻璃框14定在表殼2上的方法是通過(guò)螺釘連接。
根據(jù)本發(fā)明，計(jì)時(shí)裝置1包括控制電子功能如鐘表功能的元件。在圖1所示示例中，這些控制元件由多個(gè)觸敏傳感器16形成，在此例中為25個(gè)，其設(shè)成5行5列的通常為方形的觸敏片的矩陣。靈敏片16組設(shè)在表面玻璃8上，并在所述表面玻璃8的大部分區(qū)域上延伸。根據(jù)另一實(shí)施例，觸敏傳感器16的靈敏片的一部分可以位于計(jì)時(shí)裝置1的表殼2的玻璃框14上。
由于表面玻璃8占據(jù)了表殼2的大部分上表面區(qū)域，由觸敏傳感器16矩陣限定的用于觸發(fā)電子功能的靈敏區(qū)域相對(duì)較大，模擬或數(shù)字形式的時(shí)間顯示沒(méi)有被改變，計(jì)時(shí)裝置1的尺寸或外觀也沒(méi)有改變。
現(xiàn)在參考圖2，其顯示了圖1所示計(jì)時(shí)裝置1的剖視圖。計(jì)時(shí)裝置1的中間部分4形成了一個(gè)中央凹腔，在凹腔中以傳統(tǒng)的方式設(shè)置了印制電路板20攜帶的電子表機(jī)芯18。此電子機(jī)芯18包括時(shí)基電路，由時(shí)基電路供電的分頻器電路，與分頻器電路相連的數(shù)據(jù)控制和處理電路，以及由控制電路控制的矩陣型液晶顯示單元12。
數(shù)據(jù)控制和處理電路可完成各種功能。特別是它能保持時(shí)基電路的石英晶體振蕩器的振蕩，劃分石英頻率，糾正手表和電池的工作，如有必要還可修正電機(jī)和液晶顯示的工作。它與觸敏傳感器16以及下面將介紹的應(yīng)變計(jì)22一起可以控制一些特殊的功能，如日期、記時(shí)、報(bào)警、時(shí)區(qū)等，還允許糾正某些讀數(shù)和實(shí)現(xiàn)定時(shí)。無(wú)須說(shuō)明，為了通過(guò)觸敏按鍵16來(lái)選擇或接通或關(guān)閉上述的電子功能，可以采用和電子機(jī)芯18不同的電子處理電路來(lái)控制計(jì)時(shí)裝置1的工作。
數(shù)據(jù)控制和處理電路由蓄電池24提供電流，蓄電池在用完后可以再次充電。在圖2所示示例中，蓄電池24通過(guò)感應(yīng)進(jìn)行充電。為此，第一線圈形成了充電器(未示出)的初級(jí)線圈，而放置在蓄電池24的充電電路上的第二線圈26形成了所述充電器的次級(jí)線圈。由于蓄電池24安裝在計(jì)時(shí)裝置上，最好通過(guò)感應(yīng)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，而不是通過(guò)電阻接觸將蓄電池連接到充電器上來(lái)對(duì)蓄電池進(jìn)行充電，這樣可避免改變計(jì)時(shí)裝置1的表殼2的密封性。但是可以理解，不論采用什么方法對(duì)蓄電池24進(jìn)行充電，都可以保證本發(fā)明的計(jì)時(shí)裝置1的正確操作?？梢岳斫猓瑪?shù)據(jù)控制和處理電路可以由不可充電的電池來(lái)提供能量。
從圖2中可看出，計(jì)時(shí)裝置1的中間部分4通過(guò)螺釘28固定地安裝在后蓋6上。相似地，印制電路板通過(guò)螺釘30固定在中間部分4上。最后，玻璃框14通過(guò)螺釘32固定在中間部分4上。而且，矩陣型顯示單元12通過(guò)柔性連接件34與印制電路板20電連接。
圖3是圖2所示剖面的放大的詳細(xì)視圖，顯示了觸敏傳感器16的靈敏片。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別實(shí)施例，觸敏傳感器為電容型，靈敏片16由沉積在表面玻璃8內(nèi)表面上的透明電極36形成。每一電極36通過(guò)多個(gè)接觸片37和兩個(gè)連接件38與電子表機(jī)芯18的控制電路電連接，接觸片37位于表面玻璃8圓周上，每一連接件38由一串垂直的導(dǎo)電條和絕緣條形成，絕緣條可由人造橡膠制成，連接件具有表面玻璃8的下表面到印制電路板20(見(jiàn)圖5)的上表面上的電觸點(diǎn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員知道如何在表面玻璃的表面上形成透明電極，以及如何將多個(gè)電容觸敏傳感器連接到位于表殼內(nèi)的電子控制單元中。
本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員還知道電容觸敏傳感器的操作原理。因此，此原理在此只做簡(jiǎn)單的回顧。
每一電容傳感器并聯(lián)連接在接地端和電子數(shù)據(jù)處理電路的輸入端之間。電子數(shù)據(jù)處理電路包括多個(gè)電壓控制的振蕩器，每一振蕩器的頻率作為其輸入和接地端之間的總電容的函數(shù)來(lái)改變。如果戴表人的手指沒(méi)有放置在朝向特定電極的表面玻璃上，因此相應(yīng)電容傳感器的一個(gè)電極板沒(méi)有形成。在這種情況下，振蕩器的輸入和接地端之間的總電容相當(dāng)于和此電容傳感器有關(guān)的寄生電容器的電容量。相反地，當(dāng)手指放在朝向此電極的表面玻璃上時(shí)，相應(yīng)傳感器的兩個(gè)電極板形成。振蕩器的輸入和接地端之間的總電容等于電容傳感器的電容量和寄生電容器的電容量之和。因此，每一電壓控制振蕩器的振蕩頻率根據(jù)有無(wú)手指放在朝向與所述振蕩器有關(guān)的電極的表面玻璃上而改變。此頻率改變由與電壓控制振蕩器相連的鑒頻器來(lái)檢測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明，觸敏傳感器16和上述應(yīng)變計(jì)22相連。通過(guò)觸敏傳感器16，使用者可以選擇一個(gè)電子功能，例如由計(jì)時(shí)裝置1的表面玻璃8上刻制的符號(hào)所代表或由顯示單元12所顯示的鐘表功能，然后確認(rèn)此選擇，通過(guò)在所述計(jì)時(shí)裝置1的表殼2上施加壓力來(lái)接通或關(guān)閉所選擇的功能。
根據(jù)另一替代實(shí)施例，應(yīng)變計(jì)22由壓電傳感器形成，其以傳統(tǒng)方式設(shè)置在眾多計(jì)時(shí)裝置內(nèi)，其主要用作報(bào)警裝置的聲音發(fā)生器。從圖4中可以清楚地看出，在手表1的表殼2的后蓋6上設(shè)有凹腔40，其可以剛性方式容納壓電傳感器22。壓電傳感器22是由壓電陶瓷材料制成的元件構(gòu)成，可以具有非限制性的圓形形狀，其直徑通常在10到15毫米之間，其厚度為十分之幾毫米(several tens of a millimetre)。壓電傳感器22粘結(jié)在上下兩個(gè)金屬電極(未示出)之間，下電極可通過(guò)適當(dāng)?shù)姆椒ɡ缯辰Y(jié)剛性地連接在表殼2的后蓋6上。根據(jù)一個(gè)替代實(shí)施例，壓電傳感器22可以由直接粘結(jié)在計(jì)時(shí)裝置1的殼體2的金屬后蓋上的陶瓷圓片構(gòu)成。根據(jù)另一個(gè)替代實(shí)施例，傳感器22由壓電陶瓷材料制成并粘結(jié)到和表殼后蓋相粘結(jié)的金屬圓片上的元件構(gòu)成。無(wú)須說(shuō)明，壓電傳感器22可以剛性地固定在殼體2的后蓋上不同的位置，例如相對(duì)中間部分4的位置。
現(xiàn)在將參考圖6來(lái)研究電路圖，電路允許壓電傳感器22用作聲音發(fā)生器以執(zhí)行按鈕的功能。換句話說(shuō)，手表1的使用者在通過(guò)帶有電容觸敏按鍵16的鍵盤選擇了所需的電子功能后，可以通過(guò)在計(jì)時(shí)裝置1的表殼2上施加壓力來(lái)確認(rèn)他的選擇。壓電傳感器22響應(yīng)這個(gè)壓力而發(fā)生機(jī)械變形并產(chǎn)生電壓，通過(guò)上述的控制電路作用于所需的鐘表功能。
正如所理解的那樣，安裝到本發(fā)明的手表1上的壓電傳感器22既可用作手表1的報(bào)警裝置的聲音發(fā)生器，也可用作通過(guò)在所述表1的表殼2上施加機(jī)械壓力來(lái)觸發(fā)或停用電子功能如鐘表功能的元件。然而無(wú)須說(shuō)明，傳感器22可以只用于確認(rèn)所需電子功能的選擇的主要目的。在本發(fā)明中用壓電傳感器作為應(yīng)變計(jì)的其它優(yōu)點(diǎn)在于所述壓電傳感器在使用者壓下計(jì)時(shí)裝置的殼體的同時(shí)可以發(fā)出聲音信號(hào)，此聲音信號(hào)指示使用者所需的鐘表功能實(shí)際上已經(jīng)接通。
圖6所示的電路42包括線圈L1，其與開(kāi)關(guān)元件的輸出相連接，開(kāi)關(guān)元件包括交替地導(dǎo)電和不導(dǎo)電的晶體管TR0。壓電傳感器22和線圈L1并聯(lián)。此電路42在其輸入端“a”處接收矩形脈沖信號(hào)。此信號(hào)從輸入端“a”處通過(guò)電阻R0傳給晶體管TR0的基極。當(dāng)晶體管TR0通過(guò)控制信號(hào)的脈沖保持導(dǎo)通時(shí)，電流從直流電壓源+E流過(guò)線圈L1，而壓電傳感器22的連接點(diǎn)“b”通過(guò)晶體管TR0連接到電路42的接地端。
當(dāng)晶體管TR0在每一脈沖的尾端進(jìn)入不導(dǎo)電狀態(tài)時(shí)，所有積聚在線圈L1中的能量被傳送到壓電傳感器22的端子，以比電源電壓+E更高的電壓對(duì)傳感器充電。此高幅值的脈沖供應(yīng)給壓電傳感器22有效的電能，這是操作聲音發(fā)生器所需要的。根據(jù)一個(gè)變型，為了得到更高的聲壓，線圈L1上串聯(lián)安裝了一個(gè)二極管(未示出)。關(guān)于這點(diǎn)的具體情況可以參考Seiko的瑞士專利No.CH641625。
介紹到這里，應(yīng)該想起剛剛介紹的電路元件只用于驅(qū)動(dòng)壓電傳感器22，使其用作安裝在上述計(jì)時(shí)裝置1上的報(bào)警裝置中的聲音發(fā)生器。因此，對(duì)于完成本發(fā)明，這些不同的元件并不是必須的。這些元件只是允許用來(lái)顯示，由于本發(fā)明的特定特征單獨(dú)的壓電傳感器可以有利地用于聲音發(fā)生器以及用于觸發(fā)電子功能例如便攜式物體如手表的鐘表功能。在下面的描述中，將集中地介紹電路42中用于允許機(jī)械壓力被轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)的部分，此數(shù)據(jù)可以被安裝在本發(fā)明的計(jì)時(shí)裝置中的數(shù)據(jù)控制和處理電路所讀取，并允許控制其鐘表功能。
使用者施加在計(jì)時(shí)裝置1的殼體2上的機(jī)械壓力可以在壓電傳感器22的端子上轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。電路42包括安裝在線圈L1和傳感器22之間的電容器C1，從而在低頻時(shí)傳感器22的阻抗足夠高。
電路42由并聯(lián)安裝在壓電傳感器22的端子上的無(wú)源過(guò)濾器44完成。過(guò)濾器44由電阻器R1和電容器C2以常規(guī)的方式組成。容易理解，當(dāng)傳感器22在1kHz的頻率用作聲音發(fā)生器時(shí)，過(guò)濾器44可用來(lái)過(guò)濾傳感器22端子上的高頻信號(hào)，并防止此信號(hào)向放大級(jí)和轉(zhuǎn)換級(jí)傳播，此放大級(jí)和轉(zhuǎn)換級(jí)將在下文中介紹。相反地在低頻時(shí)，當(dāng)在壓電傳感器22上作用機(jī)械作用力時(shí)，電信號(hào)可以通過(guò)。因此，就可能將壓電傳感器22既用作聲音發(fā)生器，同時(shí)又用作檢測(cè)施加在手表1上的壓力的元件。實(shí)際上，在傳感器22發(fā)出聲音信號(hào)的期間，所產(chǎn)生的高頻電信號(hào)由無(wú)源過(guò)濾器44過(guò)濾，因此無(wú)法向著電路42的放大級(jí)和轉(zhuǎn)換級(jí)傳播。然而，由施加在手表1的表殼2上的壓力所引起的低頻信號(hào)疊加在高頻信號(hào)上，可以通過(guò)。此原理的有意義的應(yīng)用在于，簡(jiǎn)單地在表殼2上作用機(jī)械壓力，就可以中斷有關(guān)手表1報(bào)警功能的聲音信號(hào)的傳播。
電路42還包括一個(gè)接一個(gè)并聯(lián)在無(wú)源線路44端子上的極化電阻器R2，放大級(jí)46和轉(zhuǎn)換級(jí)48。
放大級(jí)46包括晶體管TR1，其源極連接在直流電壓源+E上，其漏極連接在電阻器R3上。晶體管TR1的柵極連接在電阻器R3的“c”端，而電阻器R3的另一端和直流電壓源+E相連。
轉(zhuǎn)換級(jí)48可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何一種變換器。作為一種非限制性的例子，轉(zhuǎn)換級(jí)48包括一個(gè)互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)變換器，其由一個(gè)連接在一個(gè)N溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(NMOS)晶體管TR3上的P溝道金屬氧化物半導(dǎo)體(PMOS)晶體管TR2形成。兩個(gè)晶體管TR2和TR3的柵極連接在一起，并連接在晶體管TR1的漏極和電阻器R3之間的連接節(jié)點(diǎn)“d”上。這個(gè)連接節(jié)點(diǎn)“d”形成了變換器48的輸入。位于晶體管TR2和TR3的漏極之間的連接節(jié)點(diǎn)“f”形成了變換器48的輸出。
當(dāng)壓電傳感器22空載即當(dāng)計(jì)時(shí)裝置1的殼體2上沒(méi)有施加壓力時(shí)，連接節(jié)點(diǎn)“d”與接地端相連，而形成轉(zhuǎn)換級(jí)48的輸出的連接節(jié)點(diǎn)“f”的電壓等于+E，因此，轉(zhuǎn)換級(jí)48如同變換器一樣工作。由于這些知識(shí)已為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所掌握，因此在這里不再闡明。相反地，當(dāng)在壓電傳感器22上施加機(jī)械壓力時(shí)，形成轉(zhuǎn)換級(jí)48的輸入的連接節(jié)點(diǎn)“d”的電勢(shì)增加并趨于+E，而與此同時(shí)，形成轉(zhuǎn)換級(jí)48的輸出的連接節(jié)點(diǎn)“f”的電壓將變化到零。因此，在這種情況下轉(zhuǎn)換級(jí)48仍如同變換器一樣工作。
因此，轉(zhuǎn)換級(jí)48的輸出節(jié)點(diǎn)“f”的電壓將交替地變化，從當(dāng)壓電傳感器22空載時(shí)的+E值變化到當(dāng)傳感器22被觸發(fā)時(shí)的零電壓值。此邏輯信號(hào)施加給電子表機(jī)芯18的數(shù)據(jù)處理電路的輸入端，機(jī)芯響應(yīng)于此信號(hào)，可以控制由使用者通過(guò)電容式觸敏按鍵16所選擇的表1的鐘表功能。
如同下文中結(jié)合圖7所述的那樣，本發(fā)明尤其可用于計(jì)時(shí)裝置中的電子功能如計(jì)時(shí)功能的選擇和激活。
圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明用于控制電子功能如鐘表功能的方法。此方法始于步驟S1處，在這里使用者選擇需要的電子功能。在這里假定使用者希望觸發(fā)根據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)裝置的計(jì)時(shí)功能。在步驟S1可以看到，使用者面前出現(xiàn)了主菜單，提供了幾種選擇項(xiàng)。通過(guò)使用者將手指放置在垂直于指向上下的箭頭的觸敏按鍵16上，使用者可以上下滾動(dòng)菜單，輸入他所需要的計(jì)時(shí)功能。應(yīng)注意的是，標(biāo)記“菜單”和左右箭頭是通過(guò)雕刻或轉(zhuǎn)印刻制在計(jì)時(shí)裝置1的表面玻璃8、玻璃框14或刻度盤上的符號(hào)。
在步驟S2，使用者處于相應(yīng)于他已選擇的計(jì)時(shí)功能的子菜單中。在步驟S2可以看到，記時(shí)器處于零位，使用者通過(guò)“開(kāi)始”鍵可以為體育比賽開(kāi)始計(jì)時(shí)。通過(guò)將手指放在“開(kāi)始”鍵上，使用者可以選擇計(jì)時(shí)開(kāi)始功能。然而在使用者將手指放在“開(kāi)始”鍵上時(shí)計(jì)時(shí)器還不能啟動(dòng)。為了啟動(dòng)計(jì)時(shí)器，使用者必須在計(jì)時(shí)裝置的表面玻璃8上施加壓力。因此為了選擇計(jì)時(shí)功能，使用者輕微地接觸覆蓋了標(biāo)記“開(kāi)始”的電容觸敏按鍵16，然后觀看他所希望計(jì)時(shí)的體育比賽，最后無(wú)須將視線從比賽移開(kāi)就可以通過(guò)在覆蓋了標(biāo)記“開(kāi)始”的相同按鍵16上施加壓力，從而在運(yùn)動(dòng)員向前沖出的時(shí)刻啟動(dòng)計(jì)時(shí)功能。根據(jù)另一變型，計(jì)時(shí)器觸發(fā)功能可以如上述地這樣實(shí)現(xiàn)輕微地接觸適當(dāng)?shù)挠|敏按鍵16，然后通過(guò)在表1的任何區(qū)域，如所述手表1的表面玻璃8或表殼2的區(qū)域上施加壓力而啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。最好，通過(guò)在計(jì)時(shí)裝置上施加壓力而啟動(dòng)計(jì)時(shí)器時(shí)可以伴隨著發(fā)出一短促的聲音信號(hào)，此信號(hào)由壓電傳感器22發(fā)出，對(duì)使用者以可聽(tīng)的方式確認(rèn)計(jì)時(shí)器實(shí)際上已經(jīng)接通。在這里同樣地，使用者不必看著他的手表1來(lái)保證計(jì)時(shí)器實(shí)際上已經(jīng)接通。
現(xiàn)在假定根據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)裝置1處于計(jì)時(shí)模式已有一段很長(zhǎng)的時(shí)間了。應(yīng)注意的是由于計(jì)時(shí)裝置顯示的信息必須不斷地被刷新，因此所述計(jì)時(shí)模式是消耗大量能量的操作模式?？梢韵胂螅捎谟?jì)時(shí)器仍處于接通狀態(tài)，手表1處于顯示當(dāng)前時(shí)間的備用狀態(tài)，而使用者通過(guò)輕微地接觸適當(dāng)?shù)挠|敏按鍵16并壓下此按鍵確認(rèn)這一選擇，就可以在任何時(shí)間停止計(jì)時(shí)器或者是測(cè)量中間時(shí)間。
在步驟S3，計(jì)時(shí)器接通，顯示從其啟動(dòng)至今已流逝的時(shí)間。在步驟S3中可以看到出現(xiàn)了新的子菜單，為使用者提供了兩種選擇，一是通過(guò)“停止”鍵停止計(jì)時(shí)，或者是通過(guò)“分步計(jì)時(shí)”(split)鍵測(cè)量中間時(shí)間。如果使用者將手指放在“停止”鍵上并通過(guò)壓下表面玻璃8上“停止”鍵的位置而確認(rèn)他的選擇，使用者可以到達(dá)步驟S4，在步驟S4使用者有如下選擇，可以通過(guò)“歸零”鍵將計(jì)時(shí)器重設(shè)為零，或者通過(guò)“開(kāi)始”鍵重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器。通過(guò)“開(kāi)始”鍵重新啟動(dòng)計(jì)時(shí)器是通過(guò)和上面步驟S2所介紹的相似方式來(lái)進(jìn)行的。使用者輕微地接觸位于標(biāo)記“開(kāi)始”之上的觸敏按鍵16，從而選擇了計(jì)時(shí)器重新啟動(dòng)的功能。然后下壓計(jì)時(shí)裝置1，真正地重新觸發(fā)計(jì)時(shí)功能。相反地，如果使用者將他的手指放在“分步計(jì)時(shí)”鍵上并通過(guò)壓下計(jì)時(shí)裝置1的表面玻璃8來(lái)確認(rèn)他的選擇，使用者到達(dá)步驟S5，在此步驟顯示所測(cè)量的中間時(shí)間。在這里為使用者再次顯示出兩個(gè)選擇。使用者可以輕微地接觸“分步計(jì)時(shí)”鍵，計(jì)時(shí)器記錄一個(gè)新的中間時(shí)間，或者使用者可以將其手指放在“停止”鍵上，然后到達(dá)步驟S4，在步驟S4中如上所述地進(jìn)行操作。
因此應(yīng)注意，在閱讀了上文后，根據(jù)特定的情況，使用者只需將其手指放在鍵盤的適當(dāng)觸敏按鍵16上，就可以選擇和觸發(fā)給定的電子功能，或者使用者必須不但壓在觸敏按鍵16上以選擇所需功能，而且必須在計(jì)時(shí)裝置上施加壓力以啟動(dòng)所述功能。
無(wú)須說(shuō)明，本發(fā)明并不局限于上面介紹的實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍下可以對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)和變化。特別是，應(yīng)變計(jì)22可以是阻力傳感器，當(dāng)有機(jī)械應(yīng)力施加在阻力傳感器的結(jié)構(gòu)上時(shí)其電阻發(fā)生變化。應(yīng)變計(jì)22也可以是一測(cè)量裝置，其特征是電容器的電容量隨施加的壓力而變化。而且，也可以采用其通過(guò)感應(yīng)、超聲波或紅外線鍵的利用接觸壓力的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式物體，例如計(jì)時(shí)裝置(1)，其包括具有至少一個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)的顯示元件(10)，以及由包括覆蓋了所述顯示元件(10)的表面玻璃(8)的上部和位于所述顯示元件(10)下方的后蓋(6)所界定的下部組成的殼體(2)，所述物體還包括用于控制一個(gè)電子功能如鐘表功能的元件，這些控制元件包括至少一個(gè)用于選擇所需電子功能的觸敏按鍵(16)，以及電子數(shù)據(jù)處理電路，其可辨別用手指接觸所述觸敏按鍵所觸發(fā)的觸敏按鍵(16)并推斷出所選擇的特性或操作，其特征在于，所述控制元件還包括應(yīng)變計(jì)(22)，其允許確認(rèn)所需電子功能的選擇和/或觸發(fā)所述電子功能，確認(rèn)和/或觸發(fā)所述電子功能是通過(guò)對(duì)所述便攜式物體施加壓力實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)此作用所述應(yīng)變計(jì)(22)產(chǎn)生控制信號(hào)給所述電子數(shù)據(jù)處理電路，所述便攜式物體還包括可發(fā)出聲音信號(hào)以指示使用者所需的功能實(shí)際上已經(jīng)接通的元件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述便攜式物體，其特征在于，所需電子功能的確認(rèn)和/或生效是通過(guò)壓下允許選擇所述所需電子功能的特定觸敏按鍵(16)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述便攜式物體，其特征在于，所述應(yīng)變計(jì)(22)剛性地連接到所述殼體(2)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述便攜式物體，其特征在于，所述應(yīng)變計(jì)(22)粘結(jié)到所述殼體(2)的后蓋(6)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)所述便攜式物體，其特征在于，所述應(yīng)變計(jì)(22)是從包括壓電傳感器、電阻傳感器和電容傳感器的一組器件中選擇的，當(dāng)在所述殼體(2)上施加機(jī)械壓力時(shí)，所述應(yīng)變計(jì)(22)可以產(chǎn)生電壓，由所述應(yīng)力傳感器產(chǎn)生的所述電壓施加給第一電路，所述第一電路響應(yīng)所述施加的壓力而產(chǎn)生邏輯信號(hào)，所述邏輯信號(hào)施加給所述電子數(shù)據(jù)處理電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述便攜式物體，其特征在于，所述應(yīng)變計(jì)(22)是由粘結(jié)在上、下兩個(gè)金屬電極之間的壓電陶瓷材料制成的元件構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述便攜式物體，其特征在于，當(dāng)所述殼體(2)由金屬制成時(shí)，所述應(yīng)變計(jì)(22)是由直接粘結(jié)在所述殼體(2)的后蓋(6)上的陶瓷材料構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述便攜式物體，其特征在于，所述應(yīng)變計(jì)(22)是由壓電陶瓷材料制成并直接粘結(jié)在金屬片上的元件構(gòu)成，所述金屬片本身粘結(jié)在所述殼體(2)的后蓋(6)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求5到8中任何一項(xiàng)所述便攜式物體，其特征在于，當(dāng)所述應(yīng)變計(jì)(22)是由壓電傳感器構(gòu)成時(shí)，所述第一電路包括將所述壓電傳感器通過(guò)施加的機(jī)械壓力而產(chǎn)生的電壓放大(46)并轉(zhuǎn)換(48)成邏輯信號(hào)的元件。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述便攜式物體，其特征在于，所述便攜式物體還包括第二電路，可以使所述壓電傳感器作為聲音發(fā)生器的振動(dòng)源。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述便攜式物體，其特征在于，所述第一電路還包括當(dāng)所述壓電傳感器用作聲音發(fā)生器時(shí)過(guò)濾所述壓電傳感器產(chǎn)生的電脈沖的元件(44)，因此，所述壓電傳感器可以同時(shí)用作聲音發(fā)生器和檢測(cè)施加在所述便攜式物體上的壓力的元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1到11中任何一項(xiàng)所述便攜式物體，其特征在于，利用接觸壓力的數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)采用電容、超聲波或紅外線鍵。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述便攜式物體，其特征在于，所述表面玻璃(8)上至少設(shè)有一部分所述觸敏按鍵(16)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述便攜式物體，其特征在于，所述觸敏按鍵(16)為電容式的，其靈敏片由沉積在所述表面玻璃(8)的內(nèi)表面上的透明電極(36)形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述便攜式物體，其特征在于，所述觸敏按鍵(16)的靈敏片(36)設(shè)置成行和列的矩陣形式，并在大部分所述表面玻璃(8)上延伸。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述便攜式物體，其特征在于，每一所述電極(36)通過(guò)多個(gè)接觸片(37)和兩個(gè)連接件(38)與所述數(shù)據(jù)處理電路電連接，所述接觸片(37)位于所述表面玻璃(8)的圓周上，所述連接件(38)的電觸點(diǎn)從所述表面玻璃(8)的下表面延伸到印制電路板(20)的上表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述便攜式物體，其特征在于，每一所述連接件(38)均由一串垂直的導(dǎo)電條和絕緣條形成，所述絕緣條例如可由人造橡膠制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求1到17中任何一項(xiàng)所述便攜式物體，其特征在于，所述便攜式物體由蓄電池(24)供電，所述蓄電池(24)可以通過(guò)感應(yīng)再次充電。
19.根據(jù)權(quán)利要求1到18中任何一項(xiàng)所述便攜式物體，其特征在于，所述便攜式物體包括和時(shí)間或其它信息有關(guān)的顯示元件(10)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述便攜式物體，其特征在于，所述顯示元件(10)由矩陣型液晶顯示單元構(gòu)成。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述便攜式物體，其特征在于，所述顯示元件(10)由模擬時(shí)間顯示元件構(gòu)成，其包括在刻度盤上運(yùn)動(dòng)的時(shí)針、分針和秒針，所述刻度盤可由能顯示多種類型的信息或數(shù)據(jù)的液晶顯示單元構(gòu)成。
22.一種控制如上面任何一項(xiàng)權(quán)利要求所述便攜式物體的至少一項(xiàng)電子功能如鐘表功能的方法，包括通過(guò)將手指放在和所述功能有關(guān)的觸敏按鍵上選擇所需的電子功能的步驟，其特征在于，所述方法還包括這樣的步驟，在所述便攜式物體上施加機(jī)械壓力，來(lái)確認(rèn)所述功能的選擇和/或觸發(fā)所述功能，如有必要可發(fā)出一聲音信號(hào)，指示使用者所需的功能實(shí)際上已經(jīng)接通。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述方法，其特征在于，所述可確認(rèn)和/或觸發(fā)所需電子功能的應(yīng)力施加的同時(shí)可以發(fā)出所述聲音信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述方法，其特征在于，通過(guò)在允許選擇所需電子功能的特定觸敏按鍵(16)的正上方施加機(jī)械壓力來(lái)觸發(fā)所述所需的電子功能，和/或確認(rèn)所述選擇。
25.根據(jù)權(quán)利要求22到24所述方法，其特征在于，當(dāng)所述便攜式物體處于計(jì)時(shí)模式時(shí)，所述便攜式物體處于可以顯示其它數(shù)據(jù)的待用模式，而使用者通過(guò)輕輕地接觸適當(dāng)?shù)挠|敏按鍵(16)并壓下此按鍵(16)確認(rèn)這一選擇，就能在任何時(shí)候停止計(jì)時(shí)或者是測(cè)量中間時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種便攜式物體如計(jì)時(shí)裝置(1),其包括控制至少一個(gè)電子功能如鐘表功能的元件,這些控制元件包括至少一個(gè)用于選擇所需電子功能的觸敏按鍵(16),其特征在于,控制元件還包括應(yīng)變計(jì)(22),其允許確認(rèn)所需電子功能的選擇和/或觸發(fā)此電子功能,確認(rèn)和/或觸發(fā)所述電子功能是通過(guò)對(duì)便攜式物體施加壓力來(lái)實(shí)現(xiàn)的,通過(guò)此作用應(yīng)變計(jì)(22)產(chǎn)生控制信號(hào)給電子數(shù)據(jù)處理電路。所述便攜式物體還包括可發(fā)出聲音信號(hào)以指示使用者所需的功能實(shí)際上已經(jīng)接通的元件。
文檔編號(hào)G04G21/00GK1372171SQ0210518
公開(kāi)日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2002年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月23日
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