DE29720389U1 - Reflektionstastatur - Google Patents

Description

1 Reflektionstastatur

Stand der Technik.

Personalcomputer werden in der Regel über eine Tastatur betrieben. Auch andere Geräte werden über Tastaturen oder tastaturähnliche Bedieneinheiten gesteuert.

Erfindergemäss sollen nun die aus der Industrie bekannten Reflektionstaster zu einer Tastatur umfunktioniert werden. Dabei sind erhebliche Anpassungen nötig.

Der verwendete Reflektionstaster ist eine in der Industrie bereits vielfach verwendete Einheit und hat die Eigenschaft, das reflektierte Licht, sowie bei Bedarf auch die Lichttemperatur, auszuwerten und diese Information weiter zu verarbeiten. Industrielle Lichttaster werden bisher für Anwesenheits- und Positionskontrolle an Fördereinrichtungen, Kontrastmarkenerkennung, Erkennung transparenter Objekte, Klarglaserkennung, Lageerkennung, Qualitätskontrolle, Kleinstteileerkennung, u.v.m. eingesetzt.

Die Reflektion wird in den bekannten Anwendungen durch Gegenstände hervorgerufen, die sich innerhalb der messbaren Reichweite des Reflektionstasters befinden. Die Besonderheit des Reflektionstasters gegenüber der bekannten Lichtschrankentechnik ist, dass kein besonderer Reflektor benötigt wird, um das gesendete Licht zurückzuwerfen, sondern das Objekt selbst dient als Reflektor.

Die gemeinhin als Reflektionstaster bekannte Einheit funktioniert dadurch, dass ein bestimmtes Licht, zumeist rotes oder infrarotes Licht, über einen Sender innerhalb der Einheit, die Lichtquelle, gestreut, jedoch über einen einstellbaren Öffnungs- und Streuwinkel, ausgesandt wird. Innerhalb der gleichen Reflektionstastereinheit befindet sich auch eine Empfangseinheit, z.B. ein Photoelement, das in der Lage ist, die Intensität von reflektiertem Licht zu messen.

Eine Reihe von Voraussetzungen für die Funktionssicherheit des Reflektionstasters kann bei Bedarf durch Einstellungen an den Taster selbst, z.B. in Bezug auf Leistung, Streuwinkel, usw. des gesendeten Lichts, erreicht werden, wie dies bei industriellen Lichttastern zumeist gegeben ist. Diese Einstellmöglichkeiten sind jedoch auf die industriellen Anforderungen ausgerichtet, und reichen daher für die Erkennung eines Tastendrucks durch den menschlichen Finger nicht aus.

Nachteile.

Herkömmliche Tastaturen sind zumeist mechanischen Einflüssen oder Umwelteinflüssen ausgesetzt, sodass sie sich abnutzen, oder in ihrer Funktion gestört werden. Auch andere Beschädigungen, Umwelteinflüsse wie z.B. Wind und Wetter, oder Beeinträchtigungen, wie z.B. Vandalismus, Verschmutzung, Hitze, Kälte oder Strahlung, können die Funktionalität behindern oder beeinträchtigen. Die bisherigen Tastaturen, z.B. Hub- oder Folientastaturen, haben alle gewisse Nachteile, da sie zumeist mechanische Komponenten enthalten und aus diesen und

anderen Gründen in unterschiedlicherweise anfällig für Störungen sind. So sind z.B. Folientastaturen, die in öffentlichen Bereichen eingesetzt werden, anfällig für Vandalismusschäden.

Denkbar wäre nun eine Verwendung von Licht und seine Reflektion als Signal für einen Tastendruck, da dieses Verfahren weitgehend frei von mechanischen Einflüssen ist. Hinter Glas angebracht ist die zudem, z.B. gegen Vandalismus, geschützt. Nach dem Stand der Technik Verfahren auf der Basis dieser Technologie bislang jedoch nicht ausgereift.

Ein bisher bekanntes Verfahren (siehe DE 44 08 058), hat z.B. den Nachteil, dass spezielle Bohrungen erforderlich sind, um das Licht zu bündeln und zu lenken, um dadurch ein Signal eindeutig zu erkennen. Zudem ist die sichere Erkennung des Signals bei diesem Verfahren nicht bei Isolierglas- bzw. Doppelglasscheiben oder Scheiben ab einer bestimmten Dicke möglich. Dies schliesst eine Reihe von Anwendungen aus.

Des weiteren sind herkömmliche Reflektionstaster zunächst nicht ausreichend dazu geeignet, als Tastatur eingesetzt zu werden. Erst durch umfangreiche Anpassungen technischer und konstruktiver Art werden die Voraussetzungen für eine Verwendung als Tastatur erreicht.

Die Erfindung.

Die Anwendung von industriellen Lichttastern bezieht sich bislang nicht auf die Verwendung mit der menschlichen Hand, indem die oben genannten Reflektionstaster ein durch den menschlichen Finger ausgelöstes Signal aufnehmen.

Darüber hinaus wurde ein Verfahren gesucht, bei dem auf vielfach vorhandenen Voraussetzungen unverändert aufgebaut werden kann, (z.B. vorhandene Schaufensterscheiben, vorhandene Glastrennwände, usw). So wurden für die Entwicklung eines neuen Verfahrens keine besonderen Ansprüche an die Qualität des lichtdurchlässigen Materials gestellt, wie etwa an die Dicke oder die Qualität von Glasscheiben. Ausschlaggebend sollte nur eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit und eine vertretbare Lichtstreuung sein.

Ziel der Erfindung war es ferner, die genannten Umwelteinflüsse weitestgehend unwirksam zu machen. Da Glas oder anderes geeignetes, transparentes Material einen guten Schutz gegen die genannten Einflüsse bietet, Licht jedoch durchlässt, kann unter Verwendung des oben beschriebenen Verfahrens dieses Ziel in vielen Belangen erreicht werden.

Daher wäre, um die Reflektionstaster zu schützen, ein Einsatz einer so gestalteten Reflektionstastatur hinter Glas oder ähnlichem Material erforderlich.

Damit die Reflektionstaster ihren Zweck erfüllen können, sind jedoch weitere, spezielle, konstruktive Anordnungen nötig. Das Ergebnis war eine Konstruktion, die eine dreidimensionale Ausrichtung eines jeden einzelnen Tasters zulässt, um eine Anpassung auf die Qualität und die Dicke des lichtdurchlässigen Materials, z.B. einer Glasscheibe, sowie der individuellen Leistung des Tasters selbst, zu erreichen. Durch die Einstellung des Abstrahl- und Empfangswinkels, z.B. durch eine minimale Schrägstellung des Reflektionstasters, wird erreicht, dass das Signal nur dann ausgelöst wird, wenn der Finger exakt an der beabsichtigten Stelle anliegt.

Zur funktioneilen Vervollständigung der Lösung musste schliesslich noch die Abstrahlung und der Empfang der Lichtsignale durch speziell angepasste Linsen auf eine dem Verwendungszweck entsprechende Brennweite eingestellt werden. Einmal korrekt eingestellt, wird unter den genannten Voraussetzungen das Signal jederzeit zuverlässig erkannt.

Das Signal wird nun erfindergemäss durch den Finger der menschlichen Hand ausgelöst. In der Folge wird das ausgelöste Signal vom Empfängergerät an einen Wandler geschickt, der seinerseits das Signal in einer eigens für diese Taste festgelegte Information umwandelt, so z.B. einer speziellen Frequenz. So ist es möglich, die verschiedenen Signalen, die von einer so gestalteten Tastatur aufgenommen werden, an das zu steuernde Gerät, z.B. einem PC, abzugeben. Dabei ist eine direkte drahtgebundene Verbindung, - aber auch eine drahtlose, wie z.B. einem Funk- oder Infrarotsender, verwendbar.

Ein weiteres Ziel war es, eine hohe Lebensdauer durch die Vermeidung mechanischer Teile zu erreichen. Durch den Einsatz von nicht mechanischen Teilen bei der Reflektionstastatur wurde eine hohe fehlerfreie Nutzungsdauer erreicht.

Anwendungen.

Nach dem Erreichen der Ziele ist es nun möglich, die Reflektionstastatur einmal als geschlossene Einheit herzustellen, wobei die Verbindung zum zu steuernden Gerät durch eine Kabelverbindung, aber auch drahtlos, z.B. durch Infrarot- oder Funksender und zugehörigem Empfängerteil, am zu steuernden Gerät erfolgen kann.

Die Reflektionstastatur kann jedoch auch als Hinterglaseinheit hergestellt werden, wobei diese einfach hinter einer vorhandenen Scheibe, z.B. einer Schaufensterscheibe montiert wird. Auch hier ist sowohl eine drahtgebundene, als auch drahtlose Übertragung an das zu steuernde Gerät möglich.

Des weiteren ist der Einbau der Reflektionseinheit in einem Gerät möglich, um so eine Isolation, bzw. Schutz des Geräts gegen seine Umwelt, bzw. dem Bediener (oder umgekehrt), herzustellen, wie z.B. bei einem Spielgerät oder Registrierkasse.

Der Einsatzbereich der Erfindung erstreckt sich somit auf viele Bereiche, bei der es auf einen besonderen Schutz einer Tastatur oder Bedieneinheit, bzw. des zu bedienenden Gerätes, ankommt.

Nachstehend werden einige Anwendungsbeispiele aufgeführt, die zeigen, wie die Reflektionstastatur angewandt werden kann:

Herkömmliche Schaufenstertastaturen, oder Tastaturen von Informationsterminals werden durch Abnutzung oder Vandalismus oft geschädigt. Ersatz oder Reparatur ist teuer. Eine geschützte Reflektionstastatur, z.B. hinter der Schaufensterscheibe, bietet hiergegen umfangreichen Schutz. Ein Bediener, z.B. ein Kunde oder Interessent, hat so die Möglichkeit, jederzeit und zuverlässig ausserhalb eines Geschäfts an einer Schaufensterscheibe Eingaben zu machen und so Programme und Steuerungen auszulösen. Über die Reflektionstastatur kann so von ausserhalb des Geschäfts z.B. ein Katalogprogramm bedient oder eine Demonstration mit Effekten gesteuert werden.

Da keine besonderen Ansprüche an die Glasscheibe, (oder an anderen lichtdurchlässigen Materialien), z.B. einer Schaufensterscheibe, gestellt werden, ist eine Montage einer Reflektionstastatur, z.B. durch aufkleben, problemlos.

Auch in anderen Bereichen, wo eine Trennung aus den bereits beschriebenen Gründen, zwischen dem Bediener und dem zu steuernden Gerät erforderlich ist, kann die Reflektionstastatur eingesetzt werden, entweder als geschlossene Tastatureinheit oder hinter Glas oder ähnlichem Material in einem anderen Raum, als der, wo sich der Bediener aufhält. Diese wären z.B. in der Medizin, in Rein- oder Reinsträumen, oder kontaminationsgefährdeten Räumen vorzufinden. Auch bei anderen, denkbaren Abschirmungen des Bedieners, oder der zu bedienenden Geräten, (z.B. gegen bestimmte Wellen oder Strahlen, Verschmutzungen, usw. die durch Glas oder durchsichtigem Material absorbiert oder reduziert werden), ist die Anwendung einer Reflektionstastatur sinnvoll, wie z.B. bei Registrierkassen, besonders in Bereichen, wo es auf Hygiene ankommt. Die Funktionalität der Tastatur bleibt hier durch einfaches Abwischen einer schützenden Scheibe erhalten.

Claims (5)

Reflektionstastatur Schutzanspruch.

1. Reflektionstastatur, dadurch gekennzeichnet, dass industrielle Reflektionstaster verwendet werden, die jeweils Sender und Empfänger in sich vereinen, und die jeweils keinen speziellen Reflektor, wie z.B. bei Lichtschranken, benötigen.

2. Reflektionstastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Reflektionslichttaster als Tasten zu einer Tastatur zusammengestellt werden.

3. Reflektionstastatur nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet

dass sich die so gestaltete Tastatur hinter einer schützenden Scheibe aus Glas oder hinter einer Scheibe aus einem anderen geeigneten lichtdurchlässigen Material, wie z.B. Acryl, befindet.

4. Reflektionstastatur nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet

dass eine dreidimensionale Ausrichtung der Reflektionstaster selbst, durch eine spezielle Konstruktion, z.B. aus Scharnieren und Stellschrauben, für den funktionsgerechten Einsatz ermöglicht wird.

5. Reflektionstastatur nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet

dass durch den Einsatz speziell angepasster Linsen die Brennweite der Lichttaster auf das reflektierende Objekt, z.B. der menschliche Finger, eingestellt wird, sodass dieser exakt dort reagiert, wo es für eine einwandfreie Funktion erforderlich ist.