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Vorliegende
Erfindung bezieht sich auf Multifunktions-Datenerfassungsgeräte für Rechner
und dergl. und insbesondere auf die Dateneingabe sowohl von maschinengeschriebenen
und ähnlichen Dokumenten
als auch optisch abgetasteten Bilddaten in Rechner und andere Verarbeitungs-
oder dergl. Systeme.
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Hintergrund
der Erfindung
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Zum
Stand der Technik gibt es unterschiedliche Verfahren der Datenerfassung
für computergestützte Datenverarbeitungssysteme
und dergl., die jeweils getrennte und unterschiedliche Geräte verwenden,
z. B.:
- a) die Verwendung von Texteingabegeräten (Tastatur)
für die
Dateneingabe von maschinengeschriebenen editierten alphanumerischen
Schriftstücken,
- b) die Verwendung von Bilderfassungsvorrichtungen (Scannern)
auf elektronischem Wege zum Erfassen von Zeichnungen, Fotografien
und textlichen alphanumerischen Schriftstücken, wobei diese Scanner von
Handscannern und Seitenscannern bis zu Scannern für Großzeichnungen reichen
können;
- c) die Verwendung von lokalen und/oder Fern-Kommunikationsleitungen
zur Übertragung von
Daten, die irgendwo durch solche vorbeschriebenen Geräte generiert
werden.
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Getrennte
Tastaturen werden in sehr weitgehendem Maße als Eingabe- und Steuergeräte in Verbindung
mit Computern und Multi-Prozessorsystemen und dergl. verwendet,
die eine feste Anzahl von Tasten, lokale Anzeigelampen, interne
Steuereinheiten und eine Kommunikations-Schnittstelle haben. Die
interne Steuereinheit überwacht
die Tasten, analysiert und filtert die Tastenanschläge, und generiert die
entsprechenden Codes, die durch den Kommunikations-Port zum Host-Rechner gesendet
werden. Zusätzlich
handhabt die Steuereinheit die Anzeigelampen auf der Tastatur. Beispiele,
die eingetragene Marken benutzen, sind folgende:
Northgate
OmniKey Keyboard (101N!, 102, Ultra);
Key Tronic 101 Tastaturen
wie z. B. in ihren KB 101 Plus und Eurotech-Broschüren von
1992 beschrieben;
Cherry, BTC 5339, FC3001.
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Die
generell benutzten und akzeptierten defakto Standard-Tastatur-Kontur
und Dimensionen für solche
bezogenen Tastaturen, einschließlich
auch des IBM PC und 101 Tastatur von 101 Tasten mit Varianten, z.
B. der 102 Tastenauslegung und der Apple 105 Tastenauslegung implizieren
die Keilform mit einer Höhenabmessung
(bei geöffneten
Schenkeln) von etwa 1 inch an der Frontseite bis zu etwa 3 inch an
der Rückseite,
eine Länge
in der Größenordnung von
weniger als 21 inch und einer Tiefe von weniger als etwa 9 inch.
Dies stellt eine im Sinne vorliegender Beschreibung bezeichnete „Standard-Tastatur" dar.
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Bei
den täglichen
Arbeitsvorgängen
einer jeden computergestützen
Umgebung jedoch liegen viele der Daten, die aus externen Quellen
oder von alten Dateien erfasst werden, in Form von gedruckten Dokumenten
(Texte, Graphiken, Fotos und Bilder) vor. Das Abtasten von Dokumenten
in elektronisches Format ist somit ein integraler Teil der computergestützen persönlichen
Arbeitsstation.
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Getrennte,
unabhängige
Scanner werden entsprechend weitgehend benutzt, im allgemeinen mit
zwei Grundtypen: Flachbett-Scannern und handgeführten Scannern. Solche Flachbett-Scanner
enthalten ein elektromechanisches System für die Dokumenten-Zuführung und
-handhabung, eine elektro-optische Einheit zur Umwandlung der gescannten optischen
Daten in elektronische Signale, ein Steuerpanel für den Bedienenden,
eine elektronische Steuer- und Verarbeitungseinheit zur Steuerung
der verschiedenen System-Vorgänge,
der Benutzereingabe und der Indikatoren, und zum Filtern und Komprimieren
von gescannten Daten und generell zur Handhabung von Kommunikationen
mit dem Host-Rechner und umfassen ferner eine Energiespeiseeinheit
für die
elektrischen und elektronischen Komponenten. Diese Art von Scanner
kann eine hohe Auflösung
und eine exakte Abtastung eines kompletten Bereiches von Standard-Dokument-Größen handhaben.
Beispiele hierfür
sind folgende: AVR 3000/GS Plus; HP Scan-Jet Plus; Microtek MSF-300G;
The Complete Flatbed Scanner; UMAX UG80; Abaton Scan 300/GS; Canon
IX-30F; Dest PC Scan 3000; Xerox Data-Kopie GS (registrierte Marken).
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Handgeführte Scanner
haben ähnliche
Komponenten einschließlich
einer elektromechanischen Einheit für die Anzeige der Abtastgeschwindigkeit, eine
elektrooptische Einheit zur Umwandlung der gescannten optischen
Daten in elektronische Signale, Steuerschalter und Indikatoren und
eine elektronische Steuereinheit zur Steuerung des Abtastvorganges
und zum Händeln
der Kommunikationen mit dem Host-Rechner. Diese Art von Scanner
ist jedoch weit weniger genau als der Flachbett-Scanner, da die Bewegung des Scanners über das
gescannte Dokument von Hand vorgenommen wird, und damit erfolgt eine
Begrenzung auf niedrigere Auflösung
und infolgedessen auf Anwendungsfälle, die einen hohen Genauigkeitspegel
nicht erforderlich machen. Diese Art ist auch beschränkt auf
einen schmalen Abtastpfad bis zu etwa maximal 4,5 inch. Beispiele
hierfür
sind folgende:
Nisca Inc. Niscan/GS; Logitech Inc. Scanman 256/GS;
The Complete Half-Page Scanner/GS; DFI Inc. DFI CHS-4000; Marstek
Inc. Mars M-6000 CG, Mirgraph Inc. Mirgraph CS-4096; KYE International Corp.
Geniscan GS-C105, Geniscan GS-B105G; Mouse Systems, PC pageBrush/Color;
NCL America Clearscan Model 400; Prolab Technology Co. Proscan PS-4000C,
PS-4200c.
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Während derzeit
eine Tastatur in der Nähe fast
jeder computergestützen
Arbeitsstation angeordnet ist, ist dies für Scanner nicht der Fall. Der übliche Flachbett-Scanner
ist bei weitem zu groß,
als dass er auf Benutzertischen zusätzlich zu dem CRT-Monitor und
der Tastatur der Arbeitsstation Platz findet. Aufgrund der Größe und Kosten
wird der Scanner normalerweise innerhalb einer zentralen, gemeinsamen Stelle
in der Firma angeordnet und stellt ein zeitanteilig genutztes gemeinsames
Gerät dar.
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Während ein
handgeführter
Scanner, der zur Erzielung einer Lösung für „personal scanning" verwendet wird,
klein genug ausgeführt
werden kann, damit er in unmittelbarer Nähe der Arbeitsstation eingesetzt
werden kann, ist ein solches Gerät
allenfalls als ungenaue Vorrichtung mit geringer Auflösung und mit
begrenzter Abtastbreite (ca. 4,5 inch) geeignet, was wesentlich
weniger ist als die Breite von Schriftstücken mit Standard-Büromaß (8,5 × 11 inch).
Dabei ist auch zu beachten, dass der Betrieb mit handgeführten Scannern
weder leicht noch einfach ist.
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Da
sowohl Tastatur- als auch Scanner-Methoden der Datenerfassung für computergestützte Systeme
unterschiedliche und getrennte Einrichtungen erforderlich machen,
ist der Alltagsbetrieb mühsam
und häufig
unwirksam. Dies schafft eine Vielzahl von Problemen: Dateischränke nehmen
wertvollen Büroraum
ein, eine falsche Ablage führt
zu Irritationen, Papier wird leicht zerstört, usw. Zusätzlich verursacht
jede der getrennten Vorrichtungen, die für die Dateneinführung benötigt werden,
ihre eigenen und indirekten Kosten und beansprucht wertvollen Platz auf
dem Tisch.
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Eine
integrierte Daten- und optisch abgetastete Erfassungsstation zum
Kommunizieren mit einem Rechner ist in dem Europa-Patent 0 556 067 (Anmeldenummer
9331042.3) der Anmelderin beschrieben.
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Die
Erfindung ist darauf gerichtet, dass Datenerfassungs-Tastatur- und
-Scannergeräte,
die an unterschiedlichen und üblicherweise
getrennten Stellen eingesetzt werden, in einer neuartigen, effizienten und
relativ kostengünstigen
Weise mit den Geräten integriert
werden sollen.
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Aufgabe der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist, ein neuartiges und verbessertes Verfahren und
eine Arbeitsstation für
integrierte Tastatur- und Scanner-Datenerfassungsgeräte anzugeben, die
mechanisch und elektronisch in ein einziges Standard-Tastaturgerät zum Kommunizieren
mit einem Rechner oder dergl. endbar sind.
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Des
weiteren ist Aufgabe der Erfindung, ein derartiges neues, integriertes
Gerät für elektronische Funktionen
von Tastaturen und Scannern zu verwenden.
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Weitere
Aufgaben und Ziele der Erfindung werden nachstehend und insbesondere
mit den anschließenden
Patentansprüchen
erläutert.
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Kurzfassung
der Erfindung
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Nach
einem Aspekt der Erfindung wird eine Erfassungsstation für integrierte
gedruckte Daten und eine optisch abgetastete Datenerfassungsstation
für das
Kommunizieren mit Computern vorgeschlagen, bei der eine Tastatur
auf einem Standard-Tastaturgehäuse
befestigt ist, ein elektro-optischer Scanner unterhalb der Tastatur
innerhalb des Gehäuses
angeordnet ist, eine Vorrichtung zum Einführen eines über diesen Bereich zu scannenden
Dokuments an einem Rand des Gehäuses
und in den Bereich unterhalb des Scanners eingesetzt ist, und gedruckte
Leiterplatten mit elektronischen Steuer- und Signalverarbeitungs-Stromkreisen
sowohl mit der Tastatur als mit dem elektrooptischen Scanner verbunden
und ferner intern oberhalb des Dokumenten-Abtastbereiches und unterhalb der Tastatur
zur Steuerung der elektronischen Daten befestigt sind, die durch
Anschlagen der Tasten der Tastatur erzeugt werden, und die elektronischen
Signaldaten, die durch den optischen Scanner erzeugt werden, gesteuert
werden und solche Daten mit einem externen Rechner kommunizieren,
wobei der Scanner als Modul ausgebildet ist, der mit dem Gehäuse verbindbar und
von dem Gehäuse
lösbar
ist, um kombinierte Tastatur- und Scanner-Funktionen oder nur normale Tastatur-Funktionen
allein auszuführen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
und Konstruktionsmerkmale werden im einzelnen weiter unten erläutert.
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Zeichnungen
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Nachstehend
wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Die
Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Diagramm der integrierten Einrichtung nach der Erfindung,
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2 einen
Längsschnitt
in Seitenansicht, bei der Einzelheiten der Konstruktion dargestellt
sind,
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2A eine
der 2 ähnliche
Ansicht einer vereinfachten mechanischen Vorschubkonstruktion in
einem Maßstab
von etwa 1 : 1 einer aktuellen Standard-Tastatur,
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2B eine
der 2 ähnliche
Teilansicht, die die Modifizierung einer einsetzbaren und lösbaren elektro-optischen
Modul-Kammer darstellt,
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3 eine ähnliche
Ansicht einer Dokumentenvorschub-Kraftübertragung des Scanners,
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3A eine
vereinfachte mechanische Antriebsübertragung,
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4 eine
Darstellung in Aufsicht,
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5 eine
dreidimensionale Explosionsdarstellung, die die verschiedenen Lagen
des Gerätes vor
dem integrieten Zusammenbau zeigt, und
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5A ein
modifiziertes mechanisches Vorschubsystem für die Anordnung nach 5,
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6 eine
Aufsicht auf die Tasten mit speziellen Steuerungen für Faxbetrieb
und andere modifizierte Merkmale der Erfindung,
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7A–7G Flussschaltbilder
zur Durchführung
solcher modifizierter Arbeitsvorgänge,
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8 eine
Seitenansicht ähnlich
der nach 2 einer modifizierten Anordnung,
die für
eine Integrierung eines Flachbett-Scanners innerhalb der Standard-Tastatur in vorliegender
Erfindung geeignet ist,
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9 eine
perspektivische Explosionsdarstellung ähnlich der 5 des
Systems nach 8,
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10 eine
Schnittdarstellung einer Anordnung zur Realisierung des elektromechanischen Systems,
das die Bewegung des elektro-optischen Scannerkopfes im System nach
den 8 und 9 steuert, und
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11 aufeinanderfolgende Positionen des Einführens des
Dokuments unterhalb der Tastatur zum Abtasten bei der Modifikation
nach den 8–10.
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Beschreibung
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung
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Bevor
die bevorzugte Konstruktion nach den 1–3 beschrieben
wird, erscheint es sinnvoll, einen Überblick über die Philosopie und die
Merkmale, die einer derartigen Konstruktion zugrunde liegen, zu
geben, um den Kontext der Erfindung und seine Bedeutung für dieses
Gebiet der Technik zu verstehen.
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Wie
bereits erwähnt,
integriert die Scanner-Tastatur-Station nach der Erfindung die beiden grundsätzlichen
Methoden für
die Datenerfassung: Das Schreiben von Daten unter Verwendung einer Standard-Tastatur
und das Abtasten von Dokumenten unter Verwendung eines Scanners.
Die daraus resultierende integrierte Scanner-Tastatur wird in Form
und in den Dimensionen ähnlich
der Standard-Tastatur ausgeführt,
unterschiedlich von einer herkömmlichen
Tastatur weist die erfindungsgemäße Scanner-Tastatur
jedoch Eigenschaften hoher Güte auf.
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Das
Integrieren des Scanners in die Standard-Tastatur-Konstruktion macht
es möglich,
eine qualitativ hochwertige Abtastung in jeden Personal-Computer
oder jede Arbeitsstation einzuführen, ohne
dass mehr Raum für
zusätzliches
Gerät am Tisch
beansprucht wird. Die mechanische Konstruktion ist so ausgelegt,
dass sie ein exakt arbeitendes Vorschubsystem für den integrierten Scanner
aufnimmt, wodurch eine Abtastung hoher Qualität erreicht wird, ohne dass
gesonderter Raum benötigt wird,
der normalerweise für
einen schlechten Scanner erforderlich ist.
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Dadurch,
dass der Scanner in die Tastatur integriert und nahe am Rechner
angeordnet wird, werden zusätzlich
größere Kostenreduzierungen
und eine Erhöhung
der Leistungsfähigkeit
erreicht. Unter diese Kostenreduzierungs-Überlegungen fallen solche,
die sich aus der Verwendung des Host-Rechners für die Energieeinspeisung und
für das
Display des Abtaststatus und der Betriebsweisen ergibt, nämlich die
Verwendung der Tasten der Tastatur für die Operator-Steuerung des
Scanners, dass eine externe Verpackung für beide Geräte ausreicht, dass der innere
Tastatur-Rahmen verwendet wird, um das mechanische Vorschubsystem
des Scanners zu unterstützen,
und dass die gleiche elektronische Leiterplatte, CPU, Speicher und
Datenverbindung mit dem Computer anteilig durch die Tastatur und
den Scanner zeitanteilig genutzt werden.
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Der
wesentliche Vorteile der Scanner-Tastatur nach der Erfindung ist
jedoch die Möglichkeit,
an jeder Nutzerstation sowohl eingeschriebene Informationen als
auch gescannte Dokumente hoher Qualität einzuführen, wobei nur ein einziges,
gemeinsames und kompaktes Gerät
benötigt
wird.
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Die
grundlegende Scanner-Tastatur-Station gemäß der Erfindung weist die folgenden
Hauptkomponenten auf:
- a) die externe Verkleidung
(mit A und D in 5 dargestellt und weiter unten
näher beschrieben);
- b) die inneren mechanischen Rahmen für die Standard-Tastatur und
den Einbau des Scanners (mit 9, 10 und 11 dargestellt);
- c) das Dokument- oder Papier-Vorschubsystem (mit 3–4–6–7–8–17 gezeigt);
- d) den Dokumenten-Vorschubpfad (gezeigt mit 14–15–16–21);
- e) die elektronische Steuereinheit (mit 12 dargestellt);
und
- f) die Kommunikations-Vorrichtung (mit 12, 25 und 26 dargestellt).
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Die
integrierte Scanner-Tastatur nach der Erfindung ist in 1 mit
H3 bezeichnet, sie ist mit einer Host-Rechner-Haupteinheit H1 verbunden
und besitzt einen Monitor H2, die Haupt-CPU H4, den internen Bus
H5, das Kommunikations-Steuergerät
H6 und den Port H7 zur Scanner-Tastatur H1; das Verbindungskabel
ist mit H8 bezeichnet. Für
den möglichen
Fax-Betrieb, der weiter unten im einzelnen erläutert wird, kann ein Fax-Modem-Steuergerät, wie mit
H9 bezeichnet, vorgesehen sein. Die Verbindung zu dem Telefonnetz
wird, wie gezeigt, durch ein Kabel H11 aus dem Kommunikations-Port
H10 hergestellt.
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In
bezug auf die Scanner-Tastatur-Anordnung nach der Erfindung, die
in Aufsicht und in Längsschnittansicht
der 4, 2 und 2A gezeigt
ist, sind die Tasten 1 der Tastatur so dargestellt, dass
sie auf einem inneren Schaltfeld 1 befestigt sind, das
als der mechanische Träger
innerhalb eines inneren Standard-Tastatur-Rahmens mit Seitenwänden 9, 10 dient,
die die Scanner-Anordnung unterhalb der Tastatur mit dem Dokumenten-Führungspfad 16, 21 unterhalb
der Tastatur, den Dokumenten-Vorschub-Einlass 14, der über der
oberen Kante der Tastatur angeordnet ist und den Dokumenten-Auslass 15,
der über
der unteren Kante angeordnet ist, jeweils in unmittelbarer Nähe des Nutzers
der Tastatur aufnehmen.
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Wie
insbesondere in der Explosionsdarstellung nach 5 gezeigt,
sind vorzugsweise vier Hauptebenen der integrierten Scanner-Tastatur-Konstruktion
nach der Erfindung vorhanden, nämlich
die oberste Scanner-Tastatur-Verkleidungsplatte mit den Tasten,
mit A bezeichnet, ein inneres mechanisches Abstütz- und Dokumenten-Vorschubsystem B,
eine gedruckte Haupt-Schaltungsplatte C für Scanner und Tastatur, und
die Basis oder Boden-Führungsplatte D.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist, wie bereits ausgeführt,
die gesamte Scanner-Tastatur-Außenverkleidung
in Keilform und in einer Größe ähnlich einer
Standard-Tastatur-Verkleidung
dargestellt. Bei dem inneren, gemeinsamen mechanischen Rahmensystem
für die
Tastatur und den Scanner nehmen linke und rechte Seitenstütz-Rahmenwandungen 9 und 10 das
Tastatur-Stützfeld 11 auf,
und zusätzlich
unterhalb und mindestens in teilweiser Erstreckung mit dem Tastatur-Feld
ein exaktes Scanner-Dokument-Vorschubsystem
einschließlich
quer verlaufender angetriebener Vorschubrollen 4, nichtangetriebene
Boden-Leerlaufrollen 17, einen elektronischen Antriebsmotor 3 und
entsprechende Übersetzungsantriebe 8A und 8B sowie
angetriebene Rollen 6A–6C für den integrierten
Scanner, wie weiter unten noch näher beschrieben
wird, wobei eine solche Konstruktion eine Abtastung hoher Qualität gewährleistet.
Die gleiche Konstruktion wird auch zur abstützenden Aufnahme der elektronischen
Leiterplatte 12, 13 mit gedruckten Schaltungen
verwendet. Bei dem modifizierten, mechanischen Antriebssystem nach 5A ist
ein modifiziertes mechanisches Vorschubsystem dargestellt, bei dem
einige der Antriebsräder
nicht erforderlich sind.
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Wie
schematisch in 3 dargestellt, werden die Dokumente
(nicht gezeigt) in den konkav nach abwärts gekrümmten Vorschub-Einlassschlitz 14 oberhalb
der oberen Kante der Tastatur nach abwärts in den ebenen Dokumenten-Führungspfad
eingeführt,
der durch die obere Platte 21 und das untere äußere Feld 16 begrenzt
ist, und von dort horizontal unter die und gleichweit mit dem Bereich
der Tastatur zwischen den oberen Rollen 6B, 6C und 6A,
die von dem Rahmen aufgenommen werden, und Boden-Leerlaufrollen 17 geführt, die
von dem äußeren Bodenfeld 16 abgestützt werden.
Von dort treten die Dokumente an dem leicht ansteigenden Auslass 15 aus,
wobei die äußerste rechte
Antriebsrolle 6A und die Leerlaufrolle 17 den
Austritt oder die Abgabe des abgetasteten Dokuments an den Benutzer
am Ausgabeschlitz 15 erleichtern.
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Während das
Dokument in dieser Weise weiter bewegt wird, passiert es den optischen
Scannerkopf 5 mit seiner Lampe 19 und den Sensoren 20, wie
in 2 dargestellt, der in herkömmlicher Weise die abgetasteten
Bilddaten in elektrische Signale umwandelt. Ein für diesen
Zweck geeigneter Scannerkopf kann beispielsweise in den vorbeschriebenen Scanner-Geräten eingesetzt
werden.
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Die
elektronische Leiterplatte 12, 13 ist über der
oberen Abdeckplatte 24 des Dokument-Führungspfades angeordnet, seine
Stromkreise steuern jedoch in an sich bekannter Weise alle Tastatur-
und Scanner-Vorgänge.
Das Scannen, das Händeln
von durch Tasten angeschlagene Daten und die Übertragung an den Host-Rechner
werden durch die innere Leiterplatte 12 mit eigenem CPU-Speicher
gesteuert. Die gleiche Leiterplatte wird verwendet zur Festlegung
des herkömmlichen
Tastatur-Tasten-Abschnittes 13.
Die Indikatoren 2, die an der Tastatur angeordnet sind,
wie in den
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1 und 2 dargestellt,
z. B. herkömmliche
LED-Vorrichtungen, zeigen den Status sowohl der Tastatur als auch
des Scanners an. Die Scanner-Tastatur kann, wie vorstehend erwähnt, die
Energiequelle des Host-Rechners mit verwenden. Somit weisen die
inneren mechanischen Rahmen für
die Tastatur und den Scanner die linken und rechten Stützrahmen 9 und 10 auf,
die auf dem Standard-Tastatur-Stützfeld 11 befestigt
sind, wobei die beiden Rahmen, die zur abstützenden Aufnahme eines exakten
Vorschubsystems verwendet werden, eine Abtastung hoher Qualität ergeben.
Die gleiche Struktur wird auch verwendet, um die Tasten der Tastatur
und die elektronischen gedruckten Schaltungen 12, 13 aufzunehmen.
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Der
Elektromotor 3 nimmt ein erstes Übertragungssystem aus Kegelrädern und
den vorerwähnen Antriebsritzeln 8 und 8c auf,
wie die 3 und 5 zeigen.
Dieses System überträgt Energie
von dem Motor zu den angetriebenen Rollen 6B und 6C.
Ein zweites Antriebssystem ist mit 7A vorgesehen, um Energie
von der angetriebenen Rolle 6B auf die angetriebene Rolle 6A zu übertragen.
Ein drittes Übertragungssystem 7C, 7D, 7E überträgt Energie
von den Rollen 6C auf die Rollen 6D, 6E und 6F,
die seitlich an einer Seite der Einrichtung angeordnet sind. Bei
der Modifikation nach 3A ist das mechanische System
vereinfacht und ein Steuer-Antriebsriemen 7 wird verwendet,
um Energie von dem motorgetriebenen Rad 8 auf die angetriebenen
Rollen-Räder 8A,
die mit 6A verbunden sind, sowie 8B übertragen
werden. Bei dieser Vereinfachung sind die Elemente 6C–6F und 7C–7E nach 3 in
Wegfall gekommen. Bei der Modifizierung der 5A sind
in ähnlicher
Weise einige der Antriebsräder
weggelassen, wobei 6A und 6B die vorderen und
hinteren angetriebenen Rollen darstellen. Der Führungspfad für das Papier
oder Dokument, der durch eine obere Führungs-Abdeckplatte 24 und
eine untere äußere Oberfläche 16 definiert
ist, die die nicht angetriebenen bzw. Leerlaufrollen 17 festlegen,
ergibt einen stoßfreien,
weichen Papiervorschub.
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Eine
Datenverbindung mit dem Host-Rechner H1 entweder über parallel
oder in Serie geschalteten Schnittstellen-Ports, die mit der Tastatur
erstellte maschinegeschriebene Daten und/oder von Dokumenten abgetastete
Daten liefern, ist schematisch am Steuerschaltkreis 22 und
am Connector 26 gezeigt.
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Die
Dokument-Führungs-Bodenplatte
ist bei 18 gelenkig verbunden, so dass ein Öffnen zur Durchführung z.
B. einer Wartung und für
andere Zwecke möglich
ist.
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Während des
Betriebes der integrierten Station nach der Erfindung gibt der Benutzer
Daten an der Tastatur zunächst
ein, als ob diese Tastatur eine reguläre Tastatur wäre. Der
Benutzer startet den Abtastvorgang entweder durch einen Abtastbefehl
vom Host-Rechner
(Hilfsbetrieb) oder einfach dadurch, dass ein Dokument in den Scanner-Vorschubschlitz 14 (Master-Betrieb)
eingeführt
wird. Sobald das Dokument abgetastet worden ist, verlässt es den
Ausgabeschlitz 15 und kann vom Benutzer entnommen werden.
Die Einstellung von Abtast-Parametern kann off-line unter Verwendung
der Tasten der Tastatur oder aber on-line von dem Host-Rechnersystem
H1 aus bei einem Anwendungs-Befehl durchgeführt werden.
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In
Zusammenhang mit der Kommunikation mit dem Host-Rechner ist dieser,
wie schematisch dargestellt, mit einer speziellen Treiber-Software/Hardware-Schnittstelle
ausgerüstet,
damit eine Kommunikation mit der Abtast-Tastatur erfolgen kann.
Dieser Treiber ermöglicht,
dass die regulären Funktionen
der Tastatur und die beiden vorerwähnten Betriebsarten des Scanner-Betriebes
ausgeführt werden:
- a) Master-Betrieb – Der Scanner beginnt mit der Abtastung
automatisch, leitet das Kommunikations-Protokoll mit dem Host-Rechner
ein und der Host nimmt die abgetasteten Daten in ein „Spulen"-Verzeichnis auf,
wo sie für
die Verwendung gespeichert werden, damit sie wieder aufgefunden
werden können,
und
- b) Hilfs-Betrieb – Der
Host-Rechner leitet den Abtastvorgang unter Verwendung eines System-Befehls
(SCAN [optionale Parameter] Dateiname) oder spezieller Anwendung-Rechner.
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Ein
Beispiel für
die mit der Erfindung erzielbare vorteilhafte Betriebsweise besteht
in der Verschlüsselung
von medizinischen Patienten-Aufzeichnungen im Anschluss an das Abtasten
der Diagnose des Arztes und Testresultaten des Labors. Ein weiteres
Beispiel ist ein Dokument, das mit Post empfangen wird und das im
Rechnerspeicher zusammen mit dem abgetasteten Bild aufbewahrt werden
kann, anstatt dass ein Papiersystem verwendet wird.
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Vorliegende
Erfindung kann auch einen wesentlichen Einfluss auf den Bürobetrieb
nehmen, bei dem mit Kopiergeräten
gearbeitet wird. Heutzutage sind solche Geräte aufgrund der hohen Kosten
und des großen
Raumbedarfs büroanteilige
Resourcen. Mit der integrierten Einrichtung nach vorliegender Erfindung
ist eine solche Gerätschaft
häufig überflüssig und
kann entfallen und kann durch eine integrierte Scanner-Tastatur
in Verbindung mit einem Personal-Computer oder einer anderen Arbeitsstation
ersetzt werden. Kopiergeräte
werden ferner oft zum Duplizieren von Dokumenten für die Verteilung
oder die Ablage verwendet. Dies kann durch eine Scanner-Tastatur
gemäß der Erfindung
ersetzt werden, wobei ein PC oder ein anderer Host das Büro oder ein
externes Netzwerk zur Verteilung von Informationen verwendet und
einen Laserdrucker zur Erstellung von Hartkopien benutzt.
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Das
Facsimile von Fax-Geräten
kann durch den Einsatz eines Rechners H1, der mit einer internen
Fax-Modemplatte H9, 1, und einem integrierten Personal-Scanner
gemäß der Erfindung
ersetzt werden. Geeignete Fax-Platten können durch folgende Komponenten
ersetzt werden, deren Bezeichnungen teilweise eingetragene Marken
darstellen:
Intel 7782 StatiFAXion; The Complete PC Inc. Communicator
5228; Cardinal NM0510 NM0770; Hayes JT Fax 9600B Int.; PowerUser
Sendfax 24/48, 24/96; ATI 2400ETC internal; Zoom 9624 Send/receive
Int. Fax modem; AFTECH Datafax 2400modem/9600FAX. Diese Konfiguration
hat entscheidende Vorteile gegenüber
regulären
Fax-Geräten:
Sicherheit – Das empfangene
Fax auf dem Rechner kann gegen unerwünschtes Lesen durch reguläre Sicherheits-Tools,
z. B. Passwort, Magnetkarte, usw. geschützt werden.
Qualität – Für beide
Betriebsarten Empfangen und Übertragen
können
zusätzliche
preiswerte Software-Tools verwendet werden, um die Bilder zu verbessern.
Der Bürodrucker
kann verwendet werden, um Hartkopie-Ausdrucke zu liefern.
Kosten – Die zusätzlich erforderlich
Fax/Modem-Platte, die die Gerätschaft
nach der Erfindung verwendet, ist wesentlich preiswerter als die
Kosten für
eine Fax-Gerät.
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In
dem vorbeschriebenen System ist der Scanner integral innerhalb des
Standard-Tastatur-Rahmens
eingebaut. Während
die Tastatur-Leistung sich über
die Lebensdauer des Rechners nicht verändert, können die Abtast-Anforderungen
sich mit der Zeit entwickeln und sich sogar bei der täglichen Arbeit
in Verbindung mit unterschiedlichen Anwendungen dramatisch ändern (Text-Abtasten,
OCR-Anwendungen, Farbbildverarbeitung mit hoher Auflösung, usw.).
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Es
kann somit bei manschen Anwendungsfällen erwünscht sein, die Flexibilität und Option
zur Verfügung
zu haben, um ein Abtast-Modul der Standard-Tastatur-Konstruktion hinzuzufügen oder
von ihr in umwandelbarer Weise zu entfernen.
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Der
elektro-optische Konverter 20 des Scanners, die Lichtquelle 19,
die Optik 21 (wahlweise mit dem Motor) können somit
als eine lösbare
Einheit 22 organisiert sein, wie in 2A gezeigt.
Der Benutzer kann dann eine Einheit betreiben, ohne dass er das lösbare Scanner-Modul
zur Verwendung als eine reguläre
Tastatur einsetzt und zu einem späteren Zeitpunkt, falls erforderlich,
die lösbare
Abtasteinheit hinzufügt
und mit den Abtast-Eigenschaften ausstattet, wie in 2B.
Bei einer Büro-Umgebung
lässt sich eine
größere Kosteneinsparung
dadurch erzielen, dass die Abtasteinheit zeitanteilig mit verschiedenen solchen
Tastaturen betrieben wird.
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Die
vorbeschriebene Trennung hat einen entscheidenden Vorteil. Da die
Tastatur mit einem Abtast-Modul, das für gegebene Funktionen erforderlich
ist, aufgerüstet
werden kann, können
verschiedene lösbare
Abtast-Einheiten mit unterschiedlicher Auflösung, Farbe oder Schwarz-Weiß-Eigenschaften vorgesehen
werden. Im Büro-Betrieb
können
dann verschiedene lösbare
Einheiten zeitanteilig durch eine Anzahl von Tastatur-Systemen auf gleiche
Weise betrieben werden, wie bei früheren Schreibmaschinen Druckköpfe für mehrsprachigen
Betrieb und Mehrfach-Schriftarten ausgewechselt werden konnten.
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In
den 2A und 2B ist
die Lichtquelle des elektro-optischen Moduls mit 19 bezeichnet
und der elektro-optische Konverter (z. B. eine lineare CCD-Einrichtung)
des elektro-optischen Moduls mit 20 gezeigt. Die Optik
des elektro-optischen Moduls ist mit 21 bezeichnet und
das lösbare
oder feste elektro-optische Modul 22 ist mit der elektro-optischen Modul-Kammer 23 und
der Abdeckung 24 dargestellt. In 2B ist
das elektro-optische Modul von seiner Kammer entfernt gezeigt.
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Wie
vorstehend erörtert,
werden Tastaturen und Scanner als Eingabevorrichtungen für Rechner-Software-Anwendungen
benutzt. Sie arbeiten als solche in einem „Hilfs"-Betrieb.
Der Benutzer kann wählen,
einen Scanner für
die Dateneingabe dadurch zu benutzen, dass ein Abtastvorgang aus
einem Menü ausgewählt oder
ein spezieller Befehl geschrieben wird. Die Anwendung richtet den
Scanner in einen Scan-Betrieb ein und der Benutzer führt das Papier
in den Papier-Vorschub-Schlitz ein. Ein Sensor detektiert das Dokument,
tastet es ab und sendet die Daten in den Rechner zurück. Die
Anwendung schaltet den Scanner zurück in den Leerlauf-Zustand.
Dies ist der übliche
Weg, auf dem eine Scanner-Tastatur und andere I/O-Hilfsvorrichtungen
mit dem Rechner zusammenarbeiten.
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Der
Hauptnachteil des „Hilfs"-Betriebs besteht
jedoch darin, dass der Benutzer wissen muss, wie er mit dem Rechner
und seinen Software-Anwendungen umgehen muss. Es gibt Fälle, in
denen ein Benutzer nicht mit Rechnern vertraut ist, aber im Alltagsbetrieb eine
Fax- oder Kopiermaschine ohne weiteres bedienen kann; diese Geräte sind
funktionell im Rechner vorhanden, stehen jedoch für solche Anwender
nicht zur Verfügung.
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Nach
einer anderen Erweiterung vorliegender Erfindung lässt sich
der Arbeitsvorgang im vorbeschriebenen „Master-Betrieb" durchführen. Bei
dieser Betriebsweise ist die Master-Vorrichtung der Tastatur-Scanner
nach der Erfindung, und der Rechner wird als Hilfs-Ausgabevorrichtung
für die
Display-Kommunikation und das Ausdrucken verwendet. Wenn im „Master"-Betrieb gearbeitet
wird, kann die Tastatur-Scanner-Vorrichtung
in Form von drei vollständig
verschiedenen Vorrichtungen arbeiten. Sie dient dem Rechner als
eine reguläre
Tastatur; wenn der Benutzer ein Dokument in den Dokumenten-Vorschubschlitz 14 einsetzt,
tastet ein Sensor 4, 4a das Dokument ab und wandelt
den Betrieb der Vorrichtung von einer regulären Tastatur (Hilfs-Eingabevorrichtung)
in ein unabhängiges
Fax- oder Kopiergerät
um, bei dem der Tastatur-Scanner die Master-Vorrichtung ist und
der Rechner (in transparenter Weise für den Benutzer) als eine Hilfs-Ausgabevorrichtung
verwendet wird.
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Diese
Betriebsweise ist in den Fluss-Diagrammen nach den 7A–7F dargestellt,
wobei die zusätzlichen
Tasten-Steuerungen der 6 verwendet werden und die Tastatur
in ihrem „Hilfs"-Betrieb arbeiten
kann, wie in den 7A und 7B gezeigt.
Der Benutzer führt
ein Dokument in den Scanner-Eingabe-Schlitz 14 ein. Das
eingeführte Dokument
bewegt den mechanischen Arm 4A des Dokumenten-Sensors 4.
Der Sensor setzt das Kennzeichen „MASTER ON", wodurch bewirkt wird, dass der Tastatur-Betrieb
auf „Fax/Kopie"-Gerät „MASTER"-Betrieb, 7B schaltet,
und beginnt ein Kommunikations-Protokoll mit dem Host-Rechner, um den
Tastatur-Treiber in den „Tastatur-Master"-Betrieb zu schalten.
Bei dieser Betriebsart schalten die speziellen Tastatur-Funktionstasten
automatisch auf „Fax/Kopie"-Geräte-Funktionen, 6 um,
wobei vorbestimmte Funktionen, z. B. Fax senden, Kopie starten,
schnell wählen,
usw. ausgeführt
werden – die Arbeitsvorgänge, die
bei jedem Fax – oder
Kopier-Gerät vorhanden
sind.
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Für den Betrieb „Fax-Gerät" kann der Benutzer
eine Zahl wählen
oder eine der Selbstwähl-Zahlenfunktions-Tasten
drücken
und dann die Taste „Fax senden" wählen. Der
Tastatur-Scanner leitet ein Protokoll mit dem Rechner ein, das den
Fax-Übertragungs-Treiber
dahingehend aktiviert, dass das Fax gesendet wird. Er kann auch
das Rechner-Display verwenden, um die gewählte Zahl, die übertragene Fax-Status-Information und Betriebs-Instruktionen darzustellen,
wie die 7C, 7D, 7E, 7F zeigen.
Für Vorgänge „Kopier-Gerät"-Vorgänge drückt der
Benutzer einfach die „Start"-Funktionstaste und
der Tastatur-Scanner beginnt ein Protokoll mit dem Rechner, um eine
spezielle Anwendung zu aktivieren, die die abgetasteten Daten von
dem Scanner aufnimmt und sie auf dem Drucker ausdruckt, 7C, 7D, 7G.
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Der
Master-Betrieb ermöglicht
ferner, dass ungeschulte Menschen leicht den Computer bedienen können, der
mit Fax- oder Kopier-Geräten
vertraut ist.