СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОЙ РУКОЙ БЕЗ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОДСТАВКИ КАРМАННЫМ КОМПЬЮТЕРОМ И ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА В РУКЕ
SINGLE-HAND METHOD OF OPERATING POCKET COMPUTER WITHOUT USING SUPPORT AND DEVICE FOR HAND HOLDING ELECTRONIC DEVICE

Изобретение относится к способам и устройствам управления карманным устройством, обладающим сенсорным экраном, миниатюрной клавиатурой или набором мелких управляющих кнопок, при помощи управляющих устройств стилусообразного типа, а также к конструкциям футляров и чехлов. Изобретение может быть использовано при проведении работ с использованием карманного компьютера в полевых условиях, например при использовании карманного компьютера при проведении полевой геодезической съемки.
Успехи современной технологии производства электронных устройств привели к созданию вычислительных средств, мобильных средств связи, игровых устройств и т.п., которые характеризуются своей миниатюрностью и могут помещаться в руке пользователя. В отечественной и зарубежной литературе такие устройства называются карманными (pocket). Кроме того, в отечественной литературе распространен термин «наладонные устройства» или «наладонники». В англоязычной литературе для карманных компьютеров используется термин PDA (personal digital assistant). Обычно управление карманным компьютером осуществляют при помощи нажатия стилусом на поверхность сенсорного экрана. При этом в зависимости от вариантов реализации приложений возможно управление карманным компьютером непосредственно пальцем [заявка WO 2004/076979].
Карманные компьютеры широко используются в производстве, например, для автоматизации сбора информации при полевой геодезической съемке [Кулешов Д.А, Стрельников Г.Е, Рязанцев Г.Е. Инженерная геодезия. М. Картгеоцентр-Геоиздат. 1996], для автоматизации учета на животноводческих фермах или товарных складах (см. [заявка WO 2005/119420 A1, p.2]) и т.п. При этом возникает необходимость использовать обе руки для управления карманным компьютером, поскольку в одной руке приходится держать сам компьютер, а в другой руке - стилус. В этом состоит специфика использования карманных компьютеров в полевых условиях в отличие от их использования в лабораторных или в домашних условиях, где карманный компьютер может лежать на столе и нет необходимости удерживать его другой рукой. В полевых условиях при необходимости выполнить какие-либо дополнительные действия приходится или освобождать одну из рук либо путем помещения компьютера в карман, либо путем вставления стилуса в специальный приемник в корпусе компьютера, или выполнять указанные дополнительные действия той же рукой, в которой находится стилус, с одновременным удержанием стилуса в руке. Кроме того, стилус имеет обыкновение выпадать из рук, теряться и т.п. Все это приводит к большим неудобствам в использовании карманных компьютеров в полевых условиях.
В настоящее время неизвестны способы управления карманным компьютером одной рукой без использования подставки.
Известно несколько приспособлений, предназначенных для удержания карманного электронного устройства на пальцах ладони и позволяющих тем самым управлять указанным устройством при помощи большого пальца.
В патенте US 2,103,594 предложена конструкция перчатки, обладающей карманом в области, соответствующей ладони. Наличие такого кармана позволяет вставлять в него нижнюю часть карманного устройства таким образом, чтобы его экран и органы управления находились в области четырех пальцев руки, исключая большой палец. Недостатком этого устройства является то, что при достаточно большой глубине указанного кармана, необходимого для надежного удержания карманного устройства, становится затруднительным подгибание четырех пальцев в сторону ладони, необходимое для удобного дотягивания концом большого пальца до всех органов управления карманным устройством, включая сенсорный экран.
Аналогичная конструкция предложена в патенте US 4,447,912, где вместо кармана используется лента, соответствующая верхней части кармана и позволяющая удерживать карманное устройство за счет зажатия его между ладонной частью перчатки и лентой. В патенте US 6,810,531 предложена конструкция перчатки, содержащая по крайней мере одну нашитую в области ладони ленту, позволяющую зажимать устройство между указанной лентой и ладонью. Эти конструкции обладают тем же недостатком, что и предыдущая конструкция.
В заявке WO 01/12010 А1 (прототип приспособления для удержания электронного устройства в руке) описано приспособление для удержания электронного устройства в руке, содержащее вместилище для электронного устройства и крепление этого вместилища к предмету, причем форма и размеры вместилища обеспечивают удержание в нем устройства. Вместилище имеет раскрытие, через которое указанное устройство может вставляться внутрь вместилища. Крепление обеспечивает разъемное закрепление вместилища на предмете и содержит петлю из эластичного материала, которая может закрепляться на предмете вокруг него. При этом указанное крепление расположено на задней поверхности вместилища. Недостатком такой конструкции является то, что крепление расположено на задней поверхности вместилища, и тем самым при закреплении электронного устройства на крайних фалангах указательного и среднего пальцев не обеспечивается устойчивость положения электронного устройства относительно ладони руки. Аналогичные конструкции вместилищ для электронных устройств предложены в заявке WO 02/19864 А1 и патентах США 3,813,017, 3,937,373, 4,044,933, 4,896,805. Все они также обладают указанным недостатком.
С учетом сказанного, актуальной является задача разработки удобного способа управления одной рукой без использования подставки карманным компьютером, органы управления которого включают в себя сенсорный экран и управляющие кнопки. Кроме того, актуальной является задача разработки приспособления для удержания электронного устройства на пальцах руки, необходимого для реализации такого способа.
Предлагаемый способ управления одной рукой без использования подставки карманным компьютером, органы управления которого включают в себя сенсорный экран и управляющие кнопки, состоит в том, что на ладонь руки надевают приспособление, обеспечивающее фиксацию указанного карманного компьютера не менее чем на двух пальцах ладони, кроме большого пальца, таким образом, чтобы было возможно сгибание четырех пальцев, кроме большого, под углом до 90° к ладони, а компьютер был бы расположен в общем случае под углом к линии оснований указанных четырех пальцев и лежал бы только на двух крайних фалангах указательного и среднего пальцев и, возможно, на всех фалангах безымянного пальца и мизинца. При высоте указанной области расположения органов управления, превышающей расстояние от мизинца до указательного пальца, указанная область расположения органов управления должна занимать положение относительно ширины ладони, при котором она смещена в сторону указательного пальца и не выходит за пределы мизинца. Указанное приспособление должно быть сконструировано таким образом, чтобы оно не закрывало передней панели карманного компьютера, закрывало бы только незначительную его часть, оставляя незакрытой органы управления карманного компьютера, или его часть, закрывающая органы управления указанного карманного компьютера, была бы прозрачна и обеспечивала бы передачу нажатий на указанные органы управления. Карманный компьютер фиксируют на указанных не менее чем двух пальцах ладони руки с помощью указанного устройства. После этого управляют карманным компьютером путем нажатия на соответствующие места сенсорного экрана и управляющих кнопок карманного компьютера большим пальцем указанной руки.
Такой способ управления карманным устройством обеспечивает достижение основного технического результата, состоящего в возможности управления карманным компьютером одной рукой. Второй технический результат состоит в обеспечении надежности способа за счет предотвращения выпадания карманного компьютера из рук.
На указанную руку дополнительно может быть надето второе приспособление, содержащее рабочую деталь с узким концом из твердого материала и средства фиксации указанной рабочей детали в положении, когда она находится вблизи подушечки большого пальца и несколько выступает за пределы конца большого пальца. В этом случае нажатие на указанные органы управления производят указанным концом рабочей детали. В зависимости от конструкции этого дополнительного приспособления достигается один или несколько дополнительных технических результатов: обеспечивается предотвращение выпадания стилуса из рук, обеспечивается требуемая степень локализации нажатия на органы управления карманным компьютером и обеспечивается защита ладони руки от неблагоприятных воздействий окружающей среды.
Приспособление для удержания электронного устройства в руке содержит вместилище и крепление вместилища к удерживающему объекту, причем форма и размеры вместилища обеспечивают удержание в нем электронного устройства. Вместилище имеет раскрытие, через которое это устройство может вставляться внутрь вместилища. Крепление обеспечивает разъемное закрепление вместилища на удерживающем объекте. Оно включает в себя по меньшей мере одну петлю из эластичного упругого материала, которая может закрепляться на удерживающем объекте вокруг него. В отличие от прототипа, передняя панель вместилища имеет вырез, размеры которого соответствуют области расположения органов управления электронного устройства, удерживаемого внутри вместилища, удерживающим объектом являются пальцы руки человека, кроме большого, в количестве от двух до четырех, а крепление расположено на боковом торце вместилища. При этом достигается основной технический результат, состоящий в возможности управлять компьютером путем нажатия на его органы управления через вырез в передней панели вместилища. Второй технический результат состоит в надежной фиксации положения компьютера относительно ладони, при котором карманный компьютер оказывается лежащим на крайних фалангах указательного и среднего пальцев и, возможно, на всех фалангах мизинца.
Изобретение поясняется графическими материалами, где:
Фиг.1. Способы нажатия на различные места передней панели карманного компьютера.
Фиг.2. Жесты для нажатия на различные места передней панели карманного компьютера.
Фиг.3. Футляр для удержания электронного устройства в руке.
Фиг.4. Крепление футляра с регулируемой длиной петли.
Фиг.5. Чехол для удержания электронного устройства в руке.
Осуществление изобретения
1. Осуществление способа управления компьютером
Способ управления одной рукой без использования подставки карманным компьютером, область расположения органов управления которого включают в себя сенсорный экран и управляющие кнопки, состоит в том, что на ладонь указанной руки надевают приспособление, обеспечивающее фиксацию указанного карманного компьютера на не более чем четырех пальцах ладони руки, кроме большого пальца, таким образом, чтобы было возможно сгибание четырех пальцев под углом до 90° к ладони, а компьютер был бы расположен в общем случае под углом к линии оснований четырех пальцев и лежал бы только на двух крайних фалангах указательного и среднего пальцев и на всех фалангах безымянного пальца и мизинца. При высоте указанной области расположения органов управления, превышающей расстояние от мизинца до указательного пальца, указанная область расположения органов управления должна занимать положение относительно ширины ладони, при котором она смещена в сторону указательного пальца и не выходит за пределы мизинца. После этого фиксируют карманный компьютер на указанных не менее чем двух пальцах ладони руки с помощью указанного устройства. В качестве приспособления может использоваться любое из двух приспособлений, описываемых ниже в п.2. Фиксацию приспособления относительно пальцев руки производят путем продевания пальцев в соответствующие петли крепления указанного приспособления сверху вниз, таким образом, чтобы концы пальцев оказались под карманным компьютером. Далее управляют карманным компьютером путем нажатия на соответствующие места сенсорного экрана и управляющих кнопок карманного компьютера большим пальцем указанной руки.
На фиг.1 показан карманный компьютер, закрепленный на четырех пальцах ладони, исключая большой палец. При этом способ закрепления компьютера на пальцах обеспечивает возможность сгибания четырех пальцев под углом до 90° к ладони. Тем самым, как показывают три левых изображения, обеспечивается возможность дотянуться концом большого пальца до противоположной стороны сенсорного экрана. При необходимости нажатия на сенсорный экран вблизи той стороны сенсорного экрана, которая является ближайшей к большому пальцу руки, выпрямляют четыре пальца руки вместе с закрепленным на них компьютером, как показано на трех правых изображениях. Таким образом, из фиг.1 вытекает возможность обеспечить нажатие концом большого пальца в крайние точки сенсорного экрана. Промежуточные положения большого пальца относительно ладони обеспечивают нажатие в произвольную точку сенсорного экрана, как показано в среднем ряду изображений.
Возможность дотянуться концом большого пальца до любой крайней точки сенсорного экрана компьютера обеспечивается расположением компьютера относительно фаланг каждого из четырех пальцев. Поскольку поверхность указательного и среднего пальцев, на которых лежит компьютер, занимает только два крайних фаланга этих пальцев, то конец большого пальца может легко дотянуться до соответствующих точек передней панели компьютера в области указательного и среднего пальцев. Соответствующие жесты показаны в средней строке изображений на фиг.2. В области безымянного пальца и мизинца конец большого пальца также может легко дотянуться до соответствующих точек передней панели компьютера. Соответствующие жесты показаны в нижней строке изображений на фиг.2. При этом степени подвижности большого пальца обеспечивают возможность расположения его конца не только на двух крайних фалангах указательного пальца, но и в сторону от указательного пальца. Поэтому в том случае, когда высота указанной области расположения органов управления компьютера превышает расстояние от мизинца до указательного пальца, вышеописанное размещение области расположения органов управления относительно пальцев руки обеспечивает возможность дотянуться концом большого пальца до нужного места в верхней части области расположения органов управления компьютера. Соответствующие жесты показаны в верхней строке изображений на фиг.2.
Указанное приспособление должно быть сконструировано таким образом, чтобы оно не закрывало передней панели карманного компьютера, закрывало бы только незначительную его часть, оставляя незакрытой органы управления карманного компьютера, или его часть, закрывающая органы управления указанного карманного компьютера, была бы прозрачна и обеспечивала бы передачу нажатий на указанные органы управления. Каждый из этих вариантов может оказаться предпочтительным в конкретной ситуации. При нормальных погодных условиях предпочтительным является открытый вариант, когда приспособление не закрывает передней панели карманного компьютера или закрывает только его незначительную часть. В этом случае обеспечивается наиболее четкое восприятие изображения на экране компьютера. При неблагоприятных погодных условиях предпочтительным является закрытый вариант, когда часть приспособления, закрывающая органы управления указанного карманного компьютера, является прозрачной и обеспечивает передачу нажатий на указанные органы управления. Возможность реализации этих вариантов излагается ниже в п.2.
В зависимости от используемого программного обеспечения карманного компьютера органы управления указанного компьютера как могут допускать управления непосредственно пальцем, так и могут требовать нажатия достаточно узким стилусом. В первом случае никакого дополнительного приспособления для управления карманным компьютером не требуется. Во втором случае на указанную руку дополнительно надевают второе приспособление. Это приспособление представляет собой часть перчатки, включающую в себя по крайней мере концевую часть большого пальца. Эта часть содержит рабочую деталь с узким концом из твердого материала и средства фиксации указанной рабочей детали в положении, когда она находится вблизи подушечки большого пальца и несколько выступает за пределы конца большого пальца, чтобы обеспечить видимость окрестности точки нажатия на органы управления компьютера. В этом случае нажатие на указанные органы управления производят указанным концом рабочей детали. Возможность реализации такого приспособления раскрыта в заявке WO 2005/102088 А1.
Это же приспособление, раскрытое в заявке WO 2005/102088 А1, может использоваться и для защиты ладони руки от неблагоприятных воздействий окружающей среды, например, для защиты от холода или от вредных химических воздействия. В этом случае вместо части перчатки, содержащей по крайней мере концевую часть большого пальца, в качестве рассматриваемого приспособления используют полную перчатку, обеспечивающую защиту всей ладони руки.
2. Приспособление для удержания электронного устройства в руке
Предлагаемое приспособление для удержания электронного устройства в руке изображено на фиг.3. Приспособление содержит вместилище 1, представляющее собой футляр из жесткого материала, например пластмассы, пластика, металла и т.п., и одно или несколько креплений 2 вместилища к предмету. Футляр имеет раскрытие, через которое указанное устройство может вставляться внутрь футляра. В качестве такого раскрытия может использоваться, например, передняя панель футляра, закрепленная слева на задней части корпуса футляра и пристегивающаяся с трех сторон к задней части корпуса футляра с помощью «молнии» 3.
Форма и размеры футляра, а также наличие в футляре элементов крепления электронного устройства обеспечивают возможность помещения в футляр электронного устройства. Футляр и элементы крепления электронного устройства внутри футляра могут иметь разные конструкции, например может использоваться футляр с внутренним креплением для карманного компьютера 5, описанным в патенте US 6,520,466.
При работе футляр удобно держать в закрытом состоянии, поскольку при откинутой передней крышке футляра увеличивается момент инерции футляра, и это приводит к большему напряжению руки, удерживающей футляр и управляющей компьютером. С этой целью передняя панель футляра имеет вырез 4, размеры которого соответствуют области расположения органов управления указанного электронного устройства, удерживаемого внутри футляра. Возможны два варианта реализации такого выреза. Первый вариант состоит в том, что указанный вырез закрыт гибким прозрачным материалом, обеспечивающим передачу нажатий на сенсорный экран электронного устройства, например тонкой полиэтиленовой пленкой. Такая пленка 8 может быть прикреплена по периметру выреза к вертикальным стенкам 9 крышки футляра, например, путем склеивания. Расстояние от пленки до передней плоскости крышки футляра выбирают таким образом, чтобы пленка при закрывании крышки футляра оказывалась свободно лежащей на органах управления электронного устройства. Этот вариант предпочтителен при работе в неблагоприятных погодных условиях, например при дожде или снегопаде. Второй вариант состоит в том, что указанный вырез является открытым. Этот вариант предпочтителен при работе в благоприятных погодных условиях и обеспечивает более качественное восприятие пользователем информации, выдаваемой на экране электронного устройства.
Крепление обеспечивает съемное закрепление футляра на удерживающем объекте и включает в себя по меньшей мере одну петлю из эластичного материала, которая может закрепляться на указанном удерживающем объекте вокруг него. Указанным удерживающим объектом являются пальцы руки человека, кроме большого, в количестве от двух до четырех, а крепление расположено на боковом торце задней части корпуса футляра. Простейший вариант крепления состоит в том, что оно содержит одну петлю 2 и расположено в нижней части футляра, как показано на фиг.3. В этом случае при использовании приспособления петлю надевают либо на ближайшие к ладони фаланги безымянного пальца и мизинца, либо на крайние фаланги среднего и безымянного пальцев, либо на крайние фаланга указательного и среднего пальцев.
Второй вариант крепления состоит в том, что оно содержит две петли 2 и 2а, отстоящие друг от друга на расстояние, примерно равное толщине двух пальцев человека. В этом случае петли должны быть соответствующего размера, чтобы была возможность надевать каждую на один палец. Возможен вариант с относительно большими длинами петель, каждая из которых надевается на свою группу пальцев, если удержание футляра производят тремя или четырьмя пальцами. Выбор первого или второго варианта может оказаться существенным для пользователей с физическими недостатками, состоящими в отсутствии какого-либо пальца.
Указанные одна или две петли могут быть как постоянной, так и регулируемой длины. Простейшим вариантом является вариант с постоянными длинами петель. В этом случае они могут быть закреплены на боковой поверхности футляра, например, с помощью заклепок 6, 7. Этот вариант требует производства целого размерного ряда футляров, отличающихся длинами петель и тем самым рассчитанных на использование пользователями, имеющими разную толщину пальцев. Кроме того, использования перчатки для защиты руки от переохлаждения (см. п.1) увеличивает толщину пальцев и требует использования футляра с более длинными петлями.
Более предпочтителен вариант с регулируемыми длинами петель, изображенный на фиг.4. В этом случае используют регулятор длины петли 10. При надевании крепления на один или два пальца удобно вставлять первый палец не между корпусом футляра и петлей, а в петлю 11 регулятора длины. Это обеспечивает более стабильную фиксацию футляра с компьютером на пальцах, особенно в случае, когда футляр имеет относительно гладкие стенки. Второй палец можно вставлять как в промежуток 12 между корпусом футляра и петлей, так и в петлю 11 регулятора длины вместе с первым пальцем.
На фиг.5 показан второй вариант приспособления для удержания электронного устройства в руке, в котором вместилище является чехлом. Приспособление содержит вместилище 1, представляющее собой чехол из эластичного упругого материала, например кожи, и одно или несколько креплений 2 вместилища к удерживающему объекту. Чехол имеет раскрытие 3, через которое указанное устройство может вставляться внутрь чехла.
Форма и размеры чехла обеспечивают удержание в нем устройства. При этом свойства материала, из которого изготавливают чехол, обеспечивают удержание в нем электронного устройства за счет растяжения чехла и возникающих при этом сил трения стенок чехла о поверхность электронного устройства.
Передняя панель чехла имеет вырез 4, размеры которого соответствуют области расположения органов управления указанного электронного устройства, удерживаемого внутри чехла. При этом возможны два варианта реализации такого выреза.
Первый вариант состоит в том, что указанный вырез закрыт гибким прозрачным материалом, например тонкой полиэтиленовой пленкой, обеспечивающим передачу нажатий на сенсорный экран электронного устройства стилусом или пальцем. Такая пленка может быть прикреплена по периметру к границе выреза, как показано на фиг.5, например, с помощью притачивания, наклеивания, приваривания. Этот вариант предпочтителен при работе в неблагоприятных погодных условиях, например при дожде или снегопаде.
Второй вариант состоит в том, что указанный вырез является открытым и ограничен кромкой из жесткого материала, например пластика, жести и т.п., что обеспечивает устойчивость формы чехла, надетого на электронное устройство. Такая кромка может быть изготовлена методом прессования пластика, приклеивания пластика на верхнюю деталь чехла или окантовки края выреза пластиком или металлом. Этот вариант предпочтителен при работе в благоприятных погодных условиях и обеспечивает более качественное восприятие пользователем информации, выдаваемой на экране электронного устройства.
Крепление обеспечивает съемное закрепление вместилища на удерживающем объекте и содержит по меньшей мере одну петлю из эластичного материала, которая может закрепляться на удерживающем объекте вокруг него. Указанным удерживающим объектом являются пальцы руки человека, кроме большого, в количестве от двух до четырех, а указанное крепление расположено на боковом торце вместилища. Простейший вариант крепления состоит в том, что крепление содержит одну петлю 2 и расположено в нижней части приспособления, как показано на фиг.5. В этом случае при использовании приспособления петлю надевают либо на ближайшие к ладони фаланги безымянного пальца и мизинца, либо на крайние фаланги среднего и безымянного пальцев, либо на крайние фаланги указательного и среднего пальцев. Выбор варианта расположения приспособления на пальцах может быть параллельным линии оснований пальцев или под небольшим углом к ней и зависит от длины пальцев человека, индивидуальных особенностей гибкости пальцев и т.д. Второй вариант крепления состоит в том, что оно содержит две петли 2 и 2а, отстоящие друг от друга на расстояние, примерно равное толщине двух пальцев человека. В этом случае петли должны быть соответствующего размера, чтобы была возможность надевать каждую на свой палец. Возможен вариант с относительно большими длинами петель, каждая из которых надевается на соответствующую группу пальцев, если удержание чехла производят тремя или четырьмя пальцами. Выбор первого или второго варианта может оказаться существенным для пользователей с физическими недостатками, состоящими в отсутствии какого-либо пальца.
Указанные одна или две петли могут быть как постоянной, так и регулируемой длины. Простейшим вариантом является вариант с постоянными длинами петель. В этом случае они могут быть закреплены на боковой поверхности чехла, например, путем настрачивания, условно показанного пунктирными линиями 5 на фиг.5. Этот вариант требует производства целого размерного ряда чехлов, отличающихся длинами петель и тем самым рассчитанных на использование пользователями, имеющими разные размеры ладони. Кроме того, использования перчатки для защиты руки от переохлаждения (см. п.1) увеличивает толщину пальцев и требует использования чехла с более длинными петлями.
Более предпочтителен вариант с регулируемыми длинами петель. Конструкция такого крепления аналогична конструкции крепления для футляра, изображенной на фиг.4, с той разницей, что для прикрепления концов петли к чехлу можно использовать как заклепки, так и настрачивание.
Раскрытие чехла может быть выполнено, например, в виде клапана 3 из того же материала, что и чехол, и имеет необходимые вырезы для обеспечения подсоединения внешних устройств к электронному устройству. Фиксация раскрытия в закрытом состоянии производится, например, при помощи «липучки» 13, прикрепленной к задней поверхности раскрытия и к задней стенке чехла.
Описанное приспособление позволяет обеспечить два основных технических результата. Первый состоит в возможности управлять компьютером путем нажатия на его органы управления через прозрачный материал передней панели чехла, обеспечивающий передачу нажатий на управляющие органы компьютера, или через вырез в передней панели. Второй технический результат состоит в обеспечении надежной фиксации положения компьютера относительно ладони, при котором карманный компьютер оказывается лежащим на крайних фалангах указательного и среднего пальцев и на всех фалангах мизинца.