DE3307336A1

DE3307336A1 - Opto-electrical keyboard

Info

Publication number: DE3307336A1
Application number: DE19833307336
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl.-Ing. 4790 Paderborn Heumann; Werner Dipl.-Ing. John; Gerd Dr.-Ing. 1000 Berlin Mrozynski; Jens Dr. Weber
Original assignee: Krone GmbH
Current assignee: HEUMANN, MARTIN, DIPL.-ING., 2863 RITTERHUDE, DE J
Priority date: 1983-03-02
Filing date: 1983-03-02
Publication date: 1984-09-13
Also published as: DE3307336C2

Abstract

In this keyboard, the respective light paths are deflected by operating the key (1) in that a reflecting plane (3) standing at 45 DEG and arranged at the key shaft (1a) is introduced into the light beam (5) emitted by a pulsed light source (L) and conducts the light beam (5) to a detector (D) which, when the key (1) is not operated, is held in the passive state since the light beam (5) leaves the key panel unreflected through the holes (1b and 1c) arranged in the key shaft (1a) in this state. <IMAGE>

Description

Opto-elektrische Tastatur.Opto-electric keyboard.

Die Erfindung betrifft eine opto-elektrische Tastatur, insbesondere für den Fernmeldebereich nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to an opto-electric keyboard, in particular for the telecommunications sector according to the preamble of claim 1.

Bisher sind zwei Tastaturformen im wesentlichen bekannt geworden: a) Kontakttastatur: mit dem Nachteil endlicher Lebensdauer - abhängig von der Kontaktlebensdauer - einem altersabhängigen tibergangswiderstand der Kontakte und den erheblichen Kosten für das Kontaktmaterial und b) Widerstandsmatten bei denen durch Koordinatenmessung des Widerstandes der Betätigungspunkt der Tastatur ermittelt wird.So far, two types of keyboard have essentially become known: a) Contact keyboard: with the disadvantage of finite service life - depending on the contact service life - an age-dependent transition resistance of the contacts and the considerable costs for the contact material and b) resistance mats for those by coordinate measurement the resistance of the actuation point of the keyboard is determined.

Es besteht daher die Notwendigkeit, eine Tastatur zu entwickeln, die folgende Anforderungen erfüllt: a) verschleißfreie Kontaktgabe (möglichst durch berührungslose Kontakte), b) eindeutige Funktionsgabe, d.h. die Doppelbetätigung 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 O), e) Ausgabe eines mikroprozessor-kompatiblen Signals (Zeilen/ Spaltendecodierung).There is therefore a need to develop a keyboard that fulfills the following requirements: a) wear-free contact (if possible through non-contact contacts), b) clear function, i.e. double actuation of keys must lead to unambiguous statements, c) ease of manufacture from if possible few different parts (plastic) with correspondingly low precision requirements, d) the lowest possible power consumption (desired value O), e) output of a microprocessor-compatible Signals (row / column decoding).

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.These requirements are expediently met by a keyboard, in which matrix-shaped light paths are interrupted by pressing a key. In this way, the key actuation can be decoded according to rows and columns (one-of-n decoding for rows and columns). The multiple actuation of keys at the same time leads to invalid electrical signals.

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 Hell zustand einen ungleich höheren Strom verbrauchen als im Dunkelzustand (Dunkelstrom). Die Popularität dieser Anordnung ist aus diesem Grunde bisher auch nicht sonderlich hoch.The disadvantage of this arrangement is that the optical paths, i.e. all transmitters and all receivers must be in operation. Included a further complicating factor is that the receiver in the bright state is a disproportionately higher one Consume electricity than in the dark state (dark current). The popularity of this arrangement is for this reason not particularly high so far.

Bisher sind zwei Veröffentlichungen bekannt geworden, 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) 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.So far, two publications have become known that the direct Use radiation between transmitter and receiver, i.e. use active optical paths, interrupted by keys. The light paths are in the form of a matrix in two Levels (IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 23 No 11 of April 1981) or in several levels in DE-PS 12 60 550 arranged. Both publications have Devices that reduce the power consumption on the active optical paths.

Die IBM Technical Disclosure Bulletin Veröffentlichung benutzt Scan-Verfahren, nach den Zeilen und Spalten sequentiell abgefragt werden (Pulsbetrieb), so daß nur ein optischer Empfänger erforderlich wird.The IBM Technical Disclosure Bulletin publication uses scanning techniques to after the rows and columns are queried sequentially (pulse operation), so that only an optical receiver is required.

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.DE-PS 12 60 550 uses light storage elements (fluorescent Plates) that are charged by a light source in a pulse train; only in In the active operating state, the light source is switched on continuously.

Eine Sensorik sorgt für eine hinreichende Füllung der Lichtspeicher.A sensor system ensures that the light storage is adequately filled.

Beide Verfahren verfügen daher über eine relativ aufwendige Zusatztechnik, um Energie zu sparen.Both methods therefore have a relatively complex additional technology, to save energy.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zu entwickeln, die die oben erwähnten Nachteile, insbesondere einen hohen Stromverbrauch vermeidet.The invention is therefore based on the object of providing an arrangement develop the disadvantages mentioned above, especially high power consumption avoids.

Die sich aus der Erfindung ergebenen Vorteile sind in der Figurenbeschreibung näher beschrieben.The advantages resulting from the invention are shown in the description of the figures described in more detail.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht in den kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruches 1.The solution to this problem consists in the characteristic measures of claim 1.

Vorteilhafte weitere Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous further refinements are characterized in the subclaims.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt.An exemplary embodiment is shown in the drawings.

Es zeigen: Fig.l eine Taste des Tastenwahlblockes, bei dem die Lichtwege auf einer Ebene liegen und unterschiedliche Lichtfarben besitzen, Fig.la die Taste nach der Betätigung, Fig. lb eine Draufsicht, wobei der Tastenschaft keine Bohrungen aufweist und lichtdurchlässig ist im unbetätigten Zustand der Taste, Fig.lc gleiche Ansicht wie in Fig.lb mit betätigter Taste, Fig.2 die Spaltendecodierung, Fig.3 die Zeilendecodierung, Fig.4 die Lichtverteilung mit einer Multiwege-Anordnung und Fig.5 die Lichtverteilung mit einer Filteranordnung.They show: Fig.l a key of the keypad in which the light paths lie on one level and have different light colors, Fig.la the button after actuation, Fig. Lb a plan view, wherein the key shaft no holes has and is translucent in the unactuated state of the button, Fig.lc the same View as in Fig.lb with the key pressed, Fig.2 the column decoding, Fig.3 the line decoding, FIG. 4 the light distribution with a multi-way arrangement and 5 shows the light distribution with a filter arrangement.

Wie die Fig.l zeigt, wird der von einer gepulsten Lichtquelle L ausgehende Lichtstrom 5 durch eine matrixförmige Tastaturanordnung geleitet und verläßt unreflektiert das Tastenfeld, d.h. der Lichtweg findet im Ruhezustand keine Detektoren D vor . Der Tastenschaft la weist hierzu zwei sich kreuzende Bohrungen lb, lc auf.As Fig.l shows, the starting from a pulsed light source L is Luminous flux 5 passed through a matrix-shaped keyboard arrangement and leaves unreflected the keypad, i.e. the light path does not find any detectors D in the idle state. For this purpose, the key shaft la has two intersecting bores lb, lc.

Nach Betätigung der Taste 1 wird - wie die Fig. la zeigt -in den Lichtweg eine unter 450 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 Hell strom 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 Dunkel strom betrieben wird. Nur während des Betriebsfalls und während des Lichtpulses wird ein Hell strom benötigt, so daß eine erhebliche Energieeinsparung gegenüber bisher bekannten Anordnungen möglich ist.After pressing button 1 - as Fig. La shows - in the light path a level 3 reflecting at 450 to the light path is lowered so that the light beam 5 of the pulsed light source L is directed onto a detector D. This detector D thus goes from the previous dark current to the light current during the pulse phases the pulsed light source L over. This has the advantage that the recipient, which belongs to a light path, during the whole rest pause with the very little one Dark electricity is operated. Only during operation and during the light pulse a Hellstrom is required, so that a significant energy saving compared to previously known arrangements is possible.

Eine weitere Lösung ist in den Figuren lb und lc dargestellt. Hier ist der Tastenschaft la lichtdurchlässig, dafür fehlen die in Fig.l dargestellten Bohrungen lb, lc.Another solution is shown in Figures lb and lc. here If the key shaft la is translucent, the ones shown in Fig.l are missing Holes lb, lc.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich, wenn der Durchmesser des Tastenschaftes la auf den Durchmesser der Bohrungen lb, lc reduziert wird und die Lichtwege zwischen Lichtquelle L und Detektor D in Festkörpern verlaufen (optische Faser), da dann der Tastenschaft la als Sammellinse wirkt und das aus der Zubringerfaser austretende Licht in die Abnehmerfaser focusiert - wie Fig. lb zeigt - Damit werden die Verluste der optischen Leistung sehr klein.Another advantage arises when the diameter of the key shaft la is reduced to the diameter of the holes lb, lc and the light paths between Light source L and detector D run in solids (optical fiber), since then the key shaft la acts as a converging lens and that from the feeder fiber exiting Light focused in the pick-up fiber - as Fig. Lb shows - so that the losses the optical performance is very small.

Die reflektierende Ebene 3 wird bei dieser Lösungsmöglichkeit als Anschliff 3a ausgebildet, der bei Tastenbetätigung - wie die Fig.lc zeigt - wie eine reflektierende Fläche wirkt.The reflective level 3 is in this possible solution as Grind 3a formed, which when the key is pressed - as Fig.lc shows - how a reflective surface acts.

Die Fig.2 zeigt die Spaltendecodierung in einer Zweiebenen-Matrix, die Fig. 3 zeigt die dazugehörige Zeilendecodierung mit den gepulsten Lichtquellen L und den Dektoren D.Figure 2 shows the column decoding in a two-level matrix, FIG. 3 shows the associated line decoding with the pulsed light sources L and the Dectors 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 Lichtquelle L'wird - wie die Fig. 4 zeigt - durch optische Leiter 6 an die Stelle der gepulsten Lichtquellen L gebracht.Another advantage of the invention is the arrangement of only one Light source L 'can be seen, which replaces the multitude of pulsed light sources L. The light from the light source L 'is - as FIG. 4 shows - through optical guides 6 brought in the place of the pulsed light sources L.

Die Fig.5 zeigt die Lichtverteilung von der Lichtquelle L' zu den gepulsten Lichtquellen L mit einer Filteranordnung. Im optischen Leiter 6 wird das Licht an den Schnittflächen 7 umgelenkt.5 shows the light distribution from the light source L 'to the pulsed light sources L with a filter arrangement. In the optical conductor 6 this is Light deflected at the cut surfaces 7.

Bei gleichzeitiger Betätigung mehrerer Tasten entsteht ein von der "eins-aus-n-Decodierung" abweichendes Signal für die Zeilen und Spalten, das elektrisch als ungültig bewertet wird.When several buttons are pressed at the same time, one of the "one-out-of-n decoding" different signal for the rows and columns, which is electrical is evaluated as invalid.

- Leerseite- Bezugszeichenliste 1 Taste la Tastenschaft lb,lc Bohrung 3 450 Ebene 3a Anschliff 4 Verteiler 5 Lichtstrahl 6 optischer Leiter L,L' gepulste Lichtquellen D Detektor- blank page- LIST OF REFERENCE NUMERALS 1 key la key shaft lb, lc bore 3 450 level 3a polished section 4 distributor 5 light beam 6 optical conductor L, L 'pulsed light sources D detector

Claims

Claims Opto-electric keyboard in which the respective light path is established between transmitter and receiver by pressing a button, thereby characterized in that after pressing the key (1) a on the key shaft (la) arranged, below 450 reflecting plane (3) in that of a pulsed light source (L) emitted light beam (5) is introduced and this to a detector (D) conducts, if the button (1) is not pressed, because the light beam (5) in this State unreflected the keypad by the arranged in the key shaft (la) Bores (lb or lc) leaves, is kept in a passive state.

2.

Opto-electric keyboard according to Claim 1, characterized in that that in the key shaft (la) two intersecting holes (lb, lc) are arranged.

3.

Opto-electric keyboard according to Claim 1, characterized in that that the light paths lie on two levels and have the same light color.

4th

Opto-electric keyboard according to Claim 1, characterized in that that the light paths are on one level and have different light colors.

5.

Opto-electric keyboard according to Claims 1 to 4, characterized in that that a pulsed light source (L ') via optical conductors (6) and a distributor (4) the light is distributed to a plurality of pulsed light sources (L).

6th

Opto-electric keyboard according to Claim 1, characterized in that that the light from the pulsed light source (L ') at the cut surfaces (7) of the optical Head (6) is directed to the pulsed light sources (L).

7th

Opto-electric keyboard according to Claim 1, characterized in that that instead of the holes (lb, lc) of the key shaft (la) is translucent and the reflective plane (3) is designed as a bevel (3a).