DE2263440C2

DE2263440C2 - Sender für einen Fernwirksystem für einen Rundfunk- und/oder Fernsehempfänger

Info

Publication number: DE2263440C2
Application number: DE2263440A
Authority: DE
Inventors: Mikio Katano Osaka Isoda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1971-12-27
Filing date: 1972-12-27
Publication date: 1981-12-03
Also published as: DE2263440A1; NL151589B; JPS4871823A; CA989505A; GB1416554A; US3928760A; NL7217466A

Description

Die Erfindung betrifft einen Sender für ein Fernwirksystem für einen Rundfunk- und/oder Fernsehempfänger der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Gattung.

Aus der DE-AS 13 00 980 ist eine Vorrichtung zur Fernsteuerung von Rundfunk- und Fernsehempfängern mit Lichtstrahlen bekannt, die einen Photowiderstand aufweisen, der bei Erregung durch Lichtstrahlen einen elektrischen Impuls zur Schaltung des Empfängers erzeugt. Wenn mehrere Funktionen gesteuert werden sollen, müssen mehrere Photowiderstände an der Schalttafel oder an einer anderen Stelle des Empfängers in relativ großem Abstand voneinander angeordnet werden, damit der Benutzer je nach dem gewünschten Schaltvorgang die Lichtstrahlen, beispielsweise von einer Taschenlampe, auf den einen oder anderen Photowiderstand richten kann. Bei der Schaltung mehrerer Funktionen, wie sie beispielsweise für Farbfernsehempfänger benötigt werden, ist also relativ viel Raum an der Frontseite des Empfängers für die Unterbringung der Photowiderstände erforderlich, um zu gewährleisten, daß die einzelnen Photowiderstände gezielt angesteuert werden können.

Weiterhin ist aus dem Artikel »Optische Übertragung von Steuer- und Meßsignalen mit GaAs-Lumineszenzdioden«, veröffentlicht in »Internationale Elektronische Rundschau«, 1966, Nr. 12, S. 681 ff bekannt, daß sich die GaAs-Lumineszenzdioden in Verbindung mit Si-Photoelementen zur Weiterleitung von elektrischen Signalen ohne galvanische Verbindung eignen. Dabei ist es vorteilhaft, ein Impulscode-Verfahren zu benutzen. In diesem Artikel wird im einzelnen ein Impulsgenerator beschrieben, der für die Umsetzung der Ausgangssignale eines Spannungs-Frequenz-Umformers in Stromimpulse für die Lumineszenz-Dioden geeignet ist. In Zusammenwirkung mit einem Empfänger können Entfernungen bis zu 5 m überbrückt werden. Dabei beträgt die Arbeitsfrequenz des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 50 kHz,

Weiterhin geht aus der US-PS 35 34 351 eine lichtgekoppelte, batteriebetriebene Fernsteuerung hervor, wie sie insbesondere für Alarmanlagen, die einen Rauchdetektor enthalten, eingesetzt wird. Diese Fernsteuerung weist eine Halbleiterdiode auf, der von einem Impulsgenerator eine Folge von elektrische» Impulsen,

to beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von 10 Impulsen pro Sekunde, zugeführt wird. Diese Impulse gelangen zu einem Empfänger mit einem Phototransistor, der einen negativen Spannungsimpuls erzeugt, wenn er durch den Empfang eines Lichtimpulses eingeschaltet wird.

Sobald der Strahlengang zwischen dem Sender und dem Empfänger unterbrochen wird, wird während der Zeitspanne, in der keine Lichtimpulse empfangen werden, der Kondensator über einen Widerstand aufgeladen, bis das Potential des Kondensators einen Grenzwert erreicht, bei dem der Alarm ausgelöst wird. Schließlich geht aus dem Artikel »Ultraschall-Fernbedienung«, »telecommander »für Farbfernsehempfänger«, veröffentlicht in »Funk-Technik«, 1969, Nr. 17,

24. Jahrgang, Seite 645 ff ein Sender für ein Fernwirksystem für einen Rundfunk- und/oder Fernsehempfänger zum Abstrahlen von Wellen mit einer bestimmten Funktion zugeordneter Frequenz der angegebenen Gattung hervor. Dieser Sender weist eine Niederspannungsquelle und einen Oszillator mit einem Übertrager, mit einem Transistor und mit Kondensatoren auf. Die Abstrahlung der Wellen erfolgt über einen Ultraschallgeber, wobei zur Übertragung der Steuersignale Ultraschallwellen verwendet werden, die von einem Lautsprecher ausgestrahlt und von einem Mikrophon empfangen werden.

Bei diesem Fernwirksystem werden Ultraschallwellen im Frequenzbereich zwischen 35 und 45 kHz in acht Kanäle mit je 1,5 kHz Kanalabstand aufgeteilt Jeder Frequenz ist eine bestimmte Funktion zugeordnet, beispielsweise der Frequenz von 41,75 kHz die Kanalwahl, so daß ein entsprechendes, abgestrahltes Ultraschallsignal von einem Empfänger dieses Fernwirksystems, der auf die jeweilige Frequenz abgestimmt ist, empfangen und beispielsweise der erwähnte Kanalwähler weitergestellt werden kann.

Bei einem solchen Ultraschallsender treten jedoch die folgenden Probleme auf: In den F i g. 1A und 1B sind die Spektren der Umgebungsgeräusche im Ultraschallfrequenzbereich dargestellt, die dann erzeugt werden, wenn zwei Münzen (Fig. IA) oder mehrere Schlüssel (Fig. IB) gegeneinander stoßen. Die verschiedenen, in den Fig. IA und IB dargestellten Umgebungsgeräusche im Bereich zwischen 35 und 45 kHz sind im allgemeinen immer vorhanden, so daß sie vom Empfänger dieses Fernwirksystems als Steuersignale interpretiert werden und eine entsprechende Funktion auslösen, d. h. also, daß der Rundfunk- oder Fernsehempfänger sich selbsttätig aufgrund dieser Umgebungsgeräusche verstellt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen Sender für ein Fernwirksystem der angegebenen Gattung zu schaffen, bei dem jede Beeinflussung durch Ultraschallwellen, insbesondere die durch Münzen und/oder Schlüssel erzeugt werden, sicher vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen

Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den Unteranspröchen zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß durch die Verwendung von Lichtwellen zur Übertragung der Steuersignale zwischen dem Sender und dem Empfänger die Probleme nicht auftreten, wie sie oben unter Bezugnahme auf Ultraschallwellen beschrieben wurden, nämlich die Betätigung des Fernwirksystems durch klappernde Schlüssel und/oder Münzen. Außerdem kann dieses Fernwirksystem ohne jede Schwierigkeit durch Auswahl einer geeigneten Frequenz so abgestimmt werden, daß es durch die üblichen Lichtquellen, nämlich Glühlampen, Neonlampen und die Sonne, nicht is beeinflußt wird, d. h„ die Funktionsweise dieses Fernwirksystem wird durch andere Lichtquellen nicht gestört.

Weiterhin läßt sich auch die Frequenz der amplitudenmodulierten Lichtwellen auf einfache Weise variieren und dadurch das Fernwirksystem unterschiedlichen Funktionen anpassen, indem die induktivität der Primärseite des Übertragers und/oder die Kapazität des Kondensators entsprechend geändert oder variierbar ausgelegt werden, d.h, es können zur Steuerung mehrerer Funktionen verschiedene Frequenzen verwendet werden. Schließlich hat dieser Sender einen sehr einfachen Schaltungsaufbau, so daß es auch ohne großen konstruktiven Aufwand möglich wird, diesen Sender in einer einfachen, weitgehend integrierte Bauelemente enthaltenden Schaltungsanordnung unterzubringen und dadurch leicht und handlich auszugestalten, wie es für ein tragbares Gerät zur Fernbedienung eines Rundfunk- und/oder Fernsehempfängers angestrebt wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die schematischen Zeichnungen näher erläutert Es zeigen

Fig. IA und IB Spektren von üblichen Umgebungsgeräuschen im Ultraschallfrequenzbereich,

F i g. 2A bh 2D Spektren von amplitudenmoduliertem Licht,

Fig.3 ein Blockschaltbild des Senders und des Empfängers eines Fernwirksystems,

Fig.4 eine Kurve zur Erläuterung des Emissionsspektrums einer Elektrolumineszenz-Diode,

Fig.5 cien Schaitungsaufbau des Senders des Fernwirksystems im Detail, und

F i g. 6 einen Längsschnitt durch den Sender.

Die im allgemeinen vorhandenen Komponenten von amplitudenmoduliertem licht wurden gemessen und dabei die Möglichkeit untersucht. Lichtsignal zur Fernsteuerung von Rundfunk- und/oder Fernsehempfängern zu verwenden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind in den F i g. 2A, 2B, 2C und 2D dargestellt. Die Messungen wurden am Ausgang eines Phototransistors vorgenommen, der als lichtempfindliches Element in einem Gerät für die Fernbedienung eines Fernsehempfängers verwendet wird, wie im folgenden im einzelnen beschrieben wird. μ

Das Resteigenradschen dieses Phototransistor in einem dunklen Raum beträgt über dem gesamten Meßbereich etwa 0,08 mV. Aus den F i g. 2A bis 2D ist zu ersehen, daß bei einer fluoreszierenden Leuchtstoffröhre, die an eine Energiequelle mit der üblichen Netzfrequenz (60 bzw. 50 Hz) angeschlossen ist, Lichtkomponenten vorhanden sind, die mit Frequenzen bis I kHz amplitudenmo'i'iliert sind, daß aber beinahe keine Lichtkomponenten vorhanden sind, die mit Frequenzen im Ultraschallbereich (d.b„ in einem Bereich vo?i einigen 10 kHz) amplitudenmoduliert sind. Wenn daner ein Lichtsignal, daß mit einer ini Ultraschallfrequenzbereich liegenden Frequenz amplitudenmoduliert ist, als Steuersignal verwendet wird, können die irrtümlichen, nicht voraussehbaren Steuervorgänge aufgrund der Umgebungsgeräusche in einem Fernwirksystem beseitigt werden.

Außer einer Entladungslampe steht jedoch keine herkömmliche Lichtquelle, wie beispielsweise eine Glühlampe usw. zur Verfügung, die Licht ausstrahlen kann, das durch eine Frequenz im Ultraschallfrequenzbereich amplitudenmoduliert ist Wenn eine Gasentladungslampe verwendet wird, muß eine Hochspannungsquelle (die eine Hochspannung von einigen 100 Volt liefert) vorgesehen werden; eine Gasentladungslampe kann daher in einem Fernwirksystem für einen Fernsehempfänger nicht eingesetzt werden, da sonst der Sender zwangsläufig relativ groß würde.

Es wird deshalb eine Elektrolumineszenzdiode verwendet so daß ein im Aufbau koitrjakter Sender ein Lichtsignal abstrahlen kann, das mitiels einer im Ultraschallfrequenzbereich liegenden Frequenz amplitudenmoduliert ist

In Fig.2A bis 2C sind die Spektren von amplitudenmodulitrten Lichtkomponenten einer Glühlampe, einer an eine Energiequelle mit der üblichen Frequenz von 50 bzw. 60 Hz geschalteten, fluoreszierenden Leuchtstoffröhre bzw. der Sonne dargestellt; in Fig.2D ist das Spektrum der Lichtkomponenten einer fluoreszierenden Lampe dargestellt, die mit einer niedrigen Frequenz amplitudenmoduliert sind.

In Fig.3 ist ein Blockschaltbild eines bei einem Fernsehempfänger verwendbaren Fernwirksystems wiedergegeben. Das Fernwirksystem weist im allgemeinen einen Sender 1 und einen Fernsehempfänger 2 auf, der mittels der Signale von dem Sender 1 ferngesteuert wird. Der Sender 1 enthält eine Elektrolumineszenzdiode 3 und eine Steuerschaltung 4 zur Versorgung der Elektrolumineszenzdiode 3 mit einer Modulationsfrequenz. Die Elektrolumineszenzdiode 3 kann eine Infrarotstrahlung emittierende CaAs-Diode oder eine rotes oder grünes Licht emittierende GaAIAs-, GaAsP- oder GaP-Diode sein. Wenn die Elektrolumineszenzdiode 3 erregt wird, emittiert sie moncchromaijsches Licht mit einem sehr schmalen Emissionsband bzw. einer sehr schmalen Emissionsbandbreite. Beispielsweise ist die monochromatische Intensitätsverteilung einer GaAs-Diode in Fig.4 dargestellt; ihre Bandbreite bzw. Halbwertbreite ist sehr schmal und liegt zwischen Wellenlängen von 969 und 1000 πιμ.

Die in F i g. 5 dargessellte Modulationsschaltung 4 weist einen Ultraschallfrequenz-Oszillator mit einem T. ansiStor 5, einem Übertrager 6, einem Kondensator 7 und einem Transistor 8 zum Ansteuern der Elektrolumineszenzdiode 3 auf, wobei der Emittenrirom des Transistors 8 durch den Ausgang des Ultraschallfrequenz-Oszillators amplitudenmoduliert ist Die Elektrolumineszenzdiode 1 ist an die Emitterschaltung des Steuertransistors 8 angeschaltet. Das von der Diode 3 emittierte Lichtsignal ist daher mit einer Ultraschallfrequenz amplitudenmoduliert, die ihrerseits durch die Induktivität der Primärscite des Übertragers 6 und den Kondensator 7 bestimmt wird.

In der vorliegerden Ausfuhrungsform liegt die Ultraschallfrequenz bei etwa 40 kHz, da die Frequenzen der Umgebungsgeräusche im allgemeinen niedriger

sind; hierdurch wird auch die Herstellung des Ultraschallfrequenz-Oszillators vereinfacht. Die Elektrolumineszenzdiode 3 spricht, verglichen mit einer Glühlampe u. a„ sehr schnell an, so daß das emittierte Licht sogar mit einer verhältnismäßig hohen Frequenz bis zu etwa s I MHz moduliert werden kann. Es kann daher, was bisher bei den üblichen Lichtquellen nicht möglich war. Licht verwendet werden, das mit einer Modulationsfrequenz im Ultraschallfrequenzbereich amplitudenmoduliert ist. Weiterhin beträgt die Durchlaßspannung der Diode 3 ungefähr 1 bis 2 V und der Strahlungswirkungsgrad einer GaAs-Diode ungefähr 10%. so daß /ur Erzeugung einer hohen .Spitzenenergie nur wenig Leistung erforderlich ist.

Die Elektrolumineszenzdiode 3 emiitiert auch ein ausreichend starkes Lichtsignal, wenn eine Niederspannungsquelle 9 verwendet ist. In der vorliegenden Ausführungsform wird daher in dem Sender I nur ein Trockenelement mit 1.5 V eingesetzt. Dies bedeutet, daß der Sender sehr kompakt, leicht und sehr gut \m transportierbar ist. so daß er zur drahtlosen Fernsteuerung eines Fernsehempfängers verwendet werden kann.

In F i g. 6 ist ein Längsschnitt durch den Sender I mit dem I Iltraschallfrequenz-Oszillator. der Elektrolumineszenzdiode 3 und dem Trockenelement 9 dargestellt. In einem Gehäuse 10 von etwa 14,5 cm Länge ist im hinteren Teil das Trockenelement 9. in der Mitte eine gedruckte Schaltungsplatte 11 des IJItrasehallfrequenz-Oszillators und im vorderen Teil eine durchsichtige Acrylharzplatte 12 angeordnet. Hinter der durchsichtigen Platte 12 ist ein kegelförmiger Reflektor 13 angebracht, in dessen unterem Teil die Elektrolumineszenzdiode 3 vorgesehen ist. Der Sender weist daher sehr kleine Abmessungen und einen sehr kompakten Aufbau auf. Das von der Diode 3 ausgestrahlte Licht kann wirksamer auf den zu steuernden Gegenstand ausgerichtet werden, wenn ein sphäroidischcr b/w. sphärischer Reflektor verwende! wird.

Der Empfänger für das ausgestrahlte Licht kann ims bekannten Bausteinen bestehen und muß folgende Eigenschaften besitzen: Er muß das ankommende Lichtsignal in ein elektrisches Signal umwandeln können; er muß die Modulationsfrequenz aus dem elektrischen Signal ausfiltern und demodulieren können; und das so gewonnene Signal muß er dann zur Ansteuerung der entsprechenden Funktion verarbeiten.

Ein solcher Empfänger ist zusätzlich schematisch in Fi g. 3 angedeutet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Sender fur ein Fernwirksystem für einen Rundfunk- und/oder Fernsehempfänger zum Abstrahlen von Wellen mit einer einer bestimmten Funktion zugeordneten Frequenz mit einer Niederspannungsquelle und mit einem Oszillator mit einem Transistor, einem Übertrager und Kondensatoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillator-Ausgang an die Basis eines Steuertransistors (8) angeschlossen ist, und daß dessen amplitudenmodulierter Emitierstrom einer mit geringer spektraler Bandbreite strahlenden Elektrolumineszenzdiode (3) zugeführt ist, wobei die im Ultraschallbereich liegende Modulationsfrequenz durch die Induktivität der Primärseite des Übertragers (6) und den Kondensator (7) bestimmt ist.

2. Sender nach Anspruch ί, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenzdiode (3) eine GaAs-Diode, eine GaAIAs-Diode, eine GaAsP-Diode oder eifti GaP-Diode ist

3. Sender nach mindestens einem der Ansprüche I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolumineszenz-Diode (3) im unteren Teil eines kegelförmigen Reflektors (13) angebracht ist.

4. Sender nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem kegelförmigen Reflektor (13) eine durchsichtige Platte (12) angeordnet ist.