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Dokumentenidentifikation DE69533133T2 09.06.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000768597
Titel Integrierte Erfassungsgeräte für Rechner
Anmelder Aharanson, Dov, Lexington, Mass, US;
Aharanson, Ophira Rosolio, Lexington, Mass., US
Vertreter Patentanwälte Wasmeier, Graf, 93055 Regensburg
DE-Aktenzeichen 69533133
Vertragsstaaten BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, IT, LI, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.10.1995
EP-Aktenzeichen 953072873
EP-Offenlegungsdatum 16.04.1997
EP date of grant 09.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse G06F 3/023
IPC-Nebenklasse H04N 1/00   

Beschreibung[de]

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.

Hintergrund der Erfindung

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.

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Aufgabe der Erfindung

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.

Des weiteren ist Aufgabe der Erfindung, ein derartiges neues, integriertes Gerät für elektronische Funktionen von Tastaturen und Scannern zu verwenden.

Weitere Aufgaben und Ziele der Erfindung werden nachstehend und insbesondere mit den anschließenden Patentansprüchen erläutert.

Kurzfassung der Erfindung

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.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele und Konstruktionsmerkmale werden im einzelnen weiter unten erläutert.

Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit den Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen:

1 ein Diagramm der integrierten Einrichtung nach der Erfindung,

2 einen Längsschnitt in Seitenansicht, bei der Einzelheiten der Konstruktion dargestellt sind,

2A eine der 2 ähnliche Ansicht einer vereinfachten mechanischen Vorschubkonstruktion in einem Maßstab von etwa 1 : 1 einer aktuellen Standard-Tastatur,

2B eine der 2 ähnliche Teilansicht, die die Modifizierung einer einsetzbaren und lösbaren elektro-optischen Modul-Kammer darstellt,

3 eine ähnliche Ansicht einer Dokumentenvorschub-Kraftübertragung des Scanners,

3A eine vereinfachte mechanische Antriebsübertragung,

4 eine Darstellung in Aufsicht,

5 eine dreidimensionale Explosionsdarstellung, die die verschiedenen Lagen des Gerätes vor dem integrieten Zusammenbau zeigt, und

5A ein modifiziertes mechanisches Vorschubsystem für die Anordnung nach 5,

6 eine Aufsicht auf die Tasten mit speziellen Steuerungen für Faxbetrieb und andere modifizierte Merkmale der Erfindung,

7A7G Flussschaltbilder zur Durchführung solcher modifizierter Arbeitsvorgänge,

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,

9 eine perspektivische Explosionsdarstellung ähnlich der 5 des Systems nach 8,

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

11 aufeinanderfolgende Positionen des Einführens des Dokuments unterhalb der Tastatur zum Abtasten bei der Modifikation nach den 810.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung

Bevor die bevorzugte Konstruktion nach den 13 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.

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.

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.

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.

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.

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 3467817 gezeigt);
  • d) den Dokumenten-Vorschubpfad (gezeigt mit 14151621);
  • e) die elektronische Steuereinheit (mit 12 dargestellt); und
  • f) die Kommunikations-Vorrichtung (mit 12, 25 und 26 dargestellt).

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.

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.

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.

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 6A6C 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.

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.

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.

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

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.

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 6C6F und 7C7E 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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.).

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Diese Betriebsweise ist in den Fluss-Diagrammen nach den 7A7F 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.

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.

Der Master-Betrieb ermöglicht ferner, dass ungeschulte Menschen leicht den Computer bedienen können, der mit Fax- oder Kopier-Geräten vertraut ist.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum integrierten Datenerfassen von ausgedruckten Daten und optisch gescannten Daten für Computeranschlüsse, bei dem eine Tastatur (1) in einem Tastatur-Rahmen befestigt ist, der ferner einen Scanner (5) für durchlaufende Dokumente darunter als einzelne Gerätegruppe innerhalb des Rahmens aufnimmt, eine gemeinsame elektronische Schaltungsplatte (12, 13) von der Tastatur (1) und dem Scanner (5) zeitanteilig benutzt wird, die für solche Funktionen innerhalb des Rahmens angeordnet ist, wie z. B. die einer zentralen Prozessoreinheit, eines Speichers und einer mit dem Computer (H1) kommunizierenden Vorrichtung, und zur Steuerung durch die Tastatur (1) oder sowohl der Druckdaten und der Scanner-Dokumentbewegungen als auch der optischen Abtastung, und das mechanische Vorschubsystem des Scanners durch den gemeinsamen internen Tastatur-Rahmen abgestützt wird, um das zu scannende Dokument an einem Rand (14) des Tastatur-Rahmens und unterhalb der Tastatur und des Scanners jenseits einer entgegengesetzten Kante (15) des Tastatur-Rahmens hinein und heraus zu führen, dadurch gekennzeichnet, dass der Scanner (1) wahlweise innerhalb des Rahmens befestigt oder von ihm gelöst werden kann, damit entweder ein gemeinsamer Betrieb des Tastatur-Scanners oder nur ein Tastatur-Betrieb allein möglich ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Tastatur-Scanner (5) angehoben wird, damit er ein Dokument unterhalb des Tastatur-Scanners aufnehmen kann, und dann auf das Dokument abgesenkt wird, damit dessen Abtastung ermöglicht wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tastatur-Scanner (5) im rückwärtigen Bereich als Einheit gelenkig angeordnet ist, damit ein derartiges Heben und Senken möglich ist.
  4. Erfassungsstation für integrierte gedruckte Daten und optisch abgetastete Daten für Computeranschlüsse, mit einer Tastatur (1), die auf einem Standard-Tastaturgehäuse (9, 10, 11) befestigt ist, einem elektro-optischen Scanner (5, 19, 20), der unterhalb der Tastatur (1) innerhalb des Gehäuses (9, 10, 11) befestigt ist, eine Vorrichtung (14) zum Einführen eines über diesen Bereich zu scannenden Dokuments an einem Rand des Gehäuses (9, 10, 11) und in den Bereich (16, 21) unterhalb des Scanners, und eine gedruckte Schaltungsplattenanordnung (12, 13), die elektronische Steuerungs- und Signalverarbeitungs-Schaltungen enthält, die beide mit der Tastatur (1) und dem elektro-optischen Scanner (5) verbunden und innen über dem das Dokument abtastenden Bereich und unterhalb der Tastatur befestigt sind, um die elektronischen Daten, die durch Anschlagen der Tasten der Tastatur (1) erzeugt werden, und die elektronischen Signaldaten, die durch den optischen Scanner erzeugt werden, zu steuern, und diese Daten mit einem externen Rechner (H1) verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Scanner als ein Modul aufgebaut ist, das mit dem Gehäuse (9, 10, 11) befestigbar und von ihm lösbar ist, um kombinierte Tastatur- und Scanner-Funktionen oder lediglich normale Tastatur-Funktionen allein zu ermöglichen.
  5. Erfassungsstation für integrierte gedruckte Daten und optisch gescannte Daten für Computeranschlüsse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (14) so ausgelegt ist, dass sie das Dokument an einem Rand des Gehäuses einführt, das Dokument durch den Bereich unterhalb des Scanners zur Erzielung einer Abtastung verschiebt, und dann über einen entgegengesetzten Rand (15) nach außen ausgibt.
  6. Erfassungsstation für integrierte gedruckte Daten und optisch gescannte Daten für Computeranschlüsse, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scanner ein Flachbett-Scanner ist, dass eine Vorrichtung (91, 101) vorgesehen ist, um das den integrieren Tastatur-Scanner aufnehmende Gehäuse zum Einführen des Dokuments (D) in den Bereich (16, 21) anzuheben und dann das Gehäuse auf das Dokument abzusenken, um einen Scanvorgang durch den Flachbett-Scanner über den Bereich (16, 21) zu erzielen.
  7. Integrierte Station nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rechner-Kommunikation eine Vorrichtung aufweist, die den Rechner (H1) und die Scanner-Tastatur (1) zum Kommunizieren in einem Haupt- und einem Hilfsbetrieb aufweist, der Hauptbetrieb ermöglicht, daß der Scanner (5) automatisch mit dem Scannen beginnt und ein Kommunikations-Protokoll mit dem Rechner (H1) einleitet, damit der Rechner (H1) die gescannten Daten aufnehmen und sie zum Wiederauffinden speichern kann, und der Hilfsbetrieb eine Vorrichtung aufweist, die dem Rechner ermöglicht, den Befehl zum Scannen durch den Scanner (5) auszuführen.
  8. Integrierte Station nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (H1) mit einer internen Fax-Modemplatte (H9) versehen ist, die den Scanner (5) so anschließt, dass der Scanner (5) in der Lage ist, dass die integrierte Station einen Facsimile-Betrieb durch einen Kopier-Betrieb und umgekehrt ersetzt.
Es folgen 14 Blatt Zeichnungen






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