RU2073907C1 - Device for input of hand-written or graphical information to computer - Google Patents
Device for input of hand-written or graphical information to computer Download PDFInfo
- Publication number
- RU2073907C1 RU2073907C1 SU5033919A RU2073907C1 RU 2073907 C1 RU2073907 C1 RU 2073907C1 SU 5033919 A SU5033919 A SU 5033919A RU 2073907 C1 RU2073907 C1 RU 2073907C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- computer
- contacts
- hollow body
- metal ring
- writing
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области периферийных устройств ЭВМ и может быть использовано для ввода рукописной, графической информации и команд в ЭВМ без помощи клавиатуры. The invention relates to the field of computer peripheral devices and can be used to enter handwritten, graphic information and commands into computers without using a keyboard.
Известны устройства для ввода рукописной и/или графической информации в ЭВМ, представляющие собой подключаемый к ЭВМ оптоэлектронный блок ("сканер"), в котором, при перемещении его по поверхности листа с уже написанным текстом или рисунком происходит локальное освещение узкой полосы листа и регистрация изображения этой полосы линейной последовательностью фотопреобразователей. Known devices for inputting handwritten and / or graphical information into computers, which are connected to a computer optoelectronic unit ("scanner"), in which, when moving it over the surface of a sheet with already written text or drawing, local illumination of a narrow strip of sheet occurs and image registration this strip with a linear sequence of photoconverters.
Наличие или отсутствие текста или контуров рисунков или букв определяется по различной величине отраженного сигнала (Фигурнов В.Э. Работа пользователя с IBM PC, Москва, Интерквадро, 1990 г. с.41). The presence or absence of text or outlines of figures or letters is determined by the different magnitude of the reflected signal (V. Figurnov. User work with IBM PC, Moscow, Interquadro, 1990, p. 41).
Недостатком данного устройства является сложность его технической реализации, невозможность ввода или редактирования рукописного текста или рисунка в процессе его написания. The disadvantage of this device is the complexity of its technical implementation, the inability to enter or edit handwritten text or drawing in the process of writing it.
Известны также устройства для ввода рукописной, а так же графической информации в ЭВМ, представляющие собой подключаемый кабелем к ЭВМ электронно-механический или оптоэлектронный блок ("мышь"), в котором при перемещении его по поверхности стола происходит качение обрезиненного шарика и вращение связанных с ним датчиков, фиксирующих перемещение шарика относительно осей Х и Y. Also known are devices for inputting handwritten as well as graphical information into computers, which are an electronic mechanical or optoelectronic unit (“mouse”) connected by cable to a computer, in which when it is moved across the surface of the table, the rubber ball rolls and rotates associated with it sensors detecting the movement of the ball relative to the X and Y axes.
Вращение датчиков преобразуется в электрический сигнал, который поступает по кабелю в ЭВМ и отображается на экране дисплея в виде линий и/или знаков. Кроме того, на блоке имеются кнопки, управляющие режимом работы "мыши" (ж. Компьютер Пресс, 1989 г. N 10, с. 22). The rotation of the sensors is converted into an electrical signal, which enters the computer through a cable and is displayed on the display screen in the form of lines and / or signs. In addition, there are buttons on the unit that control the operation mode of the mouse (G. Computer Press, 1989
Недостатком данного устройства является практическая невозможность написания рукописных знаков из-за большого размера шарика, отсутствия "следов" на бумаге, невозможности наблюдать, как при письме, что пишет в данный момент шарик, так как он находится вне поля зрения оператора, под днищем "мыши". Кроме того, наличие соединительного кабеля мешает работе. Данное устройство при изготовлении требует прецизионной обработки механических деталей и узлов и поэтому достаточно дорого. The disadvantage of this device is the practical impossibility of writing handwritten characters due to the large size of the ball, the absence of “traces” on paper, the inability to observe how, when writing, what the ball is writing at the moment, since it is out of the operator’s field of view, under the bottom of the “mouse” " In addition, the presence of a connecting cable interferes with the operation. This device in the manufacture of requires precision machining of mechanical parts and assemblies and therefore quite expensive.
Известны устройства для ввода графической и/или рукописной информации, представляющие собой планшет с нанесенной на его поверхность или размещенной в соседних слоях вблизи поверхности координатной сетки, представляющей собой взаимно перпендикулярно размещенные проводники. Движение ручки по листу бумаги, размещенному на планшете, вызывает появление последовательности электрических контактов в точках пересечения проводников (Пат. Японии B41-57366, G 06 F 3/03, G 06 K 11/06. Опубл. 89.12.05 N 6-1435). Known devices for inputting graphic and / or handwritten information, which are a tablet with a surface printed on it or placed in adjacent layers near the surface of the coordinate grid, which is a mutually perpendicular to the conductors. The movement of the pen on the sheet of paper placed on the tablet causes the appearance of a sequence of electrical contacts at the intersection points of the conductors (US Pat. Japan B41-57366, G 06 F 3/03, G 06
Аналогичное устройство планшетного типа имеет сетку взаимно ортогональных световых лучей над поверхностью планшета, которую пересекает карандаш или ручка при написании текста (Заявка Японии N 63-131222, аннотация опубликована в РЖ Изобретения стран мира, вып.117, N 11, 1989 г. с.86, G 03 F 3/03). A similar tablet-type device has a grid of mutually orthogonal light rays above the surface of the tablet, which a pencil or pen crosses when writing text (Japanese Application No. 63-131222, abstract published in the Russian Federation Inventions of the World, issue 117, No. 11, 1989 p. 86, G 03 F 3/03).
Известно также устройство планшетного типа, содержащее координатные шины и индуктивный токосъемник в виде ручки с катушкой индуктивности, соединенной с ЭВМ кабелем (А.с. СССР N 1506460, G 06 K 11/00, опубл. 07.09.89, БИ N 33). Also known is a tablet-type device containing coordinate buses and an inductive current collector in the form of a handle with an inductor connected to a computer cable (A.S. USSR N 1506460, G 06
Недостатком известных устройств является необходимость иметь планшет с созданной каким-либо образом координатной сеткой для определения положения конца датчика ручки, которой записывается текст или рисуется рисунок на листе бумаги, располагаемом на планшете. Это резко ограничивает возможность создания и эксплуатации автономных персональных компьютеров, так как не позволяет, например, делать записи на любом носителе (блокноте, записной книжке, тетради и т.д.), а только с использованием планшета. Кроме того, для получения хорошего разрешения и точности воспроизведения рукописного текста требуется координатная сетка с очень малым шагом между проводниками, а это ведет к значительной сложности изготовления и высокой стоимости таких устройств. A disadvantage of the known devices is the need to have a tablet with a coordinate grid created in some way to determine the position of the end of the pen sensor, which records text or draws a picture on a sheet of paper located on the tablet. This sharply limits the possibility of creating and operating autonomous personal computers, since it does not allow, for example, recording on any medium (notebook, notebook, notebook, etc.), but only using a tablet. In addition, to obtain good resolution and accuracy of handwriting reproduction, a grid with a very small pitch between the conductors is required, and this leads to significant manufacturing complexity and the high cost of such devices.
Кроме того, все перечисленные выше устройства имеют соединительный кабель между ручкой и ЭВМ, усложняющий процесс написания текста, создающий неудобства при использовании ручки и вносящий искажения в написание символов или рисунков. In addition, all of the above devices have a connecting cable between the pen and the computer, complicating the process of writing text, creating inconvenience when using the pen and introducing distortions in the writing of characters or pictures.
Известно также перо для ввода рукописной информации, содержащее полый корпус, внутри которого расположен пишущий элемент, датчик давления и датчик ускорения, выполненные в виде взаимно перпендикулярных пьезопластин с инерционными элементами, расположенными вдоль оси пишущего элемента в два ряда, в верхнем из которых инерционные элементы закреплены на нижних концах пьезопластин, причем датчик давления выполнен в виде пьезопластины, плоскость которой параллельна оси пишущего элемента и один конец которой жестко закреплен в корпусе, а другой соединен с рычагом, одна сторона которого через амортизирующий элемент связана с корпусом, а другая через подпружиненный толкатель с пишущим элементом (А.с. СССР N 811307, G 06 K 11/06, опубл. 07.03.81, БИ N 9). It is also known a pen for entering ink information containing a hollow body, inside which a writing element is located, a pressure sensor and an acceleration sensor made in the form of mutually perpendicular piezoelectric plates with inertial elements located in two rows along the axis of the writing element, in the upper of which inertial elements are fixed at the lower ends of the piezoelectric plates, and the pressure sensor is made in the form of a piezoelectric plate, the plane of which is parallel to the axis of the writing element and one end of which is rigidly fixed in the housing, and d ugoy connected to an arm of which one side through a damping member connected to the body, and the other through a spring loaded plunger with a stylus (AS USSR N 811307, G 06
Недостатком известного устройства является, как и предыдущих, наличие кабеля связи, который создает неудобства в работе, является источником искажений вводимой информации, воспринимает возможное удаление от ЭВМ. Кроме того, величина электрического сигнала, возникающего в пьезоэлемента при его инерционном перемещении при письме, сравнима с величиной сигнала, возникающего от вибрации ручки на неровностях бумаги. Так как величина сигнала от пьезоэлемента мала, требуется дополнительное его усиление, при этом проблема выделения полезного сигнала из смеси сигнал + шум ("скрип пера по бумаге") усугубляется. A disadvantage of the known device is, like the previous ones, the presence of a communication cable, which creates inconvenience in operation, is a source of distortion of the input information, perceives a possible distance from the computer. In addition, the magnitude of the electrical signal arising in the piezoelectric element during its inertial movement during writing is comparable to the magnitude of the signal arising from the vibration of the pen on paper irregularities. Since the magnitude of the signal from the piezoelectric element is small, its additional amplification is required, while the problem of extracting the useful signal from the signal + noise mixture ("creaking a pen on paper") is aggravated.
Имеется и еще один существенный недостаток: так как ручка при письме располагается под углом к поверхности бумаги, инерционные колебания пьезоэлементов в плоскости наклона ручки и в перпендикулярной происходят по-разному, причем плоскость колебаний пьезоэлементов располагается вдоль оси ручки, но пишущий конец ручки колеблется в плоскости бумаги, а не перпендикулярно продольной оси ручки, что и определяет сложный и взаимозависимый характер колебаний, значительно усложняющий задачу дешифрирования и идентификации пишущихся символов. There is another significant drawback: since the pen is placed at an angle to the surface of the paper when writing, the inertial vibrations of the piezoelectric elements in the plane of inclination of the pen and in the perpendicular occur differently, and the plane of oscillation of the piezoelectric elements lies along the axis of the pen, but the writing end of the pen oscillates in the plane paper, and not perpendicular to the longitudinal axis of the pen, which determines the complex and interdependent nature of the oscillations, greatly complicating the task of deciphering and identifying written characters.
Известно также устройство для ввода рукописной информации, содержащее перо, выполненное в виде полого корпуса, внутри которого расположен пишущий элемент, датчик давления и датчик ускорения, связанный с инерционным элементом, соединенные с шестью дифференциальными усилителями. Датчик давления и ускорения пера выполнены в виде двух тензодатчиков, каждый из которых содержит четыре взаимно ортогональных пластины, на каждой из которых расположено по два тензорезистора, причем тензорезисторы, расположенные на противоположных пластинах соответствующего датчика, включены в мостовые схемы постоянного тока, диагональные точки мостовых схем первого тензодатчика подключены соответственно к входам первого и второго дифференциальных усилителей, диагональные точки мостовых схем второго тензодатчика соединены соответственно с входами третьего и четвертого дифференциальных усилителей, выходы первого и третьего дифференциальных усилителей подключены к входам пятого дифференциального усилителя, выход которого является первым выходом устройства, вторым выходом которого является выход шестого дифференциального усилителя, входы которого соединены с выходами второго и четвертого дифференциальных усилителей (А.с. СССР N 1411790, G 06 K 11/06, опубл. 23.07.88, БИ N 27). It is also known a device for entering ink information containing a pen made in the form of a hollow body, inside of which there is a writing element, a pressure sensor and an acceleration sensor connected to an inertial element connected to six differential amplifiers. The pen pressure and acceleration sensors are made in the form of two load cells, each of which contains four mutually orthogonal plates, each of which has two strain gauges, moreover, the strain gauges located on opposite plates of the corresponding sensor are included in direct current bridge circuits, diagonal points of bridge circuits the first load cell are connected respectively to the inputs of the first and second differential amplifiers, the diagonal points of the bridge circuits of the second load cell are connected respectively Actually with the inputs of the third and fourth differential amplifiers, the outputs of the first and third differential amplifiers are connected to the inputs of the fifth differential amplifier, the output of which is the first output of the device, the second output of which is the output of the sixth differential amplifier, the inputs of which are connected to the outputs of the second and fourth differential amplifiers (A USSR N 1411790, G 06
Недостатки данного устройства те же, что и у предыдущего. Кроме того, устройство чересчур сложно в изготовлении (16 обмоток тензорезисторов и соответствующее число соединений, большое количество фрезерных работ, сложная сборка). Как и у предыдущего устройства, в данном требуется усиление сигнала и присутствует помеха от "скрипа пера по бумаге", так как выходной сигнал с датчиков давления и ускорения аналоговый и требует усиления. Это так же усложняет процесс идентификации. The disadvantages of this device are the same as the previous one. In addition, the device is too difficult to manufacture (16 windings of strain gauges and the corresponding number of connections, a large number of milling operations, complex assembly). As with the previous device, this requires signal amplification and there is interference from the "creaking of a pen on paper", since the output signal from the pressure and acceleration sensors is analog and requires amplification. It also complicates the identification process.
Наиболее близким по существу решаемой задачи является перо для ввода рукописных символов, содержащее в полом корпусе пишущий стержень, расположенные вдоль стержня пьезоэлектрические пластины, одни концы которых с расположенными на них электродами, соединенными с выходными шинами, закреплены в корпусе, а также инерционные элементы, связанные с другими концами пьезоэлектрических пластин. Момент касания пера к бумаге определяется датчиком касания, представляющим собой подпружиненный контакт, замыкающийся, когда перо прикасается с некоторым усилием к поверхности бумаги (А.с. СССР N 638988, G 06 K 9/00, опубл. БИ 25.12.78 N 47). The closest to the essence of the problem being solved is a pen for entering handwritten characters, containing a writing rod in the hollow body, piezoelectric plates located along the rod, one ends of which with electrodes located on them, connected to the output buses, are fixed in the housing, as well as inertial elements connected with the other ends of the piezoelectric plates. The moment the pen touches the paper is determined by the touch sensor, which is a spring-loaded contact that closes when the pen touches the surface of the paper with some force (AS USSR N 638988, G 06 K 9/00, publ. BI 25.12.78 N 47) .
Недостатки данного устройства те же, что и у предыдущих:
необходимость усиления слабого сигнала с пьезопластин;
наличие помехи типа "скрип пера", по величине сравнимой с полезным сигналом и усложняющей выделение полезного сигнала из смеси сигнал + шум;
несовпадение плоскости колебаний конца пишущего элемента и инерционных пьезоэлектрических датчиков, что приводит к сложной неоднозначной зависимости величины электрического сигнала от величины ускорений во взаимно перпендикулярных плоскостях;
и по этой причине к неадекватной идентификации написанных символов.The disadvantages of this device are the same as the previous ones:
the need to strengthen a weak signal from piezoelectric plates;
the presence of noise like “creak of a pen”, comparable in magnitude with a useful signal and complicating the selection of a useful signal from a signal + noise mixture;
the mismatch of the oscillation plane of the end of the writing element and the inertial piezoelectric sensors, which leads to a complex ambiguous dependence of the magnitude of the electric signal on the magnitude of the accelerations in mutually perpendicular planes;
and for this reason to inadequate identification of the written characters.
Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности работы устройства для ввода рукописной информации в ЭВМ и точности ее идентификации. The aim of the invention is to increase the reliability of the device for entering handwritten information into computers and the accuracy of its identification.
Для достижения поставленной цели в предлагаемом устройстве, ручке для ввода рукописной информации в ЭВМ, как и в известном, имеется полый корпус, внутри которого вдоль продольной оси размещен пишущий стержень, верхним концом упирающийся в датчик касания. To achieve this goal, in the proposed device, a pen for entering handwritten information in a computer, as well as in the known one, there is a hollow body, inside which a writing rod is placed along the longitudinal axis, abutting against the touch sensor with its upper end.
В отличие от известного предлагаемое устройство содержит инерционный датчик, расположенный в нижней части ручки и представляющий собой поверхность, расположенную внутри полого корпуса под углом к продольной оси ручки, равном углу наклона ручки к плоскости бумаги так, что плоскость поверхности параллельна плоскости бумаги. In contrast to the known device, the proposed device contains an inertial sensor located at the bottom of the handle and representing a surface located inside the hollow body at an angle to the longitudinal axis of the handle equal to the angle of inclination of the handle to the paper plane so that the surface plane is parallel to the paper plane.
В середине поверхности имеется отверстие, сквозь которое проходит пишущий стержень. На поверхности расположено металлическое кольцо, внешний диаметр которого меньше внутреннего диаметра полого корпуса, подпружиненное несколькими упругими элементами. На внутренних стенках полого корпуса параллельно его продольной оси расположен ряд полос (минимум четыре) из проводящего материала, являющихся секторными контактами. In the middle of the surface there is a hole through which the writing rod passes. A metal ring is located on the surface, the outer diameter of which is smaller than the inner diameter of the hollow body, spring-loaded with several elastic elements. On the inner walls of the hollow body parallel to its longitudinal axis is a series of strips (at least four) of conductive material, which are sector contacts.
Экспериментально установлено, что угол наклона ручки поверхности бумаги при письме составляет 52±7o с вероятностью 0,9. Поэтому в подавляющем большинстве случаев возможно (без больших ошибок, связанных с непараллельностью плоскости поверхности, по которой кружится кольцо, и плоскости письма) использование ручки с жестко заданным углом наклона.It was experimentally established that the angle of inclination of the pen on the surface of the paper when writing is 52 ± 7 o with a probability of 0.9. Therefore, in the vast majority of cases, it is possible (without large errors associated with the non-parallelism of the plane of the surface on which the ring is spinning and the plane of writing) the use of a pen with a strictly specified angle of inclination.
Чтобы охватить все возможные случаи наклона ручки к поверхности бумаги, от 30 до 90o, возможно использование варианта с качающейся самонастраивающейся чашкой, в которой лежит кольцо. При этом инерционный датчик представляет собой чашку (кольцевую пластину) из изоляционного материала с наружным диаметром, меньшим внутреннего диаметра полого корпуса. В середине чашки имеется отверстие с диаметром, большим диаметра пишущего стержня. В чашке лежит металлическое кольцо, диаметр которого меньше внутреннего диаметра чашки, возможно, подпружиненное несколькими упругими элементами. На внутренней стенке чашки расположен ряд секторов (минимум четыре) из проводящего материала и являющихся контактами. Чашка с кольцом в ней закрепляется внутри полого корпуса на штифтах, проходящих через стенки полого корпуса так, что центр тяжести чашки с кольцом находится ниже точки соединения штифта с чашкой и ось, проходящая через оба штифта, является осью качания чашки относительно полого корпуса. Внешний верхний край чашки выполнен так, чтобы кольцо не выпадало из чашки при любом положении ручки.To cover all possible cases of the handle tilting to the surface of the paper, from 30 to 90 o , you can use the option with a swinging self-adjusting cup, in which the ring lies. In this case, the inertial sensor is a cup (ring plate) of insulating material with an outer diameter smaller than the inner diameter of the hollow body. In the middle of the cup there is a hole with a diameter larger than the diameter of the writing rod. A metal ring lies in the cup, the diameter of which is less than the inner diameter of the cup, possibly spring loaded with several elastic elements. On the inner wall of the cup there are a number of sectors (at least four) of conductive material and which are contacts. The cup with the ring in it is fixed inside the hollow body on the pins passing through the walls of the hollow body so that the center of gravity of the cup with the ring is below the point of connection of the pin with the cup and the axis passing through both pins is the axis of swing of the cup relative to the hollow body. The outer upper edge of the cup is designed so that the ring does not fall out of the cup at any position of the handle.
В верхней части корпуса расположены цифровые схемы логики контроля состояния контактов инерционного элемента, передатчика с передающей антенной и аккумулятора, а так же двух металлических контактов для подключения аккумулятора к зарядному устройству, расположенных на внешней стороне полого корпуса. Подвижное кольцо и сегментные контакты подключены к входу схемы логики контроля состояния контактов инерционного элемента, выход схемы логики подключен к входу передатчика, а его выход подключен к антенне. In the upper part of the housing are digital logic diagrams for monitoring the state of contacts of the inertial element, the transmitter with the transmitting antenna and the battery, as well as two metal contacts for connecting the battery to the charger located on the outside of the hollow body. The movable ring and segment contacts are connected to the input of the logic circuit of the state control of the contacts of the inertial element, the output of the logic circuit is connected to the input of the transmitter, and its output is connected to the antenna.
Сравнение с прототипом показывает, что предлагаемое устройство отличается от него наличием новых узлов: поверхностью с расположенным на ней металлическим кольцом, секторными контактами на внутренней поверхности полого корпуса (или качающейся чашкой (кольцевой пластиной) с секторными контактами на внутренней ее стороне и расположенным в ней металлическим кольцом), а так же схемой контроля состояния контактов инерционного элемента, передатчика с антенной, аккумулятора и контактов для подключения аккумулятора к зарядному устройству, а так же связями между ними. Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию "новизна". Comparison with the prototype shows that the proposed device differs from it by the presence of new nodes: a surface with a metal ring located on it, sector contacts on the inner surface of the hollow body (or a swinging cup (ring plate) with sector contacts on its inner side and metal located in it ring), as well as a circuit for monitoring the status of the contacts of the inertial element, the transmitter with the antenna, the battery and contacts for connecting the battery to the charger, and t the same connections between them. Thus, the claimed device meets the criterion of "novelty."
Известные инерционные датчики предполагают использование пьезо- или тензоэффектов для преобразования инерции движения в электрический сигнал. Известно устройство, в котором для преобразования используется механический контакт между ручкой и дополнительным стержнем (упором), устанавливаемым на бумагу (Пат. Франции A1 2623312, G 06 K 11/06, G 06 K 9/62), однако в известном устройстве нет инерционных элементов, поэтому оно может использоваться лишь для идентификации подписи, например, но не для написания текста, так как иначе при написании каждого слова придется переставлять дополнительный стержень. Known inertial sensors suggest the use of piezoelectric or strain effects to convert the inertia of motion into an electrical signal. A device is known in which a mechanical contact between the handle and an additional shaft (stop) mounted on paper is used for conversion (US Pat. France A1 2623312, G 06
Нигде не обнаружена какая-либо информация об использовании в качестве инерционного элемента кольца, двигающегося под действием сил инерции по ограниченной поверхности или в чашке. Таким образом, предлагаемое техническое решение неочевидно и имеет изобретательский уровень, так как явно не следует из известных технических решений. No information was found anywhere on the use of an inertia element of a ring moving under the action of inertia on a limited surface or in a cup. Thus, the proposed technical solution is not obvious and has an inventive step, as it clearly does not follow from the known technical solutions.
Предлагаемое техническое решение необходимо для каждого персонального компьютера, причем в уже имеющихся оно будет работать параллельно с клавиатурой, а в будущих компьютерах позволит избавиться от клавиатуры вообще. То есть оно найдет широкое применение в промышленности, науке и технике. The proposed technical solution is necessary for each personal computer, and in existing ones it will work in parallel with the keyboard, and in future computers it will allow you to get rid of the keyboard in general. That is, it will find wide application in industry, science and technology.
На фиг. 1 представлен общий вид ручки с подвижной чашкой с секторными контактами и расположенным в ней кольцом. Здесь изображено: 1 пишущий стержень, 2 полый корпус, 3 чашка, 4 металлическое кольцо, 5 боковые секторные контактные площадки, 6 датчик касания, 7 схема логики (дешифратор контактов), 8 передатчик, 9 аккумулятор, 10 антенна, 11 - контактные пластины подключения аккумулятора к зарядному устройству, 12 - штифты (оси) крепления чашки к корпусу, 13 упругие элементы, 14 метка положения. На фиг.2 показан вариант инерционного датчика с неподвижной поверхностью, по которой кружится кольцо. In FIG. 1 shows a general view of a handle with a movable cup with sector contacts and a ring located therein. Here are shown: 1 writing rod, 2 hollow body, 3 cups, 4 metal rings, 5 lateral sector contact pads, 6 touch sensors, 7 logic circuit (contact decoder), 8 transmitter, 9 battery, 10 antenna, 11 - connection contact plates the battery to the charger, 12 - pins (axis) of fastening the cup to the body, 13 elastic elements, 14 position mark. Figure 2 shows a variant of the inertial sensor with a fixed surface on which the ring is spinning.
На фиг. 3 показано возможное расположение ручки на корпусе ЭВМ при подзарядке аккумуляторной батареи в перерывах между работой. In FIG. 3 shows the possible location of the handle on the computer case when recharging the battery in between work.
На фиг. 4 показана последовательность замыканий кольца 4 с контактами 5 при написании буквы "а". In FIG. 4 shows the sequence of closures of
В полом корпусе ручки 2 установлен пишущий стержень 1. Внутри нижней части корпуса 2 штифтами 12 закрепляется чашка (кольцевая пластина) 3 так, что она может качаться вокруг оси, проходящей через штифты 12. В чашке 3 размещается кольцо 4, возможно подпружиненное упругими элементами 13 так, что в исходном состоянии кольцо 4 не касается ни одного контакта 5. Верхний торец пишущего стержня 1 упирается в нажимной контакт 6, являющийся датчиком касания. В съемной верхней части полого корпуса 2 размещены схема логики (дешифратор контактов) 7, передатчик 8, аккумулятор 9, антенна 10, контактные площадки 11. К дешифратору контактов 7 подключаются секторные контакты 5, кольцо 4 и датчик касания 6. Питание передатчика 8 и дешифратора контактов 7 осуществляется от аккумулятора 9, подзарядка которого происходит во время перерывов в работе ручки от зарядного устройства, размещенного, например, в корпусе ЭВМ. Для этого ручка вставляется в держатель так, чтобы через контакты 11 проходил зарядный ток в аккумулятор 9 (см. фиг.2). Дешифратор контактов 7 подключен к входу модуляции передатчика 8, выход радиосигнала передатчика подключен к антенне 10. Штифтами 12 чашка 3 закреплена внутри корпуса 2 так, что может при наклоне корпуса поворачиваться на соответствующий угол вокруг штифтов 12 так, что плоскость чашки остается горизонтальной. При этом штифты 12 расположены на чашке 3 так, что центр тяжести чашки (ЦТ) располагается ниже центра вращения (ЦВ) чашки вокруг штифтов. Для занятия правильного положения чашкой при письме имеется метка 13 на поверхности полого корпуса 2. A writing
Работа устройства рассматривается для варианта с подвижной самоустанавливающейся чашкой, как более сложного. При необходимости ввести текст или команды в ЭВМ ручка вынимается из держателя на корпусе ЭВМ (см. фиг.2), берется в руку (так, что бы метка 13 была наверху) как обычная пишущая ручка и осуществляется написание пишущим стержнем 1 текста, команд или графиков на листе обычной бумаги. При этом при нажатии на ручку замыкается контакт 6, что сообщает ЭВМ, что начинается написание очередного элемента, линии, фрагмента текста. Если в течение определенного времени после замыкания контакта 6 не происходит замыкания никакого контакта из A G, считается, что написана точка. The operation of the device is considered for the option with a movable self-aligning cup, as more complex. If necessary, enter text or commands into the computer, the pen is removed from the holder on the computer case (see figure 2), is taken into the hand (so that mark 13 is at the top) like a regular writing pen, and writing with the writing
Рассмотрим, как происходит написание линии: пусть ручка движется слева направо. При этом, так как центр тяжести чашки 3 находится ниже центра вращения чашки (штифтов 12), чашка 3 автоматически занимает горизонтальное положение. Кольцо 4, являясь инерционным элементом, под действием сил инерции будет смещаться в сторону, противоположную движению ручки и до касания края чашки 3, на котором расположены секторные контакты 5. При этом замкнется кольцо с контактом G. Дешифратор контактов определяет номер контакта, который замкнут и в течение всего времени замыкания включает передатчик, модулируя каким-либо способом его несущую частоту. Приемник, размещенный в ЭВМ, принимает сигналы передатчика и производит обратное преобразование - соответствующую модуляцию преобразовывает в номер замкнутого контакта чашки. Если номер контакта в течение какого-то отрезка времени не меняется, значит ручкой проводится прямая линия. Consider how the line is written: let the pen move from left to right. In this case, since the center of gravity of the cup 3 is below the center of rotation of the cup (pins 12), the cup 3 automatically occupies a horizontal position.
Направление прямой определяется замкнутым контактом (A G), длина линии определяется временем замыкания этого контакта. The direction of the line is determined by the closed contact (A G), the line length is determined by the closing time of this contact.
Рассмотрим теперь написание рукописной буквы. При этом происходит последовательное замыкание контактов 5 с кольцом 4. Последовательность этих замыканий соответствует написанной букве. Пусть пишется буква "а" (фиг.3). Последовательность замкнутых сегментных контактов 5 будет D C C B B - A H G F F B B A H F. Так как производится постоянный опрос буфера состояния сегментных контактов 5 в ЭВМ с постоянной частотой опроса и последовательное сравнение получаемой последовательности замыканий с образцами, которые хранятся в ОЗУ ЭВМ как образы букв, полученные в виде последовательности замыканий контактов 5, то в результате на экран ЭВМ последовательно выводятся пишущиеся печатные буквы. Чем больше частота опроса и чем больше число опрашиваемых сегментных контактов 5, тем выше точность идентификации букв, но ниже скорость идентификации при той же тактовой частоте компьютера. Now consider the writing of a handwritten letter. In this case, a sequential closure of the contacts 5 with the
Если происходит замыкание сегментных контактов с кольцом, а замыкания датчика касания нет, это говорит о том, что происходит не написание линии или знака, а перемещение ручки в нужную точку листа. If there is a closure of the segment contacts with the ring, and there is no closure of the touch sensor, this indicates that there is no writing of a line or sign, but the pen moves to the desired point on the sheet.
Таким образом осуществляется позиционирование ручки в нужное место текста, чертежа, рисунка. Thus, the positioning of the pen in the right place of the text, drawing, drawing.
В качестве инерционного датчика могут использоваться и другие преобразователи механического ускорения в электрический сигнал, например, кольцо может быть выполнено из магнитного материала, а в качестве сегментных контактов может использоваться набор герконов. При приближении магнитного кольца к герконы происходит его замыкание, что говорит о возникновении ускорения в противоположную замкнутому геркону сторону. Other converters of mechanical acceleration into an electrical signal can be used as an inertial sensor, for example, a ring can be made of magnetic material, and a set of reed switches can be used as segment contacts. When the magnetic ring approaches the reed switch, it closes, which indicates the occurrence of acceleration in the opposite direction to the closed reed switch.
Для настройки системы на конкретного пользователя с целью определения характерных особенностей его письма, перед началом работы ему предлагается написать ручкой несложный текст типа "Quick brown fox jumps ower the lazy dog", что бы установить скорость и особенности написания букв, размах и форму написания и т.д. To configure the system for a specific user in order to determine the characteristic features of his writing, before starting work, he is invited to write with a pen a simple text such as "Quick brown fox jumps ower the lazy dog", in order to establish the speed and features of writing letters, the span and form of writing, etc. .d.
Так как отсутствует соединительный кабель, мешающий работе, искажающий написание букв как за счет дополнительной инерции, так и за счет наводок на кабель, особенно если он длинный, то дополнительно повышается точность идентификации вводимой информации. При этом создаются дополнительные удобства, например, пользователь может размещаться на любом расстоянии в пределах рабочего помещения от ЭВМ, так как нет необходимости контролировать ввод текста на экране монитора (так как он пишется (дублируется) на бумаге). В принципе, при достаточной мощности передатчика и/или наличии каналов связи (радиотелефон) возникает возможность вообще удаляться от ЭВМ на любое расстояние. Since there is no connecting cable that interferes with the work, which distorts the spelling of letters both due to additional inertia and due to pickups on the cable, especially if it is long, the accuracy of identification of the input information is further improved. This creates additional amenities, for example, the user can be placed at any distance within the working room from the computer, since there is no need to control the text input on the monitor screen (since it is written (duplicated) on paper). In principle, with sufficient transmitter power and / or communication channels (radiotelephone), it becomes possible to completely move away from the computer at any distance.
Так как происходит замыкание контактов чашки и кольца, то, во-первых, существенно упрощается, по сравнению с прототипом, схема фиксации последовательности событий при написании элементов букв и/или текста, а во-вторых, не требуется дополнительного усиления сигналов датчиков, что обычно сопровождается дополнительными искажениями и помехами (помеха типа "скрипа пера" также усиливается). Since there is a closure of the cup and ring contacts, then, firstly, the scheme of fixing the sequence of events when writing elements of letters and / or text is significantly simplified compared with the prototype, and secondly, additional amplification of the sensor signals is not required, which is usually accompanied by additional distortion and interference (noise like "creaking pen" is also amplified).
Устройство не создает помех радиоаппаратуре даже при простейшей схеме передатчика, так как его мощность может быть не более 5 10 мВт. При этом радиус уверенной работы при использовании приемника прямого усиления до 10 м. The device does not interfere with the radio equipment even with the simplest transmitter scheme, since its power can be no more than 5 10 mW. At the same time, the radius of reliable operation when using a direct gain receiver up to 10 m.
Предлагаемое устройство собрано в виде макета. В качестве ручки использован корпус от водяного термометра, поверхность, по которой скользит кольцо, размещена внутри корпуса под углом 50o. Блок секторных контактов сделан из фольгированного стеклотекстолита толщиной 0,5 мм, контакты вытравлены в виде полосок меди и посеребрены, затем пластинка с контактами свернута в цилиндр и вставлена в корпус. Кольцо выточено на токарном станке из меди и покрыто серебром. Дешифратор контактов, модулятор и передатчик размещены отдельно и соединены с ручкой соединительным кабелем. У автора пока нет возможности изготовить эти элементы в интегральном исполнении. В электронной части системы использованы микросхемы 164, 176 серии, транзисторы КТ315 и др. а так же два аккумулятора от наручных часов типа СЦ-27. Антенной передатчика является кусок медной проволоки длиной 15 см.The proposed device is assembled in the form of a layout. As the handle used case from a water thermometer, the surface on which the ring slides, is placed inside the case at an angle of 50 o . The sector contacts block is made of 0.5 mm thick foil-coated fiberglass, the contacts are etched in the form of copper strips and silver-plated, then the plate with contacts is rolled into a cylinder and inserted into the body. The ring is machined on a lathe made of copper and coated with silver. The contact decoder, modulator and transmitter are located separately and are connected to the handle with a connecting cable. The author does not yet have the opportunity to manufacture these elements in an integrated version. In the electronic part of the system, 164, 176 series microcircuits, KT315 transistors, etc. are used, as well as two batteries from a wristwatch like SC-27. The transmitter antenna is a piece of copper wire 15 cm long.
Приемник размещен на плате параллельного интерфейса персонального компьютера IBM PC XT Turbo. Разработано программное обеспечение. В промежутках между работой производится зарядка аккумуляторов ручки от источника 3,2 В. The receiver is located on the parallel PC board of the IBM PC XT Turbo personal computer. Software developed. Between work, the handle batteries are charged from a source of 3.2 V.
В настоящее время правильность идентификации букв при среднем темпе написания достигает 75% а при медленном 90% После окончания модернизации ручки и программного обеспечения указанные цифры будут значительно выше. Однако уже сейчас средняя скорость ввода текста выше, чем с использованием клавиатуры. At present, the correct identification of letters at an average pace of writing reaches 75% and at a slow 90%. After the modernization of the pen and software, these numbers will be much higher. However, now the average text input speed is higher than using the keyboard.
Использование предлагаемого изобретения, в конечном счете, позволит избавиться от клавиатуры ЭВМ и вводить текстовую и графическую информацию естественным образом путем написания ее на бумаге ручкой. The use of the invention, ultimately, will get rid of the computer keyboard and enter text and graphic information in a natural way by writing it on paper with a pen.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5033919 RU2073907C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Device for input of hand-written or graphical information to computer |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5033919 RU2073907C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Device for input of hand-written or graphical information to computer |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2073907C1 true RU2073907C1 (en) | 1997-02-20 |
Family
ID=21600130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5033919 RU2073907C1 (en) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Device for input of hand-written or graphical information to computer |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2073907C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802158C1 (en) * | 2023-04-26 | 2023-08-22 | Александр Александрович Цывин | Device for determining pressure in the process of writing |
-
1992
- 1992-03-24 RU SU5033919 patent/RU2073907C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 811307, кл. G 06 K 11/06, 1981. Авторское свидетельство СССР N 1411790, кл. G 06 K 11/06, 1988. Авторское свидетельство СССР N 638988, кл. G 06 K 9/00, 1978. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2802158C1 (en) * | 2023-04-26 | 2023-08-22 | Александр Александрович Цывин | Device for determining pressure in the process of writing |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0507269B1 (en) | Writing device for storing handwriting | |
| US6188392B1 (en) | Electronic pen device | |
| US4922444A (en) | Apparatus for determining distance coordinates | |
| US5521596A (en) | Analog input device located in the primary typing area of a keyboard | |
| US7283127B2 (en) | Stylus input device utilizing a permanent magnet | |
| JP3475048B2 (en) | Handwriting input device | |
| EP0960369B1 (en) | An input device for a computer | |
| US5410334A (en) | Switch for pen-down sensing in electronic styli | |
| KR20100029219A (en) | Multi-modal smartpen computing system | |
| CN100416474C (en) | Rapid input device | |
| EP1668566B1 (en) | Spatial chirographic sign reader | |
| CN101120303A (en) | Portable terminal device | |
| RU2073907C1 (en) | Device for input of hand-written or graphical information to computer | |
| JP3327056B2 (en) | Pen-type input device | |
| WO1992009996A1 (en) | Analog input device located in the primary typing area of a keyboard | |
| US20040222976A1 (en) | Writing pen and recorder with built in position tracking device | |
| JPH04172521A (en) | Pointing controller | |
| JP3145565B2 (en) | Tablet input device | |
| GB2270740A (en) | Computer input pen. | |
| EP0012138B1 (en) | Position sensing apparatus | |
| JP3327057B2 (en) | Pen-type input device | |
| RU2166796C2 (en) | Pen for entering alphanumeric and graphical information in computer | |
| JP3708169B2 (en) | Pen-type input device | |
| RU2235362C2 (en) | Pen for hand-written input of data into computer | |
| CN212541294U (en) | Electronic stylus pen without touch control medium |