RU2820156C1 - Устройство для ввода и вывода графической информации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к интерактивным экранам с возможностью ввода и вывода графической информации. Техническим результатом является упрощение конструкции устройства и, как следствие, повышение надежности заявляемого устройства при его эксплуатации. Технический результат достигается тем, что устройство для ввода и вывода графической информации содержит корпус, на лицевой стороне которого размещено сенсорное рабочее поле, состоящее из множества интерактивных пикселей, интерактивный пиксель содержит источник и приемник света, источник и приемник света через псевдодуплексный интерфейс подключены к аналоговому приемопередатчику и аналого-цифровой памяти, посредством которых интерактивный пиксель соединен с внешним цифровым последовательным интерфейсом, внутри корпуса смонтирован источник биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты, который через блок регулирования яркости подключен к источнику света, а через блок регулирования чувствительности подключен к приемнику света, к источнику биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты подключен генератор тактовой частоты. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к интерактивным экранам с возможностью ввода и вывода графической информации[H04N 5/3745, G06F 3/01, G06F 3/0488].

Из уровня техники известен ДИСПЛЕЙ С ИНФРАКРАСНЫМИ ФОТОДАТЧИКАМИ [EP 282185, опубл.:21.01.2015] который включает в себя первую подложку, вторую подложку, блок фоточувствительности и блок подсветки. Первая подложка включает пересекающиеся линии данных (D) и линии развертки. Первая подложка имеет пиксельные зоны, каждая из которых определяется двумя смежными линиями данных и двумя смежными линиями развертки. Вторая подложка содержит черную матрицу и определяет светопропускающие зоны, пропускающие видимый свет. Черная матрица пропускает инфракрасный свет и блокирует пропускание видимого света. Фоточувствительный блок расположен на первой подложке и включает инфракрасные датчики и фотопереключатель, соединенные с инфракрасными датчиками.

Также известен СВЕТОДИОДНЫЙ ДИСПЛЕЙ [СN 103605437, опубл.: 26.02.2014] который включает светодиодный дисплей из светодиодов, по меньшей мере одного светочувствительного диода, вставленного между светодиодами, и корпуса экрана, прикрепленного перед светодиодами и светочувствительными диодами. При давлении на внешнюю поверхность корпуса экрана поверхность корпуса экрана может незначительно деформироваться, что приводит к изменению угла падения света светодиодов, свет светодиодов отражается на светочувствительные диоды, обратный ток увеличивается при облучении светом светочувствительных диодов, а координаты касания или щелчка могут быть определены путем обнаружения обратного тока светочувствительных диодов, таким образом, осуществляется прикосновение к экрану светодиодного дисплея.

Наиболее близким по технической сущности является МИНИАТЮРНЫЙ СЕНСОРНЫЙ ДИСПЛЕЙ СО СВЕТОДИОДНОЙ ПОДСВЕТКОЙ [CN110109562, опубл.: 09.08.2019], который включает в себя панель c множеством миниатюрных светодиодов, а также фотодиодов, а фотодиоды определяют положение касания, определяя изменение интенсивности освещения. В соответствии с сенсорной панелью micro LED, предоставляемой вариантом осуществления изобретения, множество фотодиодов расположены, а положение касания определяется в соответствии с изменением светового сигнала, ощущаемого, когда множество фотодиодов касаются верхней части сенсорной панели micro LED или нет, так что сенсорная технология интегрирована в панель дисплея micro LED.

Недостатком аналогов и прототипа является их конструктивная сложность, негативно влияющая на их надежность.

Задачей изобретения является устранение недостатков прототипа.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства и как следствие повышение надежности заявляемого устройства при его эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что устройство для ввода и вывода графической информации, содержащее корпус на лицевой стороне которого размещено сенсорное рабочее поле, состоящее из множества интерактивных пикселей, интерактивный пиксель содержит источник и приемник света, источник и приемник света через псевдо-дуплексный интерфейс подключены к аналоговому приемо-передатчику и аналого-цифровой памяти посредством которых интерактивный пиксель соединен с внешним цифровым последовательным интерфейсом, внутри корпуса смонтирован источник биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты, который через блок регулирования яркости подключен к источнику света, а через блок регулирования чувствительности подключен к приемнику света, к источнику биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты подключен генератор тактовой частоты.

В частности, источник света выполнен в виде светодиода.

В частности, приемник света выполнен в виде фотоэлемента.

На фигуре показано схематично устройство для ввода и вывода графической информации, на которой обозначено: 1 -источник света, 2 - приемник света, 3 - псевдо-дуплексный интерфейс (ПДИ), 4 - аналоговый приемо-передатчик (АПП), 5 - аналого-цифровая память (АЦП), 6 - внешний цифровой последовательный интерфейс (ВЦПИ), 7 - источник биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты (ИБИП с РБЧ), 8 - блок регулирования яркости (Ря), 9 - блок регулирования чувствительности (Рчв), 10 - генератор тактовой частоты (ГТЧ), 11 - ИК-излучатель.

Осуществление изобретения.

Под интерактивным пикселем понимается точка, составляющая изображение на сенсорном рабочем поле заявляемого устройства, при этом каждая такая точка включает в себя источник и приемник света, с помощью которых пользователь может как вводить, так и выводить графическую информацию.

Устройство для ввода и выводаграфической информации состоит из корпуса, на лицевой стороне которого размещено сенсорное рабочее поле, которое в свою очередь состоит из множества интерактивных пикселей.

Каждый интерактивный пиксель содержит в себе источник света 1 и приемник света 2,псевдо-дуплексный интерфейс (ПДИ) 3 через который источник света 1 и приемник света 2 подключены к аналоговому приемо-передатчику(АПП) 4, состоящему из двух операционных усилителей (ОУ), по одному для источника света 1 и приемника света 2. Аналоговый приемо-передатчик 4подключен каналого-цифровой памяти(АЦП) 5, состоящей из аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразователя (АЦЦАП) и цифровой к-разрядной ячейки памяти (Цк-рЯП), посредством которых интерактивный пиксель соединяется с внешним цифровым последовательным интерфейсом 6 (ВЦПИ). Каждая из ячеек памяти цифровой к-разрядной ячейки памяти соответствует одному интерактивному пикселю.

Псевдо-дуплексный интерфейс 3 выполнен с возможностью одновременной передачи сигналов к источнику света 1 и от приемника света 2.

При необходимости, графическая информация далее может передаваться посредством внешнего цифрового последовательного интерфейса 6в модуль управления (на фигурах не показан).

Питание заявляемого устройства осуществляется с помощью источника биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты(ИБИП с РБЧ) 7 смонтированного в корпусе устройства. Источник биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты 7, посредством блока регулирования яркости (Ря)8 подключен к источнику света 1, а посредством блока регулирования чувствительности (Рчв) 9 подключен к приемнику света 2.

Генератор тактовой частоты (ГТЧ) 10 подключен к источнику биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты 7.

Источник света 1 выполнен в виде светодиода.

Приемник света 2 выполнен в виде фотоэлемента.

Яркость источника света 1каждогоинтерактивного пикселя регулируется с помощью блока регулирования яркости 8.

Изменение чувствительности приемника света 2 каждого интерактивного пикселя регулируется с помощью блока регулирования чувствительности 9.

Генератор тактовой частоты 10в заявляемом устройстве задает базовую частоту на которой работает источник биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты 7, который так же обеспечивает работу цифровых элементов и уменьшение количества проводников.

Так как сенсорное рабочее поле устройства состоит из множества интерактивных пикселей, каждый из которых в свою очередь состоит из источника1 и приемника2 света, отсутствует необходимость в использовании дополнительных элементов для ввода графической информации, как например, в тачскрин (touchscreen)системе или дигитайзере, благодаря чему достигается упрощение конструкции устройства и как следствие повышается надежность устройства.

Устройство для ввода и вывода графической информации используют следующим образом.

Устройство для ввода и вывода графической информации может быть применено в различных областях, от школьного образования до архитектуры.

В качестве основного примера применения заявляемого устройства, рассмотрим его применение в школьном образовании.

Ввод графической информации в устройство осуществляется учеником с помощью инфракрасного излучателя 11, выполненного, например, в виде стилуса на конце которого смонтирован инфракрасный источник света. Прикасаясь стилусом к сенсорному рабочему полю устройства, приемники света 2преобразуют фотоны света от инфракрасного излучателя 11 в электрический сигнал, который через псевдо-дуплексный интерфейс3 поступает в аналоговый приемо-передатчик 4. В аналоговом приемо-передатчике 4 полученный сигнал от приемника света 2 усиливают с помощью операционных усилителей и передают усиленный сигнал в аналого-цифровую память 5. В аналогово-цифровой памяти 5 с помощью аналого-цифрового-цифро-аналогового преобразователя (АЦЦАП) преобразуют аналоговый сигнал в цифровой и передают его в цифровую к-разрядную ячейку памяти (Цк-рЯП).

Посредством внешнего цифрового последовательногоинтерфейса6графическая информация цифровой к-разрядной ячейки памяти (Цк-рЯП) передается на обработку в модуль управления учителя, например, в электронно-вычислительную машину (ЭВМ), либо графический планшет, где специализированное программное обеспечение обрабатывает полученную информацию. После обработки полученной графической информации занесенной учеником, она отображается на экране модуля управления учителя, в виде рукописного текста или рисунка, которую может идентифицировать и с которой может взаимодействовать учитель.

Высокая точность определения точки засветки обеспечивается малым диаметром луча стилуса и прикосновением практически к конкретному приемнику света 2 в виде фотоэлемента.

Вывод графической информации устройством производится следующим образом.

Для формирования изображения на экране устройства, графическая информация, занесенная учеником с помощью инфракрасного излучателя 11 посредством приемника света 2 через псевдо-дуплексный интерфейс 3 и аналоговый прием-передатчик 4 записывается в аналого-цифровую память5.

Графическая информация также, как и сенсорное рабочее поле представляет собой набор пикселей(участков) которая посредством аналогового приемо-передатчика 4,усиленная через операционный усилитель передается через псевдо-дуплексный интерфейс 3, в источник света 1 того же самого интерактивного пикселя, посредством приемника света 2 которого была изначально занесена.

В одном из вариантов исполнения, источников света 1 в виде светодиодов в интерактивном пикселе может быть несколько, за счет чего обеспечивается многоцветность выводимого изображения.

С помощью модуля управления, посредством специализированного программного обеспечения, учитель при необходимости может подгрузить информацию в виде текста или рисунка посредством внешнего цифрового последовательного интерфейса 6 в аналого-цифровую память 5, откуда она посредством аналогового приемо-передатчика 4, усиленная через операционный усилитель передается через псевдо-дуплексный интерфейс 3, в источник света 1 для отображения в интерактивном пикселе, которую может визуально идентифицировать и с которой может взаимодействовать ученик.

Таким образов благодаря размещению в каждом из множества интерактивных пикселей устройства источника света 1 в виде светодиода и приемника света 2 в виде фотоэлемента достигается упрощение конструкции устройства и как следствие повышение надежности заявляемого устройства при его эксплуатации.

Claims (3)

1. Устройство для ввода и вывода графической информации, содержащее корпус, на лицевой стороне которого размещено сенсорное рабочее поле, состоящее из множества интерактивных пикселей, отличающееся тем, что интерактивный пиксель содержит источник и приемник света, источник и приемник света через псевдодуплексный интерфейс подключены к аналоговому приемопередатчику и аналого-цифровой памяти, посредством которых интерактивный пиксель соединен с внешним цифровым последовательным интерфейсом, внутри корпуса смонтирован источник биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты, который через блок регулирования яркости подключен к источнику света, а через блок регулирования чувствительности подключен к приемнику света, к источнику биполярного импульсного питания с регулятором базовой частоты подключен генератор тактовой частоты.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что источник света выполнен в виде светодиода.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что приемник света выполнен в виде фотоэлемента.

Images