DE68902560T2 - Kommunikationsterminal mit tastbarem effekt. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsterminal der Art, das es einer Bedienungsperson erlaubt, manuell Informationen zu übertragen, z.B. um einen Befehl oder eine Einstellung durchzuführen, oder sogar um einen wechselseitigen Austausch mit einem Prozessor zu erlauben.
• Allgemein weiß man, daß für diese Art Kommunikation üblicherweise Tastaturen verwendet werden, die eine Einheit von Tasten aufweisen, welche meistens aus elektromechanischen Druckknöpfen bestehen und in Blöcken gruppiert in einem Chassis angeordnet sind, das eventuell mit Mitteln ausgestattet ist, um eine Anzeige durchzuführen.
• Selbstverständlich ist jedem dieser Druckknöpfe ein Symbol oder eine Aufschrift zugeordnet, die seine Funktion angibt. Im Fall wiederbeschreibbarer Tastaturen können diese Symbole oder Aufschriften verändert werden, um sie neuen Funktionen anzupassen.
• In manchen Fällen können diese Tasten direkt prozessorgesteuerten elektronischen Anzeigemitteln zugeordnet sein, die durchgehend die ihnen zugeteilten Funktionen mittels einer je nach der Betriebsweise der Einheit variablen Symbolik angeben.
• Es hat sich herausgestellt, daß bei vielen Anwendungen die Betätigung einer Taste, d.h. die Übertragung einer Information an einen Prozeß, von einer vom Prozeß kommenden Antwort gefolgt werden muß, wobei diese Antwort z.B. aus einer Empfangsbestätigung, einer Validierungsinformation, einer Information, die angibt, daß die gewünschte Funktion durchgeführt wurde oder gerade durchgeführt wird, usw. bestehen kann.
• Bis jetzt wurde diese Antwort meist durch ein Leuchtsignal, z.B. einer der Taste zugeordneten Leuchtanzeige und/ oder einem Tonsignal (Piepton) gegeben.
• Weiter ist es bei der Übertragung einer Information durch Betätigung einer Taste oft notwendig, sicherzustellen, daß diese Übertragung aufgrund einer absichtlichen Handlung der Bedienungsperson geschieht, und nicht durch Zufall. Aus diesem Grund werden Tasten mit Tastwirkung hergestellt, die einen entsprechenden Mechanismus aufweisen, der die elektrische Umschaltung nur dann bewirkt, wenn der auf die Taste ausgeübte Druck eine vorbestimmte Schwelle überschreitet, und, wenn diese Umschaltung durchgeführt wird, auf den Finger der Bedienungsperson ein charakteristisches Gefühl erzeugt (Bestätigung).
• Man hat in der Praxis festgestellt, daß die obengenannten Lösungen einen raumaufwendigen mechanischen Aufbau für jede Taste erfordern, was unter anderem die Veränderungsmöglichkeiten der Größe der Tasten und ihre Integrationsmöglichkeiten in Geräte reduzierten Umfangs begrenzt.
• Außerdem sind die Lösungen, die auf Leucht- oder Ton- Antwortsignale zurückgreifen, nicht gut geeignet in dem Fall, wo die Bedienungsperson eine Aufgabe hat, die es ihr nicht ermöglicht, ihre Aufmerksamkeit auf die Tastatur zu konzentrieren und diese durch Reflexbetätigungen bedienen muß, und wenn sie sich außerdem in einer eventuell lauten Umgebung befindet, in der sich bereits andere Ton-Kommunikationsmittel befinden.
• Die Erfindung hat also insbesondere zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen.
• Sie schlägt zu diesem Zweck ein Kommunikationsterminal der Art vor, das verwendet:
• - eine Schalttafel mit eirier Vielzahl von Schaltelementen, die je mit auf eine manuelle Betätigung ansprechenden Steuerbereichen versehen sind und sich mindestens in einer Ebene erstrekken, und
• - mindestens ein parallel zu dieser Ebene und in geringer Entfernung von dieser angeordnetes Gitter, wobei dieses Gitter eine Vielzahl von Öffnungen aufweist, welche die obigen Bereiche begrenzen und den Zugang zu diesen durch einen Finger der Bedienungsperson ermöglichen.
• Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise im Dokument US-A-4.032.931 beschrieben.
• Gemäß der Erfindung ist dieses Terminal insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß dieses Gitter im Verhältnis zur Tafel beweglich und mit Betätigungsmitteln gekoppelt ist, die dazu dienen, auf das Gitter Bewegungsimpulse ausüben, um so auf den Finger der Bedienungsperson, welcher auf einen Steuerbereich einwirkt, einen die Antwort bildenden physiologischen Reiz zu erzeugen.
• Natürlich muß die Ausbildung dieser Öffnungen so vorgesehen werden, daß der Finger der Bedienungsperson, der auf einen Steuerbereich einwirkt, von dem Gitter beansprucht werden kann. Vorteilhafterweise können diese Öffnungen nach außen ausgeweitete Ränder aufweisen, um eine Führung des Fingers der Bedienungsperson zu dem Steuerbereich zu ermöglichen, den er ausgewählt hat.
• Es ist anzumerken, daß die Erfindung sich nicht auf eine bestimmte Art von Schalttafel beschränkt: sie kann z.B. aus einer Tastatur mit üblichen Tasten oder aus einer flachen Tastatur mit elektrischen Berührungskontakten vom kapazitiven Typ, vom induktiven Typ, mit Oberflächenwelle usw. bestehen.
• Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung, mit dem Ziel, jede Möglichkeit der Übertragung von irrtümlichen Steuersignalen zu vermeiden, die z.B. durch ungewollte Betätigungen der Umschaltelemente entstehen, ist die Schalttafel über Wandelmittel auf einem Träger angeordnet. In diesem Fall kann das von diesen Wandelmitteln nach einem bei der Betätigung eines Umschaltelements auf die Schalttafel ausgeübten Druck übertragene Signal als Validierungssignal des von diesem Element ausgegebenen Steuersignals dienen.
• Nachfolgend wird ein nicht einschränkend zu verstehendes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
• Figur 1 zeigt schematisch im Aufriß ein erfindungsgemäßes Kommunikationsterminal, das einem Rechner zugeordnet ist.
• Figur 2 ist eine Schnittansicht einer Ausführungsform der Einheit Gitter/Schalttafel/Anzeigemittel des in Figur 1 gezeigten Terminals.
• Figur 3 ist eine schematische Ansicht der Validierungsmittel der von der Schalttafel ausgegebenen Signale.
• Figur 4 ist eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Betätigungsvorrichtung des Gitters.
• In Figur 1 besteht das dem Rechner C zugeordnete Terminal aus einem Gerüst in Form eines parallelepipedischen Gehäuses 1 (teilweise dargestellt), dessen Vorderseite 2 ein rechteckiges Fenster 3 aufweist, dessen beide entgegengesetzten Seitenränder 4 mit Gleitschienen versehen sind.
• In diese beiden Gleitschienen fügen sich die beiden Seitenränder 5, 5' eines abnehmbaren Gitters 6 derart ein, daß sie gleiten können. Dieses Gitter weist eine Vielzahl von Öffnungen 7 auf, die in zwei Gruppen aufgeteilt sind, d.h. eine Gruppe kreisförmiger Öffnungen und eine Gruppe viereckiger Öffnungen. Es wäre ebenfalls möglich, Öffnungen zu verwenden, die unterschiedliche Formen aufweisen. Dazu ist zu bemerken, daß die Verwendung von zickzackförmig angeordneten dreieckigen Öffnungen es ermöglicht, eine maximale Öffnungsdichte zu erreichen.
• Die Höhe des Gitters 6 ist geringfügig größer vorgesehen als die des Fensters, um eine leichte Verschiebung des Gitters 6 zu ermöglichen, ohne das Fenster 3 freizulegen.
• Die beiden Seitenränder 5, 5' des Gitters 6 weisen kundenspezifische Kerben 8 auf, die von einer mit dem Rechner C verbundenen Erkennungsvorrichtung erfaßt werden können.
• In diesem Beispiel spielt die Schalttafel 10 gleichzeitig die Rolle einer Tastatur und die einer Anzeige, nicht nur zur Anzeige der den Schaltelementen zugeordneten Symbolik, sondern auch zur Anzeige verschiedener Informationen.
• Diese Tafel 10 flacher Form, im wesentlichen der gleichen Größe wie das Fenster, ist im Inneren des Gehäuses 2 derart angeordnet, daß sie gegen das Gitter 6 anliegt. Dieser Einbau geschieht durch periphere Befestigungselemente 11 (sichtbar in Figur 3), die Sonden wie z.B. Dehnungsmeßgeräten, piezoelektrischen Drucksonden oder jeder anderen Vorrichtung zugeordnet sind, die eine normalerweise auf die Tafel 10 angewendete Kraft in ein elektrisches Signal umwandeln kann, dessen Rolle nachfolgend erklärt wird.
• Genauer gesagt weist diese Tafel 10 für ihre Anzeigefunktion einen Anzeiger 10' mit einem Matrixnetz auf, der fähig ist, ein Bild oder einen Text durch die Erregung von Bildelementen oder Pixeln (schematisch im Kreis 12 dargestellt) zu bilden, die entsprechend von einer elektronischen Vorrichtung 13 adressiert werden, die selbst vom Rechner C gesteuert wird.
• Sie kann vorteilhafterweise eine Anzeigevorrichtung mit matrixartigen Flüssigkristallen mit aktiver Matrix aufweisen, die im durchlassenden und/oder reflektiven Modus arbeitet.
• Gemäß dieser Ausführungsform ist der Schritt der Punktematrix des Anzeigers (seine Auflösung) fein genug ausgewählt, um die Herstellung von verschiedenen Buchstaben und Schriften zu erlauben und gleichzeitig die Größe des Pixels an der Grenze des Trennvermögens des Auges zu halten, unter Berücksichtigung des Abstands zwischen dem Auge der Bedienungsperson und der Vorrichtung.
• Eine Beleuchtungsvorrichtung 14 geringer Dicke, z.B. eine Elektrolumineszenztafel oder aber ein System von Fluoreszenzröhren, die die Durchlaß-Sichtbarkeit der Aufschriften bewirken, ist hinter dem Anzeiger angeordnet.
• Ein vom Mikrorechner C gesteuerter Speisekreis 15 regelt den von der Beleuchtungsvorrichtung 14 gelieferten Beleuchtungspegel in Abhängigkeit von den Befehlen der Bedienungsperson an ein Regelorgan 16, eventuell vervollständigt durch eine Umgebungshelligkeitssonde 17.
• Wie oben erwähnt, kann das abnehmbare Gitter 6 verschiedene Gestaltungen haben, die in der Größe, der Form und der Anordnung unterschiedliche Öffnungen aufweisen. Dies erfordert eine Verwaltung der Ausbildung des Anzeigers im Zusammenhang mit dem auf seiner Oberfläche angebrachten Gitter, dessen Art von der Einheit Rechner C, Kerben 8 und Identifizierungsvorrichtung identifiziert wird.
• Vorteilhafterweise ermöglichen das Profil 18 (insbesondere dargestellt in Figur 2) und das für das Gitter 6 verwendete Material die Herstellung einer Gravur 19 und einer Farbschicht 19', die nur und teilweise auf der Oberfläche des Gitters 6 angeordnet ist. So ist es möglich, Bereiche des Gitters 6 z.B. verschiedener Farben und mit einer Gravur 19 abzugrenzen, die nachts mittels der durch den Anzeiger hindurch übertragenen Beleuchtungsvorrichtung 14 sichtbar gemacht werden kann, durch eine Erregung der Pixel 12 eines Bereichs 20 der Tafel 10, der sich unter dem Gitter in Höhe der aufzuzeigenden Gravur befindet, wobei das Licht sich dann an den gewünschten Stellen im Gitter 6 bis zur oberen Gravur 19 ausbreitet.
• Die Tastaturfunktion der Tafel 10 wird durch eine Tastoberfläche 22 erfüllt, die zwischen dem Gitter 6 und dem Anzeiger angeordnet ist. Diese Tastoberfläche kann insbesondere mithilfe bekannter Mittel hergestellt werden, wie durchsichtige Berührungstastaturen, kapazitive oder induktive Systeme oder jedes andere gleichwertige System. Diese Tastoberfläche 22, die vom Rechner C gesteuert wird, kann in eine Vielzahl von Druckbereichen 23 aufgeteilt werden, die in gewisser Weise Tasten bilden, welche je gegenüber einer Öffnung 7 des Gitters 6 angeordnet sind. Die Gestaltung und die Standorte dieser Bereiche 23 werden vom Rechner C aufgrund des Identifikationssignals des Gitters 6 bestimmt, das von der Einheit aus Kerben 8 und der ihnen zugeordneten Identifikationsvorrichtung ausgesandt wird.
• Die Validierung des von einem Druckbereich 23, wenn er berührt wird, ausgesandten Steuersignals, geschieht durch die den Befestigungselementen der Tafel 10 zugeordneten Sonden 11 (Figur 3).
• Diese Sonden 11 ermöglichen es, einen durch die Bedienungsperson absichtlich auf einen Druckbereich 23 der Tastoberfläche 22 ausgeübten Druck zu erfassen, um ihren Wunsch, auf diesen Bereich 23 einzuwirken, zu bestätigen.
• Sie sind mit dem Rechner C über einen Elektronikkreis 24 verbunden, dessen Rolle es ist, einen absichtlich auf eine Druckbereich 23 ausgeübten Druck (gekennzeichnet durch ein aperiodisches Signal eines mittleren Werts ungleich Null) von einer durch die Umgebung verursachten Vibrationskraft (gekennzeichnet durch einen mittleren Wert im wesentlichen gleich Null) zu unterscheiden.
• Dieser Elektronikkreis 24 weist also eine Filterzelle für die von den Sonden ausgesandten Signale (Kreis R-C) und einen Komparator 25 auf, der das erfaßte und gefilterte Signal mit einem eventuell einstellbaren Schwellensignal VS vergleicht.
• Bei Überschreitung dieser Schwelle überträgt dieser Komparator 25 zum Rechner C ein Signal, das bedeutet, daß eine absichtliche Befehlsbetätigung auf die Schalttafel 10 ausgeübt wurde. Der Rechner C erarbeitet dann ein Validierungs- und/oder Berücksichtigungssignal des Befehls in Form von auf das Gitter 6 angelegten Impulsen.
• Tatsächlich ist es in diesem letzteren Fall das gesuchte Ziel, eine Rückkehr zur Bedienungsperson in Form einer physiologischen Stimulierung zu erzeugen, die im wesentlichen auf den Tastsinn wirkt, der schon von dem auf die Schalttafel 10 ausgeübten Druck beansprucht wird, eventuell zusätzlich zu einer visuellen oder auditiven Stimulierung, z.B. in Form einer Veränderung des Aspekts des beanspruchten Bereichs und eines Pieptons.
• Im in Figur 4 gezeigten Beispiel entsteht der Taststimulus durch eine mechanische Translationsbetätigung des Gitters 6 durch ein Motorelement, hier ein Elektromagnet 26, der vom Rechner C gesteuert wird. Dieser Elektromagnet 26 treibt einen Hammer 27 an, der einen Amboß 28 schlägt, welcher fest mit dem Gitter 6 verbunden ist, und erzeugt so einen Schlag einer ausreichenden Amplitude, um von der Bedienungsperson gespürt zu werden. Ein System elastischer Anschläge 29 bewirkt den Halt des Gitters und die Dämpfung der aufgeprägten Bewegung.
• Der erzeugte Bewegungsimpuls wird in Anstiegszeit, in der Dauer und in der Amplitude kalibriert, um unzweideutig von der Bedienungsperson gespürt zu werden.
• Um den Kontakt des Fingers mit dem Gitter zum Zeitpunkt des Impulses am besten zu gewährleisten, ist es günstig, ein Gitter herzustellen, das Druckbereiche kleiner Größe zumindest in einer Dimension oder Kreise eines Durchmessers nahe der Kontaktoberfläche mit dem Finger abgrenzt.
• Die soeben beschriebene Ausführungsform ermöglicht es, eine starke Dichte von Tasten pro Oberflächeneinheit zu erhalten und ermöglicht folglich einen geringeren Raumbedarf für eine gegebene Komplexität im Vergleich zu Tastaturen mit Druckknöpfen.

Claims (8)

1. Kommunikationsterminal des Typs, der es einem Bedienungsmann erlaubt, manuell Informationen zu übertragen, wobei besagter Terminal aufweist :

- eine Schalttafel (10), mit einer Vielzahl von Schaltelementen, die jeweils mit auf eine manuelle Betätigung ansprechenden Steuerbereichen (23) versehen sind , die sich mindestens in einer Ebene erstrecken ; und

- mindestens ein parallel zur besagten Ebene und in geringer Entfernung von dieser angeordnetes Gitter (6), wobei besagtes Gitter (6) eine Vielzahl von Offnungen (7) aufweist, welche besagte Bereiche (23) begrenzen und deren Zugang durch einen Finger des Bedienungsmannes ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes Gitter im Verhältnis zu besagter Tafel (10) beweglich ist und mit Betäti -gungsmitteln (26) gekuppelt ist, welche das Gitter (6) verschieben, um so auf den Finger des Bedienungsmannes welcher einen Steuerbereich beansprucht, einen physiologischen Reiz als Antwort auf diese Beanspruchung auszuüben.

2. Kommunikationsterminal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Schalttafel (10) aus einer Tastatur mit Tasten besteht.

3. Kommunikationsterminal nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Schalttafel (10) aus einer flachen Tastatur mit sensiblen elektronischen Kontakten zum Beispiel des kapazitiven oder induktiven Typs besteht.

4. Terminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Offnungen (7) mit sich nach aussen erweiternden Rändern versehen sind, um den Finger des Bedienungsmannes zu führen.

5. Terminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die besagten Bedienungsmittel (26) von einem Rechner (C) gesteuert werden, welcher die besagte Schalttafel steuert.

6. Terminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Bedienungsmittel einen Elektromagneten (26) aufweisen, welcher einen Hammer (27) betätigt, der auf einen mit dem Gitter fest verbundenen Amboss (28) trifft.

7. Terminal nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass besagte Schalttafel auf eine Haltestruktur montiert ist, und zwar durch Wandelmittel welche auf einen auf die Schalttafel (10) ausgeübten Druck hin ein elektrisches Signal erzeugen können, wenn ein Schaltelement betätigt wird.

8. Terminal nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass besagtes elektrisches Signal in den Rechner (C) eingegeben wird, um auf dem Gitter (6) Bewegungsimpulse zu erzeugen.