ПЕРСОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕКТРОННЫЙ КОММУНИКАТОР

Полезная модель относится к мобильной электронной технике, в частности, к персональным электронным коммуникационным устройствам с сенсорной панелью, дисплеем в качестве вводных устройств для передачи данных, подлежащих преобразованию в форму, пригодную для обработки и устройствам связи, включающим в себя сенсорный экран (далее - смартфон будущего или SPF - Smart Phone Future).
Известно устройство мобильной связи, содержащее сенсорный экран. Предусмотрено отображение множества элементов, прием первого сенсорного сигнала, указывающего, что был выбран элемент, имеющий позицию на экране, прием второго сенсорного сигнала и пролистывание части отображенных элементов, отличных от выбранного элемента, в то время как выбранный элемент остается фиксированным в его первоначальной позиции на сенсорном экране, в ответ на второй сенсорный сигнал (RU №2402179).
Известен мобильный терминал, который содержит корпус, имеющий плату разбиения, разделяющую корпус на переднюю и заднюю стороны. Задняя сторона имеет первое место приема и второе место приема, расположенные по длине корпуса. Передняя крышка расположена так, чтобы, по меньшей мере/частично закрывать поверхность передней стороны корпуса, и имеет прозрачную часть, которая образует окно устройства отображения. Устройство отображения смонтировано в пространстве между передней крышкой и передней стороной корпуса. Сенсорный экран расположен между передней крышкой и устройством отображения и обеспечивает передачу сигнала при касании прозрачной части. Пара направляющих подложек электрической схемы расположена в первом месте приема. Камера расположена в первом месте приема. Аккумулятор расположен во втором месте приема, а задняя крышка расположена так, чтобы, по меньшей мере, частично закрывать каждое из первого и второго мест приема (RU №2385533).
Известен мобильный телефон, содержащий корпус, переднюю открывающуюся крышку, дисплеи, первый из которых расположен на наружной стороне крышки, второй - на ее внутренней стороне, третий - на лицевой стороне корпуса и закрывающийся крышкой и четвертый на лицевой стороне корпуса, ниже закрытой крышки так, что первый и четвертый дисплеи обращены к пользователю и активны при закрытой крышке, а при открытой крышке к пользователю обращены и активны второй, третий и четвертый дисплеи, встроенные печатные платы, несущие электронные компоненты, фото/видеокамеру, лампу-вспышку и антенну, расположенные на задней стороне верхней части корпуса, три микрофона и пять динамиков, аккумулятор, выполненный в виде задней съемной панели корпуса, интерфейс для подключения зарядного устройства и гарнитуры, три контактных гнезда под две SIM-карты и карту памяти, снабженные поворотными крышечками, инфракрасный порт, боковые клавиши регулировки громкости и включения/выключения фото/видеокамеры, FM-радио, МР3-плеер и диктофон. Первый дисплей выполнен с возможностью преобразования в сенсорную панель управления с клавиатурой, второй и четвертый дисплеи служат для визуализации информации, а третий является сенсорной панелью управления с клавиатурой (RU №2373661).
Известен мобильный терминал, объединяющий в себе мобильный телефон и ноутбук, состоящий из четырех фрагментов, соединенных шарнирно по длинным сторонам, выполненных с возможностью складываться и раскладываться двум фрагментам корпуса в дисплей «ноутбука» и еще двум фрагментам корпуса в клавиатуру ноутбука, а затем имеет возможность складываться уже сложенными фрагментами в один корпус, причем одна из плоскостей единого корпуса будет являться верхней панелью телефона. Складываемые попарно дисплей и клавиатура «ноутбука» являются сенсорными панелями, а так же верхняя панель «мобильный телефон» является сенсорной панелью, трансформируемой из половины дисплея или клавиатуры (RU №83630).
Недостатками указанных устройств является ограниченность функциональных возможностей по взаимодействию с пользователем, сложность управления.
Известно электронное устройство с сенсорной панелью, дисплеем и джойстиком, в котором как минимум одну сенсорную панель, или как минимум одну часть (сектор) сенсорной панели, или как минимум один джойстик, или его часть размещают на обратной стороне корпуса электронного устройства для функционирования в указанном положении, при этом пользователь электронного устройства посредством манипуляционных действий с сенсорной панелью, или ее частью (сектором), или с джойстиком, или его частью управляет как минимум одним виртуальным символом, отображенным как минимум на одном дисплее, расположенном па лицевой стороне корпуса электронного устройства, или сенсорную панель, или ее часть (сектор), или джойстик размещают частично на обратной стороне корпуса электронного устройства, или сенсорную панель или ее часть (сектор) размещают одновременно на боковой и обратной сторонах корпуса электронного устройства, при этом сенсорная панель имеет как минимум один изгиб, или сенсорную панель или ее часть (сектор) размещают одновременно на лицевой, боковой сторонах и обратной стороне корпуса электронного устройства, или сенсорную панель, или ее часть (сектор), или джойстик выполняют с возможностью ее (его) перемещения по корпусу электронного устройства, или на сенсорной панели, или ее части, или на сенсорном дисплее создают как минимум один сектор, посредством которого управляют как минимум одним виртуальным символом, отображенным как минимум на одном дисплее, расположенном на лицевой стороне корпуса электронного устройства. Сенсорная панель или ее часть (сектор) имеет полностью или частично выпуклую форму, или сенсорная панель, или ее часть (сектор), или джойстик имеет защитную крышку, или в) сенсорная панель, или ее часть (сектор), или джойстик заменяет собой защитную крышку объектива фотокамеры или видеокамеры или находится на защитной крышке объектива фотокамеры или видеокамеры. Дисплей располагают как минимум на трех сторонах корпуса электронного устройства, а именно на двух противоположных сторонах и как минимум на одной боковой стороне, при этом дисплей является полностью или частично сенсорным, при этом как минимум одним виртуальным символом, отображенным на указанном дисплее, управляют посредством манипуляционных действий с сенсорной частью дисплея (RU №2427879, прототип).
Недостатком прототипа является ограниченность функциональных возможностей в части способов взаимодействия с пользователем и дистанционной коммутации, ограниченность возможностей оперативного использования при любом положении коммуникатора в руке, необходимость задействования обоих рук для работы с коммуникатором, низкая надежность, связанная с возможностью расстыковки корпуса и низкая долговечность, определяемая наличием сменных элементов.
Технической задачей полезной модели является создание эффективного персонального электронного коммуникатора и расширение арсенала персональных электронных коммуникаторов.
Техническим результатом является расширение функциональных возможностей электронного коммуникатора в части обеспечения нетактильного (без механического контакта) взаимодействия с пользователем и дистанционной коммутации для управления виртуальными символами, отображаемыми на сенсорном дисплее, а также, расширение возможностей оперативного использования при любом положении устройства в руке с задействованием, при необходимости, только одной руки для работы с коммуникатором, повышение надежности, связанное с бесстыковым пылевлагозащищенным исполнением корпуса и повышение долговечности, определяемое отсутствием сменных элементов, а также повышение экономичности.
Сущность полезной модели заключается в том, что персональный электронный коммуникатор содержит корпус с правой, левой и торцевыми сторонами, на которых по всей поверхности корпуса расположен сенсорный дисплей из сенсорного стекла с встроенными светодиодами подсветки, а под ним -левая и правая видеокамеры, чувствительные в видимом и инфракрасном диапазонах, связанные с процессором обработки изображений, взаимодействующим с центральным процессором, к которому подключены блок памяти и блок программ, микрофоны, громкоговорители, средства связи беспроводных персональных сетей и аккумулятор с зарядным устройством, причем блок программ снабжен модулем управления посредством сенсорного дисплея и средствами, по меньшей мере, одного пользовательского интерфейса, действующего без тактильного воздействия на дисплей.
Предпочтительно, корпус выполнен непроницаемым, в форме прямоугольного параллелепипеда со срезанными ребрами, с бесстыковыми поверхностями сторон, снабженных инфракрасными диодами подсветки.
Предпочтительно, все встроенные устройства обмена информацией, в том числе, видеокамеры, микрофоны, громкоговорители и средства связи беспроводных персональных сетей, дублированы на передней и задней сторонах корпуса под слоем сенсорного стекла, при этом микрофоны и выполненные пьезокерамическими громкоговорители размещены по четырем углам корпуса.
В частных случаях реализации коммуникатора видеокамеры и средства пользовательского интерфейса, действующего без тактильного воздействия на дисплей, выполнены с возможностью фиксировать позицию взгляда пользователя по зрачку и время его фиксации на виртуальной клавиатуре, а также ведения накопительной статистики о действиях пользователя.
В иных частных случаях реализации коммуникатора видеокамеры снабжены дополнительными линейками пикселов чувствительных в инфракрасном диапазоне 1-5мкм, а средства пользовательского интерфейса, действующего без тактильного воздействия на дисплей, выполнены с возможностью фиксировать позицию предмета, перемещаемого пользователем над дисплеем, а также ведения накопительной статистики о действиях пользователя.
В других частных случаях реализации коммуникатора видеокамеры снабжены дополнительными линейками пикселов чувствительных в инфракрасном диапазоне 1-5мкм, а средства пользовательского интерфейса, действующего без тактильного воздействия на дисплей, выполнены с возможностью фиксировать позицию взгляда пользователя по зрачку и время его фиксации на виртуальной клавиатуре, и с возможностью фиксировать позицию предмета, перемещаемого пользователем над дисплеем, а также ведения накопительной статистики о действиях пользователя.
Предпочтительно, коммуникатор снабжен встроенным регистратором экологических опасностей, например, детектором излучений, а также встроенным устройством пространственной ориентации, например акселерометром или гироскопом.
При этом аккумулятор выполнен на основе графеновых компонентов, а зарядное устройство выполнено индуктивным или фотоэлектрическим.
Предпочтительно, средства связи беспроводных персональных сетей выполнены с модулями дистанционной коммутации с внешними устройствами с помощью Bluetooth и NFC (Near Field Communication), и с, по меньшей мере, одним девайсом своего хозяина для принятия решения о разрешении/запрете доступа по принципу Свой-Чужой.
На чертеже изображена блок-схема персонального электронного коммуникатора, например, смартфона, ноутбука, планшетника, терминала и т.п. персонального электронного устройства.
На чертеже обозначены:
1. Корпус (обозначен условно) коммуникатора SPF - смартфона, ноутбука, планшетника, терминала и т.п. персонального электронного устройства
2. Видеокамера высокого разрешения (левая)
3. Многофункциональный сенсорный дисплей (по всей поверхности корпуса 1).
4. Видеокамера высокого разрешения (правая)
5. Процессор обработки изображений
6. Модуль памяти
7. Центральный процессор
8. Контроллер питания
9. Модуль интерфейсов
10 Аккумулятор
11 Фотоэлектрическое зарядное устройство
12 Индуктивное зарядное устройство
13 Модуль GSM/3G/UMTS предназначен для высокоскоростной передачи данных в сетях GSM и G3, посредством протоколов GPRS/EDGE и UMTS/HSPDA со скоростью до 7,2 Мбит/с.
14 Модуль Bluetooth (спецификация беспроводных персональных сетей)
15 Модуль Wi-Fi (для беспроводных сетей на базе стандарта IEEE 802.11)
16 Модуль навигации (GPS/ГЛОНАСС)
17 Модуль NFC(кoммyникaция ближнего поля).
Центральный процессор 7 реализует свои обычные функции, как в любом смартфоне. Система обработки изображений включает в себя видеокамеры 2,4, полупрозрачный многофункциональный сенсорный дисплей 3, процессор 5 обработки изображений. Многофункциональный дисплей 3 предназначен для отображения всей визуальной информации смартфона. Он имеет встроенные элементы (не изображены) инфракрасной подсветки и световой подсветки, размешенные в составе дисплея 3. Контроллер 8 питания осуществляет выбор и управление аккумулятором 10 и зарядными устройствами 11, 12.
Зарядное устройство может быть выполнено в виде фотоэлектрического устройства (преобразователя) 11. Зарядное устройство может быть также выполнено в виде индуктивного устройства 12 с индуктивной связью питаемого высокочастотным током. Индукционные катушки такого устройства 12 могут быть выполнены в виде планарных спиральных катушек.
Модуль 9 интерфейсов представляет собой контроллер и аппаратные части всех доступных интерфейсов 13-17 и иных.
Коммуникатор (SPF) имеет бесстыковой непроницаемый (монолитный) корпус 1 без каких либо переходников, контактов, стыков, отверстий и сочленений (т.е. пылевлагонепроницаемый). Корпус 1 и его элементы, боковые границ и торцы выполняется по форме срезов обработанного кристалла. Вся поверхность корпуса 1 выполнена с полупрозрачным (цветным) наружным слоем из тонкого прозрачного пластика или стеклообразного полимера с абсолютно гладкой, сверкающей своей полировкой, поверхностью. По визуальному решению цвета корпус 1 может быть глубоко зеленоватого цвета. В этом случае SPF будет больше похож на плоский, прямоугольный, распиленный кристалл, например, Уральского изумруда. Новый сенсорный персональный коммуникатор (смартфон SPF) выделяется уникальной и оригинальной формой своего корпуса. Создается оптическое ощущение, что весь корпус смартфона высечен из кристалла Уральского изумруда и отшлифован до зеркального блеска. Торцевые поверхности корпуса SPF имеют строгие, ровные грани, усиливающие эффект единого, монолитного кристаллического тела, притягивающего к себе взгляд и ладонь Вашей руки. Многослойность поверхностной структуры SPF и материал, из которого выполнено данное устройство, шокирует высокой технологичностью и бесспорно опережает свое время. Прочность, высокая четкость стереоскопического изображения, то, во что раньше мы не могли поверить - стало возможно. Телефон, которым можно управлять одним взглядом без касания (Vi-TO - Virtual Touch Screen), так же оснащен системой виртуального контакта (Vi-Co - Visual Contact) это уже не фантастика.
В будущем, возможно, его делать любого цвета под заказ, включая черный.
Отсутствие, отрицательных характеристик - таких, как затрудненное использование в различных неблагоприятных погодных условиях, и даже под водой, которое распространенно среди сенсорных телефонов. SPF - это новая реальность. Реальность, где все возможно.
Вся поверхность корпуса 1 с наружным слоем из тонкого прозрачного пластика или стеклообразного полимера является сплошным прочным сенсорным дисплеем 3 с электродами из 2-3 слоев графена. Графен может быть снабжен арматурой для защиты и упрочнения корпуса 1. Сенсорный дисплей 3 - устройство ввода информации, представляющее собой экран, реагирующий на прикосновения к нему. Кнопка включения/выключения и переключатель звук/вибрация могут представлять собой определенные места на корпусе 1.
В настоящее время получен пригодный для изготовления дисплея 3 прямоугольный лист графена с диагональю 76 сантиметров. Графен легирован действием азотной кислоты, в результате чего он получил способность действовать в качестве большого прозрачного электрода при встраивании этого электрода в сенсорный дисплей 3. Электрод из графена отличается большей прозрачностью и более высокой прочностью, чем его олово-индиевые аналоги. Сенсорные дисплеи 3 на основе графена отличаются большим сроком службы, для производства дисплеев па основе графена требуется сравнительно небольшое количество углерода и дополнительных материалов, не нужны редкие металлы, медная подложка может использоваться неограниченное число раз, см. http://m-protect.ru/index.php?id=1177&option=com_content&task=view;
http://ru.wikipedia.org/wiki/%C3%F0%E0%F4%E5%ED).
При тактильном (механическом) касании наружного слоя, выполненного из тонкого прозрачного пластика, т.е. дисплея 3, его внутренняя проводящая поверхность совмещается с проводящим слоем основной стеклянной пластины, играющей роль каркаса конструкции, благодаря чему происходит изменение сопротивления всей системы. Это изменение фиксируется процессором 7, определяющим координаты точки касания. При использовании электродов из графена возможна также реализация емкостного сенсорного дисплея 3.
Диагональ стороны корпуса 1 (т.е. диагональ сенсорного дисплея) SPF должна иметь оптимальный размер 4,2-4,5 дюйма или 10,7-11,4 см, до 5 дюймов или 12,7 см, т.е. по размеру больше, чем смартфона IPhone-4, 4s. Толщина корпуса 1 SPF может быть всего 7 мм. Это значительно меньше, чем у того же смартфона IPhone-4, 4s. Такой формат корпуса 1 удобен для человека при обхвате его всей ладонью. Это важно для придания коммуникатору SPF функций мобильного планшетника, и туристического видео экрана. Учитывая тенденции технологии электрических элементов для электронных устройств, их размеры могут приблизиться к уровню 5-10 нм. Это позволит в дальнейшем значительно уменьшить энергетику потребления устройства SPF, уменьшить размеры аккумулятора 10 и толщину корпуса 1.
Корпус 1 коммуникатора при этом может внешне напоминать полупрозрачный кристалл, например, глубокого зеленого цвета (возможны иные цветовые варианты). Обе стороны корпуса 1 дублируют своими функциями друг друга, как экраны передней и задней сторон, а все встроенные устройства в частности видеокамеры 2,4, микрофоны, громкоговорители дублированы на каждой из сторон корпуса 1.
Любые внешние устройства имеют возможность коммутироваться с коммуникатором SPF, например, с помощью модуля 14 Bluetooth (производственная спецификация беспроводных персональных сетей). Bluetooth обеспечивает обмен информацией коммуникатора с такими устройствами, как персональные компьютеры (настольные, карманные, ноутбуки), мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, джойстики, наушники, гарнитуры на надежной, недорогой, повсеместно доступной радиочастоте для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться с коммуникатором, когда они находятся в радиусе от 1 до 200 метров друг от друга (в зависимости от наличия от преград и помех), даже в разных помещениях.
Кроме того, любые внешние устройства имеют возможность коммутироваться с коммуникатором SPF, например, с помощью модуля 17 Near Field Communication (NFC) - «коммуникация ближнего поля» - технология беспроводной высокочастотной связи малого радиуса действия, которая дает возможность обмена данными между устройствами, находящимися на расстоянии около 10 сантиметров (около 4-х дюймов). Устройство NFC может поддерживать связь и с окружающими смарткартами и считывателями стандарта ISO 14443, и с другими устройствами NFC, и таким образом совместимо с существующей инфраструктурой бесконтактных карт, уже использующейся в общественном транспорте и платежных системах. NFC нацелена прежде всего на использование в мобильных телефонах и пригодна для того, чтобы коммуницироваться автоматически по протоколу с любым другим девайсом своего хозяина.
Интеллектуальность и программная логика процессора 7 включает статистический анализ обращения с аппаратом своего непосредственного хозяина, автоматическую программируемую коммуникативность Свой-Чужой, возможность использования универсального, цифрового, радиочастотного стандарта передачи данных, способность к стерео и квадро звучанию, и стерео видению, полно поверхностный сенсорный дисплей 3, работающий в сочетании тачскрин с сенсором, с добавлением элементов логики и отдельных опций визуального контакта и управления, а так же виртуального касания.
Верх и низ коммуникатора SPF определяются встроенным устройством пространственной ориентации, в частности, акселерометром или гироскопом, отвечающим за положение экрана в современных смартфонах. Пьезокерамические громкоговорители и микрофоны расположены по четырем краям корпуса 1, для включения и управления которых предусмотрены элементы логики и интеллекта. Они включаются и работают в необходимом режиме при определении положения корпуса 1. В результате, когда хозяин (постоянный пользователь) берет в руку свой коммуникатор SPF, например, смартфон, то его процессор 7 с начала, определяет положение корпуса 1, а затем как бы предугадывает наиболее вероятные действия своего хозяина, на основе накопительной статистики об его предпочтениях и действиях своего хозяина.
Встроенный регистратор экологических опасностей предупредит владельца, при необходимости, о наличии радиоактивного излучения и других опасностей, например, землетрясений, цунами, извержений вулканов, торнадо и т.д., при которых изменяется электрическая или магнитная составляющие полей и других измеряемых физических параметров в местах возникновения экологических катастроф.
Функцию управления на виртуальной клавиатуре дисплея 3 может выполнять путем физического касания указательный палец, либо любой другой предмет, напоминающий палец, например, карандаш, ручка и т.д.
Каждый пользовательский интерфейс объединяет в себе конструктивные (схемные) элементы и компоненты программы, которые способны оказывать влияние на взаимодействие пользователя с программным обеспечением процессов 5,7. К этим элементам относятся:
- набор задач пользователя, которые он решает при помощи системы;
- элементы управления системой;
- навигация между блоками системы;
- средства отображения информации, отображаемая информация;
- устройства и технологии ввода данных;
- диалоги, взаимодействие и транзакции между пользователем и процессором 7;
- обратная связь с пользователем;
- поддержка принятия решений в конкретной предметной области;
Коммуникатор SPF оснащен принципиально новыми пользовательскими логическими интерфейсами, действующими в дополнение к тактильному (механическому) воздействию на дисплей: системами визуального и виртуального контакта Vi-Co -  Visual Contact (Визуальный Контакт) и Vi-To - Virtual Touch Screen - Виртуальный контакт или виртуальное касание сенсорного дисплея 3, позволяющими существенно упростить и разнообразить взаимодействие пользователя с коммуникатором. Встроенные, высококонтрастные (высокой четкости) видеокамеры 2,4 расположены симметрично под тонким стеклообразным слоем сенсорного дисплея 3 в его противоположных сторонах. Используются видеокамеры 2,4 высокого разрешения с динамической стабилизацией работающие в видимом и инфракрасном диапазоне. Они содержат помимо светодиодных RGB линеек еще линейки пикселов чувствительных к инфракрасному излучению.
Инфракрасные (ИК) пикселы видеокамер 2,4 способны воспринимать свет в узком спектральном диапазоне, предусмотрена возможность перестройки области фокусировки. Устройство оснащено диодами инфракрасной подсветки дисплея 3.
Видеокамеры 2,4 и светодиоды видимой световой подсветки должны располагаться на дисплее 3 так, чтобы обеспечить качественную подсветку без бликов и теней. В тоже время светодиоды не должны ослеплять видеокамеры 2,4.
Видеокамеры 2,4 универсальны, расположены с обеих сторон корпуса 1 их по 2 шт. Это сделано для унификации свойств обеих сторон корпуса 1, чтобы обеспечить дополнительную двух экранную функциональность устройства и одинаковое удобство пользования и правой и левой рукой. Если корпус 1 взят правой рукой, значит, та часть - которая свободна от обхвата ладони и будет рабочей поверхностью дисплея 3. Благодаря видеокамерам 2,4 и производительному процессору 5, последний может вычислять позицию взгляда пользователя по положению зрачка и времени его фиксации на виртуальной клавиатуре дисплея 3. В результате можно реализовать функцию тачскрина без тактильного (физического или механического) касания дисплея 3.
Иконки различных программ и функций, виртуальная клавиатура с ее буквенными, цифровыми и символьными обозначениями будет виртуальной мишенью для взгляда, точки взгляда. В результате дальнейшее управление может осуществляться от визуального контакта.
При визуальном контакте (как бы касании) - взгляде на конкретную точку сенсорного дисплея 3, происходит программная отработка сигнала для процессора 5, аналогичная электрическому замыканию проводящих слоев в данной точке дисплея SPF.
Две симметрично расположенные видеокамеры 2,4 высокого разрешения следят за пространством непосредственно перед дисплеем с динамичной стабилизацией и онлайн слежением за динамикой движения зрачков глаз по краям корпуса 1 фиксируют изображение зрачков пользователя. Для регистрации точек фиксации видеокамерами 2,4 может, например, излучаться невидимый пучок инфракрасного света, который отражается от глаз пользователя, причем яркость отраженного сигнала от зрачка и радужной оболочки разная. При частоте дискретизации 120 Гц каждые 8,3 мс видеокамеры 2,4 генерируют изображение, и с его помощью распознается отраженный от глаз сигнал определенной структуры. Направление взгляда устанавливается с помощью вектора, который определяется на основе разницы между сигналами, отраженными от зрачка и радужной оболочки. Далее полученные отраженные сигналы с двух видеокамер 2,4 обрабатываются процессором 5 обработки изображений. С помощью специальной программы распознается образ зрачка и определяется его начальное положение для обеих видеокамер 2,4. Линейное и угловое перемещение зрачков, фиксация точки взгляда вычисляется по результатам обработки изображений с видеокамер 2,4 с использованием корреляционных методов для повышения точности определения положения зрачков. Процессор 5 обработки изображения отсеивает большое количество движений глаз и морганий, чтобы вычислить точки фиксации, т.е области, действительно воспринимаемые зрачками пользователя, и обеспечивает дополнительно коррекцию и стабилизацию изображения. После вычисления координат зрачков, данные процессора 5 обработки изображений отправляются на основной процессор 7 устройства для выполнения последующего программного кода (виртуального визуального контакта).
Каждая видеокамера 2,4 воспринимает сигналы от обеих зрачков. Видеокамеры 2,4 выполнены с возможностью взаимного перекрестного контроля позиции точки взгляда. Координаты точки визуального касания вычисляются программным способом процессором 5, используя угловые и линейные перемещения зрачков пользователя относительно сенсорного дисплея 3. Это позволяет четко определять координаты зрачков глаз человека, поэтому делать более тонкие способы управления виртуальным курсором на сенсорном дисплее 3 и развивать большую скорость визуального управления печатью, работой с SMS сообщениями, работой с файлами и серфингом в Интернете. Процессор 5 обработки изображений обрабатывает сигнал с видеокамер 2,4 при помощи специализированной программы многофакторного контроля яркости, четкости, детализации, подавления шумов, насыщенности сигнала, контроля визуального баланса объектов анализа и управления (зрачков) и других параметров сигнала, например, частоты мигания глаз, вибраций корпуса 1 в руках, бликов и уровня освещенности и т.д.
Для реализации этой технологии Vi-Co следует задерживать взгляд, например, на 0.25-0.5 сек. на нужной клавише виртуальной клавиатуры на дисплее 3. Реально развить этот навык до полного совершенства, то есть до 480 и более знаков в минуту. В дальнейшем процессор 5 сам подстроится под пользователя и зафиксирует оптимальную скорость визуального управления взглядом на основе программы прогрессивного развития навыков Vi-Co.
Так же может редактироваться визуально напечатанный текст. Для этого пользователю нужно задержать взгляд на «неверной» букве, например, в течение 0.75 сек. в уже написанном на дисплее 3 слове. Чтобы внести другую правильную букву в данное исправляемое слово с виртуальной клавиатуры следует как бы «склеив» ее взглядом перенести в нужное место визуально исправляемого слова.
Видеокамеры 2,4 могут быть реализованы каждая в виде малогабаритной видеокамеры, отслеживающих движения зрачков и преобразующих полученную информацию в команды, понятные операционной системе и всем установленным программам (технология Senseye).
Пример работы с фиксацией позиции взгляда пользователя по зрачку на виртуальной клавиатуре Vi-Co (Визуальный Контакт):
Пользователю нужно набрать SMS-сообщение. Фокусируем взгляд в области иконки SMS, задерживаем на 0,25 сек. Тем самым открывается редактор с виртуальной клавиатурой. Текст набирается путем фокусировки взгляда в области необходимой буквенной клавиши и задержки его на 0,25 сек. После чего происходит ее виртуальное нажатие (Виртуальный Контакт) и нужный символ отображается в окне редактора SMS-сообщений. Для того что бы выделить необходимую часть текса, нужно сфокусировать взгляд в начале нужного отрезка текста и задержать его на 0,5 сек. Появится виртуальный курсор и виртуальные клавиши "Копировать", "Вставить", "Удалить". При движении взгляда в нужную сторону, будет происходить выделение нужного нам отрезка текста. Фиксация завершения процесса визуального копирования осуществляется задержкой взгляда на 0.5 сек. на конце копируемого текста. Затем выделенный текст обрабатывается на основе виртуально нажатых клавиш (Виртуальный Контакт) "Копировать", "Вставить", "Удалить".
Таким же образом производится и навигация по меню коммуникатора SPF. Для запуска необходимого приложения, достаточно сфокусировать свой взгляд в области "иконки", необходимого для запуска приложения и задержать свой взгляд на 0.25 сек.
Для реализации функции виртуального касания, т.е. нетактильной (без механического взаимодействия) фиксации позиции предмета, перемещаемого пользователем над дисплеем (Vi-To), видеокамеры 2,4 снабжены дополнительными линейками пикселов чувствительных в инфракрасном диапазоне 1-5 мкм. Подсветка перемещаемого предмета - например, пальца или стилуса осуществляется именно в этом диапазоне с помощью светодиодов встроенных в дисплей. Рассеянное пальцем излучение светодиодов фиксируется видеокамерами 2,4. Получается изображение как в обычной черно-белой камере. Тем самым обеспечивается режим виртуального касания, в котором отслеживается каждое движение пальца или иного указывающего предмета (стилуса) относительно дисплея 3 без непосредственного механического (физического) контакта с поверхностью дисплея 3. Эти движения преобразуются в команды, понятные операционной системе и всем установленным программам (технология Senseye). При реализации функции виртуального тачскрина (Vi-To) процессор 5 обработки изображения распознает объект, выполняющий функцию стилуса. Распознавание образа происходит так же, как в случае со зрачками. Область фокусировки камер 2,4 при этом смещается ближе к дисплею 3. В эту же область смещается область подсветки. Для определения координат пальца (стилуса) и его перемещения используются те же методы, что и в системе визуального контакта Vi-Co. Нажатие моделируется быстрым перемещением стилуса в направлении дисплея 3. В случае касания дисплея 3 сигнал нажатия дублируется сигналом сенсорного дисплея 3.
Пример работы системы Vi-To (Виртуальное касание):
Требуется набрать SMS-сообщение. Выводим палец или стилус в область иконки SMS, выполняем естественное движение нажатия достаточно быстро, открывается редактор с виртуальной клавиатурой дисплея 3, при этом касание дисплея 3 не обязательно. В момент обратного движения пальца происходит виртуальное нажатие клавиши и нужный нам символ отображается в окне редактора SMS-сообщений. Для того, чтобы выделить необходимую часть текста, нужно выполнить движение нажатия по направлению к дисплею 3 и зафиксировать палец в начале нужного нам отрезка текста не выполняя обратного движения. Появится виртуальный курсор и виртуальные клавиши "Копировать", "Вставить", "Удалить". При движении пальца в нужную нам сторону, будет происходить выделение нужного нам отрезка текста. Фиксация завершения процесса копирования осуществляется обычным движением нажатия на конце копируемого текста. Затем выделенный текст обрабатывается на основе виртуально нажатых клавиш (Виртуальный Контакт) "Копировать", "Вставить", "Удалить".
Таким же образом производится и навигация по меню дисплея 3. Собственной подсветки дисплея 3 для большинства пользователей достаточно при работе в темноте для позиционирования взгляда на буквах и текстах.
Операция тачскрин с механическим (физическим) касанием виртуальной клавиатура на дисплее 3 сохраняется как дублирующая функция и предназначена для слабовидящих и в полной темноте, где трудно идентифицировать положение зрачков глаз.
Аккумулятор 10 способен заряжаться, например, индуктивно от специальной подставки, выполняющей функции зарядного устройства. Под поверхностью дисплея 3 корпуса 1 могут быть установлены фотоэлектрические преобразователи 11, которые при необходимости выполняют функции зарядного устройства аккумулятора 10. При ожидаемом КПД>50% и нормальной освещенности они покрывают потребности устройства в электроэнергии.
Аккумулятор 10 (батарея аккумуляторов) предпочтительно выполнена на основе графеновых компонентов, и поэтому способна сохранять долгосрочно заряд, возможно до 1 месяца без подзарядки в режиме молчания. Такая батарея 10 будет иметь значительный срок службы при «безграничном» количестве циклов заряд-разряд. Поэтому она упакована в неразъемный корпус 1, как бы в кристалл, навсегда.
Пьезокерамические громкоговорители по четырем краям корпуса будут дополнять функционал устройства, создавая при этом, как стерео, так и квадро звучание. Четыре микрофона расположенные так же по краям каждой из сторон корпуса 1, предназначены для более четкого распознавания речи хозяина смартфона и управления смартфоном с голосовых команд, как в случае с технологией поиска в смартфонах Siri для Интернета.
Симметрично расположенные видеокамеры 2,4 высокого разрешения по сторонам корпуса 1 позволяют обеспечивать стереосигнал для абонента на противоположном «конце провода» в режиме видео разговора, дисплей 3 обеспечивает стерео видение.
Микрофоны и динамики в заявляемом коммуникаторе SPF целесообразно выполняются на основе кремневой технологии, для таких устройств не нужен открытый контакт со звуком, голосом. Они способны передавать качественный звук и, при необходимости, распознавать голоса, благодаря встроенными широкополосными усилителями. Средства изменения величины звука, его включения и выключения, а так же средства реализации других операций управления могут быть размещены традиционно, например, на торцах корпуса 1 смартфона. Программа управления процессора 7 оснащена элементами логики и интеллекта и процессор 7 как бы предугадывает действия постоянного пользователя на основе накопительной статистики обращения его владельца.
Эволюция программ распознавания и обработки речи и мощный встроенный процессор 7 делают коммуникатор эффективным переводчиком. С его помощью люди разных языков могут общаться друг с другом не прибегая к услугам переводчиков при разговоре через заявляемый коммуникатор SPF.
Таким образом заявляемый коммуникатор, например, смартфон, может быть задействован следующих режимах.
При включении пользователю предлагается выбрать режим управления смартфоном:
А.) Сенсорное управление смартфоном (управление смартфоном по средствам «тачскрин»). При выборе режима А, смартфон загружается в режиме обычного сенсорного смартфона с тактильным режимом управления средствам «тачскрин».
Б.) Визуальное управление смартфоном (управление в системе Visual Control или Vi-Co). При выборе режима Б, пользователю следует откалибровать свой смартфон для его управления в системе Vi-Co под его тип глаз, межцентровое расстояние зрачков, динамику перемещения взгляда и т.д. После калибровки, смартфон загружается под управлением системы Vi-Co и полностью управляется взглядом. При этом пользователь, фокусируясь на нужную ему область дисплея 3, задерживает взгляд на 0,25 сек., вследствие чего происходит виртуальное нажатие в этой области дисплея 3.
В.) Управление смартфоном с помощью системы система «виртуальный тачскрин» (бесконтактный тачскрин) или Vi-To. При выборе режима В, пользователю смартфона следует откалибровать свой смартфон для его управления системой Vi-To под его палец или имеющийся тип стилуса. При этом в функции виртуального тачскрина процессор 5 обработки изображения распознает объект, выполняющий функцию стилуса. Это может быть палец, или любой другой предмет подходящих размеров. Распознавание образа происходит так же, как в случае со зрачками. Область фокусировки видеокамер 2,4 при этом смещается ближе к дисплею 3. В эту же область смещается область подсветки. Для определения координат пальца (стилуса) и его перемещения используются те же программные методы, что и в системе Vi-Co. Нажатие моделируется быстрым перемещением стилуса в направлении дисплея 3. В случае тактильного касания дисплея 3 сигнал нажатия может дублироваться сигналом механического датчика (например, акселерометра, гироскопа или сенсорной панели).
В результате настоящего технического решения обеспечены расширение функциональных возможностей электронного коммуникатора в части обеспечения нетактильного (без механического контакта) взаимодействия с пользователем и дистанционной коммутации для управления виртуальными символами, отображаемыми на сенсорном дисплее, а также, расширение возможностей оперативного использования при любом положении устройства в руке с задействованием, при необходимости, только одной руки для работы с коммуникатором, повышение надежности, связанное с бесстыковым исполнением корпуса, исключающим проникновение воды при погружении, и повышение долговечности, определяемое пылевлагозащищенным исполнением и отсутствием сменных элементов, а также повышение экономичности.