DE1462959C3 - Eingabetastatur für binär codierte Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Eingabetastatur, bei der durch das Betätigen einer Taste die Beeinflussung eines elektrischen oder magnetischen Feldes in Form eines binär kodierten Signals erfolgt. Durch die DT-PS 11 01 498 ist eine Tasteneinrichtung zum Erzeugen von Impulsen bekannt, bei der auf dem jeweiligen Tastenschaft auf Distanz gesetzte magnetische Scheiben angeordnet sind. Jeder Taste ist ein stationär angeordneter Magnetkopf zugeordnet, an dem die magnetischen Scheiben bei einer Tastenbetätigung vorbeigeführt werden. Der Magnetkopf wird erst wirksam geschaltet, wenn die betätigte Taste kontinuierlich in die Ausgangslage zurückkehrt.

Die Anordnung gestattet nur eine serienweise Impulserzeugung. Wenn auch während der Rücklaufphase einer zuvor betätigten Taste eine zweite gedrückt werden kann, so ist bei einer schnellen Eintastfolge nicht auszuschließen, daß sich die Rücklaufphasen der beiden Tasten überschneiden. Die Folge ist, daß Impulsüberlagerungen auftreten, die eine Verfälschung der impulskodierten Zeichen zur Folge haben. Um dieses zu verhindern, ist es notwendig eine Tastensperreinrichtung vorzusehen, die eine überlappende Eingabe ausschließt.

Diese meist auf mechanische Basis beruhenden Verriegelungen behindern die individuelle Eingabe. Außerdem vermindert eine Tastensperreinrichtung die Leichtgängigkeit, die ein besonderer Vorteil elektrischer oder magnetischer Eingabetastaturen gegenüber mechanischen ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei Eingabetastaturen der vorgenannten Art die Notwendigkeit einer Tastensperreinrichtung zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß für alle Tasten gemeinsam eine den Kode-Elementen entsprechende Anzahl von elektrischen oder magnetischen Feldern vorgesehen sind, daß den Tasten entsprechend der Kodierung Verbindungsteile zum Beeinflussen dieser elektrischen oder magnetischen Felder zugeordnet und so angeordnet sind, daß sie im Verlauf einer Tastenbetätigung eine sprunghafte Bewegung ausführen und daß nur während dieser Bewegungsphase eine einen Schwellwert übersteigende Feldänderung auftritt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist der Schwellwert so bemessen, daß durch das Betätigen einer Taste neben einer gedrückt gehaltenen Taste eine den Schwellwert übersteigende Feldänderung auftritt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß selbst bei schnell hintereinander betätigten Tasten mit keiner Überlagerung der parallel erzeugten Impulse zu rechnen ist, so daß auf eine gesonderte Tastensperreinrichtung verzichtet werden kann. Dadurch ist die Möglichkeit einer individuellen Schreibweise garantiert und die Leichtgängigkeit sichergestellt.

• 5 An Hand der nachstehenden Ausführungen wird die Erfindung näher erläutert.

Bekanntlich kann ein Tastendruck auf verschiedene Arten in ein elektrisches Signal umgewandelt werden. Die Taste kann einen elektrischen Kontakt betätigen, oder sie kann mit einer Blende den Lichtstrom auf eine elektrische Fotozelle verändern, oder sie kann auf die Kapazität eines Kondensators einwirken oder auf die Induktivität einer Spule. Für viele Anwendungsfälle ist es zu aufwendig, für jede einzelne Taste einer Tastatur ein elektrisches Organ vorzusehen. Der Aufwand wird wesentlich verringert, wenn man die Tasteninformation im Eins-aus-jV-Kode (von N Tasten wird immer nur eine zur Zeit betätigt) zuerst durch eine Mechanik in einen Anteiligen Binärkode verschlüsselt, und dann nur die M Binärstellen in elektrische Signale umsetzt. Ein mechanischer Verschlüßler, der die Bewegung einer Taste in die kombinierte Bewegung von M unabhängigen Kodestangen.überführt, erfordert allerdings immer noch einen merklichen Aufwand, wenn man eine Überlappung zulassen will, nämlich daß die nächste Taste bereits gedruckt werden darf, bevor die zuvor betätigte Taste in ihre Ruhestellung zurückgekehrt ist.

Eine besonders einfache Weise, bei überlappender Tastenbetätigung ungestörte kodierte elektrische Signale zu erhalten, besteht darin, daß man die Bewegung des Tastenhebels in eine sprungartige Änderung des elektrischen Feldes eines Kondensators oder des magnetischen Feldes einer Spule umsetzt. Dabei wird den Polen eines Kondensators oder einer Spule eine solche Form gegeben, daß sie die Kodierung der elektrischen Ausgabesignale bewirken, indem die Bewegung eines Tastenhebels entsprechend dem Kode entweder eine schnelle Feldänderung (Darstellung einer »Eins«) oder aber keine schnelle Feldänderung (Darstellung einer »Null«) verursacht. Zu diesem Zweck sind die Pole des Kondensators oder der Spule so angeordnet, daß sich die Einflüsse der Tasten auf die Feldstärke additiv überlagern und von einem für alle Tasten gemeinsamen elektrischen Organ in elektrische Impulse umgesetzt werden. Es wird ein Impuls abgegeben, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Feldes einen Schwellwert überschreitet. Dadurch, daß während einer Tastenbetätigung eine schnelle Feldänderung nur bei der Darstellung einer »Eins« in einem kleinen Bewegungsabschnitt auftritt, im übrigen aber, insbesondere während der Rückkehr der Taste in ihre Ruhelage, keine schnelle Feldänderung auftritt, ist eine störungsfreie überlappende Betätigung der Tastenbewegungen möglich. Die Vorteile einer solchen Tastatur bestehen im folgenden:

1) Die Ausgangssignale entstehen durch ein verschleißfreies Abtastorgan.

2) Die Anzahl der erforderlichen Abtastorgane ist gleich der Anzahl der kodierten Ausgänge (bei

einem voll ausgenutzten Dualkode braucht man für NTasten nur ld (N) kodierte Ausgänge).
3) Die Tastenbewegungen dürfen sich zeitlich überlappen.

Nachfolgend werden Prinzipien für die Anordnung des Feldverlaufs in der Tastatur angegeben. Danach werden Prinzipien angegeben, mit denen eine sprunghafte Änderung des Feldes erzeugt werden kann, und schließlich werden Prinzipien angegeben, wie die elektrischen Signale durch die Anordnung der Pole des Abtastorgans binär kodiert werden können.

Der Feldverlauf

Durch die Betätigung einer Taste müssen die Pole des elektrischen Organs relativ gegeneinander bewegt werden. Das kann auf verschiedene Weise geschehen:

Die Tastenhebel der Tastatur werden nebeneinander angeordnet. Jeder Hebel hat einen elektrisch bzw. magnetisch leitenden Teil. Der Kondensator bzw. die Spule erhalten langgestreckte Pole, die an den elektrisch bzw. magnetisch leitenden Teilen vorbeigeführt werden. Diese Teile stehen also den langgestreckten und unbeweglichen Polen als bewegliche Verbindungsteile gegenüber. Durch die Bewegung eines Tastenhebels wird die Kapazität bzw. die Induktivität zwischen den beiden Polen verändert, wenn sich bei der .Bewegung der Abstand zwischen den Polen und dem leitenden Teil ändert.

Die elektrisch oder magnetisch leitenden Teile brauchen nicht ein Verbindungsteil zwischen zwei unbeweglichen Polen zu bilden, sie können auch selbst einen beweglichen Pol bilden, indem sie leitend miteinander verbunden sind; sie stehen dann nur einem unbeweglichen Pol gegenüber. In beiden Fällen läuft der Fluß des elektrischen bzw. magnetischen Feldes von einem Pol parallel durch alle Verbindungsteile zum anderen Pol.

Eine weitere Möglichkeit besteht, die Verbindungsteile hintereinander zu schalten, so daß das Feld über einzelne ortsfeste Zwischenstücke von einem beweglichen Verbindungsteil zum nächsten weitergeleitet wird, wobei der eine Pol mit dem ersten Verbindungsteil und der andere Pol mit dem letzten Verbindungsteil in Eingriff kommt.

Die sprunghafte Feldänderung

Die schnelle Bewegung der leitenden Verbindungsteile beim Betätigen der Taste kann man dadurch erreichen, daß die Taste beim Niederdrücken einen Druckpunkt hat. Die Kraft zum Überwinden des Druckpunktes wird nach der Überwindung für die Abwärtsbeschleunigung der Taste wirksam und ergibt eine schnelle Tastenbewegung.

Die Rückkehr der Taste soll mit geringerer Geschwindigkeit erfolgen, was man durch eine schwache , Rückstellkraft der Taste und/oder eine geschwindigkeitsabhängige Reibung erzielt. Bei dieser Version ist die Taste selbst der sich sprungartig bewegende Teil.

Man kann die Taste auch mit einem Hebel verbinden, der das elektrisch oder magnetisch leitende Verbindungsteil bildet, und der sich unabhängig von der Tastenbetätigung beim Überschreiten eines Druckpunktes sprunghaft bewegt. Eine Sprungmechanik zwischen der Taste und dem Hebel kann z. B. aus einer Klinke bestehen:

Beim Herunterdrücken der Taste wird der Hebel durch die Klinke mitgenommen und gegen eine Feder heruntergedrückt. Diese Bewegung erfolgt relativ langsam. Beim Erreichen des Druckpunktes klinkt die Klinke aus. Der Hebel springt durch die einwirkende Hebelkraft wieder in seine Ruhelage zurück. Kehrt die Taste in ihre Ruhelage zurück, so klinkt die Klinke wieder in den Hebel ein. Im Verlauf einer neuerlichen Tastenbetätigung wiederholt sich dieser Vorgang.

ίο Die sprunghafte Feldänderung wird durch ein elektrisches Organ erkannt, das bei einer bestimmten Geschwindigkeit der Feldänderung anspricht. Dieses ermöglicht eine überlappende Betätigung mehrerer Tasten. Langsame Feldänderungen liegen unter der Ansprechschwelle des Organs.

Es ist deshalb ohne nachteilige Wirkung möglich, die nächste Taste zu betätigen, sobald der Druckpunkt der vorher betätigten Taste überschritten ist.

Die Kodierung

Wird das Verbindungsteil im Verlauf seiner Bewegung dicht an seinen Gegenpol herangeführt, dann bewirkt es eine relativ große Feldänderung, und diese erzeugt im elektrischen Organ einen entsprechend großen Impuls, der z. B. eine »Eins« darstellt. Behält das Verbindungsteil im Verlauf seiner Bewegung einen verhältnismäßig weiten Abstand von seinem Gegenpol, dann ist die Feldänderung relativ klein und bleibt unter einer Ansprechschwelle, was z. B. eine »Null« darstellt. Der Unterschied, ob bei der Bewegung eine »Eins« oder eine »Null« erzeugt wird, wird durch die mechanische Formgebung von Verbindungsteil und Gegenpol bestimmt. Erste Ausführung:

Das Verbindungsteil erhält, entsprechend der darzustellenden Information (»Eins« oder » Null«), eine Einkerbung oder einen Einschnitt oder es wird in geeigneter Weise abgewinkelt. Die Gegenpole sind für alle Verbindungsteile gleich. Zweite Ausführung:

Der Gegenpol erhält, entsprechend der darzustellenden Information (»Eins« oder »Null«), an der dem Verbindungsteil zugeordneten Stelle eine Einkerbung, einen Einschnitt oder ein Loch, oder er wird in geeigneter Weise abgewinkelt. Dabei sind die Verbindungsteile alle untereinander gleich. — Man kann natürlich auch beide Ausführungen miteinander kombinieren. Die Kodierung geschieht also durch die mechanische Formgebung der Pole.

Die Anordnung und die Formgebung der Pole wird im einzelnen dadurch bestimmt, ob das kodierte Ausgangssignal parallel oder in Serie zur Verfügung gestellt wird.

Bei paralleler Ausgabe führen an den Verbindungsteilen, entsprechend der Anzahl der gleichzeitigen Ausgabesignale (M Binärstellen), die Pole von M einzelnen elektrischen Organen vorbei. Die Ausgänge dieser Organe bilden M Signalleitungen, auf denen das jeweilige Kodewort (die einer Taste zugeordnete Kombination von »Einsen« und »Nullen«) parallel erscheint. Hierbei muß das Verbindungsteil so groß sein, daß es gleichzeitig auf M verschiedene und voneinander unabhängige Gegenpole einwirken kann. Dafür braucht die Amplitude der Bewegung des Verbindungsteils nur so groß zu sein, wie sie für die Einwirkung auf einen einzelnen Gegenpol erforderlich ist, denn die Einwirkung erfolgt auf alle Pole parallel.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Eingabetastatur, bei der durch das Betätigen einer Taste die Beeinflussung eines elektrischen oder magnetischen Feldes in Form eines binär kodierten Signals erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß für alle Tasten gemeinsam eine den Kode-Elementen entsprechende Anzahl von elektrischen oder magnetischen Feldern vorgesehen sind, daß den Tasten entsprechend der Kodierung Verbindungsteile zum Beeinflussen dieser elektrischen oder magnetischen Felder zugeordnet und so angeordnet sind, daß sie im Verlauf einer Tastenbetätigung eine sprunghafte Bewegung ausführen und daß nur während dieser Bewegungsphase eine einen Schwellwert übersteigende Feldänderung auftritt.

2. Eingabetastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwellwert so bemessen ist, daß durch das Betätigen einer Taste neben einer gedrückt gehaltenen Taste eine den Schwellwert übersteigende Feldänderung auftritt.