KR101205023B1 - 컴퓨터 마우스 주변 장치 - Google Patents

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Abstract

컴퓨터 포인팅 장치를 제공한다. 포인팅 장치는 작업 표면을 가로질러 미끄러지도록 구성된 하부 표면을 포함하는 바닥 부분과, 상기 바닥 부분으로부터 상부로 돌출된 돌출부으로서, 상기 돌출부의 제 1 측면 부분 상에 위치한 엄지손가락 연결 표면을 가지는 상기 돌출부과, 상기 제 1 측면 부분을 마주보는 상기 돌출부의 제 2 측면 부분 상에 위치한 하나 이상의 검지 팁 및/또는 중간 핑거팁-연결 표면을 포함한다. 확대되거나 또는 말단이 잘리거나 또는 스페이스 바가 없거나 포인팅 장치의 센서에 대해 재배치된 키에 따라 변경된 외관을 가질 수 있는, 키의 기능에 대한 변경 배치를 가지는 키보드가 제공된다. 키보드는 가상 스크린 디스플레이를 가지며, 키보드 포인팅 장치상의 센서를 활성화함으로써 반투명 상태가 될 수 있다. 마우스 장치를 포함하는 리세스를 가지는 컴퓨터가 제공된다. 잠금된 스크롤링이나 줌 수단이 포인팅 장치를 사용하며, 장치의 이동 방향에 상관없이 스크롤링 및 줌이 장치에 의해 이동되는 거리에 비례한다.

Description

컴퓨터 마우스 주변 장치{Computer Mouse Peripheral}
본 발명은 일반적인 컴퓨터 포인팅 장치에 관한 것이다. 동종류의 공지되어 있는 대표적인 장치로는 '마우스', 트랙볼, 조이스틱, 터치 스크린, 터치 패드 등이 있으며, 이를 집합적으로 포인팅 장치라 일컫는다.
현대적인 컴퓨터 마우스의 선조격 되는 장치가 도우 엔젤바트(Doug Engelbart)에 의해 40년 전에 고안되었으나, 이의 첫 번째 주요한 상업적 구현은 애플 맥킨토시 컴퓨터가 등장하는 1983년까지 지연되었다. 수년 후에, 윈도우즈 컴퓨터 인터페이스의 널리 퍼진 응용 장치로 이어졌다. 윈도우즈 컴퓨터 인터페이스로 인해 컴퓨터 마우스가 집적 주변 장치가 되었다.
문제는 이러한 온도 감지 장치로 인해 발생할 수 있다. 늘어진 태동기간 및 이후의 상업적인 폭넓은 이용에도, 마우스의 주요 디자인은 초기 이후에 상대인 변화없이 유지되었다.
이러한 디자인 정체는, 동일한 기간 동안의 컴퓨터 하드웨어 및 다른 주변장치의 급속한 진보에 더 충격을 준다. 사용자와 컴퓨터 간의 인터페이스를 제공하도록 많은 선택 장치들이 개발되어왔으며, 다양한 성공을 거두었다.
그럼에도, 오늘날 생산되는 대부분의 컴퓨터는 키보드와 마우스를 주요 인간 /컴퓨터 인터페이스로 사용한다. 마우스 디자인의 장수 요인은 손에서 가시적인 좌표로의 변환에 성공한 점, 실질적으로 연습이 필요 없다는 점 및 실질적으로 모든 연령 그룹에 의해 사용가능한 직관적인 인터페이스라는 점에 근거한다.
그럼에도, 전형적인 마우스 디자인이 다음과 같은 수많은 불편함을 동반한다.
- 마우스를 조작하기 위해 키보드로부터 손을 떼어야 하므로, 효율을 감소시키고 신체적인 노동을 증가시킴
- 사용자의 손/팔이, 불편한 핸드 그립에 결합하여 하나의 손가락을 반복적으로 사용하는 것을 포함하는 긴장된 상태에 적응하도록 함
- 컴퓨터에 인접한 평평하고 단단한 표면을 필요로 하기 때문에, 랩탑 및 다른 휴대용 컴퓨터 장치를 사용하는 데 적합하지 않음
- 펜이나 브러시 이용하여 사용자가 쉽게 작동할 수 있는 프리-핸드 무브먼트(free-hand movement)을 재생하는 데 어려움이 있음. 이를 성취한 경우에도, 컴퓨터 사용자가 명료한 글쓰기(handwriting), 그리기 서클 등을 마우스 이용하여 재생하는 데 큰 어려움이 있음
- 긴 거리에 걸친 스크롤(scrolling)이나 넓은 영역에 걸친 마우스 포인터 이동이 종종 일반적인 마우스가 지지 표면으로부터 떨어지도록 하며, 공간 이탈을 피하기 위해 반대 방향으로 움직이도록 함. 구체적으로, 마우스 버튼 중 하나가 예를 들면 텍스트의 선택 부분에서 동시에 작동되는 경우에, 일반적인 마우스 디자인은 표면으로부터 들어 올려진 상태에서 동작하지 않는다.
앞서 언급한 문제들을 해결하려는 종례 기술에 따른 실시 예가 생명 공학적인 모양의 포인팅 장치에 대한 다양한 특허에 기술되어 있다. 이러한 특허로는 로(Lo)의 미국 특허 제5,576,733호 및 제 6,072,471호(1976년 및 2000년)가 있으며, 엄지 지지 표면에 대해 마우스의 반대 측면에 손가락이 수직으로 놓이며, 실질적으로 위를 향하는 위치에 있는 사용자의 손을 지지하도록 구성된 마우스 구조를 포함한다.
로는 사용중에 위치를 유지하기 위해 일반적인 마우스가 일정한 근육의 힘을 손과, 손목, 팔뚝에 가하도록 하는 것을 제안하고 있다. 로는 손가락을 지지하는 표면을 포함하는 일반적인 마우스 구조를 사용하며, 일반적인 마우스에 비하여 약 80-90도로 회전하는 마우스 버튼을 포함한다. 그러나, 로의 특허에 게시된 마우스는 손가락이 실질적으로 확장된 위치를 유지하도록 하며, 휴식시에 손이 편안한 오므린 위치 있을 수 없도록 한다. 이러한 구조가 일반적인 마우스 구조에 대한 하나의 생체공학적인 측면이 될 수 있겠으나, 위에 제시한 남아 있는 문제점들 어느 것도 해결하지 못한다. 이 장치는 엄지 손가락에 의해 전적으로 움직임 위치를 제어하도록 하는 것이나 쓰기 동작에 대한 정밀한 움직임 제어를 가능하게 하도록 '펜과 유사하게' 쥐는 것이 가능하지 않다. 사용자의 손 전체에 대한 접촉 그립을 제공하는 데 필요한 장치 크기 역시 랩탑 컴퓨터와 같이 제한된 작업 공감 환경에서 효과적으로 사용하는 것을 방해한다.
세갈리(Segalle)의 미국 특허 제6,300,947호 비노그라오프(Vinogradov)의 미국 특허 제 6,664,947호 및 에드워드 등에 의한 미국 특허 제 6,362,811호는 각각, 사용중에 사용자의 손이 덜 긴장된 상태에서 동작하도록 돌출된 표면과 마우스 버튼의 재배치 조합에 의해, 그리고 마우스의 측면 부분을 따라 일부 재배치된 마우스 버튼을 포함하도록 하여, 일반적인 마우스 디자인의 생체공학적 결점을 해결하려는 추가적인 시도를 하고 있다. 게시된 마우스의 생체공학적인 면이 일반적인 마우스의 결점을 일부 개선하고 있으나, 각 디자인은 여전히 크기와 구조 면에서 문제가 있다. 즉, 키보드와 인접한 작업 표면 상부에서 사용자의 손 전체에 의해 사용하도록 크기가 구조가 정해지며, 이는 키보드-마우스 손 움직임의 비효율성 및 생체공학적 스트레스를 일으킨다.
모바헤드(Movahed)의 미국 특허 출원 US2002/0101401은 엄지손가락-장착 커서 제어 장치에 의해 이러한 문제점을 극복하려는 시도를 한다. 가락이 엄지손가락-장착 장치의 관련 부분을 누르고 있는 상태에서 사용자로부터 손마우스 기능 동작을 제어하기 위한 커서 움직임 및 버튼 동작이 입력된다. 따라서, 사용자는 인접한 마우스/마우스 패드 상에 한 손을 옮길 필요 없이 타이핑 중에 키보드 영역에 대해 마우스 제어 활동을 수행할 수 있다. 그러나, 작업 표면 등의 지지 없이 자유 공간에서 동작할 때, 정확한 커서 제어가 어렵다. 나아가, 사용자의 엄지 손가락에 단단히 부착되도록 장치가 설계되어, 사용자가 불편함 없이 컴퓨터 이외의 활동을 하고자 하는 경우에, 쉽게 제거할 수 없다.
사용자의 손가락 팁(fingertip)에 의해 제어가능한 컴퓨터 마우스의 크기를 줄이는 시도를 한 종래 기술로는, 웨이의 미국 특허 출원 US2001/0006381, 고든의 미국 특허 제6795058, 고든의 미국 특허 출원 US2003/0160766이 있다. 게시된 마우 스 장치의 감소 부피(bulk)와, 증가된 제어가능성 및, 손이 더 편한 위치에 있도록 하는 버튼 구조가 종래 마우스 디자인에 대해 이점으로 제공된다. 그럼에도, 각 디자인은 여전히 사용자로 하여금 마우스 동작을 수행하기 전에 장치를 착용하기 위해 키보드로부터 손을 떼도록 한다. 엄지 손가락 접촉 표면의 위치가 마우스 버튼의 동작 중에 장치 위치를 고정하는 것을 방해한다. 또한, 로(Lo)의 장치의 소형 크기에 의해서도, 이 구조는 장치 하부의 구부린 중간 손가락을 이용하여 펜과 같은 그립 쥐는 것을 방해한다.
나아가, 장치의 감소한 크기에 의해, 사용자의 주변 시야를 이용하여 마우스 위치를 검출하는 것이 사실상 더 어렵다. 따라서, 잠재적 비효율성이 증가 된다. 호스트 컴퓨터와 마우스 사이의 일반적인 마우스 케이블의 사용이 마우스 위치에 대한 추가적인 시각적 단서를 제공하나, 이러한 전기 케이블은 무선 장치에 비하여 장치의 유연성을 감소시킨다. 무선 장치가 게시되어 있으나, 이러한 마우스 장치가 배치하기에 더 어렵고, 다른 사용자의 작업 아이템 중간에 잘못 배치하기 쉽다. 또한, 장치가 키보드의 표면 상부에서 사용될 수 있음에도, 마우스를 사용자의 손에 부착하도록 하는 수단이 없다. 따라서, 타이핑 중에 키보드로부터 장치를 이용할 필요가 있고 타이핑 키 스트로크를 방해할 위험이 있다.
나아가, 마우스 버튼의 동작 중에 포인팅 장치를 안정화할 수단이 없는 종래 기술은 버튼 클릭 동작시 장치 위치를 방해할 가능성을 높인다. 커서 배치가 키(선택 및 삽입)인 경우에 동작 중에 마우스 버튼이 자주 동작됨에 따라, 문제가 된다.
본 발명이 속하는 분야의 종래 기술에 햄링의 미국 특허 제 5648798호가 포 함되며, 이는 상부에 장착된 엄지 손가락에 의해 동작 가능한 트랙볼/버튼 및 하우징의 전방 표면에 대해 수직으로 배치된 추가 마우스 버튼을 가지는 '손-크기'의 생체공학적 마우스에 대해 게시하고 있다. 마우스 하우징의 하부 측면으로부터 돌출된 지지 패드에 포함된 손의 무게를 이용하여 마우스 장치 주변을 사용자의 손 전체가 감싼다. 이에 따라, 정밀한 움직임 제어를 위해 펜 모양의 그립으로 마우스가 동작하는 것이 불가능하며, 엄지손가락과 다른 손가락 사이에 집기 동작에 의해 마우스 버튼이 작동되는 것이 불가능하다. 나아가, 마우스를 움직이는 데 사용자 손 전체의 움직임이 필요하다. 레이드 등에 의한 미국특허 제6853365호는 '부메랑 모양'의 마우스 장치에 대해 기술한다. 이 마우스 장치는 수많은 돌출부와, 표면과, 다양한 손의 위치에서 동작가능한 마우스 버튼을 포함한다. 그러나, 이 장치는 사용자의 엄지 손가락에 의해 단독으로 움직임 제어를 할 수 없으며, 상대적으로 큰 크기와 동작 모드 때문에 제한된 작업 표면에 대한 움직임에 적합하지 않다.
가렛의 미국 특허 제5880715호는 피라미드 모양의 장치에 대해 게시한다. 이 장치는 편안하고 생체공학적으로 유용한 손의 동작 위치를 사용자에게 제공하는 목적을 가진다. 그러나 장치 구조가 사용자의 엄지 손가락을 통해 단독으로 장치의 움직임 제어를 하거나 마우스 버튼의 동작 중에 엄지손가락을 이용하여 장치를 고정하는 것이 방해된다. 쓰기 응용을 위한 펜 모양 그립이 피라미드 모양의 외부에 적합하지 않은 것 또한 분명하다.
이 명세서에 언급된 특허 및 특허 출원을 포함하는 모든 참조문헌이 참조문헌으로 포함된다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 컴퓨터 포인팅 장치가
- 작업 표면을 가로질러 미끄러지도록 구성된 하부 표면을 포함하는 바닥 부분과,
- 상기 바닥 부분으로부터 상부로 돌출된 돌출부으로서, 상기 돌출부의 제 1 측면 부분 상에 위치한 엄지손가락 연결 표면을 가지는 상기 돌출부과;
-상기 제 1 측면 부분을 마주보는 상기 돌출부의 제 2 측면 부분 상에 위치한 하나 이상의 검지팁 및/또는 중간 핑거팁-연결 표면
을 포함한다.
바람직하게는, 상기 하부 표면이 평평하다. 그러나 선택적인 구성이 이용될 수 있으며, 한 이상의 볼록한 부분을 포함하도록 구성된 표면을 포함한다. 따라서, 하부 표면이 하나의 휘어진 표면으로 형성될 수 있으며 둥글거나 휘어진 부분을 여러 개 포함할 수 있다. 이들의 최하위 포인트가 작업 표면을 가로질러 미끄러지는 접촉 평면을 집합적으로 정의한다. 추가 실시예에서, 장치는 상기 장치가 접촉 평면을 정의하는 복수의 접촉 포인트에 지지되는 상기 작업 표면상에 배치되며, 상기 접촉 포인트는:
- 하나 이상의 하부 표면과, 상기 장치로부터 확장된 둘 이상의 돌출부 중 말단 부분을 포함하거나
- 셋 이상의 돌출부
를 포함한다.
바람직하게는, 상기 돌출부는 니브 스타일러스, 스파이크, 리지 , 레그, 크널클, 풋, 또는 장치를 지지하도록 구성된 다른 모양을 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 본 발명은:
- 하나 이상의 접촉 센서와;
- 작업 표면에 대해 장치 이동을 검출하며 장치 이동 정보를 발생하는 이동 센서 시스템과; 그리고
- 온 스크린 포인터 이동을 제공하기 위해 장치 이동 정보와 접촉 센서 신호를 컴퓨터 및 관련 디스플레이 스크린으로 통신하고, 입력 명령 신호를 상기 컴퓨터로 통신하는 통신 수단을 포함한다.
바람직하게는 상기 엄지손가락 및/또는 핑거팁 연결 표면이 리세스된다. 이는 장치의 조작 및 동작시 정확한 포지셔닝 및 사용자 디지트의 보존을 돕는다. 그러나, 선택 실시예에서, 연결 표면 중 하나가 돌출되거나 또는 장치에 인접한 부분이 평평해 진다.
바람직하게는, 상기 엄지손가락 연결 표면의 일부가 위를 향하며, 접촉 센서의 동작 중에 장치를 안정화하기 위해 사용자가 아래쪽으로 압력을 가하도록 한다. 접촉 센서를 동작시키도록 사용자에 의해 인가되는 핑거팁 압력이 장치의 위치를 방해할 수 있다. 사용자가 작은 대상물, 위치, 텍스트 삽입 포인트 등을 선택하려고 하는 등의 경우에, 이는 특히 문제가 된다. 본 발명의 실시예로서, 동작의 접촉 센서 축이 수직이나 부분적으로는 수평인 경우에, 이러한 잠재적인 이동이 악화된다. 따라서, 사용자가 그의 엄지손가락으로 하부 방향의 압력의 조금 인가함으로써, 이러한 동작 중에 장치가 쉽게 안정화될 수 있다.
이 명세서에 사용된 바와 같이, '작업 표면'이 폭넓게 해석될 것이며, 책상이나 테이블 상부, 키보드 나 스크린을 포함하는 컴퓨터 장치의 표면 또는 다른 유용한 표면에 제한되는 것이 아니다. 유사하게, 컴퓨터, 호스트 컴퓨터 또는 컴퓨터 장치 및 관련 디스플레이 등의 용어가 특정 구현 예에 제한되지 않고 데스크 탑 PC, 휴대용 컴퓨터, 랩탑, 노트북, 서브 노트북, PDA, 팜 장치, 이동 전화, 무선 피보드, 터치 스크린, 타블렛 PC 또는 다른 통신 및/또는 디스플레이 장치 및 이들의 조합 또는 이들의 변형물을 포함한다.
돌출부이라는 용어는 사용자의 엄지손가락 및 검지 및/또는 중지 사이에, 장치 움직임에 효과적으로 쥐어질 수 있는 곧추선 구조 또는 특징을 포함한다. 바닥 경계로부터 상부로 장치의 전체 주요 바디가 확장되는 일반적인 마우스 포인팅 장치에 비하여, 돌출부은 구별되는 특징으로서 바닥 부분으로부터 위쪽으로 돌출된다. 엄지손가락과 핑거팁 연결 표면에 대해 언급되는 '연결'이 장치를 이동 및/또는 제어하고 상기 접촉 센서를 동작시킬 수 있도록 접촉을 가리킨다.
일 측면에 따르면, 상기 돌출부이 자연스럽고 구부러지지 않은 위치에서, 과도한 회내 작용이나 확장 없이, 사용자의 엄지손가락 및 하나 이상의 손가락 사이에 잡히도록 상기 장치가 구성되고 크기가 결정된다.
바람직하게는, 작업 표면상에 위치한 이완된 손의 마주보는 엄지손가락과 손가락 사이의 개구부에 맞게 상기 장치가 구성되고 크기가 결정된다.
본 발명의 추가적인 측면에 따르면, 상기 장치가 상기 엄지손가락 및 핑거팁 연결 표면 사이에 배치된 부피 및/또는 공간의 중앙에 상기 장치가 구성된다.
일 실시예에서, 상기 엄지손가락 및/또는 핑거팁 연결 표면이 바닥 부분의 평평한 하부 표면에 평행하게 배치된다.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 상기 엄지손가락 및/또는 핑거팁 연결 표면이, 상기 검지 팁 표면상에 위치한 검지 팁이 상기 중지 팁 표면에 위치한 중지 팁 상부를 적어도 부분적으로 덮는 용도로 배치된다. 따라서, 장치가 사용자에 의해 펜을 쥐는 것과 유사하게 밀접하게 쥐어질 수 있으며, 이에 따라 장치를 편안하고 쉽게 조작할 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 측면에 따르면, 엄지 및 검지팁 연결 표면이 상기 장치가 사용자의 엄지손가락 및 중지 사이의 펜-홀드 그립 내에, 일반적으로는 중지과 함께 쥐어지도록, 상기 엄지 및/또는 핑거팁 연결 표면이 공간적으로 배치되고 분리된다. 바람직하게는, 상기 장치의 이동이 사용자 구현 펜-홀드 그립에 의해 둘 또는 세 개의 크기로 제어된다.
본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 장치의 외부 표면의 모양 및 구성 그리고 접촉 센서의 배치에 수많은 변형 예가 가능함은 당연하다.
키보드로부터 손을 떼는데 사용자에게 시간과 노력이 필요할지라도, 일반적인 컴퓨터 마우스를 위치시키고, 잡으며, 조작하고, 타이핑을 위해 키보드로 다시 손을 되돌리는 것이 최소한도인 것처럼 보일 수 있다. 그럼에도 이러한 행동들은 대부분의 컴퓨터 사용자에게 현저한 시간 성분을 형성한다. 이하에서 상세히 설명될 일반적이 마우스 동작의 물리적인 과정으로부터 벗어나, 일반적인 마우스의 동작에 필요한 고유의 행동이 타이핑을 방해하고, 절차 흐름을 통해, 마우스의 위치를 확보함으로써 상용자의 주의가 부분적으로 쏠리게 하는데 반해, 스크린상에 마우스 커서 위치를 확인하는 마우스를 조금 이동시키고, 마우스 작동 업무를 수행하며 이후에 사용자의 손이 키보드 위의 정확한 위치로 되돌아 가도록 한다. 이러한 행동에 의한 시간 손실이 키보드 단축기에 의해 완화되기는 하나, 이는 사용자가 비 직관적인 숫자 키 조합을 기억하게 한다.
타이핑 중에 사용자의 손 중 하나를 이용하여 본 발명의 포인팅 장치를 유지함으로써, 장치의 가상적인 및 물리적 획득시 시간 손실 없이 장치가 즉시 동작 가능하게 된다. 효과적이 되도록, 타이핑 중에 이러한 역할이 방해가 되지 않으며 사용자에기 불편함을 주지 않고 또는 타이핑하는 손이 일부에 의해 유지 및 부착 가능하게되도록 또는 쉽게 분리되도록 본 발명의 실시예가 이용된다.
장치가 사용자 손의 개별적인 손가락 또는 손바닥 부분에 부착되거나 유지될 수 있으나, 다음과 같은 이유로, 엄지 손가락이 특히 이러한 역할에 적합하다.
a) 엄지손가락이 일반적으로 대부분의 키보드 사용자에 의해 남아있는 <쿼티(QWERTY)> 키를 누르는 데 사용되는 것이 아니라, 스페이스 바를 누르는 데 사용된다.
b) 타이핑 중에 일반적인 손의 위치가 키보드의 중앙에서 엄지손가락이 서로를 향해 돌출되게 하며, 인접한 손가락과 마주보는 손 사이의 작은 공간에 의해 둘러 싸인다.
c) 엄지손가락에 관련된 힘줄 및 근육이 사람 손에서 가장 강하며, 따라서 반복적인 동작 및/또는 추가적인 물리적 긴장을 견디는데 가장 적합하다.
따라서, 본 발명의 추가 실시예에 따르면, 장치는 엄지손가락 연결 부분에 연관되는 엄지손가락 유지 부분을 포함한다.
바람직한 실시예에서, 엄지손가락 유지 부분이 다음 중 하나를 포함한다.
- 상기 돌출부에 대해 상기 엄지손가락 확장 표면의 마주보는 측면에 배치된 립, 리지, 돌출부 또는 상승 에지,
- 엄지손가락 연결 표면의 에지를 따라 배치된 연장된 리지로서, 상기 엄지손가락 연결 표면에 대해 위치한 엄지손가락의 일부를 부분적으로 덮도록 구성된 상기 연장된 리지,
- 상기 엄지손가락 연결 표면의 상부 및/또는 하부 에지를 따라 배치된 부분적으로 탄성을 가진 연장된 리지로서, 상기 엄지손가락 연결 표면에 대해 위치한 엄지손가락의 일부를 부분적으로 덮도록 구성된 상기 탄성을 가진 연장된 리지,
- 말단 지골 엄지손가락 부분을 수용하기 위한 리세스
- 엄지손가락 중수 영역을 감사기 위한 유지 소자, 클립 또는 스트랩
- 삽입된 엄지손가락 부분을 수용하는 연장된 구멍,
- 엄지 손가락 지골의 하나 이상의 부분을 분리가능하게 고정하는 클립, 스트랩,
- 탄성, 탄성 중합체 및/또는 고 마찰 표면
- 및/또는 이들의 조합.
(이 명세서에서 자세히 설명한 바와 같이) 엄지손가락 유지 부분이 장치의 돌출부를 형성할 수 있으나, 다른 구성, 소자 또는 구조가 돌출부분에 대해 엄지 손가락 연결 표면의 반대 측면에 위치한 엄지손가락의 움직임에 대한 측면 저항을 제공하도록 이용될 수 있다. 이로써, 엄지손가락의 움직임에 연관되어 장치가 작업 표면을 가로질러 미끄러지도록 한다. 반대 방향으로의 엄지손가락에 의한 측면 이동이 돌출부에 작용하며, 작업 표면을 가로질러 상기 장치가 미끄러지도록 한다. 일 실시예에서, 전방 및 후방 작업 표면을 가로지르는 장치의 움직임이 엄지손가락 연결 표면상의 엄지손가락의 마찰을 통해 간단히 수행된다. 그러나, 선택적인 실시예에서, 엄지손가락 연결 부분이 엄지손가락 연결 표면의 전방 및/또는 후방 부분에 대해 확장할 수 있다. 이러한 구성이 예를 들면, 실질적으로 타원형 모양의 리세스에 의해 쉽게 제공될 수 있다.
따라서, 일부 실시예에서, 엄지손가락 연결 표면의 반대편의 돌출부이 아닌 측면 상에 위치한 입구 개구부를 남기로, 위로부터 엄지손가락을 덮으며, 돌출부과 인접하거나 이의 일부를 형성하는 엄지손가락 연결 표면의 상부 부분으로부터, 엄지손가락 유지 부분이 돌출된다.
본 발명이 위에 언급한 엄지손가락 유지 수단에 제한될 필요는 없으며, 다른 실시예가 이용될 수 있음이 당연하다. 생체인증 보안 검사와 같은 추가 기능이 포함될 수 있으며, 승인된 사용자에 의해 접속되지 않는 경우에는 장치 및/또는 컴퓨터의 사용을 비활성화하도록 하는, 손가락이나 엄지손가락 유지 부분에 배치된 지문 인식기와 이용될 수 있다.
엄지손가락에 장치를 유지시키는 것은 사용자에게 마우스 포인터 기능을 즉각적으로 사용할 수 있도록 한다. 파우스 포인터와 평판 하부면의 상대적으로 작은 크기가 전형적인 키보드 키의 표면상에 직접 위치한 마우스 포인터의 사용을 편리하게 한다. 이러한 실시예는 여전히, 다른 네 개의 손가락의 키 두드림을 방해하지 않고, 엄지손가락과 접촉한 마우스 포인트를 이용하여, 사용자가 전통적인 타이핑을 하는 것을 가능하게 한다.
추가로 일부 실시예(예, 엄지손가락 모양의 리세스에 적용된 고 마찰 표면)에서, 엄지손가락 유지 부분이 전체 엄지손가락 유지 표면과 공통경계를 가질 수 있으며, 또는 클립, 스트랩 등과 같은 엄지손가락 유지 부분 구현 예를 위해 이들의 일부를 형성할 수 있다.
추가 실시예에서, 엄지손가락 유지 부분이 다른 엄지손가락 크기에 적용되도록 할 수 있으며, 이는 구성의 다양성에 의해 이루어질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 상기 엄지 손가락 유지 부분은:
- 탄력 있는 및/또는 이동 가능한 소자이며
- 하부 끝단에서 엄지손가락 연결 표면에 회전가능하게 부착되며,
- 연성이 있으며 사용자에 의해 모양이 변형될 수 있고,
- 사용자의 엄지손가락을 향해 스프링 바이어스된 스프링 또는
- 이들의 조합이다.
적용가능한 엄지손가락 유지 부분은 또한 사용자의 엄지손가락 상에 위치한 장치가 딱 맞춰지도록 한다. 나아가, 장치가 사용자에 의해 효과적으로 착용되도록 한다. 이는 엄지 손가락이 작업 표면에서 들어 올려질 때, 확대된 엄지손가락 유지 부분(이는 사용자의 엄지손가락을 둘러싼다) 이용하여 장치가 엄지손가락 상에 유지되도록 하는 방법을 포함한다.
엄지손가락은 일반적으로, 스페이스 바를 누르는 전형적인 타이핑 동작에서만 사용되며, 결과적으로 확대된 스페이스 바 키를 가지는 적용가능한 키보드가 본 발명과 결합하여 사용될 수 있다. 이러한 선택적인 특징이, 본 발명에서의 사용을 위해 목적적으로 디자인된 키보드에 삽입될 수 있다. 또는 대체 키에 의해 일반적인 키보드 디자인에 역으로 맞춰지거나, 현존하는 키에 대해 확대된 확장부 조각을 스냅 피팅한다. 따라서 마우스 포인터에 부착된 되거나 맞은편 손에서 엄지손가락을 사용하는 중에도, 사용자가 확대된 <스페이스>키를 누를 수 있다.
장치의 물리적 구조에 다양한 변형이 가능하나, 몇몇 요소(factor)들이 생체공학적 및 성능 효율적인 면을 최적화한다.
바람직하게는, 바닥 하부 면의 주변 에지가 비스듬히 잘리거나, 둥글게 되거나 그렇지 않은 경우에는 평평하지 않은 표면에 대한 미끄러짐 동작을 개선하도록 구성된다.
평면도에서, 엄지손가락 연결 표면과 검지팁 연결 표면의 위치가 바람직하게는 장치의 전방 팁을 향해 배치된다. 장치로부터 제거되어 타이핑이나 유사한 동작을 지속할 때, 이는 쓰기 모드에서 큰 가시성을 제공하며 집게 및 중지을 덜 제한한다.
엄지손가락과 집게 또는 중지 간의 집기 동작에 의해 장치의 움직임과 들어올림 동작을 편리하게 할 수 있을 만큼 충분히 엄지손가락 연결 표면과 검지팁 연결 표면이 가까이 있어야 한다. 바람직하게는, 상기 폭이 실질적으로 쓰기 도구의 폭과 같거나 이보다 작으며, 바람직하게는 20밀리미터 이하이다. 이는, 다른 손가락의 움직임을 방해하지 않으면서 편안하게 잡을 수 있도록 한다.
특히, 평평하지 않은 표면(예, 키보드)에 대한 동작시 바닥 부분의 하부면 상부의 돌출부부분의 높이와 장치의 폭에 대한 비율이 장치의 안정성에 영향을 미친다. 구체적으로, 이러한 움직임 중의 장치 안정성이, 장치가 쥐어지거나 사용자에 의해 장치를 이동시키도록 힘이 인가되는 포인트에서 돌출부의 높이에 의해 영향을 받을 수 있다.
따라서, 일 실시에에서, 엄지손가락 연결 표면 및/또는 하부 표면으로부터의 검지팁 연결 표면의 수직 높이가 평평한 바닥 부분 하부 면의 주변 에지들 사이의 최대 간격(즉, 장치의 풋 프린트의 폭이나 길이)보다 작다.
마우스 장치가 일반적인 전기 케이블을 통해 컴퓨터와 통신할 수 있으나, 케이블이 키보드 키에 대한 사용을 방해하거나 불편하게 할 수 있다. 결과적으로, 본 발명의 일 실시예에서, 움직임 신호 및 명령을 컴퓨터와 마우스 장치 사이에서 전전송하기 위해, 마우스 장치가 무선 통신 수단을 이용한다.
마우스가 키보드 키의 상부에 동작함에 따라, 일반적인 롤러-볼 움직임 감지 수단이 비효율적이다. 이에 따라, 추가 실시예에서, 전자 광학 센서가 움직임을 감시하도록 마우스 장치의 하부 표면에 배치될 수 있다.
장치와 호스트 컴퓨터 사이의 무선 통신 중에, 전자 광학 움직임 감지 장치 가 조종성능(Manoeuvrability) 면에서 많은 이점을 제공하며 전체 크기를 줄이고, 일반적인 전기 케이블이 통신을 전송하는 데 사용될 수 있고, 장치 내에의 롤러를 움직이게 하는 고무 코딩 가중 미케니컬 볼이 필요한 경우에 움직임 감지를 위해 사용될 수 있다.
추가 실시예에서, 둘 이상의 전자 광학 센서가, 필드의 깊이가 변하고 마찬가지로 키 사이의 공간이 변하는 영역에서의 움직임을 구별하는 데 사용될 수 있다. 무선 데이터 전송 기술 및 전자 광학 움직임 센서 기술 모두가 공지되어 있으며 현재의 컴퓨터 마우스에서 사용된다.
다른 위치 감지 기술이 컴퓨터 타블렛 펜 기술과 같이 사용될 수 있다. 센서 패드가 자장을 생성하며, 이는 펜이나 마우스 장치 내의 코일에 의해 왜곡될 수 있다. 펜 장치 위치가 자장의 측정된 왜곡으로부터 계산된다.
초음파 삼각 측량이 추가 감지 위치를 제공하며, 이로써 초음파 수신기가 둘 이상의 전송기로부터 신호의 플라이트(TOF) 시간을 기록하여, 장치의 거리 및 위치를 측정한다. 알려진 기술에 의하면, 전송 장치에 할당된 특정 시간 및 스펙트럼 특성을 이용하여 지정된 전송기로부터 고유의 초음파 신호의 전송이 가능하다. 수신기로부터의 전송기의 거리를 결정하도록, 수신기 검출 초음파 전송이 TOF를 결정한다. TOF 측정이 아날로그 및 디지털 도메인 모두에서 수행할 될 수 있다. 어쿠스틱 매체의 디지털화가 여러 장치가 동시에 동작하는 것을 가능하게 한다. 사용된 트랜스듀서와 수신기의 개수는 애플리케이션 및 필요한 위치 정보의 범위(degree)에 따라 정해진다. 2 차원(2D) 위치 정보(예, 포인팅 장치를 위한 X, Y 좌표)가 하나의 송신기와 두 개의 수신기 또는 두 개의 전송기와 하나의 수신기로부터, 공지된 삼각 계산에 의해 결정되는 반면, 하나의 전송기 및 수신기로부터 거리가 결정될 수 있다. 3 차원(3D) 위치 정보가 추가 전송기 또는 수신기를 부가함으로써 얻어질 수 있다.
본 발명의 추가 키 특성(key feature)이 마우스의 우발적인/의도하지 않은 움직임과 온 스크린 커서를 이동시키도록 사용자에 의해 의도된 마우스 장치의 고의적인 움직임을 구별하는 기능이다. 이러한 기능이 다음과 같은 여러 이점을 제공한다.
- 사용자의 손/엄지손가락에 부착된 마우스 포인터를 이용하여 타이핑으로부터 초래되는 위치적으로 불편하고 귀찮은 커서 움직임의 제거
- 지지 표면으로부터 마우스 장치를 들어올릴 필요 없이, 강화된 커서 움직임과 스크롤 기능을 수행하는 기능
바람직한 실시예에서, 마우스 장치는 다음 중 하나를 포함한다.
- 검지 팁 확장 표면에 위치한 검지 접촉 센서;
- 중지 팁 연결 표면에 배치된 중지 팁 접촉 센서; 및/또는
- 엄지 손가락 확장 표면에 배치된 엄지 손가락 접촉 센서.
따라서, 바람직한 실시예에서, 상기 장치 움직임에 대응하는 온 스크린 포인터 움직임이, 검지 팁 및/도는 검지 팁과 접촉하는 중지 팁의 배치에 따라 발생하며, 중가 핑거팁 확장 표면이 센서와 각각 접촉한다.
따라서, 타이핑을 포함하여 손이 움직이는 동안에, 장치가 사용자의 엄지 손가락과 계속 접촉을 유지하더라도, 엄지손가락 단독으로 장치에 접촉하는 것이 온 스크린 포인터 움직임을 활성화하지 않는다.
이 명세서에 사용된 바와 같이, "접촉 센서"란 용어는 접촉, 버튼, 스위치, 코글 센서, 압력 센서, 락커 스위치, 동작시키기 위한 또는 입력을 등록하기 위한 '클릭'을 위한 양의 방향 압력이나 누름 동작, 손가락(즉, 패러데이와 같은 터치 센서 또는 커패시턴스 센서)에 의한 접촉과 활성 클릭 또는 가압의 검출 및 구별을 이중 동작 센서, 그리고 사용자의 디지트(digit)로부터 동작을 감지하고 동작 검출 입력 신호를 방생하는 다른 수단, 및 이들의 조합 또는 집합을 포함한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 접촉 센서는 이중 동작 센서이며, 이는 터치 센서 모드 및 '클릭' 활성화 모드를 포함한다. 클릭 활성화는 일반적인 마우스 장치의 압도적으로 다수에 의해 이용되며,약간의 저항을 극복하고 작은 오디오 클릭 소리를 내도록 작은 거리를 거쳐 사용자가 스프링 바이어스 버튼을 누를 것을 요한다. 사용자로부터의 활성화된 '클릭 활성화' 입력을 표시하도록, 접촉 센서의 이러한 형태가 본 발명에 사용될 수 있다. 대안 실시 예에서, '클릭 활성화'와 접촉 센서가 별도의 센서로 형성된다.
추가 실시예에서, 둘 이상의 접촉 센서가 개별적인 핑거 팁 및/또는 엄지손가락 확장 표면에 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 손가락이나 엄지손가락 접촉 및 클릭 활성화가 하나의 핑거 팁이나 엄지손가락 확장 표면에 배치된 별도의 센서에 의해 검출된다. 다른 실시예에서, 이러한 인덱스나 미들 핑커 연결 표면이 두 개의 독립적인 접촉 센서, 락커 스위치 또는 이중 위치 스위치를 포함할 수 있다. 따라서, 사용자가 개별적인 손가락 위치 및/또는 압력을 적절히 조절함으로써 서로 다른 명령을 입력할 수 있다.
따라서, 애플리케이션이나 우선권을 구별하기 위해 최적화된 수많은 접촉 환경에서 장치가 생성될 수 있다. 락커 스위치나 두 개의 인접하게 분리된 개별적인 접촉 센서(예를 들면 검지 팁 연결 표면에 배치됨)이 최소 손가락 움직임을 이용하여 하나의 손가락에 의해 전형적인 두 개의 마우스 장치의 명령의 입력을 가능하게 한다.
엄지손가락 연결 표면에 위치한 접촉 손가락을 포함하는 것이 중요하지는 않으나, 추가 특성 및 입력 신호 조합에 대한 기능을 호스트 컴퓨터 장치에 제공한다. 따라서, 일 실시예에서, 엄지손가락 접촉 센서를 이용하여 사용자의 엄지손가락에 의해 개별적으로 접촉/비접촉에 따라 엄지손가락 접촉 센서가 상기 장치의 온/오프 제어를 제공한다. 추가 실시예에서, 엄지 손가락 접촉의 클릭 활성화가 <스페이스 바> 명령을 입력하도록 장치가 구성된다.
일반적인 마우스 장치가 사용자의 손가락으로부터 아래쪽으로 압력에 의해 동작하는 두 개의 클릭 활성화 접촉 센서나 버튼을 사용한다. 버튼의 동작 축이 동시에 버튼을 가압하고 작업 표면으로부터 장치를 들어올리는 것을 어렵게 한다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서, 하나 이상의 접촉 센서가 바닥 부분의 평평한 하부 표면에 수직이 아닌 동작 축을 가진다. 따라서, 이러한 축에 대해 접촉 센서를 활성화하는 것이 집기 형태의 동작을 용이하게 한다. 나아가, 수직으로 하부 방향 동작 축을 막음으로써, 접촉 센서를 동시 동작하게 하는 중에 사용자가 장치를 들어올리는 데 자유롭게 한다.
바람직하게는, 하나 이상의 검지 접촉 센서의 활성화가 사용자의 엄지 및 검지 손가락 사이의 돌출부(spine) 부분의 집기(pinching) 동작에 의해 영향을 받는다. 바람직하게는, 검지 접촉 센서를 활성화하도록 배치될 때, 엄지 및 검지 손가락이 펜 모양의 집게 그립(pincer grip)을 형성한다.
본 발명의 추가적인 측면에서, 장치가 장치로부터 돌출되도록 적용된 하나 이상의 부리(nib) 부분을 포함한다. 일 측면에 따르면, 부리가 장치의 가장 앞쪽부분에 배치된다. 그러나, 예를 들면 주변 에지나 후방 정점의 앞 부분을 따라, 부리 부분이 장치 주변에 선택인 위치에 배치될 수 있다. 바람직하게는, 부리 부분이 장치에 부착된 스타일러스 샤프트의 끝부분 말단에 배치될 수 있다. 스타일러스 샤프트가 여러 구성을 취하며, 작은 돌출부(바람직하게는 장치 외부의 앞부분)로부터 장치에 부착되며 특화되어 형성되고 구성된 펜 모양의 스타일러스에 이르는 범위에 걸친다.
스타일러스 샤프트 부착 부분이 다음과 같이 다양하게 변화할 수 있다. 돌출부(spine)로 형성되며 돌출부의 상부에 부착되거나, 돌출부에 미끄러지게 부착되거나, 그리고 장치의 가장 앞 부분에 기울어져 부착된다.
다른 추가 실시예에서, 스타일러스 샤프트가 장치 돌출부(spine)를 형성한다. 따라서, 하나 이상의 접촉 센서가 위의 스타일러스의 외부 가까이에 배치될 수 있이다. 바람직하게는, 스타일러스 샤프트가 가장 앞 부분 말단에서 하부로 기울어질 수 있다.
일 실시예에서, 작업 표면으로부터 바닥 부분의 하부 표면을 적어도 부분적으로 제거함으로써, 핸드 라이팅/프리 핸드 입력 모드에서 상기 장치가 동작도록 한다.
바람직하게는 부리 부분 가까이에 장치를 기울임으로써 핸드 라이팅/프리 핸드 입력 모드에서 상기 장치가 가능하다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 스타일러스 부분의 위치가 사용자-가변형이다.
추가 측면에 따르면, 본 발명은 지정된 작업 표면에 지정거리만큼 인접한 장치 부리 부분의 움직임을 검출할 수 있는 근접성 감지 시스템을 포함하거나 상호 작용하도록 구성되며, 온 스크린 포인터 이동을 생성하는 데 사용하기 위한 장치 움직임 정보를 제공하도록 구성될 수 있다.
바람직하게는, 근접성 감지 수단이 장치, 작업 표면, 별도의 장치에 배치되거나 이들 중 어느 하나 도는 이들 모두에 배치될 수 있다. 결과적으로, 근접성 감지 수단이 마우스 장치에 단독으로 배치될 수 있으며, 또는 컴퓨터 호스트에 인접하게 배치된 디지털화된 펜 타입 타블렛의 형태로 근접성 감지 수단과 함께 사용된다. 또는, 호스트 컴퓨터 키보드, 디스플레이 및/또는 인접 표면 아래에서 사용된다. 펜 타블렛, 디스플레이 스크린 등에서의 사용을 위한 와컴 테크놀로지 코포레이션에 의해 근접성 감지 기술이 부분적으로 구현되며, 다양한 감지 표면을 이용하여 사용되는 무선, 배터리 프리 장치를 제공한다. 현재의 디지털 펜 시스템은 표면으로부터 20밀리미터 위까지 펜을 검출할 수 있으며, 접촉 작업 표면에 펜에 의해 인가되는 압력을 구별할 수 있다.
본 발명의 추가 측면에 따르면, 지정된 작업 표면에 접하거나 바로 인접한 부리 부분에 의해 형성된 경로가 이 경로의 대응하는 온 스크린 표현으로 복사된다. 다른 구현 예에 따르면, 작업 표면상의 부리 경로가 다음 중 어느 하나에 의해 작업 표면 위의 직접적인 트랙을 발생시킨다.
- 쓰기(wirting)를 해석하도록 광학 인식 시스템을 선택적으로 이용하여, 스타일러스 부리 부분 위에 맞게 배치된 잉크 타입 펜에 의해, 또는
- 부리 움직임의 온 스크린 기록을 발생할 수 있는 디스플레이 스크린 형태의 작업 표면을 통해 트랙을 발생시킨다. 이는 현재의 쓰기 기술과 직접 비교할 수 있는 방식으로 손의 움직임 효과를 사용자가 직접 관찰할 수 있게 한다.
이전의 경우에, 장치가 해석을 위한 광학 캐릭터 인식(OCR:Optical Character Recognition) 프로그램에 쓰기 된 이미지를 입력할 수 있는 전자 광학 센서를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 추가 측면에서, 쓰기/프리 핸드 입력 모드에서 장치가 사용될 때, 바닥 부분이 중지의 일부에 맞게 모양 형성된 중지 리세스나 슬롯을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 후방이나 측면 주변 바닥 부분 에지로부터 내부로 확장하는 장치의 바닥 부분 내에 또는 이를 통해 중지 리세스가 형성된다.
추가 실시예에서, 쓰기/프리핸드 입력 모드에서 사용되는 중에 돌출부/베이스 부분에 형성된 후방 측면 중지 리세스에 대해 중지의 상부 표면이 지탱된다. 또 다른 추가 구현 예에서, 중지이 쓰기/프리핸드 입력 모드에서 엄지손가락 하부로 일부 이상이 확장하도록, 상기 후방 중지 리세스가 구성된다.
본 발명이 왼손 또는 오른손잡이 사용자를 위해 최적화된 버전으로 생산될 수 있으며, 또한 양손잡이를 위한 구현 예로 생산될 수도 있다. 바람직하게는, 양손잡이 구현 예가 실질적으로 돌출부의 세로 방향 축에 수직인 횡단 축에 인접한 돌출부의 중간 부분에 대해 실질적으로 대칭이다.
일 실시예에서, 검지팁 및 중지팁 접속 센서와 연관된 개별적인 제어 신호가 사용자의 오른손 또는 왼손에 장치의 사용을 허용하도록 변환될 수 있다.
본 발명이 마우스 장치 자체에 전적으로 제한되는 것이 아닐 뿐 아니라, 키보드, 디스플레이 스크린 및 컴퓨터 장치(이들 모두가 마우스 장치와 인터페이스 하도록 적용됨)에 제한되는 것이 아니다. 나아가, 추가 측면에 따르면, 본 발명이 마우스 장치의 특징을 구현할 수 있는 컴퓨터 소프트웨어에 포함될 수 있다.
따라서, 일 측면에 따르면, 본 발명이 이 명세서에 기술된 바와 같이, 실질적으로 마우스 장치와 인터페이스 하도록 적용된 키보드를 제공한다. 일 실시예에서, 인접한 키와 겹치지 않고, 장치를 누르는 사용자의 엄지손가락에 의해 동작되도록 충분히 확대된 <스페이스 바> 키를 키보드가 포함한다. 선택 실시예에서, 키보드가 <스페이스 바> 키 없이 구현되며, <스페이스 바> 명령이 엄지손가락 연결 표면 위에 배치된 엄지손가락 접촉 센서 장치의 활성화에 의해 발생된다.
추가 측면에 따르면, 키보드가 상부가 절단된(바람직하게는 절반의 폭) <스페이스 바>키를 포함하며, 이는 바람직하게는 키보드의 중앙 라인으로부터 비 대칭적으로 위치한다. 이는 사용자가 다른 손으로 장치를 동작시키는 동안, 상부가 절단된 <스페이스 바>을 하나의 자유로운 손을 이용하여 동작시키도록 한다. 그러나, 이러한 디자인이 왼손 및 오른손잡이 사용자 간에는 덜 적합하다.
결과적으로, 추가 실시예에서, 키보드가 키보드 중앙 라인에 대해 동일 거리에 위치한 두 개의 선택가능한 부분을 가지는 (바람직하게는 전체 크기)<스페이스 바>키를 포함한다. 사용자는 다른 부분이 <스페이스 바>키로 동작하도록 둔 상태에서 비활성화될 선택가능한 부분 중 하나를 배열할 수 있다. 따라서, 어느 손으로든 사용자가 장치를 동작시키도록 키보드를 맞춘다.
또한 알려진 키보드가 키의 위에 표시된 디폴트 QWERTY 키 심볼 변경가능한 키스트로크를 디스플레이하는 데 사용될 수 있는 구성 부분이 키에 제공된다. 이러한 기술이 본 발명에 삽입될 수 있다. 특히, (예를 들면, 인덱스 또는 중지팁이 개별적인 접촉 센서와 접촉하도록 함으로써)사용자가 마우스를 잡고 있을 때를 호스트 컴퓨터가 인지하도록 구성함으로써, 사용자가 일반적인 텍스트 엔트리를 타이핑하는 것을 멈추는 때를 암시한다.
구성가능한 키가 조명가능한 부분, 개별적인 LCD 디스플레이 또는 다른 적합한 전자 광학 기술과 같은 여러 수단을 이용할 수 있다.
따라서, 키보드 부분의 외관이 텍스트가 아닌 엔트리에 적합한 선택적인 키나 동작을 디스플레이하도록 변경될 수 있다. 예를 들면, 표준 커서 내비게이션 키가 키보드로부터 제거되고, 조명가능한 화살표 모양의 부분을 가지는 일반적인 QWERTY 텍스트 키에 의해 대체될 수 있다. 사용자가 타이핑을 멈추고 인덱스 또는 중지 접촉 센서와 접촉할 때, 장치가 컴퓨터로 모드 변화(포인터 내비게이션 모드로)를 신호하고, 이에 따라 특정 키에 배치된 조명된 부분이 활성화된다. 이러한 키는 텍스트를 타이핑하지 않을 때, 사용자에 의해 접속될 가능성이 있는 필요한 기능을 나타낸다. 가령, 네비게이션 키(라인 업, 다운, 페이지 업 등), 웹 사이트로의 핫 키, 미디어 플레이어, 볼륨 제어, 웹 브라우저 등이 그것이다. 반대편 손이 마우스 장치를 사용하는 동안, 키보드의 마우스가 없는 쪽의 손이 있는 편에 조명된 키를 배치하는 것이 동작시 효율성을 높인다. 장치 포인터 네비게이션 모드에 배치될 때, 애플리케이션의 내용에 관한 응답 툴바(responsive toolbar)가 스크린상에서 열릴 수 있다.
추가 실시예에서, 키보드가 스크린 디스플레이(바람직하게는 터치 스크린) 상에서 시각적으로 생성될 수 있다. 이러한 스크린 기반 가상 키보드가 일반적인 물리적 키보드(PDA, 타블렛 PC, 울트라 포터블, 휴대 폰 등)를 위한 제한된 공간 및/또는 사용자가 사용 중에 한 손으로 컴퓨터/스크린을 잡을 필요가 있는 환경을 가진 애플리케이션의 사용을 위해 특히 적합하다.
가상 키보드가 소프트웨어로 생성되며, 개별적인 키를 선택하기 위한 마우스 장치나 포인팅 장치를 이용하여 동작한다. 터치 스크린상에 디스플레이된 가상 키보드가 일반적인 손가락 탭에 의해 바로 접속될 수 있다. 따라서, 일반적인 펜 장치와 달리, 사용자가 타이핑 중에 장치를 아래로 위치시킬 필요 없이, 타이프 및 마우스 장치를 동작할 수 있다. 일 실시예에서, 키보드가 장치의 위치로부터 떨어진 지정 거리를 디스플레이하며, 따라서 효과적인 타이핑이 용이하도록, 사용자의 엄지손가락으로부터 일정 거리 내에 유지되게 한다. 선택적으로, 키보드가 스크린 상의 한 위치에 고정될 수 있다. 추가 실시예에서, 키보드 사이즈가 변화되며, 확대된 키보드 위에서 양손을 둔 채 타이핑하도록 사용자의 두 손을 자유롭게 하도록, 키보드 사이즈가 확장(바람직하게는 두배로)될 수 있다. 일 측면에 따르면, 키보드가 반투명이며, 검지가 검지 접촉 센서를 활성화할 때까지, 스크린 상부에 남아있는다.
이와 다른 터치 스크린 타입이 가능하며, 대상(일반적으로 스타일러스가 사용되는)과 접촉하는 직접적인 물리적 접촉을 수동적으로 검출함으로써 또는 와컴 테크놀러지 코포레이션의 장치 내에 구현된 바와 같은 특화된 활성 근접성 감지 시스템을 통해 온 스크린 상호작용을 발생하도록 구성된다. 위의 경우에, 수동 터치 스크린이, 장치가 스크린상에서 작동하는 포인터 내비게이션 모드와 같은 특정 작동 모드에서 스크린 접촉으로부터 입력을 비활성화하도록 구성될 수 있다. 마찬가지로, 터치 스크린상에 바로 사용자가 타이핑을 하는 중에, 스크린 외부 키보드 영역의 일부가 스크린 등에 놓인 사용자의 손으로부터의 입력을 방지하도록 비활성화될 수 있다. 일 측면에 따르면, 본 발명이 이전에 설명한 바와 같이, 포인팅 장치로부터의 입력을 가지는 컴퓨터에 대한 디스플레이 스크린 제어 방법을 제공하며, 이러한 입력은 접촉 센서 신호 및/또는 온 스크린 포인터 움직임을 생성하는 장치 움직임 정보를 포함한다.
바람직하게는, 접촉 센서 신호가 다음 중 어느 하나에 의해 발생한다:
- 터치 접촉
- 터치 및 유지(이하에서 '접촉 유지' 입력으로 표시함)
- 접촉 및 사용자 접촉의 해제(이하에서 '소프트 클릭'으로 표시함)
- 접촉 및 활성화되며 클릭 활성화 위치로부터의 해제된 클릭(이하에서 '클릭' 또는 '하드 클릭' 입력으로 표시함)
- 접촉 및 활성화되고 클릭 활성화 위치에 유지되는 클릭(이하에서 '클릭 선택' 또는 '하드 클릭 선택' 입력으로 표시함)
일 실시예에 따르면, 사용자가 검지 및/또는 중지 접촉 센서로 입력되는 터치 유지를 수행할 때, 장치 움직임이 온 스크린 포인터 움직임을 발생할 수 있다. 바람직하게는, 하나 이상의 접촉 센서로부터의 소프트 클릭 입력이 지정된 QWERTY 키보드 키 입력을 생성한다. 상기 사전 지정된 QWERTY 키보드 입력이 사용자에 의해 정의될 수 있으며, 바람직하게는 <탭>, <백스페이스> 및/또는 <엔터> 키보드 입력과 같은, 중요성이 높고, 자주 접속되는 명령 키에 대해 정의된다.
본 발명에 따른 키보드가 QWERTY 키 레이아웃만을 이용할 필요는 없으며, 어떠한 키보드 캐릭 및/또는 레이아웃이 필요한 경우에 사용될 수 있음은 당업자에게 자명하다. 나아가, 키보드 레이아웃이 동적으로 변경되도록 구성되며, 서로 다른 애플리케이션 및/또는 사용자의 현재 동작에 관한 허용가능한 입력의 문맥에 대해 즉시 적합하게 될 수 있다. 예를 들어, 그래픽/페인팅 프로그램에서, 키보드가 서로 다른 브러시나 색 선택을 가능하게 하는 명령(또는 아이콘)을 나타낼 수 있으며, 또는 커서가 숫자만을 받아들이는 필드에 존재하는 경우에, 숫자 키패드가 도시될 수 있다.
바람직하게는, 하나 이상의 접촉 센서로부터의 소프트 클릭 입력이 하나 이상의 온 스크린 툴바를 발생하고 및/또는 새로운 기능으로 하나 이상의 키보드 키를 재배치한다. 새로운 기능은 알려진 모든 컴퓨터 입력 명령을 포함한다. 이러한 입력 명령은 내비게이션 키, 웹 사이트 링크, 검색 엔지 링크, 미디어 플레이어, 볼륨 컨트롤, 웹 브라우저, 및/또는 스크린 줌 컨트롤을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 방법의 추가 실시예에서, 상기 재배치는 조명가능한 부분을 조명하고, 하나 이상의 재배치 키의 구성 가능한 디스플레이 부분의 구조를 변경한다.
일 실시예에서, 상기 방법이 다음과 같이 구현될 수 있다.
- 하나 이상의 접촉 센서로부터의 하드 클릭 입력이 온 스크린 포인터 선택 모드를 생성한다.
- 엄지손가락 접촉 센서의 사용자 활성화가 가상 온 스크린 키보드를 생성한다.
- 디스플레이 스크린 표면 상부의 장치 부분으로부터 사전 지정된 거리를 상기 키보드가 디스플레이한다.
- 상기 키보드가 반투명이며, 인덱스 또는 중지 접촉 센서가 활성화될 때까지 스크린상에 유지된다.
바람직하게는, 상기 장치가 다음 중 하나 이상을 포함하는 사용자로부터의 사전 지정된 입력의 활성화에 대해 디지털 잉크 모드에서 장치가 동작하도록, 상기 방법이 구현된다.
- 하부 표면이 작업 표면에 평행하지 않도록 장치를 기울임
- 장치로부터 돌출된 하나 이상의 부리 부분에 대해 장치를 기울임
- 장치로부터 돌출된 부리 부분 내에 접촉 또는 근접성 센서를 활성화함
- 장치 또는 컴퓨터에 대해 특성화된 스위치를 활성화함.
디지털 잉크 모드의 활성화 후에, 온스크린 트랙이 작업 표면에 대한 접촉에 의해 부리에 대한 압력 인가에 의해 생성된다. 부리 부분을 들어올리는 것이 온 스크린 트랙을 중지하며, 이로써 디지털 쓰기가 일반적인 쓰기를 반복하여 수행하도록 한다.
본 발명의 추가적인 측면이 마우스 장치로부터의 입력을 가지는 컴퓨터에 대한 디스플레이 스크린 제어 바업을 포함하며, 상기 입력이 접촉 센서 신호 및/또는 온 스크린 포인터 움직임을 생성하는 장치 움직임 정보를 포함한다. 이 경우에, 장치 움직임 정보가 작업 표면에 대한 선형 및 회전 장치 움직임으로부터 생성되며, 대응하는 선형 및 회전 온 스크린 포인터 움직임을 생성한다.
바람직하게는, 상기 포인터가 공지된 일반적인 온 스크린 컴퓨터 포인터의 선택 및 입력 동작을 수행할 수 있다.
바람직하게는, 포인터가 주요 세로축으로 연장되며, 하나 이상의 사전 지정된 접촉 센서 입력과 함께, 회전 온 스크린 움직임이 화면상의 대상 및 텍스트(주요 포인터 축과 동축에 배치되고 연장된 포인터의 회전에 의해 표현된 호에 위치함)를 선택할 수 있다. 다른 포인트 형태가 사용될 수 있으며, 스크린상의 일부 또는 대상을 선택하는데 사용자의 효율성을 개선하도록, 연장된 '화살'이나 막대기 형상이 슈퍼 비주얼 큐(super visual cue)를 제공한다.
바람직하게는, 스크린 디스플레이에 작업 표면으로 사용되는 경우에, 연장된 포인터가 장치로부터 수직으로 확장한다. 작업 표면이 터치 스크린 디스플레이 인 실시예에 적합하게 이러한 구성이 적용된다.
이전에 설명한 바와 같이, 터치 스크린에 바로 장치를 동작시키는 것은 수동 터치 스크린(장치가 디지털 잉크 모드에 있을 때를 제외하고 스크린 접촉으로부터의 입력을 무시하도록 구성되거나, 물리적 접촉에는 반응하지 않으나 특성화된 센서의 근접성에 반응하는 활성 근접성 감지(와콘) 타입 스크린을 사용하도록 구성됨)을 필요로 한다.
선택적으로, 마우스 장치가 일반적인 작업 표면상(마우스 패드 등의 위)에 배치될 수 있다. 이러한 실시예에서, 온 스크린 포인터가 일반적인 방식으로 생성된다. 바람직하게는, 포인터가 두 개의 말단으로 연장되며, 하나의 말단에는 화살촉을 포함하고 다른 말단에는 원형의 심볼을 포함한다.
회전 가상 포인터의 활성화가 수많은 방법에 의해 이루어질 수 있으며, 특성화된 장치 접촉 센선의 활성화나 현재의 접촉 센서로부터의 입력의 조합을 포함한다. 선택적으로, 회전 포인터가 영구 또는 디폴트 포인터로 사용될 수 있으며, 이에 따라 특정 활성화 수단을 필요로 하는 것은 아니다.
추가적인 측면에 따르면, 본 발명이 포인팅 장치로부터의 입력을 가지는 컴퓨터에 대한 디스플레이 스크린 제어 방법을 제공하며, 상기 입력은 접촉 센서 신호 및/또는 온스크린 포인터 이동을 생성하기 위한 장치 움직임 정보를 포함한다. 상기 장치 움직임 정보는 작업 표면에 대한 장치 움직임으로부터 감지되며, 상기 방법은 다음의 문서 스크롤 및/또는 줌 모드를 제공한다:
- 다음으로부터의 하나 이상의 사전 설정된 사용자 입력에 의한 스크롤 도는 줌 모드의 활성화
* 접촉 센서;
* 장치 움직임; 및/또는
* 컴퓨터
- 장치 및/또는 컴퓨터로부터의 하나 이상의 사용자 입력으로부터 잠금된 스크롤 또는 줌 동작을 잠금된 방향으로 수행하며, 상기 스크롤 또는 줌 동작이 방향에 상관없이 작업 표면에 대한 장치에 의해 이동된 거리에 비례함.
바람직하게는, 상기 방법이 다음 중 하나 이상에 의한 스크롤 또는 줌 모드의 사용자 활성화가 이루어지도록 방법이 구성된다.
- 작업 표면과 접하거나 바로 인접하게 장치상에 위치한 부리 부분을 배치;
- 컴퓨터에 대해 하나 이상의 키보드 입력을 활성화;
- 장치에 배치된 부리 부분을 통해 작업 표면에 압력을 인가;
- 장치에 특성화된 접촉 센서를 활성화;
- 하부 표면이 작업 표면과 평행하지 않게 장치를 기울임;
- 장치로부터 돌출된 하나 이상의 부리 부분에 대해 장치를 기울임;
- 사전 지정된 장치 움직임을 수행함;
- 특정한 사운드로부터의 오디오, 또는 시각적 활성화 또는 호스트 컴퓨터의 오디오 및/또는 시각적 인식 소프트웨어 및 하드웨어를 사용하는 동작.
넓은 범위의 유발 동작이 스크롤/줌 모드를 시작하는 데 사용될 수 있으며, 예를 들면 "두 개의 시계 방향 원형 푀전"과 같은 특정한 장치 움직임을 수행하는 것을 포함한다. 일 실시예에서, 이러한 모드 활성화 및 잠금된 스크롤 또는 줌 방향을 정의하는 방법적 단계가 동일한 사용자 동작이나 입력에 의해 수행된다.
바람직하게는, 장치가 이하에 설명될 바와 같은 장치이다. 그러나, 선택적인 포인팅 장치가 사용되며, 공지된 마우스 및 펜 포인팅 장치를 포함함은 자명하다. 본 발명에 따른 장치에 비해 이러한 장치가 현저한 제한을 디스플레이하는 것이 알려져 있으나, 일반적인 두 개의 버튼 마우스(부리 부분을 포함하거나 포함하지 않음)나 디지털 펜 포인팅 장치가 사용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 사용자 지정 방향으로의 잠금된 스크롤이 사용자 지정 방향으로 수행된 장치 움직임에 의해 정의되며, 바람직하게는 소정의 거리(distance)에 대해 정의된다.
스크롤이 다양한 방법(가령, 특정 접촉 센서 입력)에 의해 정의되더라도, 원하는 스크롤 방향으로 장치를 (초기에) 이동시키는 것이 특정 접촉 센서 입력보다 사용자가 기억하기에 더 쉬우며 더 직관적이다. 따라서, 사용자가 예를 들어 하부 방향으로 스크롤을 잠그기를 원하는 경우에, 스크롤 모드를 활성화한 후에 장치를 하부 방향으로 간단히 이동시키면 된다. 장치가 지정된 거리를 사용자 특정 방향으로 이동한 후에(바람직하게는, 상대적으로 컴퓨터가 특정 방향을 확인하기에 충분히 짧아짐), 장치의 움직임이 하부 방향 스크롤로 변환된다. 따라서, 사용자가 문서를 하부 방향으로 스크롤하기 위한 개인 취향에 따라 가장 생체공학적이고 편안하게 움직일 수 있도록 한다. 회전 움직임을 수행하는 것이 잠금된 스크롤 중에 최대로 편안하게 제어할 수 있도록 하며, 이는 이미 본 발명에 수행될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 잠금된 스크롤 모드가 하나 이상의 장치 접촉 센서의 지속적인 활성화에 의해 수행된다. 따라서, 접촉 센서(가령, 압력 센서)를 포함하는 부리 부분이 제공된 장치에 대해, 스크롤 모드가 작업 표면을 접촉하는 것에 활성화될 수 있다( 그렇지 않으며, 부리 부분 센서를 활성화함). 이로써, 예를 들면 부리 부분 접촉 센서의 클릭 활성화와 같은 추가 접촉 센서 입력(또는 입력의 조합)에 의해 잠금된 스크롤의 방향을 결정하는 프로세스가 시작된다. 이후에 부리 포인터가 작업 표면에서 들어올려질 때까지, 컴퓨터가 잠금된 스크롤 상태로 유지된다. 스크롤 모드를 시작하고 스크롤 방향을 정의하도록 구성된 많은 입력 변수가 존재하며, 본 발명이 특정 구성에 제한되는 것은 아니다.
추가적인 실시예에서, 잠금 된 스크롤이나 줌의 방향이, 하나 이상의 지정된 사용자 입력에 의해 역으로 된다. 사용자 입력은,
- 접촉 센서;
- 장치 움직임;
- 컴퓨터; 또는
- 이들의 조합으로부터 입력된다.
일 측면에서, 상호 직교하는 축(이하에서 X 축 및 Y 축이라 함)으로 장치 이동을 결정함으로써, 잠금된 스크롤 방향이 역이 된다.
선택적으로, 앞선 멈춤 동작에 대한 역방향 경로를 따라, 장치 움직임에 뒤이은 장치 이동의 멈춤 동작을 검출함으로써 잠금 된 스크롤 방향이 역이 된다.
따라서 잠금 방향을 역으로 전환하지 않고 문서를 계속적으로 스크롤하기 위해, 예를 들어, 사용자가 초기에 시계 방향 또는 반 시계 방향으로의 회전하는 장치 움직임을 초기에 수행한다. 그러나, 회전 방향을 즉각적으로 역으로 전환함으로써, x 및 y 축 모두에서 움직임이 역이 된다. 따라서,잠금 된 스크롤 방향의 역변환이 유도된다. 다시 말하면, 앞선 구성이 인체공학적으로 사람에게 적합하고 주요하게는 가상 조그 다이얼이나 많은 사용자에게 익숙한 회전 제어 동작을 모방하는 것일지라도, 다르게 방향 역변환 유도가 구성될 수 있다.
잠금 된 줌에 대한 방향 정의가 잠금 된 줌 방향을 정의하는데 사용될 수 있는 스크린의 평면 내의 물리적 방향을 가지지 않는 지정된 줌을 스크롤 하는 것보다 덜 직관적이라고 여겨질 수 있다. 그럼에도, 위에 설명한 기술이 여전히 활용될 수 있으며, 줌인 및 줌아웃에 대응하는 임의의 장치 움직임을 정의하는 것이 필요하다는 점에 다를 뿐이다. 따라서, 일 실시예에서, 하부 방향이나 좌측으로의 장치 움직임(및/또는 이러한 방향 사이의 어떤 움직임) 줌아웃으로 정의되고, 상부 방향이나 우측으로의 장치 움직임(및/또는 이러한 방향 사이의 어떤 움직임)이 줌 아웃을 정의하도록, 잠금 된 줌 방향이 장치로부터의 하나 이상의 사용자 입력으로부터 정의된다.
다른 측면에 따르면, 지정된 방향으로 전체 확장 가능하도록 문서를 스크롤하기 위해 지정된 방향의 빠른 장치 움직임을 포함하는 장치 및/또는 컴퓨터로부터의 하나 이상의 추가 사용자 입력을 잠금 된 스크롤이나 줌 방향이 포함한다. 따라서, 장치를 이용한 빠른 "플릭" 동작에 의해 문서가 첫째 또는 마지막 페이지로 스크롤 될 수 있다.
따라서 장치 접촉 센서를 동작하는 데 있어 핸들링의 질 및 생체 공학적 이점을 가지는 새로운 포인팅 장치와, 키보드 및 다른 비표준 작업 표면에 대한 동작하는 수산, 그리고 가상 회전 포인터와 함께 각각 및 조합하여 종래 기술에 대해 뚜렷한 이점을 제공하는 영구적인 스크롤/줌 모드를 포함하는 다양한 형태로 본 발명이 구현된다.
도 1a은 컴퓨터 포인터 장치의 본 발명에 따른 제 1 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 1b는 도 1a에 도시된 실시예의 좌측면도이다.
도 1c는 도 1a에 도시된 실시예의 우측면도이다.
도 1d는 도 1a에 도시된 실시예의 전면도이다.
도 1e는 도 1a에 도시된 실시예의 후면도이다.
도 1f는 본 발명의 추가 실시예의 전면/우측면도이다.
도 1g는 도 1f에 도시된 실시예의 우측면도이다.
도 1h는 도 1f에 도시된 실시예의 후면도이다.
도 1i는 도 1f에 도시된 실시예의 좌측면도이다.
도 1j는 도 1f에 도시된 실시예의 전면도이다.
도 2는 사용자의 엄지손가락이 엄지손가락 접촉 표면에 고정된 상태에서, 도 1f에 도시된 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 사용자의 검지 역시 고정된 상태에서, 도 2에 도시된 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 키보드에 대한 타이핑 동작 중에 사용되는, 도 1f에 도시된 장치를 나타내는 도면이다.
도 5a는 사용자가 엄지 손가락, 검지 및 중지을 이용하여 장치를 활성화한 상태에서, 도 4에 도시된 장치를 나타내는 도면이다.
도 5b는 끝이 잘린 스페이스 바를 가지는 키보드를 포함하는 추가 실시예를 나타는 도면이다.
도 6a-f는 바닥에 존재하는 단축된 니브/스타일러스(nib/stylus) 및 중간 손가락 리세스를 포함하는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 7a-b는 종래기술에 따라 일반적인 펜을 쥐고 있는 사용자를 나타내는 도면이다.
도 8a-b는 손 글씨 모드에서 사용자의 우측 손에 들려있는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 9a-c는 확장된 니브/스타일러스 부분을 포함하는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 10a는 대칭형, 양손잡이용 장치 형태로 본 발명을 나타내는 투시도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 실시예를 나타내는 평면도이다.
도 10c는 사용자의 오른쪽 엄지 손가락을 이용하는 용도에 연관되게 도 10a에 도시된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11a-c는 일반적인 마우스 케이블과 연결된 도 10에 도시된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 11d-12b는 사용되고 있는 도 11에 도시된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 13a-b는 좌측 및 우측 투시도에 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 14a는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 14b는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 15a는 본 발명에 따른 추가 실시예의 우측/후방 정면도이다.
도 16b는 도 15a에 도시된 실시예의 좌측/전방 투시 정면도이다.
도 16a-e는 연속적인 전개 단계에서, 도 15a-b에 도시된 실시예로부터 취소 가능한 스타일러스를 나타내는 도면이다.
도 16f는 도 16a-e에 도시된 버튼 메카니즘을 나타내는 확대도이다.
도 17a-b는 '포인팅' 모드에서 동작하는 도 15a-b에 도시된 실시예를 나타내는 투시도이다.
도 18a-b는 '디지털 잉크' 쓰기 모드에서 동작하는 도 15a-b에 도시된 실시예를 나타내는 투시 정면도이다.
도 19a는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 추방 우측 투시 정면도이다.
도 19b는 도 19a에 도시된 실시예를 나타내는 정면 투시 정면도이다.
도 19c는 도 10a에 도시된 실시예를 나타내는 좌측 투시 정면도이다.
도 20a는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 전방/좌측면도이다.
도 20b는 도 20a에 도시된 실시예의 좌측 정면도이다.
도 20c는 도 20a에 도시된 실시예의 전방 정면도이다.
도 20d는 도 20a에 도시된 실시예의 상면도이다.
도 20e는 도 20a에 도시된 실시예의 하부 평면도이다.
도 20f는 도 20a에 도시된 실시예의 후방 정면도이다.
도 21a는 적용가능한 엄지손가락 유지 부분을 포함하는 추가 실시예의 투시 후면도이다.
도 21b는 엄지 손가락이 연결 부분에 놓인 사용자의 엄지 손가락을 이용하여사용되는 도 21a의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 22a-b는 확대된 엄지 손가락 유지 부분을 포함하는 추가 실시예의 후방 투시도를 나타내는 도면이다.
도 22c는 엄지 손가락 유지 부분에 의해 유지되는 사용자의 엄지 손가락으로 이용되는 도 22a-b의 실시예를 나타내는 도면이다.
도 22d는 스트랩 엄지 손가락 유지 부분을 포함하는 추가 실시예를 나타내는 투시 후면도이다.
도 22e는 엄지 손가락 유지 부분에 의해 유지된 사용자의 엄지 손가락을 이용하여 사용중인 도 22d에 도시된 실시예를 나타내는 도면이다.
도 23a는 확대된 고정 엄지 손가락 유지 부분 및 이중 위치 로커 스위치를 포함하는 추가 실시예를 나타내는 후방 투시도이다.
도 23b는 사용중인 도 23a에 도시된 장치를 나타내는 도면이다.
도 24a-b는 조명가능한 부분을 포함하는 구성 키 e, d, s, f를 이용하여 본 발명을 사용하도록 최적화된 키보드를 나타내는 도면이다.
도 25a-c는 폴딩 디스플레이를 포함하는 휴대용 호스트 컴퓨터와 포인팅 장치를 수용하기 위한 리세스를 포함하는 본 발명의 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 26a-b는 가상 키보드를 포함하는 스크린 디스플레이를 가지는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 27a-c는 장치로부터 측면으로 돌출된 가상 온 스크린 포인터 스틱을 포함하는 포인팅 장치의 추가 실시예를 나타내는 도면이다.
도 28a-b는 포인팅 장치에 독립적으로 디스플레이되는 도 27에 도시된 온 스크린 가상 포인터 스틱을 나타내는 도면이다.
도 28c-d는 도 27에 도시된 온 스크린 가상 포인터 스틱에 대한 오프-셋 눈금을 나타내는 도면이다.
도 29는 스크롤링 니브 포인터를 포함하는 일반적인 투 버튼 마우스를 나타내는 도면이다.
도 30a-b는 문서 내비게이션 및 완벽 스크롤링 모드에서 사용되는 도 23에 도시된 본 발명에 따른 실시예를 나타내는 도면이다.
도 31은 크로스 헤어 스파이크 링 커서를 나타내는 도면이다.
도 32는 스크린 인터페이스 제어 흐름도를 나타내는 도면이다.
도 33은 추가 실시예에 따라 스크롤 모드를 나타내는 흐름도이다.
도 34는 스파이크 링 커서를 나타내는 도면이다.
도 35는 도 34에 도시된 스파이크 링 커서와 니브 포인트 트랙을 나타내는 추가 도면이다.
도 36은 추가 니브 포인트 트랙과 수평 스크롤 위치 내의 스파이크 휠 커서를 나타내는 추가 도면이다.
도 37a은 후방 트랙 이동 중인 니브 포인트 트랙을 나타내는 도면이다.
도 37b는 후방 트랙 피쳐를 수행하지 않고 회전 방향을 변경하는 니브 포인트 트랙을 나타내는 도면이다.
도 38a-c는 본 발명의 일 실시예에 따라 웹 문서 스크린 스크롤링을 나타내는 도면이다.
도 39는 본 발명에 따라 줌 모드를 나타내는 하부 다이어그램이다.
도 40은 줌 모드 스크린 커서를 나타내는 도면이다.
도 41은 줌 모드 동작과 연관된 니브 포인트 트랙을 나타내는 도면이다.
도 42a-c는 크로스 헤어 축에 대하여 연속적인 회전을 수행하는 도 40에 대한 스크린 커서를 나타내는 도면이다.
도 43 a-f는 본 발명에 따라 줌 모드 형태를 만드는, 컴퓨터 윈도우 스크린 샷을 나타내는 도면이다.
도 44는 본 발명의 줌 모드 형태에 따라 디스플레이된 기울어진 문서를 나타내는 도면이다.
도 1-23은 컴퓨터 입력 장치에 대한 본 발명에 따른 실시예를 나타낸다. 컴퓨터 입력 장치는 실질적으로 평평한 하부 표면을 가지는 바닥 부분(2)(도 6 및 20에 도시된 실시예는 제외됨)과 돌출부(3)을 포함한다. 돌출부(3)은 바닥 부분(2)으로부터 위쪽으로 돌출된다. 도 1-5에 표현된 실시예는 오른 손잡이 사용에게 사용되도록 최적화된 장치를 나타내며, 돌출부(3)의 제 측면 부분에 위치한 연장된 엄지손가락 연결 표면(4)과 엄지손가락 연결 표면(4)에 대해 돌출부(3)의 반대편 측면 표면에 위치한 검지 팁 연결 표면(5) 및 중간 핑거팁 연결 표면(6)을 포함한다. 다음에 상세히 설명되는 바와 같이, 왼손잡이 사용자를 위해 구성된 선택적인 실시예 및 양손잡이 용 실시예가 가능하다. 접촉 센서(7,8)가 검지팁 연결 표면(5)과, 중간 핑거팁 연결 표면(6)에 각각 배치된다. 도시된 실시예에서, 센서(7,8)는, 손가락에 의한 접촉과 일반적인 마우스 버튼마다 활성 클릭이나 누름을 검출 및 구별할 수 있는 이중 동작 센서이다. 그러나, 선택적인 센서/버튼 형태 및 구성이 가능하며, 본 발명이 도면 도시된 실시예에 제한되는 것이 아니다. 일반적인 마우스와 본 발명의 비교를 돕기 위하여, 두 개의 접촉 센서(7,8)를 좌측 및 우측 버튼(각각, 7, 8)이라 한다. 하나의 분리된 검지팁 연결 표면(5)과 돌출부(3)의 반대편 측면 부분에 위치한 중간 핑거팁 연결 표면(6)의 존재는 순수하게 예시적이다. 일 예로서, 장치가 하나의 핑거팁 연결 표면으로 구성될 수 있으며, 이는 인덱스나 중간 핑거팁 중 어느 하나에 의해 접촉가능하며, 선택적으로는, 사용자가 사용할 핑거팁과 그 위치를 선택하도록 하는 복수의 핑거팁 연결 표면을 장치가 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예 대부분은 높이 돌출된 그리고/또는 복잡한 모양(단순한 라인 도면에 첨가되지 않음)을 가진다. 따라서, 본 발명의 도면이 장치(1) 구성과 관련 돌출부 및 표면을 표현하도록 해칭 효과를 포함한다. 해칭(hatching)은 본 발명의 어느 부분을 형성하는 것이 아니며 순수하게 표현을 목적으로 한다.
도 1-20에 도시된 실시에는 추가로 지지 표면(상세히 도시되지 않음)를 가로질러 장치(1)의 상대적인 이동을 감지할 수 있는 바닥(2)의 하부면(9) 상에 위치한 광학 센서(도시되지 않음)를 포함한다. 이러한 광학 센서는 컴퓨터 마우스 이용하여 사용하는 것으로 알려져 있으며, 일반적으로 마우스 이동을 광학적으로 검출하기 위해 충분히 지지 표면을 조명하도록 LED와 함께 사용된다. 광학 센서 및/또는 접촉 센서(7,8)의 활성화에 의해 지지 표면에 대한 상대적인 이동을 검출한 신호가, 유용한 전기 전송 수단에 의해 호스트 컴퓨터(퍼스널 컴퓨터, 랩탑 , 노트북 등, 도시되지 않음)로 전송될 수 있다.
평형하지 않거나 불규칙적인 표면에 대해 (예, 일반적인 키보드의 키들에 대해) 사용되는 본 발명의 실시예는 촛점 길이가 다른 둘 이상의 광학 센서를 이용한다. 또는, 충분 깊은 필드를 가지는 하나의 센서가 추가 센서에 대한 필요성을 제거한다. 이는 광학 트랙킹 미케니즘이 동작가능하게 유지되고, 센서 지지 표면 분리 부분에 대한 변화에도, 지속적인 이동 데이터를 수신할 수 있도록 한다. 지지 표면으로부터 들어 올려진 경우에, 장치(1)가 온 스크린 포인터 이동을 비 활성화 하도록 구성된다.
바람직한 실시예에서, 장치(1)는 무선 주파수나, PC와의 어쿠스틱 전송 데이터 링크를 포함하며, 이는 일반적인 마우스 케이블에 의한 물리적인 간섭이나 이동 제한 없이 지지 표면 범위에 대해 장치(1)의 사용을 가능하게 한다.
엄지 손가락 연결 표면(4)의 구성이 장치의 기능성에 중요한 역할을 한다. 엄지 손가락 연결 표면(4)의 접촉 및/또는 모양 표면 부분으로부터 형성된 엄지 손가락 유지 부분이, 장치(1)의 타이핑 및/또는 위치 선정 이동 중에, 사용자의 엄지손가락이 장치(1)와 접촉을 유지하도록 한다. 이는 마우스 구동 동작을 수행하기 전에, 키보드로부터 손을 떼지 않고도 사용자에 대해 즉시 준비 상태로 장치(1)를 배치하고, 마우스를 가상적으로 배치하며 물리적으로 획득하게 한다. 도 1-23에 도시된 실시예의 가락 유지 부분이 외부 모양에 있어서 현저히 다르며, 각각이 위치 선정 이동 및/또는 타이핑 중에 장치(1)에 대해 엄지 손가락을 유지하도록 하는 공통적인 능력을 제공한다. 도 1a-2, 6 a-f, 8 a-15b에 도시된 실시예는 적어도 부분적으로는, 손가락 연결 표면(4)의 가벼운 '커핑(cupping)' 모양으로 구성되며, 이로써, 엄지 손가락 표면(4)의 에지를 형성하는 베이스(2)의 연장된 한계(10)에, 상용자의 오른손 엄지 손가락(12)의 좌측과 연결되도록 상승한 립(11)이 제공된다. 도 1 f-j에 도시된 실시예는 크게 위로 돌출된 확장부를 포함하는 현저히 확대된 립 부분(11)으로 구성되며, 이로써, 사용자의 엄지 손가락(12)을 유지할 수 있도록 한다(도 2 및 도 3에 도시됨). 따라서, 돌출부(3)과 맞대어진 립(11)이, 타이핑 중에 오른 손(13)에 의해 수행되는 상대적으로 작은 이동 시 엄지손가락(12)을 장 치(1)와 접촉 상태를 유지하게 한다. 당연히, 엄지 손가락 유지 부분의 다른 구성이 가증하며, 연장된 (바람직하게는 부분적으로 탄성 또는 연성이 있는) 리지(ridge)나 립을 포함한다. 이는 엄지 손가락 연장 표면의 상부 에지(바람직하게는 돌출부부분(3)의 최상부 가장자리)를 따라 배치되도록 형성된다.
선택적인 엄지 손가락 유지 부분 구성은 다음을 포함한다;
- 선택적으로 착탈 가능한 스트랩이나 엄지손가락 중수 영역을 둘러싸는 고정물 이용하여 말단 지골 엄지손가락 부분을 유지하기 위한 리세스,
- 삽입된 엄지손가락 부분을 수용할 수 있는 연장된 구멍,
- 엄지 손가락 지골의 하나 이상의 부분을 착탈 가능하게 고정할 수 있는 클립, 스트랩, 고정 물 등, 및/또는
- 탄성, 연성, 탄성 중합체의 및/도는 고 마찰 표면.
도 21 및 22는 달라지는 사이즈와 개인 선택에 의한 엄지 손가락(12)에 맞춰진 추가 엄지 손가락 유지 구성을 포함하는 장치에 대한 추가 실시예를 나타낸다. 도 21a)는, 돌출부(3)에 대해 엄지 손가락 연결 표면(4)의 반대 편에 위치한 반-탄성 곡선 커프(35)로부터 형성된 엄지 손가락 유지 부분을 포함하는 장치(1)를 나타낸다. 개별적인 사용자에 맞춰지도록 사용자의 엄지 손가락(12)을 향해 또는 이로부터 멀어지도록 커프(35)가 이동될 수 있다. 일부 실시예에서, 엄지손가락 연결 표면(4)과 (선택적으로) 돌출부(3)을 향해 바이어스된 스프링에 부착된 포인트(85)에 대하여 커프(35)가 연결될 수 있다. 선택적으로, 커프(35)가 고정되거나 연성 물질로 구성될 수 있다. 도 21b는 타이핑 등을 위해 사용자의 손가락(14, 15, 16, 17)이 자유로운 상태를 유지면서, 커프(35)에 의해 부분적으로 둘러싸인 사용자의 엄지손가락(12)을 이용하는 장치(1)를 나타낸다.
도 22a 및 b는 사용자의 엄지 손가락(12)(도 22c에 도시된 바와 같이)을 완전히 둘러싸도록 적용 가능한 커프(35)가 더 확장되도록 한 변형 예를 나타낸다. 상부 엄지손가락 표면 위로 부분적으로 확장한 확대된 커프(35)의 감쌈 성질은, 손이 작업 표면에서 떨어진 경우에도, 장치(1)가 사용자의 엄지손가락(12) 상부에 유지되도록 한다. 따라서, 사용자가 가시적으로 장치(1)를 재획득하고 엄지 손가락(12)을 키보드를 사용하지 않는 동작 사이에 엄지 손가락 연결 vyasu(4)으로 재위치 시킬 필요가 없다. 도 22b는 일반적인 좌측 및 우측 마우스 버튼(7, 8)의 기능이 커프(35)에 대해 돌출부(3)의 반대 측에 위치한 하나의 로커 스위치(35)에 의해 대체되는 실시예를 나타낸다.
도 22d는 돌출부(3)의 상부 에지와 엄지 손가락 연결 표면(4)의 외부 에지 모두에서, 장치(1)에 부착된 엄지손가락 유지 부분이 원상회복되는 또는 탄성있는 커프/스트랩(35)으로 형성되는 추가 실시예를 나타낸다. 도 22e는 손의 움직임 중에 사용자에게 고정된 장치를 유지하는 커프(35) 내에 삽입된 사용자의 엄지손가락(12)을 나타낸다.
도 23은 확장된 상승 립(11)의 형태를 가진 고정된 엄지손가락 유지 부분을 포함하는 장치(1)의 추가 실시예 상에 장착된 로커 스위치(36)를 나타낸다. 도 23 b는 좌측 마우스 버튼(7)에 대해 상보적인 방식으로 기능을 하는 반면에, 로커 스위치(36)의 상부 부분이 우측 마우스 버튼(8)의 역할을 수행하도록 구성된 로커 스 위치(36)의 높은 부분에 액세스하는 사용자를 나타낸다. 따라서, 좌측 및 우측 버튼 입력(7,8)이 하나의 핑거 팁, 바람직하게는 검지(14)에 의해 작동될 수 있다.
그러나 추가적인 선택 구성에서, 본 발명의 범위 내에서 두드리는 동작 및 타이핑 중에 엄지 손가락에 대해 장치(1)를 유지하도록 하는 것이 가능하다. 사용되는 구성에 따라, 연결/접속성의 유지 및 편이성 정도가 장치(1)로부터 변경될 수 있다. 이때, 장치(1)는 엄지손가락(12)이 엄지손가락 연결 부분에 쉽게 결합하고 분리될 수 있도록 하는 구성으로 사용자의 엄지손가락(12)에 입혀진다.
다음과 같은 조합은 널리 알려진 마우스 패드, 테이블이나 다른 지지 표면 대신에 키보드(18)의 상부 표면 상부에서 장치(1)가 작동하도록 한다.
- 컴팩트한 크기
- 다른 손가락(14, 15, 16, 17)의 간섭 없이 사용자의 엄지손가락(12)과 접촉 상태를 유지할 수 있는 가능성, 그리고
- 미끄러지도록 동작하는 하부 면(9).
장치(1)는 다음과 같이 슈퍼 키보드 동작에 대해 추가로 최적화될 수 있다;
- 의도하지 않은 키를 누르는 것을 방지하기 위해 둘 이상의(바람직하게는 넷) 키를 덮도록 구성되며 크기가 정해진 하부 면(9)의 플랜 풋 프린트.
- 추가 손가락(일반적으로 검지(14))이 센서(7,8) 중 하나를 활성화하지 않는 경우에, 온 스크린 포인터 이동에 대한 장치(1)의 어떤 이동도 무시함.
따라서, 엄지손가락(12)만이 장치(1)와 접촉하는 경우(도 2 및 4에 도시됨), 장치의 어떤 이동도 온 스크린 컴퓨터 포인터의 이동으로 변환되지 않으며, 장 치(10)는 주로 비활성 모드 상태이다. 그러나, 직관적으로 펜을 잡는 방식으로 장치(1)가 검지(14)과 엄지 손가락(12) 사이에 유지되는 경우(도 3 및 5에 도시됨), 장치가 활성화된 모드로 스위칭 되고 장치(1)의 물리적 이동이 온 스크린 포인터의 이동에 반영된다.
스페이스 바 위에 정지된 장치(1)를 통해 스페이스 바가 왼손 엄지손가락이나 오른손 엄지 손가락(12)에 의해 눌린 상태로, 장치(1)가 일반적인 QWERTY 키보드(18)와 함께 이용된다. 의도하지 않게 인접한 키를 누르는 것을 피하기 위해, 확대된 <스페이스 바>(20)(도 4, 5a, 12a에 도시됨)가 사용될 수 있다. 이는 일반적인 스페이스 바를 대신하거나 이에 대한 역 장치로서 목적적으로 설계된 키보드의 일부 일 수 있다.
선택적으로, <스페이스 바>(20)가 장치(1)를 작동하는 사용자의 손에 대해 반대 측에 위치한 키보드의 일 측면을 향해 배치된 대(truncated)일 수 있다. 사용자의 자유로운 손이 따라서 일반적인 타이핑 방식으로 자유로운 엄지손가락을 이용하여 <스페이스 바>를 작동할 수 있는 반면에, 키보드가 아닌 작업 표면 영역이 장치(1)를 동작시키도록 자유롭게 된다.
장치(1)가 활성화된 것을 사용자에게 가시적으로 확인시키기 위해, 온 스크린 포인터가 상징적인 그래픽에 의해 대체될 수 있다. 이는 포인터가 중앙에서 잡히거나 눌리는 것을 나타내거나 장치(1)를 활성화하는데 관련된 물리적인 동작을 흉내내는 애니메이션과 같은 유용한 형태를 취할 수 있다.
장치(1)가 사용자의 동작 및/또는 간섭되는 작동 프로그램의 특성에 따라 여러 모드에서 동작하도록 구성될 수 있다:
- 비활성 모드:- 손가락 접촉이나 엄지손가락 마의 접촉 및 다른 연장 또는 계획적인 접촉이 없음
- 포인터 내비게이션 모드:- 엄지 및 검지 접촉
- 문서 내비게이션 모드:- 엄지, 검지 및 중지 접촉
- 줌 모드: - 엄지 및 중지 접촉
- 디지털 잉크 모드:- 기운 장치나, 쓰기/그리기 센서를 활성화도록 확장된 스타일러스 부리부분.
다양한 선택적인 구성이 가능하고, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니나, 상기한 예시적인 모드 각각이 이하에서 상세히 설명된다.
나아가, 위에 언급한 모드 중, 디지털 잉크 쓰기/그리기 모드 만이 장치(1)의 바람직한 물리적 특성에 대해 현저한 효과를 가지며, 따라서 첫 번째로 논의된다.
펜 타블렛과 같은 장치가, 컴퓨터 쓰기 및 프리핸드 그리기 애플리케이션에 대해, 높은 레벨의 조작성 및 정확도를 제공한다. 그러나, 정확도 상의 이점은 펜을 집고 위치시키며 사용 후에 안전하게 위치시키는 데 있어 비효율적이라는 점에 의해 퇴색된다. 이러한 단점은 다양한 타이핑/포인트 모드 교환을 포함하는 애플리케이션에 대한 선택 인터페이스로서의 사용을 축소한다. 이는 그래픽 디자이너 등에게는 덜 중요하나, 매우 비용이 많이 든다. 포함된 트랙킹 기술이 전통적으로 일반적인 마우스에서 사용되는 광학/롤러 미케니즘 보다 더 비싸다. 대조적으로, 장 치(1)가 실질적으로 펜 장치에 대한 동일한 정확성을 제공하나, '핸드 투 장치' 다운 타임에 의한 문제가 없으며, 장치를 가시적으로 획득할 필요가 없다. 결과적으로, 장치(1)는 마우스나 디지털 펜에 비하여 높은 효율성을 제공한다.
반복 긴장 손상(RSI)이 많이 알려지게 되면서, 반복적인 동작 손상(RMI) 및직업적인 과잉 사용 신드롬(OOS)이 생체공학적으로 효과적인 마우스 모양을 생성하고 이를 사용하는 데 큰 영향을 미치고 있다. 일반적인 마우스 디자인은 하나의 손가락을 반복적으로 사용하도록 함으로써 손을 긴장시키고, 잡기가 거북스러웠다. 사용자들이 일반적으로 지나친 손의 회내 작용과, 신장(extension), 척골 편향 및 여골 편향으로 강하게 마우스를 잡는 경향이 있다. 종래 기술에 따른 마우스가 회내 작용 문제를 해결하도록 고안되었으나, 디지털 펜 타블렛 장치와 함께 이러한 디자인은 여전히 다음과 같은 주요 이점을 제공하지 못한다.
- 키보드의 왼쪽 손이나 오른쪽 손 측면에 사용되는 종래 기술에 따른 장치에 비하여, 사용자의 앞쪽의 더 자연스럽고 편안한 위치에서 장치(1)가 동작함.
- 핸드 투 디바이스 움직임이 제거됨. 종래 기술의 마우스 및 펜 타블렛 시스템은 손과 팔 및 어깨 근육이 동작 중에 키보드에 사용되어야 하나, 본 발명에서는 엄지손가락 및 검지의 작은 움직임만을 필요로 함.
- 버튼 누름/접촉 센서 동작이, 클릭을 하기 위한 엄지 및 집게 또는 중지의 두 개의 상반된 근육만을 요함. 이는 매우 빠르며, 일반적인 마우스 버튼을 클릭하는데 필요한 전통적인 중지의 하부방향 움직임에 비해 적은 노력을 요함
도 1 f-j, 6a-f, 8a-b, 9a-c, 13 a-b, 15 a-b, 및 20 a-f 에 도시된 본 발명 의 실시예가 펜/스타일러스 특징을 장치(1)에 삽입하여 쓰기 및/또는 프리 핸드 그리기/조작을 돕는다. 이러한 실시예는 롤 마우스와 같은 일반적인 마우스에서 전통적으로 정확성이 부족한 문제를 해결할 뿐 아니라, 펜-스타일 구현에 대해 일반적인 마우스를 사용하여 두 개의 추가적인 문제점을 해결한다.
일반적인 마우스는 유효 커서 위치를 나타내는 피봇 포인트에서 기울이거나 경사지게 할 수 없다. 지지 표면으로부터 기울어지는 경우에, 대부분의 일반적인 마우스가 동작하지 않는다. 또한, 평평한 지지 표면에 평행하게 동작해야 하며 바로 그 상부에서 동작해야한다. 나아가, 일반적인 마우스 및/또는 디지털 펜을 사용하는 사용자의 초기 포커스가 사용자의 손이라기보다는 스크린상에 유지된다.
펜/스타일러스 특성을 포함하는 상기 나열한 실시예가 장치(1)를 제 1 및 선택적으로 제 2 문제점을 해결하는 디지털 잉크 모드에서 동작하게 한다.
디지털 잉크 모드 또는 쓰기 모드에서, 장치(1)의 일부로부터 확장된 스타일러스 부분(22)의 니브(21)을 향하도록 기울어짐으로써 장치(1)가 간단히 동작한다. 스타일러스(22)가 수많은 구성을 가질 수 있으며 물리적인 길이(고정되거나 또는 적용됨) 범위 내에서 이용가능하다. 바람직한 실시예에서, 부리 부분(21)를 이용하여 표면을 건드림으로써 '디지털 잉크가 흐른다'는 신호를 제공한다.
도 6 a-f는 부리 부분(21)가 추가되고 장치(1)의 최전방 포인트로부터 돌출된 상대적으로 짧은 스타일러스 부분(22)이 추가된, 도 1a-f에 도시된 장치에 대응하는 실시예가 도시된다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 부리 부분(21)에 상대적으로 가까운 일반적인 펜을 쥐고 있을 때, 이러한 구성은 생체공학적으로 사용자의 손가 락에 의해 적용된 위치와 비교된다. 대조적으로, 도 7b는 펜 샤프트를 따라 더 높이 위치한 포인트에서 부리 부분(21)로부터 떨어져 잡힌 일반적으로 펜을 나타낸다. 도 8 및 9는 각각 도 7a 및 7b 에 사용된 펜 그립과 동일한 본 발명의 실시예를 나타낸다. 여기서 사용자는, 도 8a에 도시된 짧은 스타일러스 부분 실시에와 도 8b에 도시된 긴 스타일러스 부분 실시예의 엄지(12)와 검지(14) 사이의 장치(1)를 잡는다. 도 6a-f)의 실시예는 또한 바닥 부분(2)을 통해 측면으로 확장하는 슬롯이나 리세스로 형성된 중간 손가락 리세스(24)를 포함한다. 따라서, 펜 모양의 그립을 모방하는 디지털 잉크 모드에서의 사용중에, 중간 손가락 리세스(24)에서 장치(1) 하부에 중간 손가락(14)을 위치시킬 수 있도록 한다.
도 9a-c)는 선택적인 부리/스타일러스 부분(21, 22)을 포함하는 도 1a-f) 및 도 6a-f)에 도시된 실시예의 추가 변형 예를 나타낸다. 도 9a가 부리 부분(21) 및 스타일러스 부분(22)의 특징을 조합하도록 단순화된 포인트 스터드를 사용한다. 도 9b의 실시에는 장치(1)의 돌출부(3)의 꼭대기에 장착된 일반적인 펜과 유사한 연장된 스타일러스 부분(22)을 포함한다. 도 9c에 도시된 실시예는 도 9b의 실시예를 더 정교하게 나타냄으로써, 장치(1)를 덮는 스타일러스 부분(22)이 바닥 부분(2) 내에 성형된다.
다른 많은 실시예가 가능하며 본 발명이 위의 도면에 도시된 바에 한정되는 것이 아님은 자명하다. 예를 들어, (위의 실시예에서 설명한 바와 같이) 부리 부분(21)이 앞쪽으로 돌출될 필요는 없으며, 도 1f-g)의 각 실시예에서와 같이 예를 들면 장치(1)의 후방으로부터 돌출될 수 있다는 것을 알 수 있다. 사용시, 후방을 향하는 부리 부분(21)을 장착한 장치가 디지털 잉크 모드나 부리 부분(21)을 이용하는 다른 모드에서 사용되는 중에 후방을 향해 기울어진다. 디지털 잉크/쓰기 모드에서, 장치(1)가 부리(21)가 인접한 표면에 가까이 접근하는 것과 인접한 표면에 접촉하는 것을 구별하도록 구성될 수 있다. 부리 부분(21)의 근접성을 결정하기 위한 수단이 장치(1)에 배치된 감지 소자나 특성화된 표면(예, 터치 패드 키보드) 또는 이들 모두에 의해 알려진 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 옵션 각각이 다른 이점 및 단점을 가진다.
장치(1) 내에 단독으로 배치된 근접성 센서가 테이블 표면, 일반적인 키보드, 디스플레이 스크린 등과 같은 일반적인 특성화되지 않은 표면을 이용하는 용도를 가지도록 한다. 그러나, 이러한 구성이 장치(1)의 복잡성, 비용, 크기 및 무게를 증가시킬 수 있다. 역으로, 특성화된 대상물(예, 목적적으로 설계된 키보드, 터치 패드 등)의 표면에 단독으로 근접성 감지 소자를 배치하는 것이 장치(1)가 사용될 수 있는 유연성을 감소시키는 대가로, 장치의 잠재적 비용, 크기 및 무게를 감소시킬 수 있다
장치(1) 및 특성화된 표면 모두에 근접성 센서 시스템 소자를 결합하는 것이 비용/성능 절충안을 제공한다. 펜에 배치되는 인덕터 및 커패시터가, 컴포넌트가 덜 프린트된 회로 보드의 구리 트랙으로부터 x 및 y 방향 모두에 형성되는 여러 오버랩 안테나 코일에 작게 국부적으로 유도된 신호를 생성하는 현재의 위치 감지 펜/타블렉 시스템에 이러한 구성이 사용된다. 이러한 시스템이 비접촉 위치 감지에 더해 표면과 접하는 압력의 정도를 검출할 수 있다.
본 발명을 이용하는 데 적합한 추가 위치 감지 기술(명확히 도시되 않음)이 EPOS 테크롤러지 리미티드에 의해 생산된 것과 같은 어쿠스틱 송신기/수신기 시스템을 포함한다. EPOS 시스템은 송신기나 수신기의 거리, 2D 또는 3D 위치 정보가, 장치(1)에 배치될 수 있는 하나 이상의 작은 송신기로부터 고유하게 인코드 된 초음파 신호에 기반한 삼각 연산(triangulation calculation)으로부터 생성되도록 한다.
따라서, 부리 부분(21)이 표면의 정의된 거리 내에 배치될 때, 표면에 평행한 부리(21)의 움직임이 온 스크린 포인터 움직임으로 등록되도록, 위에 설명한 선택적인 실시예 각각이 구성될 수 있다. 부리 부분(21)이 표면을 건드릴 때, 이는 디지털 잉크가 "흐르는 것"으로 신호한다. 따라서, 디지털 잉크 모드에서 장치(1)가 일반적인 펜과 유사하게 동작한다.
디지털 잉크 모드를 활성화한 후에, 두 개의 접촉 센서(7, 8)가 추가 구성 특성(예, '지우개'를 활성화하거나 컬러 도는 잉크 스타일을 변경하거나, '캐리지 리턴(carriage return;)/<엔터> 명령을 수행하는 등)에 접속하도록 이용가능하고 동작가능하다.
가상 초점의 문제를 처리하기 위해, 장치(1)가 스크린 위에서와 같이 비 전기 표면(예, 종이나 쓰기 패드)위에 물리적으로 쓰기를 하는 데 사용될 수 있다. 이는, 스타일러스(22)나 접촉이 이루어지는 장치(1)의 경로를 추적하는 표면으로부터 물리적으로 그어진 임크에 의해 구현될 수 있다. 그리기을 추적하는 하나의 벙법은 반복 사용을 위해 지우기가 가능한 자기 파우더 에칭 토이 타입 장치 내에 구 현된 시스템을 이용하는 것이다.
표면에 마크를 물리적으로 쓰거나 만들기 위해 사용되는 장치(1)의 구현예가 공지된 광한 센서 기술을 이용할 수 있다. 이러한 광학 센서 기술은 사용자의 그리기이나 핸드 라이팅을 디지털 방식으로 변환하는데 이용되는 공지의 광학 센서 기술을 사용할 수 있으며, 또는 사용자가 쓰기를 하도록 하는 키보드에 장착된 LCD 패널 등을 사용할 수 있다.
사용자가 쓰기 동작을 시작하기 전에 '디지털 잉크' 모드가 사전 지정된 프롬프트에 의해 활성화될 수 있다. 따라서, 컴퓨터가 쓰기 및 그리기 입력에 즉각적으로 반응하게 할 수 있다. 예를 들어, 활성화된 때, 블랭크 "전기 노트 패드'가 사용자가 쓰기를 하는 스크린 위에 자동으로 디스플레이될 수 있다.
디지털 잉크 모드에서, 장치(1)가 명령 지시 단축(예, X를 쓰는 것이 애플리케이션을 닫거나, W 가 워드 프로세서를 여는 등)을 수행하는 데 사용될 수 있다.
다시 말하면, 디지털 잉크 모드에서, 키스트로크에 대한 응답으로부터 쓰기/그리기 명령에 대한 응답으로 스위치 되도록 키보드가 구성될 수 있다(예, 서로 다른 잉크 두께에 1 내지 9의 숫자가 할 당 도리 수 있음).
사용자의 오른손에 의한 사용을 참조하여 위에 설명하였으나, 본 발명이 왼손 및 오른손 모두를 위한 구현 예 및 양쪽 손에서의 사용을 위해 구성될 수 있는 양손잡이용 모델로 생산될 수 있다. 도 1-9 및 14b-23에 도시된 실시예가, 돌출부(3)의 오른 편을 따라 배치된 엄지손가락 유지 표면(4)과 돌출부(3)의 반대쪽 왼손 측면을 따라 배열된 검지 및 중지 접촉 센서(7, 8)를 이용하는 거울 이미지 버 전을 생성에 의해 왼손(19) 사용에 맞춰질 수 있다. 도 1-9 및 14b-23에 도시된 실시예의 높이 돌출된 구성이 반드시 사용되는 것은 아니며 더 간단한 구성이 가능함은 자명하다.
도 10a-23b는 접촉 센서(7, 8) 사이의 측면 중간 포인트에 대해 대칭적인 구성을 포함하는 단순해지 양손잡이용 장치(1)를 나타낸다. 장치(1)의 대칭성에 기인하여, 사용자의 오른 손(13)에 의해 사용될 때, 접촉 센서(7)가 검지 손가락(14)(도 10c에 도시됨)에 의해 사용된다. 그러나, 사용자의 왼손(도시되지 않음)에 의한 사용을 위해 구성될 때, 접촉 센서(7,8)의 역할이 역이 된다.
호스트 컴퓨터와 통신하는 무선 기술을 사용하는 실시예에서, 왼쪽 및 오른손 모드 사이의 변환이 소프트웨어로 구성될 수 있다.
일반적이 마우스 케이블(23)을 사용하는 실시예에서(도 11a-11d 및도 13a-13b에 도시된 바와 같이), 케이블(23)이 사용자를 향해 후방으로 장치(1)를 벗어나도록 배치된다. 이는 타이핑 중에 키보드에 방해되는 것을 방지한다. 동작을 위한 사용에 의도된 손에 따라 장치(1)의 말단에서 편리한 탈출 포인트를 통해 케이블이 다시 돌려질 수 있으며(re-routed), 호스트 컴퓨터 소프트웨어를 이용하여 정확한 동작을 하기 보장하기 위해 소프트웨어로 구성될 수 있다. 선택적으로, 장치(1)상의 하드웨어 스위치(도시되지 않음)가 왼손 및 오른손 사용 모드 사이에서 스위치 되게 구현될 수 있다.
도 9-13에 도시된 실시예에서, 엄지손가락 연결 표면(4)의 엄지손가락 유지 부분이, 세워진 립 부분(11)과 왼손/오른손 측면 이동 중에 엄지손가락과 연결된 세워진 돌출부(3)을 포함한다. 또한 이는 전방/후방 이동 중에 장치(1)를 유지하는 엄지손가락 연결 표면(4)의 표면에 대한 탄성/마찰력의 정도에 따라 달라진다.
도 12a는 연장된 스페이스 바(20)를 포함하는 키보드(18)에서 사용되는 양손잡이용 구현 예를 나타내는 반면, 도 12b는 집게손가락 및 엄지손가락(12) 사이의 집기 동작에서 집게 및 중지(14, 15)을 이용하는 사용자의 접촉 센서(7, 8) 작동에 의해 활성화되는 장치를 도시한다.
도 13a 및 13b는 디지털/쓰기 모드에서 동작시의 사용을 위해 부리 및 스타일러스 부분(21, 22)을 부가한, 도 9-12의 실시예에 비교되는 실시예를 도시한다. 실시예는 돌출부(3)의 꼭대기 부분으로 분리가능하게 삽입되는 스타일러스를 나타낸다.
도시된 실시예는 수많은 다양은 선택 예 중 일부를 나타낸 것임은 자명하다.
도 14a)는 중지 센서(8) 상부에 검지 센서(7)를 포함하는 수직으로 오버랩된 구성에 배치된 접촉 센서(7, 8)를 포함하는 실시예를 나타낸다.
도 14b)는 하나의 검지 버튼(7)을 사용하는 장치(1)의 축소 버전을 나타낸다. 극단적인 소형화를 요하는 그리고 단일 버튼 마우스를 사용하는 애플 메킨토시 사와 같은 작동 시스템을 요하는 애플리케이션에 맞춰진 실시예이다.
도 15 a-c)는 다음을 포함하며, 이전 실시예와 구별되는 본 발명에 따른 추가 실시예를 나타낸다:
- 재배치된 중지 리세스(24),
- 접어 넣을 수 있는 스타일러스(25),
- 수직으로 배치된 개별 접촉 센서(7, 8),
- 스크롤 휠(26).
도시된 실시예에서, '좌측' 검지 마우스 버튼(7)의 하부 에지가 장치(1)의 하부면(9) 상부로 약 10-25밀리미터의 스파인(3) 위에 위치하며, '우측' 중지 버튼(8)이 바로 그 아래에 위치한다. 양쪽 버튼(7, 8)의 위치가 이러한 위치에 제한되는 것은 아니라, 버튼(7, 8)의 수직 위치가, 중지 버튼(8)을 작동시킬때, 중지(14)과 작업 표면(예, 키보드(18)) 사이에서 사용자의 중지(15)이 움직이기에 충분한 공간을 허용하게 할 수 있다.
중지, 약지 및 새끼 손가락(15, 15, 17)이 이하에서 자세히 설명하는 바와 같이 포인팅 또는 라이팅 모드 중에 경련 없이 편안히 놓이도록, 검지 버튼(7)이 장치(1)의 하부 면(9)에 대하여 충분히 위로 올려진다. 불필요한 무게 및 크기를 방지하기 위해, 장치(1)의 후면에 위치한 바닥 부분(2)의 '사용되지 않는' 영역이 잘리어 리세스(27)를 형성한다.
(도 15a-b)에 도시된 실시예 마다) 중지 리세스(24)가 바닥/돌출부(2,3)의 후면을 가로질러 배치된 측면 리세스와 같은 복수의 구성으로 형성될 수 있다. 또는 선택적으로 바닥 부분(2)을 통해 형성된 슬롯이나 리세스를 통해 하부방향으로 추가 확장할 수 있다. 바닥(2) 내의 이러한 리세스가 바닥의 일측(도 6a-f의 실시예에 도시된 것과 같이)에서 또는 후면으로부터(각 리세스(27) 마다) 확장하여 형성될 수 있다.
전형적으로는, 중지 리세스(24)가 '디지털 잉크' 모드에서 만 사용되며, 엄 지(12) 및 중지(14) 모드와 매우 인접한 곳에 중지(15)를 배치한다. 이러한 '그립(grip)'이 펜을 쥐고 사용하는 대부분의 사람에 의해 사용되는 것을 시뮬레이션 한다.
장치(1)는 또한 중지 리세스(24)를 오버랩하는 돌출부(3)의 작은 부분으로부터 형성된 오버 행 부분(28)을 포함한다. 디지털 잉크 쓰기 모드에서 사용될 때, 오버 행 부분(28)이 사용자의 중지(15)의 윤곽을 따라 형성된다. 이는 부리 부분(21)에 대해 압력을 가하는 중에 제공되며 접어 넣을 수 있는 스타일러스(25)의 길이가 더 짧음에도, 일반적인 펜에 대해 비교되는 쓰기 동작 안정성을 가지도록 한다.
예를 들면 엄지 연결 표면(4)에서 돌출부(3)를 향해 또는 검지 버튼(70) 상부에 또는 돌출부의 일부를 향하는 전면 등으로, 선택적인 배치가 가능하지만, 스크롤 휠(26)이 도 15a-c)에 도시된 실시예의 검지 및 중지 버튼(7, 8) 사이에 배치된다.
예를 들어, 엄지 연결 표면(4)에 배치된 선택적으로 배치될 수 있으나, 접어 넣을 수 있는 스타일러스(25)가 중지 리세스(24)에 배치된 스타일러스 해제 버튼(29)에 의해 움츠러든 위치로부터 해제될 수 있다. 그러나, 중지 리세스(24)의 스타일러스 헤재 버튼(29)을 위치시킴으로써, 부주의하게 해제될 가능성을 줄인다. 디지털 잉크 쓰기 모드에서 장치(1)를 쥘 때, 중지(15)가 스타일러스 해제 버튼(29)을 자동으로 누르기 때문에, 스타일러스(25)를 활용하기 위한 자연적인 동작을 한다.
선택적으로, 부분 부분(21) 확장의 유효 길이가 조절도리 수 있다. 스타일러스(25)의 상부 말단에 배치된 버튼에 의해 또는 사용자의 엄지(12)에 의해 동작에 의해 동작가능하다.
이전에 설명한 바와 같이, 스타일러스(25)가 전자 펜/타블렛 시스템이 사용되는 것과 같이 공지된 근접성/움직임 감지 시스템 소자를 포함할 수 있다. 도 16a-e)가 접어 넣을 수 있는 스타일러스(25)에 사용되는 기술이 도시된다. 스타일러스(25)는 스타일러스 니브(21)에 송신/수신 안테나 코일(30)을 포함한다. 도 15a-b에 도시된 바와 같은 장치(1) 구성에서 (도 16a-f에 도시된 접어 넣을 수 있는 스타일러스를 포함), 디지털 잉크 및 포인팅 모드 모두에서의 사용을 위해 하나의 안테나 코일(30)을 사용하는 것이 가능하다. 왜냐하면, 코일(30)이 양쪽의 동작 모드에서 작업 표면 하부에 자기장 센서(도시되지 않음)에 충분히 근접할 것이기 때문이다. 이전에 논의된 바와 같이, 평평한 회로 보드 센서 영역(도시되지 않음)이 장치(1)를 이용하기 위해 구성된 키보드(18) 하부에 배치될 것이며 또는, 츄대용 컴퓨터 랩탑 컴퓨터 등(즉, 장치가 가장 효과적으로 활성화되는 영역) 바로 아래에 존재하는 영역에 배치될 것이다.
알려진 펜/타블렛 구성과 비교될 만한 방식으로 쓰기 표면과 접촉할 때, 접어 넣을 수 있는 스타일러스(25)의 부리부분(21)이 "쓰기"에 대해서만 압력 감지를 하도록 구성될 수 있다. 그러나, 본 발명에서, 부리 부분(21)이 디지털 잉크 쓰기/그리기 모드에서 "쓰기"에 대해서만 구성되는 것이 바람직하다. 부리 부분(21)을 오므러들게하고 확장하는 다양한 수단이 구현될 수 있으며, 도 16a-f에 도시된 바 와 같은 다음의 스프링 장착 어셈블리를 포함한다.
도 16 a-f의 부리 부분(21)의 수축/확장이 전형적인 볼 포인트 펜의 수축/확장 미케니즘과 비교될 수 있는 방식으로 동작할 수 있다. 스타일러스(25) 하우징의 상부 자유 말단에 배치된 메인 스프링(31)이 스타일러스(25) 내에 망원경 형태로 포함된 미끄러지는 부리 부분(21) 어셈블리를 포함한다. 부리 부분(21)의 미끄러지는 움직임이 별도의 버튼(즉, 스타일러스 해제 버튼(29)과 스타일러스 수축 버튼(32) 각각에 의해 수축 및 확장된 위치에 고정 및 해제될 수 있다.
부리 부분(21)이 확장된 위치에 있을 때, 수축 버튼(32)이 잠금 장치의 역할을 하며, 쓰기 중에 부주의하게 수축시키지 않고, 부리 부분(21)에 사용자가 압력을 가할 수 있게 한다. 스타일러스 해제 및 수축 버튼(29, 32)이, 독립적으로 케이스가 만들어지거나 배치된 스타일러스(25)를 통과하는 공통의 간극(aperture)을 사용할 수 있으며, 사용자가 서로 다른 손가락이나 엄지를 각각 동작시키도록 한다. 예를 들면, 이는 중지(15)에 의해 부리 부분(21)이 확장되도록 하는 반면, 수축 버튼(32)이 엄지(12)에 의해 동작할 수 있도록 한다.
도 16a-e)는 수축된 위치(도 16 a-b)에서 확장된 위치(도 16 d-e)로 스타일러스(25) 간의 일련의 증가를 나타내는 도면이다. 도 16a-b)에서, 스타일러스(25) 케이스를 통해 돌출된 스타일러스 해제 버튼(29)에 의해 부리 부분(21)이 수축 위치에 고정되고 한 위치에 유지된다. 스타일러스 해제 버튼(29)을 누른 후에, 도 16c에 도시된 바와 같이, 부리부분(21) 어셈블리를 아래쪽으로 누른다. 중간 위치에서, 양쪽 버튼(29, 32)이 스타일러스(25) 내로 함몰된다.
도 16, d-e)는 확장된 위치에 있는 부리 부분(21)을 나타내며, 이에 의해 수축 버튼(32)이 스타일러스(25) 내의 간극으로부터 돌출될 수 있어 부리 부분(21)이 부주의하게 수축되는 것을 막는다. 양쪽 버튼(29, 32)의 측면 이동이 독립적인 압축 스프링(33, 34) 각각에 의해 이루어진다.
부리 부분(21)의 확장 및 수축이 메인 스프링(31) 등의 사용을 반드시 필요로 하는 것은 아니다. 선택 실시예에서, 사용자의 손가락/엄지에 의해 인가되는 중력 및/또는 직접적인 힘의 효과를 이용할 수 있다.
대안으로는, 이전 실시예에서 설명한 바와 같이, 부리 부분(21)이 장치(1)를 기울임으로 인해 작업 표면과 접촉하게 할 수 있다. 쓰기 모드가 위의 방법 중 하나 또는 이들의 조합을 이용하여 활성화될 수 있다.
사용시, 도 15 a-b에 도시된 장치(1)의 실시예에서(도 16 a-e에 도시된 접어 넣을 수 있는 스타일러스(25)를 포함함), 장치(1)가 작동 모드에 따라 서로 다른 위치에 유지될 수 있다. "포인팅 모드"에서의 동작시(도 17 a-b에 도시됨), 사용자의 손가락(14-17)이 검지 및 중지 버튼(7,8)의 서로 다른 방향에 따라 작은 차이를 가지는 상술한 바와 같은 실시예와 유사한 구성으로 배치될 수 있다. 더 자세히 설명하면, 가운데 손가락(15)의 팁(tip)이 검지(14)의 뒤쪽 및 하부로 말리기 보다는 검지(14)의 팁 바로 아래에 배치된다. 장치를 쥔 상태의 사용자 손(13)의 위치가 그럼에도 손가락 팁 제어, 편안한 손의 자세 및 키보드 표면 위에서의 동작 가능성 등을 포함하는 상술한 실시예의 모든 이점을 유지한다.
디지털 잉크 쓰기 모드를 시작하기 위해, 각각의 이전 실시예와 같이 장치 를 기울이는 대신에, 사용자가 중지(15)를 중지 리세스(24)로 이동시킨다. 이러한 동작이 부리 부분(21)을 도 18 a-b에 도시된 바와 같이 확장된 위치로 해제하도록 스타일러스 해제 버튼(29)을 가압한다. 스타일러스 해제 버튼(29)의 동작이, "디지털 잉크 모드"가 활성화된 장치와 관련된 제어 소프트웨어를 나타낼 수 있다. 쓰기 모드에서 디지털 잉크를 비활성화하기 위해, 수축 버튼(32)이 눌러지고, 부리 부분(21)을 리세스 위치로 되돌리도록, 사용자가 작업 표면이나 편의에 따라 임의의 대상을 아래로 누른다.
위에 언급한 실시예는 장치의 가능한 구성의 예 중 소수를 나타내는 것임은 당연하다. 도 19 a-c)는 검지 미 중지 버튼(7, 8)이 위치한 스타일러스(22)에 의해 돌출부(3)가 완전히 형성된 추가 실시예를 나타낸다.
이전에 설명한 바와 같이, 장치(1)가 평평한 하부 표면에 배치되도록 구성될 필요는 없으며, 하나 이상의 볼록한 부분 및/도는 돌출부를 포함하는 하부 표면을 가지는 선택적인 구성일 수 있다. 이러한 실시예에서, 하부 표면이 하나의 굴곡진 표면으로 형성되거나, 작업 표면을 가로질러 미끄러지도록 접촉 평면을 최하부 포인트가 집합적으로 정의하는 복수의 둥글거나 굴곡진 부분을 포함할 수 있다. 추가 실시예에서, 장치(1)가 상기 접촉 평면에 집합적으로 놓인 복수의 접촉 포인트 상에 작업 표면에 위치하도록 구성될 수 있다. 접촉 포인트가 여러 형태를 취할 수 있으며, 다음을 포함한다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.
- 하나 이상의 하부 표면 부분 및 장치로부터 확장하는 둘 이상의 돌출부의 말단 부분 또는,
- 셋 이상의 돌출부.
세 개의 접촉 포인트가 안정적 지지를 제공할 필요가 있으며, 임의의 개수의 추가 접촉 포인트가 동일한 '접촉 평면' 내에 놓이도록 구성될 수 있다. 도 20은 작업 표면을 포함하는 바닥 부분(2)의 접촉 포인트에, 삼발이 타입 배열을 만드는 세 개의 부리 부분의 형태를 가지는 세 개의 돌출부가 제공될 수 있다. 사용된 부리 부분의 형태는 장치(1)의 의도한 용도에 따라 변형이 가능하다. 도 20에 도시된 예시적인 실시예에서, 세 개의 부리부분이 전방 꼭대기에 위치한 디지털 잉크 부리 부분(21) 및 상반되는 후방 각각에 위치한 두 개의 스크롤/줌 부리 부분(53)(추가 실시예와 함께 이하에서 상세히 설명됨)을 포함한다. 이전의 실시예 마다 제공된 장치 움직임 입력을 위해 작업 표면과 접촉하는 세 개의 부리 부분(21, 53)을 포함하는 적합한 작업 표면 위에서 장치(2)가 미끄러지게 될 수 있다. 장치(1)를 효과적으로 미끄러지게 하도록 평평한 하부 면(2)을 포함하는 장치(1)보다 이러한 장치(1)의 움직임에 적합한 작업 표면의 형태가 균일성 정도가 더 클 필요가 있다는 것이 이해될 것이다.
장치(1)가 대응하는 동작 모드(즉, 디지털 잉크, 스크롤 또는 줌)를 활성화하기 위해 작업 표면과 접촉하는 하나의 부리 부분을 배치하도록 기울일 뿐만 아니라 작업 표면과 접촉하는 두 개의 부리 부분과 함게 동작할 수 있도록 서로 다른 모드(이하에 설명되는 바와 같이) 작동될 수도 있다. 장치(1)가 복수의 부리 부분으로 구성될 수 있으며, 이는 부리 부분이나 복수의 부리 부분이 지정된 순간에 작업 표면과 접촉함에 따라 대응하는 동작 모드가 정의되도록 한다.
위에서 참조 된 작동(비활성 모드, 비활성 모드, 포인트 내비게이션 모드, 문선 내비게이션 모드 및 줌 모드)의 유지 모두를 고려한다.
'비활성 모드'에서, '소프트 클릭(soft click)'이 장치(1)에서 수행될 수 있으며, 이로써, 왼쪽 또는 오른쪽 버튼(즉, 접촉 센서(7, 8)) 중 어느 하나가 "접촉되거나 해제" 된다(즉, 접촉되지 않고 유지되거나, '클릭' 된다). 결과적으로 서로 다른 동작이 수행된다. 다양한 표준 키보드 명령 스트로크가 '소프트 클릭' 동작에 의해 대체될 수 있다(예, 좌측 버튼(7)을 누르는 것이 <탭> 키를 누르는 것과 동일할 수 있음). 우측 버튼(8)을 소프트 클릭하는 것이 <백스페이스> 키의 동작을 수행할 수 있는 반면, 양쪽 버튼(7, 8)을 소프트 클릭하는 것이 <엔터> 동작을 수행할 수 있다.
장치(1)를 거쳐 직접적으로 이와 같이 자주 수행된 키 스트로크에 대한 접속을 제공함으로써 특성화된 효율성 이득이 얻어질 수 있다. 더 약하게 손가락을 조금 사용하는 터치 타이피스트에 의해 이러한 키 스트로크가 전통적으로 수행됨에 따라 인간공학적인 이익 역시 얻어진다. 반면에, 터치하지 않는 방식의 타이피스트는 일반적으로 더 강하게 중지나 검지를 사용하기 위해 전체 손을 움직인다. 대조적으로, 장치(1)를 통해 이러한 키 스트로크를 수행하기 위해 손 움직임이 필요한 것은 아니다.
이러한 효율성 이득의 실현 예가 웹사이트 폼을 채우거나 '팝 업 윈도우' 확인을 위해 필요한 응답을 포함한다. 웹사이트 폼(form)은 일반적으로 알파벳 텍스트를 입력하는 다양한 필드 간에 사용자가 이동하는데 필요하다. 장치(1)에서, <탭>을 수행하고 다음 필드 등으로 이동하기 위해 '소프트 클릭'을 한 후 사용자가 폼 내의 제 1 "필드"를 클릭하고 상세한 사항을 추가한다. 사용자가 폼을 채웠을 때, 적합한 버튼/ 접촉 센서(7, 8) 위의 사용자가 검지(14) 및 중지(15) 모두를 사용함으로써 <엔터> 소프트 클릭을 수행할 수 있다.
'OK' 버튼이나 선택이 수행된 후에, "팝 업 윈도우" 확인은 종종 "실행하시겠습니까" 등의 메시지를 사용자에게 제공한다. 장치(1)를 이용하여, 'OK'나 <엔터> 동작을 수행하기 위해 양쪽의 접촉 센서(7,8)를 '소프트 클릭'하거나, 검지(14) 접촉 센서(7)를 '소프트 클릭' 함으로써 <탭> 동작을 먼저 수행하거나, 양쪽의 접촉 센서(7, 8)를 '소프트 클릭'함으로써 <엔터> 동작을 수행하여, 사용자가 'OK' 및 '취소' 옵션 간의 선택을 할 수 있다.
'포인터 내비게이션' 모드가 사용자로 하여금 온 스크린 포인터를 이동하고 다양한 관련 문맥 감지 특성에 접속 가능하도록 한다.
일반적인 마우스와 달리, 장치(1)가 엄지(12) 및 검지(14)와 지속적으로 접촉함으로써 고정됨으로 장치(1)가 "인지(aware)"한다. 이는 장치(1)를 '응답 툴바'와 같은 다양한 모드에서 사용될 수 있는 '포인터 내비게이션 모드'에 놓이게 한다.
전형적으로, 툴바가 포인팅 및 '클릭'(즉, 키보드가 아니라 포인팅 장치를 이용하여 툴바 위의 버튼 활성화됨)을 위한 단축 키(shortcuts)로 툴바가 설정된다. '응답 툴바'를 이용하여, 장치(1)가 비활성화될 때, 툴바가 스크린에 가시화될 것이며, 스크린이 흐트러지는 것을 줄이고 더 가시적인 작업 공간을 제공한다. 장 치(1)가 활성화될 때(검지(14)와 엄지(12)가 서로 맞물리고, 장치가 이동된 상태), 툴바가 스크린에 다시 나타나며, 클릭에 대기 상태가 된다.
장치(1)가 활성화될 때, 전체 키보드가 서로 다른 모드로 스위치 될 수 있다. 예를 들어, '포인터 내비게이션 모드'가 선호하는 웹사이트에 접촉할 때, <W> 키를 누른다. 작고 정확한 움직임이 필요할 때, 다른 키를 누르고 있는 것이 포인터 속도를 줄일 수 있다. 일부 키가 상호작용하는 내비게이션 키(화살표 키 페이지 업/다운 등)로 변활 될 수 있다. 개별적으로 <H> 키가 수평 및 수직 방향의 포인터 움직임을 제한하여 직선 라인을 그리고 대상을 정열 하는데 도움을 준다. 장치가 '포인터 내비게이션' 모드 있을 때, 장치(1)를 활성화하도록 사용자가 타이핑을 확실히 멈춤에 따라, 키보드 모드 변화가 직관적이 된다.
때로는, 사용자가 커서나 포인터의 가장 작은 증분(increment) 이나 '단위(유닛)'(예, 하나의 픽셀, 라인, 캐릭터)의 정확한 거리를 움직일 필요가 있다. 포인터 장치 움직임이 '단위' 기반인 것은 아니며, 예를 들면, '하나의 픽셀'이나 '세 개의 픽셀'을 오른쪽으로 움직이는 데 어려움이 있을 수 있다. 이러한 움직임에 대하여는 화살표 키가 더 적합하다. '포인터 내비게이션' 모드가 사용되어 이러한 키가 더 편리하게 배치되고 사용자가 '내비게이션'하기 원할 때만 활성화 되도록 한다.
도 24a)는 표준 QWERTY 키보드(37)를 나타내면, 여기서 <E, S, D, F> 키(38)가 조명가능한 화살표 부분(39)을 포함한다. 예를 들어, 장치(1)가 활성화 모드에 배치될 때(즉, 포인터 내비게이션 모드에 배치됨), 사용자가 검지 접촉 센서(7)를 터치하면, <E, S, D, F> 키(38)의 조명가능 한 부분이 조명된다( 도 24b에 도시됨). <E, S, D, F> 키(38)의 기능이 내비게이션 키 입력( ←↑→↓)을 제공하도록 재 배치될 수 있다. 따라서 사용자가 사용자의 자유로운 손에 인접한 키보드(37) 위에 위치한 내비게이션 키가 편리하게 제공되며, 이에 따라 타이핑 효율이 증가한다. 나아가, 크기 감지 애플리케이션에서, 일반적인 내비게이션 키( ←↑→↓)가 키보드로부터 생략도리 수 있다. 다른 키보드 키를 재배치하고 다른 기능에 대한 단축 키를 제공하도록 유사한 기술이 구현될 수 있다.
다른 추가 특성이 온 스크린 포인터 애니메이션을 포함하며, 이는 장치가 액티브(active) 모드(이전에 설명한 바와 같음)에 있을 때 시각화되고, 비활성 모드에 있을 때 사라진다. 장치(1)가 '다시 활성화' 될 때, 이는 포인터의 배치를 돕는다. '문서 내비게이션' 모드가 검지(14) 및 중지(15)를 양쪽 버튼(7, 8)에 배치함으로써 활성화된다. 이 명세서에 사용된 바와 같이, '문서'라는 용어는 문서, 이미지, 애니메이션 등 스크린이나 윈도우 크기를 초과하는 디스플레이 크기를 가지는 모든 것을 포함하는 것으로 정의된다.
현저한 효율 이득으로 인해 마우스 '스크롤 휠'이 넓은 대중성을 획득했다. 포인팅 장치를 이용한 양손잡이 스크롤이 스크롤 슬라이더 제어에 대한 화살표 이동을 포함하며, 슬라이더 버튼을 클릭 및 고정하고 위쪽 및 아래쪽으로 이동한다(고정상태에서).
그러나, 이러한 방법에는 다음과 같은 세 가지의 주요한 비효율성이 존재한다.
- 마우스를 이용하여 슬라이더 버튼(종종 작음)을 배치하고 클릭하는 필요한 시간
- 스크롤 중에 지지 표면의 에지로의 접근. 이는 일반적으로 마우스가 지지 표면으로부터 들려지고 재배치될 것을 요하며, 동시에 마우스 버튼 중 하나를 눌러야한다.
- 더 큰 문서 내비게이션: 스크롤 슬라이더가 이동될 때, 문서가 상대적인 "거리"로 스크롤 된다. 이러한 거리가 전체 문서의 크기에 대한 퍼센트로 계산된다. 예를 들어, 문서가 10 페이지일 때, 1 페이지 앞쪽으로 내비게이션 하기 위해, 슬라이더가 스크롤 바 크기의 10%를 이동될 것이며, 슬라이더를 50% 이동하는 것은 5번째 페이지 등으로 이동될 것이다. 이러한 방법은 중간 크기 문서보다 더 작은 것에서는 잘 동작하나 큰 문서에 대하여는 더 조금 이동하기가 어렵다.
온 스크린 텍스트를 읽기 위해 제어가능하게 스크롤 할 수 있도록 함에 따라, 마우스 스크롤 휠이 성공적임이 입증되었다.
스크롤 휠이 하나의 증분(increment)이나 눈금(notch) 만큼 회전할 때, 문서가 설정된 양 만큼의 라인이나 페이지를 이동한다. 대부분의 사용자가 1-4 라인에서 이를 설정한다. 왜냐하면 이는 문서를 읽거나 스크롤 다운하기 위한 최상의 효율을 제공하기 때문이다.
그러나, 큰 워드 문서나 웹 페이지 또는 문서를 커다란 텍스트 이동 없이, 스캔하거나 검색하는 등의 상황에서 스크롤 휠이 잘 동작하지 않는다. 이러한 상황에서, 사용자가 페이지 업/다운 키를 사용하여 종종 되돌리기를 할 것이며, 앞서와 같이, 더 빠르게 스크롤 하기 위해 스크롤 바 슬라이더를 클릭하고 '퍼센트 스크롤'을 이용한다.
'문서 내비게이션' 모드에서, 장치(1)가 두 가지 모드의 스크롤(즉, '절대 스크롤' 및 '상대 스크롤')을 사용자의 손가락 팁에 배치함으로써 이러한 문제를 극복할 수 있다.
장치 버튼(7, 8)에 두 손가락(14, 15)을 배치함으로써, 절대 스크롤이 활성화된다(위에 설명한 바와 같음). 활성화 후에, 적합한 방향으로 스크린 위에서의 스크롤에 따라 움직임 반영될 것이다. 스크롤의 양이 포인터 움직임의 양과 동일하다. 예를 들어, 장치(1) 포인터 속도가 설정되고, 10 센티미터의 하부 방향 이동이 위에서 스크린 버튼으로 포인터를 이동한다. 동일한 동작이 문서 내비게이션 모드에서 수행된다면, 최대화된 워드 프로세싱 문서에서, 문서의 첫 번째 보이는 라인이 스크린 위의 마지막으로 보이는 라인이 될 것이다. 따라서, 스크롤 거리가 포인터 이동 양과 동일하다.
상대적인 스크롤이 개별적인 버튼(7, 8) 위의 두 개의 검지(14) 및 중지(15)를 가압(pressing)함으로써('놓음(placing)'과 대조됨) 활성화된다. 이 모드에서, 장치(1)의 움직임이 마우스 포인터를 통해 스크롤 바를 움직이게 한 것과 동일한 스크린 움직임을 생성한다.
이러한 이중 모드 스크롤 동작이 모든 크기의 문서를 스캔하고 읽기 위한 유연성을 제공한다. 이는 사용자가 지속적인 읽기 동작에 대해 '정교한' 스크롤을 수행하도록 하며, 큰 문서를 스캔하도록 한다. 사용자가 전체 문서 내에 배치하기 위 해 상대 스크롤을 먼저 이용할 수 있으며 그 후에, 현제 페이지 내에 위치에 대한 절대 스크롤을 한다.
'문서 내비게이션' 모드가 일부 중요한 인체공학적 이점을 제공한다. 사용자가 문서를 읽는 것에 의해 반복적으로 수행되는 인터페이스 동작이 '절대 스크롤' 동작이라는 것을 알 수 있다. 두 손가락을 장치 버튼(7, 8)에 가볍게 올려 둠(placing)으로써 이러한 모드가 활성화됨에 따라, 일정한 힘이 스크롤 모드를 유지하기 위해 필요하지 않다. 이는 큰 문서를 읽을 대, 피로를 줄이는 결과를 낳는다.
드롭다운 박스와 스크롤 바를 가지는 다른 메뉴/선택 옵션이 '문서 내비게이션' 모드가 효율성을 얻는 영역이다. 왜냐하면, 작은 윈도우에서 효과적으로 문서를 수직 스크롤 하기 때문이다. 사용자가 드롭다운 박스 내의 매치(match) 리스트를 제공받는 경우에, 문서 내비게이션 모드를 활성화한다. 이는 드롭다운 박스 내의 첫째 아이템을 선택한다. 장치(1)를 위로 그리고 아래로 이동하는 것이 리스트 상의 다음/이전 아이템을 선택한다. 움직임 양이 '절대 모드'에 근거한다. 사용자가 큰 수의 리스트 아이템을 제공받으면, 상대 스크롤을 활성화하고 전체 리스트를 빨리 내비게이션 할 수 있다. 선택된 리스트 상의 아이템을 사용하기 위해, 왼쪽 버튼(1)을 단지 클릭하고 해제하면 된다.
'포인터 내비게이션' 모드와 함께, 키스트로크에 대한 응답으로부터 스크롤/문서 내비게이션 명령에 대한 응답으로 스위치 하도록 문서 내비게이션 모드에 키보드가 구성된다. 예를 들어, <T> 및 <G> 키가 페이지 업 그리고 다운을 하고, <E, S, D, F> 키가 하나의 '기초 단위'(예, 픽셀, 캐릭터, 라인 등)을 스크롤 하며, V 나 H 키를 누르고 있는 것이 수평, 수직 등의 스크롤 동작을 제한한다.
중지(15) 접촉 센서(8) 위에 손가락을 놓아둠으로써, 줌(Zoom) 모드가 활성화된다. 이러한 모드가 문서 내비게이션 모드와 유사한 방식으로 동작한다(즉, 장치가 아래로 이동시 줌 아웃을 나타내고 위로 이동시 줌 인을 나타냄). 문서 내비게이션 모드로서, 절대 및 상대 줌이 존재한다. 상대 줌 동작은 중지 접촉 센서(8)를 클릭하고 유지함으로써 시작된다. 이 모드에서( 문서 내비게이션 모드를 사용함), 10센티미터 이동이 최대 줌과 문서의 전체 범위 사이에서 줌 된다. 즉, 이미지에 대해 전체 이미지로부터 하나의 픽셀 레벨까지 내려가면서 디스플레이가 표현된다.
문서 내비게이션 모드 및 포인터 내비게이션 모드에 대하여, 키보드가 키 스트로크에 대한 응답에서 줌 명령에 대한 응답으로 스위치 된다. 예를 들어, 'F' 키가 문서/이미지의 전체(줌 아웃 된 상태) 범위를 나타내는 반면, 'B' 키를 눌러 유지하는 동작은 사용자가 '줌 박스'(해제시 전체 윈도 내의 박스화 된 영역을 디스플레이하는)를 잡아끌도록 한다(draw).
따라서, 위에 설명된 바와 같은 장치(1)가 효율성, 정확성, 기능성 및 인체공학적 측면의 향상을 포함하여, 종래 기술에 대해 여러 장점을 제공한다.
현재의 컴퓨터 인터페이스가 하나의 특정 과제를 수행하는 수많은 수단을 사용자에게 제공한다. 전형적인 워드 프로세싱 문서에서 다음 페이지로의 이동과 같은 간단한 요구조차 다음의 동작 중 어느 하나에 의해 수행될 수 있다.
- "하부 방향 화살표" 키를 반복적으로 누름
- "하부 방향 화살표" 키를 누르고 유지함
- 마우스 "스크롤 휠"을 반복적으로 회전시킴
- "스크롤 휠"을 누르고 유지하며 마우스를 아래로 이동함
- 좌측 마우스 버튼(선택/하이라이트 모드)을 클릭하고 마우스를 아래로 움직임
- 스크롤 바의 바닥에 위치한 작은 하부 방향 화살표 버튼을 클릭함(및/또는 유지함)
- "페이지 다운" 키를 누름
사용자에게 선택 옵션을 제공하는 것이 이로울 수 있으나, 너무 많은 옵션은 복잡하고 혼란스러울 수 있다. 사용자가 비효율적인 업무를 성취하는 최적의 방법을 의식적으로 선택하여야한다. 비교하면, 장치가 비활성 상태일 때, 장치(1)가 '편집/타이핑 모드'를 증진하고, 장치가 활성화 상태일 때, '내비게이션 모드'를 증진한다. 이는 컴퓨터/사용자 인터페이스를 단순화하고 능률적으로 만든다. 위와 대비하면, 장치(1)를 사용하여 '페이지 다운' 동작을 하기 위해, 사용자는 장치(1)만 활성화 필요가 있으며, 이후에 마우스 움직임을 이용하여 스크롤하거나 장치(1)의 '페이지 다운' 명령(이는 <G> 키 이다)을 이용하여 전체 페이지를 이동한다.
그리기나 쓰기 동작을 수행하기 위해 일반적인 마우스를 정확히 조작하는 것이 매우 어렵다.
정교하고 가장 정확한 사람의 움직임이 검지 및 마주보는 엄지의 조합된 제 어를 통해 성취된다. 따라서, 페인터가 가장 섬세한 세부 사항을 그리도록 브러시를 유지하는 데 2 디지트를 사용하며, 조각기가 정밀한 세부 사항을 조각할 수 있다. 나아가, 이러한 기술이 펜을 이용한 쓰기에 대한 가상 범용 수단이다. 일반적인 마우스를 이용한 정확한 움직임이 여러 이유로 어렵다.
- 사용자가 엄지 및 약지나 새끼 손가락을 이용하여 마우스를 잡아야한다(검지 및 중지는 왼쪽 및 오른쪽 클릭에 사용됨). 이는 엄지와 검지를 사용하는 더 자연스러운 방식만큼 정확하지 않다.
- 약지 및 엄지가 마우스의 폭 만큼 떨어져 있어야 하므로, 손가락 움직임이 제한되고 정확성이 감소한다.
- 마우스가 움직임을 방해할 수 있는 무게/마찰을 가진다.
- 마우스를 그리기나 쓰기로 활성화하기 위해, 왼쪽 마우스 버튼이 아래로 눌러져 있어야 한다. 이는 마우스에 하부 방향 힘이 가해지게 하고, 마우스를 들어올리고 또는 제어하거나 정확하게 지지 표면을 가로질러 측방으로 이동하게 하는 것을 어렵게 한다.
다음과 같은 이유로, 장치(1)가 이러한 문제 해결한다.
- 검지(14)와 엄지(12)를 이용하여 주로 동작하고, 이에 따라 정확성이 강화된다.
- 일반적인 마우스의 약 1/10의 무게이다.
- 엄지(12)와 검지(14)가 밀접하게 접근한 상태이고 자유로이 움직일 만큼 충분히 작다.
- 좌측 마우스 버튼(접촉 센서(7))이 클릭 되어 유지되는 경우에, 하부 압력이 존재하지 않으며, 이에 따라 마찰을 통해 움직임에 대해 추가적인 제한이 존재하지 않는다.
장치(1)가 일반적인 마우스보다 포인팅 및 쓰기에 대해 훨씬 높은 정확성을 가진다. 그러나, '포인터 내비게이션' 모드에서, 쓰기를 위한 펜만큼 매우 효과적인 것은 아니다. 이는 가장 효과적인 쓰기/그리기 장치가 곡선 동작 수행을 돕기 위한 피봇(pivot) 포인트를 가지기 때문이다. 그러나, 디지털 잉크 모드에서 쓰기 및 그리기 동작시(이하에서 더 상세히 설명됨), 이러한 문제점이 처리된다.
사용자가 더 넓은 면적에 대해 포인터를 움직이는 경우에, 일반적인 마우스가 들어 올려지고 다시 배치될 필요가 있다. 이는 마우스가 테이블의 에지를 넘어 밀리는 것을 방지한다. 장치(1)가 사용자에게 장치(1)를 들어올리지 않고도 동일한 결과를 얻을 수 있는 추가적인 방법을 제공한다. 대신에, 장치(1)는 좌측 버튼(7)으로부터 검지 손가락(14)을 분리함으로써 간단히 비활성화될 수 있으며, 장치(1)가 이후에 온 스크린 포인터의 움직임 없이(표면에 존재하는 동안에) 재배치될 수 있다. 일반적인 방법(즉, 장치(1)를 들어올리기 위해, 일반적인 마우스를 이용함)이 필요한 경우에 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 방법을 이용하는 경우에도, 장치(1)가 활성화되고, 들어 올려지며 움직일 수 있는 작은 크기와 용이성 때문에, 장치(1)가 눈에 띄게 빨라질 것이다.
직관적인 관점에서 생각해보면, 사용자가 스크린 상의 포인터를 볼 때, 포인터를 움직이기 위한 자연적인 반응이 검지(14)와 마주보는 엄지(12)를 물리적으로 뻗어 이를 움켜쥐는 것이다. 이러한 쥐기(grab) 동작이 장치(1)를 활성화할 때를 거의 완벽하게 흉내 낸다. 또한, 장치(1)가 항상 사용자의 손(13)과 접촉상태에 있으며, 이에 따라 사용자가 더 이상 장치(1)를 찾고, 먼저 물리적으로 획득하지 않아도 된다.
장치(10가 또한 물리적인 데스크 탑 공간을 필요로 하지 않는다. 데스크 탑 컴퓨터(사무실 책상) 사용자에 이는 매우 중요하며, 특히 랩탑 컴퓨터 사용자에게도 중요하다. 정확하게 이러한 이유로, 랩탑 컴퓨터가 일반적으로 특정적으로 고유의 포인팅 인터페이스를 가진다. 그러나, 이전에 설명한 바와 같이, 이러한 인터페이스가 일반적인 마우스만큼 효과적인 것을 입증된 것은 아니며, 추가적인 이점에도 종종 랩탑 사용자가 일반적인 마우스를 여전히 사용한다. 장치(1)가 추가적인 데스크탑 공간을 필요로 하지 않으며, 작고 휴대 가능하며 일반적인 마우스보다 더 효율적이다.
하나의 동작으로 '자르기 및 붙이기'나 '복사 및 붙이기'를 수행하기 위해서는 '클릭 및 홀드'나 '드래그 앤 드롭'이 널리 사용되며 직관적인 수단이다. 이는 텍스트, 이미지, 파일 다루기에 있어서 그리고 예를 들면 텍스트 문서에서 텍스트를 선택하는 것과 같은 선택 동작에서 주목할 만한 도구이다. '슬라이더 버튼'(예, 웹 브라우저의 오른손 측에 위치한 스크롤 바)을 이동하는 편리한 수단이기도 하다.
움직이는 양이 상대적으로 작을 때, '클릭 및 홀드'는 일반적인 마우스와 함께 잘 동작한다. 그러나, 대상이 긴 거리를 드래그 되어야 할 경우에, 문제가 발생 한다. 사용자가 '드래그 동작' 중인 경우에, 마우스 버튼이 클릭된 채 유지되어야 한다. 만일 마우스를 이동하는 중에, 마우스 움직임의 물리적 에지에 다다르면(예, 테이블의 에지나 키보드의 에지), 마우스 버튼을 누른 채로 사용자가 마우스를 들어올려야만 한다. 이는 조작에 있어 매우 불편하고 비효율적이다. 일반적인 마우스의 하부 방향 동작보다는 실적인 집기 동작에서, 장치(1)가 '클릭 및 홀드' 동작을 검지(14)와 엄지(12)를 이용하여 수행한다. 이는 '드래그 및 드롭' 동작 중에 장치(1)를 쉽게 들어올리도록 하여, 스크린 위에서 어느 만큼의 거리라도 힘들이지 않고 물체를 드래그하도록 한다.
가시 스크린이나 윈도우 크기를 초과하도록 하는 선택이 필요한 경우에, 문서가 스크롤 될 필요가 있다. 일반적인 프로그램에서, 이는 포인터가 윈도우의 에지를 벗어날 때, 문서를 자동으로 스크롤 함으로서 이러한 문제가 해결된다. 그러나, 스크롤의 속도를 정확히 제어하지 못한다. 종종 사용자가 원하는 선택 포인트의 말단을 지나쳐 스크롤 하며, 진동 방식으로 뒤로 스크롤 할 때 과도하게 수정된다.
상용자가 쉽게 선택하도록 하고 (선택 모드에 있을 때) 문서 내비게이션 모드(위에 설명함)를 활성화 및 비 활성화함으로써, 장치(1)가 이러한 문제를 해결한다. 이러한 동작이 직관적이며 무의식적으로 사용자에 의해 수행되기 쉽다. 예로서, 사용자가 일반적인 워드 프로세서 문서에서 수행하는 단계(step)는 다음과 같다:
- 장치(1)의 활성화 및 선택 시작 시점에서의 클릭 및 홀드.
- 중지 (접촛 센서(8))와 접촉(문서 내비게이션 모드를 활성화하기 위해).
- 문서에 필요한 페이지/위치를 내비게이션 한 후 접촉 센서(8)를 해제.
그러나 추가적인 특징 및 이점이 두 개의 장치를 동시에 (즉, 각각의 손에 대해 하나씩) 사용함으로써 실현된다. 두 개의 일반적인 컴퓨터 마우스를 사용하는 것이 그 시작 이래로 기술적으로 가능하기는 하나, 사용자의 주된 손이 아닌 손으로 비 인체공학적인 디자인의 마우스를 제어하는 관련된 손재주에 대한 필요성을 크게 줄이는 것과 더불어, 제 2의 일반적인 마우스가 하나의 마우스와 연관된 위치 및 획득 정지 시간을 필요로 한다. 본 발명에 따르면 이러한 문제들이 모두 극복되며, 다음을 포함하는 다양한 구현 예에 대한 기반을 제공한다:
- 이중 모니터 구성이 애플리케이션 연산시(특히, '파워 유저'에 대해)에 더 보편화된다. 개별적인 장치(1)가 각 스크린과 개별적으로 연결되도록 구성될 수 있다.
- 하나의 장치(1)가 제한되지 않은 온 스크린 포인터 움직임으로 구성되며, 반면에 제 2 장치(1)의 포인터가 특정 스크린이나 특성(예, 툴바, 텍스트 영역 등)에 제한될 수 있다.
- 두 개의 장치(1)상의 접촉 센서(7, 8)가 특성화된 특징/기능에 접속하는 추가 조합을 제공하도록 동시에 사용될 수 있다.
- 두 개의 장치(1)가 하나의 온 스크린 포인터를 제어하는 데 사용될 수 있다. 위에 설명한 바와 같이, 온 스크린 포인터가 장치(1)를 의식적으로 활성화할 때만 이동되며, 이에 따라 사용자가 지정된 시간에 포인터 움직임을 제어하기 위해 가장 적합한 손을 자유로이 사용한다. 이는 움직임을 인해 피로(양쪽 손이 사용되는 경우와 같이)를 줄이고, 스크린 포인터를 동시에 이동시키는 동안에 적합한 손을 이용하여 다른 키보드 키(예, <콘트롤>, <쉬프트>, <알트(ALT)> 키)에 대한 접속을 허용하는 데 사용될 수 있다.
- 컴퓨터 게임이 두 개의 장치(1)의 사용으로부터 여러 특성을 이용할 수 있다. 예를 들어 플레이어가 하나의 온 스크린 캐릭터를 제어하는 경우를 위한 '1인' 슈팅 게임에서, 다른 장치가 무기 보기를 제어하는 동안 하나의 장치(1)가 캐릭터의 움직임을 제어할 수 있다. 운전/차량 제어 게임에서, 다른 장치가 수평 움직임을 제어하는 동안, 하나의 장치(1)가 수직 방향 움직임을 제어할 수 있다. 또는, 두 개의 별도의 차량이 개별적인 장치(1)에 의해 제어될 수도 있다. 다른 장치가 회전 움직임을 제어하는 동안, 하나의 장치(1)가 차량의 속도를 제어할 수 있으며, 이는 조종 휠(wheel)의 동작을 시뮬레이션한다. 시뮬레이션 되는 사람의 격투 게임에서, 개별적인 장치(1)가 플레이어의 캐릭터 등의 좌측 또는 우측 손/발을 제어한다. 분리된 장치(1)가 예를 들면, 스포츠 게임에서 캐릭터의 두 개의 손이 볼을 함께 잡도록 하는데 사용될 수 있다.
- 두 개의 분리된 대상(예, 파일, 이미지 등)이 동시에 '자르기 및 붙이기'/'드래그 및 드롭'을 할 수 있다.
추가 실시예에서, 장치(1)가 키보드나 모니터로부터 독립적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 장치(1)가 진전된 '원격 제어' 형태를 제공하며 이로써 명령이나 심볼이 애플리케이션/홈 씨어터 장치를 동작시키기 위한 그리기/쓰기 (디지털 잉크 모드에서)일 수 있다. 예를 들어, 'X'를 그리는 것이 장치를 끄고, 숫자 '1'을 쓰는 것이 채널 원, 음악 트랙 원(one) 등으로 텔레비전을 변경할 수 있다. 장치(1)가 관련 명령 리스트를 포함하는 마우스 패드 타임 트레이나 이에 유사한 것에 놓일 수 있다.
다른 모드에서, 장치(1)가 위성 텔레비전과 같은 다양한 온 스크린 메뉴, 이 메일, 갬블링(gambling), 홈쇼핑 및 뱅킹 등과 같은 대화형 서비스에 대한 원격 제어 장치로 이용될 수 있다. 쓰기 인식 장치와 함께 사용되는 경우에, 예를 들어 사용자가 제목을 쓰기 함으로써 영화 타이틀 검색을 하거나 노래 제목을 쓰기 함으로서 특정 곡을 재생할 수 있다.
다른 실시예(도시되지 않음)는 하나 이상의 접촉 센서(7, 8) 및/또는 엄지 연결 표면(4)으로 지문 인식 기술을 결합하는 기술을 포함한다. 이는 보안을 위해 또는 자신의 개별적인 구성 선호도 가지는 사용자를 구별하는 수단으로서 사용될 수 있다.
추가 실시에에서, 키보드 상의 장치(1)의 물리적 위치를 감지하는 것( 위에 논의된 디지털 잉크/쓰기 모드에서 장치(1)의 위치를 감지하는 방식에 비교됨)이 접속된 내용-관련 기능 생성할 수 있다. 예를 들어, 키보드의 특정 영역을 이중 클릭하는 것이 서로 다른 기능이나 메뉴를 더블 클릭하는 것(예를 들면, 오른손 측으로 장치(1)를 움직이는 것)이 정밀한 움직임을 제공하도록 온 스크린 포인터의 속도를 낮춘다.
많은 랩탑 컴퓨터 키보드 및 제한된 크기의 키보드를 사용하는 다른 장치가 표준 'QWERTY'와 관련된 다중 기능을 포함한다. 장치가 '활성' 모드에 배치될 때, 이러한 기능이 접속가능하다. 키보드가 장치(1)의 모드(에, 활성, 문선, 내비게이션, 줌, 디지털 잉크/쓰기 등)를 가시적으로 나타내는 일부 표시기를 포함할 수도 있다.
따라서, 본 발명이 펜/타블렛 시스템, 터치 패드, 확장된 키보드 트랙 포인터, 트랙커 볼과 같은 종래 기술 장치에 대해 다양한 이점을 제공하는 것을 알 수 있다.
일 예로서, 공지된 전자 펜 장치를 이용하여 '클릭' 하는 것이 펜상의 버튼을 이용하여 또는 장치로 부리부분을 누름으로써 자연히 이루어진다. 이는 적어도 부분적으로 표면과 접촉하는 유일한 부분인 펜 장치의 부리부분 포인트에 적어도 부분적으로 기인하며, 따라서 클릭 동작 중에 안정성을 감소시킨다. 이러한 비 안정성이 클릭 동작 중에 펜( 그리고 온 스크린 포인터)의 안정적인 유지를 방해한다.
두 개 (또는 그 이상의) 버튼을 펜 위에 배치하는 것은 비현실적이다. 대조적으로, 본 발명이 높은 안정성으로 조합된 둘 이상의 버튼(일반적인 마우스 마다)을 가질 수 있다. 왜냐하면, 사용자가 그의 엄지를 이용하여 하부 방향 압력을 인가하여 클릭 동작 중에 장치를 안정적으로 유지하기 때문이다. 나아가, 사용하거나 만지는 중에 상용자의 손가락 사이에서 장치가 스스로 회전될 수 있기 때문에, 펜 장치 위의 버튼을 쉽게 배치하기 어려울 수 있다. 결과적으로, 클릭되기 전에, 종 버튼 위의 손가락이나 엄지를 배치하는 조정이 필요하다.
터치 패드, 확장된 키보드 트랙 포인터 및 트랙커(tracker) 볼이 마우스만큼 보편적이지는 않으나 성공적인 입력 장치의 다른 예이다. 장치가 스스로 안정적이라는 점에서 이러한 세 개의 장치 각각 일반적인 마우스에 대해 이점을 제공하며, 따라서 랩탑 컴퓨터에서의 성공에 대한 주요 영역을 고려하며, 작동을 위해 더 적은 데스크 탑 공간을 필요로 한다.
그러나, 전체 장치의 움직임을 이용하지 않는 정적인 입력 제어 장치가 일반적인 마우스나 본 발명과 비교할 때 적할 제어하지 못한다. 이러한 장치는 손가락에 대한 움직임을 제한함으로써, 포인터가 긴 거리를 이동할 필요가 있을 때, 비효율적인 작은 움직임이 수행될 수 있다. 포인터 움직임을 구성함으로써 보상되어, 손가락의 움직임이 포인터를 비례적으로 크게 움직이도록 하는 경우에, 불가피하게 정확성을 떨어뜨린다.
본 발명은 장치(손가락 사용)가 더 정교하게 움직이도록 한다. 그러나, 손/손목 및 팔을 사용함으로써, 일반적인 마우스에 의해 얻어지는 더 큰 "격렬한" 움직임을 생성한다. 나아가, 움직임 표면으로 키보드 영역을 사용하면서 동시에 사용될 수 있다. 즉, 추가 데스크 탑 공간을 사용하지 않고, 키보드 및 장치 사이에서 움직일 손을 이용하지 않고 장치가 이용될 수 있다.
고정된 (또는 반 고정된) 장치의 다른 단점은 제어를 위한 온 스크린 포인터 움직임의 속도를 내기가 더 어렵고, 덜 직관적이라는 것이다. 예를 들어, 화장된 키보드 트랙 포인터 장치에서, 포인터 움직임이 인가된 '압력'의 양에 관계되며, 손가락의 움직임(의 거리)에 직접적으로 관계되지 않는다는 것이다. 그러나, 장치 에 변화하는 '힘(force)'의 양을 인가하는 것과 비교하여 움직임 거리를 적용할 때, 더 정교하고 더 직관적인 제어를 사용자가 성취할 수 있다.
다음과 같은 단점에도, 터치 패드가 랩탑 컴퓨터상에 이용되는 일반적인 인터페이스다.
- 터치 패드 표면에 대해 직접적인 엄지나 손가락의 움직임에 의해 획득된 포인터 움직임이 사용자의 피부에 대해 마찰을 준다.
- 끈적이거나 미끄러운 표면 등을 만드는 (예, 습기, 먼지, 땀) 서로 다른 상태의 사용자 피부가 터치 패드에 인가될 수 있으며, 일관성이 없고 사용이 어렵거나 불쾌한 인터페이스를 제공한다.
- 터치 패드 마우스 버튼이 전형적으로 한 위치에 고정된다. 터치 패드를 동작시키기 위해 작은 손의 움직임이 필요하며, 종종 사용자의 손가락이나 엄지가 마우스 버튼에 잘못 정렬된다. 이는 마우스 클릭을 위해 손의 움직임이 필요한 경우에, 비효율적이다.
도 25는 컴퓨터 메인 몸체 하우징(42)에 고정된 디스플레이 스크린(41)을 포함하는 랩탑 PC의 형태를 가지는 컴퓨터(40)를 나타낸다. 컴퓨터에 키보드 (37) 하부에 배치되며 키보드(1)와 동일 평면인 영역(43)에 인접한 위치 감지 수단이 제공된다. 위치 감지 수단이 전자기, 어쿠스틱, 또는 용량성 감지 등을 과 같은 이 명세서에 설명된 수단을 포함하는 적합한 기술을 사용할 수 있다. 따라서, 하우징(42)의 상부 표면 중 어느 하나 상부에서 사용될 때, 장치(1)의 위치가 감지된다. 메인 하우징(42)에 장치(1)를 활성화하는 스프링 바이어스된 바닥 부분을 포함 하는 장치 도킹 포트 리세스(44)가 추가로 제공되어, 두 가지 방법 중 하나에 의해 하우징(42)으로 함몰된다.
1. 장치(1)가 리세스(43) 내에 수동으로 간단히 삽입될 수 있으며, 이때 바닥 부분이 작업 표면(43)을 포함하는 눌리거나 상승한 위치 플러시(flush) 사이에 맞물릴 수 있다.
2. 선택적으로(도 25b에 도시된 바와 같이), 리세스(43) 바닥 부분이, 맞물린 디스플레이 스크린(41)의 개방 또는 폐쇄 (각각에)와 함께 자동으로 상승 및 하강하게 구성된다.
도 25c)는 전환가능한(convertable) 타블렛 PC로 알려진 컴퓨터(도 25 a-b에 도시됨)의 추가 변형 예를 나타낸다. 컨버터블 타블렛 (40)에 2차 쓰기/스크린 표면(45)이 장착되고, 컴퓨터 하우징/키보드(42, 37)를 이용하여 플러시를 접는 것과 마찬가지로, 중앙 피봇 포인트(46)에 대해 180도로 회전하는 접히게 맞물린 메인 스크린(41)이 장착된다. 이전 실시예에 대해 설명한 바와 같이 확대된 스페이스 바 키(20)가 키보드(37)에 제공된다. 1차 디스플레이 영역(45)이 다음을 포함하는 특성 범위를 제공하도록 구성될 수 있다.
- 마우스 포인터와 인접한 스크린 부분을 디스플레이하도록 선택적으로 구성된 메인 디스플레이 스크린(41)의 확장된 "줌" 부분
- 디지털 잉크 모드에서 동작하는 장치(1)에 대한 쓰기/슬래시 그리기 영역으로 동작
- 사용자 표현에 대한 프롬프트(prompt)/큐(cue) 카드 정보 디스플레이하는 반면, 메인 스크린(41)이 보는 사람을 대하도록 회전
도 26(a-b)가 수동(즉, 압력으로 활성화됨) 및 능동(근접성 감지) 터치 감지 수단을 포함하는 터치 스크린 디스플레이(47)를 이용하는 컴퓨터 타블렛 PC(40)를도시한다. 도 26a)는 스크린(47)의 상부 부분 상에 반투명으로 디스플레이되는 가상 키보드(48)를 나타낸다. 비 접촉(touch) 스크린 디스플레이(41)를 가지는 실시예에서, 가상 키보드(48)의 키가 마우스 장치(1)나 다른 포인팅 장치에 의해 작동될 수 있다. 바람직하게는, 터치 스크린(4)의 사용이 사용자의 손가락(14, 15, 16, 17)을 통해 키보드가 동작하도록 하며, 사용자의 엄지(12)가 장치(1)의 엄지 연결 표면(4)에서 유지된다.
타이핑을 위한 사용자의 손가락에 즉시 접촉가능하게 하기 위해, 스크린(47) 위로 장치(1)의 물리적 위치로부터 정의된 거리로 고정되도록 키보드(48)가 구성된다. 일 실시예에서, 장치(1)가 비활성화될 때에만, 키보드(48)가 디스플레이된다. 검지 팁 접촉 센서(7)를 터치하여, 장치(1)가 포인터 내비게이션 모드에 배치될 때, 사용자가 일부 타이핑이 아닌 동작을 수행하려는 의도를 신호하며, 이에 따라 키보드(48)를 제거하는 것이 지나친 스크린 혼란을 제거한다. 장치(1)가 엄지 접촉 센서(49)의 엄지 접촉에 의해 활성화될 때, 키보드(38)가 디스플레이 되도록 구성된다(도 26a) 및 b)에 잘 도시되지 않으나, 도 21a)에서 볼 수 있음). 엄지 접촉 센서(49)를 역동적으로 클릭하도록 추가 압력을 가하는 것이 <스페이스바> 키보드 명열을 입력하도록 구성된다.
도 26a)에 도시된 키보드가 '절반 크기' 키보드를 보여준다. 이는 사용자가 서있거나 책상 없이 앉아있는 위치에 있는 경우에, 한 손 입력에 적합하며, 이에 따라 다른 손을 이용하여 장치(1)를 타이핑하거나 동작시킬 수 있다. 사용자가 테스크탑 환경에 존재하거나, 랩(lap) 위의 타블렛 컴퓨터(40)를 지지할 수 있도록 하기 위해, 키보드(48)가 두 손을 이용하는 타이핑을 하도록 확장될 수 있다. 도 26b)가 전체 스크린 폭에 대해 확장하는 키보드(48) 위에 놓인 양손을 이용하는 사용자 타이핑을 나타낸다.
도 27-28이 이하에 기술된 마우스 장치(1)를 이용하는 용도에 적합한 가상 '스킥' 포인터의 형태를 가지는 본 발명의 추가 측면을 나타낸다. 그러나 가상 스틱 포인터가 다른 마우스나 펜 입력 장치에 의해 즉각적으로 이용되는 것이 적합하다.
가상 포인터 스틱 기술이 디스플레이 스크린 제어 방법이며, 사용자가 포인팅 장치(!)를 사용하여 더 세밀하고 역동적인 제어를 할 수 있도록 하는 소프트웨어에 관계된다. 이는 x 및 y 평면에서 움직임을 변환(일반적인 포인팅 장치에 대해)하는 것뿐 아니라 장치(1)의 회전을 감지함으로써 이루어진다. 물리적 포인팅 스틱(예, 블랙보드 및 포인터를 사용하는 지시자)을 사용 것과 유사한 포인터 움직임으로서 이러한 회전이 스크린상에 반영된다.
도 27a-c)에 도시된 실시예에서, 선택적인 포인터 모양이 사용되는 것이 분명할지라도, 화살촉에 말단에 위치한 채로, 포인터(50)가 주요한 세로 방향의 축에 대해 연장된다. 포인터(50)의 인접한 말단이 장치(1)의 엄지손가락 측면으로부터 수직으로 돌출하며, 장치(1)와 함께 움직인다. 일 실시예에서, 포인터(50)가 온 스크린 대상(예, 파일(51))과 주요 포인터 축에 대해 동축 상에 배치되거나 연장된 포인터의 회전에 의해 복사된 호(arc)에 배치된 텍스트를 선택(선택 모드를 활성화하도록 설계된 하나 이상의 접촉 센서 입력과 함께)할 수 있다. 따라서, 커다란 선형 움직임보다는 작은 각 방향 회전을 이용하여 사용자가 여러 대상(52)을 선택할 수 있다.
추가 실시예에서, 포인터가 일반적인 컴퓨터 마우스 포인터의 기능을 수행할 수 있도록, 제어 소프트웨어가 구성된다. 마우스 포인터의 기능은 다음과 같다.
- 스크린상의 타겟에 상부로 포인터(50)의 말단을 위치시켜, 접촉 센서 입력(또는 입력의 조합)이 동작(예, 온 스크린 폼 등 내에 필드의 온 스크린 버튼상의 URL 웹 페이지 링크를 클릭)을 수행한다.
- 온 스크린 타겟에 대해 포인터(50)의 말단을 위치시키고, '터치 홀드' 입력(예, 클릭 및 휴지)을 하나 이상의 접촉 센서에 입력함으로써, 추가 움직임이 동작(예, 스크린상의 대상을 움직이거나, 텍스트 선택이나 온 스크린 경로 그리기와 같은 스크린의 영역을 표시하는 것)을 수행한다.
도 28 a) 및 b)가 컴퓨터 디스플레이(41)에 인접한 일반적인 작업 표면(마우스 패드 등)에 마우스 장치(1)(도시되지 않음)가 배치된 선택 실시예를 나타낸다. 이러한 실시예에서, 온 스크린 포인터(50)가 일반적인 방식으로, 회전 움직임으로부터의 포인터 입력과 제어의 추가 특성을 이용하여, 생성된다. 바람직하게는, 포인터(50)가 두 개의 말단을 따라 연장되며, 하나의 말단(52)에 위치한 화살촉과, 다른 말단(53)에 위치한 실질적으로 원형인 '피봇 포인트' 심볼을 가진다. 포인터(50)가 포인터 샤프트의 모양과 길이를 변경하도록, 그리고 포인터(50) 회전과 제어된 정확한 선택을 용이하게 할 장치(1)의 대응하는 물리적 회전 사이의 비교를 조절하도록 구성된다.
회전하는 가성 포인터의 동작이 다양한 방법에 의해 성취될 수 있으며, 특성화된 방치 접촉 센서의 활성화나 현재의 접촉 센서로부터의 입력의 조합을 포함한다. 선택적으로, 회전 포인터가 디폴트 포인터로서 지속적으로 사용될 수 있으며, 이에 따라 사용자 활성화를 필요로 하지 않는다. 온 스크린 포인터(50) 회전을 생성하는 장치(1) 회전이 광학 기술이나 상업적으로 이용가능한 전자기 센서나 전자 컴파스 기술과 같은 편리한 기술을 사용하여 감지될 수 있다. 전송될 그리고 컴퓨터(40)에 의해 처리된 장치 움직임 정보를 생성하는 바닥 부분(2)에 배치된 두 개의 광학 센서가 이하에서 상세히 설명할 바와 같이, 회전을 계산하는 데 사용될 수 있다. 선택적으로, 가능한 기술 전자기 센서(와콘 데크놀로지 코포레이션(Wacon Tehchnology Coperation)에서 생산)가 '기울임(tilt)'와 기울임 방향을 검출할 수 있은 펜 장치를 제공한다. 결과적으로, 검출된 기울임 각도에 코일을 맞추어 장치(1)의 회전 각과 방향이 감지되도록 한다. 나아가 와콘 테크놀로지 코포레이션이 회전을 검출하도록 펜 장치에 설치된 두 개의 코일을 포함하며, 포인터(50) 온 스크린 회전을 생성하기 위해 회전하는 움직임을 검출하는 장치(1)에 구현되도록 맞춰진다. 그러나 추가 실시예가 회전을 결정하기 위한 두 개의 음향 전송기를 사용할 수 있다.
위에서 논의한 바와 같이, 도 27-28에 도시된 두 개의 회전 포인터 실시예가 도 28 c-d를 참조하여 설명된 다음의 방법을 포함하는, 편리한 방식으로 포인 터(50)의 회전 움직임을 변환한다.
장치(1)에 배치된 전자 나침반(compass)이나 전자기 센서(명확히 도시되지 않음)를 포함하는 실시예에서, 위치 x 및 y 축 데이터와 함께 소프트웨어 드라이버(도시되지 않음)를 거쳐 포인터 제어 소프트웨어로 방향(예, 0-360도를 각) 정보를 출력한다.
장치(1)의 물리적 회전 방향에 대응하는 회전 방향에 지정된 오프셋(offset)을 더하여 스크린 제어 소프트웨어가 온 스크린 포인터(50)를 그리는 것이 가능하다. 따라서, 일 실시예에서, 제어 소프트웨어가 0도 방향이 계측되도록 하여 장치가 0도나 360도를 향한 상태에서, 수평으로 배치된 포인터(50)를 디스플레이하도록 장치(1)로부터 수신된 위치 데이터 값이 변환된다. 결과적으로 좌측을 가리키거나 270도에서(도 28c)에 도시된 바와 같이) 중립 또는 휴지 위치를 나타낸다. 따라서, 도 28c)의 실시예가 장치(1) 방향 및 온 스크린 포인터(50) 방향 사이의 270도 나 90도의 오프셋을 나타낸다. 도 28d)가 315도 나 -45도의 오프셋을 가지는 선택 실시예를 도시한다. 따라서 중립 위치(및 관련 오프셋)가 원하는 각도가 되도록 구성되는 것을 알 수 있다.
따라서 사용시, 수정된 각도에 위치한 포인터 샤프트와 팁(52)을 그리는데 회전 데이터가 사용되는 반면, 장치(1)로부터의 x 및 y 위치 데이터는 피봇 포인트(53)의 온 스크린 중심을 위치시키는데 사용된다. 제어 소프트웨어가 포인터(50)길이를 30 단위(unit)로 숫자 가리키고, 장치(1)가 x=400, y=200의 온 스크린 위치를 지정하며 270도의 측정 회전 각과 -90도의 오프셋을 가지는 숫자 예시를 고려한 다.
이러한 데이터를 사용하여, 가상 포인터 스틱 소프트웨어가, x=400이고 y=200인 위치에서 시작하는 피봇 포인트를 가지는 화살표를 그린다. 이 경우에 화살표가 180도(270-90)(즉, 곧바로 아래를 가리킴)의 각에서 화살표가 그려진다.
피봇 포인트(53)가 스크린 에지를 벗어나게 이동할지라도, x 및 y 위치 데이터화살 팁(52)이 스크린의 에지를 지나쳐 이동하지 않게 보장하는데 필요한 오프셋을 고려하여 구성될 수 있다.
장치(1)가 스크린 표면에서 직접 작동되는 경우에(도 27에 도시됨), 피봇 포인트(53)가 장치(1)의 하부에 위치하고, 직접 보이지 않는다.
추가 실시예에서, 장치(1)에 두 개의 광학 센서(도시되지 않음), 하나가 장치 중심에 (센서 1) 배치되고, 다른 하나(센서 2)가 장치(1)의 말단을 향해 배치된다.
마우스 포인터에 사용되는 일반적인 광학 움직임 감지 기술이 어느 방향으로든, 절대 위치가 아닌 곳에 상대적인 변이를 기록한다. 결과적으로, 장치가 회전 없이 어느 방향으로든 움직이는 경우에, 두 개의 센서에 대한 x 및 y 변이 값이, 새로운 위치로의 장치(1) 이동에 불구하고, 동일하게 유지된다.
스크린 제어 소프트웨어가 피봇 포인트(53)(상술한 바와 같음)의 온 스크린 위치를 결정하기 위한 센서(1) 위치 데이터를 사용하며, 두 개의 센서의 변이 값에서의 불일치를 검출하면, 포인터(50)의 회전 각 오프셋을 계산한다.
대응하는 온 스크린 포인터(50)를 획득하기 위한 데이터를 변환하는 많은 방 식이 존재하며, 이의 한 예시는 다음과 같다.
1. 40밀리미터의 온 스크린 포인터(50)와 광학 센서(1)와 센서(2) 사이의 분리 거리가 20 밀리미터로 가정하면, 장치가 회전 및 이동하고, 양쪽 센서에 대한 변이 값이 스크린 제어 소프트웨어에 의해 수신된다.
2. 센서(1)가 x=+10 그리고 y=10(즉, 오른쪽으로 10 단위(unit)의 움직임)의 변이 나타내rh, 센서(2)가 x=+14 이고 y=-1을 나타낸다.
3. 따라서, 포인터(50)의 피봇 포인트(53)가 오른쪽으로 스크린상에서 10 단위만큼 이동될 수 있다.
4. 포인터 팁(52)의 대응 위치가 다음과 같이 결정된다:
a. 두 개의 센서 사이 변이의 차가 계산된다. 즉, x=+4(14-10)이고 y=-1(0-1)이다.
b. 두 개의 센서 사이의 거리 비율(ratio) 및 포인터(50)의 온 스크린 길이가 계산된다. 즉, 포인터 스틱(stick) 길이=40밀리미터, 센서 갭 거리=20mm이고, 이에따라 비율 '2'(40/20)이다.
c. 비율에 의해 센서 변이 차를 곱한다. 즉, ㅌ=8(4*2)이고, y=-2(-1*2)이다.
d. 센서(1)에 대한 변이 값(x=10, y=0)이 단계(c)로부터 '계측된' 변이에 더해지면, 포인터 팁(52)에 대한 업데이트 위치가 결정된다. 즉, x=18(10+8), y=-3(-2+-1).
e. 따라서, 포인터 팁(52)의 위치가 18 단위(unit) 만큼 우측으로, 3 단위만 큼 아래로 이동될 것이며, 팁(52)과 회전 포인트(53) 사이에 그려진다.
5. 포인터 팁(52)을 이동시킴으로써, 포인터(50)의 길이 변화가 이루어지고(일부 변이 데이터를 잃어버린 센서 중 하나에 기인하거나 라운딩 이슈에 기인함), 이후에, 포인터 팁(52)이 구성된 길이에 가능한 가깝게 포인터(50) 길이를 유지하는 가장 가까운 위치로 이동될 것이다.
도 29-44는 문서 내비게이션, 스크롤 및 이하에 설명된 장치(1) 또는 다른 공지된 포인팅 장치를 이용하여 구현된 예에 적합한 줌 제어 방법의 형태에 따라 본 발명의 추가 실시예를 나타낸다.
방법이 변경된 일반적인 펜/마우스 포인터 장치나 이하에 기술된 장치(1)에 의해 수행될 수 있으나, 바람직하게는 장치(1)가 특성화된 부리 부분(53)을 포함한다. 도 29는 후방 코너로부터 돌출된 스크롤 부리부분(53)을 포함하는, 일반적인 두 개의 버튼 마우스(54) 나타내며, 도 22 a)-b), 22d), 23a) 및 30이 스크롤 부리 부분(53)과 바닥 부분(2)의 마주보는 후방 코너 상에 위치한 디지털 잉크 쓰기 부리 부분(21)이 장착된다. 작업 표면상에 배치된 플러시 장치(1, 54)의 하부면을 이용한 사용중에, 작업 표면과 접촉을 방지하기 위해 작업 표면에 부리 부분(53)의 말단 부분이 장치(1, 53)의 하부 표면으로부터 상승하도록, 각 장치(1, 54)에서, 스크롤 부리 부분이 배치되고 방향이 정해진다.
특성화된 접촉 센서를 포함하는 여러 수단에 의해 장치가 '문서 내비게이션 모드'에 배치될 수 있으며, 작업 표면과, 현재의 접촉 센서에 입력되는 입력의 조합 및/도는 장치(1, 54)의 기울임을 이용하여, 부리 부분(53)의 접촉(또는 인접성 ㅇ)이 개시된다. 따라서, 부리 부분(53)이 터치 접촉 및 '클릭 활성화) 간의 구별이 가능한 접촉 센서일 수 있다. 따라서, 장치(1)를 고려할 때, 두 개의 상태, 즉 '접촉된' 그리고 '클릭된' 상태가 제공되며, 이는 각각 작업 표면의 상부에서의 선회 동작이나 터치, 그리고 작업 표면상의 부리 부분(53)을 누름으로써 이루어지는 '클릭' 활성화에 대응된다. 도 30a)는 작업 표면(55)을 포함하는 바닥 부분 플러시(flush)를 이용하는 포인터 내비게이션 모드에 있는 장치(1)를 나타낸다. 장치(1)의 후방에 위치한 스크롤 부리부분(53)의 팁이 작업 표면(55)의 클리어(clear)를유지하나다. 도 30 b)가 '문서 내비게이션 모드'에서 동작하고, 후방으로 장치(1)를 기울임으로써 유발되며, 작업 표면(55)을 접촉하는(또는 가까이 인접한) 스크롤 부리 부분(53)의 팁을 이용하는 동일한 장치(1)를 나타낸다.
방법이 펜 포인팅 장치(도시되지 않음)를 이용하여 이미 구현될 수 있으며, 이 경우에 문서 내비게이션 모드가, 펜의 배럴(barrel)이나 키보드 상의 접촉 센서 또는 별개의 장치(예, 모바일 장치)상의 버튼을 누름으로써 호출될 수 있다. 니브 포인트 스크롤을 구현하기 위한 타블렛 PC(또는 스타일러스를 이용한 다른 휴대용 장치)를 이용하여 사용되는 이러한 펜 장치가 현재 이용가능한 '스크롤 바' 스크롤 방법보다 문서를 내비게이션 하는 데 보다 효과적인 수단을 사용자에게 제공할 수 있다.
더 상세한 방법을 고려한다:
부리 부분(53)이 작업 표면을 접촉하거나 인접하게 배치될 때, 호스트 컴퓨터(도시되지 않음)가 '문서 내비게이션 모드'로 입력되고, 문서 창의 중간에 배치 되며, (도 31에 도시된) 뾰족한 외부 고리 모양의 링을 이용하여 크로스 헤어(cross-hair) 대상물(56)로 온 스크린 포인터를 변경한다. 다양한 선택적인 그래픽 표시가 가능하며 본 발명이 이하에 상세히 설명된 예시적인 실시예에 한정되는 것이 아님이 당연하다.
도 32에 도시된 흐름도가 방법과 연관된 제어 프로세서의 일 예를 나타낸다. 이 예에서, 초기에(단계 57), 부리 부분(53)이 접촉하며, 문서 내비게이션 모드로 들어가도록 사용자의 의도를 표시하도록 적업 표면(55)에 접촉하는지 아니면 충분히 가까이 접근했는 여부를 결정한다. 가능한 경우에, 문서 내비게이션 모드가 시작되고( 단계 58), 온 스크린 포인터가 뾰족하며 문서의 중앙에 배치된 크로스 헤어 심볼(56)로 변경된다. 이 방법의 일 실시예에서, 다음 단계(단계 59)에서, 부리부분 팁(53) 접촉 센서를 통해 사용자에 의해 입력된 활성화 입력을 타입(type)을 결정한다. 부리부분 팁(53)이 다음 중 하나일 수 있다.
- 두 번 또는 한 번의 클릭 및 해제(단계 60); 또는
- 두 번의 클릭 및 유지(단계 61); 또는
- 한 번의 클릭 및 유지(단계 62).
일 실시예에서, 사용자가 두 번 또는 한 번의 클릭(단계 60)을 수행하고, 해제하며, 중앙 포인트로부터의 크로스 헤어(56)를 이동시키는 경우에, 표시된 문서가 새로운 크로스 헤어 커서(56) 위치에 중앙에 배열될 수 있으며, 이하에서 상세히 설명될 바와 같이, 이중 클릭 및 유지(단계 61) 동작이 '줌' 모드를 개시하는 반면, 한번의 클릭 및 유지(단계 62)에 의해 이하에서 부연되는 바와 같이, '스크 롤 모드'로 진입된다.
개시 후에, 스크롤 모드(단계 62)가 부리 부분 팁(53)을 통하여 타입 사용자 입력에 의존하도록 다르게 구현된다(도 33에 도시된 바와 같음), 한 번의 클릭 유지(62) 후에, 여전히 중앙에 배치된 클릭이 크로스 헤어 포인트(56) 에 의해 수행되는지 여부 또는, 사용자가 커서를 이동시켰는지 여부를 결정한다(단계 63). 단계(63)의 결과가 'YES'이면(즉, 크로스 헤어(56)가 여전히 중앙에 배치되면), 프로그램이 자유 형태 스크롤(free form scrolling)(단계 64)로 진입하여, 문서가 대상 위치에 기반하여 중앙에 배치된다. 여기서, 후속 방향으로의 이동이 그 방향으로의 잠금되지 않는 스크롤을 생성한다. 단계(63)의 결과가 'NO'이면, 프로그램이 이하에서 상세히 설명할 바와 같이 '계속되는 스크롤 모드(perpetual scrolling mode)(단계 56)에 진입한다.
두 개의 추가적인 선택 입력이 스크롤 모드(62) 진입 후에 가능하다. 사용자가 실질적으로 위 아래로의 던지기(fling)과 함께 한 번의 클릭을 수행하거나(66) 또는 대안으로 한 번의 클릭과 좌우로의 튀기기(flick)(67)를 수행할 수 있다. 용어, '튀기기(flick)'와 '던지기(fling)'는 동일하나 방향을 달리하는 동작을 나타내기 위한 순전히 시사적인 표시이다. '던지기(66)'가 위 또는 아래로의 빠른 움직임과 이에 이어지는 한 번의 클릭(포인터(56)의 뾰족한 링을 회전시키는 것을 형상화함)이며, 문서의 시작/끝 부분으로 문서를 빠르게 스크롤하도록 (단계 69) 정의될 수 있다(바람직하게는 사용자에 의해). 이에 따라, 좌/우 '튀기기'(67)가 문서를 사용자가 정의한 양만큼 이동시키며, 이는 책의 페이지를 튀기는 동작을 형상화 하는 페이지를 위/아래로 움직이는 동작을 포함할 수 있다.
영구 스크롤 모드(단계 65)에서, 부리부분(53)이 작업 표면(55)으로 눌러지고 유지된 후에, 뾰족한 링 크로스 헤어 커서(56)가 3차원(3D) 표현(70)(도 34-36 및 38에 도시됨)에 의해 대체된다. 사용자가 어느 방향으로든 부리부분 포인트(53)를 이동시킴에 따라, 스크롤의 방향을 나타내기 위해, 뾰족한 링(70)이 스크린의 평면에 있는 축에 대해 짧게 회전하여 링(70)의 평면을 영구 스크롤의 새로 정의된 방향에 대해 정렬한다. 일부 애플리케이션(에, 스프레드시트 도는 워드 프로세스)에서, 영구 스크롤의 허용 방향을 수직이나 수평 평면으로 제한하는 것이 바람직하다.
선택적으로, 초기 정의 단계에서 사용자가 부리부분 포인터를 이동시키는 어느 방향으로나 영구 스크롤이 잠금될 수 있다. 도 34는 상부 방향으로 그리고 수직방향으로부터 45도 좌측에 고정된 뾰족한 링을 나타내는 반면, 도 35는 수직 아래 방향으로 잠금된 스크롤을 나타내고, 도 36은 링에 대해 수평인 평면에 잠금된 스크롤을 나타낸다. 스크롤 방향을 설정하는 초기 움직임 후에, 잠금된 방향으로 ㅅ스콜하는 양을 나타내기 위해, (70)이 기하학적 중심을 통과하는 축 주위로 '회전'(스크린에 그려짐). 스크롤 방향이 초기 회전과 같은 방향으로 잠금되고, 다음과 같은 상황이 될 때까지 잠금 상태를 유지한다:
- 부리 부분(53)이 작업 표면으로부터 들어올려지거나,
- 사용자가 되돌리는 경우(이하에 설명됨).
그러나, 영구 스크롤의 방향을 취소, 휴지 및/또는 역전하는 다른 수단 가능 하다. 스크롤의 방향을 잠금하는 것이 영구 스크롤의 강력한 측면이며, 사용자가 생체공학적으로 효율적인 다양한 장치(1) 움직임을 입력하여 문서를 스크롤하도록 한다.
예를 들어, 스크롤 다운하기 위해, 사용자가 작업 표면(55)에 부리 포인트(53)를 놓아두고, 장치(1)의 움직임의 속도에 의해 결정된 속도에서 하부방향 영구 스크롤을 생성하는 회전 움직임 시작하기 전에 이를 아래로 움직인다. 사용자가 반 시계 방향이나 시계 방향으로, 개인적인 선호(어느 쪽이 더 편한가)에 따라 회전 움직임을 시작할 수 있다. 그러나, 스크롤은 하부 위치에 잠금된다. 도 35는 뾰족한 링(70)과 함께 아래로 작은 양이 스크롤 되도록 그리고 추가로 하부 방향 스크롤을 나타내는 스크린의 평면에서 추가 회전을 하게 하는 두 개의 선택적인 부리 포인트(53)의 경로(71)를 도시한다. 뾰족한 링(70) 위의 화살표 표시(72)가 스크롤 방향을 나타낸다.
실제 스크롤 거리가 부리 포인트953)에 의해 이동되는 거리에 직접적으로 대응하거나 곱셈에 의해 변경될 수 있다. 예를 들면 다음과 같다.
스크롤 거리= 부리 포인트(53) 거리 * 상수(constant)
수평으로 스크롤 하기 위해(예를 들면 오른쪽으로), 사용자가 부리 포인트(53)를 아래로 누르고 장치(1)를 오른쪽으로 움직이며, 도 36에 도시된 바와 같은 회전 움직임이 뒤를 잇는다.
여러 다른 수단이 영구 스크롤의 잠금 방향을 역전 또는 변경하도록 사용될 수 있으며, 본 발명이 어느 한가지 방법에 제한되는 것이 아니다. 일 실시에에서, 부리 포인트(53) 움직임(방향에 상관 없음)이 잠금 방향으로의 움직임을 스크롤 하는 데 기여한다. 이러한 구성이 현재의 또는 역전된 잠금 스크롤(특정 접촉 센서 입력 또는 장치(1)로부터의 입력의 조합)의 외적인 수단을 요한다. 선택 실시예에서, 사용자가 스크롤 방향(즉, 180도 방향 변화)을 역전할 수 있으며, 동시에 장치(1)를 사용하여 움직임(대부분 회전임)을 되돌림으로써(back tracking) 잠금된 스크롤 모드'를 유지할 수 있다. 잠금된 스크롤 동작이 가상 '조그 다이얼'로 가시화되는 경우에, 백 트랙킹(back tacking) 동작이 '다이얼을 다른 방향으로 회전하는 것을 생각될 수 있다. 도 37a)는 백 트랙킹의 일 예를 나타내며, 이 예에서 부리 포인트 트랙(71)이 X 및 Y 평면에서 동시에 방향을 역전한다. 반면에, 도 37b)가 부리 부분 트랙(71)을 나타낸다. 이 경우에, 반시계 방향에서 시계 방향으로의 회전 방향일지라도, 방향 역전이 지정된 순간에 X 나 Y 축 중 어느 하나에서 또는 둘 다에서 이루어질 수 있다. 따라서, 도 37b)에 도시된 트랙(71)이 역전되지 않는 하나의 방향으로 잠금된 스크롤을 발생할 수 있다. 호스트 컴퓨터(도시되지 않음)가 회전하는 부리 포인트(53)를 인식 및 분류하도록 프로그램되어 '백 트랙킹' 움직임을 결정하더라도, 문제를 X 및 Y축 움직임으로 더 쉽게 해결하기 위해 계산된다.
추가 실시예에서, 스크롤 방향의 역전이나 '백 트랙(back track)'이, 사용자가 부리 트랙(71)을 역으로 변경하고 역방향 경로를 따르는 움직임으로 정의될 수 있다. 이는 직관적인 움직임으로 백 트랙을 요청 및 허용하는 패턴이나 동작을 사용자가 철회할 수 있도록 한다. 이러한 실시예는 유효한 백 트랙으로 간주될 동작 에 대한 역방향으로 부리 트랙(71)을 다시 뒤쫓는 경우에 사용자의 정확성에 대한 정의 가능한 오차를 가지도록 구성될 수 있다.
'이미지'를 구성하는 문서를 스크롤 하는데 필요한 일반적인 절차가 데스크탑과 같은 작업 표면(55)상의 부리 포인트(53)를 누르고 이어서, 한 방향으로 장치(1)를 움직임으로써 시작된다. 장치(1)가 데스크 탑 공간을 벗어남에 따라, 사용자가 회전 움직임을 시작한다. 그러나, 문서가 초기 스크롤 방향으로 계속 스크롤된다. 스크롤 '대상'(즉, 스크롤 '종착지' 또는 사용자의 관심 포인트)가 스크린에 위치할 때, 사용자가 부리 부분(53)을 들어올린다. 그리고 스크린 위에 크로스 헤어를 표시하는 표면 상부에서 부리 포인트를 돌린다(hover). 이후에 사용자가 부리 포인트(53)를 이동시키고(표면 상부에서), 온 스크린 타겟이 크로스 헤어(56)의 하부에 위치할 때 부리 포인트(53)를 누른다. 이는 문서의 타겟이 스크린/윈도우의 중앙에 배치한다.
영구 스크롤 중에(부리 포인트(53)가 '아래로 유지'됨), 사용자가 좌/우측 '튀기기(flick)'(다음/이전 페이지)를 수행하거나, 또는 위에 기술한 바와 같은 '던지기(fling)'를 수행한다. 예를 들면, 상부 또는 하부 던지기가 이 경우에 문서를 현재 잠금된 스크롤 방향의 에지로 이동시킨다.
도 38에 도시된 바와 같이, 스크린 윈도우(73) 내의 스크롤 커서(즉, 뾰족한 링(70))의 스크린 위치가, 전체 문서에 대해 스크린 윈도우(73)의 현재 위치를 표현하는데 사용될 수도 있다. 도 38에 도시된 예에서, 방금 웹 페이지를 로드한 웹 브라우저가 뷰 윈도우(73) 보다 세 배 길다. 도 38 a)-c)는, 잠금된 영구 스크롤 모드에서, 사용자가 상부로부터 바닥(도 38 c)으로 문서를 스크롤하는 절차를 나타낸다.
뾰족한 링(70)이 윈도우(73)의 최상부에서 y축을 따라 정렬되고, x축의 중앙에 정렬된다. 이러한 x 및 y축 정렬은 보이는 스크린이 문서의 최상부 부분에 위치함을 나타내며, 윈도우(73)가 문서 폭의 100%를 디스플레이함에 따라 x 축을 가로질러 중앙에 위치한다.
사용자가 스크롤 다운함에 따라, 뾰족한 스크롤 휠(70)이 아래로 구르고, 이에 따라 웹 문서의 중간 지점(도 38b)에서 커서(70)가 y 축 중앙에 위치한다. 결과적으로, 사용자가 문서의 말단(도 38 c)에 이르르며, 링 커서(70)가 윈도(73)의 최하부 위치로 굴러간 것이다. 따라서, 스크린 윈도우(73)에 대한 커서(70)의 움직임이 일반적인 스크롤 바 슬라이더 버튼의 y축 및 x 축의 가시 위치를 제공한다. 따라서, 윈도우(73)가 일반적인 스크롤 바 없이도 디스플레이될 수 있으며, 모바일 컴퓨터 장치상의 작은 스크린 디스플레이에 대해 특히 유용한 스크린 영역을 구현한다.
사용자가 지정된 방향으로 스크롤을 정지시키고(회전 움직임을 정시시킴으로써), 부리부분(53)을 아래로 유지하는 경우에, 뾰족한 링 커서(70)가 희미해지거나 사라지며, 다시 움직임이 검출되자마자 다시 나타난다. 스크롤이 이후에 이전에 잠금된 스크롤 방향으로 계속된다. 일 실시예에서, 재 시작 후 바로 생성된 백 트랙 움직임이 무시된다. 스크린 비활성 구간 후에 의도하지 않은 스크롤 방향 역전의 효과에 의해 사용자가 혼란되는 것을 방지한다.
도 39는 도 33에 도시된 줌 모드(단계 61)에 대한 흐름도이다. 줌 모드는 부리 포인트(53) 센서의 이중 클릭 및 유지 동작이나 제 2 부리 포인트(53)의 활성화에 의해 선택적으로 시작된다. 서로 다른 옵션이 영구 줌 모드(단계 75)를 시작하는 이중 클릭 및 유지(74) 동작, 또는 블럭 줌 모드(단계 77)를 시작하는 이중 클릭 및 '던지기' 움직임(76)에 의해 획득될 수 있다.
영구 줌 모드(75)에서, 스크린 커서가 도 40에 도시된 뾰족한 링(78)에 의해 대체되며, 신호 사선 크로스 헤어(80) 위에 위치한 커서(78)의 중앙에 이중 화살촉 소자(79)에 의해 대체된 크로스 헤어를 이용하는 스크롤 크로스 헤어 커서(56)와 유사하다. 부리 포인트(53)가 작업 표면 상부에서 회전할 때 나타나는 크로스 헤어 커서(56)를 줌 커서(78)가 대체한다. 사용자가 크로스 헤어956)를 중앙 포인트로부터 이동시킨 경우에, 보이는 문서가 도 32에 도시된 흐름도의 단계(60)에 대한 새로운 크로스 헤어 커서(56) 위치에 중심이 놓인다.
도시된 실시예에서 줌을 시작하기 위해, 사용자가 위쪽이나 아래쪽으로 초기 움직임을 수행하고, 줌 아웃을 위해 상용자가 하부나 좌측으로 움직임을 시작한다. 대안적인 움직임이 줌 인이나 줌 아웃을 시작하도록 정의될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 135도 - 315도 (여기서 0도는 상부 방향) 사이의 움직임이 상부방향 움직임으로 정의될 수 있다. 영구 스크롤에 대해, 영구 줌 방향(인 또는 아웃)이 부리 포인터(53)의 움직임을 초기 분류함으로써 잠금될 수 있다. 따라서, 도 41에 도시된 트랙(71)이, 줌 아웃을 명시하는 회전/활 모양의 움직임 전에, 부리 경로(71)의 초기 하부 방향 컴포넌트에 대한 영구 줌 아웃 동작을 생성한다. 줌 동작 중에, 뾰족 한 링(78)이 3도 42a-c)에 도시된 시퀀스에 나타낸 바와 같이 하나의 크로스 와이어 축(80)에 대해 회전하는 3D 회전 애니메이션을 디스플레이한다. 장치(1)를 통한 백 트랙 입력이 영구 스크롤 모드와 비교되는 방식으로 줌 방향을 역전한다.
추가 실시에에서(도 43에 도시됨), 줌 아웃 동작이 '잠금된 보더(81)' (즉, 윈도우(73)와 접촉하는 스크린 윈도우(73)의 일부(일반적으로 정사각형임))를 생성 및 디스플레이한다. 사용자가 줌 아웃(도 43 a-c)에 따라, 잠금된 보더(border, 81)가, 줌 아웃 프로세스 중에 스크린 이미지의 잔여물과 대응하는 크기로 축소된 스크린 이미지에 남는다.
원하는 줌 아웃 레벨이 얻어지면, 사용자가 부리 포인트(53)를 해제(들어올림)할 수 있으며, 이는 크로스 헤어(56)로의 커서 복귀를 지시한다. 그러나, 계측된 잠금 보더(81)가 커서(56)의 일부가 되고 커서(53)의 움직임과 결합하여 움직인다. 이후에, 부리 포인트(도 43e)를 누르기 전에, 사용가 일반적인 포인팅이나 클릭 또는 새로운 스크린 위치(도면 d에 도시됨)로 잠금된 보더(빙빙 돌리기 중)를 이동시키는 옵션을 가진다. 이는 잠금된 보더(81)의 초기 생성시 존재하는 동일한 줌 레벨로, 잠금된 보더(81)에 의해 바운드 된 영역에 대해 줌 인(zoom in) 한다.
, 윈도우(73)가 구별가능하지 않게 되거나 인식하기 어렵게 되는 지점으로 금된 보더(81)가 줌 동작 중에 축소되는 경우에, 부리 포인트(53)가 작업 표면으로부터 들어 올려질 때, 잠금된 보더(81)가 확대 경이 된다. 따라서, 두 개의 보더가 존재하며, 이는 잠금된 보더(81)(이전 줌 레벨을 유지함)와 확대된 이미지의 에지(82)를 둘러싸는 다른 보더이다. 박스가 이미지 상부로 이동함에 따라, 도 43f) 에 도시된 바와 같이 확대된 박스 내부에 확대된 이미지를 나타낸다.
도 44는 자동 기울임에 대한 추가 실시예를 도시한다. 줌 아웃 동작시, 비례적으로 '넓고 짧은'거나 '좁고 긴' 문서가 많은 양의 사용되지 않는 스크린 영역이나 '백색 공간'을 생성하는 경향이 있다. 이러한 공간이 일반적으로 각 측면 또는 문서의 상부/하부에, 문서의 비율에 따라 배치된다. 이러한 사용되지 않는 스크린 영역 전체를 사용하도록, 부리 포인트 스크롤/줌 방법이 자동으로 이미지를 타일(tile)할 수 있다. 매우 넓은 파노라마 사진(도시되지 않음)에 대해, 이미지 상부/하부에 충분한 블랭크 공간이 존재하면, 이미지가 둘로 나뉠 것이다. 이미지의 좌측 편이 상부에 위치하고, 우측편이 바닥에 위치한다.
'텍스트 기반'인 문서가 일반적으로 매우 '좁고 길다'. 따라서, 사용자가 문서(83)로부터 줌 아웃 동작을 수행함에 따라, 현재 위치의 상부(83) 및 하부(84)에 위치한 부분이 좌측에서 우측으로, 위에서 아래로 놓일 수 있다. 페이지 정보를 포함하는 문서에 대해 보더가 페이지 주위에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 문서가 먼저 열리거나, 전체 문서의 크기가 변경되는 경우에, 타일 레이아웃이 결정되고 정의된다. 이후에, 문서가 가용 공간의 가장 효과적인 사용에 따라, 전체 (줌 아웃) 문서보기에 배치된다. 타일 하기 위해 문서를 나누기에 페이지가 불충분하다면, 타일 동작이 일어나기 전에, 확인을 위해 사용자에게 알리고, 하나의 가용 페이지가 둘로 나뉜다. 예를 들어, 파노라마 사진이 사실상 '하나의 페이지'이며, 이에 따라 사용자가 타일 전에 이미지를 둘로 나누기를 원하는지 먼저 문의한다.
영구 스크롤 및 줌 모드에 대해, 타일 중에, 사용자가 최대 가용 범위로 줌 동작 될 '내던지기'(상술한 바와 같음)를 수행하거나, 이전의 줌 동작을 취소하고 원래 위치로 복귀하도록 '안으로 던지기'를 수행할 수 있다.
위에 언급한 스크롤, 줌, 타일 동작의 구현 예가 종래 기술에 비하여 많은 장점을 가진다.
특성화된 버튼과 대조하여, '잠금 스크롤 모드'가 독립적인 부리 포인트(53)에 의해 활성화되는 것이 긴 시간 동안(즉, 긴 문서나 웹 페이지를 읽기 및 스크롤하는 동안) 이러한 모드가 유지될 때 특히, 강화된 생체공학적 특성을 제공하며, 이에 따라 유지에 필요한 최소의 힘을 사용한다. 장치(1)가 물리적인 움직임(즉, 마우스 패드의 에지)의 말단에 이르를 때, 사용자가 '픽-업, 풋 다운' 동작을 수행해야 하는 것을 방지한다. 사용자가 물리적으로 그리는 원의 크기가 변경되므로, 스크롤의 양을 더 많이 제어(즉, 원형의 움직임이 더 클수록 더 빠르게 회전함)할 수 있다. 스크롤 휠이 문서를 읽은 데 매우 대중화되었으나, 문서 읽기와 같은 스크롤의 한가지 형식에만 적합하다. 또한, 집게 손가락 움직임의 절반이 '재 배치'(손가락 뒤쪽을 위로 움직임)에 쓰임에 따라, 스크롤 휠이 장치(1) 움직임을 장치 정보로 변환하는 데 있어 50%의 효율성만을 가진다.
클릭 및 유지 위치에 일반적인 좌측 마우스 클릭을 유지하도록 하는 특성화된 접촉 센서(그리고 손가락 또는 엄지) 가지는 것이 사용자로 하여금 스크롤을 요하는 매우 효율적인 '넓은 섹션'을 만들도록 한다. 이는 독립적인 선택 프로세서(좌측 마우스 버튼(7) 또는 이의 균등물을 클릭하고 유지함) 및 스크롤/줌 프로세 스(부리 부분(53) 사용)에 따른다. 따라서, 가시 윈도우보다 큰 섹션을 만드는 것이 매우 강화된다. x 축 및 y 축에서의 효율적인 스크롤에 따라, 스프레드시트와 같은 애플리케이션이 유용하다. 마찬가지로, 현재 보이는 문서를 넘어 확장하는 '넓은 섹션' 동작이 이미 수행된다.
위의 스크롤 방법이 휴대용 컴퓨터 장치(가령, 포켓 PC나 스타일러스를 가지는 전화기)상의 펜 장치(도시되지 않음)을 이용하여 구체적으로 사용가능하다. 스크린 크기가 본질적으로 작으므로, 예를 들면, 많은 수직 및 수평 스크롤이 자주 필요한 웹 페이지를 브라우징할 때, 피할 수 없이 스크롤이 필요하다. 이러한 실시예에서, 장치가 터치 센서를 가지는 '스크롤 버튼'을 제공하며, 이 경우에 터치(접촉)가 펜에 대해 '돌리기 모드'를 지시하고, '클릭'이 부리 누름 모드를 지시한다.
스크롤/줌 방법이 GUI 제어에 적용될 수 있으며, 이는 다음과 같은 값을 증가/감소시킬 필요를 가진다:
- 볼륨 슬라이더 제어 등
- 표준 메뉴 선택(예, '파일' 클릭 후 '~로 저장'을 위해 아래로 스크롤 함), 그리고
- '드롭 다운 리스트'에서의 선택(예, 웹 브라우저 내의 '주소' 필드에 도시된 최근의 URL로 이루어진 리스트)
- 파일 관리 폴더, 특히 아이콘 (thumb nail)이미지 등을 포함하는 폴더의 내비게이션 및 조사
본 발명의 여러 측면들이 실시예로서 기술되었으며, 본 발명의 범위를 벗어 나지 않는 한 변경 및 부가가 가능하다.

Claims (109)

  1. 컴퓨터 포인팅 장치에 있어서, 상기 장치는
    - 작업 표면을 가로질러 미끄러지도록 구성된 하부 표면을 포함하는 바닥 부분과,
    - 상기 바닥 부분으로부터 상부로 돌출된 돌출부으로서, 상기 돌출부의 제 1 측면 부분 상에 위치한 엄지손가락 연결 표면을 가지는 상기 돌출부과;
    - 상기 제 1 측면 부분을 마주보는 상기 돌출부의 제 2 측면 부분 상에 위치한 검지팁과 중간 핑거팁-연결 표면 중 한 가지 이상과;
    - 하나 이상의 접촉 센서와;
    - 장치 이동 정보 및 접촉 센서 신호를 컴퓨터 및 이와 연계된 디스플레이 스크린으로 전달하여, 온 스크린 포인터 이동과 입력 명령 신호를 상기 컴퓨터에게 제공하기 위한 통신 수단
    을 포함하며, 상기 장치가 접촉 평면을 정의하는 복수의 접촉 포인트에 지지되는 상기 작업 표면상에 배치되며, 상기 접촉 포인트는:
    하나 이상의 하부 표면과, 상기 장치로부터 확장된 둘 이상의 돌출부 중 말단 부분을 포함하거나
    셋 이상의 돌출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    작업 표면에 대해 장치 이동을 검출하며 장치 이동 정보를 발생하는 이동 센서 시스템
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    하나 이상의 상기 돌출부는 접촉 센서 및 근접 센서 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 엄지손가락 연결 표면 및 핑거팁-연결 표면 중 적어도 하나가 리세스되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 엄지손가락 연결 표면의 일부가 위를 향하며, 접촉 센서의 동작 중에 장치를 안정화하기 위해 사용자가 아래쪽으로 압력을 가하도록 하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치가 사용자의 엄지손가락 및 중지 사이의 펜-홀드 그립 내에 쥐어지도록, 상기 엄지손가락 연결 표면 및 핑거팁 연결 표면 중 적어도 하나가 공간적으로 배치되고 분리되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 통신 수단이,
    - 무선 라디오 전송기;
    - 적외선 전송기
    - 도전 리드
    - 어쿠스틱 전송기
    - 자기장
    를 포함하는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 이동 센서 시스템이,
    - 전자-광학 센서,
    - 전자-기계적 롤러 센서,
    - 이동 코일 및 자기장 교란 센서
    - 초음파 송신기
    중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 장치로부터 돌출되도록 적용된 하나 이상의 부리 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 작업 표면으로부터 상기 바닥 부분의 하부 표면을 적어도 부분적으로 떼어냄으로서, 상기 장치가 쓰기/프리핸드 입력 모드에서 동작하는 것을 특징으로 하는 컴퓨터 포인팅 장치.
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