Устройство пользовательского ввода

Полезная модель относится к устройствам управления и ввода данных и может быть использована в персональных компьютерах, а также в других устройствах, имеющих большое количество кнопок, клавиш, переключателей и других элементов управления. Устройство пользовательского ввода состоит из устройства отображения, которое может быть представлено экраном монитора персонального компьютера или любым другим экраном электронного средства; видеопроцессора для формирования, совмещения в реальном времени и отображения на устройстве отображения видеоизображений органов управления оператора, средства ввода и вводимой информации и содержит; устройства контроля положения органов управления оператора; средства ввода информации. Устройство позволяет оператору работать в любом удобном положении тела - сидя, лежа, полулежа; способствует освоению быстрого ввода информации при обучении; облегчает работу с компьютером людям с ограниченными возможностями. 11 з.п. ф-лы, 5 илл.

Полезная модель относится к устройствам управления и ввода данных и может быть использована в персональных компьютерах, а также в других устройствах, имеющих большое количество кнопок, клавиш, переключателей и других элементов управления.

Для ввода информации или управления сложными системами используются клавиатуры или панели управления с множеством кнопок и переключателей. Поэтому оператору, осуществляющему управление объектом, необходимо или запоминать расположение кнопок, или размещать клавиатуру или панель управления в пределах поля зрения, что часто приводит к нахождению в неудобной позе, напряжению и усталости оператора.

Известны различные способы и устройства пользовательского ввода, управления объектами и контроля за этим процессом.

Известен способ ввода информации в компьютер (RU 2084949 C1, G06F 3/033, 20.07.1997) в котором используется изображение клавиатуры, программно сформированное на части экрана дисплея, при этом другую часть экрана используют для вывода воспроизводимой информации, выбор изображений необходимых клавиш осуществляют не выходящим за пределы изображения клавиатуры курсором, при этом связь между положением курсора и положением оптического излучателя осуществляют путем слежения за текущими пространственными координатами оптического излучателя и преобразования их значений в информационные коды положения курсора на изображении клавиатуры для вывода воспроизводимой информации.

Данный способ предназначен для работы оператора без помощи рук, в частности для инвалидов, ограничен по скорости и не предназначен для быстрого ввода данных.

Известно универсальное устройство ввода информации в персональный компьютер (RU 96671 U1,G06F 3/02, 10.08.2010), которым может служить сенсорный экран, имеющий функции виртуальной клавиатуры.

Недостатком данного устройства является использование в нем сенсорного экрана, требующего непосредственного контакта с ним пользователя, что не всегда удобно при использовании больших экранов мониторов, и в случаях, если пользователем компьютера является лежачий больной.

Известны также: устройство ввода данных пользователем (RU 2377626 С2, G05B 11/58, 27.12.2009), такое как манипулятор, содержащее корпус с датчиками, позволяющими определять положение конечностей пользователя по отношению к поверхности устройства путем определения того, как пользователь производит удерживание, средство анализа полученных от датчиков данных о контакте во время охвата или придерживания устройства во время использования, средство сравнения полученных данных с заранее заданными данными, соответствующими определенному положению руки пользователя, хранящимися в средстве памяти; устройство ввода информации (RU 41165 U1, G06F 3/02, 10.10.2004), которое может быть выполнено с возможностью отображения на экране монитора обозначения кнопок в полупрозрачном виде в текущий момент времени; портативное мобильное устройство (RU 77122 U1, Н03К 17/00 00,10.10.2008), содержащее проектор виртуальной лазерной клавиатуры, интегрированный в материнскую плату портативного мобильного устройства, причем в корпусе портативного мобильного устройства имеется отверстие для проектора виртуальной лазерной клавиатуры, позволяющее проецировать виртуальную лазерную клавиатуру извне.

Недостатком всех вышеперечисленных технических решений является необходимость наблюдать устройства ввода информации при вводе или запоминать расположение клавиш/датчиков.

Известна система для видеоигр с 2D/3D монитором (RU 83352 U1. G06F 19/00, 27.05.2009), содержащая веб-камеру для отображения игрока.

Данная система предназначена для видеоигр и не облегчает ввод информации.

Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является пользовательское устройство ввода терминала мобильной связи (RU 2381544 C2, G06F 3/00, 10.02.2010), включающее устройство отображения; камеру; видеопроцессор для совмещения в реальном времени указателя, обнаруженного из сфотографированного камерой видео, со сфотографированным видео и виртуальным видео, состоящим из предварительно сохраненного изображения, исправления ошибки, и отображения совмещенного результата на устройстве отображения в двух или трех измерениях; причем предустановленный указатель является объектом, распознанным как элемент ввода терминала мобильной связи, из сфотографированного камерой видео при выполнении режима ввода расширенной реальности.

Известное пользовательское устройство ввода предназначено для реализации его в терминалах мобильной связи, вследствие чего обеспечение совместимости с существующими системами ввода данных, высокой скорости ввода больших объемов информации и удобного положения пользователя не входит в задачу этого устройства.

Задачей настоящей полезной модели является: осуществление ввода информации в компьютер или другие устройства с большим количеством кнопок, клавиш, переключателей и других элементов управления в удобном для пользователя положении тела - сидя, лежа, полулежа; освоение быстрых способов ввода информации (печати); возможность работы с компьютером инвалидов.

Технический результат, достигаемый при реализации заявляемой полезной модели заключается в возможности визуального контроля за процессом ввода информации, с уменьшением или исключением сосредоточенности на реально существующие средства ввода, например, на клавиатуру; снижении напряжения работы оператора.

Поставленная задача реализуется за счет того, что в устройстве пользовательского ввода, включающем устройство отображения, видеопроцессор для совмещения видеоизображений объектов в реальном времени, согласно заявляемой полезной модели, видеопроцессор выполнен с возможностью формирования, совмещения в реальном времени и отображения на устройстве отображения видеоизображений органов управления оператора, средства ввода и вводимой информации и содержит устройство контроля положения органов управления оператора.

Устройство пользовательского ввода может содержать средство ввода в виде клавиатуры.

Устройство пользовательского ввода может содержать средство ввода в виде пульта управления.

Устройство пользовательского ввода может содержать средство ввода в виде приборной панели средства передвижения.

Устройство контроля положения органов управления оператора может быть выполнено в виде, по меньшей мере, одной видеокамеры, установленной с возможностью передачи видеоизображения средства ввода и/или видеоизображения органов управления оператора.

Видеокамера может быть установлена с возможностью произвольного поворота.

Видеокамера может быть установлена с возможностью съема.

Устройство пользовательского ввода может быть выполнено с возможностью формирования на устройстве отображения виртуальной клавиатуры.

Устройство контроля положения органов управления оператора может быть выполнено в виде датчиков, получающих информацию о местоположении органов управления оператора и передающих ее в видеопроцессор, который формирует виртуальное видеоизображение органов управления оператора на устройстве отображения.

Датчики, получающие информацию о местоположении органов управления оператора, выполнены в виде датчиков, выбранных из группы: датчики индуктивности, датчики емкости, датчики магнитного поля, инфракрасные, оптические, звуковые и другие известные из уровня техники.

Устройство пользовательского ввода может быть выполнено с возможностью формирования на средстве отображения полупрозрачного изображения средства ввода с наложением его на видеоизображение органов управления оператора.

Устройство пользовательского ввода может быть выполнено с подсветкой средства ввода и/или органов управления оператора.

Заявляемое устройство пользовательского ввода поясняется чертежами. На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - устройство с видеокамерой и видеоизображением клавиатуры и рук пользователя в реальном времени на экране; на фиг.3 - частный случай применения устройства с видеокамерой и виртуальной клавиатурой; на фиг.4 - возможные варианты работы с устройством, на фиг.5 показан вариант размещения устройства в автомобиле.

Устройство пользовательского ввода состоит из устройства отображения 1, которое может быть представлено экраном монитора персонального компьютера или любым другим экраном электронного средства; видеопроцессора для совмещения видеоизображений объектов в реальном времени 2, устройства контроля положения органов управления оператора 3, средство ввода информации 4.

Устройство работает следующим образом. При вводе информации в компьютер или другое электронное средство, устройство контроля положения органов управления оператора 3, представленное видеокамерой или датчиками, передает сигнал на видеопроцессор для формирования видеоизображений устройства ввода и органов управления оператора и их совмещения в реальном времени 2. При этом на устройстве отображения информации 1 отображается вводимая информация, а также в зависимости от того, какое из устройств контроля положения органов управления установлено, отображаются в реальном времени либо видеоизображение средств ввода, например, клавиатуры, и видеоизображение органов управления пользователя, либо виртуальная клавиатура с видеоизображением органов управления пользователя, либо виртуальное изображение клавиатуры и виртуальное видеоизображение органов управления пользователя.

При этом, при использовании, например, звуковых датчиков, с возможностью регистрации касания органов управления оператора какой-либо поверхности можно обойтись без реально существующей клавиатуры или пульта управления и вводить информацию с использованием виртуального изображения средства ввода на мониторе и реального или виртуального видеоизображения органов управления пользователя (Фиг.3). В данном частном случае работа с виртуальной клавиатуры осуществляется следующим образом. Оператор, в поле зрения которого находится виртуальное видеоизображение клавиатуры и своего органа управления, например, пальца, перемещает его таким образом, чтобы подвести его изображение к изображенной на экране монитора нужной виртуальной клавише и производит ее нажатие путем совершения определенного действия, например касания поверхности (стола), которое отслеживает устройство контроля положения органов управления оператора и посылает в компьютер управляющий код, соответствующий выбранной виртуальной клавише.

Заявляемая полезная модель позволит размещать реально существующие средства ввода информации и средство отображения на расстоянии, обеспечивающем удобное положение оператора, с одной стороны, по отношению к средству отображения, с другой стороны, по отношению к средству ввода (Фиг.4) или обходится без реально существующих средств ввода (Фиг.3).

Осуществление визуального контроля действий оператора на экране монитора способствует быстрому запоминанию расположения клавиш и вследствие этого ускоряет обучение работе с любыми средствами ввода.

Использование устройства в транспортных средствах при расположении средства отображения около или на лобовом стекле, а панели управления электроникой автомобиля рядом с сиденьем водителя (Фиг.5), позволит снизить отвлекающее действие на управление электроникой и сосредоточить внимание на дороге.

В качестве органа управления оператора могут быть использованы как конечности пользователя: руки, пальцы рук и ног, так и подходящие предметы: указка, лазерная указка, стилус, и другие.

В качестве устройство отображения могут быть использованы как экран объекта управления, так и область экрана, один или несколько дополнительных экранов.

Приведенное выше описание заявляемой модели не ограничивает возможные варианты ее осуществления. Возможна замена технических средств, предлагаемых в настоящем описании другими эквивалентными средствами и устройствами, обычно применяющимися в сфере действия полезной модели.

1. Устройство пользовательского ввода, включающее устройство отображения, видеопроцессор для совмещения видеоизображений объектов в реальном времени, отличающееся тем, что видеопроцессор выполнен с возможностью формирования, совмещения в реальном времени и отображения на устройстве отображения видеоизображений органов управления оператора, средства ввода и вводимой информации и содержит устройство контроля положения органов управления оператора.

2. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что содержит средство ввода в виде клавиатуры.

3. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что содержит средство ввода в виде пульта управления.

4. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что содержит средство ввода в виде приборной панели средства передвижения.

5. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что устройство контроля положения органов управления оператора выполнено в виде, по меньшей мере, одной видеокамеры, установленной с возможностью передачи видеоизображения средства ввода и/или видеоизображения органов управления оператора.

6. Устройство пользовательского ввода по п.5, отличающееся тем, что видеокамера установлена с возможностью произвольного поворота.

7. Устройство пользовательского ввода, по п.5, отличающееся тем, что видеокамера установлена с возможностью съема.

8. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью формирования на устройстве отображения виртуальной клавиатуры.

9. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что устройство контроля положения органов управления оператора выполнено в виде датчиков, получающих информацию о местоположении органов управления оператора и передающих их в видеопроцессор, который формирует виртуальное видеоизображение органов управления оператора на устройстве отображения.

10. Устройство пользовательского ввода по п.7, отличающееся тем, что датчики, получающие информацию о местоположении органов управления оператора, выполнены в виде датчиков, выбранных из группы: датчики индуктивности, датчики емкости, датчики магнитного поля, инфракрасные, оптические, звуковые и другие известные из уровня техники.

11. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что выполнено с возможностью формирования на средстве отображения полупрозрачного изображения средства ввода с наложением его на видеоизображение органов управления оператора.

12. Устройство пользовательского ввода по п.1, отличающееся тем, что имеет подсветку средства ввода и/или органов управления оператора.