DE2047997A1

DE2047997A1 - Elektronische Eingabetastatur

Info

Publication number: DE2047997A1
Application number: DE19702047997
Authority: DE
Inventors: Hans-Jürgen DipL-Ing. 7100 Heilbronn-Böckingen. M Maute
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1970-09-30
Filing date: 1970-09-30
Publication date: 1972-04-06
Also published as: DE2047997B2; US3758785A; GB1337028A; FR2108743A5

Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1

Heilbronn, den 22. 9· 1970 PT-Ma/kf - HN 70/63

"Elektronische Eingabetastatur¹¹

Die Erfindung betrifft eine elektronische Eingabetastatur für Anlagen, die Daten ausdrucken, verarbeiten oder speichern. Dies sind insbesondere elektrische Schreib- und Rechenmaschinen, Fernschreibanlagen, Steuerbefehle, speichernde und weiterverarbeitende Einrichtungen an Maschinen mit einer geeigneten Eingabeeinheit Befehlsspeicher in Aufzügen und dergl.

Bekannte Eingabetastaturen arbeiten auf mechanische Weise über Hebelarme oder durch das Schließen eines direkten elektrischen Kontaktes mittels Knopfdruck.

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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Eingabetastatur anzugeben, die leicht austauschbar ist und ohne direkte elektrische Berührungskontakte auskommt.

Diese Aufgabe wird bei einer Eingabetastatur erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einem Tastengehäuse ein vertikal verschiebbarer Tastenkopf angeordnet ist, daß im Tastengehäuse ein lichtaussendendes und ein lichtempfindliches Halbleiterbauelement angeordnet sind, und daß Mittel vorgesehen sind, durch die beim Betätigen des Tastenkopfes die zwischen den beiden Bauelementen bestehende Lichtverbindung unterbrochen oder die im Ruhezustand der Taste unterbrochene Lichtverbindung hergestellt wird.

Die erfindungsgemäße Eingabetastatur hat den Vorteil, daß keine mechanisch bewegten Hebelarme mehr notwendig sind. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung entfallen auch direkte elektrische Kontakte, die bekanntlich durch Kontaktabbrand und mechanische Kontaktabnutzung nur eine beschränkte Lebensdauer besitzen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil

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der neuen Eingabetastatur ist darin zu sehen, daß die Tasten in Steckleisten eingesetzt werden können und durch einfaches Auswechseln gegen Ersatztasten ausgetauscht werden können. Die nach der Erfindung aufgebauten Tasten sind vorzugsweise nur über Steckkontakte mit entsprechenden elektrisch angeschlossenen Steckleisten verbunden und wei- "

sen mit dem Eingabegerät keine zusätzliche mechanische oder elektrische Verbindung mehr auf.

Weiterhin kann als Vorteil angeführt werden, daß die Tasten unabhängig von den übrigen Teilen der Maschinen gefertigt und erst nach dem Zusammenbau der Maschine in die Maschine an den dafür vorgesehenen Stellen eingefügt werden können. Die Fertigung von Tasten, die bereits mit den erforderlichen Mitteln zum Offnen und Schließen eines Stromkreises m unter Auslassung von Berührungskontakten versehen sind, lassen sich rationell in einer Massenfertigung herstellen, wobei in der Fertigung auf die in.der Halbleitermontagetechnik gesammelten Erfahrungen und Einrichtungen zurückgegriffen werden kann.

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In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Tastatur ist vorgesehen, daß der Tastenkopf aus einer stufenförmigen Platte besteht, die in einem Gehäusehohlkörper geführt ist, daß der Rand des Gehäuses mit einem in die Stufe des Gehäusekopfes eingreifenden Innenflansch versehen ist, so daß die Ruhelage des Tastenkopfes durch die Berührungsfläche zwischen dem Gehäuserand und der Stufe des Tastenkopfes definiert ist. Zu diesem Zweck ist im Tastengehäuse eine Feder angeordnet, die den Tastenkopf in der Ruhelage gegen den Innenflansch des Gehäuserandes presst.

Am Tastenkopf wird vorteilhafterweise eine Blende angebracht, die beim Verschieben des Tastenkopfes einen Lichtweg zwischen den beiden Halbleiterbauelementen entweder erst zuläßt oder unterbricht, falls dieser Lichtweg im Ruhezustand des Gehäusekopfes bereite bestattd.

Diese Blende besteht in einer bevorzugten Ausführungsform beispielsweise aus einer am Gehäusekopf befestigten und vertikal ins Gehäuseinnere verlaufenden Platte, die räum-

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lieh zwischen den beiden, einander gegenüberliegend angeordneten Halbleiterbauelementen liegt.

Die Abmessungen der Blendenplatte, die zusammen mit dem Tastenkopf in vertikaler Richtung verschoben wird, werden beispielsweise so gewählt, daß der untere Plattenrand un- Λ

mittelbar über der vorzugsweise horizontal verlaufenden Lichtverbindung zwischen den beiden Halbleiterbauelementen endet.

In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Blendenplatte mit einer Öffnung oder einer Aussparung versehen ist, durch die die Lichtverbindung zwischen den beiden Halbleiterbauelementen entweder im Ruhezustand oder im gedrückten Zustand der Taste hindurch verläuft. Im jeweils anderen Tastenzustand wird dann der Lichtweg durch die außerhalb der Öffnung bzw. Aussparung liegenden massiven Teile der Blendenplatte unt erbro chen.

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Die Erfindung und ihre weitere vorteilhafte Ausgestaltung soll im weiteren anhand eines Ausführungsbeispieles noch näher erläutert werden.

In der Figur 1 ist, teils in einer perspektivischen Ansicht teils im Schnitt, eine erfindungsgemäße Eingabetaste dargestellt.

Der Tastenkopf besteht aus einer Platte 2 die sich nach unten an einer Stelle stufenförmig erweitert. Die dadurch gebildete Stufe 3 dient als Anschlag gegen den flanschartig nach innen·erweiterten Rand 4 des Gehäusehohlkörpers 1. Dieser Gehäusehohlkörper bildet die Führung für den in vertikaler Richtung verschiebbaren Tastenkopf 2. Im Gehäusehohlkörper ist eine Feder l8 angeordnet, die die Taste 2 mit der Stufe 3 gegen den Rand k des Hohlkörpers 1 presst und nach einem Tastendruck für die Rückstellung des Tastenkopfes und die Ruhelage sorgt.

In den Gehäusehohlkörper ist beispielsweise von unten ein Gehäusesockel 5 eingeschoben, der beispielsweise den in

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der Halbleitertechnik verwendeten Gehäusesockel für Transistoren oder andere Halbleiterbauelemente entspricht. Dieser Gehäusesockel besteht beispielsweise aus einer Isolierstoffmasse 17» die von einem Metallzylinder umfasst wird. Durch die Isolierstoffmasse sind Elektrodenzuleitungen bis 12 geführt, die auf der dem Gehäuse abgewandten Seite *

vorzugsweise als Steckkontakte ausgebildet sind. Hierdurch läßt sich die gesamte Taste mit ihrem elektrischen Teil in entsprechende Buchsen einer Steckleiste einsetzen und elektrisch anschließen.

An einer Sockeldurchführung 9 ist beispielsweise ein Halbleiterbauelement 13 befestigt, das gegen Lichteinfall empfindlich ist. Dieses Bauelement besitzt vorzugsweise

zwei durch einen pn-übergang voneinander getrennte Zonen. ^

In der Figur 2 sind die Halbleiterbauelemente gesondert dargestellt. Die beiden Halbleiterzonen des Bauelementes 13 sind mit den Ziffern 23 und 24, der pn-Übergang mit der Ziffer 25 bezeichnet.

Die Zone 23 ist mit der Elektrodenzuleitung 9 (Fig. l) mechanisch und elektrisch verbunden, während die dünne

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Oberflächenzone 2k über einen Kontaktierungsdraht an die Elektrodenzuleitung 10 elektrisch angeschlossen ist.

Entsprechend ist auf dem dem Bauelement 13 gegenüberliegenden Teil der Sockeloberfläche das lichtaussendende Halbleiterbauelement an der Elektrodenzuleitung 11 befestigt. Zwischem dem Halbleiterkörper und der Kontaktfläche der Elektrodenzuleitung kann gegebenenfalls eine Zwischenplatte 15 eingefügt werden. Nach der Figur 2 weist auch dieses Bauelement zwei durch einen pn-übergang 22 voneinander getrennte Halbleiterzonen 20 und 21 auf". Vom pn-Übergang geht bei an den Halbleiterzonen entsprechend anliegender Spannung ein Lichtstrahl 19 aus, der beispielsweise durch die Öffnung 8 in der Blendenplatte 7 hindurch in Verbindung mit dem Halbleiterbauelement 13 steht und dort einen Stromfluß verursacht.

Auch bei diesem zweiten Halbleiterbauelement ist die nicht mit der Elektrodenzuleitung 11 verbundene Zone über einen dünnen Zuleitungsdraht l6 mit der als Elektrodenzuleitung diendenden weiteren Sockeldurchführung 12 elektrisch verbunden.

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Bei dem in der Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an der Unterseite des beispielsweise rechteckförmig ausgebildeten Tastenkopfes eine runde Scheibe 6 befestigt die eine vertikal verlaufende ins Gehäuseinnere ragende Blendenplatte 7 aufweist, die wie eine Trennwand zwischen den beiden Halbleiterbauelementen 13 und lk angeordnet ist. Diese Trennwand, die bei der Betätigung der Taste zusammen mit dem Tastenkopf in vertikaler Richtung verschoben wird, weist im Bereich der Lichtverbindung 19 zwischen den beiden Bauelementen eine Aussparung 8 auf, die im Ruhezustand der Taste eine Lichtverbindung 19 zwi schen den beiden Halbleiterbauelementen ermöglicht.

Beim Betätigen der Taste verschiebt sich diese Aussparung derart, daß die Lichtverbindung zwischen den beiden Bauelementen unterbrochen wird.

Der für die Unterbrechung des Lichtwegs erforderliche Tastenweg kann beliebig klein gewählt werden, wenn die Aussparung sehr schmal gewählt oder der Abstand zwischen dem Lichtweg und dem oberen Rand der Aussparung sehr klein gewählt wird.

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Es soll jedoch nochmals darauf hingewiesen werden, daß
die Aussparung aber auch so angeordnet werden kann, daß
der Lichtweg erst durch das Betätigen der Taste durch
die Aussparung hindurch zustande kommt.

Es ist sinnvoll, die Anschlagtiefe der Taste zu begrenzen. Dies kann durch den Abstand des unteren Randes der Platte 7 von der Oberfläche des Gehäusesockels 5 oder durch eine Einbuchtung an der Innenwandung des Gehäusehohlkörpers 1
geschehen.

Um die Anschlagtiefe verstellen zu können, ist es weiterhin sinnvoll, Mittel vorzusehen, mit deren Hilfe die relative Lage zwischen Lichtweg 19 und Blendenplatte 7 veränderbar ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß
der Gehäusesockel im Gehäusehohlkörper verschiebbar angeordnet ist.

Es ist auch möglich, zur stärkeren Konzentrierung des Lichtstrahls zwischen den beiden Halbleiterbauelementen in die Blendenplatte eine Optik einzufügen. Dies kann beispielsweise eine Zylinderlinse sein.

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In der Figur 3 ist beispielsweise die Tastatur einer Tischrechenmaschine 26 dargestellt, die sich äußerlich nicht von bekannten Tastaturen unterscheidet. Die Tasten 27 sind jedoch in eine Steckkontaktplatte eingesetzte Tasten gemäß der Figur 1, die im Bedarfsfall wieder gegen eine andere Taste ausgetauscht werden können. Hierzu muß die Taste 27 nur aus der Steckplatte herausgezogen und eine neue Taste eingesteckt werden.

Die erfindungsgemäße Tastatur kann überall vorteilhaft eingesetzt werden, wo Daten elektrisch weiterverarbextet werden, sei es nun, um Informationen auszudrucken, zu speichern oder zu Steuerbefehlen auszuwerten. Die erfindungsgemäße Tastatur stellt einen weiteren Schritt auf dem Weg zum vollelektronischen Aufbau elektrischer Anlagen dar, die rationell erzeugt und gewartet werden können.

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Claims

Patentansprüche

Il Elektronische Eingabetastatur für Anlagen, die Daten ausdrucken, verarbeiten oder speichern, insbesondere für elektrische Schreib- oder Rechenmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Tastengehäuse (l) ein vertikal verschiebbarer Tastenkopf (2) angeordnet ist, daß im Tastengehäuse ein lichtaussendendes (ΐΛ) und ein lichtempfindliches Halbleiterbauelement (13) angeordnet sind, und daß Mittel (7, 8) vorgesehen sind, durch die beim Betätigen des Tastenkopfes die zwischen den beiden Bauelementen bestehende Lichtverbindung (19) unterbrochen oder die im Ruhezustand der Taste unterbrochene Lichtverbindung hergestellt wird.

2) Eingabetastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastenkopf (2) aus einer stufenförmigen Platte besteht, die in einem Gehäusehohlkörper (l) geführt ist, daß der Rand des Gehäuses (l) mit einem in die Stufe (3)

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des Gehäusekopfes (2) eingreifenden Innenflansch (4) versehen ist, so daß die Ruhelage des Tastenkopfes durch die Berührungsfläche zwischen dem Gehäuserand (4) und der Stufe (3) des Tastenkopfes (2) definiert ist»

3) Eingabetastatur nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Tastengehäuse (l) eine Feder (l8) angeordnet ist, die den Tastenkopf (2) in der Ruhelage gegen den Innenflansch (4) des Gehäuserandes presst.

4) Eingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Tastenkopf (2) eine vertikal ins Gehäuseinnere verlaufende Blendenplatte (7) angeordnet ist, die das lichtaussendende und das lichtempfindliche Halbleiterbauelement (l4, 13) räumlich voneinander trennt. ^

5) Eingabetastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Blendenplatte (7) derart gewählt sind, daß der Plattenrand unmittelbar über der Lichtverbindung (19) zwischen den beiden Halbleiterbauelementen (13, l4) endet.

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6) Eingabetastatur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Blendenplatte (7) eine Öffnung oder Aussparung (8) vorgesehen ist, die in ihrer räumlichen Lage so gewählt ist, daß im Ruhezustand zwischen den beiden Halbleiterbauelementen (13> l4) durch die Öffnung oder Aussparung in der Platte hindurch eine Lichtverbindung besteht, während diese Verbindung beim Verschieben des Tastenkopfes (2) durch außerhalb der Öffnung bzw. Aussparung liegende massive Bereiche der Platte unterbrochen ist .·

7) Eingabetastatur nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß in der Platte eine Öffnung oder Aussparung (8) vorgesehen ist, die in ihrer räumlichen Lage so gewählt ist, daß erst beim Betätigen der Taste eine Lichtverbindung (19) zwischen den beiden Halbleiterbauelementen (l3> 1^) durch die Öffnung zustande kommt.

8) Eingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Halbleiterbauelemente (13j tk) auf einem Gehäusesockel (5) mit durch

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den Gehäusesockel isoliert geführten Elektrodenzuleitungen (9 ~ 12) angeordnet sind.

9) Eingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Öffnung bzw. in der

Aussparung (8) der Blendenplatte (7) eine Optik ange- M

ordnet ist.

ΙΟ) Eingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, durch die die örtliche Lage der Lichtverbindung (19) zwischen den beiden Halbleiterbauelementen (l3i lA) in Bezug auf die durch den Tastenkopf (2) betätigte Blende (7) zur Einstellung der Anschlagtiefe verstellbar ist.

11) Eingabetastatur nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäusesockel (5) gegen den Gehäusehohlkörper (l) verschiebbar ist.

12) Eingabetastatur nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Gehäusesockel (5) geführten Elektrodenzuleitungen (9 - 12) als Steckkontakte ausgebildet sind.

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