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Rechner Die Erfindung betrifft einen Rechner mit einem Rechenwerk
zur Ausführung arithmetischer Operationen gemäß jeder einzelnen Eingabe von Daten,
Funktionen oder Rechenbefehlen, und mit einem Speicher oder Speichern zur Speicherung
der Eingangsdaten und der Ausgangsdaten des Rechenwerks.
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Die moderne elektronische Technik hat zur Entwicklung eines Tischrechners
und eines Handrechners geführt.
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Bei diesen Rechnern wird das Rechenergebnis dem Benutzer jedoch gewöhnlich
mittels bekannter fluoreszierender Zeichenanzeigeröhren, Kaltkathodenzeichenanzeigeröhren,
LED-(Leuchtdioden)-Zeichenanzeigeelementen oder Flüssigkristallzeichenanzeigeelementen
und anderes oder durch einen gedruckten Ausgang mittels eines bekannten Zeilendruckers
oder einer thermischen Druckeinrichtung auf visuellem Wege dargeboten.
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Die Betätigung oder Benutzung solcher Rechner ist daher schwierig
für eine Person, deren Sehfähigkeit beeinträchtigt ist. Aus diesem Grund bestand
eine Nachfrage nach einem Rechner, der einer in der Sehfähigkeit beeinträchtigten
Person den vollen Betrieb des Rechners ermöglicht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Rechner sehr einfachen Aufbaus
zu schaffen, der von einer in der Sehfähigkeit beeinträchtigten Person betätigbar
ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Rechner mit den Merkmalen
des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen
enthalten.
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Mit der Erfindung wird ein Rechner geschaffen, der die Eingabe und
das Lesen des Rechenergebnisses mit Hilfe des Tastsinns anstelle des in bekannter
Weise benutzten Gesichtssinns ermöglicht. Der erfindungsgemäße Rechner besitzt eine
Tastausgangseinrichtung, um in einem Ausgabeabschnitt grundsätzlich ein Blindenschriftmuster
ertastbar auszugeben und anzuzeigen. Der erfindungsgemäße Rechner kann das Rechenergebnis
sequentiell ausgehend von den höherwertigen Stellen an den Ausgabeabschnitt ausgeben,
um eine einer Stelle entsprechende ertastbare Anzeige zu liefern.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung besitzt der Rechnen in dem
Ausgabeabschnitt mehrere bewegliche Stangen, die vorstehen und im allgemeinen ein
Blindenschriftmuster ausgeben;
die beweglichen Stangen werden in
selektiver Weise abhängig von eingegebenen Zahlen oder einem Rechenergebnis vorgestreckt
und gesteuert. Der Bewegungszustand einer beweglichen Stange wird mittels des Tastsinns
etwa durch Fingerberührung erfaßt, um auf diese Weise das Rechenergebnis durch Tasten
zu erfahren.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der beiliegenden
Figuren.
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Es zeigen: Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Rechner gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 2 eine erläuternde Ansicht einer Treiber- bzw.
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Steuerschaltung einer der in Fig. 1 beweglichen Stangen, Fig. 3 eine
erläuternde Ansicht, die den angetriebenen bzw. betätigten Zustand der in der Schaltung
von Fig. 2 gezeigten beweglichen Stange darstellt, Fig. 4 eine erläuternde Ansicht
eines Beispiels einer Zahlenanzeige in einem Tastausgangsabschnitt,
Fig.
5 ein Blockschaltbild eines Schaltungsaufbaus des in Fig. 1 gezeigten Rechners und
Fig. 6 ein Blockschaltbild wesentlicher Einzelheiten des Blockschaltbilds von Fig.
5.
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Fig. 1 ist eine Draufsicht auf einen Rechner gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. In Fig. 1 bedeuten 2 einen Hauptkörper oder ein Gehäuse des Rechners,
4 einen Tasteneingabeabschnitt, in dem Zahlen und Funktionen entsprechende Tasten
6 angeordnet sind, und 8 einen Tastausgangsabschnitt, der eingegebene Zahlen, ein
Rechenergebnis und eine Funktion ertastbar ausgibt. Der Tastausgangsabschnitt 8
besitzt eine konkave Oberfläche 10, die sich für die Berührung mittels eines Fingers
eignet. Auf der Oberfläche 10 sind sechs öffnungen 12 parallel in zwei Reihen mit
jeweils drei Öffnungen in einer Reihe ausgerichtet. Innerhalb der Öffnungen 12 befinden
sich bewegliche Stangen 14, die sich in Längsrichtung des Ausgangsabschnitts 8 bewegen
können und aus den Öffnungen 12 zur konkaven Oberfläche 10 dieses Abschnitts vorstehen.
Der Tasteneingabeabschnitt 4, der sich auf der oberen Oberfläche des Hauptkörpers
bzw. Gehäuses 2 befindet, dient der Eingabe von Informationen wie Zahlen, arithmetischen
Funktionen und Steuerfunktionen. In diesem Eingabeabschnitt sind alle Tasten 6 innerhalb
eines rechteckigen Bereiches 16 angeordnet, so daß sich die Taten in einem konstanten
Abstand D voneinander befinden sollten, um die sog. blinde Berührung zu ermöglichen.
Der Tastausgangsabschnitt
8 ist außerdem an der anderen Stelle
getrennt von dem Tasteneingabeabschnitt 4 auf der oberen Oberfläche des Gehäuses
2 angeordnet.
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Die bzw. jede der beweglichen Stangen 14, die wesentlicher Bestandteil
des Ausgangsabschnitts 8 ist, besteht wenigstens teilweise aus einem magnetischen
Material wie Eisen und ist, wie in Fig. 2 gezeigt, beweglich in einem mit einer
Spule 18 bewickelten Spulenkörper 20 montiert; der Spulenkörper 20 ist in den Öffnungen
12 der konkaven Oberfläche 10 und im Gehäuse bzw. Hauptkörper 2 befestigt.
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Die Stange 14 besitzt außerdem einen Flansch 22, der an ihrem unteren
Teil als Stopper dient. Zwischen der unteren Fläche 24 des Spulenkörpers 20 und
dem Flansch 22 ist eine Feder 26 befestigt, so daß die Stange 14 in ihrer unteren
Stellung gehalten wird, in dersienicht aus der konkaven Oberfläche 10 vorstehen
sollte. Die#s ist in der Zeichnung unter dem stationären Zustand, d.h. dem Zustand,
in dem kein Treiber- oder Steuersignal an die Spule 18 angelegt ist, dargestellt.
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Ein Ende 28A der Spule 18 ist an eine Stromversorgung Vc angeschlossen,
während das andere Ende 28B über einen Schalttransistor 30 geerdet ist. Wenn daher
der Transistor 30 infolge des Anliegens eines Steuersignals vom Anschluß 32 leitend
wird und die Spule 18 mit Strom beaufschlagt, wie in Fig. 3 gezeigt, dann wird die
bewegliche Stange in Richtung des Pfeils M unter Überwindung der Kraft
der
Feder 26 erregt, so daß sich die Spitze der Stange über das obere Niveau der konkaven
Oberfläche 10 hinaus erstreckt. Dementsprechend kann das Vorstehen der beweglichen
Stange 14 durch Berührung der konkaven Oberfläche 10 mit dem Finger festgestellt
werden.
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Wenn das vom Anschluß 32 an den Transistor 30 angelegte Steuersignal
beendet wird, um die Stromversorgung zur Spule 18 zu unterbrechen, kehrt die bewegliche
Stange 14, wie in Fig. 2 gezeigt, unter der Kraft der Feder 26 in den Zustand zurück,
in dem sie nicht zur konkaven Oberfläche 10 vorsteht; die Bewegung der Stange wird
beendet.
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Eine Diode 34 und ein Widerstand 36, die zwischen den beiden Anschlüssen
28A und 28B der Spule 18 vorgesehen sind, dienen dazu, das Anlegen des Steuersignals
an den Transistor 30 zu beenden und eine aufgrund des Abbrechens der Stromversorgung
zur Spule 18 an dieser entstehende elektromotorische Gegenspannung abzuleiten und
dadurch eine Zerstörung des Transistors 30 zu verhindern.
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Wie vorher beschrieben, enthält der Ausgangsabschnitt 8 sechs Sätze
der in Fig. 2 gezeigten beweglich angeordneten Stange 14 und ihrer Treiber- bzw.
Steuerschaltung. Wenn daher wie beispielsweise in Fig. 4 gezeigt, die Kombinationen
der selektiv angesteuerten bzw. betätigten beweglichen Stangen 14 den Zahlen entsprechen
und andere geeignete Kombinationen der beweglichen Stangen den Funktionszeichen
wie
+, -, x und - , kann der Rechnerausgang durch das selektive Vorstehen der beweglichen
Stangen 14 zur konkaven Oberfläche 10 infolge des selektiven Antriebs bzw.
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der selektiven Ansteuerung der Stange bzw. der Stangen dargestellt
werden.
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Der Rechner von Fig. 1 basiert auf derselben Arbeitsmethode wie ein
gewöhnlicher Tischrechner. Eingangsdaten werden durch sequentielle Auswahl von Tasten
entsprechend jeder einzelnen Zahl bzw. Ziffer ausgehend und von der höheren Stelle
eingegeben. Die Rechenbefehlstaste wie +, -, x und - muß je nach Erfordernis zwischen
den Eingaben der einzelnen Daten ausgewählt werden. Die Taste C ist eine Löschtaste,
während die Taste CE eine Eingabelöschtaste ist. Es ist bekannt, daß mit der Löschtaste
C alle in einem arithmetischen Register gespeicherten Daten gelöscht werden, während
mit der Eingabelöschtaste CE nur die gerade vorher eingegebenen Daten gelöst werden.
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Zur Ausführung einer Rechnung durch Auswahl der oben beschriebenen
Tasten 6 berührt der Benutzer mit einem Finger die konkave Oberfläche des Tastausgangsabschnitts
8 für die Rechenoperation. Jedesmal, wenn die Tasten 6 ausgewählt werden, wird der
eingegebene Wert oder die eingegebene Funktion an dem Tastausgangsabschnitt 8 ausgegeben.
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Die ziffernmäßige Ausgabe des Rechenergebnisses wird ausgehend von
der höherwertigen Stelle mit konstanten Zeitintervallen sequentiell am Tastausgabeabschnitt
8 ausgegeben.
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Zur nochmaligen Bestätigung des Rechenergebnisses kann eine Wiederholungstaste
R gedrückt werden, die im Tasteneingabeabschnitt vorgesehen ist; die Ausgabe des
Rechenergebnisses wird dann wiederum am Tastausgabeabschnitt 8 erhalten.
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Fig. 5 ist ein Blockschaltbild, das den Schaltungsaufbau des Rechners
von Fig. 1 darstellt. Ein Eingangssignal vom Tasteneingabeabschnitt 4 wird mittels
eines Kodierers 34 binär kodiert und, wenn es sich um Registerdaten handelt, in
einem Speicher 38 gespeichert, der in einem Rechenwerk 36 enthalten ist. Wenn das
Eingangssignal ein Funktionssignal darstellt, wird es nach der Kodierung an eine
Steuereinheit 40 angelegt. Abhängig von einem Rechenbefehlssignal vom Tasteneingabeabschnitt
4 wird die Dateninformation im Speicher 38 aufgrund eines Steuersignals von der
Steuereinheit 40 Gegenstand einer Rechnung im Rechenwerk 42; das Ergebnis wird in
dem Speicher 38 gespeichert. Dieser Funktionsablauf ist für einen gewöhnlichen Tischrechner
bekannt und braucht daher nicht weiter im einzelnen beschrieben zu werden.
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Die Inhalte des Speichers 38, die auf den eingegebenen Zahlen und
dem Rechenergebnis basieren, werden mittels eines Dekodierers 44 einmal dekodiert
und dann an eine Treiber- oder Steuerschaltung 46 geliefert, die den Transistor
30 zur selektiven Ansteuerung der beweglichen Stange bzw.
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Stangen 14 enthält.
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Im folgenden soll die Ausgabe der Daten im Speicher
38
im einzelnen beschrieben werden. Wie in Fig. 6 gezeigt, besitzt der Speicher 38
ausgehend von der niedrigsten Stelle vier UND-Glieder 46.1 bis 46.4 für den Erhalt
des jeweiligen Bitausgangs zur Darstellung einer Stelle. Das Ausgangssignal jedes-einzelnen
UND-Gliedes 46.1 bis 46.4 gelangt zu einer Pufferschaltung 48, um darin gespeichert
zu werden; das Ausgangssignal der Pufferschaltung wird dem Dekodierer 44 aufgeprägt.
Die UND-Glieder 46.1 bis 46.4 werden mittels eines Signals von einem Anschluß 54
zeitlich gesteuert, um einen gewünschten Teil der im Speicher 38 umlaufenden Daten
herauszunehmen. Der Dekodierer 44 dient dazu, das 4-Bitsignal, das den Datenentspricht,
in ein 6-Bitsignal, das der Anzahl der beweglichen Stangen 14 entspricht, umzuwandeln.
Die Treiber- oder Steuerschaltung 46 wird von einem Ausgangssignal des Dekodierers
44 gesteuert. Darüber hinaus besitzt die Steuerschaltung 46 einen Schalter 50. Wenn
sich dieser Schalter in seiner Aus-Stellung befindet, wird die Stromversorgung von
einer Stromversorgungsquelle 52 unterbrochen und die Steuerschaltung so gesteuert,
daß die beweglichen Stangen 14 unabhängig davon, ob das Ausgangssignal vom Dekodierer
44 erhalten wird oder nicht, unbetätigt sind.
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Das 6-Bitausgangssignal des Dekodierers 44 wird ein Treiber--bzw.
Steuersignal für den Transistor 30 in der Treiber- oder Steuerschaltung 4o zur selektiven
Ansteuerung jeder einzelnen beweglichen Stange 14.
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Ein Ausgangssignal vom Dekodierer 44 für die Ansteuerung der beweglichen
Stangen 14 wird dadurch erhalten,
daß von den im Speicher 38 umlaufenden
Daten jene der niedrigsten Stelle mittels eines Signals vom Anschluß 54, das auf
der zeitlichen Auswahl beruht, in den Puffer 48 übernommen werden. Eingegebene Daten,
nach ihrer Registrierung, oder aus dem Rechenergebnis sequentiell von der höheren
Stelle aus herausgenommene Daten, wenn das Rechenergebnis angezeigt wird, werden
jedoch aus dem Speicher 38 dadurch ausgelesen, daß der Zeitpunkt des Anlegens des
Steuersignals an den Anschluß 54 gesteuert wird.
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Zur Erleichterung der Datenertastung werden Daten, die einmal durch
selektives Vorstehen der beweglichen Stangen 14 zur konkaven Oberfläche 10 am Ausgangsabschnitt
8 ertastbar angezeigt wurden, vorzugsweise vorübergehend in den Zustand zurückversetzt,
in dem keine Daten angezeigt werden, und dann am Ausgangs abschnitt 8 angezeigt.
Infolge dessen wird, bevor die nächste Dateninformation in den Puffer 48 übernommen
wird, ein Steuersignal an den- Schalter 50 angelegt, um diesen einmal auszuschalten
und die Stromversorgung zu allen Spulen 18 zu unterbrechen; die beweglichen Stangen
14, die von den Spulen 18 angetrieben bzw. betätigt werden, werden dadurch in einen
unbetätigten Zustand versetzt, in dem keine Stange zur konkaven Oberfläche 10 des
Ausgangsabschnitts 8 vorsteht.
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Auf diese Weise kann beim ~Lesen" eingegebener Zahlen oder des berechneten
Ergebnisses durch teingerberdhrung der konkaven Oberflache 10die kontinulerliche
Ausgabe
von "5" über drei Stellen bestimmt erkannt werden, auch
wenn dieselbe Zahl bzw. Ziffer, beispielsweise 5 in einer Reihe von etwa ~5", ~5",
"5", ausgegeben wird, da alle beweglichen Stangen 14 während eines Intervalls zwischen
jeder Ausgabe unter die konkave Oberfläche 10 gesunken sind.
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Gemäß der bisherigen Beschreibung erfolgt die Anzeige bei einem Rechner
dieser Ausführungsform sequentiell von der höherwertigen Stelle aus, wenn die ertastbare
Anzeige eingegebener Daten an dem Tastausgangsabschnitt 8, soweit dieser für die
Ausgabe jeweils einer Stelle ausgelegt ist, angezeigt wird und wenn die Anzeige
des berechneten Ergebnisses gleichzeitig mit der Eingabe vorgenommen wird. Im Falle
der späteren Anzeige des berechneten Ergebnisses muß die Datenanzeige jedoch für
jede Stelle erneuert werden, wobei eine Zwischenzeit einer solchen Länge eingehalten
werden muß, daß der Benutzer die Ausgangsinformation sicher "lesen" bzw. verstehen
kann. Die gesamte Zeitsteuerung, die für dieses Erneuern erforderlich ist, wird
von einem Steuersignal geliefert, das am Ansehluß-54 anliegt.
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Wenn die Dateninformation am Tastausgangsabschnitt 8 ausgegeben wird,
während jede Stelle der Reihe nach ausgehend von der höherwertigen Stelle erneuert
wird, dann kann für die Anzeige des Rechenergebnisses die Erneuerung der angezeigten
Daten bzw. Stellen, d.h. die Verschiebung der angezeigten Dateninformation bzw.
der angezeigten Stelle zur nächsten Stelle automatisch vorgenommen werden. Dies
kann durch automatische Steuerung eines vom-Anschluß 54 angelegten
Signals
mittels eines Zeitgebers geschehen, der die Zeitsteuerung variabel vorgibt. Die
Erneuerung bzw. Verschiebung Bann auch in manueller Weise erfolgen, indem das vom
Anschluß 54 angelegte Signal in Übereinstimmung mit der Absicht des Benutzers dann
gesteuert wird, wenn der Benutzer die angezeigte Dateninformation bzw. die angezeigte
Stelle (gelesen) bzw. verstanden hat.
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Bei der obigen Ausführungsform wird die Betätigung aller beweglichen
Stangen 14 zur Zeit der Erneuerung der Datenanzeige einmal gestoppt und die Ziffer
des Rechenergebnisses oder das Intervall jeder Datenanzeige wird dem Benutzer bekannt
gegeben. Der Aufbau könnte jedoch auch so sein, daß die bewegliche Stange 14 bzw.
die beweglichen Stangen 14 zur Anzeige eines Stellenintervalls bei jedem Stellenintervall
oder Intervall zwischen -der Datenanzeige in Form einer besonderen Kombination des
Vorstehens zur konkaven Oberfläche 10 angesteuert werden. Zur Kenntlichmachung der
Intervalle ist es auch möglich, eine andere Informationseinrichtung als die bewegliche
Stange 14 bzw. die beweglichen Stangen 14, wie beispielsweise eine Einrichtung zur
Erzeugung eines Tones bei jedem Stellenintervall oder Intervall der Datenanzeige
vorzusehen.
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Die Spitzen oder Deckflächen der einzelnen Tasten 6 im Tasteneingabeabschnitt
auf dem Rechnerhauptkörper oder -gehäuse 2 könnten zur tastbaren Unterscheidung
mit vorstehenden Mustern versehen sein, die der Bedeutung der einzelnen
Taste
6 entsprechen und mit jenen der beweglichen Stangen 14 übereinstimmen, die im Tastausgangsabschnitt
8 selektiv zur konkaven Oberfläche 10 vorstehen. Ein solcher. Aufbau ist eine große
Hilfe für die genaue Betätigung des Tasteneingabeabschnitts 4 durch blinde Berührung.
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Der Tastausgangsabschnitt 8 muß nicht notwendigerweise für die Darstellung
einer Stelle ausgelegt sein, sondern er kann für alle Stellen entsprechend der Kapazität
eines Rechners vorgesehen sein. Dies kann einfach dadurch realisiert werden, daß
die Sichtanzeige und ihre Treiberschaltung bei einem gewöhnlichen Tischrechner durch
einen Tastausgangsabschnitt und eine Schaltung, um diesen abhängig von den Daten
einer Rechnerschaltung anzusteuern, ersetzt werden. Dieser Aufbau hat den Vorteil,
daß die Stellen eingegebener Daten und des Rechenergebnisses leicht erfaßt werden
können und die ertastbar angezeigten Daten wiederholt bestätigt werden können.
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Bei der obigen Ausführungsform stehen die betätigte bewegliche Stange
bzw. die betätigten beweglichen Stangen des Tastausgangsabschnitts nur zur konkaven
Oberfläche vor, um das Muster ertastbar anzuzeigen. Dieses Vorstehen kann jedoch
von einer Vibration begleitet sein. Die Vibration erzeugt einen stärkeren Eindruck
am Finger des Benutzers, als es beim bloßen Vorstehen der Fall ist.
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Bei der obigen Ausführungsform übernimmt das Muster der vorstehenden
Stangen des Tastausgangsabschnitts die Muster, dle schon früher für die einzelnen
Zahlen bzw.
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Ziffern oder Funktionen verwendet wurden. Dies kann auch in der Weise
geändert werden, daß die Anzahl der beweglichen Stangen vergrößert wird, und daß
im Tastausgangsabschnitt durch Vorstehen oder vibrierendes Vorstehen der Stangen
zur konkaven Oberfläche Muster ausgegeben werden, die den allgemeinen Zahlen bzw.
Ziffern und Symbolen gleich sind, welche für die visuelle Unterscheidung verwendet
werden.
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Es ist offensichtlich, daß andere Ausführungsformen, die sich von
der obigen besonderen Ausführungsform in einem weiten Bereich des Entwurfs und der
Konstruktionseinzelheiten unterscheiden,möglich sind, ohne daß der Rahmen der Erfindung
verlassen wird; die Erfindung ist daher nicht auf die spezielle Ausführungsform
beschränkt.
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Der erfindungsgemäße Rechner ist mit einer Tastausgangseinrichtung
anstelle einer visuellen Anzeige versehen, um ein mittels des Tastsinns etwa durch
Fingerberührung angezeigtes Blindenschriftmuster auszugeben. Die Tastausgangseinrichtung
enthält eine Vielzahl beweglicher Stangen, die unter der Steuerung einer Treiber-
bzw. Steuerschaltung vor-und zurückbeweglich sind; die Treiberschaltung wird entsprechend
den Informationen gesteuert, die von einem im Rechner enthaltenen Speicher ausgelesen
werden.