DE3625599A1 - Drehbarer optischer codierer - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen drehbaren optischen Codierer, der von Hand betätigbar ist.

Ein Videobandrecorder weist eine Vielzahl von verschiedenen Bandbetriebsarten auf, wie z. B. Zurückspulen, schneller Vor­ lauf, Wiedergabe und Pause. Wenn ein Betriebsarten-Wähl­ schalter zum Auswählen einer bestimmten Betriebsart betätigt wird, wird das entsprechende Steuersignal einem Motor zugeführt, so daß sich das Band mit einer bestimmten Geschwindigkeit in einer bestimmten Richtung bewegen kann oder sich in der Betriebsart "Pause" befindet. Es ist häufig wünschenswert, einen bestimmten Bereich eines mit einer Aufzeichnung ver­ sehenen Bandes für Schneidzwecke oder andere Zwecke bei einer gewünschten Bandgeschwindigkeit zu überprüfen. Die Auswahl einer bestimmten Betriebsart mittels des Betriebsarten-Wählschalters ist für die sehr feine Steuerung der Bandbewegung nicht ausreichend, und man braucht viel Zeit, um den Beginn irgendeines solchen gewünschten Bandbereichs zu lokalisieren bzw. aufzufinden. Um all diese Schwierigkeiten zu umgehen, ist es erforderlich, zusätzlich einen manuellen Steuerimpulsgenerator zum Einstellen des dem Motor zuzuführenden Steuersignals vorzusehen. Mit anderen Worten heißt das, daß zwei verschiedene Signalgeneratoren vorgesehen sind, d. h. ein Betriebsarten-Wählschalter und ein Steuerimpulsgenerator. Der Betriebsarten-Wählschalter erlaubt es dem Band, sich mit einer gewählten Geschwindigkeit zu bewegen. Der Steuerimpulsgenerator erzeugt einen Steuerimpuls, wenn seine Betriebsachse mit einer gewünschten Drehzahl gedreht wird. Dieser Impuls wird dem dem Motor zuzuführenden Steuersignal hinzuaddiert oder von diesem abgezogen, wodurch das Band in die Lage versetzt ist, sich mit einer Geschwindig­ keit zu bewegen, die von der durch den Betriebsarten-Wähl­ schalter gewählten Geschwindigkeit verschieden ist.

Ein Betriebsarten-Wählschalter und ein Steuerimpulsgenerator, wie sie bereits bekannt sind, sind als Beispiele in den Fig. 2 bzw. 3 dargestellt. Dabei wird zuerst auf Fig. 2 Bezug genommen. Der Betriebsarten-Wählschalter besitzt eine Achse 16, an der eine Blattfeder 17 und ein Federsitz 18 befestigt sind. Eine Mehrzahl von Stahlkugeln 19 ist zwischen dem Federsitz 18 und einer Frontplatte 20 angeordnet. Die Stahlkugeln 19 sind durch die Feder 17 in Richtung auf die Frontplatte 20 vorgespannt, wodurch ein Klickmechanismus gebildet ist. Eine obere Basisplatte 21 ist auf einem Endbereich der Achse 16 befestigt und trägt einen beweglichen Kontakt 22. Eine untere Basisplatte 23 ist der oberen Basisplatte 21 zugewendet gegenüberliegend angeordnet, und der Kontakt 22 befindet sich zwischen diesen Basis­ platten. Die untere Basisplatte 23 ist durch Schrauben 24 mit der Frontplatte 20 verbunden. Die Achse 16 ist mittels eines oberen Lagers 25 und eines unteren Lagers 26 in der Frontplatte 20 bzw. in der unteren Basisplatte 23 drehbar gelagert. Auf der unteren Basisplatte 23 ist eine Mehrzahl nicht gezeigter feststehender Kontakte vorgesehen. Wenn die Achse 16 gedreht wird, um den Klick­ mechanismus zur Ausführung einer Bewegung zu veranlassen, bei der ein Klick-Geräusch erfolgt, wird der bewegliche Kontakt 22 zusammen mit der oberen Basisplatte 21 verdreht, so daß er auf den feststehenden Kontakten auf der unteren Basisplatte 23 eine Gleitbewegung ausführt. Die Kombination zwischen dem beweglichen Kontakt 22 und jedem einzelnen feststehenden Kontakt ermöglicht die Auswahl einer bestimmten Bandbetriebs­ art.

Nun wird auf Fig. 3 Bezug genommen, in der der Steuerimpuls­ generator gezeigt ist. Der Steuerimpulsgenerator besitzt eine Achse 27, die mittels Lagern 28 drehbar gelagert ist, und eine Codeplatte 29, die am Umfang geschlitzt ist, ist auf der Achse 27 vorgesehen.

Die Codeplatte 29 ist zusammen mit der Achse 27 drehbar. Die Lager 28 sind in einem Gehäuse 30 gehalten, das an einer plattenförmigen gedruckten Basis 31 angebracht ist. Eine weitere plattenförmige gedruckte Basis 32 ist der Basis 31 zugewendet gegenüberliegend angeordnet und durch eine Seiten­ abdeckung 33 mit dieser verbunden. Auf der unteren gedruckten Basis 32 ist eine Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 34 vorgesehen, und innen auf der oberen gedruckten Basis 31 ist eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen 35 vorgesehen. Das von den lichtemittierenden Elementen 34 emittierte Licht erreicht die lichtempfangenden Elemente 35 durch die Schlitze in der Codeplatte 39. Als Ergebnis der Übertragung von Licht durch einen bestimmten Schlitz oder einer Unterbrechung der Lichtübertragung in einem zwischen zwei Schlitzen befindlichen Bereich erzeugt das entsprechende lichtempfangende Element 35 einen bestimmten Ausgangsimpuls.

Der beschriebene Betriebsarten-Wählschalter und der beschriebene Steuerimpulsgenerator werden separat voneinander zusammen­ gebaut und nahe beieinander auf einer ihnen gemeinsamen Platte montiert. Da es sich jedoch um separate Vorrichtungen handelt, benötigen sie viel Platz für ihre Unterbringung, und außerdem ist für ihren Zusammenbau ein kompliziertes Verfahren erforderlich. Außerdem bestehen bei diesen Vorrichtungen Unbequemlichkeiten bezüglich ihres Betriebs. Um diese Vorrichtungen zu einer einzigen Einheit zusammen­ zufügen, reicht es nicht aus, ihre Achsen 16 und 27 miteinander zu verbinden, da die Einheit dann nicht nur unverhältnismäßig groß ist, sondern auch schwer zusammenzubauen ist.

Die Notwendigkeit der beiden Signalgeneratoren besteht nicht nur im Hinblick auf das Schneiden bzw. Aufbereiten eines Bands in einem Videobandrecorder. Zwei solche Signalgeneratoren sind auch erforderlich, wenn z. B. ein Autoradio so eingestellt ist, daß sich die Frequenz von Hand einstellen und mittels des Wählschalters automatisch wählen läßt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines drehbaren optischen Codierers, der einen Steuerimpulsgenerator und einen Wählschalter umfaßt, die eine einfache und miteinander integrierte Konstruktion aufweisen.

Eine Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichnungs­ teil des Anspruch 1.

Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Vorrichtung, die einen Steuerimpuls­ generatorbereich und einen Wählschalterbereich umfaßt, wobei der Steuerimpulsgeneratorbereich eine erste Codeplatte, die mit einer Mehrzahl von umfangsmäßig abwechselnd aufeinanderfolgenden lichtreflektierenden und nicht-reflektierenden Flächen­ bereichen ausgebildet ist, und eine Mehrzahl von der ersten Codeplatte zugewendet gegenüberliegenden lichtemittierenden und lichtempfangenden Elementen sowie eine innere Achse zum Drehen der ersten Codeplatte aufweist, und wobei der Wählschalterbereich eine zweite Codeplatte, die eine Mehrzahl von Lichtübertragungsöffnungen besitzt, eine Mehrzahl von der zweiten Codeplatte zugewendet gegen­ überliegenden lichtemittierenden Elementen und eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen, die auf der den licht­ emittierenden Elementen gegenüberliegenden Seite der zweite Codeplatte vorgesehen sind und dieser zugewendet gegenüberliegen, sowie eine äußere Achse zum Drehen der zweiten Codeplatte aufweist, wobei die innere und die äußere Achse miteinander verbunden sind und eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen.

Aufgrund der Tatsache, daß die innere Achse und die äußere Achse miteinander verbunden sind, lassen sich ein bestimmter Betriebsartenwählvorgang sowie der entsprechende Vorgang der Steuerimpulserzeugung in direkt aufeinander folgender Weise ausführen. Der drehbare Codierer gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine einfache und kompakte Konstruktion, da bei seinem Betriebs­ arten-Wählschalterbereich das Prinzip der Lichtübertragung verwendet wird, während bei seinem Steuerimpulsgenerator­ bereich das Prinzip der Lichtreflexion verwendet wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines drehbaren optischen Codierers gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2 eine Längsschnittansicht eines herkömmlichen Betriebsarten-Wählschalters; und

Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines herkömmlichen Steuer­ impulsgenerators.

Wie in Fig. 1 zu sehen ist, besitzt ein erfindungsgemäßer drehbarer optischer Codierer eine äußere Achse 1 sowie eine in dieser angeordnete innere Achse 2, die koaxial mit der äußeren Achse 1 ist. Eine Codeplatte 3, die eine Mehrzahl von Lichtübertragungsöffnungen aufweist, und eine Blattfeder 4 sind auf dem einen Endbereich der äußeren Achse 1 befestigt. Die äußere Achse 1 ist durch ein Lager 5 an einem hülsenförmigen Lagerungs­ gehäuse 6 drehbar gelagert. An dem Boden des Gehäuses 6 ist eine Frontplatte 7 angebracht. Eine Mehrzahl von Stahlkugeln 8 ist zwischen der Codeplatte 3 bzw. der Feder 4 und der Frontplatte 7 angeordnet und durch die Feder 4 gegen die Frontplatte 7 gedrückt. Die Frontplatte 7 besitzt eine Mehrzahl von Ausnehmungen, in die die Stahlkugeln 8 eingreifen bzw. einrasten können, so daß ein Klick-Mechanismus gebildet ist, wodurch sich die Codeplatte 3 unter Erzeugung eines Klick-Geräusches drehen kann, wenn die äußere Achse 1 rotationsmäßig bewegt wird.

Eine obere plattenförmige gedruckte Basis 9 umgibt das Gehäuse 6 und ist einer unteren plattenförmigen gedruckten Basis 10 zugewendet gegenüberliegend angeordnet. Die gedruckten Basen 9 und 10 sind durch eine Seitenabdeckung 11 miteinander verbunden. Die untere gedruckte Basis 10 ist mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Elementen 12 versehen, von denen jedes z. B. eine lichtemittierende Diode umfassen kann.

Die obere gedruckte Basis 9 ist mit einer Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen 13 versehen, von denen jedes z. B. einen Phototransistor umfassen kann; außerdem ist jedes lichtempfangende Element 13 mit einem lichtemittierenden Element 12 ausrichtbar. Wenn das von einem der licht­ emittierenden Elemente 12 emittierte Licht durch eine der Öffnungen in der Codeplatte 3 hindurchtritt oder wenn diese Lichtübertragung durch den zwischen zwei Öffnungen vorhandenen Bereich verhindert ist, erzeugt das entsprechende licht­ empfangende Element 13 einen bestimmten Ausgangsimpuls. Die lichtempfangenden Elemente schaffen eine Mehrzahl von Ausgangsimpulskombinationen, die die Auswahl einer bestimmten Betriebsart aus einer entsprechenden Anzahl von Betriebsarten ermöglichen.

Bei dem Betriebsarten-Wählschalter gemäß der vorliegenden Erfindung handelt es sich um einen kontaktlosen Schalter, der von der Übertragung von Licht Gebrauch macht. Bei dem erfindungsgemäßen Schalter sind alle Nachteile des Standes der Technik, wie z. B. Verschleiß der Kontakte, Kontaktwiderstand oder Erzeugung von Geräuschen, eliminiert, und er ist in bezug auf seine Haltbarkeit und Zuverlässig­ keit stark verbessert.

Die innere Achse 2 ragt mit ihrem einen Ende über das Ende der äußeren Achse 1, wo sich die Codeplatte 3 und die Feder 4 befinden, hinaus und trägt an diesem Ende eine Codeplatte 14. Die Codeplatte 14 ist mit einer Mehrzahl von umfangs­ mäßig abwechselnd aufeinanderfolgenden lichtreflektierenden und nicht-reflektierenden Flächenbereichen ausgebildet. Die untere gedruckte Basis 10 ist auf ihrer der Codeplatte 14 zugewendeten Flachseite mit einem Paar kombinierter licht­ emittierender und lichtempfangender Elemente 15 versehen. Das lichtempfangende Element jedes Kombinationselements 15 empfängt das von seinem lichtemittierenden Element emittierte und von einem der lichtreflektierenden Bereiche der Codeplatte 14 reflektierte Licht und gibt ein Signal mit hohem Niveau ab, während es ein Signal mit niedrigem Niveau abgibt, wenn das Licht von einer der nicht-reflektierenden Flächen ab­ sorbiert wird. Wenn die Codeplatte 14 mittels der inneren Achse 2 mit einer ausgewählten Drehzahl gedreht wird, geben die lichtempfangenden Elemente der beiden Kombinationselement­ anordnungen somit Impulssignale mit verschiedenen Phasen als Ausgangssignale ab. Diese Impulse werden verarbeitet, um einen Steuerimpuls zu schaffen, der der Rotations­ geschwindigkeit und der Rotationsrichtung der inneren Achse 2 entspricht.

Der Steuerimpulsgenerator gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt einen Codierer des lichtreflektierenden Typs, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Die kombinierten licht­ emittierenden und lichtempfangenden Elemente 15 benötigen nur sehr wenig Platz für ihre Unterbringung und tragen somit stark zur Reduzierung der Gesamtgröße des drehbaren optischen Codierers bei.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß durch die Anordnung der äußeren und der inneren Achse 1 und 2 die Ausführung der beiden miteinander verknüpften Vorgänge, d. h. der Auswahl der Betriebsart und der Steuer­ impuls-Erzeugung, erleichtert ist. Da es sich bei dem Steuerimpulsgeneratorbereich, der an dem unteren Ende der inneren Achse 2 vorgesehen ist, um einen drehbaren Codierer des lichtreflektierenden Typs handelt, ist es in vorteilhafter Weise möglich, eine jegliche unverhältnismäßige Verlängerung bzw. Vergrößerung der Vorrichtung als Ganzes zu verhindern. Da es sich bei dem Betriebsarten-Wählschalterbereich, der an dem unteren Ende der äußeren Achse 1 vorgesehen ist, um einen drehbaren Codierer des lichtübertragenden Typs handelt, ist es möglich, entweder die lichtemittierenden oder die lichtempfangenden Elemente desselben in dem Raum anzuordnen, der rings um den Steuerimpulsgeneratorbereich zur Verfügung steht. Die er­ findungsgemäße Vorrichtung ist somit klein und besitzt keiner­ lei unverhältnismäßig großen ungenutzten Raum.

Claims (5)

1. Drehbarer optischer Codierer, dadurch gekennzeichnet,
daß er einen Steuerimpulsgeneratorbereich und einen Wählschalterbereich umfaßt, die eine miteinander integrierte Konstruktion aufweisen,
daß der Steuerimpulsgeneratorbereich

• - eine erste Codeplatte (14), die mit einer Mehrzahl von abwechselnd aufeinanderfolgenden lichtreflektierenden und nicht-reflektierenden Flächenbereichen ausgebildet ist,
• - eine Mehrzahl von der Codeplatte (14) zugewendet gegen­ überliegenden lichtemittierenden und lichtempfangenden Elementen (15), und
• - eine innere Achse (2) zum Drehen der Codeplatte (14) aufweist,

daß der Wählschalterbereich

• - eine zweite Codeplatte (3), die eine Mehrzahl von Licht­ übertragungsöffnungen aufweist,
• - eine Mehrzahl von der zweiten Codeplatte (3) zugewendet gegenüberliegenden lichtemittierenden Elementen (12),
• - eine Mehrzahl von lichtempfangenden Elementen (13), die auf der den lichtemittierenden Elementen (12) gegenüber­ liegenden Seite der zweiten Codeplatte (3) vorgesehen sind und dieser zugewendet gegenüberliegen, und
• - eine äußere Achse (1) zum Drehen der zweiten Codeplatte (3) aufweißt, und

daß die innere und die äußere Achse (2, 1) miteinander verbunden sind und eine gemeinsame Rotationsachse aufweisen.

2. Drehbarer optischer Codierer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der ersten Codeplatte (14) zugewendet gegenüberliegenden Elemente aus einem Paar von Anordnungen (15) bestehen, von denen jede aus einem licht­ emittierenden Element und einem lichtempfangenden Element gebildet ist.

3. Drehbarer optischer Codierer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die der zweiten Codeplatte (3) zugewendet gegenüberliegenden lichtemittierenden Elemente (12) sowie die Anordnungen (15) auf einer gemeinsamen Basis (10) vorgesehen und nahe beieinander angeordnet sind.