专利名称：光控电动控制设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制设备，尤其涉及一种控制设备的光学检测和控制的装置及方法，如音量控制器。
背景技术：
现有的音频调音台一般应用多个滑动控制，通常称为音量控制器，控制一个或多个声道的音量等级。通常，音量控制器的控制旋钮控制输出，这个输出一般为一种电信号。传统的音量控制器通常采用碳轨迹(carbon track)来检测控制旋钮的位置。传统的混音器可采用用户控制的音量控制器(如非机动的)或者自动控制的音量控制器(如机动的)。一种电驱动信号提供给电机，从而对电动推子(motorized faders)进行控制,从而调节控制旋钮的位置。与非机动音量控制器相似的是，这些音量控制器还可以由使用者进行定位。
传统的碳轨迹双路混合器的缺点在于，由于碳轨迹的污染使其使用寿命较短。碳轨迹可能会被各种废物污染，如尘土、液体等。这些废物通常是通过音量控制器的控制插槽进入的。由此导致现有技术的控制装置的机械使用寿命会被大大降低。而且，经过评估，如果碳轨迹没有受到污染，则传统的碳轨迹音量控制器有10，000圈的寿命。为了避免对碳轨迹音量控制器的污染，曾有人尝试设计机体可进行旋转的音量控制器，从而使灰尘和/或其他的污染性的废物不会直接地落到碳轨迹上。另一种方法是使用具有导电性的塑料轨道，这种轨道相较碳轨道而言对废物具有更好的适应性。然而，这样进行设计的成本很高，如具有传导性的塑料轨道的设计，会限制音量控制器控制旋钮的机械操作感觉(如稳定，晃悠等)。这种对音量控制器的操作感觉直接决定了买家或者使用者对音频混音器整体质量的认识。消费者是否认可调音台可能会依据(至少是部分依据)对音量控制器的机械操作感觉。相应地，一个音量控制器应具有较长的使用寿命，才不会由于使用时间的影响而减弱对音量控制器的机械操作感觉。传统的音量控制器的另一缺点在于其机动的驱动系统的设计。例如，用于传统的机动音量控制器的微型传动皮带和转动拉线控制装置(tuner cord controlled devices)可能会限制一个音量控制器的使用寿命。随着使用时间的增加，这些驱动机构就会失效和/或需要维修。因此，需要提供一种能够克服现有音量控制器不足的改良的控制装置。

发明内容
本发明涉及一种控制设备的装置及方法。在本发明的一个实施例中，控制设备包括用于支撑控制旋钮的滑块和与滑块相连接的齿条，齿条包括若干插槽，可使滑块进行线性移动。控制设备进一步还包括用于使齿条移动和对控制旋钮进行控制的驱动元件，一个用于检测控制旋钮位置的光检测模块，此光检测模块是根据与齿条插槽相关的一个或多个光信号来检测控制旋钮的位置。另一实施例中，提供一个控制台，此控制台包括多个控制装置，一个存储器和一个处理器。处理器与多个控制装置和存储器相连。处理器输出一个或多个信号至一个或多个控制装置。每个控制装置包括一个用于支撑控制旋钮的滑块，一个与滑块相配合的齿条，此齿条包括若干插槽，并使滑块线性移动。每个控制装置还包括一个驱动元件，用于使齿条移动并对控制旋钮的位置进行控制，光检测模块根据与齿条插槽相关的一个或多个光信号，检测控制旋钮的位置。进一步地，以下结合具体实施例的详细描述与图片描述，对本发明的目的、理想性能、装置与方法的优点进行更详细地说明，使相关领域的技术人员更易理解。然而，应当指出的是，以下附图仅用于对本发明的解释，并不能因此而理解为是对本发明专利范围的限定。


图IA是本发明一个或多个实施例的一种控制装置；图IB也是本发明一个或多个实施例的一种控制装置； 图IC是本发明如图IB所示的一个或多个实施例的控制装置的分解图；图2A-2C是本发明一个或多个实施例的底架导轨组件的示意图；图3A-3C是本发明一个或多个实施例的光学位置感应的示意图；图4是本发明一个或多个实施例的光检测系统的简图；图5是本发明一个或多个实施例的应用音量控制器的控制台的模块简图；图6是本发明一个或多个实施例的音量控制器的控制流程；图7是本发明一个或多个实施例的控制旋钮的示意图；图8是本发明一个或多个实施例的光检测元件的示意图；图9是本发明一个或多个实施例的音量控制器元件的示意图；图10是本发明一个或多个实施例的音量控制器控制单元的模块简图。
具体实施例方式本实施例一方面涉及一种控制装置，这种控制装置通常与音量控制器有关，如线性控制或者滑动控制。本实施例的控制装置，包括一个或多个元件，用于此控制装置上的控制旋钮的光感定位与移位。光检测元件根据齿条元件相对于一个或多个光检测元件的位移，感应控制旋钮的位置。光检测元件使对控制旋钮位置的检测具有精准性和可重复性。此处所描述的一种控制装置是指一种音量控制器。但是，也可以理解的是，此处阐述的一种控制装置不仅仅局限于作为音量控制器应用。因此，控制装置的输出也不仅仅根据控制装置的状态而局限在0%至100%的数值范围之间。与传统的音量控制器和控制装置不同的是，此处描述的控制装置在实际使用过程中没有机械磨损或者机械降解，可以在失效前轻松地完成100,0000圈的旋转工作。因此，此处描述的控制装置能够大大超越传统音量控制装置的操作性能。控制装置可包括一种对控制旋钮定位的驱动系统。在本实施例中，齿条可能够根据轮驱动元件来确定控制装置的控制旋钮的位置，如与齿条接触的橡胶轮。控制装置还可包括用于支撑控制旋钮的滑块，其中，滑块的位置能够根据齿条的位移进行检测。控制旋钮可包括一个用于检测使用者触碰情况的接触部(a contact tab)。控制装置可根据使用者对接触部的触碰而产生的控制装置的触碰感应，启动或者终止驱动系统。在另一实施例中，控制装置可包括一个齿轮和齿条的驱动系统，用于机动控制控制旋钮。此驱动系统的感应程度较传统的音量控制器有所改进。在另一实施例中，提供了一种控制台，此控制台包括多个控制装置。此处阐述的实施例的另一方面，提供了一种流程，此流程可以检测一个或多个控制装置的位置，还可以控制一个及多个驱动系统，而此驱动装置是用于对控制旋钮的位置进行单独或综合控制。此处所说“一种”是指一个或一个以上。“多个”是指两个或两个以上。“另一”是指第二个或者更多个。“包括”和/或“具有”是开放式的含义(如包含)。通观整个具体实施方式
部分的“一个实施例”、“某些实施例”或相关的词语是指结合实施例的一个特定的特点、结构或性质，至少包含在一个实施例中。因此，这些词语在不同地方的含义可能不是都指相同的实施例。此外，特定的特点、结构或性质可能是在一个或多个实施例中的适合的方 式，对此并没有限定。此处所用的“或者”可解释为任一或任一种结合的含义。因此，“A，B或C，，意味着“以下任何一种A ；B ；C ；A和B ;A和C ；B和C ；A, B和C”。此处所述未包含的定义，只有当元件、功能、方法或实施在某种程度上，本质是相互排斥的。根据计算机编程的技术人员在计算机系统或者类似电子系统中的操作，对本发明进行具体描述。这些操作过程一般是通过计算机完成的。可以理解为，这些符号化的操作包括处理器的操作，如代表信息位的电信号，和对电信号在存储器中的位置进行保持的中心处理单元，例如在系统存储器中，同时还有其他信号的处理。信息位所在存储器中的位置是物理位置，这些物理位置有对应信息位的特殊的电的、磁的、光的或有机的特征。当在软件中实现操作时，本实施例中的元件本质上就是完成任务所必需的代码段。这些代码段可存储到处理器中的可读取媒体中，这些可读取媒体可以是能够存储或编译信息的任何一种媒体。处理器可读取媒体包括一个电子回路、一个半导体存储装置、一个只读存储器(ROM)、一个闪存存储器或者其他的不易丢失数据的存储器、一个软盘(floppydiskette)、一个⑶-ROM、一个光盘、一个硬盘、一个光纤媒体、一个射频链路等。如图1A-1C所示的本发明的一个或多个实施例的一种控制装置，通常为音量控制器。首先，如图IA所示，为一个实施例的音量控制器100的示意图。音量控制器100涉及一个或多个实施例的一种光控线性控制装置。如图IA所示，音量控制器100包括人工控制的控制旋钮102。控制旋钮102的位置与音量控制器100所控信号的理想增益值和/或理想水平相关。例如，音量控制器的状态与0%至100%的音量值范围和/或不同的音量值有关。在一个实施例中，音量控制器100用于对控制旋钮102的位置进行光检测。而且，音量控制器100可采用人工或者电动的方式对控制旋钮102的位置进行控制。控制旋钮102可由一个与滑块104相连接的金属件(metal tab)(图IA中未进行标注)支撑。滑块104可使控制旋钮102沿着杆106和108进行线性移位。在一个实施例中，滑块104可以是一个塑料滑块。杆106和108可由钢或者其他传导材料构成。如图所示，杆106和108大体上是平行的，用于对滑块104进行定位。在另一实施例中，音量控制器100可以选择采用一个C形状的底架，使控制滑块104进行移位，以下结合图2A-2C进行具体阐述。音量控制器100的控制旋钮102可用于检测使用者的触碰情况，产生触摸感应。在一个实施例中，滑块104包括一个导电刷,通过杆106和108为电路板116导电。用户对控制旋钮102的触碰，可以通过控制旋钮102的接触部的连接情况检测到，以下结合图7进行详细的描述。在一个实施例中，根据使用者与控制旋钮102的接触，导电刷可以使接触部与音量控制器100的控制电路电性连接。导电刷产生的一个或者多个信号可用于产生触摸感应。用这种方式，音量控制器100能够检测到使用者对控制旋钮102的控制，来调节和/或停止一个或多个音量控制器的电动操作。音量控制器100的触摸感应同样也可用于检测一个开关电路(图中未示)，在另一实施例中，此转换开关电路可包含于控制旋扭102，用于检测用户对旋钮的触碰或者接近情况。滑块104与齿条110相连。齿条110可包括若干插槽，使滑块104进行线性移位。滑块110的每个插槽都是相同尺寸的，并用于光检测模块的光电晶体管根据齿条的位移产生线性编码。音量控制器100还可包括一个用于支持齿条110连接至驱动元件112的的搭接部(snap tab)。以下将结合图9进行更加详细的描述，音量控制器100可包括弹簧126，在驱动系统和齿条110之间产生接触压力。齿条110可由包括驱动元件112和驱动电机120的驱动系统来进行定位。驱动元件112可使齿条110进行移位，并对控制旋钮102的位置进行控制。驱动元件112与电机 120相连接，并涉及一个如图IA中所示的与齿条110相连的驱动轮。安装驱动元件112，使之可根据一个或多个从控制单元接收到的控制信号，对控制旋钮102的位置进行控制。如图IA所示的驱动系统，包括一个橡胶轮作为驱动元件112连接电机120与，并啮合齿条110。齿条110的底部是光滑的，以啮合橡胶轮和/或其他类型的驱动轮。此外，使用者可使用驱动系统来确定控制旋钮的位置。音量控制器100包括电机安装模块114，用来支持驱动系统和电机120。如图IA所示，电机安装模块114还可固定电路板116，并与插槽结构122相连接。在一个实施例中，电机安装模块114和插槽结构122可用于固定一个或多个音量控制器100的组件。支撑结构128可与插槽结构122相连，用于固定杆106和108。杆106和108还可由电机安装模块114来进行固定和并电性绝缘电机安装模块114。在一个实施例中，音量控制器100可包括一个光检测模块,检测控制旋钮102的位置和齿条110的位移。光检测模块，根据与齿条100的插槽129相关的一个或多个被检光信号，检测控制旋钮102的位置。此外，电路板116和电路板124可包括一个或多个元件来对齿条110的位移进行光检测。音量控制器的移动的光检测和/或齿条110的线性移位可应用于电动控制和一个或多个声道的控制。在某些实施例中，用于对控制旋钮102进行定位的控制信号可通过电路板116的终端118接收。同理，控制旋钮102的被检位置也可通过终端118输出。齿条位移的光检测可通过光来完成，此光是通过一个或多个齿条110的插槽129相对于电路板116和124的移动检测到的。插槽129涉及可用于对齿条110的位置和/或位移进行光检测的一排窗口。结合图8，以下进行更详细的讨论，电路板116可包括一个或多个LED和光电探测器(如光电晶体管)，它们彼此之间是直接面对设置的。光检测模块可包括至少一个光源和至少两个光电探测器。在另一实施例中，光检测模块包括第一电路板116，用于支持用于检测齿条110位置的光源，和第二电路板124，用于支持和接收从至少两个光检测传感器传出的一个或多个信号。电路板116和124可置于齿条110的相对侧，并进行电性连接。
音量控制器100的电路可用来检测控制旋钮102的位置和/或使用者对控制旋钮102的接触部的触碰。此电路可安装在一个或多个电路板116和124上，可包括一个或多个元件。终端118可与处理器或控制装置的控制器相连(如控制台、控制模块、音频设备等)，输出和/或接收一个或多个信号。电路板116和124的电路还可用于将驱动信号输出到电机120。当使用者触碰控制旋钮102时，电路暂时不对齿条110进行电动控制。根据用户对控制旋钮102的定位，音量控制器100的电路可检测和/或存储控制旋钮102的位置。在实施例中，电路板116的终端118是多个可传导终端。也可理解为,终端118连接印刷电路板(PCB)边缘卡的手指处。音量控制器100可用于检测控制旋钮102的位置。在实施例中，音量控制器100的电路可用于检测精度在0.5_增量范围内的状态。但是，此电路的检测精度可以更小。例如，可对光电探测器没有完全开或关的中间状态进行测量，从而产生开和关之间状态的更高的精度。同样地，通过使用模拟输入，也可使分精度增加至0. 25_，甚至在某些实施例中可达到0. 125mm。
如图IB所示，另一实施例的音量控制器的示意图。控制装置的音量控制器130，包括与小齿轮134共同作用的齿轮条132。齿轮条132可由包括小齿轮134和驱动电机(如图IC中的144所示)的驱动元件进行定位。在本实施例中，齿轮条132可提供可用于光感检测控制旋钮102位置的一排窗口，以下结合图3A-3C进行具体描述。音量控制器130可包括搭接部136 (snap tab)，搭接部136将齿轮条132固定于电机安装模块114。音量控制器130还可包括弹簧夹138，为小齿轮134和齿轮条132之间提供持续的接触应力。弹簧夹138为一种圆线弹簧，卡扣于搭接部136，为小齿轮134和齿轮条132之间提供适当的接触应力。以这种方式，弹簧夹138可弥补音量控制器130的一个或多个组件在制造时产生的不协调，并延长齿轮条132和小齿轮134的使用寿命。音量控制器130包括可用于检测控制旋钮102位置的电路117。电路117的插针140可与处理器或音频控制装置的控制器相连，输出和/或接收一个或多个信号。电路117还可连接至音量控制器130的驱动电机。由插针140接收的信号可对驱动电机的工作进行控制，给齿轮条132定位。图IC为图IB所示的音量控制器130的部分分解图。如图IC所示，音量控制器130包括驱动电机144。进一步地，如图所示，杆106和108可通过金属线146a和146b电性连接到电路117上。拉动部150连接到滑块104上，可用于安装控制旋钮102 (图IC中未进行标注)。以这种方式，使用者对控制旋钮102的接触会使得滑块104的导电刷通过杆106和108为电路板142导电，从而提供触碰感应。根据使用者对控制旋钮的操作，触碰感应发生变化；或者根据使用者对控制旋钮的触碰而改变一个或多个信号通道，触碰感应发生变化。进一步地，在使用者触碰控制旋纽，或者对使用者的定位进行光检测时，触碰感应使一个或多个驱动元件不与控制旋纽一起作动。在一个实施例中，电路117可包括光感应器和/或光电红外发光二极管。从LED中发射出来的光，可直接通过棱镜143折射到齿轮条132，再到光电晶体管上的带孔的感应窗口。在某些实施例中，棱镜143可与电路117的电路板142相连。光通过棱镜143折射可直接通过齿轮条132的窗口 148。此种方式下的齿轮条132可用于对控制旋钮102和/或滑块104的移位和位置进行光检测。如148所示的一个或多个窗口为齿条135设置的多个窗口。根据齿轮条132的位置,齿条的一个或多个窗口可横跨电路117的光电晶体管。相应地，齿轮条132的位置可通过感应位置来决定，这种对位置的感应利用了电路118导电传递过来的脉冲。另一实施例中，齿轮条132的位置是由电动操作和/或使用者对控制旋钮102的控制过程所决定的。如图2A-2C所示，一个或多个实施例的底架导向元件的示意图。在某些实施例中，图1A-1C的音量控制器可采用一个底架导向元件来代替杆(如杆106和108)来引导滑块(如滑块104)的位置。首先，如图2A，揭示了一个实施例的C形底架。音量控制器可采用C形底架200来定位C形底架200内的滑块205的位置。C形底架200可由钢或者其他的具有传导性的材料制成。在某些实施例中，滑块的导电刷可通过C形底架200导电至音量控制器的电路板，产生触碰感应信号。图2B揭示了另一实施例的C形底架。圆形的C形底架250，作为一种弯曲形的导向元件，可定位滑块的位置，如方向255所示。图2C揭示了另一实施例的滑块260和圆形C形底架250。滑块260 (如同滑块104)可以是一个包括导电刷265的塑料滑块，可产生所述的触碰感应。 如图3A-3C所示，为一个或多个实施例的光电位置感应的示意图。首先，如图3A所示，是光学传感器300的元件的分解示意图。在一个实施例中，光电传感器300包括光电晶体管305a-305b，传感器窗口 310和滑轨编码器320。滑轨编码器320可连接到，或部分连接到齿条(如齿条110和齿轮条132)。光电传感器300可用于检测与音量控制器控制旋钮(如控制旋钮102)的位移相关联的LED发出的光。在一个实施例中，从LED发出的光可从棱镜穿过齿条(如齿条125)上的窗口。以下结合图10进行具体的描述，可采用两个电路板代替棱镜，对齿条的移位和位置进行光学检测。在一个实施例中，光电传感器300包括两个光电晶体管305a-305b，检测从齿条折射出来的LED光。当然，某些实施例中可包含更多的光电晶体管。光电晶体管305a_305b可用于检测从滑轨编码器320中一个或多个孔350透出的光。音量控制器的电路可包括光电晶体管305a-305b。滑轨编码器320可叠加于光电晶体管305a-305b，为从包括光源315的电路板310发出的光提供通道。根据音量控制器的控制旋钮的定位，滑轨编码器320可以相对于电路板310位移。光电晶体管305a-305b可根据滑轨编码器320的窗口 325的接收到的光，检测位移。以下将结合图3C对光学位置检测进行更加具体的阐述。滑轨编码器320可涉及齿条的窗口，还可横跨光电晶体管305a-305b。图3B揭示了覆盖光源的光电传感器的滑轨编码器350的示意图。光电传感器可检测通过滑轨编码器350上的窗口和传感器窗口 310接收到的光，如355所示。这样，光电位置传感器350可检测到从棱镜或电路板折射出的如360所示的最小占用空间的光。此种方式下，光电传感器可检测使用一个或多个脉冲的齿轮齿条的位置，此脉冲是由电动操作过程和/或使用者控制过程中的电路的电转换形成的。图3C为图3A所示的光电传感器的工作过程的示意图。示意图370体现了光穿过齿条的窗口或者插槽至光电传感器的光电晶体管的四种状态。光电传感器的状态如371-375所示，可检测齿条在各个方向的移位(和控制旋钮的位置)。音量控制器的每一种状态都有一种与之相关的状态。光电传感器300的滑轨编码器320包括若干窗口 325,使LED380发出的光穿过。根据滑轨编码器320的位置，光电晶体管381a-381b (如同光电晶体管305a-305b)可以或者不可以检测到LED光。在一个实施例中，LED380可以是一个单独的LED。在其他的实施例中，LED380可以是多个LED，如图8中的LED组。状态371和375是关于控制旋钮的状态，其中，每一个光电晶体管381a_381b均可检测到LED光。如385所示的方向，当齿条相对于LED380和光电晶体管381a_381b移动，窗口 325可阻挡一个或多个光电晶体管381a-381b。例如，在372状态时，光电晶体管381a被挡住，而光电晶体管381b能接收根据滑轨编码器320的位置而从LED380发射出的光。373所示是每一个光电晶体管都被挡住的状态。374所示是齿条沿着385的方向移动时，由光电晶体管381a进行检测，而光电晶体管381b被挡住的状态。每一个光电晶体管381a-381b的输出都可通过音量控制器的电路(如电路118)进行检测和监测，从而决定控制旋钮的位置。此外，控制旋钮此时的位置可以通过一个或多个混音器和控制台存储到存储器中。存储位置可决定使用者人工和/或自动定位的随后的位置。图4揭示了一个实施例的光检测系统的简图。光检测系统400包括电路板405，电路板405又包括光电晶体管410 (如同光电晶体管305a-305b)和光拦截器415 (如同传感器窗口 310)。电路板405还可包括光源420 (如同LED380)，用于发射光，如435所示，并通 镜425将光435射到光电晶体管410上。齿条445的孔，如440所示，能够使光被光电晶体管410检测到。以下将结合图8进行阐述，一种光检测系统，可采用一个附加的电路板来检测从电路板405发射出的光。图5为一个或多个实施例中的一种应用音量控制器的控制台的模块简图。控制台500可涉及一种音频控制装置(如混音器)。控制台500通常是关于任何一种的采用音量控制器或线性控制的控制设备。图中所示的控制台500可包括一个或多个音量控制器505i_n，此音量控制器用于控制一个或多个在输入终端51(Vn处接收的信号的增益或输入水平。处理器515可用于处理一个或多个根据控制旋钮和/或音量控制器505^的位置而产生的、由输入终端51(Vn接收的音频信号。实施例中的每个音量控制器505^均可用于对控制旋钮的位置进行光学检测，且可根据一个或多个由处理器515接收的信号调节控制旋钮的位置。另一实施例中，由处理器515处理的数据可以由输出接口 525输出，而处理器515处理数据与输入终端51(Vn得到的输入数据有关，和/或与音量控制器505^状态的数据有关。也可理解为，显示器可用于显示数据，此数据取决于音量控制器505^接收的数据和/或音量控制器505^的状态。另一实施例中，显不器520可用于显不音量控制器505^的状态和/或使用者为控制音量控制器505^的输入情况。每一个音量控制器505^都可用于提供触碰感应。例如，每个音量控制器均可设置有一个灵敏产生触碰感应的接触部。与传统的控制台不同的是，此处的触碰感应取决于使用者对金属件的触碰或音量控制器的控制旋钮的传感器。如图5所示，接触部506^涉及的是露在外面的金属件，此金属件可固定于每一个音量控制器的控制旋钮上。接触部506^可通过一根金属线和/或连接线连接到音量控制器的电路上。根据使用者对音量控制器的触碰，尤其是对接触部的触碰，控制台500可用于实现一个或更多的功能。在一个实施例中，接触部506^可固定在音量控制器的控制旋钮的中心位置处。在一个实施例中，控制台500可根据使用者对接触部的触碰，可显示一个或多个通道数、存储区的选择(如多个音量控制器的选择)，以及名字(若已给定名字)。例如，如果通道被命名为“主音吉他”，显示器520就显示主音吉他、通道数及其相关的存储信息。以此种方式，控制台500可对名字、标题、或某一控制台通道的某一特定的音量控制器的使用自动地进行识别。此种识别可实现音量控制器的电子书写带的功能。对于效果声道(如FXreturn),当音量控制器的接触部被触碰时，显示器520就可显示所选择的效果。作为选择之一，若没有选择效果或与音量控制器相关的效果，显示器520可输出显示信息，如“nofx”。此外，当多个音量控制器的接触部被触碰时，显示器520不会显示属性，如名字、标题或与接触部相关的效果。控制台500可用于一个或多个音量控制器的选择和/或控制。例如，使用者可选择音量控制器组按钮535，此按钮可根据使用者的选择进行相应的闪烁。使用者可通过选择按钮，来选择一个或更多的音量控制器505^，或者触碰控制旋钮的接触部来选择音量控制器。根据使用者的选择，每个选择按钮，或与音量控制器相连的LED，都可闪烁。使用者之后可选择音量控制器组的按钮535，此时，每一个按钮都会停止闪烁。为了调节一整组的音量 控制器，使用者可触碰接触部，如接触部506^，并移动首量控制器。这样，控制台500可调节音量控制器组的每个音量控制器。另一实施例中，为了只调节一个组音量控制器中的一个音量控制器，使用者不需触碰控制旋钮就可调节音量控制器。当使用者试着去移动不只一个的音量控制器时，控制台500还可用于检测不只一个的音量控制器。在某些情况下，控制台500可延缓对整组的调整。另一实施例中，控制台500可用于提供一种具有反向调节音频的功能，其中，当一个单独的音量控制器的控制旋钮被增加时，所有的音量控制器都可被降低。控制台500可用于让使用者根据生产者提供的名字和/或使用者定义的名字为每一个音量控制器命名。在一个实施例中，使用者触碰音量控制器的接触部即可选择厂家的名字，如接触部506:，旋转主控制编码器530来选择存储名字。显示器520可用于列明厂家存储的名字。使用者之后可按压主控制编码器530来选择显示器的名字。为了选择客户的名字，使用者可采用主控制编码器530来选择一个或多个符号(如字母)，来定义一个或多个音量控制器的名字。在某些实施例中，控制台500可包括一个接口，此接口用于连接一个键盘或者输入设备。此种方式下，使用者可使用键盘定义一个或多个用户名字。控制台500还可存储一系列之前使用过的名字。另一实施例中，控制台500可用于提供一种休眠功能。通过选择音量控制器的休眠按钮540，控制台500可用于在一个独立的控制区间定位音量控制器，并使之至最低的位置(如“关”的位置)。这就避免了使用者人工地将所有音量控制器移动至最低位置。音量控制器休眠按钮540可防止使用者在同时定位每一个音量控制器510b时,对音量控制器的产生损坏。在某些实施例中，使用者需按动音量控制器休眠按钮540至少在预定的一段时间(如1-2秒)之后，音量控制器休眠按钮540即可被触动，从而减少了不想要的触发。音量控制器500可采用音量控制器休眠按钮540的相关功能来校准控制旋钮的位置。另一实施例的控制台500可包括一个或多个指示器，辅助调节音量控制器。在某些实施例中，控制台500可采用非电动控制的音量控制器。相应地，控制台500还可包括一个或多个音量控制器的指示器545。使用者可应用指示器545来设定音量控制器的控制旋钮，使之与控制台的场景设置相匹配。例如，场景设置可与一个或多个音量控制器的预定状态相关。这样，控制台500可使一个或多个指示器545的LED发光，来辅助使用者对音量控制器进行定位。指示器550可现实音量控制器应当被降低的状态，指示器555可显示一种正确的状态，指示器560可显示音量控制器应被升高的状态。控制台500可包括每个音量控制器的指示器550、555和560。尽管音量控制器的使用已经在图5中与音频控制台相结合地进行了描述，但也可以理解为，此处所描述的音量控制器还可以应用于其他的设备。例如，控制台500可用作以下设备的操作一个或多个光控台，音频效果参数控制、音频/视频控制台、伺服控制设备的远程定位/位移控制器、一种或多种位置控制的任何一种设备。图6为图1A-1C所示的一种实施例的音量控制器的电路的工作流程。流程600在模块605中启动，光学检测音量控制器(如音量控制器100)的定位。例如，在一个实施例中，音量控制器电路的光传感器可用于检测从LED发出的、从音量控制器的齿条射出的光。在 模块605中，根据齿条的位置，音量控制器的控制旋钮的位置可被检测到。在模块605中，当音量控制器的控制旋钮处于电动控制、人工控制和/或静止状态时，齿条的位置可以被确定。在模块610处，音量控制器的电路可监测到电动操作的控制信号。控制信号可从控制台(如控制台500)的控制器(如处理器515)接收到，用以控制音量控制器的移动。或者，以组合的形式，由音量控制器产生的一个或多个信号，如使用者对音量控制器的触碰，可在模块610中监测到。根据从模块610处接收的一个或多个信号，音量控制器的电路可决定是否在判定模块615处对音量控制器的控制旋钮进行定位。当控制旋钮不需定位时(如判定模块615的“NO”路径输出)，音量控制器电路可继续在模块610中监测控制信号。当音量控制器电路认为控制旋钮的定位是必需的时候(如判定模块615的“YES”路径输出)，在模块620中，电路可输出一个或多个控制信号来操作一个电机(如驱动电机150),从而对音量控制器的定位进行控制。流程600在返回到模块605处之前，执行模块625，即调节基于音量控制器之控制旋钮旋钮的定位而接收到的一个或多个信号的增量。图7为一个或多个实施例的控制旋钮的示意图。此处描述的控制旋钮700应用于一个或多个音量控制器。控制旋钮700包括接触布705。接触布705与被控制旋钮700围着的金属件相连，并被电性连接于滑块(如滑块104)或电路板(如电路板116)相连。根据使用者与接触部705的接触情况，音量控制器的电路可检测到使用者的触碰情况。根据使用者的触碰情况，音量控制器的电路可终止控制旋钮700的电动控制。在某些实施例中，接触部705与传感器有关，用于检测使用者对控制旋钮700的触碰或者接近状态。例如，接触部705是关于一个或一种电容和光学的传感器。控制旋钮700进一步包括标记,标记用于使控制旋钮与控制台(如控制台500)的标记对准。标记710通常可涉及控制旋钮的分开的彩色部分或记号。图8为一个或多实施例的音量控制器的光检测元件的示意图。图8为图IA所示的音量控制器的一个或多个元件的分解示意图。在一个实施例中，结合上文对图3A-3C描述的光检测流程，光学检测元件800可用于检测齿条的位置或位移(如齿条110)，。光检测元件800包括电路板805 (如同电路板116)和电路板840。电路板805包括可与光电晶体管820接口的焊盘815。电路板805进一步还包括用于输出一个或多个信号的终端810，此信号是由光电晶体管820的输出确定的。与电路板805相关的电路板840安装于光导轨825上。光导轨825可由一种不透明的塑料材料制成，可使LED835的光穿过一个或多个齿条(如齿条110)的插槽,使之被光电晶体管820检测。相应地,光导轨825包括一个可让齿条在其间自由移动的槽。光导轨825还可包括导体针830，用于为LED提供能源。电路板840可包括用于容纳导体针的插槽845。LED835可用于输出光,此光是根据由电路板840产生的一个或多个输出信号而产生的。在一个实施例中，电路板840可直接通过导体针830电性连接电路板805。也可以理解为，光检测元件820可被用在此处所述一个或多个控制装置的实施例中。图9为一个或多个实施例的音量控制器元件的部分分解图。图9中是与电路板910(如同电路板805)相关联的齿条905 (如同齿条110)。在一个实施例中，如915所不的光电晶体管可安装于电路板910。光电晶体管915可用于检测从第二电路板(如同电路板840，图9中未不)发射出的、与齿条905的插槽920相关的光。在某一实施例中，接触部925可连接到电路板910，或者接到控制装置的主体，如 齿条905的导轨。控制装置的一个有利的元件可能是弹簧夹930，用于使齿条905连接到驱动元件(如驱动元件112)。弹簧夹930 (如同弹簧夹138)可固定在接触部925上、渠道935内部。此种方式提供了一种经济的解决方法，这种方法使齿条905与驱动元件保持了连接，这也提供了必需的、可控制的摩擦力。此外，弹簧夹930可用于为齿条905提供压力，使齿条在被驱动兀件驱动时和在被使用者通过控制旋钮控制时，能够各易滑动。弹黃夹930可以是一种圆线弹簧，可校正控制装置的一个或多个组件在加工过程中产生的不协调性。弹簧夹930的另一个优点是延长了齿条905和驱动元件的使用寿命。图10所示是一个或多个实施例的音量控制单元的模块简图。在某些实施例中，音量控制器(如音量控制器100、130)可用于接收一个或多个用于对控制旋钮的操作和定位进行控制的信号。由音量控制器接收的控制信号可激活音量控制器的驱动元件或电机。在其他实施例中，音量控制器可包括如图10所示的控制模块。控制模块1000可用于接收一个或多个来自控制台的控制器的控制信号，并可用于将一个或多个信号传输至控制器。在某些实施例中，控制模块1000可转换一个或多个接收到的控制信号，使得驱动元件运转和/或停止，并确定控制旋钮的位置。如图10所示，控制模块1000包括控制单元1005，存储器1010，光传感器单元1015，驱动接口 1020和输入/输出(I/O)接口 1025。控制单元1005可用于接收和传输一个或多个控制信号至控制板的处理器(如处理器515)。控制单元1005的操作是根据存储在存储器1010的一个或多个指令进行的。光学传感器单元1015可涉及的是用于对控制设备的齿条(如齿条110)位移进行光学检测的一个或多个元件。根据从光传感器单元1015接收到的一个或多个信号，控制单元1005可产生一个或多个激活或解除驱动接口 1020的信号。在一个实施例中，控制单元1005可用于解码一个或多个由光传感器单元1015检测到的信号，光传感器单元1015应用的解码过程如上文中对图3A-3C进行的描述。在某些实施例中，在音量控制器初始位置，控制单元1005可用于确定的控制旋钮的基准线位置或校准控制旋钮的位置。而且，在对使用者和/或控制设备驱动元件移位的过程中，控制单元1005可确定控制旋钮的位置。驱动接口 1020可连接到驱动元件，如电机，用于定位控制旋钮和移动齿条。I/O接口 1025可包括一个或多个用于接收和/或传输至外部控制模块的控制信号的终端(如终端745)。上述实施例只是优化实施例和具体的例子，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以对本发明的电动线性音量控制器做出若干变形和改进。因此，以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。本发明要求了 2010年01月13日提 交的美国临时申请No. 61/294，821的优先权，名称为“光控电动线性音量控制器”，此处公开了其相关的全部内容。
权利要求
1.一种控制装置，包括 滑块，连接控制旋钮； 齿条，与滑块相连，用于线性移动滑块，齿条包括多个插槽； 驱动元件，用于驱动齿条移动、给控制旋钮定位； 光检测模块，用于根据与齿条插槽相关的一个或多个检测得的光信号，检测控制旋钮的位置。
2.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，所述滑块安装于至少一个杆上，且沿着至少一个杆进行线性移动。
3.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，所述控制旋钮包括接触部，用于检测使用者的触碰情况。
4.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，所述控制旋钮包括导电刷，用于根据使用者对控制旋钮的接触情况，将控制旋钮电性连接至音量控制器的控制电路。
5.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，齿条的每个插槽是等尺寸的，光检测模块利用插槽，根据齿条的移动，产生线性编码。
6.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，所述驱动元件与电机相连接，并通过驱动轮与齿条连接。
7.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，还包括一个弹簧夹，用于使驱动元件与齿条相连。
8.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，根据一个或多个从控制单元接收的控制信号，驱动元件对控制旋钮的位置进行控制。
9.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，光检测模块包括至少一个光源和至少两个光电检测器。
10.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，光检测模块包括第一电路板，用于协同光电晶体管检测齿条的位置，光检测模块包括第二电路板，用于提供光源。
11.根据权利要求10所述的控制装置，其特征在于，每个电路板均设置在齿条的相对侧。
12.根据权利要求I所述的控制装置，其特征在于，光检测模块包括控制单元，此控制单元控制和终止驱动元件的工作。
13.—种控制台，包括 多个控制设备； 存储器； 处理器，与多个控制设备和存储器相连，输出一个或多个信号至一个或多个控制设备; 其中，每个控制设备都包括 滑块，连接控制旋钮； 齿条，与滑块相连，用于线性移动滑块，齿条包括多个插槽； 驱动元件，用于驱动齿条移动、给控制旋钮定位； 光检测模块，用于根据与齿条插槽相关的一个或多个检测得的光信号，检测控制旋钮的位置。
14.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述滑块安装于至少一个杆上，且沿着至少一个杆进行线性移动。
15.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述控制旋钮包括接触部，用于检测使用者的触碰情况。
16.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述控制旋钮包括导电刷，用于根据使用者对控制旋钮的接触情况，将控制旋钮电性连接至音量控制器的控制电路。
17.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，齿条的每个插槽是等尺寸的，光检测模块利用插槽，根据齿条的移动，产生线性编码。
18.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，所述驱动元件与电机相连接，并通过驱动轮与齿条连接。
19.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，还包括一个弹簧夹，用于使驱动元件与齿条相连。
20.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，根据一个或多个从控制单元接收的控制信号，驱动元件控制控制旋钮的位置。
21.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，光检测模块包括至少一个光源和至少两个光电检测器。
22.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，光检测模块包括第一电路板，用于协同光电晶体管检测齿条的位置，光检测模块包括第二电路板，用于提供光源。
23.根据权利要求22所述的控制装置，其特征在于，每个电路板均设置在齿条的相对侧。
24.根据权利要求13所述的控制装置，其特征在于，光检测模块包括控制单元，此控制单元控制和终止驱动元件的工作。
全文摘要
本发明提供了用于一种控制设备和控制设备操作的装置及方法。在一个实施例中，控制设备包括连接控制旋钮的滑块，与滑块相连、用于使滑块线性移动的齿条。齿条包括多个插槽。控制设备进一步还可包括用于驱动齿条移动、给控制旋钮定位的驱动元件，用于根据与齿条插槽相关的一个或多个检测得到的光信号、来检测控制旋钮位置的光检测模块。在另一实施例中，一种控制台，包括多个控制设备。
文档编号G01D5/26GK102741662SQ201180005947
公开日2012年10月17日 申请日期2011年1月7日 优先权日2010年1月13日
发明者彼特·F·瓦特, 查克·T·詹森, 格雷格·C·麦凯 申请人:Qsc音频产品公司