TECHNISCHES GEBIET
[0001] Die Erfindung betrifft einen Fernbedienungsgeber, wie er insbesondere zum Steuern
von Geräten der Unterhaltungselektronik über eine drahtlose Verbindung dient. Es werden
also z. B. Fernsehgeräte, Videorecorder, Audiogeräte, Dia- oder Filmprojektoren gesteuert.
STAND DER TECHNIK
[0002] Der Stand der Technik sei ausgehend von folgendem Beispiel erläutert. Auf dem Bildschirm
eines Fernsehgerätes sei ein Kursor in senkrechter Richtung auf- und abzubewegen und
in horizontaler Richtung hin- und herzubewegen. Herkömmliche Fernbedienungsgeber weisen
zum Auslösen derartiger Bewegungen als Funktionswähleinrichtung vier Tasten auf, von
denen jeweils eine zum Auslösen der genannten Kursorbewegungen dient. Eine fünfte
Taste kann vorhanden sein, bei deren Betätigen der Kursor in die Ausgangsstellung,
in der Regel oben links am Schirm, zurückbewegt wird. Die vier oder fünf Tasten stellen
eine Funktionswähleinrichtung dar, die Wahlsignale an eine Sendeschaltung ausgibt,
abhängig von der durch Betätigen einer der Tasten gewählten Funktion. Je nach der
gewählten Funktion gibt die Sendeschaltung kodierte Sendesignale an eine Sendeelementanordnung,
die an einer Seite des Gehäuses angebracht ist. Diese Seite mit der Sendeelementanordnung
wird im folgenden als Vorderseite des Gehäuses bezeichnet. Die Sendeelementanordnung
strahlt in einer Vorzugsrichtung, die mit einer Richtung des Gehäuses zusammenfällt,
die im folgenden als Längsrichtung des Gehäuses bezeichnet wird. Die kodierten Signale
werden von dem zu bedienenden Gerät empfangen und entsprechend dem empfangenen Kode
wird die gewählte Funtion ausgeführt, also z. B. ein Kursor in eine gewünschte Richtung
bewegt.
[0003] Wesentlich bedienfreundlicher als die genannten altbekannten Fernbedienungsgeber
sind Fernbedienungsgeber, wie sie in den letzten Jahren bekanntgeworden sind. Diese
sind so ausgebildet, daß zum Wählen einer Funktion der Geber in bestimmter Weise zu
bewegen ist, z. B. ist das Gehäuse mit der Längsachse nach oben zu neigen, wenn ein
Kursor nach oben bewegt werden soll, mit der Längsachse nach unten zu neigen, wenn
der Kursor abwärts bewegt werden soll, oder die Längsachse ist in der Horizontalen
nach links oder nach rechts um eine senkrecht stehende Achse zu verdrehen, um eine
Bewegung des Kursors nach links bzw. rechts auszulösen. In diesem Fall ist keinerlei
Taste mehr auszulösen, um eine Funktionswahl vorzunehmen. Ein derartiger Fernbedienungsgeber
ist z. B. in US-A-4,565,999 beschrieben. Ein ähnlicher Fernbedienungsgeber, der jedoch
noch eine Auslösetaste aufweist, die den Sendebetrieb des Gebers nur auslöst, wenn
sie betätigt ist, um dadurch die Batterie des Gebers zu schonen, ist aus US-A-4,745,402
bekannt.
[0004] Auf entsprechende Weise kann z. B. die Lautstärke von Stereolautsprechern eingestellt
werden. Soll die Lautstärke vom linken Lautsprecher erhöht werden, wird der Fernbedienungsgeber
nicht zentral auf das zugehörige Steuergerät gerichtet, sondern er wird in der Horizontalen
nach links gedreht, in Nachahmung eines Deutens auf den linken Lautsprecher. Wird
dann eine Auslösetaste betätigt, wird die Lautstärke erhöht, solange die Taste gedrückt
wird. Wird die Taste losgelassen und erneut betätigt, wird die Lautstärke wieder erniedrigt.
Soll die Lautstärke des rechten Lautsprechers verändert werden, wird der Fernbedienungsgeber
entsprechend in der Horizontalen nach rechts verschwenkt, bezogen auf die direkte
Richtung zum Steuergerät. So kann durch Hin- und Herdrehen des Fernbedienungsgebers
der jeweilige Lautsprecher angewählt werden und durch Betätigen der Auslösetaste kann
zwischen Lautstärkeerniedrigung und -erhöhung hin- und hergeschaltet werden.
[0005] Ein Fernbedienungsgeber, der die genannte einfache Bedienungsweise erlaubt, bei der
nicht unterschiedliche Tasten zu betätigen sind, um unterschiedliche Funktionen zu
wählen, ist Inhalt der am 20.6.1990 veröffentlichten älteren Europäischen Patentanmeldung
der Veröffentlichungsnummer 0373407. Der in dieser Druckschrift vorgeschlagene Fernbedienungsgeber
enthält
- eine Neigungsschaltereinrichtung, die zum Ausgeben von Wahlsignalen abhängig von einer
durch Betätigen derselben gewählten Funktion so im Gehäuse angeordnet ist und so ausgebildet
ist, daß sie abhängig von der Neigung des Gehäuses mindestens vier unterschiedliche
Wahlsignale abgibt, und zwar
-- ein erstes Wahlsignal bei nach vorne geneigter Stellung des Gehäuses,
-- ein zweites Wahlsignal bei nach hinten geneigter Stellung,
-- ein drittes Signal bei nach links um die Längsachse des Gehäuses geneigter Stellung
desselben, und
-- ein viertes Wahlsignal bei nach rechts um die Längsachse des Gehäuses geneigter
Stellung desselben,
- eine Sendeschaltung zum Ausgeben kodierter Sendesignale, deren Kodierung vom jeweiligen
Wahlsignal abhängt, und
- eine Sendeelementanordnung an der Vorderseite des Gehäuses, die die kodierten Sendesignale
von der Sendeschaltung empfängt, zum Senden kodierter Signale im wesentlichen in Längsrichtung
des Gehäuses.
[0006] Es besteht jedoch noch das Problem, eine derartige Neigungsschaltereinrichtung für
die Herstellung großer Serien wirtschaftlich zu fertigen und dennoch eine hohe Betriebssicherheit
zu gewährleisten.
Darstellung der Erfindung
[0007] In dem erfindungsgemäßen Fernbedienungsgeber weist die Neigungsschaltereinrichtung
ein Kugelführungsgehäuse mit fünf Kugelruheorten auf, wobei
- die Kugelruheorte so angeordnet sind, daß vier von ihnen einen mittleren Kugelruheort
in einer Ebene quadrantenförmig umgeben,
- die Kugelruheorte so ausgebildet sind, daß eine im Kugelführungsgehäuse laufende Kugel
dann, wenn jeweils ein vorgegebener Neigungswinkel überschritten wird, von einem Kugelruheort
in einen anderen, abhängig von der neu eingestellten Neigung, rollt,
- im Kugelführungsgehäuse ein Lichtsender angeordnet ist, und
- in mindestens drei der restlichen vier Kugelruheorte jeweils ein Lichtempfänger so
angeordnet ist, daß er abgedeckt wird, wenn sich die Kugel im jeweiligen Kugelruheort
befindet, dagegen das Licht vom Lichtsender empfängt, wenn weder der Lichtsender noch
der jeweilige Lichtempfänger abgedeckt sind.
[0008] Der erfindungsgemäße Fernbedienungsgeber nutzt eine Erkenntnis über Zusammenhänge
unterschiedlicher räumlicher Bewegungen aus, nämlich die, daß eine Bewegung eines
Gegenstandes zum Beispiel nach links nicht nur durch ein Linearverschieben des Gegenstandes
nach links erfolgen kann, sondern auch durch ein Rollen des Gegenstandes nach links.
Daraus resultiert die Erkenntnis, daß das Verschwenken eines Führungsstrahles nach
links und das Verdrehen des Führungsstrahles um seine Längsachse nach links sinnverwandte
Bewegungen sind. Soll gemäß obigem Beispiel ein Kursor in einer horizontalen Ebene
nach links bewegt werden, ist die sinngemäß unmittelbar zugehörige Bewegung eines
Fernbedienungsgebers diejenige eines Verschwenkens des Gebers in einer horizontalen
Ebene nach links. Aufgrund des vorstehend genannten räumlichen Zusammenhangs ist jedoch
eine Kippbewegung des Fernbedienungsgebers um seine Längsachse nach links eine mittelbar
zugehörige Bewegung.
[0009] Das Ersetzen der bisher genutzten unmittelbaren Zusammenhänge durch die genannten
mittelbaren Zusammenhänge ermöglicht eine enorme technische Vereinfachung eines Fernbedienungsgebers.
Es muß nämlich nur noch festgestellt werden, in welcher Richtung der Fernbedienungsgeber
geneigt wird. Dies ist mit einfachen Neigungsschaltern leicht realisierbar, wie sie
in unterschiedlichster Art bekannt sind. Es ist demgemäß nicht mehr erforderlich,
Strahlung mit recht genauer Richtungscharakteristik auszusenden und diese Strahlung
richtungsselektiv zu empfangen, sondern die Strahlung kann beliebig gesendet und empfangen
werden, wobei lediglich sicherzustellen ist, daß sie überhaupt empfangen wird.
[0010] Von besonderer Betriebssicherheit ist die erfingungsgemäße Ausbildung eines Fernbedienungsgebers,
in dem die Neigungsschaltereinrichtung eine optische Einrichtung mit einer Kugel ist,
und in der die Kugel abhängig von der Neigung des Gehäuses jeweils eine von fünf stabilen
Stellungen anläuft, in denen die Kugel festgehalten wird, bis die Neigung wieder so
stark geändert wird, daß der aktuelle Kugelhalteort verlassen wird und ein neuer erreicht
wird. In mindestens dreien der Kugelhalteorten sind Lichtempfänger angeordnet, die
keine Strahlung mehr empfangen, wenn sich die Kugel im zugehörigen Kugelhalteort befindet.
Vorzugsweise befindet sich in einem der Kugelhalteorte ein Lichtsender und in drei
anderen jeweils ein Lichtempfänger. Es kann aber auch der Lichtsender gesondert angeordnet
sein und die Lichtempfänger befinden sich in mindestens vier Kugelhalteorten. In den
abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen der Neigungsschaltereinrichtung
gegeben.
[0011] Die Anwendung des erfindungsgemäßen Fernbedienungsgebers ist nicht auf das Verstellen
eines Cursors beschränkt. Dieses Beispiel diente nur zur Veranschaulichung. Wie eingangs
genannt, handelt es sich um einen Fernbedienungsgeber, der für beliebige Fernsteuerungsaufgaben
eingesetzt werden kann. Abhängig von der jeweils eingestellten Neigung wird ein zugehöriges
kodiertes Signal ausgesendet, das, entsprechend dem jeweiligen Code eine zugehörige
Funktion beim zu steuernden Gerät auslöst.
Kurze Beschreibung der Figuren
[0012]
- Fig. 1a und 1 b
- schematische Längsschnitte durch einen betätigten Fernbedienungsgeber in nach oben
bzw. nach unten geneigter Stellung;
- Fig. 1c
- schematische perspektivische Darstellung eines Fernbedienungsgebers in nach links
geneigter Stellung;
- Fig. 2
- schematische perspektivische Darstellung eines Neigungsschalters in zwei unterschiedlichen
Lagen;
- Fig. 3 und 4
- Draufsicht auf bzw. Querschnitt durch eine Funktionswähleinrichtung mit optisch arbeitenden
Neigungsschaltern;
- Fig. 5
- Draufsicht auf ein Detail der Funktionswähleinrichtung gemäß den Fig. 3 und 4 zum
Erläutern der Rollbahn einer Kugel;
- Fig. 6
- Tabelle zum Erläutern unterschiedlicher Schaltzustände der Funktionswähleinrichtung
gemäß den Fig. 3 und 4;
- Fig. 7
- Schaltbild der Funktionswähleinrichtung gemäß den Fig. 3 und 4 mit zugehöriger Auswerteschaltung;
und
- Fig. 8
- Schaltbild eines Fernbedienungsgebers mit einer Funktionswähleinrichtung gemäß den
Fig. 3 und 4.
WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
[0013] Die Fig. 1a und 1b zeigen in einer schematischen Darstellung die Seitenansicht eines
Fernbedienungsgebers, der im Falle der Fig. 1a um einen Neigungswinkel a aus seiner
waagerechten Lage mit seiner Vorderseite nach oben verschwenkt ist und im Falle der
Fig. 1b aus der waagerechten Lage um den Neigungswinkel a nach unten verschwenkt ist.
Das Gebergehäuse 1 ist längs einer senkrechten Ebene durch die Längsachse 2 des Fernbedienungsgebers
aufgeschnitten gezeichnet, so daß die wesentlichen Bauelemente des Fernbedienungsgebers
schematisch dargestellt werden können. Auf einer unbeweglich mit dem Gebergehäuse
verbundenen Platte 3 sind Sendeelemente 4, ein Sender 5, eine Drucktaste 6, mehrere
Neigungsschalter 7, 8, 9, die eine Funktionswähleinrichtung 17 bilden, und eine Auswerteschaltung
10 angeordnet. Der Sender 5 und die Auswerteschaltung 10 bilden zusammen eine Sendeschaltung.
Zur Stromversorgung enthält der Fernbedienungsgeber eine Batterie 11.
[0014] Die Neigungsschalter 7, 8 und 9 weisen eine Ruhelage auf, die dann besteht, wenn
deren Hauptachse 12 parallel zur Gravitationsrichtung 13 liegt. Wird einer der Neigungsschalter,
z. B. der Neigungsschalter 7, aus seiner Ruhelage 14 in einer bestimmten Richtung
15 in eine zur Ruhelage 14 um einen Winkel a geneigte Lage 16 verschwenkt, deren Neigungswinkel
a größer als ein Auslösewinkel a₀ ist, wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist,
dann erzeugt dieser Neigungsschalter ein Ausgangssignal. Werden mehrere derartige
Neigungsschalter 7, 8, 9 so auf der Platte 3 des Fernbedienungsgebers angeordnet,
daß ihre Wirkrichtungen 15 in unterschiedliche Richtungen zeigen, kann eine mit derartigen
Schaltern ausgebildete Funktionswähleinrichtung 17 ein Verschwenken des Fernbedienungsgebers
aus seiner waagerechten Lage, die die Referenzbedienungslage des Fernbedienungsgebers
bezüglich aller Schwenkbewegungen zur Steuerung eines fernbedienbaren elektrischen
Gerätes darstellt, durch seine Ausgangssignale kenntlich machen. Aus den von den Neigungsschaltern
des Fernbedienungsgebers erzeugten Ausgangssignalen bildet die Auswerteschaltung 10
Signale, die vom Sender 5 in kodierte Übertragungssignale für die Sendeelemente 4
umgesetzt werden.
[0015] Zur Fernsteuerung eines elektrischen Gerätes hält der Benutzer des Fernbedienungsgebers
diesen so in einer Hand, daß er mit dem Daumen 18 dieser Hand die aus dem Gebergehäuse
1 herausragende Drucktaste 6 eines Einschalters 19 des Fernbedienungsgebers betätigen
kann. Mit dem Betätigen dieser Drucktaste 6 ist die Funktionswähleinrichtung 17 des
Fernbedienungsgebers eingeschaltet, so daß sie eine Verschwenkungslage des in der
Hand gehaltenen Fernbedienungsgebers infolge einer Schwenkbewegung der Hand des Benutzers
erkennen und daraus einen Steuerbefehl bilden kann. Beim Verschwenken des Fernbedienungsgebers
um die Längsachse 2 nach links wird die in Fig. 1c dargestellte Stellung des Gehäuses
erreicht. In dieser Figur ist gestrichelt die von dem Gebergehäuse 1 des Fernbedienunsgebers
umgebene Platte 3 und der auf dieser Platte angeordnete Neigungsschalter 8 dargestellt,
der bei der in der Fig. 1c dargestellten seitlichen Neigung des Gebergehäuses von
der Waagerechten wirksam ist und bei einem Neigungswinkel a, der größer als der Auslösewinkel
a₀ ist, ein Ausgangssignal erzeugt.
[0016] Tritt bei einer Betätigung der Drucktaste 6 von keinem der Neigungsschalter 7, 8,
9 des Fernbedienungsgebers ein Ausgangssignal auf, ermittelt daraus die Sendeschaltung
10, 5, daß sich der Fernbedienungsgeber in der Referenzbedienungslage, d. h. in waagerechter
Lage, befindet, und erzeugt ein der Ruhelage des Fernbedienungsgebers zugeordnetes
Ausgangssignal, das ebenfalls als Steuerbefehl verwendet wird, was zum Übertragen
eines Signales an das fernzusteuernde Gerät führt. Zur Darstellung der vier Neigungsrichtungen
- Vorderseite des Gebergehäuses nach oben oder nach unten geneigt, oder Gebergehäuse
um die Längsachse 2 nach rechts oder nach links gedreht - enthält die Funktionswähleinrichtung
17 des in den Fig. 1a - 1c dargestellten Fernbedienungsgebers 4 Neigungsschalter,
von denen drei mit den Bezugszeichen 7, 8 und 9 schematisch dargestellt sind. In einem
anderen Ausführungsbeispiel enthält die Funktionswähleinrichtung 17 einen fünften
Neigungsschalter, der bei einer Lage, deren Winkelabweichung der Längsachse 2 des
Neigungsschalters von der Gravitationsrichtung 13 geringer ist als der Auslösewinkel
a₀ der übrigen vier Neigungsschalter, richtungsunabhängig ein Ausgangssignal erzeugt
und damit eine Lage um die Ruhelage des Fernbedienungsgebers kennzeichnet.
[0017] Die Fig. 3 - 8 betreffen die bevorzugte Ausführungsform einer Funktionswähleinrichtung
17. Diese besteht aus einem Kugelführungsgehäuse 50, einer Kugel K, einer lichtemittlerenden
Fotodiode D und drei lichtempfindlichen Fototransistoren P1 - P3. Das Kugelführungsgehäuse
50 besteht aus einer zylindrischen Wand aus Kunststoff, einem Kunststoffboden und
einem metallischen Deckel. Die Fotodiode D und die Fototransistoren P1 - P3 sind in
den Boden des Gehäuses eingesetzt.
[0018] Wie aus der Draufsicht von Fig. 3 erkennbar, ist das Kugelführungsgehäuse 50 in vier
symmetrisch zur Mittelachse angeordnete Quadranten aufgeteilt. Im Boden befindet sich
in der Mitte und in drei der vier Quadranten eine Ausnehmung. In der mittleren Ausnehmung
sitzt die Fotodiode D, in den Quadrantenausnehmungen sitzen die Fototransistoren P1
- P3. In jedem der vier Quadranten ist die Innenwand des Gehäuses teilzylindrisch
ausgeführt, mit einem Zylinderradius, der im wesentlichen dem Kugelradius entspricht.
Diese Gestaltung dient zum Führen und Halten der Kugel in unterschiedlichen Stellungen.
Zu diesem Zweck dient auch eine pyramidenförmige Vertiefung 51, die so orientiert
ist, daß ihre Spitze nach unten in die Mitte der mittleren Ausnehmung zeigt und ihre
vier Basisecken in Richtung der vier Quadranten zeigen. Die Basislinie der Pyramide
ist in etwa gleich dem Kugeldurchmesser. Die Neigung der Seitenflächen der Pyramide
in Verbindung mit dem Durchmesser der mittleren Aussparung und dem Kugeldurchmesser
bestimmen den Auskippwinkel. Wie bereits erwähnt, sind die Anschläge an den Quadranten
teilzylinderförmig mit in etwa dem Radius der Kugel ausgebildet, wodurch diese sicher
aufgefangen und fixiert wird. Die nach innen ragenden Spitzen zwischen den Quadrantenteilzylindern
lenken die Kugel K zwangsweise in den nächstliegenden Quadranten, da die Spitzen in
Verbindung mit den planen Seitenflächen der Pyramide keine stabile Zwischenlage ermöglichen.
So ist es möglich, die Kugel K von einem Quadranten direkt in einen benachbarten zu
bewegen, ohne daß hierzu die Mitenstellung durchlaufen werden muß.
[0019] Die Bewegung der Kugel K sei nun anhand von Fig. 5 näher erläutert. Ausgangspunkt
ist die stabile Mittenlage, also die Lage, die bei waagerechtem Fernbedienungsgeber
eingenommen wird. In dieser Mittenlage besitzt die Kugel vier durch Kreuze gekennzeichnete
Auflagepunkte an den Pyramidenflächen. Die Neigung der Flächen ist so ausgelegt, daß
die Rollbahn nach dem Auskippen der Kugel ein leichtes Gefälle zu einem Quadranten
hin aufweist, so daß die Kugel dorthin beschleunigt wird. In Fig. 5 ist ein Rollen
nach rechts veranschaulicht. Zunächst rollt die Kugel nach Überschreiten des Auskippwinkel
längs der Pyramidenkante auf zunächst parallelen Rollbahnen auf den Flächen, dann
weiter auf den rechtwinklig aufeinander zulaufenden Basiskanten der Pyramide. Beim
Übergang von den parallelen Rollbahnen zu den Basiskanten nimmt das Gefälle effektiv
zu, wodurch ein Knick im Bahngefälle entsteht. Bevor sich diese Kanten in der Ecke
treffen, ist die Anlagefläche eines Quadranten erreicht.
[0020] Der Knick im Gefälle verzögert beim Zurückschwenken der Funktionswähleinrichtung
17 das Zurückkippen solange, bis die Rollbahn wieder ausreichend Gefälle zum Zentrum
besitzt, um die Kugel K dorthin zu beschleunigen, Hiermit ist sichergestellt, daß
die Kugel nur 5 stabile Ruhelagen einnehmen kann, die im folgenden als Kugelruheorte
bezeichnet werden. Auf den Verbindungswegen ist aufgrund deren Ausgestaltung ein Stillstand
der Kugel nicht möglich, wodurch ein eindeutiges Schaltverhalten gewährleistet ist.
[0021] Wenn sich die Kugel K in Mittenstellung befindet, wie in Fig. 3 dargestellt, empfängt
keiner der Fototransistoren P1 - P3 Licht, wodurch jeder ein Signal logisch "0" ausgibt,
wie dies in der ersten Zeile der Tabelle von Fig. 10 aufgelistet ist. Ist die Kugel
nach links bewegt, entsprechend der Lage von Fig. 4 (eigentlich müßte für die Lage
der Kugel gemäß Fig. 4 das Kugelführungsgehäuse etwas nach links verkippt sein, was
jedoch nicht erfolgt ist, um den Zusammenhang mit der Draufsicht gemäß Fig. 3 zu verdeutlichen),
ist der Fototransistor P1 abgedeckt, weswegen er das Signal "0" ausgibt, wohingegen
die Fototransistoren P2 und P3 Licht empfangen und damit jeweils das Signal "1" liefern.
Die linke Lage ist demgemäß durch das Drei-Bit-Signal "011" gekennzeichnet. Dieses
Drei-Bit-Signal ist ein von der Funktionswähleinrichtung 17 ausgegebenes Wahlsignal,
das anzeigt, daß diejenige Funktion ausgewählt werden soll, die der nach links verkippten
Lage des Fernbedienungsgebers zugeordnet ist. Die übrigen Drei-Bit-Wahlsignale für
die anderen möglichen stabilen Lagen der Kugel sind in Fig. 6 aufgelistet.
[0022] Die Fotodiode D kann dauernd Licht abstrahlen, jedoch ist es von Vorteil, wenn der
Fernbedienungsgeber einen Einschalter 19 aufweist, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Diode wird in, diesem Fall immer nur dann aktiviert wenn der Schalter 19 betätigt
ist. Eine entsprechende Beschaltung der Funktionswähleinrichtung ist in Fig. 7 dargestellt.
Aus dieser ist erkennbar, daß die Fotodiode D in Reihe mit dem Einschalter 19 liegt,
so daß sie nur dann mit Spannung versorgt wird, wenn dieser geschlossen ist. Das Schließen
des Schalters bewirkt außerdem das Aktivieren eines Dekoders in einem Analogmultiplexer
52. Dieser setzt das jeweilige Drei-Bit-Wahlsignal von der Funktionswähleinrichtung
17 in eines von fünf Signalen um, die auf einer jeweils zugeordneten Leitung auf einen
IR-Sender IC 53 gegeben werden. Dieser sorgt für jeweils unterschiedliche Kodierung
eines Sendesignals abhängig davon, über welche der fünf Leitungen ein Signal zugeführt
wird. Mit dem kodierten Sendesignal werden die Sendeelemente 4 über eine Treiberschaltung
angesteuert.
[0023] Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel war die Fotodiode D eine IR-Diode vom Typ CQY
36 N, die Fototransistoren P1 - P3 waren vom Typ BPW 17 N, der Analogmultiplexer 52
war vom Typ 4051 und der IR-Sender IC 53 vom Typ SAA 1250. Als Sendeelemente 4 wurden
IR-Dioden verwendet, wie sie für diesen Zweck üblich sind. Die beiden Dioden wurden
so angeordnet, daß die eine nach oben geneigt gegenüber der Längsachse 2 abstrahlte
und die andere nach unten geneigt. Der Neigungswinkel entsprach demjenigen, der auch
erforderlich war, um die Kugel K vom mittleren Kugelruheort in einen äußeren zu bewegen,
nämlich etwa 20°.
[0024] Es wird darauf hingewiesen, daß die Anordnung der fotoaktiven Elemente in einer Funktionswähleinrichtung
mit Neigungsschaltern mit optischer Auswertung auch anders erfolgen kann, als anhand
der Fig. 3 - 6 erläutert. So kann sich die Fotodiode D an jedem der dargestellten
vier Kugelruheorte befinden. Entsprechend sind die drei anderen Kugelruheorte mit
Fototransistoren besetzt. Es können auch vier der fünf Kugelruheorte mit Fototransistoren
besetzt sein; in diesem Fall wird ein redundantes Signal erhalten. In allen Fällen,
in denen die lichtemittierende Fotodiode im Boden des Kugelführungsgehäuses 50 angeordnet
ist, ist es von Vorteil, wenn der Deckel des Gehäuses reflektierend ausgebildet ist.
Dies ist dann nicht erforderlich, wenn die Fotodiode am Deckel angeordnet ist und
nach unten strahlt. In diesem Fall kann im Boden an jedem Kugelruheort ein Fototransistor
angeordnet sein. Es ist dann kein Analogmultiplexer erforderlich, um ein Mehr-Bit-Signal
zu entschlüsseln, um die aktuelle Lage der Kugel zu ermitteln, sondern die Anzeige
eines Fototransistors, daß er kein Licht empfängt, ist dann unmittelbar ein Zeichen
dafür, daß sich die Kugel im zugehörigen Kugelruheort befindet.
[0025] Oben wurde beschrieben, wie eine Schalthysterese mit Hilfe des pyramidenförmigen
Eindrucks 51 im Boden des Kugelführungsgehäuses 50 erzielt wird. Eine entsprechende
Hysterese kann aber auch durch andere Ausgestaltung der Kugelführungsbahnen zwischen
den Kugelruheorten erzielt werden. Hierfür bestehen zahlreiche mechanische Ausgestaltungen.
[0026] Die Sendeelemente 4 müssen nicht notwendigerweise lichtemittierende Elemente, insbesondere
IR-Elemente sein, sondern es kann sich auch um gänzlich andere Sendeelemente handeln,
insbesondere um Ultraschall-Sendeelemente.
[0027] Die Kugel K kann aus beliebigem Material bestehen, wenn sie nur ausreichend glatt
und schwer ist, um ein definiertes Abrollen sicherzustellen. Das Reflektionsverhalten
für Licht der verwendeten Wellenlänge ist ohne Bedeutung. Das Material des Kugelführungsgehäuses
50 muß für die verwendete Lichtwellenlänge möglichst undurchlässig und gegenüber Fremdlicht
möglichst dicht sein. Die fotoempfindlichen Elemente müssen so angeordnet sein, daß
sie möglichst gut durch die Kugel abgedeckt werden, wenn diese sich im jeweils zugehörigen
Kugelruheort befindet. Mit dem anhand der Fig. 3 - 8 veranschaulichten Muster wurden
über 40 dB Pegelunterschied zwischen Hell und Dunkel erreicht. Nach Abzug der möglichen
Streuungen von ca. 15 dB bleiben immer noch über 25 dB Signaländerung zwischen Hell
und Dunkel. Damit lassen sich Logik-Bausteine sicher ansteuern. Die Funktionszuverlässigkeit
ist damit erheblich höher als unter Verwendung von Neigungsschaltern, bei denen Kontakte
mechanisch geschlossen werden, z. B. durch eine ruhende Kugel. Außerdem ist eine Funktionswähleinrichtung
mit optischen Neigungsschaltern erheblich umweltfreundlicher als dies herkömmliche
Neigungsschalter mit Quecksilber sind.
1. Fernbedienungsgeber mit
- einer Neigungsschaltereinrichtung (17), die zum Ausgeben von Wahlsignalen abhängig
von einer durch Betätigen derselben gewählten Funktion so im Gehäuse (1) des Fernbedienungsgebers
angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß sie abhängig von der Neigung des Gehäuses
mindestens vier unterschiedliche Wahlsignale abgibt, und zwar
-- ein erstes Wahlsignal bei nach vorne geneigter Stellung des Gehäuses,
-- ein zweites Wahlsignal bei nach hinten geneigter Stellung,
-- ein drittes Signal bei nach links um die Längsachse des Gehäuses geneigter Stellung
desselben, und
-- ein viertes Wahlsignal bei nach rechts um die Längsachse des Gehäuses geneigter
Stellung desselben,
- einer Sendeschaltung (5, 10; 52, 53) zum Ausgeben kodierter Sendesignale, deren
Kodierung vom jeweiligen Wahlsignal abhängt, und
- einer Sendeelementanordnung (4) an der Vorserseite des Gehäuses, die die kodierten
Sendesignale von der Sendeschaltung empfängt, zum Senden kodierter Signale im wesentlichen
in Längsrichtung des Gehäuses,
- ein Kugelführungsgehäuse (50) mit fünf Kugelruheorten, wobei
-- die Kugelruheorte so angeordnet sind, daß vier von ihnen einen mittleren Kugelruheort
in einer Ebene quadrantenförmig umgeben,
-- die Kugelruheorte so ausgebildet sind, daß eine im Kugelführungsgehäuse laufende
Kugel (K) dann, wenn jeweils ein vorgegebener Neigungswinkel (a₀) überschritten wird,
von einem Kugelruheort in einen anderen, abhängig von der neu eingestellten Neigung,
rollt,
-- im Kugelführungsgehäuse ein Lichtsender (D) angeordnet ist, und
-- in mindestens drei der restlichen vier Kugelruheorte jeweils ein Lichtempfänger
(P1 - P3) so angeordnet ist, daß er abgedeckt wird, wenn sich die Kugel im jeweiligen
Kugelruheort befindet, dagegen das Licht vom Lichtsender empfängt, wenn weder der
Lichtsender noch der jeweilige Lichtempfänger abgedeckt sind.
2. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtsender (D) in einem der Kugelruheorte und drei Lichtempfänger (P1 -
P3) in drei anderen Kugelruheorten angeordnet sind.
3. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugelrollbahnen zwischen den Kugelruheorten so ausgebildet sind, daß zum
Herausbewegen der Kugel (K) aus einem Kugelruheort ein anderer Neigungswinkel eingestellt
werden muß, als er zum Hereinbewegen der Kugel in den jeweiligen Kugelruheort erforderlich
war, so daß eine einmal erreichte Kugelstellung in einem vorgegebenen Neigungsbereich
erhalten bleibt.
1. Remote-control transmitter having
- a tilt-sensitive switch device (17) which, for the emission of selection signals
dependent on a function selected by actuation of the latter is so disposed in the
housing (1) of the remote-control transmitter and is so constructed that, dependent
on the tilt of the housing, it emits at least four different selection signals, specifically
-- a first selection signal in the forward-tilted position of the housing,
-- a second selection signal in the backward-tilted position,
-- a third signal in the position of the housing tilted to the left around the longitudinal
axis of the housing, and
-- a fourth selection signal in the position of the housing tilted to the right around
the longitudinal axis of the housing,
- a transmitting circuit (5, 10; 52, 53) for emitting coded transmission signals whose
coding depends on the particular selection signal, and
- a transmission element arrangement (4) at the front side of the housing which receives
the coded transmission signals from the transmission circuit for transmitting coded
signals essentially in the longitudinal direction of the housing,
- a ball-guiding housing (50) having five ball rest positions,
-- the ball rest positions being so disposed that four of them surround a central
ball rest position in one plane in quadrant form,
-- the ball rest positions being so designed that when a predetermined tilt angle
(a₀) is exceeded in each case, a ball (K) running in the ball-guiding housing rolls
from one ball rest position into another, dependent on the newly established tilt,
-- a light transmitter (D) being disposed in the ball-guiding housing, and
-- a light receiver (P1 - P3) being so disposed in each case in at least three of
the remaining four ball rest positions that it is masked if the ball is situated in
the respective ball rest position but receives the light from the light transmitter
if neither the light transmitter nor the respective light receiver are masked.
2. Remote-control transmitter according to Claim 1, characterized in that the light transmitter
(D) is disposed in one of the ball rest positions and three light receivers (P1 -
P3) are disposed in three other ball rest positions.
3. Remote-control transmitter according to Claim 1, characterized in that the ball rolling
tracks between the ball rest positions are so designed that, to move the ball (K)
out of one ball rest position, a tilt angle other than the one needed for rolling
the ball into the respective ball rest position must be established, with the result
that a ball position once reached in a predetermined tilt range is maintained.
1. Emetteur de télécommandes comportant :
- un dispositif (17) de commutateur par inclinaison qui, pour émettre des signaux
de sélection en dépendance d'une fonction choisie par la manoeuvre de ce dispositif
lui-même, est disposé dans le boîtier (1) de l'émetteur de télécommandes de façon
telle et est conçu de façon telle qu'il émet au moins quatre signaux de sélection
différents en fonction de l'inclinaison du boîtier, et de façon plus précise,
. un premier signal de sélection pour une position du boîtier inclinée vers l'avant,
. un second signal de sélection pour une position inclinée vers l'arrière,
. un troisième signal pour une position du boîtier inclinée vers la gauche autour
de l'axe longitudinal de ce boîtier, et
. un quatrième signal de sélection pour une position de ce boîtier inclinée vers la
droite autour de l'axe longitudinal de ce boîtier,
- un circuit d'émission (5, 10 ; 52, 53) pour émettre des signaux d'émission codés
dont le codage dépend du signal de sélection respectif, et
- sur la face avant du boîtier, une disposition (4) d'éléments d'émission qui reçoit
les signaux d'émission codés du circuit d'émission, pour émettre des signaux codés
essentiellement selon la direction longitudinale du boîtier,
- un boîtier (50) de guidage d'une bille présentant cinq positions de repos de bille,
où :
. les positions de repos de bille sont disposées de façon telle que quatre d'entre
elles entourent, en formant des quadrants, dans un plan, une position médiane de repos
de bille,
. les positions de repos de bille sont conçues de façon qu'une bille (K) se déplaçant
dans le boîtier de guidage de bille, chaque fois qu'un angle d'inclinaison prescrit
(a₀) est dépassé, roule pour passer d'une position de repos de bille dans une autre,
en fonction de l'inclinaison nouvellement adoptée,
. dans le boîtier de guidage de bille est disposé un émetteur de lumière (D), et
. dans au moins trois des positions de repos de bille restantes, est chaque fois disposé
un récepteur de lumière (P1-P3) de façon telle qu'il soit recouvert si la bille se
trouve dans la position de repos respective, tandis qu'il reçoit la lumière provenant
de l'émetteur de lumière si ni l'émetteur de lumière, ni le récepteur de lumière en
question ne sont couverts.
2. Emetteur de télécommandes selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'émetteur
de lumière (D) est disposé à l'une des positions de repos de la bille et que trois
récepteurs de lumière (P1-P3) le sont à trois autres positions de repos de bille.
3. Emetteur de télécommande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les
chemins de roulement de la bille entre les positions de repos de bille sont conçus
de façon telle que pour faire sortir la bille (K) d'une position de repos de bille
il faut adopter un angle d'inclinaison autre que celui qui était nécessaire pour amener
la bille à la position de repos en question, de sorte qu'une position de la bille,
une fois atteinte, se conserve sur une plage d'inclinaison prescrite.