Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш

Изобретение относится к устройствам ввода печатной информации (клавиатурам), предназначено для ускорения скорости печатания на клавиатуре. Технический результат изобретения заключается в обеспечении возможности коррекции движения пальцев оператора или печати вслепую. Технический результат достигается за счет использования накладок из магнитного материала, закрепляемых на пальцах и устройстве, создающих магнитное поле над клавишами клавиатуры. 17 з.п. ф-лы.

 

Изобретение относится к устройствам ввода печатной информации (клавиатурам), рубрики G06F 3/023 МПК 7. Изобретение предназначено для ускорения скорости печатания на клавиатуре.

Известен аналог заявленного изобретения, представляющий собой клавиатуру, содержащую клавиши, различающиеся между собой по текстуре поверхности, высоте расположения, или разделенные перегородками, отделяющими клавиши друг от друга полностью или частично. Название изобретения «Computer keyboard key identifiers», номер патента US 2003142079, дата публикации 2003-07-31, автор DUNKER GARRETT STORM.

Недостатком указанного аналога является необходимость прикосновения к клавишам клавиатуры для распознания клавиши, когда само прикосновение к клавише в идеале должно приводить к вводу символа. Наличие перегородок между клавишами повлечет неудобство движения пальцев по клавиатуре.

Задачей, решаемой в изобретении, является устройство клавиатуры, позволяющей пальцам на расстоянии ощущать схему расположения клавиш и тем самым корректирующей движение пальцев оператора при печати «вслепую».

Достигаемым техническим результатом является устройство клавиатуры.

Заявленный технический результат достигается тем, что клавиатура содержит устройства, создающие магнитное поле над клавиатурой, которое определяется схемой расположения клавиш. А для передачи напряженности магнитного поля на пальцы для идентификации клавиш или схемы их расположения на расстоянии на пальцы надеваются накладки из магнитного материала. Так как при печати «вслепую» каждый палец имеет свою зону на клавиатуре, то необходимо, чтобы соседние пальцы не путали соседние зоны клавиатуры, размеченные магнитным полем. Этого можно добиться разделением направлений магнитных полей накладок соседних пальцев. Например, накладки на соседних пальцах могут различаться расположением магнитных полюсов накладок соседних пальцев. Причем накладки на пальцы, различающиеся направлением магнитных полей, могут различаться внешними характеристиками оформления, например цветом, рисунком или надписью. Для удержания магнитных накладок на пальцах (например, на подушечках пальцев, на ногтях, на кончиках пальцев) они должны иметь липкий слой. Также для разделения соседних зон клавиатуры, относимых к соседним пальцам, схема расположения клавиш клавиатуры размечается так, чтобы ряды клавиш (зазоры между клавишами) различались направлением магнитных полей клавиш соседних областей, например различались противоположным расположением магнитных полюсов. Постоянное магнитное поле над клавишами может создаваться посредством магнитов или электромагнитов. Также магнитное поле, передающее схему расположения клавиш (рядов клавиш), может быть переменным и создаваться электромагнитами.

Описанная выше схема относится к статической схеме магнитного поля над клавиатурой, которая не зависит от перемещения пальцев над клавиатурой. Хотя более актуальной является реализация, когда во время печатания палец попадает на клавишу соседней области, то напряженность магнитного поля повышается, чтобы палец ощущал более сильное противодействие со стороны клавиш клавиатуры на ошибочное движение. Для этого необходимо, чтобы клавиши содержали датчик магнитного поля, который позволяет определить принадлежность магнитной накладки к своей или к чужой группе клавиш. Также клавиатура должна содержать устройство, которое в ответ на сигналы с магнитных датчиков клавиш изменяет магнитное поле электромагнитов над клавишами определенной зоны. Например, увеличивает напряженность магнитного поля над клавишей при увеличении напряженности магнитного поля, создаваемого накладкой пальца соседней зоны. Принадлежность накладки на палец к соседней зоне определяется по направлению магнитного поля накладки (противоположному от направления магнитного поля накладки этой зоны), что определяется, например, расположением магнитных полюсов накладки.

Также для определения принадлежности пальца оператора определенной клавише могут использоваться идентификационные радиометки, которые крепятся на пальцах рук оператора. В этом случае клавиши клавиатуры содержат датчики, идентифицирующие радиометки каждого пальца, информация с которых используется для управления магнитным полем над клавишами. Например, клавиши/группы клавиш клавиатуры разделяются по принадлежности радиометкам. Причем клавишный датчик радиометки выдает сигнал на увеличение напряженности магнитного поля над клавишей/или группой клавиш при усилении сигнала от «чужой» радиометки, то есть при приближении к клавише пальца, относящегося к соседней группе клавиш. Радиометки прикрепляются к пальцам оператора в составе магнитных накладок на пальцы или отдельно. Идентификационная радиометка может быть выполнена по технологии RFID, то есть содержать микрочип, благодаря которому может излучать кодированный радиосигнал в ответ на воздействие переменным магнитным полем.

Динамическое определение схемы магнитного поля клавиатуры дает возможность определять расположение магнитной схемы клавиатуры программно. Для этого устройство управления изменением магнитного поля над клавишами и клавишные датчики (магнитного поля или радиометок) подсоединяются к специальному микроконтроллеру аппаратной части персонального компьютера, подсоединенного к центральному процессору. Посредством данного микроконтроллера программными настройками персонального компьютера можно задавать направление, напряженность магнитного поля или пространственное расположение магнитных полюсов каждой клавиши или области вокруг клавиш, определять реакцию магнитного поля устройства управления изменением магнитного поля в ответ на сигналы с клавишных датчиков, а также определяет чувствительность клавишных датчиков.

Также с помощью клавишных датчиков магнитного поля или идентификационных радиометок может решаться задача динамического реагирования на ошибочный результат нажатия на клавишу, например нажатие пальцем клавиши из соседней зоны клавиш. То есть при нажатии на клавишу соседнего ряда ввод символа может блокироваться, что позволит избежать ошибок. В случае использования клавишных датчиков магнитного поля принадлежность пальца к соседней зоне определяется аналогично вышеописанному методу, например, по направлению магнитного поля накладки на палец (противоположному от направления магнитного поля накладки этой зоны). В случае использования идентификационных радиометок клавишам клавиатуры определяются свои радиометки. Для блокирования результата нажатия клавишные датчики (магнитного поля или радиометок) подсоединяются к выделенному микроконтроллеру компьютера, который подсоединен к микроконтроллеру клавиатуры и к центральному процессору. По сигналу с клавишных датчиков микроконтроллер выдает команду на блокирование результата нажатия на клавишу. При использовании клавишных датчиков магнитных полей накладок команда на блокирование выдается в ответ на увеличение напряженности магнитного поля от накладок соседних групп клавиш. При использовании клавишных датчиков идентификационных радиометок команда на блокирование подается при усилении сигнала от радиометки, не принадлежащей данной клавише/группе клавиш.

Уровень чувствительности микроконтроллера к сигналам клавишных датчиков магнитного поля или идентификационных радиометок для выдачи блокирующей команды может настраиваться посредством программных настроек персонального компьютера.

Принцип работы клавиатуры следующий. На пальцы человека надеваются магнитные накладки, накладки могут удерживаться посредством использования клейкого слоя, нанесенного на них. Данные накладки для соседних пальцев должны различаться направлением магнитного поля в пространстве, например, вверх/вниз или вправо/влево относительно положения кончиков пальцев. Для каждого пальца на клавиатуре определяется определенная зона, состоящая из нескольких клавиш, с которыми работает палец оператора. Например, стандартными рабочими клавишами для указательного пальца правой руки являются (в русской раскладке): Н Г О Р Т Ь 6 7. Над каждой клавишей, принадлежащей одной зоне, создается магнитное поле, отличающееся по направлению от магнитного поля зоны клавиш соседнего пальца. Например, клавиши зоны левого указательного пальца могут отличаться по направлению магнитного поля от клавиш соседней зоны для правого указательного пальца (клавиши А П Е К М И 4 5) или клавиш для третьего пальца левой руки (клавиши В У С 3). Соседние клавиши одной зоны также могут различаться по параметрам магнитного поля, например по напряженности магнитного поля или по углу поворота направления магнитного поля относительно друг друга, например, для пар клавиш А/П, Е/К, М/И (клавиши зоны указательного пальца левой руки) или для пар клавиш Р/О, Н/Г, Т/Ь (клавиши зоны указательного пальца правой руки). Выбор направления магнитного поля для каждой зоны и/или накладки определяется удобством работы оператора. Например, так, чтобы накладка притягивалась к клавишам своей зоны и отталкивалась от клавиш соседней зоны. Для этого магнитные поля накладки и клавиш ее зоны должны иметь противоположное направление магнитных полей, а магнитные поля накладки и клавиш соседних зон должны иметь одинаковое направление магнитных полей. Так производится магнитная разметка областей клавиатуры. Также магнитную разметку клавиатуры можно делать не на клавишах клавиатуры, а на границах между соседними зонами, отнесенными для соседних пальцев (например, левого и правого указательных пальцев). Магнитные поля могут создаваться посредством магнитов или электромагнитов. Во время печатания пальцы человека посредством магнитных накладок ощущают границы своей и соседних зон клавиш, не касаясь самих клавиш. Например, при переходе на соседнюю область палец может ощущать отталкивание, при переходе на свою зону чувствовать притяжение к клавишам.

Для того чтобы увеличить силу ответной реакции магнитного поля в ответ на попадание накладки на палец в чужую зону или движение к клавише, отнесенной к чужой зоне, необходимо увеличить силу магнитного поля над этой соседней зоной клавиш или над этой клавишей. Для этого магнитное поле над клавишей/зоной клавиш должно создаваться электромагнитом, который по команде увеличит напряженность магнитного поля.

Команда на увеличение напряженности магнитного поля выдается при идентификации клавишным датчиком магнитного поля факта усиления магнитного поля от накладки, принадлежащей соседней зоне. Причем датчик реагирует только на увеличения напряженности магнитного поля, создаваемого магнитной накладкой, отнесенной к соседней зоне, то есть датчик анализирует увеличение напряженности магнитного поля определенного направления (направление, которое есть у магнитных накладок соседних зон). Датчик может быть выполнен как индукционный датчик магнитного поля, реагирующий на возбуждаемую магнитной накладкой ЭДС определенной полярности.

При использовании радиометок и клавишных датчиков радиометок команда на увеличение напряженности магнитного поля над клавишами выдается при усилении над ними сигнала от «чужой» радиометки.

Таким образом, при использовании схемы динамического реагирования палец ощущает более сильную реакцию (например, отталкивание) при попадании в соседнюю зону, в отличие от схемы, в которой использовалась бы магнитная разметка клавиш постоянным магнитным полем. Если нажатие на клавишу соседней зоны (то есть ошибочную) состоялось, то результат нажатия (ввод символа нажатой клавиши) может быть заблокирован. Идентификация принадлежности накладки (пальца оператора) определенной клавише/группе клавиш производится аналогично идентификации «чужой» накладки либо «чужой» радиометки в случае динамического реагирования магнитного поля клавиш.

1. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш, отличающаяся тем, что содержит устройство, позволяющее идентифицировать клавиши или схему расположения клавиш посредством тактильных ощущений на расстоянии от клавиш, состоящее из накладок из магнитного материала, надеваемых на пальцы рук оператора, и устройств, создающих магнитное поле над клавишами клавиатуры, причем схема расположения клавиш клавиатуры размечается посредством магнитного поля, создаваемого над клавишами, так, чтобы группы клавиш соседних зон, относимых к соседним пальцам, и/или зазоры между ними различались направлением магнитных полей.

2. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.1, отличающаяся тем, что накладки на пальцы различаются направлением магнитных полей для соседних пальцев, например, противоположным расположение полюсов магнитного поля.

3. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.1, отличающаяся тем, что накладки на пальцы имеют липкий слой, посредством которого удерживаются на пальцах, например, на подушечках пальцев, на ногтях, на кончиках пальцев.

4. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.1, отличающаяся тем, что соседние клавиши одной зоны различаются по напряженности магнитного поля или по углу поворота направления магнитного поля относительно друг друга.

5. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.1, отличающаяся тем, что магнитное поле над клавишами создается посредством постоянных магнитов.

6. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.1, отличающаяся тем, что магнитное поле над клавишами создается посредством электромагнитов, и схема расположения клавиш клавиатуры размечается посредством переменного или постоянного магнитного поля.

7. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.6, отличающаяся тем, что клавиши содержат датчик магнитного поля, а клавиатура содержит устройство управления изменением магнитного поля над клавишами в ответ на сигналы клавишных датчиков об изменении напряженности или направления магнитного поля, создаваемого накладками на пальцы.

8. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.7, отличающаяся тем, что клавишный датчик магнитного поля выдает сигнал на устройство управления изменением магнитного поля для увеличения напряженности магнитного поля над клавишей/или группой клавиш при увеличении над клавишей напряженности магнитного поля от накладки соседнего пальца, причем принадлежность накладки к соседней зоне определяется по направлению магнитного поля накладки, например, по одинаковому расположению магнитных полюсов накладки и клавиши/или группы клавиш.

9. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.7, отличающаяся тем, что устройство управления изменением магнитного поля над клавишами и клавишный датчик магнитного поля подсоединены к выделенному микроконтроллеру аппаратной части персонального компьютера, подсоединенного к центральному процессору, который посредством программных настроек персонального компьютера задает направление, напряженность магнитного поля над каждой клавишей или группой клавиш, определяет реакцию магнитного поля устройства управления изменением магнитного поля в ответ на сигналы с клавишных датчиков, а также определяет чувствительность клавишных датчиков магнитного поля.

10. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.8, отличающаяся тем, что клавишный датчик магнитного поля подсоединен к выделенному микроконтроллеру компьютера, который подсоединен к микроконтроллеру клавиатуры и к центральному процессору, причем на основании сигнала с клавишных датчиков микроконтроллер выдает сигнал на блокирование ввода символа в результате нажатия на клавишу, например, при увеличении напряженности магнитного поля от накладок соседних групп клавиш, причем уровень чувствительности микроконтроллера к сигналам клавишных датчиков магнитного поля для выдачи блокирующей команды настраивается посредством программных настроек персонального компьютера.

11. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.8, отличающаяся тем, что клавишный датчик магнитного поля выполнен как индукционный датчик магнитного поля, реагирующий на возбуждаемую в нем Э.Д.С. определенной полярности.

12. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.6, отличающаяся тем, что на пальцы рук оператора крепятся идентификационные радиометки, а клавиши клавиатуры содержат датчики, идентифицирующие радиометки каждого пальца, причем клавиатура содержит устройство управления изменением магнитного поля над клавишами в ответ на сигналы клавишных датчиков об идентификации радиометки.

13. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.12, отличающаяся тем, что радиометки крепятся к пальцам оператора в составе магнитных накладок.

14. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.12, отличающаяся тем, что идентификационная радиометка содержит микрочип, благодаря которому излучает кодированный радиосигнал в ответ на воздействие переменным магнитным полем, например, выполнена на основе технологии RFID.

15. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.12, отличающаяся тем, что клавиши/группы клавиш клавиатуры разделены по принадлежности радиометкам, причем клавишный датчик радиометки выдает сигнал на устройство управления изменением магнитного поля для увеличения напряженности магнитного поля над клавишей/или группой клавиш при усилении над клавишей/группой клавиш сигнала от радиометки, не принадлежащей данной клавише/группе клавиш.

16. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.12, отличающаяся тем, что устройство управления изменением магнитного поля над клавишами и клавишный датчик радиометки подсоединены к выделенному микроконтроллеру аппаратной части персонального компьютера, подсоединенного к центральному процессору, который посредством программных настроек персонального компьютера задает направление, напряженность магнитного поля над каждой клавишей или группой клавиш, определяет реакцию магнитного поля устройства управления изменением магнитного поля в ответ на сигналы с клавишных датчиков, а также определяет чувствительность клавишных датчиков радиометок.

17. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.12, отличающаяся тем, что клавишные датчики радиометок подсоединены к выделенному микроконтроллеру компьютера, который подсоединен к микроконтроллеру клавиатуры и к центральному процессору, причем на основании сигнала с клавишных датчиков микроконтроллер выдает команду на блокирование ввода символа в результате нажатия на клавишу, например, при усилении сигнала от радиометки, не принадлежащей данной клавише/группе клавиш, причем уровень чувствительности микроконтроллера к сигналам клавишного датчика для выдачи блокирующей команды настраивается посредством программных настроек персонального компьютера.

18. Клавиатура с бесконтактной идентификацией клавиш по п.2, отличающаяся тем, что накладки на пальцы, различающиеся направлением магнитных полей, различаются внешними характеристиками оформления, например, цветом, рисунком или надписью.