ES2600310B1 - System and procedure for mouse emulation by light beam - Google Patents
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- G06F3/0386—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry for light pen
Abstract
Sistema y procedimiento para emulación de ratón mediante haz de luz.#Esta invención permite mediante el uso de un haz de luz, que puede ser un puntero laser, proyectado directamente sobre la pantalla del ordenador, emular el uso del ratón. Un software, con base en la imagen proporcionada por un elemento captador, calcula las coordenadas del punto en que incide el haz de luz y hace que el cursor del ordenador siga las evoluciones del mismo.#Puede, también, mediante algunas operatorias emular la pulsación de los botones del ratón.#Con el uso de teclados virtuales se puede introducir textos con lo que el control del ordenador es prácticamente completo.#Con este sistema, usuarios con ciertas discapacidades, pueden usar cualquier software estándar sin necesidad de adaptaciones especiales.System and method for mouse emulation using a light beam. # This invention allows the use of a light beam, which can be a laser pointer, projected directly on the computer screen, to emulate the use of the mouse. A software, based on the image provided by a pickup element, calculates the coordinates of the point where the beam of light strikes and causes the computer cursor to follow the evolutions thereof. # You can also, by some operations emulate the pulsation of the mouse buttons. # With the use of virtual keyboards you can enter texts with which the control of the computer is practically complete. # With this system, users with certain disabilities can use any standard software without special adaptations.
Description
DESCRIPCIÓN DESCRIPTION
Sistema y procedimiento para emulación de ratón mediante haz de luz. System and procedure for mouse emulation by light beam.
INDICACIÓN DEL SECTOR Y ESTADO DE LA TÉCNICA 5 INDICATION OF THE SECTOR AND STATE OF THE TECHNIQUE 5
Las interfaces humanas de entrada más populares en los equipos informáticos son el teclado y el ratón. The most popular human input interfaces in computer equipment are the keyboard and mouse.
Los sistemas informáticos presentan la información, texto o gráfica, al usuario y este mediante movimientos del ratón desplaza un cursor por la 10 pantalla, permitiéndole apuntar diferentes elementos en ella presentados. Con los pulsadores que el ratón posee, puede disparar la ejecución de diferentes acciones, normalmente relacionadas con el elemento apuntado. Para la introducción de elementos de texto el usuario dispone del teclado. The computer systems present the information, text or graphic, to the user and this by means of mouse movements moves a cursor on the screen, allowing him to point different elements presented therein. With the buttons that the mouse has, it can trigger the execution of different actions, normally related to the pointed element. For the introduction of text elements the user has the keyboard.
Hay circunstancias que imposibilitan a ciertos usuarios el manejo de estos 15 dispositivos impidiéndoles o cuando menos dificultándoles el uso del ordenador. There are circumstances that make it impossible for certain users to handle these 15 devices preventing them or at least making it difficult for them to use the computer.
EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN EXPLANATION OF THE INVENTION
20 twenty
Esta invención permite mediante la proyección de un haz de luz, que puede ser un puntero laser, emular el funcionamiento del ratón. Si el usuario conserva cierta movilidad en alguna parte de su cuerpo se puede sujetar a esta el puntero, y de esta manera quedará posibilitado para el manejo del ordenador. 25 This invention allows the projection of a beam of light, which can be a laser pointer, to emulate the operation of the mouse. If the user retains some mobility in some part of his body, the pointer can be attached to it, and in this way it will be enabled for the use of the computer. 25
La operatoria es simple. El usuario desplaza el elemento emisor de luz (2), que puede ser un puntero laser, por la pantalla (1) y el cursor va siguiendo las evoluciones de este permitiéndole de esta manera señalar los diferentes elementos en ella mostrados. Cumpliendo determinadas condiciones, que se explican más adelante, el usuario puede emular 30 también los botones del ratón. The operation is simple. The user moves the light emitting element (2), which can be a laser pointer, through the screen (1) and the cursor follows the evolution of this allowing him to point out the different elements shown therein. By fulfilling certain conditions, which are explained below, the user can also emulate the mouse buttons.
Emulando el ratón el usuario también queda posibilitado para introducir los elementos de texto. Para eso bastará con el empleo de teclados virtuales en pantalla. By emulating the mouse the user is also able to enter the text elements. This will be enough with the use of virtual keyboards on the screen.
Si un usuario con discapacidad conserva cierta movilidad en alguna parte 35 de su cuerpo podemos fijarle el puntero. Por ejemplo: un frontal, un brazalete… De esta manera puede hacer uso del ordenador sin prácticamente restricciones. If a user with disabilities retains some mobility in some part of his body we can fix the pointer. For example: a front, a bracelet ... This way you can make use of the computer without practically restrictions.
Como se muestra en la figura 1, un elemento emisor de luz (2) envía un 40 haz de luz (4), que puede ser laser, sobre la pantalla (1) del equipo informático. Un elemento captador (3), que puede ser una webcam, capta As shown in Figure 1, a light emitting element (2) sends a beam of light (4), which can be laser, on the screen (1) of the computer equipment. A pickup element (3), which can be a webcam, captures
la imagen de la pantalla y mediante un software (9) ejecutado en el equipo informático (8) se determina la posición de impacto del haz sobre la pantalla. Este software (9) es capaz de, con base en esta posición y sus movimientos, realizar operaciones como mover el cursor, emular pulsaciones de los botones del ratón, ejecución de determinadas 5 operaciones y mediante el uso de teclados virtuales, realizar entradas de teclado, permitiéndonos de esta manera el control total del equipo. the image of the screen and by means of software (9) executed in the computer equipment (8) the position of impact of the beam on the screen is determined. This software (9) is capable of, based on this position and its movements, performing operations such as moving the cursor, emulating mouse button presses, executing certain 5 operations and using virtual keyboards, making keyboard inputs , thus allowing us full control of the equipment.
Una de las principales dificultades es discriminar el punto del haz sobre la pantalla (1) y la imagen que en él se representa y calcular las coordenadas 10 en que este se encuentra. Para facilitar esta discriminación es conveniente separar la imagen que se presenta en la pantalla del punto luminoso proyectado por el elemento emisor de luz (2). One of the main difficulties is to discriminate the beam point on the screen (1) and the image that is represented on it and calculate the coordinates 10 in which it is located. To facilitate this discrimination, it is convenient to separate the image presented on the screen from the light spot projected by the light emitting element (2).
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS 15 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS 15
Figura 1: Representación de bloques del sistema. Figure 1: Representation of system blocks.
Figura 2: Representación de bloques del sistema en su versión de polarización. Figure 2: Representation of system blocks in their polarization version.
Figura 3: Representación de bloques del sistema en su versión de 20 reflexión. Figure 3: Representation of system blocks in their 20 reflection version.
Figura 4: Representación zonas de seguimiento del cursor (opción 1). Figure 4: Representation of cursor tracking zones (option 1).
Figura 5: Representación zonas de seguimiento del cursor (opción 2). Figure 5: Representation of cursor tracking zones (option 2).
Figura 6: Ejemplo de sujeción y uso del puntero. Figure 6: Example of holding and using the pointer.
25 25
REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN PREFERRED EMBODIMENT OF THE INVENTION
Para resolver el problema, anteriormente descrito, de identificación del punto donde incide el haz de luz se proponen las siguientes realizaciones: To solve the problem, described above, of identifying the point where the beam of light strikes, the following embodiments are proposed:
30 30
Opción polarizador, mostrada en la figura 2: Polarizing option, shown in Figure 2:
Las pantallas LCD, muy frecuentes en los equipos informáticos, emiten luz polarizada. Con el uso de un filtro polarizador (5) podemos, debidamente orientado, hacer desaparecer la imagen presentada en la pantalla, viendo sin embargo todo el resto incluido el punto luminoso provocado por el haz 35 de luz. Poniendo el filtro polarizador (5), debidamente orientado, delante de la cámara, esta captará una imagen de la pantalla y su entorno incluido el haz luminoso pero sin la imagen que se muestra en ella. De esta manera la cámara obtiene una imagen similar a la que se obtendría con la pantalla apagada, quedando muy simplificada la localización del punto 40 luminoso y por consiguiente el software (9). LCD screens, very common in computer equipment, emit polarized light. With the use of a polarizing filter (5) we can, properly oriented, make the image presented on the screen disappear, however seeing all the rest including the light spot caused by the light beam 35. Putting the polarizing filter (5), properly oriented, in front of the camera, it will capture an image of the screen and its surroundings including the light beam but without the image shown on it. In this way the camera obtains an image similar to that which would be obtained with the screen turned off, the location of the luminous point 40 being very simplified and therefore the software (9).
Opción reflexión, mostrada en la figura 3: Reflection option, shown in Figure 3:
Cuando no se pueda usar la opción anterior, o en otros casos que convenga, se puede poner un elemento plano y transparente (6), por ejemplo cristal, entre el usuario y la pantalla según se presenta en la figura 5 3, de tal forma que el haz del puntero se divida en dos. Una parte sigue proyectándose sobre la pantalla permitiendo su seguimiento al usuario y otra se refleja proyectándose sobre una superficie (7). Un elemento captador (3), que puede ser una webcam, recoge la imagen del punto, producido por el elemento emisor de luz (2), proyectado sobre la superficie 10 (7) y el software (9) realiza los cálculos y operaciones precisas. (Según la posición de la cámara la superficie deberá ser traslucida). De esta manera la imagen que nos entrega el elemento captador (3) solo contiene el punto luminoso creado por el elemento emisor de luz (2) con lo que también queda simplificado el cálculo. 15 When the previous option cannot be used, or in other cases that is convenient, a flat and transparent element (6), for example glass, can be placed between the user and the screen as presented in Figure 5 3, in such a way Let the pointer beam be divided in two. One part continues to be projected on the screen allowing its tracking to the user and another part is reflected projecting on a surface (7). A sensor element (3), which can be a webcam, collects the image of the point, produced by the light emitting element (2), projected on the surface 10 (7) and the software (9) performs the calculations and precise operations . (Depending on the position of the camera the surface should be translucent). In this way, the image delivered by the sensor element (3) only contains the light point created by the light emitting element (2), which also simplifies the calculation. fifteen
La invención incluye procedimientos para el seguimiento del cursor y la selección y ejecución de diferentes operaciones. The invention includes procedures for tracking the cursor and selecting and executing different operations.
Son dos los problemas a resolver: La selección de la operación a ejecutar 20 (ejemplo. Click botón derecho, doble click…) y la ejecución de esta operación siendo la única herramienta disponible el haz de luz. There are two problems to solve: The selection of the operation to execute 20 (example. Right click, double click ...) and the execution of this operation being the only tool available the beam of light.
Selección de la operación: Un menú emergente que para evitar la ocupación innecesaria de un espacio de pantalla, aparece y desaparece según unas condiciones especificadas. Ejemplo: aparece al llevar el punto 25 luminoso fuera del espacio de captura de la cámara… Mediante este menú el usuario puede seleccionar que operación (Doble click….) se realizará cuando se cumpla la condición de ejecución. Del mismo modo puede seleccionar la aparición del teclado virtual, simulador de rueda de ratón… Operation selection: A pop-up menu that, to avoid unnecessary occupation of a screen space, appears and disappears according to specified conditions. Example: appears when the luminous point 25 is taken out of the camera's capture space ... Through this menu the user can select which operation (Double click ...) will be performed when the execution condition is met. Similarly you can select the appearance of the virtual keyboard, mouse wheel simulator ...
Ejecución de la operación: Se puede establecer una condición que será la 30 que desencadene la ejecución de la operación seleccionada. Ejemplo: Cuando el usuario permanece con el haz sin desplazarlo durante un periodo de tiempo. (se considera no desplazamiento a estar en las proximidades de un punto durante ese periodo de tiempo). Otras condiciones pueden darse como se describe más adelante. 35 Execution of the operation: You can set a condition that will be the 30 that triggers the execution of the selected operation. Example: When the user remains with the beam without displacing it for a period of time. (it is considered no displacement to be in the vicinity of a point during that period of time). Other conditions may occur as described below. 35
Si el seguimiento del cursor al punto luminoso se hace preciso (el cursor se posiciona en el lugar donde está el haz) es difícil el apuntar a objetos pequeños, y más difícil aún mantenerse encima de ellos. Para conseguir una mayor precisión y menor dependencia de la estabilidad del puntero se 40 pueden usar diferentes algoritmos. El descrito en la figura 4 por ejemplo If the tracking of the cursor to the light point becomes precise (the cursor is positioned in the place where the beam is) it is difficult to point at small objects, and even harder to stay on top of them. To achieve greater accuracy and less dependence on the stability of the pointer, different algorithms can be used. The one described in figure 4 for example
establece varias zonas alrededor del cursor y diferente comportamiento para cada una de ellas. It establishes several zones around the cursor and different behavior for each of them.
Zona A: la permanencia del haz en esta zona desencadena la ejecución de la operación seleccionada según algún procedimiento como el descrito anteriormente. 5 Zone A: the permanence of the beam in this zone triggers the execution of the selected operation according to some procedure like the one described above. 5
Zona B: Mientras el haz este en esta zona no se realiza operación alguna. Zone B: While the beam is in this zone no operation is performed.
Zona C: El cursor se desplazará en dirección al haz a velocidad reducida. Zone C: The cursor will move in the direction of the beam at reduced speed.
Zona D: El cursor se desplazará en dirección al haz a gran velocidad. Zone D: The cursor will move in the direction of the beam at high speed.
De esta manera el usuario puede desplazar el cursor rápidamente hasta la zona de destino. Posicionarse con precisión y desencadenar la operación 10 deseada situando el haz sobre el cursor. El hecho de tener una zona de inactividad y otra para desencadenar la operación le da mayor control a la hora de ejecutar los comandos u operaciones. In this way the user can move the cursor quickly to the destination area. Position precisely and trigger the desired operation 10 by placing the beam on the cursor. Having one zone of inactivity and another to trigger the operation gives you greater control when executing commands or operations.
Las zonas C y D se pueden unificar en una como se propone en la figura 5 15 (E) donde la velocidad de desplazamiento del cursor sea variable en función de la distancia entre el cursor y el haz de luz. Zones C and D can be unified into one as proposed in Figure 5 15 (E) where the cursor travel speed is variable depending on the distance between the cursor and the light beam.
Este seguimiento implica que la captura del haz se deberá realizar también fuera de la zona de imagen de la pantalla como se ve claramente en la figura 6 20 This tracking implies that the capture of the beam should also be carried out outside the image area of the screen as clearly seen in Figure 6 20
Todo lo anteriormente descrito requiere de un proceso de calibración para establecer la relación entre las coordenadas del punto luminoso en la imagen proporcionada por la cámara y las coordenadas correspondientes en la pantalla. A modo de ejemplo, dentro de los múltiples métodos posibles para ese cometido, el software (9) puede solicitar al usuario que 25 apunte el haz de luz en puntos conocidos como pueden ser las cuatro esquinas de la pantalla y memorizar sus valores. Everything described above requires a calibration process to establish the relationship between the coordinates of the light spot in the image provided by the camera and the corresponding coordinates on the screen. As an example, within the multiple possible methods for that purpose, the software (9) can request the user to point the beam at points known as the four corners of the screen and memorize their values.
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