DE4137115A1

DE4137115A1 - Keyboard unit in mouse format - has roller ball on underside, four finger keys depressible in four directions for entering code selection, and thumb key to confirm selection

Info

Publication number: DE4137115A1
Application number: DE19914137115
Authority: DE
Inventors: Dieter Dipl Ing Fleischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-11-12
Filing date: 1991-11-12
Publication date: 1993-05-13

Abstract

The keyboard unit is constructed in the form of a `mouse' that has a roller ball to locate a specific cursor point of a VDU screen. The keyboard function is provided by 4 adjacent keys (3) that are individually operable in any one of four directions, to generate 256 different codes to select characters. Phototransistors assigned to each key provide a means of generating signals and circuitry is mounted on a board. A single key (2) is operated by the thumb to activate the selection. USE/ADVANTAGE - E.g. for work stations adapted to suit handicapped persons. Large number of characters selected via only one hand, reduces strain on muscles used for typing.

Description

Die Erfindung befaßt sich mit Tastaturen, wie sie von Schreibmaschinen und Datenein gabegeräten bekannt sind. Bei diesen Geräten sind den Fingern Tasten mit nur einer Betäti gungsrichtung, gewöhnlich ab-auf, als Betäti gungselemente zugeordnet. Nachteile dieser Tastaturen mit nur einer Betätigungsrichtung der Tasten sind erstens die sich aus der Viel zahl erforderlicher Zeichen ergebende Viel zahl von Tasten mit der Notwendigkeit einer beidhändigen Arbeit, zweitens die relativ weiträumige Bewegung der Finger und zusätzlich des Unterarmes auf einer großen Fläche, drittens das sich daraus ergebende Fehlen einer Möglichkeit, die Hand während der Arbeit wirksam abzustützen. Schließlich ergeben sich viertens aus dem Zwang zum beidhändigen Arbeiten noch viel weitere Griffwege zu der heute an Textverarbeitungs- Systemen häufig benutzten Maus, einer Vor richtung zur Registrierung von Verschiebun gen auf der Unterlage. Bei Betätigung der Maus muß die Hand die Tastatur ganz verlas sen und nach der Rückkehr auf der Tastatur wieder positioniert werden.The invention is concerned with keyboards, like typewriters and data are known. With these devices are buttons with only one push on the fingers direction, usually down-up, as actuation assigned elements. Disadvantages of this Keyboards with only one direction of actuation First of all, the keys are made up of a lot The number of characters required is much number of buttons with the need for one ambidextrous, second, the relative long-range movement of the fingers and in addition of the forearm on a large one Area, third, the resulting Lack of a way to hand out during support the work effectively. In the end fourth arise from the compulsion to two-handed work much more Access routes to today's word processing Systems frequently used mouse, a pre Direction to register displacement on the pad. When pressing the The mouse must read the keyboard completely sen and after returning on the keyboard be positioned again.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Wege einzusparen. Erfindungsgemäß erfolgt dies durch eine Tastatur mit Tasten, die sich in nicht nur einer Richtung betätigen lassen. Schon beim Einsatz von Zweirich tungs-Tasten, die sich zum üblichen ab-auf auch zurück-vor betätigen lassen, werden mit nur vier Fingern zu je vier Positionen 4⁴ = 256 Zeichen beherrscht und jeder der vier Finger kann dann ständig auf seiner Taste lie genbleiben. Eine aus nur vier Tasten beste hende Tastatur kann aber dann auch sehr klein gehalten und schließlich auf die Maus aufgesetzt werden, wie es der Unteranspruch beschreibt.The invention has for its object to save these ways. According to the invention, this is done by a keyboard with keys that can be operated in more than one direction. Even when using two-way buttons, which can also be operated from the usual down-up to back-forward, 4 ⁴ = 256 characters are mastered with just four fingers, each with four positions, and each of the four fingers can then be constantly on its key stay the same. A keyboard consisting of only four keys can then also be kept very small and finally placed on the mouse, as described in the subclaim.

Vorteile der Erfindung sind erstens der Wegfall der Notwendigkeit beidhändiger Arbeit und zweitens die Reduzierung sowohl der statischen als auch der dynamischen Mus kelbelastungen. Sowohl die vollständige Frei setzung einer Hand als auch die Belastungs reduzierung schaffen günstige Voraussetzun gen für den Einsatz an Behindertenarbeits plätzen. Wegen der bequemen Handhabung bietet diese Tastatur schließlich bei allen professionellen Textverarbeitungs-Systemen Vorteile. Wegen des fast vollständigen Weg falls aller großräumigen Bewegungen erhöht sich die Schreibgeschwindigkeit.Advantages of the invention are first of all Elimination of the need for ambidextrous Work and secondly the reduction both the static as well as the dynamic mus stress. Both the complete free placing a hand as well as the stress Reduction creates favorable conditions conditions for use on work for the disabled places. Because of the easy handling finally offers this keyboard for everyone professional word processing systems Advantages. Because of the almost complete way if all large-scale movements increased the writing speed.

Mindestens ebenso wichtig sind gesund heitliche Wirkungen. Die Notwendigkeit einer bestimmten Körperhaltung für die Erreichung aller Tasten einer Tastatur verleitete bisher zu Haltungsfehlern mit der Gefahr orthopädi scher Schäden. Dieses Problem wird beseitigt, weil sich eine Maus mit Tastatur praktisch aus jeder Haltung bedienen läßt. Healthy are at least as important effects. The need for one certain posture for achieving of all the keys on a keyboard so far enticed Postural errors with the danger of orthopedics damage. This problem is solved because a mouse with a keyboard is practical let every posture serve.

Die technische Ausführung bereitet keine größeren Probleme, die von vorhandenen Tasten bekannten mechanischen, induktiven, kapazitiven und anderen Techniken können modifiziert übernommen werden. Die Modi fikation besteht darin, daß die Taste in jeder Bewegungsrichtung drei statt bisher zwei ver schiedene Schaltzustände signalisieren muß: Erstens die Ruhelage, zweitens die gedrückte Lage und drittens den Übergangszustand zwi schen den beiden ersten Zuständen. Während also Tasten herkömmlicher Tastaturen im Allgemeinen Schließer sind, sind die erfin dungsgemäßen Tasten doppelte Wechsler. Bild 1 zeigt eine Ansicht von oben auf ein Ausführungsbeispiel, Bild 2 die Seitenansicht bei aufgeschnittenem Gehäuse 5 in einer Aus führung mit Optoelektronik und Bild 3 eine einzelne Taste ohne Gehäuse in Ausführung mit herkömmlicher mechanischer Kontakt technik.The technical design does not cause any major problems, the mechanical, inductive, capacitive and other techniques known from existing keys can be adopted in a modified manner. The modification is that the key must signal three instead of two different switching states in each direction of movement: first, the rest position, second, the depressed position, and third, the transition state between the first two states. So while keys of conventional keyboards are generally normally open, the keys according to the invention are double changers. Figure 1 shows a view from above of an exemplary embodiment, Figure 2 shows the side view with the housing 5 cut open in a version with optoelectronics, and Figure 3 shows a single button without a housing in the version with conventional mechanical contact technology.

Während bei Bild 1 der Handteller auf dem verstellbaren Sattel 1 und der Daumen in der Mulde 2 ruhen, liegen die anderen vier Finger auf den Tasten 3. Die Mulde 2 ist als Schiebeschalter ausgebildet, um CONTROL- und ALTERNATE-Status erzeugen zu können. Das Kabel 4 verläßt seitlich das Gehäuse 5.While in Figure 1 the palm rests on the adjustable saddle 1 and the thumb in the recess 2 , the other four fingers rest on the keys 3 . The trough 2 is designed as a slide switch in order to be able to generate CONTROL and ALTERNATE status. The cable 4 leaves the housing 5 at the side .

Im ersten Ausführungsbeispiel, dessen inneren Aufbau Bild 2 zeigt, sind die Tasten 3 an einem Lenker 6 mit dem oberen Dreh punkt im Gehäuse 5 und dem unteren Dreh punkt in der Taste 3 schwingend gelagert. Die nahezu senkrecht zueinander arbeitenden Federn 7 und 8 bewirken die Rückstellung der Taste in die Ruhelage und die parallel liegen den Anschläge 9 und 10 begrenzen das Bewe gungsfeld der Tasten 3.In the first embodiment, the internal structure of which shows Figure 2, the keys 3 are mounted on a handlebar 6 with the upper pivot point in the housing 5 and the lower pivot point in the key 3 . The almost perpendicular to each other springs 7 and 8 cause the key to return to the rest position and the parallel stops 9 and 10 limit the movement range of the keys 3rd

Darunter befindet sich die Leiterplatte 13, die neben der Maus-Kugel 17 auch eine Opto- Elektronik zur Umsetzung der mechanischen in elektrische Signale trägt. Die Signalüber tragung von der Taste 3 zur Opto-Elektronik erfolgt über die in der Tiefe zueinander ver setzten Blenden 11 und 12. Auf der Leiter platte 13 sitzt für je zwei Tasten eine gemein same Leuchtdiode 14, deren Licht über einen Spiegel 15 auf vier Fototransistoren je Taste fällt, die sich in einem gemeinsamen Sockel 16 befinden. Zwei der Fototransistoren sind im Bild erkennbar, die anderen liegen genau dahinter. In diese Lichtschranken-Anordnung ragen, räumlich vom Betrachter gesehen hin tereinander angebracht, die oben erwähnten Blenden 11 und 12. Die Blende 11 kann nur die vordere Hälfte des Strahlenbündels im waagerechten Teil des Strahlengangs unter brechen, die von den vorderen beiden Foto transistoren überwacht wird. Die Blende 12 kann nur die hintere Hälfte des Strahlenbün dels im senkrechten Teil des Strahlengangs unterbrechen, die von den hinteren beiden Fototransistoren überwacht wird. Dadurch registrieren die vorderen beiden Fototransi storen lediglich die senkrechte Bewegung der Taste 3 und die hinteren beiden die waage rechte. Dieses Quartett der Fototransistoren überträgt damit die zweidimensionale Tasten bewegung prellfrei auf die Elektronik. Die von der Tastenbewegung erzeugten Signale der Fototransistoren werden vom Tastatur prozessor ausgewertet.Below this is the printed circuit board 13 which, in addition to the mouse ball 17, also carries optoelectronics for converting the mechanical into electrical signals. The signal transmission from the button 3 to the optoelectronics takes place via the apertures 11 and 12 which are offset from one another in depth. On the circuit board 13 sits for two buttons, a common light-emitting diode 14 , the light falling on a mirror 15 on four phototransistors per button, which are located in a common base 16 . Two of the photo transistors can be seen in the picture, the others are exactly behind. The above-mentioned diaphragms 11 and 12 protrude into this light barrier arrangement, as seen from the viewer, one behind the other. The aperture 11 can only break the front half of the beam in the horizontal part of the beam path, which is monitored by the front two photo transistors. The aperture 12 can only interrupt the rear half of the beam in the vertical part of the beam path, which is monitored by the two rear phototransistors. As a result, the two front photo transistors only register the vertical movement of key 3 and the rear two the horizontal right. This quartet of photo transistors thus transfers the two-dimensional button movement to the electronics without bouncing. The signals from the photo transistors generated by the key movement are evaluated by the keyboard processor.

Eine andere Ausführung mit mechanischer Technik zeigt Bild 3. Taste 3 ist über die Filmscharniere 20 mit der Grundplatte 21 verbunden. Die Grundplatte 21 besitzt eine gabelförmige Führung 22, in der sich die Taste 3 bewegt. Der in die Führung 22 einge preßte Stift 23 durchdringt eine rechteckige Öffnung in der Taste 3, so daß deren Bewe gung begrenzt wird. Wird die Taste 3 mit dem Pin 24 gegen die Kraft der Kontaktfeder 25 nach rechts gedrückt, hebt die Kontaktfe der 25 von Kontakt 26 ab, die Kontaktfe der 25 ist dann vorübergehend mit keinem der beiden Kontakte verbunden und erreicht schließlich den Kontakt 27. Die Kontaktfe der 28 reagiert in ähnlicher Weise auf die senkrechte Bewegung der Taste 3.Another version with mechanical technology is shown in Figure 3. Key 3 is connected to the base plate 21 via the film hinges 20 . The base plate 21 has a fork-shaped guide 22 in which the key 3 moves. The pressed into the guide 22 pin 23 penetrates a rectangular opening in the key 3 , so that their movement is limited. If the button 3 with the pin 24 is pressed to the right against the force of the contact spring 25 , the contact of the 25 lifts off from the contact 26 , the contact of the 25 is then temporarily connected to neither of the two contacts and finally reaches the contact 27 . 28 reacts in a similar manner to the vertical movement of key 3 .

Ein Tasten-Ereignis, also die Sendung eines Zeichens vom Tastaturprozessor an die Schnittstelle, findet genau dann und nur dann statt, wenn alle vier Tasten einen Eckpunkt erreicht haben. Ausnahme ist lediglich die Einnahme der Stellung "alle Tasten in Ruhelage", dieser Code sendet kein Zeichen. Auto-repeat ist in der bekannten Form nicht verwirklicht, hierfür gibt es einen besonderen repeat-Code in einer Tastenstellung, der das zuletzt eingegebene Zeichen im Zeittakt wie derholt.A key event, the show of a character from the keyboard processor to the Interface, takes place just then and only then instead if all four buttons have a corner point achieved. The only exception is Taking the position "all keys in Quiet ", this code does not send a character. Auto-repeat is not in the known form realized, there is a special one for this repeat code in a key position that the last entered characters in time like repeats.

Sind an einem Terminal sowohl her kömmliche Flachtastatur als auch die erfin dungsgemäße Tastatur vorhanden, senden beide ihre Codes an eine gemeinsame Schnittstelle des Computers, so daß die CPU nicht erkennen kann, von welcher Tastatur ein angebotenes Zeichen stammt. Dadurch kann bei der Eingabe beliebig zwischen beiden Tastaturen gewechselt werden.Are both coming from a terminal conventional flat keyboard as well as the invented appropriate keyboard available, send both their codes to a common one Interface of the computer so that the CPU cannot recognize from which keyboard one offered sign comes. This can when entering between any two Keyboards can be changed.

Claims

1. Keyboard, characterized by keys that can be operated in more than one direction.

2. Keyboard according to claim 1, characterized by the combination with a device for Registration of shifts on the document.