专利名称：用于遥控电子设备的电光装置的制作方法
能遥控的电子设备，特别是娱乐性电子设备正越来越受到人们的青睐。娱乐性电子设备主要包括电视机、录像机、声响设备等等。遥控装置还可用于家庭计算机、车库门、卷帘窗等设施。用于被控设备的遥控信号根据使用者的按键情况而产生。传输媒介是经适当调制或编码的超声波或红外线信号。
通常，对一件设备(如一台除能接收各个电视频道外还能接收电视传文(teletext)并且接有一台录像机的电视机)的控制功能有很多，因此就需要相应数量的控制命令，在遥控发射器上也需设置相应数量的按键。采用多重按键分配(multiplekeyassignment)可以减少按键数，但是将使操作复杂化。而且这种方式不可能大幅度地减少按键的数量。
解决这一问题的一个途径是与象计算机中常用的那样与被控设备进行交互式通讯。比方说，通过一个屏幕向操作者显示一个包含各个可能的控制命令的“菜单”，操作者可通过一个键盘或“老鼠”选择所需的命令。
在桌上移动的老鼠的各个位置决定了光标的位置。
因此，本发明的目的(正如权利要求中所要求保护的)是为电子设备提供一种简单的电光设备，该电光设备能在遥控电子设备进行位置控制，从而减少所需的按键数。
本发明是通过用一个适当的电光装置分析遥控发射器相对于连接遥控发射机和电子装置的连线的位置来实现位置控制的。使遥控发射器(在水平或垂直方向上)倾斜，就会在电子设备中的一个分析电路中产生一个相对于各个方向的倾斜角的参考信号。一个特别的优点是这样对倾斜角进行分析能允许连续控制，这是人们所希望的(这可进行音量控制);通过遥控发射器产生的图案还可以在一个(比方说家庭计算机的)屏幕在显示出来。对倾斜进行二个方向上的组合分析能允许在屏幕的任何方向上进行连续运动控制。
根据本发明而制成的电光设备的基本思想在于采用三个辐射方向互否相同且在三个空间方向上也不相同的三个辐射源构成电光设备的发射器部分，这样使得接收器部分接收到与遥控发射器的倾斜方向有关的不同的辐射强度，分析这些辐射强度之间的关系从而决定遥控发射器的位置。
下面参照附图对本发明作详细解释，附图中，
图1.借助于遥控发射器中的三个辐射源的辐射图形相当示意地示出了本发明中包含的原理。
图2.是电光设备中的接收机部分的一个实施例中的非常概括的方框图。
图3a和3b.是电光设备中的具有特殊优点的发射器部分的较详细的正视图和俯视图。
图4.示出了一个采用薄片遮板作为示范例的辐射源。
图1a示出了遥控发射器g(图中呈俯视图)的三个辐射源q1、q2和q3的三个辐射图形。图1b、1c和1d分别是这三个辐射图形的示意性侧视图。图中辐射图形用虚线示出，其基本部分用实线表示。
三个辐射源q1、q2和q3由驱动单元st所驱动，该单元(举个例子来说)在时分复用模式下用紧密排列的脉冲信号驱动这三个辐射源，在每三个脉冲之后插入一个延伸了的空白间隔作为识别信号。这三个辐射源位于遥控发射器外壳gg的前端，三个辐射源的三根光轴O1、O2和O3均与外壳的长度轴平行。
与常规的遥控发射器一样，遥控发射器g也当然可以包含一个键盘和一个编码电路。编码电路通过附加的电子装置产生一个经编码的信号，并通过一个汇外发射二极管发射出来。第三个辐射源由于具有较均匀的辐射图形，也能适合于上述目的。通过键盘或者特殊的按键可以启动菜单模式，并且发出所选定的控制命令。
第一辐射源q1在水平参考平面内的光轴O1方向上的第一角度范围W1内具有急剧变化的强度特征，而第二和第三辐射源q2和q3的辐射图形却不是这样。从上面往下看，这二个辐射图形在角度范围W1中具有平坦的强度特性。应该注意的是，这些辐射图形都是以投影的方式画出的。图1中所表示的那些辐射图形在与它们的光轴的相交处具有大致相等的强度。但这并不是本发明的一个要求。图1b、1c和1d示出了三个辐射源q1、q2和q3的辐射图形的垂直投影。第二角度范围W2的参考平面是分别包含光轴O1、O2和O3的垂直平面。在垂直参考平面中，第一和第三辐射源q1和q3在第三角度范围内具有平坦的强度特性，而第二辐射源q2具有急剧变化的强度特性。如果第二辐射源q2上下倾斜，它的强度也将分别下降或上升。
图2示出了接收端的电光装置的一个简单实施例。辐射检测器P用于接收由三个辐射源q1、q2和q3所发出的辐射。它位于电子装置eg的前端，包含(比方说)一个红外接收二极管。上述的红外接收二极管的输出的一个可变增益放大器V放大后经过干扰抑制电路f送至解码电路cd。解码电路cd把收到的多路复合信号分解成分别对应于从三个辐射源q1、q2和q3收到的信号k1、k2和k3。
这三个分量信号k1、k2和k3被送至一个分析电路aw，由该电路产生出对应于各个参考平面中的倾斜角的参考信号z1和z2。图2中的分析电路aw的结构特别简单。它用第一减法器sb1从第一和第三分量信号k1和k3得到第一差值信号d1，用第二减法器sb2从第二和第三分量信号k2和k3得出第二差值信号d2。
在这二个减法器sb1和sb2中，把第一和第二辐射源q1和q2的辐射图形的与角度密切相关的强度特性与第三个辐射源q3的相对地与角度无关的辐射图形加以比较。由于绝对强度是与距离密切相关的，因此，这二个差值信号d1和d2还必须进行归一化处理。这一处理是由第一和第二归一化处理g1和g2来完成的，这二个电路分别使第一和第二差值信号d1和d2除以第三个分量信号k3的值，从而在它们的输出端分别输出第一和第二参考信号z1和z2。这二个参考信号各自的数值大致正比于倾斜角。
可变增益放大器V也可以部分地补偿根据距离发生的强度变化，其控制信号可由第三分量信号k3经控制级cs低通滤波之后得出。在解码电路cd和分析电路aw设计成数字电路时，可变增益放大器V更是不可缺少的。如果没有可变增益放大器V，模数变换器c1如只采用少量量化电平的话将由于信号幅度过低而使分辨率变得太低。如果信号采用数字方式处理，可变增益放大器V的控制输入端则由数模变换器c2所驱动。
模数变换器c1还允许电子装置eg中的解码电路cd和分析电路aw用一个装有和解码电路cd和分析电路aw具有同样效果的程序的微处理器P来构成。进行位置判定时也可以利用已经装入电子装置eg中的微处理器，这是因为要经计算的处理很慢，可以很容易插入另一个程序中。
图1中所示出的辐射图形可以由多种方法形成。在特别简单的实施例中，至少第一和第二辐射源q1和q2属于线或面源，每个源在其光轴O1和O2方向上和距它的辐射面的一定距离处具有一个部分地覆盖住相应的辐射源q1和q2的遮板b1和b2。第一和第二辐射源q1和q2的有效遮板边缘必须分别有垂直于第一和第二参考平面的空间部分。正如上面提到的那样，第一和第二参考平面分别由光轴O1和O2及可能的倾斜角的各自方向(亦即第一和第二角度范围W1和W2)所决定。第一和第二辐射源q1和q2在第一和第二角度范围w1和w2中的辐射图形的强度特性(在设有隔板时进行测量)也必须是对称的，且尽可能平坦。
这样，只是由于二个辐射源q1和q2的辐射面被不同程度地被二块隔板挡住，这二个辐射源的辐射面也就是辐射强度就因倾斜角而变化。
三个辐射源的表面加工不那么重要，它们可以是磨砂面(纯余弦辐射器)，也可以是能使波束在光轴方向上聚焦而通过较高强度来扩展遥控极限距离的表面。
图3中示出了装有遮板的电充设备的一个最佳实施例。图3a示出了遥控发射器g的前端，它的透光窗中包含三个具有正方形辐射面的辐射源q1、q2和q3。第一遮板b1遮住第一辐射源q1的左半边，第二遮板b2遮住第二辐射源q2的下半边。这样，当遥控发射器在水平参考面中旋转时，辐射源q1的被遮角度也随之改变，而此时第二辐射源q2的遮挡角度不变化。
图3b以俯视图的形式示出了遥控发射器g的前端。第一辐射源q1的左半边被第一遮板b1遮住，第二遮板b2的边缘在第二辐射源q2的前端的整个长度上伸展。
图3b中还示出了二块遮板b1和b2位于各自的辐射源前面的距离。各个距离的选择取决于遥控器所要求的角度灵敏度。辐射源做成正方形具有特别的好处，因为它能使倾斜的水平和垂直方向以很简单的方式分离开来(如果正方形的边缘与遮板的边缘在这些方向上相交的话)。
图4示出了遮板的另一个实施例。在此实施例中，遮板由与充轴oi成一固定角度w3倾斜的几块薄板组成。上述倾斜角w3位于第一或第二角度范围w1、w2之外，这样使得薄片11通过或挡住最多的光线时的方向也位于相应的第一或第二角度范围w1和w2之外。薄片遮板可以与任意的线或面辐射源qi的辐射面结合，但是和正方形的辐射面结合时优点最多。薄片遮板11的优点在于它们的角度灵敏度与简单遮板相比要好得多。各平行薄板11间的距离越短，同种薄板的灵敏度越高。
借助于图1描述出来的辐射图形也可以由或者装在辐射源的表面上或者装在辐射源前面的光学装置来产生。比较合适的光学装置是那些常规的光学器件如棱镜或透镜(柱间透镜、球面镜或非球面镜)。也可以采用二个或多个光学器件或微细结构(finestructure)如菲涅耳透镜组合而成。举个例子来说，使用一个能把辐射波瓣从原始光束偏转至相对于原始波束的角度范围w1和w2内呈现出所需的升/降强度特性的位置的简单棱镜就足够了。辐射源的固定位置的相应地倾斜也可取得同样的效果。
权利要求
1.用于遥控电子装置特别是娱乐性电子装置的电光设备，包括。第一辐射源(q1)，其辐射图形在上述的第一辐射源的光轴(01)和一个第一方向决定的一个第一参考平面中包含光轴一个第一角度范围(w1)中具有基本上呈单调性的升/降特性，。第二辐射源(q2)，其辐射图形在上述的第二辐射源的光轴(02)和一个第二方向决定的一个第二参考平面中包含上述光轴的一个第二角度范围(w2)内具有基本上呈单调性的升/降特性，。第三辐射源(q3)，其辐射图形至少在上述的第一、第二平面内的第一、第二角度范围(w1、w2)之内具有比上述的第一、第二辐射源(q1、q2)平坦的强度特性，。至少一个用于检测上述的三个辐射源(q1、q2和q3)所发射的辐射的辐射检测器(p)，其中装在一个遥控发射器(g)中三个辐射源(q1、q2和q3)的三根光轴(01、02和03)相互平行。
2.如权利要求1所要求的电光设备，包括·一个解码电路(cd)，该电路把辐射检测器(p)的输出信号分成三个分量信号(k1、k2和k3)并将它们送入一个分析电路(aw)之中。
3.如权利要求2所要求的电光设备，其中的分析电路(aw)包括至少一个减法器(sb1、sb2)和至少一个归一化电路(g1、g2)，由第一和第三分量信号(k1和k3)形成一个第一差值信号(d1)，由第二和第三分量信号(k2和k3)形成一个第二差值信号(d)，上述的这二个差值信号(d1、d2)分别除以第三分量信号(k3)形成一个第一参考信号(z1)和一个第二参考信号(z2)。
4.如权利要求3所要求的电光装置，其中一个增益可变放大器(V)插在辐射检测器(P)和解码电路(cd)之间，第三分量信号(k3)通过一个控制级(cs)接入其控制输入端。
5.如权利要求4所要求的电光设备，其中增益可变放大器(V)的输出被一个模数变换器(c1)数字化，并且后续的电路均为数字电路。
6.如权利要求5所要求的电光设备，模数转换器(c1)之后的电路可以由一个装有与解码电路(cd)和分析电路(aw)具有相同效果的程序的一个微处理器来实现。
7.如权利要求1所要求的电光设备，其中至少第一和第二辐射源(q1、q2)是线源或面源，而且每一个辐射源在其光轴方向上距辐射表面一定距离处具有一个遮住相应的辐射源(q1、q2)的部分的一个遮板(b1、b2);遮板的有效边缘在第一辐射源的情况下具有垂直于第一参考平面的方向上的部分，在第二辐射源的情况下具有垂直于第二参考面的方向上的部分;第一和第二辐射源未经影响时的辐射图形分别在第一角度范围(w1)和第二角度范围(w2)内具有对称的、最平坦的强度特性。
8.如权利要求7所要求的电光装置，·其中三个辐射源(q1、q2、q3)的辐射表面呈正方形，位于一个垂直于公用光轴(O1、O2、O3)的平面内，其辐射面的边互相成直角或平行，·其中至少在第一和第二角度范围(w1、w2)内，每个辐射源均与一个正方形的一边平行，上述的三个辐射源的未经影响时的辐射图形具有对称的，最平坦的强度特性，·其中有效遮板边缘呈直线型，并沿垂直于与之对应的第一或第二参考平面的方向上延展。
9.如权利要求7所要求的电光设备，二个遮板(b1、b2)中的每一个由多块平行薄板(11)组成，这些薄板在位于相应的第一或第二角度范围(w1、w2)之外的一个方向上能通过或遮住最大量的光线，并且与位于第一或第二参考平面内的相应的光轴成一倾角。
10.如权利要求1所要求的电光设备，其中上述的三个辐射源(q1、q2、q3)至少部分具有能把对应的辐射源发送的光线会聚在一给定方向上的具有光学作用的表面。
11.如权利要求10所要求的电光设备，其中所述的具有光学作用的表面可以由棱镜或者柱面、球面、非球面透镜来形成。
全文摘要
本发明为一电光设备，其中位于遥控发射器内的三个辐射源(q1、q2、q3)产生出三个在三个空间方向上呈不同形状的辐射图形。接收机接收到三个不同的强度，这些接收到的辐射强度之间的比值取决于遥控发射器的各个倾斜角。
文档编号H04B10/22GK1044002SQ8910941
公开日1990年7月18日 申请日期1989年12月20日 优先权日1988年12月31日
发明者克劳斯·海勃勒 申请人:德国Itt工业公司