CN1782970A - 遥控装置及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示一种遥控装置及显示装置。在一实施形态中,遥控装置具备光学式指示装置和受光装置。显示装置具备内装显示指针的显示部和受光装置的框部。使发光元件依序位移到多个位移位置上,在各位移位置向发光元件提供发光用信号,使其对位置检测用光信号进行发光输出,依序检测用受光装置的位置检测用受光元件接收输入的光,对检测出的受光信号适当进行运算处理,以此检测出基准轴位移角的位移状态。以位移角的位移状态作为对于指针的指示信号,控制指针的移动。

Description

遥控装置及显示装置
相关申请的交叉参考
本申请请求以2004年11月30日在日本国申请的特愿2004-346760号为优先权。在本申请中述及上述申请,其全部内容编入本申请中。
技术领域
本发明涉及对显示装置的显示面上的指针(光标)等记号的位置进行远距离光学控制的遥控装置及装入这样的遥控装置的显示装置。
背景技术
以往,已知有作为从远距离位置上操作在显示装置的显示面上显示的光标的装置进行机械式控制的遥控装置。进行机械式控制的遥控装置将例如十字光标键和球形指针装置等作为位置信号的输入手段。而且除此以外,已知有带静电衬垫和操纵杆的坐标输入装置。
除了上述利用机械式控制的遥控装置外,作为具有发光元件的光学式的远距离坐标指示装置,有具备具有发光元件的远距离操作构件以及从远距离操作构件接收光线,检测指示处所的控制部的装置被提出(参照例如日本特许第3228864号公报、特许第3273531号公报)。
这些远距离坐标指示装置的远距离操作构件具备配置在中央的中央发光元件、以及以中央发光元件为中心向离开光轴的方向倾斜配置的上方向发光元件系统、下方向发光元件系统、右方向发光元件系统、左方向发光元件系统,总体上具备5个系统的发光元件,因此形成复杂的机械结构,控制也变得困。又需要比较多的发光元件,消耗功率变大,存在作为遥控装置不实用的问题。
在已有的遥控装置中,用附加的十字光标键等使光标移动到希望的位置上只能够一步一步移动,而且方向也只是上下左右4个方向,完全不能够平滑地在倾斜方向上移动。
又,在所提出的光学式的远距离坐标指示装置中,需要多个发光元件,存在作为遥控装置不实用的问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的状况而作出的,其目的在于,提供具备具有对位置检测用光信号进行发光输出的发光元件的光学式指示装置以及接收输入光学式指示装置输出的位置检测用光信号,检测受光信号,从受光信号求出位置信号的受光装置,从而能够平滑、迅速、正确地控制在显示装置的显示面上显示的指针(光标)等记号的位置,而且发光元件数目少的低消耗功率型的遥控装置。
又,本发明的另一目的是,提供具备上述遥控装置,从而能够自由地控制显示装置的显示面上显示的指针的显示装置。
本发明的遥控装置,具备安装有对位置检测用光信号进行发光输出的发光元件的光学式指示装置、以及对所述位置检测用光信号进行受光输入,并从检测到的受光信号求出位置信号的受光装置,其中,所述光学式指示装置具备:使所述发光元件的光轴位移到位移位置,以使所述发光元件的光轴相对于所述光学式指示装置的基准轴具有倾斜角的光轴控制部、以及所述发光元件的光轴位于所述位移位置时,使所述发光元件对位置检测用光信号进行发光输出的发光控制部。
利用这样的结构,在使发光元件的光轴位移到位移位置的状态下使其发出位置检测用光信号,因此能够通过对与光学式指示装置的基准轴的位移状态(基准轴位移角)对应的电平的受光信号进行运算处理求出位置信号。能够使用该位置信号控制例如显示面上显示的指针(光标)等记号的位置。又,由于只要一个发光元件,能够实现结构简单而且消耗功率小的光轴控制装置。
本发明的遥控装置,也可以是所述位移位置以所述基准轴为中心设置在对称位置上。利用这样的结构,由于配置在以光轴对称的位置上,所以光轴的位移位置的控制和运算处理简单而且能够提高检测精度。
本发明的遥控装置,也可以是所述位移位置至少有4处。利用这样的结构,能够以少量的位移位置检测高精度的二维(X-Y)位置。
本发明的遥控装置,也可以是所述光轴控制部具有对所述光轴的位移位置进行机械控制的机械部件。利用这样的结构,由于使用机械部件,能够比较容易地控制光轴的位移位置。
本发明的遥控装置,也可以是所述光轴控制部具有对所述光轴的位移位置进行电磁控制的电磁驱动装置。利用这样的结构,由于使用电磁驱动装置,能够容易地与发光控制部取得同步,能够进行精密控制,而且能够使光轴控制部小型化、简单化。
本发明的遥控装置,也可以是施加在所述电磁驱动装置的光轴控制信号是相位不同的两个系统的脉冲波。利用这样的结构,在被施加脉冲而且占据规定的电平期间(振幅值期间),光轴被固定于位移位置上,能够与位移位置同步对位置检测用光信号进行发光输出,因此能够进行稳定的发光控制,能够提高受光信号的检测精度。
本发明的遥控装置,也可以是所述两个系统的脉冲波分别为阶梯状波形,一个系统的脉冲波的各阶梯的周期与另一系统的脉冲波的一组阶梯的周期相等。利用这样的结构,能够使光轴的位移位置形成精细的矩阵状结构,能够提高对于基准轴的位移状态的控制分辨率,能够对位置信号进行更精密的检测。
本发明的遥控装置,也可以是所述发光控制部与所述位移位置同步地将脉冲波的发光用信号施加在发光元件。利用这样的结构,发光用信号采用脉冲波,因此能够可靠地取得光轴的位移位置与位置检测用光信号的同步,因此容易确定与各位移位置的对应的受光信号,能够高精度地进行受光信号的检测。
本发明的遥控装置,也可以是所述发光用信号包含检测开始用脉冲和该检测开始用脉冲后的位置检测用脉冲。利用这样的结构,将发光用信号区分为检测开始用脉冲和位置检测用脉冲,由于首先发生检测开始用脉冲,因此能够可靠地开始受光装置的位置检测,所以能够提高受光信号的检测精度。
本发明的遥控装置,也可以是所述位置检测用脉冲由与各所述位移位置具有相同的脉冲宽度和相同的周期的多个脉冲构成。利用这样的结构,由于反复发生多个相同的脉冲,可以的受光装置中将受光信号的多个振幅值平均作为振幅值,因此能够进一步提高信号处理的精度。
本发明的遥控装置,也可以是所述发光用信号上重叠有调制载波。利用这样的结构,由于在发光用信号上重叠有调制载波,能够排除干扰光(噪声)的影响,因此能够提高受光信号的检测精度。
本发明的遥控装置,也可以是所述发光元件对红外光区域的发光波长进行发光输出。利用这样的结构,由于以红外光作为位置检测用光信号,能够排除干扰光(噪声)的影响,提高检测精度。
本发明的遥控装置,也可以是所述倾斜角不大于所述发光元件具有的半值角。利用这样的结构,由于倾斜角不大于半值角,能够作为方向性良好的位置检测用光信号,因此能够高精度地检测出位置检测用光信号。
本发明的遥控装置,也可以是所述受光元件具备:对所述位置检测用光信号进行受光输入,对受光信号进行检测的位置检测用受光元件、对所述位置检测用受光元件检测出的受光信号进行放大的放大电路、检测该放大电路放大的受光信号的振幅值的振幅值检测电路、以及对所述振幅值进行运算处理,求所述位置信号的运算处理部。
利用这样的结构,借助于放大电路、振幅值检测电路将受光信号的振幅值调整为适当的值(输出电平),然后进行检测,因此能够高精度地、容易地检测出受光信号的输出电平(相对光强)。而且能够将受光信号的输出电平控制于适当的值,所以能够进行可靠的运算处理,利用运算处理部对振幅值进行运算处理,因此能够容易地求出位置信号。
本发明的遥控装置,也可以是将对于对应于多个所述位置检测用脉冲的受光信号的多个脉冲求得的振幅值平均,作为受光信号的振幅值。利用这样的结构,将分别与位移位置同步地发光输出的多个脉冲构成的位置检测用脉冲的对应的多个受光脉冲的振幅值平均,因此能够采用更高精度的受光信号,所以能够进行高精度的位置检测。
本发明的遥控装置,也可以是在所述放大电路与所述振幅值检测电路之间连接有带通滤波器。利用这样的结构,由于使用带通滤波器,对排除规定的频率以外的信号(噪声)的受光信号求振幅值,因此能够提高受光信号的检测精度。
本发明的遥控装置,也可以是所述放大电路的放大率利用自动增益控制电路调整。利用这样的结构,用自动增益控制电路控制放大电路的放大率,因此能够将受光信号的输出电平调整为妥当的数值,容易进行正确的运算处理。
本发明的遥控装置,也可以是所述放大率按照受光信号的振幅值不饱和的要求调整。利用这样的结构,由于不使受光信号的振幅值饱和,能够得到可靠性高的正确的受光信号(输出电平、振幅值)。
本发明的遥控装置,也可以是所述振幅值以无信号期间的受光信号的噪声电平为基准电平,根据与该基准电平之差求得。利用这样的结构,根据去除噪声的基准电平求出受光信号的电平(振幅值),因此能够求出正确的受光信号(振幅值),能够提高受光信号的检测精度。
本发明的显示装置,也可以是具备显示信息的显示部和支持该显示部的框部的显示装置,并具备本发明的遥控装置,将所述受光装置配置在所述框部的前表面。
利用这样的结构,能够目视确认受光装置,因此能够使光学式指示装置的基准轴的方向可靠地指向受光装置的方向,能够可靠地接收输入位置检测用光信号。
本发明的显示装置,也可以是所述光学式指示装置对与控制显示装置的功能的功能控制信号对应的功能控制用光信号进行发光输出,并发送到所述受光装置,所述受光装置对所述功能控制用光信号进行受光输入对输入所述功能控制用光信号进行受光输入,并输出所述功能控制信号。利用这样的结构,除了记号(指针)的位置检测(位置控制)外,还能够对显示装置的功能进行控制,因此能够实现具备实用性高的遥控装置的显示装置。
本发明的显示装置,也可以是所述功能控制用光信号从所述发光元件发光输出。利用这样的结构,将对位置检测用光信号进行发光输出的发光元件与发光输出功能控制用光信号的发光元件兼用,因此能够简化发光元件的安装,能够简化光学式指示装置的机构的构成。
本发明的显示装置,也可以是所述受光装置具备对所述功能控制用光信号进行受光输入的功能控制用受光元件。利用这样的结构,由于采用具备功能控制用受光元件的受光装置,能够可靠地检测出功能控制用受光信号,能够可靠地进行显示装置的功能控制。
本发明的显示装置,也可以是所述位置检测用受光元件对所述功能控制用光信号进行受光输入,并对功能控制用信号进行检测。利用这样的结构,位置检测用受光元件与功能控制用受光元件兼用,这样能够简化受光装置(受光元件)的安装。
本发明的显示装置,也可以是根据所述位置信号控制在所述显示部显示的记号的位置。利用这样的结构,容易控制在所述显示部显示的记号、例如指针的位置。
本发明的显示装置,也可以显示装置是电视机。利用这样的结构,能够实现具备新功能(光学式指针功能)的电视机。
如上所述,本发明的遥控装置,具备具有对位置检测用光信号进行发光输出的发光元件的光学式指示装置、以及对所述位置检测用光信号进行受光输入,并从检测到的受光信号求出位置信号的受光装置,使发光元件的光轴位移到位移位置,与位移位置同步地对位置检测用光信号进行发光输出,因此能够检测出与光学式指示装置的基准轴的位移状态(基准轴位移角)相应的电平(振幅值)的受光信号,通过对受光信号的振幅值进行运算处理,能够求得光学式指示装置(基准轴)的位置信号。
因此,采用本发明的遥控装置,利用该位置信号,具有能够实现可平稳、迅速、正确地控制例如在显示装置的显示面上显示的指针(光标)等记号的位置的操作性能良好的遥控装置的效果。
又,对位置检测用光信号进行发光输出的发光元件只要一个即可,具有能够实现作为发光元件数目少的,使光学式指示装置的结构简化的廉价而且操作性能良好的低消耗功率的遥控装置的效果。
本发明的显示装置,由于是采用将本发明的遥控装置加以组合,内装受光装置的显示装置,因此能够实现可自由控制显示面上显示的记号(光标、指针)的位置的显示装置。
附图说明
图1是表示本发明的遥控装置以及具备该遥控装置的本发明的显示装置的关键部分概略图的说明图。
图2A与图2B是说明本发明的遥控装置的光学式指示装置(位置检测用发光元件)的位移位置的状态的说明图。
图3A与图3B是说明本发明的遥控装置的光学式指示装置(位置检测用发光元件)的位移位置的状态的说明图。
图4A与图4B是说明本发明的遥控装置的光学式指示装置(位置检测用发光元件)的位移位置的状态的说明图。
图5A与图5B是说明本发明的遥控装置的光学式指示装置(位置检测用发光元件)的位移位置的状态的说明图。
图6A与图6B是说明本发明的遥控装置的光学式指示装置(位置检测用发光元件)的位移位置的状态的说明图。
图7是说明本发明的遥控装置的基准轴位移角的检测原理的说明图,将位置检测用受光元件检测出的位置检测用光信号(受光信号)的相对光强与基准轴位移角的关系表示为相对光强-基准轴位移角特性曲线图。
图8A与图8B是说明作为光轴控制部的其他实施例的电磁驱动装置的结构的说明图,图8A是表示从受光装置(受光元件)一侧观察的(正视)状态下的电磁驱动装置的关键部分的主视图,图8B是图8A的箭头8B-8B的表示关键部分的概略剖面图。
图9A~图9D是对图8A与图8B所示的电磁驱动装置的可动线圈提供的光轴控制信号(电流波形)的例子的说明图,图9A是概略表示电路结构的配线说明图,图9B是光轴控制信号采用正弦波信号的情况下的波形图,图9C和图9D是光轴控制信号采用脉冲信号的情况下的波形图。
图10是说明使用电磁控制装置作为光轴控制部的本发明的光学式指示装置的概略电路图用的概略电路方框图。
图11A与图11B是表示为了对位置检测用光信号进行发光输出,对位置检测用发光元件施加的发光用信号和从位置检测用受光元件受光输入的位置检测用光信号得到的受光信号的波形例的波形图。
图12是表示本发明的遥控装置的受光装置的电路方框图的实施例方框图。
图13是示意性表示增加光轴的位移位置的情况下的光轴分布图案的例子(M×N矩阵)的主视图。
图14是将与图13的行M=3的情况对应的光轴的位移状态与光学式指示装置的侧面关键部分一起表示的侧面示意图。
图15A与图15B是为设定图13所示的光轴的位移位置对可动线圈施加的光轴控制信号的实施例的波形图。
图16A与图16B是说明图13、图15A和图15B所示的与光轴的位移位置同步在位置检测用发光元件上施加的发光用信号和从位置检测用受光元件受光输入的位置检测用光信号得到的受光信号的波形例的说明用的波形图。
图17A~图17C是说明图2A与图2B所示的光学式指示装置的光轴控制部上使用反射构件控制发光元件的光轴的位移位置的实施例的说明图(侧面透视图)。
具体实施方式
下面,根据附图对本发明的实施形态进行说明。
图1是表示本发明的遥控装置以及具备该遥控装置的本发明的显示装置的关键部分概略图的说明图。
本发明的遥控装置是所谓遥控器,利用光学式指示装置1和受光装置3构成。又,本发明的显示装置2内装有本发明的遥控装置。1和受光装置3。显示装置2是显示图像、数据等信息的监视器或电视机等,在前表面的中央部具有显示部2a,在其周围设置支持显示部2a的框部2b。受光装置3配置(内装)在框部2b的前表面。还有,也可以将受光装置3设置在显示部2a。
在显示部2a的显示面上显示有作为记号(光标)的指针4。在该图中示意性地表示出移动之前的指针4a、移动之后的指针4b、指针4的移动轨迹4c。
光学式指示装置1对位置检测用光信号进行发光输出LSp和功能控制用光信号LSc,发送到受光装置3。位置检测用光信号LSp和功能控制用光信号LSc可以采用由分开设置的光学式指示装置发送的方式,但是最好是形成利用一体化的光学式指示装置1发光输出的结构,这样对于简化遥控装置的机构比较理想。还有,位置检测用光信号LSp的发光输出的方式利用图2A~图6B说明。
受光装置3具备受光输入(检测)位置检测用光信号LSp的位置检测用受光元件3p和受光输入(检测)功能控制用光信号LSc的功能控制用受光元件3c。还有,通过对控制方式、发送方式下功夫,也可以将位置检测用受光元件3p与功能控制用受光元件3c兼用。也就是可以利用功能控制用受光元件3p受光输入功能控制用光信号LSc,检测功能控制信号。
使光学式指示装置1(的基准轴BAX(参照图2A和图2B))如移动轨迹1c所示从光学式指示装置1a向光学式指示装置1b移动时,位置检测用受光元件3p受光输入的位置检测用光信号LSp跟随该移动发生变化,。受光装置3以位置检测用光信号LSp作为受光信号进行检测,因此能够对受光信号的变化进行运算处理,将其作为位置信号检测(输出)。
因此,能够根据检测出的位置信号控制指针4的显示位置使其移动。还有,将检测光学式指示装置1(的基准轴BAX)的移动时的检测基准例示为作为第1方向的X轴(水平方向的移动)、作为与第1方向交叉的第2方向的Y轴。为了简化运算处理,提高检测精度,使第1方向与第2方向的交叉角像X轴-Y轴那样为90°则更为理想。
功能控制用光信号LSc对应于控制显示装置2的功能的功能控制信号输出(发送)。功能控制信号,在例如显示装置2采用电视机的情况下是频道选择信号、音量调整信号、辉度调整信号、显示面上的按钮的指针4的通断控制信号等。受光装置3将功能控制用受光元件3c接收的功能控制用光信号LSc作为功能控制信号检测(输出),根据检测出的功能控制信号控制显示装置2的功能。
在本发明的遥控装置中,除了通常使用的功能控制用光信号LSc外,也进行对与控制指针4的位置的位置检测用光信号LSp对应的受光信号的运算处理,通过检测光学式指示装置1的基准轴BAX的移动方向,能够与基准轴BAX的移动方向同步地使显示面上的指针4简单地移动到想要使其移动到的位置,与进行机械式控制的已有的遥控装置相比,能够高速度地平稳地对指针4的位置进行移动控制。
图2A~图6B是说明本发明的遥控装置的光学式指示装置(位置检测用发光元件)的位移位置的状态的说明图。与图1相同的构成标以相同的符号并省略其说明。
图2A与图2B是表示说明光学式指示装置1的基准轴BAX与位置检测用发光元件5的光轴LAX一致(发光元件5的光轴位于中性点位置Dn)的情况的说明图。图2A是从受光装置3(位置检测用受光元件3p)一侧观察(即正视)的状态下的光学式指示装置1的关键部分的主视图,图2B是表示图2A的箭头2B-2B处的关键部分的侧视图。还有,在图2B中,将受光装置3(位置检测用受光元件3p)作为参考记载。
光学式指示装置1的基准轴BAX通常从光学式指示装置1(发光元件5的中心)指向受光装置3(位置检测用受光元件3p)。控制指针4的位置时,在与想要移动的指针4的控制(移动方向、移动量)对应使基准轴BAX相对于位置检测用受光元件3p的中心向上下左右以基准轴位移角θs适当位移的状态从发光元件5发出位置检测用光信号输出。还有,基准轴BAX是在使光学式指示装置1(发光元件5)正对受光装置3时光学式指示装置1观察的假想线(指示方向)。
用位置检测用受光元件3p接收输入的位置检测用光信号LSp(也就是受光信号)由于相应于基准轴BAX的位移(基准轴位移角θs)改变,因此位置检测用受光元件3p接收输入的受光信号,适当假想运算处理,求得位置信号(位置控制信号),进行指针4的移动控制。
光学式指示装置1的正面(与受光装置3相对的面)的中央机构部1m上安装配置发光元件5。发光元件5由载置于例如基板部5b(参照图8A和8B)上的发光二极管(LED)芯片5c(参照图8A和8B)和以覆盖表面的凸透镜状的树脂透镜部5r(参照图8A和8B)构成。在发光元件5的基板部5b上连接设置控制发光元件5的光轴方向的光轴控制部6。
光轴控制部是将例如适当的齿轮、圆环状轨道等机构零部件组合构成的,从而能够以位移中心Pr为中心对发光元件5的光轴LAX的位移方向(位移位置)进行机械控制(控制的例子示于图3A~图6B)。在使用圆环状轨道那样的旋转体的情况下,可以使光轴LAX位移为以基准轴BAX为中心的逆向圆锥状。又,在使用旋转体那样的结构零部件的情况下,能够比较容易对光轴LAX的位移位置进行控制。而且也可以使用能够以基准轴BAX(位移中心Pr)为中心旋转(倾斜),使光轴LAX位移的反射构件6m等(参照图17A~17C)。
发光元件5具有发光强度分布特性LDC。可以根据使用环境的状况(例如光学式指示装置1与显示装置2的距离等)选择具有适当的光强和方向性的元件。
发光元件5最好是以红外线区域的发光波长发光并输出。利用红外线区域的波长,可以排除外来的干扰关系(噪声)的影响,因此能够提高检测精度。
还有,发光元件5与发光元件24(参照图10)兼用,在发光元件5的光轴LAX处于中性点位置Dn上的状态下时使其作为发光元件24起作用,发光输出(发送)功能控制用光信号LSc,以此能够减少发光元件数目,同时能够进行稳定的功能控制。
图3A和3B是表示使发光元件5位移,发光元件5的光轴LAX相对于光学式指示装置1的基准轴BAX在正视水平·左侧方向(位移位置D1)形成倾斜角θd1的情况说明图。图3A是表示从受光装置3(位置检测用受光元件3p)一侧观察(也就是正视)的状态下的光学式指示装置1的主视图,图3B是图3A的箭头3B-3B(对应于光学式指示装置1的水平方向(第1方向))上的关键部分的透视图。还有,位置检测用受光元件3p作为参考记载。又,“发光元件5的位移”与“发光元件5的光轴LAX的位移”实质上意义是相同的。
位移位置D1(倾斜角θd1)可以利用光轴控制部6以位移中心Pr为中心适当使发光元件5旋转实现。倾斜角θd1为了提高检测精度,最好是不大于角半值θh。还有,所谓半角值θh,表示发光元件的发光强度的方向性,是光强度分布特性,即光强度最大值的一半的点的光轴构成的角度。也就是通过使其为半值角以下,可以实现方向性良好的位置检测用光信号LSp,因此受光装置3(位置检测用受光元件3p)能够得到可靠的受光输入,能够高精度地检测出位置检测用光信号,因此能够实现高精度的遥控装置。
图4A与图4B是表示使发光元件5位移,以使发光元件5的光轴LAX相对于光学式指示装置1的基准轴BAX在正视垂直·上侧方向(位移位置D2)倾斜角为θd2的情况的说明图。图4A是表示从受光装置3(位置检测用受光元件3p)一侧观察(也就是正视)的状态下的光学式指示装置的主视图,图4B是图4A的箭头4B-4B(对应于光学式指示装置1的垂直方向(垂直于第1方向的第2方向))表示的关键部分的透视图。还有,位置检测用受光元件3p作为参考记载。
位移位置D2(倾斜角θd2)可以利用光轴控制部6使发光元件5以位移中心Pr为中心适当地旋转实现。为了提高检测精度最好是倾斜角θd2不大于半值角θh。
图5A与图5B是表示使发光元件5位移,以使发光元件5的光轴LAX相对于光学式指示装置1的基准轴BAX在正视垂直·右侧方向(位移位置D3)倾斜角为θd3的情况的说明图。图5A是表示从受光装置3(位置检测用受光元件3p)一侧观察(也就是正视)的状态下的光学式指示装置1的主视图,图5B是图5A的箭头5B-5B表示的关键部分的透视图。还有,位置检测用受光元件3p作为参考记载。
位移位置D3(倾斜角θd3)可以利用光轴控制部6使发光元件5以位移中心Pr为中心适当地旋转实现。为了提高检测精度最好是倾斜角θd3不大于半值角θh。还有,为了容易控制光轴LAX,提高检测精度,位移位置D3最好是设置在以基准轴BAX为中心与位移位置D1对称的位置上。
图6A与图6B是表示使发光元件5位移,以使发光元件5的光轴LAX相对于光学式指示装置1的基准轴BAX在正视垂直·下侧方向(位移位置D4)倾斜角为θd4的情况的说明图。图6A是表示从受光装置3(位置检测用受光元件3p)一侧观察(也就是正视)的状态下的光学式指示装置1的主视图,图6B是图6A的箭头6B-6B表示的关键部分的透视图。还有,位置检测用受光元件3p作为参考记载。
位移位置D4(倾斜角θd4)可以利用光轴控制部6使发光元件5以位移中心Pr为中心适当地旋转实现。为了提高检测精度最好是倾斜角θd4不大于半值角θh。还有,为了容易控制光轴LAX,提高检测精度,位移位置D4最好是设置在以基准轴BAX为中心与位移位置D1对称的位置上。
如图3A~图6B所示,通过使位移位置为4处,能够进行二维的位置检测,因此能够进行可靠的位置控制。又,位移位置D1~D4(倾斜角θd1~θd4)相对于基准轴BAX相互对称配置对于提高检测精度,简化运算处理是理想的。还有,位移位置不限于采用4个位置,通过增加位移位置,可以进一步提高检测精度(参照图13)。
利用光轴控制部6的机构的动作,使发光元件5的光轴LAX在位移位置D1→位移位置D2→位移位置D3→位移位置D4旋转移动,以此可以简化控制机构。
图7是说明本发明的遥控装置的基准轴位移角的检测原理的说明图,是将位置检测用受光元件检测出的位置检测用光信号(受光信号)的相对光强与基准轴位移角的关系表示为相对光强-基准轴位移角特性曲线图。在该图中,横轴表示基准轴位移角θs(度),纵轴表示相对光强(%)。对于与图1~图6B相同的构成标以相同的符号并省略其说明。而且为了简化,使倾斜角θd1、θd2、θd3、θd4与发光元件5的半值角θh相等,半值角θh采用30°。
在利用光轴控制部6对将发光元件5的光轴LAX控制(位移)于位移位置D1上的状态下(参照图3B),相对光强-基准轴位移角度特性为曲线CD1所示的曲线。
也就是在基准轴位移角θs为“0度”的情况下,位置检测用受光元件3p检测出的受光信号(对于发光元件5发出的位置检测用光信号LSp的受光量)的相对光强为50%。又,使基准轴位移角θs从0°向正方向位移时,也就是使光学式指示装置1向正方向位移时,光轴LAX向位置检测用受光元件3p的正面方向接近,因此相对光强逐渐增大。基准轴位移角θs向“30°”(半值角θh)的方向位移时,光轴LAX位于位置检测用受光元件3p的正面方向,因此相对光强为最大值(100%)。而且,在基准轴位移角θs从“0°”向负方向位移时,也就是使光学式指示装置1向负方向位移时,光轴LAX更加从位置检测用受光元件3p的正面方向离开,因此相对光强逐渐变小,衰减。
又,在利用光轴控制部6将发光元件5的光轴LAX控制(位移)于位移位置D3的状态下(参照图5B),相对光强-基准轴位移角特性为曲线D3所述的特性曲线。
也就是基准轴位移角θs为“0°”的情况下,位置检测用受光元件3p检测出的受光信号(对从发光元件5发出的位置检测用光信号LSp的受光量)的相对光强为50%。又,在基准轴位移角θs从“0°”向“负方向位移时,也就是使光学式指示装置1向负方向位移时,光轴LAX向位置检测用受光元件3p的正面方向接近,因此相对光强逐渐增大。基准轴位移角θs向负“30°”(半值角θh)的方向位移时,光轴LAX位于位置检测用受光元件3p的正面方向,因此相对光强为最大值(100%)。而且,在基准轴位移角θs从“0°”向正方向位移时,也就是使光学式指示装置1向正方向位移时,光轴LAX更加从位置检测用受光元件3p的正面方向离开,因此相对光强逐渐变小,衰减。
从上述相对光强-基准轴位移角特性可知,检测出的光强因光轴LAX的位移位置(D1~D4)以及基准轴位移角θs的位移状态而不同。光轴LAX的位移位置如果至少有两处对称,则能够进行一维检测。又,如果至少有4处对称,则能够进行二维检测。
因此,预先求出相对光强-基准轴位移角特性,与发光元件5的位移位置(例如位移位置D1、D2、D3、D4)对应(同步)地发光输出位置检测用光信号LSp,与其同步对输入到位置检测用受光元件3p的光强进行测定,用测定的相对光强的差、比、或差与比进行运算处理,这样能够把握光学式指示装置1(基准轴位移角θs)的位移状态(位移方向与基准轴位移角θs)。
例如基准轴位移角θs向水平·右侧方向位移30°的情况下,在发光元件5位于位移位置D1的状态下,相对光强检测出为100%,在发光元件5位于位移位置D3的状态下,相对光强检测出为6%。通过求相对光强差(在位移位置D1的相对光强100-在位移位置D3的相对光强6=94(%))、比(在位移位置D1的相对光强100/在位移位置D3的相对光强6≈16.7)、或差和比,能够预先把握对应的基准轴位移角θs的位移状态。也就是说,在这里能够检测出“基准轴BAX正在向水平·右侧方向位移30°”。
在上述例子中对水平方向的情况进行了说明,当然在垂直方向上可以同样求出基准轴位移角θs。又,对于水平、垂直两个方向上位移(全部4个方位的位移)的情况当然能够同样求出基准轴位移角θs的位移状态。
也就是说,遥控装置依序使发光元件5位移到光学式指示装置1的规定的位移位置(例如位移位置D1、D2、D3、D4)上,在各位移位置上对发光元件5提供发光用信号(例如在LED的情况下提供电流信号)使其发光输出位置检测用光信号LSp,依序检测出受光装置3的位置检测用受光元件3p接收输入的受光信号(相对光强、输出电平),通过对检测出的受光信号进行适当的运算处理,检测出基准轴位移角θs的位移状态(位移方向与基准轴位移角θs)。
还有,通过预先确定规定的位移位置D1、D2、D3、D4的位移顺序,容易检测与各位移位置对应的受光信号。又可以用与各位移位置对应的受光信号,根据相对光强达到最大的曲线确定基准轴位移角θs最大的位移位置(主要位移方向)。
因此,遥控装置可以对于水平方向(第1方向)、垂直方向(垂直于第1方向的第2方向)两个方向(平面坐标上的XY两个方向)求基准轴位移角θs。基准轴位移角θs的位移状态(位移方向与基准轴位移角θs)仍旧表示光学式指示装置1的位置信号(移动方向与移动量),接着,由于能够使其与指针4的位置信号对应,通过将基准轴位移角θs(基准轴位移角θs的变化)作为对指针4的指示信号(移动方向与移动量)利用计算机(CPU;中央运算处理装置)进行处理,这样能够对装置4在显示面(平面上)上的移动(移动方向与移动量)进行控制。
图8A与图8B是说明作为光轴控制部的其他实施例的电磁驱动装置的结构的说明图,图8A是表示从受光装置(受光元件)一侧观察的(正视)状态下的电磁驱动装置的关键部分的主视图,图8B是图8A的箭头8B-8B的表示关键部分的概略剖面图。
电磁驱动装置以可动线圈10a、10b、10c、10d(不需要区别可动线圈10a、10b、10c、10d时记为“可动线圈10”)、构成板弹簧11的板弹簧框部11a、11b(不需要区别板弹簧11a、11b时记为“板弹簧11”)、框体12、磁体13a、13b、13c、13d(不需要区别磁体13a、13b、13c、13d时记为“磁体13”)、卡定部14为主要构成。还要,框体12与磁体13一起构成合适的磁路。
连接在电磁驱动装置上的发光元件5由基板部5b、安装于基板部5b的发光二极管芯片5c、保护发光二极管芯片5c同时规定光强分布特性的树脂透镜部5r构成。
在基板部5b的侧面,连接着可动线圈10a、10b、10c、10d,配置在Y轴方向的可动线圈10a、10c上安装有板弹簧11(板弹簧框部11a)。配置在板弹簧11的内外的板弹簧框部11a和板弹簧框部11b在X轴方向连接,板弹簧框部11b用框体12支持着。框体12上与可动线圈10a、10b、10c、10d相对分别配置磁体13a、13b、13c、13d。框体12的底面上设置卡住基板部而且使其能够转动(光轴位移)的卡定部14。
也就是发光元件5利用板弹簧11形成可位移转动地配置在框体12形成的内侧空间的状态(可动单元部)。又,板弹簧11(板弹簧框部11a、板弹簧框部11b)采用在绝缘薄膜的两个面上张贴金属薄板对可动线圈10提供电流的结构。而且配置在相互对置的位置上的可动线圈10b与可动线圈10d串联连接,又,配置在相互对置的位置上的可动线圈10a与可动线圈10c串联连接。
对于串联连接的一组可动线圈10b、10d,规定流入可动线圈的电流方向,使得在可动线圈10b与磁体13b之间发生吸引力(或排斥力)时,可动线圈10d与磁体13d之间发生排斥力(或吸引力)。在可动线圈10b、10d中,流入线圈的电流相同,因此发生的吸引力和排斥力方向相反、大小相同。也就是可以使得光轴LAX的位移位置D1、D3对称。
又,对于串联连接的一组可动线圈10a、10c,规定流入可动线圈的电流方向,使得在可动线圈10a与磁体13a之间发生吸引力(或排斥力)时,可动线圈10c与磁体13c之间发生排斥力(或吸引力)。在可动线圈10a、10c中,流入线圈的电流相同,因此发生的吸引力和排斥力方向相反、大小相同。也就是可以使得光轴LAX的位移位置D2、D4对称。
通过使电流流入可动线圈10,可以使可动线圈10与磁体13之间发生吸引力、排斥力,因此能够使连接在可动线圈10的基板部5b(发光二极管芯片5c)也就是发光元件5的光轴位移。
通过依序使流入可动线圈10的电流波形(光轴控制信号Sa、Sb。参照图9A~图9D)的相位变化,能够使光轴LAX按照位移位置D2、D3、D4的顺序依序变化。
例如通过使规定方向的电流流入X轴方向的可动线圈10b、10d,可动线圈10d与磁体13d之间发生吸引力Fd1p,可动线圈10b与磁体13b之间发生排斥力Fd1q的情况下,发光元件5上由于在位移中心Pr作用着旋转力Fd1(吸引力Fd1p与排斥力Fd1q的合力),光轴LAX倾斜角度θd1,位移到位移位置D1。从而,能够使发光元件5为图3B所示的状态。又,在电流方向反向的情况下,光轴倾斜角度θd3,位移到位移位置D3。从而,能够使发光元件5为图5B所示的状态。
图9A~图9D是对图8A与图8B所示的电磁驱动装置的可动线圈提供的光轴控制信号(电流波形)的例子的说明图,图9A是概略表示电路结构的配线说明图,图9B是光轴控制信号采用正弦波信号的情况下的波形图,图9C和图9D是光轴控制信号采用脉冲信号的情况下的波形图。
如图9A所示的电路结构那样,串联连接的可动线圈10b、10d上施加光轴控制信号Sa,串联连接的可动线圈10a、10c上施加与光轴控制信号Sa相位不同的光轴控制信号Sb。也就是对电磁驱动装置(作为电磁驱动装置的可动线圈)提供两个系统的光轴控制信号Sa、Sb。
图9B中,纵轴是光轴控制信号,Sa、Sb,横轴是时间t。光轴控制信号Sa、Sb存在90°相位差,是频率为例如200Hz的正弦波,周期Tsc为5ms(毫秒)。
在时间t1,光轴控制信号Sa为正(最大),光轴控制信号Sb为0,因此发生例如旋转力Fd1,光轴LAX为位移位置D1,在时间t2,光轴控制信号Sb为正(最大),光轴控制信号Sa为0,因此发生例如旋转力Fd2,光轴LAX为位移位置D2,又,在时间t3,光轴控制信号Sa为负(最大),光轴控制信号Sb为0,因此发生例如与旋转力Fd1相反方向的旋转力Fd3,光轴LAX为位移位置D3,在时间t4,光轴控制信号Sb为负(最大),光轴控制信号Sa为0,因此发生例如与旋转力Fd2相反方向的旋转力Fd4,光轴LAX为位移位置D4。
也就是将相位相互相差90°的不同的正弦波光轴控制信号Sa、Sb施加在可动线圈10,这样能够改变光轴LAX的位移位置,使其位移位置依序改变为位移位置D1→位移位置D2→位移位置D3→位移位置D4。又,由于正弦波的光轴控制信号Sa、Sb慢慢连续变化,能够使光轴发生以位移中心Pr为顶点的逆向圆锥状的旋转运动。
在图9C与图9D中,纵轴分别为光轴控制信号Sa、Sb,横轴为时间t,光轴控制信号Sa、Sb将图9B的正弦波改为脉冲波形。相位、频率、周期基本上与图9B的情况相同,但是不同的是脉冲波。由于光轴控制信号Sa、Sb改变为脉冲波形,不能够像正弦波的情况下那样使光轴LAX发生连续的逆向圆锥状变化,在得到提供的脉冲的期间(振幅值期间)在t1p、t2p、t3p、t4p分别发生旋转力Fd1、Fd2、Fd3、Fd4,取得相互独立的4个方向的位移位置D1、位移位置D2、位移位置D3、位移位置D4(X-Y扫描方式)。在没有施加脉冲的状态(信号为0电平),旋转力没有发生,因此光轴LAX表示中性点位置Dn。
在图9B的情况下,光轴LAX处于各位移位置(D1、D2、D3、D4)的时间短,因此使在发光控制部(位置检测用发光控制电路,参照图10D)的发光控制与光轴LAX的位移位置同步有困难,但是在图9C和图9D,具有规定长度的期间(t1p、t2p、t3p、t4p)、光轴LAX在各位移位置固定,因此极其容易稳定进行与光轴LAX的位移位置同步的发光控制。
图10是使用电磁驱动装置作为光轴控制部的本发明的光学式指示装置的概略电路的说明用的概略电路方框图。
光学式指示装置1的电路在通常的电池构成的电源Bat上连接规定的电路构成。在电源Bat上连接有例如作为各种运算控制的中心的中央处理装置(CPU)20、光轴控制电路21、作为发光控制部的位置检测用发光控制电路22、功能控制用发光电路23。
CPU20输入各种信号,进行预先编程的规定的运算,输出必要的控制信号,进行各种控制电路21、位置检测用发光控制电路22、功能控制用发光电路23等的控制。
各种控制电路21输出对光轴控制部6进行驱动控制用的光轴控制信号Sa、Sb,提供给光轴控制部6。在光轴控制电路21与电源线之间插入开关Sw1,进行光轴控制电路21的通断(工作、不工作)控制。也就是仅在对光轴LAX的位移位置进行控制时使光轴控制电路21处于工作状态,对光轴控制部6进行驱动控制,这样能够避免不必要的电力消耗。
位置检测用发光控制电路22与发光元件5串联连接,对发光元件5提供发光用信号(例如在LED的情况下为电流信号),以此使其发光输出位置检测用光信号LSp。位置检测用的发光控制电路22与光轴控制电路21、开关Sw1连接,形成与光轴控制电路21同步动作的结构。也就是采用只有光轴LAX位于规定的位于位置(例如位于位置D1、D2、D3、D4)时才发光输出位置检测用光信号LSp的结构。
还有,光轴控制电路21与位置检测用发光控制电路22的同步,通过预先写入程序,能够利用CPU20更加容易地进行控制。而且也容易对光轴控制电路21与位置检测用发光控制电路22设置那样的同步功能。
功能控制用发光电路23串联连接在发光输出功能控制用光信号LSp的发光元件24,通过对发光元件24提供电流,使其发光输出功能控制用光信号LSc。在功能控制用发光电路23与电源线之间插入开关Sw2,控制功能控制用发光电路23的通断(工作·不工作)。也就是仅在对显示装置2的功能进行控制时使功能控制用发光电路23处于工作状态,发光输出功能控制用光信号Lse,以此能够避免不必要的电力消耗。
由于发光元件5的发光波长与发光元件24的发光波长不同,受光装置3(功能控制用受光元件3c、位置检测用受光元件3p)能够可靠地进行受光输入。例如发光元件5的发光波长采用红外光区域的波长,发光元件24的发光波长采用可见光区域的波长,与其对应,可以将位置检测用受光元件3p的波长选择特性(检测波长)选定于红外光区域,功能控制用受光元件3c的波长选择特性(检测波长)选定于可见光区域。
还有,位置检测用的发光控制电路22与功能控制用发光电路23通过采用时分方式可以适当兼用。也就是发光元件5与发光元件24可以由同一发光元件兼用。通过兼用发光元件,可以简化发光元件的安装,简化光学式指示装置1的结构。因此能够实现结构简单而且价格低廉的遥控装置。
图11A与图11B是表示为了发光输出位置检测用光信号,对位置检测用发光元件施加的发光用信号和从位置检测用受光元件受光输入的位置检测用光信号得到的受光信号的波形例的波形图。图11A特别是发光用信号,图11B表示从带通滤波器输出的状态的受光信号。作为受光信号,表示从带通滤波器32(参照图12)输出的状态的波形的例子。
发光用信号以脉冲波构成,在例如检测开始用脉冲周期Ts发生检测开始用脉冲Ps,在检测开始用脉冲周期Ts之后接着的位置检测用脉冲周期Tpd的4个周期中分别发生Pd1、Pd2、Pd3、Pd4,在位置检测用脉冲周期Tpd的4个周期之后接着的检测结束用脉冲周期Te发生检测结束用脉冲Pe。
检测开始用脉冲周期Ts、位置检测用脉冲周期Tpd、检测结束用脉冲周期Te,采用通常的遥控装置中使用的程度的周期(例如1ms~数ms),因此能够迅速、平稳地控制指针4的移动。
又,在发光用信号上,通过重叠通常使用的10kHz~40kHz左右的调制载波fc,能够防止由外来的干扰(噪声)造成的检测错误的发生。由于采用通常的程度的调制载波fc,能够以与发光输出功能控制用光信号LSc的电路零部件相同程度的规格的零部件构成,因此制造容易而且价格低廉。
还有,发光用信号能够在开关Sw1(参照图10)处于导通状态的期间继续反复发生,能够稳定地控制指针4的移动。
位置检测用脉冲Pd1、Pd2、Pd3、Pd4分别与光轴LAX的位移位置D1、D2、D3、D4对应(同步)发生。也就是位置检测用脉冲Pd1、Pd2、Pd3、Pd4分别与例如期间t1p、t2p、t3p、t4p同步发生。而位置检测用脉冲Pd1、Pd2、Pd3、Pd4分别由多个(图中表示出例如3个)脉冲构成,因此能够实现位置检测用光信号LSp的稳定的发光输出和受光输入。
受光信号由于是与发光用信号同步检测,因此是脉冲波形,检测开始用受光脉冲Prs、位置检测用受光脉冲Prd1、Prd2、Prd3、Prd4由检测结束用受光脉冲Pre构成。位置检测用受光脉冲Prd1、Prd2、Prd3、Prd4分别表示相应于基准轴BAX的位移状态而不同的振幅值。例如位置检测用受光脉冲Prd1、Prd2、Prd3、Prd4分别表示振幅值Ard1、Ard2、Ard3、Ard4。通过对该振幅值进行比较,可以了解到基准轴BAX的位移状态(位移方向与基准轴位移角θs)。
例如在振幅值Ard1、Ard2、Ard3、Ard4中,振幅值Ard2为最大,由此可以了解基准轴BAX的位移方向。又,通过将振幅值Ard1与振幅值Ard3加以比较(例如相互之间的差、相互之间的比、或相互之间的差和比的组合的比较),可以了解在水平方向的基准轴BAX的位移状态(基准轴位移角θs),通过将振幅值Ard2与振幅值Ard4加以比较,可以了解在垂直方向的基准轴BAX的位移状态(基准轴位移角θs),如图2A~图7中所示。还有,振幅值由于是模拟值,所以可以通过模拟数字变换变换为适当的数字值,容易进行计算。
又,通过对各位移位置D1、D2、D3、D4各自的多个(例如3个)脉冲受光信号(振幅值)进行平均,能够以更高的精度求出受光信号,能够高精度地进行位置检测。还有,多个振幅值的平均值也可以利用振幅值检测电路33(参照图12)或运算处理部35(参照图12)求得。
图12是表示本发明的遥控装置的受光装置的电路方框图的实施例的方框图。
受光装置3利用受光电路30检测受光输入的位置检测用光信号LSp的光强(受光信号的振幅值),用运算处理部35对检测出的振幅值进行运算处理,以此求出基准轴BAX的位移状态(位移方向和基准轴位移角θs)、也就是光学式指示装置1的位置信号(移动方向和移动量),输出位置信号,对在显示部2a上显示的指针4的位置进行移动控制。运算处理部35可以用例如微电脑等的中央处理装置(CPU)构成,可以适当地使用内装于显示装置2的CPU。
受光电路30由位置检测用受光元件3p、放大电路31、带通滤波器32、振幅值检测电路33、自动增益控制电路(AGC)构成。位置检测用受光元件3p有选择地受光输入(检测)发光元件5发光输出的位置检测用光信号LSp,对受光信号(与发光信号对应的受光信号)进行检测,然后输出到放大电路31。位置检测用受光元件3p可以由例如发光二极管或光电晶体管构成,可以设置具有适当的波长选择特性的滤光器。
放大电路31将位置检测用受光元件3p输出的受光信号放大到适当的电平。带通滤波器32只使放大电路31放大的受光信号中规定频率的信号通过,以减少噪声,提高检查精度。振幅值检测电路33检测带通滤波器32输出的受光信号的振幅值(光强、相对光强、输出电平)。
AGC34检测对应于位置检测用的脉冲Pd1、Pd2、Pd3、Pd4从带通滤波器32输出的受光信号(位置检测用受光脉冲Prd1、Prd2、Prd3、Prd4)的振幅值的最大值,调整放大电路31的放大率以使受光信号的振幅值(的最大值)不饱和。由于振幅值(的最大值)不饱和,能够得到检测精度高,而且稳定性、可靠性高的受光信号(受光信号电平)。预先采用例如检测开始用脉冲周期Ts、位置检测用脉冲周期Tpd、检测结束用脉冲周期Te这一连串的周期多次重复的结构,能够形成以在最初的周期(第1周期)检测出的最大振幅值为依据进行调整,在第2周期及其后的周期检测控制对象的振幅值的结构。
对振幅值检测电路33检测出的受光信号的振幅值(光强、相对光强、输出电平)用运算处理部35进行适当的运算处理以求得位置信号,从运算处理部35向显示部2a作为位置信号(位置控制信号)输出,这样能够对指针4的位置进行控制。还有,由于振幅值是模拟值,所以有必要进行模拟数字变换,变换为适当的数字值,但是模拟数字变换也可以利用振幅值检测电路33或运算处理部35进行。
受光装置3还具备接收对应于控制显示装置2(显示部2a)的功能的功能控制信号的发光元件24发光输出的功能控制用光信号LSc的,功能用受光电路(未图示)。功能用受光电路利用众所周知的信号变换方法,将功能控制用受光元件3c(参照图1)受光输入的功能控制用光信号LSc加以变换,作为功能控制信号检测(输出),利用运算处理部35等对显示装置2(显示部2a)的功能进行控制。还有,也可以在时分方式的采用等控制方式、输送方式上下工夫,将位置检测用受光元件3p与功能控制用受光元件3c兼用。通过受光元件兼用,能够简化受光装置3的受光零部件的构成。
又,通过使在受光信号无信号期间(脉冲为0电平期间)的噪声电平保持于最低,以各信号(振幅值)与本底值(基准电平)之差作为有效信号电平(振幅值),以此能够排除噪声电平进行更高精度的电平判定,能够实现高精度的位置控制。这样的处理能够通过在运算处理部35中装入合适的程序实现。
图13是示意性表示增加光轴的位移位置的情况下的光轴分布图案的例子(M×N矩阵)的主视图。图14是将与图13的行M=3的情况对应的光轴的位移状态与光学式指示装置的侧面关键部分一起表示的侧面示意图。
在图13中,用M×N(M行N列)矩阵表示光轴LAX的位移位置(位移状态),而且M=N=5的状态。还有,作为矩阵考虑精细度和对称性,最好是M=N,而且M=3或3以上。「MN」的数字(行列)表示各位移位置。例如,行列「31」意味着位移位置D31。这样的矩阵状的位移位置通过调整对图8A和图8B所示的电磁驱动装置的可动线圈10提供的光轴控制信号容易得到(参照图15A~图16B)。
在图14中,例如M=3的情况下,即对于行列「31」「32」「33」「34」「35」所示的位移位置(D31、D32、D33、D34、D35),表示光轴LAX的位移状态。也就是表示M=3的行中,Y轴方向(行方向)的位移不存在,在X轴方向(列方向),图上在左右有两个位移位置。与图3B、图5B的情况相比,位移位置D31对应于位移位置D1,位移位置D35对应于位移位置D3,位移位置D33对应于中性点位置Dn。又,位移位置D32是在位移位置D31与中性点位置Dn的中间的位移位置,位移位置D34是在位移位置D35与中性点位置Dn中间的位移位置。也就是对于光轴LAX的位移位置,能够进行更精细的位置控制。对于其他矩阵的情况也一样,因此省略其详细说明。
图3A~图6B所示的光学式指示装置(发光元件)的情况下,位移位置为4处(位移位置D1、D2、D3、D4),但是在本实施例中,设置24处(中性点位置Dn=D33除外)位移位置,与图2A~图6B的情况相比,进行更精细的光轴LAX的位移位置的控制,因此能够提高基准轴BAX的位移状态的控制分辨率,受光装置3得到的位置信号也变成更精细的信号,指针4的位置控制(移动控制)能够更加精细地进行。
图15A与图15B是为设定图13所示的光轴的位移位置对可动线圈施加的光轴控制信号的实施例的波形图。
通过两个系统的光轴控制信号Sa、Sb(参照图9)采用规定形状的脉冲波,施加在可动线圈10,能够得到脉冲状的位移位置。也就是光轴控制信号Sa、Sb采用从正经过0电平到负,或从负经过0电平到正对称变化的阶梯状波形,使光轴控制信号Sa(一个系统的脉冲波)的各阶梯的一周期与光轴控制信号Sb(另一系统的脉冲波)的一组阶梯的周期相等,可以实现图13所示的位移位置。通过使光轴控制信号Sa、Sb的阶梯数相同,可以实现正方矩阵状的位移位置。
光轴控制信号Sa在周期tm1形成正1的电平的阶梯状波形,在周期tm5,形成正2的阶梯状的波形,形成将其反复的波形。
又,周期与位移位置的关系,例如在周期tm1,假设光轴LAX的位移位置对应于N=1的列(位移位置D11~D51),则在周期tm2,光轴LAX的位移位置对应于N=2的列(位移位置D12~D52),在周期tm3,光轴LAX的位移位置对应于N=3的列(位移位置D13~D53),在周期tm4,光轴LAX的位移位置对应于N=4的列(位移位置D14~D54),在周期tm5,光轴LAX的位移位置对应于N=5的列(位移位置D15~D55)。
光轴控制信号Sb对应于光轴控制信号Sa的1级阶梯的周期tm1,在周期t11为-2的电平的阶梯状波形,在周期t21为-1的电平的阶梯状波形,在周期t31为0电平的阶梯状波形,在周期t41为+1的电平的阶梯状波形,在周期t51为+2的电平的阶梯状波形。也就是设定为光轴控制信号Sa的1级阶梯的周期tm1与光轴控制信号Sb的一组的阶梯的周期(t11+t21+t31+t41+t51)相等。又,对于光轴控制信号Sa的其他各阶梯的周期tm2、tm3、tm4、tm5,也同样分别设定为与光轴控制信号Sb的一组阶梯的周期(t12~t52、t13~t53、t14~t54、t15~t55)相等。
又,周期与位移位置的关系,在例如周期t11,假定与光轴LAX的位移位置D11对应,则在周期t21,与光轴LAX的位移位置D21对应,在周期t31,与光轴LAX的位移位置D31对应,在周期t41,与光轴LAX的位移位置D41对应,在周期t51,与光轴LAX的位移位置D51对应。
还有,在这样精细地控制位移位置的情况下,有必要提高机械式应答的速度,发光元件5、电池驱动装置有必要实现轻量化、小型化。对于发光元件5,发光二极管芯片5c采用高输出元件,树脂透镜部5r采用高折射率树脂。又,驱动装置也可以采用MEMS(微电子机械系统)等。
图16A与图16B是说明图13、图15A和图15B所示的与光轴的位移位置同步在位置检测用发光元件上施加的发光用信号和从位置检测用受光元件受光输入的位置检测用光信号得到的受光信号的波形例的说明用的波形图。图16A表示施加的发光用信号,图16B表示受光信号。基本上像对于图16A和图16B说明的那样,详细说明省略。
发光用信号采用脉冲波,以检测开始用脉冲周期Ts发生检测开始用脉冲Ps,在检测开始用脉冲周期Ts后接着的位置检测用脉冲周期Tpd的25周期兼分别发生位置检测用脉冲Pd11~Pd51、Pd12~Pd52、Pd13~Pd53、Pd14~Pd54、Pd15~Pd55,在位置检测用脉冲周期Tpd的25周期之后接着的检测结束用脉冲周期Te发生检测结束用脉冲Pe。例如位置检测用脉冲Pd11、Pd21、Pd31、Pd41、Pd51分别与周期t11、t21、t31、t41、t51(位移位置D11、D21、D31、D41、D51)同步发生。
受光信号与发光用信号同步检测出,因此为脉冲波形,由检测开始用受光脉冲Prs、位置检测用受光脉冲Prd11~Prd51、Prd12~Prd52、Prd13~Prd53、Prd14~Prd54、Prd15~Prd55、检测结束用受光脉冲Pre构成。位置检测用受光脉冲Prd11~Prd51、Prd12~Prd52、Prd13~Prd53、Prd14~Prd54、Prd15~Prd55表示相应于基准轴BAX的位移状态各不相同的振幅值、例如振幅值Ard11、Ard21、…Ard55。通过比较该振幅值,能够以更高的分辨率了解基准轴BAX的位移状态(位移方向和基准轴位移角θs)。
图17A~图17C是说明图2A与图2B所示的光学式指示装置的光轴控制部上使用反射构件控制发光元件的光轴的位移位置的实施例的说明图(侧面透视图)。还有,光学式指示装置1的主视图与图2A相同,因此图示省略。图17A是使光学式指示装置1的基准轴BAX与发光元件5的光轴LAX一致地使发射构件6m以倾斜角θrn倾斜(发光元件5的光轴位于中性点位置Dn)的情况,图17B是以倾斜角θr1使反射构件6m倾斜,使发光元件5的光轴LAX相对于基准轴BAX在正视水平·左侧方向(位移位置D1)的倾斜角为θd1的情况,图17C是以倾斜角θr3使反射构件6m倾斜,使发光元件5的光轴LAX相对于基准轴BAX在正视水平·左侧方向(位移位置D3)的倾斜角为θd3的情况。
发光元件5配置在例如正视水平·右侧方向,如侧面透视图中所示相对于基准轴BAX在右方向固定配置,使得光轴从例如45°的位置向位移中心Pr照射。又,倾斜角θrn、θr1、θr3可以利用相对于反射构件6m的法线LV的入射角=反射角的公式适当使用几何方法求得,在图8A和图8B说明的电磁驱动装置的表面(例如基板部5b的表面)上安装反射构件6m,借助于此能够适当进行控制。由于只要在驱动装置的表面安装反射构件即可,因此能够减轻可动部的重量,而且能够减轻电磁驱动装置的负载。因此能够高速而且低电耗地进行驱动。还有,反射构件6m可以使用例如反射镜(镜面板)。
在该图中,只表示出对水平方向的控制,但是当然对于垂直方向的控制也同样进行。又,对于水平方向、垂直方向的二维控制也同样进行。又,如图13所示,也可以进一步增加光轴LAX的位移位置。
本发明在不超越其主旨或主要特征的条件下可以有各种实施形态。因此上述实施形态中所述各点只是例示而不能解释为限定。本发明的范围是根据权利要求书所述的范围表示的,不拘束于本说明书正文。而且属于权利要求书的等价范围的变形和变更也完全属于本发明。

Claims (26)

1.一种遥控装置,具备
安装有对位置检测用光信号进行发光输出的发光元件的光学式指示装置、以及
对所述位置检测用光信号进行受光输入,并从检测到的受光信号求出位置信号的受光装置,其特征在于,
所述光学式指示装置具备
使所述发光元件的光轴位移到位移位置,以使所述发光元件的光轴相对于所述光学式指示装置的基准轴具有倾斜角的光轴控制部、以及
所述发光元件的光轴位于所述位移位置时,使位置检测用光信号从所述发光元件发光输出的发光控制部。
2.根据权利要求1所述的遥控装置,其特征在于,
所述位移位置以所述基准轴为中心设置在对称位置上。
3.根据权利要求1所述的遥控装置,其特征在于,
所述位移位置至少有4处。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的遥控装置,其特征在于,
所述光轴控制部具有对所述光轴的位移位置进行机械控制的机械部件。
5.根据权利要求1至3中的任一项所述的遥控装置,其特征在于,
所述光轴控制部具有对所述光轴的位移位置进行电磁控制的电磁驱动装置。
6.根据权利要求5所述的遥控装置,其特征在于,
施加在所述电磁驱动装置的光轴控制信号是相位不同的两个系统的脉冲波。
7.根据权利要求6所述的遥控装置,其特征在于,
所述两个系统的脉冲波分别为阶梯状波形,一个系统的脉冲波的各阶梯的周期与另一系统的脉冲波的一组阶梯的周期相等。
8.根据权利要求1至3中的任一项所述的遥控装置,其特征在于,
所述发光控制部与所述位移位置同步地将脉冲波的发光用信号施加在发光元件。
9.根据权利要求8所述的遥控装置,其特征在于,
所述发光用信号包含检测开始用脉冲和该检测开始用脉冲后的位置检测用脉冲。
10.根据权利要求9所述的遥控装置,其特征在于,
所述位置检测用脉冲由与各所述位移位置具有相同的脉冲宽度和相同的周期的多个脉冲构成。
11.根据权利要求8所述的遥控装置,其特征在于,
所述发光用信号上重叠有调制载波。
12.根据权利要求1至3中的任一项所述的遥控装置,其特征在于,
所述发光元件对红外光区域的发光波长进行发光输出。
13.根据权利要求1至3中的任一项所述的遥控装置,其特征在于,
所述倾斜角不大于所述发光元件具有的半值角。
14.根据权利要求1至3中的任一项所述的遥控装置,其特征在于,
所述受光装置具备:
对所述位置检测用光信号进行受光输入,对受光信号进行检测的位置检测用受光元件、
对所述位置检测用受光元件检测出的受光信号进行放大的放大电路、
检测该放大电路放大的受光信号的振幅值的振幅值检测电路、以及
对所述振幅值进行运算处理,求所述位置信号的运算处理部。
15.根据权利要求14所述的遥控装置,其特征在于,
将对于对应于多个所述位置检测用脉冲的受光信号的多个脉冲求得的振幅值进行平均,作为受光信号的振幅值。
16.根据权利要求14所述的遥控装置,其特征在于,
在所述放大电路与所述振幅值检测电路之间连接有带通滤波器。
17.根据权利要求14所述的遥控装置,其特征在于,
利用自动增益控制电路,调整所述放大电路的放大率。
18.根据权利要求17所述的遥控装置,其特征在于,
所述放大率调整成受光信号的振幅值不饱和。
19.根据权利要求14所述的遥控装置,其特征在于,
以无信号期间的受光信号的噪声电平为基准电平,根据与该基准电平之差求得所述振幅值。
20.一种显示装置,具备显示信息的显示部和支持该显示部的框部,其特征在于,
具备如权利要求1至3中的任一项所述的遥控装置,将所述受光装置配置在所述框部的前表面。
21.根据权利要求20所述的显示装置,其特征在于,
所述光学式指示装置对与控制显示装置的功能的功能控制信号对应的功能控制用光信号进行发光输出,并发送到所述受光装置,所述受光装置对所述功能控制用光信号进行受光输入对输入所述功能控制用光信号进行受光输入,并输出所述功能控制信号。
22.根据权利要求21所述的显示装置,其特征在于,
所述功能控制用光信号从所述发光元件发光输出。
23.根据权利要求21或22所述的显示装置,其特征在于,
所述受光装置具备对所述功能控制用光信号进行受光输入的功能控制用受光元件。
24.根据权利要求21或22所述的显示装置,其特征在于,
所述位置检测用受光元件对所述功能控制用光信号进行受光输入,并对功能控制用信号进行检测。
25.根据权利要求20所述的显示装置,其特征在于,
根据所述位置信号,控制在所述显示部显示的记号的位置。
26.根据权利要求20所述的显示装置,其特征在于,
显示装置是电视机。
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