DE4202785A1 - Vorrichtung zur drehung eines sichtgeraets - Google Patents
Vorrichtung zur drehung eines sichtgeraetsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bildsichtgerät und
insbesondere eine Vorrichtung zum Drehen eines
Sichtgeräts, die in Abhängigkeit mit der Position eines
Betrachters automatisch ein Sichtgerät wie einen Monitor
dreht.
Im allgemeinen ist die Orientierung eines Bildsichtgeräts
wie eines Fernsehers oder eines Monitors dadurch fixiert,
daß es auf einem Tisch oder Ständer aufgestellt ist. Der
Sichtgerätbildschirm eines solchen Bildsichtgeräts ist
aufgrund der Charakteristik der abgelenkten
Elektronenstrahlen leicht gewölbt. Aus diesen Gründen kann
das Bild nur ohne Verzerrung betrachtet werden, wenn der
Betrachter direkt vor der fixierten Bildschirmposition
sich befindet. Werden andere Stellungen zum Betrachten
erwünscht, muß der Betrachter manuell den Fernseher oder
Monitor zum Ausrichten in jede neue Richtung drehen, um
ein Bild auf dem Bildschirm ohne Verzerrung betrachten zu
können.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung eine Vorrichtung zum
Drehen eines Sichtgeräts bereitzustellen, durch die ein
Sichtgerät automatisch gedreht wird, um dessen Bildschirm
auf einen Betrachter auszurichten, wobei die Position des
Betrachters festgestellt wird.
Zur Lösung der Aufgabe weist die Vorrichtung zum Drehen
des Sichtgeräts einen Drehtisch zum Tragen des
Sichtgeräts, eine drehbare Antriebseinrichtung zur Drehung
des Drehtisches um einen vorbestimmten Winkel, ein
Positionsmeßgerät zur Ausgabe einer Spannung entsprechend
zum Drehwinkel des Drehtisches, einen optischen Sensor zum
Erfassen der Einfallsrichtung eines optischen Signals zur
Fernsteuerung und ein Steuergerät zur Steuerung der
Drehtischantriebseinrichtung durch Bestimmung der Größe
und Richtung der Rotation des Drehtisches entsprechend zu
den Ausgaben vom optischen Sensor und Positionsmeßgerät
auf.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines vorteilhaften
Ausführungsbeispiels in den in der Zeichnung beigefügten
Figuren dargestellt und näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der
Vorrichtung zum Drehen eines Sichtgeräts gemäß
der Erfindung;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines in der
Vorrichtung zum Drehen des Sichtgeräts nach
Fig. 1 enthaltenen optischen Sensor und
dessen relative Position zu einer
Fernsteuerung;
Fig. 3 eine Tabelle zur Darstellung der logischen
Eingabewerte der Steueranschlüsse eines
Analogschalters in der Vorrichtung zum Drehen
des Sichtgeräts nach Fig. 1 und deren
Korrelation zu den Ausgaben des optischen
Sensors;
Fig. 4 eine Tabelle zur Darstellung der Ausgaben
eines Positionsmeßgerätes entsprechend zu den
Rotationswinkeln des Drehtisches bei der
Vorrichtung zur Drehung des Sichtgeräts nach
Fig. 1; und
Fig. 5 ein Ablaufdiagramm eines in dem Mikrocomputer
des in Fig. 1 dargestellten Schaltkreises
gespeicherten Programms.
In Fig. 1 werden die Ausgaben S1-S9 eines optischen
Sensors 40 in nicht invertierende Eingänge von
entsprechenden Operationsverstärkern 61-69 innerhalb
einer Verstärkereinheit 60 eingegeben. Die Ausgänge der
Verstärkereinheit 60 sind mit entsprechenden Eingängen
11-19 eines Analogschalters 70 geschaltet. Ein Ausgang Q
des analogen Schalters 70 ist mit einem ersten selektiven
Kontakt eines Steuerschalters SW verbunden. Ein
Referenzkontakt des Steuerschalters SW ist mit einem
Analog/Digital-Wandler 80 verbunden (im folgenden als
A/D-Wandler bezeichnet). Ein Steueranschluß des
Steuerschalters SW ist mit dem siebten Ausgang Q7 eines
Mikrocomputers 50 verbunden. Der Ausgang des A/D-Wandlers
80 ist mit einem ersten Eingang I1 des Mikrocomputers 50
verbunden. Die ersten bis vierten Ausgänge Q1-Q4 des
Mikrocomputers 50 sind mit den ersten bis vierten
Steueranschlüssen D1 bis D4 eines Analogschalters 70
verschaltet. Der Ausgang eines Fernsteuerungsempfängers
100 ist mit dem zweiten Eingang 12 des Mikrocomputers 50
verbunden. Ein Kontaktarm 92 eines Positionsmeßgeräts 90
ist mit einem zweiten selektierbaren Kontakt des
Steuerschalters SW verbunden. Erste und zweite Eingänge
eines Motorantriebs 30 sind mit fünften und sechsten
Ausgängen Q5 und Q6 des Mikrocomputers 50 verbunden.
Erste und zweite Eingänge eines Motors 20 sind mit den
ersten und zweiten Ausgängen des Motorantriebs 30
verbunden. Ein Drehtisch 10 weist in der Mitte seines
Bodens eine Öffnung auf, in die eine Welle eines
zylindrischen Motors 20 durch Einstecken in die Öffnung
gelagert ist. Das Positionsmeßgerät 90 ist fest an der
Achse des Motors 20 angeordnet und eine feste
Widerstandsplatte 91 ist elektrisch zwischen einer
Versorgungsspannung Vcc und einer Erdungsklemme
angeordnet, wodurch entsprechend der Drehung des
Motors 20 unterschiedliche Teilspannungen erzeugt werden.
Die Verstärkereinheit 60 umfaßt neun nichtinvertierende
Verstärker 61-69, von denen jeder aus drei Widerständen
(R1-R3, R4-R6...und R25-R27) und einem einzelnen
Operationsverstärker (A1-A9) gebildet ist. Ein optischer
Sensors 40 umfaßt neun Fototransistoren PD1-PD9, wobei
dessen Konstruktion in Fig. 2 näher beschrieben wird.
Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des optischen
Sensors 40 aus Fig. 1 zusammen mit einer Fernsteuerung
130. Die Fototransistoren PD1-PD9 sind bogenförmig auf
einer inneren Wand eines Gehäuses 120 so angeordnet, daß
deren lichtempfindliche Abschnitte der gegenüberliegenden
Wand zuweisen. Eine Sammellinse 110 ist in der Mitte der
gegenüberliegenden Wand gegenüberliegend zu den
Fototransistoren PD1-PD9 angeordnet und bündelt das
einfallende, von der Fernsteuerung 130 ausgegebene
optische Signal. Dieses wird auf einen von den neuen
Fototransistoren PD1-PD9 entsprechend zum Einfallswinkel
des optischen Signals konzentriert.
In Fig. 3 sind in einer Tabelle die Korrelationen
zwischen den optischen Sensorausgaben und den logischen
Eingabewerten der Steueranschlüsse des analogen Schalters
70 der Drehvorrichtung gemäß Fig. 1 dargestellt. Die
Bezugszeichen D1 bis D4 bezeichnen die ersten bis vierten
Steueranschlüsse des analogen Schalters 70. Q ist ein
Ausgang des analogen Schalters 70. S1-S9 bezeichnen die
Ausgänge der neun Fototransistoren PD1-PD9 des optischen
Sensors 40.
In Fig. 4 ist in einer Tabelle die Ausgangsspannung
eines Positionsmeßgeräts 90 in Abhängigkeit des
Drehwinkels des Drehtisches 10 gemäß des Schaltbildes
nach Fig. 1 angegeben. Auch wenn die Drehwinkel des
Drehtisches 10 jeweils in Intervallen von 10° in der
Ausgangsspannungstabelle gemäß Fig. 4 angegeben sind,
können die Drehwinkel, falls erforderlich, auch weiter
unterteilt werden.
In Fig. 5 ist ein Ablaufdiagramm eines durch den
Mikrocomputer 50 in dem Schaltkreis von Fig. 1
ausgeführten Programms dargestellt.
Im folgenden wird die Betriebsweise der in Fig. 1
dargestellten Einrichtung unter Bezugnahme auf die
Fig. 2 bis 5 beschrieben.
Der Mikrocomputer 50 überprüft, ob Fernsteuerungsdaten
dem zweiten Eingang I2 von einem Fernsteuerungsempfänger
100 über eine vorgewählte Zeitperiode eingegeben werden
(Schritt 200). Der Fernsteuerungsempfänger 100
demoduliert ein von der Fernsteuerung 130 abgegebenes
optisches Signal und führt das demodulierte Signal dem
zweiten Eingang 12 des Mikrocomputers 50 zu.
Falls Fernsteuerungsdaten im Schritt 200 zugeführt
werden, überprüft der Mikrocomputer 50, ob die
zugeführten Fernsteuerungsdaten effektiv sind (Schritt
201).
Werden im Schritt 201 die empfangenen Fernsteuerungsdaten
als effektiv erkannt, speichert der Mikrocomputer 50 die
Ausgabe des optischen Sensors 40 in seiner internen RAM
(Speicher mit wahlfreiem Zugriff) (Schritt 202). Im
folgenden wird das Verfahren zur Zuführung der Ausgabe
des optischen Sensors 40 zum Mikrocomputer 50
beschrieben. Die Ausgaben der neun Fototransistoren
PD1-PD9 des optischen Sensors 40 werden jeder für sich
entsprechenden nichtinvertierenden Verstärkern 61-69
zugeführt. Die neun nichtinvertierenden Verstärker 61-69
empfangen die entsprechenden Ausgaben der neuen
Fototransistoren PD1-PD9 mittels ihrer
nichtinvertierenden Eingänge, verstärken diese und führen
diese zu entsprechenden Eingängen 11-19 des analogen
Schalters 70 zu.
Entsprechend des logischen Wertes der von den ersten bis
vierten Ausgängen Q1-Q4 des Mikrocomputers 50 den ersten
bis vierten Steueranschlüssen D1-D4 zugeführten
Eingabeselektionsdaten, führt der analoge Schalter 70
aufeinanderfolgend die durch die Verstärkereinheit 60
verstärken Eingabesignale dem A/D-Wandler 80 über den
Steuerschalter SW zu. In Fig. 3 ist der Ausgang Q des
Analogschalters 70 entsprechend der seinem ersten bis
vierten Steueranschluß D1-D4 zugeführten logischen Werte
dargestellt. Der A/D-Wandler 80 digitalisiert die
Ausgaben der Fototransistoren PD1-PD9, die vom Ausgang Q
des Analogschalters 70 erhalten wurden, und führt diese
dann als digitalisierte Ausgaben dem Mikrocomputer 50 zu.
Nach Durchführung des Schritts 202 sucht der
Mikrocomputer 50 nach dem maximalen Wert unter den
Ausgaben der Fototransistoren PD1-PD9, wodurch die
relative Position des Betrachters erfaßt wird, und
berechnet einen objektiven Positionswert, d. h., die
ausgegebene Spannung des Positionsmeßgerätes 90, wenn der
Drehtisch 10 in Richtung der Betrachterposition gemäß der
in Fig. 4 dargestellten Tabelle (Schritt 203). Durch den
siebten Ausgang Q7 steuert der Mikrocomputer 50 auch den
Steuerschalter SW, indem der Ausgang des
Positionsmeßgerätes 90 anstatt des Analogschalters 70 mit
dem A/D-Wandler 80 verbunden wird und bestimmt den
gegenwärtigen Positionswert aus der Ausgabe des
Positionsmeßgerätes (Schritt 204).
Darauffolgend vergleicht der Mikrocomputer 50 die
Ausgabespannung, d. h., den gegenwärtigen Positionswert,
ausgegeben vom Positionsmeßgerät 90 und zugeführt durch
den A/D-Wandler 80 mit dem objektiven Positionswert, der
im Schritt 204 erhalten wurde (Schritte 205).
Ist der gegenwärtige Positionswert kleiner als der
objektive Positionswert im Schritt 205, führt der
Mikrocomputer 50 über den sechsten Ausgang Q6 ein hohes
logisches Motorsteuersignal und über seinen fünften
Ausgang Q5 ein niedriges logisches Motorsteuersignal dem
Motorantrieb 30 zu, wodurch der Motorantrieb 30 den Motor
20 zurückdreht. In diesem Fall dreht sich der Drehtisch
10 im Uhrzeigersinn (Schritt 206).
Ist der gegenwärtige Positionswert größer als der
objektive Positionswert im Schritt 205, führt der
Mikrocomputer 50 über seinen fünften Ausgang Q5 ein hohes
logisches Motorsteuersignal und durch seinen sechsten
Ausgang Q6 ein niedriges logisches Motorsteuersignal zu,
wodurch der Motorantrieb 30 in dem Motor 20
vorwärtsdreht. In diesem Fall dreht sich der Drehtisch 10
im Gegenuhrzeigersinn (Schritt 207). In dem Fall, daß die
Steuersignale der Ausgänge Q5 und Q6 gleich sind, wird
der Motorantrieb 30 nicht aktiviert.
Nach den Schritten 206 oder 207 überprüft der
Mikrocomputer 50, ob der gegenwärtige Positionswert
gleich dem objektiven Positionswert ist (Schritt 208).
Sind diese unterschiedlich, kehrt das Programm zu dem
Schritt 204 zurück und die oben genannten Schritte werden
wiederholt. Im andern Fall, wenn sie übereinstimmen, wird
der Motor 20 angehalten (Schritt 209) und die Tätigkeit
abgeschlossen.
Gemäß der vorstehend beschriebenen Erfindung wird die
relative Position eines Betrachters in Abhängigkeit zur
Einfallsrichtung eines Fernsteuersignals erfaßt und
darauffolgend das Sichtgerät solange rotiert, bis der
Bildschirm zu der erfaßten Position weist, wodurch dem
Betrachter während der ganzen Zeit ein scharfes Bild
geliefert wird.
Claims (7)
1. Eine Vorrichtung zum Drehen eines Sichtgeräts in einem
Bildsichtgerät,
gekennzeichnet durch
einen Drehtisch (10) zum Tragen eines Sichtgeräts;
eine Antriebseinrichtung zur Drehung des Drehtisches (10) um einen vorbestimmten Winkel;
ein Positionsmeßgerät (90) zur Ausgabe einer dem Drehwinkel des Drehtisches (10) entsprechenden Spannung;
einen optischen Sensor (40) zum Erfassen der Einfallsrichtung eines optischen Signals von einer Fernsteuerung, und
ein Steuergerät zur Steuerung des Drehtischantriebs durch Bestimmung der Größe und Richtung der Rotation des Drehtisches (10) gemäß der Ausgaben des optischen Sensors (40) und des Positionsmeßgeräts (90).
einen Drehtisch (10) zum Tragen eines Sichtgeräts;
eine Antriebseinrichtung zur Drehung des Drehtisches (10) um einen vorbestimmten Winkel;
ein Positionsmeßgerät (90) zur Ausgabe einer dem Drehwinkel des Drehtisches (10) entsprechenden Spannung;
einen optischen Sensor (40) zum Erfassen der Einfallsrichtung eines optischen Signals von einer Fernsteuerung, und
ein Steuergerät zur Steuerung des Drehtischantriebs durch Bestimmung der Größe und Richtung der Rotation des Drehtisches (10) gemäß der Ausgaben des optischen Sensors (40) und des Positionsmeßgeräts (90).
2. Die Vorrichtung zur Drehung eines Sichtgeräts nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Steuergerät umfaßt:
einen Verstärker (60) zur Verstärkung der Ausgabesignale von dem optischen Sensor (40);
einen Analogschalter (70) zur selektiven, aufeinanderfolgenden Ausgabe der von dem Verstärker (60) erhaltenen Ausgaben gemäß von Steuersignalen;
einen Steuerschalter (SW1) zum selektiven Schalten zwischen den Ausgängen des analogen Schalters (70) und des Positionsmeßgeräts (90);
einen A/D-Wandler (80) zur Digitalisierung der durch den Steuerschalter (SW1) eingegebenen Signale; und
einen Mikrocomputer (50) zur Steuerung des Drehtischantriebs entsprechend der Eingabesignale von dem A/D-Wandler (80), wobei der Mikrocomputer die Aussendeposition der optischen Signale korrespondierend zu einem maximalen Wert unter den Ausgaben der optischen Sensoren (40) erfaßt und den Drehtischantrieb durch Vergleich der Ausgabespannung des Positionsmeßgeräts (90), d. h. des objektiven Positionswertes, mit dem gegenwärtigen Positionswert des Positionsmeßgeräts (90) steuert.
einen Verstärker (60) zur Verstärkung der Ausgabesignale von dem optischen Sensor (40);
einen Analogschalter (70) zur selektiven, aufeinanderfolgenden Ausgabe der von dem Verstärker (60) erhaltenen Ausgaben gemäß von Steuersignalen;
einen Steuerschalter (SW1) zum selektiven Schalten zwischen den Ausgängen des analogen Schalters (70) und des Positionsmeßgeräts (90);
einen A/D-Wandler (80) zur Digitalisierung der durch den Steuerschalter (SW1) eingegebenen Signale; und
einen Mikrocomputer (50) zur Steuerung des Drehtischantriebs entsprechend der Eingabesignale von dem A/D-Wandler (80), wobei der Mikrocomputer die Aussendeposition der optischen Signale korrespondierend zu einem maximalen Wert unter den Ausgaben der optischen Sensoren (40) erfaßt und den Drehtischantrieb durch Vergleich der Ausgabespannung des Positionsmeßgeräts (90), d. h. des objektiven Positionswertes, mit dem gegenwärtigen Positionswert des Positionsmeßgeräts (90) steuert.
3. Die Vorrichtung zum Drehen eines Sichtgeräts nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehtischantrieb einen Motor (20) zum Drehen des
Drehtisches (10) und einen Motorantrieb (30) zum Antreiben
des Motors (20) entsprechend der Ausgabe des Steuergeräts
aufweist.
4. Die Vorrichtung zum Drehen eines Sichtgeräts nach
Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Drehtisch (10) eine Öffnung in der Mitte seines
Bodens aufweist, in die eine zylindrische Achse des Motors
(20) fest einsteckbar ist.
5. Die Vorrichtung zum Drehen eines Sichtgeräts nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Positionsmeßgerät (90) ein fester, zwischen einer
Versorgungsspannung und einem Erdanschluß verschaltete
Widerstandsplatte (91) und einen Kontaktarm (92) zum
Erfassen der Drehung des Drehtischantriebs aufweist.
6. Die Vorrichtung zum Drehen eines Sichtgeräts nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der optische Sensor (40) eine Vielzahl von
Fototransistoren (PD1-PD9) umfaßt.
7. Die Vorrichtung zum Drehen eines Sichtgeräts nach
Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Vielzahl der Fototransistoren (PD1-PD9) auf der
inneren Wand eines Gehäuses des optischen Sensors (40)
angeordnet sind, wobei deren lichtempfindliche Abschnitte
einen der gegenüberliegenden Wand zuweisenden Bogen
bilden.
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ID=19310574
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