АКТИВНАЯ КЛАВИАТУРА АЛЕЙНИКА Российский патент 1998 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к области устройств вычислительной техники, а именно к клавиатурам электронно-вычислительных машин (компьютеров).

Широко известна стандартная клавиатура персонального компьютера фирмы IBM, модель IBM-PC AT-486. В ее состав входят панель с клавишами и интерфейсный блок, осуществляющий посылку кодов нажимаемых клавиш на дальнейшую обработку. Данная клавиатура выбрана в качестве прототипа.

Прототип имеет следующий недостаток. Во время работы с прикладными программами при вводе команд с клавиатуры оператор компьютера практически всегда время от времени ошибается, нажимая не ту клавишу (комбинацию клавиш). При этом корректно написанные программы обычно сообщают оператору о его неправильном действии (часто коротким звуковым сигналом) или просто игнорируют неправильную команду. Например, программа - текстовый редактор "Microsoft Word for Windows", версия 6.0, фирмы Microsoft при наборе текста в случае нажатия комбинации клавиш Alt-Y или Alt-F6 (несуществующие команды) в первом случае сигнализирует оператору звуковым сигналом, а во втором просто игнорирует команду, ничего не сообщая оператору.

Как первый, так и второй способы "реагирования" компьютерной программы на неправильно введенную с клавиатуры команду весьма "неудобны" для оператора - в первом случае звуковые сигналы достаточно быстро начинают раздражать пользователя и окружающих его сотрудников, во втором случае оператор оказывается вообще не предупрежден, что введенная команда ошибочна, что в свою очередь может привести к дальнейшим неадекватным действиям оператора, сбоям в работе и т.п.

Задачей изобретения является повышение удобства работы с клавиатурой.

Решение задачи достигается тем, что в клавиатуру дополнительно введено устройство активного управления клавишами, в состав которого входят последовательно соединенные блок дешифрации команд управления и набор электромеханических манипуляторов, позволяющие программным способом управлять величиной усилия, необходимого для нажатия клавиш, а также высотой выступания (утапливания) клавиш относительно панели клавиатуры.

В этом случае прикладная программа получает возможность "контролировать" правильность набираемых оператором команд путем увеличения усилия, необходимого для нажатия клавиш (комбинаций клавиш), представляющих несуществующие команды, вплоть до полной блокировки нажатия, или путем механического утапливания соответствующих клавиш.

Сущность предлагаемого устройства иллюстрируется фиг. 1 и 2, на которых изображены на фиг. 1 принципиальная электрическая схема устройства активного управления клавишами; на фиг. 2 примеры возможных реализаций электромеханических манипуляторов.

Устройство активного управления клавишами (фиг. 1) содержит электронный блок дешифрации 1, вход которого является входом устройства, и исполнительные механизмы - электромеханические манипуляторы 2-n, входы которых соединены с соответствующими выходами блока дешифрации.

Активная клавиатура работает следующим образом. Программный управляющий сигнал (команда управления), состоящий из последовательности символов, поступает на вход блока дешифрации 1. Блок дешифрации "распараллеливает" полученную последовательность и формирует управляющие сигналы для соответствующих клавиш клавиатуры, поступающие на входы электромеханических манипуляторов 2-n, расположенных около каждой клавиши. Электромеханические манипуляторы преобразуют поступающие на их входы электрические сигналы в механические перемещения клавиш относительно панели клавиатуры и перемещения механизмов, регулирующих величину усилия, необходимого для нажатия клавиш.

Этап программного задания величины усилия, необходимого для нажатия клавиш, и высоты выступания клавиш над панелью клавиатуры практически ничем не отличается от широко известных способов программного управления внешними устройствами ЭВМ, например управления экраном дисплея. При подобном способе прикладная программа "посылает" последовательность символов в соответствующие ячейки памяти (соответствующий порт), после чего данные символы автоматически воспринимаются внешними устройствами как команды управления или необходимые данные.

Таким образом, программное задание величины усилия, необходимого для нажатия клавиш, состоит в программном формировании массива величин, каждая из которых характеризует величину данного усилия для соответствующей клавиши, и посылке данного массива в соответствующие ячейки памяти (соответствующий порт). Точно также и программное задание величины выступания клавиш над панелью клавиатуры состоит в программном формировании массива величин, каждая из которых характеризует величину данного выступания для соответствующей клавиши, и "посылке" данного массива в соответствующие ячейки памяти (соответствующий порт).

В более простом случае (например, в компьютерах типа Notebook, когда к клавиатуре предъявляются жесткие габаритные требования) возможно бинарное управление величиной необходимого нажатия клавиш - программная блокировка нажатия. Данная блокировка заключается в программной посылке в соответствующие ячейки памяти (соответствующий порт) последовательности N бит (N - количество управляемых клавиш на клавиатуре). В этом случае бит, значение которого равно логической единице, будет блокировать соответствующую клавишу от нажатия. Соответственно бит, установленный в логический ноль, будет "разрешать" нажатие соответствующей клавиши, разблокируя ее. В этом случае механическая часть активной клавиатуры оказывается намного проще.

Примеры возможных реализаций электро-механических манипуляторов показаны на фиг.2.

Клавиша А иллюстрирует электромеханический манипулятор бинарного типа, т. е. блокирующий нажатие клавиши. Обмотка соленоида 4 и полярность постоянного магнита 5 ориентированы так, что при подаче тока от блока дешифрации (фиг. 1, поз. 1) на обмотки соленоида 4 магнит 5 движется по направлению к штоку 2 клавиши. При этом стопор 3 попадает в отверстие в штоке и блокирует нажатие.

Клавиша Б иллюстрирует электромеханический манипулятор, регулирующий величину усилия, необходимого для нажатия клавиши. Здесь изменение электрического тока, подаваемого с блока дешифрации (фиг.1, поз. 1) на обмотки соленоида 4, вызывает изменение величины прижимного усилия прижимного диска 6 к штоку 2 клавиши и, следовательно, изменение усилия, необходимого для нажатия клавиши.

Клавиша В иллюстрирует электромеханический манипулятор, регулирующий величину выступания (утапливания) клавиши относительно панели клавиатуры. Здесь обмотка соленоида 4 и постоянный магнит 5 ориентированы так, что изменение величины тока, подаваемого с блока дешифрации (фиг. 1, поз. 1) на обмотки соленоида 4, вызывает вертикальное перемещение постоянного магнита 5 и соответственно изменение величины выступания клавиши.

Конструктивное выполнение блока дешифрации достаточно просто и ясно из описания работы данного блока. Данный блок содержит последовательно соединенные собственно дешифратор, "распараллеливающий" передаваемую программно последовательность величин на серию управляющих сигналов, и набор усилителей, формирующих сигналы, подаваемые на обмотки соленоидов. В случае бинарного управления клавиатурой усилители могут быть заменены более простыми электронными ключами. Собственно дешифратор может быть реализован как с помощью специальных микросхем дешифраторов, так и на широко известных логических микросхемах.

Конкретные схемы вышеперечисленных устройств могут быть взяты, например, из общедоступной литературы.

Изобретение относится к области устройств вычислительной техники, а именно к клавиатурам электронно-вычислительных машин (компьютеров). Задачей изобретения является повышение удобства работы с клавиатурой. Клавиатура содержит устройство управления клавишами. В состав устройства управления клавишами входят блок дешифрации команд управления и набор электромеханических манипуляторов. Последние позволяют программным способом управлять величиной усилия, необходимого для нажатия клавиш, а также высотой выступания (утапливания) клавиш относительно панели клавиатуры. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Активная клавиатура, состоящая из панели с клавишами, отличающаяся тем, что в клавиатуру дополнительно введено устройство управления клавишами, состоящее из блока дешифрации команд управления, вход которого является входом данного устройства, и набора электромеханических манипуляторов, электрические входы которых подсоединены к соответствующим выходам блока дешифрации, а подвижные механические части - к соответствующим клавишам клавиатуры. 2. Клавиатура по п.1, отличающаяся тем, что механическая часть электромеханических манипуляторов выполнена так, что изменение управляющего электрического сигнала на входе электромеханического манипулятора ведет к изменению усилия, необходимого для нажатия соответствующей клавиши на клавиатуре. 3. Клавиатура по п.2, отличающаяся тем, что механическая часть электромеханических манипуляторов выполнена с возможностью блокировки и разблокировки нажатия соответствующей клавиши в зависимости от соответственно единичного и нулевого уровней управляющего электрического сигнала на входе электромеханического манипулятора. 4. Клавиатура по п.1, отличающаяся тем, что механическая часть электромеханических манипуляторов выполнена с возможностью изменения величины выступания или утапливания клавиши относительно панели клавиатуры в зависимости от соответственно величины управляющего электрического сигнала на входе электромеханического манипулятора.