WO2020197441A1 - Устройство ввода и отображения информации для использования под водой (варианты) - Google Patents

Устройство ввода и отображения информации для использования под водой (варианты) Download PDF

Info

Publication number
WO2020197441A1
WO2020197441A1 PCT/RU2020/050034 RU2020050034W WO2020197441A1 WO 2020197441 A1 WO2020197441 A1 WO 2020197441A1 RU 2020050034 W RU2020050034 W RU 2020050034W WO 2020197441 A1 WO2020197441 A1 WO 2020197441A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
screen
housing
water
information
sealing
Prior art date
Application number
PCT/RU2020/050034
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Евгений Борисович АЛЕКСАНДРОВ
Original Assignee
Евгений Борисович АЛЕКСАНДРОВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2019109051A external-priority patent/RU2713861C1/ru
Application filed by Евгений Борисович АЛЕКСАНДРОВ filed Critical Евгений Борисович АЛЕКСАНДРОВ
Priority to US17/434,799 priority Critical patent/US20220163832A1/en
Priority to CN202080025331.4A priority patent/CN113646727A/zh
Publication of WO2020197441A1 publication Critical patent/WO2020197441A1/ru

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/13338—Input devices, e.g. touch panels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G02F1/133311—Environmental protection, e.g. against dust or humidity
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/133308—Support structures for LCD panels, e.g. frames or bezels
    • G02F1/133331—Cover glasses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/166—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect
    • G02F1/167—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field characterised by the electro-optical or magneto-optical effect by electrophoresis
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/16753—Structures for supporting or mounting cells, e.g. frames or bezels
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/165—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on translational movement of particles in a fluid under the influence of an applied field
    • G02F1/1675—Constructional details
    • G02F1/1679—Gaskets; Spacers; Sealing of cells; Filling or closing of cells
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412—Digitisers structurally integrated in a display
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K5/00—Casings, cabinets or drawers for electric apparatus
    • H05K5/06—Hermetically-sealed casings
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/50—Protective arrangements
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/28—Adhesive materials or arrangements
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04102—Flexible digitiser, i.e. constructional details for allowing the whole digitising part of a device to be flexed or rolled like a sheet of paper

Definitions

  • the invention generally relates to information input and display devices. More specifically, the present invention is directed to the creation of a device for input and display of information under water and can be used under water for making various records of texts, drawings, images of visually perceptible information.
  • plastic tablets which have a working surface for taking notes and drawing with a pencil, and such devices are usually referred to as "slate (English - slate), diving board”. They can have a plastic work surface and a lead pencil.
  • the disadvantage of this technical solution is a complex production process, including the installation of a large number of components, increased power consumption due to the use of an illuminated screen, microprocessors and a digital electromagnetic pen, the presence of an external power source located on the diver's weight belt, connection of the digital electromagnetic pen to the body. Moreover, if such a pen is damaged or lost, the introduction of information becomes impossible.
  • the use of metal elements, additional modules, an external power supply and a glass screen leads to a significant increase in the device's weight and cost.
  • the closest analogue of the proposed invention is a technical solution according to published US patent application 2005/0110765, publ. 2005, which discloses a device of a similar purpose and principle of use, comprising a waterproof case, a dive computer, a liquid crystal screen containing a writing (working) surface made over the entire area of the screen or as part of the screen, and an electronic unit that automatically adjusts the distance from the upper layer of the writing surface to the glass screen depending on the pressure.
  • the distance between the top layer of the writing surface and the screen is no more than 0.005 inches (0.013 cm).
  • the main body 14 is made of a durable material that can withstand harsh conditions such as underwater environments. In order for the main body 14 to withstand the underwater environment and the pressure associated with such an environment, the main body 14 has minimum air pockets contained within the main body. For example, with the exception of gap 36, main body 14 may be filled with a layer of silicon based gel or some other inert material to fill any air pockets. "
  • such a gel cannot function as a stable sealant due to the fact that, in terms of its consistency and properties, when the position of the tablet device changes, it can flow from one air pocket to another and separate into parts.
  • the gel does not solidify and remains relatively liquid, that is, if the case is damaged, it can leak out. Also, due to the possible shaking of the device during operation, the internal parts of the device may move and be damaged under the pressure of the shearing gel.
  • the main purpose of the gel is to expel air from the air pockets of the device, and not to seal the electronic components from water or condensation that forms when the temperature changes during a dive.
  • the basis of the invention is the task of creating a simple device for input and display of information for use under water, in which, due to the use of a touch screen that allows you to enter information under water by directly acting on the screen, eliminates the need to regulate the pressure on the working surface of the screen, as well as the need for additional electronic components, including a special electronic stylus.
  • the problem is being solved to ensure the possibility of erasing information from the screen by using a hall sensor or a reed switch instead of a control button.
  • the technical result of the invention consists in the fact that it was possible to successfully use known touch screens for entering and displaying information under water by sealing the inner part of the touch screen from water and air while simultaneously sealing the electrical components that ensure the operation of the screen.
  • this technical result is achieved by sealing the free cavities of the inner part of the device housing from water and air.
  • the free cavities of the inner part of the housing are filled with a sealing dielectric substance in such a way that, when filling, air is displaced from the housing and at the same time the electrical components (including the electronic printed circuit board and the contacts of the battery) are sealed. Therefore, the device is protected from external influences and from the formation of condensation on electrical components during temperature changes as the depth changes during the dive.
  • an input and display device for use under water, comprising a touch screen having an upper mechanically sensitive spring layer, electronic components for ensuring the operation of the screen, the screen and electronic components are sealed from water by a sealing dielectric substance with the possibility of contact with water at least part of the upper layer of the screen.
  • an input and display device for use under water comprising a waterproof case, a touch screen having an upper mechanically sensitive spring layer and located in the case, electronic components for ensuring the operation of the screen, and the electronic components are sealed against water with a sealing dielectric substance with the possibility of contact with water at least part of the upper layer of the screen.
  • an input and display device for use underwater, comprising a housing located in the housing of a touch screen, electronic components for operating the touch screen, the touch screen comprising an upper springy layer sensitive to mechanical stress sufficient for deflection of the springy layer at the point of impact, and the body has a window for access to the upper springy layer of the touch screen and is sealed with a sealing dielectric substance so that at least part of the outer surface of the upper springy layer in the window remains uncovered with a sealing dielectric substance with the possibility of contact with water ...
  • a cholesteric liquid crystal bistable screen or an electronic paper type screen that has a low power consumption is used as the touch screen.
  • the sealing dielectric substance be selected from compounds having the property of transition from an initial liquid or viscous state to a rubbery or solid state after mixing the components.
  • Various types of potting compounds can be used to isolate the electronic components of the device from condensation and water. It is advisable to choose substances with such a viscosity that, in a viscous-flowing state, they are able to displace air from the air cavities of the inner part of the housing.
  • Another result is the ability to erase information from the screen through the use of a hall sensor or reed switch, powered by a magnet, located, for example, directly in the stylus.
  • an input and display device for use under water, containing a touch screen, and the screen and electronic components containing a hall sensor or a reed switch are isolated from water so that at least part of the upper layer of the screen can come into contact with water, and the erasing function activated by magnetically acting on the hall sensor or reed switch.
  • FIG. 1 shows a general view from the side of the screen of an underwater input and display device according to the invention in assembled form
  • FIG. 2 the inner space of the body of the device according to the invention, not filled with a sealing dielectric substance
  • Figure 4 is a rear view of the device, including the rear of the housing.
  • FIG. 5 shows a part of a stylus containing a magnet.
  • FIG. 1 shows a general view of the device for input and display of information under water in assembled form from the side of the screen.
  • the drawing shows the housing 1 with the front part 13 of the housing 1.
  • the person skilled in the art will understand that in principle the device according to the invention can be used without housing 1.
  • the housing is a desirable but optional element of the device and is intended only for protection against external influences and for aesthetic purposes, as well as for ease of use.
  • the main condition for the operability of the device is not the presence of the case, but the sealing of the screen and other elements of the device from the penetration of air and water, which will be shown below.
  • the shield 2 is installed in the housing 1.
  • touch screens for example, based on cholesteric liquid crystals, which, however, have never been used under water in direct contact with water, can remain functional when used underwater at a depth of at least 40 meters.
  • a prerequisite for the use of such devices under water is to ensure their complete tightness from water and air getting inside, and thus protect the internal elements of the device from the effects of ambient pressure and water.
  • Air can, for example, enter the interior of the device during assembly of the device.
  • cholesteric screens allow them to be used under water, with direct contact of the top layer of the screen (working surface) with water.
  • cholesteric liquid crystals include the ability to change their state using an external electric field.
  • the liquid crystal display showed good performance when immersed in a liquid medium.
  • drawing devices based on cholesteric liquid crystals are known, for example https://mvboogieboard.com/products/. These devices allow you to enter information by acting on the screen with a stylus or other hard object, including a fingernail. However, no one has previously attempted to use such devices under water, especially when the screen is in direct contact with water.
  • This device contains a housing, an LCD screen, and electronic components, including an electronic circuit board and battery, electrically connected to the screen, and a stylus.
  • the device works thanks to the unique property of cholesteric liquid crystals, in which crystals flow at different speeds, depending on the direction of pressure (anisotropic flow).
  • anisotropic flow forces the molecules to arrange themselves to reflect light where the stylus touches and flexes the plastic sheet.
  • the liquid crystals are surrounded by polymer columns that control flow for superior line clarity.
  • the written image is retained until it is erased by pressing a button (or applying a magnet to a Hall sensor or grater, which can be used instead of a button), which activates the creation of an electric field (creation of an electrical impulse).
  • a burst of electric field rearranges the molecules so that they are less reflective.
  • screens based on cholesteric liquid crystals are closer to screens such as electronic paper, therefore, it is possible to use any of the indicated types of screens under water.
  • e-paper forms an image in reflected light like regular paper and can store text and graphics images for a long time without consuming electrical energy and spending it only on image change.
  • any device containing a touch screen with an upper sensitive to mechanical stress springy layer namely, devices with touch screens whose operating principle is based on cholesteric liquid crystals, can be successfully used. based on electronic paper, and similar devices with similar operating principles.
  • a person skilled in the art will understand that other similar devices can also be used with success without departing from the essence and principle of the present invention. The main thing is that when choosing the right device, the principle is observed - the screen, Directly in contact with water, must be sensitive to mechanical stress, and this layer must have spring properties.
  • Reference number 4 in FIG. 1 denotes a control button used when the function of erasing the information applied by the stylus 3 from the screen is turned on.
  • any solid object can be used that can transmit the pressing force to the screen without damaging it, and the control button 4 can be replaced with a reed switch or a hall sensor to provide the ability to erase information by applying a magnet to the body at the location of the hall sensor or reed switch.
  • the stylus 3 can be equipped with a magnet for activating the erasing function by interaction of the reed switch or the hall sensor with the magnet.
  • FIG. 2 shows the inner space of the housing 1, not yet sealed against water, in which an electronic printed circuit board 7 with electronic components and a battery 8 are installed.
  • FIG. 2 it can be seen that the shield 2 located in the housing 1 adheres tightly to the rigid substrate 5 or the inner part 6 of the back cover 11 of the housing 1. The tightness is due to the need to avoid the ingress of air and condensate into the inner part of the shield after it is sealed with a sealing dielectric substance.
  • the screen itself adheres tightly to a special rigid substrate 5 or directly to the rear wall (inner part 6) of the housing 1, since it is highly undesirable for a sealing dielectric substance to get under the screen. Therefore, the dielectric sealant is poured only at the edges. If a dielectric sealant is poured under the screen, irregularities will appear on the screen, which can damage the screen or disrupt its normal operation.
  • the body 1 in such a way that the screen at the edges fits snugly against the upper (front) part of the body of the device from the inside and is fixed using, for example, an adhesive bond or ultrasonic welding or double-sided moisture-resistant tape.
  • the shield On the contact side, the shield is sealed simultaneously with the sealing of the electronic printed circuit board with the electronic components located on it.
  • Fig. 3 shows the inner space of the housing 1, which is filled with a sealing dielectric substance 10.
  • the sealing dielectric substance 10 must have properties that allow it to exclude its movement after it has solidified and allows you to eliminate the effect of changing environmental pressure as the depth changes directly on the electronic components of the device and on the internal elements of the screen.
  • such a sealing dielectric substance has the property, some time after mixing of the components, to pass from the initial viscous-flow state to the final rubber-like or solid state.
  • said sealing dielectric substance displaces air from the free cavities of the device, filling the free cavities in the closed case between the components of the device.
  • the screen of the device retains its functionality under water under the influence of environmental pressure and force impact when the external pressure of the environment on the device and its elements changes as the depth changes. This is ensured, among other things, by the fact that there are no free air cavities in the device body, including directly under the screen placed (as can be seen from Fig. 2) on and pressed against the rigid substrate or the rear wall of the body 1.
  • the dielectric sealant solidifies after being placed in the body of the device and does not leak out, reliably locking in position and reliably protecting all internal components.
  • the proposed sealing dielectric substance is rubber-like or solid in the working state, which is very important for use when exposed to environmental pressure as the depth increases, since in when frozen, it can reduce vibration, shock and other negative effects on the device.
  • the gel can flow under the screen or between the plates of the screen, but the rubber-like or solid dielectric sealing substance does not. If the gel is not poured in enough, then it will flow (squeeze out) from one end of the body to the other. With a rubber-like or solid dielectric sealant, this is not possible.
  • the gel that is used in US Patent Publication 2005/0110765 is substantially unsuitable for use in the construct of the present invention.
  • a heat-conductive filling siloxane sealant-dielectric As a rubber-like sealing dielectric substance 10 with the property of passing from a viscous-flow state to a rubber-like one, for example, a heat-conductive filling siloxane sealant-dielectric can be used, which is capable of sealing both in an open and in a closed volume.
  • sealants are produced, for example, under the trademark SUREL-SL-KST (http://www.surel.ru/silicone/70/) - a heat-conductive filling siloxane sealant-dielectric, which is a two-component system with the ability to pass from a viscous elastic state after mixing components A and B, in which component A is a filled organosilicon polymer and component B is a cold curing catalyst.
  • the applied elastic dielectric substance is characterized by:
  • dielectric sealant A person skilled in the art will understand that other similar materials with similar properties can be used as the dielectric sealant.
  • compound Silagerm 2206 (1/1), compound Silagerm 2206, compound Viksint PK-68, Viksint K-68, KPTD-1, Dow Corning Sylgard 184, Dow Corning Sylgard 182.
  • epoxy and other potting compounds passing into the final solid state, for example, Etal-1472, Etal-1471 and others similar.
  • Electronic printed circuit board 7 with electronic components, battery contacts, screen contacts, and the edges of the screen from the ends along the perimeter must be immersed in a sealing dielectric substance 10 and thereby isolated from environmental influences and force effects when the ambient pressure on the device changes as changes in depth, as well as shock and vibration.
  • the dielectric sealing substance 10 is poured into the housing 1 so that it does not fall directly under the screen, but fills the space inside the housing along the perimeter with the screen sealing along the edges.
  • the screen itself adheres tightly to the rigid substrate 5 or directly to the rear wall 6 of the housing 1.
  • abutting edges 9 are located.
  • the condition must be met for the device to work - the inner part of the screen, as well as the electronic components, are sufficiently isolated from the penetration of air and water, and thus isolated from the environment and force effects when the ambient pressure changes. media onto the device as depth changes.
  • Figure 4 shows a rear view of the device, including a rear cover 11 of the housing 1, a stylus 3, and a battery compartment cover 12 containing at least one o-ring (not shown).
  • a special compartment is provided (not shown in the drawings) with a cover 12 containing at least one o-ring (o-ring), which, if necessary, opens, while the battery 8 is replaced, and thereafter, the rear cover 11 of the housing 1 is tightly closed.
  • o-ring o-ring
  • the battery can be replaced, for example, with a rechargeable battery.
  • the device is additionally equipped with a sealed port for charging the device or a wireless charging module.
  • the device can also be equipped with a module for storing information entered and displayed on the screen and a module for transmitting information to other devices.
  • Figure 5 shows a part of the stylus 3 containing the magnet 14.
  • the stylus When the stylus is brought to a special place for applying the magnet 14, the function of erasing from the screen 2 is activated. This design makes it possible to erase information from the screen without additional manipulations.
  • the information input and display device was tested when working under water at a depth of 40 meters at a water temperature of +28 degrees. Under these test conditions, the device was fully functional throughout the entire test cycle, consisting of 10 dives, each 45-60 minutes long.
  • the claimed device for input and display of information under water is light in weight, easy to manufacture and convenient for creating notes, notes and drawings under water, and has low power consumption.

Abstract

Предложено устройство ввода и отображения информации для использования под водой, содержащее корпус, размещенный в корпусе сенсорный экран, электронные компоненты для обеспечения работы сенсорного экрана, причем сенсорный экран содержит верхний пружинящий слой, чувствительный к механическому воздействию, достаточному для прогиба пружинящего слоя в месте воздействия, причем корпус имеет окно для доступа к верхнему пружинящему слою сенсорного экрана и герметизирован герметизирующим диэлектрическим веществом так, что по меньшей мере часть внешней поверхности верхнего пружинящего слоя в окне остается непокрытой герметизирующим диэлектрическим веществом с обеспечением возможности контакта с водой.

Description

УСТРОЙСТВО ВВОДА И ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПОД ВОДОЙ (ВАРИАНТЫ)
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изобретение в общем относится к устройствам ввода и отображения информации. Более конкретно, настоящее изобретение направлено 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.
Также из уровня техники известно техническое решение по опубликованной патентной заявке США US 2016/0313769, в которой приводится описание устройства, содержащего жидкокристаллический экран, помещенный в запечатывающую структуру. При этом в данном устройстве экран и электронные компоненты полностью защищены запечатывающей структурой, которая содержит прозрачную часть (окно) для визуального доступа к информации на экране. Концепция данного технического решения направлена на создание улучшенной изоляции всех внутренних деталей устройства от водной среды и даже рекомендуется делать двойное или многократное запечатывание для наилучшей защиты элементов, в том числе экрана внутри. При этом согласно описанию, ввод информации осуществляется через аудио вход. Других способов ввода информации не раскрыто. Недостатком данного технического решения является снижение контрастности экрана, за счет добавления слоя запечатывающей структуры (окно), а также отсутствие возможности ввода информации путем непосредственного воздействия стилусом на экран.
Наиболее близким аналогом предложенного изобретения 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.
В публикации США 2005/0110765 (описание, абз. 0022) отмечено:
«Основной корпус 14 изготовлен из прочного материала, который может противостоять суровым условиям, таким как подводная среда. Чтобы основной корпус 14 выдерживал подводную среду и давление, связанное с такой средой, основной корпус 14 имеет минимальные воздушные карманы, содержащиеся внутри основного корпуса. Например, за исключением промежутка 36, основной корпус 14 может быть заполнен слоем геля на основе кремния или какого-либо другого инертного материала для заполнения любых воздушных карманов.».
Однако, такой гель не может выполнять функции стабильного герметика ввиду того, что по своей консистенции и свойствам при изменении положения планшетного устройства может перетекать из одного воздушного кармана в другой и разделяться на части. Гель не застывает и остается относительно жидким, то есть при любом повреждении корпуса он может вытечь. Также ввиду возможной тряски устройства при его эксплуатации внутренние части устройства могут сдвигаться и повреждаться под давлением сдвигающегося геля. Кроме того, основной задачей геля является вытеснение воздуха из воздушных карманов устройства, а не герметизация электронных компонентов от попадания на них воды или конденсата, который образуется при изменении температуры во время погружения.
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 ИЗОБРЕТЕНИЯ
В основу изобретения 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. Дополнительно к этой решается задача по обеспечению возможности стирания информации с экрана за счет применения датчика холла или геркона вместо кнопки управления.
Технический результат изобретения состоит в том, что удалось успешно использовать для ввода и отображения информации под водой известные сенсорные экраны за счет герметизации от воды и воздуха внутренней части сенсорного экрана с одновременной герметизацией электрических компонентов, обеспечивающих работу экрана.
При наличии в устройстве корпуса данный технический результат достигается за счет герметизации от воды и воздуха свободных полостей внутренней части корпуса устройства. При этом свободные полости внутренней части корпуса заполнены герметизирующим диэлектрическим веществом таким образом, что при заполнении из корпуса вытесняется воздух и одновременно герметизируются электрические компоненты (включая электронную печатную плату и контакты элемента питания). Следовательно, устройство защищено от внешних воздействующих факторов и от образования конденсата на электрических компонентах при перепаде температур по мере изменения глубины при совершении погружения.
Данная задача согласно первому аспекту изобретения решается посредством устройства ввода и отображения информации для использования под водой, содержащего сенсорный экран, имеющий верхний чувствительный к механическому воздействию пружинящий слой, электронные компоненты для обеспечения работы экрана, причем экран и электронные компоненты герметизированы от воды герметизирующим диэлектрическим веществом с обеспечением возможности контакта с водой по меньшей мере части верхнего слоя экрана.
Согласно второму аспекту изобретения данная задача решается посредством устройства ввода и отображения информации для использования под водой, содержащего водонепроницаемый корпус, сенсорный экран, имеющий верхний чувствительный к механическому воздействию пружинящий слой и размещенный в корпусе, электронные компоненты для обеспечения работы экрана, причем электронные компоненты герметизированы от воды герметизирующим диэлектрическим веществом с обеспечением возможности контакта с водой по меньшей мере части верхнего слоя экрана.
Согласно еще одному аспекту изобретения данная задача решается посредством устройства ввода и отображения информации для использования под водой, содержащего корпус, размещенный в корпусе сенсорный экран, электронные компоненты для обеспечения работы сенсорного экрана, причем сенсорный экран содержит верхний пружинящий слой, чувствительный к механическому воздействию, достаточному для прогиба пружинящего слоя в месте воздействия, причем корпус имеет окно для доступа к верхнему пружинящему слою сенсорного экрана и герметизирован герметизирующим диэлектрическим веществом так, что по меньшей мере часть внешней поверхности верхнего пружинящего слоя в окне остается непокрытой герметизирующим диэлектрическим веществом с обеспечением возможности контакта с водой.
Предпочтительно, чтобы в качестве сенсорного экрана использовался бистабильный экран на основе холестерических жидких кристаллов, либо экран типа электронной бумаги, которые имеют низкий уровень потребления энергии.
Желательно, чтобы герметизирующее диэлектрическое вещество было выбрано из компаундов, обладающих свойством перехода из исходного жидкого или вязкотекучего состояния в резиноподобное или твердое после смешения компонентов. Допустимо использование различных видов заливочных компаундов, позволяющих изолировать электронные компоненты устройства от конденсата и воды. Целесообразно выбирать вещества с такой вязкостью, чтобы в вязкотекучем состоянии они были способны вытеснять воздух из воздушных полостей внутренней части корпуса.
Еще одним результатом является обеспечение возможности стирания информации с экрана за счет использования датчика холла или геркона, приводимых в действие магнитом, размещенного, например, непосредственно в стилусе.
Данные задачи решаются посредством устройства ввода и отображения информации для использования под водой, содержащего сенсорный экран, причем экран и электронные компоненты, содержащие датчик холла или геркон, изолированы от воды с обеспечением возможности контакта с водой по меньшей мере части верхнего слоя экрана, а функция стирания активируется путем воздействия магнитом на датчик холла или геркон.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
С пониманием того, что сопроводительные чертежи изображают только типичные варианты осуществления изобретения, и поэтому не рассматриваются, как ограничивающие объем его защиты, изобретение 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 изобретению в собранном виде;
На Фиг. 2 - внутреннее пространство корпуса устройства согласно изобретению, незаполненное герметизирующим диэлектрическим веществом;
На Фиг.З - внутреннее пространство корпуса устройства согласно изобретению, которое заполнено герметизирующим диэлектрическим веществом;
На фиг.4 - вид устройства сзади, включая заднюю часть корпуса.
На Фиг. 5 - показана часть стилуса, содержащего магнит.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
На фиг. 1 изображен общий вид устройства ввода и отображения информации под водой в собранном виде со стороны экрана. На чертеже показан корпус 1 с передней частью 13 корпуса 1. Специалисту в данной области техники будет понятно, что в принципе устройство согласно изобретению, может использоваться и без корпуса 1. Корпус является желательным, но необязательным элементом устройства и предназначен лишь для целей защиты от внешних воздействий и для эстетических целей, а также для удобства использования. Главным условием работоспособности устройства является не наличие корпуса, а герметизация экрана и других элементов устройства от проникновения воздуха и воды, что будет показано ниже.
В данном варианте осуществления изобретения экран 2 установлен в корпусе 1.
Как было показано при описании устройств, относящихся к предшествующему уровню техники, основной проблемой являлось отсутствие возможности использования под водой сенсорных экранов с непосредственным контактом верхнего слоя (рабочей поверхности) экрана с водой.
Были осуществлены многочисленные попытки найти подходящие устройства, в которых сенсорные экраны оставались бы работоспособными при непосредственном контакте воды с верхним слоем (рабочей поверхностью) экрана.
Совершенно неожиданно было обнаружено, что работоспособными при использовании под водой на глубине как минимум до 40 метров могут оставаться сенсорные экраны, например, на основе холестерических жидких кристаллов, которые, однако ранее никогда не использовались 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 и воды.
Воздух может, например, попадать внутрь устройства в процессе сборки устройства.
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. Помимо протечек, приводящих 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 и корпуса.
Предпочтительным оказалось использование под водой устройств, экран которых основан на холестерических жидких кристаллах. Уникальные свойства холестерических экранов позволяют использовать их под водой, при непосредственном контакте верхнего слоя экрана (рабочей поверхности) с водой.
Преимущество использования таких экранов 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. Кроме того, экран на жидких кристаллах показал хорошие результаты работоспособности при погружении в жидкую среду.
В принципе известны устройства для рисования, основанные на холестерических жидких кристаллах, например, https://mvboogieboard.com/products/. 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 (или воздействия магнитом на датчик Холла или теркой, которые могут использоваться вместо кнопки), активирующей создание электрического поля (создание электрического импульса). При электронном стирании вспышка электрического поля перестраивает молекулы так, чтобы они были менее отражающими.
По своим качествам экраны на холестерических жидких кристаллах ближе к экранам типа электронной бумаги, поэтому под водой возможно использование любого из указанных типов экранов.
Пригодным для использования в настоящем изобретении оказалось также известное устройство на основе электронной бумаги Sony DPT-RP1, https://www.sonv.eom/electronics/digital-paper-svstems/t/digital-paper-notepad.
позволяющее вводить информацию путем воздействия на сенсорный экран стилусом. В отличие от традиционных жидкокристаллических экранов, в которых используется просвет матрицы для формирования изображения, электронная бумага формирует изображение в отраженном свете как обычная бумага и может хранить изображение текста и графики в течение достаточно длительного времени, не потребляя при этом электрической энергии и затрачивая ее только на изменение изображения.
Итак, было определено, что под водой для целей ввода и отображения информации успешно может быть использовано любое устройство содержащее сенсорный экран, имеющий верхний чувствительный к механическому воздействию пружинящий слой, а именно устройства с сенсорными экранами принцип работы которых основан на холестерических жидких кристаллах, устройства на основе электронной бумаги, и тому подобные устройства с аналогичными принципами работы. Специалисту в данной области техники будет понятно, что и другие аналогичные устройства также с успехом могут использоваться без отхода от сущности и принципа настоящего изобретения. Г лавное, чтобы при выборе надлежащего устройства соблюдался принцип - экран, непосредственно контактирующий с водой, должен иметь чувствительный к механическому воздействию стой и этот слой должен обладать пружинящими свойствами.
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, а кнопка управления 4 может быть заменена на геркон или датчик холла, чтобы обеспечить возможность стирания информации путем прикладывания магнита к корпусу в месте расположения датчика холла или геркона. В этом случае стилус 3 может быть снабжен магнитом для приведения функции стирания в действие путем взаимодействия геркона или датчика холла с магнитом.
На Фиг.2 изображено внутреннее пространство корпуса 1, еще не герметизированное от воды, в котором установлены электронная печатная плата 7 с электронными компонентами и элемент питания 8. На фиг. 2 видно, что расположенный в корпусе 1 экран 2, плотно прилегает к жесткой подложке 5 или внутренней части 6 задней крышки 11 корпуса 1. Плотность прилегания обусловлена необходимостью избегать попадания воздуха и конденсата во внутреннюю часть экрана после его герметизации герметизирующим диэлектрическим веществом. При этом сам экран плотно прилегает к специальной жесткой подложке 5 или непосредственно к задней стенке (внутренней части 6) корпуса 1, поскольку крайне нежелательно, чтобы под экран попало герметизирующее диэлектрическое вещество. Поэтому герметизирующее диэлектрическое вещество заливается только по краям. Если под экран залить герметизирующее диэлектрическое вещество, то на экране появятся неровности, что может привести к повреждению экрана или нарушить его нормальное функционирование.
Также допустимо выполнение корпуса 1 таким образом, чтобы экран по краям плотно прилегал к верхней (лицевой) части корпуса устройства с внутренней стороны и был закреплен с помощью, например, клеевого соединения или ультразвуковой сваркой или двустороннего влагостойкого скотча. Со стороны контактов экран герметизируется одновременно с герметизацией электронной печатной платы с электронными компонентами, расположенными на ней.
На Фиг.З изображено внутреннее пространство корпуса 1, которое заполнено герметизирующим диэлектрическим веществом 10.
Герметизирующее диэлектрическое вещество 10 должно обладать свойствами, позволяющими исключить его перемещение после его застывания и позволяет устранить воздействие меняющегося давления окружающей среды по мере изменения глубины непосредственно на электронные компоненты устройства и на внутренние элементы экрана.
Желательно, чтобы такое герметизирующее диэлектрическое вещество обладало свойством через некоторое время после смешения компонентов переходить из первоначального вязкотекучего состояния в финальное резиноподобное или твердое состояние. Дело в том, что при переходе из вязкотекучего состояния в резиноподобное или твердое указанное герметизирующее диэлектрическое вещество вытесняет воздух из свободных полостей устройства, заполняя свободные полости в закрытом корпусе между компонентами устройства. При этом экран устройства сохраняет под водой свою функциональность под воздействием давления окружающей среды и силового воздействия при изменении внешнего давления окружающей среды на устройство и его элементы по мере изменения глубины. Это обеспечено в том числе и тем, что в корпусе устройства отсутствуют свободные воздушные полости, в том числе непосредственно под экраном, размещенным (как это видно из фиг. 2) на и прижатым к жесткой подложке или задней стенке корпуса 1.
В отличие от геля, используемого в патентной публикации США 2005/0110765 для целей вытеснения воздуха из воздушных карманов, герметизирующее диэлектрическое вещество застывает после помещения в корпус устройства и не вытекает, надежно фиксируя по положению и надежно защищая все внутренние компоненты. Кроме того, в отличие от геля, предложенное герметизирующее диэлектрическое вещество является в рабочем состоянии резиноподобным или твердым, что очень важно для использования при воздействии давления окружающей среды по мере увеличения глубины, так как в застывшем состоянии оно способно снижать вибрацию, удары и иные негативные воздействия на устройство. Кроме того, гель при перетекании может затечь под экран или между пластинами экрана, а резиноподобное или твердое герметизирующее диэлектрическое вещество нет. Если геля окажется залито недостаточно, то он будет перетекать (выдавливаться) из одного конца корпуса в другой. С резиноподобным или твердым герметизирующим диэлектрическим веществом подобное исключено. Таким образом гель, который использован в патентной публикации США 2005/0110765, по существу непригоден для использования в конструкции согласно настоящему изобретению.
В качестве резиноподобного герметизирующего диэлектрического вещества 10, обладающего свойством переходить из вязкотекучего состояния в резиноподобное, может быть, например, применен теплопроводный заливочный силоксановый герметик-диэлектрик, который способен осуществить герметизацию как в открытом, так и в закрытом объеме. В России такие герметики выпускаются, например, под торговой маркой СУРЭЛ-СЛ-КСТ (http://www.surel.ru/silicone/70/) - теплопроводный заливочный силоксановый герметик-диэлектрик, представляющий собой двухкомпонентную систему, обладающую способностью переходить из вязкотекучего состояния в эластичное после смешения компонентов А и В, в котором компонент А представляет собой наполненный кремнийорганический полимер, а компонент В представляет собой катализатор холодного отверждения.
Примененное эластичное диэлектрическое вещество, наряду с указанными свойствами, характеризуется:
- умеренными демпфирующими и амортизирующими свойствами;
- удовлетворительной эластичностью;
- высокими диэлектрическими свойствами;
- устойчивостью к высоким и низким температурам.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что в качестве герметизирующего диэлектрического вещества могут применяться и другие подобные вещества с аналогичными свойствами. Например, возможно использование компаунда Силагерм 2206(1/1), компаунда Силагерм 2206, компаунда Виксинт ПК-68, Виксинт К-68, КПТД-1, Dow Corning Sylgard 184, Dow Corning Sylgard 182. Также возможно использование эпоксидных и иных заливочных компаундов, переходящих в финальное твердое состояние, например, Этал-1472, Этал-1471 и другие аналогичные.
Электронная печатная плата 7 с электронными компонентами, контакты элемента питания, контакты экрана, и края экрана с торцов по периметру должны быть погружены в герметизирующее диэлектрическое вещество 10 и тем самым изолированы от воздействия окружающей среды и силового воздействия при изменении давления окружающей среды на устройство по мере изменения глубины, а также ударов и вибраций. Герметизирующее диэлектрическое вещество 10 заливают в корпус 1 таким образом, чтобы оно не попало непосредственно под экран, а заполняло пространство внутри корпуса по периметру с герметизацией экрана по краям. При этом, как уже было указано выше, сам экран плотно прилегает к жесткой подложке 5 или непосредственно к задней стенке 6 корпуса 1.
По периметру корпуса 1 расположены стыкуемые края 9.
Независимо от того используется ли в устройстве корпус, для обеспечения работоспособности устройства должно выполняться условие - внутренняя часть экрана, а также электронные компоненты в достаточной степени изолированы от проникновения воздуха и воды, и тем самым изолированы от воздействия окружающей среды и силового воздействия при изменении давления окружающей среды на устройство по мере изменения глубины.
На фиг.4 показан вид устройства сзади, включая заднюю крышку 11 корпуса 1, стилус 3 и крышку батарейного отсека 12, содержащую, по меньшей мере, одно уплотнительное кольцо о-ринг (не показано).
После установки экрана 2 на переднюю крышку 13 корпуса 1 устройства ввода и отображения информации и после размещения всех основных внутренних элементов, включая электронную печатную плату 7 и элемент питания 8, осуществляется заливка герметизирующим диэлектрическим веществом по всей плоскости открытого корпуса 1 с установленным экраном 2 для заполнения свободных воздушных полостей. После этого осуществляется закрытие задней крышки 11 корпуса 1 и ее фиксирование ультразвуковой сваркой или клеевым соединением по всему периметру. При этом задняя крышка 11 корпуса 1 обеспечивает плотный контакт с задней частью экрана 2 с тем, чтобы между задней крышкой 11 корпуса 1 и экраном 2 не было воздушной прослойки. Задняя часть экрана 2 может также прижиматься жесткой подложкой 5 (см. фиг. 2), расположенной между задней частью экрана 2 и задней крышкой 11 корпуса 1.
Для замены элемента питания 8 в корпусе 1 предусмотрен специальный отсек (не показан на чертежах) с крышкой 12, содержащей, по меньшей мере, одно уплотнительное кольцо (о-ринг), которая при необходимости открывается, при этом осуществляется замена элемента питания 8, и после этого, задняя крышка 11 корпуса 1 плотно закрывается.
Элемент питания может быть заменен, например, на аккумуляторную батарею. В этом случае устройство дополнительно снабжается герметичным портом для зарядки устройства или модулем беспроводной зарядки.
Устройство может быть также снабжено модулем сохранения введенной и отображенной на экране информации и модулем передачи информации на другие устройства.
На фиг.5 показана часть стилуса 3, содержащего магнит 14. При поднесении стилуса к специальному месту для прикладывания магнита 14, активируется функция стирания с экрана 2. Данное исполнение позволяет осуществить стирание информации с экрана без дополнительных манипуляций.
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.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство ввода и отображения информации для использования под водой, содержащее сенсорный экран, выполненный на основе холестерических жидких кристаллов или электронной бумаги, имеющий верхний чувствительный к механическому воздействию пружинящий слой, электронные компоненты для обеспечения работы экрана, при этом экран, за исключением, по меньшей мере, части его верхнего слоя, и электронные компоненты изолированы от воды герметизирующим диэлектрическим веществом.
2. Устройство по п.1, в котором герметизирующее диэлектрическое вещество является композицией, обладающей свойством перехода из исходного жидкого или вязкотекучего состояния в резиноподобное или твердое после смешения компонентов.
3. Устройство по и.2, дополнительно содержащее корпус, имеющий полость, в которой расположены сенсорный экран, и электронные компоненты, при этом корпус имеет окно для доступа к верхнему пружинящему слою экрана и герметизирован герметизирующим диэлектрическим веществом так, что, по меньшей мере, часть внешней поверхности верхнего пружинящего слоя экрана в окне остается непокрытой герметизирующим диэлектрическим веществом с обеспечением возможности контакта с водой.
4. Устройство по п.З, в котором резиноподобное или твердое герметизирующее диэлектрическое вещество имеет вязкость, при которой в вязкотекучем состоянии вещество способно вытеснять воздух из воздушных полостей внутренней части корпуса.
5. Устройство по любому из пи.3-4, дополнительно содержащее установленный на корпусе стилус для ввода информации путем механического воздействия на верхний слой экрана, а также средство для стирания информации, отображенной на экране.
6. Устройство по и.5, в котором средство для стирания информации, отображенной на экране, выполнено в виде геркона или датчика холла, установленных в полости корпуса, и магнита, установленного в стилусе.
PCT/RU2020/050034 2019-03-28 2020-03-03 Устройство ввода и отображения информации для использования под водой (варианты) WO2020197441A1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/434,799 US20220163832A1 (en) 2019-03-28 2020-03-03 Information input and display device for use underwater (embodiments)
CN202080025331.4A CN113646727A (zh) 2019-03-28 2020-03-03 用于水下使用的信息输入和显示装置（变型）

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109052 2019-03-28
RU2019109051A RU2713861C1 (ru) 2019-03-28 2019-03-28 Устройство ввода и отображения информации для использования под водой (варианты)
RU2019109052 2019-03-28
RU2019109051 2019-03-28
RU2019127921 2019-08-30
RU2019127921 2019-08-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020197441A1 true WO2020197441A1 (ru) 2020-10-01

Family

ID=72609105

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2020/050034 WO2020197441A1 (ru) 2019-03-28 2020-03-03 Устройство ввода и отображения информации для использования под водой (варианты)

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20220163832A1 (ru)
CN (1) CN113646727A (ru)
WO (1) WO2020197441A1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5956291A (en) * 1998-04-17 1999-09-21 Ductech, Llc Underwater diving assistant apparatus
US20120099030A1 (en) * 2010-10-26 2012-04-26 Kent Displays Incorporated Cholesteric liquid crystal writing tablet with spacer controlled sensitivity
US20130093733A1 (en) * 2010-04-13 2013-04-18 Kenji Yoshida Handwriting input board and information processing system using handwriting input board
US20160313769A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
WO2018131932A1 (ko) * 2017-01-13 2018-07-19 삼성전자 주식회사 전자 장치의 사용 환경에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 전자 장치 및 그 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5412761A (en) * 1977-06-29 1979-01-30 Sharp Corp Display device
US20070060870A1 (en) * 2005-08-16 2007-03-15 Tolle Mike Charles V Controller device for an infusion pump
JP2009165226A (ja) * 2007-12-28 2009-07-23 Bridgestone Corp 非接触充電方式電子ペーパー
CH702208A2 (de) * 2009-11-10 2011-05-13 Uwatec Ag Tauchcomputer mit gebogenem Display.
SI24585A (sl) * 2013-12-12 2015-06-30 Oskar Marko Musić Zaslon občutljiv na dotik za podvodno uporabo
US9262004B2 (en) * 2014-02-07 2016-02-16 Topaz Systems, Inc. Overlay for electronic writing pad
US20150370350A1 (en) * 2014-06-23 2015-12-24 Lenovo (Singapore) Pte. Ltd. Determining a stylus orientation to provide input to a touch enabled device
JP6484129B2 (ja) * 2015-06-29 2019-03-13 京セラ株式会社 電子機器、画像表示方法及び画像表示プログラム
KR102077541B1 (ko) * 2015-10-16 2020-02-17 삼성전자주식회사 휴대용 전자 장치
CN107300818B (zh) * 2017-07-27 2020-11-10 山东蓝贝思特教装集团股份有限公司 一种具有书写显示功能的液晶复合薄膜及其制备方法
TWM559595U (zh) * 2017-08-07 2018-05-11 Yang Jin Mou 電子發光棒
US11314288B2 (en) * 2018-11-30 2022-04-26 Dell Products L.P. Portable information handling system stylus dock

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5956291A (en) * 1998-04-17 1999-09-21 Ductech, Llc Underwater diving assistant apparatus
US20130093733A1 (en) * 2010-04-13 2013-04-18 Kenji Yoshida Handwriting input board and information processing system using handwriting input board
US20120099030A1 (en) * 2010-10-26 2012-04-26 Kent Displays Incorporated Cholesteric liquid crystal writing tablet with spacer controlled sensitivity
US20160313769A1 (en) * 2015-04-23 2016-10-27 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electronic device
WO2018131932A1 (ko) * 2017-01-13 2018-07-19 삼성전자 주식회사 전자 장치의 사용 환경에 따른 사용자 인터페이스를 제공하는 전자 장치 및 그 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN113646727A (zh) 2021-11-12
US20220163832A1 (en) 2022-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5444741B2 (ja) 電子機器
US8112129B2 (en) Seal structure, electronic apparatus, and sealing method
CN107247356A (zh) 显示面板和电子设备
JP6895524B2 (ja) ディスプレイ画面組立品、ディスプレイ画面組立品の組立て方法、および電子デバイス
CN108132563B (zh) 背光模组、显示屏及电子设备
KR20100107904A (ko) 보호창을 갖는 터치 스크린 모듈
EP3505002B1 (en) Method and apparatus for providing user access and protection to touch sensitive device underwater
CN109920331A (zh) 显示面板及显示装置
WO2020197441A1 (ru) Устройство ввода и отображения информации для использования под водой (варианты)
RU2713861C1 (ru) Устройство ввода и отображения информации для использования под водой (варианты)
CN108153026A (zh) 显示屏组件及电子设备
CN108254958A (zh) 显示屏组件、显示屏组件的组装方法及电子设备
CN107809501A (zh) 中框组件及电子设备
RU2732848C1 (ru) Устройство ввода и отображения информации для использования под водой
KR20170058241A (ko) 휴대 단말기용 수중 터치 방수케이스
CN111433687A (zh) 一种可穿戴设备
CN108287424A (zh) 显示屏及电子设备
JP2015135430A (ja) 表示装置
RU198329U1 (ru) Устройство ввода и отображения информации для использования под водой
JP2006242996A (ja) 防水ケース
CN210324151U (zh) 一种电容式触摸屏用防水干扰装置
CN101141857B (zh) 防水防尘结构
CN115097710A (zh) 防水型电子设备
CN108052168A (zh) 显示屏组件的组装方法、显示屏组件及电子设备
JP3812410B2 (ja) 情報表示装置

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20779079

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20779079

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1