Изобретение относится к устройствам вычислительной техники, а именно к устройствам ввода/вывода информации в электронно-вычислительные машины (ЭВМ). Оно может быть использовано преимущественно для обучения начальным навыкам печати и улучшения навыков быстрого ввода буквенно-цифровой информации при осваивании метода "слепой печати".
Клавиатуры, применяемые в настоящее время в персональных ЭВМ, предназначаются для ввода алфавитно-цифровой информации в ЭВМ, управления монитором ЭВМ и т.д. Ввиду массового применения изделий подобного класса сложились устойчивые принципы построения устройств этого типа, которые в основном сводятся к следующему. От восьмидесяти до ста с лишним клавиш собираются в плоскую конструкцию. Клавиши разбиваются на несколько зон, например одна или несколько зон функциональных клавиш, зона алфавитно-цифровой клавиатуры, подобной клавиатуре обычных пишущих машинок, зона дополнительной клавиатуры. Встроенный в клавиатуру контроллер клавиатуры следит за состоянием нажатия и отпускания отдельных клавиш и передает эти состояния непосредственно процессору ЭВМ. Причем в последнее время на практике стали применяться не только стандартные клавиатуры с односторонней связью по схеме "клавиатура - ЭВМ", а также клавиатуры, в которых стала реализовываться двухсторонняя связь "клавиатура - ЭВМ - клавиатура", т.е. ЭВМ в соответствие с заложенной в нее программой вырабатывает определенный сигнал, который активизируется на средствах отображения, выполненных непосредственно на клавишах клавиатуры.
Так, например, из уровня техники известна клавиатура с двухсторонней связью, раскрытая в описании к патенту РФ RU 2121707 С1, опубликованном 10.11.1998, МПК-7 G 06 F 3/023. Указанная клавиатура конструктивно включает в себя одно- и многофункциональные клавиши, на поверхности которых нанесены символы и которые через буфер клавиатуры соединены с процессором. Каждая многофункциональная клавиша содержит жидкокристаллический индикатор и электронную схему, имеющую возможность управления жидкокристаллическим индикатором, соединенную со схемой формирования команд, предназначенной для электронных схем, клавиш и соединенной с буфером клавиатуры. Команды представляют собой импульсы напряжения, различающиеся в зависимости от включаемого режима. Электронные схемы клавиш, преобразуя эти команды в код индикатора, формируют на нем изображение того знака или символа, который будет отображен на мониторе и записан в память компьютера при нажатии на данную клавишу.
Принципиальным недостатком рассмотренного выше устройства является его ограниченное применение, поскольку с помощью вмонтированных в его многофункциональные клавиши жидкокристаллических индикаторов отнюдь не всегда удается отобразить требуемый символ, так чтобы у пользователя клавиатуры не возникло ошибочного представления о сущности данного символа (например, символ цифры "6" нетрудно спутать с похожей на него буквой "Б", цифру "0" - с буквой "О" и т.д.). Кроме того, в указанном техническом решении не обеспечена контрастность отображения символа на лицевой стороне клавиши, отражающего ее функцию, по отношению к общему фону клавиши, что может создавать неудобство визуального восприятия для пользователя отображаемых на клавиатуре символов.
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения является клавиатура ЭВМ, раскрытая в описании к патенту РФ RU 2214619 С2, опубликованному 20.10.2003, МПК-7 G 06 F 3/00. Указанная клавиатура содержит контроллер, устройство обработки данных и клавиши с прозрачными клавишными головками, выполненные с возможностью вывода на клавиши символов с соответствующими им функциями, смены символов каждой из клавиш и соответствующих им функций. Для этого в клавишной головке каждой клавиши размещен соединенный с контроллером и устройством обработки данных минидисплей, экран которого выходит на лицевую поверхность клавишной головки.
Однако описанная выше клавиатура не очень технологична в производстве и достаточно сложна в сборке. Так, например, входящий в состав каждой клавиши минидисплей серийно не производится, вследствие чего он достаточно сложен и нетехнологичен в производстве. Как правило, клавиши, отличающиеся по своему назначению, имеют разные размеры и для надежного закрепления минидисплея в каждой клавише требуется изготовить минидисплеи разной номенклатуры размеров.
Таким образом, технической задачей, на решение которой направлено предложенное изобретение, является повышение технологичности производства клавиатур с двухсторонней связью за счет использования в клавишах клавиатуры четырнадцатисегментных индикаторов, изготовляемых на базе стандартных семисегментных индикаторов, при соблюдении способности к отображению любого символа, отражающего функцию той или иной клавиши клавиатуры, и удобства визуального восприятия пользователем отображаемых на клавиатуре символов.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в клавиатуре электронно-вычислительной машины, содержащей контроллер, устройство обработки данных и смонтированные на панели клавиши с прозрачными клавишными головками, выполненными с возможностью визуального восприятия на их лицевой поверхности тех символов, которые отражают их функцию на тот момент времени, когда на лицевой поверхности каждой из клавишных головок активизирован соответствующий символ, в клавишной головке каждой клавиши клавиатуры размещен соединенный с контроллером и устройством обработки данных светодиод в форме прямоугольной рамки, обеспечивающий воспроизведение одного из двух взаимоконтрастных цветов, и помещенный внутри него четырнадцатисегментный индикатор с рабочей стороной, обращенной в сторону лицевой поверхности клавишной головки, обеспечивающий воспроизведение символа с цветом, контрастным по отношению к любому из двух цветов, воспроизводимых светодиодом.
В предпочтительном варианте предложенного технического решения светодиод установлен так, что его верхний край выступает над рабочей поверхностью четырнадцатисегментного индикатора. Существо предложенного изобретения поясняется следующими чертежами.
На фиг.1 изображена общая схема "клавиатура - ЭВМ".
На фиг.2 показана конструкция клавиши в разрезе (вид сверху А-А).
На фиг.3 показана конструкция клавиши в разрезе (вид спереди В-В).
Предложенное устройство технически реализовано следующим образом.
Показанное на фиг.1 устройство ввода/вывода - клавиатура содержит панель 1, на которой смонтированы клавиши 2, выполненные с возможностью визуального восприятия на лицевой поверхности их клавишных головок 5 тех символов, которые отражают их функцию на тот момент времени, когда на лицевой поверхности каждой из клавишных головок 5 активизирован соответствующий символ. Под панелью 1 клавиатуры располагаются соединенные с клавишами 2 контроллер 3 и устройство обработки данных 4 клавиатуры. Каждая из клавиш 2 состоит из прозрачной клавишной головки 5, закрепленной на штоке 6, снабженном пружиной возврата 7 (см. фиг.3). Через контроллер 3 клавиатура соединена с процессором ЭВМ 8. В качестве средства отображения поступающей с клавиатуры 1 на ЭВМ 8 информации выступает монитор 9.
В показанной на фиг.2 и 3 клавишной головке 5 каждой из клавиш 2 размещен соединенный с контроллером 3 и устройством обработки данных 4 светодиод 10 в форме прямоугольной рамки, который обеспечивает воспроизведение одного из двух взаимоконтрастных цветов (например, красного и синего), и помещенный внутри него четырнадцатисегментный индикатор 11 с рабочей стороной, обращенной в сторону лицевой поверхности клавишной головки 5, обеспечивающий воспроизведение символа с цветом, контрастным по отношению к любому из двух цветов, воспроизводимых светодиодом 10 (например, светло-зеленым).
Использование указанных элементов индикации - светодиода 10 и четырнадцатисегментного индикатора 11 в клавише 2 клавиатуры позволяет отображать текущий символ клавиши 2 не только на мониторе 9 ЭВМ 8 при нажатии клавиши, но и непосредственно в теле самой клавиши 2, не прибегая к ее предварительному нажатию. При этом также становится возможным изменять текущий символ клавиши 2, а также соответственно изменять и ее функцию.
Как показано на фиг.3, светодиод 10 установлен так, что его верхний край выступает над рабочей поверхностью четырнадцатисегментного индикатора 11 примерно на 1-5 мм. Это обусловлено тем, что при таком расположении указанных выше элементов индикации клавиши отображенный на четырнадцатисегментном индикаторе 11 символ будет более контрастен по отношению к излучающему свет светодиоду 10, нежели в случае его отображения, при расположении верхних поверхностей элементов индикации на одном уровне.
Элементы индикации каждой клавиши 2 - светодиод 10 и установленный внутри него четырнадцатисегментный индикатор 11 в сочетании друг с другом - это по существу единое функциональное электронное устройство, которое коммутировано с контроллером 3 клавиатуры и устройством обработки данных 4 электронным способом независимо от положения клавиши. Коммутирование указанных элементов индикации каждой клавиши 2 с контроллером 3 и устройством обработки данных 4 может быть осуществлено как посредством проводных, так и беспроводных (радиоволновая, инфракрасная и т.п.) средств связи.
Предложенное устройство работает следующим образом.
В режиме работы "клавиатура-ЭВМ" предложенная клавиатура с двухсторонней связью работает точно так же, как и стандартная клавиатура с односторонней связью. При нажатии на клавишу 2 в устройстве обработки данных 4 формируется соответствующий сигнал, который через контроллер 3 поступает в процессор ЭВМ 8. При этом нажатый символ отображается на мониторе 9.
Существенным отличием от стандартных клавиатур с односторонней связью является то, что для предложенной клавиатуры дополнительно возможен второй "обратный" режим работы "ЭВМ-клавиатура". ЭВМ 8 в соответствие с заложенной в нее программой посылает определенную команду клавиатуре, например высветить букву "А" на какой-то конкретной клавише. Заложенное в ЭВМ 8 программное обеспечение представляет собой набор библиотек программного обеспечения нижнего уровня, используемых для связи с программным обеспечением верхнего уровня и вывода визуальной информации на монитор 9, а также для обеспечения двусторонней связи с клавиатурой: обработки команд с клавиатуры и передачи команд обратно. Соответствующий сигнал через контроллер 3 и устройство обработки данных 4 поступает к той клавише 2, которая в соответствие с заложенной в ЭВМ 8 программой будет отвечать за введение в память ЭВМ 8 и соответственно воспроизведение на мониторе 9 символа "А". На четырнадцатисегментном индикаторе 11, заключенном внутрь клавишной головки 5, загораются элементы "11", "7", "1", "2" и "8" (см. фиг.2), воспроизводя тем самым на четырнадцатисегментном индикаторе символ "А". А на светодиоде 10 в форме прямоугольной рамки загорается первый из двух воспроизводимых им цветов, например красный. Это означает, что рассматриваемая клавиша 2 воспроизводит буквенный символ. Если требуется воспроизвести цифровой символ, то на светодиоде 10 в форме прямоугольной рамки в соответствие с заложенной в ЭВМ 8 программой загорится второй из двух воспроизводимых светодиодом 10 цветов, например синий. Это сделано для того, чтобы легко можно было различать внешне похожие друг на друга буквенные и цифровые символы (как было показано выше, фактически неразличимы между собой буква "Б" и цифра "6", буква "О" и "0" и т.п.). Так, если пользователь видит красную рамку по контуру символа, то он понимает, что на клавишной головке 5 отображена буква, а если загорелась синяя рамка, то на клавишной головке 5 отображена цифра. Также указанный принцип использования двухцветового светодиода 10 в форме прямоугольной рамки, расположенного по контуру четырнадцатисегментного индикатора 11, может быть применен для различения похожих между собой символов русского и латинского алфавитов. Переключение режима работы ЭВМ, т.е. переход с одного семейства символов на другой (например, с кириллицы на латиницу), осуществляют путем нажатия одной или нескольких функциональных клавиш 2. Еще одним немаловажным аспектом, с точки зрения указанного выше технического результата, является то, что наличие светодиода 10 в форме прямоугольной рамки обеспечивает высокую контрастность отображения символа (т.е. его лучшую заметность для пользователя) на фоне рабочей поверхности клавишной головки 5.
Для того чтобы обеспечить воспроизведение в светодиоде 10 двух взаимоконтрастных цветов в нем выполняются две электрические спирали, заключенные в две цветных стеклянных оболочек (красную и синюю), которые в свою очередь заключены в общую прозрачную капсулу (на фигурах не показано). Он может быть выполнен примерно со следующими габаритными размерами: 10×10×7 мм. Такие размеры позволяют его легко установить в теле стандартной клавишной головки 5. В зависимости от того, какой цвет светодиода 10 требуется включить, заложенная в ЭВМ 8 программа активизирует ту или иную спираль светодиода, тем самым зажигая светодиод 10 в одном из двух цветовых режимов.
Четырнадцатисегментный индикатор 11 легко может быть выполнен на базе стандартного широкоизвестного семисегментного индикатора. Он так же, как и семисегментный индикатор, имеет прямоугольную форму, однако внутри указанного прямоугольного контура средний сегмент разделен на два отдельных сегмента, а также в состав индикатора дополнительно включены шесть радиально расходящихся из центра лучей-сегментов (см. фиг.2). Это позволяет обеспечить воспроизводимость любого употребимого на практике буквенного или цифрового символа как в кириллице, так и в латинице, а также в виде арабских или римских цифр. Так, например, для воспроизведения такого сложного символа, как символ "Д", необходимо активизировать сегменты "4", "12", "8", "2", "13", "6" и "7".
Для того чтобы повысить контрастность отображения на четырнадцатисегментном индикаторе 11 символа, желательно установить его по отношению к светодиоду 10 так, чтобы верхний край светодиода выступал над рабочей поверхностью семисегментного индикатора на 1-5 мм. Это связано с тем, что чем ближе верхняя поверхность светодиода 10 клавиши 2 к лицевой поверхности клавишной головки 5 данной клавиши, тем лучше будут освещены символы, отображаемые на четырнадцатисегментном индикаторе 11. А следовательно, становится больше диапазон углов, под которыми пользователь клавиатуры ЭВМ сможет видеть эти символы.
Предложенная клавиатура может использоваться для обучения пользователя навыкам машинописи, т.е. в качестве тренажера-клавиатуры. Наличие в каждой из клавиш клавиатуры стандартного четырнадцатисегментного индикатора позволяет существенно повысить технологичность производства подобных клавиатур при обеспечении воспроизводимости любого буквенного или цифрового символа как в кириллице, так и в латинице, а также в виде арабских или римских цифр.
Изобретение относится к устройствам вычислительной техники, а именно к устройствам ввода/вывода информации в электронно-вычислительные машины (ЭВМ).
Техническим результатом является повышение технологичности производства клавиатур с двухсторонней связью и удобства визуального восприятия пользователем отображаемых на клавиатуре символов. Указанный результат достигается за счет того, что клавиатура содержит контроллер, устройство обработки данных и смонтированные на панели клавиши с прозрачными клавишными головками, в каждой из которых размещен светодиод в форме прямоугольной рамки, обеспечивающий воспроизведение одного из двух взаимоконтрастных цветов и помещенный внутри него четырнадцатисегментный индикатор с рабочей стороной, обращенной в сторону лицевой поверхности клавишной головки, обеспечивающий воспроизведение символа с цветом, контрастным по отношению к любому из двух цветов, воспроизводимых светодиодом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
| КЛАВИАТУРА, КЛАВИША, СПОСОБ ВЫВОДА И СМЕНЫ СИМВОЛОВ НА КЛАВИШАХ КЛАВИАТУРЫ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА | 2001 |
|
RU2214619C2 |
