DE2254340A1

DE2254340A1 - Kapazitives tastenfeld

Info

Publication number: DE2254340A1
Application number: DE2254340A
Authority: DE
Inventors: Joseph Arthur Cencel
Original assignee: Becton Dickinson and Co
Current assignee: Becton Dickinson and Co
Priority date: 1971-11-12
Filing date: 1972-11-07
Publication date: 1973-05-17
Also published as: NL7215132A; US3750113A; JPS4856343A; DE2254340B2; GB1405498A; FR2160195A5; IT973485B

Description

Dipl.-lng. H. Sauerland ·. Dn.-lng. R. König · Dipl.-ing. K. Bergen

Patentanwälte · 4θοα Düsseldorf · Cecilienallee 7s . Telefon 4as73a

6_O November 1972 27 885 S

BECTON, DICKINSON ELECTRONICS COMPANY^ Pasadena, California (V.St„A₀)

"Kapazitives Tastenfeld"¹ Zusammenfassung der Beschreibung!

Ein kapazitives Tastenfeld mit η Tasten ist an ein Schieberegister für η Bits angeschlossen_s Jede einzelne Taste, wird der Reihe nach "abgefragt"; und wenn die Taste betätigt wird, erscheint ein Ausgangsimpuls, der dem Eingang des Schieberegisters zugeführt wird_a Der Ausgangsimpuls wird außerdem mit dem Ausgang des Schieberegisters verglichen^ welch letzterer dem "Zustand" der Taste beim vorangegangenen Abfragezyklus entspricht«, Ein Aus gangs impuls wird beim ersten Auftreten- eines Signals infolge Betätigung einer Taste erzeugt. Der Ausgang des Schieberegisters wird auch dazu verwendet,, den Tastenschaltkreis empfindlicher zu machen, so daß ein geringerer Tastenweg schon genügt, um den Abfrageimpuls durchzulassen.

Beschreibung der Erfindung im einzelnen;

Die Erfindung betrifft kapazitive Tastenfelder_? insbesondere mit einem verbesserten kapazitiven Tastenfeld unter Verwendung digitaler Schaltungen«,

In Informations-Vararbeitungssystemen und für Daten-Aufbereibungszwecke werden Tastenfelder benutzt, um Information · nen in ein System einzugeben,, Bisher wurden hierfür Tasten-

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felder mit mechanischen Kontakten verwendet. Bei derart ausgestatteten Daten-Eingabegeräten bestanden Probleme hinsichtlich der Zuverlässigkeit, des Kontaktprellen u.ähnl.; ferner wurden derartige Geräte mechanisch sehr komplex. Darüber hinaus benötigte man eine Vielzahl von Dioden, häufig sogar eine Diode pro Taste, um Signal-Nebenwege zu unterdrücken.

Bei dem Versuch, viele dieser Probleme zu vermeiden, wurden auch kapazitive Tastenfelder eingesetzt, bei denen die Betätigung einer Taste nicht zum Schließen eines Schalters führt, sondern zur Veränderung der Kapazität einer Schaltung, wodurch letztere ein Wechselstromsignal durchläßt, welches eine Information repräsentiert.

Bei den zum Stand der Technik gehörenden kapazitiven Tastenfeldern, wie sie z.B. beschrieben sind in der US-Patentschrift 3 419 697 von D.C.Gove (etwa an Hand von Fig.6), enthält eine Taste eine Platte eines Kondensators, während das Tastenfeld die andere Platte enthält. Im allgemeinen wird ein Oszillator, der im Normalfall ein verhältnismäßig hohes sinusförmiges Signal liefert, an eine der beiden Kondensatorplatten angeschlossen, während die zweite Platte an einen Verstärker angeschlossen ist, der das Ausgangssignal lieferb, das der Betätigung der Taste entspricht.

Im allgemeinen benötigt man eine Vielzahl von Leseverstärkern, einen für Jede Taste, die im allgemeinen als Verstärker hoher Impedanz angeschlossen sind. Zusätzlich zu diesen Verstärkern können Kode-Umwandlungsschaltungen (Verschlüsselungs-Schaltungen) vorgesehen sein, die auf ein von einem bestimmten Verstärker herrührendes Eingangs-Signal hin eine Signal-Kombination, erzeugen, welche die niedergedrückte Taste eindeutig identifiziert.

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Der "benötigte Oszillator und die vielen Verstärker stellen einen erheblichen Kostenfaktor beim Bau eines mit vielen Tasten ausgerüsteten Tastenfeldes dar. Darüber hinaus braucht man zur Verarbeitung der Ausgangssignale eines Oszillators analoge Schaltkreise, die mit den übertragenen sinusförmigen Signalen fertigwerden können. Es sind deshalb zusätzliche Schaltkreise erforderlichj wenn diese Signale in eine andere Signalform zwecks Weiterleitung und/oder Benutzung umgewandelt werden müssen»

Ein weiterer ungünstiger Umstand bei der Benutzung der bekannten kapazitiven Tastenfelder ist in dem Problem der verhältnismäßig hohen Spannungen.zu sehen, die man bei derartigen Systemen zum einwandfreien Betrieb des Oszillators und der verschiedenen Verstärker und Verschlüsselungs-Schaltungen benötigt. Derartige Einrichtungen müssen in hinreichender Weise abgeschirmt werden, um die Bedienungsperson vor elektrischer Streuenergie zu schützen«

In den vergangenen Jahren wurden große Fortschritte erzielt bei der Entwicklung von Digital-Schaltungen hoher Geschwindigkeit und großer Zuverlässigkeit, welche zu außerordentlich niedrigen Preisen und in äußerst kleinen Baueinheiten erhältlich sind. Digitalbausteine sind heute in Form von Mikroschaltungen erhältlich, die komplexe logische Funktionen zusammenfassen, die häufig auf einem einzigen "Chip" (Plättchen) untergebracht sind und mit sehr niedrigen, für den Betrieb von Rechenanlagen geeigneten Spannungen und sehr hohen, ebenfalls für den Betrieb von Rechenanlagen geeigneten Geschwindigkeiten arbeiten«,

Mikroschaltungen vereinfachen auch andere komplexe Digitalschaltungen, wie Zähler, Schieberegister, Signalverteiler, Mehrfachkoppler (in der englischen Fachsprache als "Multiplexer" bezeichnet) und Mehrfach-Entkoppler (in der engli-

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sehen Fachsprache als "Demultiplexer" bezeichnet). Andere derartige Schaltungen bilden Taktgeneratoren (englisch als "clock generators" bezeichnet) oder logische Schaltungen wie etwa »TO©¹¹- bzw. "QDER"-Gatter, Flip-Flop-Schaltungen und monostabile Multivibratoren ("one shots") auf einem einzigen "Chip" oder Modul»

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, in einem Tastenfeld die Einfachheit des mit Schalterkontakten ausgerüsteten Tastenfeldes mit der Betriebssicherheit mid der Freiheit von mechanischen Instabilitäten des kapazitiven Tastenfeldes zu vereinigen»

Gemäß der Erfindung wird ein Schieberegister für η Bits als Speicher für ein Tastenfeld ,mit η Tasten benutzt. Ein einziger Taktgenerator (in der englischen Fachsprache als "clock generator" bezeichnet) führt der Reihe nach jeder Taste des Tastenfeldes Energie zu und veranlaßt gleichzeitig die Speicherung des Zustandes jeder Taste in jeweils einer anderen Zelle des zugeordneten Registers, Bei jedem einzelnen Abfragezyklus speichert das Schieberegister Signale, die der einzelnen Taste zugeordnet sind und deren Zustand repräsentieren, ob betätigt oder nicht.

Bei einem folgenden Abfragezyklus kann der neue Zustand jeder einzelnen Taste ohne weiteres verglichen werden mit dem Zustand der Taste während des vorausgegangenen Abfragezyklus;dabei wird der neue Zustand im Register gespeichert, wodurch die zuvor gespeicherte Information ersetzt wird.

Eine logische Schaltung erkennt das gleichzeitige Auftreten eines Signals vom Tastenfeld, das die Betätigung einer Taste anzeigt, und eines Signals (aus dem Register), das anzeigt, daß diese Taste während des vorausgegangenen Zy-

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klus nicht betätigt war« Wenn dies geschieht^ wird ein Ausgangssignal erzeugt, das den Taktgenerator (clock generator) momentan anhält und ein Ausgangssignal erzeugt, das der betätigten Taste entspricht und diese repräsentierte Außerdem kann eine Daten-Speichereinrichtung, die vom Taktgenerator (clock generator) adressiert werden kann, dazu verwendet werden, eine Ausgangsnachricht zu liefern, die der betätigten Taste entspricht und für diese repräsentativ ist₀

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein kapazitives Tastenfeld vorgesehen, das eine Matrix von Spalten und Zeilen besitzt«, Die Tasten sind in "Zeilen" und der Ausgang des Tastenfeldes ist in "Spalten" angeordnet. Ein Tastenfeld mit vierundsechzig Tasten ist z.B„ in einer acht-mal-acht-Matrix angeordnet mit acht Zeilen und acht Tasten pro ZeIIe₀

Ein Binärzähler mit sechs Bits₅ der von einem Taktgenerator (clock generator) gespeist wird, verwendet die drei am wenigsten signifikanten Bits zum Betrieb eines ElfJS-aus-ACHT-Dekodierers, welcher der Reihe nach die Zeilen des Tastenfeldes auswählt. Die am meisten signifikanten drei Bits des Zählers werden zum Betrieb eines Signal-Verteilers (im Sinne der englischen Fachsprache Multiplexers) benutzt_? welcher der Reihe nach die acht Spalten des Tastenfeldes wählt, um ein Ausgangssignal zu erhalten«,

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in erster Linie darin, ein verbessertes kapazitives Tastenfeld zu schaffen, das als Dateneingabe-Vorrichtung geeignet ist₀

Darüber hinaus zielt die Erfindung darauf ab, ein kapazitives Tastenfeld zu liefern, das keine Vielzahl von Detektoren benötigt. Dabei soll insbesondere ein verbessertes kapazitives Tastenfeld geschaffen werden^ das nur· eine b'e-

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grenzte Anzahl von Leseverstärkern, (in der englischen Fachsprache rait "sense amplifiers" bezeichnet), aufweist.

In Verbindung mit alledem will die Erfindung auch ein verbessertes kapazitives Tastenfeld schaffen, das keine isolierenden Dioden mehr braucht, sowie darüber hinaus ein verbessertes kapazitives Tastenfeld, das auf billige Weise die Möglichkeit bietet, η Tasten wiederholt abzufragen. In den Bereich der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe gehört ferner die Schaffung eines verbesserten kapazitiven Tastenfeldes, das billige, leicht erhältliche Leseverstärker (in der englischen Fachsprache "sense amplifiers") verwendet.

Schließlich sucht die Erfindung, die Unteraufgabe zu lösen, ein verbessertes kapazitives Tastenfeld zu liefern, das eine elektronische Hystereseschaltung enthält, welche die Empfindlichkeit der betätigten Taste erhöht.

Die für die Erfindung charakteristischen neuen Merkmale, sowohl hinsichtlich des Aufbaus als auch hinsichtlich der Betriebsweise, können zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung besser verstanden werden. In dieser Beschreibung wird die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert, in welchen verschiedene AusfUhrungsformen in Form von Beispielen erläutert sind. Die Zeichnungen sollen jedoch nur der Illustration und der Beschreibung der Erfindung dienen und nicht etwa den Umfang der Erfindung begrenzen»

In den Zeichnungen ist

1 ein idealisiertes Diagramm einer einzelnen kapazitiven Taste, wie sie bei der Erfindung Verwendung finden kann,

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Fig« 2 ein idealisiertes Blockschaltbild des eriindungsgemäßen Tastenfeldsystems ₉ .

Fig. 5 eine Kombination aus Blockschaltbild und Stromlaufplan, zur Erläuterung der- Hystereseschaltung nach Fig, 2 in weiteren Einzelheiten und

Fig, 4 ein idealisiertes Diagramm eines verbesserten Lese-

Verstärkers,

In Fig. 1 ist eine idealisierte kapazitive Taste 10 dargestellt, wie sie im Tastenfeld der. Erfindung eingesetzt werden kann. Die Taste 10 enthält einen Druckknopf 12_S eine Stange 14, eine Deckplatte 1.6₅ die ein Teil des tragenden Chassis sein kann, und eine Feder 18j, die dazu dient, die Taste nach Betätigung in ihre Ausgangslage zurückzustellen₀

Die Taste 10 endet in einer ersten Platte 20 _s die in die Nähe einer zweiten Platte 22 gebracht wird^ welch letztere an die Ausgangsschaltung der Taste angekoppelt ist« Ein. Eingangs-Impulssignal wird der Stange 14 über eine Eingangs-Leitung 24 zugeführt«,

Beim Betrieb wird ein Impulssignal über die Eingangs-Leitung 24 und die Stange 14 der ersten Platte 20 zugeführt, Solange die Taste nicht betätigt wird, verhindert der Abstand zwischen der ersten und der zweiten Platte (20 und 22) eine wirksame kapazitive Kopplung, Wird jedoch der Druckknopf 12 niedergedrückt und damit die Taste 10 betätigt, dann werden die Platten 20 und 22 auf einen hinreichend kleinen Abstand gebracht um eine erhebliche kapazitive Kopplung zwischen ihnen zu bewirken. Das der Eingangs-Leitung 24 zugeführte Impulssignal wird dabei auf eine Ausgangsleitung 26 übertragen, die an die zweite Platte 22 angeschlossen ist.

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Je nach der Eigenart des Eingangssignals und des Rauschens im System ist etwas kapazitive Kopplung zwischen erster Platte 20 und zweiter Platte 22 immer vorhanden. Sobald jedoch die Taste 10 einen gewissen bestimmten Weg zurückgelegt hat überschreitet die Größe des übertragenen Signals eine bestimmte Ansprechschwelle und wird wahrnehmbar als Anzeige dafür, daß die Taste 10 betätigt wurde.

In Fig. 2 ist in Diagrammform ein erfindungsgemäßes kapazitives Tastenfeld 28 dargestellt. Ein solches Tastenfeld, das in einer acht-mal-acht-Matrix mit acht Spalten und acht Zeilen angeordnet ist, kann z.B. vierundsechzig Tasten 10 benutzen, wie sie in Fig. 1 dargestellt wurden.

In Fig. 2 ist das Tastenfeld 28 als acht-mal-acht-Matrix 30 dargestellt, in welcher jeder Kreuzungspunkt eine (nicht dargestellte) Taste 10 bedeutet. Ein EINS-aus-ACHT-Dekodierer 36 adressiert der Reihe nach die acht Zeilen der Matrix 30. Wie dargestellt ist jede Zeile gemeinsam mit acht Tasten verbunden. Die acht Spalten 34 sind einzeln über Verstärker 37 mit einem Signalverteiler (multiplexer) 38 verbunden. Jede Spalte 34 läßt sich kapazitiv an eine Zeile 32 ankoppeln, indem eine Taste 10 betätigt wird.

Ein Taktgenerator 40, der aus einem frei schwingenden Oszillator bestehen kann, liefert die grundlegenden Zeit- und Synchronisier-Signale an den Rest des Systems. Ein Abschal t-Eingang 42 (im Englischen als "inhibit input" bezeichnet) ist an den Taktgenerator 40 angeschlossen, um ein Signal aufnehmen zu können, das nach Aufnahme den Betrieb des Taktgenerators 40 unterbricht.

Der Impulsausgang des Taktgenerators 40 wird gleichzeitig einem Binärzähler 44 mit sechs Bits und dem Schiebeeingang eines Schieberegisters 46 mit vierundsechzig Bits zuge-

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führt. Der Binärzähler 44 liefert ein Ausgangssignal von Jeder Stufe.

Die drei am wenigsten signifikanten Bits (LSB) werden dem Dekodierer 36 zugeführt, der jeweils eine andere Zeile 32 wählt, je nachdem, welche Signalkombination ihm auf den drei Leitungen von den am wenigsten signifikanten Bits zugeführt wird. Die drei am meisten signifikanten Bits (MSB) des Zählers 44 werden dem Signalverteiler 38 zugeführt, um als Ausgang einen der acht Eingänge von den Spalten 34 zu wählen.

Der Ausgang des Signalverteilers 38 wird einem Pulsformer-Schaltkreis 48 (in der englischen Fachsprache als "pulse stretcher" bezeichnet) zugeführt, welcher an das vierundsechzig-Bit-Schieberegister 46 angeschlossen ist, sowie an einen Eingang einer "Zwei-Eingänge-UND-Gatter-Schaltung" 50, deren anderer Eingang ein Abschalt-Eingang ist, der an den Ausgang des Schieberegisters 46 angeschlossen ist.

Der Ausgang des "UND"-Gatters 50 ist an einen monostabilen Multivibrator 52 angeschlossen. Der monostabile Multivibrator-Schaltkreis 52 kann von konventionellem Aufbau sein und einen Ausgangspuls von bestimmter Dauer abgeben, sobald ihm ein Eingangspuls zugeführt wird. Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 52 wird über eine Verzögerungs-Schaltung 54 geleitet und liefert vollausgewertete Signale an eine Vorrichtung, die diese benutzt.

Der Ausgang des monostabilen Multivibrators 52 wird außerdem dem Abschalt-Eingang 42 des Taktgenerators 40 zugeführt, wodurch der Taktgenerator 40 zeitweise außer Betrieb gesetzt wird, und zwar während des Betriebs des monostabilen Multivibrators 52.

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Die sechs Ausgangsleitungen des Binärzählers 44 werden außerdem dazu benutzt, ein Nur-Lese-Gedächtnis 56 zu adressieren, welches eine eindeutige Daten-Nachricht für jede seinem Eingang zugeführte Kombination von Binär-Ziffern liefern kann. Die Zähleranzeige repräsentiert zu jedem Zeitpunkt die Adresse einer Taste 10 und einer zugehörigen Nachricht im Gedächtnis 56.

Eine weiter unten im Zusammenhang mit Fig. 3 näher erläuterte Hystereseschaltung 58 empfängt den Signalausgang des Schieberegisters 46 und arbeitet in einer Weise, daß sie die Empfindlichkeit einer betätigten Taste erhöht. Wie dies im einzelnen geschieht, wird weiter unten erläutert werden. An dieser Stelle genügt es, festzustellen, daß die Hystereseschaltung 58 auf elektronischem Wege die Ansprechschwelle einer Taste verändert, indem sie einem Signal ermöglicht, über einen weiteren Bereich von Platten-Abständen wirksam übertragen zu werden.

In Fig. 3 ist die Hystereseschaltung in etwas größerem Detail abgebildet. Aus Gründen der Bequemlichkeit ist eine Matrix 30' dargestellt, die eine vier-mal-vier-Matrix ist. Wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wählt ein Dekodierer 36· die Zeilen 32' und ein Signalverteiler 38· die Spalten 34 ·.

Die Hystereseschaltung enthält eine Diode 62, die an den Ausgang des Schieberegisters 46* angeschlossen ist, welches im vorliegenden Beispiel sechzehn Bits für die vier-mal-vier-Matrix speichern würde. Ein Ende eines mit 60 bezifferten Widerstandes R- ist mit dem allgemeinen Bezugspotential verbunden, welches durch das übliche Erdungssymbol 64 angedeutet wird. Das andere Ende des mit 60 bezeichneten Widerstandes R- ist an die Verbindung zwisc¹ en der Diode 62 und den verschiedenen Spalten-Leitungen angeschlossen.

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In jeder Spalten-Leitung 34^f befindet sich ein Widerstand 66, der einen Impedanzweg zwischen .einem an den Signalverteiler 38* angeschlossenen Verstärker 37 'und dem gemeinsamen Bezugspotential 64 über den mit 60 bezeichneten Hysteresewiderstand Ru bildet. _..-

Normalerweise würde ein kapazitiv von einer Zeile 32¹ an eine Spalte 34 * angekoppeltes Signal eine Vorspannung am Leseverstärker 37' vorfinden, welche bewirkt wird durch die Reihenkombination, eines mit 66 bezeichneten .Widerstandes R und des mit 60 bezeichneten Hysteresewiderstandes R^ zum gemeinsamen Bezugspotential 64, Wurde eine Taste während ein.es früheren Abfragezyklus betätigt, wodurch ein Bit im Schieberegister 46* gespeichert wurde,,.und wird diese Taste erneut "adressiert", so wird_; der Diode 62 ein Impuls zugeführt, der einen Nebenschluß zu dem mit. 60 bezifferten Hysteresewiderstand R, " erzeugt/ wodurch die Vorspannung des Verstärkers 37^f wesentlich herabgesetzt wird«

Demzufolge wird ein Signal kleinerer Größe auf der Zeilenleitung 32 * immer noch ausreichen, um die Ansprechschwelle des Verstärkers zu überschreiten. Man kann deshalb den Plattenabstand vergrößern, wobei der Verstärker 68 immer, noch auf das Impulssignal anspricht.

Die Wirkung dieser Veränderung der Vorspannung ist festzustellen an dem Bereich von möglichen Lagen, die eine Taste einnehmen kann, nachdem sie einmal genügend stark betätigt wurde, um einen Impuls durchzulassen. Solange bis die Taste wieder völlig frei ist, wird über einen weiten Bereich von Plattenabständen hinweg ein Signal übertragen. Die Größe des mit 60 bezeichneten Hysteresewiderstandes R, bestimmt das Ausmaß, bis zu welchem die Empfindlichkeit der Schaltung erhöht wird, und bestimmt auch die Größe des Weges, den die Taste zurücklegen muß, bevor sie wieder einen offe-

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nen Stromkreis für ein zugeführtes Impulssignal darstellt.

In Fig. 4 ist ein verbesserter Leseverstärker 37' dargestellt, wie er von besonderem Wert im "Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist. In Fig«, 4 enthält eine Eingangsleitung einen einzelnen, mit 72 bezifferten Tasten-Kondensator C,, der mit dem Eingang eines Verstärkers 74 in Reihe geschaltet ist. Ein zweiter, mit 76 bezifferter Kondensator C steht stellvertretend für alle übrigen Kapazitäten einschließlich der Streukapazitäten zwischen Eingangsleitung und gemeinsamem Bezugspotential und ist parallel zum Tasten-Kondensator 72 angeschlossen. Eine Rückkopplungsschleife 78 mit einer Impedanz Z koppelt den Verstärke rausgang an den Verstärkereingang um eine Verstärkung von praktisch eins für ein zugeführtes Signal zu bewirken.

Wenn der Verstärker in dieser Weise betrieben wird, ist die SpannungsSchwankung am Verstärkereingang relativ klein; und da sie klein ist, ist der Einfluß der Streukapazität C

auf den Strom ebenfalls klein. Dadurch wird der Strom in erster Linie eine Funktion der Kapazität C, der abgefragten Taste. Da das Ausgangssignal eine Funktion des Eingangssignals ist, wird dieses Ausgangssignal ebenfalls eine Funktion der Tastenkapazität C,. Werden mehrere Tasten in derselben Zeile gedrückt, so tragen deren Kapazitäten zum Wert von C bei, haben aber keinen merklichen Einfluß auf die Gesamtverstärkung.

Es wurde auch nachgewiesen, daß die Verwendung von Stromverstärkern das Übersprechen von Tasten aus einer Spalte in eine andere Spalte während des Betriebs stark herabsetzt. Der verbesserte Verstärker verbessert also die Arbeitsweise des Gesamtsystems, indem er das Ansprechen auf die adressierte Taste verbessert und die schädlichen Ein-

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flüsse, die von anderen betätigten Tasten des Tastenfeldes herrühren, reduziert,, _Λ

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wurde zwar eine negative Rückkopplung benutzt, um den Verstärker als Stromverstärker zu betreiben und die Schwankung der Eingangsspannung auf der Lese-Verstärker-Leitung möglichst klein zu halten; es ist jedoch auch möglich/ den Eingang eines als Spannungsverstärker betriebenen Leseverstärkers so stark zu belasten, daß jegliche Kapazität, die von einer zweiten Taste herrührt, wirksam überdeckt wird, so daß sie sich nicht nachteilig auf den Betrieb des Systems auswirken kann.

Es wurde also ein verbessertes kapazitives Tastenfeld mit m mal η Tasten beschrieben, das ein wiederholtes Abfragen der m mal η Tasten erlaubt. Es wird nur eine begrente Anzahl ("m" oder "n") von Leseverstärkern benötigt, und diese Leseverstärker werden .bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung als Stromverstärker betrieben.

Ein m mal η-Schieberegister, das eine Stufe für jede einzelne Taste hat, wird dazu benutzt, sich von Abfragezyklus zu Abfragezyklus zu "erinnern", ob eine bestimmte Taste betätigt wurde. Weiterhin wird nach Betätigung einer Taste durch das Schieberegister in Zusammenarbeit mit einer Hystereseschaltung die Empfindlichkeit einer betätigten Taste erhöht, um so eine fälschliche Anzeige einer Mehrfachbetätigung der Taste zu verhindern, falls:diese bei der Betätigung zurückspringt oder flattert.

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Claims

BECTON, DICKINSON ELECTRONICS COMPANY, Pasadena, California (V₀St.A.)

Patentansprüche:

Dateneingabe-System, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Einzel-Vorrichtungen:

(a) eine Pulserzeugungs-Vorrichtung,

(b) eine Vielzahl von Tasten (10), die zur Einzelbetätigung eingerichtet sind und wobei jede Taste eine andere Bedeutung bei der Daten-Eingabe hat,

(c) eine entsprechende Vielzahl von kapazitiven Elementen (20, 22), von denen jedes einzelne an eine zugehörige Taste (10) angeschlossen ist und dabei so eingerichtet ist, daß sich seine Kapazität zusammen mit der Betätigung der zugehörigen Taste (10) ändert, wobei an die Taste angelegte Pulse selektiv übertragen werden, und

(d) Eingangs-Adressier-Einrichtungen, die gemeinsam an die kapazitiven Elemente (20, 22) und an die Pulserzeugungs-Vorrichtung angeschlossen sind und den kapazitiven Elementen der Reihe nach Pulse in bestimmter Ordnung zuführen.
2. Dateneingabe-System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Leseverstärker-Einrichtungen niedriger Impedanz, die gemeinsam an die kapazitiven Elemente (20, 22) angeschlossen sind und dazu dienen, ein Ausgangssignal zu liefern, das repräsentativ ist für eine betätigte Taste (10) und dieser Taste zugeordnet Ist.

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3. Dateneingabe-System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Leseverstarker-Einrichtungen niedriger Impedanz,.„als Stromverstärker betrieben werden.
4. Dateneingabe-System nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausgangsadressier-Vorrichtung mit einer Ausgangs-Leitung (26), die an die kapazitiven Elemente (20, 22) angeschlossen ist und dazu dient, der Reihe nach jedes der kapazitiven Elemente (20, 22) an die Ausgangsleitung (26) in bestimmter Reihenfolge anzukoppeln, um dieser übertragene Impulse zuzuführen.
5. Dateneingabe-System nach Anspruch \_s gekennzeichnet durch eine Speichervorrichtung mit einer Vielzahl von Speicherelementen, von denen jedes einer anderen Taste (10) zugeordnet ist, wobei die Speichervorrichtung an die kapazitiven Elemente (20, 22) angekoppelt ist und synchron mit den genannten Eingangsadressier-Vorrichtungen arbeitet um denjenigen Ausgang, der jeder einzelnen Taste (10) entspricht, dem Speicherelement zuzuleiten, das dieser Taste zugeordnet ist.
6. Dateneingabe-System nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine, Hystereseschaltung (58), die an die Speichervorrichtung angeschlossen ist und auf von der Speichervorrichtung kommende Ausgangssignale anspricht, die eine betätigte Taste (10) repräsentieren, wodurch sie die Empfindlichkeit des der gewählten Taste (10) entsprechenden kapazitiven Elements (20, 22) erhöht und damit die Übertragung von Impulsen über einen größeren Bereich des Tastenweges ermöglicht.

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