JP2889110B2 - 光電式フィンガ操作形キーボード装置 - Google Patents
光電式フィンガ操作形キーボード装置Info
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- JP2889110B2 JP2889110B2 JP6065033A JP6503394A JP2889110B2 JP 2889110 B2 JP2889110 B2 JP 2889110B2 JP 6065033 A JP6065033 A JP 6065033A JP 6503394 A JP6503394 A JP 6503394A JP 2889110 B2 JP2889110 B2 JP 2889110B2
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- pulse
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
- H03K17/96—Touch switches
- H03K17/9627—Optical touch switches
- H03K17/9629—Optical touch switches using a plurality of detectors, e.g. keyboard
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Details Of Flowmeters (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つの赤外
線送光器と、少なくとも２つの赤外線受光器と１つのカ
バーとを備えた、工業用測定装置に使用すべき光電式フ
ィンガ操作形キーボード装置に関する。
線送光器と、少なくとも２つの赤外線受光器と１つのカ
バーとを備えた、工業用測定装置に使用すべき光電式フ
ィンガ操作形キーボード装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】スイス国特許出願公開第６７６１７７号
公報に、次の光電式フィンガ操作形キーボード装置が記
載されている。
公報に、次の光電式フィンガ操作形キーボード装置が記
載されている。
【０００３】該キーボード装置は、文字板を備えた、の
ぞき窓またはバンクカウンタの合わせガラス板の後に配
設されており、その都度１つの対応する操作有効信号を
発生するためのキーを備え、前記合わせガラス板の内面
においてキー毎に配設されていて、前記内面に対して実
質的に垂直でかつ絞りを用いて密に集束されて放射する
赤外線送光器を備え、かつ前記それぞれの赤外線送光器
に並んで配設されていて、前記合わせガラス板に対して
配向された赤外線受光器を備え、該赤外線受光器は、対
応している赤外線送光器から放射されかつ指において散
乱される赤外線光の主ビーム領域内にあるが、前記合わ
せガラス板の外面および／または内面によって反射され
る赤外線光外にあり、かつ作動回路を備え、該作動回路
は、それぞれのキーに対して固有の増幅器およびしきい
値スイッチを有し、前記赤外線送光器の給電のための電
流パルスに対する発生器を有する。
ぞき窓またはバンクカウンタの合わせガラス板の後に配
設されており、その都度１つの対応する操作有効信号を
発生するためのキーを備え、前記合わせガラス板の内面
においてキー毎に配設されていて、前記内面に対して実
質的に垂直でかつ絞りを用いて密に集束されて放射する
赤外線送光器を備え、かつ前記それぞれの赤外線送光器
に並んで配設されていて、前記合わせガラス板に対して
配向された赤外線受光器を備え、該赤外線受光器は、対
応している赤外線送光器から放射されかつ指において散
乱される赤外線光の主ビーム領域内にあるが、前記合わ
せガラス板の外面および／または内面によって反射され
る赤外線光外にあり、かつ作動回路を備え、該作動回路
は、それぞれのキーに対して固有の増幅器およびしきい
値スイッチを有し、前記赤外線送光器の給電のための電
流パルスに対する発生器を有する。
【０００４】作動回路に関して、この公知技術からは単
に、電流節減のために電流パルスによる給電が行われる
ことが読み取れるにすぎない。
に、電流節減のために電流パルスによる給電が行われる
ことが読み取れるにすぎない。
【０００５】確かに上述のキーボードは、赤外線送光器
および赤外線受光器の空間的な配置によって良好なＳＮ
比を実現するが、比較的長い作動後にますます不利にな
って現れる、赤外線送光器の重要な特性を考慮していな
い。すなわちそれは、電流強度を同じとした場合、赤外
線送光器のそれ自体公知の、比較的長い作動時間を経て
発生する、放射される赤外線光の強度低下である。この
関係において、赤外線送光器の送光出力を高めても長時
間のＳＮ比が改善されなくなることは明らかである。
および赤外線受光器の空間的な配置によって良好なＳＮ
比を実現するが、比較的長い作動後にますます不利にな
って現れる、赤外線送光器の重要な特性を考慮していな
い。すなわちそれは、電流強度を同じとした場合、赤外
線送光器のそれ自体公知の、比較的長い作動時間を経て
発生する、放射される赤外線光の強度低下である。この
関係において、赤外線送光器の送光出力を高めても長時
間のＳＮ比が改善されなくなることは明らかである。
【０００６】独自の研究の結果明らかになったように、
出来るだけ最適なＳＮ比を実現するために、カバーの厚
さが２mmないし３mmを上回るべきときでも、また赤外線
送光器並びに赤外線受光器がコンパクトな構造のために
相互に近接配置されるべき時も、殊に厚いカバーの場合
重要になる、赤外線送光器および赤外線受光器の出来る
だけ最適な空間配置のほかに付加的に、上述の強度低下
に対する回路技術的な方策を講ずることが必要である。
出来るだけ最適なＳＮ比を実現するために、カバーの厚
さが２mmないし３mmを上回るべきときでも、また赤外線
送光器並びに赤外線受光器がコンパクトな構造のために
相互に近接配置されるべき時も、殊に厚いカバーの場合
重要になる、赤外線送光器および赤外線受光器の出来る
だけ最適な空間配置のほかに付加的に、上述の強度低下
に対する回路技術的な方策を講ずることが必要である。
【０００７】さらに、工業用測定装置に対する種々の防
爆クラスを満足するために必要になるような厚いカバー
のために、指と赤外線受光器との間の距離が大きくな
り、その結果赤外線受光器において発生する信号レベル
は薄いカバーの場合よりも低減される。また、このよう
な厚いカバーの場合には、赤外線送光器の送光出力を高
めても、ＳＮ比は改善されない。
爆クラスを満足するために必要になるような厚いカバー
のために、指と赤外線受光器との間の距離が大きくな
り、その結果赤外線受光器において発生する信号レベル
は薄いカバーの場合よりも低減される。また、このよう
な厚いカバーの場合には、赤外線送光器の送光出力を高
めても、ＳＮ比は改善されない。
【０００８】
【発明の課題】特許請求の範囲に記載の本発明は、これ
らの目的を出来るだけ最適な方法において達成するため
に用いられる。すなわちまず、最適な相互配置によっ
て、赤外線受光器における障害信号レベルを低減しなけ
ればならずかつ同時に、その有効信号レベルを出来るだ
け大きくしなければならず、かつ同時に、赤外線送光器
の作動持続時間の期間に発生する、放射された赤外線光
の強度低下を、回路技術的な手段によって操作性を考慮
して、すなわち指操作の十分に迅速および確実な“検
出”によって低減して、その結果初期の強度が出来るだ
け長期にわたって保証されるようにしなければならな
い。
らの目的を出来るだけ最適な方法において達成するため
に用いられる。すなわちまず、最適な相互配置によっ
て、赤外線受光器における障害信号レベルを低減しなけ
ればならずかつ同時に、その有効信号レベルを出来るだ
け大きくしなければならず、かつ同時に、赤外線送光器
の作動持続時間の期間に発生する、放射された赤外線光
の強度低下を、回路技術的な手段によって操作性を考慮
して、すなわち指操作の十分に迅速および確実な“検
出”によって低減して、その結果初期の強度が出来るだ
け長期にわたって保証されるようにしなければならな
い。
【０００９】
【課題を解決するための手段】このために本発明は、夫
々１つの所属の操作有効信号を発生するための少なくと
も２つのキーを備え、かつ赤外線透過性のカバーを備
え、かつ前記カバーの内面においてキー毎に配置されて
おりかつ前記内面に対して実質的に垂直および密に集束
されたビームを放射する赤外線送光器を備え、ここにお
いて前記赤外線送光器は、個別操作のために十分な最小
間隔を置いて相並んで配置されており、かつ前記それぞ
れの赤外線送光器に並んで、該赤外線送光器とはそれぞ
れ１つの赤外線不透過性シールドによって隔離されて配
置されている、前記カバーの方に向かって配向されてい
る赤外線受光器を備え、該赤外線受光器は、当該所属の
赤外線送光器から放射されかつ指において散乱される赤
外線光の主ビーム領域内にあるが、前記カバーの外面お
よび／または内面によって反射される赤外線光外にあ
り、かつ作動回路を備え、該作動回路は、それぞれのキ
ーに対して固有の制御および検出回路を有し、該制御お
よび検出回路は、それぞれの赤外線送光器の給電のため
に、１：１より小さなオンオフ比を有する電流制御パル
スを発生し、ここにおいて前記個々の制御および検出回
路の電流制御パルスの周波数は同じオーダにあり、前記
制御および検出回路はさらに、２進信号を送出し、該２
進信号のレベルは、指による非操作状態に対応しており
かつ前記２進信号の別のレベルは、操作の際検出時間後
でのみ発生し、かつ前記作動回路はすべてのキーに対し
て１つの共通なスキャニング・サンプル回路を有し、該
スキャニング・サンプル回路は、周期的な時間ウィンド
ウパルスを発生し、該時間ウィンドウパルスのオンオフ
比は１：１より小さく、前記時間ウィンドウパルスの持
続時間は前記検出時間より大きく、前記時間ウィンドウ
パルスによって、すべての制御および検出回路を作動電
圧源の一方の極に接続する電流スイッチが導通制御さ
れ、かつ前記スキャニング・サンプル回路は、前記時間
ウィンドウパルスと同じ周波数のサンプリングパルスを
発生し、該サンプリングパルスによって、それぞれの時
間ウィンドウパルス内で、前記検出時間後に存在する、
その都度の２進信号の信号レベルから、その都度の操作
有効信号が形成される工業用測定装置に使用すべき光電
式フィンガ操作形キーボードにある。
々１つの所属の操作有効信号を発生するための少なくと
も２つのキーを備え、かつ赤外線透過性のカバーを備
え、かつ前記カバーの内面においてキー毎に配置されて
おりかつ前記内面に対して実質的に垂直および密に集束
されたビームを放射する赤外線送光器を備え、ここにお
いて前記赤外線送光器は、個別操作のために十分な最小
間隔を置いて相並んで配置されており、かつ前記それぞ
れの赤外線送光器に並んで、該赤外線送光器とはそれぞ
れ１つの赤外線不透過性シールドによって隔離されて配
置されている、前記カバーの方に向かって配向されてい
る赤外線受光器を備え、該赤外線受光器は、当該所属の
赤外線送光器から放射されかつ指において散乱される赤
外線光の主ビーム領域内にあるが、前記カバーの外面お
よび／または内面によって反射される赤外線光外にあ
り、かつ作動回路を備え、該作動回路は、それぞれのキ
ーに対して固有の制御および検出回路を有し、該制御お
よび検出回路は、それぞれの赤外線送光器の給電のため
に、１：１より小さなオンオフ比を有する電流制御パル
スを発生し、ここにおいて前記個々の制御および検出回
路の電流制御パルスの周波数は同じオーダにあり、前記
制御および検出回路はさらに、２進信号を送出し、該２
進信号のレベルは、指による非操作状態に対応しており
かつ前記２進信号の別のレベルは、操作の際検出時間後
でのみ発生し、かつ前記作動回路はすべてのキーに対し
て１つの共通なスキャニング・サンプル回路を有し、該
スキャニング・サンプル回路は、周期的な時間ウィンド
ウパルスを発生し、該時間ウィンドウパルスのオンオフ
比は１：１より小さく、前記時間ウィンドウパルスの持
続時間は前記検出時間より大きく、前記時間ウィンドウ
パルスによって、すべての制御および検出回路を作動電
圧源の一方の極に接続する電流スイッチが導通制御さ
れ、かつ前記スキャニング・サンプル回路は、前記時間
ウィンドウパルスと同じ周波数のサンプリングパルスを
発生し、該サンプリングパルスによって、それぞれの時
間ウィンドウパルス内で、前記検出時間後に存在する、
その都度の２進信号の信号レベルから、その都度の操作
有効信号が形成される工業用測定装置に使用すべき光電
式フィンガ操作形キーボードにある。
【００１０】本発明の有利な実施例によれば、時間ウィ
ンドウパルスのオンオフ比は最高で１：１０である。本
発明の別な有利な実施例によれば、電流パルスのオンオ
フ比は同様に最高で１：１０である。本発明の別の有利
な実施例によれば、キーボードは３つのキーを有する。
ンドウパルスのオンオフ比は最高で１：１０である。本
発明の別な有利な実施例によれば、電流パルスのオンオ
フ比は同様に最高で１：１０である。本発明の別の有利
な実施例によれば、キーボードは３つのキーを有する。
【００１１】
【発明の効果】本発明は特に次の利点を有する：上述の
装置に比して、ＳＮ比の一層の改善が、赤外線送光器と
赤外線受光器との間のシールドによって得られる。
装置に比して、ＳＮ比の一層の改善が、赤外線送光器と
赤外線受光器との間のシールドによって得られる。
【００１２】カバーの外面における反射によりキーボー
ドは操作されない。よって、外面の露結および汚れを許
容することができる。上述の装置では露結や汚れは誤操
作を来しかねない。
ドは操作されない。よって、外面の露結および汚れを許
容することができる。上述の装置では露結や汚れは誤操
作を来しかねない。
【００１３】また、カバーの厚さは、殊に、種々の防爆
規定を守ることができるように選択することができる。
それ故にガラス製のカバーは、５mmの厚さとすることが
できるが、それ以上の厚さであってもよい。
規定を守ることができるように選択することができる。
それ故にガラス製のカバーは、５mmの厚さとすることが
できるが、それ以上の厚さであってもよい。
【００１４】赤外線送光器の垂直な配置およびシールド
に基づいて、赤外線受光器は、上述の装置の場合におけ
るよりも、送光器に遥かに一層近付けて配設することが
でき、その結果赤外線送光器は、個々の操作のためにち
ょうどなお十分である最小間隔において相並んで配置す
ることができる。
に基づいて、赤外線受光器は、上述の装置の場合におけ
るよりも、送光器に遥かに一層近付けて配設することが
でき、その結果赤外線送光器は、個々の操作のためにち
ょうどなお十分である最小間隔において相並んで配置す
ることができる。
【００１５】それ故に、コンパクトなキーボードを実現
することができる。
することができる。
【００１６】赤外線送光器から放射される赤外線光の強
度低下は、通用の赤外線送光器を工業用測定装置の使用
期間の間には取り替える必要がない程度に低減される。
度低下は、通用の赤外線送光器を工業用測定装置の使用
期間の間には取り替える必要がない程度に低減される。
【００１７】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１８】図１には、本発明の機械的な部分が基礎と
しているところの解決原理が極めて簡略化されて示され
ている。光電式キーボード装置の重要な構成部分は、赤
外線透過性カバー１、赤外線送光器３、赤外線受光器４
および赤外線不透過性シールド５である。この光電式キ
ーボード装置の機能のためにさらに、カバー１の外側１
１の近傍に移動可能であってかつ光電式キーボード装置
を操作する指２が散乱体として必要である。
しているところの解決原理が極めて簡略化されて示され
ている。光電式キーボード装置の重要な構成部分は、赤
外線透過性カバー１、赤外線送光器３、赤外線受光器４
および赤外線不透過性シールド５である。この光電式キ
ーボード装置の機能のためにさらに、カバー１の外側１
１の近傍に移動可能であってかつ光電式キーボード装置
を操作する指２が散乱体として必要である。
【００１９】赤外線送光器３、赤外線受光器４およびシ
ールド５はカバー１の内側に配置されている。カバーの
厚みは図１にはわかりやすくする理由から、縮尺通りに
は図示されていない。赤外線送光器３のビーム方向は実
際にはカバー１の内側１２に対して垂直であるかまたは
この垂線から僅かに偏差している。その際ビームはこの
方向を中心に密に集束されている。
ールド５はカバー１の内側に配置されている。カバーの
厚みは図１にはわかりやすくする理由から、縮尺通りに
は図示されていない。赤外線送光器３のビーム方向は実
際にはカバー１の内側１２に対して垂直であるかまたは
この垂線から僅かに偏差している。その際ビームはこの
方向を中心に密に集束されている。
【００２０】赤外線受光器４の光軸は、カバー１でのお
よびカバー１内での屈折を考慮して指２の散乱中心２１
に向けて配向されている。散乱中心２１として、その都
度カバー１を介する光屈折を考慮した、赤外線送光器３
および赤外線受光器４の光軸の交点が規定される。カバ
ー１に対する赤外線送光器３の正確に垂直な配向のため
に、この構造設計では勿論、指２において散乱された光
の屈折のみを考慮する必要があるだけである。
よびカバー１内での屈折を考慮して指２の散乱中心２１
に向けて配向されている。散乱中心２１として、その都
度カバー１を介する光屈折を考慮した、赤外線送光器３
および赤外線受光器４の光軸の交点が規定される。カバ
ー１に対する赤外線送光器３の正確に垂直な配向のため
に、この構造設計では勿論、指２において散乱された光
の屈折のみを考慮する必要があるだけである。
【００２１】絞りおよび／またはシールドの役割を果た
す光ガイド７によって、指２１の近傍の周囲からの赤外
線光のみが赤外線受光器４に達するようにすることがで
きる。
す光ガイド７によって、指２１の近傍の周囲からの赤外
線光のみが赤外線受光器４に達するようにすることがで
きる。
【００２２】赤外線受光器４は、赤外線送光器３に並ん
で配設されておりかつ赤外線送光器とは赤外線不透過性
シールド５によって分離されている。赤外線受光器４
は、赤外線送光器３から指２に放射されかつ指において
散乱される赤外線光の内部であって、カバー１の外側お
よび／またはカバー１の内側から反射される赤外線光の
外側にある。
で配設されておりかつ赤外線送光器とは赤外線不透過性
シールド５によって分離されている。赤外線受光器４
は、赤外線送光器３から指２に放射されかつ指において
散乱される赤外線光の内部であって、カバー１の外側お
よび／またはカバー１の内側から反射される赤外線光の
外側にある。
【００２３】このことは図１に示されている：赤外線送
光器３から放射され、シールド５をちょうどなお通過す
ることができる赤外線光のビームＳ３は、カバー１の内
面１２および／または外面１１において反射された後に
赤外線受光器４に達しずかつしたがってそこで障害信号
を惹き起こさない。このことは、例えばビームＳ２のよ
うな、−主ビームＳ１に関連して−ビームＳ３の角度よ
り小さい角度で放射されるすべてのビームに対しても当
てはまる。
光器３から放射され、シールド５をちょうどなお通過す
ることができる赤外線光のビームＳ３は、カバー１の内
面１２および／または外面１１において反射された後に
赤外線受光器４に達しずかつしたがってそこで障害信号
を惹き起こさない。このことは、例えばビームＳ２のよ
うな、−主ビームＳ１に関連して−ビームＳ３の角度よ
り小さい角度で放射されるすべてのビームに対しても当
てはまる。
【００２４】さらにビームＳ４が示すように、シールド
５のために、赤外線送光器３から大きな角度で放射され
るすべてのビームはそもそもカバー１に全く達すること
ができない。カバー１に対して実際に垂直に放射され
る、赤外線ビームの主成分は、その散乱中心２１の領域
において指２に到達しかつ散乱ビームＳ５として赤外線
受光器４の赤外線感応部分に達する。この散乱ビーム
は、光有効信号である。
５のために、赤外線送光器３から大きな角度で放射され
るすべてのビームはそもそもカバー１に全く達すること
ができない。カバー１に対して実際に垂直に放射され
る、赤外線ビームの主成分は、その散乱中心２１の領域
において指２に到達しかつ散乱ビームＳ５として赤外線
受光器４の赤外線感応部分に達する。この散乱ビーム
は、光有効信号である。
【００２５】障害信号は主として、カバー１の材料内で
の散乱およびカバー１の材料でのマルチ反射によって生
じるビーム成分に起因する。障害信号の強度は、上述の
公知技術による装置の場合より小さいが、殊に、赤外線
送光器および赤外線受光器の光軸の入射角度および射出
角度が同じである装置の場合より著しく小さい。
の散乱およびカバー１の材料でのマルチ反射によって生
じるビーム成分に起因する。障害信号の強度は、上述の
公知技術による装置の場合より小さいが、殊に、赤外線
送光器および赤外線受光器の光軸の入射角度および射出
角度が同じである装置の場合より著しく小さい。
【００２６】図２には、３重キーボード装置の赤外線送
光器、赤外線受光器およびシールドに対する保持体６
が、平面図（上中央）、下面図（下）および左断面図並
びに右断面図（切断線として平面図の対称線）において
図示されている。保持体６は有利には、シールドが共通
のウェブ６１として成形されている合成樹脂部分であ
る。
光器、赤外線受光器およびシールドに対する保持体６
が、平面図（上中央）、下面図（下）および左断面図並
びに右断面図（切断線として平面図の対称線）において
図示されている。保持体６は有利には、シールドが共通
のウェブ６１として成形されている合成樹脂部分であ
る。
【００２７】図２において、赤外線送光器および赤外線
受光器は保持体６内に装着されていないので、その収容
部３１（赤外線送光器に対して）ないし４２（赤外線受
光器に対して）はよくわかるようになっている。図２に
おいて、平面図には図示できない、保持体６の平坦な上
面に載着されかつそれと、例えばその縁において固定さ
れる、例えばねじ止めされる、殊に防爆−密に固定され
るカバー１も同様に省略されている。
受光器は保持体６内に装着されていないので、その収容
部３１（赤外線送光器に対して）ないし４２（赤外線受
光器に対して）はよくわかるようになっている。図２に
おいて、平面図には図示できない、保持体６の平坦な上
面に載着されかつそれと、例えばその縁において固定さ
れる、例えばねじ止めされる、殊に防爆−密に固定され
るカバー１も同様に省略されている。
【００２８】図３には、簡略化されたブロック図の形に
おいて、３重キーボード装置に対する作動回路８に基づ
いた、本発明の回路技術部分が基礎としている解決原理
が示されている。
おいて、３重キーボード装置に対する作動回路８に基づ
いた、本発明の回路技術部分が基礎としている解決原理
が示されている。
【００２９】図３の作動回路８は、それぞれの赤外線送
光器／赤外線受光器１３／１４，２３／２４，３３／３
４を有する３つの光電式キーのそれぞれに対して、固有
の制御および検出回路１５，２５，３５を含んでいる。
これら制御および検出回路は２つの極ＵとＳＮとの間に
接続されており、電圧が供給されている。これらは、そ
れぞれの赤外線送光器の給電のために必要な、１：１よ
り小さい、有利には１：１０より小さいオンオフ比を有
する電流制御パルスｓｉ１，ｓｉ２，ｓｉ３を発生す
る。
光器／赤外線受光器１３／１４，２３／２４，３３／３
４を有する３つの光電式キーのそれぞれに対して、固有
の制御および検出回路１５，２５，３５を含んでいる。
これら制御および検出回路は２つの極ＵとＳＮとの間に
接続されており、電圧が供給されている。これらは、そ
れぞれの赤外線送光器の給電のために必要な、１：１よ
り小さい、有利には１：１０より小さいオンオフ比を有
する電流制御パルスｓｉ１，ｓｉ２，ｓｉ３を発生す
る。
【００３０】電流制御パルスｓｉ１，ｓｉ２，ｓｉ３
は、図３に示されているように、それぞれの赤外線送光
器１３，２３，３３に直列に接続されているそれぞれの
電子スイッチ１６，２６，３６に加えられる。一方、赤
外線送光器は通例の電流制限抵抗１７，２７，３７を介
して作動電圧源の電圧を導く極Ｕに接続されている。
は、図３に示されているように、それぞれの赤外線送光
器１３，２３，３３に直列に接続されているそれぞれの
電子スイッチ１６，２６，３６に加えられる。一方、赤
外線送光器は通例の電流制限抵抗１７，２７，３７を介
して作動電圧源の電圧を導く極Ｕに接続されている。
【００３１】個々の制御および検出回路１５，２５，３
５の電流制御パルスｓｉ１，ｓｉ２，ｓｉ３の周波数
は、同一のオーダ、例えば５kHzと１５kHzとの間にあ
る。すなわち換言すれば、電流制御パルスｓｉ１，ｓｉ
２，ｓｉ３は同一の周波数を有する必要はなく、したが
って相応の手段を省略することができる。
５の電流制御パルスｓｉ１，ｓｉ２，ｓｉ３の周波数
は、同一のオーダ、例えば５kHzと１５kHzとの間にあ
る。すなわち換言すれば、電流制御パルスｓｉ１，ｓｉ
２，ｓｉ３は同一の周波数を有する必要はなく、したが
って相応の手段を省略することができる。
【００３２】制御および検出回路１５，２５，３５はさ
らにそれぞれ、２進信号ｂｓ１，ｂｓ２，ｂｓ３（図５
のｅ参照）を発生する。これら２進信号のその都度のレ
ベルＬは、指２による非操作時に相応しかつその都度別
のレベルＨは、操作の際検出時間ｄｔ後にようやく発生
する（図５のｅ参照）。
らにそれぞれ、２進信号ｂｓ１，ｂｓ２，ｂｓ３（図５
のｅ参照）を発生する。これら２進信号のその都度のレ
ベルＬは、指２による非操作時に相応しかつその都度別
のレベルＨは、操作の際検出時間ｄｔ後にようやく発生
する（図５のｅ参照）。
【００３３】上に説明した機能を有する制御および検出
回路１５，２５，３５として、型名ＩＳ４７１Ｆのシャ
ープ社製の所謂ＯＰＩＣｓ（Light Detector with Buil
t-inSignal Processing Circuit for Light Modulation
System）、すなわち市販の光電素子を使用することが
できる。相応のデータページが付録として添付されてお
り、そこには殊に上述の検出時間ｄｔも、“レスポンス
時間”として述べられている。
回路１５，２５，３５として、型名ＩＳ４７１Ｆのシャ
ープ社製の所謂ＯＰＩＣｓ（Light Detector with Buil
t-inSignal Processing Circuit for Light Modulation
System）、すなわち市販の光電素子を使用することが
できる。相応のデータページが付録として添付されてお
り、そこには殊に上述の検出時間ｄｔも、“レスポンス
時間”として述べられている。
【００３４】ＯＰＩＣｓは、それぞれの赤外線受光器１
４，２４，３４を含んでいる集積された半導体回路であ
る。この理由から、図３には、これら赤外線受光器も、
制御および検出回路１５，２５，３５の内部に示されて
いる。
４，２４，３４を含んでいる集積された半導体回路であ
る。この理由から、図３には、これら赤外線受光器も、
制御および検出回路１５，２５，３５の内部に示されて
いる。
【００３５】図３の作動回路８は、周期的な時間ウィン
ドウパルスｚｆ（図５のｂ参照）を発生する、すべての
光電式キーに共通なスキャニング・サンプル回路１８を
含んでいる。時間ウィンドウパルスのオンオフ比は１：
１より小さく、有利には１：１０より小さく、かつその
持続時間は検出時間ｄｔより大きい。
ドウパルスｚｆ（図５のｂ参照）を発生する、すべての
光電式キーに共通なスキャニング・サンプル回路１８を
含んでいる。時間ウィンドウパルスのオンオフ比は１：
１より小さく、有利には１：１０より小さく、かつその
持続時間は検出時間ｄｔより大きい。
【００３６】時間ウィンドウパルスｚｆは、電流スイッ
チ１９を制御し、したがってこの電流スイッチは周期的
に導通ないし非導通状態になる。電流スイッチはその都
度の導通状態においてのみ、すべての赤外線送光器１
３，２３，３３を閉成するので、この導通状態は、電流
制御パルスｓｉ…によって生じる、それぞれの電子スイ
ッチ１６，２６，３６の周期的な導通状態にＡＮＤ結合
のように重畳される。
チ１９を制御し、したがってこの電流スイッチは周期的
に導通ないし非導通状態になる。電流スイッチはその都
度の導通状態においてのみ、すべての赤外線送光器１
３，２３，３３を閉成するので、この導通状態は、電流
制御パルスｓｉ…によって生じる、それぞれの電子スイ
ッチ１６，２６，３６の周期的な導通状態にＡＮＤ結合
のように重畳される。
【００３７】したがって個々の赤外線送光器１３，２
３，３３には、電流パルスｉ１，ｉ２，ｉ３のみが流れ
る（図５のｃ参照）。このようにして、赤外線送光器の
電流負荷は先に述べた連続切換作動に比して著しく強く
低減され、これにより実際に、上述の強度低下を回避す
ることができる。
３，３３には、電流パルスｉ１，ｉ２，ｉ３のみが流れ
る（図５のｃ参照）。このようにして、赤外線送光器の
電流負荷は先に述べた連続切換作動に比して著しく強く
低減され、これにより実際に、上述の強度低下を回避す
ることができる。
【００３８】スキャニング・サンプル回路１８はさら
に、時間ウィンドウパルスｚｆと同じ周波数のサンプリ
ング信号ｓを発生する（図５のｆ参照）。この信号によ
って、それぞれの時間ウィンドウｚｆ内で検出時間ｄｔ
後に存在する、２進信号ｂｓ…の信号レベルＨないしＬ
から、その都度の操作有効信号ｎ１，ｎ２，ｎ３が形成
される。
に、時間ウィンドウパルスｚｆと同じ周波数のサンプリ
ング信号ｓを発生する（図５のｆ参照）。この信号によ
って、それぞれの時間ウィンドウｚｆ内で検出時間ｄｔ
後に存在する、２進信号ｂｓ…の信号レベルＨないしＬ
から、その都度の操作有効信号ｎ１，ｎ２，ｎ３が形成
される。
【００３９】このために有利には、図４においてブロッ
ク回路図として示されている、図３のスキャニング・サ
ンプル回路の構成が用いられる。矩形波発振器４１は、
−電子スイッチ１９の上述の制御に用いる他に−遅延回
路４３にも供給される時間ウィンドウパルスｚｆを発生
する。遅延回路の遅延時間は、時間ウィンドウパルスｚ
ｆの持続時間より多少短いが、検出時間ｄｔよりは長
い。遅延回路４３の出力側には、短い、実際にはニード
ル状のサンプリングパルスｓが送出される。
ク回路図として示されている、図３のスキャニング・サ
ンプル回路の構成が用いられる。矩形波発振器４１は、
−電子スイッチ１９の上述の制御に用いる他に−遅延回
路４３にも供給される時間ウィンドウパルスｚｆを発生
する。遅延回路の遅延時間は、時間ウィンドウパルスｚ
ｆの持続時間より多少短いが、検出時間ｄｔよりは長
い。遅延回路４３の出力側には、短い、実際にはニード
ル状のサンプリングパルスｓが送出される。
【００４０】図４のスキャニング・サンプル回路におい
て、さらに３つのＤフリップフロップ４４，４５，４６
が設けられている。それらのそれぞれのクロック入力側
にはサンプリングパルスｓが供給されかつそれらのそれ
ぞれのＤ入力側には、その都度の２進信号ｂｓ１，ｂｓ
２，ｂｓ３が供給される。それからそれぞれのＱ出力側
には、その都度の操作信号ｎ１，ｎ２，ｎ３が現れる。
て、さらに３つのＤフリップフロップ４４，４５，４６
が設けられている。それらのそれぞれのクロック入力側
にはサンプリングパルスｓが供給されかつそれらのそれ
ぞれのＤ入力側には、その都度の２進信号ｂｓ１，ｂｓ
２，ｂｓ３が供給される。それからそれぞれのＱ出力側
には、その都度の操作信号ｎ１，ｎ２，ｎ３が現れる。
【００４１】スキャニング・サンプル回路の機能は、図
４に示された方法のみならず、必要の場合には、別の理
由から工業用測定装置に既存のマイクロプロセッサを用
いても実現することができる。
４に示された方法のみならず、必要の場合には、別の理
由から工業用測定装置に既存のマイクロプロセッサを用
いても実現することができる。
【００４２】個々の信号が時間ｔに関して示されている
図５の既述の部分図からさらに、これら信号が図面表示
上の理由から、個々の信号の相互の上述の時間関係を考
慮せずに示されていることおよび図５のｄは、指による
操作に相応する仮想の信号を表すものであることがわか
る。
図５の既述の部分図からさらに、これら信号が図面表示
上の理由から、個々の信号の相互の上述の時間関係を考
慮せずに示されていることおよび図５のｄは、指による
操作に相応する仮想の信号を表すものであることがわか
る。
【００４３】図６には、時間縮尺が図５に比して圧縮し
て示されており、かつ図５のａに相応する、電流制御パ
ルスｓｉ…を有する部分図は省略されている。その理由
は、これらパルスは図示される線分太さ内にあるからで
ある。
て示されており、かつ図５のａに相応する、電流制御パ
ルスｓｉ…を有する部分図は省略されている。その理由
は、これらパルスは図示される線分太さ内にあるからで
ある。
【００４４】図６のａには、時間ウィンドウパルスｚｆ
が示されており、図６のｂには、赤外線送光器１３，２
３，３３の１つにおける電流パルスｉ…が示されてい
る。図６のｃには、ここでも、操作に相応する仮想の信
号の１つが示されておりかつ図６のｄには、２進信号ｂ
ｓ…の１つが示されている。図６のｅには、サンプリン
グ信号ｓが示されておりかつ図６のｆには、操作有効信
号ｎ…の１つが示されている。図６のｃおよびｆから、
操作有効信号ｎ…は、指２が光電式キーの１つを操作す
る間持続することが明らかである。
が示されており、図６のｂには、赤外線送光器１３，２
３，３３の１つにおける電流パルスｉ…が示されてい
る。図６のｃには、ここでも、操作に相応する仮想の信
号の１つが示されておりかつ図６のｄには、２進信号ｂ
ｓ…の１つが示されている。図６のｅには、サンプリン
グ信号ｓが示されておりかつ図６のｆには、操作有効信
号ｎ…の１つが示されている。図６のｃおよびｆから、
操作有効信号ｎ…は、指２が光電式キーの１つを操作す
る間持続することが明らかである。
【００４５】本発明の作動回路によって、送光器による
ビーム放射の期間に流れる電荷、すなわち電流時間積に
依存している既に繰り返し述べた強度低下は、次のよう
にして長い時間的な経過において抑圧される。すなわ
ち、瞬時的に見て広範な時間間隔において、僅か数個の
短い電流パルスが、単に時間ウィンドウパルスの期間、
すなわち操作の評価時間の間のみに送光器によって送出
される。このようにして、煩雑な、それ自体公知の強度
調整手段を省略することができる。
ビーム放射の期間に流れる電荷、すなわち電流時間積に
依存している既に繰り返し述べた強度低下は、次のよう
にして長い時間的な経過において抑圧される。すなわ
ち、瞬時的に見て広範な時間間隔において、僅か数個の
短い電流パルスが、単に時間ウィンドウパルスの期間、
すなわち操作の評価時間の間のみに送光器によって送出
される。このようにして、煩雑な、それ自体公知の強度
調整手段を省略することができる。
【００４６】具体的に実現された測定装置において、上
述したように、電流制御パルスｓｉは、既述のモジュー
ルＩＳ４７１Ｆに対して典型的な、５kHzおよび１５kHz
の間の周波数を有し、それらは相互に同じ周波数ではな
くかつ１：１５のオンオフ比を有していた。時間ウィン
ドウパルスｚｆは、約１０Hzの周波数を有しかつ約１：
５０のオンオフ比を有していた。したがって時間ウィン
ドウパルスｚｆの持続時間は約２msであり、これは、上
述のモジュールＩＳ４７１Ｆに対して示された、６７０
μｓの検出時間ｄｔの最大値より大きい。したがって、
上述の電流時間積におけるファクタとしての時間に対し
て、約５０倍の延長が得られる。
述したように、電流制御パルスｓｉは、既述のモジュー
ルＩＳ４７１Ｆに対して典型的な、５kHzおよび１５kHz
の間の周波数を有し、それらは相互に同じ周波数ではな
くかつ１：１５のオンオフ比を有していた。時間ウィン
ドウパルスｚｆは、約１０Hzの周波数を有しかつ約１：
５０のオンオフ比を有していた。したがって時間ウィン
ドウパルスｚｆの持続時間は約２msであり、これは、上
述のモジュールＩＳ４７１Ｆに対して示された、６７０
μｓの検出時間ｄｔの最大値より大きい。したがって、
上述の電流時間積におけるファクタとしての時間に対し
て、約５０倍の延長が得られる。
【００４７】時間ウィンドウパルスのオンオフ比は、要
求される設定事項を考慮して、それがキーボード装置の
操作の期間にその非操作時におけるよりも大きいように
種々に決定することができる。これによって、ファクタ
である時間は上述の電流時間積においてさらに一層延長
することができる。このことは例えば、付加的なキー呼
び出しによって実現することができる。
求される設定事項を考慮して、それがキーボード装置の
操作の期間にその非操作時におけるよりも大きいように
種々に決定することができる。これによって、ファクタ
である時間は上述の電流時間積においてさらに一層延長
することができる。このことは例えば、付加的なキー呼
び出しによって実現することができる。
【００４８】図２の保持体を使用して形成されるキーボ
ード装置は、工業用測定装置、例えば流量測定装置、充
填状態測定装置または解析測定装置において使用するこ
とができ、かつカバー１の厚みの選択によって、防爆規
定にしたがった幅広のパレットにただちに整合すること
ができる。このような装置において、キーボード装置
は、信号の入力のために用いられる。これら信号によっ
て、有利にはコンピュータ支援されて、機器のパラメー
タの領域を選択し、設定し、調整しまたは変更すること
ができる。赤外線送光器における“２重の電流低減”に
基づいて、これら測定装置の作動時間全体の期間におい
て、顕著な強度低下は予測されない。
ード装置は、工業用測定装置、例えば流量測定装置、充
填状態測定装置または解析測定装置において使用するこ
とができ、かつカバー１の厚みの選択によって、防爆規
定にしたがった幅広のパレットにただちに整合すること
ができる。このような装置において、キーボード装置
は、信号の入力のために用いられる。これら信号によっ
て、有利にはコンピュータ支援されて、機器のパラメー
タの領域を選択し、設定し、調整しまたは変更すること
ができる。赤外線送光器における“２重の電流低減”に
基づいて、これら測定装置の作動時間全体の期間におい
て、顕著な強度低下は予測されない。
【図１】赤外線送光器および赤外線受光器の配置に関す
る本発明が基礎としている原理を示す略図である。
る本発明が基礎としている原理を示す略図である。
【図２】本発明の光電式３重キーボードの赤外線送光器
および赤外線受光器に対する保持体の平面図、下面図お
よび２つの断面図である。
および赤外線受光器に対する保持体の平面図、下面図お
よび２つの断面図である。
【図３】作動回路のブロック回路略図である。
【図４】図３の作動回路に含まれているスキャニング・
サンプル回路のブロック回路略図である。
サンプル回路のブロック回路略図である。
【図５】図３の作動回路において発生する信号の種々の
パルス波形図である。
パルス波形図である。
【図６】図５のパルス波形図の一部を時間圧縮した形に
おいて示すパルス波形図および別のパルス波形図であ
る。
おいて示すパルス波形図および別のパルス波形図であ
る。
１ カバー、 ２ 指、 ３，１３，２３，３３ 赤外
線送光器、 ４，１４，２４，３４ 赤外線受光器、
５ シールド、 １４，２４，３４ 制御および検出回
路、 １８ スキャニング・サンプル回路
線送光器、 ４，１４，２４，３４ 赤外線受光器、
５ シールド、 １４，２４，３４ 制御および検出回
路、 １８ スキャニング・サンプル回路
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−311616（ＪＰ，Ａ) 特表 昭61−501422（ＪＰ，Ａ) 欧州特許618680（ＥＰ，Ｂ１) スイス国特許出願公開676177（ＣＨ, Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H03K 17/78 - 17/98
Claims (4)
- 【請求項１】 夫々１つの所属の操作有効信号（ｎ１，
ｎ２，ｎ３）を発生するための少なくとも２つのキーを
備え、かつ赤外線光透過性カバー（１）を備え、かつ前
記カバーの内面（１２）においてキー毎に配置されてお
りかつ前記内面に対して実質的に垂直および密に集束さ
れたビームを放射する赤外線送光器（３）を備え、 ここにおいて前記赤外線送光器は、個別操作のために十
分な最小間隔を置いて相並んで配置されており、かつ前
記それぞれの赤外線送光器に並んで、該赤外線送光器と
はそれぞれ１つの赤外線不透過性シールド（５）によっ
て隔離されて配置されている、前記カバーの方に向かっ
て配向されている赤外線受光器（４）を備え、 該赤外線受光器は、当該所属の赤外線送光器から放射さ
れかつ指（２）において散乱される赤外線光の主ビーム
領域内にあるが、前記カバーの外面および／または内面
によって反射される赤外線光外にあり、かつ作動回路
（８）を備え、該作動回路は、 それぞれのキーに対して固有の制御および検出回路（１
５，２５，３５）を有し、 該制御および検出回路は、作動電圧源ＵおよびＳＮの間
に接続されており、かつそれぞれの赤外線送光器（１
３，２３，３３）の給電のために、１：１より小さなオ
ンオフ比を有する電流制御パルス（ｓｉ１，ｓｉ２，ｓ
ｉ３）を発生し、該それぞれの電流制御パルスはそれぞ
れの赤外線送光器に直列に接続されているスイッチ（１
６，２６，３６）をオン・オフ制御し、 ここにおいて前記個々の制御および検出回路の電流制御
パルスの周波数は同一のオーダにあり、 前記制御および検出回路はさらに、２進信号（ｂｓ１，
ｂｓ２，ｂｓ３）を送出し、該２進信号のレベル（Ｌ）
は、指（２）による非操作状態に対応しておりかつ前記
２進信号の別のレベル（Ｈ）は、操作の際検出時間（ｄ
ｔ）後でのみ発生し、 かつ前記作動回路はすべてのキーに対して１つの共通な
スキャニング・サンプル回路（１８）を有し、 該スキャニング・サンプル回路は、周期的な時間ウィン
ドウパルス（ｚｆ）を発生し、 該時間ウィンドウパルスのオンオフ比は１：１より小さ
く、 前記時間ウィンドウパルスの持続時間は前記検出時間
（ｄｔ）より大きく、 前記時間ウィンドウパルスによって、前記スイッチ（１
６，２６，３６）に直列に接続されている電流スイッチ
（１９）が導通制御され、従って前記赤外線送光器（１
３，２３，３３）はそれぞれ前記電流スイッチ（１９）
および前記それぞれのスイッチ（１６，２６，３６）が
同時に導通制御されているときにのみ電流が流れるよう
になっており、かつ前記スキャニング・サンプル回路
は、前記時間ウィンドウパルス（ｚｆ）と同じ周波数の
サンプリングパルス（ｓ）を発生し、 該サンプリングパルスによって、それぞれの時間ウィン
ドウパルス(ｚｆ)内で、前記検出時間（ｄｔ）後に存在
する、その都度の２進信号（ｂｓ…）の信号レベル
（Ｈ，Ｌ）から、その都度の操作有効信号（ｎ１，ｎ
２，ｎ３）が形成されることを特徴とする工業用測定装
置に使用すべき光電式フィンガ操作形キーボード装置。 - 【請求項２】 前記時間ウィンドウパルス（ｚｆ）のオ
ンオフ比は最高で１：１０である請求項１記載の光電式
フィンガ操作形キーボード装置。 - 【請求項３】 電流制御パルス（ｓｉ…）のオンオフ比
は最高で１：１０である請求項１記載の光電式フィンガ
操作形キーボード装置。 - 【請求項４】 ３つのキーを備えている請求項１記載の
光電式フィンガ操作形キーボード装置。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP93105454 | 1993-04-02 | ||
| EP93810865A EP0618680B1 (de) | 1993-04-02 | 1993-12-09 | Opto-elektronische Tastatur |
| DE93105454.8 | 1993-12-09 | ||
| DE93810865.1 | 1993-12-09 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774609A JPH0774609A (ja) | 1995-03-17 |
| JP2889110B2 true JP2889110B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=26133151
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6065033A Expired - Lifetime JP2889110B2 (ja) | 1993-04-02 | 1994-04-01 | 光電式フィンガ操作形キーボード装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5479007A (ja) |
| EP (1) | EP0618680B1 (ja) |
| JP (1) | JP2889110B2 (ja) |
| CN (1) | CN1088862C (ja) |
| DE (1) | DE59304053D1 (ja) |
| DK (1) | DK0618680T3 (ja) |
| ES (1) | ES2093393T3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE29512899U1 (de) * | 1995-08-10 | 1996-09-19 | Siemens Ag | Eingabevorrichtung für einen Meßumformer |
| AUPO525297A0 (en) * | 1997-02-21 | 1997-03-20 | Newtronics Pty. Ltd. | Infra-red sensing device |
| DE19744791C2 (de) * | 1997-10-10 | 2000-01-05 | Erich Dickfeld | Kapazitive Tastatur |
| US6744386B2 (en) * | 2000-06-02 | 2004-06-01 | Thomson Licensing, S.A. | Prevention of incompatible keyboard selections from being entered during power initialization |
| GB0311177D0 (en) * | 2003-05-15 | 2003-06-18 | Qinetiq Ltd | Non contact human-computer interface |
| CN1809848B (zh) * | 2003-06-23 | 2010-06-09 | 迪布尔特有限公司 | 具有改进的抗诈骗性的自动银行机 |
| DE102004024835B3 (de) * | 2004-05-19 | 2005-10-13 | Cherry Gmbh | Sensoranordnung für eine Pseudokontinuierliche Betätigung |
| EP2068212A1 (fr) * | 2007-12-06 | 2009-06-10 | The Swatch Group Research and Development Ltd. | Objet portable tel qu'une pièce d'horlogerie comprenant des moyens d'enclenchement d'une fonction de commande électronique |
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| US9771122B1 (en) * | 2016-03-23 | 2017-09-26 | Harley-Davidson Motor Company Group, LLC | Motorcycle hand control with optical sensor |
| CN111312547B (zh) * | 2019-06-18 | 2023-08-04 | 光宝电子(广州)有限公司 | 按键模块、应用其的键盘及电子装置 |
| CN113225063A (zh) * | 2020-01-21 | 2021-08-06 | 淮安达方电子有限公司 | 光轴键盘调整方法及应用此调整方法的光轴键盘 |
| DE202020005590U1 (de) | 2020-09-25 | 2021-10-04 | Balluff Gmbh | Kombinierte Anzeige- und Eingabevorrichtung |
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1993
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