EP0410194B1

EP0410194B1 - Fernbedienungsgeber

Info

Publication number: EP0410194B1
Application number: EP90113049A
Authority: EP
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Durst; Richard Kramer
Original assignee: Nokia Deutschland GmbH
Current assignee: Nokia Deutschland GmbH
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2010-07-09
Also published as: JP2866162B2; JPH0359923A; DE59007115D1; EP0410194A1; DE3924551A1; US5030955A

Description

TECHNISCHES GEBIET

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

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.
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.
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.
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.

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

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.

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.
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.
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.
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

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

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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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°.
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.
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.
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.
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.

Claims

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.
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.
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.