DE3924551A1

DE3924551A1 - Fernbedienungsgeber

Info

Publication number: DE3924551A1
Application number: DE3924551A
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Ing Durst; Richard Kramer
Original assignee: Nokia Unterhaltungselektronik Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1991-01-31
Also published as: US5030955A; JPH0359923A; JP2866162B2; DE59007115D1; EP0410194B1; EP0410194A1

Description

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft einen Fernbedienungsgeber, wie er insbe sondere zum Steuern von Geräten der Unterhaltungselektronik über eine drahtlose Verbindung dient. Es werden also z. B. Fernseh geräte, Videorecorder, Audiogeräte, Dia- oder Filmprojektoren gesteuert.

Stand der Technik

Der Stand der Technik sei ausgehend von folgendem Beispiel er läutert. Auf dem Bildschirm eines Fernsehgerätes sei ein Kursor in senkrechter Richtung auf- und abzubewegen und in horizonta ler Richtung hin- und herzubewegen. Herkömmliche Fernbedienungs geber weisen zum Auslösen derartiger Bewegungen als Funktions wähleinrichtung vier Tasten auf, von denen jeweils eine zum Aus lösen der genannten Kursorbewegungen dient. Eine fünfte Taste kann vorhanden sein, bei deren Betätigen der Kursor in die Aus gangsstellung, in der Regel oben links am Schirm, zurückbewegt wird. Die vier oder fünf Tasten stellen eine Funktionswählein richtung 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 Ge häuses bezeichnet. Die Sendeelementanordnung strahlt in einer Vorzugsrichtung, die mit einer Richtung des Gehäuses zusammen fällt, die im folgenden als Längsrichtung des Gehäuses bezeich net wird. Die kodierten Signale werden von dem zu bedienenden Gerät empfangen und entsprechend dem empfangenen Kode wird die gewählte Funktion ausgeführt, also z. B. ein Kursor in eine ge wünschte Richtung bewegt.

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 Fernbedienungs geber ist z. B. in US-A-45 65 999 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-47 45 402 bekannt.

Auf entsprechende Weise kann z. B. die Lautstärke von Stereo lautsprechern eingestellt werden. Soll die Lautstärke vom lin ken 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 Aus lösetaste betätigt, wird die Lautstärke erhöht, solange die Taste gedrückt wird. Wird die Taste losgelassen und erneut be tätigt, wird die Lautstärke wieder erniedrigt. Soll die Laut stärke 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.

Fernbedienungsgeber, die die genannte einfache Bedienungsweise erlauben, bei der nicht unterschiedliche Tasten zu betätigen sind, um unterschiedliche Funktionen zu wählen, sind relativ kompliziert aufgebaut, da sie ein richtungsmäßig ziemlich genau definiertes Strahlungsfeld erzeugen müssen, das zudemhin von einem Empfänger am zu bedienenden Steuergerät richtungsselektiv empfangen werden muß. Es bestand demgemäß das Problem, einen Fernbedienungsgeber anzugeben, der einfach aufgebaut ist und der zum Empfang seiner Signale keinen richtungsselektiven Em pfänger benötigt.

Darstellung der Erfindung

Der erfindungsgemäße Fernbedienungsgeber weist eine Neigungs schaltereinrichtung auf, die so im Gehäuse angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß sie abhängig von der Neigung des Ge häuses 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 Wahlsignal bei nach links um die Längsachse, des Gehäuses verkippter Stellung und
- ein viertes Wahlsignal bei nach rechts um die Längsachse des Gehäuses verkippter Stellung.

Vorzugsweise wird noch ein fünftes Wahlsignal abgegeben, näm lich dann, wenn sich das Gehäuse im wesentlichen in waagrechter Stellung befindet.

Zum Verarbeiten der so erzeugten Wahlsignale weist der Fern bedienungsgeber eine herkömmliche Sendeschaltung auf, die kodierte Sendesignale an eine herkömmliche Sendeelementan ordnung liefert.

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 Gegenstan des 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 Ver drehen des Führungsstrahles um seine Längsachse nach links sinn verwandte Bewegungen sind. Soll gemäß obigem Beispiel ein Kur sor in einer horizontalen Ebene nach links bewegt werden, ist die sinngemäß unmittelbar zugehörige Bewegung eines Fernbedie nungsgebers diejenige eines Verschwenkens des Gebers in einer horizontalen Ebene nach links. Aufgrund des vorstehend genann ten räumlichen Zusammenhangs ist jedoch eine Kippbewegung des Fernbedienungsgebers um seine Längsachse nach links eine mittel bar zugehörige Bewegung.

Die bekannten Fernbedienungsgeber nutzten den unmittelbaren Zu sammenhang zwischen Bewegung von Kursor und Fernbedienungsgeber, also z. B. Fernbedienungsgeber horizontal nach links verschwen ken, wenn Kursorbewegung horizontal nach links gewünscht ist. Der erfindungsgemäße Fernbedienungsgeber nutzt dagegen für den eben genannten Fall den beschriebenen mittelbaren Zusammenhang, nämlich Verkippen des Fernbedienungsgebers um seine Längsachse nach links, wenn eine Kursorbewegung horizontal nach links ge wünscht ist.

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 unterschied lichster Art bekannt sind. Es ist demgemäß nicht mehr erforder lich, Strahlung mit recht genauer Richtungscharakteristik aus zusenden und diese Strahlung richtungsselektiv zu empfangen, sondern die Strahlung kann beliebig gesendet und empfangen wer den, wobei lediglich sicherzustellen ist, daß sie überhaupt em pfangen wird.

In den abhängigen Ansprüchen sind bevorzugte Ausführungsformen von Neigungsschaltereinrichtungen gegeben. Von besonderer Be triebssicherheit ist eine optische Einrichtung mit einer Kugel, die 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 Lichtempfän ger angeordnet, die keine Strahlung mehr empfangen, wenn sich die Kugel im zugehörigen Kugelhalteort befindet. Vorzugsweise befindet sich einem der Kugelhalteorte ein Lichtsender und in drei anderen jeweils ein Lichtempfänger. Es kann aber auch der Lichtsender gesondert angeordnet sein und Lichtempfänger befin den sich in mindestens vier Kugelhalteorten.

Die Anwendung des erfindungsgemäßen Fernbedienungsgebers ist nicht auf das Verstellen eines Kursors beschränkt. Dieses Bei spiel 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 Kode eine zugehörige Funktion beim zu steuernden Gerät auslöst.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1a und 1b schematische Längsschnitte durch einen be tätigten Fernbedienungsgeber in nach oben bzw. nach unten geneigter Stellung;

Fig. 1c schematische perspektivische Darstellung eines Fern bedienungsgebers in nach links geneigter Stellung;

Fig. 2 schematische perspektivische Darstellung eines Nei gungsschalters in zwei unterschiedlichen Lagen;

Fig. 3 Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Schaltungs platte eines Fernbedienungsgebers von einer kugelge schalteten Funktionswähleinrichtung;

Fig. 4a und 4b Querschnitte der Funktionswähleinrichtung ge mäß Fig. 3 bei waagrechter bzw. nach oben geneigter Lage der Schaltungsplatte;

Fig. 5 Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Funk tionswähleinrichtung mit bedämpfbaren Oszillatoren als Neigungsschaltern;

Fig. 6 schematischer Querschnitt durch eine Funktionswähl einrichtung mit Flüssigkeits-Neigungsschaltern mit zugehöriger Auswerteschaltung;

Fig. 7 und 8 Draufsicht auf bzw. Querschnitt durch eine Funk tionswähleinrichtung mit optisch arbeitenden Nei gungsschaltern;

Fig. 9 Draufsicht auf ein Detail der Funktionswähleinrich tung gemäß den Fig. 7 und 8 zum Erläutern der Roll bahn einer Kugel;

Fig. 10 Tabelle zum Erläutern unterschiedlicher Schaltzu stände der Funktionswähleinrichtung gemäß den Fig. 7 und 8;

Fig. 11 Schaltbild der Funktionswähleinrichtung gemäß den Fig. 7 und 8 mit zugehöriger Auswerteschaltung; und

Fig. 12 Schaltbild eines Fernbedienungsgebers mit einer Funktionswähleinrichtung gemäß den Fig. 7 und 8.

Wege zum Ausführen der Erfindung

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 Fernbedienungsge bers aufgeschnitten gezeichnet, so daß die wesentlichen Bauele mente 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 Funktionswählein richtung 17 bilden, und eine Auswerteschaltung 10 angeordnet. Der Sender 5 und die Auswerteschaltung 10 bilden zusammen eine Sendeschaltung. Zur Stromversorgung enthält der Fernbedienungs geber eine Batterie 11.

Die Neigungsschalter 7, 8 und 9 weisen eine Ruhelage auf, die dann besteht, wenn deren Hauptachse 12 parallel zur Gravita tionsrichtung 13 liegt. Wird einer der Neigungsschalter, z. B. der Neigungsschalter 7, aus seiner Ruhelage 14 in einer bestimm ten Richtung 15 in eine zur Ruhelage 14 um einen Winkel a ge neigte 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 Wirk richtungen 15 in unterschiedliche Richtungen zeigen, kann eine mit derartigen Schaltern ausgebildete Funktionswähleinrichtung 17 ein Verschwenken des Fernbedienungsgebers aus seiner waagerech ten Lage, die die Referenzbedienungslage des Fernbedienungsge bers bezüglich aller Schwenkbewegungen zur Steuerung eines fern bedienbaren elektrischen Gerätes darstellt, durch seine Aus gangssignale 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.

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 herausra gende Drucktaste 6 eines Einschalters 19 des Fernbedienungsge bers betätigen kann. Mit dem Betätigen dieser Drucktaste 6 ist die Funktionswähleinrichtung 17 des Fernbedienungsgebers einge schaltet, 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 Stel lung 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 darge stellt, der bei der in der Fig. 1c dargestellten seitlichen Nei gung des Gebergehäuses von der Waagerechten wirksam ist und bei einem Neigungswinkel a, der größer als der Auslösewinkel a₀ ist, ein Ausgangssignal erzeugt.

Tritt bei einer Betätigung der Drucktaste 6 von keinem der Nei gungsschalter 7, 8, 9 des Fernbedienungsgebers ein Ausgangs signal 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 Sig nales an das fernzusteuernde Gerät führt. Zur Darstellung der vier Neigungsrichtungen - Vorderseite des Gebergehäuses nach oben oder nach unten geneigt, oder Gebergehäuse um die Längs achse 2 nach rechts oder nach links gedreht - enthält die Funk tionswähleinrichtung 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 Funktionswählein richtung 17 einen fünften Neigungsschalter, der bei einer Lage, deren Winkelabweichung der Längsachse 2 des Neigungsschalters von der Gravitationsrichtung 13 geringer ist als der Auslöse winkel a₀ der übrigen vier Neigungsschalter, richtungsunabhän gig ein Ausgangssignal erzeugt und damit eine Lage um die Ruhe lage des Fernbedienungsgebers kennzeichnet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die die Neigung des Fernbedienungsgebers gegenüber einer Referenzbedienungslage des Fernbedienungsgebers feststellenden Elemente richtungsabhängige Sensoren, die den von der Gravitationsrichtung abweichenden Winkel feststellen und ein vom Betrag der Winkelablage abhängi ges elektrisches Ausgangssignal erzeugen.

In den folgenden Fig. 3-6 werden einige Ausführungsbeispiele einer Funktionswähleinrichtung 17 von Fernbedienungsgebern mit Neigungsschaltern näher erläutert. Zu dem in den Fig. 3, 4a und 4b dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Fig. 3 ein Aus schnitt einer Schaltungsplatte 3 an der Stelle der Funktions wähleinrichtung 17 eines Fernbedienungsgebers dargestellt. Die Schaltungsplatte 3 enthält an dieser Stelle eine achsensymmetri sche Ausnehmung 20, deren Ränder 21 leicht in die Ausnehmung 20 hinein gewölbt sind. An jedem Rand sind in der Mitte ein schma leres Kontaktelement 22 und links und rechts davon ein breiteres Kontaktelement 23 angebracht. In der waagerechten Platte ist eine in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Kugel 24 gela gert. Die hochleitend ausgebildete Oberfläche 25 (Fig. 4a und 4b) lagert in dieser Stellung auf den mittleren Kontaktelemen ten 22 der Ränder 21 in der Ausnehmung 20 und verbindet dadurch die mittleren Kontaktelemente 22 elektrisch miteinander. Die Kugel 24 bildet so mit den mittleren Kontaktelementen 22 einen Neigungsschalter zur Kennzeichnung einer etwa waagerechten Ruhe lage des Fernbedienungsgebers. Die vier Ecken der viereckigen Ausnehmung 20 der Schaltungsplatte 3 weisen in die vier Rich tungen, in denen die übrigen vier Neigungsschalter wirksam wer den. Die Kontaktelemente 23 an den Ecken je zweier zuammenstoßen der Ränder 21 der Ausnehmung bilden zusammen mit der Kugel 20 je einen weiteren Neigungsschalter, dessen Kontaktelemente in der Ruhelage des Fernbedienungsgebers durch die Kugel nicht elektrisch verbunden sind. Erst bei einer Neigung des Fernbe dienungsgebers in einer der Richtungen, in die die Ecken der Ausnehmung 20 weisen und bei der der Schwerpunkt der Kugel 24 die senkrechte Ebene durch die Auflagepunkte der Kugel am Rand 21 der Ausnehmung 20 durchdringt, rollt die Kugel entlang der bei den Ränder 21, die die Spitze in Richtung der Neigung des Fern bedienungsgebers bilden, bis in eine durch einen Anschlag be grenzte Position, in der die Kugel die beiden der Spitze zu nächst liegenden Kontaktelemente 23 verbindet. Eine derartige Lage ist in Fig. 4b für einen Schwenk des Fernbedienungsgebers nach oben dargestellt.

Zum Schutz der Kugel 24 und zur Begrenzung von deren Lauf auf den Rändern 21 der Ausnehmung 20 ist in Ausnehmungen 26 der Platte 3 eine Abdeckkappe 27 befestigt, die in der Fig. 3 ge strichelt angedeutet und in den Fig. 4a und 4b von der Seite gesehen aufgeschnitten dargestellt ist. Die Kappe 27 enthält einen Anschlagrand 28, der den Lauf der Kugel 20 begrenzt und gegebenenfalls führt. Die gewölbte Ausbildung der Ränder 21 der Ausnehmung 20 trägt ebenfalls zu einer besseren Führung der Ku gel 24 in die einzelnen Wirkrichtungen bei. Die einen Kontakte der fünf Neigungsschalter sind in dem dargestellten Ausführungs beispiel gemeinsam mit dem Einschalter 19 des Fernbedienungs gebers über elektrische Leitungen 29 verbunden; die anderen Kontaktelemente dieser Neigungsschalter sind einzeln mit einer Auswerteschaltung 10 verbunden.

In der Fig. 4a ist in einer seitlichen Sicht nochmals die Stel lung der Kugel 24, die gemeinsames Schaltelement der aus den fünf Neigungsschaltern gebildeten Funktionswähleinrichtung 17 ist, in der waagerechten Ruhelage des Fernbedienungsgebers dar gestellt, in der die Hauptachse 12 der dargestellten Schalter anordnung parallel zur Gravitationsrichtung 13 verläuft. In Fig. 4b ist die in Fig. 4a dargestellte Schalteranordnung in einer um den Winkel a nach oben geneigten Stellung des Fernbe dienungsgebers dargestellt, in der die Kugel 24 am Anschlag 28 der Abdeckkappe 27 anliegt. Der Neigungswinkel a ist größer als der Auslösewinkel a₀, in dem der Schwerpunkt der Kugel 24 ge rade die senkrechte Ebene durch die Auflagepunkte der Kugel auf den Rändern 21 der Ausnehmung 20 in der Platte 3 durchdringt.

Der in Fig. 5 dargestellte Ausschnitt einer Schaltungsplatte 3 eines Fernbedienungsgebers enthält eine Funktionswähleinrich tung 17, bei der ebenfalls eine Kugel 24 in einer Aussparung 30 der Schaltungsplatte gelagert ist. In der Zeichnung ist die kreisrunde Aussparung 30 durch die Kugel 24 verdeckt und ge strichelt dargestellt. Um die Kugel 24 sind auf der Schaltungs platte 3 kranzförmig vier Schwingspulen 31 angeordnet, d. h. in der Sicht auf das geöffnete Gebergehäuse je eine Schwingspule vor und hinter sowie rechts und links neben der Aussparung 30 in der Schaltungsplatte 3 des Fernbedienungsgebers. Jede dieser Schwingspulen 31 ist mit einem ihr zugehörigen elektrischen Oszillator 32 verbunden. Die Oszillatoren 32 sind so einge stellt, daß sie in der Ruhelage der Kugel 24, in der sie in der Aussparung 30 gelagert ist, eine elektrische Schwingung erzeu gen. Sobald sich jedoch die Kugel einer der Schwingspulen nä hert und an ihr infolge einer Neigung des Gebergehäuses anliegt, reißt die Schwingung ab. Auf der Schaltungsplatte angeordnete Führungsstäbe 33 sorgen dafür, daß sich die Kugel 24 bei einer Schwenkbewegung des Fernbedienungsgebers nur einer Schwingspule nähert, so daß die Schwingung nur eines Oszillators unterbro chen wird. Die Oszillatoren 32 sind an eine Auswerteschaltung 10 angeschlossen, die ein von der Neigungslage des Fernbedienungs gebers abhängiges Wahlsignal für den Sender 5 erzeugt, zur Über tragung eines kodierten Signales an ein fernzubedienendes elek trisches Gerät. Die Kugel 24 und die Schwingspulen 31 sind durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Abdeckkappe geschützt und gesichert.

In Fig. 6 ist schematisch eine Flüssigkeits-Funktionswählein richtung 17 dargestellt. Diese Einrichtung ist auf der lage stabil im nicht näher dargestellten Gebergehäuse eines Fernbe dienungsgebers befestigten Schaltungsplatte 3 angeordnet und enthält am Boden ihres dichten Gehäuses 35 einen großflächigen, plattenförmigen Mittenkontakt 36. An der dem Boden gegenüber liegenden Deckwand des Schaltergehäuses 35 sind kranzförmig um den Rand verteilt vier Kontaktelemente 37 wesentlich kleinerer Fläche angeordnet. Das Schaltergehäuse enthält eine nicht net zende, elektrisch leitende Flüssigkeit 41, in der Menge, daß sie bei einer Senkrechtstellung der Leiterplatte 3 nur eines der Kontaktelemente 37 bedeckt. Ab einer bestimmten Neigung der Schaltungsplatte 3 aus der Waagerechten, die einem Auslösewin kel a₀ entspricht, benetzt die leitende Flüssigkeit das Kontakt element 37, das der Richtung der Neigung der Schaltungsplatte 3 und damit der Richtung der Neigung des Fernbedienungsgebers zugeordnet ist und stellt somit eine leitende Verbindung zwi schen dem Mittelkontakt 36 und diesem Kontaktelement 37 her, so daß der so gebildete Neigungsschalter elektrisch leitend ge schlossen ist. Die vier Kontaktelemente 37 der Flüssigkeits- Funktionswähleinrichtung 17, von denen in der Zeichnung nur drei dargestellt sind, sind mit einer Auswerteschaltung 10 verbunden, die aus den über die Kontakte übertragenen Signale ein rich tungsabhängiges Ausgangssignal bildet, das vom Sender 5 in ein kodiertes Sendesignal umgewandelt wird und dann übertragen wird. Als leitende, nicht benetzende Flüssigkeit 41 in dem Schalter gehäuse 35 eignet sich besonders Quecksilber, das wegen seiner Trägheit und Schwere eine hohe Fließdämpfung aufweist. Bei einer leichter fließenden Flüssigkeit enthält das Schalterge häuse 35 ein beliebiges Fließdämpfungsmittel.

Die Fig. 7-12 betreffen die bevorzugte Ausführungsform einer Funktionswähleinrichtung 17. Diese besteht aus einem Kugelfüh rungsgehäuse 50, einer Kugel K, einer lichtemittierenden Foto diode 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.

Wie aus der Draufsicht von Fig. 7 erkennbar, ist das Kugelfüh rungsgehäuse 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 Quadrantenausnehmun gen sitzen die Fototransistoren P1-P3. In jedem der vier Quadranten ist die Innenwand des Gehäuses teilzylindrisch aus geführt, mit einem Zylinderradius, der im wesentlichen dem Ku gelradius 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 teil zylinderförmig mit in etwa dem Radius der Kugel ausgebildet, wodurch diese sicher aufgefangen und fixiert wird. Die nach innen ragenden Spitzen zwischen den Qudrantenteilzylindern lenken die Kugel K zwangsweise in den nächstliegenden Quadranten, da die Spitzen in Verbindung mit den planen Seitenflächen der Pyramide keine stabile Zwischenlage ermög lichen. So ist es möglich, die Kugel K von einem Quadranten direkt in einen benachbarten zu bewegen, ohne daß hierzu die Mitenstellung durchlaufen werden muß.

Die Bewegung der Kugel K sei nun anhand von Fig. 9 näher erläu tert. Ausgangspunkt ist die stabile Mittenlage, also die Lage, die bei waagerechtem Fernbedienungsgeber eingenommen wird. In dieser Mittenlage besitzt die Kugel vier durch Kreuze gekenn zeichnete Auflagepunkte an den Pyramidenflächen. Die Neigung der Flächen ist so ausgelegt, daß die Rollbahn nach dem Auskip pen der Kugel ein leichtes Gefälle zu einem Quadranten hin auf weist, so daß die Kugel dorthin beschleunigt wird. In Fig. 9 ist ein Rollen nach rechts veranschaulicht. Zunächst rollt die Kugel nach Überschreiten des Auskippwinkel längs der Pyramiden kante 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.

Der Knick im Gefälle verzögert beim Zurückschwenken der Funk tionswähleinrichtung 17 das Zurückkippen solange, bis die Roll bahn wieder ausreichend Gefälle zum Zentrum besitzt, um die Ku gel K dorthin zu beschleunigen. Hiermit ist sichergestellt, daß die Kugel nur 5 stabile Ruhelagen einnehmen kann, die im fol genden als Kugelruheorte bezeichnet werden. Auf den Verbindungs wegen ist aufgrund deren Ausgestaltung ein Stillstand der Kugel nicht möglich, wodurch ein eindeutiges Schaltverhalten gewähr leistet ist.

Wenn sich die Kugel K in Mittenstellung befindet, wie in Fig. 7 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. 8 (eigentlich müßte für die Lage der Kugel gemäß Fig. 8 das Ku gelführungsgehäuse etwas nach links verkippt sein, was jedoch nicht erfolgt ist, um den Zusammenhang mit der Draufsicht gemäß Fig. 7 zu verdeutlichen), ist der Fototransistor P1 abgedeckt, weswegen er das Signal "0" ausgibt, wohingegen die Fototransi storen 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 zugeord net ist. Die übrigen Drei-Bit-Wahlsignale für die anderen mög lichen stabilen Lagen der Kugel sind in Fig. 10 aufgelistet.

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 betä tigt ist. Eine entsprechende Beschaltung der Funktionswählein richtung ist in Fig. 11 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 ge schlossen ist. Das Schließen des Schalters bewirkt außerdem das Aktivieren eines Dekoders in einem Analogmultiplexer 52. Dieser setzt das jeweilige Drei-Bit-Wahlsignal von der Funktionswähl einrichtung 17 in eines von fünf Signalen um, die auf einer je weils zugeordneten Leitung auf einen IR-Sender IC 53 gegeben werden. Dieser sorgt für jeweils unterschiedliche Kodierung eines Sendesignals abhängig davon, über welche der fünf Leitun gen ein Signal zugeführt wird. Mit dem kodierten Sendesignal werden die Sendeelemente 4 über eine Treiberschaltung ange steuert.

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 an dere nach unten geneigt. Der Neigungswinkel entsprach demjeni gen, der auch erforderlich war, um die Kugel K vom mittleren Kugelruheort in einen äußeren zu bewegen, nämlich etwa 20°.

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. 7-10 erläutert. So kann sich die Fotodiode D an je dem der dargestellten vier Kugelruheorte befinden. Entsprechend sind die drei anderen Kugelruheorte mit Fototransistoren be setzt. Es können auch vier der fünf Kugelruheorte mit Fototran sistoren besetzt sein; in diesem Fall wird ein redundantes Sig nal 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 Fototransi stor angeordnet sein. Es ist dann kein Analogmultiplexer erfor derlich, um ein Mehr-Bit-Signal zu entschlüsseln, um die ak tuelle Lage der Kugel zu ermitteln, sondern die Anzeige eines Fototransistors, daß er kein Licht empfängt, ist dann unmittel bar ein Zeichen dafür, daß sich die Kugel im zugehörigen Kugel ruheort befindet.

Oben wurde beschrieben, wie eine Schalthysterese mit Hilfe des pyramidenförmigen Eindrucks 51 im Boden des Kugelführungsgehäu ses 50 erzielt wird. Eine entsprechende Hysterese kann aber auch durch andere Ausgestaltung der Kugelführungsbahnen zwischen den Kugelruheorten erzielt werden. Hierfür bestehen zahlreiche mechanische Ausgestaltungen.

Die Sendeelemente 4 müssen nicht notwendigerweise lichtemittie rende Elemente, insbesondere IR-Elemente sein, sondern es kann sich auch um gänzlich andere Sendeelemente handeln, insbesondere um Ultraschall-Sendeelemente.

Die Kugel K kann aus beliebigem Material bestehen, wenn sie nur ausreichend glatt und schwer ist, um ein definiertes Abrollen sicherzustellen. Das Ionsverhalten für Licht der verwen deten Wellenlänge ist ohne Bedeutung. Das Material des Kugel führungsgehäuses 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. 7-12 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 las sen sich Logik-Bausteine sicher ansteuern. Die Funktionszuver lässigkeit ist damit erheblich höher als unter Verwendung von Neigungsschaltern, bei denen Kontakte mechanisch geschlossen werden, z. B. durch eine ruhende Kugel. Außerdem ist eine Funk tionswähleinrichtung mit optischen Neigungsschaltern erheblich umweltfreundlicher als dies herkömmliche Neigungsschalter mit Quecksilber sind.

Claims

1. Fernbedienungsgeber mit

- einem Gehäuse (1),
- einer Funktionswähleinrichtung (17) zum Ausgeben von Wahl signalen abhängig von einer durch Betätigen derselben ge wählten Funktion,
- einer Sendeschaltung (5, 10; 52, 53) zum Ausgeben kodier ter Sendesignale, deren Kodierung vom jeweiligen Wahlsignal abhängt, und
- einer Sendeelementanordnung (4) an der Vorderseite des Gehäuses, die die kodierten Sendesignale von der Sende schaltung empfängt, zum Senden kodierter Signale im we sentlichen in Längsrichtung des Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß
- die Funktionswähleinrichtung eine Neigungsschaltereinrich tung (17) ist, die so im Gehäuse (1) angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß sie abhängig von der Neigung des Gehäuses mindestens vier unterschiedliche Wahlsignale ab gibt, 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 Längsächse des Gehäuses geneigter Stellung desselben, und
- - ein viertes Wahlsignal bei nach rechts um die Längsachse des Gehäuses geneigter Stellung desselben.

2. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Neigungsschaltereinrichtung (17) so im Gehäuse (1) angeordnet ist und so ausgebildet ist, daß sie ein fünftes Wahlsignal bei im wesentlichen waage rechter Stellung des Gehäuses ausgibt.

3. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Funktionswähleinrichtung (17) mehrere unterschiedlichen Neigungsrichtungen zugeordnete Neigungsschalter (7, 8, 9) enthält, die nur bei einer Winkel lageabweichung in der ihnen zugeordneten Richtung ein Aus gangssignal erzeugen.

4. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Neigungsschalter auf einer lagestabil mit dem Gebergehäuse (1) verbundenen Platte (3) angeordnete Kontaktelemente (22, 23) sind, die bei einer Winkelabweichung (a) des Gebergehäuses gegenüber einer waagerechten Referenzlage des Gebergehäuses von einem durch die Winkellageänderung aus der Ruhelage bewegten Schwerekör per (24) direkt oder indirekt elektrisch verbunden sind.

5. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Neigungsschalter Anordnungen mit einem elektrischen Oszillator (32) sind, deren Schwing spulen (31) auf einer lagestabil mit dem Gebergehäuse (1) verbundenen Platte (3) angeordnet sind, und daß wenigstens ein mit dem Gebergehäuse gekoppelter Schwerekörper (24) vor handen ist, der bei einer Winkelabweichung (a) des Geber gehäuses von einer waagerechten Referenzlage des Geberge häuses sich aus einer Ruhelage auf eine Schwingspule zu be wegt und die Oszillatorschwingung durch die Bedämpfung der Schwingspule unterbricht.

6. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß der Schwerekörper eine auf der Oberfläche (25) elektrisch hochleitende Kugel (24) ist, die in der waagerechten Stellung des Gehäuses (1) in einer Aus sparung (20, 30) der Platte (3) gelagert ist.

7. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Neigungsschalter auf einer lagestabil mit dem Gebergehäuse (1) verbundenen Platte (3) angeordnete Flüssigkeitsschälter sind, bei denen Flüssigkeit ab einer bestimmten Neigung (a) des Gebergehäuses Kontakte elektrisch leitend miteinander verbindet.

8. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

- ein Kugelführungsgehäuse (50) mit fünf Kugelruheorten, wobei
- - die Kugelruheorte so angeordnet sind, daß vier von ihnen einen mittleren Kugelruheort in einer Ebene quadranten förmig umgeben,
- - die Kugelruheorte so ausgebildet sind, daß eine im Kugel führungsgehäuse 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 je weils ein Lichtempfänger (P1-P3) so angeordnet ist, daß er abgedeckt wird, wenn sich die Kugel im jeweiligen Ku gelruheort befindet, dagegen das Licht vom Lichtsender empfängt, wenn weder der Lichtsender noch der jeweilige Lichtempfänger abgedeckt sind.

9. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß der Lichtsender (D) in einem der Kugelruheorte und drei Lichtempfänger (P1-P3) in drei an deren Kugelruheorten angeordnet sind.

10. Fernbedienungsgeber nach Anspruch 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kugelrollbahnen zwischen den Ku gelruheorten 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 ein mal erreichte Kugelstellung in einem vorgegebenen Neigungsbe reich erhalten bleibt.