專利名稱：尤其可指示目標(biāo)方位的含全球定位系統(tǒng)接收機(jī)的計(jì)時(shí)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包括一個(gè)GPS接收機(jī)的計(jì)時(shí)器，安排為指示從該GPS接收機(jī)所在“源”位置到一個(gè)“目標(biāo)”目的地或位置的方向。
能夠指示特定方向計(jì)時(shí)器已經(jīng)是公知的。作為例子，可參考?xì)W洲專利申請No.95120717.4，該專利揭示一種可指示麥加方向的計(jì)時(shí)器。該申請揭示了一種模擬計(jì)時(shí)器，它加入一個(gè)羅盤用于提供參考軸(該參考軸由北磁極方向提供)。
在含有羅盤的計(jì)時(shí)器中存在的一個(gè)問題在于計(jì)時(shí)器組件的磁性環(huán)境將干擾與羅盤有關(guān)的恒定磁鐵。當(dāng)時(shí)針移動(dòng)部分包括磁性物質(zhì)時(shí)這個(gè)問題變得尤其不便。對這個(gè)問題的一種不完善解決方式是將恒定磁鐵從磁性物質(zhì)移開，即增加計(jì)時(shí)器所需的空間，這與手表制造者的固有觀念相矛盾。此外，這類計(jì)時(shí)器不能提供一種簡單的解決方案來確定“目標(biāo)”位置的方向。其確定方法須考慮復(fù)雜的物理數(shù)據(jù)如磁北極與地理北極之間的偏移。
對計(jì)時(shí)器制造者來說一個(gè)難題在于既要實(shí)現(xiàn)提供所須方向的計(jì)時(shí)器安排，又要照顧鐘表工業(yè)中通常的限制，如對于空間的要求。
對上述難題的一個(gè)通常解決辦法是在模擬計(jì)時(shí)器中裝入所謂的GPS接收機(jī)。簡單地說縮寫GPS特指與全球定位系統(tǒng)連接的一種設(shè)備，該系統(tǒng)通常從衛(wèi)星中取得坐標(biāo)與時(shí)間數(shù)據(jù)。作為例子，這種接收機(jī)需接收從4個(gè)不同衛(wèi)星發(fā)射來的信號以決定在三維空間中的位置(經(jīng)度、緯度、高度)。這類接收機(jī)的結(jié)構(gòu)及操作在技術(shù)發(fā)展水平中廣泛描述，尤其在Brge Forssell的“無線電導(dǎo)航系統(tǒng)”一文中。
作為例子，可引用國際專利申請No.WO 96/21139。該專利文獻(xiàn)提到這樣的事實(shí)，GPS接收機(jī)也可在沒有使用羅盤的模擬計(jì)時(shí)器中使用。參見如所述國際專利申請的圖2，該計(jì)時(shí)器的指針指示一個(gè)角度W，允許該計(jì)時(shí)器用戶可在目標(biāo)方向Pn的方向移動(dòng)。
然而，本發(fā)明申請人注意到，在模擬計(jì)時(shí)器中的GPS接收機(jī)其自身不允許提供計(jì)時(shí)器使用者希望知道的目標(biāo)方向的方向。事實(shí)上，本發(fā)明申請人注意到所述的GPS接收機(jī)可提供使用者的空間位置坐標(biāo)，即由四個(gè)衛(wèi)星形成的參照系中目標(biāo)位置的方向，預(yù)先存儲在所述GPS接收機(jī)中的目標(biāo)位置坐標(biāo)。換句話說，所述用戶須利用一個(gè)參考軸，相對于此參考軸可有效地確定該位置的方向本發(fā)明的目的是在不使用羅盤的情況下，通過提供用于指出目標(biāo)方向的計(jì)時(shí)器來克服上述缺陷。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供這樣的一種計(jì)時(shí)器，使其滿足鐘表應(yīng)用的通常的美學(xué)和舒適標(biāo)準(zhǔn)。
這些及其他目的通過一種多功能計(jì)時(shí)器實(shí)現(xiàn)，它包含一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘，第一和第二時(shí)間顯示指針，選擇功能裝置，方向確定裝置，它包含數(shù)據(jù)處理裝置和用來在所述的數(shù)據(jù)處理裝置輸入“目標(biāo)”位置的地理坐標(biāo)的數(shù)據(jù)輸入裝置，所述之計(jì)時(shí)器的特征如下-所述方向確定裝置由一個(gè)組件構(gòu)成，該組件包含一個(gè)天線和一個(gè)GPS類接收機(jī)，用于確定所述計(jì)時(shí)器所在位置的地理坐標(biāo)；-使用所述計(jì)時(shí)器的6點(diǎn)-12點(diǎn)軸作為參考軸；和-至少所述第一指針安排為能夠指示相對于所述參考軸的“目標(biāo)”位置的方向。
本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供這樣的計(jì)時(shí)器，當(dāng)計(jì)時(shí)器用戶移動(dòng)了幾米距離時(shí)，主要從GPS接收機(jī)所提供的坐標(biāo)來操作。事實(shí)上，如果用戶移動(dòng)時(shí)抬起他的胳膊如同連續(xù)讀取時(shí)間一樣，通過GPS接收機(jī)，這種移動(dòng)提供了一個(gè)走動(dòng)方向，該方向可作為通過所述模擬計(jì)時(shí)器的6點(diǎn)-12點(diǎn)軸的參考軸。換句話說，6點(diǎn)-12點(diǎn)軸作為參考軸，例如避免了使用羅盤。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是所提供這樣的計(jì)時(shí)器，其結(jié)構(gòu)比前面描述的現(xiàn)有技術(shù)的手表簡單。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是提供這樣的手表，其部件可集成在一個(gè)緊湊結(jié)構(gòu)中，這使得該計(jì)時(shí)器比前述的現(xiàn)有技術(shù)手表要更為美觀。
結(jié)合附圖，通過閱讀以實(shí)例的方式給出的對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清晰地顯現(xiàn)出來，這些附圖中

圖1表示依據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)器的一種優(yōu)選的實(shí)施例；
圖2表示依據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖；圖3示意地表示依據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)器的一個(gè)優(yōu)選的操作模式的透視圖；圖4示意地表示圖3的頂視圖。
一般地，依據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)器用于如圖1所示的手表中。
依據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)器結(jié)合在一個(gè)多功能手表1中，該表通常由一個(gè)表盤2，一個(gè)旋鈕3，例如指示小時(shí)的第一指針4，例如指示分鐘的第二指針5和以Eta SA名義的歐洲專利申請No.91198796.3中描述的那類顯示裝置6。這些不同的部件包含在一個(gè)外殼或附著在表帶9的結(jié)構(gòu)7中。
圖2表示依據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)器內(nèi)部結(jié)構(gòu)方框圖，該計(jì)時(shí)器的優(yōu)選的實(shí)施例如圖1所示。
基本上，除了前面參照圖1所述的部件外，結(jié)構(gòu)7還包括一個(gè)天線10，一個(gè)GPS接收機(jī)11，數(shù)據(jù)處理裝置12，選擇裝置13，數(shù)據(jù)輸入裝置14，電機(jī)15，內(nèi)部時(shí)鐘16和一個(gè)電源17。
天線10安排為能夠接收衛(wèi)星傳輸?shù)男盘?，和包括連接到GPS接收機(jī)11的第一輸入的一個(gè)輸出，同時(shí)可有利地組成表盤的部分或全部。
優(yōu)選地，GPS接收機(jī)可在按照本發(fā)明的計(jì)時(shí)器中有利地采用聲表面波(SAW)濾波器。關(guān)于傳統(tǒng)濾波器(如陶瓷濾波器)，SAW濾波器提供相似的電氣特性如電流衰減，同時(shí)還具有較小的尺寸，這特別有利于鐘表制造應(yīng)用。
GPS接收機(jī)11的輸出連接到數(shù)據(jù)處理裝置12的第一輸入，通常為微處理器。數(shù)據(jù)處理裝置12包括連接到選擇裝置13的輸出的第二輸入，計(jì)時(shí)器用戶能夠操作該選擇裝置，連接到數(shù)據(jù)輸入裝置14輸出的第三輸入，和連接到與指針4和5相連的電機(jī)15的輸入的一個(gè)輸出，和安排驅(qū)動(dòng)指針4和5。數(shù)據(jù)處理裝置12的第四輸入連接到內(nèi)部時(shí)鐘16，如其后所描述的那樣。
選擇裝置13可由在外殼7中表盤2邊沿的按鈕組成，或優(yōu)選地與旋鈕3的機(jī)構(gòu)相結(jié)合，所述之選擇裝置13安排為能夠選擇不同的功能。
按常規(guī)方式組成用于提供“目標(biāo)”位置的坐標(biāo)給數(shù)據(jù)處理裝置12，即經(jīng)度，緯度和高度的數(shù)據(jù)輸入裝置14。作為例子，可引用現(xiàn)有技術(shù)的下述解決方案。在計(jì)時(shí)器是手表的情況下，以本發(fā)明申請人的名字的歐洲專利申請No.95117979.5公開了第一輸入裝置，通過扭動(dòng)旋鈕指示第一種輸入方法，當(dāng)手表的旋鈕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)卷動(dòng)在液晶顯示器上顯示的城鎮(zhèn)、地區(qū)或國家。同一專利申請人公開了包括配有幾個(gè)標(biāo)記的一個(gè)可動(dòng)的表盤的第二種輸入裝置，這些標(biāo)記對應(yīng)于幾個(gè)重要的城鎮(zhèn)，每個(gè)城鎮(zhèn)標(biāo)記在各自標(biāo)記的附近。在這種情況下，足以供手表用戶通過使分針指向?qū)?yīng)的標(biāo)記在表盤上選擇這些城鎮(zhèn)之一。
此外，如在現(xiàn)有技術(shù)中所知，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可將步進(jìn)電機(jī)用于電機(jī)15，優(yōu)選地使用一種雙向電機(jī)以允許指針4和5在兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。
內(nèi)部時(shí)鐘16(典型地與石英晶體有關(guān)的時(shí)基)有一個(gè)第一輸出，連接到GPS接收機(jī)11的第二輸入，和一個(gè)第二輸出，連接到數(shù)據(jù)處理裝置12的第四輸入以提供時(shí)間信號。
如圖2所示結(jié)構(gòu)7的不同部件由電源或諸如電池之類的電源17供電。
如圖2所示的結(jié)構(gòu)類型具有大量優(yōu)點(diǎn)。因此，雙向電機(jī)的使用允許指針在兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，這將允許所定義的指針的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，而同時(shí)減少能量的消耗。
參考圖3和4，按照本發(fā)明的計(jì)時(shí)器的工作如下。
通過描述，帶著先前描述的手表1的用戶初始位于A點(diǎn)，和希望到達(dá)(例如走去)他知道其經(jīng)度，緯度和高度的B點(diǎn)，其三維地理坐標(biāo)標(biāo)記為B1，B2和B3。用戶通過選擇裝置13切換至“方向”操作模式，在先前所描述的優(yōu)選的實(shí)施例中，這種模式具有將指針4和5放在重合位置的效果，如前述的專利文獻(xiàn)所描述，以便指示新的操作模式已啟動(dòng)。然后用戶通過數(shù)據(jù)輸入裝置14輸入目標(biāo)點(diǎn)B的三維坐標(biāo)(B1，B2，B3)。用戶必須通過GPS接收機(jī)11等待由至少4個(gè)衛(wèi)星進(jìn)行定位。然后GPS接收機(jī)存儲所述衛(wèi)星的存取碼以便允許它順序接收數(shù)據(jù)而不必再次等待定位。更精確地，GPS接收機(jī)11從至少4個(gè)衛(wèi)星接收地理坐標(biāo)和時(shí)間，如從前述Brje Forssell的文章“無線電導(dǎo)航系統(tǒng)”中所知的，通過計(jì)算算法GPS接收機(jī)11推導(dǎo)出以三維坐標(biāo)(A1，A2，A3)表示的所述用戶位置，并提供這些數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)處理裝置12。隨后，他開始向任意方向例如向A’點(diǎn)走動(dòng)，其三維坐標(biāo)(A’1，A’2，A’3)隨之由GPS接收機(jī)11確定。描述計(jì)時(shí)器的操作，例如與4個(gè)衛(wèi)星相關(guān)，因?yàn)橹辽傩枰?個(gè)衛(wèi)星來計(jì)算GPS接收機(jī)11所在位置的三維坐標(biāo)，如前所曾經(jīng)提及過的。
因此，數(shù)據(jù)處理裝置12接收3個(gè)三維坐標(biāo)“起始點(diǎn)”的三維坐標(biāo)(A1，A2，A3)，“走動(dòng)”點(diǎn)的三維坐標(biāo)(A’1，A’2，A’3)，和“目標(biāo)”點(diǎn)的三維坐標(biāo)(B1，B2，B3)。在所述的例子中，由指針4和5組成的組件在數(shù)據(jù)處理裝置12和電機(jī)15的聯(lián)合作用下移動(dòng)，如在歐洲專利申請No.95120717.4中所揭示的。相應(yīng)的，如果用戶利用手表1中表盤2上的6點(diǎn)-12點(diǎn)軸作為參考軸，并隨之將這個(gè)參考軸與他走動(dòng)的方向?qū)?zhǔn)，即點(diǎn)A和A’之間的方向，則指針4和5將在數(shù)據(jù)處理裝置12和電機(jī)15的聯(lián)合作用下移動(dòng)，以在前述歐洲專利申請中所揭示的方式指示用戶為到達(dá)“目標(biāo)”點(diǎn)所應(yīng)走的方向即在點(diǎn)A’和點(diǎn)B間的方向。由此，如果用戶利用手表1中表盤2上的6點(diǎn)-12點(diǎn)軸作為參考軸，并隨之將這個(gè)參考軸與他走動(dòng)的方向?qū)?zhǔn)，當(dāng)指針4和5組成的組件完全與6點(diǎn)-12點(diǎn)軸對準(zhǔn)時(shí)，則用戶面向“目標(biāo)”點(diǎn)，如圖4中A點(diǎn)所示。
在例子中，在如前所述的本發(fā)明應(yīng)用的情況下，用戶只要走動(dòng)大約30米的距離就足以接收“目標(biāo)”點(diǎn)的方向的指示，這個(gè)距離依賴于GPS接收機(jī)的分辨率。
作為另一種選擇，可對前面詳細(xì)描述的計(jì)時(shí)器進(jìn)行修改和改進(jìn)。
作為另一種選擇，按照本發(fā)明的計(jì)時(shí)器亦可裝配在Eta SA的歐洲專利申請No.91108796.3中所揭示的類型的液晶顯示器，這種具有存儲裝置的組件可允許顯示先前的或預(yù)定的位置。
作為另一種選擇，按照本發(fā)明的計(jì)時(shí)器亦可裝配與內(nèi)部時(shí)鐘16相結(jié)合的溫度補(bǔ)償裝置，如使用溫度控制晶體振蕩器(TXCO)。使用具有GPS接收機(jī)的這種溫度補(bǔ)償裝置具有特別的優(yōu)點(diǎn)。事實(shí)上，內(nèi)部時(shí)鐘越精確，對于可確定接收機(jī)位置的衛(wèi)星的搜索就越迅速，理想情況是從衛(wèi)星始發(fā)的時(shí)鐘信號和內(nèi)部時(shí)鐘信號的之間沒有任何差異。相應(yīng)地，這種補(bǔ)償裝置使計(jì)時(shí)器使用可靠，甚至在極端氣候條件下。
作為另一種選擇，按照本發(fā)明的計(jì)時(shí)器亦可與能夠例如用于顯示導(dǎo)航圖的外部裝置相聯(lián)。
同樣作為另一種選擇，按照本發(fā)明的計(jì)時(shí)器可包含兩個(gè)雙向電機(jī)，從而計(jì)時(shí)器指針的移動(dòng)可更為復(fù)雜。第二個(gè)雙向電機(jī)亦可允許按照本發(fā)明的計(jì)時(shí)器裝配一個(gè)附加指針例如用于指示秒。
毋庸置疑，在不脫離它的范圍的情況下，按照本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可對模擬計(jì)時(shí)器的詳細(xì)描述進(jìn)行大量附加的修改和改進(jìn)。作為例子，亦可使用與計(jì)時(shí)器中6點(diǎn)-12點(diǎn)軸不同的軸，這個(gè)另外的軸可由計(jì)時(shí)器上顯示的方向和用戶自己的空間位置形成。
權(quán)利要求
1.多功能計(jì)時(shí)器(7)，包含一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘(16)，第一和第二時(shí)間顯示指針(4，5)，用于選擇功能的選擇裝置(13)，方向確定裝置(10，11，14，12)，包含數(shù)據(jù)處理裝置(12)和用于輸入“目標(biāo)”位置的地理坐標(biāo)至所述的數(shù)據(jù)處理裝置的數(shù)據(jù)輸入裝置(14)，所述之計(jì)時(shí)器其特征在于-所述方向確定裝置由一個(gè)組件組成，這個(gè)組件包括一個(gè)天線(10)和一個(gè)GPS類接收機(jī)(11)，用于確定所述之計(jì)時(shí)器(7)所在位置的地理坐標(biāo)；-使用所述之計(jì)時(shí)器(7)的6點(diǎn)-12點(diǎn)軸作為參考軸；和-至少所述第一指針(4，5)安排為能夠指示相對于所述之參考軸的“目標(biāo)”位置方向。
2.按照權(quán)利要求1的計(jì)時(shí)器(7)，其特征在于所述之第二指針(4，5)安排為能夠指示地理北極的方向。
3.按照前述的任何權(quán)利要求的計(jì)時(shí)器(7)，進(jìn)一步包含用于補(bǔ)償所述之內(nèi)部時(shí)鐘(16)溫度的裝置，因此使所述計(jì)時(shí)器更為可靠，這種安排增加了所述計(jì)時(shí)器的精確性。
4.按照前述的任何權(quán)利要求的計(jì)時(shí)器(7)，其中所述之?dāng)?shù)據(jù)處理裝置(12)由微處理器構(gòu)成。
全文摘要
一種計(jì)時(shí)器(7),包含指針(4,5),方向確定裝置(10,11,14,12)包含數(shù)據(jù)輸入裝置(14),用于輸入“目標(biāo)”位置的地理坐標(biāo)至數(shù)據(jù)處理裝置(12)。其特征在于,方向確定裝置由一個(gè)天線(10)和一個(gè)GPS類接收機(jī)(11)組成,用于確定計(jì)時(shí)器(7)所在位置的地理坐標(biāo),使用計(jì)時(shí)器(7)的6點(diǎn)－12點(diǎn)軸作為參考軸,和至少第一指針(4,5)安排為能夠指示相對于所述參考軸的“目標(biāo)”位置方向。其結(jié)構(gòu)的改進(jìn)在于不再需要參考磁北極來確定“目標(biāo)”位置的方向。
文檔編號G01S3/04GK1206836SQ9810889
公開日1999年2月3日 申請日期1998年4月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年4月4日
發(fā)明者P·-A·法里納 申請人:阿蘇拉布股份有限公司