DE3543890C2 - Eingabetastatur - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Eingabetastatur für die Steuerung eines Cursors auf dem
Bildschirm eines Fernsehempfängers oder Mikrocomputers. Durch die DE 32 43 679 A1
ist eine derartige Tastatur bekannt, bei der mittels vier Cursortasten der Cursor auf dem
Bildschirm nach rechts, nach links, nach oben und nach unten bewegt werden kann.
Durch wahlweises Betätigen einer dieser Tasten für die genannten vier Richtungen kann
der Cursor auf dem Bildschirm schrittweise versetzt werden, so daß vom Benutzer die
jeweils gewünschte Zeichenstelle aufgesucht werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine derartige Eingabetastatur so auszubilden,
daß mit nur einem Tastenfeld sowohl die Richtung als auch die Geschwindigkeit in der
Auslenkung des Cursors auf dem Bildschirm beeinflußt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angebeben.
Der Artikel "Von der Klickfeder zur Kontaktgummimatte", erschienen auf den Seiten 311
und 312 im Heft 11 der Zeitschrift RME (Radio Mentor Elektronik) Jahrgang 46 (1980)
beschreibt die Herstellungsmöglichkeiten von Tastaturen mit einer Kontaktgummimatte.
Die Kontaktgummimatte wird als Schalter und Kontakt dargestellt.
Eine Kontaktgummimatte, im folgenden Moosgummi genannt, ist ein Stoff, der seine Impedanz
aufgrund von äußeren mechanischen Einflüssen, speziell beim Zusammenpressen, ändert.
Diese Änderung der Impedanz kann vorteilhaft dazu benutzt werden, um Eingabeelemente
herzustellen, die einen Stellgrößenverlauf mit unterschiedlichem Gradienten erfordern.
Vorteilhaft kann ein Eingabeelement so angepaßt werden, daß eine Vielzahl physiologisch
kontrollierter Stellgrößenänderungen ermöglicht werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Tastenfeld einer Cursorsteuerung,
Fig. 2 eine Anordnung von Kontaktgummiplatten in einer Cursorsteuerung.
Fig. 3 einen Multiplexer zur Abfrage einer Cursorsteuerung
Fig. 4 eine Cursorsteuerung, die einen Cursor auf einem Bild
schirm bewegt,
Fig. 5 eine Cursorsteuerung mit zwei Ausgängen,
Fig. 6 einen Stempel und zwei leitenden Platten,
Fig. 7 die Wirkung des Stempels auf diese Platten und
Fig. 8 einen Drucksensor.
Fig. 1 zeigt ein Tastenfeld einer Cursorsteuerung (Positionsan
zeigesteuerung), die einen Cursor (Positionsanzeiger) über einen
Bildschirm bewegt. Beim Drücken auf eines der Felder 1-9 wird
erstens eine gewünschte Richtung und über die Stärke des Druckes
zweitens eine gewünschte Stellgröße eingegeben. Vorteilhaft kann
diese Stellgröße dazu benutzt werden, um eine Geschwindigkeit zu
steuern. Bei einer Korrektur von Text, der auf einem Bildschirm
sichtbar ist, wird der Cursor über kleine, mittlere oder weite
Strecken über den Bildschirm bewegt. Mit der Cursorsteuerung
kann der Cursor schneller oder langsamer, je nach Druck, an eine
gewünschte Position gesteuert werden. Das Feld 9 steuert den
Cursor in eine Ausgangsposition, z. B. Bildschirmmitte. Das Feld
1 steuert den Cursor nach links und oben, das Feld 2 nach oben,
das Feld 3 nach rechts und oben und die Felder 4-8 entspre
chend in die anderen Richtungen.
Vorteilhaft kann eine einfachere Version mit drei Feldern 2, 6
und 9 zur Einstellung einer Zeitanzeige benutzt werden. Die
Felder 2 und 6 geben die Stellrichtungen vorwärts oder rückwärts
an und druckabhängig wird die Stellgeschwindigkeit vorgegeben.
Vorteilhaft werden Sekunden, Minuten und Stunden einer Zeitan
zeige zwar abhängig voneinander aber gleichzeitig eingestellt.
Werden 60 Sekunden erreicht, wird die Minutenanzeige umgeschal
tet, ebenso wird bei Erreichen einer vollen Minutenzahl (60) die
Stundenanzeige umgeschaltet. Bei geringer Druckausübung auf ein
Tastenfeld 2 oder 6 werden die Sekunden physiologisch wahrnehm
bar weitergeschaltet. Wird der Druck auf ein Tastenfeld 2 oder 6
erhöht, so werden die Sekunden schneller, physiologisch nicht
mehr wahrnehmbar weitergeschaltet, dafür werden dann die Minuten
schneller, jedoch physiologisch wahrnehmbar weitergeschaltet.
Bei einer weiteren Erhöhung des Druckes auf ein Tastenfeld 2
oder 6 werden die Minuten schneller, physiologisch nicht mehr
wahrnehmbar weitergeschaltet, die Stundenanzeige wird dann
schneller, jedoch noch physiologisch wahrnehmbar weitergeschal
tet. Die Umschaltungen in der Anzeige der Minuten und Sekunden
ist dann von einem Betrachter nicht mehr wahrnehmbar. Das Feld 9
steuert die Zeitanzeige einer Uhr in eine Ausgangsposition, z. B.
00.00.00 Uhr. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit ist die Eingabe
in einen Tuner, um einen Sender abzustimmen.
Fig. 2 zeigt elektrisch leitendes Moosgummi 10, eine elektrisch
leitende Grundplatte 11, elektrisch leitende Platten 12,13 und
das Feld 5 mit einer Folientastatur. Der nichtleitende Kunst
stoff 14 läßt sich leicht durchdrücken. Durch den Druck auf den
nichtleitenden Kunststoff 14 wird das darunterliegende elek
trisch leitende Moosgummi 10 zusammengedrückt und verändert
seine Impedanz. Diese Impedanzänderung wird ausgewertet. Erstens
führt die Veränderung der Ruheimpedanz zum Auslösen der ge
wünschten Funktion und zweitens wird durch die Impedanzänderung
eine Steuergröße verändert. Die Impedanz ist bei Moosgummi 10
ein Widerstand, der beim Zusammendrücken des Moosgummis 10
geringer wird. Die elektrisch leitenden Moosgummistücke 10 sind
nicht miteinander verbunden. Jedem Feld 1-9, im folgenden
Tasten genannt, sind ein elektrisch leitendes Moosgummi 10 und
zwei elektrisch leitende Platten 12 und 13 zugeordnet. Vorteil
haft sind die Zwischenräume 15 mit elektrisch nichtleitendem
Füllmaterial aufgefüllt, um das elektrisch leitende Moosgummi 10
in einer ortsfesten Lage zu halten.
Fig. 3 zeigt einen Multiplexer 16, der über einen Schalter 17
eine Cursorsteuerung multiplext. Über eine Spannungsquelle (UB+)
und einen Vorwiderstand 19 wird an Platten 13 eine Spannung
angelegt. Die Platten 13 sind auf der Moosgummiplatte 10 ange
ordnet. Auf der den Platten 13 gegenüberliegenden Seite der
Moosgummiplatte 10 sind weitere Platten 12 angeordnet, die über
elektrisch leitende Verbindungsdrähte 18 zum Multiplexschalter 17
führen. Der Multiplexschalter 17 führt zum Ausgang A. Bei
Druck auf eine der Platten 13 wird das Moosgummi 10 zwischen den
Platten 12 und 13 zusammengedrückt und ändert seine Impedanz,
damit ergibt sich ein größerer Stromfluß am Ausgang A, der
Stromfluß steht für eine Auswertung zur Verfügung.
Fig. 4 zeigt eine Alternative mit mehreren Moosgummistücken 10,
an die über Vorwiderstände 19 eine Spannung +UB angelegt ist.
Der Schalter 17 des Multiplexers 16 multiplext über Verbindungs
drähte 18 die Moosgummistücke 10 und legt Spannungswerte an
einen Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 20. Der A/D-Wandler
20 wandelt analoge Spannungs- und/oder Stromwerte in Digital
signale, die an eine Steuerung 21 zur Auswertung angelegt sind.
Die Steuerung 21 taktet über eine Taktleitung 22 den Multiplexer
16 und den A/D-Wandler 20. Die Steuerung 21 steuert den Cursor
(Positionsanzeiger) 23 mit der Steuergröße D, auf dem Bildschirm
24 ein blinkender Strich unter dem u des Wortes Kuh je nach
Tastendruck mit unterschiedlicher Geschwindigkeit in verschiede
ne Richtungen. Bei Druck auf die Taste 7 wird der Cursor 23 in
die linke untere Bildschirmhälfte geführt. Mit zunehmender
Druckstärke auf die Taste 7 wird der Widerstand des Moosgummis
10 geringer, es fließt ein größerer Strom von der Spannungs
quelle UB+ über den Vorwiderstand 19, das Moosgummistück 10 und
den Multiplexer 16 zum Widerstand 30. Der A/D-Wandler 20 regi
striert den größeren Spannungsabfall am Widerstand 30 und legt
eine entsprechende Bitkombination an die Steuerung 21, die
Geschwindigkeit des Cursors 23 erhöht sich.
Fig. 5 zeigt ein Eingabeelement mit Tasten 1-9, dem Multi
plexer 16, dem A/D-Wandler 20, der Steuerung 21, einem D/A-
Wandler 25, einem Multiplex-Speicher 26, einem Port-Baustein 27,
einem Digitalausgang B, einem Analogausgang C, einem Steuer- und
Adressenbus (AD-Bus) 28 und einem bidirektionalen Datenbus 29.
Der Datenbus weist acht, der AD-Bus n Datenleitungen auf. Die
Busse verbinden die Steuerung 21 mit dem A/D-Wandler 20, dem
Portbaustein 27 und dem D/A-Wandler 25. Vorteilhaft ist die
Steuerung ein Mikroprozessor. Solch ein Mikroprozessorsystem ist
z. B. beschrieben in den Siemens Handbüchern Mikroprozessor
System SAB 8085, Datenbuch, München 80/81 und Mikrocomputer
Bausteine, Peripherie, Datenbuch München 1979/1980. Der
Multiplex-Speicher 26 ist ein Multiplexer und ein Analog-
Speicher, über den n verschiedene Steuersignale auf n verschie
dene Ausführer gegeben werden können.
Fig. 6 zeigt zwei leitende Platten 31 und einen Stempel 32. Der
Stempel 32 ist eine Kontaktmatte, in Richtung 33 bewegbar
gelagert und kann auf die beiden leitenden Platten 32 abgesenkt
werden. Der Stempel 32 weist ein rundes und längliches Ende 34
auf.
Beim Aufsetzen auf die leitenden Platten 31 werden Flächen A, B, C
gemäß Fig. 7 erzeugt. Die kleine Fläche A (gestrichelt gezeich
net) steht für einen großen Widerstand, die mittlere Fläche B
(punktiert-gestrichelt gezeichnet) für einen mittleren Wider
stand und die große Fläche C (ausgezogen gezeichnet) für einen
kleinen Widerstand. Je nach Druck auf den Stempel fließt durch
Signalleitungen 35 ein verschieden großer Strom I1.
Fig. 8 zeigt eine Kammer 37, die je nach Druck auf eine Seite
dieser Kammer 37 über ein Rohr 39 ein Gas oder eine Flüssigkeit
in einen Drucksensor 38 leitet. Zum Drucksensor 38 führen zwei
weitere Signalleitungen 36. Je nach Druck wird ein Strom 12
durch die Signalleitungen 36 beeinflußt.
Claims (7)
1. Eingabetastatur mit einer Vielzahl von druckempfindlichen
Elementen, die an eine Auswerteschaltung angeschlossen und
die nebeneinander in einer Ebene angeordnet sind, wobei die
Auswerteschaltung eine Stellgröße für die Lage eines Cursors
auf einem Bildschirm derart erzeugt, daß die Lage des mit
Druck beaufschlagten Elementes in der Ebene die Richtung und
der Wert des ausgeübten Druckes die Geschwindigkeit in der
Auslenkung des Cursors auf dem Bildschirm bestimmt.
2. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Stoff für die druckempfindlichen Elemente Kontaktgummiplatten
(10) verwendet sind.
3. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Stoff für die druckempfindlichen Elemente elektrisch
leitendes Moosgummi (10) verwendet ist.
4. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Stoff für die druckempfindlichen Elemente Gas und ein
Drucksensor (38) verwendet sind.
5. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
Stoff für die druckempfindlichen Elemente Flüssigkeiten und
ein Drucksensor (8) verwendet sind.
6. Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als
druckempfindliches Element eine Kontaktmatte verwendet ist,
die so deformierbar ist, daß der Übergangswiderstand zwischen
zwei leitenden Flächen sich kontinuierlich ändert.
7. Tastatur nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die
geformte Kontaktgummimatte eine Spitze, eine längliche
und/oder eine runde Kontaktfläche aufweist (Fig. 5, 6).
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