DE3417997A1 - Optical keyboard arrangement - Google Patents
Optical keyboard arrangementInfo
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- B41J5/00—Devices or arrangements for controlling character selection
- B41J5/08—Character or syllable selected by means of keys or keyboards of the typewriter type
Abstract
Description
Optische TastaturanordnungOptical keyboard layout
Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Tastaturanordnung mit einem Tastaturgehäuse, das eine obere ebene Abdeckung aufweist, bei der eine Mehrzahl von Zeichentasten auf der Abdeckung angeordnet ist, die Tasten eine lineare Bewegung zwischen einer oberen normalen Position und einer unteren gedrückten Position ausführen können und in Richtung zu ihrer normalen Position vorgespannt sind, und bei der mit Hilfe von optischen Mitteln die gedrückten Tasten festgestellt werden.The invention relates to an optical keyboard arrangement a keyboard case having an upper planar cover in which a plurality of character keys arranged on the cover, the keys have a linear movement perform between an upper normal position and a lower depressed position can and are biased towards their normal position, and at the the pressed keys can be determined with the help of optical means.
Aus dem US-Patent 3 377 485 ist eine Tastatur bekannt, die optische Mittel verwendet, um die von einer Typistin betätigten oder gedrückten Tasten festzustellen. Die bekannte Anordnung enthält eine Lichtquelle, die parallele Lichtstrahlen erzeugt, und einen Lichtdetektor, der acht getrennte Detektorelemente aufweist. Zwischen der Lichtquelle und dem Lichtdetektor ist ein Führungsblock mit acht Kanälen angeordnet, durch die acht Lichtstrahlen von der Lichtquelle zu den getrenntn Lichtdetektorelementen geführt werden. Der Führungsblock ist mit einer Anzahl von parallel angeordneten Nuten versehen, in denen bewegbar getrennte Codestangen liegen, mit denen die acht Lichtstrahlen unterbrechbar sind.From US Pat. No. 3,377,485 a keyboard is known which uses optical Means used to determine the keys operated or pressed by a typist. The known arrangement contains a light source that generates parallel light beams, and a light detector having eight separate detector elements. Between a guide block with eight channels is arranged between the light source and the light detector, through the eight light beams from the light source to the separate light detector elements be guided. The guide block is arranged in a number of parallel Provided grooves in which separate code rods are movable, with which the eight Light beams are interruptible.
Jede dieser Codestangen weist eine Mehrheit von Vorsprüngen auf, die ein Muster entsprechend einem digitalen Code bilden.Each of these code bars has a majority of protrusions that form a pattern according to a digital code.
Mit Hilfe der Vorsprünge können die Kanäle des Führungsblockes unterbrochen werden und damit das durch diese Kanäle geführte Licht.With the help of the projections, the channels of the guide block can be interrupted and thus the light guided through these channels.
Die Codestangen sind mechanisch mit den Tasten der Tastatur verbunden, so daß jede Codestange in eine das durch die Kanäle des Führungsblockes verlaufende Licht unterbrechende Position gebracht wird, wenn die zugeordnete Taste gedrückt wird. Das alphanumerische Zeichen, das der gedrückten Taste zugeordnet ist, wird dann dadurch festgestellt, daß das Muster der Lichtunterbrechungen decodiert wird. Die Ausgangssignale der acht Lichtdetektorelemente bilden einen parallelen digitalen Code, der das der gedrückten Taste zugeordnete Zeichen identifiziert.The code rods are mechanically connected to the keys on the keyboard, so that each code rod in one that runs through the channels of the guide block Light interrupting Position is brought when the assigned Button is pressed. The alphanumeric character assigned to the key that was pressed is then determined by decoding the pattern of the light interruptions will. The output signals of the eight light detector elements form a parallel one digital code that identifies the character associated with the key pressed.
Die beschriebene Tastatur sieht somit eine umfangreiche Anordnung (Führungsblock und Codestangen) vor, um acht unterschiedliche Lichtstrahlen zu führen und getrennt unterbrechen zu können. Zudem erzeugt die Tastaturanordnung einen acht bit parallelen Code als Ausgangssignal. Wenn die Tastaturanordnung mit einem Computer oder einem anderen peripheren Gerät über ein flexibles Kabel verbunden werden muß, muß dieses Kabel somit acht unterschiedliche Leitungen aufweisen oder das parallele digitale Codesignal muß in einen Seriencode umgewandelt werden, um das Signal über einen einzigen Kanal übertragen zu können. Dies würde jedoch zusätzliche elektronische Schaltkreise für die Parallel/Serienumwandlung der Daten erfordern.The keyboard described thus sees an extensive arrangement (Guide block and code rods) in order to guide eight different light beams and to be able to interrupt separately. In addition, the keyboard layout creates an eight bit parallel code as output signal. When the keyboard layout with a computer or to another peripheral device via a flexible cable, this cable must therefore have eight different lines or the parallel one digital code signal must be converted into a serial code in order to transmit the signal to be able to transmit a single channel. However, this would be additional electronic Require circuitry for parallel / serial conversion of the data.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, eine optische Tastatur anzugeben, bei der mit Hilfe von Licht festgestellt werden kann, welche Taste gedrückt worden ist, bei der aber zu diesem Zwecke wenige mechanische Komponenten erforderlich sind. Zudem soll ein serielles Ausgangssignal erzeugt werden, das den digitalen Code des Zeichens enthält, das der gedrückten Taste entspricht.The object of the invention is to provide an optical Specify keyboard with which with the help of light it can be determined which Button has been pressed, but for this purpose few mechanical components required are. In addition, a serial output signal should be generated, which the contains the digital code of the character corresponding to the key pressed.
Diese Aufgabe wird bei einer Tastaturanordnung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß eine Quelle elektromagnetischer Strahlung im Gehäuse angeordnet ist, daß eine Abtasteinrichtung mit einem abtastbaren Strahlungsdetektor im Gehäuse angeordnet ist, der eine strahlungsempfindliche auf Detektorfläche aufweist, die die von der Quelle erzeugte Strahlung auftrifft, daß die Abtasteinrichtung ein elektrisches Ausgangssignal in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Fehlen der Strahlung duf der Detektorfläche erzeugt, daß mit jeder Taste jeweils eine Schattenmaske verbunden ist, die zwischen einer ersten der Normalposition der Taste zugeordneten Position, bei der die Taste außerhalb des Strahlungsweges liegt,und einer zweiten der gedrückten Position der Taste zugeordneten Position, bei der die Schattenmaske im Strahlengang liegt, bewegbar ist, daß jede Schattenmaske ein Profil aufweist, das dem digitalen Code des Zeichens entspricht, das der mit der Schattenmaske verbundenen Taste zugeordnet ist,und daß in der zweiten Position der Schattenmaske auf dem Flächendetektor ein Schatten des Maskenprofils entsteht, den die Abtasteinrichtung in ein dem digitalen Code des der gedrückten Taste zugeordneten Zeichens entsprechendes Ausgangssignal umwandelt.In the case of a keyboard arrangement, this task is as stated at the beginning Art solved in that a source of electromagnetic radiation is arranged in the housing is that a scanning device with a scannable radiation detector in the housing is arranged, which is a radiation-sensitive on detector surface which impinges the radiation generated by the source, that the scanning device an electrical output signal depending on the presence or absence of the Radiation generated by the detector surface that with each key a shadow mask is connected, the associated between a first of the normal position of the key Position where the key is out of the radiation path and a second the position assigned to the pressed position of the key at which the shadow mask lies in the beam path, is movable so that each shadow mask has a profile, corresponding to the digital code of the character that associated with the shadow mask Key is assigned, and that in the second position of the shadow mask on the area detector a shadow of the mask profile is created, which the scanning device in a digital Code of the output signal corresponding to the character assigned to the pressed key converts.
Vorzugsweise kann der Strahlungsdetektor aus einem dynamischen KAM bestehen, der zumindest eine lineare Anordnung von strahlungsempfindlichen (z.B. Speiche) Zellen enthält, die die Detektorfläche bilden. Die Abtastung des Strahlungsdetektors erfolgt dadurch, daß aufeinanderfolgend die einzelnen Zellen adressiert werden und dabei ein serielles Ausgangssignal erzeugt wird, das die Zustände der einzelnen Zellen angibt.The radiation detector can preferably consist of a dynamic KAM consist of at least a linear arrangement of radiation-sensitive (e.g. Spoke) contains cells that form the detector surface. The scanning of the radiation detector takes place in that the individual cells are addressed in succession and a serial output signal is generated that shows the states of the individual Indicating cells.
Die Maskenprofile der Schattenmasken, können entsprechend dem bekannten ASCII Code aufgebaut sein.The mask profiles of the shadow masks can according to the known ASCII code.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further developments of the invention emerge from the subclaims.
Anhand von Ausführungsbeispielen, die in den Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Tastaturanordnung, Fig. 2 ein repräsentatives Diagramm der Tastaturanordnung in einer ersten Ausführungsform, Fig. 3 ein repräsentatives Diagramm der Tastaturanordnung in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 4 ein Blockschaltbild eines Schaltkreises zur Abtastung des Strahlungsdetektors und zur Erzeugung des Ausgangssignals, Fig. 5 ein Diagramm, das das serielle Signalformat eines ASCII Code zeigt, Fig. 6 einen Querschnitt durch drei Tasten und die zugeordneten Schattenmasken, Fig. 7 ein Signaldiagramm, das den ASCII Code zeigt, der entsprechend den drei Schattenmasken der Fig. 6 erzeugt worden ist.On the basis of exemplary embodiments that are shown in the figures, the invention is further explained. It Fig. 1 shows a perspective View of the keyboard assembly. Figure 2 is a representative diagram of the keyboard assembly in a first embodiment, Figure 3 is a representative diagram of the keyboard layout in a second embodiment, FIG. 4 is a block diagram of a circuit for scanning the radiation detector and generating the output signal, Fig. Fig. 5 is a diagram showing the serial signal format of an ASCII code, Fig. 6 is a Cross section through three keys and the associated shadow masks, Fig. 7 is a signal diagram, which shows the ASCII code which is generated according to the three shadow masks of FIG has been.
Fig. 1 zeigt eine Tastaturanordnung 10,die ein Gehäuse 12 aufweist, das eine obere ebene Abdeckung 14 enthält. Eine Mehrzahl von Tasten 16 inklusive einer Leertaste 18 ist auf die Abdeckung 14 so montiert, daß sie eine vertikale, lineare Bewegung zwischen einer oberen normalen Position und einer unteren gedrückten Position ausführen können.Fig. 1 shows a keyboard arrangement 10, which has a housing 12, which includes a top planar cover 14. A plurality of keys 16 inclusive a space bar 18 is mounted on the cover 14 so that it has a vertical, linear movement between an upper normal position and a lower depressed position Position.
In üblicher Wise stehen die Tasten unter einer Vorspannung, die sie in ihrer oberen normalen Position hält. Die Tastaturanordnung kann z.B. mit einem Bildschirmterminal, einem Computer oder einem Drucker über ein flexibles elektrisches Kabel 20 verbunden sein.In the usual way, the keys are under a bias that they holds in their upper normal position. The keyboard arrangement can e.g. Display terminal, a computer or a printer via a flexible electrical Cable 20 be connected.
Innerhalb der Tastaturanordnung 10 ist eine Anordnung entsprechend Fig. 2 oder Fig. 3 vorgesehen. Fig. 2 zeigt eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, die ein Infrarot-LED 22 und eine optische Linse 24 aufweist. Die Linse 24 ist als eine dünne, doppelt konvexe Linse dargestellt, es kann jedoch auch eine andere Art von Linse z.B. eine Fresnellinse en verwendet werden. Die LED 22 und die Linse 24 erzeug einen ebenen Strahlengang aus parallelen Strahlen zwischen einer oberen und unteren Grenze 26 und 28. Am Ende des Strahlengangs ist eine Abtastanordnung mit einem abtastbaren Strahlungsdetektor vorgesehen, die eine Linse 30 und einen dynamischen RAM Baustein 32 als Strahlungsdetektor enthält. Der Strahlungsdetektor hat eine Detektorfläche 34, die der Linse 30 zugewandt ist und auf die die Strahlung des Strahlenganges auftrifft. Der Strahlungsdetektor 32, also die Detektorfläche 34,wird wiederholt dadurch gelesen, daß ihre Speicherzellen e-ntlang der Abtastlinie 36 abgetastet werden.An arrangement within the keyboard arrangement 10 is corresponding Fig. 2 or Fig. 3 is provided. Fig. 2 shows a source of electromagnetic radiation, which has an infrared LED 22 and an optical lens 24. The lens 24 is as A thin, doubly convex lens is shown, but it can also be of another type of lens e.g. a Fresnel lens en can be used. The LED 22 and lens 24 creates a planar optical path of parallel rays between an upper and lower limit 26 and 28. At the end of the beam path is a scanning arrangement provided with a scannable radiation detector comprising a lens 30 and a dynamic RAM block 32 contains as a radiation detector. The radiation detector has a detector surface 34 which faces the lens 30 and onto which the radiation of the beam path impinges. The radiation detector 32, that is to say the detector surface 34, is read repeatedly by making its memory cells e-n along the scan line 36 can be scanned.
Das Ausgangssignal des Strahlendetektors 32 stellt darum in zeitlicher Reihenfolge die Anwesenheit oder Abwesenheit von Strahlung auf der Detektorfläche 34 entlang der Abtastlinie 36 fest.The output signal of the radiation detector 32 is therefore in time Order the presence or absence of radiation on the detector surface 34 along scan line 36.
Mit jeder Taste 16 ist eine undurchsichtige Schattenmaske 38 verbunden. Diese Schattenmasken sind zwischen einer ersten Position, in der sie außerhalb des Strahlungsgangs liegen, und einer zweiten Position, in der sie im Strahlungsweg liegen, bewegbar. Die erste Position der Schattenmaske ist dann gegeben, wenn die zugeordnete Taste in ihrer Normalposition ist, die zweite Position der Schattenmaske liegt dann vor, wenn die zugeordnete Taste betätigt worden ist. Wie Fig. 2 zeigt, hat jede Schattenmaske ein Maskenprofil, das dem digitalen Code des Zeichens entspricht, das der zugeordneten Taste zugewiesen ist. Z.B. erzeugt die Schattenmaske 38 der Taste für das Zeichen C einen Schatten ihres Schattenprofils auf der Detektorlfäche 34, wenn die zugeordnete Taste betätigt worden ist.An opaque shadow mask 38 is associated with each key 16. These shadow masks are between a first position in which they are outside the Radiation path lie, and a second position in which they are in the radiation path lying, movable. The first position of the shadow mask is given when the assigned key is in its normal position, the second position of the shadow mask occurs when the assigned key has been pressed. As Fig. 2 shows, each shadow mask has a mask profile that corresponds to the digital code of the character, assigned to the assigned key. For example, the shadow mask 38 of FIG Key for the character C a shadow of your shadow profile on the detector surface 34 when the assigned key has been pressed.
Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Tastaturanordnung, die nach dem gleichen allgemeinen Prinzip arbeitet wie die Tastaturanordnung gemäß Fig. 2. In Fig. 3 ist ein parabolischer Spiegel 40 vorgesehen, der die von der Quelle 42 abgegebene Strahlung in einen ebenen Strahlengang aus parallelen Strahlen 44 umwandelt. Auf der Strahlungsempfangsseite sind fünf Fokussierlinsen 46 und fünf dynamische RAM Bausteine 48 angeordnet, jeweils eine Linse und ein Baustein für jede Zeile von Tasten. Jeder Taste ist wiederum eine Schattenmaske 50 zugeordnet.Fig. 3 shows a second embodiment of the keyboard arrangement, which works on the same general principle as the keyboard arrangement according to Fig. 2. In Fig. 3, a parabolic mirror 40 is provided, which of the Source 42 emitted radiation in a plane beam path of parallel rays 44 converts. On the radiation receiving side, there are five focusing lenses 46 and five dynamic RAM blocks 48 arranged, each with a lens and a block for every row of buttons. A shadow mask 50 is in turn assigned to each key.
Fig. 4 zeigt einen elektronischen Schaltkreis zum Adressieren des Strahlungsdetektors, nämlich des dynamischen RAM Bausteins 32. Der Baustein 32 erhält eine feste x-Adresse (z.B. über Hand betätigte Schalter), die die Abtastlinie 36 entlang der Detektorfläche 34 festlegt. Die y-Adresse für den Baustein wird durch einen schnellen z.B. 500 kHz Takt 52 und einen 8 bit Adreßzähler 54 erzeugt. Da die y-Adresse nacheinander von 0 bis 255 erhöht wird, wird über die Ausgangsleitung 56 des Bausteins und ein UND-Glied 58 ein Ausgangssignal zu einem Schieberegister 60 übertragen. Das Schieberegister 60 dient dabei als Ausgangspuffer. Die Inhalte der Speicherzellen werden somit entsprechend der x-und y-Adressen seriell zu dem Schieberegister 60 übertragen.Fig. 4 shows an electronic circuit for addressing the Radiation detector, namely the dynamic RAM module 32. The module 32 receives a fixed x-address (e.g. via manually operated switches), which the scan line 36 defines along the detector surface 34. The y address for the block is given by a fast e.g. 500 kHz clock 52 and an 8 bit address counter 54 is generated. There the y-address is successively increased from 0 to 255, is via the output line 56 of the module and an AND gate 58 an output signal to a shift register 60 transferred. The shift register 60 serves as an output buffer. The content of the memory cells are thus in series with the corresponding to the x and y addresses Shift register 60 transferred.
Nach einer kompletten Abtastung decodiert ein Decoder 62 die y-Adresse 255 und schaltet dann ein flip-flop 64 um.After one complete scan, a decoder 62 decodes the y address 255 and then toggles a flip-flop 64.
Das flip-flop schaltet einen Multiplexer 66 so,- daß er Taktimpulse 68 einer kleinen Frequenz (z.B. 19, 520 kHz) zur Ausgangsleitung 70 überträgt. Die Impulse auf der Leitung 70 werden zum Takteingang des Schieberegisters 16 weitergeleitet, um ein Herausschieben des Inhalts dieses Registers zur Ausgangsleitung 72 zu erreichen.The flip-flop switches a multiplexer 66 so that it generates clock pulses 68 transmits a low frequency (e.g. 19, 520 kHz) to the output line 70. the Pulses on line 70 are forwarded to the clock input of shift register 16, in order to achieve a shifting out of the contents of this register to the output line 72.
Die Taktimpulse 68 werden zudem von einem 256 bit Zähler 74 gezählt. Nachdem 256 Impulse diesem Zähler 74 zugeführt worden sind, erzeugt dieser einen Ausgangsimpuls auf der Leitung 76, der das flip-flop 64 zurücksetzt. Dann schaltet das flip-flop den Multiplexer 66 so, daß die schnellen Takt- impulse 52 zur Ausgangsleitung 70 übertragen werden. Der Ausgang des flip-flops 64 ist weiterhin mit einer monostabilen Kippschaltung 78 verbunden, die den Adressenzähler 54 auf Null zurücksetzt. Der Zyklus wird wiederholt und die Inhalte der Speicherzellen des Bausteins 32 werden wiederum in das Schieberegister 60 hineingeschoben.The clock pulses 68 are also counted by a 256 bit counter 74. After 256 pulses have been fed to this counter 74, it generates one Output pulse on line 76, which resets flip-flop 64. Then switched the flip-flop the multiplexer 66 so that the fast clock impulses 52 to output line 70 are transmitted. The output of flip-flop 64 is still connected to a monostable flip-flop 78, which the address counter 54 on Resets zero. The cycle is repeated and the contents of the memory cells are repeated of module 32 are in turn shifted into shift register 60.
Fig. 5 zeigt ein Datenformat, das z.B. von der Tastenanordnuny erzeugt wird. Das Datenformat entspricht dabei dem Standard ASCII digitalen Code. Andere Datenformate können auf einfache Weise durch entsprechende Auswahl der Schattenmasken erzeugt werden. Entsprechend Fig. 5 wird ein Zeichen definiert durch ein Startbit bO, sieben Datenbits bl bis b7, einem Paritätsbit b8 und zwei Stopbits b9 und biO.Fig. 5 shows a data format generated by, for example, the key array will. The data format corresponds to the standard ASCII digital code. Other Data formats can easily be set up by selecting the appropriate shadow masks be generated. According to FIG. 5, a character is defined by a start bit bO, seven data bits bl to b7, one parity bit b8 and two stop bits b9 and biO.
Ein Datenrahmen, der das nächste Zeichen festlegt, kann unmittelbar oder einige Zeit später folgen. Die Daten werden asynchron übertragen.A data frame defining the next character can be immediate or follow some time later. The data is transferred asynchronously.
Die Fig. 6 und 7 zeigen die Erzeugung der digitalen Codes durch Abtasten der Schattenmasken der gedrückten Tasten.Figures 6 and 7 show the generation of the digital codes by scanning the shadow masks of the pressed keys.
Aus Fig. 6 können die Schattenmasken für die ASCII Codes, die die Zeichen "R" "T" und "L" zugeordnet sind, entnommen werden. Diese Schattenmasken werden in der Richtung des Pfeils 80 abgetastet, um die entsprechenden Daten nach Fig. 7 zu erzeugen.From Fig. 6, the shadow masks for the ASCII codes that the Characters "R" associated with "T" and "L" can be extracted. These shadow masks are scanned in the direction of arrow 80 for the corresponding data Fig. 7 to generate.
8 Patentansprüche 7 Figuren8 claims 7 figures
Claims (8)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US51607783A | 1983-07-22 | 1983-07-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| DE3417997A1 true DE3417997A1 (en) | 1985-01-31 |
Family
ID=24054034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843417997 Withdrawn DE3417997A1 (en) | 1983-07-22 | 1984-05-15 | Optical keyboard arrangement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3417997A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1984
- 1984-05-15 DE DE19843417997 patent/DE3417997A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |