DE3307336C2 - Opto-elektrische Tastatur - Google Patents
Opto-elektrische TastaturInfo
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- 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
- H03M11/26—Coding in connection with keyboards or like devices, i.e. coding of the position of operated keys using opto-electronic means
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- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
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- 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
- H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
- H03K17/968—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using opto-electronic devices
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine opto-elektrische Tastatur, bei der die jeweiligen Lichtwege durch die Betätigung der Taste (1) umgelenkt werden, indem eine am Tastenschaft (1a) angeordnete, unter 45° stehende reflektierende Ebene (3) in den von einer gepulsten Lichtquelle (L) ausgesendeten Lichtstrahl (5) eingeführt wird und den Lichtstrahl (5) zu einem Detektor (D) leitet, der bei Nichtbetätigung der Taste (1), da der Lichtstrahl (5) in diesem Zustand unreflektiert das Tastenfeld durch die im Tastenschaft (1a) angeordneten Bohrungen (1b bzw. 1c) verläßt, im passiven Zustand gehalten wird.
Description
Die Erfindung betrifft eine opto-elektrische Tastatur, insbesondere für den Fernmeldebereich nach dem
Oberbegriff des Anspruches 1.
Bisher sind zwei Tastaturformen im wesentlichen bekanntgeworden:
a) Kontakttastatur
mit dem Nachteil endlicher Lebensdauer — abhängig von der Kontaktlebensdauer —, einem altersabhängigen
Übergangswiderstand der Kontakte und den erheblichen Kosten für das Kontaktmaterial
und
b) Widerstandsmatten
bei denen durch Koordinatenmessung des Widerstandes der Betätigungspunkt der Tastatur ermittelt
wird.
Es besteht daher die Notwendigheit, eine Tastatur zu
entwickeln, die folgende Anforderungen erfüllt:
a) verschleißfreie Kontaktgabe (möglichst durch berührungslose Kontakte),
b) eindeutige Funktionsgabe, d. h. die Doppelbelätigung von Tasten muß zu eindeutigen Aussagen
führen,
c) einfache Herstellbarkeit aus möglichst wenigen unterschiedlichen
Teilen (Kunststoff) mit entsprechend geringen Präzisionsanforderungen,
d) möglichst geringer Leistungsverbrauch (Wunschwert 0),
e) Ausgabe eines mitroprozessor-kompatiblen Signals (Zeilen/Spaltendecodierung).
Diese Forderungen werden zweckmäßigerweise durch eine Tastatur erfüllt, bei der matrixförmige Lichtwege
durch Betätigen einer Taste unterbrochen werden. Auf diese Weise kann die Tastenbetätigung nach
Zeilen und Spalten decodiert werden (eins-aus-n-Decodierung für Zeilen und Spalten). Die mehrfache Betätigung
von Tasten zur gleichen Zeit führt zu ungültigen elektrischen Signalen.
Nachteil dieser Anordnung ist die ständige Betriebsbereitschaft der optischen Wege, d. h. alle Sender und
alle Empfänger müssen in Betrieb sein. Dabei kommt erschwerend hinzu, daß die Empfänger im Hellzustand
einen ungleich höheren Strom verbrauchen als im Dunkelzustand (Dunkelstrom). Die Popularität dieser Anordnung
ist aus diesem Grunde bisher auch nicht sonderlichhoch.
Es sind Veröffentlichungen bekanntgeworden, die die direkte Strahlung zwischen Sender und Empfänger ausnutzen,
d. h. aktive optische Pfade verwenden, die durch Tasten unterbrochen werden. Dabei sind die Lichtwege
matrixförmig in zwei Ebenen (IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 23, No. 11 vom April 1981,
S. 4998—4999) oder in mehreren Ebenen bei der DE-PS 12 60 550 angeordnet. Beide Veröffentlichungen haben
Einrichtungen, die den Leistungsverbrauch auf den aktiven optischen Wegen verringern.
Die IBM Technical Disclosure Bulletin Veröffentlichung benutzt Scan-Verfahren, nach denen Zeilen und
Spalten sequentiell abgefragt werden (Pulsbetrieb), so daß nur ein optischer Empfänger erforderlich wird.
Die DE-PS 12 60 550 benutzt Lichtspeicherelemente (fluoreszierende Platten), die durch eine Lichtquelle in
einer Pulsfolge aufgeladen werden; nur im aktiven Betriebszustand wird die Lichtquelle dauernd eingeschaltet.
Eine Sensorik sorgt für eine hinreichende Füllung der Lichtspeicher.
Beide Verfahren verfugen daher über eine relativ aufwendige
Zusatztechnik, um Energie zu sparen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, die die oben erwähnten
Nachteile, insbesondere einen hohen Stromverbrauch vermeidet. Die sich aus der Erfindung ergebenden Vorteile
sind in der Figurenbeschreibung näher beschrieben.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Maßnahmendes Anspruches 1.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Maßnahmendes Anspruches 1.
Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet.
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dar-
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dar-
gestellt
Es zeigt
F i g. 1 eine Taste des Tastenwahlblockes, bei dem die
Lichtwege auf einer Ebene liegen und unterschiedliche Lichtfarben besitzen,
F i g. 1 a die Taste nach der Betätigung,
F i g. 1 b eine Draufsicht, wobei der Tastenschaft keine
Bohrungen aufweist und lichtdurchlässig ist im unbetätigten Zustand der Taste,
F i g. Ic gleiche Ansicht wie in F i g. Ib mit betätigter to
Taste,
F i g. 2 die Spaltendecodierung,
F i g. 3 die Zeilendecodierung,
F i g. 4 die Lichtverteilung mit einer Multiwege-Anordnung
und F i g. 5 die Lichtverteilung mit einer Filteranordnung.
Wie die F i g. 1 zeigt, wird der von einer gepulsten
Lichtquelle L ausgehende Lichtstrom 5 durch eine matrixförmige Tastaturanordnung geleitet und verläßt unreflektiert
das Tastenfeld, d. h. der Lichlweg findet im
Ruhezustand keine Detektoren D vor. Der Tastenschaft la weist hierzu zwei sich kreuzende Bohrungen Ib, Ic
auf.
Nach Betätigung der Taste 1 wird — wie die Fig. la zeigt — in den Lichtweg eine unter 45° zum Lichtweg
reflektierende Ebene 3 gesenkt, so daß der Lichtstrahl 5 der gepulsten Lichtquelle L auf einen Detektor D gelenkt
wird. Dieser Detektor D geht damit vom bisherigen Dunkelstrom in den Hellstrom während der Pulsphasen
der gepulsten Lichtquelle L über. Dadurch entsteht der Vorteil, daß der Empfänger, der zu einem
Lichtweg gehört, während der ganzen Ruhepause mit dem sehr geringen Dunkelstrom betrieben wird. Nur
während des Betriebsfalls und während des Lichtpulses wird ein Hellstrom benötigt, so daß eine erhebliche
Energieeinsparung gegenüber bisher bekannten Anordnungen möglich ist.
Eine weitere Lösung ist in den Fig. Ib und Ic dargestellt.
Hier ist der Tastenschaft la lichtdurchlässig, dafür
fehlen die in F i g. 1 dargestellten Bohrungen Ib, Ic. Ein
weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Durchmesser des Tastenschaftes la auf den Durchmesser der Bohrungen
\b. Ic reduziert wird und die Lichtwege zwischen Lichtquelle
L und Detektor Din Festkörpern verlaufen (optische Faser), da dann der Tastenschaft la als Sammellinse
wirkt und das aus der Zubringerfaser austretende Licht in die Abnehmerfaser fokussiert — wie Fig. Ib
zeigt —. Damit werden die Verluste der optischen Leistung sehr klein.
Die reflektierende Ebene 3 wird bei dieser Lösungsmöglichkeit als Anschliff 3a ausgebildet, der bei Tastenbetätigung
— wie die F i g. Ic zeigt — wie eine reflektierende Fläche wirkt.
Die F i g. 2 zeigt die Spaltendecodierung in einer Zweiebenen-Matrix, die Fi g. 3 zeigt die dazugehörige
Zeilendecodierung mit den gepulsten Lichtquellen L und den Detektoren D.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist durch die Anordnung nur einer Lichtquelle L' zu sehen, die die Vielzahl
der gepulsten Lichtquellen L ersetzt. Das Licht der eo Lichquelle L' wird — wie die Fig.4 zeigt — durch
optische Leiter 6 an die Stelle der gepulsten Lichtquellen L gebracht.
Die F i g. 5 zeigt die Lichtverteilung von der Lichtquelle L' zu den gepulsten Lichtquellen L mit einer FiI-teranordnung.
Im optischen Leiter 6 wird das Licht an den Schnittflächen 7 umgelenkt.
Bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer Tasten entsteht ein von der »eins-aus-n-Decodierung« abweichendes
Signal for die Zeilen und Spalten, das elektrisch als
ungültig bewertet wird.
Hierzu 5 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Opto-elektrische Tastatur bei der der jeweilige Lichtweg zwischen Sender und Empfänger durch
Betätigen einer Taste hergestellt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß nach Betätigung der Taste (1) eine am Tastenschaft (la) angeordnete, unter
45° stehende reflektierende Ebene (3) in den von einer gepulsten Lichtquelle (L) ausgesendeten Lichtstrahl
(5) eingeführt wird und diesen zu einem Detektor (D) leitet, der bei Nichtbetätigung der Taste
(1), da der Lichtstrahl (5) in diesem Zustand unreflektiert das Tastenfeld durch die im Tastenschaft (ta)
angeordneten Bohrungen (16 bzw. ic) verläßt, in passivem Zustand gehalten wird.
2. Opto-elektrische Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Tastenschaft (la^zwei
sich kreuzende Bohrungen (16, IcJ angeordnet sind.
3. Opto-elektrische Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwege auf zwei
Ebenen liegen und die gleiche Lichtfarbe besitzen.
4. Opto-elektrische Tastatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtwege auf einer
Ebene liegen und unterschiedliche Lichtfarben besitzen.
5. Opto-elektrische Tastatur nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine gepulste
Lichtquelle (L') über optische Leiter (6) und einen Verteiler (4) das Licht an eine Vielzahl von
gepulsten Lichtquellen (L) verteilt.
6. Opto-elektrische Tastatur nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Licht von der gepulsten
Lichtquelle (L') an den Schnittflächen (7) der optischen Leiter (6) zu den gepulsten Lichtquellen
(L) gelenkt wird.
7. Opto-elektrische Tastatur bei der der jeweilige Lichtweg zwischen Sender und Empfänger durch
Betätigen einer Taste hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Taste (1) einen lichtdurchlässigen
Tastenschaft (Xa) besitzt, an dem eine als Anschliff (3a) ausgebildete, unter 45° stehende reflektierende
Ebene (3) angeordnet ist, welche nach Betätigung der Taste (1) in den von einer gepulsten Lichtquelle
(L) ausgesendeten Lichtstrahl (5) eingeführt wird und diesem zu einem Detektor (D) leitet, der
bei Nichtbetätigung der Taste (1), da der Lichtstrahl (5) in diesem Zustand unreflektiert das Tastenfeld
durch den lichtdurchlässigen Tastenschaft (\a) verläßt, in passivem Zustand gehalten wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833307336 DE3307336C2 (de) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | Opto-elektrische Tastatur |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19833307336 DE3307336C2 (de) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | Opto-elektrische Tastatur |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3307336A1 DE3307336A1 (de) | 1984-09-13 |
DE3307336C2 true DE3307336C2 (de) | 1985-09-12 |
Family
ID=6192285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19833307336 Expired DE3307336C2 (de) | 1983-03-02 | 1983-03-02 | Opto-elektrische Tastatur |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1983-03-02 DE DE19833307336 patent/DE3307336C2/de not_active Expired
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