СИСТЕМА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ В КОМПЬЮТЕР
SYSTEM FOR ENTERING INFORMATION INTO COMPUTER

Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к указательным компьютерным устройствам, а также средствам ввода данных оператором в персональный компьютер в экранном диалоге с помощью манипулятора типа "мышь", взаимодействующего с ковриком, имеющим намагниченные области.
Известны средства ввода информации в компьютер, использующие манипулятор типа "мышь", взаимодействующий с магнитными устройствами, в частности средство, содержащее мышь, имеющую электромагнитную катушку, взаимодействующую с ферромагнитной поверхностью (GB 2286034, G05G 9/053, 02.08.1995). Аналогично, известно средство ввода информации в компьютер, содержащее коврик для мыши с внедренным магнитным материалом, взаимодействующий с нижней стороной мыши (DE 20302892U, G06F 3/033, 06.12.2003). В данных устройствах магнитное поле используется только для создания силы, которая прижмет мышь к ферромагнитной поверхности для стабилизации устройства в условиях тряски или вибраций. Устройства имеют ограниченное применение, имеют усложненную конструкцию.
Известно устройство ввода информации, содержащее два элемента, имеющих магниты и магнитные датчики и взаимодействующих аналогично мыши и коврику (WO 03054782, G06F 3/033, 03.07.2003).Устройство отслеживает только одномерные перемещения, необходимая точность измерения перемещений также не обеспечивается.
Известно средство ввода информации, представляющее собой ручку для ввода информации с функциями детектирования магнитного поля; в проводах, интегрированных в поверхность коврика и образующих координатную сетку, попеременно с высокой частотой генерируются импульсы электрического тока; магнитный датчик ручки, находящийся на пересечении проводов Xn и Yn, генерирует сигнал в момент прохождения импульсов тока по указанным проводам. По сопоставлению времени генерации импульсов тока и сигнала датчика определяются координаты датчика ручки (JP 3296127, G06F 3/033, 26.12.1991). Устройство предназначено для определения абсолютных координат пера ручки и не может использоваться при быстрых движениях пера. Устройство является дорогим и сложным в изготовлении, коврик требует электропитания, предназначено для специальных приложений координатного ввода.
Наиболее близким аналогом заявленной системы является система ввода информации в ЭВМ, содержащая компьютерную мышь с датчиком перемещений, включающим в себя два изолированных друг от друга электрических контура, в составе каждого из которых имеется по меньшей мере один проводник, интегрированный в нижнюю поверхность мыши, причем интегрированные в нижнюю поверхность мыши проводник или проводники одного контура расположены перпендикулярно аналогичным проводнику или проводникам другого контура (патент CN 1477591, G06K 11/18, 25.02.2004). В данном средстве используется магнитное поле Земли. При этом линии магнитного поля Земли ориентированы горизонтально, детекторы расположены в горизонтальной плоскости и движение устройства также происходит в горизонтальной плоскости, ЭДС в детекторах может возникать только при поворотах устройства вокруг вертикальной оси, что приводит к неудобству пользования мышью и невозможности обеспечить необходимую точность определения перемещений.
Техническим результатом, на достижение которого направлено создание данного изобретения, является повышение точности детектирования перемещений мыши путем выбора формы магнитных датчиков и определенного распределения магнитного поля по поверхности коврика, что позволяет с высокой точностью измерять перемещения мыши независимо от величины магнитного поля коврика в условиях быстрых перемещений мыши с обеспечением простоты и дешевизны при любой точности измерений и исключения необходимости электропитания коврика.
Технический результат достигается тем, что система ввода информации в ЭВМ, содержащая компьютерную мышь с датчиком перемещений, включающим в себя два изолированных друг от друга электрических контура, в составе каждого из которых имеется по меньшей мере один проводник, интегрированный в нижнюю поверхность мыши, причем интегрированные в нижнюю поверхность мыши проводник или проводники одного контура расположены перпендикулярно аналогичным проводнику или проводникам другого контура, снабжена взаимодействующим с компьютерной мышью ковриком или планшетом, имеющим области намагниченности, находящиеся на пересечении линий воображаемой координатной сетки X1…Xn, Y1…Yn, с возможностью ориентирования проводников, интегрированных в нижнюю поверхность мыши вдоль координатных осей Y и X соответственно, а вектор индукции магнитного поля в центре областей намагниченности направлен перпендикулярно плоскости коврика.
Коврик изготовлен из намагничиваемой резины или пластика либо имеет слой, состоящий из намагничиваемой резины, пластика или магнитной пленки или аналогичного материала.
Области намагниченности создаются однократно при изготовлении коврика.
На чертеже изображен увеличенный вид сверху на намагниченный коврик К и магнитный датчик перемещений, а также разрез правой проекции коврика К. Заштрихованные области представляют собой области намагниченности.
Датчик перемещений, находящийся внутри мыши, представляет собой изолированные друг от друга электрические контуры 1 и 2. В основе контуров находятся перпендикулярные друг к другу проводники L1 и L2 длиной D1 и D2, ориентированные вдоль координатных осей Y и X соответственно. Проводники интегрированы в нижнюю поверхность мыши максимально близко к поверхности коврика. Остальные части контуров 1 и 2 находятся достаточно далеко от поверхности коврика, так что действие магнитного поля на них незначительно.
Компьютерная мышь с магнитным датчиком перемещений используется совместно со специальным образом намагниченным ковриком или планшетом, по которому перемещается мышь. Коврик изготовлен целиком из намагничиваемой резины или пластика или имеет слой, состоящий из магнитной пленки или аналогичного материала.
Области намагниченности находятся на пересечении линий воображаемой координатной сетки X1…Xn, Y1…Yn. Шаг сетки равен Нх и Ну в направлениях X и Y соответственно. Шаг воображаемой координатной сетки определяет точность измерения перемещений датчика относительно коврика. Области намагниченности создаются один раз при изготовлении коврика способом, аналогичным записи информации на магнитную пленку. Вектор индукции магнитного поля в центре областей намагниченности должен быть направлен перпендикулярно плоскости коврика.
При движении мыши по поверхности коврика со скоростью V и при пересечении проводниками L1 и L2 областей намагниченности на электроны в проводниках действует сила Лоренца, в результате чего в каждом из контуров 1 и 2 возникают электродвижущие силы Е1 и Е2, зависящие от направления движения и равные соответственно:
E1=Vx·B1·D1
Е2=Vy·B2·D2,
где В1 - величина магнитного поля, усредненная вдоль проводника L1, В2 - величина магнитного поля, усредненная вдоль проводника L2.
Таким образом, перемещение мыши по коврику вызывает возникновение импульсов электродвижущей силы в контурах 1 и 2 соответственно. Количество импульсов в контуре 1 равно количеству шагов длиной Нх, которые проходит мышь в направлении оси X; количество импульсов в контуре 2 равно количеству шагов длиной Ну, которые проходит мышь в направлении оси Y. Управляющий контроллер мыши должен подсчитывать количество импульсов напряжения в каждом из контуров, что позволит с высокой точностью определять перемещение мыши по каждой из координатных осей (при достаточной малости шагов Нх и Ну). При этом величина индукции магнитного поля непосредственно над областями намагниченности коврика не влияет на точность измерений, она должна быть лишь не ниже определенного уровня, определяемого конструкцией устройства.
Для увеличения чувствительности можно использовать многовитковые контуры 1 и 2, причем геометрический шаг между витками-проводниками в нижней части мыши должен совпадать с расстояниями Нх и Ну для каждого контура соответственно. Можно использовать различные рисунки областей намагниченности на коврике, например в виде сот.
Преимуществами технологии являются дешевизна, низкий расход энергии, высокая точность определения перемещений даже при интенсивных движениях мыши. Эти качества позволяют эффективно использовать мыши с магнитным датчиком:
- в организациях с большим числом компьютеров,
- в программных приложениях, где точность оптических мышей недостаточна,
- в игровых приложениях и симуляторах.