ЭЛЕКТРОННЫЙ РУЧНОЙ ШТАМП
ELECTRONIC HAND STAMP

Изобретение относится к электронному ручному штампу и способу управления им. Электронный ручной штамп обычно представляет собой портативное электронное устройство для создания штампованных знаков путем печати на подложке (например, документе или другом объекте, подлежащем штампованию). Электронный ручной штамп настоящего типа содержит струйную печатающую головку с соплами, направленными к нижней стороне электронного ручного штампа, схему управления и детектор перемещения, при этом схема управления подключена к детектору перемещения и к струйной печатающей головке, и выполнена с возможностью управления струйной печатающей головкой в ответ на результаты считывания, принятые от детектора перемещения, тем самым создавая печатное изображение, когда электронный ручной штамп вручную перемещается по подложке.
Настоящий электронный ручной штамп может использоваться в качестве электронной замены традиционных (механических) ручных штампов с резиновыми пластинами штампа и подушечками для чернил. Он передает заранее заданное изображение (аппликация*) на подложку, которая обычно уже содержит информацию. Информация в аппликации дополняет информацию, уже представленную на подложке.
Для аналогичной цели в патенте документе US 4,947,262 A показано переносное печатающее устройство с выполняемой вручную разверткой*. Устройство имеет термопринтерную головку и рулон красящей ленты для термопереноса. Устройство содержит три светодиода (светоизлучающие диоды): контрольную лампу индикации источника питания, контрольную лампу памяти и лампу аварийной сигнализации. Каждый светодиод показывает только одно двоичное состояние. Следовательно, каждое состояние, показываемое одним из светодиодов, видно только с одной стороны устройства. В частности, состояния ошибок или предупредительных сигналов, касающихся работы принтера, могут не распознаваться пользователем во время работы принтера, в зависимости от того, как позиционируется и удерживается устройство.
Известны другие портативные электронные устройства с возможностью печати, хотя и для другой цели. В частности, известны портативные принтеры-сканеры, которые служат средством для копирования существующих документов. Такие устройства обычно работают на первой подложке, содержащей информацию, путем сканирования указанной информации без изменения первой подложки; впоследствии они работают на второй подложке, которая является пустой (не содержит информации), и печатают копию отсканированной информации на второй подложке.
Примеры таких устройств приведены в документах US 7,426,050 B2, DE 103 53 875 A1 и DE 10 2005 014 227 B4.
В документе US 2007/147930 A1 раскрыто печатающее устройство, включающее в себя световоды, помогающие пользователю выровнять устройство по ориентиру, такому как край страницы.
Задачей настоящего изобретения является обеспечение надежного средства обратной связи с пользователем, которое можно заметить во время работы, что способствует использованию электронного ручного штампа без ошибок во время его работы.
В изобретении предлагается электронный ручной штамп того типа, который указан вначале, при этом электронный ручной штамп содержит по меньшей мере четыре светодиодных индикатора, подключенных к схеме управления, причем по меньшей мере один из по меньшей мере четырех светодиодных индикаторов расположен на каждой стороне перпендикулярно нижней стороне электронного ручного штампа. Светодиодные индикаторы видны со всех сторон или под углом. Таким образом, информация, отображаемая с помощью светодиодных индикаторов, видна независимо от текущего положения электронного ручного штампа или его захвата рукой.
Соответственно, изобретение предлагает способ управления электронным ручным штампом, как определено выше, в котором по меньшей мере четыре светодиодных индикатора управляются взаимозависимым образом. Другими словами, светодиодные индикаторы не сконфигурированы для индикации функционально независимых сигналов, но выполнены с возможностью взаимодействовать друг с другом, чтобы вместе показывать один и тот же или несколько сигналов, касающихся рабочего состояния электронного ручного штампа.
В предпочтительном варианте осуществления изобретения электронный ручной штамп содержит по меньшей мере шесть светодиодных индикаторов, предпочтительно, по меньшей мере восемь светодиодных индикаторов, подключенных к схеме управления. Большее количество светодиодных индикаторов увеличивает видимость этих светодиодных индикаторов и, таким образом, поскольку все они в основном отображают одну и ту же информацию, увеличивает видимость отображаемого рабочего состояния.
Обеспечивая преимущество, индикаторные светодиоды представляют собой многоцветные светодиоды (например, светодиоды RGB), при этом схема управления выполнена с возможностью управления светодиодными индикаторами таким образом, чтобы они светились одним цветом, в частности, одновременно или с задержкой по времени (в анимации). Используя многоцветные светодиоды, можно улучшить количество и расположение светодиодов по сравнению с соответствующим большим количеством одноцветных светодиодов. В частности, меньшее количество светодиодов может указывать на сравнительно большее количество рабочих состояний посредством цветового кодирования.
Электронный ручной штамп может дополнительно содержать рассеиватель, в котором по меньшей мере два светодиодных индикатора оптически связаны с рассеивателем. Рассеиватель размывает промежуток или границу между двумя соседними светодиодами; рассеиватель обычно включает в себя световод и рассеивающую поверхность. Рассеивающая поверхность может быть образована диффузионным фильтром (например, молочным стеклом или подобным пластиковым материалом).
В этом контексте создается преимущество, если расстояние между светодиодными индикаторами достаточно мало, чтобы яркость светодиодного света, проходящего через рассеиватель, была по существу однородной. По существу, однородный здесь означает, что яркость излучаемого света не падает ниже 70% от максимальной яркости в условиях полной мощности, по необязательному выбору, яркость излучаемого света не падает ниже 90% от максимальной яркости в условиях полной мощности.
Когда все, по меньшей мере, четыре светодиодных индикатора оптически соединены с рассеивателем, и, в частности, рассеиватель по окружности окружает электронный ручной штамп, может быть сформирована непрерывная световая полоса. Световая полоса может быть расположена таким образом, чтобы окружать внешние боковые стенки электронного ручного штампа.
Оказалось, что создается преимущество, если по меньшей мере четыре светодиодных индикатора расположить на двух или более печатных платах (PCB). Две или более печатных плат могут быть предпочтительно расположены перпендикулярно нижней стороне электронного штампа (т.е. в вертикальном положении, короткая «вертикальная печатная плата»). Использование печатных плат в качестве опор для светодиодов имеет несколько преимуществ: они обеспечивают экономически эффективный процесс поверхностного монтажа и простое подключение к схеме управления. Могут использоваться как жесткие, так и гибкие печатные платы.
По меньшей мере, одна из печатных плат может быть горизонтальной печатной платой, в которой один или несколько светодиодных индикаторов, расположенных на ней, являются прямоугольными светодиодами. Кроме того, по меньшей мере, один из светодиодных индикаторов может быть расположен на гибкой печатной плате, причем гибкая печатная плата предпочтительно выступает из вертикальной печатной платы и присоединяется к ней.
В особенно предпочтительном варианте осуществления изобретения электронный ручной штамп содержит, по меньшей мере, один целевой светодиод (или светодиод подсветки подложки) для освещения области печати, прилегающей к печатающей головке, при этом, по меньшей мере, один целевой светодиод подключен к схеме управления. Предпочтительно, предусматриваются по меньшей мере два целевых светодиода, например, по одному на каждой из противоположных сторон печатающей головки. Подсветка области печати помогает выровнять электронный ручной штамп относительно подложки, в частности, относительно существующей компоновки подложки (например, поля формы, отображаемые на предварительно напечатанной бумажной форме).
В этом контексте, по меньшей мере, два целевых светодиода предпочтительно подключены к схеме управления, причем схема управления выполнена с возможностью включения, по меньшей мере, одного целевого светодиода на одной из сторон печатающей головки, предпочтительно на стороне, соответствующей направлению, в котором печатающая головка перемещается. Такое управление целевыми светодиодами помогает избежать неоднозначности, касающейся совмещения одной из двух сторон печатающей головки по отношению к подложке. Кроме того, он обеспечивает обратную связь с пользователем относительно обнаружения перемещения, выполняемого электронным ручным штампом, путем указания направления, в котором, по предположению штампа, он перемещается.
Обеспечивая преимущество, по меньшей мере один целевой светодиод оптически соединен с призмой для отклонения света, излучаемого по меньшей мере одним целевым светодиодом, в область печати. Использование призмы позволяет поддерживать целевой светодиод на той же печатной плате, что и один или несколько светодиодных индикаторов, которые выполнены с возможностью излучать свет не в области печати (обращенной к нижней стороне), а на вертикальные стороны электронного ручного штампа.
В отношении способа согласно настоящему изобретению, предпочтительно, чтобы способ содержал управление по меньшей мере четырьмя светодиодными индикаторами для одновременного свечения предварительно заданного цвета для индикации рабочего состояния штампа. Например, рабочий статус выбирается из группы, состоящей из следующих параметров: питание включено, батарея разряжена/полностью разряжена, чернила закончились, другая ошибка, соединение установлено, и передача завершена. Управление электронным ручным штампом может быть выполнено с возможностью использования различных предварительно заданных цветов, каждый из которых связан с одним из рабочих состояний. Когда электронный ручной штамп достигает рабочего состояния, связанного с индикацией светодиодных индикаторов, все светодиодные индикаторы управляются таким образом, что все светятся предварительно заданным цветом, связанным с указанным рабочим состоянием (например, все светятся зеленым при включении питания).
Что дополнительно относится к способу по настоящему изобретению, то способ может, в частности, включать в себя управление по меньшей мере четырьмя светодиодными индикаторами, чтобы они светились с задержкой по времени и в порядке их расположения по окружности, предпочтительно, по меньшей мере на один оборот, чтобы показывать проводящуюся в настоящее время операцию. Например, светодиоды управляются таким образом, чтобы мигать с общей частотой и с фазовым сдвигом, который между более удаленными светодиодами больше, чем между соседними светодиодами. Для обеспечения индикации, которая будет легко пониматься с любой стороны электронного ручного штампа, предпочтительно, если мигание светодиодов и временная задержка сконфигурированы таким образом, чтобы создавался вид вращающегося света. Текущей операцией может быть операция, выбранная из группы, состоящей из: выполняется передача и выполняется печать. Например, во время передачи данных изображения от главного устройства к электронному ручному штампу светодиодные индикаторы могут управляться таким образом, чтобы сигнализировать вращающийся голубой свет, который прекращается сразу после завершения передачи.
В отношении использования целевых светодиодов, настоящий способ может предпочтительно содержать включение по меньшей мере одного целевого светодиода на одной из сторон печатающей головки, предпочтительно на стороне, соответствующей направлению, в котором перемещается печатающая головка, когда обнаруживается направление перемещения электронного ручного штампа и выключение других целевых светодиодов.
Ссылаясь теперь на чертежи, на которых фигуры служат для иллюстрации настоящего изобретения, а не для его ограничения,
Фиг. 1 схематично показывает символический вид* электронного ручного штампа согласно настоящему изобретению,
Фиг. 2 схематично показывает частичный символический вид электронного ручного штампа, в соответствии с фиг. 1 в открытой конфигурации,
Фиг. 3 схематично показывает горизонтальный разрез электронного ручного штампа, в соответствии с фиг. 1 и 2, и
Фиг. 4 показывает вид снизу электронного ручного штампа, в соответствии с предыдущими фигурами.
На фиг. 1 показан электронный ручной штамп 1, имеющий в общем непрозрачную крышку 2 с частью 3, имеющей окна, и нижней стороной 4. Часть 3 с окнами изготовлена из прозрачного материала. В рабочем положении, показанном на фиг. 1, электронный ручной штамп 1 позиционируется своей нижней плоской стороной 4 на плоскости подложки 5. В этом положении струйная печатающая головка (не показана) имеет сопла, направленные к нижней стороне 4 и подложке 5, для того, чтобы печатать на ней. Струйная печатающая головка управляется схемой 30 управления (см. фиг. 2), встроенной в электронный ручной штамп 1. Схема 30 управления подключена к детектору перемещения, например, оптическому датчику, направленному на подложку 5, гироскоп и/или акселерометр, выполненный с возможностью приема результатов считывания от детектора перемещения и управления печатающей головкой для струйной печати в ответ на эти результаты считывания. В частности, управление выполнено с возможностью создания неискаженного печатного изображения независимо от скорости перемещения электронного ручного штампа 1 относительно подложки 5 или изменений указанной скорости. Часть 3 с окнами позволяет пользователю контролировать процесс печати непосредственно рядом с печатающей головкой. Электронный ручной штамп 1 содержит выходящие из части 3 с окнами крышки 2 выступы 6 индикатора с каждой стороны (сравните с фиг. 3). Выступы 6 индикатора имеют центральную выемку 7, обозначающую центр расположения сопел струйной печатающей головки, т.е. на линии, соединяющей выемки 7 двух выступов 6 индикатора.
Электронный ручной штамп 1, встроенный в крышку 2, содержит световую полосу 8 (также называемую «световая трубка»). Часть световой полосы 8, видимая снаружи собранного электронного ручного штампа 1, представляет собой рассеиватель 9, который окружает по окружности электронный ручной штамп 1. Рассеиватель 9 содержит диффузионный фильтр 9’, имеющий светорассеивающую поверхность.
На фиг. 2 и 3 показаны другие компоненты световой полосы 8. Как можно увидеть на фигурах, электронный ручной штамп 1 содержит восемь светодиодных индикаторов 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17. Два светодиодных индикатора 10, 11; 12, 13; 14, 15; 16, 17 расположены на каждой стороне электронного ручного штампа 1 перпендикулярно нижней стороне 4. Все восемь светодиодных индикатора 10-17 оптически связаны со световодом 18 рассеивателя 9. Световод 18 содержит четыре сегмента 19-22, каждый из которых подключен к одному или нескольким из светодиодных индикаторов 10-17. Более конкретно, сегменты 19-22 световода 18 вместе образуют непрерывную внешнюю поверхность 23, на которой закреплен диффузионный фильтр 9’ рассеивателя 9. Диффузионный фильтр 9' может представлять собой, например, рассеивающую фольгу, приклеенную к непрерывной внешней поверхности 23. Сегменты 19-22 содержат основную часть, которая параллельна непрерывной внешней поверхности 23 и от которой ножки 24 проходят к каждому из подключенных светодиодных индикаторов 10-17. Каждая ножка 24 на своем конце, обращенном к соответствующему светодиодному индикатору 10-17, имеет плоскую торцевую поверхность 25, которая перпендикулярна основному направлению света, излучаемого соответствующим светодиодным индикатором 10-17. Такое расположение обеспечивает эффективное попадание света в световод 18.
Расстояние между светодиодными индикаторами 10-17 достаточно мало, чтобы яркость светодиодного света через рассеиватель 9 была по существу однородной. Равномерное распределение света достигается посредством полного внутреннего отражения в световоде 18 и частичного обратного рассеяния от диффузионного фильтра 9' в световод 18. По необязательному выбору, рассеяние света можно дополнительно улучшить, используя материал, содержащий рассеивающие частицы для световода 18. Однако однородное распределение также может быть достигнуто без рассеяния, рассеивающей поверхности или рассеивающих частиц. Следовательно, именно эти два элемента и их соответствующие оптические свойства определяют количество светодиодных индикаторов, необходимых для равномерного освещения или «питания» заданной длины световой полосы 8. Еще одним фактором влияния является оптическая связь между соседними сегментами 19-22 световода 18, параллельными непрерывной внешней поверхности 23.
Светодиодные индикаторы 10-17 расположены на двух вертикальных печатных платах (ПП, PCBs) 26, 27, одной горизонтальной печатной плате 28 и одной гибкой печатной плате 29, отходящих от одной из вертикальных печатных плат 27. Все светодиодные индикаторы 10-17 подключены к общей схема 30 управления, размещенной на одной или нескольких печатных платах 26. Соответственно, все печатные платы 26-29 имеют электронное соединение, например, с общей системой шин. Светодиодные индикаторы 12, 13, расположенные на горизонтальной печатной плате 28, являются прямоугольными светодиодами*, то есть имеют основное направление излучения света, параллельное главной плоскости горизонтальной печатной платы 28. Все восемь светодиодных индикаторов 10-17 являются многоцветными светодиодами. Схема 30 управления выполнена с возможностью управления светодиодными индикаторами 10-17 взаимозависимым образом, например, чтобы они светились одним и тем же цветом, в частности, одновременно или с задержкой по времени.
В дополнение к светодиодным индикаторам 10-17 электронный ручной штамп 1 содержит два целевых светодиода 31, 32, по одному на каждой из вертикальных печатных плат 26, 27. Целевые светодиоды 31, 32 представляют собой яркие светодиоды белого света, каждый из которых оптически соединен с соответствующей призмой 33, 34 для отклонения света, излучаемого соответствующим целевым светодиодом 31, 32, в область печати на подложке 5 рядом с печатающей головкой, тем самым освещая область печати. Целевые светодиоды 31, 32 подключены к схеме 30 управления электронного ручного штампа 1. Схема 30 управления выполнена с возможностью включения целевого светодиода 31; 32 на стороне печатающей головки, соответствующей направлению, в котором печатающая головка перемещается (согласно результаты считывания датчика перемещения).
На фиг. 4 показан вид снизу на нижнюю сторону 4 электронного ручного штампа 1. Печатающая головка 36 позиционируется по существу по центру между призмами 33, 34 целевых светодиодов 31, 32. Перемещение электронного ручного штампа 1 обнаруживается с помощью оптического детектора 35 перемещения, который в принципе аналогичен детекторам, используемым для оптической компьютерной мыши. Во время печати электронный ручной штамп 1 перемещается в том или ином направлении вдоль по существу линейной оси 37 перемещения. Ряд струйных сопел печатающей головки 36 расположен перпендикулярно оси 37 перемещения. Ролики 38 направляют и помогают поддерживать прямолинейную траекторию перемещения во время печати, то есть вдоль оси 37 перемещения.