Оптическая клавиатура Советский патент 1989 года по МПК G06F3/23 

3151

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации ручного ввода информации в ЭВМ.

Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности клавиатуры.

На фиг. 1, 2 показана конструкция клавиатуры; на фиг. 3, 4 - кон- струкция одной клавиши; на фиг. 5, 6 - установка согласующих призм или дифракююнной решетки; на фиг. 7, 8 - средства фокусировки светового потока; на фиг. 9 - зависимости силы света и светового потока t)T числа световодов, проходимых пучком света.

На фиг. 1 обозначены источники 1 излучения, приемники 2 излучения первой группы, клавишные головки 3, оп- тические коммутаторы 4, в состав которых входят разветвитель в виде V-образного световода 5, состоящий из основного 6 и дополнительного 7 плеч с общим торцом 8, и световод 9, кодовая решетка 10, информационные световоды 11, приемники 12 излучения второй грурпы.

На фиг. 3, 4 обозначены лицевая панель 13 основания, выступы 14 клавиш- ных головок, пружины 15 возврата, пружинодержатель 16, отверстия 17 кодовой решетки 10.

На фиг. 5, 6 обозначены согласующие призмы 18, дифракционная решетка 19.

На фиг. 7 обозначены фокусирующие линзы 20.

Клавиатура работает следующим образом.

При отсутствии нажатия на клавиши 3 (фиг. 1) свет источника 1 через оптический канал, образованный из основных плеч 6 V-образных световодов 5, поступает на приемник 2 первой груп- пы, который вырабатывает соответствующий электрический сигнал. При нажатии на клавишу 36 (фиг. 2) путь прохождения света к приемнику 2 прерывается, свет источника 1 через дополнительное плечо 7 V-образного световода клавиши За и световода 9 клавиши 36 освещает кодовую решетку 10 в области клавиши Зб. Комбинация от верстий 17 кодовой решетки 10 индивидуальна ; для каждой клавиши (фиг. 3), число информационных световодов 11 в каждом клавишном ряду равно числу приемников 12 света второй группы и совпадает с разрядностью (числом бит) выходного двоичного кода клавиатуры. Поэтому при освещении кодовой решетки 10 в области клавиши Зб свет источника 1 попадает в световоды 11, соответствующие комбинации отверстий решетки 10 для кода клавиш Зб. Прерывание светового потока в приемнике 2 интерпретируется как управляющий сигнал (есть нажатие). Вертикальное перемещение клавишных головок обеспечивается пружинами 15 возврата (фиг. 3, 4). При опускании клавиши клавиатура возвращается в исходное состояние.

Для уменьшения потерь светового по потока при переходе из световода 9 в информационные световоды 11 между кодовой решеткой 10 и световодами 11 могут быть установлены согласующие призмы 18 (фиг. 5) или дифракционная решетка 19 (фиг. 6). Использоваг ние этих средств особенно актуально в случае применения в оптическом коммутаторе 4 световодов круглой формы.

Связь через призму 18 основана на явлении затухания света при полном внутреннем отражении от граней призмы Дпя оптимизации оптической связи с помощью призм 18 необходимо подбирать величину зазора между гранями призм 18 и световодами 11. Так, для пуска света диаметром порядка 1 мм зазор имеет величину порядка 0,11-0,18 мкм.

Оптическая связь через дифракционную решетку 19 основана на явлении дифракции света и существовании дискретного числа мод в световоде. Связь через дифракционную решетку 19 более эффективна по сравнению с призмами 18 и не требует регулировки величины воздушного зазора.

Для уменьшения потерь света в световодах оптических коммутаторов 4 на торцах этих световодов могут быть установлены фокусирующие линзы 20 (фиг. 7) либо сами световоды могут иметь коническую фокусирующую свет форму (фиг. 8)

Количественные представления о потерях света после прохождения определенного числа световодов с оптических коммутаторов 4 показаны на фиг. 9, где изображены зависимости от числа световодов силы света и све тового потока от источника 1 силой света 1,386 кд (лампа МН 6,3 - 0,22). При расчетах считали, что световоды стеклянные (стекло БК 4) с круглым

515

сечением диаметром 4 мм и длиной 15 мм, коэффициентом преломления 1,532, расстояние меяоду световодами (клавишными головками 3) 2 мм. Клавиатура обладает повышенным быстродействием, так как формирование входного двоичного кода происходит оптическим путем - с помощью кодовой решетки. При работе клавиатуры исключены сбойные ситуации, связанные с одновременным нажатием двух клавишных головок.

Формула изобретения

1. Оптическая клавиатура, содержащая основные источники излучения, приемники излучения первой группы, . клавишные головки с пружинами возврата, расположенные в отверстиях основания, и оптические коммутаторы, расположенные в нижней части клавишных головок, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения быстродействия клавиатура содержит информационные световоды, приемники излучения второй группы и кодовую решетку, расположенную между информационными световодами и клавишными головками, оптический коммутатор содержит разветвитель в виде V-образного световода и световод, источники излучения через основные плечи V-образных световодов опти66

чески соединены с соответствукяцими приемниками излучения первой группы, световоды каждой клавишной головки расположены с возможностью образования оптической связи источника излу чения через дополнительное плечо V- образного световода предыдущей клавишной головки и соответствующих информационных световодов с приемниками излучения второй группы, отверстия кодовой решетки расположены под соответствующими информационными световодами. 2. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повьш1ения надежности клавиатуры за счет повьш1ения эффективности оптической связи источников излучения с приемниками излучения второй группы,

клавиатура содержит фазовую дифракционную решетку или согласующие призмы, расположенные между кодовой решеткой и информационными световодами.

25 3. Клавиатура по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повьопения надежности клавиатуры за счет уменьшения рассеяния света, плечи ра.зветвителя в виде V-образно-

30 го световода и световод оптического коммутатора имеют сужающуюся к выходу коническую форму, на выходных торцах световодов оптического коммутатора расположены фокусирующие линзы.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для организации ручного ввода информации в ЭВМ. Цель изобретения - повышение быстродействия клавиатуры за счет формирования выходного кода с помощью оптической маски. Клавиатура содержит источники 1 излучения, приемники излучения первой 2 и второй 12 групп, клавишные головки 3, в которых расположены оптические коммутаторы 4, состоящие из разветвителя в виде V-образного световода 5 и световода 9, кодовую решетку 10, информационные световоды 11. При нажатии на клавишную головку 3 свет от источника 1 через дополнительное плечо 7 V-образного световода 5 предыдущей клавиши и световод 9 нажатой клавиши освещает кодовую решетку 10 в области нажатой клавиши. В результате освещаются световоды 11, соответствующие комбинации отверстий решетки 10 для кода нажатой клавиши. Число световодов 11 и приемников второй группы 12 в каждом клавишном ряду равно числу разрядов выходного двоичного кода. Между решеткой 10 и световодами 11 могут устанавливаться согласующие призмы или дифракционная решетка. Световоды коммутатора 4 могут иметь коническую форму либо снабжаться выходными фокусирующими линзами. 2 з.п. ф-лы, 9 ил.

л,

ciHzi3(

7 3

gfu.z

V ff f/-f V-fA У7Я l/7 fffif/

7 1r3$t rr

gjus.

/7

17

11

(риг.З

ДлА-

:la

11

/

Фиг. 5

.Р

// /

9Ю 11

Фаг.б

фаг. 7

-

.Р 12

Фиг. 5

/ / / / /,./. /

фа г. в

48П 16

Фиг.9CBefrroffo it/