CZ285599A3 - Input device for computer - Google Patents

Input device for computer Download PDF

Info

Publication number
CZ285599A3
CZ285599A3 CZ19992855A CZ285599A CZ285599A3 CZ 285599 A3 CZ285599 A3 CZ 285599A3 CZ 19992855 A CZ19992855 A CZ 19992855A CZ 285599 A CZ285599 A CZ 285599A CZ 285599 A3 CZ285599 A3 CZ 285599A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
ball
input device
computer
detectors
pen
Prior art date
Application number
CZ19992855A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Jorgen Korsgaard Jensen
Original Assignee
Kanitech A/S
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
Application filed by Kanitech A/S filed Critical Kanitech A/S
Priority to CZ19992855A priority Critical patent/CZ285599A3/en
Publication of CZ285599A3 publication Critical patent/CZ285599A3/en

Links

Abstract

Vstupní zařízeníje určeno pro umístění kurzoru na obrazovku počítače pohybemkuličky (2),jejíž otáčivé pohybyjsou převáděny na elektronické signály. Úhlové otáčení kuličky (2) lze detekovat detekčnímzařízením (11), užitímv podstatě koherentního světla tak, že otáčení kuličkyje převáděno na datové hodnoty vzhledemk osámx ay, přičemž uvedené osy jsou přednostně vzájemně kolmé. Tak vzniká kompaktní detekční zařízení, kteréje vhodné pro konstrukci počítačové myši ve tvaru kuličkového pera.The input device is intended to place the cursor on the screen a computer of a motion ball (2) whose rotating movements are electronic signals. Ball Angle Rotation (2) it can be detected by the detection device (11), used essentially coherent light so that the rotation of the ball is converted to data values with respect to x and y, with said axes they are preferably perpendicular to each other. This makes it compact a detection device suitable for computer construction mouse in the shape of a ballpoint pen.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká vstupního zařízení pro umístěni kurzoru na obrazovku počítače pohybem kuličky vzhledem k podložce a přenosu těchto otáčivých pohybů kuličky na odpovídající elektronické signály.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an input device for positioning the cursor on a computer screen by moving the ball relative to the substrate and transmitting these rotational ball movements to corresponding electronic signals.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Obecně známá vstupní zařízeni, jako je např. počítačová myš, určené k obsluze počítače máji určité nedostatky. U počítačové myši musí mlt uživatel v dosahu určitý prostor. Dále je třeba, aby podložka pod myš byla pevná, rovná a v podstatě horizontální a umožňovala uživateli do určité míry orientovat projekci na obrazovku po celém rozsahu obrazovky počítače. Někdy může být obtížné či dokonce nemožné umístit počítač tak, aby byl vždy k dispozici prostor nutný pro obsluhu myši. Známé typy počítačových myší navíc způsobují při intenzívním používáni bolest v prstech a zápěstí.Commonly known input devices, such as a computer mouse, intended to operate a computer have some drawbacks. With a computer mouse, the user must be able to reach a certain area. Further, the mouse pad needs to be solid, straight, and substantially horizontal to allow the user to orient the projection to a certain extent over the entire computer screen. Sometimes it may be difficult or even impossible to place your computer so that the space required to operate the mouse is always available. In addition, known types of computer mice cause pain in the fingers and wrists when used intensively.

Bylo provedeno několik pokusů o překonáni těchto nedostatků, mezi něž patři mimo jiné také návrhy konstrukce počítačové myši ve formě kuličkového pera. Takovéto počítačové pero bude nesmírně pohodlné, bude se snadno a přesněji obsluhovat s možnosti využit okolnosti, že jemná motorika prstů je podstatně lépe vyvinuta než motorika paži. Navíc nejsou kladeny žádné přísné požadavky na podložku, na niž se myš používá.Several attempts have been made to overcome these drawbacks, including, among others, the design of a ballpoint pen computer mouse. Such a computer pen will be extremely comfortable, will be easy and more accurate to operate, taking advantage of the fact that the fine motor of the fingers is significantly better developed than the motor of the arm. In addition, there are no strict requirements for the mouse pad.

• ·• ·

-2Počltačová myš konstruovaná jako kuličkové pero bude také napomáhat k rozvoji obecného využiti počítačů.A computer mouse designed as a ballpoint pen will also help to develop the general use of computers.

Je tedy možné, že příští využití počítačů bude mimo jiné zahrnovat Tučně psané dopisy či zprávy v elektronické podobě. Bude proto možno aplikovat osobni dotyk uživatele s počítačem, a tak úplně nebo částečně redukovat užití klávesnice.It is therefore possible that future use of computers will include, inter alia, bold letters or electronic messages. It will therefore be possible to apply the user's personal touch to the computer and thus completely or partially reduce the use of the keyboard.

Bylo však zjištěno, že k tradičnímu provedeni instalace potřebné pro záznam a přenos pohybů kuličky na elektronické signály je třeba hodně prostoru, a to zejména kolem kuličky, což představuje omezení ve smyslu minimalizace rozměru počítačové myši ve tvaru pera. Známé struktury počítačových per mají společné to, že vnější rozměry samotného pera a kuličky jsou větší, proto neni počítačové pero tak pohodlné do ruky jako běžná kuličková pera.However, it has been found that a lot of space is needed to traditionally perform the installation needed to record and transmit ball movements to electronic signals, especially around the ball, which is a limitation in terms of minimizing the size of a pen-shaped computer mouse. The known computer pen structures have in common that the outer dimensions of the pen and the ball itself are larger, therefore the computer pen is not as comfortable to hand as a conventional ball pen.

Německá přihláška č. DE 39 00622 Al popisuje počítačovou myš ve tvaru pera, v níž se záznam pohybů kuličky provádí tak, že s kuličkou jsou ve stálém kontaktu dva válečky. V důsledku otáčení kuličky se otáčej! i válečky. S každým z válečků je spojena snímací jednotka, zaznamenávající otáčení válečku. Oba válečky jsou instalovány tak, že lze zaznamenávat pohyby kuličky ve dvou směrech vzhledem k souřadným osám x a y. Toto řešeni, vyžadujíc! velký prostor, připomíná běžné zaznamenáváni otáčeni kuličky u standardní počitačové myši krabicového tvaru, ale s tím rozdílem, že ve struktuře kuličkového pera je prostor pouze za kuličkou. Trubicovou počítačovou myš podle DE 39 00622 Al tedy nelze vyrobit s velmi malým průměrem průřezu, jelikož trubice přímo za kuličkou se musí přizpůsobit prostorovým požadavkům celkového uspořádáni pro záznam.German Application No. DE 39 00622 A1 discloses a pen-shaped computer mouse in which the movement of the ball is recorded so that two rollers are in constant contact with the ball. Turn the ball as a result of rotating the ball! and rollers. A sensor unit detecting the rotation of the roller is connected to each of the rollers. Both rollers are installed so that ball movements can be recorded in two directions relative to the x and y coordinate axes. This solution, requiring! large space, reminiscent of the normal recording of ball rotation in a standard box-shaped computer mouse, but with the difference that in the ball pen structure there is space only behind the ball. Thus, the tubular computer mouse of DE 39 00622 A1 cannot be manufactured with a very small cross-sectional diameter, since the tube directly behind the ball must adapt to the space requirements of the overall recording arrangement.

Jiné provedení struktury počitačové myši ve tvaru pera je navíc známo z čísla US-A-5 434 594. Zde je instalace pro záznam a zavěšeni kuličky provedeno stejným způsobem jako u běžné myši krabicového tvaru. Výsledkem je počítačová myš se strukturou poskytující výhody, očekávané u myši tvaru kuličkového pera, jen do omezené míry.In addition, another embodiment of a pen-shaped computer mouse structure is known from US-A-5,434,594. Here, the installation for recording and hanging the ball is performed in the same manner as a conventional box-shaped mouse. The result is a computer mouse with a structure providing only the limited benefits expected of a ballpoint pen mouse.

• · · · · · »9 999 99

9 9 99 9 9

9 9 99 9 9

9 9 9 9 • 9 9 99 9 9 9

9 »

-3ΕΡ-Α-0 413 606 popisuje kombinované kuličkové pero a počítačovou myš. Funguje tak, že přímo nad kuličkou je měřič průtoku, přičemž uvedený měřič průtoku měří směr, v němž se pohybuje inkoust v důsledku pohybu kuličky. Toto řešení se však nejeví jako příliš spolehlivé a funguje jen tehdy, dokud je v peru inkoust.-3-E-0 413 606 discloses a combination ball pen and a computer mouse. It works by directing a flow meter directly above the ball, said flow meter measuring the direction in which the ink moves due to the movement of the ball. However, this solution does not seem too reliable and only works when there is ink in the pen.

Z US-A-5 288 993 je znám kulový ovládač, v němž je kulička s náhodně rozmístěnými bodovými oblastmi v kontrastních barvách a fotosenzitivní snímací zařízení, takže lze detekovat pohyb kuličky. Tato idea detekce vyžaduje dostatečné množství místa pod kuličkou a za kuličkou, a z tohoto důvodu se nehodí pro použití v řešeních ve tvaru pera. V tomto zařízení je navíc potřebná kulička o průměru nejméně 5 mm.US-A-5 288 993 discloses a ball actuator in which a ball with randomly spaced dot areas is in contrasting colors and a photosensitive sensor device so that movement of the ball can be detected. This detection idea requires a sufficient amount of space under the ball and behind the ball, and is therefore not suitable for use in pen-shaped solutions. In addition, a ball of at least 5 mm diameter is required in this apparatus.

Z WO94/22071 je známo další optické řešení. Toto zařízení obsahuje optoelektronický přenosový člen, který dokáže detekovat pohyb kuličky typu golfové koule, opatřené konkávními reflektory. Toto zařízení též vyžaduje dostatečné množství místa kolem kuličky a hodí se pro velký průměr, a proto je pro adekvátní řešení objektů ve tvaru pera nevhodné. Obdobné řešení je také známo z Xerox Disclosure Journal (Časopis o technických novinkách firmy XEROX),ročník 10, č. 3, květen/červen 1985, strany 123-125, kde je popisováno kuličkové pero, mající kuličky s body v kontrastní barvě. Úhlové otáčení kuličky je detekováno užitím diod typu LEDnebo teplotních zdrojů světla. V tomto popisu je též zmiňováno řešení kuličky typu „golfového míčku“.Another optical solution is known from WO94 / 22071. The device comprises an optoelectronic transfer member which is capable of detecting the movement of a golf ball type provided with concave reflectors. This device also requires a sufficient amount of space around the ball and is suitable for a large diameter, and is therefore unsuitable for the adequate solution of pen-shaped objects. A similar solution is also known from the Xerox Disclosure Journal, Volume 10, No. 3, May / June 1985, pages 123-125, which describes a ballpoint pen having contrasting dots. Angular rotation of the ball is detected using LEDs or light sources. This description also mentions a "golf ball" type ball.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Cílem vynálezu je proto poskytnout vstupní zařízení pro počítač s instalací pro záznam, které vyžaduje podstatně méně prostoru než známá řešení, čímž umožňuje sestrojit počítačovou myš ve tvaru pera v rozměrech odpovídajících kuličkovému peru nebo podobné psací pomůcce.It is therefore an object of the present invention to provide a computer input device with a recording installation that requires considerably less space than known solutions, thereby allowing a pen-shaped computer mouse to be constructed in dimensions corresponding to a ballpoint pen or similar writing device.

Vynález zahrnuje vstupní zařízení druhu zmíněného v úvodu, přičemž vstupní zařízení obsahuje optické detekční zařízení pro detekcí úhlovéhoThe invention includes an input device of the kind mentioned in the introduction, wherein the input device comprises an optical detection device for detecting angular

-49 9 4444-49 9 4444

otáčení kuličky, přednostně ve dvou vzájemně kolmých směrech, přičemž uvedené optické detekční zařízení obsahuje alespoň jeden zdroj v podstatě koherentního elektromagnetického záření, alespoň jednu čočku a jeden nebo větší počet detektorů.rotating the ball, preferably in two mutually perpendicular directions, said optical detection device comprising at least one source of substantially coherent electromagnetic radiation, at least one lens and one or more detectors.

Tak vznikne instalace k provádění záznamu pro vstupní zařízení, obsahující jen malé množství objemných součástí, které je tedy výhodné z prostorových důvodů. Optické detekční zařízení tedy může být instalováno na zadní stěně kuličky a zabírá jen málo prostoru. Tento princip je vhodný pro konstrukci počítačového pera, jelikož jej lze vyrobit s poměrně malým průměrem průřezu vzhledem k tomu, že detekční zařízení může mít podlouhlý tvar.This results in an installation for recording for an input device containing only a small amount of bulky components, which is therefore advantageous for spatial reasons. Thus, the optical detection device can be mounted on the back wall of the ball and takes up little space. This principle is suitable for the design of a computer pen as it can be manufactured with a relatively small cross-sectional diameter, since the detection device may have an elongated shape.

V prvním provedení vynálezu je optické detekční zařízení přizpůsobeno detekci pohybu bodového vzoru generovaného elektromagnetickým zářením, které se rozptyluje na zrnité struktuře povrchu kuličky, jako je např. přírodní povrch.In a first embodiment of the invention, the optical detection device is adapted to detect the movement of a dot pattern generated by electromagnetic radiation that scatters on a granular surface of the ball surface, such as a natural surface.

Toto je obzvláště jednoduchý způsob provádění detekce, jelikož detekční zařízení podle provedení vynálezu neklade žádné zvláštní nároky na povrch kuličky.This is a particularly simple method of performing the detection since the detection device according to the embodiment of the invention does not impose any particular demands on the surface of the ball.

Tečky vznikají, když je koherentní světlo rozptylováno po povrchu a při jeho průchodu do volného prostoru dochází ke konstruktivní či destruktivní interferencí. V určité vzdáleností od osvětleného povrchu je pozorována modulace o velké intenzitě, což se obvykle nazývá bodový vzor. Zdrojem koherentního světla je laser, přednostně typu VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser - Emisní laser vertikálních povrchových dutin), jehož výhoda spočívá ve velmi malé spotřebě elektrické energie a nízké divergenci paprsku.Dots arise when coherent light is scattered across a surface and when it passes into free space constructive or destructive interference occurs. At some distance from the illuminated surface, high intensity modulation is observed, which is usually called a dot pattern. The coherent light source is a laser, preferably of the VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) type, the advantage of which is very low power consumption and low beam divergence.

Kulička vstupního zařízení pro počítač podle tohoto prvního provedení vynálezu může být zkonstruována s poměrně velmi malým průměrem, protože není požadována žádná zvláštní struktura povrchu. Postup stanovení úhlového otáčení válcového objektu osvětlením bodu na povrchu objektu koherentním světlem je obecně znám z EP-B1-Q 671 007.The ball of the computer input device according to this first embodiment of the invention can be designed with a relatively very small diameter, since no particular surface structure is required. A method for determining the angular rotation of a cylindrical object by illuminating a point on the surface of the object with coherent light is generally known from EP-B1-Q 671 007.

• · «··· • · · · • · · · • · · · • · · · ·· ··• · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

-5• » · · · · · • · · · · · • · · · · · * • · · · t · · ·· ·♦ ·· ···-5 · »· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

V prvním preferovaném provedení zahrnuje optické detekční zařízení první a druhou sadu detektorů a společný laserový zdroj, přičemž každá sada detektorů je přizpůsobena detekci úhlového otáčení v prvním a druhém směru. Každá sada detektorů navíc obsahuje dva detektory, které jsou instalovány tak, že bodový vzor vycházející postupně z povrchu kuličky je detekován prvním detektorem a pak druhým detektorem na základě úhlového otáčení kuličky. Také doba přenosu mezi detekovanými bodovými oblastmi může být stanovena elektronicky. Proto lze provést spolehlivé měření úhlového otáčení kuličky ve dvou směrech. Jinak by detektory měly být uspořádány ve čtveřici nebo obdobné soustavě detektorů.In a first preferred embodiment, the optical detection device comprises a first and a second set of detectors and a common laser source, each set of detectors adapted to detect the angular rotation in the first and second directions. In addition, each detector set comprises two detectors that are installed such that a dot pattern emanating gradually from the surface of the ball is detected by the first detector and then by the second detector based on the angular rotation of the ball. Also, the transmission time between detected spot regions can be determined electronically. Therefore, a reliable measurement of the angular rotation of the ball in two directions can be performed. Otherwise, the detectors should be arranged in a quadruple or similar array of detectors.

V jiném provedení je povrch kuličky tvořen opticky detekovatelnýmí značkami určenými k optické detekcí pohybu. Odraz elektromagnetického záření nebo laserového paprsku (paprsků) od povrchu je detekován detektory a (nebo) CCD kamerami, a poté jsou tyto signály převáděny do procesoru elektronického signálu udávajícího směr, v němž se kulička otáčí. Snímání značek se také provádí v optickém systému, který v podstatě připomíná optické systémy známé z technologie kompaktních disků a jiných forem optických měřících zařízení.In another embodiment, the surface of the ball is formed by optically detectable markers intended for optical motion detection. Reflection of electromagnetic radiation or laser beam (s) from the surface is detected by detectors and / or CCD cameras, and then these signals are transferred to an electronic signal processor indicating the direction in which the ball rotates. Marking is also performed in an optical system that essentially resembles optical systems known from compact disc technology and other forms of optical measuring devices.

Detektory podle tohoto provedení by také mohly být uspořádány ve čtveřici či v soustavě detektorů.The detectors of this embodiment could also be arranged in a quadruple or detector array.

Je výhodné, jsou-li opticky detekovatelné značky uloženy v informační vrstvě buď přímo na povrchu kuličky, nebo na dvou hřídelích, které jsou přednostně navzájem kolmé, a na něž se převádí otáčení kuličky, přičemž uvedená vrstva se značkami je umístěna na těchto hřídelích. K ochraně informační vrstvy může být na informační vrstvu nakonec položena přednostně průsvitná fólie, jak je známo např. u kompaktních disků.Advantageously, the optically detectable markings are embedded in the information layer either directly on the surface of the ball or on two shafts which are preferably perpendicular to each other and to which the rotation of the ball is converted, said mark layer being located on these shafts. In order to protect the information layer, a translucent film may finally be preferably placed on the information layer, as is known, for example, for compact discs.

V preferovaném provedení vynálezu je zařízení konstruováno jako počítačové pero obsahující trubicový kryt, na jehož jednom konci je instalována otáčivá kulička. Dále může být počítačové pero na druhém konci připojeno k • ♦ φφφ»In a preferred embodiment of the invention, the device is designed as a computer pen comprising a tubular housing, at one end of which a rotating ball is installed. Furthermore, the computer pen on the other end can be connected to • ♦ φφφ »

-6• · φ φ · • φ · · φ • · φ φ φ · • · φ « φ · • Φ ·♦ «φ • φφ · φ φφ · φ* · φ φ φ · φ • φ φ · · · • φ φ φ φ φφφ φ φ φφ počítači buď ve formě kabelové přípojky nebo bezdrátového spojení. V tomto provedení bude pero vybaveno vysílačem a zdrojem, např. běžnou akumulační baterií. Po straně v zásadě trubicového krytu mohou být instalovány klávesy, generující další řídicí signály pro připojený počítač. Tyto klávesy i v zásadě trubicový kryt mají tvar a uspořádání vyhovující ergonomicky správné konstrukci.-6 · · φ · · φ · φ · · · · · Φ · Φ · ♦ · φ · φφ · · · * · · φ · • φ φ φ φ φ φ φ φ počítači počítači počítači počítači počítači počítači počítači počítači počítači buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď buď In this embodiment, the pen will be equipped with a transmitter and source, eg a conventional storage battery. On the side of the essentially tubular housing, keys may be installed to generate additional control signals for the connected computer. These keys, even the basically tubular housing, have a shape and arrangement that conforms to ergonomically correct construction.

V tomto provedení je dále možné rozdělit laserový paprsek vycházející z laseru na dva nebo větší počet paprsků. Jako doplněk k detektorům nebo náhrada jednoho nebo většího počtu detektorů může detekční zařízení dále obsahovat jednu nebo více CCD kamer.In this embodiment, it is further possible to divide the laser beam emanating from the laser into two or more beams. In addition to the detectors or replacement of one or more detectors, the detection device may further comprise one or more CCD cameras.

Procesor elektronického signálu může být nedílnou součástí pera, jinak jsou optické signály v peru zpracovávány pouze částečně. Pak procesor elektronického signálu, který může být součástí vysílače/přijímače nebo být připojen k počítači, provede konečné zpracování signálu.The electronic signal processor may be an integral part of the pen, otherwise the optical signals in the pen are only partially processed. Then, the electronic signal processor, which may be part of a transceiver or be connected to a computer, performs the final signal processing.

Je výhodné, jsou-li opticky detekovatelné značky uloženy v informační vrstvě buď přímo na povrchu kuličky, nebo na dvou hřídelích, které jsou přednostně navzájem kolmé, a na něž se převádí otáčení kuličky, přičemž uvedená vrstva se značkami může být umístěna na těchto hřídelích. K ochraně informační vrstvy lze informační vrstvu nakonec pokrýt přednostně průsvitnou fólií, jak je známo např. u kompaktních disků.Advantageously, the optically detectable markings are embedded in the information layer either directly on the surface of the ball or on two shafts, which are preferably perpendicular to each other and to which the rotation of the ball is converted, said mark layer may be located on these shafts. To protect the information layer, the information layer can ultimately be preferably covered with a translucent film, as is known, for example, for compact discs.

Vstupní zařízení by mělo dále obsahovat baterii a připojené zařízení k měření kapacity baterie, které je schopno generovat signály indikující zbývající kapacitu a přenášet tyto signály do počítače. To znamená, že uživatel bude mít možnost sledovat během provozu stav vstupního zařízení.The input device should further comprise a battery and a connected battery capacity measuring device which is capable of generating signals indicating the remaining capacity and transmitting these signals to the computer. This means that the user will be able to monitor the status of the input device during operation.

Vynález nyní bude níže podrobněji popsán s odkazy na doprovodné výkresy.The invention will now be described in more detail below with reference to the accompanying drawings.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Na obrázku 1 je znázornění počítačového pera v preferovaném provedení vstupního zařízení podle vynálezu.Figure 1 is a representation of a computer pen in a preferred embodiment of the input device of the invention.

·· ·· • · · · • · ·· • · · · · • · · · ·· · ··· ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

-7Na obrázku 2 je detail základu kuličky podle provedeni se značkami na povrchu.Figure 2 is a detail of the base of a ball according to an embodiment with markings on the surface.

Na obrázku 3 je schematické znázorněni optického detekčního zařízeni podle jednoho z provedeni vynálezu.Figure 3 is a schematic representation of an optical detection device according to one embodiment of the invention.

Na obrázku 4 je znázorněni vnitřní struktury počítačového pera v preferovaném provedeni vstupního zařízeni podle vynálezu.Figure 4 shows the internal structure of a computer pen in a preferred embodiment of the input device of the invention.

Na obrázku 5 je detailní znázorněni optického detekčního zařízeni počítačového pera z obrázku 1.Figure 5 is a detailed illustration of the optical detection device of the computer pen of Figure 1.

Obrázky 6a a 6b jsou základní znázorněni detekčního zařízeni k detekci úhlového otáčeni kuličky s přirozeným“ povrchem.Figures 6a and 6b are a basic illustration of a detection device for detecting the angular rotation of a natural surface ball.

Na obrázku 7 je detailní znázornění optického detekčního zařízeni podle preferovaného provedeni vynálezu.Figure 7 is a detailed illustration of an optical detection device according to a preferred embodiment of the invention.

Na obrázku 8 je schematický půdorys detektorů ve vztahu ke kuličce.Figure 8 is a schematic plan view of the detectors in relation to the ball.

Na obrázku 9 je schéma digitálního zpracování pro stanoveni míry úhlového otáčeni detekčním zařízením podle prvního provedení vynálezu.Fig. 9 is a digital processing scheme for determining the degree of angular rotation of a detection device according to a first embodiment of the invention.

Na obrázku 10 je další část schématu zpracováni ke stanovení míry úhlového otáčeni detekčním zařízením podle preferovaného provedení vynálezu.Figure 10 is another part of a processing scheme for determining the degree of angular rotation of a detection device according to a preferred embodiment of the invention.

Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Obrázek 1 znázorňuje vstupní zařízení podle vynálezu zkonstruované jako počítačové pero i, obsahující kuličku 2 namontovanou na spodním konci v podstatě trubicové hlavní části 3 pera a vysílací zařízení 5 na opačném konci, určené pro vysíláni signálů z pera i do počítače (není znázorněn). Na spodku hlavní části 3 je klávesová jednotka 4, skládající se ze dvou tlačítek upevněných na peru i tak, aby byly v jedné řadě s oběma prsty, jimiž drží uživatel pero LFigure 1 shows an input device according to the invention constructed as a computer pen 1, comprising a ball 2 mounted at the lower end of a substantially tubular pen main body 3 and a transmitter device 5 at the opposite end for transmitting signals from the pen 1 to the computer (not shown). At the bottom of the main part 3 there is a keypad 4 consisting of two buttons mounted on the pen so as to be in line with the two fingers holding the pen L

-8·· ·· · ·· • · · · · · · • · 99 9 9-8 99 9 9

9 9 9 9 9 99 9 9 9 9

9 9 9 9 99

99 9 9 9 9999

Ve znázorněném provedení je hlavni část 3 tvořena v podstatě kruhovým průřezem, může však mft samozřejmě jakýkoli průřez v závislostí na požadované konstrukci.In the embodiment shown, the main part 3 is formed of a substantially circular cross-section, but of course, the mft can be any cross-section depending on the desired structure.

Jak ukazuje obrázek 4, je nad kuličkou 2 uvnitř hlavni části 3 nainstalováno optické detekční zařízeni 11. určené k zaznamenáváni otáčeni kuličky ve dvou směrech, jímž lze převádět pohyby pera ve směrech X a Y na základě otáčení kuličky na elektrické signály, které jsou přenášeny vysílacím zařízením 5 do počítače.As shown in Figure 4, an optical detection device 11 is installed above the ball 2 inside the main part 3 to record the rotation of the ball in two directions, by which the movements of the pen in the X and Y directions can be converted. device 5 into the computer.

V jednom provedeni vynálezu je kulička sestrojena s informační vrstvou, obsahující opticky čitelné značky, které jsou snímány optickým detekčním zařízením H a převáděny na elektronické signály polohy/změny polohy. Detekční zařízeni obsahuje světelný zdroj, jimž je přednostně laser, jeden či větší počet reflektorů, čočky a detektory.In one embodiment of the invention, the ball is constructed with an information layer comprising optically readable markings that are sensed by the optical detection device 11 and converted into electronic position / position change signals. The detection device comprises a light source, preferably a laser, one or more reflectors, lenses and detectors.

Jak ukazuje obrázek 2, obsahuje kulička 2 jádro 7. Na povrchu jádra je informační vrstva 8 obsahujíc! značky. Na povrchu informační vrstvy je aplikována optická reflexní vrstva 9. Reflexní vrstva 9 má ve své horní části ochrannou vrstvu 10, jež může být z průsvitného plastu nebo z gumového materiálu.As shown in Figure 2, the ball 2 comprises a core 7. On the surface of the core is an information layer 8 containing a core. signs. An optical reflective layer 9 is applied to the surface of the information layer. The reflective layer 9 has in its upper part a protective layer 10, which may be of translucent plastic or of rubber material.

Optické detekčni zařízeni 11 sloužící k zaznamenáváni otáčení kuličky a přenosu těchto elektronických signálů pracuje v preferovaném provedeni s využitím laserového světla, jak znázorňuje obrázek 3. Laser 12 vysílá světlo systémem čoček 14 a detektorů 15 i reflektorů, včetně děliče polarizačního paprsku 13 a přednostně též čtvrtvlnové destičky 25. Laserové světlo je odráženo reflexní vrstvou 9 na kuličce 2 v různých hloubkách v závislosti na tom, jak dopadne na reflexní vrstvu 9 vzhledem ke značkám na informační vrstvě 8. Čočky 14 a kolimační otvor 24 zjišťuji správnou fokusaci světlo vzhledem k povrchu kuličky. Detektory 15 komunikuji s procesorem elektronického signálu, který zpracovává detekované signály, jež jsou pak předávány dále do počítače.The optical detecting device 11 for recording the rotation of the ball and transmitting these electronic signals operates in a preferred embodiment using laser light as shown in Figure 3. The laser 12 emits light through a system of lenses 14 and detectors 15 and reflectors, including a polarizing beam splitter 13 and preferably quarter wavelength. The laser light is reflected by the reflective layer 9 on the ball 2 at different depths depending on how it hits the reflective layer 9 relative to the markings on the information layer 8. The lenses 14 and the collimation opening 24 detect the correct focusing light relative to the surface of the ball. The detectors 15 communicate with an electronic signal processor that processes the detected signals, which are then forwarded to a computer.

-999 99 4 tt • · · · · · · • · ·· · · • · · · · · · • · · · · ·-999 99 4 tt · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·

99 999 9999

99 • * 9 9 · 9 999 • * 9 9 · 9 9

Zařízeni na vysíláni elektronických signálů z počítačového pera do počítače může být drát 5 čí se může jednat o bezdrátové spojeni, kdy bude přijímač v počítači a vysilač v peru, jak znázorňuji obrázky 1 a 4.The device for transmitting electronic signals from the computer pen to the computer may be a wire 5, or may be a wireless connection, with the receiver in the computer and the transmitter in the pen, as shown in Figures 1 and 4.

Obrázek 1 ukazuje počítačové pero sestrojené jako kuličkové pero. Jak je vidět na obrázku 1, vsune se kulička 2 do krytu 3, když spínač 19 přeruší vysíláni signálu z pera do připojeného počítače. Pero je vybaveno klipem 21, takže pokud s nim uživatel nepracuje, lze jej prakticky uložit do kapsy atp.Figure 1 shows a computer pen constructed as a ballpoint pen. As shown in Figure 1, the ball 2 is inserted into the housing 3 when the switch 19 interrupts the transmission of the pen signal to the connected computer. The pen is equipped with a clip 21 so that if the user does not work with it, it can be conveniently stored in a pocket etc.

Obrázek 4 ukazuje strukturu pera. Horní část optického detekčního zařízení je v kontaktu s měřičem tlakové citlivosti 20 na jednom nebo obou koncích. Proto lze detekovat tlak působíc! na pero a velikost tlaku na kuličku. Pero pak lze použit v závislosti na instalované softwarové aplikaci jako grafický vstup do počitače. To umožňuje použiti pera pro kiikáni přitlačením na podložku či tak, že se ukáže na ikonu přímo na obrazovce, takže měřič tlakové citlivosti 20 může sloužit jako alternativa či doplněni ke klávesám 4 určeným ke klikání. Pero lze tedy také použít k vytvářeni grafiky, kdy je možné převádět tlak na kuličku na signál určující sílu čáry ve výkresu. Počítačové pero podle tohoto provedení vynálezu tak lze použit k vytvářeni rukou psaných elektronických zpráv a podobných útvarů a stejně tak budou možné jiné formy kreseb. Počítačové pero podle tohoto provedení lze proto použít ve spojení s úkoly zpracovávanými na počítači, stejně tak jako se dnes provádějí na papíře.Figure 4 shows the structure of the pen. The upper portion of the optical detection device is in contact with a pressure sensitivity meter 20 at one or both ends. Therefore, pressure can be detected! on the pen and the amount of pressure on the ball. The pen can then be used as a graphical input to the computer, depending on the software application installed. This allows the use of a kiikan pen by pressing on the pad or by pointing to an icon directly on the screen, so that the pressure sensitivity meter 20 can serve as an alternative to or complement to the keys 4 to be clicked. Thus, the pen can also be used to create graphics where it is possible to convert pressure on the ball into a signal to determine the line thickness in the drawing. Thus, a computer pen according to this embodiment of the invention can be used to generate handwritten electronic messages and similar formations, as well as other forms of drawings. The computer pen according to this embodiment can therefore be used in conjunction with computer-processed tasks, as they are today carried out on paper.

Měřič tlakové citlivosti 20 je přednostně vyroben z vodivého gumového materiálu. Na jedné straně tohoto gumového disku je stálý elektrický kontakt, zatímco elektrický kontakt na druhé straně je spojen, když na kuličku začne působit tlak. Gumový disk má takový tvar, že při zvětšení tlaku na kuličku se zvětší povrch kontaktu. Jinak by měřič tlakové citlivosti 20 mohl být piezoelektrický nebo by se mohlo jednat o tenzometr.The pressure sensitivity meter 20 is preferably made of a conductive rubber material. On one side of this rubber disc there is a constant electrical contact, while the electrical contact on the other side is connected when pressure is applied to the ball. The rubber disc is shaped so that when the pressure on the ball is increased, the contact surface increases. Otherwise, the pressure sensitivity meter 20 could be piezoelectric or a strain gauge.

Struktura pera dále obsahuje procesor 18, který je ve znázorněném provedeni součásti pera. Jinak může být procesor 18 zabudován ve vysllači/přjímači nebo v počítači, v němž jsou signály detekované z optickéhoThe tongue structure further comprises a processor 18 which is a pen component in the illustrated embodiment. Alternatively, the processor 18 may be embedded in a transmitter / receiver or computer in which the signals are detected from the optical

-10snlmaclho zařízeni 11 a měfiče tlakové citlivosti 20, pokud je instalován, převáděny na elektronické signály, které jsou prostřednictvím vysilače infračerveného či radiového záření vysílány bezdrátově do počítače. Bezdrátové spojeni bude v preferovaném provedeni založeno na vysíláni radiové frekvence. Jako zdroj pro elektronické jednotky H, 18, 22 v peru je instalována ve spojení s procesorem 18 vyměnitelná a (nebo) akumulační baterie 17. např. lithiová baterie.The transducer 11 and the pressure sensing transducer 20, if installed, are converted into electronic signals which are transmitted wirelessly to a computer via an infrared or radio transmitter. In a preferred embodiment, the wireless connection will be based on radio frequency transmission. A replaceable and / or accumulator battery 17, e.g. a lithium battery, is installed in conjunction with the processor 18 as a power supply for the electronic units H, 18, 22.

Obrázek 5 znázorňuje strukturu optického detekčního zařízení H. Jeho struktura byla již výše vysvětlena v souvislosti s obrázkem 3. Jak ukazuje obrázek 5, detekční zařízeni H obsahuje kryt 23, v němž se nachází světelný zdroj 12, systém čoček, např. optický dvojhranol 13, rozkladný objektiv 14, např. reflektor, a kuličku 2 pokrytou informační vrstvou instalovanou v krytu 23.Figure 5 shows the structure of the optical detection device H. Its structure has already been explained above in relation to Figure 3. As shown in Figure 5, the detection device 11 comprises a housing 23 housing a light source 12, a lens system, e.g. an optical double prism 13, a lens 14, such as a reflector, and a ball 2 covered with an information layer installed in the housing 23.

Dále mohou být v peru zabudovány dva nebo větší počet akcelerometrů. Akcelerometr měří zrychleni pera v jednom, dvou či třech rozměrech. Kombinací dalších možných funkcí pera lze docílit toho, že pokud jde o funkci psáni, bude výkon této funkce psaní plně srovnatelný s běžným kuličkovým perem atd.In addition, two or more accelerometers can be built into the pen. The accelerometer measures the acceleration of the pen in one, two or three dimensions. By combining other possible pen functions, the performance of this writing function will be fully comparable to a conventional ballpoint pen, etc., as far as the writing function is concerned.

Když se hlava kuličky pera pohybuje vzhledem k podložce, čímž se provádi zápis do počítače, bude měřič tlakové citlivosti 20 vždy vykazovat určitý tlak. Když se hlava kuličky pera zvedne z podložky, např. když je pero pozvednuto, aby začalo psát nové slovo, písmeno, kreslit kresbu atp., je v běžné situaci žádoucí, aby se kurzor posunul do nové počáteční polohy, aniž by se tak na obrazovce počítače (v dokumentu) objevila čára.As the ball head of the pen moves relative to the pad, thereby writing to the computer, the pressure sensitivity meter 20 will always have a certain pressure. When the pen ball head is lifted from the pad, for example, when the pen is lifted to start typing a new word, letter, draw a drawing, etc., it is normally desirable for the cursor to move to a new starting position without line (in the document) appeared.

Měřeni zrychleni pera je převáděno do procesoru elektronického signálu a lze detekovat pohyb pera vzhledem k ose x a ose y.The pen acceleration measurement is transferred to the electronic signal processor, and the movement of the pen relative to the x-axis and y-axis can be detected.

Pero je pak možno využít v softwarovém programu pro psáni a kreslení tak, že když je aktivována hlava kuličky vhledem k podložce ve formě pohybu, bude tento pohyb převáděn na záznam pohybu kurzoru vzhledem k ose x a ose y. Měřič tlakové citlivosti bude současně zaznamenávat příslušný tiak na hlavu kuličky. Kombinace obou těchto pohybů vyvolá např. pohyb, který bude zaznamenán jako čára, písmeno nebo jiný elektronický psaný znak. Když je peroThe pen can then be used in a writing and drawing software program such that when the ball head is activated with respect to the mat in the form of movement, this movement is converted to record the movement of the cursor relative to the x-axis and y-axis. The pressure sensitivity meter will simultaneously record the corresponding teat on the ball head. Combining both of these movements causes, for example, a movement that will be recorded as a line, letter, or other electronic written character. When the pen

-11• 9 99 • 9 9 · • · ·· • · · 9 *-11 • 9 99 • 9 9

9 9 99 9 9

99 » «9 99 «9 • 9 · · 9 9 9 9 • · 9 9 9 9 9 • · 99 99999999 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 999999

9 9 9 9 • 9 9 99 99 99 zvednuto z podložky, aby se kurzor posunul do nové počáteční polohy k započetl nové čáry, písmene či jiného elektronického psaného znaku, poklesne tlak na měřiči tlakové citlivosti na nulu. Když tlak poklesne na nulu, akcelerometr či akceierometry provedou detekci pohybu pera vzhledem k osám x a y a kurzor se pak bude podle toho příslušně pohybovat vzhledem k osám x a y. Ve vztahu k pohybu danému otáčením kuličky se pohyb na základé detekce provedené akcelerometrem (akceierometry) neprojeví žádným elektronickým psaným znamením na obrazovce (čarou, znakem atp.).9 9 9 9 • 9 9 99 99 99 lifted from the pad to move the cursor to a new starting position to count a new line, letter, or other electronic writing character, the pressure sensitivity gauge drops to zero. When the pressure drops to zero, the accelerometer or actionierometers will detect the movement of the pen relative to the x and y axes and the cursor will then move accordingly relative to the x and y axes. In relation to the motion given by the rotation of the ball, the motion based on the detection by the accelerometer (actionierometry) does not show any electronic written sign on the screen (line, character, etc.).

Obrázky 6a, 6b a 7-10 znázorňuji různé detaily detekčního zaFIzenl podle preferovaného provedeni vynálezu, kde je detekční zařízeni přizpůsobeno detekci úhlového otáčeni, aniž by na jeho povrchu byly umístěny speciální značky.Figures 6a, 6b and 7-10 show various details of a detection device according to a preferred embodiment of the invention, wherein the detection device is adapted to detect the angular rotation without placing special marks on its surface.

Na obrázku sférická vlna 100 koherentního světla diverguje od bodového laserového zdroje 12, umístěného ve Fourierově rovině 110 spojné čočky 114 s ohniskovou vzdáleností f. Sférická vina 100 je kolimována do roviny vlny 101, která postupuje směrem k povrchu 102 kuličky 2. Povrch 102 je umístěn přtoližně ve Fourierově rovině 130 spojné čočky 114.In the figure, the spherical wave 100 of coherent light diverges from a point laser source 12 located in the Fourier plane 110 of the focal lens 114 with a focal length f. The spherical guilt 100 is collimated to the plane of the wave 101 that advances towards the surface 102 of the ball. aptly in the Fourier plane 130 of the lens 114.

Rovinná vlna 101 a povrchový prvek 104 v poloze A (obrázek 6b) generuji sférický rozptýlený odraz 105 s normálou v úhlu -Φ vzhledem k normále rovinné vlny 101. K tomu dochází tehdy, když je povrchový prvek 104 orientován tak, že úhel dopadu je roven úhlu odrazu. Po otočeni kuličky 2 o úhel Φ dojde díky stejnému povrchovému prvku 104, který je nyní vzhledem k rovinné vlně v poloze B, k novému odrazu v úhlu + Φ. Celkem dojde při otočení kuličky o úhel Φ při odrazu k otočení o úhel 2Φ. Obrázek 6b dále ukazuje odrazy v prostorových úhlech od detektorů 151 a 152 umístěných v rovině detektoru 150 vně Fourierovy roviny 110.Plane wave 101 and surface element 104 in position A (Figure 6b) generate a spherical scattered reflection 105 with a normal at an angle Φ of the plane wave normal 101. This occurs when the surface element 104 is oriented such that the incidence angle is equal to angle of reflection. After the ball 2 has been rotated by an angle Φ, the same surface element 104, which is now in the position B relative to the plane wave, will give a new reflection at the angle + Φ. In total, when the ball is rotated by an angle Φ, the reflection is rotated by an angle of 2Φ. Figure 6b further shows reflections at spatial angles from detectors 151 and 152 located in the plane of the detector 150 outside the Fourier plane 110.

Na obrázku 6b, znázorňujícím průřez preferovaným provedením je rovinná vlna 101 odražena a odkloněna od otáčejícího se povrchu 102. Tak vzniká odražený složený vlnový vzor 105, skládajíc! se z prvků generujících prostřednictvím konstruktivní a destruktivní interference mezi rozptýleným ·· »0 • · · 0 • · ·· • · · · • · 0 0 ·· ··In Figure 6b, showing a cross-section of a preferred embodiment, the planar wave 101 is reflected and deflected from the rotating surface 102. Thus, a reflected composite wave pattern 105 is formed, consisting of 10 ' of elements generating through constructive and destructive interference between scattered · 0 · · · 0 · · · · · 0 0 · · · ·

-12* ··> ·« ·· * · 0 0 0 0 • · · · 0 · 0 • · ♦ · 0·· 000 • · ♦ 0 0 a·· 0· «φ 00 zrcadlovým a nezrcadlovým odrazem bodové vzory. Odražený složený vlnový vzor 105 je Fourierovou transformaci převeden spojnou čočkou 114, vytvářející subjektivní bodový vzor 107, který se lineárně posunuje v rovině detektoru 150, na složený transformovaný vlnový vzor 106. Subjektivní bodový vzor 107 je nejdříve detekován prvním detektorem 151 a druhým detektorem 152. První detektor 151 má prostorový úhel Δ Φ a je umístěn v rovině detektoru 150 v úhlové vzdálenosti - Φ vzhledem k optické ose 103. Druhý detektor 152, přednostně obdobný prvnimu detektoru 151, je umistěn v úhlu +Φ, též v rovině detektoru 150. Detekční signály z obou detektorů 151 a 152 jsou uváděny do vzájemné korelace elektronickou cestou postupy známými v oboru. Sledováním časového zpožděni, které vytváří maximální korelaci mezi signály z obou detektorů, se získá doba přenosu subjektivního bodového vzoru, která je převedena na měřeni rychlosti otáčeni kuličky 2.-12 * 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 . The reflected composite wave pattern 105 is transformed by a Fourier transform by a coupled lens 114, forming a subjective point pattern 107, which linearly moves in the plane of the detector 150, to the composite transformed wave pattern 106. The subjective point pattern 107 is first detected by the first detector 151 and the second detector 152. The first detector 151 has a spatial angle Δ Φ and is located in the plane of the detector 150 at an angular distance - Φ relative to the optical axis 103. The second detector 152, preferably similar to the first detector 151, is positioned at + +, also in the plane of the detector 150. signals from both detectors 151 and 152 are correlated electronically by methods known in the art. By observing the time delay that creates the maximum correlation between the signals from both detectors, the transmission time of the subjective point pattern is obtained, which is converted to measure the rotation speed of the ball 2.

Na obrázku 7 je znázorněni optického využití detekčního zařízeni podle preferovaného provedeni detekce otáčeni kuličky. Jak ukazuje obrázek 7, paprsek odchýlený od laserového zdrqe 12 přednostně s vlnovou délkou v rozsahu 680 nm až 860 nm je zachycen čočkou 114 a převeden do kolimovaného či zaostřeného paprsku, osvětlujícího povrch kuličky 2. Bodový vzor je vytvořen ve vzdálenosti přibližně 20 mm od kuličky, kde je instalována čočka 114 a detektory 151,. 152,: 151 v, 152y. Tento bodový vzor bude představovat posun ve směru osy x- a y- podle otáčení kuličky. Přemístění bodů je přímo úměrné úhlovému otáčeni kuličky 2.Figure 7 is an illustration of the optical utilization of a detection device according to a preferred embodiment of the detection of the ball rotation. As shown in Figure 7, a beam deviated from laser source 12 preferably with a wavelength in the range 680 nm to 860 nm is captured by the lens 114 and transferred to a collimated or focused beam illuminating the surface of the ball 2. The dot pattern is formed approximately 20 mm from the ball wherein a lens 114 and detectors 151 are installed. 152,: 151 in, 152 y . This dot pattern will represent a shift in the x- and y- direction of rotation of the ball. The displacement of the points is directly proportional to the angular rotation of the ball 2.

Na obrázku 8 je průřez hlavnim profilem, znázorňující instalaci detektorů 151, 152 a čočky 114 vzhledem ke kuličce 2. V preferovaném provedení je ohnisko na povrchu kuličky, na rozdíl od ilustrace na obrázku 8, posunuto od středu kuličky, takže optická detekční osa 103 je posunuta od osy počítačového pera. To vyhovuje přípravě počítačového pera s hrubou kompenzaci naklonění pera při použití jakožto běžné psací potřeby. Tento náklon by jinak způsoboval určité chyby v nasměrováni detekce.Figure 8 is a cross-sectional view of the main profile illustrating the installation of detectors 151, 152 and lens 114 relative to the ball 2. In a preferred embodiment, the focus on the ball surface, unlike the illustration in Figure 8, is offset from the center of the ball so that the optical detection axis 103 is offset from the pen of the computer pen. This suits the preparation of a computer pen with coarse tilt compensation when used as a normal stationery. This tilt would otherwise cause some errors in the detection direction.

Když se kulička otáčí v daném směru, bude bodový vzor přenášen od jednoho detektoru ke druhému v příslušné skupině detektorů 151.152. Stanoveni směru, v němž se pohybuje bodový vzor, který odpovídá směru otáčeni kuličky, se provádi na základě sledováni hodnoty signálu z jednoho detektoru, zatfmco hladina signálu z druhého detektoru 152 roste. Velká hodnota detekčního signálu v prvním detektoru 151 a zároveň vzrůstajíc! sila signálu v druhém detektoru 152 je důsledkem pohybu od prvního detektoru 151 ke druhému detektoru 152.When the ball rotates in a given direction, the dot pattern will be transmitted from one detector to another in the respective detector group 151.152. The determination of the direction in which the dot pattern corresponding to the direction of rotation of the ball moves is based on monitoring the signal value from one detector while the signal level from the other detector 152 increases. Great value of the detection signal in the first detector 151 while increasing! the signal strength in the second detector 152 is due to movement from the first detector 151 to the second detector 152.

Na obrázku 9 je procesní schéma k odvozeni posunutí a směru bodového vzoru. Velikost otočeni kuličky by mohla být v tomto provedeni vymezena kalkulaci počtu ^průchodů nulou” pro signál z jednoho z detektorů zpracovaný vysokofrekvenčním filtrem. Schéma digitálního zpracováni podle obrázku 9 je použito proto, aby bylo možno zhruba stanovit nejen směr pohybu, ale též skutečné přemístěni bodového vzoru. Digitální procesor znázorněný na obrázku 10 je určen pro jeden směr. Signály z detektorů se nazýval AaB. Jak je vidět nahoře na obrázku 10, vytváří logický součinový člen (AND) a logický součtový člen (OR) ze signálů AaB signály Y a X. Čtyři klopné obvody na vstupu D jsou spojeny tak, že generuji na výstupu A3 počet náběhů a na výstupu B3 počet doběhů. Každý ze čtyř klopných obvodů na vstupu D bude přenášet stav na vstupu D při náběhu na vstupu označeném t. Výstup bude existovat, dokud nebude přijat obnovovací impuls (vstup R poklesne na nulu) či dokud nedojde při přenosu nového vstupu na D opět k náběhu na vstupu označeném Ť.Figure 9 is a process diagram for deriving offset and direction of a dot pattern. In this embodiment, the amount of ball rotation could be limited by calculating the number of zero passes for a signal from one of the detectors processed by the RF filter. The digital processing scheme of Figure 9 is used to roughly determine not only the direction of movement but also the actual displacement of the dot pattern. The digital processor shown in Figure 10 is designed for one direction. The signals from the detectors were called AaB. As seen in Figure 10 above, the logic AND (AND) and logic OR (OR) of Y and X signals from the A and B signals. The four flip-flops at input D are coupled to generate a number of breaks at output A3 and output B 3 number of runs. Each of the four flip-flops on input D will transmit a state on input D when the input is labeled t. The output will exist until a refresh pulse is received (input R drops to zero) or until a new input is transferred to D entry marked «.

Analogový signál ze všech čtyř detektorů je zesilován a zpracováván vysokofrekvenčním filtrem a poté je digitalizován prahovým klopným obvodem (Schmittovým). Tento obvod se vyznačuje malou mírou hystereze, čímž lze vyloučit chybnou detekci průchodu nulou.The analog signal from all four detectors is amplified and processed by a high frequency filter and then digitized by a threshold flip-flop (Schmitt). This circuit is characterized by a low degree of hysteresis, which makes it possible to avoid false detection of zero crossing.

Na obrázku 10 je další část procesního schématu znázorněného na obrázku 9. Signál z detektoru 15 je zesilován a usměrňován na stálou hodnotu v jednotce 200.Figure 10 is another part of the process diagram shown in Figure 9. The signal from the detector 15 is amplified and rectified to a fixed value in the unit 200.

• ·• ·

I • ·I • ·

-14V jednotce k detekci náběhů a doběhů 202 bude mít náběh signálu za následek vznik napětí na kondenzátorů C2, které bude větší než na kondenzátorů C1. Horní spouštěcí úroveň komparátoru 203 a fakt, že výstup na komparátoru vzroste, umožní provedení logického součinu AND1 pro synchronizaci laseru. C1 bude pak přes diodu D1 následovat změnu napětí na C2 směrem vzhůru s určitým rozdílem napětí. Když dojde k doběhu signálu, zůstane C1 na svém nejvyšším dosaženém napětí, dokud se C2 nepřiblíží této hodnotě napětí. Pokud k tomu dojde, poklesne dolní spouštěcí úroveň komparátoru 203 a hodnota na jeho výstupu. To umožní sledování změny napětí C2 prvky AND2 a C1 směrem dolů přes diodu D2 s určitým rozdílem napětí. Výsledkem tohoto zpracování signálu je konverze rostoucího napěťového signálu (náběhu signálu - pozn. překi.) na horní úroveň signálu a konverze klesajícího napěťového signálu (doběhu signálu- pozn. překi.) na dolní úroveň signálu. Tím je u signálů majících nízkou hodnotu poměru signálu k šumu zabezpečena imunita proti šumu.-14V In the ejection unit 202, the signal rise will result in a voltage at capacitors C2 that is greater than at capacitors C1. The upper trigger level of the comparator 203 and the fact that the output on the comparator increases will allow the AND1 to be performed for laser synchronization. C1 will then follow the diode D1 to change the voltage on C2 upwards with a certain voltage difference. When the signal coasts down, C1 remains at its highest voltage level until C2 approaches this voltage value. If this happens, the lower trigger level of the comparator 203 and its output value will drop. This will allow the voltage change C2 to be monitored down by the AND2 and C1 elements through the diode D2 with a certain voltage difference. The result of this signal processing is to convert the rising voltage signal to the upper signal level and to convert the decreasing voltage signal to the lower signal level. This ensures immunity to noise in signals having a low signal to noise ratio.

Pro vynález platí, že jako alternativu k výše popsanému počítačovému peru lze rozsah vynálezu definovaný v patentových nárocích také aplikovat v souvislosti s konstrukcí jiných typů vstupních zařízeni, jako jsou kulové ovládače či tradiční počítačové myši.For the invention, as an alternative to the above-described computer pen, the scope of the invention defined in the claims can also be applied in connection with the construction of other types of input devices, such as ball controls or traditional computer mice.

Claims (20)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Vstupní zařízeni, jako je např. počítačové pero (1), pro umístěni kurzoru na obrazovku počítače pohybem kuličky (2) vzhledem k podložce, přičemž tyto otáčivé pohyby kuličky (2) jsou převáděny na elektronické signály, a vstupní zařízeni obsahuje optické detekční zařízeni (11) k detekci úhlového otáčeni kuličky (2), přednostně ve dvou vzájemně kolmých směrech, vyznačující se tím, že uvedené optické detekční zařízení (11) obsahuje alespoň jeden zdrq (12) v podstatě koherentního elektromagnetického zářeni (100, 101) pro komunikaci s jedním nebo větším počtem detektorů (15, 151, 152) přes alespoň jednu čočku (13,14,114).An input device, such as a computer pen (1), for positioning the cursor on a computer screen by moving the ball (2) relative to the substrate, the rotating movements of the ball (2) being converted into electronic signals, and the input device comprising optical detection a device (11) for detecting angular rotation of the ball (2), preferably in two mutually perpendicular directions, characterized in that said optical detection device (11) comprises at least one source (12) of substantially coherent electromagnetic radiation (100, 101) for communicating with one or more detectors (15, 151, 152) via at least one lens (13,14,114). 2. Vstupní zařízeni podle nároku 1, vyznačující se tím, že optické detekční zařízeni (11) je přizpůsobeno detekci pohybu bodového vzoru (105, 106) generovaného elektromagnetickým zářením, které se rozptyluje na zrnité struktuře povrchu (102,104) kuličky (2), jako je např. přírodní povrch.An input device according to claim 1, characterized in that the optical detection device (11) is adapted to detect the movement of a dot pattern (105, 106) generated by electromagnetic radiation that scatters on the granular structure of the surface (102,104) of the ball (2). is, for example, a natural surface. 3. Vstupní zařízeni podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že optické detekční zařízeni (11) zahrnuje první a druhou sadu detektorů (151, 152) a společný laserový zdroj (12), přičemž každá sada detektorů (151, 152) je přizpůsobena detekci úhlového otáčení (Φ) v prvním a druhém směru.The input device of claim 1 or 2, wherein the optical detection device (11) comprises a first and a second set of detectors (151, 152) and a common laser source (12), each set of detectors (151, 152) being adapted to detect angular rotation (Φ) in the first and second directions. 4. Vstupni zařízeni podle nároku 3, vyznačující se tím, že každá sada detektorů (151, 152) obsahuje dva detektory (151x, 152y; 151x, 152y), které jsou instalovány tak, že bodový vzor vycházejíc! postupně z povrchu (102) kuličky (2) je detekován prvním detektorem (151) a pak druhým detektorem (152) na základě úhlového otáčeni (Φ) kuličky (2).An input device according to claim 3, characterized in that each set of detectors (151, 152) comprises two detectors (151 x , 152 y ; 151 x , 152 y ) which are installed such that the dot pattern emanates from the detector. successively from the surface (102) of the ball (2) is detected by a first detector (151) and then a second detector (152) based on the angular rotation (Φ) of the ball (2). • · • · ·♦ • · · · · • · · · ·· ♦· (V w -fy• • • • • • • • • • • • • In w -fy 49 99 ·· ' • · · · · ♦ • · · · · · • ·· ··· ··· • · 9 949 99 · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 49 99 „ZMĚNĚNÝ USP99 49 99 'AMENDED USP 5. Vstupní zařízeni podle nároku 4, vyznačující se tím, že doba přechodu mezi detekovanými bodovými oblastmi (107) je určena elektronickým zařízením.An input device according to claim 4, characterized in that the transition time between the detected point areas (107) is determined by an electronic device. 6. Vstupni zařízeni podle nároku 1, vyznačující se tím, že kulička (2) je na povrchu opatřena značkami (8, 9), které jsou opticky detekovatelné elektronickým zařizenfm (11).Input device according to claim 1, characterized in that the ball (2) is provided on the surface with marks (8, 9) which are optically detectable by the electronic device (11). 7. Vstupni zařízeni podle nároku 6, vyznačující se tím, že oblast na povrchu kuličky (2) osvětlená koherentním světlem (100, 101) je v podstatě stejné velikosti jako detekovatelné značky (8, 9) na povrchu.Input device according to claim 6, characterized in that the area on the surface of the ball (2) illuminated by coherent light (100, 101) is substantially the same size as the detectable marks (8, 9) on the surface. 8. Vstupní zařízeni podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že detekční zařízeni obsahuje laserový zdroj (12), difrakční optický prvek (13) a (nebo) systém čoček (14,114)) včetně jedné nebo většího počtu kolimačnfch čoček (114) a přednostně také cirkulační čočky, děliče polarizačního paprsku (13), čtvrtvlnové destičky (25) a jednoho nebo většího počtu detektorů (15, 151, 152).The input device of claim 6 or 7, wherein the detection device comprises a laser source (12), a diffractive optical element (13) and (or) a lens system (14,114)) including one or more collimating lenses (114) and preferably also circulating lenses, a polarizing beam splitter (13), a quarter-wave plate (25), and one or more detectors (15, 151, 152). 9. Vstupní zařízeni podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že kulička (2) obsahuje jádro (7), které je pokryto vrstvou značení (8), obsahující značky, reflexní vrstvou (9) a ochrannou vrstvou (10).Input device according to claim 6 or 7, characterized in that the ball (2) comprises a core (7) which is covered with a marking layer (8) comprising marks, a reflective layer (9) and a protective layer (10). 10. Vstupní zařízeni podle nároku 6 nebo 7, vyznačující se tím, že značky na kuličce (2) jsou detekovatelné CCD kamerou detekčního zařízeni (10).The input device according to claim 6 or 7, characterized in that the marks on the ball (2) are detectable by a CCD camera of the detection device (10). 11. Vstupní zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že detektory (15, 151, 152) jsou v sestavě, např. v kvadratickém |VW£T -77 „ZMĚNĚNÝ LIST* uspořádáni, určené pro detekci relativního pohybu směru a vzdálenosti dané značky na povrchu kuličky vzhledem k detekčnímu zařízeni.The input device according to any one of the preceding claims, characterized in that the detectors (15, 151, 152) are arranged in a configuration, eg in a quadratic "modified sheet", designed to detect relative directional movement and the distance of the mark on the surface of the ball relative to the detection device. 12. Vstupní zařízeni podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že alespoň jeden paprsek zdroje elektromagnetického zářeni (12) je rozdělen na dva nebo větší počet paprsků.An input device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one beam of the electromagnetic radiation source (12) is divided into two or more beams. 13. Vstupní zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že kulička (2) je vyrobena z oceli.Input device according to any one of the preceding claims, characterized in that the ball (2) is made of steel. 14. Vstupní zařízení podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zařízení je vybaveno měřičem tlakové citlivosti (20) k zaznamenáván, tlaku na kuličku.An input device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is equipped with a pressure sensitivity meter (20) for recording the pressure on the ball. 15. Vstupní zařízen, podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zařízení je vybaveno akcelerometrem schopným měřit zrychlení zařízení v jednom, dvou nebo třech rozměrech.An input device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is equipped with an accelerometer capable of measuring the acceleration of the device in one, two or three dimensions. 16. Vstupní zařízen, podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zařízeni je sestrojeno jako počítačové pero (1) obsahující v podstatě trubicový kryt (3), v němž je na jenom konci instalována otáčivá kulička (2).An input device according to any one of the preceding claims, characterized in that the device is designed as a computer pen (1) comprising a substantially tubular housing (3) in which a rotatable ball (2) is installed at only one end. 17. Vstupní zařízení podíe kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vstupní zařízení dále obsahuje procesor elektronického signálu (An input device according to any one of the preceding claims, characterized in that the input device further comprises an electronic signal processor ( 18) k převodu signálů z optického detekčního zařízení (11) na signály odpovídající směru nebo směrům, v nichž se kulička otáčí.18) to convert signals from the optical detection device (11) into signals corresponding to the direction or directions in which the ball rotates. PVWK-T?PVWK-T • · v ·>··• · v ·> ·· --V--IN H' ·· ·· » · · 4 > tata « ·· · ··<H '·· ··· · · 4> tata «·· · ·· < '7 LIST ··'7 LIST ·· -1618. Vstupni zařízení podle předcházejícího nároku, vyznačující se tím, že ohnisko optického detekčního zařízeni (11) je asymetricky položeno vzhledem k povrchu kuličky (2).-1618. The input device according to the preceding claim, characterized in that the focus of the optical detection device (11) is asymmetrically positioned with respect to the surface of the ball (2). 19. Vstupní zařízeni podle kteréhokoli z předcházejících nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že otáčivé pohyby kuličky (2) jsou převáděny na dvě hřídele, které jsou přednostně navzájem kolmé, a úhlové otáčeni (Φ) každé z hřídelí je detekováno optickým detekčním zařízením (11).An input device according to any one of the preceding claims 1 to 18, characterized in that the rotational movements of the ball (2) are converted into two shafts which are preferably perpendicular to each other and the angular rotation (Φ) of each of the shafts is detected by an optical detection device. (11). 20. Vstupni zařízeni podle kteréhokoli z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že vstupní zařízení dále obsahuje baterii (17) a zařízeni k měření kapacity baterie, které je schopno generovat signály indikující zbývající kapacitu baterie vstupního zařízení a přenášet tyto signály do počítače.An input device according to any preceding claim, wherein the input device further comprises a battery (17) and a battery capacity measuring device capable of generating signals indicating the remaining battery capacity of the input device and transmitting the signals to a computer. W© 93/25247W 93 93/25247
CZ19992855A 1998-02-11 1998-02-11 Input device for computer CZ285599A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992855A CZ285599A3 (en) 1998-02-11 1998-02-11 Input device for computer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ19992855A CZ285599A3 (en) 1998-02-11 1998-02-11 Input device for computer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ285599A3 true CZ285599A3 (en) 2000-03-15

Family

ID=5465708

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19992855A CZ285599A3 (en) 1998-02-11 1998-02-11 Input device for computer

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ285599A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0978028B1 (en) An input device for a computer
EP1591880B1 (en) Data input devices and methods for detecting movement of a tracking surface by a speckle pattern
US6985138B2 (en) Input writing device
EP1086354B1 (en) Surface sensing device with optical sensor
AU726304B2 (en) Marking device for electronic presentation board
EP0854413B1 (en) Input device
JP4100575B2 (en) Pen-shaped light mouse
US7839394B2 (en) Electronic pen device
US6618038B1 (en) Pointing device having rotational sensing mechanisms
US20050156915A1 (en) Handwritten character recording and recognition device
WO2006007306A2 (en) Determination of orientation parameter of an elongate object with a scan beam apparatus
KR20030022414A (en) Digital pen
US20040114834A1 (en) Handwritten character recording and recognition device
KR20020050787A (en) Optical mouse
KR20030062032A (en) Digital pen device
CZ285599A3 (en) Input device for computer
WO2002069247A1 (en) Handwritten character recording and recognition device
US20240036660A1 (en) Electronic pen
KR100495688B1 (en) Pen type optical mouse
CZ285699A3 (en) Output device for computer
AU755920B2 (en) Marking device for electronic presentation board
JP2023151395A (en) Electronic device
CA2257124A1 (en) Rotationally actuated position sensor

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic