DE10342325B4

DE10342325B4 - Optischer Inkrementgeber mit Drucktaster

Info

Publication number: DE10342325B4
Application number: DE10342325A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ofenhitzer
Original assignee: Preh GmbH
Current assignee: Preh GmbH
Priority date: 2003-09-11
Filing date: 2003-09-11
Publication date: 2009-10-08
Anticipated expiration: 2023-09-12
Also published as: DE10342325A1; WO2005026664A1

Abstract

Optischer Inkrementgeber mit Drucktaster, aufweisend einen Knopf, sowie wenigstens einen Licht aussendenden Sender und wenigstens zwei das Licht empfangene Empfänger und eine Codierung, welche die Stellinformation des Inkrementgebers beinhaltet, wobei
– für die Ausleuchtung und der radial um den Drehknopf (2) angeordneten Symbolik eine LED (Lichtquelle) (10) zentral in der Mitte angeordnet ist,
– dabei das Licht der Lichtquelle (10) über einen Lichtrotor (15) nach vorne zu der Knopfoberfläche und zu der Symbolik um den Knopf (2) geleitet wird,
– eine zweite Lichtquelle (8), die dezentral plaziert ist, die konstante Sendeinformation für den Inkrementgeber (1) und
– eine damit verbundene Lichtführung (11) bzw. Lochmaske (17) bei Bewegung bzw. Drehbewegung des Knopfes (2) ein veränderbares Helligkeitsmuster an die zwei Empfänger (9) abgibt, wobei
– ein seitlich vom Inkrementgeber (1) angeordnetes Schaltelement (7) über einen ringförmigen Hebel (5) betätigt wird, durch welchen beim axialen Betätigen des Knopfes...

Description

Einen gattungsgemäßen optischen Inkrementgeber offenbart die DE 197 33 049 A1 . Durch diesen wird eine berührungslose Bedienung einer Gerätefunktion ermöglicht. Der optische Inkrementgeber umfasst ein eine Drehachse aufweisendes Inkrementrad, zwei Lichtempfänger und zwei Lichtsender, wobei jeweils einer der Lichtsender und einer der Lichtempfänger einander zugeordnet sind und die Lichtempfänger in Abhängigkeit der Drehrichtung bei Betätigung des Inkrementrads phasenverschobene Signalimpulse abgeben. Lichtempfänger und Lichtsender liegen direkt nebeneinander und bilden bevorzugt eine bauliche Einheit. Das Inkrementrad weist hellere und dunklere Flächen auf. In einer vorteilhaften Ausführung ist in der Bohrung des Inkrementrads eine beleuchtbare Drucktaste angeordnet, über die ein Druckkontakt betätigt wird. Ausführungen über diesen Aufbau werden dabei nicht gemacht.
Ein optischer Drehschalter zur Kopplung von optischen Lichtleitfasern wird in der DE 33 90 476 T1 ( WO 84/03951 ) beschrieben. Dazu weist der Drehschalter Lichtablenkeinrichtungen auf.
Aus der DE 103 14 315 A1 ist ein optischer Encoder für ein Bedienelement bekannt, welcher durch eine Lichtverteilung bzw. Lichtführung gebildet wird, über die Sender und Empfänger funktional zusammenwirken.
In der DE 197 12 294 A1 ist ein Drehwertgeber (Drehwiderstand) mir einer für die Ausleuchtung des Drehknopfes und der radial um den Drehknopf angeordneten Symbolik zentral in der Mitte angeordneten Lichtquelle beschrieben. Das Licht der Lichtquelle wird über einen Lichtrotor nach vorne zu der Knopfoberfläche und zu der Symbolik um den Knopf geleitet.
In der DE 199 47 529 A1 ist eine inkrementelle Codiervorrichtung mit Druckknopffunktion beschrieben, welche mit einer dezentral platzierten Lichtquelle 42, 43 (optische Gabeln) ausgestattet ist. Die Lichtquelle gibt eine konstante Sendeinformation für den Inkrementalgeber und eine damit verbundenen Lichtführung bei Bewegung des Knopfes ein veränderbares Helligkeitsmuster an die Empfänger ab.
In DE 38 21 004 A1 ist ein Drehgeber 1 mit außerhalb des Drehgebers angeordnetem Schaltelement beschrieben (Spalte 2, Zeilen 11–18; 1).
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, einen Drehsteller oder Inkrementgeber aufzuzeigen, dessen Bewegungs- und Richtungsinformationen über einen optischen Encoder dargestellt werden. Dabei liegt der Aufgabe das Problem zugrunde, dass ein zentrisches Ausleuchten und ein axiales Schalten ermöglicht sein soll.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, für die Ausleuchtung und der radial um den Drehknopf angeordneten Symbolik eine LED (Lichtquelle) zentral in der Mitte anzuordnen und dabei das Licht der Lichtquelle über einen Lichtrotor nach vorne zu der Knopfoberfläche und zu der Symbolik um den Knopf zu leiten. Eine zweite Lichtquelle, die beispielsweise dezentral plaziert wird, gibt eine konstante Sendeinformation für den Inkrementgeber ab. Eine damit verbundene Lichtführung gibt bei Bewegung bzw. Drehbewegung des Knopfes ein veränderbares Helligkeitsmuster an zwei Empfänger ab. Beim Drehen wird so ein digitales Bitmuster (z. B. Graycode) erzeugt, welches über eine nachfolgende Elektronik weiterverarbeitet wird. In einer Ausführung können Sender und Empfänger in einer Ebene liegen und in direkte Nähe zueinander auf einer Leiterplatte befestigt sein. In einer weiteren Ausführung liegen sich Sender und Empfänger gegenüber.
Mit der gleichen Anordnung lassen sich durch weiter Empfänger noch andere Schaltaufgaben realisieren.
Ein seitlich vom Drehsteller angeordnetes Schaltelement wird über einen ringförmigen Hebel betätigt. Durch ein axiales Betätigen des Knopfes wird dabei das Schaltelement betätigt und ein Kontakt auf der Leiterplatte geschlossen/geöffnet. Durch eine Änderung der Hebelübersetzung kann die Schaltcharakteristik (Schaltweg, Schaltkraft) leicht verschiedenen Bedürfnissen angepasst werden.
Anhand eines Ausführungsbeispiels mit Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt
1 einen Drehsteller bzw. Inkrementgeber in einer Schnittdarstellung,
2 einen Ausschnitt aus 1 mit einer weiteren Variante.
Ein in 1 dargestellter Inkrementgeber 1 mit Drucktaster 1.1 weist einen Knopf 2 mit Suchsymbolik auf, welcher in einer Blende 3 mit Funktionssymbolik eingebunden ist. Unterhalb der Blende 3 mit Symbolik befindet sich eine Lichtführung 4 für das Ausleuchten der Symbolik. Mit dem Knopf 2 funktional verbunden ist ein Lichtrotor 15, der seinerseits vorzugsweise eine Pilzform aufweist. Der Lichtrotor 15 wird innerhalb eines Gehäuses 14 geführt und gehalten und ist funktional auf eine Lichtquelle 10 zur Beleuchtung des Knopfes 2 als auch der Symbolik in der Blende 3 ausgerichtet. Über einen Lichtstein 16 kann auch die Symbolik im Knopf 2 ausgeleuchtet werden. Die Lichtquelle 10 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittig angeordnet. Eine seitliche Anordnung ist jedoch gleichfalls möglich, wobei dann der Lichtrotor 15 eine andere Lichtführungsform aufweist.
Mit 11 ist eine weitere Lichtführung für die Funktion des Inkrementgebers selbst gekennzeichnet. Diese Lichtführung 11 wirkt funktional mit einer Sendelichtquelle 8 sowie Empfängern 9 zusammen. Empfänger 9 und Sender 8 sind vorzugsweise in direkter Nähe und nebeneinander liegend angebracht. Die Lichtführung 11 trägt dabei ein digitales Bitmuster, durch welches ein Code für die Weiterverarbeitung in einer nicht näher dargestellten Elektronik vorgegeben wird.
Für eine Übertragung der Druckbewegung des Knopfes 2 (Drucktaster 1.1) des Inkrementgebers 1 als Schaltfunktion befindet sich ein Hebel 5 seitlich an der Führung 17 des Drucktasters 1.1. Der Hebel 5 wird selbst in einer Hebellagerung 12 gehalten. Unterhalb des Hebels 5 ist ein Schaltelement 6 angeordnet, welches mit einem Kontakt auf einer Leiterplatte 7 zusammenwirkt. Auf der Leiterplatte 7 sind vorzugsweise auch die Lichtquellen 8 und 10 sowie die Empfänger 9 angeordnet. Eine Rastfeder 13 dient zur Rast des Drucktasters 1.1.
Die Funktionsweise des Inkrementgebers 1 mit Drucktaster 1.1 mit zentrischer Ausleuchtung ist wie folgt:
Durch Drehen der Knopfes 2 wird die Lichtführung 11 (hier ein Spiegel) gegenüber der Sendelichtquelle 8, z. B. eine LED, und den Empfängern 9 verstellt. In Reaktion dazu werden unterschiedliche Signale an den Empfängern 9 hervorgerufen, welche ein verändertes digitales Bitmuster beinhalten. Dieses wird in bekannter Art und Weise an eine Elektronik zur Auswertung und Umsetzung der Information gegeben.
Wird eine Druckfunktion ausgeführt, wird der Knopf 2 des Drucktasters 1.1 gedrückt. Mit dieser Bewegung wird der Hebel 5 gegen das Schaltelement 6 gedrückt, welches seinerseits den Kontakt auf der Leiterplatte 7 schliesst. Das Rasten des Drucktasters 1.1 realisiert die Rastfeder 13.
In 2 ist eine weitere Variante dargestellt. Hierbei liegen sich Sender 8.1 und die Empfänger 9.1 gegenüber und sind senkrecht zur Leiterplatte 7 angeordnet. Die Empfänger 9.1 sind leicht versetzt zum Sender 8.1 ausgerichtet, wobei der Sender 8.1 eher mittig liegt. Zwischen Sender 8.1 und den Empfängern 9.1 wird dann ein Kodierring 17 bzw. eine Lochmaske bewegt, welche beispielsweise am Drucktaster 1.1 angeformt ist. Über diese Lochmaske 17 wird in bekannter Art und Weise das Bitmuster an den Empfängern 9.1 erzeugt.

Claims

Optischer Inkrementgeber mit Drucktaster, aufweisend einen Knopf, sowie wenigstens einen Licht aussendenden Sender und wenigstens zwei das Licht empfangene Empfänger und eine Codierung, welche die Stellinformation des Inkrementgebers beinhaltet, wobei – für die Ausleuchtung und der radial um den Drehknopf (2) angeordneten Symbolik eine LED (Lichtquelle) (10) zentral in der Mitte angeordnet ist, – dabei das Licht der Lichtquelle (10) über einen Lichtrotor (15) nach vorne zu der Knopfoberfläche und zu der Symbolik um den Knopf (2) geleitet wird, – eine zweite Lichtquelle (8), die dezentral plaziert ist, die konstante Sendeinformation für den Inkrementgeber (1) und – eine damit verbundene Lichtführung (11) bzw. Lochmaske (17) bei Bewegung bzw. Drehbewegung des Knopfes (2) ein veränderbares Helligkeitsmuster an die zwei Empfänger (9) abgibt, wobei – ein seitlich vom Inkrementgeber (1) angeordnetes Schaltelement (7) über einen ringförmigen Hebel (5) betätigt wird, durch welchen beim axialen Betätigen des Knopfes (2) ein Schaltelement (7) geschlossen wird.
Optischer Inkrementgeber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtrotor (15) eine Pilzform besitzt.
Optischer Inkrementgeber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtführung (11) und/oder der Lichtrotor (15) aus lichtleitendem Material besteht.
Optischer Inkrementgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtführung (11) und der Lichtrotor (15) aus lichtleitendem, transparenten/transluzenten Kunststoff besteht.
Optischer Inkrementgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtführung (11) das digitale Bitmuster als Code für die Weiterverarbeitung trägt.
Optischer Inkrementgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtführung (11) als Spiegel ausgeführt ist.
Optischer Inkrementgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass Sender (8) und Empfänger (9) in unmittelbarer Nähe zueinander auf der Leiterplatte (7) angebracht und gegenüber der Lichtführung (11) zwischen Sender (8) und den Empfängern (9) ausgerichtet sind.
Optischer Inkrementgeber nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lochmaske (17) das digitale Bitmuster als Code für die Weiterverarbeitung trägt.
Optischer Inkrementgeber nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Sender (8.1) und Empfänger (9.1) senkrecht zur Leiterplatte (7) weisend sich gegenüberliegen, wobei die Empfänger (9.1) so zum Sender (8.1) ausgerichtet sind, dass die Lochmaske (17) zwischen Empfänger (9.1) und Sender (8.1) geführt wird.