DE69631385T2

DE69631385T2 - Ausziehbare tastatur mit verschachtelten teilen

Info

Publication number: DE69631385T2
Application number: DE69631385T
Authority: DE
Inventors: Brunn W Roysden
Original assignee: Roysden Brunn W Phoenix
Current assignee: Roysden Brunn W Phoenix
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 2004-12-02
Anticipated expiration: 2016-05-08
Also published as: ES2214539T3; PT897615E; DK0897615T3; AU5925196A; EP0897615A4; EP0897615A1; ATE258344T1; CA2253604C; WO1997042708A1; DE69631385D1; EP0897615B1; CA2253604A1

Description

Die Erfindung betrifft Tastaturen, und insbesondere Tastaturen für Schreibmaschinen, Computer, Rechner, Telefone und andere Arten von Ausrüstung, die weiter unten als "Computer" bezeichnet werden und eine Tastatur für die Eingabe von Daten oder Befehlen verwenden, wobei die Tastaturen für die Lagerung verkleinert und für die Benutzung vergrößert werden können, und die Kombination solcher Computer und solcher Tastaturen.
Für viele Anwendungen ist es wünschenswert, einen Computer mit einer Tastatur zu haben, die in Größe und Volumen für den Transport und die Lagerung in ihrer Größe reduziert werden, aber für die Benutzung wieder vergrößert werden kann.
Ein Computer ist eine Vorrichtung, die folgende Bauteile enthält:

– eine zentrale Recheneinheit (central processing unit, CPU), welche aus Kontroll- und arithmetisch/logischen Sektionen Information (Daten) verarbeitet;
– einen Hauptspeicher, in dem die Information während des Verarbeitungsvorgangs gespeichert wird;
– Vorrichtungen, die Information an die CPU übermitteln (input) und den Nutzer mit den Ergebnissen der Berechnung (output) versorgen.

(The Tormont Webster's Illustrated Encyclopedic Dictionary, Ausgabe 1990, veröffentlicht von Tormont Publications Inc., 338 St. Antoine St. East, Montreal, Canada H2Y 1A3, Seite 363.)
Eine Vorrichtung muss nicht breiten Verkehrskreisen als "Computer" bekannt sein, um der vorstehenden Definition zu genügen, und ein "Computer" kann mehr Komponenten als die vorstehend beschriebenen aufweisen. So hat eine Telefonzelle üblicherweise vielfältige input- und Output-Vorrichtungen, umfassend beispielsweise eine Tastatur, eine Vorrichtung zur Umwandlung von Ton in elektromagnetische Signale und oftmals ein LCD (liquid crystal display), zusammen mit einem oder mehreren Daten-Prozessoren, von denen mindestens einer vom Typ des "digital signal processor" (DSP) ist.
"Persönliche Digitale Assistenten", oder PDAs, sind eine Form von Computern, obwohl viele gängige PDAs integrierte Tastaturen vermissen lassen, größtenteils deshalb, weil, bis zur vorliegenden Erfindung, niemand wusste, wie man eine kompakte, ökonomische, zuverlässige Tastatur für PDAs baut, die von der erwachsenen menschlichen Hand bedient werden kann.
Zusammenfassend werden diejenigen, die mit der Technologie vertraut sind, verstehen, was unter dem Begriff "Computer" in dieser Anmeldung gemeint ist, obwohl die verbreitete Nomenklatur einer Vorrichtung Telefon, Rechner, (elektronische) Schreibmaschine oder ähnlich sein mag. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tastatur bereitzustellen, die mit einer Vielzahl von Computern zusammenarbeiten kann oder eine Komponente einer breiten Vielzahl von Computern sein kann, sowohl solcher, die derzeit bekannt sind, als auch solcher, die in Zukunft entwickelt werden.
Die Tastatur ist vorwiegend ein Daten-Input Mittel, obwohl viele Tastaturen auch Daten-Output Mittel umfassen.
Es ist möglich, Computer ganz ohne Tastaturen zu bauen, indem man beispielsweise Stifte, Griffel oder Stimmkommandos nutzt, um die Information und Befehle in den Computer einzugeben.
Dennoch betrifft die vorliegenden Erfindung nur Computer die eine Tastatur besitzen oder an die Tastaturen angeschlossen werden können.
Eine Tastatur enthält eine Vielzahl von Tasten und Vorrichtungen bzw. Mittel, die erkennen, welche Taste oder Vielzahl von Tasten gedrückt worden sind, wie den Fachleuten wohlbekannt ist. Die Erkennung wird direkt oder indirekt entweder sofort oder nach einer Pause an einen Datenprozessor weitergeleitet (und kann zu vielen Datenprozessoren direkt oder indirekt, entweder simultan oder sequentiell, mit oder ohne zwischenzeitliche Bearbeitung weitergeleitet werden). Es existiert eine Vielzahl von Detektionsvorrichtungen, wie den Fachleuten wohlbekannt ist. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tastatur bereitzustellen, die mit einer Vielzahl von Computern zusammenarbeiten kann oder eine Komponente einer breiten Vielzahl von Computern sein kann, sowohl solcher, die derzeit bekannt sind, als auch solcher, die in Zukunft entwickelt werden. Beispiele von Tastenaktivierungs- und -erkennungsvorrichtungen unter Verwendung elektronischer Schaltkreise sind beschrieben in Louis, U.S. Patent 5,212,473 (1993), und Kishimoto, U.S. Patent 4,395,704 (1983); siehe auch beispielsweise Margolin, U.S. Patent Number 3,940,758 (1976), das einen "elektronischen Schaltkreis" für die Tastatur beansprucht, aber diesen Kreis nicht illustriert, vermutlich deshalb, weil solche Schaltkreise bereits 1976 wohlbekannt waren.
Margolin, U.S. Patent 3,940,758 (1976) offenbart eine Tastatur, welche in zwei oder mehr Bereiche geteilt ist, die für Transport oder Lagerung aufeinandergefaltet werden können. Während die Margolin-Tastatur die Stellfläche für die Tastatur während des Transports oder der Lagerung reduziert, verkleinert sie nicht das Volumen der Tastatur. In anderen Worten ist die Höhe der zusammengelegten Tastatur wie sie von Margolin beschrieben wird, doppelt so dick wie jeder Teil einer zweiteiligen Margolin-Tastatur, usw..
Ähnlich beschreibt die namenlose Veröffentlichung "Briefcase-Portable Typewriter 100-Key Full-Size Keyboard", IBM Technical disclosure Bulletin, vol. 27, No. 4A, September 1984 (1984-09), Seiten 2002–2004, XP002127305 Ney York, U.S., eine dreiteilige faltbare Tastatur mit einem langen Zentralbereich (2 in 1 und 4 in der Abbildung, die der genannten Broschüre beigelegt ist) und zwei halb so großen peripheren Bereichen (10 und 14). Dies ist im wesentlichen eine Margolin-Tastatur.
In Maltz M S "Folding Keyboard", Xerox disclosure, Stamford, Conn, vol. 14, No. 3 Mai 1989 (1989-05) bis Juni 1986 (1986, 06), Seiten 139–140 XP0000247474, wird ausgeführt:
"Wenn zusammengefaltet, benötigen die fünf Reihen von Tasten wesentlich weniger Raum als im aufgefalteten Zustand. Die Tasten sind gestaffelt (gerade Reihen sind in Bezug auf die ungeraden Reihen um eine halbe Taste versetzt), so dass die Auslöser einer Reihe in die Zwischenräume zwischen den Tastenoberflächen und Schaltmechanismen der benachbarten Reihen passen."
Der Kerngedanke von Maltz ist, dass die Tasten für die Lagerung longitudinal bewegt werden können, so dass der freie Raum zwischen den Tasten entfernt und dadurch die Tastatur kompakter wird.
In der EP-A-0 640 489 wird eine Tastatur gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs offenbart. Im wesentlichen beschreibt die EP-A-0 640 489 eine Margolin-Tastatur, außer dass die Tasten heruntergedrückt werden, wenn die Tastatur in Lagerposition ist, um die vertikale Ausdehnung zu reduzieren.
Deshalb ist es ein vornehmliches Ziel der vorliegenden Erfindung, die Margolin-Tastatur durch Verkleinerung des Volumens der Tastatur zu verbessern, um die Höhe der zusammengefalteten Tastatur deutlich geringer ausfallen zu lassen als das Doppelte der Höhe der einzelnen Bereiche. Idealerweise sollte die Höhe der zusammengefalteten Tastatur nicht wesentlich höher ausfallen als jeder einzelne Bereich.
Eine grundlegende Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, einen Computer mit eine Tastatur bereitzustellen, der für den Transport substantiell in Volumen und Standfläche reduziert werden kann und der vergrößert werden kann, um eine Tastatur aufzuweisen, die durch normales Tippen einer normal großen Hand bedient werden kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand darin, eine Tastatur bereitzustellen, die für den Transport oder die Lagerung substantiell in Volumen und Standfläche reduziert werden kann und die vergrößert werden kann, um eine Tastatur für die Eingabe von Daten oder Befehlen bereitzustellen.
Um dies zu erreichen, ist die erfindungsgemäße Tastatur gekennzeichnet durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird eine Tastatur bereitgestellt, die aus mindestens zwei Bereichen besteht, wobei die Bereiche so gestaltet sind, dass die Tasten, die Tastenstruktur und andere Teile des einen Bereichs zwischen den Tasten und der Tastenstruktur des anderen Bereiches passen, so dass Volumen und Standfläche der Tastatur in ihrer Lagerposition gegenüber einer herkömmlichen Tastatur deutlich verringert sind, während die volle Größe und Funktionalität einer herkömmlichen Tastatur in der Arbeitsposition erreicht werden. Bereitgestellt wird darüber hinaus ein Computer, der eine Tastatur wie vorstehend beschrieben umfasst, wodurch neuartige Computer möglich gemacht werden, die bislang nicht gebaut werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 zeigt den Querschnitt einer typischen Taste auf einer Membran-Schalter-Tastatur.
2 zeigt den Querschnitt einer modifizierten Taste.
3 zeigt die Tasten-Kappe einer modifizierten XT-typ Tastatur.
4 zeigt zwei Tastatur-Bereiche mit entfernten Tasten-Kappen, um den perforierten Rahmen zu zeigen.
5 zeigt den Querschnitt von zwei Tastatur-Bereichen während der gleitenden Kompaktierung.
6 zeigt den Querschnitt von zwei Tastatur-Bereichen, die kompaktiert sind um plan mit dem Rahmen abzuschließen.
7 zeigt den Querschnitt von zwei Tastatur-Bereichen, die kompaktiert sind, um plan mit der Rückplatte abzuschließen.
8 zeigt einen Tastatur-Bereich im Profil.
9 zeigt den Querschnitt eines Tastatur-Bereichs, der bestimmte definierte Ebenen zeigt.
10 zeigt das Layout einer Tastatur mit hexagonalen Tasten-Kappen.
11 zeigt flexible Tasten-Kappen während der Kompaktierung eines Bereichs.
12 zeigt eine gebogene Tastatur.
13 zeigt einen Computer mit einer kompaktierbaren Tastatur.
Eine Tastatur beinhaltet generell eine Vielzahl von Tasten, eine Tastaturenstruktur, welche die Tasten relativ zueinander in Position hält, gegebenenfalls Unterstützungsmittel, die ein Verbiegen der Tastatur verhindern, Schalter, welche detektieren, wenn eine Taste gedrückt oder aktiviert wird, und Mittel, um diese Detektion dem Computer zu übermitteln (der "Tastatur Schaltkreis"). Für bestimmte Tastaturen oder Tastatur-Bereiche können Tastatur Gehäuse vorgesehen werden, die die Rückseite, Seiten und einen Teil der Oberfläche der Tastatur umschließen; die Tastaturgehäuse können Positionierungshilfen umfassen, um die Tastatur in einem ergonomischen Winkel zum Nutzer auszurichten. Bei einer Tastatur können einige der vorstehend genannten Komponenten fehlen und andere enthalten sein.
Es existiert eine unzählige Vielfalt an Tasten, Tastaturstrukturen, Schalter-Vorrichtungen, Tastatur Schaltkreise, Tastaturgehäuse, und Tastaturpositionierungsmittel, wie die Fachleute wissen, und die Illustrationen in dieser Schrift sollen nicht darauf einschränkend verstanden werden, wie das Prinzip der Erfindung angewendet werden kann.
Ein Zweck dieser Erfindung liegt darin, ein Verfahren zu beschrieben, eine Tastatur zu kompaktieren, welches auf eine breit Vielzahl vom Tastaturtypen unter Verwendung einer Vielzahl von Tasten, Tastaturstrukturen, Schalter-Vorrichtungen, Tastatur Schaltkreisen, Tastaturgehäusen, und Tastaturpositionierungsmitteln angewendet werden kann, sowohl für solche, die schon bekannt sind, als auch für solche, die in Zukunft entwickelt werden. Für die Zwecke der Illustration werden nachstehend typische Tastatur-Tasten, die Membraneschalter-Technologie nutzen, beschrieben und die Taste modifiziert, um mit der Erfindung, die hier beschrieben ist, zu passen.
1 zeigt den Querschnitt einer repräsentativen Taste und bestimmter Anbauteile einer Tastatur. Die Tastenoberseite oder das Tastenpad ist der Teil, der mit dem Finger des Nutzers berührt wird, um die Taste zu aktivieren. Um das Tastenpad herum ist mit dem Zweck der Raumausfüllung zwischen den Tasten die Tastenseitenfläche (der "Tasten-Rock"), 32 angeordnet. Das Tastenpad ist mit einer Tastenstruktur assoziiert, welche das Tastenpad unterstützt und das Tastenpad in eine bestimmte Richtung bewegen lässt, wenn die Taste gedrückt wird. Die hier dargestellte Tastenstruktur besteht aus einem Stamm oder Annulus, 22, der in einen zweiten Annulus 24 (hier als Stammaufnehmer bezeichnet) bewegt wird, wenn das Tastenpad gedrückt wird.
Um den Stammaufnehmer herum ist eine verstärkende Struktur, 36.
Der obere Teil der Tasten-Kappe ist der teil, den der Finger normalerweise drückt, 20. Als solcher ist der obere Teil eine Oberfläche, nicht der Punkt der höchsten Erhebung. Der Boden der Tasten-Kappe ist die Oberfläche, die unterhalb des oberen Teils liegt und hier mit 38 illustriert wird. Für die Zwecke der Orientierung wird die Tasten-Kappe als oberer Teil der Taste und des Tastatur Bereichs bezeichnet. Der untere oder tiefste Teile der Taste wäre hier der Boden des Stammes, wenn die Taste vollständig niedergedrückt wird.
Wenn das Tastenpad losgelassen wird, werden Tastenpad und Stamm durch einen "Tastenrückholmechanismus" in ihre Ausgangsposition zurückgeführt. Der hier beschriebene Tastenrückholmechanismus besteht aus einem annularen Elastomer runder Form, 26.
Nicht gezeigt ist eine Vorrichtung, die verhindert, dass der Stamm aus dem Stammaufnehmer nach oben herausgleitet. Bei der illustrierten Taste besteht diese aus zwei Zinken, die an jeder Seite des Stammes angeordnet sind (orientiertes W aus dem Querschnitt von 1) und die an einem Teil der Verstärkung des Stammaufnehmers eingreifen.
Der Begriff "Taste" schließt solche Komponenten ein, die notwendig oder hilfreich sind, um die Kraft oder die Bewegung des Fingers des Nutzers auf eine einzelne Tasten-Kappe so zu leiten, dass sie durch einen Schalter, der mit der Taste verbunden ist, detektiert werden kann. Für die dargestellte Taste schließt dies – sofern vorhanden – die Tasten-Kappe, den "Tastenrock", den Stamm, den Stammaufnehmer den Tastenrückholmechanismus und die Tastenstruktur ein. Für andere Typen von Tasten können andere Komponenten vom Begriff Taste umfasst sein. Das Volumen einer Taste besteht aus dem kontinuierlichen, geschlossenen, dreidimensionalen Gebilde mit der kleinsten Oberfläche, das die Komponenten der Taste vollständig einschließen kann. Wo Komponenten, die nicht Teil der Taste sind, an Komponenten, die Teil der Taste sind angebracht sind, wird das Volumen der Taste bestimmt, indem solche Nicht-Tasten Komponenten nicht berücksichtigt werden. Wo eine Komponente der Taste auch als funktioneller Teil der Tastatur dienst, werden solche Teile bei der Bestimmung des Volumens der Taste mitgerechnet, die für die korrekte Funktion der Taste erforderlich sind.
In der dargestellten Taste sind die Tasten-Kappe und der Tastenstamm aus einem Stück hergestellt. Der Begriff "Tasten-Kappe", wie er hier verwendet wird, umfasst nur die Teile der Tasten-Kappe, die notwendig sind, um den Druck des Fingers anzunehmen. Der Tastenrock, der Stamm, Verbindungselemente zwischen Stamm und Tasten-Kappe und andere Komponenten (nachstehend als Hilfskomponenten bezeichnet) sind nicht Bestandteil der Tasten-Kappe, sofern sie vorhanden sind.
Der Computer muss erkennen, wenn eine Taste gedrückt oder aktiviert wird und zusätzlich, wenn eine Taste losgelassen wird. Diese Funktion wird durch Schaltelemente und den damit verbundenen Tastatur Schaltkreis, 28, bewerkstelligt. Der hier dargestellte Schalter ist ein Membranschalter, der aktiviert wird, wenn der Stamm 22, die Membran berührt und gegen die Rückenplatte 30 drückt. Die hier dargestellte Rückenplatte ist ein Teil der Tastatur-Struktur.
Ein Tastatur-Membranschalter enthält eine Vielzahl von Membranschaltern, wobei üblicherweise ein Membranschalter mit einer Taste verbunden ist. Die Membranschalter können auch Tastaturschaltkreise enthalten, die den Computer informieren, wenn das Tastenpad gedrückt oder losgelassen wurde. Unzählige Typen von Schaltern und Tastatur-Schaltkreisen sind dem Fachmann bekannt; so dass eine weitere Diskussion hier nicht angezeigt ist.
Es ist möglich und oft wünschenswert zwei oder mehrere Komponenten der Tastatur in eine Einheit zu überführen. So kann beispielsweise der hier beschriebene Stammaufnehmer sowohl als Teil der Tastenstruktur als auch als Teil der Tastaturstruktur fungieren, da mehrerer Stammaufnehmer und zugehörige Verstärkungseinrichtungen in einem monolithischen (beispielsweise Plastik-)teil produziert werden können. Die hier beschriebenen Stammaufnehmer werden durch eine dünne Platte verbunden, die von Mitsumi als „Rahmen" bezeichnet wird, der Teil der Tastaturstruktur ist. Bei anderen Tastaturtypen, die durch die Offenbarung umfasst sind, sind Tastenpad, Stamm, Tastenrückholmechanismus, und Schalter in einem Paket zusammengefasst, wobei die Außenseite des Pakets Teil der Tastenstruktur ist; die einzelnen Tasten werden dann in eine Computertastatur zusammengefasst. In einem solchen Fall würden alle Teile innerhalb eines solchen Pakets als Teil der Taste gelten. Andere Vorrichtungen zur Herstellung oder Anordnung von Tasten existieren, und andere können in Zukunft entwickelt werden. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Komprimieren einer Tastatur bereitzustellen, das mit einer großen Vielzahl von Tasten und Tastenanordnungen zusammenarbeiten kann; sowohl solchen, die es schon gibt, als auch solchen, die noch in Zukunft entwickelt werden.
Eine normale Tastatur kann nicht einfach kompaktiert (d. h. in ihrem Volumen reduziert) werden, auch wenn die Tastatur aus einer Vielzahl von Bereichen, beispielsweise wie von Margolin beschrieben, besteht. Bestimmte Modifikationen an den Tastenpads, der Tastenstruktur, den Schaltern, Tastaturschaltkreisen, Tastaturstruktur oder Tastaturgehäuse sind notwendig, so dass Teile der Tasten (und möglicherweise die Tastaturstruktur und andere Komponenten) eines Tastaturbereichs zwischen die Tasten der anderen Tastaturbereichs passen.
Während es eine Vielzahl von Möglichkeiten gibt, gemäß der vorliegenden Erfindung eine Tastatur in ihrem Volumen zu reduzieren (zu kompaktieren), werden nachstehend besonders bevorzugte und kommerziell nutzbare Ausführungsformen der Erfindung beschrieben.
Bei einer solchen Ausführungsform sind die Tastenpads, Tastenstruktur und Tastaturstruktur so gestaltet, dass die beiden Bereiche ineinander gleiten, wobei die Oberseiten der Tasten des einen Bereichs zwischen die Tastenoberflächen und die Rückwand des anderen Bereichs bewegt werden.
2 zeigt eine Modifikation der in 1 dargestellten Taste. Der in 1 gezeigte Tastenrock 32, wurde eliminiert, und der Stammaufnehmer und seine Verstärkung wurden durch Erhöhung der Größe und Stärke des Stammaufnehmers 40 (nachfolgend als modifizierter Stammaufnehmer bezeichnet) sowie durch Entfernen des Verstärkungselements für den Stammaufnehmer modifiziert.
Die hier offenbarte Tastatur besitzt zwei Bereiche. 3 zeigt eine modifizierte XV-Tastatur in ihrer Arbeitsposition. Das dargestellte Tastenlayout ist im Stand der Technik bekannt. Die in 3 gezeigte Tastatur ist in ungefähr 2/3 ihrer realen Größe dargestellt. Eine Trennlinie 50, zeigt, wo die zwei Bereiche miteinander verbunden sind.
Die Tastatur in 3 hat 6 vollständige Reihen von Tasten; die vollständige oberste Reihe besteht aus der "Escape" Taste (mit "Esc" bezeichnet), und 12 Funktionstasten (mit F1 bis F12 bezeichnet). Für die Zwecke dieser Erfindung bilden mindestens zwei benachbarte Tasten entland einer Reihe eine „Reihe von Tasten", während alle Tasten einer Reihe eine "vollständige Tastenreihe" bilden.
Um die Dicke der kompaktierten Tastatur zu verringern, ist der Rahmen perforiert, so dass die Perforationen oder Löcher mit der Größe der Tasten-Kappe und der Orientierung des komplementären Tastatur-Bereichs übereinstimmen. 4 zeigt die Tastatur aus 3 mit getrennten Bereichen und entfernten Tasten-Kappen. Der linke Bereich der Tastatur aus 3 wird in 4 oben, der rechte Bereich in 4 unten gezeigt. 4 zeigt eine Mehrzahl von modifizierten Stammaufnehmern 40 und die Perforationen des Rahmens 60.
Es ist problemlos möglich, diese Tastatur herzustellen, wobei der Rahmen im wesentlichen aus longitudinalen Reihen 54 besteht, wobei die Querteile des Rahmens 56 entfernt wurden. In einer solchen Ausführungsform ist der Rahmen nicht "perforiert", sondern zwischen den Tastenreihen im wesentlichen vollständig eliminiert.
Die Tastatur wird in 3 in ihrer Arbeitsposition gezeigt. Die Tastatur kann folgendermaßen in ihre Lagerposition kompaktiert werden: Die Bereiche 1 und 2 werden auseinandergezogen; Bereich 2 wird um 180° um die Achse, welche durch die Tastenreihe (L ; ' Enter 4 5 6 -) definiert wird, gedreht. Die beiden Bereiche werden dann zusammengebracht, so dass die Oberseiten der Tasten des Bereichs 2 zwischen die Unterseiten der Tasten des Bereichs 1 und die Oberseite des Rahmens im Bereich 1 passen. 5 zeigt die beiden Bereiche im Querschnitt während der vorstehend beschriebenen Aktion. Bereich 1 ist mit seiner Rückplatte 30A unten gezeigt, während Bereich 2 mit seiner Rückplatte 30B oben in der Abbildung dargestellt ist. Eine Tasten-Kappe des Bereichs 2, 20B, ist zwischen den Tasten-Kappen des Bereichs 1, 20A, und dem Rahmen des Bereichs 1, 34A, positioniert dargestellt.
Der Rahmen ist als gestrichelte Linie entlang seine Länge dargestellt, um zu zeigen, dass der Rahmen Perforationen oder Löcher aufweist, wie vorstehend beschrieben.
Wenn die beiden Bereiche vollständig ineinandergeschoben sind, passen die Tastenoberseiten des Bereichs 1 in die Perforationen im Rahmen des Bereiches 2, und die Tastenoberflächen von Bereich 2 passen in die Perforationen im Rahmen in Bereich 1. Die Bezeichnung "passen", bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Rückplatten der beiden Bereiche zusammengeschoben werden können, indem die Tasten-Kappen des Bereichs 1 durch die passenden Perforationen im Rahmen des Bereichs 2, und die Tasten-Kappen des Bereichs 2 durch die passenden Perforationen im Rahmen des Bereichs 1 bewegt werden können. Dies ist in 6 dargestellt. Die gestrichelten Linien zeigen den in dieser Illustration nicht dargestellten Rahmen.
Wenn die Membranschalter und die Rückplatte jedes Bereichs ebenfalls so perforiert sind, wie dies vorstehend für den Rahmen beschrieben wurde, können die Rückplatten jedes Bereichs weiter zusammengeschoben werden, wie in 7 dargestellt. Die gestrichelte Linie 70A, zeigt den Boden der rückwärtigen Struktur des Bereichs 1, und die gestrichelte Linie 70B zeigt den Boden der rückwärtigen Struktur des Bereichs 2 (der "Boden" des Bereichs 2 liegt oben, da der Bereich verdreht wurde).
Das Ergebnis ist, dass eine Tastatur des dargestellten Typs mit einem Tastenabstand von 19 mm, in eine maximale Dimension von 190 mm kompaktiert werden kann, wobei eine Dicke (Minimalprofil) der beiden kompaktierten Tastaturen im wesentlichen gleich der Dicke (Minimalprofil) jedes einzelnen Bereichs ist.
Ob eine kommerziell gefertigte Version der Tastatur Perforationen in der Rückplatte und den Membranschaltern enthalten würde, ist überwiegend eine Entscheidung des Designs, hier werden lediglich die Möglichkeiten dargestellt.
Um eine konventionelle Tastatur zu bilden, werden die beiden Bereiche aus ihrer Lagerposition in die Arbeitsposition bewegt. Dies erfolg im wesentlichen umgekehrt zu der vorstehend beschriebenen Arbeitsweise.
Das Verfahren zum Verbinden der Tastaturbereiche, das hier dargestellt ist, besteht in Teleskopreihen an der Ober- und Unterseite jedes Bereiches, 52, die in Aufnehmer im anderen Bereich, 58 passen. Eine Vielzahl von Verfahren zum Verbinden der beiden Tastatur-Bereiche ist den Fachleuten bekannt. Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Kompaktieren von Tastaturen zu offenbaren, das mit einer großen Vielzahl von Verbindungsmöglichkeiten zusammenarbeiten kann; sowohl solchen, die es schon gibt, als auch solchen, die noch in Zukunft entwickelt werden.
Die in 3 gezeigte Tastatur ist eine im wesentlichen kontinuierliche Tastatur, wenn die Bereiche in ihrer Arbeitsposition zusammengefügt sind. Eine Tastatur kann so gestaltet werden, dass der Nutzer die Tastatur auch mit zwei in Benutzung getrennten Bereichen nutzen kann. Die vorliegende Erfindung offenbart Vorrichtungen, um mindestens zwei Tastaturbereiche für Lagerung oder Transport zu kompaktieren (obwohl die Tastatur in der kompaktierten Position bedienbar sein kann.) Für einige Tastaturen kann eine Verbindung oder Vorrichtungen zur Kommunikation zwischen den Tastaturschaltkreisen der Tastatur-Bereiche, oder zwischen den Tastaturschaltkreisen jedes Tastatur-Bereichs und dem Computer erforderlich sein. Hier wird dazu ein konventioneller Verbinder vorgeschlagen, der eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Drähten zwischen den Tastatur-Bereichen besitzt. Eine Vielzahl von solchen Verbindungen ist der Fachwelt bekannt, einschließlich solcher Verbindungen, die eine elektrische Verbindung automatisch herstellen, wenn die beiden Bereiche verbunden werden oder solcher, die keine physikalische Verbindung benötigen wie beispielsweise Infrarot, Schallwellen, Radiowellen usw.. Die Verbindungsmöglichkeiten sind der Fachwelt bekannt und brauchen hier nicht tiefer erörtert zu werden.
Üblicherweise sind die Tasten-Kappen der beiden oberen Reihen von Tasten höher als die Tasten-Kappen der unteren Reihe von Tasten, wenn eine Desktop-Tastatur auf den Tisch gestellt wird, siehe 8, die ein vereinfachtes Profil einer Desktop-Tastatur zeigt. Dies wird entweder durch das Design des Tastatur-Gehäuses oder durch bewegliche Komponenten (nachstehend als „Ohren" bezeichnet), welche heruntergeklappt werden könne, um die beschriebene Position zu ermöglichen, realisiert.
Bewegliche „Ohren" 80 sind hier als Teil des Tastatur-Gehäuses, 82 (partiell schattiert dargestellt) gezeigt, das eine Anzahl von Tasten umschließt. (Das Gehäuse wurde in Abweichung von konventionellen Tastaturen modifiziert, um, die gleitende Kompaktierung, die vorstehend beschrieben wurde, zu ermöglichen.) Die Tastatur liegt auf einer Tischoberfläche 84.
Die vorstehende Beschreibung ist die einer relativ einfachen, weitgehend planaren Tastatur. Planar bedeutet in diesem Zusammenhang, dass eine euklidische Ebene durch alle ähnlichen Komponenten eines Bereiches gelegt werden kann. Während solche Tastaturen existieren, umfassen manche Tastaturen ausgearbeitetere Gestaltungen. Beispielsweise können die Winkel der Tasten-Kappen relativ zum Stamm in höheren Reihen verändert werden, oder die Tasten selbst können in verschiedenen Winkeln zur Arbeitsoberfläche (hier: der Schreibtisch) orientiert werden, um ergonomische Vorteile zu erzielen, siehe 12. Als Ergebnis lassen sich euklidische Ebene nicht mehr leicht wie beschrieben durch bestimmte Oberflächen legen.
Diese ausgearbeiteteren Gestaltungen benötigen eine genauere Sprachdarstellung als solche mit euklidischer Geometrie, wenn es um positionelle Beziehungen geht. Hierzu sind einige Definitionen nötig.
Es müssen bestimmte Verbindungen, Oberflächen, Ebenen usw. benannt werden. Die erste ist die Verbindung der Tasten-Kappe, definiert als die Linie der kürzesten Länge die vollständig die Oberfläche zweier Tasten-Kappen jedes Bereiches voll umschließt. (In dieser Anmeldung umfasst der Begriff „Linie" „Liniensegmente" von mehr als infiniter Länge) Es ist weiter vonnöten, dass die Tasten-Kappen Verbindung jeder Tasten-Kappe entlang der Verbindungslinie liegt, aber nicht notwendigerweise eine Tasten-Kappe des Bereichs durchschneidet.
(Wenn ausgeführt wird, dass eine Linie, Ebene oder andere Konstruktion eine andere Linie, Ebene, Teil, Komponente oder Konstruktion nicht „durchschneidet", können sich diese berühren, aber nicht durcheinander hindurchgehen.) Für die hierin beschriebenen Zwecke muss eine Tasten-Kappen Verbindung keine euklidische Ebene sein. In 3 zeigt die gestrichelte Linie 100 die "Tasten-Kappe Verbindung" des rechten Bereichs.
9 zeigt einen Querschnitt eines Tastatur Bereichs, der verschiedene Reihen von Tasten aufweist, wobei nur eine in jeder Reihe gezeigt ist. Um ein Analogon in der Topologie anzuwenden, wird die "obere Tasten-Kappen Ebene" für einen Bereich definiert, indem ein Gummiblatt auf die Oberfläche der Tastatur gelegt wird, so dass ein Teil des Gummiblattes mindestens einen Teil der Oberfläche jeder Tasten-Kappe des Bereichs berührt, aber kein Teil des Gummiblattes eine Tasten-Kappe durchschneidet, wobei das Gummiblatt mit einer Projektion der Tasten-Kappen-Verbindung versehen wird, so dass die Projektion senkrecht auf dem Gummiblatt steht und das Gummiblatt so angeordnet wird, dass es eine minimale Oberfläche einnimmt.
Die gestrichelte Linie 110 zeigt eine Linie entlang der oberen Tasten-Kappen Ebene für die in 9 gezeigte Tastatur; Linie 112 zeigt die Projektion der Tasten-Kappen Verbindung. für die untere Reihe von Tasten. (Für die Zwecke der vorstehenden und nachfolgenden Erörterung wird davon ausgegangen, dass die Tasten-Kappen Verbindung die obere Reihe von Tasten im Punkt 124, und die untere Reihe von Tasten im Punkt 126 berührt.) Die Projektion der Tasten-Kappen Verbindung auf das Gummiblatt definiert die Ebene der Verbindung bzw. die „Verbindungsebene".
Für die Zwecke der Erörterung ist das Gummiblatt eine infinitiv dünnes Blatt – im wesentlichen ein zweidimensionales imaginäres Konstrukt. Unter Verwendung der topologischen Terme aus Surface Topology, P. A. Firby und C. F. Gardiner, Ellis Horwood Limited, Publishers, Halsted Press Paperback Edition, zuerst veröffentlicht 1982, Seiten 15–17, ist die obere Tastenkappenebene ein verbundenes Set, da es innerhalb eines finiten Raumes platziert werden kann, aber nicht zweidimensional ist, da es ein eindimensionale Verbindung hat.
Auf ähnliche Weise wird die "untere Tasten-Kappen Ebene" für einen Bereich definiert, indem ein Gummiblatt auf die Oberfläche der Tastatur gelegt wird, so dass ein Teil des Gummiblattes mindestens einen Teil der Unterseite jeder Tasten-Kappe des Bereichs berührt, aber kein Teil des Gummiblattes eine Tasten-Kappe durchschneidet, wobei das Gummiblatt mit einer Projektion der Tasten-Kappen-Verbindung versehen wird, so dass die Projektion senkrecht auf dem Gummiblatt steht und das Gummiblatt so angeordnet wird, dass es eine minimale Oberfläche einnimmt. Die gestrichelte Linie 114 zeigt eine Linie entlang der unteren Tasten-Kappen Ebene für die in 9 dargestellte Tastatur; Linie 116 zeigt die Projektion der Tasten-Kappen Verbindung für die obere Tastenreihe. Zu beachten ist, dass in der illustrierten Taste ein Stamm dargestellt ist, und dass das imaginäre Gummiblatt der Definition diesem Stamm durchschneiden kann (d. h. durch ihn hindurchgehen kann).
Hierbei werden räumliche Beziehungen beschrieben, nicht strukturelle, so dass das Durchschneiden des Stammes durch die imaginäre Ebene den Stamm nicht physikalisch trennt.
Auf ähnliche Weise wird die "untere Tasten Ebene" für einen Bereich definiert, indem ein Gummiblatt auf die Oberfläche der Tastatur gelegt wird, so dass es den untersten Teil jeder Taste des Bereichs berührt, aber kein Teil des Gummiblattes eine Tastenkappe durchschneidet, wobei das Gummiblatt mit einer Projektion der Tasten-Verbindung versehen wird, so dass die Projektion senkrecht auf dem Gummiblatt steht und das Gummiblatt so angeordnet wird, dass es eine minimale Oberfläche einnimmt. Die gestrichelte Linie 118 zeigt eine Linie entlang der unteren Tastenebene für die in 9 dargestellte; Die Linien 120 und 122 zeigen die Projektion der Tasten-Kappen Verbindung für die oberen und unteren Reihen von Tasten.
Eine weitere Definition ist nötig, bevor „Räume" definiert werden können; eine "pseudozylindrische Oberfläche" ist die geschlossene Figur mit der kleinsten Oberfläche, die als ihre zwei Kanten die Verbindungslinie zweier Verbindungsebenen aufweist.
Diese Oberfläche wird "pseudozylindrische Oberfläche" genannt, da sie wie die laterale Oberfläche eine Zylinders gestaltet ist, mit der Ausnahme, dass eine Zylinderoberfläche einen Kreis umschließt, während die Oberfläche der Figur keinen Kreis umschließen muss. Die Begriffe "Zylinder" und "zylindrische Oberfläche" benötigen kein weiteren Erläuterungen für die Fachleute.
Siehe auch beispielsweise Van Nostrand's Scientific Encyclopedia, herausgegeben von D. Van Nostrund Company, Inc., (New York), 14. Auflage (1968), Seite 482.
Verschiedene geschlossene dreidimensionale Figuren, die nachstehend „Räume" genannt werden, können nun definiert werden.
Der erste Raum ist definiert durch zwei Verbindungsebenen, die obere Tasten-Kappen Ebene und die unter Tasten-Kappen Ebene, mit einer lateralen Seite, die aus der pseudozylindrischen Oberfläche, die durch die Verbindungen der beiden Ebenen umschrieben wird, besteht und nachfolgend als "Bereich für die Tasten-Kappen" bezeichnet wird.
Der zweite Raum ist durch zwei Verbindungsebene definiert, die obere Tasten-Kappen Ebene und die untere Tastenebene, mit einer lateralen Seite, die aus der pseudozylindrischen Oberfläche, die durch die Verbindungen der beiden Ebenen umschrieben wird, besteht und nachfolgend als "Bereich für die Tasten" bezeichnet wird.
Der dritte Raum wird durch zwei Verbindungsebene definiert, die untere Tasten-Kappen Ebene und die untere Tastenebene, mit einer lateralen Seite, die aus der pseudozylindrischen Oberfläche, die durch die Verbindungen der beiden Ebenen umschrieben wird, besteht und nachfolgend als "Bereich für die Tasten ohne Kappe" bezeichnet wird.
Das Volumen, das vom Tastenbereich in der dargestellten Tastatur umschlossen wird, ist gleich der Summe der Volumina, die vom Tastenkappenbereich und vom Bereich für die Tasten ohne Kappe umschlossen wird, da die Linien 116 und 120 parallel zueinander sind, und Linien 112 und 122 ebenfalls parallel zueinander sind. Es wäre möglich, eine Tastatur herzustellen, bei der die vergleichbaren Linien nicht parallel sind. In einem solchen Fall können die Aussagen über das gleiche Volumen zu Anfang dieses Absatzes nicht präzise sein, da die Projektion der Tasten-Kappen Verbindung auf die verschiedenen Oberflächen in Abhängigkeit der Konfiguration der Tasten und Tastaturbereiche geringfügig verschiedene Räume definieren können. (In der Praxi wäre diese Abweichung gering und hätte keinerlei praktische Auswirkungen; wird aber hier erwähnt, um Verwirrung zu vermeiden.) Die Erfindung umfasst zum Teil die Gestaltung einer Tastatur, so dass Punkte existieren, welche innerhalb der Räume der beiden Bereiche liegen, wenn die Tastatur in ihrer Lagerposition ist, aber nicht, wenn die Tastatur in ihrer Arbeitsposition ist.
Es existieren kleinere Räume, die nutzbringend definiert werden können, um die Erfindung zu beschreiben, aber vorher sollte eine andere Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden.
Das vorstehend offenbarte Verfahren ist bestimmt nicht das einzige Verfahren zum Arrangieren der zwei Bereiche, so dass Punkte existieren, die beiden Räumen der Bereiche gemeinsam sind, wenn die Tastatur in ihrer Lagerposition ist.
Ein anderes Verfahren besteht darin, die Größe und Form der herkömmlichen Tastenpads zu variieren, so dass die Tasten-Kappen des einen Bereichs durch die obere Tasten-Kappen Ebene des andere Bereichs passen. 10 zeigt das Tasten-Kappen-Layout von zwei Tastatur-Bereichen, Bereich 1 enthält die Tasten, die von der linken Hand bedient werden, wie oben in der Figur gezeigt, und Bereich 2 enthält die Tasten, die von der rechten Hand bedient werden, wie unten in der Figur gezeigt. Jeder Bereich enthält eine Vielzahl von Tastenpads, die eine hexagonale Form haben und so gestaltet sind, dass die Mehrzahl der Tastenpads des einen Bereiches durch die Ebene der Tastenpads des anderen Bereiches durchgeführt werden kann.
Wenn die Tastenstruktur und Tastatur-Struktur entsprechend gestaltet sind (beispielsweise wie vorstehend beschrieben), und die Rückplatte (falls vorhanden) passend perforiert ist und die Tastatur Schaltkreise entsprechend geformt oder geführt sind, können die beiden Bereiche zusammengeführt werden, so dass die Gesamtdicke der beiden Bereiche im zusammengefalteten Zustand annähernd der Dicke eines einzelnen Bereichs entspricht.
Um das Prinzip zu verstehen, kann 10 entlang der gestrichelten Linie 130 gefaltet werden. Bis auf die Peripherie passen die Tasten-Kappen des Bereichs 2 zwischen die Tasten-Kappen des Bereichs 1.
Zu beachten ist, dass das in 10 gezeigte Tastenlayout die Positionierung von Funktionstasten und Cursortasten in einer von der in 3 gezeigten Art abweichenden Weise erfordert. Dies illustriert zwei vorher beschriebene Sachverhalte. Der erste ist, dass die vorliegende Erfindung mit einer Vielzahl von Tastenlayouts funktioniert.
Der zweite Punkt ist, dass die Tastatur so gestaltet werden kann, dass die Bereiche nicht wesentlich kontinuierlich ausgebildet sind, wenn sie sich in der Arbeitsposition befinden. Das in 10 gezeigte Tastenlayout arbeitet am besten in einer Arbeitsposition, in der die beiden Bereiche einen Winkel miteinander bilden oder in einiger Entfernung voneinander angeordnet sind. Die Tasten sind nicht gestaffelt, wie sie im QWERTY (linken) Bereich der in 3 dargestellten Tastatur sind, aus dem gleichen Grund, warum die Tasten auf dem numerischen Feld (rechter Teil der Tastatur in 3) nicht gestaffelt sind. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Handgelenk nicht gewinkelt wird, um die Tastatur zu bedienen, so dass die Tasten nicht gestaffelt sein müssen.
Die Form der gezeigten Tastenpads ist nur illustrativ, wie die Fachwelt weiß. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Kompaktierung einer Tastatur zu beschreiben, das mit einer großen Vielzahl von Tastenkappenformen zusammenarbeiten kann; sowohl solchen, die es schon gibt, als auch solchen, die noch in Zukunft entwickelt werden.
Das gleiche Prinzip kann genutzt werden, um die beiden Tastatur-Bereiche mit Ober- und Unterseite aufeinander zu legen, so dass die rückwärtige Struktur des einen Bereichs (sofern vorhanden) durchlöchert ist, um die Tasten des anderen Bereichs hindurchtreten zu lassen. Falls eine Tastatur mit gestaffelten Tasten gewünscht ist, ist dieses „front to back-Verfahren" der Kompaktierung besonders geeignet. Eine andere Variation ist eine Tastatur, bei der die Tastatur-Bereiche Rückseite an Rückseite kompaktiert werden. Wenn die „back to back"-Konfiguration genutzt wird, wird der Rahmen 34 zur Tasten-Kappe hin bewegt, und die Rückplatte würde entweder im Rahmen eingearbeitet oder im wesentlichen aus Reihen bestehen.
Wie bereits vorstehend erwähnt, kann Tastatur in der Lagerposition bedienbar sein.
Üblicherweise würde eine Tastatur nur einen Bereich haben, der zu jeder Zeit in der Lagerposition fertig bedienbar ist; Ausnahmen sind die "back-to-back" Tastaturlagerposition, die vorstehend beschrieben wurde und die Lagerposition gemäß 7 ein Nutzer beide Seiten der kompaktierten Tastatur gleichzeitig benutzen kann.
Eine Alternative zur Veränderung der Form der Tasten besteht darin, einen Teil der Oberseiten der Tastenpads aus flexiblem oder biegsamem Material zu gestalten, 11, 140, so dass ein Teil der oder alle Tastenpads eines Bereiches sich verbiegen, wenn der eine Bereich durch die Ebene des anderen Bereichs hindurchbewegt wird.
Eine solche Oberfläche kann hergestellt werden, indem die Tasten-Kappe oder ein Teil der Tasten-Kappe aus Mylar hergestellt wird, wobei die Fachleute eine Vielzahl anderer Materialien und Verfahren kenne, die mit dieser Erfindung funktionieren. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, mit einer großen Vielzahl von Materialien und Verfahren zusammenarbeiten zu können; sowohl solchen, die es schon gibt, als auch solchen, die noch in Zukunft entwickelt werden.
Nachdem weitere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben wurden, werden nun weitere Räume definiert, die in den Ansprüchen erwähnt sind.
In der in 10 dargestellten Tastatur passt Tasten-Kappe "7" zwischen die vier Tasten-Kappen "F7", "F8", "F9", und "F10", wenn der untere Bereich entlang Linie 130 rotiert und in den oberen Bereich gedrückt wird. Die vier Tasten, die mit den letztgenannten vier Tastenkappen verbunden sind, werden hier „bindendes Tastenset" oder „Satz verbindender Tasten" genannt.
Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung besteht ein Satz verbindender Tasten aus zwei kontinuierlichen Reihen von zwei Tasten in jedem Bereich. In jedem Bereich können mehrere Sätze verbindender Tasten enthalten sein, und jede einzelne Taste kann Mitglied verschiedener Sätze verbindender Tasten sein. So ist beispielsweise die "S" Tasten-Kappe Mitglied von vier verschiedenen Sätzen verbindender Tasten, eines besteht aus den "A", "S", "Z", "X"-Tasten; ein anderes aus den "S", "D", 'X', und "C"-Tasten, das nächste aus den "Q", "W", "A", und "S"-Tasten; das vierte aus den "W", "E", "S", und "D"-Tasten.
Für jeden Satz verbindender Tasten kann eine verbindende obere Tastenkappen-Ebene definiert werden.
Dies geschieht durch Definition einer „Satz-Verbindungslinie", die aus der minimalen Länge besteht, welche die Tasten-Kappen eines Satzes verbindender tasten vollständig umschließt, wobei diese Linie jede Tastenkappe des Satzes verbindender Tasten berührt aber nicht durchschneidet. Line 132 zeigt die Satz-Verbindungslinie für den Satz verbindender Tasten "D", "F", "C", "V".
Wenn nun das weiter oben beschriebene Gummiblatt genommen wird und auf die Tastenkappen des Satzes verbindender Tasten gelegt wird, so dass ein Teil des Gummiblattes einen Teil jeder Tastenkappe berührt, aber nicht durchschneidet und das Gummiblatt mit einer Projektion der Verbindungslinie verbunden wird, so dass die Projektion senkrecht auf dem Gummiblatt steht, und das Gummiblatt so gelegt wird, dass es eine minimale Oberfläche beinhaltet, ist die "obere Tastenkappenebene des Satzes verbindender Tasten" definiert.
Auf ähnliche Weise wird die "untere Tastenkappenebene des Satzes verbindender Tasten" definiert, indem das Gummiblatt so gelegt wird, so dass ein Teil des Gummiblattes die Unterseite jeder Tastenkappe berührt, aber nicht durchschneidet und das Gummiblatt mit einer Projektion der Verbindungslinie verbunden wird, so dass die Projektion senkrecht auf dem Gummiblatt steht, und das Gummiblatt so gelegt wird, dass es eine minimale Oberfläche beinhaltet.
Wiederum ähnlich wird die "untere Tastenebene des Satzes verbindender Tasten" definiert, indem das Gummiblatt so gelegt wird, dass es die unterste Seite jeder Taste des Satzes verbindender Tasten berührt, aber nicht durchschneidet und das Gummiblatt mit einer Projektion der Verbindungslinie verbunden wird, so dass die Projektion senkrecht auf dem Gummiblatt steht, und das Gummiblatt so gelegt wird, dass es eine minimale Oberfläche beinhaltet.
Auf diese Weise können drei bindende Tastenräume definiert werden. Der erste Raum ist durch zwei verbundene Ebenen definiert, die "obere Tastenkappenebene des Satzes verbindender Tasten" und die "untere Tastenkappenebene des Satzes verbindender Tasten" mit einer lateralen Seite, die aus der pseudozylindrischen Oberfläche, welche aus den Verbindungslinien der beiden Ebenen gebildet wird und "Raum für die Kappen des Satzes verbindender Tasten" genannt wird.
Der zweite Raum ist durch zwei verbundene Ebenen definiert, die "obere Tastenkappenebene des Satzes verbindender Tasten" und die "untere Tastenebene des Satzes verbindender Tasten" mit einer lateralen Seite, die aus der pseudozylindrischen Oberfläche, welche aus den Verbindungslinien der beiden Ebenen gebildet wird und "Raum für den Satz verbindender Tasten" genannt wird.
Der dritte Raum ist durch zwei verbundene Ebenen definiert, die "untere Tastenkappenebene des Satzes verbindender Tasten" und die "untere Tastenebene des Satzes verbindender Tasten" mit einer lateralen Seite, die aus der pseudozylindrischen Oberfläche, welche aus den Verbindungslinien der beiden Ebenen gebildet wird und "Raum für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe" genannt wird.
Generell ist das Volumen im "Raum für den Satz verbindender Tasten" ungefähr gleich der Summe der Volumina innerhalb des "Raumes für die Kappen des Satzes verbindender Tasten" und des "Raumes für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe".
Teile einiger Tasten des einen Bereichs können in die vorstehend definierten Räume des zweiten Bereichs platziert werden. So können für eine „face-to-face"-Anordnung einige der Tastenkappen des unteren Bereiches aus 10 in dem Raum für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe eines anderen Bereichs platziert werden. (Der Plural ist ein wenig verwirrend, da generell nur eine Tasten-Kappe in den Raum eines anderen Bereichs passt, so dass viele Tasten-Kappen separat in viele Räume des anderen Bereichs passen.) So kann, wenn die Tastatur passend ausgebildet ist, eine komplette Taste des einen Bereichs in dem Raum für den Satz verbindender Tasten des anderen Bereichs platziert werden, und die Mehrzahl der Tasten jedes Bereichs kann in die Räume für den Satz verbindender Tasten des anderen Bereichs platziert werden. (Nicht jede Taste eines Bereichs passt wegen Problemen mit der Bindung in den Raum des Satzes verbindender Tasten. Die platzsparenden Merkmale sind den Fachkreisen offensichtlich und die Ansprüche sind so formuliert, dass die Bindungsschwierigkeiten berücksichtigt wurden.) Ein Leser könnte irrigerweise glauben, dass ein Tastatur-Bereich fixiert bleiben würde. Hierbei würde ein Querschnitt der Tastatur derselbe bleiben, unabhängig davon, ob die Tastatur in ihrer Lager- oder Arbeitsposition ist. Das ist nicht notwendigerweise wahr.
Wie vorstehend erwähnt, kann eine Tastatur im Querschnitt eher als Kurve als als Gerade bezeichnet werden. Für die Verwendung können die Tastaturen Reihen von Tasten besitzen, die aufwärts aus einer Arbeitsoberfläche gebogen sind. Eine solche Tastatur könnte so gestaltet werden, dass sie in ihrer Lagerstellung im wesentlichen flach ist (wie in 9 gezeigt), in der Arbeitsposition aber gebogen ist (wie in 12 gezeigt). Solche Tastaturen werden nachstehend "konfigurationsändernde" Tastaturen genannt. Eine Konfigurationsänderung der Tastatur könnte beispielsweise durch gebogene Unterstützungselemente 150 erreicht werden, die an der unteren Rückplatte 160 befestigt sind und eine gebogene oder flexible obere Rückplatte 30C unterstützen. "Gekrümmt" schließt segmentierte Bereiche ein, die annähernd eine Kurve beschreiben, so wie das originale Ferris- Rad gerade Segmente genutzt hat, um die "gekrümmte" Bindungslinie des Rades zu erzeugen. 12 zeigt das Konzept illustrativ, und die Fachleute können schnell erfassen, wie dieses Konzept für die Gestaltung verschiedener Tastaturen genutzt werden kann. Es ist in der tat ein Anliegen der vorliegenden Erfindung zu beschrieben, wie Tastaturen kompaktiert werden können, die konfigurationsveränderbar sind, sowohl solche, die es schon gibt, als auch solche, die in der Zukunft erfunden werden.
Viele der hierin beschriebenen Tastaturen können mit Hilfe herkömmlicher Techniken hergestellt werden. Der Vorteil, des zuerst beschriebenen Verfahrens (bei dem die zwei Bereiche während der Kompaktierung ineinander gleiten) ist der, dass es den Einsatz einer Tastenoberfläche ermöglicht, die in Größe und Form derjenigen herkömmlicher Desktop-Tastaturen entspricht; der Vorteil des zweiten Verfahrens (beispielhaft dargestellt durch die hexagonalen Tasten-Kappen) ist der, dass die beiden Bereiche schneller kompaktiert und auseinandergefaltet werden können; das Verfahren der flexiblen Tasten-Kappen versucht, die Vorteile der beiden Verfahren zu vereinigen. Was für en Einzelfall das Beste ist, wird Vorteilhafterweise am Markt entscheiden, wobei durchaus Raum für mehrere der im Rahmen der vorliegenden Erfindung beschriebenen kompaktierbaren Tastaturen sein kann.
Ein Beispielmodell, das hergestellt wurde, kann in wenigen Sekunden aus der Lagerposition in die Arbeitsposition bewegt werden. Während eine kommerziell verfügbare Tastatur Stopper, Führungen, Verstärkungselemente usw. enthält, sind solche Details dem Fachpublikum wohlbekannt, so dass auf deren Beschreibung hier verzichtet werden kann.
Zur Information: Das Modell (das das Konzept, welches in den 3–7 dargestellt ist, verwirklicht), ist im kompaktierten Zustand ca. 136 mm mal 187 mm groß. Eine Tastatur des in 10 gezeigten Typs würde ca. 102 mm mal 172 mm groß sein, wenn sie kompaktiert ist. Der Größenunterschied ist im wesentlichen durch die unterschiedlichen Tastenlayouts bedingt, beide Maße zeigen aber die beeindruckenden Kompaktierung, die mit der vorliegenden Erfindung möglich ist.
In der Tat ist es möglich, eine vollständig arbeitsfähige Tastatur herzustellen, auf der die erwachsene menschliche Hand schrieben kann (d. h. mit einem nominellen Abstand zwischen den Tastenmitten von 19 mm) welche auf eine Fläche von ca. 51 mm mal 140 mm kompaktiert werden kann. Eine solche Tastatur besitzt fünf Reihen von Tasten, ähnlich zu denen auf den meisten mechanischen Schreibmaschinen, wobei die Tasten spezielle geformt sind, entweder mit den flexiblen Tastenoberflächen, die hier beschrieben wurden, oder mit einem nominellen Durchmesser von ca. 9.6 mm, und mit speziellen Tasten (beispielsweise einer Funktions-Tasten), die durch Drücken eines Toggle und einer anderen Taste aktiviert wird, und wenn diese Tastatur in zwei Bereiche getrennt wird, deren einer aus drei Reihen und der andere aus zwei Reihen besteht, und jeder Bereich entlang der Länge der Reihen geteilt wird. Andere Variationen sind dem Fachpublikum ohne weiteres ersichtlich.
Wie weiter oben vorgeschlagen, ist es mit dieser Erfindung möglich, einen Computer zu bauen, der vorher nicht herstellbar war – ein vollständig nutzbarer Computer mit einer Tastatur, auf der die erwachsene menschliche Hand komfortabel und effizient schreiben kann, wobei der Computer bequem in eine Seitentasche der Jacke oder eine klein Tasche verpackt werden kann. Die Fachwelt hat im Design solcher Computer keine Schwierigkeiten mehr, nachdem die Tastatur der vorliegenden Erfindung bekannt ist.
13 illustriert einen solchen Computer. Er enthält ein Motherboard (170) (beispielsweise S-MOS Cardio" 486), ein Festplattenlaufwerk (180), einen PCMCIA (PC Memory Card International Association) Slot für zusätzliche Komponenten (190), ein LCD (Liquid Crystal Display) (200), eine Batterie (210), und einen Spannungsregler (215), und, natürlich, eine vollständig nutzbare Tastatur des vorstehend beschriebenen Typs. Diese Teile sind von dem Gehäuse (240) getrennt dargestellt, wobei Pfeile zeigen, wo die entsprechenden Teile platziert werden würden.
Die Tastatur aus 13 kommt in 2 Bereichen, Sektion A (der linke Bereich) (222), und dem rechten Bereich, Sektion B (224), mit der Linie (50), die die Teilung der zwei Bereiche zeigt.
Die rückwärtige Ebene jedes der zwei Tastatur-Bereiche (30A, 30B) geht über die Standfläche des Computers hinaus, wenn die Tastatur ausgefahren ist. Die dargestellte Tastatur ist eine "XT" Tastatur, wie vorstehend beschrieben. Die Schreibmaschinentasten sind auf dem Display zentriert; das kombinierte cursor/numerische Tastenpad (234) ist auf der rechten Seite der Tastatur positioniert, und die rückwärtige Ebene des am weitesten rechts entfernten Bereiches wird unterstützt (226).
Es existiert eine große Vielzahl an Möglichkeiten, das Computer-Motherboard und die zwei Tastatur-Bereiche zu verbinden; eine Verfahrene, ist es, elektrische Verbindungen entlang der Basisplatte jedes Bereiches zu platzieren und korrespondierende Verbindungen entlang der Kante des Computergehäuses (236A, 236B), so dass dann, wenn die Tastatur-Bereiche korrekt ausgerichtet sind, eine elektrische Verbindung zwischen den Bereichen und dem Computergehäuse existiert. (Wenn kein Mikrokontroller an jeden Bereich angebracht ist, können mehr Verbindungen erforderlich sein, als gezeigt, aber die Zeichnung illustriert das Konzept). Da das Motherboard mit dem Computergehäuse verbunden ist, ist es einfach, elektrische Verbindungen vom Computergehäuse zum Motherboard auszuführen. Die Fachleute kennen eine Vielzahl von Möglichkeiten hierzu, einschließlich elektrischer, photooptischer, Funk-, Ton-, und anderer Verbindungen; es ist eine Aufgabe der Erfindung, mit einer großen Vielzahl von Verbindungsmöglichkeiten für die Verbindung von Tastatur und Motherboard zusammenarbeiten zu können; sowohl solchen, die es schon gibt, als auch solchen, die noch in Zukunft entwickelt werden.
Cursor Tasten (228) werden entlang des oberen Teils der Einheit platziert und werden nicht kontrahiert oder expandiert in dieser Ausführungsform.
Um den Computer für den Transport zu schließen, wird der rechte Tastaturbereich nach links bewegt und der linke Tastaturbereich wird aus Nuten (230), welche im Computergehäuse (240) enthalten sind, gezogen. Der linke Bereich wird dann um 180° entlang seiner Längsachse gedreht, und die Tasten des linken Bereichs passen dann in den rechten Bereich, wie es weiter oben beschrieben ist. Das LCD Display wird danach auf sein Scharnier (202) gefaltet, und die gesamte Einheit kann zusammengefaltet in einer Seitentasche des Mantels oder einer kleinen Börse platziert werden.
Der vorstehend beschriebene ist nur illustrativ; die Fachleute können eine große Vielzahl von Computern unter Einsatz der erfindungsgemäßen Tastaturen bauen, welche ohne die vorliegende Erfindung nicht herstellbar wären. Solche alternativen Computer können Computer mit abnehmbaren oder abgenommenen Tastaturen umfassen. Es ist eine Aufgabe der Erfindung, mit einer großen Vielzahl von Computern und Computerkomponenten-Konfigurationen zusammenarbeiten zu können; sowohl solchen, die es schon gibt, als auch solchen, die noch in Zukunft entwickelt werden.

Claims

Tastatur zur Eingabe von Daten, umfassend mindestens zwei Tastaturbereiche (1, 2), einen ersten Bereich (1) und einen zweiten Bereich (2), wobei jeder Bereich (1, 2) umfasst: a. eine Tastaturbereichs-Struktur, und b. eine Mehrzahl von Tasten, enthaltend mindesten einen Satz verbindender Tasten (132), wobei der Satz verbindender Tasten aus zwei benachbarten Reihen von zwei Tasten in jedem Bereich besteht, und jede Taste in der Mehrzahl von Tasten i. eine Tasten-Kappe (20), welche die besagte Taste aktiviert, und ii. Schalter-Einrichtungen (22, 24, 26), die mit besagter Taste verbunden sind, umfasst; c. einen Bereich für die Tasten (110, 112, 122, 118, 120), und d. einen Bereich für Tasten ohne Kappe, in denen besagte Tastaturbereiche (1, 2) in mindestens zwei Positionen angeordnet werden können, eine Tastatur-operative Position in besagte Bereiche (1, 2) so angeordnet werden können, dass die Tasten der genannten Bereiche (1, 2) zur Eingabe von Daten genutzt werden können und die andere, eine Tastatur-Lagerungs-Position, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste innerhalb des Satzes verbindender Tasten (132) des ersten Bereiches (1) enthält, um die Tasten-Kappe (20) besagter Taste innerhalb des Bereiches für die Tasten (110, 112, 122, 128, 120) des besagten zweiten Bereichs zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste in besagtem Satz verbindender Tasten (132) des zweiten Bereichs (2) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) der Taste in dem Bereich für die Tasten (110, 112, 122, 128, 120) des ersten Bereichs (1) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für die Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des ersten Bereichs (1) umfasst, um die Tasten-Kappen (20) der Tasten in dem Bereich für die Tasten (110, 112, 122, 128, 120) des zweiten Bereichs zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für die Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des zweiten Bereichs (1) umfasst, um die Tasten-Kappen (20) der Tasten in dem Bereich für die Tasten des ersten Bereichs zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste des Satzes verbindender Tasten, des ersten Bereichs (1) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) der Taste in dem Bereich für Tasten ohne Kappe des zweiten Bereichs zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste des Satzes verbindender Tasten, des zweiten Bereichs (2) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) der Taste in dem Bereich für Tasten ohne Kappe des ersten Bereichs zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) umfasst, um die Tasten-Kappen (20) einer Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des ersten Bereichs in dem Bereich für Tasten ohne Kappe des zweiten Bereichs zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) umfasst, um die Tasten-Kappen (20) einer Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des zweiten Bereichs in dem Bereich für Tasten ohne Kappe des ersten Bereichs zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bereich (1, 2) enthält: e. mindestens einen Raum für den Satz verbindender Tasten, und f. mindestens einen Raum für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe, wobei die Tastatur Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste innerhalb des Satzes verbindender Tasten des ersten Bereichs (1) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) der Taste in dem Raum für den Satz verbindender Tasten des zweiten Bereichs (2) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste innerhalb des Satzes verbindender Tasten des zweiten Bereichs (2) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) der Taste in dem Raum für den Satz verbindender Tasten des ersten Bereichs (1) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für eine Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des ersten Bereichs (1) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) jeder solchen in dem Raum für den Satz verbindender Tasten des zweiten Bereichs (2) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für eine Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des zweiten Bereichs (2) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) jeder solchen in dem Raum für den Satz verbindender Tasten des ersten Bereichs (1) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste innerhalb des Satzes verbindender Tasten des ersten Bereichs (1) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) der Taste in dem Raum für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe des zweiten Bereichs (2) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede solche Taste innerhalb des Satzes verbindender Tasten des zweiten Bereichs (2) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) der Taste in dem Raum für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe des ersten Bereichs (1) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für eine Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des ersten Bereichs (1) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) jeder solchen in dem Raum für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe des zweiten Bereichs (2) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für eine Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des zweiten Bereichs (2) umfasst, um die Tasten-Kappe (20) jeder solchen in dem Raum für den Satz verbindender Tasten ohne Kappe des ersten Bereichs (1) zu platzieren.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Bereich (1, 2) enthält: e. mindestens einen Raum für den Satz verbindender Tasten, wobei die Tastatur Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste innerhalb des Satzes verbindender Tasten des ersten Bereichs (1) umfasst, um den größten Anteil des Volumens jeder solchen Taste innerhalb des Raumes für den Satz verbindender Tasten des zweiten Bereichs (2) aufzunehmen.
Tastatur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für jede Taste innerhalb des Satzes verbindender Tasten des zweiten Bereichs (2) umfasst, um den größten Anteil des Volumens jeder solchen Taste innerhalb des Raumes für den Satz verbindender Tasten des ersten Bereichs (1) aufzunehmen.
Tastatur nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für eine Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des ersten Bereichs (1) umfasst, um den größten Anteil des Volumens jeder solchen Taste innerhalb des Raumes für den Satz verbindender Tasten des zweiten Bereichs (2) aufzunehmen.
Tastatur nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, sie Mittel (20A, 20B, 38, 40) für eine Mehrzahl der besagten Vielzahl von Tasten des zweiten Bereichs (2) umfasst, um den größten Anteil des Volumens jeder solchen Taste innerhalb des Raumes für den Satz verbindender Tasten des ersten Bereichs (1) aufzunehmen.
Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine erste Anordnung von Tasten umfasst, die selektiv in einem ersten elektronischen Schaltkreis benutzt werden können, wobei die Tastatur in eine Vielzahl von Tastaturbereichen (1, 2) auseinandernehmbar gestaltet ist und jeder Tastaturbereich (1, 2) einen Bereich der Anordnung von Tasten sowie einen Bereich des elektronischen Schaltkreises umfasst, wobei die Bereiche elektronisch mit angefügten Tastaturbereichen (1, 2) verbunden werden können, um selektive Operationen in dem ersten elektronischen Schaltkreis vorzunehmen und die Tastatur Mittel (20A, 20B, 38, 40) umfasst, um mindestens 50% des Raumes des Bereichs für die Tasten eines abnehmbaren Bereiches (1) in dem Bereich für die Tasten des anderen abnehmbaren Bereiches (2) aufzunehmen.
Computer, enthaltend eine Tastatur nach einem der vorstehenden Ansprüche.