NO861165L - Haandbetjent statisk omkobler. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse angår statiske omkoblere

av håndbetjent type, dvs. hvilke som helst innretninger som gjør det mulig ved minst én utgangsklemme å avgi et signal som kan anta minst to nivåer, hvorav det ene fås når man f.eks. manuelt anbringer et element på et bestemt sted. Den befatter seg også med anvendelsen av slike omkoblere til suksessiv styring av f.eks. elektroniske elementer i avhengighet av en bestemt stilling av et fortrinnsvis manuelt forskyvbart element.

Der finnes allerede omkoblere av den ovenfor angitte

art som kan betjenes manuelt. I alminnelighet omfatter de under en myk vegg to kontakter som er anbragt overfor hverandre og underkastet virkningen av fjærende tilbakeføringsorganer, f.eks. av elektrisk ikke-ledende materiale. For å betjene en slik omkobler er det nok, f.eks. direkte eller indirkete med en finger å utøve et svakt trykk på den myke vegg for å skaffe kontakt mellom to kontakter som da utfører omkoblings-funksjonen, f.eks. for slutning av en krets. Dette system gir gode resultater, men krever tross alt særskilte tiltak når det gjelder bruken, siden for store trykkrefter kan mer eller mindre fort føre til ødeleggelse av kontaktene, fremfor alt ved spesielle anvendelser som f.eks. styring av forskjellige musikalske elementer i teatersaler hvor innretningene ofte blir utsatt for hårdhendt behandling.

På den annen side finnes der andre omkoblere som er

helt statiske og i alminnelighet omfatter en kilde for knipper av elektromagnetiske bølger og en mottagercelle for knippene anbragt i en viss avstand fra kilden for å tillate et element, f.eks. en finger på en hånd, å beveges mellom dem.

Disse innretninger oppfyller selvsagt de funksjoner

som kreves. Imidlertid kan de, f.eks. i tilfellet av en anvendelse for et reguleringspotensiometer i et lydmiksebord, oppvise to ulemper. For det første har brukeren undertiden ikke den nødvendige følelse av berøring, f.eks. i det ovennevnte tilfelle, og for det annet vet han ikke nøyaktig på hvilket sted han har anbragt fingeren.

Videre har den foreliggende oppfinnelse til oppgave

å skaffe en fortrinnsvis håndbetjent, effektiv omkobler av statisk type som tillater mulige brukere å få følelse av berør-ing og ennvidere gjør det mulig for dem å vite om omkoblingen er utført, og mer spesielt i tilfellet av et system med mange mulige omkoblere, hvilken omkobling som har vært utført.

Nærmere bestemt går oppfinnelsen ut på en statisk omkobler av håndbetjent type,karakterisert vedat den omfatter: - en kropp med minst en kanal som har en gjennomsiktig bunn og er flankert på begge sider av et første og et annet spor, slik at kanalen får minst to vegger som er gjennomsiktige for minst én elektromagnetisk stråling, beliggende til siden for bunnen og stort sett innbyrdes parallelt, - minst én sender for bunter av den nevnte elektromagnetiske stråling, anbragt i første spor og slik at den sender buntene mot det annet spor, - en mottager som er følsom for den elektromagnetiske stråling og er plassert i et annet spor og anordnet for å

kunne oppfange det av kilden utsendte stråleknippe, og som er innrettet til å sende et utgangssignal som har minst to forskjellige nivåer, alt etter om mottageren mottar knippet eller ikke,

- en synlig lyskilde som er plassert bak kanalens bunn

og orientert for å belyse innsiden av kanalen gjennom bunnen, og

- organer til å styre kilden i avhengighet av verdien

av utgangssignalet fra den nevnte følsomme mottager.

Andre særtrekk og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå av den følgende beskrivelse, som henviser til høyningen, og som er å anse som illustrerende, men på

ingen måte som begrensende.

Fig. 1 og 2 viser en og samme utførelsesform for omkobleren ifølge oppfinnelsen i to på hinannen loddrette snitt.

Fig. 3 viser skjematisk og partielt en utførelsesform

for en omkobler ifølge oppfinnelsen ved en spesiell anvendelse, nærmere bestemt styring av et potensiometer hvis motstands-verdier endres i trinn.

I og med at fig. 1 og 2 viser samme utførelsesform, betegner henvisningstallene her de samme elementer.

Fig. 1 viser snitt etter linjen b-b på fig. 2, og fig.

2 viser delvis snitt etter linjen a-a på fig. 1.

Den viste innretning er en omkobler av statisk type

som omtalt innledningsvis, egnet til å betjenes manuelt, særlig ved plassering av en finger, som vist skjematisk på fig. 1.

Nærmere bestemt omfatter omkobleren en kropp 1, fortrinnsvis av gjennomsiktig materiale som eksempelvis et plast-materiale, hvor der er utformet et kanal 2 i oversiden og to omvendt orienterte spor 6 og 7 i undersiden. Sporet 2 er inngrenset av to vegger 3 og 4 på sidene og en bunn 5 nedentil, og veggene 3 og 4 er fortrinnsvis parallelle og skiller kanalen 2 fra de to omvendte spor henholdsvis 6 og 7. Kroppen 1 har stort sett plan form med to hovedsakelig parallelle flatsider 8 og 9. I denne utførelsesform har kanalen 2 sin munning 10 mot oversiden 8 av kroppen 1, mens de to spor 6 og 7 har sine munninger 11 resp. 12 vendt mot siden 9.

Kanalen 2 og de to spor 6 og 7 i denne plateformede kropp 1, er formet slik at tykkelsen av sideveggene 3 og 4

og av bunnveggen 5 er tilstrekkelig betydelig til at de kan motstå selv kraftige trykk som vil kunne utøves med en finger, men allikevel tilstrekkelig liten til å tillate et knippe av elektromagnetiske bølger som er synlige, f.eks. med bølge-lengde av størrelsesorden 6000 Ångstrøm, eller er usynlige, f.eks. med en bølgelengde 10.600 Ångstrøm, å trenge gjennom godset uten å undergå noen dempning av betydning. Som det vil bli forklart senere, blir denne stråling ved en gunstig utførelsesform valgt innen det usynlige område, f.eks. som utsendt av en laserdiode AsGa.

Omkobleren omfatter minst én sender 13 for elektromagnetiske bølger, anordnet i sporet 6 slik at dens emitterende flate 14 kan sende ut knipper 15 av elektromagnetiske bølger i den optiske akse 16, som stort sett står loddrett på de to sidevegger 3 og 4, som i sin tur fordelaktig er parallelle, slik at denne optiske akse hovedsakelig går gjennom midten av det annet tilsvarende spor 7 og dermed også i midten av kanalen 2. Dermed kan strålebunten 15 når den sendes ut av senderen 13, forplante seg langs aksen 16 idet den trenger gjennom de to sidevegger 3 og 4 og falle ut i sporet 7 dersom der ikke finnes noe hinder i kanalen 2.

I den optiske akse 16 er der i sporet 7 plassert en mottager 17 som er følsom for de elektromagnetiske bølger som utsendes av senderen 13. Denne strålingsfølsomme mottager 17 er selv innrettet til ved sin utgang 18 å avgi et signal som generelt har elektrisk form, og hvis amplitudeverdi er en funksjon av den mengde av elektromagnetiske bølger som mottas av den følsomme overflate, og i alle fall å levere et signal på minst to nivåer, alt etter om mottageren 17 mottar eller ikke mottar den av senderen 13 utsendte elektromagnetiske strålebunt.

Det sier seg selv at disse to elementer, sender 13 og mottager 17, f.eks. via sine avgreningsknekter 20 og 21 er fastholdt til et underlag 22 for trykte kretser, i den viste utførelsesform et underlag i U-form med et bunnparti 23 og to sidepartier 24 og 25, hvorav sidepartiet 24 tjener til å bære og tilkoble utgangsklemmene 20 fra senderen 13 og side-patiet 25 på sin side tjener til å bære klemmene 21 på den følsomme mottager 17. Underlaget 23 tjener til å tilveiebringe forbindelsene mellom forskjellige elementer av senderen og mottageren samt eventuelle utvendige elementer som f.eks. knekter til feste på andre organer.

Under bunnveggen 5 av kanalen 2 er der rett ut for kanalens indre rom plassert en kilde 26 for synlig lys 27. Denne lyskilde 26 er f.eks. likeledes via sine tilkoblings-klemmer 28 anbragt på underlaget 23 for den trykte krets 22, slik at dens lysemitterende overflate 29 vender mot bunnveggen 5 og de av kilden 26 utsendte strålebunter 27 kan trenge gjennom denne bunnvegg 5 for å ses av en iakttager som befinner seg over munningen 10 av kanalen 2.

Slik omkobleren er vist på fig. 1, omfatter den ennvidere en energikilde 30 med så mange klemmer som behøves for å mate systemet av de tre aktive elementer, altså senderen 13, mottageren 17 og kilden 26. Sagt meget skjematisk har denne energikilde 30 en første utgangsklemme 31 som er forbundet med tilkoblingsklemmene 20 for senderen 13, og en annen utgangsklemme 32 som er forbundet med en første inngang 33 til en logisk port 34 hvis utgang 35 er forbundet med tilkoblingsklemmene 28 til kilden 26 for synlig lys. Denne logiske port 34 har en styreinngang 36 forbundet med utgangsklemmene 21 på den følsomme mottager 17. Disse forbindelser er realisert på meget konvensjonell måte ved hjelp av trykte kretser som vanlig forekommer innen det elektroniske felt.

Funksjonen av den logiske port 34 er bestemt slik at denne når den følsomme mottager 17 mottar et lysende signal fra senderen 13, ved sin utgang 18 leverer et elektrisk signal hvis nivå er avpasset slik at den logiske port 34 når signalet påtrykkes dens inngang 36, danner en avbryter egnet til å hindre matning av lyskilden 26 som da ikke kan utsende sin synlige strålebunt 27. I dette tilfelle er den logiske port 34 i "sperrende" tilstand. Derimot gjør det signal mottageren

17 avgir ved sin utgang 18 til inngangen 36 til den logiske

34 når mottageren 17 ikke mottar den av senderen 13 utsendte strålebunt 15, det mulig å mate lyskilden 26, så denne kan sende ut sin synlige lysstrålebunt 27, idet den logiske port 34 i dette tilfelle er i "gjennomslippende" tilstand.

Hva som nettopp har vært beskrevet, spesielt ved henvis-ning til fig. 1, representerer prinsippskjemaet for en én-stillings-omkobler, dvs. at man ved utgangen 35 fra den logiske port 34, nærmere bestemt ved klemmen 40, får et signal av analogtypen "0-1", alt etter om der i kanalen 2 befinner eller ikke befinner seg et element, som f.eks. en brukers finger 41. Denne omkobler gjør det således mulig ved utgangen 40

å få det signal som er omtalt tidligere i den foreliggende beskrivelses innledning.

Virkemåten av den beskrevne innretning er som følger:

Det vil forstås at en bruker som vil oppnå et signal

ved utgangen 40, plasserer fingeren 41 på bunnen 5 av kanalen 2, som han trykker på i påtagelig grad eller ikke. Hvor kraftig han trykker, er uten betydning, takket være stivheten av bunnveggen 5, som slett ikke lider noen deformasjon, så innretningen oppfyller alle betingelser som ønskes for en betydelig levetid. Når brukeren plasserer fingeren 41 i kanalen 2, avbryter han

den elektromagnetiske strålebunt 15 så den ikke lenger kan treffe den følsomme overflate av mottageren 17. Som tidligere nevnt, leverer denne da et signal som gjør det mulig for den logiske port 34 å bli gjennomslippende. Lyskilden 26 blir da matet og utsender en lysbunt 27, samtidig som der ved utgangen 40 fremkommer et signal som kan benyttes for forskjellige anvendelser.

Man innser således de forskjellige fordeler ved en slik innretning som nærmere bestemt dels vil kunne betjenes manuelt av en mulig bruker som dessuten ikke behøver å frykte for å trykke mot bunnen 5 av kanalen 2, siden den ikke har noen mekanisk virkning. Og dels vil brukeren ha følelsen av å trykke på en knapp, slik han er vant til når det gjelder andre elementer av samme type. Sluttelig vil han med dette system kunne vite sikkert at han har påvirket omkobleren, siden lyskilden 26 bare blir tent når han har plassert fingeren 41 i kanalen 2. Man ser her betydningen av å benytte en sender 13 for usynlig lys for at den ikke skal influere på lyset fra kilden 26.

Av fig. 2, som viser samme utførelsesform som fig. 1, fremgår det tydelig at omkobleren kan omfatte en rekke systemer som på den beskrevne måte omfatter kroppen 1, senderen 13, mottageren 17 og kilden 26, hvorav de tre sistnevnte sitter stort sett i samme plan. Disse systemer vil bli anbragt innbyrdes parallelt, slik at en bruker som har anbragt fingeren i kanalen 2, som her har langstrakt form, for det første lett kan flytte fingeren og for det annet straks vite i hvilken posisjon den er, siden de forskjellige lyskilder 26 blir tent i avhengighet av fingerens plassering.

Fig. 2 viser en flerhet av systemer som er sammenstilt

på linje og kan benyttes til forskjellige anvendelser, særlig som nevnt innledningsvis, i potensiometerstyringer, på miksebord som er vanlige ved musikalske aktiviteter, registrering eller lydgjengivelse for scene.

Fig. 3 viser en omkobler 50 som gjør det mulig å regulere et potensiometer 60 skritt for skritt.

Omkobleren 50 omfatter i en eneste kropp 51 som fordelaktig helt ut er utført i et gjennomsiktig materiale, en flerhet av systemer 85, 87, 88, 89, ... av den tidligere beskrevne art, hvert dannet av sammenhørende elementer, spesielt en sender 52, en mottager 53 og en lyskilde 54, såvel som en utgang 55. De forskjellige systemer 85, 87, 88, 89 ... sitter ved siden av hverandre, slik at en enkelt kanal 56 strekker seg rettlinjet mellom parene av sender og mottager og rett ut for lyskildene. Således vil der når man f.eks. forskyver en finger 90 i kanalen 56, ved de forskjellige utganger 55,

57, 58, 59, ... opptre f.eks. logiske signaler, som vil gjøre det mulig å identifisere fingerens plass i kanalen 56. Ut-gangene 55, 57, 58, 59 ... fra omkobleren 50 er forbundet med tilsvarende innganger 61, 62, 63, 64, ... til potensiometeret 60. Forbindelsene mellom disse utganger og innganger dannes i alminnelighet av en ledning av "buss"-type 100.

Det viste potensiometer 60 setter seg sammen av en rekke motstander 65, 66, 67, 68, 69, ... i seriekobling. Hvert for-bindelsespunkt mellom suksessive motstander er forbundet f.eks. med et referansepotensial, som gods, via en transistors emitter-kollektorkrets. De viste transistorers type og avgreningsretning i den form som er avbildet på fig. 3, er ikke angitt nærmere, siden denne teknikk er velkjent og beherskes av fag-folk, som vil kunne velge den egnede transistortype og dens avgreningsretning.

Når dette er sagt, vil det ses at f.eks. forbindelses-punktet 70 mellom de to motstander 65 og 66 er forbundet med emitter-kollektorkretsen 71 hos transistoren 72 og gods 73. Enden 74 av seriekoblingen av motstander er likeledes direkte forbundet med gods 73. Det samme gjelder selvsagt de øvrige forbindelsespunkter mellom motstandene, f.eks. er punktet 75 mellom motstandene 66 og 67 forbundet med gods 73 via transistoren 76, og så videre for de øvrige forbindelsespunkter.

Den annen ende 77 av seriekoblingen av motstander utgjør sammen med enden 74 de to arbeidsklemmer på potensiometeret 60.

Disse to klemmer kan så tilkobles en krets som er betegnet

med "V" på fig. 3.

Koblingsanordningen for omkobleren 50 med potensiometeret 60 virker som følger: Det antas for det første at en bruker f.eks. vil la lydnivået for en musikalsk anvendelse variere under fore-stillingen. For å oppnå en slik nivåendring må man som bekjent endre nivået av et elektrisk signal, f.eks. fra et potensiometer. Således vil brukeren i det tilfelle som er vist på

fig. 3, bevege enden av fingeren 90 i kanalen 56, idet han om nødvendig forskyver den langsetter denne. Ved denne forskyv-ning vil de forskjellige utganger 55, 57, 58, 59 ... levere et signal som er identifisert i avhengighet av fingerens stilling i kanalen 56. Det skal understrekes at brukeren som tidligere omtalt, vet akkurat hvilken plass i kanalen han har anbragt fingeren på, siden lyskilden blir tent i denne stilling og han kan se lyset fra den gjennom bunnen av kanalen 56. Hvis han vil fastlegge en bestemt verdi av potensiometerets motstand, anbringer han fingeren på det sted i kanalen som på forhånd vil være markert for en gitt verdi av motstanden.

Hvis han f.eks. anbringer fingeren i systemet 89, fås

et signal ved utgangen 59. Dette signal overført av bussled-ningen 100 blir tilført inngangen 64. Derved blir den til-hørende transistor gjennomslippende, noe som fører til en kortslutning av motstandene 68, 67, 66, 65, og potensiometerets motstandsverdi blir lik verdien av motstanden 69 alene.

Hvis fingeren derimot plasseres i systemet 85, vil det signal som avgis ved utgangen 55 og tilføres transistoren 72, medføre kortslutning av motstanden 65 og potensiometerets ohm-verdi blir lik summen av verdien av motstandene 66, 67,

68, 69, ...

Hvis brukeren nå ønsker en stort sett kontinuerlig (i det minste skrittvis) variasjon, kan han forskyve fingeren langsetter kanalen 56, og den resulterende motstandsverdi av potensiometeret 60 vil undergå en variasjon svarende til hver overgang mellom systemene 85 , 87, 88 , 89 ... t i form av en addisjon eller subtraksjon, alt etter fingerens forskyv-ningsretning, av en av motstandene 65, 66, 67, 68, 69 ...

Det skal påpekes at det viste eksempel bare utgjør-

en utførelsesform i en bestemt anvendelse/ og at omkobleren vil kunne omfatte et mer betydelig antall systemer 85, 87,

88, 89 ... og dermed f.eks. bevirke en variasjon av potensiometeret i finere skritt og/eller av øket størrelse.

Claims (9)

1. Statisk omkobler av håndbetjent type, omfattende: - en kropp (1, 51) som er utformet med minst én kanal (2, 56) som har en bunnvegg (5) og på hver side er flankert av et første og et annet spor (6 resp. 7), slik at kanalen (2) har minst to vegger (3, 4) som er gjennomsiktige for minst én elektromagnetisk stråling, plassert til siden for bunnveggen og stort sett innbyrdes parallelt, - minst én sender (13, 52) for bunter av den nevnte elektromagnetiske stråling, anordnet i første spor (6) for å sende strålingsbuntene mot det annet spor (7), - en mottager (17, 53) som er følsom for den nevnte elektromagnetiske stråling (15) og er plassert i det annet spor (7) samt anordnet for å kunne oppfange den av senderen utsendte strålebunt, og som er innrettet til å avgi et utgangssignal med minst to forskjellige nivåer, alt etter om mottageren mottar strålebunten eller ikke, karakterisert ved at den nevnte bunnvegg (5) består av gjennomsiktig materiale, og at omkobleren dessuten omfatter - en kilde (26, 54) for synlig lys, anordnet bak kanalens (2) bunnvegg (15) og orientert for å belyse det indre av kanalen gjennom bunnveggen og - organer (30, 34, 36) til å styre den nevnte kilde (26, 54) som funksjon av nivået av den nevnte utgangssignal fra den følsomme mottager (17, 53).

2. Omkobler som angitt i krav 1, karakterisert ved at kroppen (1, 51) er laget av et materiale som er gjennomtrengelig for den elektromagnetiske stråling og det synlige lys.

3. Omkobler som angitt i krav 2, karakterisert ved at kroppen (1, 51) utgjøres av en plate med to stort sett parallelle bredsider (8, 9), at kanalen (2, 56) munner ut med en åpning (10) i den første side (8), og at de to nevnte spor (6, 7) munner ut med en åpning (11, 12) i den annen bredside (9).

4. Omkobler som angitt i krav 3, karakterisert ved at senderen (13, 52), mottageren (17, 53) og kilden (26, 54) er fast forbundet med et underlag (22) for en trykt krets.

5. Omkobler som angitt i krav 4, karakterisert ved at det nevnte underlag (22) er stort sett U-formet og har et bunnparti (23) som stort sett er parallelt med den nevnte annen bredside (9), og to sidepartier (24, 25) som befinner seg ut for hvert sitt av de nevnte spor (6, 7), samtidig som senderen (13) og mottageren (17) er montert hovedsakelig på de to sidepartier (24, 25) og lyskilden (26) på bunnpartiet (23) mellom de to sidepartier og ut for den nevnte kanal.

6. Omkobler som angitt i et av kravene 1-5, karakterisert ved at den nevnte sender (13, 52) for elektromagnetiske bølger er en kilde for usynlig lys.

7. Omkobler som angitt i krav 6, karakterisert ved at kilden (13, 52) for usynlig lys er en infrarødt-kilde.

8. Omkobler som angitt i et av kravene 1-7, karakterisert ved at den omfatter en flerhet av sendere (52) for elektromagnetiske strålebunter, plassert side om side i samme spor, en flerhet av mottagere (53), plassert side om side i samme annet spor, og en flerhet av lyskilder (54), plassert side om side under samme kanal (56), at de to spor og kanalen ligger med stort sett parallelle akser, og at der er tilknyttet hver sender (52) en mottager (53) og organer til å styre en kilde (54) ved hjelp av det av mottageren leverte signal.

9. Omkobler som angitt i krav 8, karakterisert ved at en sender (13, 52), en mottager (17, 53) tilknyttet senderen, og en lyskilde (26, 54) styrt av mottageren, sitter stort sett i samme plan.