УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВОДА И ВЫВОДА ДАННЫХ ЭВМ
COMPUTER DATA INPUT AND OUTPUT DEVICE

Область техники
Изобретение относится к конструкциям электронно-вычислительных устройств, преимущественно к бытовым информационным системам и персональным компьютерам. Оно может использоваться в быту и в различных отраслях народного хозяйства.
Предшествующий уровень техники
Общеизвестна конструкция переносного персонального компьютера - ноутбука - прототип.
Такой компьютер содержит клавиатуру, конструктивно совмещенную в одном корпусе с ЭВМ и устройством ввода и вывода данных на CD или DVD диске, и дисплей, связанные между собой посредством шарнирного механического сочленения и электрического соединения, выполненного в виде шлейфа.
Преимуществом подобной конструкции является возможность уменьшения размеров компьютера при его транспортировке.
Перед работой на компьютере пользователь изменяет форму и размеры компьютера, поворачивая экран дисплея относительно клавиатуры. Он ориентирует плоскость экрана по отношению к своим органам зрения так, чтобы изображение имело минимальные искажения. Эти действия пользователь осуществляет вручную.
Недостаток такой конструкции заключается в том, что экран дисплея и клавиатура имеют небольшую площадь поверхности, что ограничивает объем информации, которую можно выводить на экран дисплея.
На экране дисплея малого размера трудно считывать информацию. Продолжительная работа на компьютере приводит к ухудшению зрения и утомляемости оператора. При работе на клавиатуре малых размеров резко возрастает вероятность ошибок за счет нажатия не тех клавиш. При повороте экрана компьютера пользователь может касаться пальцами поверхности экрана и испачкать поверхность экрана.
После завершения работы на компьютере на экране дисплея может осесть пыль, что снижает качество визуального сигнала.
Все это снижает эргономические свойства компьютера.
Известно устройство для ввода и вывода данных ЭВМ, содержащее ЭВМ, клавиатуру, подсоединенную к входу ЭВМ через интерфейс клавиатуры, блок индикации, выполненный в виде дисплея и подсоединенный к выходу ЭВМ, датчик координат (патент РФ №2101752, 6 G06F 3/02, приоритет 01.11.1993).
Датчик координат установлен на клавиатуре и выполнен в виде набора датчиков, расположенных на поверхности клавиатуры, которые через интерфейс датчиков координат дополнительно подсоединены к входу ЭВМ.
Применение датчиков координат позволяет формировать виртуальное изображение клавиатуры и рук оператора непосредственно на экране дисплея.
При выполнении экранов дисплея в форме очков резко повышается конфиденциальность обработки информации на таком компьютере.
Недостаток - отсутствие датчиков координат на клавишах клавиатуры, которые могут занимать большую часть площади поверхности клавиатуры. За счет этого существенно снижается точность регистрации пальцев рук над клавишами и увеличивается вероятность ошибок при нажатии клавиш.
Известно устройство для ввода и вывода данных ЭВМ (заявка РФ №2007109208). Устройство содержит ЭВМ, клавиатуру, подсоединенную к входу ЭВМ через интерфейс клавиатуры, блок индикации, выполненный в виде дисплея и подсоединенный к выходу ЭВМ. Согласно изобретению экран дисплея выполнен в виде не менее двух двух плоских экранов с возможностью изменения их положения относительно друг друга для уменьшения размеров устройства во время его транспортировки, а в варианте и для уменьшения искажения изображения, наблюдаемого на экране дисплея во время работы устройства.
В изобретении также описаны различные варианты выполнения персональных компьютеров - ноутбуков с клавиатурой изменяемых размеров и многоэкранными дисплеями, в частности вариант выполнения клавиатуры с датчиками координат, установленными на клавишах клавиатуры.
Режим визуализации клавиатуры и рук оператора на экране дисплея позволяет, например, вести работу при плохом освещении, когда символы на клавиатуре не видны.
Недостаток такого устройства состоит в том, что все действия по ориентации в пространстве экранов дисплеев пользователь осуществляет вручную - на глаз. В результате касания пальцами рук экранов дисплеев на них остаются жирные отпечатки, и качество видеоизображения снижается. В несложенном состоянии экраны дисплея плохо защищены. Они подвержены воздействию пыли.
Известно техническое решение по заявке РФ №2004117755, в котором описана многофункциональная система передачи сообщений, выполненная в виде бытового предмета, предназначенного для реализации иной, чем передача сообщений, функции. Например, в виде кресла или кровати.
Система передачи сообщений содержит узлы, позволяющие формировать звуковые и/или визуальные сигналы в направлении места расположения человека - получателя этой информации.
Эти действия осуществляются путем, например, переключения правого и левого излучателя звуковых сигналов в соответствии с расположением головы слушателя по отношению к системе или путем автоматического поворота экрана (например, плазменной панели телевизора) в сторону человека.
В основе этих действий лежит новый способ повышения точности передачи сообщений с использованием автоматизированной системы, выполненной с возможностью регистрации местоположения человека с помощью датчиков или путем приема и обработки вспомогательных сигналов, излучаемых из области пространства получения сообщений в область пространства месторасположения излучателей сообщений. За счет приема и обработки этих сигналов формируются сигналы, управляющие работой опорно-поворотного устройства, ориентирующего излучатели в сторону области пространства получения сообщений, или коммутирующие подключение громкоговорителей правого и левого каналов.
В описании изобретения приводятся примеры выполнения системы, выполненной в виде кресла, относительно которого осуществляется перемещение экрана.
В качестве опорно-поворотного устройства для поворота плазменной панели телевизора может использоваться рука робота-манипулятора, а в качестве вспомогательных сигналов могут использоваться фотоэлектрические приемопередатчики, регистрирующие местоположение пульта дистанционного управления системой. Например, когда пользователь регулирует громкость или переключает канал телевизионного или радиоприемника, система пеленгует направление, с которого осуществляется излучение инфракрасного сигнала и поворачивает в сторону этого источника экран телевизора и/или громкоговорители.
Раскрытие изобретения
Задача, решаемая изобретением, - создать устройство для ввода и вывода данных ЭВМ, позволяющее реализовать удобное в пользовании устройство, например персональный компьютер, улучшение эргономических свойств устройства.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - увеличение объема информации, которую можно вывести на экран дисплея, увеличение размеров устройства или его отдельных узлов (дисплея, клавиатуры, громкоговорителей) во время работы, уменьшение габаритов компьютера при его транспортировке.
Дополнительный технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, - уменьшение искажений визуальной информации, отображаемой на экране дисплея, уменьшение искажений звука, повышение уровня конфиденциальности отображаемой на экране дисплея информации, возможность качественного просмотра изображения с различных направлений, повышение точности регистрации местоположения пальцев рук оператора над клавишами клавиатуры, а также возможность работы на компьютере в плохо освещенных условиях.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном устройстве для ввода и вывода данных ЭВМ, содержащем не менее одной ЭВМ с программным обеспечением, а также, по крайней мере, одно устройство для ввода данных в ЭВМ, выполненное в виде клавиатуры и, по крайней мере, одно устройство для вывода данных из ЭВМ, по крайней мере, один из вышеуказанных узлов может изменять свою форму и/или положение относительно другого узла.
Согласно изобретению изменение формы и/или положения узлов в пространстве относительно друг друга осуществляется посредством работы, по крайней мере, одного устройства, предназначенного для осуществления этих действий в соответствии с алгоритмом его работы.
Возможны варианты реализации изобретения, такие что:
- устройство для изменения формы и/или положения узлов относительно друг друга содержит шарнирное соединение, пружину, демпфирующее устройство, а также, по крайней мере, один замок с электрическим управлением, связанный с выходом ЭВМ, при этом устройство выполняют с возможностью поворота в ручном режиме относительно друг друга вышеуказанных узлов или отдельных частей узла для изменения его формы, сжатия пружины и закрытия замка, а в обратную сторону действия осуществляются посредством сигналов управления, обработки этих сигналов в соответствии с программой работы устройства, формирования электрического сигнала, поступающего на замок для его открывания и под действием разжимающейся пружины;
- устройство для изменения формы и/или положения узлов относительно друг друга содержит раздвижное соединение с направляющими, пружину, демпфирующее устройство, а также, по крайней мере, один замок с электрическим управлением, связанный с выходом ЭВМ, при этом устройство выполняют с возможностью перемещения в ручном режиме относительно друг друга узлов или отдельных частей узла для изменения его формы и закрытия замка, а в обратную сторону действия осуществляются посредством сигналов управления, обработки этих сигналов в соответствии с программой работы устройства, формирования электрического сигнала, поступающего на замок для его открывания и под действием разжимающейся пружины;
- устройство для изменения формы узла и/или положения узлов относительно друг друга содержит, по крайней мере, одно шарнирное соединение с редуктором, по крайней мере, один электромотор, электрически связанный с выходом ЭВМ, при этом устройство выполняют с возможностью поворота относительно друг друга вышеуказанных узлов или отдельных частей узла для изменения его формы посредством сигналов управления, работы электромотора и редуктора;
- устройство для изменения формы узла и/или положения узлов относительно друг друга содержит, по крайней мере, одно раздвижное соединение с направляющими, редуктор, по крайней мере, один электромотор, электрически связанный с выходом ЭВМ, при этом устройство выполняют с возможностью перемещения относительно друг друга вышеуказанных узлов или отдельных частей узла для изменения его формы по направляющим раздвижного соединения посредством сигналов управления, работы электромотора и редуктора;
- устройство для вывода данных из ЭВМ выполнено в виде дисплея, причем экран дисплея выполнен в виде, по крайней мере, двух экранов с возможностью изменения положения экранов согласно изобретению;
- по крайней мере, один из экранов дисплея снабжают устройством для фиксации положения экрана в пространстве.
- устройство для вывода данных из ЭВМ выполнено в виде дисплея, ЭВМ и клавиатура конструктивно расположены в едином блоке и связаны с дисплеем посредством устройства для изменения положения экрана дисплея по отношению к клавиатуре, при этом клавиатура выполняет функцию подставки для дисплея;
- один из экранов дисплея содержит дополнительный экран, расположенный на его обратной стороне;
- клавиатура содержит дополнительный экран, расположенный на ее торцевой стороне, обращенной к пользователю во время работы на компьютере или его переноски;
- дисплей экрана выполнен в виде, по крайней мере, двух экранов, выполненных с возможностью изменения положения экранов согласно изобретению;
- клавиатура выполнена с возможностью изменения ее формы;
- форма клавиатуры изменяется согласно изобретению;
- на поверхности клавиатуры и/или на поверхности клавиш установлены датчики координат, подсоединенные к входу ЭВМ;
- устройство для вывода данных из ЭВМ выполнено в форме дисплея - очков.
- в качестве дополнительных устройств для ввода и вывода данных ЭВМ используют устройства для беспроводной связи с периферийными устройствами и/или Интернетом;
- устройство для вывода данных из ЭВМ выполнено в виде дисплея, а в качестве дополнительных устройств для ввода и вывода данных ЭВМ используют сотовый телефон;
- с обратной стороны, по крайней мере, одного устройства для вывода данных из ЭВМ размещают панели для развертывания корпуса громкоговорителя, при этом на этом устройстве устанавливают хотя бы один динамик, имеющий акустическую связь как с передней, так и с задней стороной узла, являющейся внутренней частью корпуса громкоговорителя;
- устройство для вывода данных из ЭВМ выполняют в виде дисплея и/или громкоговорителя, экран дисплея и/или громкоговоритель выполняют с возможностью их поворота в сторону пользователя посредством работы устройства, автоматизирующего эти действия.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения станут понятными во время последующего рассмотрения изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи.
Краткое описание чертежей
На Фиг.1 изображен вариант реализации изобретения, выполненный в виде компьютера-ноутбука.
На Фиг.2 изображен вариант реализации изобретения, выполненный в виде компьютера-ноутбука с поворачивающимся экраном в различных плоскостях.
На Фиг.3-5 схематично показаны варианты выполнения многоэкранных дисплеев.
На Фиг.6 изображен вариант реализации изобретения, выполненный в виде компьютера-ноутбука с тремя раскладными экранами дисплея.
На Фиг.7-9 показан переносной компьютер-ноутбук с раздвигающейся клавиатурой и тремя экранами дисплея в режиме его переноски и в рабочем положении.
На Фиг.10 и 11 показан переносной компьютер-ноутбук со складывающейся клавиатурой и складывающимися экранами.
На Фиг.12 и 13 показаны варианты выполнения устройства для изменения взаимного положения узлов устройства.
На Фиг.14 показана конструкция раскладной клавиатуры 4 с датчиками, регистрирующими место положения пальцев рук оператора.
Лучший вариант осуществления изобретения
Известна большая группа устройств для ввода и вывода данных ЭВМ, которые содержат ЭВМ с программным обеспечением, клавиатуру и другие узлы в различных комбинациях. Например, блок индикации, выполненный в виде дисплея, динамик, дисковод, мышь и так далее.
Конструктивно эти узлы могут быть выполнены так, что, по крайней мере, один из вышеуказанных узлов может менять свою форму и/или положение относительно другого узла посредством работы соответствующего устройства.
Согласно изобретению предлагается автоматизация действий по изменению формы или взаимного положения отдельных узлов устройства.
Прежде чем перейти к описанию возможных вариантов выполнения этих устройств представляется целесообразным рассмотреть ряд ближайших аналогов.
На Фиг.1 показана общеизвестная конструкция персонального компьютера-ноутбука, выполненного в виде записной книжки.
Компьютер состоит из двух плоских узлов - экрана 1 дисплея, связанного посредством узлов 2 и 3 с клавиатурой 4.
Посредством работы узла 2 осуществляется механическое соединение, а посредством узла 3 осуществляется электрическое соединение между экраном 1 дисплея и клавиатурой 4 с клавишами 5, которая конструктивно совмещена с ЭВМ и рядом других устройств для ввода и вывода информации. Например, мышкой 6 и динамиком 7.
Действия по изменению места положения экрана 1 по отношению к клавиатуре 4 осуществляются пользователем в ручном режиме.
Для приведения компьютера в рабочее положение пользователь берется руками за экран 1 и клавиатуру 4 и поворачивает их на определенный угол, так чтобы ему было удобно наблюдать на экране 1 изображение выводимой или вводимой информации. Клавиатура 4 при этом выполняет функцию подставки для экрана 1 дисплея.
Узлы 2, обеспечивающие возможность поворота экрана 1 компьютера по отношению к клавиатуре 4, могут быть выполнены в виде шарнирного устройства, обеспечивающего поворот экрана 1 в одной или разных по отношению клавиатуре 4 плоскостях. Для этого могут использоваться шарнирные соединения осевого или шарового типов.
На Фиг.2 в качестве примера использования шарового соединения 2 показан ноутбук Portege R400. Поворотный экран 1 позволяет его ориентировать по отношению к клавиатуре 4 в различных плоскостях. В частности, компьютер может трансформироваться из ноутбука в планшет с функцией управления, и ввода данных магнитным пером (устройством, похожим на обычную авторучку). При этом экран 1 может быть расположен сверху над клавиатурой 4.
Помимо основного - большого, тонкого (плоского) - рабочего экрана 1, связанного шаровым шарнирным соединением 2 с клавиатурой 4, компьютер снабжен дополнительным маленьким экраном 1 - Toshiba Edge Display.
Экран 1 дисплея Toshiba Edge Display конструктивно расположен в торце клавиатуры 4 компьютера и выводит помимо оповещений о приходе почты заголовки сообщений, обновления в календаре, время, заряд батареи и другую актуальную информацию небольшого объема.
Независимо от того, включен компьютер или он находится в спящем режиме suspend mode, функция активного уведомления автоматически примет электронное письмо и сообщит о его появлении на маленьком экране 1 дисплея.
Для работы маленького экрана 1 используется беспроводный Интернет, и при этом не нужно включать ноутбук. Он может находиться у пользователя в руках или в сумке, а операционная система при этом будет в экономичном спящем режиме (suspend mode). Достаточно того, чтобы маленький экран 1 дисплея был доступен взгляду хозяина ноутбука.
У компьютера Portege R400 в качестве устройств для ввода и вывода информации есть возможность беспроводного докинга Toshiba Wireless Port Replicator.
Этот компьютер также имеет Wi-Fi док-станцию. Она позволяет осуществить беспроводный вариант подключения к компьютеру дополнительных: клавиатуры 4, мышки 6, экрана 1 дисплея (например, большого домашнего стационарного экрана 1) и других периферийных устройств.
Компьютер Portege R400 оснащен также набором функций защиты ноутбука от кражи и несанкционированного доступа к информации, объединенных под общим названием EasyGuard. Кроме того, компьютер оснащен биометрическим модулем, считывающим отпечатки пальцев, что создает мощный дополнительный барьер, защищающий информацию владельца R400.
Для обеспечения реализации вышеуказанных функций используется специальное программное обеспечение - версия операционной системы Windows Vista Ultimate и технология Active Notification over 3G.
Для автоматического выбора доступного канала связи в комплекте с R400 поставляется специальное программное обеспечение - ConfigFree, которое занимается переключением между имеющимися вариантами соединений сети с целью выбора самого быстрого из доступных каналов в Интернете. В стандартной комплектации ноутбук Portege R400 способен работать с сетями по следующим протоколам: 3G/UMTS/HSDPA, Wi-Fi, Ethernet и Bluetooth.
Известны и другие варианты выполнения информационных устройств, в конструкции которых есть устройства, обеспечивающие возможность для изменения формы и/или положения различных функциональных узлов устройства.
Ряд моделей сотовых телефонов выполняется с раздвижными частями - дисплеем и клавиатурой. Эти части перемещаются пользователем относительно друг друга вручную по направляющим.
В некоторых моделях сотовых телефонов используются пружины и механический замок-защелка, управляемый пользователем вручную. После нажатия пользователем на замок-защелку, экран 1 дисплея сотового телефона под действием пружины перемещается относительно клавиатуры, освобождая доступ к клавишам. При этом размеры сотового телефона увеличиваются примерно в полтора-два раза.
Известны конструкции бытовых электронных устройств (модель Samsung YP-K5 ZB), конструктивно напоминающие записную книжку, содержащие ЭВМ, устройства ввода и вывода информации (МР3-плеер, FM-тюнер), клавиатуру управления и состоящие из двух поворачивающихся относительно друг друга частей. В одной части располагаются электронные узлы устройства, подобно клавиатуре 4, показанной на Фиг.1, в другой (подобно экрану 1, показанному на фиг.1) - малогабаритные плоские стереогромкоговорители с динамиками.
Во время пользования устройством пользователь разворачивает его и ориентирует громкоговорители таким образом, чтобы звук распространялся в сторону пользователя.
Недостатком подобных устройств является то, что громкоговорители, в которых расположены динамики, имеют малый объем и глубину. В результате уровень звукового давления на низких частотах имеет сильный спад. Слушатель в основном слышит только средние и высокие частоты.
В заявке на патент РФ №2007109208 описаны конструкции компьютеров, у которых экран 1 дисплея выполнен в виде не менее двух плоских экранов 1 с возможностью изменения их положения относительно друг друга.
На Фиг.3-5 показаны варианты выполнения изобретения.
Экраны 1 могут быть выполнены в виде тонких (плоских) панелей, снабженных узлами 2, обеспечивающими механическое соединение экранов 1 друг с другом, и узлами 3, обеспечивающими электрическое соединение между экранами 1 дисплея.
Форма и размеры экранов 1 дисплея могут быть любыми.
В качестве узлов 2 и 3, обеспечивающих электромеханическое соединение экранов 1, могут использоваться любые известные узлы.
На Фиг.3 схематично показан вариант выполнения механического соединения экранов 1 посредством шарнирных соединений, обеспечивающих возможность изменения положения экранов 1 относительно друг друга путем поворота экранов 1 вокруг осей шарнирных соединений узлов 2.
На Фиг.4 схематично показан вариант выполнения механического соединения экранов 1 посредством шарнирных соединений, обеспечивающих возможность изменения положения экранов 1 путем поворота экранов 1 вокруг шарнирного соединения в различных плоскостях.
Шарнирное соединение может быть выполнено с возможностью небольшого удаления экранов 1 друг от друга для увеличения изменения угла наклона экранов 1 относительно друг друга, а также обеспечения возможности поворота экранов 1 относительно друг друга на максимально возможный угол - 360 градусов.
Направления возможного перемещения (поворотов) экранов 1 на Фиг.3-4 показаны стрелками в виде эллипсов.
В рабочем положении пользователь в ручном режиме ориентирует экраны 1 дисплея таким образом, чтобы они были обращены перпендикулярно к нему (или другим пользователям компьютера). Например, перпендикулярно некоторой мнимой оси между центром каждого экрана 1 и точкой, расположенной посредине между глазами пользователя.
В результате такой ориентации экранов 1 дисплея удается существенно снизить искажения визуального сигнала и несколько повысить защищенность от несанкционированного доступа к информации, отображаемой на экране дисплея.
Такой многоэкранный дисплей напоминает зеркало-трельяж.
Например, если пользователь желает работать в режиме конфиденциальной обработки информации (например, в офисе банка, где присутствуют посторонние лица), он может повернуть боковые экраны 1 к себе и тем самым создать некоторый защитный экран для несанкционированного просмотра изображения, например, сбоку.
На Фиг.5 схематично показан вариант выполнения механического соединения экранов 1 посредством электромеханических разъемов, обеспечивающих возможность изменения положения экранов 1 относительно друг друга путем стыковки и расстыковки экранов 1.
Электромеханические разъемы могут быть любой известной конструкции. Они совмещаю в себе функции узлов 2 и 3.
В варианте электромеханический разъем может обеспечивать возможность поворота экранов 1 относительно друг друга.
Уменьшение размеров экрана 1 дисплея при транспортировке компьютера достигается путем расстыковки экранов 1 и помещения их в футляр для его переноски. Футляр может быть выполнен, например, в виде сумки или папки с молнией-застежкой.
Вариант, показанный на Фиг.5, по сравнению с вариантами, показанными на Фиг.3 и 4, обеспечивает возможность уменьшения общего веса и размера устройства за счет выбора числа панелей экранов 1, которые могут потребоваться для работы.
Например, если пользователь планирует использовать компьютер для небольших индивидуальных работ (например, во время поездки ждет важного электронного письма, на которое надо срочно ответить), то он берет с собой всего один экран 1.
Если пользователь, например, предполагает использовать свой компьютер для доклада на совещании, он может взять все имеющиеся у него экраны 1 и во время работы использовать дисплей большой площади, например, как экран для большой аудитории.
Для фиксации положения многоэкранных дисплеев в пространстве во время работы целесообразно хотя бы один экран 1 дисплея снабдить соответствующим устройством 8.
Варианты выполнения устройства 8 могут быть различные: в виде подставки для стола, стойки, треноги, крючка, прищепки, кронштейна, опорно-поворотного устройства и других известных устройств 8.
На Фиг.3-5 устройство 8 для фиксации положения дисплея в пространстве показано схематично.
Связь между экранами 1 дисплея и ЭВМ в общем случае может осуществляться любым известным способом: по кабелю, шлейфу, беспроводным способом.
В вариантах реализации изобретения устройство 8 для фиксации положения дисплея в пространстве может также выполнять функции линии связи между ЭВМ.
При использовании беспроводного способа организации связи между ЭВМ и дисплеем в состав устройства могут дополнительно входить приемо-передающие устройства, конструктивно расположенные в компьютере (ЭВМ) и хотя бы в одном из экранов 1 дисплея. Например, в центральном или главном экране 1 (на Фиг.1-3 - в среднем экране 1).
Центральный экран 1 может содержать свой независимый источник питания.
В качестве приемопередатчиков могут использоваться любые известные системы и устройства, работающие в оптическом, инфракрасном диапазоне или на радиочастотах. Для защиты информации может использоваться кодирование информации.
В качестве устройства 8 для фиксации положения дисплея в пространстве могут быть использованы узлы 1, 3, обеспечивающие связь хотя бы одного из экранов 1 дисплея с клавиатурой 4 - Фиг.6
На Фиг.6 схематично показаны дополнительные опоры устройства 8, шарнирно соединенные с боковыми экранами 1. Они могут быть выполнены любым известным способом и предназначены для надежной фиксации положения дисплея, поскольку при большом числе экранов 1 и возможности их различной ориентации в пространстве (большого наклона по отношению к клавиатуре 4), клавиатура 4 может не обеспечить достаточный уровень устойчивости устройства.
Клавиатура 5, так же как дисплей, может быть выполнена с возможностью изменения ее размеров. Опоры 8 могут быть выполнены в виде шарнирного устройства, подобно подставке для мотоцикла или в виде раздвигающейся подставки телескопического типа.
На Фиг.7-9 показан один из возможных вариантов реализации переносного компьютера-ноутбука со складывающейся раздвижной клавиатурой 4, состоящей из трех частей, и тремя плоскими экранами 1 дисплея.
Для работы на таком компьютере клавиатуру 4 раскладывают так, что ее размеры увеличиваются по отношению к размерам корпуса устройства во время переноски компьютера. На освободившейся при этом поверхности клавиатуры 4 могут быть расположены мышь, динамик или другие устройства для ввода и вывода информации.
Дисплей выполнен в виде трех поворачивающихся относительно друг друга экранов 1. Причем высота экранов 1 дисплея одинаковая, а боковые экраны 1 имеют ширину примерно в два раза меньше чем центральный экран 1. За счет этого технического решения удается защитить поверхности всех экранов 1 от повреждений во время переноски компьютера.
Понятно, что этот принцип можно использовать и в конструкции сотового телефона.
Пример выполнения другого варианта переносного компьютера с раскладной клавиатурой 4, состоящей из трех частей, и многоэкранным дисплеем показан на Фиг.10 и 11.
Форма экрана 1 дисплея, клавиатуры 4 и расположение клавиатуры 4 по отношению к дисплею изменяются посредством шаровых соединений 2 и электрических соединений 3, выполненных в виде шлейфов.
На Фиг.10 и 11 также показан вариант выполнения подставки 8 в виде защелок, которые позволяют зафиксировать экраны 1 по отношению к частям клавиатуры 4. При этом увеличивается жесткость всей конструкции компьютера в рабочем режиме.
Рассмотренные выше технические решения позволяют существенно уменьшать размеры компьютера или любого другого электронного устройства, содержащего ЭВМ, во время его транспортировки.
В отличие от ноутбука или сотового телефона, состоящего из двух частей, размеры устройства во время его транспортировки могут уменьшаться не в два раза, а, например, в четыре (Фиг.6), шесть (Фиг.10 и 11) и более раз - соответственно числу складываемых частей дисплея и клавиатуры 4.
Многоэкранные дисплеи позволяют реализацию новых режимов работы.
Например, путем поворота экранов 2 можно существенно уменьшить искажения изображения, наблюдаемого на экранах 2 дисплея во время работы устройства, и увеличить объем выводимой на экраны 2 информации. Например, в режиме совещания за круглым столом экраны 2 дисплея можно сориентировать для удобного, неискаженного просмотра изображения людьми, сидящими за столом с разных сторон. В том числе и с противоположной стороны. В этом режиме на каждый экран 1 дисплея выводится одна и та же информация. При этом на экраны 1 дисплея поступают одинаковые сигналы с выхода ЭВМ.
Если ЭВМ выполнена в виде нескольких независимых, но при этом связанных друг с другом ЭВМ (выходы ЭВМ подключены к входам других ЭВМ) со своим программным обеспечением (например, Linux или Windows), то пользователь может сформировать различные режимы отображения информации на экранах 1 дисплея.
Например, данные, обработанные в одной из ЭВМ, можно вывести на любой из экранов 1, выполнив при этом действия по обмену данными между ЭВМ.
Если ЭВМ выполнена в виде двух- или четырехъядерного процессора и программное обеспечение имеет возможность одновременного выполнения сразу нескольких программ, то можно выводить данные этих программ на любой из экранов 1 дисплея, используя соответствующее программное обеспечение.
Например, на центральный экран 1 дисплея может выводиться информация при работе с основной программой, с которой пользователь работает большее время, например документ, таблица или видеосигнал, а на другие экраны 1 дисплея может выводиться вспомогательная информация, например программа для перевода текста на иностранный язык, электронная почта, списки файлов или папок, видеоинформация и любые другие программы, которые наиболее интересны пользователю в данное время.
Для реализации этих возможностей, например, широко распространенные программы Windows можно дополнить программой, реализующей следующие действия пользователя.
1. После включения питания компьютера и загрузки программного обеспечения с жесткого диска хотя бы на одном из экранов 1 (например, центральном) на рабочем столе появляется элемент, посредством которого пользователь может настроить необходимый ему режим работы экранов 1 дисплея. Например, нажав кнопку "Пуск", а затем указателем на команду "Настройка" и выбрав из меню программу "Панель управления", пользователь может включить соответствующую программу "Настройка экранов дисплея".
2. После запуска этой программы пользователю в диалоговом режиме может быть предложено выбрать ручной или автоматический режим настройки многоэкранного дисплея и распределения информации по экранам 1 дисплея, переключения мышки на требуемый экран 1 и активизации работы соответствующей программы и так далее.
Например, пользователю может быть задан вопрос: "следует изменить режим работы экранов 1 дисплея? Да/нет".
3. Если пользователь нажимает кнопку "да", то появляется один или несколько уточняющих вопросов и/или список типовых режимов настройки многоэкранного дисплея.
4. Например, при ответе "да" на уточняющий вопрос системы: "следует ли выводить на экраны 1 документы, с которыми пользователь работал в последнее время" на экраны 1 дисплея автоматически выводятся программы или документы, с которыми пользователь работал в последнее время. Например, на центральном экране 1 появляется документ, с которым пользователь работал большую часть времени в предыдущий раз или в течение последних 10 часов, а на соседних экранах 1 - другие документы или программы. Это существенно упростит пользование компьютером и повысит скорость обработки информации, поскольку пользователю не надо будет делать действия по входу в это информационное окружение.
5. При ответе "нет" на указанный выше уточняющий вопрос, например, на все экраны 1 дисплеев выводится одна и та же информация - "рабочий стол", как это делается на одноэкранном компьютере. Другие экраны в это время могут находиться в выключенном - экономичном - режиме.
6. Установленные пользователем настройки (активизация включения экранов 1 и приоритеты вывода программ или документов на экраны 1) могут храниться в памяти компьютера до очередного включения компьютера и изменения режима работы экранов 1. Этот период времени пользователь также может программировать, используя сервисные возможности программы "Настройка экранов дисплея".
7. В списке программ "Настройка экранов дисплея" может быть программа "Выбор экрана дисплея". Эта программа может позволять пользователю оперативно переключать мышку с одного экрана 1 (программы) дисплея на другой. Значок программы "Выбор экрана дисплея" может постоянно выводиться на рабочий стол и находиться в нижней части каждого или хотя бы одного (центрального) экрана 1 рядом, например, с кнопкой "Пуск". Путем нажатия этой кнопки осуществляется последовательное переключение указателя мышки (и включение в работу соответствующей программы) с одного экрана 1 на другой. При этом на других экранах изображение указателя мышки отсутствует.
Возможен вариант работы программы, когда при нажатии на кнопку "Выбор экрана дисплея" правой кнопкой мышки на одном или нескольких экранах 1 дисплея появляется окно с изображением, например, схемы (картинки) задействованных в работе экранов 1 и, например, название программ, предназначенных для вывода на этот экран 1. С помощью мышки 6 выбирают и активизируют работу требуемого экрана 1 и/или программы.
Подобная программа по существу выполняет функции коммутатора, циклически формируя на соответствующих выходах компьютера, связанных с экранами 1, сигналы в соответствии с выбранным пользователем режимом. Например, на вспомогательные экраны 1 циклически выводится только заставка последнего видеокадра программы или изображение рабочего стола.
8. При первичной установке доработанной таким образом операционной системы система сама может устанавливать начальный режим работы экранов 1 дисплея, запрограммированный разработчиком программного обеспечения. Например, во время загрузки операционной системы может использоваться (экономичный) режим с выключенными экранами 1 кроме одного - главного, например самого большого экрана 1.
После установки такой операционной системы пользователь может по своему усмотрению настроить режим работы экранов дисплея в соответствии с описанными выше действиями.
Для реализации новых сервисных режимов, в полной мере использующих возможности многоэкранных компьютеров, можно доработать, например, программу Microsoft Word ("Масштаб") так, чтобы интересующие пользователя страницы документа, с которым работает пользователь, одновременно отображались не на одном экране 1, а каждая из выбранных страниц отображалась на своем экране 1. Или, например, на каждом из экранов 1 отображение информации осуществлялось в соответствии с выбранным масштабом.
Выключение компьютера может осуществляться посредством хотя бы одного включенного (работающего) экрана 1 дисплея путем нажатия кнопки "Пуск" и выбора программы "Завершение работы". В вариантах выполнения программного обеспечения функция завершения работы компьютера может быть реализована и с любого работающего экрана 1.
Вышеуказанные действия можно осуществить с использованием уже существующего, общеизвестного программного обеспечения (программ формирования окон, например, в операционной системе Linux или Windows) или, например, в рамках работы любой другой операционной системы и конкретного языка программирования.
Понятно, что можно предложить очень большое число новых программ для вывода и обработки информации на многоэкранном компьютере. Но в рамках данного изобретения не ставится задача патентования таких программных продуктов. Задача изобретения изложена выше.
В рассмотренных технических устройствах действия по изменению места расположения экранов дисплея, клавиатуры, громкоговорителей или их отдельных частей осуществляются пользователем вручную.
В ряде ситуаций это не совсем удобно. Например, при большом числе раскладывающихся узлов эти действия трудно осуществить в условиях плохой видимости. В спешке можно перепутать последовательность действий по сборке и/или разборке устройства, состоящего из большого числа узлов, и повредить эти узлы.
Согласно изобретению изменение формы узлов и/или положения узлов компьютера в пространстве относительно друг друга (например, экрана дисплея, клавиатуры, громкоговорителей) предлагается осуществлять посредством работы одного или нескольких автоматизированных устройств, специально предназначенных для реализации этих действий (функций).
Использование подобных устройств позволяет улучшить эргономические свойства компьютера, повысить удобство работы на компьютере, повысить его технические и эксплуатационные параметры.
Работа такого устройства во многом напоминает действия робота, выполняющего за пользователя ряд механических действий.
Подобные действия могут осуществляться в полуавтоматическом режиме или в полностью автоматическом режиме работы в соответствии с алгоритмом работы устройства для ввода и вывода данных ЭВМ или программным обеспечением ЭВМ.
Возможен также комбинированный вариант, когда часть действий пользователь осуществляет в ручном режиме, а часть действий осуществляется посредством работы полуавтоматического или автоматического устройства.
Полуавтоматическое устройство для изменения формы и/или положения узлов относительно друг друга может содержать шарнирное соединение, пружину, демпфирующее устройство, а также, по крайней мере, один замок с электрическим управлением, связанный с дополнительным выходом ЭВМ. При этом устройство выполняют с возможностью поворота в ручном режиме относительно друг друга вышеуказанных узлов или отдельных частей узла для изменения его формы, сжатия пружины и закрытия замка. В обратную сторону действия осуществляются посредством сигналов управления, формируемых пользователем, обработки этих сигналов в соответствии с программой работы устройства, формирования электрического сигнала, поступающего на замок для его открывания и под действием разжимающейся пружины.
Шарнирное соединение выполняют в пружинном виде. Замок может быть выполнен в виде электромагнитной защелки. Он фиксирует  относительно друг друга отдельные части устройства после их поворота пользователем вручную.
Демпфирующее устройство обеспечивает плавность выполнения этих действий. Оно может быть выполнено в виде миниатюрного гидравлического или воздушного амортизатора. Или, например, в виде иного тормозного устройства, например в виде миниатюрных тормозных дисков, выполненных из фетра или войлока, расположенных в шарнирном соединении и находящихся в непосредственном контакте друг с другом.
В качестве сигналов управления могут использоваться разнообразные сигналы.
Например, сигналы управления могут формироваться пользователем посредством его биометрических сигналов, например отпечатков пальцев, сигналов отсканированного изображения глаз, в виде звуковых сигналов (команд), в виде механических действий - нажатия на кнопку или включения выключателя, и так далее.
В частном случае в качестве сигналов управления могут использоваться сигналы "свой-чужой", формируемые специальным радиоэлектронным устройством, находящимся, например, при себе у пользователя устройства.
Подобный способ формирования сигналов управления описан в заявке РФ №2006133524 "Устройство защиты объекта".
Он предполагает информационный обмен между двумя или несколькими радиоэлектронными устройствами.
Одно из них предназначено для формирования сигнала беспроводного запроса и может находиться в составе охраняемого объекта, например компьютера. Другое устройство или устройства предназначены для ответа на сигнал запроса и находятся у пользователя. Они могут выполняться, например, в качестве брелка.
Например, когда пользователь нажимает кнопку, находящуюся снаружи компьютера, или приближается к компьютеру, имея при себе подобный брелок, то эти действия регистрируются, идет обработка сформированных таким образом электрических сигналов, и активизируется работа устройства для формирования сигнала на открытие замка. При этом экран 1 или экраны 1 (а в варианте и клавиатура 4 или громкоговорители 7), например, плавно трансформируются в рабочее положение, например, как показано на Фиг.1 или Фиг.6.
Если у пользователя нет устройства системы "свой-чужой", способного (например, в строго отведенное время) сформировать ответ на сигнал запроса, то сигнал, управляющий открытием замка-защелки, не будет сформирован.
Этому человеку не удастся получить доступ для работы на таком компьютере, сотовом телефоне и так далее, поскольку компьютер или телефон не раскроется.
Более того, с использованием устройства "свой-чужой" могут быть сформированы различные сигналы тревоги. Например, в виде громкого звука или путем автоматической отправки по беспроводному каналу связи сообщения в правоохранительные органы или, например, на сотовый телефон владельца компьютера. При этом на электрически проводящую поверхность компьютера могут поступать сигналы высоко напряжения. Компьютер превращается в электрошоковое устройство.
С помощью беспроводных каналов связи и системы определения координат (GPS или GLONASS) можно оперативно получить информацию о месте расположения компьютера, если он был утерян или украден. Такая система защиты позволит исключить потерю информации, содержащуюся в компьютере от действий воров.
Возможен вариант выполнения полуавтоматического устройства для изменения формы и/или положения узлов относительно друг друга, которое содержит раздвижное соединение с направляющими, пружину, демпфирующее устройство, а также, по крайней мере, один замок с электрическим управлением, связанный с дополнительным выходом ЭВМ.
При этом устройство выполняют с возможностью перемещения в ручном режиме относительно друг друга узлов или отдельных частей узла для изменения его формы и закрытия замка.
В обратную сторону действия осуществляются посредством сигналов управления, формируемых пользователем тем или иным способом, а также в результате обработки этих сигналов в соответствии с программой работы устройства, формирования электрического сигнала, поступающего на замок-защелку для его открывания, и под действием разжимающейся пружины.
Возможен вариант выполнения устройства для изменения формы узла и/или положения узлов относительно друг друга, которое содержит, по крайней мере, одно шарнирное соединение 9 с редуктором 10, по крайней мере, один электромотор 11, электрически связанный с выходом ЭВМ. При этом устройство выполняют с возможностью поворота относительно друг друга перемещаемых узлов или отдельных частей узла для изменения его формы посредством сигналов управления, работы электромотора и редуктора.
Вариант выполнения устройства с одним шарнирным соединением 9, одним редуктором 10 и одним электромотором 11 показан на Фиг.12.
На Фиг.13 показан вариант выполнения устройства с двумя шарнирными соединениями 9, редукторами 10 и электромоторами 11.
Редуктор 10 показан на Фиг.12, 13 схематично в виде цепи и двух шестерней. Он обеспечивает кинематическую связь между электромотором 11 и частями шарнирного соединения 9.
Путем изменения полярности и напряжения, подаваемого на электромотор 11, можно регулировать направление и скорость поворота управляемых узлов. Например, экрана 1 и клавиатуры 4 ноутбука, показанного на Фиг.1.
Конструкция устройства, показанного на Фиг.13, позволяет обеспечить поворот узлов (например, экранов 1 - Фиг.6) относительно друг друга на угол в 360 градусов. Для этого используется двухшарнирное соединение 9, а также два редуктора 10 и электромотора 11.
За счет независимого управления работой электромоторов 11 удается сформировать сложный (программируемый) изгиб шарнирных соединений 9, подобно работе руки робота-манипулятора, и обеспечить возможность поворота узлов, имеющих конечную толщину. Траектория движения этих узлов отлична от круга и определяется работой электромоторов 11 в соответствии с программой работы устройства.
Возможен вариант выполнения устройства с тремя шарнирными соединениями 9 для осуществления поворота в различных плоскостях.
Возможен вариант выполнения устройства для изменения формы узла и/или положения узлов относительно друг друга, которое содержит, по крайней мере, одно раздвижное соединение с направляющими 12, редуктор 10, по крайней мере, один электромотор 11, электрически связанный с выходом ЭВМ. При этом устройство выполняют с возможностью перемещения относительно друг друга вышеуказанных узлов или отдельных частей узла для изменения его формы по направляющим раздвижного соединения посредством сигналов управления, работы электромотора и редуктора.
В качестве редуктора 10 может использоваться червячный механизм, связанный с зубчатой гранью одной из направляющих. Она находится в зацеплении с шестерней редуктора. Направление и скорость поступательного движения одного узла по отношению к другому узлу определяется полярностью и уровнем напряжения питания, поступающего на электромотор 11. Параметры таких сигналов могут формироваться с помощью процессора ЭВМ или отдельного (дополнительного) процессора устройства, управляющего вышеуказанными действиями и, например, управляющего работой отдельного (маленького экрана 1) компьютера, устройством "свой-чужой", датчиками наружной обстановки и другими известными устройствами.
Вышеописанные технические решения целесообразно дополнить клавиатурой с датчиками координат 13, которые предназначены для регистрации местоположения пальцев рук оператора над клавиатурой 4 и отображения изображения клавиатуры 4 и пальцев рук оператора на экране 1 или экранах 1 дисплея. Для этого, например, может быть выделен отдельный экран 1 дисплея, например центральный экран 1, - Фиг.1, 6.
Датчики координат 13 целесообразно установить также и на клавишах 5 клавиатуры 4, поскольку клавиши 5 в персональных компьютерах занимают большую часть площади поверхности клавиатуры 4. Подобная конструкция раскладной клавиатуры 4 изображена на Фиг.14.
Размещение датчиков координат 13 на клавиатуре 4 можно осуществить посредством гибких электрических соединений - шлейфов и типовых миниатюрных разъемов.
Назначение и принцип работы датчиков координат 13 общеизвестны. Они описаны в патенте РФ №2101752 и заявке РФ №2007109208.
Датчики 13 изменяют свое состояние при перемещении пальцев рук оператора над клавишами 5 клавиатуры 4. Сигналы с датчиков 13 обрабатываются в компьютере, и информация о положении рук оператора над клавиатурой может быть представлена непосредственно на экране 1 дисплея в виде некоторой графической композиции.
Вывод информации на экран 1 дисплея позволяет работать на компьютере, например, при плохой освещенности, когда символы на обычной клавиатуре 4 плохо различимы.
Датчики 13 конструктивно могут быть выполнены с использованием различных физических принципов их функционирования.
Возможно использование емкостных, оптических (в частности, видеокамер), ультразвуковых, инфракрасных (тепловых) датчиков и других. Однако при использовании любого известного типа датчиков 13 точность регистрации рук оператора над клавиатурой 4 тем выше, чем большее число датчиков 13 приходится на единицу площади клавиатуры или выше их разрешающая способность.
Частота опроса состояния датчиков 13 (цикл опроса) может иметь низкое значение по сравнению с тактовой частотой процессора. В основном необходима лишь начальная привязка положения рук над клавиатурой 4.
Поскольку назначение интерфейса датчиков координат 13, как и интерфейса клавиатуры 4, состоит в преобразовании сигналов, отражающих текущее состояние датчиков 13 (клавиш 5 клавиатуры 4) в цифровой сигнал, понятный процессору, то интерфейс датчиков координат 13 может быть выполнен для конкретного процессора по известным схемам интерфейсов для ввода в ЭВМ информации о состоянии датчиков 13 с тем или иным программным обеспечением.
В простейшем случае сигналы с датчиков 13 могут суммироваться с видеосигналом экрана 1 и контурным (в виде "прозрачной сетки") изображением виртуальной клавиатуры 4 с символами клавиш 5.
Например, в нижней части экрана дисплея (например, очков) пользователь наблюдает графическое изображение клавиатуры 4 компьютера с символьным обозначением клавиш 5, соответствующих предварительно выбранному регистру клавиатуры 4. На фоне виртуальных клавиш 5 отображаются включившиеся датчики 13, например, в виде небольших сегментов (кружков, квадратов, прямоугольников и так далее) изображения месторасположения в данный момент времени пальцев рук оператора. В вариантах получающееся таким образом изображение может быть обработано. Например, с помощью программы, сглаживающей неровные края получаемого изображения под стандартные (опорные) образы изображения пальцев рук человека.
При нажатии на клавишу 5 клавиатуры 4 изображение на экране 1 клавиатуры 4 дублирует действие оператора, например, в виде изменяющейся по яркости или цвету изображения нажатой виртуальной клавиши 5 и, например, с синхронным звуковым сигналом, воспринимаемым посредством динамиков 7, например, выполненных в виде наушников.
За счет выбора соответствующего программного обеспечения, возможно:
- изменение выводимого на экран 1 изображения по месту расположения, по форме, размерам, по расцветке и так далее;
- изменение символов клавиш 5, перестановка символов на клавишах 5 по желанию оператора с синхронным изменением изображения местоположения символов на экране 1 дисплея;
- реализация многорегистровой клавиатуры 4 с меньшим числом клавиш 5 на клавиатуре 4.
За счет введения датчиков 13 координат и выполнения дисплея в форме очков удается:
- исключить перевод взгляда оператора непосредственно на клавиатуру 4;
- обеспечить высокий уровень скрытности обрабатываемой информации;
- увеличить телесный угол зрительного восприятия изображения с экрана 1 дисплея до размеров полусферы и выводить на него большой объем информации, оперативно осуществлять стереофоническое изображение с раздельными каналами для левого и правого глаза. Звук также может быть в стереорежиме.
Понятно, что возможны различные варианты комбинированного выполнения всех вышеуказанных действий согласно изобретению.
Например, когда часть узлов управляется в автоматическом режиме или в полуавтоматическом режиме, а часть в ручном режиме.
Например, экраны 1 компьютера, показанного на Фиг.6, пользователь может ориентировать в ручном режиме, а открытие компьютера со сложенными экранами 1 может осуществляться в полуавтоматическом или автоматическом режиме.
Общее число всех вариантов осуществления изобретения может быть очень большим. Но важно отметить, что каждому из этих вариантов должен соответствовать свой алгоритм действий или программа работы устройства.
Кроме того, общим для всех этих вариантов реализации устройств является наличие нового функционального узла или устройства, которое предназначено для изменения формы и/или положения узлов относительно друг друга в соответствии с алгоритмом работы устройства.
Это новое существенное отличие можно отразить в отличительной части первого пункта формулы изобретения, а некоторые из возможных вариантов реализации изобретения в качестве примеров выполнения изобретения можно отразить в зависимых пунктах формулы изобретения.
Например, возможны варианты реализации изобретения, такие что:
- экран 1 дисплея выполнен в виде, по крайней мере, двух экранов 1 с возможностью изменения положения экранов 1 согласно изобретению;
- по крайней мере, один из экранов 1 дисплея снабжают устройством для фиксации положения дисплея в пространстве;
- ЭВМ и клавиатура 4 конструктивно расположены в едином блоке и связаны с дисплеем посредством устройства для изменения положения экрана 1 дисплея по отношению к клавиатуре 4, при этом клавиатура 4 выполняет функцию подставки для дисплея;
- один из экранов 1 дисплея содержит дополнительный экран 1, расположенный на его обратной стороне;
- клавиатура 4 содержит дополнительный экран 1, расположенный на ее торцевой стороне, обращенной к пользователю во время работы на компьютере или его переноски;
- дисплей экрана 1 выполнен в виде, по крайней мере, двух экранов 1, выполненных с возможностью изменения положения экранов 1 согласно изобретению;
- клавиатура 4 выполнена с возможностью изменения ее размеров;
- размеры клавиатуры 4 изменяются согласно изобретению;
- на поверхности клавиатуры 4 и/или на поверхности клавиш установлены датчики координат, подсоединенные к дополнительному входу ЭВМ;
- дисплей выполнен в форме очков;
- в качестве устройства для ввода и вывода информации используют устройства для беспроводной связи с периферийными устройствами и/или Интернетом;
- в качестве устройства для ввода и вывода информации используют сотовый телефон;
- с обратной стороны, по крайней мере, одного узла размещают панели для развертывания корпуса громкоговорителя, при этом на этом узле устанавливают хотя бы один динамик, имеющий акустическую связь как с передней, так и с задней стороной узла, являющейся внутренней частью корпуса громкоговорителя;
- экран дисплея или громкоговоритель выполняют с возможностью их поворота в сторону пользователя посредством работы устройства, автоматизирующего эти действия.
Последние два варианта выполнения устройства требуют пояснений.
Вариант выполнения устройства, когда с обратной стороны, по крайней мере, одного узла размещают панели для развертывания корпуса громкоговорителя, актуален в связи с низким качеством воспроизведения звуковых сигналов на малогабаритных электронных устройствах.
Например, персональные компьютеры не позволяют размещать в них мощные габаритные динамики 7, способные эффективно воспроизводить звуковые частоты ниже 300-200 Гц. В результате этого качество вывода звуковой информации посредством миниатюрных динамиков 7 невысоко.
Единственно возможным способом подъема уровня воспроизведения звуковых сигналов на низких частотах можно считать способ реализации раскладных громкоговорителей с динамиками 7. Громкоговоритель, выполненный в виде раскладных панелей, представляет собой акустический резонатор, способный многократно усиливать громкость работы динамиков 7 в области низких частот. Относительно небольших размеров корпус громкоговорителя способен обеспечить уровень сигнала на частотах, например, 50 Гц в 10 и более раз. Поэтому малогабаритные переносные устройства, например ноутбуки, целесообразно оснастить подобными раскладными громкоговорителями. Например, экран ноутбука, показанного на Фиг.1, целесообразно дополнить раскладными тонкими панелями, конструктивно расположенными сзади экрана 1. При этом динамик 7 должен иметь акустическую связь как с передней, так и с задней стороной экрана 1, являющейся внутренней частью корпуса громкоговорителя, когда панели корпуса громкоговорителя развернуты в рабочем положении.
Панели корпуса громкоговорителя могут иметь различную форму. Например, они могут быть выполнены в виде прямоугольных, квадратных панелей, в форме трапеций и треугольников. Панели могут быть снабжены устройствами, фиксирующими их взаимное место расположения как в собранном, так и в разобранном виде. Например, замками-защелками, замками-липучками и так далее.
Подобная конструкция может выполнять функции широкополосного громкоговорителя или функции низкочастотного громкоговорителя (сабвуфера), входящего в состав устройства. Излучение высокочастотных сигналов может осуществляться посредством дополнительного громкоговорителя 7, расположенного на корпусе клавиатуры или также расположенного на экране 1 дисплея. Например, в конструкции компьютера, показанного на Фиг.6, центральный дисплей может быть снабжен указанными поворачивающимися панелями для превращения центрального экрана 1 в сабвуфер, а на боковых экранах могут располагаться высокочастотные динамики 7, обеспечивающие стереоэффект.
Вариант выполнения устройства, когда экран дисплея или громкоговоритель выполняют с возможностью их поворота в сторону пользователя посредством работы устройства, автоматизирующего эти действия, также актуален для создания на базе ЭВМ систем, обеспечивающих высококачественный вывод звуковой и/или визуальной информации.
Подобные автоматические системы позволяют регистрировать место расположения пользователя посредством приема и обработки сигналов, излучаемых пользователем системы. В качестве таких сигналов могут использоваться звуковые сигналы, которые воспроизводит пользователь, или вспомогательные сигналы, формируемые узлами устройств, входящих в состав подобных систем. Например, в качестве вспомогательных сигналов могут использоваться инфракрасные сигналы, формируемые специальным пультом управления работой компьютера, подобно пульту управления телевизором или звуковоспроизводящей системой.
Узлы устройства, находящиеся на компьютере (на клавиатуре и/или экранах 1 дисплея), позволяют осуществлять не только прием инфракрасных (или звуковых) сигналов, но и осуществлять направление, откуда излучаются эти сигналы. Осуществляется своеобразная пеленгация направления на слушателя и формирование сигналов управления, которые управляют работой электромоторов 11, ориентирующих излучатели визуальных сигналов (экранов 1) или звуковых сигналов (динамиков 7 или громкоговорителей) в сторону получателя этих сообщений. За счет этого удается существенно снизить уровень искажений выводимой информации в звуковом или световом спектрах.
Возможные принципы пеленгации направления прихода звуковых и/или световых (инфракрасных) сигналов подробно описаны в заявках на патенты РФ №2004117755 "Многофункциональная система передачи сообщений и способ повышения точности передачи сообщений" и №2006130014 "Способ дистанционного поражения противника".
Например, направление прихода инфракрасных или звуковых сигналов можно определить с помощью устройства, состоящего из приемных элементов, выполненных с узкими диаграммами приема сигналов, и блока обработки сигналов с выхода этих приемных элементов. Узкая диаграмма направленности приемных элементов формируется, например, посредством небольших трубок, в основании которых вклеен миниатюрный микрофон и/или фотоэлемент. В блоке обработки сигналов, например, циклически осуществляют анализ усредненного уровня сигнала на выходе каждого из приемных элементов. В результате анализа сигналов определяют элемент, где усредненный уровень сигнала больше, и принимают решение, что этот элемент направлен в сторону источника сигнала.
Зная место расположения и ориентацию этого элемента по отношению к электрически управляемому опорно-поворотному устройству, осуществляют поворот излучателей сигналов в сторону пользователя.
Подобным образом можно, например, осуществлять поворот динамиков 7 и/или экранов 1 дисплея в сторону пользователя, который пересел в другое место комнаты.
При этом воспринимаемые пользователем изображение и звуковые сигналы будут иметь минимальные искажения.
Роль опорно-поворотного устройства, связывающего между собой, например, экраны 1 и динамики 7 (Фиг.6), согласно изобретению могут выполнять описанные выше устройства поворотного типа, предназначенные для изменения формы и/или положения узлов относительно друг друга.
Таким образом, у этих устройств появляется дополнительная функция - повышение качества выводимой информации.
Описанные выше технические решения позволяют:
а) повысить уровень защиты компьютера от несанкционированного доступа к обрабатываемой информации и работы на нем;
б) защитить экран 1 или экраны 1 дисплея от пыли, действий маленьких детей или случайного механического воздействия, когда он находится в нерабочем режиме;
в) понизить вероятность нежелательного касания экрана 1 дисплея пальцами рук, в результате чего остаются жирные опечатки на краях экрана дисплея;
г) обеспечить правильную и аккуратную сборку переносного компьютера, например ноутбука с многоэкранным дисплеем и/или раскладной клавиатурой;
д) уменьшить уровень визуальных искажений за счет ручной или автоматической адаптации расположения экрана (экранов) 1 дисплея и/или динамиков 7 по отношению к пользователю или нескольким пользователям;
е) уменьшить уровень искажений звуковых сигналов.
Промышленное применение
Описанные в изобретении технические решения могут быть использованы в радиотехнике, электронике и кибернетике для производства бытовых электронных устройств с использованием ЭВМ, например стационарных или переносных компьютеров, персональных микрокомпьютеров, сотовых телефонов, управляемых дисплеев, звуковоспроизводящих устройств, роботизированной бытовой техники.