RU2555208C2 - Незагрязняемое указательное устройство "мышь" - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области обработки цифровых данных. Технический результат заключается в улучшении гигиеничности использования указательного устройства "мышь". Устройство содержит корпус, одну или несколько кнопок и/или бесконтактно срабатывающих сенсоров. Корпус, кнопка или кнопки и/или бесконтактно срабатывающие сенсоры конструктивно выполнены с воздушными трубопроводами или каналами внутри, через которые воздух и/или другой газ подводится под давлением от воздушного насоса и/или газового баллона, с возможностью обдувания наружных поверхностей корпуса и создания воздушной подушки между ними и рукой человека-пользователя при сближении их с пользовательской рукой. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к области обработки цифровых данных с помощью электрических устройств, а именно к конструкциям указательных устройств, перемещаемых пользователем ("мышам", трекболам, "перьям", джойстикам), и принадлежностей для них, может быть использовано в производстве периферийных устройств для персональных компьютеров.

Известны указательные устройства "мышь", имеющие в своей конструкции корпус и кнопки (или сенсоры), с помощью которых человек-пользователь может передвигать подобную "мышь" относительно опорной поверхности (специального коврика, столешницы и т.д.) и подавать команды персональному компьютеру, к которому "мышь" подключена, управляя таким образом его работой (Вильховченко С. Современный компьютер: устройство, выбор, модернизация. - СПб.: "Питер", 2000. - с. 334-342., Мюллер С. Модернизация и ремонт ПК, 17-е издание. - М.: "Вильяме", 2008. - с.1068-1077). При этом во время использования данных "мышей" предполагается (иначе не возможно) контакт руки человека-пользователя с наружной поверхностью корпуса и кнопок (или сенсоров), что загрязняет их, а изоляция от человеческой кожи (либо самоочистка) не предусматривается конструкцией "мыши".

Недостатком этих устройств "мышь" является то, что их корпус и кнопки (или сенсоры), во-первых, в результате контактирования с кожей (которая, как всем известно, не всегда бывает стерильно чистой) руки человека-пользователя постепенно загрязняются жиром, потом и микроорганизмами, а во-вторых - со временем покрываются пылью, осаждающейся из окружающего воздуха, что противоречит нормам гигиены, вызывает у человека неприятные ощущения при пользовании "мышью", требует наведения чистоты (например, хотя бы протирания влажной салфеткой), а также способствует медленному разрушению как самих материалов корпуса и кнопок (или сенсоров) (как правило, это пластиковые материалы), так и их поверхностных покрытий (лаков, красок, гальванопокрытий и т.д.).

В качестве прототипа выбрано указательное устройство "мышь" с фиксацией клавиш, обеспечивающее долговременное фиксирование клавиш (а точнее, кнопок) в верхнем (ненажатом) или нижнем (нажатом) положении для более удобного и безопасного очищения "мыши" от загрязнений (российский патент RU 2360278), которое содержит одну или несколько кнопок на корпусе и внутреннее (внутрикорпусное) устройство фиксации для неподвижного фиксирования кнопок, что исключает их случайное нажатие во время чистки, а внутреннее устройство фиксации приводится в действие воздействием на его органы управления (которые одновременно могут быть элементами конструкции) или посредством управляющих команд от компьютера либо иных электронных устройств, к которым подключена "мышь".

К недостаткам этой "мыши"-прототипа относятся необходимость все же периодически очищать "мышь" от загрязнений (в виду того, что она не изолирована от соприкосновения с рукой человека-пользователя и не в состоянии очистить себя сама), хотя и делать это теперь можно легче, быстрее и безопаснее для ее конструкции, а также возможность относительно просто очищать "мышь" от пота и пыли, но наличие определенных сложностей при очистке ее от жира и микроорганизмов (в том числе болезнетворных), так как для этого обычно необходимо обрабатывать "мышь" резкопахнущими, химически агрессивными и легковоспламеняющимися веществами (ацетоном, бензином, растворителями, спиртами и т.п.).

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение гигиеничности, повышение удобства и простоты использования "мыши", сохранение презентабельности ее внешнего вида в течение продолжительного времени за счет предотвращения загрязняемости ее жиром, потом, пылью и микроорганизмами, возникающей обычно в реальных условиях повседневной эксплуатации.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в указательном устройстве "мышь", содержащем корпус и одну или несколько кнопок (или заменяющих их бесконтактно срабатывающих сенсоров, например ультразвуковых или инфракрасных), предусмотрено конструктивное исполнение вышеуказанных кнопок (или сенсоров) не в виде плоских (или близких им по форме, например выпуклых) требующих нажатия или поднесения руки панелей либо датчиков, а в виде деталей, способных создавать воздушную подушку между собой и пальцами (то есть кожей) руки человека-пользователя, производящего воздействие на них, что тем самым обеспечивает, наряду с передачей внутрь корпуса усилия (например, к микровыключателям), изоляцию кнопок (или сенсоров) "мыши" от соприкосновения с кожей человека и, соответственно, предотвращает их загрязнение жиром, потом, микроорганизмами и пылью (которая просто выдувается потоками воздуха). Кнопки (сенсоры), создающие статическую воздушную подушку, выполняются так, чтобы обеспечивать, во-первых, подвод воздуха под давлением от воздушного насоса (то есть, например, с воздушным каналом внутри), а во-вторых - работоспособность самой воздушной подушки (то есть, к примеру, в виде открытой камеры с "юбкой" по периметру отверстия, в которую нагнетается воздух). Вытекание воздуха из кнопки (сенсора) наружу (на месте возможного контакта с кожей пользователя) создает (например камерным, сопловым или щелевым способом) воздушную прослойку, которая предохраняет от воздействия загрязнителей. Кроме того, предложенная конструкция "мыши" (кроме присутствия в ней кнопок или сенсоров, создающих воздушную подушку) отличается наличием корпуса такой геометрической формы (к примеру, в виде призмы с сечением в форме равнобедренного треугольника) и с таким поверхностным покрытием (пыле- и/или грязеотталкивающим), чтобы максимально эффективно самоочищаться (за счет соскальзывания пылинок под воздействием силы тяжести) от пыли, осаждающейся на "мышь" из окружающего воздуха. Кроме того, предложенная конструкция "мыши" отличается установкой внутри и/или на корпусе такого конструктивного элемента (или нескольких элементов), который позволяет (или же позволяют) интенсифицировать процесс самоочистки корпуса (посредством принудительного стряхивания пылинок) от пыли, осаждающейся из окружающего воздуха (например, вибратора или нескольких вибраторов, сопла или сопел для обдува наружных поверхностей корпуса воздухом и/или другим газом (и/или смесью газов) от насоса (и/или легкозаменяемого баллона), устройства или устройств для их омывания водой и/или очищающей жидкостью.

Техническая сущность и принцип действия предложенного указательного устройства "мышь" поясняются чертежом, на котором оно изображено в своем обычном рабочем положении на опорной поверхности (виды спереди и слева).

Предложенное указательное устройство "мышь" состоит из корпуса 1, одной или нескольких нажимаемых кнопок 2, а также проводного или беспроводного интерфейса 3 для передачи команд компьютеру, к которому "мышь" подключена. Корпус 1 имеет форму трехгранной призмы, передний и задний торцы которой желательно слегка наклонить относительно вертикальной плоскости, так чтобы верхнее ребро призмы было немного длиннее двух нижних (для предотвращения осаждения пыли). На нижней грани корпуса 1 находится блок отслеживания перемещения "мыши" (оптико-механический, светодиодный или же лазерный), реагирующий на изменение опорной поверхности (из-за перемещения самой "мыши" пользователем), в результате чего чипсет, находящийся в корпусе 1, к которому подключен блок отслеживания перемещения, вырабатывает нужные команды (например на передвижение "мышиного" курсора) и передает их через интерфейс 3 компьютеру. Корпус 1 для обеспечения самоочистки от оседающей пыли имеет поверхностное покрытие, аналогичное, например, покрытию очковых полимерных линз (то есть пылеотталкивающему, нейтрализующему статическое электричество, и/или грязеотталкивающему, делающему поверхность линзы гладкой, скользкой, гидро- и олейофобной, получаемым, к примеру, методом вакуумного напыления), что в сочетании с оптимально выбранным углом наклона его боковых граней относительно горизонтали должно приводить к естественному соскальзыванию осаждающихся пылинок под воздействием силы тяжести. Чтобы интенсифицировать (ускорить, улучшить) процесс самоочистки корпуса 1 "мыши" от пыли за счет принудительного стряхивания пылинок, в нем/на нем могут устанавливаться один или несколько электромеханических вибраторов (например электродвигателей с эксцентриками на валу) или пьезовибраторов, запитываемых от чипсета и управляемых его аппаратно-программным обеспечением (в том числе по командам от того компьютера, к которому "мышь" подключена), или же одно или несколько продольных щелеобразных (или функционально аналогичных) сопел 4, обдувающих наружные поверхности корпуса 1 (его боковые грани) воздухом и/или другим газом (и/или смесью газов), подаваемым к ним под давлением от воздушного насоса (и/или легкозаменяемого газового баллона). Воздушный насос, установленный в корпусе 1 (или, если нужно, в корпусе компьютера, к которому "мышь" подключена), захватывает наружный воздух (если требуется, то через воздушный фильтр) в районе, например, заднего торца корпуса 1 и по трубопроводам подает его к щелеобразным соплам 4, расположенным вдоль боковых граней корпуса 1 "мыши", заставляя воздух сдувать с боковых граней оседающую там пыль. Воздушный насос может представлять собой поршневой, роторный и т.п. насос с приводом от электродвигателя или же мотор-редуктора, запитываемого от чипсета "мыши" и управляемого им (в том числе по командам от компьютера). Роль воздушного насоса может играть (или же работать совместно с ним) и обычный газовый баллон, установленный в корпусе 1, подключенный к трубопроводам и заполненный либо сжатым воздухом, либо другим газом (например углекислым или озоном), либо смесью первого и второго. Этот баллон должен легко извлекаться из корпуса 1 "мыши" после израсходования своего содержимого и быстро заменяться на новый аналогичный. Кнопки 2 выполняются таким образом, чтобы не только передавать усилие нажатия на необходимые внутренние элементы конструкции "мыши" (например микровыключатели), но и обеспечивать подвод воздуха от воздушного насоса к своей верхней части, создающей воздушную подушку, то есть с каналом для подвода воздуха внутри. Чтобы воздушный насос не был включен постоянно, создавая ненужные вибрацию и шум, на корпусе 1 и/или кнопках 2 "мыши" можно предусмотреть установку датчика (или датчиков) приближения руки человека-пользователя, подающего (или подающих) насосу (естественно, при посредстве чипсета) при приближении-удалении руки команды на его включение-выключение. Интерфейс 3 "мыши" может быть как проводным (например PS/2 или USB), так и беспроводным (например работающим в стандартном для подобных устройств 2,4 - ГГц диапазоне). В последнем случае питание "мыши" осуществляется не от компьютера, к которому она подключена, а от установленных внутри "мыши" батарей.

Описанным выше указательным устройством "мышь" пользуются следующим образом.

После включения персонального компьютера, к которому подключена "мышь" (а значит, и включения самой «мыши»), ее чипсет (его встроенное аппаратно-программное обеспечение) включает (в том числе, если нужно, по команде от компьютера) установленные внутри корпуса 1 электромеханические вибраторы (или пьезовибраторы) или же воздушный насос (или же открывает клапан газового баллона). Поскольку поверхностное покрытие корпуса 1 "мыши" является достаточно скользким (пыле- и/или грязеотталкивающим), вибрация боковых граней корпуса 1 (в результате работы вибраторов) или их обдув потоками воздуха и т.п. (через щелеобразные сопла 4) обеспечивают принудительное стряхивание ранее осевшей на корпус 1 пыли. Этот процесс может продолжаться от момента подачи питания на компьютер и до его полной загрузки (то есть до полной загрузки в него необходимого программного обеспечения - операционной системы, драйверов периферийных устройств и прочего), на что, как всем известно, требуется от нескольких секунд до нескольких десятков секунд, после чего процесс прекращается, а "мышь" становится готовой к использованию. Процесс стряхивания с "мыши" осевшей пыли (при помощи вибрации или обдува воздухом и т.п.) может быть также привязан к выключению компьютера, то есть автоматически производиться после завершения работы прикладных программ и операционной системы.

После того как "мышь" была подготовлена к использованию, пользователь захватывает ее корпус 1 пальцами (но не всей ладонью, для чего, собственно, и выбирается, к примеру, призматическая форма корпуса "мыши") для начала перемещения относительно опорной поверхности и использования в обычном режиме. Захват "мыши" производится тремя пальцами: большим - с левой стороны, безымянным и мизинцем - с правой, причем (для предотвращения загрязнения) человеческие пальцы должны обязательно ложиться на выступы 5 на гранях корпуса 1, могущие создавать (так же, как и кнопки 2) воздушную подушку между собой и человеческой кожей. Выступы 5 на боковых гранях корпуса 1 имеют точно такое же поверхностное покрытие и такой же угол наклона своих граней относительно горизонтали, что и боковые грани корпуса 1, что необходимо для обеспечения соскальзывания пылинок под воздействием силы тяжести. Воздушная подушка на выступах 5 создается точно так же, как и на кнопках 2, то есть с помощью, к примеру, открытой камеры с "юбкой" по периметру отверстия, в которую нагнетается воздух воздушным насосом. Для нагнетания воздуха в щелеобразные сопла 4, а также в воздушные подушки на кнопках 2 и выступах 5, естественно, следует предусмотреть свои отдельные системы трубопроводов и управляемые чипсетом клапаны для пропуска воздуха через них. Выступы 5, очевидно, должны иметь минимум две (под тупым углом друг к другу) камеры с "юбками", создающие воздушную подушку с необходимым углублением, чтобы пользователю было удобно за него (углубление) двигать "мышь" не только влево-вправо, но и вперед-назад. Захватывание корпуса 1 "мыши" посредством выступов 5 (то есть через воздушную подушку) обеспечивает незагрязняемость корпуса во время эксплуатации. Захватив корпус 1 "мыши" с помощью выступов 5, передвигая его относительно опорной поверхности так, как обычно, и нажимая в нужные моменты на кнопки 2, эксплуатируют "мышь" в обычном режиме, как и любую другую.

Для передачи команд компьютеру, к которому "мышь" подключена, пользователь нажимает на кнопки 2. При поднесении пальца к одной из кнопок 2 (или всей ладони к корпусу 1) на минимальное расстояние (расстояние срабатывания) происходит срабатывание соответствующего датчика (датчиков) приближения руки человека-пользователя, сигнал о чем передается чипсету "мыши", который, в свою очередь, в ответ на это включает в работу воздушный насос. Воздушный насос через систему трубопроводов подает воздух под необходимым давлением к верхней части кнопок 2 (или, при усложнении конструкции, к верхней части соответствующей из кнопок 2), обеспечивая работоспособность воздушных подушек на кнопках 2 (а также и на выступах 5). После этого пользователь, нажимая на кнопки 2 через воздушный зазор, может передавать усилие нажатия внутрь корпуса 1 (например на размещающиеся внутри него микровыключатели), прямо не контактируя с кнопками 2 и не загрязняя их. Пыль, осаждающаяся на верхней части кнопок 2, сдувается потоками воздуха во время работы воздушных подушек. Таким образом обеспечивается чистота кнопок 2 при повседневной эксплуатации "мыши". После того как человек-пользователь закончил свою работу с "мышью", он убирает с нее свою руку, что немедленно фиксируется датчиками приближения руки. Чипсет "мыши" (по сигналу от датчиков приближения) немедленно (или спустя некоторое время) отключает воздушный насос, чтобы таким образом уменьшить износ, снизить вибрацию, шум, расход электроэнергии. "Мышь" после этого может оставаться и далее готовой к эксплуатации или же перейти в так называемый "спящий" режим (то есть отключиться частично или полностью).

Материалы, конструкция, параметры функционирования (то есть амплитуда, частота колебаний, мощность приводов, производительность, объем и т.д.) и т.п. вибратора (или вибраторов), воздушного фильтра, воздушного насоса, газового баллона, трубопроводов, воздушных подушек выбираются на усмотрение производителя, но таким образом, чтобы обеспечить незагрязняемость "мыши" при желательном отсутствии в то же время вибрации, шума, а также лишнего расхода электроэнергии (повышающего срок службы батарей) во время ее эксплуатации.

Очистку корпуса 1 "мыши" от оседающей на него пыли можно обеспечить и иначе. Можно установить, например, внутри корпуса 1 (в его верхней части) особый баллон для закачки воздуха под давлением воздушным насосом. Стравливая в нужный момент из этого баллона воздух через выпускной клапан, можно достаточно сильно охладить его (а значит, и охладить верхнюю часть корпуса 1), что вызовет в этом месте конденсацию водяных паров и образование ледяной корки. Последующая медленная закачка воздуха в опустевший баллон приведет к его нагреванию (вместе с верхней частью корпуса 1) и медленному таянию образовавшегося льда. Стекающая по боковым граням корпуса 1 "мыши" вода, распределяемая рационально по всей их поверхности, например, с помощью сети небольших бороздок, могла бы (в том числе в сочетании с вибрацией) произвести "влажную уборку" "мышиного" корпуса и очистить его от пыли. Добавление к стекающей воде некоторого количества, к примеру, спирта (подаваемого из специального бачка, скажем, с помощью давления, создаваемого воздушным насосом), превращающее ее в очищающую жидкость, позволило бы очищать корпус 1 не только от пыли, но и от микроорганизмов.

Изобретение позволяет за счет недопущения прямого контакта с человеческой кожей предотвращать загрязнение корпуса и кнопок (сенсоров) "мыши" жиром, потом и микроорганизмами, практически исключая их очистку, например, с помощью влажной салфетки, а также обеспечивать самоочистку поверхности корпуса "мыши" от осаждающейся пыли и при этом предоставлять пользователю обычный для него уровень комфорта во время работы за компьютером.

Claims (3)

1. Незагрязняемое указательное устройство "мышь", содержащее корпус, одну или несколько кнопок и/или бесконтактно срабатывающих сенсоров, отличающееся тем, что корпус, кнопка или кнопки и/или бесконтактно срабатывающие сенсоры конструктивно выполнены с воздушными трубопроводами или каналами внутри, через которые воздух и/или другой газ подводится под давлением от воздушного насоса и/или газового баллона, с возможностью обдувания наружных поверхностей корпуса и создания воздушной подушки между ними и рукой человека-пользователя при сближении их с пользовательской рукой.

2. Незагрязняемое указательное устройство "мышь" по п.1, отличающееся тем, что его корпус, одна или несколько кнопок и/или бесконтактно срабатывающих сенсоров имеют такую геометрическую форму и/или такое пыле- и/или грязеотталкивающее покрытие, что способны самостоятельно очищаться от пыли, осаждающейся на них из окружающего воздуха.

3. Незагрязняемое указательное устройство "мышь" по п.1, отличающееся тем, что в/на его корпусе установлены один или несколько конструктивных элементов, позволяющих интенсифицировать процесс самостоятельной очистки корпуса, одной или нескольких кнопок и/или бесконтактно срабатывающих сенсоров от пыли, осаждающейся на них из окружающего воздуха, в том числе вибратор или вибраторы, устройство или устройства для их обдува потоками воздуха и/или другого газа, устройство или устройства для их омывания водой и/или очищающей жидкостью.