WO1991006049A1 - Konfigurierbares eingabegerät für eine datenverarbeitungsanlage - Google Patents

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    • G06F3/023—Arrangements for converting discrete items of information into a coded form, e.g. arrangements for interpreting keyboard generated codes as alphanumeric codes, operand codes or instruction codes
    • G06F3/0238—Programmable keyboards
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M11/00—Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys
    • H03M11/02—Details

Definitions

  • the keyboard mentioned is limited to four operating states.
  • only 256 different signals can be transmitted with an 8-bit code and an additional bit for parity control.
  • Keyboards for transmitting signals of all kinds can be used in many different ways. It is an object of the present invention to present an input device which can be used in an extended range of applications without the fast, perfect, blind, rhythmic operation of the keyboard being significantly disturbed with ten fingers.
  • the solution to the task presented here is based on the fact that working on display devices and other locations for keyboards can be concentrated in individual work sessions.
  • Keyboards can be used for very different purposes, for example to write business letters, enter computer programs in different programming languages, create computer graphics works of art, write poems, bilingual texts or, scientific texts (language science, mathematics, physics, chemistry ect. ) to write, to operate robot control systems, machine tools to control entire industrial plants and the like.
  • a working day of a business scientist on a screen device could therefore begin with a work session in which he types in several business letters, followed by a work session in which he enters a computer program for controlling a scientific instrument and can see it end with a working session in which he works on a scientific text for his clientele.
  • the assignment of key functions can be optimized differently.
  • the digits usually play a subordinate role when editing a linguistic text, while they become much more important in programming replacements or when writing certain business letters. It should therefore be aimed at in the 2 additional new operating states of the keyboard made accessible by the second shift key 41 again and again to make new, cheap groupings of key functions, partly in repetitions of certain functions in a geometrically advantageous position, differently accessible again and again to be able to optimally support certain types of work tasks on the screen.
  • the input device should be portable and can be connected anywhere in order to enable it to be used in various work sessions that are spatially far apart (example: repair service from a computer specialist).
  • Input devices should be personal property in order to enable an optimal configuration for each individual.
  • the input device can only be transported and meaningfully connected to different devices if the signal code is unique and self-identifying, so that the conventional consideration of the spatial design of the key assignments when interpreting the code signals by the computer can be completely dispensed with.
  • An 8-bit bus (plus 1 bit parity control) is therefore not sufficient here and an expansion to a larger bus width is necessary.
  • the object of this invention is to provide an input device for a data processing system in which the keyboard can be preconfigured in a simple manner by the user before starting work, in order to operate the keyboard undisturbed, quickly, completely, blindly, rhythmically at ten Enable fingers during a work session in an optimized way; this is to be done by preselecting the assignment of key functions for each individual key that are contained in the two key fields, by making the individual keys connectable to several different groups of coding units.
  • a simply designed work station which is suitable for accomplishing the task of this invention can comprise a personal computer with screen, central unit, two keypads and, for example, a wall-mounted switch board, as shown in FIGS. 15 and 16.
  • Switchboards are added to the left and right keypads and can be installed in a common housing with the keypads. Such a structure is shown in supervision for the left hand in Figure 1 and for the right hand in Figure 2.
  • the device shown in top view in FIG. 1 is referred to below as the left sub-device; the device shown in top view in FIG. 2 is referred to below as the right sub-device. Together, the left and right sub-devices form the input device, according to claim 1. Should the left and right keypads be mentioned together below, they are referred to as the keyboard, which represents part of the input device.
  • the terms signal lines and signal lines are used synonymously and mean metallized lines or lines on an electronic circuit board (electronic card) which can carry electronic circuits and circuits and not only on at least one front and one rear side but also in intermediate layers ( Sandwich) can carry metallized lines or lines, so when crossing bundles of several Signal lines can be dispensed with if possible. However, individual bridges are possible, as at the position indicated by B1 in FIG. 17, where two 9-bit buses cross.
  • Si gna l lines (630-632) in Fig. 17 connect the two sub-devices, so that a signal from one of the switch boards can change a configuration in both sub-devices at the same time; in another version of the inventions, the signal lines (630-632) are separated, however, so that the configuration can be carried out separately in each subunit.
  • the input device is powered by the central processing unit of the computer (46008). In contrast, in a preferred embodiment of the invention, the input device will have its own network connection.
  • Fig. 16 shows for execution forms of the invention, in which many electronic circuit boards are used, an additional box (46016) of the input device, which can accommodate these circuit boards.
  • the additional box has its own connection cable (46023) to a socket (46017) of the public network.
  • the additional box contains the conventional means for voltage conversion, which provide at least + 5V-, + 12V, + 24V for the power supply of the boards also to the sub-devices should.
  • a power supply for the input device that is independent of the computer to be connected also has the significant advantage that the input device can be transported to various computer systems, even if its electronic components require unusual power supplies.
  • the partial keyboard of FIG. 1 shows a control key (410), the function of which is either that of a repeat key or that of a second shift key in addition to key 41.
  • the electronic circuits for supporting the control key and the other keys on the keyboard are shown in FIGS.
  • FIGS. 11 and 12 See, which also show that both sub-units contain a first (83) and second (84) switching device, which are identical to the first and second switching device of Fig. 5, wherein the electronic switching device for switching device (83) in Fig. 7 and the switching device switching circuit (84) is shown in FIG. 8. The following can be seen in FIGS. 11 and 12:
  • Power supply cables (20120, 20124) to ground; Cables (20123, 20127) to + 5V; Lines (20121, 20125); to a conventional electronic clock for generating a square wave adjustable frequency; Cables (20122, 20126) to + 12V or + 24V to support special units such as Schmitt triggers, monostables Mu lt ii brators and the like for generating a special + 5V pulse of higher power, with the advantage that such special units and connected widened signal lines for key actuation signals need only be assigned to individual keys.
  • special units such as Schmitt triggers, monostables Mu lt ii brators and the like for generating a special + 5V pulse of higher power
  • Schmitt trigger monostable le Mu lt i vi bratoren or similar pulse-forming units of lower or increased output are lei stung in means (2000) whose Heidelbergbi ld in an Au 's enclosuresform for low power in Figure 13 is shown. (2086) is a derivative.
  • buttons can be used in the present keyboard. Peculiarities of the shape of the button head are irrelevant for a blind user. However, if the quality of the conventional keys is different, it is important to ensure that the key mechanism does not affect the speed of the finger movement.
  • the feedback device for the key head which usually comprises one or more mechanical springs or spring systems, can withstand the repetition speed of a master's fingers.
  • Each two-stage button is connected to a double switch; the button is depressed in a first step to a first mechanical resistance level, so a first electrical contact is closed in the double switch; if the button is pressed even further down to a second mechanical resistance level, a second electrical contact in the double switch is closed and the first contact is opened.
  • FIG. 14 The electronic circuit diagram for double switches (2001) of FIGS. 11 and 12 is shown in FIG. 14; (20109, 20110) are bleeder resistors, which have similar tasks as (2086) in Fig. 13.
  • Two level keys have the advantage over single level keys that they make a repeat key superfluous. Therefore, each double Ischa tter must also be connected to a signal line that can deliver a periodic square wave signal.
  • Simple switches (2002, 2003) are shown for individual buttons; The switch (2002) does not need to be coupled to a device (2000); The switch (2003) must be coupled to a device (2000).
  • FIG. 11 shows that the control key can take over the function of a second shift key, so that together with the key (41) a second shift key can be operated from both sub keyboards.
  • the output signal lines of the switch device (84) from both keypads can be coupled so that both second switch buttons are effective in both sub-devices (the first switch buttons must be effective in both sub-devices); however, the effectiveness of the two second switch buttons can be separate for both sub-devices; for this case, separate signal lines (94100, 94101) are shown in FIGS. 21A, 21B for the right-hand subunit.
  • connections (22102-22105) can be connected to the connections (21102-21105) on the back of an electronic card; also (22167-22169, 22410) with (21167-2169, 21410).
  • connections (2101-2111) are individually assigned to the corresponding buttons (1-11); the following assignments also apply: (2113-2117) to (13-17), (2119-2124) to (13-17); in the right keypad (2125-2140) to (25-40), (2142-2148) to (42-48), (2150) to (50), (21411-21 12) to (411-412). All connections together or groups of connections can be connected to a single connector or several plug connections can be combined so that bundles of signal lines for key actuation signals in cables combined in a partial device can be routed from a first electronic card, which carries the parts described for FIGS. 11 and 12, to a second electronic card.
  • the signal lines are combined on the second electronic card and on a number of further electronic cards, which are connected one behind the other by means of cables and plugs, to form a bus.
  • this bus is common to both keypads, shown in simplified form as four lines which emanate from four key switches (60-63). 17-20, the bus is also shown in simplified form by means of four lines.
  • FIGS. 21A, 21B show the left version of this bus for key actuation signals, and FIGS.
  • FIG. 17 shows a simplified Circuit which is present exactly once in each sub-t, whereby only one configuration device (4570) is present in each sub-device, the electronic circuit diagram of which is shown in FIG. 28.
  • the configuration device comprises at least three bistable pins or flip-flops (615-617) (one pin for each configuration of the keyboard), diodes (633-638), and AND gates (618-621, 6181, 6201, 6211) .
  • the symbolic connections (6110-6113, 6171) indicate that the configuration unit can be expanded if more pins, diodes and AND gates are added.
  • the connections (630-632) from both subunits are connected via a cable, so that the entire keyboard can be configured together from just one switchboard (4601) in one subunit, or from two switchboards that are distributed across both subunits .
  • the separation of the cable connections (630-632) enables the two sub-units to be configured separately, whereby the alphabet must be repeated.
  • the electronic circuit for the coding units (70-73) is shown in FIG. 9.
  • the units (4710) comprise conventional means for Independent storage of 9-bit signals and for re-reading the stored signal as long as button (410) is depressed.
  • the presence of two data busses (74-82) and (74A-82A) has certain advantages for the connected computer in that a partial IDecoding of the code signals is made possible by the division of the bus in advance.
  • code signals for an alphabet and the digits 0-9 appear on bus 74-82, while on the second bus more heterogeneous code signals, for example for computer controls and rare characters, also appear a repetition of the digits 0-9 if this is the working session favored by an individual.
  • the bus control units (4710) can additionally have conventional 9-bit gates, which can receive an ' open signal ' through a selector switch (not shown) in the bus control unit, so that both buses can be connected to one another. Furthermore, both bus control units (4710) can still have conventional means for sequencing the 9-bit code signals.
  • FIG. 17 shows an electronic circuit for an expanded version of this invention. While in FIG. 17 the key combinations are always changed over to coding units in every reconfiguration process for all operating states of the second switching device (84), it is also possible according to FIG. 18 to ensure that only individual parts of the keyboard have a certain reconfiguration echani smus are subordinate.
  • FIG. 18 shows an electronic circuit for an expanded version of this invention. While in FIG. 17 the key combinations are always changed over to coding units in every reconfiguration process for all operating states of the second switching device (84), it is also possible according to FIG. 18 to ensure that only individual parts of the keyboard have a certain reconfiguration echani smus are subordinate.
  • switch boards (4601), (4602) and (4603) are therefore shown as subunits, from which the user can reconfigure individual parts of the keyboard. These switch boards are each coupled to a configuration device (457). The circuit for the configurator shown in Fig. 26.
  • the number of coding units that can be coupled in an operating state of the configuration devices depends on the internal structure of the configuration devices; Devices (4570) can each make 4 coding units couplable at the same time, while devices (457) can only make two coding units coupled together. Those coding units that are made couplable at a certain moment in accordance with the set operating state of the configuration devices are referred to as the configured set of coding units.
  • Only one of the coding units of the configured set is kept open for signals on the bus for key actuation signals by the second switching device (84), depending on the operating state of the second switching device, depending on which switching buttons (12 ), (18), (410), (41), (49) if the configured set comprises 4 units. However, if the configured set only comprises two units, then a coding unit of the set is only kept open in two operating states of the second switching device.
  • the control board (4602) in FIG. 18 includes a group of coding units which can predominantly generate code signals for various alphabets (Latin, Cyrillic, Arabic, etc.).
  • the configured sentence of the group contains two units and is able to generate code signals for a complete alphabet, whereby one unit for the large and the other unit for the small letters generates the code signals (in alphabets with large and small letters).
  • Switchboard (4602) configures a group of coding units that correspond to the keys (1-11), (13-17), (19-24), (25-29), (31-35), (37-40) , (43-47) and (50) can be coupled (according to sub-claim 4.)
  • the control board (4601) in FIG. 18 includes a group of coding units which can predominantly generate code signals from a specific set of session-specific characters.
  • FIGS. 1 and 2 A preferred embodiment of the input device is shown in FIGS. 1 and 2, with FIG. 1 representing a left and FIG. 2 a right sub-device.
  • Fig. 1 shows a plan view of the left sub-device, in which there are three small switch boards (46101), (46102), and (46103) next to a left keypad with 25 keys (1-24), (411), which indicator light (46108) and label holder (46109) included for each of six mechanical switch devices.
  • a frame (52001), a cover plate (52002) and a cable 53 can also be seen.
  • Fig. 2 shows a top view of the right sub-device, in which there are next to a right keypad with 28 keys 25-50), (411-412) three small switch boards (46104), (46105), and (46106) with indicator lights and Signage holders for each of six switching devices are located. Furthermore, a frame (52000), a cover plate (52003), a cable (54) and a control lamp (51) for the second shift key can be seen. All conventional means are suitable as mechanical switching devices in FIGS. 1 and 2, in particular and preferably small buttons such as (46107) in FIG. 1 similar to those of pocket calculators, small levers (46111) in FIG. 2, switches, latches, levers, buttons and the like, since these Umscha Ltvorri chtonne not have to be suitable for blind and rhythmic operation, but are used as a pre-configuration for the keyboard.
  • All conventional means are suitable as mechanical switching devices in FIGS. 1 and 2, in particular and preferably small buttons such as (46107) in FIG. 1 similar to those of pocket calculator
  • FIGS. 3 and 4 show a left and right keypad, respectively, in which the keys are arranged in a geometrically displaced manner compared to the keypads of FIGS. 1 and 2.
  • 5 contains an electronic circuit diagram with a first (83) and a second (84) switching device for the first and second switching keys, with four coding units (70-73), a data bus (74-82) and symbols of key switches (60- 66).
  • FIG. 6 contains an electronic circuit diagram for a key switch (60-66) in FIG. 5, which includes Schmitt trigger means (87) and a bleeder resistor (86).
  • FIG. 7 shows an electronic circuit diagram for the first switching device (83) in FIG. 5.
  • FIG. 8 shows an electronic circuit diagram for the second switching device (84) in FIG. 5
  • Fig. 9 shows an electronic circuit diagram for an encoding unit (70-73) in Fig. 5 including an AND gate and an encoder for each key of the keyboard. Each encoder has 9 diodes and 9 pairs of contacts.
  • Fig. 10A shows a view of the right side wall (52004) of the left device
  • Fig. 10B shows a view of the left side wall (52005) of the right subdevice
  • the screw holes (55-58) for screwing together the two Tei l marice can be seen, as well as the frames (52006) and (52007), which can serve as Kabe I Helen Lass when screwing the sub-units together.
  • 10C and 10D show top views of the upper edges of the outer and inner walls (52008) and (52009) of the left and right sub-units, respectively; there are several bushings and frames (not shown) in the inner and rear walls; in the side rooms (52010) and (52013) in addition to the Switchboards auxiliary devices such as power supplies, a conventional clock, a data bus control unit and the like are located; in the main rooms (52011) and (52012) there are a number of electronic cards which are connected with plugs and cables and which are preferably screwed together and stacked using spacer rings or individually screwed to the side and inner walls; the frames and cover plates (52000- 52003) are screwed onto the upper edges of the outer and inner walls. Furthermore, conventional metal grids or other metal or plastic supports can be screwed onto the walls as supports for the buttons.
  • FIGS. 11 and 12 show electronic circuits in which the key actuation signals are generated for each key of the left or right key field.
  • Figures 13 and 14 show details of units 2000 and 2001 of Figures 11 and 12, respectively.
  • FIG. 17 shows an electronic circuit diagram comprising a control board (4601), a configuration device (4570), two 9-bit buses and two bus control units (4710).
  • FIG. 18 shows an electronic circuit diagram containing configuration devices (457) and switching boards (4601-4603) for pre-configuration of the keyboard with regard to the required session-specific characters according to claim 3, for pre-configuration of the keyboard with respect to a complete alphabet, according to claim 4, or for pre-configuration of the Keyboard with respect to a couplable subset of a second alphabet according to claim 5.
  • FIGS 21A, 21B, 22A and 22B describe in greater detail the details from Figures 17-20.
  • FIG. 23 shows the electronic circuit diagram of the coding units 702 in FIGS. 18 and 21A and 22A.
  • FIG. 24 shows the electronic circuit diagram of the coding units 704 in FIG. 21A.
  • Figure 25 shows encoder controls 4580 in Figures 19, 20 and 22A.
  • Figures 26, 27, 28 are configuration devices (457), (4573), and (4570).
  • Figures 29-32 represent an example of a switchable pre-configuration of key assignments.

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Abstract

Ein vorkonfigurierbares Eingabegerät für eine Datenverarbeitugsanlage wie zum Beispiel einen Computer, bestehend aus zwei Tastenfeldern, einer oder mehreren Schalterplatten, elektronischen Schaltkreisen sowie den zugehörigen elektrischen Schaltelementen. Das Eingabegerät umfasst elektronische Vorwahleinrichtungen, welche mit Hilfe von mechanischen Schaltern auf den Schalterplatten gesteuert werden können und welche es gestatten, die Tastatur verschiedenen Anwendungsgebieten optimal anzupassen und welche dem Benutzer die blinde und rhythmische Bedienung der Tastatur mit zehn Fingern während einer Arbeitssitzung wesentlich erleichtern. Das Eingabegerät besteht aus einem linken und rechten Teil, wobei beide Teile Tasten und mechanische Schalter und elektronische Schaltkreise enthalten und voneinander mechanisch getrennt und deshalb beliebig gegeneinander verschiebbar sind. Die Tasten sind zu Codierern koppelbar, die Code Signale zu erzeugen vermögen. Erste und zweite Umschalttasten sind zu Umschaltvorrichtungen gekoppelt. Die Umschaltvorrichtungen sind über Kontrolleitungen entweder direkt mit Codiereinheiten gekoppelt, oder sie sind mit einer oder mehreren Vorwahleinrichtungen gekoppelt, die eine Ansteuerung einer Vielzahl von zusätzlichen Codiereinheiten ermöglichen.

Description

Konfigurierbares Eingabegerät für eine Datenverarbeitungsanlage
EINLEITUNG
Seit langem wird in vielfältiger Weise davon Gebrauch gemacht, es der menschlichen Hand zu ermöglichen, durch die Bedienung von geeigneten Eingabegeräten elektrische oder mechanische Systeme steuernd zu beeinflussen. Ein solches Eingabegerät stellt die klassische, mechanische Schre bmaschine dar. Seit der Einführung der elektronischen Datenverarbeitungsanlagen und Robotersteuerungen, wurden die mechanischen Schreibmaschinen weitgehend durch elektronische Eingabegeräte für Personalcomputer, grössere Rechenanlagen, Steueranlagen für automatische Werkzeugmaschinen, Steueranlagen für automatische Bestückungsanlagen und Roboter und dergleichen verdrängt beziehungsweise ergänzt.
Unter den erwähnten Eingabegeräte zeichnen sich diejenigen besonders aus, die ein geschwindes, voll ommenes, blindes, rhythmisches Bedienen einer begrenzten Anzahl Tasten durch alle 10 Finger beider Hände gestatten, wie es die klassische mechanische Schreibmasch ne ermöglicht hat. Dieser Vortei l der klassischen, mechanischen Schreibmaschine ist durch die Einführung der Eingabetastaturen für Personalcomputer Leider wieder zu nichte gemacht worden. In den Offen legungsschri ften DE 3629417 und Eu 0 257 490 wurde eine elektronische Eingabetastatur vorgestellt, mit welcher Text und andere Daten in die üblichen Datenverarbe tungsanlagen eingegeben werden können, ohne dass für Steuerfunktionen und Ziffern die üblichen Hilfstastaturen verwendet werden müssen. Durch die bevorzugte Lage einer zweiten Umschalttaste 41 unter der Grundstellung des fünften Fingers der rechten Hand kann die Tastatur leicht in einen oder unter Zuhilfenahme der üblichen ersten Umschalttaste zwei Arbei tszustände umgeschaltet werden, in welcher Cursorfunktionen und andere programm erbare Computerfunktionen sowie viele weitere Tastenfunktionen innerhalb der Haupttastatur bequem zugänglich bedient werden können. Damit ist der Vorteil verbunden, die erwähnte Tastatur ohne die lästigen Armbewegungen geschwind und vollkommen blind und rhythmisch mit zehn Fingern zu bedienen. In der O fen legungssch ri ft Eu 0 361 533 wurde eine elegante, elektronische Schaltanordnung vorgestellt, welche sich durch eine ausserordent l i ch hohe Kompaktheit und eine ausserordentlich geringe Störanfälligkeit auszeichnet und welche die oben erwähnte Tastatur zu unterstützen vermag. Insbesondere können mit dieser Schaltanordnung Code-Signale an einen Computer weitergeleitet werden, die zum Beispiel mit einer Tabelle für 8-bit Code-Signale ähnlich dem bekannten 7-bit ASCII-code durch den Computer interpret ert werden können.
Andererseits ist die erwähnte Tastatur auf vier Operat ionszustände beschränkt. Zudem lassen sich mit einem 8-bit-Code und einem zusätzlichen Bit für Paritätskontrolle nur 256 verschiedene Signale übermitteln.
Tastaturen zum übermitteln von Signalen aller Art können auf vielfältigste Weise eingesetzt werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Eigabegerät vorzustellen, das in einem erweiterten Bereich von Anwendungen eingesetzt werden kann, ohne dass das geschwinde, vollkommene, blinde, rhythmische Bedienen der Tastatur mit zehn Fingern dabei wesentlich gestört wird. Die hier vorgestellte Lösung der Aufgabe stützt sich auf die Tatsache, dass das Arbeiten an Bildschirmgeräten und anderen Einsatzorten für Tastaturen in einzelne Arbeitssitzungen konzentriert werden kann. Tastaturen können für sehr verschiedene Zwecke eingesetzt werden nämlich zum Beispiel dazu, Geschäftsbriefe zu schreiben, Computerprogramme in unterschiedlichen Programmiersprachen einzugeben, Kunstwerke der Computergrafik zu erstellen, Gedichte zu schreiben, zweisprachige Texte oder, wissenschaftliche Texte (Sprachwissenscha ten, Mathematik, Physik, Chemie ect.) zu verfassen, Robotersteueranlagen zu bedienen, Werkzeugmaschinen ja ganze Industrieanlagen zu steuern und dergleichen mehr. Es gibt nur wenige Menschen, die alle diese Tätigkeiten in ihrem Leben ausführen und es wird niemals vorkommen, dass sie diese Tätigkeiten alle gleichzeitig ausführen wollen. Es ist deshalb sinnvoll, mehrere ähnliche Arbeitsaufgaben an Eingabegeräten zusammen zu legen und während einer einzigen Arbe tssitzung zu erledigen. Ein Arbeitstag eines ges-chäft li ch tätigen Wissenschaftlers an einem Bildschirmgerät könnte also mit einer Arbeitssitzung beginnen, in der er mehrere Geschä tsbriefe eintippt, gefolgt von einer Arbeitssitzung in der er ein Computerprogramm zum Steuern eines wissenschaftlichen Instruments eingibt und seh li ess li ch enden mit einer Arbeitssitzung, in der er einen wissenschaftlichen Text für seine Kundschaft bearbeitet.
Je nach dem Typ der Arbeitssitzung lässt sich die Zuordnung der Tastenfunktionen anders optimieren. So spielen die Ziffern bei der Bearbeitung eines linguistischen Textes meist eine untergeordnete RoLle, während sie in Programmi ersi tzungen oder beim Schreiben bestimmter Geschäftsbriefe sehr viel wichtiger werden. Es sollte also angestrebt werden, in den durch die zweite Umschalttaste 41 zugänglich gewordenen 2 zusätzlichen neuen Ope rati onszuständen der Tastatur immer wieder neue, günstige Gruppierungen von Tastenfunktionen, zum Teil in Wiederholungen bestimmter Funktionen in geometrisch vorteilhafter Lage immer wieder anders zugänglich zu machen, um bestimmte Typen von Arbeitsaufgaben am Bildschirm optimal unterstützen zu können.
Andererseits haben sich viele Menschen im blinden Bedienen der klassischen Schreibmaschinentastatur ausbilden lassen. Diese Ausbildung erfordert ein langes Training und einen harten Dri ll. Es ist deshalb darauf zu achten, dass im Arbeitzustand des Eingabegeräts der die klassischen Tastenzuordnungen ermöglicht, so wie sie von der Schreibmasc ine her gegeben sind, möglichst wenig Änderungen vorgenommen werden müssen, um das erwähnte Training der Vielzahl von Menschen nicht zu nichte zu machen. Andererseits ist ein zusäztliches Training für zusätzliche noch neue Konfigurationen der Tastatur möglich und sinnvoll, wenn die dadurch untestützen Typen von Arbeitssitzungen von einem Individuum in Zukunft für lange Zeit immer wieder benötigt werden.
Das Eingabegerät sollte transportabel und überall ankoppelbar sein, um seinen Einsatz in verschiedenen räumlich weit auseinader liegenden Arbei ssitzungen zu ermöglichen (Beispiel: Reparaturdienst eines Computerspezialisten). Eingabegeräte sollten persönliches Eigentum sein, um eine optimale Konfiguri erba rkei t für jedes Individuum zu ermöglichen. Transportierbar und sinnvoll an verschiedene Geräte ankoppelbar ist das Eingabegerät nur, wenn der Signalcode für sich allein eindeutig und selbstidentifizierend ist, sodass auf die konventionelle Berücksi chtingung der räumlichen Gestaltung der Tastenzuordnungen bei der Interpretation der Code- Signale durch den Computer vollständig verzichtet werden kann. Deshalb reicht ein 8-bit-Bus (plus 1 Bit Paritätskon rolle) hier nicht aus und eine Erweiterung auf eine grössere Busbreite ist notwendig. BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Eingabegerät für eine Datenverarbeitungsanlage anzugeben, bei welcher die Tastatur vor Beginn einer Arbei tssi tzung auf einfache Weise durch den Benutzer vorkonfigur ert werden kann, um das ungestörte, geschwinde, vollkommene, blinde, rhythmische Bedienen der Tastatur mit zehn Fingern während einer Arbeitssitzung auf eine optimierte Weise zu ermöglichen; dies soll durch eine Vorwahl der Zuordnung von Tastenfunktionen für jede einzelne Taste geschehen, die in den beiden Tastenfeldern enthalten sind, indem die einzelnen Tasten zu mehreren, unterschiedlichen Gruppen von Codiereinheiten koppelbar gemacht werden. Ein einfach gestalteter Arbeitsplatz, der für die Bewältigung der Aufgabenstellung dieser Erfindung geeignet ist,- kann einen Personalcomputer mit Bildschirm, Zentraleinheit, zwei Tastenfeldern und ein zum Beispiel an einer Wand montierbares Schaltbrett umfassen, wie in den Figuren 15 und 16 gezeigt ist. Mit den Hebeln des Schaltbrettes können durch die Benutzer des Arbeitsplatzes Steuers gnale erzeugt werden, die eine Vorkondi t oni erung der Tastatur bewirken. Demgegenüber sind in einer bevorzugten Ausführung der Erfindung viel kleinere Schaltbretter dem linken und rechten Tastenfeld beigesellt und können in einem gemeinsamen Gehäuse mit den Tastenfeldern eingebaut sein. Eine solche Struktur ist in Aufsicht für die linke Hand in Figur 1 und für die rechte Hand in Figur 2 dargestellt.
Folgende sprachliche Definitionen sind hiermit für alle Teile dieser Schrift angezeigt:
Das in Figur 1 in Aufsicht gezeigte Gerät wird im folgenden als das linke Teilgerät bezeichnet; das in Figur 2 in Aufsicht gezeigte Gerät wird im folgenden als das rechte Teilgerät bezeichnet. Zusammen bilden das linke und das rechte Teilgerät das Eingabegerät, gemäss Oberanspruch 1. Sollen im folgenden das linke und rechte Tastenfeld zusammen Erwähnung finden, so werden sie als die Tastatur bezeichnet, die einen Teil des Eingabegeräts darstellt. Die Ausdrücke Signa l leitungen und Signallinien werden synonym verwendet und bedeuten metallisierte Leitungen oder Linien auf einem elektronischen Schaltbrett (Elektroni karte), das elek ronische Schaltungen und Schaltkreise tragen kann und nicht nur mindestens auf einer Vorderseite und einer Rückseite sondern auch in Zwischen¬ schichten (Sandwich) metallisierte Leitungen oder Linen tragen kann, damit bei Kreuzungen von Bündeln mehrerer Signallinien wenn möglich auf überbrückungen verzichtet werden kann. Einzelne Brücken sind jedoch möglich, wie an der mit B1 angezeigten Stelle in Figur 17, wo zwei 9-Bit- Busse sich kreuzen.
Si gna l Leitungen (630-632) in Fig. 17 verbinden die beiden Teilgeräte, sodass ein Signal aus einem der Schaltbretter eine Konfiguration in beiden Teilgeäten gleichzeitig ändern kann; in einer anderen Version der Erfindungen sind die Signa l le tungen (630-632) jedoch getrennt, sodass die Konfigur erung in jedem Teilgerät gesondert durchgeführt werden kann. In Fig. 15 wird das Eingabegerät durch die Zentraleinheit des Computers (46008) mit Strom versorgt. Demgegenüber wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das Eingabegerät einen eigenen Netzansc luss haben. Ferner zeigt Fig. 16 für Ausführungs ormen der Erfindung, in welcher viele elektron sche Schaltbretter Verwendung finden, einen Zusatzkasten (46016) des Eingabegerä s, der diese Schaltbretter aufnehmen kann. Zur Unterstützung dieser Bretter hat der Zusatzkasten ein eigenes Anschlusskabel (46023) an eine Steckdose (46017) des öffentlichen Netzes. Der Zusatzkasten enthält die konventionellen Mittel für eine Spannungsumformung, die mindestens +5V-, +12V, +24V für die Stromversorgung der Bretter auch n- den Teilgeräten zur Verfügung stellen soll. Eine vom anzusch li essenden Computer unabhängige Stromversorgung für das Eingabegeät hat zudem den gewichigen Vorteil, dass das Eingabegerät zu verschiedenen Computersystemen transportabel wird, auch wenn seine elektronischen Komponenten unübliche Spannungsversorgungen benötigen. Die Teiltastatur von Figur 1 zeigt eine Kontrolltaste (410), deren Funktion entweder die einer Wiederholungstaste ist oder die einer zweiten Umschalttaste ergänzend zu Taste 41. Die elektronischen Schaltkreise zur Unterstützung der Kontrolltaste sowie der anderen Tasten der Tastatur sind in den Figuren 11 und 12 zu sehen, die zudem zeigen, dass beide Teilgeräte eine erste (83) und zweite (84) Umschaltvorrichtung enthalten, die identisch sind mit der ersten und zweiten Umschaltvorrichtung von Fig. 5, wobei der elektronische Schaltkreis für -Umschaltvorrichtung (83) in Fig. 7 und der Schaltkreis für Umschaltvorrichtung (84) in Fig. 8 gezeigt sind. In den Figuren 11 und 12 ist folgendes zu sehen:
1.) Stromversorgung: Leitungen (20120, 20124) zur Erdung; Leitungen (20123, 20127) zu +5V; Leitungen (20121, 20125); zu einer konventionellen elektronischen Uhr zur Erzeugung eines Rechtecksignals einstellbarer Frequenz; Leitungen (20122, 20126) zu +12V oder +24V zur Unterstützung von speziellen Einheiten wie Schmitt Triggern, Monostabilen Mu lt i i bratoren und dergleichen zur Erzeugung eines speziellen +5V-Pulses höherer Leistung, mit dem Vortei l, dass soche speziellen Einheiten und angeschlossene verbreiterte Si gna l lei tungen für Tastenbetätigungssignale nur einzelnen Tasten zugeordnet zu werden brauchen. 2.) Schmitt Trigger, monostabi le Mu lt i vi bratoren oder ähnliche pulsformende Einheiten von geringerer oder erhöhter Ausgabe lei stung sind in Einrichtungen (2000) enthalten, deren Schaltbi ld in einer Au'sführungsform für niedrige Leistung in Fig. 13 gezeigt ist; (2086) ist ein Ab lei twi derst and.
3.) Konventionelle Einstufen- oder Zwei stufentasten können in der vorliegenden Tastatur verwendet werden. Besonderheiten der Form des Tastenkopfes sind für einen blind schreibenden Benutzer unerheblich. Doch ist es wichtig bei einer unterschiedlichen Qualität der konventionellen Tasten darauf zu achten, dass die Tastenmechanik die Geschwindigkeit der Fingerbewegung nicht beeinträchtigt. Insbesondere uss die Rückführeinrichtung für den Tastenkopf, die meistens eine oder mehrere mechanische Federn oder Federsysteme umfasst der Repetiergeschwindigkeit der Finger eines Könners gewachsen sein. Jede Zwei stufentaste ist mit einem Doppelschalter verbunden; wird die Taste in einem ersten Schritt zu einer ersten mechanischen Widerstandsstufe niedergedrückt, so wird ein erster elektrischer Kontakt im Doppelschalter geschlossen; wenn die Taste noch stärker bis zu einer zweiten mechanischen Widerstandsstufe niedergedrückt wird, wird ein zweiter elektrischer Kontakt im Doppelschalter geschlossen und der erste Kontakt geöffnet. Das elektronische Schaltbild für Doppelschalter (2001) von Fig. 11 und 12 ist in Fig. 14 gezeigt; (20109, 20110) sind Ableitwiderstände, die ähnliche Aufgaben haben wie (2086) in Fig. 13. Zwei stufentasten haben gegenüber Ei nstufentasten den Vorteil, dass sie eine Wiederholtaste überflüssig machen. Deshalb muss dann jeder Doppe Ischa tter auch an eine Signalline angeschlossen werden, die ein periodisches Rechtecksignal liefern kann. Für einzelne Tasten sind einfache Schalter (2002, 2003) angezeigt; Der Schalter (2002) braucht keine Kopplung zu einer Einrichtung (2000); Der Schalter (2003) muss zu einer Einrichtung (2000) gekoppelt sein.
4.) Der Doppelschalter (2001) und die Einrichtung (2000) für die Kontrolltaste (410) aus Fig. 1 ist in Fig. 11 mit den zwei Vorwahlschaltern (2008, 2009) verbunden, um die Kontrolltaste auch einer anderen Aufgabe als der Funktion einer Wi ederho Ltaste zuführen zu können; in Figur 11 ist gezeigt, dass die Kontrolltaste die Funktion einer zweiten Umschalttaste übernehmen kann, sodass zusammen mit Taste (41) eine zweite Umschalttaste von beiden Tei ltastaturen aus bedient werden kann. Die Ausgangssigna l leitungen der Umscha Itvorri chtung (84) von beiden Tastenfeldern können gekoppelt werden, sodass beide zweiten Umschalttasten in beiden Teilgeräten wirksam sind (die ersten Umschalttasten müssen in beiden Teilgeräten wirksam sein); die Wirksamkeit der beiden zweiten Umscha Ittasten kann jedoch für beide Teilgeräte getrennt sein; für diesen Fall sind In den Figuren 21A, 21B, für das rechte Teilgerät separate Signallinen (94100, 94101) eingezeichnet.
5.) Die Anschlüsse (22102-22105) können auf der Rückseite einer Elekt roni kkarte mit den Anschlüssen (21102-21105) verbunden sein; ebenso (22167-22169, 22410) mit (21167- 21169, 21410).
6.) Von jeder Einrichtung (2000) für jede Taste führt eine einzelne Signa l lei tung zu einem Anschluss. Im linken Teilgerät sind die Anschlüsse (2101-2111) einzeln den entsprechenden Tasten (1-11) zugeordnet; ferner gelten die folgenden Zuordnungen: (2113-2117) zu (13-17), (2119-2124) zu (13-17); im rechten Tastenfeld (2125-2140) zu (25-40), (2142-2148) zu (42-48), (2150) zu (50), (21411-21 12) zu (411-412). Alle Anschlüsse gemeinsam oder Gruppen von Anschlüssen können zu einem einzigen Steckeransch luss beziehungsweise mehreren Steckeranschlüssen zusammengefasst sein, sodass in jedem Teilgerät Bündel von Signa l lei tungen für Tastenbetätigungssignale in Kabeln vereinigt von einer ersten Elektronikkarte, welche die für Fig. 11 und 12 beschriebenen Tei le trägt, zu einer zweiten Elektron kkarte geführt werden können. In beiden Teilgeräten sind je auf der zweiten Elektronikkarte und auf einer Anzahl weiterer Elektronikkarten, die mittelst Kabeln und Steckern verbunden eine hinter die andere gereiht sind, die Signallinien zu einem Bus vereinigt. In der Figur 5 ist dieser Bus für beide Tastenfelder gemeinsam, vereinfacht dargestellt als vier Linien, die von vier Tastenschaltern (60-63) ausgehen. Auch in den Figuren 17-20 ist der Bus mittelst vier Linien vereinfacht dargestellt. In den Figuren 21A, 21B ist die linke Version dieses Busses für Tastenbetätigungssignale, in den Figuren 22A, 22B die rechte Version dieses Busses in der ganzen Breite gezeigt, wobei gilt, dass für das linke Teilgerät die Leitungsnummern (901-911, 913-917, 919-924) des linken Busses den Tastennummern (1-11, 13-17, 19-24) zugeordnet sind, während für das rechte TeiLgerät die Leitungsnummern (925-940, 942-948, 950, 9411, 9412) des rechten Busses den Tastennummern (25-40, 42-48, 50, 411, 412) zugeordnet sind. Die einfachste Version der Vorliegenden Erfindung ist in Fig. 17 gezeigt. Fig. 17 zeigt einen vereinfachten Schaltkreis, der in jedem Tei lger t genau einmal vorhanden ist, womit in jedem Teilgerät nur eine Konfigurationseinr chtung (4570) vorhanden ist, deren elektronisches Schaltbi ld in Figur 28 gezeigt ist. Die Konfigurationseinrichtung umfasst mindestens drei bistabi le Latsche oder Flip-Flops (615-617) (für jede Konf guration der Tastatur einen Latsch), Dioden (633-638), und UND-Gatter (618-621, 6181, 6201, 6211). Die symbolischen Anschlüsse (6110-6113, 6171) deuten an, dass die Konfiguriereinheit dort erweiterbar ist, wenn mehr Latsche, Dioden und UND-Gatter hinzugefügt werden. Die Anschlüsse (630-632) aus beiden Tei lgeräten sind über ein Kabel verbunden, sodass die ganze Tastatur von nur einem Schaltbrett (4601) in einem Teilgerat aus, oder von zwei Schaltbrettern aus, die auf beide Tei lgeräte verteilt sind gemeinsam konfiguriert werden kann. Die Trennung der Kabelanschlüsse (630-632) ermöglicht es, die beiden Tei lgeräte getrennt zu kon igurieren, wobei das Alphabet wiederholt werden muss. Der elektronische Schaltkreis für die Codiereinheiten (70-73) ist in Fig. 9 gezeigt. Zwei Bus Kontrolleinheiten (4710) sind vorhanden, die von der Kontrolltaste (410) mit Schalter (452), wenn sie als eine Wiederholtaste geschattet ist, gesteuert werden. Die Einheiten (4710) umfassen konventionelle Mittel zur selbständigen Speicherung von 9-Bit-Signa len und zum wiederhotten Auslesen des gespeicherten Signals, solange Taste (410) niedergedrückt wird. Das Vorhandensein von zwei Datenbussen (74-82) und (74A-82A) hat für den angeschlossenen Computer gewisse Vorteile, indem durch die Geteiltheit des Busses zum Voraus eine Tei Idecodi erung der Code Signale ermöglicht wird. Auf Bus 74-82 erscheinen im Wesentlichen Code Signale für ein Alphabet und die Ziffern 0-9, während auf dem zweiten Bus heterogenere Code Signale zum beispiel für Computersteuerungen und seltene Zeichen erscheinen aber auch eine Wiederholung der Ziffern 0-9, wenn dies die Arbeitssitzung eines Individuums begünstigt. Andererseits können die Bus Kontrolleinheiten (4710) noch zusätzlich über konventionelle 9-Bit-Gatter verfügen, die durch einen nicht gezeigten Vorwa lschalter in der Bus Kontrolleinheit ein 'Öffnungssignal empfangen können, sodass beide Busse miteinander verbunden werden können. Ferner können beide Bus Kontrolleinheiten (4710) noch über konventionelle Mittel zum Sequenzieren der 9-Bit-Code Signale verfügen. In diesem Falle ist noch eine zweite Quelle eines periodischen Rechtecksignals nötig, dessen Frequenz mindesten 10 mal höher sein muss als diejenige, welche von der Repet ereinrichtung durch Schalter (452). benutzt wird (zusätzliche Signa l leitung zur Bus Kontrol leinheit (4710), deren Zuleitungen von der Stromversorgung in Fig. 17 nicht gezeichnet sind. Figur 18 zeigt einen elektronischen Schaltkreis für eine erweiterte Version dieser Erfindung. Während in Figur 17 in jedem Rekonfigurati onsvorgang immer gleich für alle Betriebszustände der zweiten Umschaltvorrichtung (84) ein Umstellen der Tastenkopplungen zu Codiereinheiten erfolgt, ist es gemäss Fig. 18 auch möglich dafür zu sorgen, dass nur einzelne Teile der Tastatur einem bestimmten Rekonfigurierungs echani smus unterstellt sind. In Fig. 18 sind deshalb als Untereinheiten drei Schaltbretter (4601), (4602) und (4603) gezeigt, von denen aus der Benutzer jeweils einzelne Teile der Tastatur neu konfigurieren kann. Diese Schaltbretter sind je mit einer Konfiguriereinr chtung (457) gekoppelt. Der Schaltkreis für die Konfiguriereinrichtung in Fig. 26 gezeigt.
Von jedem Schaltbrett aus kann nur ein Teil aller Codiereinheiten wahlweise zu den Tasten koppelbar gemacht werden. Ein solcher Teil, der von einem einzigen Schaltbrett aus koppelbar gemacht werden kann, wird im folgenden als die zum Schaltbrett gehörige Gruppe von Codiereinheiten bezeichnet. Die Zahl der in einem Betriebszustand der Konfigurationseinrichtungen koppelbar zu machenden Codiereinheiten hängt von dem inneren Aufbau der Konfigurationseinrichtungen ab; Einrichtungen (4570) können jeweils 4 Codiereinheiten zugleich koppelbar machen, während Einrichtungen (457) nur jeweils zwei Codiereinheiten zusammen koppelbar machen können. Diejenigen Codiereinheiten die in einem bestimmten Augenblick entsprechend dem eingestellten Betriebszustand der Konfigurationseinrichtungen gerade koppelbar gemacht sind, werden als der kon igurierte Satz von Codiereinheiten bezeichnet. Nur gerade eine der Codiereinheiten des kon igurierten Satzes wird jeweils für Signale auf dem Bus für Tastenbetätigungssignale durch die zweite Umschaltvorr chtung (84) offen gehalten, je nachdem, in welchem Betriebszustand sich die zweite Umschaltvorrichtung gerade befindet, in Abhängigkeit davon, welche Umschalttasten (12), (18), (410), (41), (49) betätigt worden sind, wenn der konfigurierte Satz 4 Einheiten umfasst. Umfasst der konfigurierte Satz jedoch nur zwei Einheiten, dann wird nur in zwei Bet ri ebszuständen der zweiten Umschaltvorrichtung eine Codiereinheit des Satzes offen gehalten.
Zum Schaltbrett (4602) in Figur 18 gehört eine Gruppe von Codiereinheiten, die überwiegend Code Signale für verschiedene Alphabete (lateinisch, kyrillisch, arabisch, usw.) erzeugen können. Der konfigurierte Satz der Gruppe enthält zwei Einheiten und vermag jewei len Code Signale für ein vollständiges Alphabet zu generieren, wobei eine Einheit für die grossen und die andere Einheit für die kleinen Buchstaben die Code Signale erzeugt (in Alphabeten mit grossen und kleinen Buchstaben). (Schaltbrett (4602) konfiguriert eine Gruppe von Codiereinheiten, die zu den Tasten (1-11), (13-17), (19-24), (25-29), (31-35), (37-40), (43-47) und (50) koppelbar sind, (gemäss Unteranspruch 4.) Zum Schaltbrett (4603) in Figur 18 gehört eine Gruppe von Codiereinheiten, die überwiegend Code Signale für nationale Buchstaben von verschiedenen Zwe tsprachen erzeugen können, der konfigurierte Satz enthält zwei Einheiten. Hier wird nicht das ganze Alphabet unterstützt, da nur die Tasten (30), (36), (42), (48), (411), (412) zu den Codiereinheiten der Gruppe koppelbar sind. In den Figuren 29-32 sind diese Tasten mit "LA" (für language = Sprache) gekennzeichnet, (gemäss Unteranspreuch 5.)
Zum Schaltbrett (4601) in Fig. 18 gehört eine Gruppe von Codiereinheiten, die überwiegend Code Signale aus einer bestimmten Menge von sitzungsspezi ischen Zeichen erzeugen können. Der konfigurierte Satz von Codiereinheiten umfasst zwei Einheiten. Nur die Tasten (1-6), (7-7), (13-15), (19- 21), (24), (25-30), (33-36), (39-40), (42-48), (50), (411,412) sind zu den Kodiere nheiten der Gruppe koppelbar. In den Figuren (29-32) sind diese Tasten mit "SE" (für Session = Sitzung) gekennzeichnet. (Gemäss Unteranspruch 3.)
Die Kombination eines ganzen ersten Alphabets mit wenigen Buchstaben eines verwandten zweiten Alphabets, und der Möglichkeit der Umkonfiguration der Kombinationen, wie sie hier gezeigt w rd, bietet dem Benutzer einer Tastatur gewaltige Vorteile, gegenüber einer konventionellen Tastatur, da er von einem vollständigen Alphabet ausgehen kann, für das er das blinde Schreiben in seinem Land und in seiner Sprache mit seiner nationalen Tastatur gelernt hat, um dann seine Kenntnisse im Blindschreiben zu ergänzen für ein paar wenige Buchstaben einer Fre dspache, die anders als die gewohnten sind. Natürlich geht diese Kombination nur für verwandte Alphabete etwa das Englische und das Deutsche mit den Umlauten gemäss Fig. 29 und 30, nicht aber für eine Kombination Englisch und Russisch. Am Beispiel einer Arbeitssitzung zum Abfassen internationaler Geschäftsbriefe auf Russisch wird die Leistungsfähigkeit des Systems gezeigt (siehe Fig. 31, 32). Der Umfang des Russischen Alphabets ist so gross, dass für die Darstellung der Ukrainischen Sonderzeichen (Zweitspräche) auf die dritte und vierte Bedeutungsebene der Tasten ausgewichen werden. Es ist ersichtlich, dass eine Kombination von sitzungsspezifischen Zeichen und nationalen Alphabeten sinnvoll gestaltet werden kann.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
In Fig. 1 und 2 wird eine bevorzugte Ausführungs orm des Eingabegerätes gezeigt, wobei Fig. 1 ein linkes und Fig. 2 ein rechtes Teilgerät darstellen.
Fig. 1 zeigt eine Aufsicht des linken Teilgeräts, in dem sich neben einem linken Tastenfeld mit 25 Tasten (1-24), (411) drei kleine Schaltbretter (46101), (46102), und (46103) befinden, welche Anzei ge lämpchen (46108) und Beschilderungshalter (46109) für jede von sechs mechanischen Umscha Ltvorri chtungen enthalten. Ferner sind ein Rahmen (52001), ein Abdeckp Latten (52002) sowie ein Kabel 53 zu sehen.
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht des rechten Teilgeräts, in dem sich neben einem rechten Tastenfeld mit 28 Tasten 25-50), (411-412) drei kleine Schaltbretter (46104), (46105), und (46106) mit Anzei ge Lämpchen und Beschilderungshalter für jede von sechs Umschaltvorr chtungen befinden. Ferner sind ein Rahmen (52000), ein Abdeckplatten (52003), ein Kabel (54) sowie ein Kontrol lämpchen (51) für die zweite Umschalttaste zu sehen. Als mechanische Umschaltvorrichtungen in den Figuren 1 und 2 sind alle konventionellen Mittel geeignet, insbesondere und bevorzugt kleine Tasten wie (46107) in Fig.1 ähnlich denen von Taschenrechnern, kleine Hebel (46111) in Fig. 2, Schalter, Klinken, Hebel, Knöpfe und dergleichen, da diese Umscha Ltvorri chtungen nicht zum blinden und rhythmischen Bedienen geeignet sein müssen, sondern als Vorkonfigurationsmittel für die Tastatur eingesetzt werden.
Fig. 3 und 4 zeigen ein linkes beziehungsweise rechtes Tastenfeld, in welchem die Tasten geometrisch verschoben angeordnet sind verglichen mit den Tastenfeldern von Fig. 1 und 2.
Fig. 5 beinhaltet ein elektronisches SchaLtbild mit einer ersten (83) und zweiten (84) Umscha Ltvorri chtung für die ersten beziehungsweise zweiten Umschalttasten, mit vier Kodiereinheiten (70-73) einem Datenbus (74-82) sowie Symbolen von Tastenschaltern (60-66).
Fig. 6 beinhaltet ein elektronisches Schaltbild für einen Tastenschalter (60-66) in Fig. 5, der Schmitt Trigger Mittel (87) und einen Ableitwiderstand (86) einsch liesst. Fig. 7 zeigt ein elektronisches Schaltbild für die erste Umscha Ltvorri chtung (83) in Fig. 5.
Fig. 8. zeigt ein elektronisches Schaltbild für die zweite Umschaltvorrichtung (84) in Fig. 5
Fig. 9 zeigt ein elektronisches Schaltbild für eine Codiereinheit (70-73) in Fig. 5. beinhaltend ein UND-Gatter und einen Codierer für jede Taste der Tastatur. Jeder Codierer umfasst 9 Dioden und 9 Paare von Kontakten.
Fig. 10A zeigt eine Ansicht der rechten Seitenwand (52004) des Linken Tei lgeräts; Fig. 10B zeigt eine Ansicht der linken Seitenwand (52005) des rechten Teilgeräts; ferner sind die Schraubenlöcher (55-58) zum Zusammenschrauben der beiden Tei lgeräte zu sehen, sowie die Zargen (52006) und (52007), die beim Zusammenschrauben der Teilgeräte als Kabe Idurch Lass dienen können.
Fig. 10C und 10D zeigen Aufsichten auf die Oberkanten der Aussen- und Innenwände (52008) und (52009) des linken beziehungsweise rechten Tei lgeräts; in den inneren und rückseitigen Wänden befinden sich mehrere Durchführungen und Zargen (nicht gezeigt); in den seitlichen Räumen (52010) und (52013) können sich zusätzlich zu den Schaltbrettern Hilfseinrichtungen wie Stromversorgungen, eine konventionelle Uhr, eine Datenbuskontrolleinheit und dergleichen befinden; in den Haupträumen (52011) und (52012) befindet sich eine Anzahl von Elektronikkarten, die mit Steckern und Kabeln verbunden sind und vorzugsweise mit Hilfe von Abstandsringen zusammengeschraubt und gestapelt oder einzeln an den Seiten- und Innenwänden festgeschraubt sind; die Rahmen und Abdeckplatten (52000- 52003) sind auf den Oberkanten der Aussen- und Innenwände festgeschraubt. Ferner können konventionelle Metallgitter oder andere Metall- oder Kunststof träger als Stütze für die Tasten an den Wänden angeschraubt sein.
Die Figuren 11 und 12 zeigen elektronische Schaltkreise, in welchen die Tastenbetätigungssignale für jede Taste des Linken beziehungsweise rechten Tastenfeldes erzeugt werden.
Die Figuren 13 und 14 zeigen Einzelheiten der Einheiten 2000 beziehungweise 2001 von Fig. 11 und 12.
Die Figuren 15 und 16 zeigen Arbeitsplätze für den Einsatz des hier vorgestellten Eingabegeräts. Figur 17 zeigt ein elektronisches Schaltbild beinhaltend ein Schaltbrett (4601), eine Konfigurationseinrichtung (4570), zwei 9-Bit-Busse und zwei Buss Kontro l Lei nhei ten (4710).
Figur 18 zeigt ein elektronisches Schaltbild beinhaltend Konfigurationseinrichtungen (457), und Schaltbretter (4601- 4603) zur Vorkonfi gurati on Tastatur bezüüglich der benötigten sitzungsspezifischen Zeichen gemäss Patentanspruch 3, zur Vorkonfiguration der Tastatur bezüglich eines vollständigen Alphabets, gemäss Patentanspruch 4, beziehungsweise zur Vorkonfiguration der Tastatur bezüglich eines zukoppe Lbaren Teilsatzes eines 2. Alphabets gemäss Patentanspruch 5.
Figuren 19 und 20 beschreiben Patentanspruch 6.
Figuren 21A, 21B, 22A und 22B beschreiben genauer Detai ls aus den Figuren 17-20.
Figur 23 zeigt das elektronische Schaltbild der Codiereinheiten 702 in Figuren 18 und 21A und 22A. Figur 24 zeigt das elektronische Schaltbild der Codiereinheiten 704 in Fig. 21A.
Figur 25 zeigt Codiersteuereinrichtungen 4580 in Fig. 19, 20 und 22A.
Figuren 26, 27, 28 sind Konfiguriereinrichtungen (457), (4573), und (4570).
Die Figuren 29- 32 stellen insgesamt ein Beispiel für eine umschaltbare Vorkonfiguration von Tastenzuordnungen dar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Ein Eingabegerät für die blinde und rhythmische Bedienung durch die zehn Finger der beiden menschlichen Hände zur Steuerung einer Datenverarbeitunganlage bestehend aus einem linken und einem rechten Tei lgerät, bestehend aus;
- einem Tastenfeld enthaltend eine Anzahl von Ein- oder Zwei -Stufen-Tasten mit Funktionen von Buchstabentasten verschiedener Alphabete, Zifferntasten, Symboltasten, Graphiktasten, Leertasten, Computersteuertasten, programmierbare Funktionstasten, Robotersteuertasten, Wagenrücklauftasten, Wiederholtasten, und dergleichen, sowie erste Umschalttasten (12), (18), (49) und eine zweite Umschalttaste (41);
- einem elektrischen Schaltwerk enthaltend Anschlüsse zu einer angehängten elektronischen Stromversorgung mit Netzansch Luss, die eine konvent onelle elektronische Uhr zur Erzeugung eines periodischen Rechtecksignals einstellbarer Frequenz einsch Messt; elektronische Schaltelemente und Gatter; Kontaktvorrichtungen und Schmitt Trigger zur Signalverbesserung, die jeder Taste zugeordnet sind; eine Anzahl von Codiereinheiten, die jede mindestens 6 Codierer enthält, eine erste und eine zweite Umscha Ltvorri chtung, die durch die ersten beziehungsweise zweiten Umscha Lttasten steuerbar sind; einen Bus für 26 Signa L lei tungen, die Tastenbetät i gunssigna Le an die Codiereinheiten weiterleiten; einen 18-bit-Bus oder zwei getrennte 9-bit-Busse für die Wei ter Lei tung von Code Signalen an eine Datenverarbeitungsanlage; eine Bus Kont ro l Lei nhei t, die konventionelle 9-bit- oder 18-bit- Spei chermi tte L zum Speichern des zuletzt erzeugten Code Signals enthält sowie konventionelle Mittel für eine sequenzierte Eingabe des zuletzt erzeugten Code Signals an eine Datenverarbeitungsanlage;
- mehreren Schalttafeln mit je mindestens sechs konvent ione L Len, mechanischen Umschaltvorrichtungen und den durch diese betätigbaren elektrischen Kontaktvorrichtungen und zugekoppelten Si gna l Lei tungen sowie Lämpchen und Beschi Iderungen;
das genannte Eingabegerät dadurch gekennze chnet, dass die zweiten Umschalteinrichtungen beider Teilgeräte je mit einer ersten, einer zweiten, und einer dritten Konfiguriereinrichtung gekoppelt sind, wobei jede Konfiguriereinrichtung zusätzlich mit den mechanischen Umschaltvorrichtungen einer Schalttafel, die es gestatten mindestens drei verschiedene Betriebszustände der zugeordneten Konfiguriereinrichtung wahlweise einzuste L Len, sowie mit der entsprechenden Konfiguriereinrichtung im anderen Tei Lgerät,sowi e mit einer Anzahl zugeordneter Codiereinheiten und Codiersteuereinrichtungen im eigenen Tei lgerät, die wahlweise sowohl Code Signale wie einfache Steuersignale erzeugen können, gekoppelt ist, wobei die Codiereinheiten und Codiersteuereinheiten, die von einer der drei Konfiguriereinrichtungen ansteuerbar sind entweder mit allen oder nur mit einem Tei l der SignaLLinien verbunden sind, die zu dem 26 Linien aufweisenden Bus für die Tastenbetätigungssignale gehören, und dass die Betätigung einer der mechanischen Umschaltvorrichtungen einer Schalttafel zur Wahl einer Arbeitssitzung die zugeordnete Konfiguriereinrichtung in einen Betriebszustand versetzt, in dem die Konfiguriereinrichtung selektiv eine Auswahl von Codiereinheiten und Codiersteuereinrichtungen aus der Gesamtmenge der zugeordneten Codiereinheiten und Codiersteuereinheiten der Steuerung durch die ersten und zweiten Umschalttasten über die ersten und zweiten Umschalteinrichtungen zugänglich macht, sodass diejenigen Codiereinheiten und Codiersteuereinhe ten durch die Tastatur ansteuerbar werden, die in einer Arbeitssitzung insgesamt benötigt werden.
2. Eingabegerät wie in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Tei lgerät nur eine einzige Konfiguriereinrichtung (4570) so hinter der zweiten Umschalteinrichtung angeordnet ist, dass alle vier Ausgangssignale der zweiten Umscha Ltei nri chtung an diese Konfiguriereinrichtung wei te rge Le i tet werden, und dass die Konfiguriereinrichtung Steuer lei tungen zu allen Codiereinheiten eines Tei lgerätes sowie zur Konfiguriereinrichtung des anderen Tei lgeräts besitzt, sodass diese mit den Signa l Lei tungen für die Betätigungssignale der Tasten (1-11), (13-17), und (19-24) im Linken Tei lgerat, und (25-40), (42-48), (50), und (411, 412) im rechten Tei lgerät wahlweise durch eine der beiden Kodiereinrichtungen des Geräts koppelbar sind.
3. Eingabegerät wie in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Konfiguriereinrichtung (457) so hinter der zweiten Ums cha lteinri chtung angeordnet ist, dass nur ein drittes und viertes von insgesamt vier Ausgangssignalen der zweiten Umscha Lteinri chtung an die Konfiguriereinrichtung wei terge Lei tet wird, und dass in jedem Betriebszustand der Konfiguriereinrichtung aus je zwei Einheiten aus einer der Konfiguriereinrichtung zugeordneten Gruppe von Codiereinheiten und Codiersteuereinrichtungen eine Einheit mit den Signa L Lei tungen für die Betätigungssignale der Tasten (1-6), (7-9), (13-15), und (19-21), und (24) im Linken Teilgerat, und (25-30), (33-36), (39-40), (42-48), (50), und (411, 412) im rechten Tei lgerat wahlweise durch die erste Umschalttaste zu einem Kopplungszustande koppelbar ist, sodass in den beiden Tastenfeldern in beiden Kopplungszuständen zusammen, Code Signale aus einem bestimmten Satz von sitzungsspezifischen Code Signalen erzeugt werden können.
4. Eingabegerät wie in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Konfiguriereinrichtung (457) so hinter der zweiten Umschalteinrichtung angeordnet ist, dass nur ein erstes und zweites von insgesamt vier Ausgangssignalen der zweiten Umschalteinrichtung an die Konfiguriereinrichtung weitergeleitet wird, und dass in jedem Betriebszustand der Konfiguriereinrichtung aus je zwei Einheiten aus einer der zweiten Konfiguriereinrichtung zugeordneten Gruppe von Codiereinheiten und Codiersteuereinrichtungen eine Einheit mit den Signa L lei tungen für die Betätigungssignale der Tasten (1-11), (13-17), und (19-24) im linken Teilgerät, und (25-29), (31-35), (37-40), (43-47), und (50) im rechten Teilgerät wahlweise durch die erste Umscha Lttaste zu einem Kopp Lungszustande koppelbar sind, sodass in den beiden Tastenfeldern in beiden Kopplungszuständen zusammen, Code Signale aus einem Satz für ein vollständiges Alphabet sowie Ziffern und andere Zeichen der obersten Tastenreihe erzeugt werden können.
5. Eingabegerät wie in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine dritte Konfiguriereinrichtung (457) im rechten Teilgerat so hinter der zweiten Umschalteinrichtung angeordnet ist, dass nur das erste und zweite von insgesamt vier Ausgangssignalen der zweiten Umschalteinrichtung an die Konfiguriereinrichtung weitergeleitet wird, und dass in jedem Betriebszustand der Konfiguriereinrichtung aus je zwei Einheiten aus einer der dritten Kon iguriereinrichtung zugeordneten Gruppe von Codiereinheiten und Codiersteuereinri chtungen eine Einheit mit den Signa L Leitungen für die Betätigungssigna Le der Tasten (30), (36), (42), (48), und (411-412) im rechten Teilgerät wahlweise durch die Betätigung einer der ersten Umschalttasten zu einem Kopplungszustande koppelbar sind, sodass im rechten Tastenfeld in beiden Kopplungszuständen zusammen Code Signale aus einem sprachspezifischen Teilsatz eines Alphabets oder für beliebige, andere Code Signale erzeugt werden können.
6. Eingabegerät wie in Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Umschalteinrichtungen beider Tei lgeräte mit mindestens einer ersten Konfiguriereinrichtung (457) gekoppelt sind, wobei die Konfiguriereinrichtung so hinter den zweiten Umscha Ltei nri chtungen angeordnet ist dass nur das dritte und vierte von insgesamt vier Ausgangssigna Len der zweiten Umschalteinrichtung an die Konfiguriereinrichtung weitergeleitet wird, und dass die Konfiguriereinrichtung mit mindestens zwei Zusatzkonfiguriereinrichtungen (4573) gekoppelt ist, welche ihrerseits gekoppelt sind mit einer Anzahl zugeordneter Codiereinheiten sowie einer Codiersteuereinrichtung (4580), welche mit den zwei zugehörigen
Zusatzkonfiguriereinrichtungen durch Konfi guri er Leitungen (4582-4585) und eine Rücksetz Lei tung (4581) verbunden ist, und welche wahlweise sowohl Code Signale an einen Bus wie auch einfache Steuersignale an die Konfigurier lei tungen abgeben kann, wobei die Wahl durch das Einstellen von mechanischen Umschaltvorrichtungen einer Schalttafel (45734) erfolgt, sodass fast alle Tasten beider Tastenfelder, die Funktion von zusätzlichen Umscha Lttasten annehmen können, wenn sie über den bis zu 26 Signallinien auf eisendenden Bus eines Teilgeräts für die Tastenbetäti¬ gungssignale zu Codierεteuereinri chtungen (4580) gekoppelt werden.
7. Eingabegerät wie in den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl von Codiersteuer¬ einr chtungen (4580) koppelbar ist mit einer Rücksetzungs Leitung (45733), die über einen Anschluss (4579) und über ein Kabel mit allen
Konfiguriereinrichtungen der gesamten Tastatur verbunden sein kann, sodass fast alle Tasten beider Tastenfelder die Funktion einer allgemeinen Rücksetztaste übernehmen können, wenn ihre zugehörige Signallinie im 26 SignaLLinien aufweisenden Bus eines Teilgeräts für Tastenbetäti¬ gungssignale über die Codiersteuereinr chtung zu der Rücksetzungsleitung (45733) koppelbar gemacht ist.
8. Eingabegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das linke Tastenfeld eine Kontrolttaste (410) aufweist, die wahlweise entweder die Funktion einer Wiederholungstaste oder einer zweiten Umschalttaste zusätzlich zur zweiten Umschalttaste (41) haben kann, indem durch öffnen und Schliessen von zwei Schaltern (2008) und (2009) die Funktion der Taste festgelegt wird.
PCT/CH1990/000246 1989-10-20 1990-10-21 Konfigurierbares eingabegerät für eine datenverarbeitungsanlage WO1991006049A1 (de)

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WO1995018999A1 (en) * 1994-01-01 1995-07-13 Thomas Kaiser Configurable entry device for data processing systems

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