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Miniatur-Schalterfeld mit Betätigungseinrichtung
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Die Erfindung betrifft ein Miniatur-Schalterfeld mit Betätigungseinrichtung
gemäß deir Oberbegriff des Anspruches 1.
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Es ist bekannt, mininiaturisierte elektronische Geräte mit Schalterfeldern
zur Dateneingabe auszustatten, wobei die Schalterfelder derart geringe geometrische
Abmessungen ausweisen, daß eine Betätigung mittels der Fingerkuppe ausscheidet;
wie beispielsweise im Falle sogenannter Rechnerwehren, bei denen das Schalterfeld
zur individuelle Eingabe-Betätigungen mittels einer stiftförmigen Betätigungseinrichtung,
beispielsweise der Spitze eines Bleistiftes, ausgelegt ist. Nachteilig bei einem
solchen Miniatur-Silalterfeld ist insbesondere der -erhebliche elektromechanische
Realisierungs-Aufwand, der zugleich bei der praktischen Realisierung Quelle erheblicher
Funktionsstörungen ist. Außerdem lässt ein solches Niniatur-Schalterfeld mit elektromechanisch
wirkender Tastatur sich nicht ohne weiteres im Rahmen flezibler, kartenförmiger
Terminals wie in der Ausführung von Scheckkarten oder Ausweiskarten realisieren,
weil zusätzliche Funktronsstörungen in Zusammenhang mit der mechanischen Tasten-Rückstellung
aufgrund der beim praktischen Gebrauch auftretenden Biegebeanspruchungen solcher
Karte nicht ausgeschlossen werden könnens In Erkenntnis dieser Mängel henkömmlicher
Miniatur-Schalterfelder liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese derart auszubilden,
daß sie sich insbesondere auch zur Realisierung
bei solchen kartenförmigen
Terminals eignen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch gelöst,
daß das gattungsgemäße Schalterfeld mit Betätigungseinrichtung zusätzlich die kennzeichnenden
Merkmale des Anspruches 1 aufweist.
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Zwar ist es grundsätzlich schon bekannt, optische Sensoren als elektronische
Schaltelemente einzusetzen, nämlich in der Bauform von optokopplern oder Reflex-Lichtschranken;
hier ist der RavBbedarf aber sehr groß, weil stets an der Tzstatur-Schaltstelle
sowohl ein optronischer Sender wie auch ein optronischer Sensor (optosensor) vorgesehen
sein müssen, was der Realisierung im Rahmen eines,Biegebeanspruchungen aussetzbaren,kartenförmigen
Informationsträgers mit Terminal-Funktion entgegen-steht.
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IZach der erfindungsgemäßen Lösung dagegen ist der Sender zur Abstrahlung
von elektromagnetischer Energie im sichtbaren oder Infrarot-Spektrum nur einnal
und außerdem nicht baulich vereint mit den Optosensoren, sondern innerhalb der stiftförmigen
Betätigungseinrichtung ausgebildet; so daß der Aufbau des Schalterfeldes selbst
sich auf die Realisierung der Optosensoren unter Orientierungsmitteln wie insbesondere
Mulden, in die der Sender individuell zur Informationseingabe einsetzbar ist, reduziert,
was unproblematisch innerhalb eines kartenförmigen Trägerkörpers realisierbar ist.
Die den Optosensoren nachzuschaltenden Eingangsschaltungen mit Signalverstärkern
und Störfiltern können ebenso wie eine gegebenenfalls nützliche Logikschaltlung
zur Vermeidung gleichzeitiger, von verschiedenen Optosensoren stammender Betatigungssignale
im Rahmen einer integrierten elektronischen Schaltung realisiert sein, wie sei beispielsweise
zum
Einbau in sogenannte intelligente oder saldierende Scheckkarten bereits vorgeschlagen
tsurde.
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Von besonderer praktischer Bedeutung ist die erfindungsgemäße Lösung
auch deshalb, weil sie ohne weiteres wirksame Möglichkeiten zum Schutz gegen Datenaanipulation
durch Unbefugte eröffnet; indem nämlich die Energieabstrahlung aus der stiftförmigen
Betätigungseinrichtung moduliert wird und die Optosensor-Eingangsschaltungen bzw.
deren Logikschaltung selektiv für spezifisch diese individuelle Modulation ausgelegt
werden. Dadurch ist sicherstellbar, daß nur diejenige Person, die zu einer bestimmten
Karte mit einem solchen Niniatur-Schalterfeld über die hinsichtlich der Strahlungs-Modulation
zugeordnete stiftförmige Betätigungseinrichtung verfügt, also zur Dateneingabe,
zur Datenveränderung oder zum Datenaufruf autorisiert ist, dieses optronische Schalterfeld
auch ansteuern kann. Einem Unbefugten nützt es nichts, nur die Betätigungseinrichtung
ohne die hinsichtlich der Modulation zugeordnete Karte mit dem Schalterfeld oder
nur diese Karte ohne die zugeordnete Modulationseinrichtung an sich zu bringen;
weil ohne diese individuelle Zuordnung zwischen Betätigungseinrichtung und Schalterfeld
eine Informationseingabe nicht möglich ist. Dadurch ist eine größtmögliche Sicherheit
gegen unbefugte Benutzung derartiger Karten bzw. Manipulation ihres 8 Informationsinhaltes
mit einfachsten Mitteln gewährleistet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachstehender
Beschreibung eines in der Zeichnung unter Beschränkung auf das Wesentliche stark
vereinfacht und nicht maßstabsgetreu skizzierten bevorzugten Ausführungsbeispiels
zur erfindungsgemäßen Lösung Die einzige Figur der Zeichnung zeigt ein Niniatur-Schalterfeld,
angesteuert durch
eine stiftförmige Betätigungseinrichtung.
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Das Schalterfeld 1 weist eine Deckplatte 2 auf, in der eine Anzahl
von Mulden 3 gruppiert ist, die bestimmten numerischen oder alphanumeris chen Eingangs
informationen zugeordnet sind.
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Unter jeder Mulde 3 ist ein Optosensor 4, beispielsweise ein optronisch
ansteuerbarer Transistor, angeordnet, der auf eine Eingangsschaltung 5 mit Vorverstärker-Funktion
gelegt ist.
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Alle Eingangsschaltungen 5 führen auf eine Logikschaltung 6, die ein
- gegebenenfalls kodiertes - Betätigungssignal 7 an eine nachgeschaltete Datenverarbeitungseinrichtung
(in der Zeichnung nicht näher dargestellt) ausgibt, wenn ein und nur ein Optosensor
4 angesteuert ist; wobei das Betätigungssignal 7 die Information beinhaltet, welcher
der Optosensoren 4 gerade angesteuert ("betätigt") wird.
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Dieser Ansteuerung eines individuellen Optosensors 4 zur Informationseingabe
dient eine stiftförmige Betätigungseinrichtung 8 mit einer punktförmigen Strahlungsquelle
in Form eines optischen Senders 9, bei dem es sich beispielsweise um eine lichtemittierende
Diode handelt. Die Betätigungseinrichtung 8 kann nach Art eines Schreibgerätes ausgebildet
sein, bzw. in ein Schreibgerät integriert sein; beispielsweise durch Anordnung des
optischen Senders 9 in der Rückseite einer Druck-Betätigungskappe eines Kugelschreibers
oder eines Bleistiftes mit Druck-Vorschubeinrichtung seiner Mine.
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Der Einbau des optischen Senders 9 in einen gegen eine Rückstelleinrichtung
10 - z.B. in Form einer Rückstellfeder -axial verschiebbaren Stempel 11 weist den
Vorteil auf, daß der eingedrückte Stempel 11 als Kontaktmittler für einen
Speiseschalter
12 dienen kann, über den die Energieversorgung einer Sender-Speiseschaltung 13 aus
einer Batterie 14 vorübergehend eingeschaltet wird, um Strahlungsenergie vom Sender
9 abzustrahlen und damit den Optosensor 4 anzuregen. Es kann vorgesehen sein, in
Serie mit dem Speiseschalter 12 einen Verriegelungsschalter 15 auszubilden, um ungewolltes
Einschalten des optischen Senders 9 und dementsprechend raschen Verbrauch der in
der Batterie 14 gespeicherten Energie sicher auszuschließen. Insbesondere im Falle
einer wie dargestellt stiftförmigen Betätigungseinrichtung 8 - zumal wenn sie in
ein Schreibgerät integriert ist - ist es zweckmäßig, den Verriegelungsschalter 15
funktionell derart mit einem Befestigungs-Clip 16 zu gruppieren, daß bei auf eine
Halterung 17 (beispielsweise eine Anzug-Tasche oder einen Heft-Deckel) aufgestecktem
Clip 16 der Verriegelungsschalter 15 nicht betätigt werden kann.
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Um also eine Information in das Schalterfeld 1 einzugeben, muß die
Betätigungseinrichtung 8 von der Clip-Halterung 17 abgezogen werden und der Clip
16 manuell eingedrückt werden, um den Verriegelungsschalter 15 zu schließen. Zugleich
muß der Stempel 11 der Betätigungseinrichtung 8 mit seinem optischen Sender 9 in
die der einzugebenden Information zugeordnete Mulde 3 eingesetzt und axial verschoben
werden, bis der Speiseschalter 12 geschlossen wird. Nun wird der Sender 9 elektrisch
angesteuert, um optische Strahlungsenergie abzugeben und damit den der spezifischen
Mulde 3 zugeordneten Optosensor 4 anzusteuern, also ein zugeordnetes Eingabe-Betätigungssignal
7 hervorzurufen.
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Insbesondere dann, wenn das Schalterfeld 1 als Terminal für personen-individuelle
Daten dient, ist es zweckmäßig, im Rahmen
der ingangsschaltungen
5 und/oder der Logikschaltung 6 eine Dekodierung vorzusehen, die nur auf eine bestimmte
Modulation der von dem Sender 9 übergekoppelten Strahlungsenergie anspricht. Diese
Modulation wird im Rahmen der Speiseschaltung 13 bzw. in einem Modulator 18 bei
der'elektrischen Ansteuerung des optisciiens Senders 9 realisiert. So ist sicherstellbar,
daß ein individuelles Schalterfeld 1 nur mittels der zugeordneten, durch die Modulation
individualisierten Betatigungseinrichtung 8 bedienbar ist und somit eine unautorisierte
Person, die nicht diese modulationsspezifisch zugeordnete Betätigrnseinrichtung
8 zum zugeordneten Schalterfeld 1 zur Verfügung hat, keine Möglichkeit hat, eingespeicherte
Daten zu verändern bzw. aufzurufen, wenn das Schalterfeld 1 beispielsweise Bestandteil
einer saldierenden Scheck-Karte 19 mit Datenspeicher und Anzeigeeinrichtung ist.
Eine solche Karte 19 ist in der Zeichnung unrealisitisch dick angedeutet; die elektronische
Schaltung (5, 6, ...) und die Optosensoren 4 bedingen keine Karten-Stärke, die wesentlich
über der Stärke gängiger Scheck- oder Kredit-Karten 19 liegt. Im Interesse geringer
Bauhöhe und geringen Bestüciwrigsaufwandes braucht die Karte 19 auch keine eigene
Energiequelle aufzunehmen bzw. Einspeise-Anschlüsse aufzuweisen, wenn Optosensoren
4 auf der Basis optronischer Elemente eingesetzt werden, die die vom Sender 9 jeweils
übergekoppelte Strahlungsenergie zugleich in elektrische Energie für den Betrieb
der in die Karte eingebauten integrierten Schaltung (5, 6, ..*) umwandeln. Die eingegebenen
Informationen und die schaltungsintern daraus gewonnenen Daten werden in-tern in
nichtflüchtigen Halbleiter-Spei cherstrukturen abgespeichert, bis ein Aufruf ur
Ausgabe oder eine Eingabe zu deren Modifikation erfolgt.
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Bezugszeichenliste 1 Schalterfeld (aus 3/4) 2 Deckplatte (von 1 mit
3) 3 Mulden (für 9 über 4) 4 Optosensor (in 2, vor 5) 5 Eingangs schaltung (hinter
4) 6 Logikschaltung (hinter 5) 7 Betä'tigungssignal (hinter 6 zu 4/3) 8 Betätigunseinrchtung
(mit 9) 9 optischer Senaer (gespeist aus 13 für Ansteuerung von 4) 10 Rückstelleinrichtung
(in 8 für 11) 11 exialverschnebbarer Stempel (an 8 mit 9) 12 Speiseschalter (ar
11) 13 Speiseschaltung (für 9) 14 Batterie (für 13) 15 Verriegelungsschalter (hinter
12) 16 Clip (an 8; zur Betätigung von 15) 17 Halterung (für 8 mittels 16) 18 Modulator
(bei 1n für 9) 19 Karte (als Träger von 1)
- Leers'veite -