Кнопочное устройство ввода для применения с емкостной сенсорной поверхностью Российский патент 2023 года по МПК G06F3/02 G09B21/02 H04M1/72481 

Кнопочное устройство ввода для применения с емкостной сенсорной поверхностью (далее: предлагаемое изобретение) может применяться при создании и эксплуатации устройств ввода, пригодных для применения слепыми и слепоглухими людьми, и относится к устройствам ввода, пригодным для применения слепыми и слепоглухими людьми с целью ввода данных.

Известно устройство, описанное в патенте на изобретение RU 2610292 C2, и выбранное в качестве ближайшего аналога предлагаемого изобретения. Этот аналог, как и предлагаемое изобретение, содержит печатную плату и кнопки, расположенные на данной печатной плате. Данный аналог позволяет вводить данные, но из-за конструктивных особенностей требует источника питания и не может передавать данные о нажатиях через емкостные сенсорные дисплеи, что вынуждает использовать другие беспроводные или проводные интерфейсы, что в совокупности приводит к тому, что себестоимость, масса и габариты больше, чем могли бы быть. Еще одним техническими недостатком этого аналога является его неспособность передавать данные о нажатиях через емкостные сенсорные дисплеи, которая исключает возможность добавить физические кнопки с тактильным откликом к виртуальной экранной клавиатуре на устройствах с емкостным сенсорным дисплеем.

Предлагаемое изобретение предназначено для уменьшения себестоимости, массы и габаритов устройств ввода, а также для обеспечения возможности добавить физические кнопки с тактильным откликом к виртуальной экранной клавиатуре на устройствах с емкостным сенсорным дисплеем.

Техническим результатом, обеспечиваемым предлагаемым изобретением, является уменьшение себестоимости, массы и габаритов устройств ввода, что достигается благодаря тому, что данное изобретение позволяет обойтись без микроконтроллера, аккумулятора, провода питания и ряда других компонентов, которые обычно присутствуют в конструкции клавиатур и многих других устройств ввода. Кроме того, техническим результатом, обеспечиваемым предлагаемым изобретением, является возможность добавить физические кнопки с тактильным откликом к виртуальной экранной клавиатуре на устройствах с емкостным сенсорным дисплеем, что достигается благодаря тому, что предлагаемое изобретение позволяет реализующему данное изобретение устройству ввода пропускать электрический ток между нажимающим на кнопку данного устройства пальцем пользователя и кнопкой виртуальной экранной клавиатуры.

Предлагаемое изобретение содержит печатную плату и по меньшей мере одну кнопку, расположенную на данной печатной плате. Предлагаемое изобретение отличается тем, что содержит по меньшей мере один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена упомянутая кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем упомянутая кнопка расположена на одной стороне упомянутой печатной платы, а на противоположной стороне этой печатной платы расположена по меньшей мере одна контакт-деталь; причем по меньшей мере одна контакт-деталь упомянутой кнопки расположена и выполнена таким образом, что соприкасается с упомянутым токопроводящим компонентом только при нахождении этой кнопки в нажатом состоянии и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с упомянутой контакт-деталью, расположенной на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы.

Предлагаемое изобретение может быть выполнено во множестве вариантов.

Один из вариантов предлагаемого изобретения отличается тем, что на одной стороне упомянутой печатной платы расположены три кнопки, а на противоположной стороне этой печатной платы расположены три контакт-детали; причем у первой из упомянутых кнопок расположен токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у второй из упомянутых кнопок расположен еще один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у третьей из упомянутых кнопок расположен еще один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у каждой из упомянутых трех кнопок по меньшей мере одна контакт-деталь расположена и выполнена таким образом, что соприкасается с одним из ранее упомянутых в этом предложении токопроводящих компонентов только при нахождении этой кнопки в нажатом состоянии и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с той из упомянутых контакт-деталей, расположенных на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы, которая является ближайшей к этой кнопке. Этот вариант предлагаемого изобретения позволяет с помощью пары реализующих его изделий добавить шесть физических кнопок с тактильным откликом к виртуальной экранной клавиатуре для ввода шеститочечной версии шрифта Брайля на устройствах с емкостным сенсорным дисплеем, что позволяет уменьшить количество ошибок при вводе данных благодаря обеспечению тактильного отклика кнопкой при нажатии на нее.

В качестве лучшего варианта предлагаемого изобретения выбран вариант, отличающийся тем, что на одной стороне упомянутой печатной платы расположены четыре кнопки, а на противоположной стороне этой печатной платы расположены четыре контакт-детали; причем у первой из упомянутых кнопок расположен токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у второй из упомянутых кнопок расположен еще один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у третьей из упомянутых кнопок расположен еще один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у четвертой из упомянутых кнопок расположен еще один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у каждой из упомянутых четырех кнопок по меньшей мере одна контакт-деталь расположена и выполнена таким образом, что соприкасается с одним из ранее упомянутых в этом предложении токопроводящих компонентов только при нахождении этой кнопки в нажатом состоянии и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с той из упомянутых контакт-деталей, расположенных на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы, которая является ближайшей к этой кнопке. Этот вариант предлагаемого изобретения выбран в качестве лучшего, поскольку позволяет с помощью пары реализующих его изделий добавить восемь физических кнопок с тактильным откликом к виртуальной экранной клавиатуре для ввода восьмиточечной версии шрифта Брайля на устройствах с емкостным сенсорным дисплеем, что позволяет уменьшить количество ошибок при вводе данных благодаря обеспечению тактильного отклика кнопкой при нажатии на нее.

На основе любого из вышеописанных вариантов предлагаемого изобретения может быть создан вариант, отличающийся тем, что каждый токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что содержит участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена кнопка, выполнен в форме металлической ленты шириной не менее одного миллиметра и по меньшей мере часть этой металлической ленты расположена на колпачке упомянутой кнопки, а каждая контакт-деталь, расположенная на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы, имеет площадь не менее пяти квадратных миллиметров; причем на противоположную от упомянутой кнопки сторону печатной платы нанесена двусторонняя клейкая лента с толщиной основания от 0,1 мм до 0,3 мм. Судя по проведенным экспериментам, этот вариант предлагаемого изобретения обладает параметрами, позволяющими взаимодействовать с емкостными сенсорными дисплеями многих современных смартфонов.

В этом абзаце изложено описание функционирования устройства, реализующего упомянутый вариант предлагаемого изобретения, выбранный в качестве лучшего варианта. Перед использованием этого устройства пользователь закрепляет его на емкостном сенсорном дисплее смартфона с помощью двусторонней клейкой ленты таким образом, чтобы эта клейкая лента соединяла печатную плату данного устройства с этим дисплеем. Проведенные эксперименты показали, что хорошо подходит двусторонняя клейкая лента с основой из полиэтилентерефталата толщиной 0,2 мм и модифицированным акриловым адгезивом, поскольку она надежно закрепляет данное устройство и позволяет проходить электрическому току между этим устройством и емкостными сенсорными дисплеями в той мере, которой достаточно по меньшей мере для многих моделей смартфонов. Перед использованием этого устройства пользователь включает упомянутый смартфон, открывает на нем виртуальную клавиатуру, кнопки которой расположены под кнопками упомянутого устройства, а также кладет кончики четырех пальцев рук на кнопки этого устройства. При нажатии одним из этих пальцев на любую из 4 кнопок устройства данный палец касается того участка токопроводящего компонента, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, а по меньшей мере одна контакт-деталь этой кнопки соприкасается с этим токопроводящим компонентом и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с той из упомянутых контакт-деталей, расположенных на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы, которая является ближайшей к этой кнопке. В результате обеспечивается возможность прохождения электрического тока между упомянутым осуществляющим нажатие пальцем и упомянутым емкостным сенсорным дисплеем смартфона, что позволяет этому дисплею зарегистрировать нажатие на упомянутую кнопку, как если это было бы нажатием данным пальцем непосредственно на расположенную под этой кнопкой кнопку виртуальной клавиатуры. В результате также обеспечивается тактильный отклик, позволяющий пользователю определить, произошло ли нажатие на конкретную кнопку.

Изобретение относится к области устройств ввода, а именно к кнопочному устройству ввода для применения с емкостной сенсорной поверхностью и может применяться слепыми и слепоглухими людьми. Техническим результатом является обеспечение возможности добавления физических кнопок к виртуальной экранной клавиатуре на устройствах с емкостным сенсорным дисплеем за счет пропускания электрического тока между нажимающим на кнопку данного устройства пальцем пользователя и кнопкой виртуальной экранной клавиатуры. Для этого устройство содержит печатную плату и по меньшей мере одну кнопку, расположенную на данной печатной плате, а также по меньшей мере один токопроводящий компонент, содержащий участок, между которым и печатной платой расположена упомянутая кнопка. При нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на кнопку с ее переходом в нажатое состояние. При этом упомянутая кнопка расположена на одной стороне упомянутой печатной платы, а на противоположной стороне этой печатной платы расположена по меньшей мере одна контакт-деталь. По меньшей мере одна контакт-деталь упомянутой кнопки расположена и выполнена таким образом, что соприкасается с упомянутым токопроводящим компонентом только при нахождении этой кнопки в нажатом состоянии и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с упомянутой контакт-деталью, расположенной на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы. 3 з.п. ф-лы.

1. Кнопочное устройство ввода для применения с емкостной сенсорной поверхностью, содержащее печатную плату и по меньшей мере одну кнопку, расположенную на данной печатной плате, отличающееся тем, что содержит по меньшей мере один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена упомянутая кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем упомянутая кнопка расположена на одной стороне упомянутой печатной платы, а на противоположной стороне этой печатной платы расположена по меньшей мере одна контакт-деталь; причем по меньшей мере одна контакт-деталь упомянутой кнопки расположена и выполнена таким образом, что соприкасается с упомянутым токопроводящим компонентом только при нахождении этой кнопки в нажатом состоянии и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с упомянутой контакт-деталью, расположенной на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы.

2. Кнопочное устройство ввода по п.1, отличающееся тем, что на одной стороне упомянутой печатной платы расположены три кнопки, а на противоположной стороне этой печатной платы расположены три контакт-детали; причем у первой из упомянутых кнопок расположен токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у второй из упомянутых кнопок расположен ещё один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у третьей из упомянутых кнопок расположен ещё один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у каждой из упомянутых трех кнопок по меньшей мере одна контакт-деталь расположена и выполнена таким образом, что соприкасается с одним из ранее упомянутых в этом предложении токопроводящих компонентов только при нахождении этой кнопки в нажатом состоянии и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с той из упомянутых контакт-деталей, расположенных на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы, которая является ближайшей к этой кнопке.

3. Кнопочное устройство ввода по п.1, отличающееся тем, что на одной стороне упомянутой печатной платы расположены четыре кнопки, а на противоположной стороне этой печатной платы расположены четыре контакт-детали; причем у первой из упомянутых кнопок расположен токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у второй из упомянутых кнопок расположен ещё один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у третьей из упомянутых кнопок расположен ещё один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у четвертой из упомянутых кнопок расположен ещё один токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что у этого токопроводящего компонента имеется участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена данная кнопка, и при нажатии на этот участок токопроводящего компонента осуществляется нажатие на эту кнопку с ее переходом в нажатое состояние; причем у каждой из упомянутых четырех кнопок по меньшей мере одна контакт-деталь расположена и выполнена таким образом, что соприкасается с одним из ранее упомянутых в этом предложении токопроводящих компонентов только при нахождении этой кнопки в нажатом состоянии и соприкасается или соединена другим токопроводящим компонентом с той из упомянутых контакт-деталей, расположенных на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы, которая является ближайшей к этой кнопке.

4. Кнопочное устройство ввода по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что каждый токопроводящий компонент, расположенный и выполненный таким образом, что содержит участок, между которым и упомянутой печатной платой расположена кнопка, выполнен в форме металлической ленты шириной не менее одного миллиметра и по меньшей мере часть этой металлической ленты расположена на колпачке упомянутой кнопки, а каждая контакт-деталь, расположенная на противоположной от этой кнопки стороне печатной платы, имеет площадь не менее пяти квадратных миллиметров; причем на противоположную от упомянутой кнопки сторону печатной платы нанесена двусторонняя клейкая лента с толщиной основания от 0,1 до 0,3 мм.