Компактное автономное устройство для получения, хранения, обработки и отображения информации (варианты)

Заявляемая полезная модель относится к компьютерной технике и занимает промежуточное место между мобильными телефонами с расширенным экраном и электронными книгами. Сущность полезной модели: компактное автономное устройство для получения, хранения, обработки и отображения информации, содержащее источник питания, микроконтроллер, память, элементы управления, экран, преимущественно жидкокристаллический, и, по меньшей мере, один интерфейс для подключения внешних устройств, выполнено в корпусе с асимметричным утолщением по высоте на задней поверхности, при этом вход/выход интерфейса размещен в утолщении и направлен в сторону тонкой части корпуса, на которой размещено приспособление для крепления внешнего устройства. Интерфейс может быть выполнен в виде устройства, работа которого основана на приеме и передаче радиоволн.

2 н.п.ф., 13 з.п.ф., 4 илл.

Заявляемая полезная модель относится к компьютерной технике и занимает промежуточное место между мобильными телефонами с расширенным экраном и электронными книгами.

К заявленному устройству имеются аналоги со стороны электронных книг: №94031041 RU (1996.06.10), №2180454 RU (2002.03.10), №2136053 RU (1999.08.27), №2187836 RU (2002.08.20), №2180454 RU (2002.03.10), №99124790 RU (WO 99/44144 - 02.09.1999).

Главным недостатком устройств по №94031041 RU, №2180454 RU, №2136053 RU, №2180454 RU является отсутствие интерфейса связи с мобильным телефоном и описания способа связи с мобильным телефоном, что делает их невозможными для получения информации из публичных сетей мобильно.

Решения по патентам №2136053 RU, №2180454 RU, №2187836 RU, №2180454 RU имеют также существенный недостаток, заключающийся в использовании двух экранов для большей схожести с книгой, что делает такие устройства дорогими и не карманными.

К недостаткам решений по №94031041 RU, №2187836 RU, можно отнести наличие порта вывода в компьютер, что приводит к незащищенности информации, поступающей в электронные книги и, соответственно, невозможности предоставления на нее платных информационных услуг и объектов авторского права.

Наиболее близкими аналогами со стороны электронных книг являются устройства, описанные в заявках №99124790 RU (WO 99/44144), №2187836 RU.

«Электронная книга-панбук» (Пат. №2187836 RU) представляет собой сложное многофункциональное устройство для ввода и вывода аудио и визуальной информации, содержащее два экрана, интерфейсы для связи с компьютером, что делает это устройство дорогим и громоздким. В данном

устройстве присутствует встроенный модуль беспроводной связи, однако при работе в связке с мобильным телефоном теряются качества компактности, т.е. использования устройства в необорудованном специально месте, например в дороге.

Патент №99124790 RU (WO 99/44144) «Электронное устройство, предпочтительно электронная книга» описывает одностраничную электронную книгу, имеющую возможности для загрузки информации посредством различных периферийных устройств и радиосети, имеющую наименьший набор компонент и простой интерфейс управления.

Существенным недостатком «Электронного устройства...» является использование встроенного приемника и передатчика радио сигналов, например, диапазона сотовой связи. Такой приемо-передатчик, фактически, дублирует функции сотового телефона, что делает устройство дорогим и нерациональным. Однако в преамбуле 13 формулы патента описана возможность загрузки данных из периферийного устройства, но среди их перечня в описании патента нет сотового телефона, и хотя этот перечень оставлен открытым, существенно то, что не рассмотрен сам способ связи с сотовым телефоном, а это является главным ограничением для применения патента в области отображение данных, получаемых на сотовый телефон из сети Интернет и других публичных сетей посредством пакетных протоколов передачи данных. Еще одним недостатком описанного устройства являются существенно большие его габариты (между 12×18 см или 24×32 см), не позволяющие считать его карманным. Недостатком также является использование встроенных плат идентификации ГСМС, ОИУ (SIM - Общество информационного управления), кредитной карты БЭС для проведения расчетов за услуги предоставления информации, когда как можно использовать аналогичные платы, размещенные в мобильном телефоне, оказывая платные услуги в связке с оператором сотовой связи.

В качестве прототипа выбран экран-приставка для сотового телефона [Патент РФ на полезную модель №37853, 21.07.2003.], представляющий собой компактное устройство для хранения и отображения информации, состоящее из блока питания, микроконтроллера памяти, устройства ввода, экрана,

преимущественно жидкокристаллического, содержащее интерфейс для получения информации с мобильного телефона, при этом устройство выполнено конструктивно автономно.

Задачей полезной модели являлось повышение надежности соединения устройства с внешними устройствами (например, мобильным телефоном) при сохранении преимуществ автономной работы, в том числе в сложных условиях (при отсутствии постоянного рабочего места, в дороге и т.п.); при этом устраняется неудобство чтения текстов и просмотра графической информации на маленьком дисплее мобильного телефона.

Указанная задача решается двумя вариантами устройства.

По одному из вариантов компактное автономное устройство для получения, хранения, обработки и отображения информации, содержащее источник питания (в прототипе - блок питания), микроконтроллер, память, элементы управления (в прототипе - устройство ввода), экран, преимущественно жидкокристаллический, и, по меньшей мере, один интерфейс для подключения внешних устройств, выполнено в корпусе с асимметричным утолщением по высоте на задней поверхности, при этом вход/выход (порт) интерфейса размещен в утолщении и направлен в сторону тонкой части корпуса, на которой размещено приспособление для крепления внешнего устройства.

Утолщение корпуса используется как отсек для размещения источников питания.

Внутри или на поверхности корпуса возможно размещать дополнительный элемент для смещения центра тяжести устройства.

Элементы управления могут быть размещены в части корпуса с утолщением, причем, по меньшей мере, один размещен на лицевой поверхности корпуса, и один - на верхней торцевой поверхности.

Элементы управления могут быть размещены на лицевой поверхности корпуса по обе стороны от экрана.

Интерфейс, как правило, для данного варианта представляет собой устройство, работа которого основана на приеме и передаче инфракрасного излучения с так называемым ИК-портом (входом/выходом), однако возможно

выполнение в виде устройства, работа которого основана на приеме и передаче радиоволн.

Для удобства работы с устройством в стационарных условиях на задней поверхности, в стороне, противоположной утолщению может быть выполнен выступ (как заодно с корпусом, так и в виде складной ножки с возможностью поворота вокруг оси, параллельной плоскости тонкой части корпуса), равновеликий с утолщением по высоте.

По другому варианту компактное автономное устройство для получения, хранения, обработки и отображения информации, содержащее источник питания, микроконтроллер, память, элементы управления, экран, преимущественно жидкокристаллический, и, по меньшей мере, один интерфейс для подключения внешних устройств, выполнено в корпусе с асимметричным утолщением по высоте на задней поверхности с отсеком для источников питания, при этом сбоку от утолщения размещено приспособление для крепления внешнего устройства, а интерфейс выполнен в виде устройства, работа которого основана на приеме и передаче радиоволн.

Так же как в первом варианте устройства внутри или на поверхности корпуса может быть размещен дополнительный элемент для смещения центра тяжести устройства.

Элементы управления удобно размещать в части корпуса с утолщением, причем, по меньшей мере, один - на лицевой поверхности корпуса, и один - на верхней торцевой поверхности.

Возможно размещение элементов управления на лицевой поверхности корпуса по обе стороны от экрана

На задней поверхности в стороне, противоположной утолщению также может быть выполнен выступ (как заодно с корпусом, так и в виде складной ножки с возможностью поворота вокруг оси, параллельной плоскости тонкой части корпуса), равновеликий с утолщением по высоте.

Заявляемая полезная модель поясняется чертежами: на фиг.1, 2 представлены лицевые поверхности устройства соответственно с асимметричным

и симметричным расположением экрана и элементов управления; на фиг.3, 4 - вид сверху устройства по первому и второму вариантам.

Устройство содержит корпус 1 с асимметричным утолщением 2, жидкокристаллический экран 3, элементы управления 4, в том числе выключатель, приспособление для крепления внешнего устройства 5, ИК-порт 6, дополнительный элемент для смещения центра тяжести устройства 7, выступ 8. Печатная плата (не показана) в общем случае выполняется по известным принципам, на ней крепятся все навесные компоненты (микросхемы контроллера, ПЗУ, ОЗУ, преобразователи напряжения, разъемы для подключения портов ввода-вывода, разъем для программирования и отладки и т.д.).

Один из вариантов реализации устройства - связь с Интернетом - следующий.

Передача информации из Интернета на устройство осуществляется при помощи внешнего устройства (мобильного телефона) с поддержкой службы GPRS (служба пакетной передачи данных через радиоканал) для телефонов GSM или с помощью других протоколов пакетной передачи данных для других стандартов сотовой связи.

В сети Интернет устройство обращается к специальному файловому серверу, по модифицированному протоколу TFTP. С этого сервера пользователь может скачать из своей персональной «виртуальной» папки нужные файлы и сделать запрос на нужные файлы (книги, новости) в базу данных сервера. Кроме того, сервер осуществляет преобразование Интернет-страниц во внутренний формат устройства удобный для восприятия Интернет-страницы на экране небольшого разрешения. Идентификация пользователя устройства осуществляется по номеру мобильного телефона и по коду устройства. Таким образом, сервер выполняет наиболее затратные функции поиск информации и обработки Интернет-страниц, что позволяет снизить требования к производительности микропроцессора устройства и объему его памяти.

В процессе получения информации на устройство с сервера мобильный телефон выступает ретранслятором, пропуская через себя информацию, что, при наличии необходимого программного обеспечения, обеспечивает ее защиту от несанкционированного использования.

Вся информация, поступающая в устройство, записывается во внутреннюю постоянную память и не может распространяться дальше. Память, построенная по flash технологии, позволяет осуществляет около 10000 циклов перезаписи, что вполне достаточно для применения книги по основному назначению в течение 3-4 лет. Ее объем практически без изменения схемы и программного обеспечения может варьироваться от 512 килобайт до 16 мегабайт. И это не предел, поскольку технология flash развивается, и объем памяти на одном кристалле растет.

Связь с сотовым телефоном осуществляется через ИК-порт 6, который предусматривает, в основном, получение данных и может на аппаратном уровне ограничивать возможность передачи информации на компьютер или любое другое внешнее устройство. Если инфракрасный порт отсутствует на мобильном телефоне, связь осуществляется интерфейсом, работа которого основана на приеме и передаче радиоволн, например, по технологиям Bluetooth или Wi-Fi, Логику установления соединения и процессы авторизации выполняет программа, записанная в микроконтроллер.

Любая информация, хранящаяся в памяти, может быть отображена соответствующим образом на экране 3. Экран 3 может иметь различные размеры, цвет, разрешение и другие параметры. В среднем, для удобного восприятия текстовой информации выбран жидкокристаллический экран разрешением 320×240 точек, размерами 120×90 мм, серого цвета с белой подсветкой. Так как эта часть устройства самая дорогая и подключение разных моделей почти не отличается друг от друга, то возможности и размеры экрана 3 ограничиваются только экономическими соображениями.

Корпус 1 обеспечивает защиту внутренних элементов устройства от воздействий таких дестабилизирующих факторов как кратковременное воздействие брызг воды, удар при падении с высоты, вибрация и т.д.

Пластмассовый корпус является несущей основой для платы с компонентами, экрана 3, элементов питания, элементов управления 4 (кнопок управления, выключателя), портов ввода-вывода, разъема для подключения внешнего зарядного устройства.

Габаритные размеры корпуса не превышают 90×120×25 мм (высота × ширина × глубина).

Утолщение 2 является местом расположения отсека для источников питания. Сдвинутые в одну сторону элементы питания вызывают смещение центра тяжести устройства в сторону правой руки пользователя, что также облегчает удержание устройства и работу с ним. Такой корпус эргономичен, его удобно держать в одной руке и осуществлять навигацию по программным меню и тексту с помощью кнопок двумя пальцами: большой палец - на передней панели, указательный - на верхней торцевой поверхности. Для повышения эргономичности возможно установить дополнительный элемент для смещения центра тяжести устройства 7. Выступ 8 позволяет использовать устройство как обычное настольное.

Экран 3 является основным устройством вывода данных, хранящихся в ПЗУ устройства. Отображающийся на экране текст пользователь может легко читать. ЖКИ может быть как черно-белым, так и цветным.

Полезная площадь экрана 3 не менее 75×55 мм. Разрешающая способность 320×240 точек, хотя может быть другой, размер точки не менее 0,29 мм. Фон ЖКИ имеет нейтральный белый (серо-белый) цвет. Для лучшего визуального наблюдения и для комфорта глаз предусмотрена мягкая белая светодиодная или электролюминесцентная подсветка. Общие габариты ЖКИ не превышают 140×100×8 мм.

В качестве элементов управления 4 могут использоваться две трехпозиционные кнопки «псевдоскролы», скролы-ролики или обычные трехпозиционные кнопки. Замыкание цепей в первых происходит при повороте клавиши на 10...30° от центрального положения вправо, влево и при нажатии. Это очень удобно для пользователя, кнопки такого типа используются в МРЗ плеерах и сотовых телефонах для осуществления навигации пользователя по программным меню.

Всего в устройстве может быть два таких элемента управления 4, причем один размещен на передней панели устройства в той же стороне, где расположено утолщения корпуса, а второй - на верхней торцевой поверхности. Причем

указанное размещение элементов управления соответствует расположению утолщения корпуса таким образом, что большой палец руки пользователя, держащей устройство за утолщение, приходится на первый элемент управления, а указательный палец приходится на второй элемент управления. Такое размещение элементов управления позволяет управлять устройством одной рукой, например, следующим образом: большой палец осуществляет вертикальную прокрутку текста, а указательный палец - горизонтальную, или по другому алгоритму в соответствии с записанной в память устройства программой.

Устройство относится к носимым РЭС (радиоэлектронным средствам), поэтому целесообразно использовать многоразовые электрохимические источники питания. Такими источниками питания являются никель-металлгидридные аккумуляторы типа АА, они характеризуются отсутствием эффекта памяти и большой емкостью. Большинство таких стандартных аккумуляторов имеют напряжение 1,2 В, количество циклов заряд-разряд порядка 500, и емкость порядка 1200-1500 мА×ч. Для питания устройства необходимо использовать два последовательно соединенных аккумулятора, имеющих общее напряжением не менее 2,4 В. Стандартный тип элементов питания позволит пользователю оперативно поменять их после выработки ресурсов аккумуляторов.

Возможно использование стационарного блока питания - предполагается использовать стандартное зарядное устройство на 3 В. Это позволит пользователю при доступе к бытовой электросети (220 В, 50 Гц) пользоваться устройством и одновременно производить зарядку аккумуляторов.

Подключение зарядного устройства к изделию осуществляется через стандартный разъем, тип которого зависит от типа зарядного устройства.

Выполнение корпуса 1 с асимметричным утолщением 2 хорошо подходит для установки инфракрасного порта 6. При этом ИК-порт 6 размещается на утолщении 2.

Характерной особенностью устройства является то, что за счет асимметричного выполнения появляется возможность осуществлять соединение с внешним устройством (мобильным телефоном) и через ИК-порт 6, держа оба устройства в одной руке, что невозможно для существующих карманных

устройств, поскольку в них ИК-порт размещен на боковой стенке. В этом случае приходится удерживать мобильный телефон в одной руке, а устройство в другой, что нарушает стабильность связи, особенно в условиях транспорта. Мобильный телефон размещается на задней панели устройства в тонкой части корпуса 1 так, что инфракрасный порт мобильного телефона смотрит в сторону утолщения корпуса 1, на которой размещен инфракрасный (ИК) порт 6 устройства, что позволяет достигнуть стабильной связи между устройством и мобильным телефоном, поскольку они оказываются конструктивно связаны.

Приспособление для крепления внешнего устройства 5 может представлять собой механический зажим, чехол, липучую ткань, магнит и т.п.

1. Компактное автономное устройство для получения, хранения, обработки и отображения информации, содержащее источник питания, микроконтроллер, память, элементы управления, экран, преимущественно жидкокристаллический, и, по меньшей мере, один интерфейс для подключения внешних устройств, отличающееся тем, что устройство выполнено в корпусе с асимметричным утолщением по высоте на задней поверхности, при этом вход/выход интерфейса размещен в утолщении и направлен в сторону тонкой части корпуса, на которой размещено приспособление для крепления внешнего устройства.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в утолщении выполнен отсек для размещения источников питания.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутри или на поверхности корпуса размещен дополнительный элемент для смещения центра тяжести устройства.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элементы управления размещены в части корпуса с утолщением, причем, по меньшей мере, один размещен на лицевой поверхности корпуса, и один - на верхней торцевой поверхности.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что элементы управления размещены на лицевой поверхности корпуса по обе стороны от экрана.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что интерфейс выполнен в виде устройства, работа которого основана на приеме и передаче радиоволн.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что интерфейс выполнен в виде устройства, работа которого основана на приеме и передаче инфракрасного излучения.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на задней поверхности в стороне, противоположной утолщению выполнен выступ, равновеликий с утолщением по высоте.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что выступ выполнен в виде ножки с возможностью поворота вокруг оси, параллельной плоскости тонкой части корпуса.

10. Компактное автономное устройство для получения, хранения, обработки и отображения информации, содержащее блок питания, микроконтроллер, память, элементы управления, экран, преимущественно жидкокристаллический, и, по меньшей мере, один интерфейс для подключения внешних устройств, отличающееся тем, что устройство выполнено в корпусе с асимметричным утолщением по высоте на задней поверхности с отсеком для источников питания, при этом сбоку от утолщения размещено приспособление для крепления внешнего устройства, а интерфейс выполнен в виде устройства, работа которого основана на приеме и передаче радиоволн.

11. Устройство по п.10, отличающееся тем, что внутри или на поверхности корпуса размещен дополнительный элемент для смещения центра тяжести устройства.

12. Устройство по п.10, отличающееся тем, что элементы управления размещены в части корпуса с утолщением, причем, по меньшей мере, один размещен на лицевой поверхности корпуса, и один - на верхней торцевой поверхности.

13. Устройство по п.10, отличающееся тем, что элементы управления размещены на лицевой поверхности корпуса по обе стороны от экрана.

14. Устройство по п.10, отличающееся тем, что на задней поверхности в стороне, противоположной утолщению выполнен выступ, равновеликий с утолщением по высоте.

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что выступ выполнен в виде ножки с возможностью поворота вокруг оси, параллельной плоскости тонкой части корпуса.