Завантажити PDF файл.

Текст

Настоящее изобретение касается клавиатуры, способной выборочно изменять свой статус и отображать функцию каждой клавиши,сравнительно простая и не дорогостоящая. Известны различные типы клавиатур, способных изменять свой статус. В патенте США № 4647911 описан калькулятор с определяемыми клавишами, а также клавиатура печатающе го устройства с определяемыми клави шами. В патенте предлагается применять удаляемые или стираемые индексы, в связи с определяемыми клавиша ми, для индикации функций таких клавиш. В патенте США №4431988 описано визуальное выходное устройство с клавиатурой на основе микропроцессора для приборов уп равления, которое включает в себя клавиатуру, способную изменять свой статус, однако оно не обеспечивает средство для индикации обозначения клавиши на клавиатуре. В патентe США №4385366 описана клавиатура, способная изменять свой статус, в которой обозначение клавиши появляется на дисплее под прозрачной клавишей и его можно увидеть через эту клавишу. В патенте США №43333090 показана подобная конструкция. В бюллете не технических открытий в области IBM, том 23, №3, август, 1980 на стр. 1190 описаны электронноменяющиеся надписи на клавиша х клавиатуры, в которой применяют дисплеи на жидких кристаллах, соединенные проводами с источником сигнала. В бюллетене технических открытий в области IBM, том 23, №10, март, 1981 на стр. 4611 описано оптически управляемое и контролируемое электронными средствами маркирование чередующихся клавиш, при котором применяют дисплей на жидких кристаллах, расположенный в самой клавише и информацию дисплея получают оптическими средствами от основания его клавиши. В бюллетене технических открытий в области IBM, том 23, №5, октябрь, 1976 на стр. 1544 описана клавиатура печатающего устройства, в кото рой данные дисплея передаются через оптический канал, например, пучок оптических волокон от элементов, использующих свет, к поверхности дисплея, образованной в клавише. Обычно оптический канал неподвижно прикреплен к клавише и он нахо дится в связи с элементами, испускающи ми свет, для приема света, когда клавиша нахо дится в не нажатом положении. В бюллетене технических открытий в области IBM, том 22, № 4, сентябрь, 137Э на стр. 1370 описана освещаемая клавиатура печатающе го устройства, в кото рой информация дисплея передается по оптическому каналу. Например, пучок гибких оптических волокон, от источника света к поверхности дисплея, расположенного в клавише. В патенте США № 4633227 описана программиреумая клавиатура для печатающе го или другого подобного устройства, в которой функция клавиши воспроизводится в точке "окна" смежно с каждой клавишей. Инфор мацию для дисплея обеспечивают меха нически подвижные полоски, несущие символы, либо дисплеи СД, расположенные под точками визуального вывода функции клавиши. Такая конструкция образует только очень небольшое визуальное устройство вывода функции клавиши. В патенте США № 4481508 описана программируе мая клавиатура, в кото рой функции клавиши воспроизводятся в точечном матричном дисплее, расположенном сверху. В патенте США № 4441001 описана клавиатура для ввода множества букв или символов, которая подобна описанной в патенте США № 4633227. В качестве прототипа выбрана клавиатура по патенту Ве ликобритании № 2181283 [1], состоящая из совокупности клавишных переключателей, каждый из которых в своем составе содержит клави шу с вер хней гранью для мануального воздействия и совокупность боковых гра ней, а также средства для выборочного определения функции, формируе мой при работе каждого клавишного переключателя, и устройства отображения на каждой клавише ее текущей функции. При этом устройство отображения представляет собой любое средство отображения, например под прозрачным стеклом, в виде индикаторных полосок. В известном решении средство, формирующее опознаваемую вы ходную ин дикацию, в своем составе содержит электронную панель дисплея, неподвижно уста новленную относительно клавиш, причем каждая клавиша имеет с двух сторон прорези и достаточную высоту, необходимую для фиксированного размещения дисплейной панели относительно ряда клавиш. Это является основным недостатком известного решения, вследствие его технологической трудоемкости, необхо димости обеспечения точного вертикального перемеще ния каждой клавиши. Задачей настоящего изобретения является необхо димость размещения индикатора вне клавиши, и благодаря этому можно достичь упроще ния конструкции клавиатуры и ее удешевления. Для решения поставленной задачи в клавиатуре, состоящей из совокупности клавишных переключателей, каждый из которых в своем составе содержит клавишу с верхней гранью для мануального воздействия и совокупность боковых граней, а также средства для выборочного определения функции, формируе мой при работе каждого клавишного переключателя, и устройства отображения на каждой клавише ее текущей функции, согласно изобретению, каждое из указанных средств отображения текущей функции каждой клавиши связано со средством, формирующим опознаваемую вы ходную индикацию текущей функции каждой клавиши и размеще но вдоль одной из её боковых граней, причем в каждой клавише расположен, по крайней мере, один оптический элемент для изменения направления светового потока от указанного средства индикации на ее верхнюю грань. Также в заявляемой клавиатуре отображение текущей функции каждой клавиши осуществляется на верхней грани клави ши мануально. Согласно предпочти тельному ва рианту изобретения верхняя грань клавиши для мануального воздействия выполнена прозрачной, или рассеивающей. Также согласно предпочти тельному ва рианту изобретения в состав устройства отображения на каждой клавише ее текущей функции вхо дит, по крайней мере, один источник излучения. Согласно предпочтительному варианту изобретения, устройства отображения на каждой клавише ее текущей функции содержат уве личительные, или уменьшающие линзы. Также устройства отображения на каждой клави ше ее текущей функции содержат двухстороннее зеркало, установленное внутри каждой клави ши, или содержат множество зеркал. Кроме того, согласно предпочтительному варианту изобретения, двухстороннее зеркало имеет первую отражающую по верхность, а средство обеспечения индикации опознаваемого вы ходного сигнала выполнено в виде маски, способной выборочно изменять свой статус и связанной с каждой клавишей, причем двухсто роннее зеркало действуе т так, чтобы отражать свет от источника освеще ния, установленного под клавишей, и направлять свет на смежную клавишу че рез маску, способную вы борочно изменять свой статус, которая отображает текущую функцию смежной клавиши. Также согласно предпочтительному варианту изобретения, двухстороннее зеркало имеет вторую отражающую поверхность, а средство обеспечения индикации опознаваемого выходного сигнала выполнено в ви де маски, способной выборочно изменять свой статус и связанной с каждой клавишей, причем вторая отражающая поверхность расположена так, чтобы принять поток света, прошедшего через маску, способную вы борочно изменять свой статус, размещенную смежно с ней и направлять этот поток на верхнюю грань клавиши для отображения на ней текущей функции клавиши. Кроме того, согласно изобрете нию, маска, способная выборочно изменять свой статус, содержит устройство отображения на каждой клавише ее те кущей функции на жидких кристаллах. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения устройство отображения на каждой клавише ее те кущей функции также содержит линзы, имеющие оптическую силу. Также в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, просмотр индикации выходного сигнала на каждой клавише обеспечен через верхнюю грань клавиши. В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения изобретения, средство для повторного направления света содержит отражающие поверхности, имеющие опти ческую силу. Также согласно предпочти тельному варианту вы полнения изобретения, устройства отображения на каждой клавише ее текущей функции содержат обращенную вверх, или вниз отражающую поверхность, расположенную вн утри каждой клавиши. Кроме того, согласно предпочтительному варианту вы полнения изобретения, устройства отображения на каждой клавише ее те кущей функции содержат обращенную вверх отражающую поверхность, расположенную вн утри каждой клавиши, причем клавиатура также содержит, по крайней мере, одну обращенную вниз отражающую поверхность, расположенную вн утри каждой клавиши, при этом отражающая поверхность, обращен ная вверх и вниз, представляет собой две стороны двухстороннего зеркала. Согласно еще одному предпочти тельному варианту вы полнения изобретения, средство обеспечения индикации опознаваемого выходного сигнала содержит маску, способную выборочно изменять свой статус, Также согласно предпочтительному варианту выполнения изобрете ния, средство, формирующее опознаваемую вы ходную индикацию, выполнено в ви де сменного шаблона. Также согласно предпочтительному ва рианту выполнения изобретения, обращенные вниз отражающие поверхности, оперативно отражают свет от источника освеще ния, расположенного ниже клавиши для направления указанного пото ка света к смежным клавишам через способную вы борочно изменять свой статус маску, устройства отображения которых на каждой клавише ее текущей функции кото рой показывают те кущую функцию выше названных смежных клавиш. Кроме того, согласно предпочтительному ва рианту выполнения изобретения, обращенная вверх отражающая поверхность расположена для приема света через маску, способную вы борочно изменять свой статус, расположенную смежно с ней, и направлять свет на верхнюю грань клави ши для отображения на ней текущей функции клавиши. Также согласно предпочтительному варианту выполнения изобрете ния, маска, способная выборочно изменять свой статус, со держит устройства отображения на каждой клавише ее текущей функции на жидких кристаллах. Размеще ние средства, формирующего опознаваемую выходную индикацию текущей функции каждой клавиши вдоль одной из ее граней, наряду с установкой внутри нее элемента для изменения направления светового потока, прошедшего через индикатор от источника излучения, позво ляет устранить необхо димость модифи кации каждой клавиши и обеспечения точного меха нического перемеще ния клавиши относительно индикатора. Предложенное реше ние позволяет повысить четкость считываемой информации, снизить паразитные засветки и подверженность меха ническим влияниям. Выполнение индикатора в виде сменного шаблона или маски, представляющей собой жидкокристаллический дисплей, обеспечивает низкую стоимость устройства. Применение двухстороннего зеркала снижает габариты устройства отображения, а применение увеличительных или уменьшающих линз способствуе т ва риабельности размеров знаков и их освещенности при проецировании на верхнюю грань клавиши. Предлагаемое изобрете ние иллюстрируется чертежами, где: фиг. 1 - трехмерное изображение клавиатуры, выполненной в соответствии с предлагаемым техническим решением; фиг. 2 - тре хмерное изображение клавиатуры на фигуре 1 в собранном виде; фиг. З - оптическая схема устройства, отображения функции клавиши, в которой используется свет окружающей среды; фиг. 4 - оптическая схема устройства, отображения функции клавиши, содержащая источник излучения; фиг. 5 - оп тическая схема устройства отображения функции клавиши с источником излучения, размещенным под клави шей, и индикатором вдоль ее грани; фиг. 6 иллюстрирует ход лучей в устройстве отображения, содержащем два отдельных зеркала, установленных в клави ше под малым углом друг к другу; фиг. 7 и 8 иллюстрируют ход лучей от отражающих вниз поверхностей; фиг. 9 - вид сверху двух рядов клавиш с двухгранной отражающей вниз поверхностью; фиг. 10 и 11 иллюстрируют ва рианты исполнения, которые включают в себя отражающие поверхности, вы полненные выпуклыми или вогнутыми; фиг. 12,13,14 иллюстрируют ва рианты оптических схем освещения устройства отображения; фиг. 15 - блок-схема устройства, согласно изобретению; фиг. 16 - блок-схема с контроллером и графом шрифтов, показанными на фиг. 15; фиг. 17 - блок-схема с параллельными и последовательными интерфейсами; фиг. 18 - логическая схема передачи команд в контроллер; фиг. 19 - блок-схема, иллюстрирующая клавиатуру, набор индикаторных полосок и логическую схему, согласно фиг. 15. В соответствии с предлагаемым изобретением клавиатура может быть выполнена в виде стандартной клавиатуры 1, показанной на фиг. 1, 2, например, для компьютера IBM PC, модифицированную нижеописанным способом. Средством, фор мирующим опознаваемую вы ходную индикацию текущей функции каждой клави ши, является совокупность 2 индикаторных полосок 3, выполненных в ви де жидкокристаллических панельных дисплеев, например, индикаторов фир мы Хэмлин Инк., Каталог №313-431, 614 Е. Лейк Стрит, Лейк Милз, Висконсин 3551, США. Эти индикаторные полоски расположены смежно с горизонтальными рядами 4 клавиш для воспроизведения их текущи х функций. Дополнительная совокупность 5 индикаторных полосок 6 может быть расположена смежно с вертикальными рядами 7 клавиш для воспроизведения их функций. Индикаторные полоски образуют се лективно проецирующую маску, способную выборочно изменять свой статус. Устройство отображения на верхней грани 8 клавиши 9 ее текущей функции содержит поверхность 10 оптического элемента 11, уста новленного по диагонали в клавише 9 для направления света от окружающей среды на участок 12 индикаторной полоски, соединенный с отражающей поверхностью 13 /фиг. 3/, или направления потока от плоского люминесцентного источника излучения 14, установленного позади индикатора 15, на верхнюю грань /фиг.4/. В схеме, показанной на фиг. 3, свет о т окружающей среды поступает через верхнюю грань 8 как правило прозрачной клавиши 9, и о тражается обращенной вверх поверхностью 10 диа-гонально установленного зеркала 11, на некоторый участок 12 индикаторной полоски. Зеркалом может быть любая отражающая поверхность, в том числе, полированная пластмассовая поверхность. Индикаторные полоски могут представлять собой картонные или пластмассовые шаблоны с символами, соответствующи ми функциям клавиш. Символы, соответствующие каждой клави ше, можно изменять путем простой смены наборов 2 и 5 индикаторов 3 и 6. Например, в электрическом печатающем устройстве индикаторные полоски можно заменить с одновременной заменой шарика в комплекте шрифта. Во время применения печатающе го устройства колесного типа индикаторные полоски можно заменить одновременно с заменой колеса Дейзи в печатающем устройстве. В схеме, показанной на фиг.3, свет от окружающей среды поступает через верхнюю грань 8, как правило, прозрачной клавиши 9, и отражается обращенной вверх отражающей поверхностью 10 диагонально установленного зеркала 11, расположенного в клавише 9, на какой-то участок 12 индикаторной полоски, соединенной с отражающей поверхностью 13. Либо клавиша 9 может содержать призму. Зеркалом 11 может являться любая отражающая поверхность, например, полированная пластмассовая поверхность. Свет отражается от этой поверхности и от участка 12 индикаторной полоски, назад через клавишу 9 и от поверхности 10 в глаз оператора, таким образом он несет индикацию, обеспечиваемую индикаторной полоской и указывающую на функцию клавиши. Теперь рассмотрим фиг.4, которая показывает другой вариант воплощения изобретения, отличающийся тем, что обычно плоский источник 14 света, например, электролюминесцентная лампа фирмы Локтит Люминисент Системз, Инк., Лебанон, Нью-Гэмпшир, установлен позади индикаторной полоски 15. Свет от источника излучения 14 прохо дит через индикаторную полоску 15, которая формирует оптическое изображение. Затем свет отражается поверхностью 10 и проходит че рез верхнюю грань клавиши 9 в глаз операто ра, обеспечивая отображение функции клавиши, сфор мированной на индикаторной полоске. Как показано на фиг.5, с каждой клавишей 4 соединен источник освеще ния 16, например, LED-57. Свет от каждого источника 16 прохо дит че рез коллиматорные линзы 17 и светофильтр 18 в клавишу 4. Обычно клавиши 4 прозрачные, они предпочтительно включают в се бя двухсто роннее зеркало 19, отражающая вниз поверхность которого действует так, чтобы направлять свет от источника 16, установленного под этой клави шей, через индикаторную полоску 3 и на отражающую вверх поверхность двухстороннего зеркала 19 смежной клавиши и затем вверх через обычно прозрачную верхнюю поверхность 20 клавиши 4. Пользователю представляется изображение символа или группы символов, которое проецируется участком индикаторной полоски 3 на каждой клавише, и та ким образом отображается текущая функция данной клавиши. Теперь рассмотрим фиг.6, где показано, что вместо двухстороннего зеркала, показанной в конструкции на фиг.5, можно применять два отдельных зеркала 21 и 22 внутри каждой клавиши 4 без изменения системы. Такая конструкция улучшает освещен ность клавиши. Фиг. 7 - иллюстрирует изображение клавиши 4. Здесь также применяют зеркала 21 и 22, но в этой конструкции отражающее вниз зеркало 22 содержит две, расположенные под углом поверхности 23 и 24 для направления пото ка по двум различным направлениям. Фиг.8 показывает конструкцию, подобную конструкции на фиг.7, но в кото рой отражающее вниз зеркало 22 является вогнутым так, чтобы направлять свет в различных направлениях. Фиг. 9 - вид свер ху двух смежных рядов клавиш, где каждая клавиша направляет свет к двум смеж ным клавишам посредством отражающих вниз зеркал типа, показанного на фиг.7. Фиг.10 иллюстрирует частное исполнение верхней грани клавиши, в которой, как можно видеть, отражающее вверх зеркало 21, выполнено вогнутым для уменьшения размера изображения маски 3, на рассеивающей поверхности 8 клавиши. Теперь обратимся к фиг.12, которая показывает конструкцию, подобную конструкции на фиг.5, за исключением, что предусмотрены дополнительные линзы 25, представляющие собой увеличительные либо уменьшающие линзы, связанные с каждой клавишей для образования, если это требуется, увеличенного или уменьшенного изображения символа, представляемого на индикаторной полоске 3, для пользователя. Остальные элементы конструкции, показанной на фиг.12, по существу оди наковы с элементами, показанными на фиг.5 и они имеют одинаковое обозначение. На фиг.13 и 14 показаны два других ва рианта выполнения конфи гурации клавиши, применяемой в конструкции на фиг.12. На фиг.13 увеличительная или уменьшающая линза 25 расположена на поверхности клави ши смежно с индикаторной полоской 3, тогда как на фиг.14 уве личительная или уменьшающая линза 25 расположена наверху клави ши 4. На фиг.15 показана обычная блок-схема электрической цепи, применяемой в соответствии с предпочти тельным примером воплощения настоящего изобретения. Для упроще ния изобретение описано на примере персонального компьютера, однако ясно, что изобрете ние совсем не ограничено применением того или другого типа компьютера или типа машины. Изобретение можно применять, например, с автономными электронными печатающи ми устройствами, не относящи мися к вычислительным машинам. В показанной на фиг.15 конструкции изобретение связано с универсальной вычислительной машиной 26, например, IBM, PC, XT или AT, которая может иметь графическое встроенное аппаратное оборудование и программное обеспечение. Однако, применение графи ческого и программного обеспечения не обязательно. Компьютер 26 связан с обычным дисплеем 27. Систе ма клавиатуры 28, изготовленная и работающая в соответствии с предпочти тельным примером изобретения, соединена с компьютером 26 и дисплеем 27. Согласно настоящему изобретению система 28 клавиатуры содержит параллельный интерфейс 29 клавиатуры, который соединен с параллельным портом компьютера. Электрическая схема 29 обычно расположена в клавиатуре. Можно применять последовательный интерфейс 30 для связи с компьютером 26 обычно через порт компьютера RS 232. На фиг.16 и 17, где показано, что электрическая схема 28 клавиатуры обычно содержит контроллер 31, основанный на модуле 32 центрального микропроцессора, например Intel 8031, 8085 или 8086. Модуль 32 центрального процессора связан с компьютером 26 через параллельный или последовательный интерфейс 29 и 30. Параллельный интерфейс 29 обычно содержит чип МС 68486 или МС 6822 фирмы Моторола. Последовательный интерфейс 30 обычно содержит чип Моторола МС 6850 или чип Интел 8351, и он может включать в се бя электрическую схему 33 адаптера RS 232, например, чипы Моторола 1488 и 1489. Контроллер 31 также связан с комплектом шрифта и/или графи ческой электрической схемой ROM/EPROM 34, обычно содержащей графический EPROM 35, например, чип Интел 2732, который хранит расположение пикселей для набора 2 индикаторных полосок (фиг.1). Команды для выбора чипа передаются в контроллер 31 логической схемой 36, которая показана на фиг.18 и обычно основана на паре мультиплексоров, например, чипы Нэшнл 74 LS 168. Выходной сигнал из электрической схемы 34 передается в массив 2 индикаторных полосок, связанный с клавиатурой 1 через логическую схе му 37, которая показана детально на фиг.19. Как видно на фиг.19, ло гическая схема 37 содержит буферную схе му, например, чип Нэшнл 74 LS 373. Фиг. 19 также показывает подробно схему 38 для работы клавиатуры и схему 39 драйвера LСД, применяемую для возбуждения полосок LСД 40, которые применяются в предпочтительной конструкции в качестве индикаторных полосок 3 (фиг.1). Для специалистов в данной области техники понятно, что настоящее изобретение не ограничено в вышеизложенном описании. Объем настоящего изобретения ограничен только нижеприведенной формулой изобретения. Фиг. 1 Фиг. 2 Фиг. 3 Фиг. 4 Фиг. 5 Фиг. 6 Фиг. 7 Фиг. 8 Фиг. 9 Фиг. 10 Фиг. 11 Фиг. 12 Фиг. 13 Фиг. 14 Фиг. 15 Фиг. 16 Фиг.17 Фиг. 18 Фиг. 19 Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Keyboard

Автори англійською

Nebentsal Izrael D.

Назва патенту російською

Клавиатура

Автори російською

Небенцаль Израель Д.

МПК / Мітки

МПК: H01H 13/70, G06F 3/023

Мітки: клавіатура

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-32510-klaviatura.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Клавіатура</a>

Подібні патенти