Устройство ввода и отображения информации для использования под водой - RU198329U1

Чертежи

Описание

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Полезная модель в общем относится к устройствам ввода и отображения информации. Более конкретно, настоящая полезная модель направлена на создание устройства ввода и отображения информации под водой и может быть использовано под водой для осуществления различных записей: текстов, рисунков, изображений визуально воспринимаемой информации.

При ведении подводной деятельности у дайверов зачастую возникает необходимость в осуществлении записей (например, записать профиль погружения, параметры и условия погружения), рисовании (например, схемы места погружения), а также обмена информацией (сообщениями) с другими дайверами.

Для этих целей обычно используют пластиковые планшеты (слейты), имеющие рабочую поверхность для нанесения заметок и рисования карандашом, и такие устройства обычно именуются «слейт (англ.- slate), грифельная доска) дайверский». Они могут иметь рабочую поверхность из пластика и графитовый карандаш.

Однако, стирание записанной информации может занять много времени, поскольку осуществляется за счет многократного воздействия на рабочую поверхность слейта трением. Кроме того, после многократного использования на рабочей поверхности неизбежно остаются следы, которые снижают качество последующих записей. Также, стержень карандаша может сломаться, что сделает невозможным продолжать записывать информацию под водой и может повлиять на качество погружения и его безопасность.

Известно также выполнение подобного устройства с перематываемой пластиковой лентой, образующей меняющиеся части в окне экрана, пат. США 7264477 публ. 2007 г. Данное устройство является полностью механическим и не содержит элементов планшетного компьютера со всеми, вытекающими из этого последствиями.

Также дайверами могут использоваться магнитные планшеты (слейты), например, https://scubares.com/innovative-scuba-concepts-quest-underwater-slate-is-magnetic-erasable/. Неудобством использования магнитных планшетов являются их размеры, вес, а также слишком большая и нерегулируемая толщина линий (вне зависимости от силы нажатия на стилус). Нередко, при многократном использовании такого планшета на экране образуются остатки магнитного порошка, которые снижают качество воспроизводимой информации. Также, при утере специального стилуса-карандаша, исчезает возможность продолжать использовать устройство. При погружении на глубину более 10 метров качество записей на таком устройстве существенно снижается и линии становятся практически невидимыми.

Известно электронное мобильное устройство для записи под водой по патенту США 5956291 публ. 1999 г., в котором раскрыто устройство, содержащее водонепроницаемый корпус, встроенный подводный компьютер, цифровую камеру, локатор судов, систему воспроизведения звука, экран, цифровую электромагнитную ручку, модуль беспроводной передачи информации на другие устройства. При этом электромагнитная ручка соединена с устройством проводом посредством штепсельного соединения. Введение информации осуществляется не за счет давления на рабочую поверхность экрана, а за счет использования цифровой электромагнитной ручки с последующей обработкой цифрового сигнала и преобразования его в изображения, демонстрируемые на экране.

Недостатком данного технического решения является сложный процесс производства, включающий установку большого количества компонентов, повышенный расход питания за счет использования подсвечиваемого экрана, микропроцессоров и цифровой электромагнитной ручки, наличие внешнего источника питания, располагаемого на грузовом поясе дайвера, соединение цифровой электромагнитной ручки с корпусом. Причем, при повреждении или утрате такой ручки введение информации становится невозможным. Кроме того, использование металлических элементов, дополнительных модулей, внешнего источника питания и стеклянного экрана приводит к существенному увеличению веса устройства и его стоимости.

Наиболее близким аналогом предложенной полезной модели является техническое решение по опубликованной патентной заявке США 2005/0110765, публ. 2005 г., в котором раскрыто устройство аналогичного назначения и принципа использования, содержащее водонепроницаемый корпус, подводный компьютер, жидкокристаллический экран, содержащий пишущую (рабочую) поверхность, выполненную по всей площади экрана или как часть экрана, и электронный узел, автоматически регулирующий расстояние от верхнего слоя пишущей поверхности до стеклянного экрана в зависимости от давления. При этом расстояние между верхним слоем пишущей поверхности и экраном составляет не более 0,005 дюймов (0,013 см). Недостатком данного решения является необходимость использования электронного узла, регулирующего давление водяного столба при погружении на глубину, оказываемого на стеклянный экран, и датчика давления, что существенно усложняет процесс производства и увеличивает конечную стоимость устройства. Кроме того, наличие встроенного подводного компьютера в данном устройстве во многих случаях представляется избыточным, поскольку большинство дайверов пользуются отдельными индивидуальными подводными компьютерами, а его наличие в рассматриваемом устройстве существенно увеличивает его вес, что делает использование устройства именно для осуществления записей под водой неудобным. Также, совершенно очевидно, что большое количество дополнительных компонентов неизбежно приводит к, повышению расхода энергии.

Таким образом, существует потребность в создании простого и надежного устройства ввода и отображения информации для использования под водой, в котором не было бы необходимости регулирования давления, воздействующего на рабочую поверхность экрана при изменении глубины погружения, не было бы необходимости использования дополнительных электронных узлов, включая специальный электронный стилус, а также обеспечивался бы низкий расход энергии.

Также существует потребность в создании такого устройства ввода и отображения информации для использования под водой в котором рабочий экран обеспечивал бы ввод информации как стилусом, так и без стилуса, и с большим количеством циклов стирания, а также регулированием толщины линии в зависимости от силы нажатия (например, стилусом) на экран.

СУЩНОСТЬ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

В основу полезной модели поставлена задача создания простого устройства ввода и отображения информации для использования под водой, в котором за счет использования сенсорного экрана, позволяющего вводить информацию под водой путем непосредственного воздействия на экран, устраняется необходимость регулирования давления на рабочую поверхность экрана, а также необходимость использования дополнительных электронных узлов, включая специальный электронный стилус.

Технический результат полезной модели состоит в том, что удалось успешно использовать для ввода и отображения информации под водой известные сенсорные экраны за счет помещения их в водонепроницаемый корпус.

Данная задача решается посредством устройства ввода и отображения информации для использования под водой, содержащего сенсорный экран на основе холестерических жидких кристаллов, причем экран и электронные компоненты изолированы от воды с обеспечением возможности контакта с водой по меньшей мере части верхнего слоя экрана.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

С пониманием того, что сопроводительные чертежи изображают только типичные варианты осуществления полезной модели, и поэтому не рассматриваются, как ограничивающие объем его защиты, полезная модель будет описано и разъяснено с дополнительной конкретизацией и подробностями, с использованием сопроводительных чертежей, на которых:

На Фиг. 1 показан общий вид со стороны экрана устройства ввода и отображения информации под водой согласно полезной модели в собранном виде.

На Фиг. 2 - вид устройства с сзади, включая заднюю часть корпуса.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ

На фиг. 1 изображен общий вид устройства ввода и отображения информации под водой в собранном виде со стороны экрана 2. На чертеже показан корпус 1 с передней частью 5 корпуса 1.

Как было показано при описании устройств, относящихся к предшествующему уровню техники, основной проблемой являлось отсутствие возможности использования под водой сенсорных экранов c непосредственным контактом поверхности экрана с водой.

Были осуществлены многочисленные попытки найти подходящее устройство, в котором сенсорный экран оставался бы работоспособным при непосредственном контакте воды с поверхностью экрана.

Совершенно неожиданно было обнаружено, что работоспособным при использовании под водой на глубине как минимум до 40 метров может оставаться сенсорный экран на основе холестерических жидких кристаллов, который, однако ранее никогда не использовался под водой при непосредственном контакте экрана с водой.

Обязательным условием использования подобных устройств под водой является обеспечение их полной герметичности от попадания внутрь воды и воздуха, и таким образом защиты внутренних элементов устройства от воздействия давления окружающей среды.

При попадании воздуха или воды внутрь устройства по существу невозможно будет осуществлять ввод информации посредством оказания воздействия на экран, например, стилусом, под водой ввиду наличия полостей, заполненных воздухом и/или проникновением воды, в том числе между пластинами экрана, что приведет к замыканию электрических контактов устройства и выходу из строя экрана, при увеличении глубины, увеличивается давление воздуха в полостях, что приводит, помимо прочего, к деформации экрана, а также нередко корпуса.

Преимущество использования экранов на основе холестерических жидких кристаллов заключается в том, что энергия в холестерических экранах тратится лишь на изменение изображения, а длительный показ статического изображения возможен даже при отключении питания. Помимо крайне низкого энергопотребления, к преимуществам холестерических жидких кристаллов относится возможность изменять их состояние при помощи внешнего электрического поля.

В принципе известны устройства для рисования, основанные на холестерических жидких кристаллах, например, https://myboogieboard.com/products/jot-8.5?p=ewriters/jot-8.5. Данные устройства позволяют вводить информацию, посредством воздействия на экран стилусом или иным твердым предметом, в том числе ногтем. Однако, никто ранее также не предпринимал попытки использовать такие устройства под водой, тем более при непосредственном контакте экрана с водой.

Данное устройство содержит корпус, жидкокристаллический экран и электронные компоненты, включая электронную печатную плату и элемент питания, электрически соединенные с экраном, и стилус. Устройство работает благодаря уникальному свойству холестерических жидких кристаллов, в которых кристаллы текут с различными скоростями, в зависимости от направления давления (анизотропный поток). Когда тонкая пленка с холестерическими жидкими кристаллами помещается между двумя листами специализированного пластика, анизотропное течение заставляет молекулы упорядочивать себя, чтобы отражать свет в тех местах, где стилус касается пластикового листа и прогибает его. При этом жидкие кристаллы окружены полимерными колоннами, которые контролируют поток, что обеспечивает превосходную четкость линий. Письменное изображение сохраняется до тех пор, пока не будет стерто нажатием кнопки, активирующей создание электрического поля (создание электрического импульса). При электронном стирании вспышка электрического поля перестраивает молекулы так, чтобы они были менее отражающими.

Ссылочным номером 4 на фиг. 1 обозначена кнопка управления, используемая при включении функции по стиранию с экрана нанесенной стилусом 3 информации. В качестве стилуса 3 может использоваться любой твердый предмет, который сможет передавать усилие нажатия на экран, не повреждая его.

На фиг.2 показан вид устройства сзади, включая заднюю крышку 6 корпуса 1, стилус 3 и крышку батарейного отсека 7, содержащую, по меньшей мере, одно уплотнительное кольцо о-ринг (не показано).

Устройство ввода и отображения информации было испытано при работе под водой на глубине 40 метров при температуре воды +28 градусов. При данных условиях испытаний устройство полностью функционировало на протяжении всего цикла испытаний, состоящих из 10 погружений, длительностью 45-60 минут каждое.

Заявленное устройство ввода и отображения информации под водой является легким по весу, несложным в производстве и удобно для создания заметок, записей и рисунков под водой, и имеет низкое энергопотребление.

Реферат

Полезная модель относится к устройствам ввода и отображения информации. Технический результат заключается в обеспечении ввода и отображения информации под водой. Такой результат достигается тем, что устройство ввода и отображения информации для использования под водой содержит водонепроницаемый корпус, сенсорный экран на основе холестерических жидких кристаллов, электронные компоненты для обеспечения работы экрана, причем электронные компоненты изолированы от воды с обеспечением возможности контакта с водой по меньшей мере части верхнего слоя экрана. 2 ил.

Формула