УСТРОЙСТВО ВВОДА
INPUT DEVICE

Изобретение относится к аппаратным средствам персонального компьютера /ПК/ и может быть использовано в ПК.
Аналогами являются устройства ввода: Serial Mouse - мышь с интерфейсом RS - 232С, подключаемая к СОМ-порту ПК [1, c.653-656], RS/2 - Mouse - мышь, USB Mouse - мышь с интерфейсом USB.
Прототипом принято устройство ввода - Bus Mouse - мышь, использующая системную шину, включающая в своем составе 8-разрядную карту расширения, к которой подключается мышь при помощи стандартного 9-контактного разъема, и включает две кнопки [2, с.795, 796, 797, табл.20.1, рис.20.9, причем подпись под рисунком RS/2 ошибка]. При наведении курсора /указателя/ на объект он выделяется, при нажатии на соответствующую кнопку - объект активизируется.
Недостаток прототипа: пользователю с ограниченным действием рук или кисти управлять курсором через мышь невозможно.
Цель изобретения - визуальное управление курсором.
Техническим результатом является представление пользователям с ограниченными возможностями действием рук /кисти/ управлять курсором на экране монитора ПК, достигаемое введением в устройство ввода Bus Mouse блока визуального управления курсором.
Сущность изобретения в том, что в устройство ввода, содержащее Bus Mouse, две кнопки, соединительный кабель, девятиконтактный разъем и восьмиразрядную карту расширения, вводится блок визуального управления.
Блок визуального управления на Фиг.1, курсор на Фиг.2, получение координат X, Y курсора на Фиг.3.
Блок визуального управления включает /фиг.1/ оптический датчик 1 и формирователь 2 координат. Оптический датчик 1 включает объектив 3 с соответствующим полем зрения /45°/, в фокальной плоскости которого расположена фоточувствительная сторона матрицы ПЗИ 4 - прибора с зарядовой инжекцией по технологии Х3 из трехслойного датчика КМОП [2, с.832] с соответствующим оптическим разрешением, красный светофильтр 5, расположенный на фоточувствительной стороне матрицы ПЗИ 4, и импульсный усилитель 6, вход которого подключен к соответствующему выходу матрицы ПЗИ 4. Формирователь 2 координат содержит /фиг.1/ последовательно соединенные генератор 7 тактовых импульсов, делитель 8 частоты и первый ключ 9, второй 10, третий 11, четвертый 12 ключи, первый элемент 13 задержки на 20 мс, первый вычитающий счетчик 14 импульсов и первый счетчик 15 импульсов, второй элемент 16 задержки на 20 мс, пятый ключ 17, шестой ключ 18, второй вычитающий счетчик 19 и второй счетчик 20 импульсов, первый 21 и второй 22 блоки элементов И, в каждом по восемь элементов И, первый 23 и второй 24 самоходные распределители импульсов /СРИ/ [3, с.269, 274], а также включает соединительный кабель, подключающий первый и второй выходы формирователя 2 кодов через соответствующий переходник к девятиконтактному разъему мыши Bus Mouse [2, с.797, рис.20.9].
Курсором на экране монитора является круг диаметром 0,1”/2,54 мм/ насыщенного красного цвета, расположенный на острии стрелки курсора-указателя, Фиг.2. Тактовая частота генератора 7 составляет:
T
f=25 Гц×254×254=1,6129 МГц,
где 25 Гц - частота выдачи координат X, Y,
первые 254 - разрешение по координате X,
вторые 254 - разрешение по координате Y.
Разрешение координат /фиг.3/ приводится в таблице.
Диагональ экрана
22” /508 мм/
30" /762 мм/
Число отсчетов в строке оптического датчика, в двоичном коде
254
254
от -127 до +127
от -127 до +127
от -1111111 до 1111111
-1111111 до +1111111
Число отсчетов по координате Y
254
254
от -1111111 до 1111111
от -1111111 до +1111111
Число отсчетов по координате X
254
254
от -1111111 до 1111111
от -1111111 до +1111111
з
выд
Координатами курсора являются проекции красного круга курсора на горизонтальную X и вертикальную Y стороны поля зрения объектива. Нулевые значения координат принимаются в центре поля зрения объектива 3 /фиг.3/. Первый ключ 9 открывается на длительность кадра 40 мс /25 Гц/ передним фронтом импульса 25 Гц и закрывается задним фронтом импульса. В открытом состоянии ключ 9 пропускает на первый вход матрицы ПЗИ 4 импульсы частоты строк 6.35 кГц. Второй ключ 10 открывается передним фронтом импульса строк 6,35 кГц на длительность строки 157,4 мкс  и закрывает его задним фронтом, в открытом состоянии ключ 10 пропускает импульсы 1,6129 МГц для считывания заряда с пиксела матрицы ПЗИ 4 [2, с.832, рис.21.12]. Объектив 3 создает изображение красного круга курсора на пикселе матрицы ПЗИ 4, выходной импульс с которой, усиленный импульсным усилителем 6, поступает на управляющие входы U ключей 11, 12 и 17, 18 и сигналом U на управляющие входы вычитающих счетчиков 14, 19 и 15, 20 импульсов.
Работа формирователя 2 координат, Фиг.1.
сч
Формирование координаты X. Считывание матрицы ПЗИ 4 в строках идет слева направо, а в кадре сверху вниз. Ключ 11 открывается передним фронтом импульса строки 6,35 кГц, этот же сигнал заполняет параллельно с первого по восьмой разряды первого вычитающего счетчика 14. Сигнал в первом разряде вычитающего счетчика 14 означает знак минус координаты X, а в разрядах со второго по восьмой означает максимальный код координаты X 1111111 /127/. В процессе считывания сигнала с пиксела во второй или третьей четвертях /фиг.3/ импульсы частота 1,6192 МГц поступают на счетный вход U первого вычитающего счетчика 14 импульсов и вычитаются из имеющегося в нем кода 1111111. В момент считывания наряда с пиксела импульс с импульсного усилителя 6 закрывает ключ 11 и выдает оставшийся после вычитания код с единицей в первом разряде, означающий знак минус, например 10011101. Если во второй и третьей четвертях курсора нет, то и выдачи кода из вычитающего счетчика 14 нет. В этом случае передний фронт сигнала кадрового импульса 25 Гц проходит задержку на 20 мс /первая половина кадра/ в элементе 13 задержки и с его выхода обнуляет вычитающий счетчик 14 и открывает ключ 12, на счетный вход первого счетчика 15 импульсов идут счетные импульсы 1,6192 МГц. В момент считывания сигнала с пиксела, находящегося в первой или в четвертой четвертях, сигнал с импульсного усилителя 6 закрывает ключ 12 и выдает зафиксированный код из счетчика 15 импульсов, максимально возможный код 1111111, т.е. 127. При выдаче кода из счетчика 15 он обнуляется.
о
выд
от
сч
Формирование координаты Y. Ключ 17 открывается передним фронтом импульса кадра 25 Гц, он же поступает параллельно в первый - седьмой разряды второго вычитающего счетчика 19 импульсов и заполняет их: в вычитающем счетчике 19 формируется максимальный код 1111111 /127/. Считывание матрицы идет сверху вниз и нуль в центре. Формирование координаты Y начинается с наибольшего кода 1111111 к коду 0000000, затем от нуля опять к коду 1111111, но со знаком минус в первом разряде уже восьмиразрядного кода. При открытии ключа 17 сигналом U обнуляется первый счетчик 15 импульсов, а импульсы 6.35 кГц поступают на счетный вход второго вычитающего счетчика 19 импульсов и вычитаются из уже имеющегося в нем кода. В момент считывания импульса с пиксела матрицы ПЗИ 4 импульс с импульсного усилителя 6 закрывает ключ 17 и выдает оставшийся при вычитании код с вычитающего счетчика 19 импульсов, являющийся кодом Y в первой четверти. При отсутствии заряженного пиксела сигнала U нет, код из вычитающего счетчика 19 не выдается, а так как в этом счетчике 19 не бывает знака минус для кода, то и нет необходимости его обнулять. При нахождении курсора в третьей или четвертой четвертях сигнал 25 Гц после 20 мс задержки в элементе 16 задержки поступает на первый управляющий вход U ключа 18, открывает его и поступает в первый разряд счетчика 20 импульсов, сигнал в котором означает знак минус к коду. Импульсы 6,35 кГц проходят открытый ключ 18 и поступают на счетный вход U второго счетчика 20 импульсов. В момент считывания сигнала пиксела с элемента матрицы ПЗИ 4 сигнал с импульсного усилителя 6 закрывает ключ 18 и выдает из счетчика 20 код Y, например 10011101, где первый сигнал кода является минусом. При выдаче кода X из вычитающего счетчика 14 или из счетчика 15 импульсов код в параллельном виде поступает на первые восемь входов блока 21 элементов И, а код Y из вычитающего счетчика 19 или счетчика 20 в параллельном виде поступает на первые восемь входов блока 22. На вторые восемь входов элементов И в блоках 21, 22 последовательно поступают с восьми выходов импульсы соответственно с СРИ 23, 24. Выходы элементов И в блоках 21, 22 объединены, коды X и Y преобразуются в последовательные коды и следуют на выходы формирователя 2 координат. Далее код X и код Y поступают по соединительному кабелю и переходнику на соответствующие контакты /два и четыре/ в стандартный разъем и с него - в восьмиразрядную карту расширения [2, с.792, 796, 797].
Работа устройства ввода.
выд
Пользователь надевает оптический датчик 1 на лоб над переносицей, поворотом головы наводит круг курсора на нужный значок. Объектив 3 создает изображение красного круга на матрице в ПЗИ 4, выходной импульс с которой поступает в импульсный усилитель 6, с него импульс как сигнал U поступает в вычитающие счетчики 14, 19 или в счетчики 15, 20 импульсов и выдает кода координат X и Y в блоки 21, 22 элементов И, с которых коды X, Y в последовательном виде поступают по соединительному кабелю и черев переходник на стандартный 9-контактный разъем, с него в 8-разрядную карту расширения, затем в системную шину и в процессор ПК. Процессор, используя полученные координаты курсора, перемешает его на нужный значок, который при этом выделяется. Для активизации объекта нажмется соответствующая кнопка мыши Bus Mouse. Оптический датчик 1 может быть выполнен в форме перстня для надевания на палец, на нем же исполняется и кнопка для активизации объекта.
Источники информации
1. М.Ю.Гук. Аппаратные средства ВМ PC. Энциклопедия. 3-е изд-е, СПб, 2006, с.653-656.
2. Колесниченко О.В., Шишигин И.В. Аппаратные средства PC. 5-е изд-е, СПб, 2004, с.792, 795, 796, 797, рис.20.9, табл.20.1, с.832, рис.21.12.
3. В.А.Ильин. Телеуправление и телеизмерение. М., 1982, с.209, 274.