Клавиатура, схема XSOIV, с систематизацией текстовых клавиш, повышающей характеристики компьютера Российский патент 2019 года по МПК G06F3/02 

Изобретение относится к компьютерной технике, аппаратным средствам, используется в компьютерах, пультах управления, средствах связи, печатающих машинках.

Существующие алфавитно-цифровые клавиатуры компьютера для режима ввода английского языка разрабатываются с общепринятым расположением текстовых клавиш, схема (раскладка) QWERTY. Буквы размещены на текстовых клавишах, например, стандартной 104-клавишной клавиатуры, таким образом, чтобы наиболее часто встречающиеся буквы находились по разные стороны матричной корзины. Существующая конструкция алфавитно-цифрового блока предназначена для печатания на пишущей машинке слепым десятипальцевым методом, и методом основывающемся на зрительном поиске человеком клавиш, что не способствует повышению характеристик компьютера. Модификация клавиатуры, систематизация, повысит динамические и рабочие характеристики компьютера в режиме ввода латинских букв.

Сущность изобретения выразится в алфавитно-цифровом блоке с системно расположенными текстовыми клавишами, согласно схеме XSOIV (фиг.1). В блоке расположены три ряда текстовых клавиш с размещенными на них двадцатью шестью буквами английского алфавита, позволяющих по-новому методу производить пользователю набор текста. Клавиши систематизированы в соответствии со схемой, дающей возможность непроизвольно реагировать пользователю на знак. В клавиатуре изменены: конструкция блока, расположение в рядах текстовых клавиш. Появляется взаимосвязь пользователь и текстовая клавиша, основывающаяся на работе головного мозга человека, аккомодации глаза, человеческом факторе. Технический эффект - проявившиеся за незначительный временной интервал 0,4-1,5 секунды реакция и фиксация глаз («реакция-фиксация»), реакция рук человека на нужную букву в рядах клавиш. Заданное значение характеризует процесс нажатия клавиши, в результате повышаются динамические, рабочие характеристики компьютера. Они выразятся в уменьшении динамической нагрузки на руки; увеличении рабочего усилия при нажатии на клавишу; увеличении скорости набора текста двумя пальцами, 40-150 знаков в минуту; повышении продуктивности, производительности труда. Совершенствуется эргономика клавиатуры. Смысловое содержание перечисленных показателей основывается на разработанной схеме XSOIV, конструкции блока с тремя рядами систематизированных клавиш, появившейся взаимосвязи «человек-машина». Качественно новый уровень устройства определяет систематизация клавиш, и высокие материи - кора больших полушарий. Задача получить технический эффект, позволяющий непроизвольно и очень быстро реагировать на нужную текстовую клавишу с английской буквой при наборе текста решена с помощью систематизации букв в алфавитно-цифровом блоке клавиатуры. Это и обеспечило полностью технический результат. Буквы в этом случае, размещенные на клавишах, влияют технически на функционирование клавиатуры, реализуют ее назначение. Они связывают текстовую клавишу и пользователя компьютера антропологически «реакцией-фиксацией» глаз.

Систематизация текстовых клавиш основывается на последовательности, упорядоченности знаков-букв, которые закономерно расположены по приведенной английской схеме, сформированной экспериментально. Физические величины, характеризующие связи между буквами алфавита, параметрические значения звука, это длительность сигнала и звуковая частота. Фактор определяющий реализацию сигнала -корреляционная функция. Последовательность букв выражается математически в виде ряда. Образовалась системная связь букв на алфавитно-цифровом блоке, она обозначена как раскладка клавиатуры. Нижний (первый) ряд буквы URGWCAQ, основной (второй) ряд буквы EZMDLNYKJ, верхний (третий) ряд буквы XSOIVTPHBF. Смысл клавиш, находящихся в рядах блока, в определенный момент во время набора текста обозначить, выявить себя, «активизироваться». Обобщив, получим предпосылки к взаимосвязи пользователя и текстовых клавиш. Вследствие изложенного, появляется процесс набора. Человек мыслит, задействованы высшие отделы мозга, кора больших полушарий; работают органы зрения, предоставляющие непрерывный процесс, в котором наряду с сенсорным звеном постоянно участвуют моторные компоненты, дающие возможность реагировать на очертания букв; аккомодация (без конвергенции), ориентировочно последовательная реакция и фиксация глаза; моторная дифференцированная двигательная реакция человека. Технически получаем результат, складывающийся из быстрых взаимосвязи и взаимодействия человека, и полного смещения текстовых (буквенных) клавиш на клавиатуре. Достигаются повышенные характеристики при вводе информации в компьютер за счет появившейся возможности быстро реагировать глазами и руками на клавишу с буквой английского алфавита. Этому способствуют и факторы эргономики. Результат объективно проявится в виде набранного текста на экране монитора, что является воплощением изобретения. Характеристики технического решения определяются быстрым воздействием человека на алфавитно-цифровой блок, систематизацией текстовых клавиш, такой вариант способствует улучшению показателей компьютера. Происходит это следующим образом. Моторные компоненты глаза, аккомодация (зрительная функция) дают возможность реагировать на очертания английских букв. Знаки, символы находятся на небольшом от человека расстоянии. Основа, аккомодация глаза позволяющая выделить конфигурацию знаков, размещенных в соответствии со схемой XSOIV. При нажатии работают аккомодация, реакция органов зрения на поле алфавитно-цифрового блока клавиатуры, но без конвергенции глаза. Конвергенция, регулирующая движение глаза для фокусировки объектов, не принимает участия в реакции. Остается зрительное восприятие, помогающее вместе с систематизацией увидеть букву на клавиатуре. Будем считать, что аккомодация более приоритетна, основная зрительная функция. Для систематизированных текстовых клавиш необходимы реакция в зоне периферического зрения (75-90°), и продолжительность фиксации глаза во время зрительного восприятия буквы. Проявляется антропологический фактор эргономики. Значения определяющие скорость набора текста, это время реакции, совместно: аккомодация, реакция, фиксация глаза. Здесь определен секундный временной интервал. В момент «реакции-фиксации» пользователем осуществляется взаимосвязь и последующие взаимодействие с нужной текстовой клавишей на блоке. Увидеть букву, происходит без конвергенции глаза (всмотреться, вглядеться, сосредоточиться, разобраться), следовательно автоматически остается время человеку и для других мыслительных процессов. Сразу видим английскую букву, подразумевая в мыслях, не фокусируя зрением, нажимаем на клавишу. Технически «реакция-фиксация» и нажатие клавиши происходит за одно и то же указанное время.

Получаем преимущества для компьютера и клавиатуры. Динамическая нагрузка. Руки пользователя естественно двигаются в том направлении, где он сразу увидел нужную букву. Перемещение руки и пальцев в самом начале их движения определено для предложенной раскладки, отсутствует зрительный поиск. В итоге показатели динамических нагрузок убывают до минимума. Преимущество за непроизвольным движением рук, пальцев, т.е. пользователь не прилагает физических усилий до момента нажатия клавиши с размещенной на ней английской буквой. Рабочее усилие. Увеличивается усилие нажатия или рабочее усилие, требуемое для нажатия текстовых клавиш до максимальной величины смещения. Осмысленно пользователь стал нажимать с усилием до 3-3,5H. Это происходит за счет быстрой реакции и увеличенной силы нажатия (удара) на систематизированную клавишу с нужной буквой. Расстояние от начального положения рук до клавиши всегда минимальное, не ведется зрительный поиск. Полученное преимущество увеличивает двигательную активность человека, фактор повышения продуктивности, производительности труда. Скорость набора текста. Количество нажатий на клавиши в минуту увеличивается за счет «реакции-фиксации» пользователя на букву. Процесс нажатия на текстовую клавишу происходит за временной интервал 0,4-1,5 секунды. Следовательно, скорость набора текста функционально связанная с техническим эффектом в случае, если ввод информации происходит двумя пальцами разных рук, равняется от 40 до 150 знаков в минуту. Практически работа органов зрения не дает человеку время на тот же зрительный поиск буквы на блоке, он отсутствует. Увеличивается скорость письма до значений, приведенных выше. В итоге повышаются показатели продуктивности, производительности труда пользователя. Обозначенная схема расположения букв на клавиатуре позволяет достичь технического эффекта, полностью характеризующего технический результат. Непроизвольно, быстро, одновременно видеть и нажимать текстовую клавишу. При должной подготовке пользователя перечисленные показатели могут быть достигнуты. В изобретении причинная связь между систематизацией текстовых клавиш для режима ввода латинских букв, и взаимосвязью человека и текстовых клавиш практически осуществляется.

Эквивалентные признаки изобретения выразятся в унифицированной схеме XSOIV (u) (фиг. 2). Оптимальный вариант расположения систематизированных текстовых клавиш, для набора текста пользователем только одной рукой, пять прямолинейных рядов, шесть прямых столбцов, соответствуют всем критериям базовой схемы XSOIV. Предложенный вариант основывается на читабельности длины строки, т.е. количестве в ней знаков. Практически при меньшем количестве букв в ряду, три, четыре, пять нет самой малой строки, нет и читабельности. Психологически отсутствует короткое предложение. Больше - семь, восемь, девять букв, - приводят к нервно-мышечному утомлению пользователя, стрессам при наборе текста. Самый оптимальный вариант унификации для компактных схем, это ряды с шестью систематизированными буквами, они удобочитаемы как наиболее короткие строки. Схема XSOIV (u) функционирует аналогично схеме XSOIV, вариант «прямолинейные ряды - скошенные столбцы», что экспериментально проверено. Предложенное может быть применено в малогабаритной, мобильной компьютерной технике.

Модифицированная клавиатура, схема XSOIV, содержит группы клавиш: алфавитно-цифровая, управления курсором, дополнительная цифровая. Также функциональные, клавиши-модификаторы, клавиши-переключатели, специальныеклавиши, индикаторы режимов ввода. В левой части клавиатуры расположен алфавитно-цифровой блок. На четырех рядах клавиш блока размещены двадцать шесть систематизированных букв английского алфавита, цифры, знаки препинания, специальные символы. Название схемы (раскладка) происходит от литер находящихся слева в верхнем (третьем) ряду. Вариант расположения текстовых клавиш на алфавитно-цифровом блоке может быть унифицирован, получен эквивалент, например, в соответствии со схемой XSOIV (u), наиболее оптимальная компактная раскладка. Осуществляется изобретение посредством взаимосвязи и взаимодействия пользователя компьютера с систематизированными клавишами. Он непроизвольно реагирует на клавиши с необходимыми буквами. На уровне психологии очевидно, что они находятся на тех текстовых клавишах, которые видит человек вследствие «реакции-фиксации» глаза. Появляется процесс набора текста, т.е. в последовательности, в заданное время, необходимое для взаимосвязи, происходит непроизвольное взаимодействие, - быстро нажимаются текстовые клавиши со смещением до передачи сигнала. Функционирование системно расположенных клавиш, схема XSOIV, теоретически обоснуем системой связей: мозгом человека; моторных компонентов глаза, работают органы зрения; двигательными реакциями рук; упорядоченные буквы английского алфавита. Раскладка клавиатуры показывает, что технически возможно посредством работы головного мозга человека, аккомодации глаза, систематизированных на алфавитно-цифровом блоке клавиш, производить взаимосвязь «человек-машина» с быстрой реакцией пользователей на букву в ряду. Отобразим причинно-следственную связь схемно: связь осуществляет блок алфавитно-цифровых клавиш с систематизированными по схеме текстовыми клавишами; следствие - работа мозга человека, аккомодация глаза, человеческий фактор; причина - необходимо повысить характеристики компьютера.

С систематизацией букв алфавитов, значениями технического результата, характеризующими технический эффект, являются скорость ввода информации от 40 до 150 знаков в минуту. Функционально результат задается техническим эффектом, проявляющемся в виде считывания и воздействия на буквенную клавишу. В итоге происходит замыкание контактов, формируется электрический сигнал. Эффект обусловлен временным интервалом от 0,4 до 1,5 с, ускоренный процесс предопределен антропологическим фактором. Объективно технический результат проявляется в виде зрительного восприятия и нажатия множества буквенных клавиш при вводе алфавитно-цифровой информации, чему способствуют впервые вместе применяемые четыре фактора эргономики. В результате происходит более быстрый или ускоренный набор текста. В силу специфики схемы XSOIV (фиг. 1), отражающей реализацию назначения заявленного изобретения, расположенной на алфавитно-цифровом блоке, без зрительного поиска буквы алфавитов посредством психофизиологической связи воспринимаются или считываются знак-буквы. Такой эффект визуально можно четко зафиксировать. В последующем с применением ускоряющего антропологического и в момент воздействия человеческого факторов, происходит нажатие на соответствующую буквенную клавишу.

Быстродействие пользователя компьютера при взаимодействии с систематизированной текстовой клавишей можно вычислить по формуле:

Тр-ф=Тр+Тф,

где Тр-ф - время «реакции-фиксации» глаз (латентный период - временной интервал, определяющий психофизиологическую связь и взаимодействие пользователя в процессе нажатия клавиши); Тр - время реакции глаз на буквенную клавишу (длительность реакции, статистически не меняющееся значение для элемента информации, равна не более 0,4 с); Тф - время фиксации глаз буквенной клавиши (обусловленная продолжительность фиксации в пределе 0-1,1 с).

В полной мере объективно при техническом эффекте в течение условно ограниченного интервала времени от 0,4 до 1,5 с проявляется «реакция-фиксация» глаз, позволяющая осуществить, посредством воздействия на буквенную клавишу, ускоренный ввод информации. Такую характеристику несложно зафиксировать с помощью соответствующего оборудования, применяемого при исследовании моторики глаз. Посредством систематизации букв человеком физиологически значительно быстрее зрительно воспринимается на алфавитно-цифровом блоке клавиатуры знак-буквы, что хорошо видно визуально. То есть явно и понятно, если подумать о какой-то букве английского алфавита, то она сразу проявляется («активизируется») на текстовой клавише.

Также объективно проявляется технический результат, определяющийся скоростью набора текста, функционально связанный с техническим эффектом. Такая зависимость физиологически обусловлена временем фиксации глаз в формуле Тр-ф=Тр+Тф. При максимальном значении Тр-ф=1,5 с, скорость - 40 знаков в минуту. С минимальным значением времени «реакции-фиксации» глаз, когда Тр-ф=0,4 с, достигается предел автоматизма при наборе двумя пальцами разных рук - скорости 150 знаков в минуту. При предложенном техническом решении, т.е. системном

расположении текстовых клавиш, указанные скоростные характеристики можно фиксировать с помощью индикатора скорости ввода информации на корпусе клавиатуры или компьютера.

Работа устройства заключается в следующем. Пользователь подумав или вспомнив нужную английскую букву, в течение незначительного интервала времени, увидит ее на клавиатуре. Далее взаимодействие, двигательная реакция человека, нажатие на клавишу. Эргономически это обуславливается факторами и их характеристиками: психологический (работа мозга); физиологический (зрение); антропологический (состояние здоровья); человеческий (двигательная реакция). Каждый фактор имеет продолжительность и характеризуется показателями. На работу затрачиваются определенные усилия. Совокупность времени, необходимого для процесса нажатия систематизированной клавиши, 0,4-1,5 секунды. В таком порядке набираются буквы, слова, предложения, тексты. Эргономика клавиатуры становится совершенней. Из-за отсутствия почти динамической нагрузки на руки не проявляется этиологический фактор мышечного перенапряжения, приводящий к нервно-мышечному утомлению и возникновению заболевания рук.

Схема XSOIV расположения текстовых клавиш на клавиатуре проверена с помощью таблицы, позволяющей посредством сочетания русских букв в двух вариантах, определить местонахождение каждой из двадцати шести букв английского алфавита (латиница) в трех рядах систематизированных текстовых клавиш. Контроль осуществляется повторением вслух или в уме одного из вариантов сочетания букв для проверяемой буквы. После нескольких повторов сочетания, глядя на клавиши, пользователь увидит необходимую букву, она обозначится, выделится, «активизируется» на своем месте в ряду букв. Такой поиск упорядоченной в ряду английской буквы обусловлен одинаковой длительностью звучания проверяемой буквы и подобранного для нее сочетания в двух вариантах. Проверив все буквы английского алфавита, убедимся в систематизации клавиатуры компьютера.

Изобретение относится к устройствам ввода. Технический результат заключается в повышении скорости ввода данных. Устройство содержит алфавитно-цифровой блок, системно расположенные в рядах двадцать шесть текстовых клавиш с размещенными на них буквами английского алфавита, где нижний (первый) ряд содержит - буквы URGWCAQ, основной (второй) ряд - буквы EZMDLNYKJ, верхний (третий) ряд - буквы XSOIVTPHBF. 2 ил., 1 табл.

Клавиатура с систематизацией текстовых клавиш согласно схеме XSOIV, содержащая алфавитно-цифровой блок, текстовые клавиши, отличающаяся тем, что с применением схемы XSOIV изменена конструкция алфавитно-цифрового блока и системно расположены в рядах двадцать шесть текстовых клавиш с размещенными на них буквами английского алфавита, раскладка клавиатуры: нижний (первый) ряд - буквы URGWCAQ, основной (второй) ряд - буквы EZMDLNYKJ, верхний (третий) ряд - буквы XSOIVTPHBF.