RU2103723C1

RU2103723C1 - Method for information input into controlled object and device which implements said method

Info

Publication number: RU2103723C1
Application number: RU96100494A
Authority: RU
Inventors: А.Л. Логутко; С.Н. Петров; О.П. Семченко
Original assignee: Акционерное общество закрытого типа "Ракурс-ЗД"
Priority date: 1996-01-10
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 1998-01-27

Abstract

FIELD: computer engineering, robotics, TV equipment, in particular, remote information input into TV set, computer, training equipment. SUBSTANCE: method involves optical scanning of region which contains contactless optical mouse which carries active source of optical beam and at least one counter-reflector, generation of linear and flat two-dimensional scanned space images which are spaced and contain images of counter-reflectors, detection of current values of three-dimensional coordinates of counter-reflectors, alternation of control actions by means of alternation of intensity of beam from optical beam source. Intensity of action depends on vector value of difference between three-dimensional coordinates of counter-reflectors. When beam characteristics are input and in current moment, values of signal from optical beam source and current values of three-dimensional coordinates of counter- reflectors are input into controlled object separately. Corresponding device has stationary unit with unit which receives and processes control signal, and remote control unit which has control signal generation unit, which has control signal source. EFFECT: increased functional capabilities. 25 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к компьютерной технике, робототехнике, телевидению и может быть использовано при дистанционном вводе информации в телевизор, компьютер, тренажер или иной управляемый объект. The invention relates to computer technology, robotics, television and can be used for remote input of information into a television, computer, simulator or other controlled object.

Известен способ ввода информации в объект управления (компьютер), в котором управляют изображением или его фрагментом, посредством, например, специального приспособления типа мышь [1]. There is a method of entering information into a control object (computer), in which the image or its fragment is controlled by, for example, a special device such as a mouse [1].

В традиционном варианте мышь перемещается по горизонтальной поверхности, например, стола и ее положение определяет положение курсора на экране компьютера. Таким образом, вводимая информация оказывается принципиально двумерной. Это ограничивает применение мыши при управлении параметрами компьютерного объемного, стереоскопического или квазиобъемного (т.е. обычного плоского, но учитывающего перспективу) изображения, а также при управлении через компьютер трехмерными роботами, манипуляторами и иными управляемыми объектами. In the traditional version, the mouse moves along a horizontal surface, such as a table, and its position determines the position of the cursor on the computer screen. Thus, the input information is fundamentally two-dimensional. This limits the use of the mouse when controlling the parameters of a computer volumetric, stereoscopic or quasi-volumetric (i.e., a usual flat, but taking into account the perspective) image, as well as when controlling three-dimensional robots, manipulators and other controlled objects through a computer.

Кроме того, наличие кабеля затрудняет управление и ограничивает возможности оператора. Поэтому предпринимаются усилия по созданию способов для ввода информации в объект управления, например, компьютер, использующих устройства, не связанные с объектом управления кабелем, проводами и т.д. In addition, the presence of a cable makes it difficult to control and limits the capabilities of the operator. Therefore, efforts are being made to create methods for entering information into a control object, for example, a computer, using devices that are not associated with the control object of cable, wires, etc.

Известны способ ввода информации в объект управления и устройство для его реализации [2]. A known method of entering information into the control object and device for its implementation [2].

При реализации известного способа осуществляют оптическое зондирование области расположения бесконтактной оптической мыши с закрепленным на ней рефлектором, получают разнесенные в пространстве три одномерных действительных оптических изображения зондируемого пространства с изображением на них рефлектора, определяют текущие значения пространственных координат рефлектора по параллаксу его изображения на трех одномерных действительных изображениях зондируемого пространства. When implementing the known method, optical sensing of the location area of a contactless optical mouse with a reflector mounted on it is carried out, three one-dimensional real optical images of the probed space with a reflector image are spaced in space, the current values of the spatial coordinates of the reflector are determined by the parallax of its image on three one-dimensional real images probed space.

Известное устройство ввода информации в объект управления содержит бесконтактную (т. е. перемещаемую в пространстве без контакта с опорной поверхностью) мышь с размещенным на ней рефлектором и стационарный приемо-передающий блок, который включает источник зондирующих импульсов, разнесенные в пространстве и имеющие волновую связь с рефлектором три канала формирования одномерных действительных изображений зондируемого пространства, микропроцессор, интерфейс связи микропроцессора с компьютером. A known device for inputting information into a control object comprises a non-contact (i.e., moved in space without contact with a supporting surface) mouse with a reflector placed on it and a stationary transmitter-receiver unit, which includes a source of probe pulses spaced in space and having wave communication with reflector three channels for the formation of one-dimensional real images of the probed space, a microprocessor, a microprocessor-computer communication interface.

При использовании акустического излучения между бесконтактной мышью и стационарным приемо-передающим блоком точность определения положения мыши в пространстве мала, поскольку сравниваются абсолютные значения сигналов, принимаемых по крайней мере тремя приемниками излучения, и поскольку эти значения могут зависеть от посторонних факторов, например, ориентации мыши в реальном помещении с посторонними предметами, отражения акустической волны от посторонних предметов, воздействия посторонних акустических источников и т. д. When using acoustic radiation between a non-contact mouse and a stationary transceiver unit, the accuracy of determining the position of the mouse in space is small, since the absolute values of the signals received by at least three radiation receivers are compared, and since these values may depend on extraneous factors, for example, the orientation of the mouse in a real room with foreign objects, reflection of an acoustic wave from foreign objects, exposure to foreign acoustic sources, etc.

При использовании электромагнитного (в том числе оптического) излучения между мышью и стационарным приемо-передающим блоком точность определения положения мыши в пространстве ограничивается числом чувствительных площадок многоэлементного приемника излучения, шириной щели и наличием зоны светотени на чувствительных площадках приемника излучения. Причем, при уменьшении ширины щели и, соответственно, увеличении точности определения координат уменьшается мощность излучения, падающего на чувствительную площадку приемника излучения, что в свою очередь либо уменьшает дальность действия устройства (расстояние между пультом управления и приемным блоком), либо требует увеличения мощности источника излучения, т.е. увеличивает энергопотребление и габариты источника питания и всей бесконтактной мыши в целом. When using electromagnetic (including optical) radiation between a mouse and a stationary transceiver unit, the accuracy of determining the position of the mouse in space is limited by the number of sensitive areas of the multi-element radiation receiver, the width of the slit, and the presence of a chiaroscuro zone on the sensitive areas of the radiation receiver. Moreover, with a decrease in the width of the slit and, correspondingly, an increase in the accuracy of determining the coordinates, the power of the radiation incident on the sensitive area of the radiation receiver decreases, which in turn either reduces the range of the device (the distance between the control panel and the receiving unit), or requires an increase in the power of the radiation source , i.e. increases the power consumption and dimensions of the power source and the entire contactless mouse as a whole.

Кроме того, в известном устройстве в качестве вводимой информации используется только один параметр - величина пространственных координат контррефлектора, что ограничивает возможности применения бесконтактной мыши при взаимодействии с графическими пакетами программ, сложными "меню", "окнами", при прецизионном управлении роботами и манипуляторами. In addition, in the known device, only one parameter is used as input information — the spatial coordinates of the counter-reflector, which limits the possibility of using a contactless mouse when interacting with graphic software packages, complex “menus”, “windows”, and with precise control of robots and manipulators.

Наиболее близкими по технической сущности и достигаемому эффекту являются принимаемые нами за прототип способ ввода информации в объект управления, включающий задание характера управляющих воздействий путем кодирования сигнала пакетами импульсов с заданными параметрами и задание интенсивности управляющих воздействий по длительности передачи кодированного сигнала, а также устройство для реализации способа, содержащее стационарный блок с блоком приема и обработки управляющего сигнала и дистанционный пульт управления с блоком формирования управляющего сигнала, имеющим источник управляющего сигнала [3]. The closest in technical essence and the achieved effect are the methods of entering information into the control object that we accept as a prototype, which includes setting the nature of control actions by encoding a signal with pulse packets with specified parameters and setting the intensity of control actions by the duration of the transmission of the encoded signal, as well as a device for implementing the method comprising a stationary unit with a control signal receiving and processing unit and a remote control unit with a form unit tion control signal having a control signal source [3].

Дистанционный пульт управления не связан с объектом управления кабелем, однако, данный способ сложен для осуществления непрерывного ввода информации в объект управления, а также не позволяет изменять интенсивность управляющего воздействия в зависимости от пространственных координат, например, руки оператора, что необходимо при выполнении различных производственных операций. The remote control is not connected to the cable control object, however, this method is complicated for continuous input of information into the control object, and also does not allow changing the intensity of the control action depending on spatial coordinates, for example, the operator’s hand, which is necessary when performing various production operations .

Целью изобретения является введение пропорционального управляющего воздействия в объект управления посредством изменения пространственного положения бесконтактной оптической мыши. The aim of the invention is the introduction of a proportional control action in the control object by changing the spatial position of the contactless optical mouse.

Целью изобретения является также расширение функциональных возможностей бесконтактной оптической мыши путем использования шести ее степеней свободы. The aim of the invention is also the expansion of the functionality of a non-contact optical mouse by using its six degrees of freedom.

Кроме того, целью изобретения является увеличение дальности действия и помехозащищенности бесконтактной оптической мыши. In addition, the aim of the invention is to increase the range and noise immunity of a non-contact optical mouse.

Предлагаемый способ ввода информации в объект управления включает задание характера управляющих воздействий и их интенсивности. The proposed method of entering information into the control object includes setting the nature of the control actions and their intensity.

В отличие от прототипа при реализации способа выполняют следующие операции:
осуществляют оптическое зондирование области расположения бесконтактной оптической мыши с закрепленными на ней активным источником оптического излучения и одним и более контррефлекторами,
получают разнесенные в пространстве линейное одномерное и плоское двумерное действительные оптические изображения зондируемого пространства с изображениями на них контррефлекторов, при этом протяженность линейного одномерного действительного изображения коллинеарна одному из измерений плоского двумерного действительного изображения,
определяют текущие значения пространственных координат контррефлекторов, при этом угловые координаты контррефлекторов определяют по положению их изображений на плоском двумерном действительном изображении зондируемого пространства, а координату их дальности определяют по величине параллакса их изображений на линейном одномерном и плоском двумерном действительных изображениях зондируемого пространства,
характер управляющих воздействий задают параметрами излучения активного источника оптического излучения,
интенсивность воздействия определяют по векторной величине разности пространственных координат контррефлекторов в момент ввода параметра излучения и в текущий момент,
параметры излучения активного источника оптического излучения и текущие значения пространственных координат контррефлекторов вводят в объект управления раздельно друг от друга.In contrast to the prototype, when implementing the method, the following operations are performed:
carry out optical sensing of the area of the contactless optical mouse with an active source of optical radiation fixed to it and one or more counterreflectors,
receive spatially spaced linear one-dimensional and flat two-dimensional real optical images of the probed space with images of counterreflectors on them, while the length of the linear one-dimensional real image is collinear to one of the dimensions of a flat two-dimensional real image,
determine the current spatial coordinates of the counterreflectors, while the angular coordinates of the counterreflectors are determined by the position of their images on a flat two-dimensional real image of the probed space, and the coordinate of their distance is determined by the parallax of their images on the linear one-dimensional and flat two-dimensional real images of the probed space,
the nature of the control actions is determined by the radiation parameters of the active source of optical radiation,
the intensity of the impact is determined by the vector value of the difference in the spatial coordinates of the counterreflectors at the time of entering the radiation parameter and at the current moment
The radiation parameters of the active optical radiation source and the current spatial coordinates of the counterreflectors are introduced separately from each other into the control object.

В качестве величины интенсивности воздействия может быть использована векторная величина разности пространственных координат в момент начала ввода параметра излучения и в текущий момент, как самих контррефлекторов, так и геометрического центра области их расположения. As a value of the intensity of the effect, the vector value of the difference in spatial coordinates at the moment of the start of the input of the radiation parameter and at the current moment, both of the counterreflectors themselves and of the geometric center of the region of their location, can be used.

Пространственные координаты геометрического центра области расположения контррефлекторов определяют по их пространственным координатам. The spatial coordinates of the geometric center of the area of the counterreflectors are determined by their spatial coordinates.

При реализации способа может быть создано дополнительное одномерное действительное изображение зондируемого пространства, причем его протяженность перпендикулярна протяженности одномероного действительного изображения. When implementing the method, an additional one-dimensional real image of the probed space can be created, and its length is perpendicular to the length of the one-dimensional real image.

При реализации способа могут определять значения углов поворота бесконтактной оптический мыши относительно трех взаимно перпендикулярных пространственных осей, проходящих через бесконтактную оптическую мышь и коллениарных осям трехмерной системы координат, и вводить значения углов поворота бесконтактной оптической мыши в качестве информации в объект управления. When implementing the method, they can determine the rotation angles of a non-contact optical mouse relative to three mutually perpendicular spatial axes passing through the non-contact optical mouse and the knee axes of the three-dimensional coordinate system, and enter the values of the rotation angles of the non-contact optical mouse as information in the control object.

Это расширит функциональные возможности бесконтактной оптической мыши путем использования всех шести ее степеней свободы. This will expand the functionality of a non-contact optical mouse by using all six of its degrees of freedom.

Протяженность одномерного действительного изображения может быть параллельна горизонтальной оси ортогональной системы координат, а протяженность дополнительного одномерного действительного изображения параллельна вертикальной оси ортогональной системы координат, при этом двумерное действительное изображение разнесено в пространстве с одномерным действительным изображением в горизонтальном измерении, а с дополнительным одномерным действительным изображением - в вертикальном измерении. The length of the one-dimensional real image can be parallel to the horizontal axis of the orthogonal coordinate system, and the length of the additional one-dimensional real image is parallel to the vertical axis of the orthogonal coordinate system, while the two-dimensional real image is spaced in space with the one-dimensional real image in the horizontal dimension, and with the additional one-dimensional real image, in vertical measurement.

В этом случае:
угол поворота бесконтактной оптической мыши вокруг вертикальной оси определяют по отношению параллаксов изображений двух контррефлекторов на линейном одномерном и плоском двумерном действительных изображениях зондируемого пространства,
угол поворота бесконтактной оптической мыши относительно горизонтальной оси, перпендикулярной плоскому двумерному действительному изображению, определяют по отношению разностей горизонтальных и вертикальных координат двух контррефлекторов в плоском двумерном действительном изображении зондируемого пространства,
угол поворота бесконтактной оптической мыши относительно горизонтальной оси, параллельной плоскому двумерному действительному изображению, определяют по отношению параллаксов изображений двух контррефлекторов на дополнительном линейном одномерном и плоском двумерном действительных изображениях зондируемого пространства.In this case:
the rotation angle of the non-contact optical mouse around the vertical axis is determined by the ratio of the parallax images of two counterreflectors on linear one-dimensional and two-dimensional flat real images of the probed space,
the angle of rotation of the non-contact optical mouse relative to the horizontal axis perpendicular to the flat two-dimensional real image is determined by the ratio of the differences between the horizontal and vertical coordinates of the two counterreflectors in the flat two-dimensional real image of the probed space,
the angle of rotation of the contactless optical mouse relative to the horizontal axis parallel to the planar two-dimensional real image is determined by the ratio of the parallax images of two counterreflectors on the additional linear one-dimensional and flat two-dimensional real images of the probed space.

Частота посылки зондирующих импульсов может быть установлена равной половине частоты обновления информации о действительных изображениях зондируемого пространства. The sending frequency of the probe pulses can be set equal to half the frequency of updating information about the actual images of the probed space.

Начало и окончание подачи зондирующих импульсов любого приемного канала может быть синхронизировано с началом и окончанием приема отраженных от контррефлекторов оптических сигналов. The beginning and end of the supply of sounding pulses of any receiving channel can be synchronized with the beginning and end of the reception of optical signals reflected from the counterreflectors.

Начало зондирующего импульса в каждом из каналов должно быть после окончания времени анализа действительного изображения соответствующего приемного канала. Зондирующие импульсы любого из приемных каналов могут быть как синхронизированы, так и не синхронизированы с работой других каналов. The beginning of the probe pulse in each channel should be after the analysis time of the actual image of the corresponding receiving channel. The probe pulses of any of the receiving channels can be either synchronized or not synchronized with the operation of other channels.

Длительности зондирующих импульсов и соответствующие им времена приема отраженных оптических сигналов могут быть установлены пропорциональными квадрату дальности бесконтактной оптической мыши. The durations of the probe pulses and the corresponding reception times of the reflected optical signals can be set proportional to the squared range of the contactless optical mouse.

При определении азимутальной координаты геометрического центра области расположения контррефлекторов в одномерном и двумерном действительных изображениях в интервале от начала области расположения изображения контррефлекторов до ее конца при считывании тактов тактовая частота может быть снижена в два раза, а после прохождения области расположения изображения контррефлекторов посылку тактовых импульсов прекращают до начала следующей строки данного кадра. When determining the azimuthal coordinate of the geometric center of the counterreflector location region in one-dimensional and two-dimensional real images in the interval from the beginning of the counterreflector image location region to its end, when reading cycles, the clock frequency can be reduced by half, and after passing the counterreflector image location region, the sending of clock pulses is stopped to beginning of the next line of this frame.

При определении угломестной координаты геометрического центра области расположения контррефлекторов в дополнительном одномерном и двумерном действительных изображениях в интервале от начала области расположения изображения контррефлекторов до ее конца счет строк могут ввести через одну строку, а после прохождения области расположения изображения контррефлекторов посылку тактовых импульсов прекращают до начала следующего кадра. When determining the elevation coordinate of the geometric center of the counterreflector location region in additional one-dimensional and two-dimensional real images in the interval from the beginning of the counterreflector image location area to its end, the line count can be entered through one line, and after passing the counterreflector image location area, the sending of clock pulses is stopped until the beginning of the next frame .

Устройство ввода информации в объект управления содержит стационарный блок с блоком приема и обработки управляющего сигнала и дистанционный пульт управления с блоком формирования управляющего сигнала, имеющим источник управляющего сигнала. A device for inputting information into a control object comprises a stationary unit with a control signal receiving and processing unit and a remote control panel with a control signal generating unit having a control signal source.

В отличие от прототипа в устройстве:
дистанционный пульт управления выполнен в виде бесконтактной оптической мыши с размещенным в ней в непосредственной близости от источника управляющего сигнала первым контррефлектором,
стационарный блок выполнен приемо-передающим и включает разнесенные в пространстве и оптически связанные с первым контррефлектором первый и второй каналы формирования действительных изображений зондируемого пространства, оптические оси которых коллинеарны друг другу, при этом первый из них является каналом одномерного действительного изображения, а второй - каналом двумерного действительного изображения.Unlike the prototype in the device:
the remote control is made in the form of a non-contact optical mouse with the first counter-reflector located in it in the immediate vicinity of the control signal source,
the stationary unit is made transceiver and includes spatially spaced and optically connected with the first counterreflector first and second channels for forming real images of the probed space, the optical axes of which are collinear to each other, the first of which is a channel of a one-dimensional real image, and the second is a two-dimensional channel valid image.

Стационарный приемо-передающий блок включает процессор сигналов, интерфейс, генератор импульсов, первый и второй источники зондирующих импульсов, имеющие с первым контррефлектором оптическую связь, а с входами каналов действительного изображения и входом блока приема и обработки управляющего сигнала - оптически разделенные. The stationary transceiver unit includes a signal processor, an interface, a pulse generator, the first and second probing pulse sources, which are optically coupled to the first counterreflector, and optically separated from the inputs of the channels of the real image and the input of the control signal receiving and processing unit.

Первый и второй источники зондирующих импульсов расположены в непосредственной близости от оптических входов, соответственно, первого и второго каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства, а входы первого и второго источников зондирующих импульсов электрически соединены соответственно с первым и вторым выходами генератора импульсов, первый вход которого электрически соединен с вторым выходом процессора сигналов. The first and second probing pulse sources are located in close proximity to the optical inputs, respectively, of the first and second channels for forming a real image of the probed space, and the inputs of the first and second probing pulse sources are electrically connected respectively to the first and second outputs of the pulse generator, the first input of which is electrically connected with the second output of the signal processor.

Выходы первого и второго каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства электрически соединены соответственно с первым и вторым входами процессора сигналов, первый выход процессора сигналов электрически соединен с входом интерфейса, выход интерфейса электрически соединен с входом объекта управления, первый контррефлектор имеет оптическую связь с источниками зондирующих импульсов и с входами каналов формирования действительного изображения. The outputs of the first and second channels of forming a real image of the probed space are electrically connected respectively to the first and second inputs of the signal processor, the first output of the signal processor is electrically connected to the input of the interface, the output of the interface is electrically connected to the input of the control object, the first counterreflector is optically connected to the sources of the probe pulses and with the inputs of the channels forming a real image.

Выход блока формирования управляющего сигнала оптически разделен с входами каналами формирования действительного изображения и оптически связан с входом блока приема и обработки управляющего сигнала, выход которого электрически соединен с третьим входом процессора сигналов, а вход оптически разделен с первым контррефлектором. The output of the control signal generating unit is optically separated from the inputs by the actual image forming channels and is optically connected to the input of the control signal receiving and processing unit, the output of which is electrically connected to the third input of the signal processor, and the input is optically divided with the first counterreflector.

Выполнение одного из каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства каналом плоского двумерного изображения позволяет определить угловые координаты контррефлекторов и, соответственно, бесконтактной оптической мыши по положению изображений контррефлекторов на плоском двумерном действительном изображении зондируемого пространства без использования параллакса, при этом точность определения угловых координат определяется лишь конструкцией (в том числе числом приемных элементов, их размером, расстоянием между отдельными элементами и т.д.), и поэтому она может быть значительно выше, чем у прототипа с реальным (близким к размеру монитора компьютера) расстоянием между приемными устройствами. The execution of one of the channels for generating a real image of the probed space by the channel of a flat two-dimensional image allows one to determine the angular coordinates of the counterreflectors and, accordingly, the contactless optical mouse from the position of the images of the counterreflectors on the flat two-dimensional real image of the probed space without using parallax, while the accuracy of determining the angular coordinates is determined only by the design ( including the number of receiving elements, their size, distance m between individual elements, etc.), and therefore it can be significantly higher than that of a prototype with a real (close to the size of a computer monitor) distance between the receiving devices.

Устройство ввода информации в объект управления может быть выполнено таким образом, что:
стационарный приемо-передающий блок содержит третий канал формирования действительного изображения зондируемого пространства, выполненный как канал линейного одномерного действительного изображения, оптическая ось которого находится вне плоскости, проходящей через оптические оси первого и второго каналов действительного изображения, причем выход третьего канала действительного изображения электрически соединен с четвертым входом процессора сигналов,
устройство содержит расположенный в непосредственной близости от входа третьего канала формирования действительного изображения третий источник зондирующих импульсов,
бесконтактная оптическая мышь содержит второй контррефлектор, размещенный на заданном расстоянии В от первого, оптически связанный с источниками зондирующих импульсов и с входами каналов действительного изображения и оптически разделенный с входом блока приема и обработки управляющего сигнала,
третий источник зондирующих импульсов оптически связан с контррефлекторами и оптически разделен с входами каналов формирования действительного изображения и блока приема и обработки управляющего сигнала.A device for inputting information into a control object can be performed in such a way that:
The stationary transmitter-receiver unit contains a third channel for generating a real image of the probed space, made as a channel of a linear one-dimensional real image, the optical axis of which is outside the plane passing through the optical axes of the first and second channels of the real image, the output of the third channel of the real image being electrically connected to the fourth signal processor input,
the device contains located in the immediate vicinity of the input of the third channel for the formation of a valid image of a third source of probe pulses,
the non-contact optical mouse contains a second counter-reflector located at a predetermined distance B from the first, optically connected to the sources of the probe pulses and to the inputs of the channels of the actual image and optically separated from the input of the control signal reception and processing unit,
the third source of the probe pulses is optically coupled to counterreflectors and optically separated from the inputs of the channels for forming the actual image and the block for receiving and processing the control signal.

С целью увеличения дальности действия бесконтактной оптической мыши источники зондирующих импульсов могут быть выполнены многоэлементными, причем элементы источников зондирующих импульсов равномерно расположены вокруг входов каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства на минимальном радиальном расстоянии относительно оптической оси соответствующего канала. Это позволяет максимально увеличить передачу излучаемой мощности в направлении бесконтактной оптической мыши. In order to increase the range of the contactless optical mouse, the sources of probing pulses can be made multi-element, and the elements of the sources of probing pulses are uniformly located around the inputs of the channels for forming a real image of the probed space at a minimum radial distance relative to the optical axis of the corresponding channel. This allows you to maximize the transmission of radiated power in the direction of a non-contact optical mouse.

Устройство ввода информации в объект управления может быть выполнено таким образом, что первый, второй и третий каналы формирования действительного изображения содержат, соответственно, первый, второй и третий оптические затворы, первый, второй и третий объективы, первый и третий из которых имеют плоскостную симметрию, а второй имеет осевую симметрию, первую одномерную, вторую двумерную и третью одномерную матрицы оптических приемников, первый, второй и третий блоки опроса. Затвор, объектив и матрица оптических приемников каждого из каналов формирования действительного изображения связаны между собой оптически. Матрицы оптических приемников и блоки опроса каждого из каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства связаны между собой электрически. Выход первого блока опроса, первый выход второго блока опроса и выход третьего блока опроса электрически соединены соответственно с первым, вторым и четвертым входами процессора сигналов. Третий, четвертый и пятый выходы генератора импульсов связаны электрически с входами, соответственно, первого, второго и третьего оптических затворов, а второй выход второго блока опроса электрически соединен с вторым входом генератора импульсов. A device for inputting information into a control object can be performed in such a way that the first, second, and third channels for forming a real image contain, respectively, the first, second, and third optical shutters, the first, second, and third lenses, the first and third of which have plane symmetry, and the second has axial symmetry, the first one-dimensional, second two-dimensional and third one-dimensional matrices of optical receivers, the first, second and third polling units. The shutter, lens and matrix of optical receivers of each of the channels for forming a real image are optically connected. Matrices of optical receivers and polling units of each of the channels for forming a real image of the probed space are electrically connected. The output of the first polling unit, the first output of the second polling unit and the output of the third polling unit are electrically connected respectively to the first, second and fourth inputs of the signal processor. The third, fourth and fifth outputs of the pulse generator are electrically connected to the inputs of the first, second and third optical gates, respectively, and the second output of the second polling unit is electrically connected to the second input of the pulse generator.

Для решения поставленной задачи увеличения помехозащищенности бесконтактной оптической мыши относительно посторонних засветок источники зондирующего излучения выполнены импульсными, а перед объективами каналов формирования действительного изображения расположены оптические затворы, выполненные, например, на жидких кристаллах. При этом работа оптических затворов синхронизирована с работой источников зондирующих сигналов, что позволяет открывать затворы только в моменты времени включения источников. To solve the problem of increasing the noise immunity of a non-contact optical mouse relative to extraneous illumination, the probing radiation sources are made pulsed, and optical shutters located, for example, on liquid crystals are located in front of the lenses of the channels for real image formation. In this case, the operation of the optical shutters is synchronized with the work of the sources of the probing signals, which allows the shutters to be opened only at the instants of switching on the sources.

Вторая двумерная матрица оптических приемников может быть выполнена в виде телевизионного датчика. The second two-dimensional matrix of optical receivers can be made in the form of a television sensor.

Блок формирования управляющего сигнала может содержать последовательно электрически соединенные друг с другом кнопочный переключатель, модулятор управляющего сигнала, усилитель мощности и источник управляющего сигнала, а блок приема управляющего сигнала содержит четвертый объектив, оптический приемник управляющего сигнала и электрически связанный с ним демодулятор управляющего сигнала. The control signal generating unit may comprise a push-button switch, a control signal modulator, a power amplifier and a control signal source connected in series with each other, and a control signal receiving unit comprising a fourth lens, an optical control signal receiver and a control signal demodulator electrically connected to it.

Модулятор управляющего сигнала может быть выполнен в виде модулятора фазы, модулятора амплитуды, модулятора частоты, кодера импульсов управляющего сигнала, а демодулятор управляющего сигнала в этом случае будет выполнен в виде демодулятора фазы, демодулятора амплитуды, демодулятора частоты, декодера импульсов управляющего сигнала. The control signal modulator can be made in the form of a phase modulator, amplitude modulator, frequency modulator, control signal pulse encoder, and the control signal demodulator in this case will be made in the form of a phase demodulator, amplitude demodulator, frequency demodulator, control signal pulse decoder.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ ввода информации в объект управления (компьютер); на фиг.2 - блок-схема бесконтактной оптической мыши; на фиг.3 -вариант взаимного расположения каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства, а также иллюстрируется получение двумерного, одномерного и дополнительного одномерного действительных изображений зондируемого пространства с проекциям на них контррефлекторов; на фиг.4 - схема определения угла поворота бесконтактной оптической мыши относительно горизонтальной оси, перпендикулярной плоскому двумерному действительному изображению; на фиг.5 - схема определения угла поворота бесконтактной оптической мыши относительно вертикальной оси и угла поворота относительно горизонтальной оси, параллельной плоскому двумерному действительному изображению; на фиг.6 - временная диаграмма, иллюстрирующая процесс оптического зондирования пространства вероятного расположения бесконтактной оптической мыши. Figure 1 shows a block diagram of a device that implements a method of entering information into a control object (computer); figure 2 is a block diagram of a contactless optical mouse; figure 3 is a variant of the mutual arrangement of the channels for forming a valid image of the sensed space, and also illustrates the receipt of two-dimensional, one-dimensional and additional one-dimensional real images of the sensed space with projections of counterreflectors on them; figure 4 - scheme for determining the angle of rotation of a contactless optical mouse relative to a horizontal axis perpendicular to a flat two-dimensional actual image; 5 is a diagram for determining a rotation angle of a contactless optical mouse relative to a vertical axis and a rotation angle relative to a horizontal axis parallel to a flat two-dimensional actual image; 6 is a timing diagram illustrating the process of optical sensing of the space of the probable location of a contactless optical mouse.

Пример. Способ введения информации в объект управления может быть реализован с помощью устройства, блок- схема которого представлена на фиг.1. Example. The method of introducing information into the control object can be implemented using a device, a block diagram of which is presented in figure 1.

Устройство ввода информации в объект управления, например в компьютер 1, содержит стационарный приемо-передающий блок 2 и дистанционный пульт управления, выполненный в виде бесконтактной оптической мыши 3. A device for inputting information into a control object, for example, into computer 1, contains a stationary transceiver unit 2 and a remote control panel made in the form of a non-contact optical mouse 3.

Стационарный приемо-передающий блок 2 включает блок приема и обработки управляющего сигнала 4, разнесенные в пространстве первый 5, второй 6 и третий 7 каналы формирования действительного изображения, генератор импульсов 8, процессор сигналов 9, интерфейс 10, первый 11, второй 12 и третий 13 источники зондирующих импульсов. Stationary transmitter-receiver unit 2 includes a control signal receiving and processing unit 4, the first 5, second 6 and third 7 channels of real image formation, pulse generator 8, signal processor 9, interface 10, first 11, second 12 and third 13 probing pulse sources.

Бесконтактная оптическая мышь 3 (фиг.2) содержит первый 14 и второй 15 контррефлекторы и блок формирования управляющего сигнала 16. The non-contact optical mouse 3 (figure 2) contains the first 14 and second 15 counterreflectors and a control signal generating unit 16.

Оптические оси каналов формирования действительного изображения коллинеарны друг другу и не лежат в одной плоскости. The optical axis of the channels of the formation of the actual image are collinear to each other and do not lie in the same plane.

Первый 5 и третий 7 каналы формирования действительного изображения выполнены как каналы линейного одномерного действительного изображения. The first 5 and third 7 channels of forming a valid image are made as channels of a linear one-dimensional real image.

Второй 6 канал формирования действительного изображения выполнен как канал плоского двумерного действительного изображения. The second 6 channel forming a real image is made as a channel of a flat two-dimensional real image.

Первый 11, второй 12 и третий 13 источники зондирующих импульсов расположены в непосредственной близости от оптических входов 18, 19, 20 соответственно первого 5, второго 6 и третьего 7 каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства (фиг.3 а). The first 11, second 12 and third 13 sources of probe pulses are located in close proximity to the optical inputs 18, 19, 20 of the first 5, second 6 and third 7 channels, respectively, of forming a real image of the probe space (Fig. 3 a).

Источники зондирующих импульсов выполнены многоэлементными, причем элементы 17 источников зондирующих импульсов равномерно расположены вокруг входов каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства на минимальном радиальном расстоянии относительно оптических осей каналов (фиг.3 в). The sources of the probe pulses are made multi-element, and the elements 17 of the sources of the probe pulses are uniformly located around the inputs of the channels forming the actual image of the probed space at a minimum radial distance relative to the optical axes of the channels (Fig. 3 c).

Первый 14 и второй 15 контррефлекторы размещены на бесконтактной оптической мыши 3 на заданном расстоянии В друг от друга, имеют оптическую связь с источниками зондирующих импульсов 11, 12, 13 и с входами каналов формирования действительного изображения 5, 6, 7 и оптически разделены с входом блока приема и обработки управляющего сигнала 4. The first 14 and second 15 counterreflectors are placed on a non-contact optical mouse 3 at a predetermined distance B from each other, have optical communication with the sources of the probe pulses 11, 12, 13 and with the inputs of the channels for forming a real image 5, 6, 7 and are optically separated with the input of the unit receiving and processing a control signal 4.

Источники зондирующих импульсов 11, 12, 13 с входами каналов действительного изображения 5, 6, 7 и входом блока приема и обработки управляющего сигнала 4 оптически разделены. The sources of the probe pulses 11, 12, 13 with the inputs of the channels of the actual image 5, 6, 7 and the input of the receiving and processing unit of the control signal 4 are optically separated.

Выход блока формирования управляющего сигнала 16 оптически разделен с входами каналов формирования действительного изображения 5, 6, 7 и оптически связан с входом блока приема и обработки управляющего сигнала 4. The output of the control signal generating unit 16 is optically separated from the inputs of the actual image forming channels 5, 6, 7 and is optically coupled to the input of the receiving and processing unit of the control signal 4.

Входы первого 11, второго 12 и третьего 13 источников зондирующих импульсов электрически соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами генератора импульсов 8. The inputs of the first 11, second 12 and third 13 sources of the probe pulses are electrically connected respectively to the first, second and third outputs of the pulse generator 8.

Первый вход генератора импульсов 8 электрически соединен с вторым выходом процессора сигналов 9. The first input of the pulse generator 8 is electrically connected to the second output of the signal processor 9.

Выходы первого 5, второго 6 и третьего 7 каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства электрически соединены соответственно с первым, вторым и четвертым входами процессора сигналов 9. The outputs of the first 5, second 6 and third 7 channels for forming a valid image of the probed space are electrically connected respectively to the first, second and fourth inputs of the signal processor 9.

Первый выход процессора сигналов 9 электрически соединен с входом интерфейса 10. Выход интерфейса 10 электрически соединен с входом компьютера 1. Выход блока приема и обработки управляющего сигнала 4 электрически соединен с третьим входом процессора сигналов 9. The first output of the signal processor 9 is electrically connected to the input of the interface 10. The output of the interface 10 is electrically connected to the input of the computer 1. The output of the block for receiving and processing the control signal 4 is electrically connected to the third input of the signal processor 9.

Первый 5, второй 6 и третий 7 каналы формирования действительного изображения содержат, соответственно, первый 18, второй 19 и третий 20 оптические затворы, первый 21, второй 22 и третий 23 объективы, первый 21 и третий 23 из которых имеют плоскостную симметрию, а второй 22 имеет осевую симметрию, первую одномерную 24, вторую двумерную 25 и третью одномерную 26 матрицы оптических приемников, первый 27, второй 28 и третий 29 блоки опроса, причем затвор, объектив и матрица оптических приемников каждого из каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства связаны между собой оптически, матрицы оптических приемников и блоки опроса каждого из каналов формирования действительного изображения зондируемого пространства связаны между собой электрически. The first 5, second 6 and third 7 channels of formation of a real image contain, respectively, the first 18, second 19 and third 20 optical shutters, the first 21, second 22 and third 23 lenses, the first 21 and third 23 of which have planar symmetry, and the second 22 has axial symmetry, the first one-dimensional 24, the second two-dimensional 25 and the third one-dimensional 26 of the matrix of optical receivers, the first 27, second 28 and third 29 polling units, with the shutter, lens and matrix of optical receivers of each of the channels forming the actual image of the probe of the space being examined are optically coupled, the matrices of optical receivers and the polling units of each of the channels for forming the actual image of the probed space are electrically connected.

Плоскости симметрии первого 21 и третьего 23 объективов и оси первой 24 и третьей 26 матриц оптических приемников ориентированы взаимно перпендикулярно. The symmetry planes of the first 21 and third 23 lenses and the axis of the first 24 and third 26 matrices of optical receivers are oriented mutually perpendicularly.

Выход первого блока опроса 27, первый выход второго блока опроса 28 и выход третьего блока опроса 28 электрически соединены соответственно с первым, вторым и четвертым входами процессора сигналов 9. The output of the first polling unit 27, the first output of the second polling unit 28 and the output of the third polling unit 28 are electrically connected respectively to the first, second and fourth inputs of the signal processor 9.

Четвертый, пятый и шестой выходы генератора импульсов 8 связаны электрически с входами, соответственно, первого 18, второго 19 и третьего 20 оптических затворов. The fourth, fifth and sixth outputs of the pulse generator 8 are electrically connected to the inputs, respectively, of the first 18, second 19 and third 20 optical shutters.

Второй выход второго блока опроса 28 электрически соединен с вторым входом генератора импульсов 8. The second output of the second polling unit 28 is electrically connected to the second input of the pulse generator 8.

Блок формирования управляющего сигнала 16 содержит последовательно электрически соединенные друг с другом кнопочный переключатель 30, модулятор управляющего сигнала, выполненный в виде кодера импульсов управляющего сигнала 31, усилитель мощности 32 и источник управляющего сигнала 33, а блок приема и обработки управляющего сигнала 4 содержит четвертый объектив 34, четвертую матрицу оптических приемников 35, демодулятор управляющего сигнала, выполненный в виде декодера импульсов управляющего сигнала 36. The control signal generating unit 16 comprises a button switch 30 in series electrically connected to each other, a control signal modulator made in the form of a control signal pulse encoder 31, a power amplifier 32 and a control signal source 33, and a control signal receiving and processing unit 4 contains a fourth lens 34 , the fourth matrix of optical receivers 35, a demodulator of the control signal, made in the form of a decoder pulses of the control signal 36.

Источники зондирующих импульсов 11, 12, 13 могут быть выполнены на основе светоизлучающих диодов, например, светодиода АЛ107Г, излучающего в инфракрасной области спектра. The sources of the probe pulses 11, 12, 13 can be made on the basis of light emitting diodes, for example, the AL107G LED, emitting in the infrared region of the spectrum.

Первая 24 и третья 26 матрицы оптических приемников выполнены в виде линеек фоточувствительных элементов на основе ПЗС с числом элементов не менее 512, например, К1200ЦЛ1 с числом элементов 1000. The first 24 and third 26 matrices of optical receivers are made in the form of lines of photosensitive elements based on a CCD with the number of elements at least 512, for example, K1200TSL1 with the number of elements 1000.

Вторая двумерная матрица оптических приемников 25 выполнена в виде телевизионного датчика на основе матрицы приемников излучения на ПЗС, например, марки А-1157 с числом элементов по горизонтали и вертикали соответственно 582 и 500 и размерами элемента 17x11 мкм².The second two-dimensional matrix of optical receivers 25 is made in the form of a television sensor based on a matrix of radiation receivers on a CCD, for example, grade A-1157 with the number of horizontal and vertical elements respectively 582 and 500 and element sizes 17x11 μm ² .

При реализации способа все многообразие управляющих воздействий разделяется на два типа: характер (вид) и интенсивность (степень) управляющих воздействий. When implementing the method, the whole variety of control actions is divided into two types: the nature (type) and intensity (degree) of control actions.

Каждый из типов воздействия осуществляется различными техническими средствами: характер управляющих воздействий (перемещение, поворот, изменение масштаба, цвета и т.д.) задается параметрами излучения источника управляющего сигнала 33. Each of the types of exposure is carried out by different technical means: the nature of the control actions (movement, rotation, zooming, color, etc.) is determined by the radiation parameters of the source of the control signal 33.

В процессе реализации способа ввода информации в компьютер 1 оператор (на чертежах не показан), воздействуя на кнопочный переключатель 30 блока формирования управляющего сигнала 16 и выбирая тот или иной характер предусмотренных управляющих воздействий, при выполнении модулятора управляющего сигнала, например, в виде кодера 31, задает тот или иной код сигнальной посылки для источника управляющего сигнала 33. In the process of implementing the method of entering information into computer 1, an operator (not shown in the drawings), acting on the button switch 30 of the control signal generating unit 16 and choosing one or another nature of the provided control actions, when executing a control signal modulator, for example, in the form of an encoder 31, sets this or that code of a signal premise for a source of a control signal 33.

Распространяясь в широком телесном угле, кодированный управляющий сигнал попадает через четвертый объектив 34 на оптический приемник управляющего сигнала 35. Превратившись в оптическом приемнике управляющего сигнала 35 из оптической формы в электрическую, управляющий сигнал поступает на декодер 36. С декодера 36 декодированный управляющий сигнал поступает в процессор сигналов 9. Propagating in a wide solid angle, the encoded control signal passes through the fourth lens 34 to the optical receiver of the control signal 35. Turning in the optical receiver of the control signal 35 from an optical form to an electric form, the control signal is transmitted to decoder 36. From decoder 36, the decoded control signal is supplied to the processor signals 9.

Условие, согласно которому параметры излучения источника управляющего излучения 33 и текущие значения пространственных координат контррефлекторов 14 и 15 вводят в компьютер 1 раздельно друг от друга, выполняется как в случае закрытого, так и в случае открытого состояний оптических затворов 18, 19, 20. В случае, когда в момент ввода управляющего сигнала в блок приема и обработки 4 источники зондирующих импульсов 11, 12, 13 посылают зондирующие импульсы, а оптические затворы 18, 19, 20 находятся в открытом состоянии для приема ответных сигналов, на матрицах 24, 25, 26 оптических приемников наряду с изображениями первого и второго контррефлекторов 14 и 15 появится и изображение источника управляющего сигнала 33. Для того, чтобы это дополнительное изображение не вызвало сбой в работе каналов формирования действительного изображения 5, 6, 7, источник управляющего сигнала 33 на бесконтактной оптической мыши 3 располагают в непосредственной близости от первого 14 контррефлектора. В этом случае оптические изображения источника управляющего сигнала 33 и контррефлектора 14 соединяются в одно изображение, не приводя к сбою в работе устройства. The condition according to which the radiation parameters of the control radiation source 33 and the current spatial coordinates of the counterreflectors 14 and 15 are entered separately from one another in the computer 1 is fulfilled both in the case of closed and open states of optical shutters 18, 19, 20. In the case of when at the moment of inputting the control signal to the receiving and processing unit 4, the probing pulse sources 11, 12, 13 send probing pulses, and the optical shutters 18, 19, 20 are in the open state for receiving response signals to the matrices x 24, 25, 26 optical receivers, along with the images of the first and second counterreflectors 14 and 15, an image of the source of the control signal 33 will also appear. In order for this additional image not to cause a malfunction in the channels of formation of the actual image 5, 6, 7, the source of the control signal 33 on a non-contact optical mouse 3 is located in the immediate vicinity of the first 14 of the counterreflector. In this case, the optical image of the source of the control signal 33 and the counterreflector 14 are combined into a single image without causing a malfunction of the device.

Управляющие воздействия могут, например, обеспечивать:
задание режима выделения некоторого объема (фрагмента) из трехмерного изображения;
задание режима пространственного перемещения курсора или выбранного фрагмента изображения по трем координатам;
задание режима изменения скорости движения выделенного фрагмента изображения вдоль по любой из координат или в произвольном направлении;
задание режима вращения выделенного фрагмента изображения вокруг любой из трех осей или их комбинации;
задание режима изменения масштаба изображения или его фрагмента независимо по каждой из координат;
задание режима изменения яркости и цвета изображения или его фрагмента;
задание режима изменения силы звука и тембра звукового сопровождения, а также осуществлять другие управляющие воздействия.Control actions can, for example, provide:
setting the mode for selecting a certain volume (fragment) from a three-dimensional image;
setting the mode of spatial movement of the cursor or the selected image fragment in three coordinates;
setting the mode of changing the speed of the selected image fragment along along any of the coordinates or in an arbitrary direction;
setting the rotation mode of the selected image fragment around any of the three axes or their combination;
setting the mode for changing the scale of the image or its fragment independently for each of the coordinates;
setting the mode for changing the brightness and color of the image or its fragment;
setting the mode of changing the strength of sound and the timbre of sound accompaniment, as well as carry out other control actions.

Интенсивность (степень) воздействия (направление и величина смещения, направление вращения и величина угла поворота, величина масштаба по каждой из координат, степень насыщенности по каждой из трех цветовых компонент и т. д.) определяют по векторной величине разности пространственных координат контррефлекторов в момент ввода параметра излучения и в текущей момент, при этом в качестве величины интенсивности воздействия может быть использована как непосредственно векторная величина разности пространственных координат контррефлекторов в момент начала ввода параметра излучения и в текущий момент, так и векторная величина разности пространственных координат геометрического центра области их расположения. The intensity (degree) of the effect (the direction and magnitude of the shift, the direction of rotation and the magnitude of the angle of rotation, the magnitude of the scale for each coordinate, the degree of saturation for each of the three color components, etc.) is determined by the vector value of the difference in the spatial coordinates of the counterreflectors at the time of input radiation parameter and at the current moment, while as a magnitude of the intensity of the effect can be used as directly the vector value of the difference in spatial coordinates of the counterreflectors at the moment of starting the input of the radiation parameter and at the current moment, the vector value of the difference of the spatial coordinates of the geometric center of the region of their location.

Для осуществления возможности регулирования интенсивности (степени) воздействия в процессе реализации способа ввода информации в компьютер 1 производят оптическое зондирование некоторой рабочей зоны области пространства. To implement the possibility of controlling the intensity (degree) of the impact in the process of implementing the method of entering information into computer 1, optical sensing of a certain working zone of the space region is performed.

Излучение от источников зондирующих импульсов 11, 12, 13, размещенных в непосредственной близости от входов каналов формирования действительного изображения 5, 6, 7, распространяется в некотором телесном угле (рабочей зоне) и достигает контррефлекторов 14 и 15 бесконтактной оптической мыши 3. Контррефлекторы 14 и 15 отражают излучение в направлении источников зондирующих импульсов 11, 12, 13 и, поскольку входные апертуры каналов формирования действительного изображения 5, 6, 7 находятся в непосредственной близости от источников зондирующих импульсов 11, 12, 13, то отраженное излучение попадает в эти апертуры и засвечивает первую 24, вторую 25 и третью 26 матрицы оптических приемников. The radiation from the sources of the probe pulses 11, 12, 13, located in the immediate vicinity of the inputs of the channels for forming the actual image 5, 6, 7, propagates in a certain solid angle (working area) and reaches the counterreflectors 14 and 15 of the non-contact optical mouse 3. Counterreflectors 14 and 15 reflect radiation in the direction of the sources of the probe pulses 11, 12, 13 and, since the input apertures of the channels for forming the actual image 5, 6, 7 are in close proximity to the sources of the probe pulses 11, 12, 13, then the reflected radiation enters these apertures and illuminates the first 24, second 25 and third 26 of the matrix of optical receivers.

На первой 24, второй 25 и третьей 26 матрицах оптических приемников получают разнесенные в пространстве, соответственно, линейное одномерное, плоское двумерное и дополнительное одномерное действительные оптические изображения зондируемого пространства с изображениями на каждом из них первого 14 и второго 15 контррефлекторов бесконтактной оптической мыши 3, при этом протяженность линейного одномерного действительного изображения коллинеарна горизонтальному измерению плоского двумерного действительного изображения, а протяженность дополнительного одномерного действительного изображения коллинеарна вертикальному измерению плоского двумерного действительного изображения. On the first 24, second 25, and third 26 matrices of optical receivers, linear one-dimensional, flat two-dimensional, and additional one-dimensional valid optical images of the probed space are spatially spaced, respectively, with images on each of them of the first 14 and second 15 counterreflectors of a non-contact optical mouse 3, with the length of the linear one-dimensional real image is collinear to the horizontal measurement of a flat two-dimensional real image, and the length of the additional ADDITIONAL dimensional real image is collinear with the vertical dimension of a flat two-dimensional real image.

Протяженность одномерного действительного изображения параллельна горизонтальной оси ортогональной системы координат, а протяженность дополнительного одномерного действительного изображения параллельна вертикальной оси ортогональной системы координат, при этом двумерное действительное изображение разнесено в пространстве с одномерным действительным изображением в горизонтальном измерении, а с дополнительным одномерным действительным изображением - в вертикальном измерении. The length of the one-dimensional real image is parallel to the horizontal axis of the orthogonal coordinate system, and the length of the additional one-dimensional real image is parallel to the vertical axis of the orthogonal coordinate system, while the two-dimensional real image is spaced in space with the one-dimensional real image in the horizontal dimension, and with the additional one-dimensional real image in the vertical dimension .

Поскольку плоскость второй 25 двумерной матрицы находятся в фокальной плоскости объектива 22, то угловая координата любой светящейся точки или любого точечного отражателя, например, контррефлектора 14, находящегося в рабочей зоне, будет связана с координатой фотоприемника (X_ф2, Y_ф2) на второй 25 двумерной матрице, зафиксировавшей излучение. После опроса состояния фотоприемников второй 25 двумерной матрицы посредством блока опроса 23 будет зафиксирован тот фотоприемник второй 25 двумерной матрицы, в который попало излучение от контррефлектора 14.Since the plane of the second 25 two-dimensional matrix is in the focal plane of the lens 22, the angular coordinate of any luminous point or any point reflector, for example, a counterreflector 14 located in the working area, will be associated with the coordinate of the photodetector (X _f2 , Y _f2 ) on the second 25 two-dimensional radiation recording matrix. After polling the state of the photodetectors of the second 25th two-dimensional matrix by means of the polling unit 23, that photodetector of the second 25th two-dimensional matrix will be fixed, into which the radiation from the counterreflector 14 has got.

Координаты изображения контррефлектора 14 (X₁₂, Y₁₂) на второй 25 двумерной матрице связаны с угловыми координатами (азимутом α и углом места β) контррефлектора 14 в соответствии с формулами:

где F₂ - фокусное расстояние второго 22 объектива. При этом предполагается, что дальность контррефлектора 14 много больше фокусного расстояния F второго 22 объектива.The image coordinates of the counterreflector 14 (X ₁₂ , Y ₁₂ ) on the second 25 two-dimensional matrix are associated with the angular coordinates (azimuth α and elevation angle β) of the reflector 14 in accordance with the formulas:

where F ₂ is the focal length of the second 22 lens. It is assumed that the range of the counterreflector 14 is much greater than the focal length F of the second 22 lens.

Координаты изображения контррефлектора 14 (X₁₂, Y₁₂) передаются в процессор сигналов 9 и через интерфейс 10 полученные угловые координаты α,β контррефлектора 14 передаются в компьютер 1.The image coordinates of the counterreflector 14 (X ₁₂ , Y ₁₂ ) are transmitted to the signal processor 9 and through the interface 10, the obtained angular coordinates α, β of the counterreflector 14 are transmitted to the computer 1.

Угловые координаты (азимут α и угол места β) контррефлектора 15 определяются аналогичным образом. The angular coordinates (azimuth α and elevation angle β) of the counterreflector 15 are determined in a similar way.

Координату дальности определяют по величине параллакса изображений контррефлекторов 14 и 15 на линейном одномерном и плоском двумерном действительных изображениях зондируемого пространства. The distance coordinate is determined by the parallax value of the images of the counterreflectors 14 and 15 on the linear one-dimensional and two-dimensional flat real images of the probed space.

Координата дальности (D₁) контррефлектора 14 определяется по формуле:
D₁ = A/((X₁₁ - X₁₂)/F₁ - (X₀₁ - X₀₂)/F2) (3)
где A - расстояние между оптическими осями первой 24 и второй 25 матриц оптических приемников (фиг.5);
F₁ - фокусное расстояние первого (цилиндрического) объектива 21;
F₂ - фокусное расстояние второго (сферического) объектива 22;
X₁₁ и X₁₂ - координаты изображения контррефлектора 14 на соответственно первой 24 и второй 25 матрицах оптических приемников;
X₀₁ и X₀₂ - координаты изображения максимально удаленной точки на соответственно первой 24 и второй 25 матрицах оптических приемников.The distance coordinate (D ₁ ) of the counterreflector 14 is determined by the formula:
D ₁ = A / ((X ₁₁ - X ₁₂ ) / F ₁ - (X ₀₁ - X ₀₂ ) / F2) (3)
where A is the distance between the optical axes of the first 24 and second 25 matrices of optical receivers (figure 5);
F ₁ - the focal length of the first (cylindrical) lens 21;
F ₂ is the focal length of the second (spherical) lens 22;
X ₁₁ and X ₁₂ are the image coordinates of the counterreflector 14 on the first 24 and second 25 matrices of optical receivers, respectively;
X ₀₁ and X ₀₂ - image coordinates of the most distant point on the first 24 and second 25 matrices of optical receivers, respectively.

Для расширения функциональных возможностей бесконтактной оптической мыши 5 путем использования всех шести ее степеней свободы:
определяют значения углов поворота бесконтактной оптической мыши 3 относительно трех взаимно перпендикулярных пространственных осей (О"X", O"Y", O"Z"), проходящих через бесконтактную оптическую мышь 3 и коллинеарных осям ортогональной системы координат (OX, OY, OZ);
угол поворота φ бесконтактной оптической мыши 3 относительно горизонтальной оси О"Z", перпендикулярной плоскому двумерному действительному изображению, определяют по отношению разностей горизонтальных и вертикальных координат контррефлекторов 14 и 15 в плоском двумерном действительном изображении зондируемого пространства, исходя из выражения:
φ = (X₁₂ - X₂₂)/(Y₁₂ - Y₂₂) (4)
X₁₂, Y₁₂, X₂₂, Y₂₂ - координаты, соответственно, контррефлекторов 14 и 15, зафиксированные второй двумерной матрицей 25;
угол поворота (ψ) бесконтактной оптической мыши 3 вокруг вертикальной оси О"Y" определяют по отношению параллаксов изображений двух контррефлекторов 14 и 15 на линейном одномерном и плоском двумерном действительных изображениях зондируемого пространства, исходя из выражения:
ψ = K1•(X₂₁ - X₂₂)/(X₁₁ - X₁₂) (5)
где К1 - коэффициент пропорциональности;
X₁₁, X₂₁ - координаты, соответственно, контррефлекторов 14 и 15, зафиксированные первой 24 одномерной матрицей;
X₁₂, X₂₂ - координаты, соответственно, контррефлекторов 14 и 15, зафиксированные второй 25 двумерной матрицей;
угол поворота бесконтактной оптической мыши относительно горизонтальной оси О"X", параллельной плоскому двумерному действительному изображению (τ), определяют по отношению параллаксов изображений двух контррефлекторов на дополнительном линейном одномерном и плоском двумерном действительных изображениях зондируемого пространства, исходя из выражения:
τ = K2•(Y₂₃ - Y₂₂)/(Y₁₃ - Y₁₂) (6)
где К₂ - коэффициент пропорциональности;
Y₁₂, Y₂₂ - координаты, соответственно, контррефлекторов 14 и 15, зафиксированные второй 25 двумерной матрицей оптических приемников;
Y₁₃, Y₂₃ - координаты, соответственно, контррефлекторов 14 и 15, зафиксированные третьей 26 одномерной матрицей оптических приемников.To expand the functionality of a non-contact optical mouse 5 by using all six of its degrees of freedom:
determine the rotation angles of the non-contact optical mouse 3 relative to three mutually perpendicular spatial axes (O "X", O "Y", O "Z") passing through the non-contact optical mouse 3 and collinear to the axes of the orthogonal coordinate system (OX, OY, OZ) ;
the angle of rotation φ of the non-contact optical mouse 3 relative to the horizontal axis O "Z", perpendicular to the flat two-dimensional real image, is determined by the ratio of the differences between the horizontal and vertical coordinates of the counterreflectors 14 and 15 in the flat two-dimensional real image of the probed space, based on the expression:
φ = (X ₁₂ - X ₂₂ ) / (Y ₁₂ - Y ₂₂ ) (4)
X ₁₂ , Y ₁₂ , X ₂₂ , Y ₂₂ - the coordinates, respectively, of the counterreflectors 14 and 15, fixed by the second two-dimensional matrix 25;
the rotation angle (ψ) of the non-contact optical mouse 3 around the vertical axis O "Y" is determined by the ratio of the parallax images of two counterreflectors 14 and 15 on a linear one-dimensional and two-dimensional flat real images of the probed space, based on the expression:
ψ = K1 • (X ₂₁ - X ₂₂ ) / (X ₁₁ - X ₁₂ ) (5)
where K1 is the coefficient of proportionality;
X ₁₁ , X ₂₁ - coordinates, respectively, of the counterreflectors 14 and 15, fixed by the first 24 one-dimensional matrix;
X ₁₂ , X ₂₂ - the coordinates, respectively, of the counterreflectors 14 and 15, fixed by the second 25 two-dimensional matrix;
the angle of rotation of the contactless optical mouse relative to the horizontal axis O "X" parallel to the planar two-dimensional real image (τ) is determined by the ratio of the parallax images of two counterreflectors on the additional linear one-dimensional and flat two-dimensional real images of the probed space, based on the expression:
τ = K2 • (Y ₂₃ - Y ₂₂ ) / (Y ₁₃ - Y ₁₂ ) (6)
where K ₂ is the coefficient of proportionality;
Y ₁₂ , Y ₂₂ - the coordinates, respectively, of the counterreflectors 14 and 15, fixed by the second 25 two-dimensional matrix of optical receivers;
Y ₁₃ , Y ₂₃ - the coordinates, respectively, of the counterreflectors 14 and 15, fixed by the third 26 one-dimensional matrix of optical receivers.

Формулы 1-6 можно рассматривать как алгоритм работы процессора сигналов 9. Formulas 1-6 can be considered as the algorithm of the signal processor 9.

Значения углов поворота ψ, φ, τ бесконтактной оптической мыши 3 в качестве информации подаются на вход компьютера 1. The rotation angles ψ, φ, τ of the contactless optical mouse 3 as information are fed to the input of the computer 1.

На временной диаграмме, изображенной на фиг.6 и иллюстрирующей процесс оптического зондирования пространства вероятного расположения бесконтактной оптической мыши:
Т_к1, Т_к2, Т_к3 - время первого, второго, третьего и т.д. кадров матриц 24, 25, 26 оптических приемников;
t $\binom{1}{зон}$ , t $\binom{2}{зон}$ , t $\binom{3}{зон}$ - - длительности времен подачи импульсов, соответственно, первого 11, второго 12 и третьего 13 источников зондирующих импульсов;
t $\binom{1}{пр}$ , t $\binom{2}{пр}$ , t $\binom{3}{пр}$ - - длительности времен приема импульсов, соответственно, первого 11, второго 12 и третьего 13 источников зондирующих импульсов;
t $\binom{1}{опр}$ , t $\binom{2}{опр}$ , t $\binom{3}{опр}$ - - длительности времен опроса, соответственно, первой 24, второй 25 и третьей 26 матриц оптических приемников.In the time diagram shown in Fig.6 and illustrating the process of optical sensing of the space of the probable location of a contactless optical mouse:
T _k1 , T _k2 , T _k3 - time of the first, second, third, etc. frames of matrices 24, 25, 26 optical receivers;
t $\binom{1}{zones}$ , t $\binom{2}{zones}$ , t $\binom{3}{zones}$ - - the duration of the time of supply of pulses, respectively, of the first 11, second 12 and third 13 sources of probe pulses;
t $\binom{1}{etc}$ , t $\binom{2}{etc}$ , t $\binom{3}{etc}$ - - the duration of the reception times of the pulses, respectively, of the first 11, second 12 and third 13 sources of the probe pulses;
t $\binom{1}{def}$ , t $\binom{2}{def}$ , t $\binom{3}{def}$ - - the duration of the polling times, respectively, of the first 24, second 25 and third 26 matrices of optical receivers.

Для увеличения помехозащищенности начало и окончание подачи зондирующих импульсов осуществляют синхронно с началом и окончанием приема отраженных от контррефлекторов оптических сигналов т.е., t $\binom{1}{зон}$ = t $\binom{1}{пр}$ , t $\binom{2}{зон}$ = t $\binom{2}{пр}$ , t $\binom{3}{зон}$ = t $\binom{3}{пр}$ .
Зондирующие импульсы в каждом из каналов (t $\binom{1}{зон}$ , t $\binom{2}{зон}$ , t $\binom{3}{зон}$ ) начинают формироваться после окончания времени анализа действительного изображения соответствующего приемного канала (t $\binom{1}{опр}$ , t $\binom{2}{опр}$ , t $\binom{3}{опр}$ ).To increase the noise immunity, the beginning and end of the supply of probing pulses is carried out synchronously with the beginning and end of the reception of optical signals reflected from counterreflectors, i.e., t $\binom{1}{zones}$ = t $\binom{1}{etc}$ , t $\binom{2}{zones}$ = t $\binom{2}{etc}$ , t $\binom{3}{zones}$ = t $\binom{3}{etc}$ .
Probing pulses in each channel (t $\binom{1}{zones}$ , t $\binom{2}{zones}$ , t $\binom{3}{zones}$ ) begin to form after the analysis of the actual image of the corresponding receiving channel (t $\binom{1}{def}$ , t $\binom{2}{def}$ , t $\binom{3}{def}$ )

Зондирующие импульсы любого из приемных каналов могут быть как синхронизированы, так и не синхронизированы с работой других каналов. На фиг.6 для большей наглядности изображен вариант с синхронизированной работой приемных каналов. The probe pulses of any of the receiving channels can be either synchronized or not synchronized with the operation of other channels. Figure 6 for greater clarity shows a variant with synchronized operation of the receiving channels.

Для увеличения дальности действия бесконтактной оптической мыши длительность зондирующих импульсов (t $\binom{1}{пр}$ , t $\binom{2}{пр}$ , t $\binom{3}{пр}$ ) и соответствующие им времена приема отраженных оптических сигналов, β устанавливают пропорциональными квадрату дальности бесконтактной оптической мыши, а энергию зондирующих импульсов устанавливают пропорциональной четвертой степени дальности бесконтактной оптической мыши.To increase the range of the contactless optical mouse, the duration of the probe pulses (t $\binom{1}{etc}$ , t $\binom{2}{etc}$ , t $\binom{3}{etc}$ ) and the corresponding reception times of the reflected optical signals, β are set proportional to the square of the range of the non-contact optical mouse, and the energy of the probe pulses is set proportional to the fourth degree of the distance of the non-contact optical mouse.

Частота посылки зондирующих импульсов равна половине частоты обновления информации о действительных изображениях зондируемого пространства, т.е. зондирующие импульсы посылают во время первого Т_к1, третьего Т_к3 и т.д. кадров матриц 24, 25, 26 оптических приемников. Это позволит повысить помехоустойчивость работы устройства.The sending pulse frequency is equal to half the update frequency of information about the actual images of the probed space, i.e. sounding pulses are sent during the first T _k1 , the third T _k3 , etc. frames of matrices 24, 25, 26 optical receivers. This will increase the noise immunity of the device.

При определении азимутальной координаты геометрического центра области расположения контррефлекторов 14 и 15 на первой 24 и второй 25 матрицах оптических приемников в интервале от начала области расположения изображения контррефлекторов 14 и 15 до ее конца, при считывании тактов, тактовую частоту снижают в два раза, а после прохождения области расположения изображения контррефлекторов 14 и 15 посылку тактовых импульсов прекращают и состояние счетчика передают в компьютер 1. When determining the azimuthal coordinate of the geometric center of the area of the location of the counterreflectors 14 and 15 on the first 24 and second 25 matrices of optical receivers in the interval from the beginning of the image location area of the counterreflectors 14 and 15 to its end, when reading clock cycles, the clock frequency is halved, and after passing the image location areas of the counterreflectors 14 and 15 send the clock pulses and the state of the counter is transmitted to the computer 1.

При определении угломестной координаты геометрического центра области расположения контррефлекторов 14 и 15 на третей 26 и второй 25 матрицах оптических приемников в интервале от начала области расположения изображения контррефлекторов 14 и 15 до ее конца счет строк ведут через одну отроку, а после прохождения области расположения изображения контррефлекторов 14 и 15 посылку тактовых импульсов прекращают и состояние счетчика передают в компьютер 1. When determining the elevation coordinate of the geometric center of the region of the arrangement of counterreflectors 14 and 15 on the third 26 and second 25 matrices of optical receivers in the interval from the beginning of the region of the image of the counterreflectors 14 and 15 to its end, the lines are counted through one segment, and after passing the image location region of the counterreflectors 14 and 15 the sending of clock pulses is stopped and the state of the counter is transmitted to computer 1.

Таким образом, из вышесказанного следует, что данное изобретение позволит обеспечить изменение интенсивности управляющего воздействия в зависимости от изменения пространственного положения бесконтактной оптической мыши, расширить функциональные возможности бесконтактной мыши путем использования всех шести ее степеней свободы, увеличить дальность действия бесконтактной мыши. Thus, from the foregoing, it follows that the invention will allow for a change in the intensity of the control action depending on the change in the spatial position of the contactless optical mouse, to expand the functionality of the contactless mouse by using all six of its degrees of freedom, and to increase the range of the contactless mouse.

Claims

1. The method of entering information into the control object, including setting the nature of the control actions and their intensity, characterized in that when implementing the method, optical sensing of the region of the possible location of the contactless optical mouse with an active optical radiation source and one or more counterreflectors fixed to it is obtained, in space linear one-dimensional and two-dimensional flat real optical images of the probed space with images of counter eflectors, while the length of the linear one-dimensional real image is collinear to one of the dimensions of a flat two-dimensional real image, the current values of the spatial coordinates of the counterreflectors are determined, while the angular coordinates of the counterreflectors are determined by the position of their images on the flat two-dimensional real image of the probed space, and the coordinate of their distance is determined by the value the parallax of their images on linear one-dimensional and flat two-dimensional are valid x images of the probed space, the nature of the control actions is determined by the radiation parameters of the active optical radiation source of a non-contact optical mouse, the intensity of the action is determined by the vector value of the spatial difference of the counterreflectors spatial coordinates at the moment of entering the radiation parameter and at the current moment, the radiation parameters of the active optical radiation source of a non-contact optical mouse and the current the spatial coordinates of the counterreflectors are introduced into the control object once apart from each other.

2. The method according to claim 1, characterized in that as the magnitude of the intensity of the effect, use the vector value of the difference in the spatial coordinates of the counterreflectors at the time the radiation parameter is entered and at the moment.

3. The method according to claim 1, characterized in that the sending frequency of the probe pulses is equal to half the frequency of updating information about the actual images of the sensed space.

4. The method according to claim 1, characterized in that the beginning and end of the supply of probe pulses is carried out synchronously with the beginning and end of their reception.

5. The method according to claim 1, characterized in that the duration of the probe pulses and the corresponding reception times of the reflected optical signals are set proportional to the square of the range of the contactless optical mouse.

6. The method according to claim 1, characterized in that the energy of the probe pulses is set proportional to the fourth power of the contactless optical mouse.

7. The method according to claim 1, characterized in that the vector value of the difference in spatial coordinates of the geometric center of the region of their location, which is used as the value of the intensity of exposure, is determined from the vector value of the difference in the spatial coordinates of the counterreflectors at the moment the radiation parameter is entered.

8. The method according to claim 7, characterized in that when determining the azimuthal coordinate of the geometric center of the region of arrangement of images of counterreflectors in one-dimensional and two-dimensional real images in the interval from the beginning of the region of arrangement of images of counterreflectors to its end, when reading clock cycles, the clock frequency is halved, and after passing the area of the arrangement of images of counterreflectors, the sending of clock pulses is stopped.

9. The method according to claims 1, 2 and 7, characterized in that they create an additional one-dimensional real image of the probed space, and its length is perpendicular to the length of the one-dimensional real image.

10. The method according to claim 9, characterized in that the values of the rotation angles of the contactless optical mouse relative to three mutually perpendicular spatial axes passing through the contactless optical mouse and collinear axes of the orthogonal coordinate system are entered, the values of the rotation angles of the contactless optical mouse are entered as information in the object management.

11. The method according to claim 9, characterized in that when determining the elevation coordinate of the geometric center of the region of the location of the images of the counterreflectors in the additional one-dimensional and two-dimensional real images in the interval from the beginning of the region of the location of the images of the counterreflectors to its end, the lines are counted through one line, and after passing the area of the image arrangement of counterreflectors sending clock pulses is stopped.

12. The method according to claim 9, characterized in that the length of the one-dimensional real image is parallel to the horizontal axis of the orthogonal coordinate system, and the length of the additional one-dimensional real image is parallel to the vertical axis of the orthogonal coordinate system, while the two-dimensional real image is spaced in space with a one-dimensional real image in horizontal measurement, and with an additional one-dimensional real image in a vertical dimension.

13. The method according to p. 12, characterized in that the angle of rotation of the non-contact optical mouse around the vertical axis is determined by the ratio of the parallax images of two counterreflectors on linear one-dimensional and two-dimensional flat real images of the probed space.

14. The method according to p. 12, characterized in that the angle of rotation of the non-contact optical mouse relative to the horizontal axis perpendicular to the flat two-dimensional actual image is determined by the ratio of the differences between the horizontal and vertical coordinates of the two counterreflectors in the flat two-dimensional actual image of the sensed space.

15. The method according to p. 12, characterized in that the angle of rotation of the non-contact optical mouse relative to the horizontal axis parallel to the flat two-dimensional real image is determined by the ratio of the parallax images of two counterreflectors on the additional linear one-dimensional and flat two-dimensional real images of the probed space.

16. A device for inputting information into a control object comprising a stationary unit with a control signal receiving and processing unit and a remote control unit with a control signal generating unit having a control signal source, characterized in that the remote control unit is made in the form of a contactless optical mouse placed on it in the immediate vicinity of the control signal source by the first counterreflector, and the stationary unit is made by transceiver and includes spaced e and the first and second channels for generating real images of the probed space, the optical axes of which are collinear to each other, optically coupled to the first counterreflector, the first of which is a channel of a one-dimensional real image, and the second is a channel of a two-dimensional real image, a signal processor, an interface, a pulse generator , the first and second sources of sounding pulses having optical communication with the first counterreflector, and with the inputs of the channels of the actual image and the input the control signal receiving and processing unit is optically separated, while the first and second probing pulse sources are located in close proximity to the optical inputs of the first and second channels of formation of the actual image of the probed space, and the inputs of the first and second probing pulse sources are electrically connected respectively to the first and second the outputs of the pulse generator, the first input of which is electrically connected to the second output of the signal processor, the outputs are not of the second and second channels for forming a real image of the probed space are electrically connected respectively to the first and second inputs of the signal processor, the first output of the signal processor is electrically connected to the input of the interface, the output of the interface is electrically connected to the input of the control object, the first counterreflector is optically connected to the sources of the probe pulses and the inputs of the channels of the formation of a valid image, the output of the block forming the control signal is optically separated from rows of channels forming a real image and is optically coupled to the input of the control signal reception-processing unit whose output is electrically connected to the third input of the signal processor, and an input to the first optically divided kontrreflektorom.

17. The device according to clause 16, wherein the stationary transceiver unit contains a third channel for forming a valid image of the sensed space, made as a channel of a linear one-dimensional real image, the optical axis of which is outside the plane passing through the optical axis of the first and second channels of the real image, and the output of the third channel of the actual image is electrically connected to the fourth input of the signal processor, in addition, the device contains the third sounding pulse source, which is electrically connected to the third output of the pulse generator located in the immediate vicinity of the input of the third channel for the formation of the actual image, the contactless optical mouse contains a second counterreflector located at a given distance from the first one, optically connected to the sources of the sounding pulses and to the channel inputs a valid image and optically separated from the input of the control signal receiving and processing unit, the third probe source uyuschih pulses kontrreflektorami optically coupled to and optically resolved with the inputs of channels forming a real image and a control signal receiving and processing unit.

18. The device according to PP.16 and 17, characterized in that the sources of the probe pulses are uniformly located around the inputs of the channels for forming a valid image of the probed space at a minimum radial distance relative to the optical axes of the channels.

19. The device according to clause 16, characterized in that the first, second and third channels for forming a valid image of the probed space contain respectively the first, second and third optical shutters, the first, second and third lenses, the first and third of which have planar symmetry, and the second has axial symmetry, the first one-dimensional, second two-dimensional and third one-dimensional matrices of optical receivers, the first, second and third polling units, and the shutter, lens and matrix of optical receivers of each of the channels the real image of the probed space is optically connected, the matrices of optical receivers and the polling units of each of the channels for generating the actual image of the probed space are electrically connected, the output of the first polling unit, the first output of the second polling unit and the output of the third polling unit are electrically connected to the first, the second and fourth inputs of the signal processor, the fourth, fifth and sixth outputs of the pulse generator are electrically connected to the inputs respectively actually the first, second, and third optical shutters, and the second output of the second polling unit is electrically connected to the second input of the pulse generator.

20. The device according to claim 19, characterized in that the second two-dimensional matrix of optical receivers is made in the form of a television sensor.

21. The device according to clause 16, wherein the control signal generating unit comprises a button switch in series electrically connected to each other, a control signal modulator, a power amplifier and a control signal source, and a control signal receiving and processing unit comprises a control signal demodulator.

22. The device according to item 21, wherein the control signal modulator is made in the form of a control signal phase modulator, and the control signal demodulator is made in the form of a control signal phase demodulator.

23. The device according to item 21, wherein the modulator of the control signal is made in the form of a modulator of the amplitude of the control signal, and the demodulator of the control signal is made in the form of a demodulator of the amplitude of the control signal.

24. The device according to item 21, wherein the modulator of the control signal is made in the form of a modulator of the frequency of the control signal, and the demodulator of the control signal is made in the form of a demodulator of the frequency of the control signal.

25. The device according to p. 21, characterized in that the control signal modulator is made in the form of a control signal pulse encoder, and the control signal demodulator is made in the form of a control signal pulse decoder.