BG106658A - Компютърна въвеждаща система - Google Patents

Abstract

Компютърната въвеждаща система (КВС) е предназначена за ръчно въвеждане на данни от оператор към компютър чрез преместване на преместваемо тяло (24) в пространството. Системата се състои от компютър (60) и въвеждащо устройство, което обхваща поне едно тяло (24) с възможност за преместване от оператора в пространството. Детектиращото средство служиза дистанционно разпознаване движението на тялото(24), което е свързано с детектиращото средство чрез падащ лъч (4), излъчен от детектиращото средство, и посредством отразен лъч (7), излъчен от тялото (24). Обработващото средство (35) преобразувадвижението, разпознавано от детектиращото средство,в изходен сигнал. Системата включва и дисплей (49) за показване на картини, последователно генерирани от компютъра (60), получени чрез детектиращото средство и подавани към дисплея (49). Преместваемото тяло (24) съдържа поне един ортогонален отражател (8) за отразяване на падащ лъч (4) от детектиращото средство. Отражателят (8) е ориентиран с възможност за приемане на падащ лъч (4) от детектиращото средство и съдържа най-малко две равнинни отразяващи повърхности, които са взаимноперпендикулярни, при което отразеният лъч (7) е успореден на падащия лъч (4).

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до компютърна въвеждаща система за ръчно въвеждане на данни от оператор към компютър, осъществявано чрез преместване на преместваемо тяло (ПТ) в пространството.

Предшестващо състояние на техниката

В |1] е описана конструкция, включваща два сканиращи светлинни лъча, ъглово премествани в равнина, успоредна на компютърен дисплей и разположена непосредствено пред него. Лъчите се излъчват от два съседни ъгъла на дисплея и се отразяват от разположени по периферията му множество огледала. Всеки от падащите лъчи се отразява обратно към съответен фотоприемник. Създадена е възможност за прекъсване на падащите лъчи при посочване с пръст ·· ·· . .· ··· : ·· • : · ·: : · ···· ..· · :· • · ····

-2на икона от дисплея. Обработващо устройство определя координатите на посоченото място, на база моментното направление на всеки от падащите лъчи в момент, когато те са прекъснати и съответно фотоприемниците отчитат скокообразно намаляване на приетия сигнал от отразения лъч. Недостатък е сложната конструкция, включваща механична част за реализиране на две сканиращи устройства, която включва електрически двигатели и механични елементи за въртене на две оптически призми, разположени пред източници на светлинно излъчване.

В [2] е описано решение, съдържащо поне една матрица от източници на светлинно излъчване, разположена по дължина на една от страните на компютърен дисплей, като всеки от източниците се включва последователно, като излъчва светлинен импулс. Устройството съдържа поне една двойка фотоприемници, разположени в два съседни ъгъла на дисплея. При посочване с пръст или показалка става прекъсване на един от лъчите, падащ към фотоприемник, или отразен от огледало, разположено от другата страна на дисплея. Създадена е възможност за сравняване на сигналите, приемани от фотоприемниците, като чрез обработващо средство става разпознаване на позицията. Недостатък е големият брой излъчващи елементи, разположени по периферията на дисплея.

В (3] е описан компютърен дисплей, около периферията на който са разположени множество елементи - фотоприемници или отражатели, и два източника на излъчване. При посочване на икона с пръст или показалка , се прекъсва падащ или отразен лъч. Електронно устройство за обработване разпознава позицията на извършеното посочване, посредством наклоните на двете прави, свързващи пръста или показалката с двата източника на излъчване. Недостатък е наличието на голям брой фотоприемници или отражатели, и сложността на оптическата система.

ΜΜΜΜ

Μ

В |4] е описан източник на светлина, облъчващ поне две полета, ПТ,

закриващо частично двете полета, детектиращо средство за съпоставяне интензивността на двете полета, закрити частично от ПТ в две взаимно-перпендикулярни направления. При преместване на ПТ се променя съотношението между закритите от ПТ части от полетата, съответно между интензивността на светлината Падаща от всяко от тях към детектиращото средство. В |5] е описано подобно устройство, но включващо ПТ, премествано над четири полета. Недостатък на тези две конструкции е, че ПТ е механически свързано с детектиращото средство, като е монтирано подвижно в него. Това намалява удобството при работа. Друг недостатък е невъзможността за въвеждане на данни чрез преместване на ПТ в трите измерения на пространството.

В |6] е описана серия от източници на излъчване, разположени срещу тях фотоприемници, всички монтирани по периферията на дисплей или нарисувана клавиатура. При посочване на клавиш или икона с пръст, се прекъсва поне един светлинен лъч. По пресечната точка на прекъснатите лъчи, детектиращо средство разпознава координатите на позицията на посочващия пръст. Недостатък е малката разрешаваща способност поради ограничения брой източници на излъчване и фотоприемници.

В |7] е описана клавиатура, съдържаща матрици от елементи излъчваща и приемаща, като отразен лъч, породен от приближаване на пръст към излъчващата матрица задейства поне един от фотоприемнипите на приемащата матрица. Недостатък е малкият брой възможни позиции в равнината, разпознавани чрез устройството. Друг недостатък е разпознаването само в двумерно пространство.

В |8) е описана компютърна въвеждаща система за управление на курсор от компютърен дисплей, посредством точков отражател, закрепен към тялото на оператора. Системата включва детектиращо

средство, съдържащо източник на излъчване, сканиращо устройство, приемаща матрица от фотоприемнипи, и средство за запомняне и сравняване на изображения. Недостатък е сложната конструкция на детектиращото средство.

В |9] е описана конструкция, включваща детектиращо средство за разпознаване позицията на ПТ - писалка, посредством и сканиране на светлинни лъчи, отразени аг писалка, съдържаща отражател, като отразените лъчи попадат върху фотоприемни матрици. Недостатък е сложната конструкция на детектиращото средство, съдържащо механични елементи за осъществяване на сканирането.

[10] описва ПТ, премествано в равнина, отразяващо светлина. Устройството включва сканиращ източник на светлинни лъчи, полупрозрачни огледала и обработващо средство, Недостатък е сложната конструкция, включваща механическо сканиране, и двумерното разпознаване.

В [11] е описано ПТ - писалка или пръст на оператора, премествани върху равнинна повърхност - компютърен дисплей, лазер като източник на светлинно излъчване в равнината пред дисплея, въртящо . се огледало за осъществяване на механическо сканиране, при което е създадена възможност за прекъсване на светлинния лъч от ПТ. Устройството включва два ортогонални отражателя, всеки от които се състои от две взаимноперпендикулярни огледала, които отражатели са разположени в два от ъглите на дисплея. Създадена е възможност за връщане на отразени лъчи обратно към източника на светлинно излъчване, като чрез полупрозрачно огледало се насочват към фотоприемник. Обработващо средство обработва прекъсването на сигнала от фотоприемника, при закриване на падащия лъч от ПТ. Тук с използване на двата ортогонални отражателя е избягната употреба на матрица от фотоприемници» Недостатък е двумерното разпознаване и наличието на механическо сканиране.

B J12] е описана конструкция, състояща се от два източника на светлинно излъчване, разположени в два съседни ъгъла на компютърен дисплей, две системи за механично сканиране, за изпращане на лъчи в различни направления, множество двумерни ортогонални отражатели, разположени по периферията на дисплея, съдържащи по две взаимноперпендикулярни отразяващи повърхности, за изпращане на отразен лъч обратно към всеки от източниците на светлинно излъчване, където посредством полупрозрачни огледала се насочват към два фотоприемника. Недостатък е двумерното разпознаване, наличието на ф механическо сканиране и сложната оптико-механична част.

В [13) е описана конструкция, включваща матрица от източници на светлина, матрица от фотоприемници, оптически изолирана от първата, които матрици са разположени от едната страна на компютърен дисплей. Към срещуположната страна на дисплея е монтиран ортогонален отражател, представляващ две дълги по цялата I дължина на дисплея отразяващи повърхнини, разположени взаимноперпендикулярно. Създадена е възможност за насочване на отразената светлина в коридор, като с това се избягва влиянието на смущаващи въздействия, например от други компютри. Недостатък е ниската разрешаваща способност, невъзможността за разпознаване в j тримерното пространство, големият брой фотоприемници, при изискване за повишена точност на разпознаване на позиционирането.

В [14] е описано решение, при което точков източник на ултразвуково ! излъчване е преместван в тримернаго пространство. Стационарната част съдържа няколко приемника на това излъчване и електронен блок за обработване. Недостатък е сложността на ПТ, включващо: източник на ултразвуково излъчване, електронна част, захранваща батерия; или свързващ проводник, за връзка със стационарната част.

Във всяко от (15] до 117] е описано устройство за въвеждане на данни, съдържащо поне няколко на брой фотоприемници. Едно ПТ, ···· ··

съдържащо отражатели или източник на светлина, е премествано върху равнинна повърхност между фртоприемниците, чиито стойности се променят при преместването. Обработващо средство извлича информация за извършеното преместване на база данните от всеки фотоприемник. Недостатък е ниската разрешаваща способност, невъзможността за разпознаване в тримерното пространство, съответно големият брой фотоприемници, обусловен от изискването за достатъчна точност на разпознаване, когато това е необходимо. Във всяко от 118] до ]28] е описана конструкция, включваща поне една матрица от множество източници на излъчване или приемници на излъчване, реагиращи на прекъсване на лъча. Недостатък е малкият брой възможни позиции в равнината, разпознавани чрез устройството, сложната конструкция на детсктиращого средство поради наличие на матрици, съдържащи много на брой елементи.

Във всяко от ]29] до |42) е описано устройство за дистанционно въвеждане на данни към компютър, отнасящо се до позициониране на ПТ в тримерното пространство, като характерна особеност на всяко от тези устройства е, че ПТ съдържа поне един активно излъчващ източник на електромагнитно излъчване. Недостатък е сложността на ПТ, включващо: източник на електромагнитно излъчване, електронна част, захранваща батерия; или свързващ проводник, както и свързаното с това неудобство при използване.

Техническа същност

Задача на изобретението е да бъде създадено устройство, позволяващо прецизно и бързо въвеждане на данни от оператор към компютър, свързани с позицията на ПТ, което е част от това устройство. Тази задача е решена с помощта на предлаганата компютърна въвеждаща система (КВС). Тя се състои се от компютър и въвеждащо устройство, което въвеждащо устройство обхваща поне едно ПТ, с възможност за

-7 свободно преместване от оператора в пространството; детектиращо средство, за дистанционно разпознаване движението на ПТ, което ПТ е свързано с детектиращото средство посредством падащ лъч, излъчен от детектиращото средство, и посредством отразен лъч, излъчен от ПТ; обработващо средство, за преобразуване на движението, разпознавано от детектиращото средство, в изходен сигнал; и дисплей за показване на картини, последователно генерирани от компютъра, получени чрез детектиращото средство и подавани към дисплея. КВС се характеризира се с това, че ПТ съдържа поне един ортогонален отражател за отразяване на падащ лъч от детектиращото средство. Този ортогонален отражател е ориентиран с възможност за приемане на падащ лъч от детектиращото средство и съдържа поне две равнинни отразяващи повърхности, които са взаимно-перпендикулярни, при което отразеният лъч е успореден на падащия лъч. При две равнинни отразяващи повърхности това е справедливо за случаите, когато падащият лъч лежи в равнина, която е едновременно перпендикулярна на двете равнинни отразяващи повърхности. При три на брой равнинни отразяващи повърхности отразеният лъч е успореден на падащия лъч за всяко възможно направление на падащия лъч в пространството, което е в зоната на действие на ортогоналния отражаел. Това е зона в която всеки падащ лъч, паднал върху някоя от отразяващите повърхности е с възможност за следващо отразяване към друга от отразяващите повърхности. Това означава, че ортогоналният отражател е ориентиран спрямо падащия лъч така, че този падащ лъч влиза в посока към вътрешността на въображаемата триъгълна пирамида, имаща за стени трите равнинни отразяващи повърхности. Подходяща е КВС, включваща детектиращо средство, съдържащо средство за разпознаване движението на ПТ, най-малко чрез определяне на неговата позиция. Удачна е КВС, чието детектиращо средство съдържа средство за разпознаване движението на ПТ, най-

малко чрез определяне на неговата скорост. Според друго решение детектиращото средство съдържа средство за разпознаване движение на ПТ, най-малко чрез определяне на неговото ускорение. Подходяща е КВС, чието ПТ е ориентирано спрямо детектиращото средство по начин, при който е създадена възможност за отразяване на падащия лъч, паднал върху една от равнинните отразяващи повърхности на ортогоналния отражател, към следваща отразяваща равнинна повърхност, последната от които го отразява обратно към детектиращото средство. При това ГГГ притежава предварително определено ниво на отражателна способност за излъчването, пораждащо падащия лъч.В някои случаи КВС се характеризира се с това, че съдържа повече от едно ПТ, всяко с различно ниво на отражателна способност по отношение на падащия лъч. При това всяко ПТ притежава различен коефициент на отражение за лъчи с еднаква дължина на вълната, при което чрез детектиращото средство са излъчвани поне два лъча с различни дължини на вълната. В други случаи чрез детектиращото средство са излъчвани поне два лъча с различна поляризация. Според едно възможно решение КВС се характеризира се с Това, че детектиращото средство съдържа: поне един източник на електромагнитно излъчване за облъчване на ортогоналния отражател на ПТ с лъч, идващ от източника на електромагнитно излъчване; и поне един приемник на електромагнитно излъчване за приемане на лъч от електромагнитно излъчване, отразен от ортогоналния отражател, монтиран към ПТ. Удачно е когато броят на източниците е поне два и е равен на броя на приемниците, при което по един източник и по един приемник са разположени един до друг, образувайки работна двойка, като работните двойки са отдалечени на опредено разстояние една от друга. В някои случаи детектиращото средство съдържа: източник на оптическо излъчване и приемник на оптическо излъчване, например източник на видима светлина и

приемник на видима светлина, като лъчът, отразен от ортогоналния отражател, е лъч от видима светлина; или източник на инфрачервено излъчване и приемник на инфрачервено излъчване, като лъчът, отразен от ортогоналния отражател, е лъч от инфрачервено излъчване. В някои случаи детектиращото средство съдържа източници на излъчване, чиято мощност на излъчване се променя в зависимост от нивото на околния фон от паразитно излъчване. Целесъобразно е използване на източник на оптическо излъчване, представляващ светодиод, лазер, или сканиращ лазер; и приемник на оптическо излъчване, представляващ фотодиод или фототранзистор. Други приложения предвиждат КВС, която се характеризира с това, че съдържа източник на радиовълни И приемник на радиовълни. Подходящо е изпълнение, при което обработващото средство съдържа средство за изчисляване движението на ПТ посредством триангулация, използвайки сигнали, получени от поне два приемника. В някои случаи детектиращаго средство съдържа: поне един ултразвуков генератор за излъчване на ултразвукови вълни; поне един ултразвуков приемник за определяне позицията на ПТ чрез разпознаване на отразен лъч, породен от ултразвукова вълна, излъчена от ултразвуков генератор, който лъч е отразен от ортогонален отражател, монтиран на ПТ. В тези случаи е подходящо броят на източниците да е поне два и да е равен на броя на приемниците, при което по един източник и по един приемник са разположени един до друг, образувайки работна двойка, като работните двойки са отдалечени на определено разстояние една от друга. Възможно е обработващото средство да съдържа средство за изчисляване движението на ПТ чрез триангулация, използвайки сигнали, получени от поне два ултразвукови приемника. В някои случаи КВС се характеризира се с това, че обработващого средство: изчислява движението на ПТ в първо направление; изчислява движението на ПТ във второ направление, перпендикулярно на първото направление;

• ·

генерира изходящ сигнал с ниво, зависещо от изчисленото движение в първото и второто направления. При това нивото на изходящия сигнал е последователно определяно в зависимост от движението в първото направление и движението във второто направление. Възможно е решение, при което изходящият сигнал е съставен от поне два паралелни сигнала, като поне един от паралелните сигнали има ниво, определено в зависимост от движението в първото направление и поне един от паралелните сигнали има ниво, определено в зависимост от движението във второто направление. Във всички възможни конструкции на ПТ е подходящо разполагане на множество малки по размер ортогонални отражатели върху част от неравнинна повърхност*, например сферична. При това основите на въображаемите пирамиди лежат върху тази неравнинна повърхност. При преместване или завъртане в пространството на определен ъгъл броят ортогонални отражатели, излезли от зоната на действие се равнява на броя на ортогонални отражатели, влезли в тази зона. По този начин е възможно увеличаване на разстоянията между работните двойки. Уместно е използване на ПТ, съдържащо еластични елементи или пружиниращи елементи. Понякога това ПТ е оформено като диск, с възможност за плъзгане върху гладка повърхност. Възможно е решение, предвиждащо оформяне на ПТ е като писалка. Друго възможно решение включва ПТ, което е с възможност за закрепване към тялото на оператора. При това изпълнение ПТ е оформено като очила, или съдържа лепенка за залепяне към част от тялото на оператора. Целесъобразна е конструкция, според която ПТ е закрепено към поне един пръст от ръката на оператора. При това то е оформено като пръстен, напръстник или е изработено от еластичен материал. В някои от изпълненията ПТ е закрепено към главата на оператора. Подходящо е когато детектиращото средство съдържа повърхност за плъзгане на ПТ върху нея. Понякога повърхността с прозрачна за падащия лъч и за

отразения лъч, като е удачно тя да бъде и равнинна. В други случаи повърхността представлява течно-кристален дисплей. Възможно е комбиниране, при което тази повърхност представлява клавиш от компютърна клавиатура. Подходящи са изпълнения, при които детектиращото средство съдържа датчик на натиск, за потвърждаване избора на икона, изобразена на дисплея и посочена с курсора, който датчик е задействан посредством натиск, приложен перпендикулярно на повърхността, в произволна точка от нея. Удачна е конструкция на КВС, при която поне част от детектиращото средство е разположено по периферията на компютърен дисплей, или поне част от детектиращото средство е вградено в компютърна клавиатура. Според едно възможно решение КВС се характеризира се с това, че компютърът използва изходящия сигнал от обработващото средство за генериране на последователни картини, при което местоположението на образ, съдържащ се в последователните картини, е преместван в съответствие с движението иа ПТ. Подходящо е когато образът е курсор, използван за избиране на икони върху дисплея. Удачна е КВС, съдържаща допълнително електрически ключ, който може да бъде превключван между поне първо положение или второ положение от оператора, за даване или отнемане на определена възможност на компютърната въвеждаща система. При наличие на клавиатура с множество клавиши, електрическият ключ може да бъде превключен посредством натискане на предварително определена комбинация от клавиши. При това детектиращото средство разпознава движение на ПТ, само когато електрическият превключвател е в първо положение; в други случаи компютърът приема изходящия сигнал от обработващото средство, само когато електрическият превключвател е в първото положение; или обработващото средство, преобразува разпознатото движение на ПТ, само когато електрическият превключвател е в първото положение. Подходящ е метод за въвеждане на данни от оператор към компютър,

I

-¹² посредством KBC, който съдържа следните действия: разпознаване, посредством детектиращо средство, на движение на поне едно ПТ, съдържащо поне един ортогонален отражател, свързан с детектиращото средство посредством падащ лъч и посредством отразен лъч, успореден на падащия лъч; и генериране на изходен сигнал, зависим от приетия отразен лъч, съответстващ на движението на Г1Т.

Целесъобразно е изпълнение на ПТ, съставна част от КВС, премествано от оператор, включващо поне един ортогонален отражател за отразяване на падащ лъч, падащ от детектиращо средство, който ортогонален отражател съдържа най-малко две равнинни отразяващи повърхности, които са взаимно-перпендикулярни, като отразеният лъч е успореден на падащия лъч. При това ПТ се характеризира с това, че съдържа средство за променяне на поне един параметър на отразения лъч. В някои от приложенията на такова ПТ, то е с възможност за закрепване към тялото на оператора. Удачен е вариант, при който ПТ съдържа управляемо средство за променяне поне един оптически параметър на отразения лъч. Като променяни параметри са използвани: интензивност на отразения лъч, дължина на вълната на отразения лъч, поляризация на отразения лъч. Според друг вариант на изпълнение ПТ съдържа управляемо средство, за управлявано от оператора включване и изключване на отразения лъч. Според този вариант ПТ съдържа непрозрачен за падащия лъч екран, поставен най ортогоналния отражател, при което падащият лъч не попада върху нито една от отразяващите повърхности на оргогоналния отражател. Частен малко пред ортогоналния отражател, с възможност за управляемо закриване на ортогоналния отражател от падащ лъч. Удобно е закрепване на ПТ към пръст от ръката на оператора, при което екранът е управляван посредством натиск на пръста към равнинна повърхност.

Друго изпълнение според този вариант предвижда ПТ, съдържащо средство за управляемо променяне пространствената ориентация на

- 13 случай на прилагане на този вариант включва ПТ, съдържащо множество ортогонални отражатели, монтирани върху прьстен, закрепен върху един от пръстите на ръката на оператора. При това ПТ

съдържа преместваем екран с възможност за закриване на ортогоналните отражатели от падащи лъчи, като екранът е задействан при натискане на пръста към равнинна повърхност. Подходящо е прилагането на метод за потвърждаване избора на посочена икона върху компютърен дисплей, посредством ПТ за КВС, включващ следните действия: закриване от оператора, на падащ лъч от детектиращо средство към ортогоиален отражател, монтиран към ПТ, посредством управляем екран; разпознаване, посредством детектиращото средство, на това закриване; генериране на изходен сигнал, зависим от приетия от детектиращото средство отразен лъч, съответстващ на закриването чрез управляемия екран; и разпознаване от компютъра, на изходния сигнал, използван за потвърждаване избора на посочена икона върху дисплея. В някои приложения на ПТ е подходящо закриване на падащия лъч и отразения лъч с помощта на един от пръстите на ръката. В този случай е удобно закрепване на ПТ на друг пръст от същата ръка.

Едно възможно приложение на КВС представлява устройство за ръкописно въвеждане (УРВ), използвано за ръкописно въвеждане на данни от оператор към компютър. То съдържа комшотър и въвеждащо устройство, което въвеждащо устройство обхваща: ПТ оформено като писалка, удобна за хващане в ръка, придвижвана от оператора в поне две измерения на пространството, съдържаща поне един оргогонален отражател, ориентиран с възможност за приемане на падащ лъч от детектиращсто средство, който оргогонален отражател съдържа три равнинни отразяващи повърхности, които са взаимноперпендикудярни, при което всеки отразен лъчи е успореден на съответният падащ лъч; детектиращо средство за дистанционно разпознаване движението

·· 99	• · *
• · ·	• ·	•	•	99
• ···	• ·	• ·	• ·	9 9
• · · • · · ···· ··	• · · • · ··	9999 •	* · • · · • ·	9 9 9
	*	• 9	9999

на писалката, която е свързана с детектиращото средство посредством падащ лъч, излъчен от детектиращото средство, и посредством отразен лъч, отразен от писалката; обработващо средство за преобразуване на движението, разпознато от детектиращото средство, в изходен сигнал; и дисплей за показване на картини, последователно генерирани от компютъра, получени чрез детектиращото средство и подавани към дисплея. Характерна особеност на УРВ е това, че компютърът е с възможност за разпознаване па символи, думи или команди, написани посредством писалката, генерирани в изходен сигнал на обработващото средство, зависим от приетия от детектиращото средство отразен лъч, съответстващ на движението на писалката. Удачно е УРВ, при което писалката съдържа повече от един ортогоналии отражатели, монтирани в долната част. При това детектиращото средство съдържа източници и приемници на излъчване, при което броят на източниците е поне два и е равен на броя на приемниците, при което по един източник и по един приемник са разположени един до друг, образувайки работна двойка, като работните двойки са отдалечени на определено разстояние една от друга. В този случай е удачно решението, според което поне две работни двойки са разположени по периферията на дисплея. В някои приложения детектиращото средство съдържа равнинна повърхност. Друга подходяща конструкция предвижда поне една от работните двойки да бъде разположена под такава равнинна повърхност, която е прозрачна. В някои изпълнения, включващи използване на равнинна повърхност, писалката съдържа еластичен елемент за оси1уряване възможност за преместване на ортогоналните отражатели по оста на писалката, в зависимост от приложения натиск. В тези случаи писалката оьдържа еластичен елемент или пружиниращ елемент за осигуряване на тази възможност. При това става възможно регистриране на приложен натиск посредством разпознаване на движение както в равнинната повърхност, така и в направление,

перпендикулярно на тази равнинна повърхност. Удачно е когато равнинната повърхност е дисплей на УРВ. В много приложения равнинната повърхност - дисплей е прозрачна да падащия лъч и за отразения лъч. Възможни са примери за приложение на УРВ, при които детектиращото средство съдържа поне един еластичен елемент или пружиниращ елемент, за осигуряване възможност за вертикално преместване на равнинната повърхност при натиск чрез писалката в произволна точка. При тези примери детектиращото средство съдържа датчик, реагиращ при прилагане на натиск в произволна точка от равнинната повърхност, като е удачно използване на пиезоелектрически датчик. В някои случаи УРВ съдържа средство за управляемо от оператора променяне поне един параметър на отразения лъч. Удачно е това да бъде екран за управлявано от оператора закриване на ортогоналния отражател от падащ лъч. Едно възможно решение предвижда задействане на екрана при натиск на писалката към равнинна повърхност. Според друго решение задействането на екрана става механично - чрез бутон, монтиран върху писалката. В много от конкретните конструкции на УРВ, писалката съдържа допълнително и писец, за писане по хартия. Подходящо е използване на метод за ръкописно въвеждане па данни от оператор към компютър, който съдържа следните действия: преместване на писалка, съдържаща поне един ортогонален отражател, от оператора в поне две измерения на пространството, за въвеждане на ръкописни данни или задействане на икона, изобразена на дисплея; разпознаване, посредством детектиращо средство, движението на писалката, чийто ортогонален отражател е свързан с детектиращото средство посредством падащ лъч и посредством отразен лъч, успореден на падащия лъч; генериране на изходен сигнал, зависим от приетия отразен лъч, съответстващ на движението на писалката; разпознаване от компютъра, на думи, команди и данни, написани посредством писалката. Понякога е

Mil

МММШ1

целесъобразно допълване на този метод с действието: разпознаване посредством детектиращото средство, на управляемо променяне на отразения лъч.

Едно възможно приложение на КВС представлява джобен компютър (ДК). Той се състои от компютър и въвеждащо устройство, като въвеждащото устройство обхваща: две преместваеми тела, всяко от които е с възможност за преместване от оператора в пространството, като всяко ПТ съдържа поне един ортогонален отражател, ориентиран с възможност за приемане на падащ лъч от детектиращото средство, който ортогонален отражател съдържа поне две равнинни отразяващи повърхности, които са взаимно перпендикулярни, като отразените лъчи са успоредни на падащите лъчи; детектиращо средство за дистанционно разпознаване движението на всяко от ПТ, като всяко от тях е свързано с детектиращото средство посредством падащ лъч, излъчен от детектиращото средство, и посредством отразен лъч, отразен от всяко ПТ; обработващо средство за преобразуване на движенията, разпознавани от детектиращото средство, в изходен сигнал; и дисплей за показване на картини, последователно генерирани от компютъра, получени чрез детектиращото средство и подавани към дисплея. ДК се характеризира с това, че съдържа виртуална клавиатура, разположена в близост до ДК, за преместване на поне едно ПТ върху нея, при което обработващото средство е с възможност за генериране на изходен сигнал, съответстващ на клавиша от виртуалната клавиатура, върху който е позиционирано ПТ. За удобство при работа с ДК е подходящо изпълнение, според което всяко от ПТ е с възможност за закрепване към пръсти от едната или двете ръце на оператора. Подходящо е решение, според което детектиращото устройство съдържа източници и приемници на излъчване. При това броят на източниците е поне два и е равен на броя на приемниците, като по един източник и по един приемник са разположени един до

мм

друг, образувайки работна двойка. Тези работни двойки са отдалечени на определено разстояние една от друга. При това е целесъобразно решение, при което поне едно от ПТ съдържа пръстен, еластичен цилиндър с периферия за прилаганене на вергикален натиск, лепенка, или е с възможност за закрепване към нокът. Целесъобразно е включване на поне две работни двойки, за съвместна работа с първото ПТ, и други поне две работни двойки, за съвместна работа с второто ПТ. Подходящо е разполагане на работните двойки по периферията на дисплея. За разпознаване движението иа всяко от ПТ е възможно решение с използване на детектиращо средство, съдържащо поне два източника на оптическо излъчване, всеки от които има различен спектър на излъчване. При това всяко от преместваемите тела притежава различна степен на отразяване на падащ лъч с определена дължина на вълната. Едно възможно решение за такова спектрално разделяне на двете ПТ предвижда използване на поне един светофилтьр, за филтриране на оптическо излъчване с определена дължина на вълната. Друго решение е включване на поне един поляризатор за поляризиране на оптическо излъчване. Този светофилтьр или поляризатор е монтиран към поне едно от ПТ или към детектиращото средство. Целесъобразен е вариант, при който това детектиращо средство да съдържа равнинна повърхност за движение на поне един от пръстите на оператора, на който е закрепено ПТ. При това е подходящо когато равнинната повърхност е неговият дисплей. За разпознаване на приложен натиск, например при потвърждаване на избрана икона или клавиш от дисплея и посочена с курсора, към равнинната повърхност е удачно монтиране датчик на натиск. Този датчик е задействан посредством натиск, приложен перпендикулярно на равнинната повърхност, в произволна точка от нея, като е удобно използване на датчик за натиск от типа пиезоелектрически. Една

възможна конструкция на ДК предвижда детектиращо средство, което разпознава движение във три измерения на поне едно от ПТ. Удачно е разполагане на поне една работна двойка под прозрачна равнинна повърхност. За въвеждане на данни от клавиатура е целесъобразно използване на въображаема (виртуална) клавиатура, разположена в равнинна повърхност. Всяко ΙΤΓ се позиционира върху въображаем клавиш от тази клавиатура, като за ориентиране в нея се използва изображение на тази виртуална клавиатура, което е показвано па дисплея. При това е удобно изобразяване върху дисплея на два курсора, всеки от които съответства на едно от ПТ. С цел увеличаване на възможностите е предвидена възможност за променяне размера на виртуалната клавиатура, разположена в пространството пред ДК или отделни части от нея. Също с тази цел върху корпуса на ДК са предвидени допълнителни бутони. Удачна е конструкция на ДК, при която поне едно аг ПТ съдържа средство за управляемо променяне на отразения лъч. Това променяне може да представлява управляемо прекъсване на отразения лъч, например чрез екран, монтиран върху ПТ и разположен пред ортогоналния отражател. Целесъобразно е задействане чрез натискане на ПТ към равнинна повърхност. Подходящ е метод за въвеждане на данни от оператор към ДК, съдържащ следните действия; преместване от оператор на поне едно ПТ, съдържащо поне един ортогонален отражател, над виртуална клавиатура, разположена в близост до ДК, при което компютърен дисплей, съдържащ поне един курсор, показва изображение на тази виртуална клавиатура; разпознаване на движението на ПТ върху клавиши от виртуалната клавиатура, посредством детектиращо средство, като Г1Т, съдържащо поне един ортогонален отражател, и свързано с детектир-чщот-о средство посредством падащ лъч и посредством отразен лъч, успореден на падащия лъч; генериране на изходен сигнал и показване движението на курсор върху дисплея, ·

• · ···· зависими от приетия отразен лъч, съответстваш на движението на ПТ. В някои приложения е целесъобразно допълнително включване на действието: разпознаване посредством детектиращото средство на управляемо от оператора променяне на поне един параметър на отразения лъч. В други приложения е целесъобразно допълнително включване на действието: разпознаване посредством детектиращото средство, на управляемо от оператора прекъсване на отразения лъч посредством използване па ПТ, съдържащо екран.

При работа ползвателят движи ПТ в зоната на действие. Тази зона представлява част от пространството, в която ориентацията на ортогоналният отражател позволява приемане на падащ лъч от всяка от работните двойки и отразяване на отразен лъч обратно към всяка от тях. При това движение ортогоналният отражател се позиционира последователно в различни точки от равнината или пространството, като с това се променя разстоянието между него и работните двойки. Това поражда промяна на интензивността на сигнала, приеман от всеки приемник, която е функция на разстоянието до ортогоналния отражател. Сигналите от приемниците постъпват към обработващото средство.

Предимства на така описаната КВС са: прецизното и бързо въвеждане на данни към компютър, свързани с позициониране на ПТ в равнина или тримерно пространство; висока точност на позициониране на ПТ и отчитане чрез детектиращото средство, постигната поради отсъствие на подвижни механични детайли и свързани с тях луфтове, а също и поради използване на онези пръсти, които осъществяват едни от найпрецизните движения на ръката; универсално използване на една и съща КВС: за преместване на курсор или курсори, избиране на икони и въвеждане чрез виртуална клавиатура; едновременно използване като: устройство допълващо или заместващо компютърна мишка, джойстик, виртуално мултимедийно средство за рисуване и извайване

ЙЙММИМЙ «ЙММШМ

• ft	• ft	ft ft	ft
• ·	•	ft	•	ft
•	···	• ft	• ft
•	• ft	ft ·	ft	···· ·
•	• ft	• ft	•
• ••ft	• ft	··	ft

♦ ·· • · · · • ft · • · · • · ft ·· ···· в равнината или тримерното пространство; възможност за реализиране на дискретни команди от типа включено-изключено, а също и за пропорционални, при които променяният параметърът се променя плавно, в зависимост ог позицията на ПТ в равнина или тримерното пространство; отсъствието на задръствания поради мръсотия или външни предмети; удобство при ползване поради малките размери и проста конструкция на ПТ.

Описание на приложените фигури

Фиг. 1 показва пример на ортогонален отражател, отразяваш произволен падащ лъч 2 в равнината хОу. Ъгъл а е сключен межгду падащия лъч 2 и ос х, а ъгъл β - между отразения лъч 3 и ос у. Отразеният лъч 3 е успореден на падащия лъч 2 и е близо до него при достатъчно малки размери на ортогоналния отражател по отношение пътя на лъча. Това се отнася за всички стойности на 'ъгъла а, лежащи в интервала а=0 до <r=90°, т.е. в зоната на действие на ортогоналния отражател.

Фиг.2 показва пример на ортогонален отражател 8, отразяващ падащ лъч 4 в пространството Oxyz. Тук са показани междинните отразени лъчи 5 и 6, съответно между равнини хОу, χθζ единия, и xOz, yOz другия. Изобразен е изходящият отразен лъч 7, който е успореден и близко разположен до падащия лъч 4.

Фиг.З показва пример на разполагане на три работни двойки, изобразени условно с 9, 10, 11, разположени по върховете на триъгълник 14, които включват източници 12 и приемници 13 на електромагнитно излъчване, както и прегради 15. Те са от материал, непрозрачен за използваното излъчване и предпазват приемника 13 от пряко попадане на излъчване от източниците 12. Преместваемият • -·|·

Mi

в пространството Oxyz ортогонален отражател 8 е изобразен като малка триъгълна пирамида с прави ъгли при върха. Изобразени са и лъчи 4 и 7, съответно от и към работните двойки 9, 10, 11.

Фиг.4 показва пример на разполагане на източник 12 и приемник 13 на електромагнитно излъчване в непрозрачно тяло 17. Показан е допълнителен отражател 16 за пос тигане на желано разпределение на електромагнитното излъчване в зоната на действие. Възможно е разменяне местата па източника 12 и приемника 13, с което се постига желано разпределение на чувствителността на приемника 13 в зоната на действие.

Фиг. 5 показва пример, изобразяващ корпус 1, включващ прозрачна равнинна повърхност '20, монтирана подвижно в корпус 1 посредством три еластични опори 18, и три датчика електрически включватели 19. Те са разположени под прозрачната равнинна повърхност 20 и са задействани от вертикална сила, приложена върху тази повърхност 20 в коя да е точка от нея.

Фиг.6 показва изглед отгоре на примера от фиг.5.

Фиг-7 показва пример на ръчно придвижвано ПТ 24, съдържащо множество ортогонални отражатели 8, еластични опори 18, с които ПТ 24 се разполага и се плъзга върху прозрачна повърхност. Тялото 24 съдържа вдлъбнатина 22 за един от пръстите на ръката, като е показана вертикалната сила 23, която може да бъде приложена.

Фиг.8 показва пример на тяло or вида на изобразеното на фиг. 7, разположено върху равнинна прозрачна повърхност 20. Ортогоналните отражатели 8 са ориентирани подходящо, като основите на въображаемите пирамиди лежат върху част от сферична повърхност. При завъртане в пространството на определен ъгъл броят оргогонални отражатели 8, и зле зли от зоната ва действие се равнява на броя па ортогонални отражатели 8, влезли в тази зона. По този начин е възможно увеличавано на разстоянията между⁷ работните двойки,

ЖМИМММНВ

и намаляване височината на корпуса 1. Възможно е разполагане на ортогоналните отражатели 8 и върху част от друго тяло, например тетраедър.

Фиг.9 показва примера от фиг. 8, в случай на приложена сила 23 по ос ζ, при което еластични опори 18 се деформират и намаляват разстоянията до всяка от работните двойки, разположени под прозрачната равнинна повърхност 20. Създадена е възможност за разпознаване чрез детектиращо средство на приложения натиск 23. Фиг. 10 показва пример на използване на 1ΊΤ 24, поставено върху един от пръстите на ръката 25, съдържащо множество ортогонални отражатели. Показани са корпус 1 с монтирани в нея три работни двойки 9, 10, 11, разположени по върховете на триъгълник 14. Горната част на корпуса 1 е отворена или прозрачна, като е създадена възможност за преместване на ПТ 24 и за регистриране на това преместване, в три измерения на пространството Oxyz.

Фиг. 11 и фиг. 12 показват примери на ПТ 24, поставено върху един от пръстите 27 на подавателя. Показани са области 29, съответно 31 и 32, съдържащи ортогонални отражатели за работа с описваното КВС, и област 30, съответно 33, която е свободна, например за работа с клавиатура.

Фиг. 13 показва ПТ 24 от примера от фиг. 10, изработено от еластичен материал. Пирамидите, изобразяващи ортогонални отражатели са с основи, лежащи или успоредни на външната повърхност на ПТ 24. При преместване по прозрачна равнинна повърхност 20, количеството ортогонални отражатели 8 в зоната на действие? (т.е. чиято ориентация позволява приемане и отразяване на лъчи от и към работните двойки) обуславя снопа падащи и отразени лъчи 25.

Фиг. 14 показва примера от фиг. 13 в случай на прилагане на вертикална сила 23. Като следствие от допира с прозрачната равнинна повърхност 20 и деформирането на пръста и ПТ 24, се увеличава

ЙМПЯВ

Μ сммм

- 23 количеството ортогоналии отражатели 8 в зоната па действие. При това се увеличава снопът падащи и отразени лъчи 26, съответно сигналът на всеки от приемниците. По този начин посредством детектиращо средство и обработващо средство е осъществено разпознаване на натиск 23.

Фиг. 15 показва пример на ПТ 24, подобно на показаното на фиг.7, обработващо средство 35, и детектиращо средство, включващо корпус 1, работни двойки 9, 10, 11, свързани с кабели 34, допълнителни бутони 39, 40, и изходящ кабел 41. С 36, 37, 38 са показани направленията на падащите и отразени снопове лъчи. За яснота не са показани свързващи кабели от допълнителни бутони 31, 32 към обработващото средство 35. Създадена е възможност за допълване или заместване работата на компютърна мишка.

Фиг. 16 се отнася за фиг. 15 и показва разстояния га, гв, гс между ПТ 24, съдържащо ортогоналии отражатели 8, разположени симетрично около Т.О ОТ ПТ 24, от една страна, и точки А, В, С, в които са разположени работните двойки 9, 10, 11, аг друга страна. Точка О е равнодействаща, поради което разстоянията га, гв, гс са показани само до нея.

Фиг. 17 показва пример за ПТ 24, за поставяне върху един от пръстите на ръката, показано със стрелка 45. ПТ 24 съдържа направляващи 43 в които се плъзга екран 42. Екранът има два прозореца 47, за пропускане на падащи лъчи 4 към две редици 46 ортогоналии отражатели 8. В ненатиснато състояние възвратна пружина установява прозорците 47 срешу двете редици 46.

Фиг. 18 показва примера от фиг. 17 в ненатиснато състояние. Създадена е възможност за допускане на падащи лъчи 4 към ортогоналните отражатели 8, съответно за изпращане на отразени лъчи 7 обратно към работните двойки.

Фиг. 19 показва примера от фиг. 17 в състояние при което върху ПТ 24 е приложен натиск 23 в посока към равнинна повърхност 55. Тогава ·· ·· · ·· ····

екранът 42 се плъзга в направляващите 43 и закрива ортогоналните отражатели 8 от падащите лъчи 4 така, че към работните двойки не се изпращат отразени лъчи 7. По този начин детектиращото средство разпознава приложения натиск 23.

Фиг.20 показва пример на изпълнение на цилиндрично ПТ, съдържащо екран 42. То е свободно преместваемо върху равнинна повърхност 55 посредством съчми 64, монтирани в долната част на екрана 42.

Горната част на ПТ 24 е монтирана подвижно към екрана 42 чрез пружина, непоказана на фшурата. Тази горна част на ПТ 24 съдържа редица 46 ортогонални отражатели 8. За удобство при преместване на ПТ 24 по равнинната повърхност 55 пръстът на оператора се поставя във вдлъбнатина 22. Създадена е възможност за вертикално преместване на горната част на ПТ 24 във вътрешността на екрана 42. В показаното положение ПТ 24 излъчва отразен лъч 7.

Фиг.21 показва примера от фиг.20 в случай на приложен натиск 23. В показаното положение ПТ 24 не излъчва отразен лъч 7.

Фиг.22 показва пример на изпълнение на цилиндрично ПТ 24, подобно на това от фиг. 20. В този случай екранът 42 е с възможност за вертикално преместване, като в показаното положение ПТ 24 излъчва отразен лъч 7.

Фиг.23 показва примера от фиг.22 в случай на приложен натиск 23.

В показаното положение ПТ 24 не излъчва отразен лъч 7.

Фиг.24 показва пример на изпълнение на ПТ 24, съдържащо лепенка 67 за закрепване към един от пръстите 27 на оператора. ПТ 24 представлява кух гумен цилиндър, чиято периферия 65 заема показаната форма при преместване по равнинна повърхност 55. Изпъкналата част на ПТ 24 съдържа редица 46 ортогонални отражатели 8, и пластмасова основа 66 за плъзгане върху равнинна повърхност 55. В показаното положение ПТ 24 излъчва отразен лъч 7.

Фиг.25 показва пример на изпълнение на ПТ 24, показано на фиг.24.

• ·

В този случай към ПТ 24 е приложен натиск 23, гуменият цилиндър се деформира, при което периферията 65 играе роля на екран, като закрива редицата 46. В показаното положение ПТ 24 не излъчва отразен лъч 7.

Фиг.26 показва пример на изпълнение на ДК. В предната част на корпуса 48 на ДК е инсталиран течно-кристален дисплей 49, изобразяващ икони 51 и клавиатура 50, съответстваща на въображаема клавиатура 54, разположена в пространството пред ДК. Показани са два курсора 61 и 62, съответстващи на двете ПТ 24, които еьдържат екрани 42 и са от типа на показаното на фиг. 17. Корпусът включва стоика 53, отвори 52 за прибиране на ПТ 24 когато ДК не се използва, и четири работни двойки, съдържащи излъчватели 12 и приемници 13, по две за всяко ПТ 24. При това всяко ПТ 24 отразява оптическо излъчване с различна дължина на вълната, за разпознаване движенията на всяко ПТ 24.

Фиг.27 показва пример на устройство 63, съставна част от КВС, предназначено за стационарен компютър, включваща равнинна повърхност 55, участък 56 за удобно поставяне на лакътя на оператора, по две работни двойки за всяко от двете ПТ 24 с екрани 42, които работни двойки се състоят от излъчватели 12 и приемници 13. Устройството съдържа скоби 57, за закрепване към подлакътник на фотьойл, и кабел 41 за свързване към компютър. Създадена е възможност за използване на две ПТ 24, закрепени към два от пръстите на едната ръка на оператора. Съществува възможност като ПТ 24 да бъде използвано УРВ, например писалка, или ПТ от друг от разгледаните типове. Участъкът 56 осигурява стабилност на механическото свързване между равнинната повърхност 55, ръката на оператора и ПТ 24, с което се подобрява прецизността и координацията при преместването.

-26Фиг.28 показва пример на работно място, включващо маса 58, фотьойл и КВС, която съдържа стационарни компютър 60, дисплей 49 и две устройства 63 от типа на показаните на фиг. 21, свързани с компютъра посредством кабели 41. Устройствата 63 съдържат по поне едно ПТ 24 с екран, преместващо съответен курсор 61, 62 на дисплея 49. Създадена е възможност за преместване на курсорите 61, 62, избиране на икони 51, или клавиши за въвеждане от виртуална клавиатура 54, чието изображение 50 е изобразено на дисплея 49. Предимство е удобното положение на тялото при работа и възможността за задействане на икони 51 и клавиши от изображението 50 на виртуалната клавиатура 54 чрез различни пръсти 27от едната или двете ръце 25.

Пример за изпълнение

Един пример за изпълнение на КВС, работещ с инфрачервени лъчи, е показан на фиг. 15, като за простота не са изобразени компютър и дисплей. КВС включва пластмасов корпус 1, в който са монтирано детектиращо средство, съдържащо прозрачна равнинна повърхност 20 и работни двойки 9, 10, 11, разположени на дъното, по върховете на въображаем триъгълник АВС (фиг. 16). Всяка от тези работни двойки 9, 10, 11 съдържа инфрачервен светодиод като източник на електромагнитни вълни 12 (фиг.З, фиг.4), и инфрачервен фотодиод, използван като приемник 13, Работните двойки са монтирани в непрозрачно тяло 17, предпазващо пряко попадане на светлина от светодиода към фогодиода. Всяка от работните двойки 9, 10, 11 включва също допълнителен отражател 16, фиг.4, за подобряване равномерността на силата на светлината в зоната на действие. КВС включва съединителни кабели 34 за осъществяване на връзка с монтирано в корпуса обработващо средство 35. Това обработващо средство 35 генерира и подава периодични електрически импулси към ····

светодиодите и обработва на фототоковсте, получени от инфрачервените фотодиоди - фотоприемници 13. Прозрачната равнинна повърхност 20 е прозрачна за инфрачервено излъчване и е неподвижно закрепена в горната част на корпуса 1 .Тя представлява светофилтър от материал, непропускащ светлина or видимия спектър. Върху тази прозрачна равнинна повърхност 20 е поставено ПТ 24, с възможност свободно преместване по двете оси х и у (фиг. 16). В долната част на това ПТ 24 са закрепени еластични опори 18 (фиг.7, фиг. 8, фиг.9), с възможност за плъзгане се по прозрачната равнинна повърхност 20. Посредством еластичните опори 18, е създадена възможност за приближаване на ПТ 24 към равнинната повърхност 20.

В долната част на това ПТ 24 върху част от сферична повърхност (фиг.8) са изработени множество оргогонални отражатели 8. Върху горната му част са разположени и допълнителни бутони 39 и 40 - за увеличаване на функционалните възможности на КВС. Така описаните работни двойки 9, 10, 11 и обработващо средство 35 са с възможност за отчитане на движения и в тримерно пространство Oxyz. В този случай се използва ПТ 24, оформено подобно на писалка, съдържаща оргогонални отражатели в зоната на писеца, или ПТ от вида, показан на фиг. 11, фиг. 12 или фиг. 13. Обработващото средство 35 е свързано към следващ компютър посредством изходящ кабел 41, за предаване на изходящите данни.

Приложение на изобретението

В разглеждания пример от фиг. 15 са използвани три работни двойки 9, 10, 11, като източниците на светлина са еднакви и имат равномерно разпределение на силата на светлина в зоната на действие. Всеки от използваните фотоприемници е с линейна зависимост между осветеността и породения от нея фототок, която осветеност е обратно пропорционална на квадрата на удвоеното разстояние до ПТ24.

• ·	··	• ·
• ·	«	• «
•	• · ·	• ·
•	• ♦	* · ·
•	• ·	• ·
····	··	··

*	•	• ·
•	• ·	• ·
• ♦	• ·	•
····	• · ·	•
•	• ·	«
•	··	····

Приемаме, фиг. 15, че това ПТ 24 съдържа т.О, в която е разположен безкрайно малък по размери ортогонален отражател, еквивалентен на множеството ортогонални отражатели, монтирани в ПТ 24. Тогава всички възможни позиции на т.О в пространството над равнината АВС, фиг. 16, пораждащи измерения фототок от приемника на работна двойка 9, разположена в т.А, образуват геометрично място на точки, представляващо полусфера. Тя е с център т.А и радиус га. Съответно, всички възможни позиции на т.О в пространството над равнината АВС, пораждащи измерената осветеност (фототок) аг приемника на работна двойка 10, разположена в т.В, образуват геометрично място на точки, представляващо втора полусфера - с център т.В и радиус гв. Пресечницата на двете полусфери представлява окръжност, всяка точка от която е отдалечена на разстояние га от т.А, и на разстояние гв от т.В. Тази окръжност пробожда трета полусфера, представляваща всички възможни позиции на т.О в пространството над равнината АВС, пораждащи измерения фототок от приемника на работна двойка 11, разположена в т.С. Тази трета полусфера е с център т.С и радиус гс. Споменатата прободна точка е единствена за полупространството над равнината АВС - фиг. 15 (с положителни значения на координатата ζ, фиг. 14), за която съответстват измерените стойности на осветеността на всеки от фотоприемниците. По този начин е създадена възможност за еднозначно определяне координатите на преместваемия ортогонален отражател, посредством пресмятания, извършвани от обработващо средство 35, на база измерените стойности на осветеността (фототока) на всеки фотоприемник. В този случай има пропорционално съответствие между големината на направеното преместване и промяната на фототоковете. Много приложения не изискват такова строго пропорционално съответствие, като с това намаляват светотехническите изисквания към детектиращото средство и се опростява конструкцията на КВС.

- 29 В разглежданият пример (фиг. 15) след включване обработващото средство 35 изработва правоъгълни електрически импулси с определена честота. Първоначално то подава импулс към инфрачервения светодиод от първата работна двойка 9. Отразеният от ортогоналните отражатели 8 светлинен импулс се движи по правата 36, изминава разстояние га, поражда осветеност и фототок, чиято стойност се запомня в обработващото средство 35. Следва подаване на импулс към втората работна двойка 10, съответно запомняне на фототока от нейния приемник. Следва подаване на импулс към третата работна двойка 11, съответно запомняне на фототока от нейния приемник. Същевременно обработващото средство 35 проверява за натиснат клавиш: допълнителен 31, 32, и въображаем - натискане на ПТ 24 надолу по ос ζ. Следва процес на пресмятане, извършен в обработващото средство 35, и подаване на данни за координатите на точката О, в която е текущо позиционирано ПТ 24, към изхода иа устройството посредством кабел 35. С това е приключен един работен цикъл, като по -нататък циклите се повтарят. С цел намаляване влиянието на външни светлинни смущения, всеки от фотодиодите е включен само във времето на излъчване на неговия светодиод.

Подходящо е приложение, представляващо еластично ПТ 24, оформено съгласно примерите от фигури 11, 12, 13, поставено върху един от пръстите на ползвателя, съдържащо множество ортогонални отражатели. Такова изпълнение е удобно за регистриране на преместване както в равнина, така и в тримерно пространство, позволява разпознаване на приложен натиск към равнинната прозрачна повърхност в точката с текущи координати, и не пречи при работа с клавиатура. Наличието на равнинна прозрачна повърхност във възможните приложения не ограничава използването на КВС и за тримерно въвеждане. Възможно е прилагане на движение по ос ζ и при двуизмерни приложения, като допълнителна опция. Едно възможно

приложение представлява вграждането на КВС, съдържащо прозрачна повърхност, в компютърна клавиатура. Според друго решение, прозрачната повърхност представлява горната част на клавиш “Enter”, който е направен с по-големи размери. По такъв начин се печели време за прехвърляне на ръката от мишката към клавиатурата и обратно, при това мишката е излишна. Възможно интернет-приложение предвижда КВС, която е използвана за сърфиране и движение във виртуално пространство - в специално създадени триизмерни интернет-страници. Други възможни приложения на КВС са: в лаптопи; джобни компютри; мобилни телефони; интерактивни електронни игри; устройства за ръкописно въвеждане; рисуване; копиране по шаблон в равнина или тримерно пространство; извайвано в тримерно пространство; музикални инструменти с виртуална клавиатура; виртуални джойстици или настройваеми устройства за въвеждане па данни към компютър, създавани и променяни чрез съответен софтуер, при което е използвана една и съща КВС. Възможно приложение предвижда устройство за дистанционно управление на обекти в реалното пространство, например: спомагащо маневрирането на автомобил в гараж; управление на домашни електрически уреди; детски играчки; модели; тренажори; производствени процеси.

Литература [1] Scanning-light touch panel; Patent Number: US2001002694 (US01002694); Publication date: 2001-06-07; IPC Classification: G09G5/00; EC Classification: G06K11/08B, G06F3/033D2; Equivalents: JP2000066825 (JP00066825), WO0011542 [2] Apparatus for determining the position of an indicating object, above a reference surface; Patent Number: WO9207336; Publication date: 1992-0430; IPC Classification: G06K11/08; EC Classification: G06K11/08B; Equivalents: AU8748391 • · · • ·

- 31 |3] Coordinate inputting/detecting apparatus, method and computer program product designed to precicely recognize a designating state of a designating device designating a position; Patent Number: EP1083477; Publication date: 2001-03-14; IPC Classification: G06F3/033, G06K11/08; EC Classification: G06K11/08B, G06F3/033D2, G06K11/08; Equivalents: JP2001084106 (J PO108И106) |4| Position-sen sing unit and multidimensional pointer comprising one or more such units; Patent Number: US6333733; Publication date: 2001-1225; IPC Classification: G06F13/00 EC Classification: G06K11/08B, ф G06K11/ 18B, G06K11 / 18D Equivalents: AU4037997, EP0920672 (WO9810373), JP2001500255T |5| Input device; Patent Number: EP0854413; Publication date: 1998-07-22; IPC Classification: G06F3/033; EC Classification: G06K11/08B, G06K11/18D6; Equivalents: JP10207616, TW408278, US6326948 [6J An input arrangement for manual entry of data and a mobile phone; Requested Patent: EP1039365 A; Publication date: 2000-09-27; IPC Classification: G06F3/033 [7} No title available; Patent Number: DE 19720925; Publication date: 199712-04; IPC Classification: G06K11/08 ; G06F3/03 ; G06F3/033 ; H01J31/08 ; H01J31/28; EC Classification: G06K11/08B, H01J31/12F,

Ф H01J31/28; Equivalents: EP0941600 (WO9746000), JP2001502078T, ' PL330188, W09746000 ; [8] Remote computer input system which detects point source on operator;

/ Patent Number: US5686942; Publication date: 1997-11-11; IPC

J Classification: G06F3/033; EC Classification: G06F3/00B8D, 06K11/08B |9] Code-based, electromagnetic-field-responsive graphic data-acquisition

I system; Patent Number: EP0600576; Publication date: 1994-06-08; IPC

I Classification: G06K11 /06, G06F3/033, G08C21/00; EC Classification:

G06K.il/08B; Equivalents: CA2100624, DE69321445D, DE69321445T, p S2121950T, US5248856

май • · ·· · · · · ·· ··· ······· ···· · ···· · · ·· · · · ······· · · • · · ······ ···· ·· ·· · ·· ····

- 3'2 110] Optical coordinate input apparatus and position indicator thereof;

Patent Number: EP0366112; Publication date: 1990-05-02; IPC

Classification: G06F3/033, G06K11/08; EC Classification: G06K11/08B,

G01S5/16; Equivalents: DE68921543D. DE68921543T, US5148016

J11] Indicator location determination interface; Patent Number: EP0083395;

Publication date: 1983-07-13; IPC Classification: G06K11/06, G06F3/033;

EC Classification; G06K11/08B; Equivalents: DE3280193D, EP0183951,

JP1422460C, JP58132832, JP62032491B ]12] Optical position locating device; Patent Number: GB2176282;

• Publication date: 1986-12-17; IPC Classification; G08C21/00; EC

Classification; G06K11/08B; Equivalents: FR2583159, JP62005428,

SE8602233

113] Photoelectric touch panel having reflector and transparent photoconductive plate; Patent Number: US4737626; Publication date:

1988-04-12; EC Classification: G06K.il/08B; Equivalents: GB21.71825

114] Touch point position parameter data detecting sensor; Patent Number:

CN 1224870; Publication date: 1999-08-04; IPC Classification: G06F3/033 [15] Data input device for compact electronic equipments; Patent. Number:

EP0422361; Publication date: 1991 04-17; IPC Classification: G06F3/033;

G06K11/06; G06K1 1 / 18 EC Classification: G06K1 1 /08В, G06K11/ I8D6;

® Equivalents: DE69025690D, DE69025690T, JP3077222, KR204933

116] Signal transfer from input device to computer - using optical mouse whose light output is coupled into flat plate; Patent Number: DE4031600;

Publication date: 1992-03-12; IPC Classification: G06F3/033, G06K11/08,

G08C17/00; EC Classification: G06KU/08B, 06K11/18A1, G06K11/18D1

117] Device for entering cursor positions; Patent Number: DE3832459:

Publication date: 1990-02-01; IPC Classification: G06F3/033; EC

Classification: G06K11/08B ·· ·· ·· · · ·· ··· ······· • ··· · · · ·· · · • · · · · · ···· ·· · · ··· ······ ···· ·· ·· · ·· ····

118] Position-determination e.g. for manual data input; Patent Number:

GB2035643 Publication date: 1980-06-18 1PC Classification: G06F3/033

EC Classification: G06K11/0813, G06K11/ 10 j 19] A sensor matrix for display screens; Patent Number: GB2082427;

Publication date: 1982 03-03; IPC Classification: G06F3/033, GO I B 11/03;

EC Classification: G01V8/20, G06K 1 1 /0813; Equivalents: DE3O25318, FR2486267 (20] Apparatus and method for three-dimensional control; Patent Number:

WO9526011; Publication date: 1995-09-28; IPC Classification: G06K11 /08, P G06F3/033; EC Classification: G06K11/08B; Equivalents; AU2153195,

SE5O2186, SE9400947 (21] Precision display position designation system using coarse touch panel input; Patent Number; EP0316972; Publication date: 1989-05-24; IPC

Classification: G06F3/033; G06K11/06; EC Classification:

G06F3/033D2P; Equivalents: CA1241137, DE3572880D, DE3587509D,

DE3587509T, DK167464B DK23786 EPO182904 (WO8505477), IL74979,

JP3053648B, JP61502224T, N0860185, WO8505477 (22] Method and apparatus for isolating and manipulating graphic objects on computer video monitor; Patent Number; EP0279652; Publication date: 1988-08-24; IPC Classification: G06F3/033, G06K11 /06; EC

Ф Classification: G06F3/00B8, G06F3/033A2, G06F3/033D2, 06K11/08B,

G10H1/34; Equivalents: AU1173288, AU603643, JP63223819, US4746770 (23] Electrical instructions generators by manual interruption of a light beam; Patent Number: EPO 112253; Publication date: 1984-06-27; IPC

Classification: G06F3/033, G06K11/06; EC Classification: G06F3/033,

G06K11/08B; Equivalents: FR2537748 (24] Optical coordinate input device having waveform shaping circuit;

Patent Number: US4725726; Publication date: 1988-02 16; EC

Classification: G06K11/08B; Equivalents: GB2178166 • · · · · · · · · · ··· · · · ···· • ··· · ··· · · · • · · · · · ···· · · · · ··· ··· ··· ···· ·· ·· · ·· ···· [25] A sensor matrix for display screens; Patent Number: GB2082427; Publication date: 1982-03 03; IPC Classification: G06F3/033, GO IB 11/03;

EC Classification: G01V8/20, G06K11/<»«B; Equivalents: FR2486267 [26J Optical coordinate input system; Patent number: JP582OO335;

Publication date: 1983 11-21; IPC Classification: G06F3/033, G09G1/00 [27J Key input device; Patent Number: JP58158730: Publication date:

1983- 09-21; IPC Classification: G06F3/033 [28] Optical touch sensor; Patent Number: JP59127142; Publication date:

1984- 07-21; IPC Classification: G06F3/033 [29] Способ ввода информации в компьютер и устройство его осуществления; Номер документа: 94001424; Дата публикации:

1996.02.27; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033 [30] Способ дистанционного управления; Номер документа: 2175143;

Дата публикации: 2001.10.20; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033, G09G5/08, G06K11/18 [31J Способ ввода информации в обьект управления; Номер документа: 95103857; Дата публикации: 1996.12.27; Страна публикации: RU;

Основной индекс МПК: G06F3/033 [32] Устройство ввода информации в обьект управления; Номер документа: 2099774: Дата публикации: 1997.12.20; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033, G06K11/18 [33] Устройство ввода информации в обьект управления; Номер документа: 2099775; Дата публикации: 1997.12.20; Страна публикации: RU (210RU); Основной индекс. М11К: G06F3/033 [34] Способ ввода информации в обьект управления; Номер документа: 2101753; Дата публикации: 1998.01.10; Страна публикации: RU;

Основной индекс МПК: G06F3/033 [35] Способ ввода информации в обьект управления и устройство для его реализации; Номер документа: 2101754; Дата публикации:

- 351998.01.10; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033, G06K11/18 [36] Способ ввода информации в обьект управления и устройство для его осуществления; Номер документа: 2103723; Дата публикации: 1998.01.27; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033, G06K11/18 [37] Способ ввода информации в обьект управления и устройство для его осуществления; Номер документа: 95120497; Дата публикации: 1998.02.20; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033 [38] Способ ввода информации в обьект управления и устройство для его реализации; Номер документа: 2108617; Дата публикации: 1998.04.10; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033 [39] Устройство ввода информации в обьект управления; Номер документа: 96105978; Дата публикации: 1998.04.20; Страна публикации: RU (210RU); Основной индекс МПК: G06F3/033 [40] Устройство ввода информации в обьект управления; Номер документа: 96104027; Дата публикации: 1998.05.20; Страна публикации: RU (210RU); Основной индекс МПК: G06F3/00, G06F3/033 [41] Устройство ввода информации в обьект управления; Номер документа: 96105979; Дата публикации: 1998.05.20; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033 [42] Способ ввода управляющих воздействии в обьект управления и устройство для его реализации; Номер документа: 99125231; Дата · публикации: 2002.01.20; Страна публикации: RU; Основной индекс МПК: G06F3/033, G06K11/18, G05B19/00

Claims (8)

1. Патенттш претенции

   1. Компютърна въвеждаща система (КВС) за въвеждане на информация от оператор към комшотър, състояща се от компютър и въвеждащо устройство, което въвеждащо устройство обхваща:

   поне едно преместваемо тяло (ПТ), с възможност за преместване o r оператора в пространството;

   детектиращо средство, за дистанционно разпознаване движсгшсяи на ПТ, което ПТ е свързано с детектиращото средство посредством падащ лъч, излъчен от детектиращото средство, и посредством (Празен лъч, излъчен от ПТ;

   обработващо средство, за преобразуване на движение то, разпознавано от детектиращото средство, в изходен сигнал; и дисплей за показване на картини, последователно генерираш! от компютъра, получени чрез детектиращото средство и подавани към дисплея, характеризираща се с това, че ПТ (24) съдържа поне един ортогонален отражател (8) за отразяване на падащ лъч (4) от детектиращото средство, ориентиран с възможност за приемане на падащ лъч (4) от детектиращото средство, съдържащ най-малко две равнинни отразяващи повърхности, които са взаимнощерпендикулярни, при което отразеният лъч (7) е успореден на падащия лъч (4).
2. 2. КВС съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че детектиращото средство съдържа: поне един източник (12) на излъчване за облъчване па ортогоналния отражател (8) на ПТ с лъч (4), идващ от'източника на излъчване; и поне един приемник (13) на излъчване, за приемане на лъч (7) от излъчване, отразен от ортогоналния отражател (8), монтиран към ПТ (24).
3. 3. КВС съгласно претенция 2, характеризираща се с това, че броят на източниците (12) е поне два и е равен на броя на приемниците (13), при •9 г

   3. което по един източник (12) и по един приемник (13) са разположени един до друг, образувайки работна двойка (9, 10, 11), като работите двойки (9, 10, 11) са отдалечени па опредено разстояние една or друга.
4. 4. КВС съгласно преггешцш 2, характеризираща се с това, че съдържа източник (12) на оптическо излъчване и приемник (13) на оптическо излъчване.
5. 5. КВС съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че попе едно

   ПТ (24) е закрепено към пръст (27) от ръката (25) на оператора.
6. 6. КВС, съгласно претенция 1, характеризираща се с това, че съдържа ПТ24, включващо управляемо средство, за управлявано от оператора включване и изключване на отразения лъч (7), отразявай от ПТ (24) обратно към детектиращото средство.
7. 7. КВС, съгласно претонция 7, характеризираща се с това, че управляемото средство съдържа непрозрачен за падащия лъч (4) екран (42), поставен пай малко пред ортогоналния отражател (8), за управляемо закриване па ортогоналния отражател (8) от падащ лъч (-1).
8. 8. КВС, съгласно претенция 8, характеризираща се с това, че съдържа множество ортогоналии отражатели (8), монтирани върху пръстен, закрепен върху един от пръстите (27) на ръката (25) иа оператора, което съдържа преместваем екран (42) с възможност за закриване на ортогоналните отражатели (8) от пад ащи лъчи (4), като екранът (42) е задействан чрез натиск на пръст (27) към равнинна повърхност (55).