CN101149919B - 滑块操作装置 - Google Patents

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Abstract

一种滑块操作装置(如混音器的音量控制器装置)具有移动块(5)，其可以沿着移动导轨(3)和次级移动导轨(4)移动。移动导轨(3)由非磁性不锈杆(31)和通过磁化永久磁构件来获得磁极(标记)而形成的标尺部分(32)组成。移动块(5)具有与标尺部分(32)相对的磁性传感器(7)。磁性传感器(7)感测标尺部分(32)上的磁极。装配硬件(11A、11B)用作停止器来阻止操作把手(6)的杆(6a)。在停止器之间磁性传感器(7)允许移动的范围以外的区域是没有磁极的不灵敏带(3A、3B)。即使由于在操作把手上施加了过量的力使磁性传感器(7)移动超过了操作把手(6)预期停止的点，滑块操作装置也能够防止可能由磁性传感器(7)对磁极的感测引起的持续异常计数。

Description

滑块操作装置
技术领域
本发明涉及一种增量编码式滑块操作装置，其用于通过感测标记，如提供在线性标尺上使其传感器部分沿线性标尺移动的磁极，来检测操作把手的位置。
背景技术
如已公开的公开号为2006-49302的日本专利和已公开的公开号为2003-21541的日本专利中说明的，比如，这样的滑块操作装置被用于作为音量控制器装置来设置参数，音量控制器装置装配在调音台上。
已公开的公开号为2006-49302的日本专利公开了一种具有磁线性标尺的滑块操作装置。在公开的滑块操作装置中，由MR元件组成的磁性传感器安装在移动块上，而北极和南极交替地排列的磁性图案被作为标记施加到支持移动块的成对平行导轨中的一对上。在这个已公开的技术中，当移动块通过滑块操作器的手动操作或者通过电动机的驱动而移动时，磁性传感器根据线性标尺的磁极输出脉冲信号，以允许根据脉冲信号的数量对移动块的移动量(长度)进行检测。
已公开的公开号为2003-21541的日本专利公开了一种非接触数字音量控制器。在这个非接触的数字音量控制器中，当通过对把手的手动操作或者通过电动机的驱动来使移动元件移动时，光学传感器读取记录在线性标尺上的明和暗的图案来计算在线性标尺上的相对位置，以计算光学传感器的位置。在这个传统的技术中，非接触数字音量控制器也具有感测基准位置的传感器。
发明内容
为了控制具有这样的线性标尺的音量控制器装置的输入，在设备的开启或在向音量控制器装置分配功能时，驱动电动机来定义音量控制器装置的操作把手的初始位置和在标尺上的对应值。此外，传统的装置被设计成通过用尽操作把手的整个移动范围(在两端的停止器之间)来在增强的分辨率下控制，以允许用户进行微调。而且，在操作把手位置的初始设置中具有自判断能力的一些装置中，操作把手在电动机的控制下移动以控制标尺上的计数。
在具有上述配置的传统的音量控制器装置中，如果意外地施加了足够大的力以使操作把手挤压停止器甚至只是短暂地挤压，停止器会弯曲，或者即使停止器避免了弯曲，传感器部分(大而重的)本身可能由于冲量而移动到不期望的位置，这样音量控制器装置表现出不期望的运行状态。更特别的是，传统的音量控制器装置能够保持过度的计数。
此外，传统的装置使用如在已公开的公开号为2003-21541的日本专利中公开的用来检测基准位置的传感器或者使用用来检测被称为相位Z的零计数点的传感器，然而这些传统的装置产生高成本的问题。
本发明的目的是提供一个增量编码式滑块操作装置(如音量控制器装置)，其通过用传感器部分感测线性标尺上的标记来检测操作把手的位置，即使滑块操作装置的停止器被操作把手的过量移动所挤压，或者即使传感器部分由于冲量移动到不期望的位置，该滑块操作装置也能避免控制中的故障。
本发明的滑块操作装置提供有传感器部分对其不敏感的不灵敏带，不灵敏带被提供在线性标尺上并处于操作把手被停止器部分阻止的点的外侧。即使传感器部分移动到操作把手被停止器部分阻止的点以外，本发明的滑块操作装置也能够避免传感器部分输出不期望的信号。
用于阻止操作把手(和传感器部分)的停止器部分可以被设计成操作把手的接触部分。
本发明的滑块操作装置可以被设计成把操作把手和传感器部分移动的方向，也就是线性标尺的纵向方向确定为用户的向前方向，也就是远离用户的前面的方向(或确定为靠近用户的方向)。这样的安排对于用户能够容易地向操作把手施加力是有效的。
滑块操作装置可以被设计成将多个功能有选择地分配给操作把手。在这种情况下，在向操作把手分配每个功能时操作把手必须位于适当的位置，但是，滑块操作装置为每个功能确保了操作把手的正确定位。
此外，传感器部分和线性标尺可以是磁的或者光学的任意一种。
即使由于操作把手的过量移动使停止器部分被挤压或者即使由于过量的冲量使传感器部分移动到不期望的位置，根据本发明的滑块操作装置也可以防止从传感器部分输出不期望的信号，从而避免控制中的误操作。
附图说明
图1是示出应用到本发明的实施例的用做滑块操作装置的音量控制器装置的主要部分的透视图。
图2是示出使用该音量控制器装置的数字混音器的面板的主要部分的前视图。
图3是示出数字混音器的主要部分的框图。
图4A到4C是示出本实施例的工作方式的概念图。
图5是示出在本实施例中执行的音量控制器初始化处理的流程图。
图6是示出在本实施例中执行的音量控制器操作设置处理的流程图。
具体实施方式
参照附图将说明本发明的实施例。图1是示出应用到本实施例的用做滑块操作装置的音量控制器装置10的主要部分的透视图。图2是示出使用音量控制器装置10的数字混音器的面板100的主要部分的前视图。图3是示出数字混音器的主要部分的框图。图2显示了从前面观看时的面板100。图2说明对应于输入通道如扩音器输入和线路输入的部分。面板100被分隔成多个列，其中每个列具有多个操作器并且每个列与一个通道对应。每个通道具有一个面板控制操作器81、选择器操作器82、一个显示屏83、一个启动/停止设置操作器84、一个操作把手6、一个测试监听开关85。面板100也具有一个用来切换显示屏83上的显示的显示开关86。
操作把手6是提供在面板100背面上的音量控制器装置10的操作器。通过上下移动操作把手6来控制为分配到对应通道的功能而提供的参数值。在作为电动机驱动音量控制器的音量控制器装置10上，操作把手6通过后面将说明的电动机2的驱动来上下移动。为了方便，对于操作把手6的移动方向，向下的方向称为方向“A”，而向上的方向称为方向“B”。如，这个数字混音器允许连接到外部的设备，如计算机(未示出)，以从外部设备接收序列数据来自动地混音输入信号。在这样的情况下，各个通道的操作把手6实时地移动，这样它们对应的参数值针对各个由序列数据定义的场景而被适当地设置。此外，在加电时以及在通过对提供来作为分配给通道的功能的设置进行切换所引起的初始设置时，各个通道的操作把手6移动。而且，用于立体声系统控制的音量控制器装置(未示出)类似于音量控制器装置10。
如图3所示，本实施例的数字混音器具有一个CPU 20，一个闪存30，一个RAM 40，一个操作部分50，一个信号处理部分60，一个显示单元70，一个PC输入/输出电路(I/O)80，和由音量控制器装置10组成的音量控制器组10A。上述的由DSP组成的信号处理部分60允许通过输入连接器与多个模拟/数字转换盒或者数字接口盒(AD/DIO)的任何一个连接。每个能够安装多达8个A/D转换板的模拟/数字转换盒允许为每个模拟/数字转换输入指定增益和极性。每个数字接口盒能够安装多达8个I/O板。此外，信号处理部分60允许通过输出连接器与多个数字/模拟转换盒或者数字接口盒(DA/DIO)的任何一个连接。每个能够安装多达8个D/A转换板的数字/模拟转换盒被允许为每个数字/模拟转换输出指定增益和极性。信号处理部分60根据由CPU 20指定的各种功能来执行混音。
由CPU 20执行的操作程序存储在闪存30中。CPU 20检测音量控制器组10A的各个音量控制器装置10、10、…的操作以及操作部分50的操作，并控制由信号处理部分60执行的混音和显示单元70的显示。CPU 20也控制音量控制器装置10的后面将说明的电动机2的驱动，以完成对音量控制器装置10的操作把手6的位置的上述控制。
图5是示出由CPU 20执行的音量控制器初始化处理的流程图，而图6是示出由CPU 20执行的音量控制器操作设置处理的流程图。在混音设备电源被开启时或者在分配给音量控制器装置10的任意一个的功能的设置被改变时，图5所示的音量控制器初始化处理被执行。在步骤S1中，对应的音量控制器装置10的电动机2在方向“A”上被驱动并且操作把手6向初始位置移动直到在步骤S2中检测到了电动机2的旋转的停止。更特别的是，在电动机2上的异常负载的检测指示出操作把手6接触到后面将说明的停止器的情形，这样电动机2停止。如果电动机2停止，CPU 20前进到步骤S3以复位音量控制器装置10的计数值为“0”。
在步骤S4中，电动机2的旋转反向，这样电动机2在方向“B”上被驱动。在步骤S5中，CPU 20根据各自检测的脉冲来累加复位计数值，而在步骤S6中CPU 20检查电动机2是否停止。如果电动机2停止，CPU 20前进到步骤S7来计算标尺的状态。更特别的是，步骤S3到S6允许CPU 20获得整个刻度的总计数值。比如，假设供给分配到这个音量控制器装置10的功能的参数具有64的刻度，参数的每一等级的计数值能够通过用总计数值除以64来获得。
在步骤S8中，CPU 20计算对应于当前分配给音量控制器装置10的功能的初始值的位置(脉冲的数量)。在步骤S9中，CPU 20在方向“A”上驱动电动机2。在步骤S10中CPU 20根据各自检测的脉冲来递减计数值，而在步骤S11中CPU 20检查当前计数值是否对应于计算的脉冲指示的位置。如果当前计数值对应于计算的脉冲指示的位置，则CPU 20前进到步骤S12以停止电动机2并且随后返回到先前的程序。如上所述，这些步骤获得分配给这个音量控制器装置10的功能的初始设置。
在图6的音量控制器操作设置处理中，CPU 20监视从音量控制器装置10(磁性传感器7)输出的脉冲。如果在步骤S21中CPU 20检测到脉冲，则CPU 20前进到步骤S22。在步骤S22中，CPU 20根据脉冲的相位累加或递减当前计数值。在步骤S23中，CPU 20根据分配给音量控制器装置10的功能把计数值转换成参数。在步骤S24中，CPU 20判断该参数值是否进入了另一个等级。换言之，CPU 20判断该参数值是否被刷新。如果被刷新，CPU 20前进到步骤S25以改变设备的设置。如果未刷新，CPU 20返回到先前的程序。
接下来，将参照附图1详细说明音量控制器装置10。这个实施例的音量控制器装置10的边框由与面板100的底面成直角的侧板1a、朝前的与侧板1a成对提供的侧板(未示出)和具有马蹄铁形横截面的上部边框1b组成。电动机2被固定在上部边框1b的一端上。用提供在边框1b两侧上的装配硬件11A、11B来将整个边框安装到前面板100的底面上。在侧板1a的两端上，钉12a、12a、12b、12b由弯曲处理而凸出。在钉12a、12a之间，安装着组成“线性标尺”的移动导轨3，而次级移动导轨4安装在钉12b、12b之间。移动块5沿着移动导轨3和次级移动导轨4的纵向方向可移动地安装到移动导轨3和次级移动导轨4。作为操作把手6的一部分的杆6a被固定到移动块5上。
由于上述的配置，对操作把手6的手动往复操作引起移动块5沿着移动导轨3和次级移动导轨4移动。如果移动块5向电动机2(方向“A”)移动，则操作把手6的杆6a接触装配硬件11A，移动块5不能再移动。如果移动块5朝向电动机2相反的方向(方向“B”)移动，则操作把手6的杆6a接触装配硬件11B，移动块5不能再移动。也就是，装配硬件11A、11B作为“停止器”来限制操作把手6允许被手动操作的范围。
有同步齿型带缠绕其上的未示出的滑轮被分别安装到电动机2的驱动轴和上部边框1b的另一端上。移动块5的上部被安装到同步齿型带上。由于这个配置，电动机2在向前或者反方向上的旋转引起移动块5沿着移动导轨3和次级移动导轨4往复移动。由于上述的配置，操作把手6的位置由CPU 20按上述方式控制。在电动机2引起操作把手6移动的情况中，当杆6a接触装配硬件11A或11B时，认为电动机2的旋转按对流程图的说明中解释的那样停止(负载被检测到)。
移动块5由树脂形成。在移动块5的正方形边框的上侧面上提供用来插入移动导轨3的导孔5a、5a。在正方形边框的下侧面上提供用来插入次级移动导轨4的次级导孔5b、5b。基底5c安装在边框的内部。用做“传感器部分”的磁性传感器7安装在基底5c上。用于从磁性传感器7中输出信号的扁平电缆7a被连接到基底5c上。
移动导轨3由非磁性不锈(18Cr-8Ni奥氏体的)杆31和通过磁化永久磁构件(Fe-Cr-Co)形成的标尺部分32组成。标尺部分32被交替极化成南极和北极，如在标尺部分32的纵向方向上以330μm的节距标记。磁性传感器7与标尺部分32相对。磁性传感器7具有两个磁阻元件(MR元件)，这样磁性传感器7能够在移动块5沿着作为线性标尺的移动导轨3和次级移动导轨4移动时检测标尺部分32的磁极(标记)并输出信号。磁性传感器7的检测信号通过扁平电缆7a被传送到CPU 20等。
对于在标尺部分32上的磁极，标尺部分32的磁化范围直到位置“A”但不超过位置“A”。当操作把手6的杆6a位于杆6a接触装配硬件11A(停止器)处时，位置“A”是磁性传感器7与标尺部分32相对的位置。标尺部分32的磁化范围直到位置“B”但范围不超过位置“B”。当操作把手6的杆6a位于杆6a接触装配硬件11B(停止器)处时，位置“B”是磁性传感器7与标尺部分32相对的位置。更特别的是，在位置“A”和位置“B”以外的区域，换言之，由装配硬件11A、11B(停止器)阻止操作把手6的位置以外的区域是磁性传感器7(传感器部分)觉察不到的不灵敏带3A、3B。
随着移动块5的移动，磁性传感器7输出对应于标尺部分32上的北极和南极的相反的极性的脉冲信号。根据脉冲信号的个数，能够检测移动块5(操作把手6)的移动量(长度)。比如，标尺部分32具有两条线路的磁极。磁极图案在标尺部分32的长度方向上具有等价于π/2的相移。由于磁性传感器7输出异相的脉冲信号，根据相移的向前/反向的方向，能够知道移动块5的移动方向。标尺部分32可以具有不带相移的NSNS……的图案，而磁性传感器7可以具有以π/2相移来排列的传感器。
图4A到4C是示出本实施例的工作方式的概念图。在如图4A所示的操作把手6的正常操作中，由于杆6a接触装配硬件11A(停止器)或装配硬件11B(停止器)，操作把手6允许移动的范围是有限的。这种情况中，操作把手6由用户用适当的力进行手动操作或者操作把手6由电动机2驱动。但是，如果用户对操作把手6的手动操作快而有力，过量的力会被施加到操作把手6上，导致如图4B所示的装配硬件11A(11B)的变形。即使装配硬件11A(11B)能够避免变形，由于移动块5或磁性传感器7的惯性力，磁性传感器7也能够移动到正常移动的范围以外而对该范围超出“X”。可选的是，如图4C所示的情况中由树脂形成的操作把手6’通过轴套61’安装到杆6a’上，以使轴套61’接触装配硬件11A(11B)，装配硬件11A(11B)能够被穿入轴套61’中，也导致对传感器正常移动范围超出“X”。
在这样的情况中，如果正常移动范围以外的区域也被磁化为如图4A所示的传统范围所示的标记，则磁性传感器被迫保持正常移动范围以外的不期望的计数。但是，在本实施例的标尺部分32中，在正常操作中装配硬件11A、11B(停止器)防止操作把手6移动到正常移动范围以外的点外侧的区域是磁性传感器7觉察不到的非磁化不灵敏带3A、3B，从而消除了这样的不便。
上述实施例是一个示例，其中标尺部分32在位于操作把手6的侧面的移动导轨3上形成。但是，标尺部分可以在次级移动导轨4的侧面上形成。
此外，本实施例使用磁性传感器部分，但是，也可以使用光学传感器部分。在这种情况下，比如，在如图1所示的移动导轨3的底面上，两行确定周期的类似黑白条形码的图案可以被提供来作为标记，而由发光二极管、光电二极管等等组成的光电探测器可以被用来替代磁性传感器7，这样具有对应于两行黑白图案的相位差的脉冲信号被作为检测信号输出。在光学传感器部分的情况中，正常移动范围外的区域也不受标记(黑白图案)的影响，这样标尺部分具有光学传感器部分觉察不到的不灵敏带。
在上述的实施例中，数字混音器的音量控制器装置被用做滑块操作装置，但是，本发明可以被应用于用在任意其它电子设备中的任意的滑块操作装置。

Claims (8)

1.一种增量编码式滑块操作装置，其通过感测提供在线性标尺上的标记来检测操作把手的位置，所述滑块操作装置包含：
停止器部分，其用来限制操作把手通过手动操作而被允许移动的移动范围；
传感器部分，其与操作把手的移动同步地沿着线性标尺移动并且感测标记；及
不灵敏带，所述传感器部分对其不敏感，所述不灵敏带被提供在线性标尺上并且位于操作把手被停止器部分阻止的点的外侧。
2.如权利要求1所述的滑块操作装置，其中
所述停止器部分通过接触操作把手的一部分来限制操作把手的移动范围。
3.如权利要求1所述的滑块操作装置，其中
所述操作把手和所述传感器部分在用户的向前方向上移动。
4.如权利要求1所述的滑块操作装置，其中
所述传感器部分由磁性元件组成。
5.如权利要求1所述的滑块操作装置，其中
所述传感器部分由光学元件组成。
6.如权利要求1所述的滑块操作装置，其中
多个功能被有选择地分配给所述操作把手。
7.如权利要求1所述的滑块操作装置，还包含：
计数部分，其随着操作把手的移动累加或者递减计数值，以响应于所述传感器部件对标记的感测来检测操作把手的位置。
8.如权利要求1所述的滑块操作装置，还包含：
电动机，用于驱动操作把手。
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