DE3543784C2

DE3543784C2 -

Info

Publication number: DE3543784C2
Application number: DE19853543784
Authority: DE
Inventors: Hans-Helmut Dipl.-Phys. 7541 Straubenhardt De Marguerre
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1985-12-09
Filing date: 1985-12-09
Publication date: 1989-01-12
Also published as: DE3543784A1

Description

Die Tastatur bezieht sich auf eine Tastatur mit in Reihen und Spalten angeordneten Schaltelementen, mit jeweils einer Taste und einer dieser zugeordneten Lichtleiter-Einrichtung mit zwei im rechten Winkel zueinander verlaufenden Lichtleiter-Abschnit ten, einer optischen Kopplung, die bei einer Betätigung der Taste zwischen einem jeweils einer Reihe zugeordneten Licht- Sendeelement und einem jeweils einer Spalte von Tasten zuge ordneten Fotodetektor über den jeweiligen Lichtleiter-Abschnitt, der aus der Tastatur herausgeführt ist, erfolgt.The keyboard refers to a keyboard with in rows and Column-arranged switching elements, each with a button and one associated with two light guide device Light guide section running at right angles to one another ten, an optical coupling that when the Button between a light assigned to a row Sending element and a column of buttons arranged photodetector over the respective light guide section, out of the keyboard.

Bei einer bekannten Tastatur dieser Art (DE 33 07 336 C2) wird durch eine über das Betätigen einer Taste hervorgerufene Re flexion bzw. Umlenkung in einem Lichtweg eine Lichtinformation erzeugt, durch die der Tastendruck detektierbar ist. Hierzu ist ein Feld sich kreuzender Bohrungen angeordnet, das in den Kreuzungspunkten senkrecht hierzu stehende Bohrungen aufweist, in denen die Tasten und die Umlenkspiegel geführt werden. Für sich gesehen ist aus diesem Stand der Technik auch die Verwen dung einer fluoreszierenden Platte in opto-elektrischen Anord nungen bekannt.In a known keyboard of this type (DE 33 07 336 C2) by a Re caused by pressing a key flexion or deflection in a light path a piece of light information generated by which the key press can be detected. For this is a field of intersecting holes arranged in the Intersection points has holes perpendicular to it, in which the buttons and the deflecting mirror are guided. For Seen from this state of the art is also the use a fluorescent plate in opto-electrical arrangement known.

Eine weitere Tastatur ist in der Zeitschrift "Elektronik", 26/28. 12. 1984, Seite 87 beschrieben. Bei dieser bekannten Tasta tur trägt jede Tastatur auf ihrer Oberseite eine Lichtleiter-Ein richtung mit zwei im rechten Winkel zueinander verlaufenden Lichtleiter-Abschnitten, die von einem sich von einer Kante der Taste bis zur benachbarten Kante verlaufenden, durchgehen den Lichtleiter gebildet sind. Innerhalb der Taste und unter halb der Lichtleiter-Einrichtung weist jede Taste zwei im rechten Winkel verlaufende Durchgangsbohrungen auf. Die Durch gangsbohrungen aller Reihen und Spalten der Tasten fluchten miteinander, so daß bei Betätigung einer Taste deren Lichtleiter mit seinen Enden in die Flucht der Durchgangsbohrungen der be nachbarten Tasten gelangt, wodurch als "Schaltvorgang" eine optische Kopplung zwischen Licht-Sendeelementen und Fotodetek toren entsteht.Another keyboard is in the magazine "Electronics", 26/28. 12. 1984, page 87. With this well-known Tasta Each keyboard has a fiber optic input on its top direction with two at right angles to each other Light guide sections that extend from one edge to another the key to the neighboring edge the light guide are formed. Inside the button and under Half of the light guide device, each button has two im through holes running at right angles. The through corridors in all rows and columns of the keys are aligned with each other, so that when a button is pressed, the light guide with its ends in alignment with the through holes of the be neighboring keys arrives, causing a "switching operation" optical coupling between light emitting elements and photo detector gates arises.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Tastatur vorzu schlagen, die einfacher in ihrer Herstellung ist, indem jede einzelne Taste vergleichsweise einfach aufgebaut ist.The invention has for its object to vorzu a keyboard beat that is easier to make by each single button is comparatively simple.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Tastatur der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß der jeweils andere Lichtleiter- Abschnitt jeder einer Spalte von Tasten zugeordneten Licht leiter-Einrichtung Teil jeweils eines Fluoreszenzlichtleiters, der sich entlang den Tasten der jeweiligen Spalte bis zum zu geordneten Fotodetektor erstreckt, und der optische Kontakt bei Betätigung einer Taste erfolgt dadurch, daß er von dem aus dem vom Licht-Sendeelement abgewandten, bei Betätigung einer Taste in seiner Lage veränderten Ende des einen Lichtleiter- Abschnittes austretenden Licht bestrahlt ist. To solve this problem, the keyboard is the beginning specified type according to the invention the other light guide Section of each light associated with a column of buttons part of a fluorescent light guide, which extends along the keys of the respective column up to orderly photo detector extends, and the optical contact when a button is pressed, this is done from that the one facing away from the light-emitting element when one is actuated Button changed in position end of a light guide Section of the emerging light is irradiated.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Tastatur besteht darin, daß die einzelnen Tasten vergleichsweise einfach aufgebaut sind, weil sie keine Durchgangsbohrungen zur Lichtweiterleitung benötigen; denn bei der erfindungs gemäßen Tastatur erfolgt die optische Kopplung der jeweils einen Lichtleiter-Abschnitte der Lichtleiter-Einrichtungen mit den Fotodetektoren über jeweils einen einer Spalte von Tasten zugeordneten Fluoreszenzlichtleiter, der sich entlang den Tasten der jeweiligen Spalte erstreckt. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Tastatur wird darin gesehen, daß sie vergleichsweise funktionssicher ist, weil infolge des entlang jeder Spalte von Tasten geführten Fluoreszenz lichtleiters auch bei einem gewissen Klemmen einzelner Tasten die Funktion der ganzen Tastatur nicht beeinträchtigt ist. Ein zusätzlicher Vorteil besteht darin, daß die einzelnen Tasten nicht sehr genau zueinander justiert werden müssen, weil es zur einwandfreien Funktion der erfindungsgemäßen Tastatur nur jeweils darauf ankommt, daß bei Betätigung einer Taste eine Bestrahlung des Fluores zenzlichtleiters durch das dann verschobene Ende des zuge ordneten einen Lichtleiter-Abschnittes erfolgt.A major advantage of the keyboard according to the invention is that the individual buttons are comparatively are simply constructed because they have no through holes need for light transmission; because with the fiction The keyboard is optically coupled in each case a light guide sections of the light guide devices with the photodetectors over a column of each Buttons associated fluorescent light guide that runs along the keys of the respective column. Another The advantage of the keyboard according to the invention is seen in that it is comparatively reliable because, as a result of fluorescence passed along each column of buttons light guide even with a certain clamping of individual Keys do not affect the function of the entire keyboard is. An additional advantage is that the individual keys are not adjusted very precisely to each other have to be because it works properly The keyboard according to the invention only depends on the fact that when a button is pressed, the fluorescence is irradiated zenzlichtleiters by the then shifted end of the zuge arranged a light guide section.

Bei der erfindungsgemäßen Tastatur sind die von den Licht- Sendeelementen abgewandten Enden der einen Lichtleiter-Ab schnitte unten an den Tasten befestigt. Dies hat den Vor teil einer verhältnismäßig einfachen Anbringung; in einem rechten Winkel braucht hier ein Lichtleiter nicht verlegt zu werden. Auch der Ort der Anbringung der Enden der einen Lichtleiter-Abschnitte an den Tasten muß nicht genau einge halten werden. Dies erleichtert die Herstellung der erfindungsgemäßen Tastatur beträchtlich.In the keyboard according to the invention, the light Transmitter elements facing away from the ends of a light guide cuts attached to the bottom of the buttons. This has the intent part of a relatively simple installation; in one A light guide does not need to be laid at right angles here to become. Also the place of attachment of the ends of one Fiber optic sections on the buttons do not have to be inserted exactly will hold. This facilitates the manufacture of the keyboard according to the invention considerably.

Zur Erläuterung der Erfindung ist inTo explain the invention is in

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tastatur in einer Aufsicht und in Fig. 1 shows an embodiment of the keyboard according to the invention in a plan and in

Fig. 2 in zwei Schaltstellungen eine Taste der erfindungs gemäßen Tastatur in einer Seitenansicht dargestellt. Fig. 2 in two switch positions a key of the keyboard according to the Invention shown in a side view.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel der erfindungs gemäßen Tastatur enthält neun Tasten 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und 9, die so angeordnet sind, daß die Tasten 1 bis 3 sowie 4 bis 6 und 7 bis 9 jeweils eine Reihe von Tasten bilden; die Tasten 1, 4 und 7 sowie 2, 5 und 8 und 3, 6 und 9 bilden Spalten von Tasten.The embodiment shown in Fig. 1 of the keyboard according to the Invention contains nine keys 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 and 9 , which are arranged so that the keys 1 to 3 and 4 to 6 and 7 to 9 each form a row of buttons; keys 1, 4 and 7 as well as 2, 5 and 8 and 3, 6 and 9 form columns of keys.

Die Taste 1 ist eine Lichtleiter-Einrichtung zugeordnet, die aus einem Lichtleiter-Abschnitt 10 und einem dazu im rechten Winkel verlaufenden anderen Lichtleiter-Abschnitt 11 besteht. Der eine Lichtleiter-Abschnitt 10 ist Teil eines Lichtleiters 12, der bis zu einem optischen Verzweigungspunkt 13 geführt ist. Entsprechend sind den Tasten 2 und 3 derselben Reihe weitere Lichtleiter-Ein richtungen zugeordnet, die ebenfalls aus jeweils einem Lichtleiter-Abschnitt 14 bzw. 15 und einem anderen Licht leiter-Abschnitt 16 bzw. 17 bestehen. Die beiden Lichtleiter- Abschnitte 14 und 15 sind ebenfalls zum optischen Verzweigungspunkt 13 geführt. Von dort erstreckt sich ein zusätzlicher Lichtleiter 18 zu einem Licht-Sendeelement 19, das mit einer Steuerelektronik 20 verbunden ist.The key 1 is assigned to a light guide device, which consists of a light guide section 10 and another light guide section 11 running at right angles thereto. The one light guide section 10 is part of a light guide 12 , which is guided up to an optical branch point 13 . Correspondingly, the buttons 2 and 3 of the same row are assigned further light guide devices, which likewise each consist of a light guide section 14 or 15 and another light guide section 16 or 17 . The two light guide sections 14 and 15 are also guided to the optical branch point 13 . An additional light guide 18 extends from there to a light-transmitting element 19 , which is connected to control electronics 20 .

Weitere Licht-Sendeelemente 21 und 22 sind in entsprechender Weise einerseits optisch mit den Lichtleiter-Einrichtungen der weiteren Reihen von Tasten gekoppelt und andererseits elektrisch mit der Steuerelektronik 20 verbunden.Further light-transmitting elements 21 and 22 are correspondingly on the one hand optically coupled to the light guide devices of the further rows of buttons and on the other hand electrically connected to the control electronics 20 .

Der andere Lichtleiter-Abschnitt 11 sowie die entsprechenden anderen Lichtleiter-Abschnitte 16 und 17 sind Teil jeweils eines Fluoreszenzlichtleiters 23, 24 und 25, die sich entlang jeweils einer Spalte von Tasten erstrecken. Demzu folge verläuft der Fluoreszenzlichtleiter 23 entlang den Tasten 1, 4 und 7, der Fluoreszenzlichtleiter 24 entlang den Tasten 2, 5 und 8 und der Fluoreszenzlichtleiter 25 entlang den Tasten 3, 6 und 9. Jeweils einem Ende 26, 27 bzw. 28 der Fluoreszenzlichtleiter 23 bis 25 liegt jeweils ein Fotodetektor 29, 30 und 31 gegenüber. Diese Fotodetektoren 29 bis 31 sind ebenfalls mit der Steuerelektronik 20 verbunden.The other light guide section 11 and the corresponding other light guide sections 16 and 17 are each part of a fluorescent light guide 23, 24 and 25 , each extending along a column of buttons. Accordingly, the fluorescent light guide 23 runs along the buttons 1, 4 and 7 , the fluorescent light guide 24 along the buttons 2, 5 and 8 and the fluorescent light guide 25 along the buttons 3, 6 and 9 . At each end 26, 27 or 28 of the fluorescent light guides 23 to 25, there is a photodetector 29, 30 and 31 opposite. These photodetectors 29 to 31 are also connected to the control electronics 20 .

Im Zusammenhang mit der Fig. 2 wird die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Tastatur, die vorteilhafter Weise in einem Gehäuse 32 untergebracht ist, näher erläutert. In der oberen Darstellung der Fig. 2 ist beispielsweise die Taste 1 in unbetätigter Stellung dargestellt, wobei der an der Unterseite 33 dieser Taste angebrachte eine Lichtleiter-Abschnitt 10 das ihm in Richtung des Pfeiles 34 von dem Licht-Sendeelement 19 zugeführte Licht in Richtung des weiteren Pfeiles 35 an dem anderen Licht leiter-Abschnitt 11 des Fluoreszenzlichtleiters 23 vorbei strahlt. Es ergibt sich in dieser Stellung der Taste 1 demzufolge keine optische Kopplung zwischen dem Licht- Sendeelement 19 und dem Fotodetektor 29. Ist dagegen die Taste 1 - wie in der unteren Darstellung der Fig. 2 wiedergegeben - betätigt, dann ist der eine Licht leiter-Abschnitt 10 nach unten verschoben, so daß nunmehr aus ihm Licht in Richtung des Pfeiles 36 aus tritt und auf den anderen Lichtleiterabschnitt 11 fällt. Aufgrund von Fluoreszenzerscheinungen wird daraufhin von dem Fotodetektor 29 Fluoreszenzlicht erfaßt und ein elektrisches Signal an die Steuerelektronik 20 ge geben. Dieses Signal wird in der Steuerelektronik 20 ausgewertet und als eine Betätigung der Taste 1 in nicht weiter dargestellter Form erkannt.The mode of operation of the keyboard according to the invention, which is advantageously accommodated in a housing 32 , is explained in more detail in connection with FIG. 2. In the upper representation of FIG. 2, for example, the button 1 is shown in the unactuated position, the light guide section 10 attached to the underside 33 of this button, the light supplied to it in the direction of arrow 34 from the light-transmitting element 19 in the direction of another arrow 35 on the other light guide section 11 of the fluorescent light guide 23 shines over. In this position of the key 1, there is consequently no optical coupling between the light transmitting element 19 and the photodetector 29 . If, on the other hand, the key 1 - as shown in the lower illustration in FIG. 2 - is actuated, the one light guide section 10 is shifted downward, so that light now emerges from it in the direction of the arrow 36 and onto the other light guide section 11 falls. Due to fluorescence, fluorescence light is then detected by the photodetector 29 and give an electrical signal to the control electronics 20 . This signal is evaluated in the control electronics 20 and recognized as an actuation of the key 1 in a form not shown.

Abschließend ist darauf hinzuweisen, daß es sich bei den Fluoreszenzlichtleitern 23 bis 25 der erfindungs gemäßen Tastatur um fluoreszierende Substanzen enthaltende Lichtleiter handelt, in denen auftreffendes Licht die fluoreszierende Substanz zur Fluoreszenz anregt. Das Fluoreszenzlicht wird in den Fluoreszenzlichtleitern zu den Stirnflächen hin durch Totalreflexion über tragen und kann dann als Lichtimpuls ausgewertet werden. Derartige Lichtleiter sind in der Zeitschrift "Applied Optics", Februar 1981, Ausgabe 20, Nr. 4, Seite 701 beschrieben.In conclusion, it should be pointed out that the fluorescent light guides 23 to 25 of the keyboard according to the invention are light guides containing fluorescent substances, in which incident light excites the fluorescent substance to fluoresce. The fluorescent light is transmitted in the fluorescent light guides to the end faces by total reflection and can then be evaluated as a light pulse. Such light guides are described in the magazine "Applied Optics", February 1981, Issue 20, No. 4, page 701.

Claims

1. Keyboard with switching elements arranged in rows and columns, with

a button and an associated light guide device with two mutually perpendicular light guide sections,
an optical coupling, which occurs when the key is pressed between a light-transmitting element assigned to a row and a photodetector assigned to a column of keys, via the respective light guide section which is led out of the keyboard,

dadurch gekennzeichnet,characterized,

- That the other light guide section (z. B. 1 ) each of a column of buttons (z. B. 1, 4, 7 ) associated light guide device is part of a fluorescent light guide (z. B. 23 ) extends along the keys (e.g. 1, 4, 7 ) of the respective column to the assigned photodetector (e.g. 29 ), and
- That the optical coupling takes place when a button is pressed that the other light guide section facing away from the light-transmitting element (e.g. 19 ), when a button (e.g. 1 ) is pressed in its position modified end of a light guide section (z. B. 10 ) emerging light is irradiated.

2. Keyboard according to claim 1, characterized in that the ends of the light-transmitting elements ( 19 ) facing away from the light guide sections (z. B. 10 ) are attached to the bottom of the keys (z. B. 1 ).