DE3338749C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Tastatur zur Eingabe von Daten in einen Rechner.

Aus der US-PS 43 36 529 ist eine Tastatur für eine Frankiermaschine bekannt, die aus einer gefalteten gedruckten Schaltkreisplatte mit Leitern und einander zugeordneten Widerständen, einer dazwischen angeordneten, entsprechend den Widerständen gelochten Isolierfolie sowie einer Abdeckplatte mit drucksensitiven Tasten besteht. Beim Drücken einer dieser Tasten werden zwei einander zugeordnete Widerstände in Kontakt gebracht, und ein Signal wird ausgelöst.

Aus der US-PS 33 04 612 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung kartographischer x- und y-Koordinaten in Dezimaldaten bekannt, bei der in einem drucksensitiven Eingabefeld matrixartig angeordneten Leitern jeweils einer Matrixhälfte eine leitende Folie von jeweils einem Leiter ein Widerstand zugeordnet ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur zur Eingabe von Daten in einen Rechner zu schaffen, die bei hoher Tastenzahl einfach aufgebaut ist, die an die Analoganschlüsse eines Rechners anschließbar ist, und die auf eine größere Anzahl von Tasten erweitert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Dadurch, daß jedem x- bzw. jedem y-Leiter nur ein Verbindungswiderstand zugeordnet ist, ist es möglich, eine große Anzahl von Tasten vorzusehen. Da die Anzahl der Anschlüsse von der Anzahl der Tasten unabhängig ist, läßt sich das Tastenfeld zum Beispiel mittels Steckverbindungen leicht vergrößern.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Fig. 1 bis 4 beispielsweise noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 vereinfachte Schaltbilder einer ersten und zweiten Ausführungsform der Tastatur;

Fig. 3 ein Schaltbild einer gedruckten Schaltung zur Bildung einer Tastatur entsprechend der ersten Ausführungsform; und

Fig. 4 eine Aufsicht einer Einsatzfolie, die zwischen den gedruckten Schaltungen der Fig. 3 auf einer faltbaren Unterlage angeordnet werden kann.

Die Tastatur der Fig. 1 hat eine x-y-Leitermatrix mit 16 x- Leitern und 16 y-Leitern (es sind nur die ungeraden Leiter gezeigt). Die x-Leiter sind an einem ihrer Enden miteinander und mit einem entsprechenden Ausgang X durch Serienwiderstände R gleichen Wertes verbunden. Das gleiche gilt für die y-Leiter, deren Ausgang mit Y bezeichnet ist. Diese Ausgänge sollen jeweils mit zwei Analogeingängen eines Rechners verbunden werden. Eine Halbmatrix der erwähnten Leiter, hier die x-Hälfte, hat außerdem parallel zu diesen Leitern ein Netzwerk aus Leitern c, die verbunden sind und eine gemeinsame Anordnung bilden, die zum Anschluß an einen Versorgungsausgang des Rechners in einem Punkt C enden.

An jedem Schnittpunkt der x- und y-Leiter und der gemeinsamen Anordnung ist eine Taste T vorgesehen, die, wenn sie gedrückt wird, einen elektrischen Kontakt zwischen der gemeinsamen Anordnung und jedem entsprechenden x- und y-Leiter herstellt.

Jede gedrückte Taste ist durch die Widerstandswerte R bestimmt, die zwischen C und den Ausgang X geschaltet sind, und in gleicher Weise durch den Wert der Widerstände R, die zwischen C und den Ausgang Y geschaltet sind. Es wurde festgestellt, daß die analogen Eingänge von derzeit handelsüblichen Mikrorechnern 64 unterschiedliche Widerstandsintervalle messen können, was die Möglichkeit bietet, eine Tastatur aufzubauen, die aus 4096 Tasten (64×64) besteht, wenn man eine Matrix mit 64 x- und 64 y-Leitern und 128 Widerständen verwendet. Das gegebene Beispiel einer Matrix mit 16 x- Leitern und y-Leitern führt bereits zu einer Tastatur mit 256 Tasten, wenn man nur 32 Widerstände verwendet, was nur 16 Messintervalle an jedem analogen Eingang des Rechners erfordert, um die Stufe jeder Taste zu bestimmen, was weitaus geringer als die mögliche Empfindlichkeit dieses Datenerfassungseingangs ist, so daß die Tastatur als sehr zuverlässig angesehen werden kann. Bei den beiden obigen Beispielen bleibt die Anzahl der Verbindungsanschlüsse die gleiche, d. h., daß sie unabhängig von der gewünschten Tastenanzahl ist.

Die Ausführungsform der Fig. 2 beruht auf dem gleichen Prinzip und zeigt eine Matrix, die nur x- und y-Leiter hat (der Einfachheit halber sind 8 x- und 8 y-Leiter gezeigt), und bei der an jedem Schnittpunkt ein elektrischer Kontakt durch jede entsprechende Taste T hergestellt werden kann. Ein gemeinsamer Versorgungsanschluß C ist mit dem Eingangsende von Serienwiderständen R verbunden, die den gleichen Widerstandswert haben und die benachbarten Enden der x-Leiter verbinden; das Ausgangsende ist mit X bezeichnet. Gleiches gilt für die y-Leiter, deren Ausgang mit Y bezeichnet ist. Außerdem hat jeder x- und y-Leiter an seinem dem Anschluß mit den Widerständen R benachbarten Ende einen Widerstand, dessen Meßkompensationsfunktion es ist, stets den gleichen Widerstandswert für jede Taste beizubehalten. Diese Widerstände sind mit cx1 bis cx8 und cy1 bis cy8 bezeichnet und nehmen dem Wert nach in der Reihenfolge von 1 bis 8 bezüglich des Wertes jedes Widerstandes R ab.

Wenn daher eine Taste T gedrückt wird, z. B. diejenige, die in Fig. 2 mit durchgehender Linie gezeigt ist, und wenn eine x-Serienabtastung vom entsprechenden analogen Eingang des Rechners angefordert wird, fließt ein Strom von C nach Y, der zunächst den beiden parallelen Wegen folgt, die einerseits durch den Pfeil 2 und andererseits durch die Pfeile 1, 5 und 6 bezeichnet sind, bevor er durch die vier restlichen Reihenwiderstände R und den Ausgang Y fließt. Für irgend eine y-Taste kompensieren dann die Widerstände wie z. B. cx1 bis cx8 den Widerstandswert dieses x-Zweiges, so daß der y-Wert konstant bleibt.

Betrachtet man die störende Einwirkung der x- und y- Meßkreise, dann sollte, falls der Rechner ein solcher mit gleichzeitiger Serienabtastung der analogen Eingänge ist, an die die X- und Y-Ausgänge der Tastatur angeschlossen werden, eine Änderung der X und Y-Ausgänge vor dem Anschluß an den Rechner durchgeführt werden, die in einfacher Weise, wie die strichpunktierte Linie in Fig. 2 zeigt, durch Anschluß der beiden Matrixausgänge an die Eingänge eines astabilen Multivibrators MV geeigneter Periode erreicht werden kann, dessen Ausgänge dann für eine abwechselnde X und Y-Serienabtastung abwechselnd aktiviert werden.

Bei einer Ausführungsform entsprechend dem vereinfachten Schaltbild der Fig. 1, die in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, sind die x-Halbmatrix (die Leiter x1 und y20) und die y-Halbmatrix (die Leiter y1 bis y30) mit der gemeinsamen Leiteranordnung c auf die beiden Hälften einer Folie F gedruckt, die um die Achse P faltbar ist, so daß die beiden Tasten T, die auf die x-Halbmatrix gedruckt sind, nach dem Falten gegenüber einer entsprechenden Reihe halbkreisförmiger Kontaktzonen yc und Cc angeordnet sind, die jeweils auf der y-Halbmatrix und dem leitenden Netzwerk der gemeinsamen Anordnung gebildet sind. Die x-Halbmatrix ist außerdem an einem Ende dieser Leiter durch eine Widerstandslinie RX begrenzt, und in gleicher Weise ist die y-Halbmatrix durch eine Widerstandslinie Ry begrenzt; diese Widerstandslinien sind jeweils an ihrem freien vorstehenden Ende mit X- und Y-Ausgangsleitern verbunden, und der Versorgungseingang der gemeinsamen Anordnung ist mit C bezeichnet.

Im vorliegenden Falle ist außerdem vorgesehen, den Tasten der Tastatur manuelle Tastenschalter zuzuordnen, von denen jeder mit einem logischen Eingang des Rechners verbunden werden soll, um ebenso viele Daten oder Funktionen pro Taste T der Tastatur über den betreffenden logischen Weg einzugeben.

Diese Schalter, im vorliegenden Falle drei, sind jeweils von kreisförmigen Kontaktzonen C1, C2, C3, die auf dem allgemeinen Leiter der gemeinsamen Anordnung vorgesehen sind, und durch Tasten S1, S2, S3 gebildet, die bezüglich der Faltlinie P symmetrisch angeordnet und durch einen gemeinsamen Widerstandsabschnitt R1, R2, R3 mit einem gemeinsamen Leiter M verbunden, der an die Polarität angeschlossen ist, die zu der der gemeinsamen Anordnung entgegengesetzt ist (z. B. Masse, wenn die gemeinsame Anordnung auf positiver Polarität liegt). Zwischen die Tasten S1 bis S3 und die Widerstandsabschnitte R1 bis R3 sind Nebenschluß- Ausgangsleiter L1 bis L3 geschaltet, deren hoher oder niedriger logischer Zustand damit von dem Zustand der entsprechenden gedrückten oder nicht gedrückten Taste abhängt.

Fig. 4 zeigt den Aufbau einer Isolationseinsatzfolie I, die fest zwischen den beiden (z. B. durch Biegen) gegeneinander gefalteten Halbfolien der Folie F angeordnet wird und Perforationen entsprechend den Tasten T und S1 bis S3 hat, so daß diese dann durch Verformung der Folie F durch diese Perforationen hindurch gedrückt werden können, um die Kontakte der Ausgänge X und Y und der Leiter L1 bis L3 zu aktivieren. Letztere und die Anschlußleiter C und M sind auf einem Ansatz G gruppiert, der an einer Seite der Faltlinie P angeordnet ist, um eine flache Steckerleiste zum Anschluß an eine nicht gezeigte Buchse für Anschlußleiter entsprechend den Eingängen des Rechners zu bilden.

Die Folie F kann transparent sein, und die Tasten T können direkt oder zusammen mit ihrem Identifizierungszeichen auf die Rückseite gedruckt sein. Ihr Zeichen kann auch durch Kleben auf der Folienrückseite befestigt werden.

Abhängig von den Anwendungsfällen kann solch einer Tastatur eine die besonderen Forderungen dieses Anwendungsfalles anzeigende Frontplatte zugeordnet werden, die einen Tastenaufbau hat, der an den Anwendungsfall angepaßt und dem der Tastatur überlagert ist.

Claims (10)

1. Tastatur zur Eingabe von Daten in einen Rechner, deren Tasten die Schnittpunkte der Leiter einer X/Y- Matrix zusammenschalten, bei der die X- und die X-Leiter an ihren Endpunkten jeweils durch Verbindungswiderstände R miteinander und mit einem Ausgang X und mit einem Ausgang Y der Tastatur verbunden sind, die an zwei analoge Eingänge des Rechners anschließbar sind, so daß die an dessen Eingängen angelegten Widerstandswerte für den X- und Y-Verbindungspunkt einer gedrückten Taste charakteristisch sind, und bei der der Widerstandswert einer Taste eines bestimmten X- Verbindungspunktes oder Y-Verbindungspunktes für alle Tasten der gleichen Spalte (X) und alle Tasten der gleichen Reihe (Y) im wesentlichen konstant, aber bezogen auf den Ausgang (X) bzw. den Ausgang (Y) von Spalte (X) zu Spalte (X) und von Reihe (Y) zu Reihe (Y) verschieden ist.

2. Tastatur nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Leitermatrix mit zu den X-Leitern und Y-Leitern parallelen Leitern (c), die mit einem gemeinsamen Anschluß (C) verbunden sind.

3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem X-Leiter und jedem Y-Leiter an seinem, dem Anschluß an die Verbindungswiderstände (R) benachbarten Ende ein Kompensationswiderstand (cx bzw. cy) geschaltet ist.

4. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Frontplatte, die eine gegenüber den Tasten (T) angeordnete Information trägt, um durch Drücken der gewählten Tasten entsprechende Dateneingaben durchzuführen.

5. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch wenigstens einen Handschalterkreis (S1 bis S3), der an einen logischen Eingang des Rechners anschließbar ist, um wenigstens zwei unterschiedliche Daten oder Funktionen pro Taste einzugeben.

6. Tastatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Handschalter aus einer Taste besteht.

7. Tastatur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch zwei gegenüberliegende gedruckte Schaltkreisfolien (F), die durch eine Isolierfolie (I) getrennt sind, die an den Stellen der Tasten perforiert ist, die an wenigstens einer flexiblen Folie der gedruckten Schaltkreisfolien angeordnet sind, und daß die eine Folie die X-Leiter und die andere die Y-Leiter trägt.

8. Tastatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstände in Form von Schichten an den einander zugewandten gedruckten Schaltkreisfolien aufgebracht sind.

9. Tastatur nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreise der manuellen Schalter und ihre entsprechenden Tasten auf den beiden gedruckten Schaltkreisfolien gebildet sind.

10. Tastatur nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden gedruckten Schaltkreisfolien durch Falten einer einzigen gedruckten Folie gebildet sind, wobei eine der Folien einen vorstehenden Ansatz aufweist, der die Eingangs-Ausgangs-Leiter der Tastatur trägt.