NL9300171A

NL9300171A - Computer mouse based on a system of acceleration sensors disposed therein

Info

Publication number: NL9300171A
Application number: NL9300171A
Authority: NL
Original assignee: Josephus Godefridus Wilhelmus
Priority date: 1993-01-28
Filing date: 1993-01-28
Publication date: 1994-08-16

Abstract

The invention relates to an input medium for computers (computer mouse), the signal from one or more electrical acceleration sensors disposed in the invention being used to detect movements, from which the output signals are processed by the invention in such a way that they can be interpreted by the connected computer as a product of the movement performed with the mouse. The invention enables both the use of a computer mouse without a work surface and the simple construction of a 3-dimensionally operating computer mouse.

Description

Computer-Muis gebaseerd op een daarin aangebracht stelsel van versnelling-opnemers.Computer Mouse based on a system of acceleration sensors arranged therein.

De uitvinding heeft betrekking op een bij computers gebruikt besturings-hulpmiddel meestal aangeduid als een muis, gebruik makend van in dit apparaat geplaatste versnelling-opnemers, en een electronische schakeling die de door deze versnelling-opnemers gekonstateerde versnellingen/vertragingen omzet in door de aangesloten computer verwerkbare informatie ontrent met deze muis uitgevoerde bewegingen.The invention relates to a control tool used in computers, usually referred to as a mouse, using acceleration sensors placed in this device, and an electronic circuit which converts the accelerations / decelerations detected by these acceleration sensors into the connected computer. processable information about movements performed with this mouse.

Bij gebruikelijke muizen wordt meestal van een over het werkblad voortbewogen balletje gebruik gemaakt om de door de bedienende persoon gemaakte handbewegingen om te zetten in door de computer verwerkbare informatie (mechanische variant).In conventional mice, usually a ball moved across the work surface is used to convert the hand movements made by the operator into computer-processable information (mechanical variant).

Ook is een uitvoering bekend waarbij van een optische methode gebruik wordt gemaakt om beweging ten opzichte van een speciaal geprepareerd werkblad waar te nemen (optische variant).An embodiment is also known in which an optical method is used to detect movement relative to a specially prepared worktop (optical variant).

Bij de mechanische variant is door vervuiling en slijtage van het mechanisme vaak sprake van onbetrouwbare werking van het apparaat, tevens wordt de nauwkeurigheid ervan door mechanische toleranties beperkt.The mechanical variant often results in unreliable operation of the device due to contamination and wear of the mechanism, and its accuracy is also limited by mechanical tolerances.

Bij de mechanische variant dient altijd een glad en stabiel werkvlak aanwezig te zijn, bij de optische variant dient dat werkvlak tevens voor het doel geprepareerd te zijn.With the mechanical variant, a smooth and stable work surface must always be present, with the optical variant, that work surface must also be prepared for the purpose.

Bij geen van de twee varianten is het eenvoudig een driedimensionale versie van het systeem te construeren.Neither of the two variants makes it easy to construct a three-dimensional version of the system.

De uitvinding beoogt het vaststellen van beweging door middel van een twee-assig of drie-assig stelsel van versnelling-opnemers, hiervoor kunnen zowel opnemers gebaseerd op electro-magnetische principes alswel opnemers gebaseerd op piezo-electrische principes worden ingezet. In figuur (a) wordt een komplete principe-schakeling voortvloeiend uit EEN versnelling-opnemer uitgewerkt. Per waar te nemen bewegings-as zal een dergelijke schakeling worden toegepast.The object of the invention is to determine movement by means of a two-axis or three-axis system of acceleration sensors, for this purpose both sensors based on electromagnetic principles and sensors based on piezoelectric principles can be used. In figure (a) a complete principle circuit resulting from ONE acceleration sensor is elaborated. Such a circuit will be used for each axis of motion to be observed.

De electrische signalen voortgebracht door de versnelling-opnemer(1) worden na eventueel noodzakelijke versterking door een versterker-schakeling(2) aangeboden aan een Integrator-schakeling(3), die de aangeboden signalen integreert volgens het patroon volgens figuur(b), als volgt: (de uitgevoerde beweging is het uit stilstand versnellen van de opnemer in de gevoelige richting, overgaan in onversneld voortbewegen en het tot stilstand brengen van de opnemer, curve(1) geeft het signaal op de ingang van de integrator (figuur(a), punt(5)) weer, curve(2) geeft het signaal op de uitgang van de integrator (figuur(a), punt(6) weer).The electrical signals generated by the acceleration sensor (1) are, after any necessary amplification, applied by an amplifier circuit (2) to an Integrator circuit (3), which integrates the offered signals according to the pattern of figure (b), as follows: (the movement performed is accelerating the sensor from standstill in the sensitive direction, moving into accelerated motion and stopping the sensor, curve (1) gives the signal at the input of the integrator (figure (a)) , point (5)), curve (2) shows the signal at the output of the integrator (figure (a), point (6)).

Fase 1: versnelling van de opnemer, curve(1) is een representant van de ondervonden versnelling, curve(2) is een sommatie van de waargenomen ingangs-waarden van de integrator over de tijd waarop de versnelling plaatsvindt.Phase 1: acceleration of the sensor, curve (1) is a representative of the acceleration encountered, curve (2) is a sum of the observed integrator input values over the time the acceleration occurs.

Fase 2: overgang naar onversnelde beweging, curve(1) gaat van een aktieve waarde via het nul-punt en een reeks negatieve waarden, waarvan de integraal gelijk is aan de in fase 1 berekende integraal van de versnelling-waarden. De uitgang van de integrator, curve(2), behoudt de waarde van de laatst berekende sommatie in fase 1.Phase 2: transition to accelerated motion, curve (1) goes from an active value via the zero point and a series of negative values, the integral of which equals the integral of the acceleration values calculated in phase 1. The integrator output, curve (2), retains the value of the last calculated summation in phase 1.

Fase 3: overgang van onversnelde beweging naar stilstand, curve(1) is een representant van de ondervonden negatieve versnelling, de waarde op de uitgang van de integrator, curve(2), wordt afgebouwd als funktie van de sommatie van de waargenomen ingangs-waarden over de tijd waarop de vertraging plaatsvindt. Na het tot stilstand komen volgt eveneens een signaal waarvan de integraal gelijk is aan sommatie van de verragings-signalen, de uitgang van de integrator, curve(2) behoudt echter de waarde nul.Stage 3: transition from accelerated motion to standstill, curve (1) is a representative of the negative acceleration experienced, the value at the integrator output, curve (2), is phased out as a function of the sum of the observed input values about the time when the delay occurs. After coming to a standstill, a signal also follows, the integral of which is equal to the summation of the delay signals, but the output of the integrator, curve (2), retains the value zero.

De door de integrator-schakeling(3) afgegeven electrische waarde is hierdoor een representant van de op enig moment door de muis uitgevoerde beweging, deze waarde wordt aangeboden aan een schakeling(4), die deze electrische waarde omzet in door de aangesloten computer verwerkbare informatie over de door de Muis uitgevoerde beweging.The electrical value delivered by the integrator circuit (3) is therefore a representative of the movement performed at any time by the mouse, this value is presented to a circuit (4), which converts this electrical value into information that can be processed by the connected computer about the movement performed by the Mouse.

Aan de Integrator-schakeling(3) is een kontakt(7) verbonden, wat als funktie heeft het op nul stellen van de integrator-schakeling, en het (de-)aktiveren van de integrator-schakeling.A contact (7) is connected to the integrator circuit (3), the function of which is to reset the integrator circuit to zero and to (de) activate the integrator circuit.

Hiermede kan middels kontakt met een werkblad, of middels een handkontakt, het door de gebruiker willen aktiveren van de muis worden aangegeven.By means of contact with a work surface, or by means of a manual contact, the user may wish to activate the mouse.

Aan de schakeling (4) die de vertaling naar voor een computer verwerkbare gegevens verzorgt, zijn een of meerdere kontakten(8) verbonden die een door de computer te verrichten aktiviteit aangeven (zgn muistoetsen).The circuit (4) which provides the translation to data that can be processed by a computer has one or more contacts (8) which indicate an activity to be performed by the computer (so-called mouse keys).

Claims

Input medium (computer mouse), characterized in that one or more acceleration sensors based on piezoelectric or electromagnetic principles are used to detect movement of the input medium, whereby the signals generated by such a sensor are presented to a integration circuit incorporated in the invention, characterized in that the manner in which the integration takes place at the output of the integration circuit produces a signal the value of which at any time is a true reflection of the current result of the invention movement performed. Characterized in that the integration circuit can be zeroed and deactivated both by removing the invention from a work surface and by operating a manual contact. Characterized in that the invention can be made both in an embodiment for sensing movement in the flat 2-dimensional plane and in an embodiment for sensing movement in the 3-dimensional space.