KR950012076B1 - 촉각피드백을 이용한 입력장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

촉각피드백을 이용한 입력장치
제1도는 본 발명에 따른 장치에 사용되는 마우스의 한 실시형태를 보인 사시도.
제2a도-제2f도는 상기 마우스의 사용상태를 보인 설명도.
제3a도와 제3b도는 하나의 픽셀선을 선택시 마우스의 사용상태를 보인 설명도.
제4a도와 제4b도는 본 발명에 따른 장치에 사용되는 촉각소자의 원리를 보인 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 마우스 13, 14 : 프레스 버튼
15, 16 : 촉각소자
본 발명은 컴퓨터, 스크린으로 구성된 디스플레이장치와 스크린에서 특정영역을 선택하여 커서를 이동시키기 위한 입력장치로 구성되는 장치에 관한 것으로 입력장치가 특정영역에 해당하는 장소에서 선택가능한 요소들이 스크린상에 디스플레이되게 하는 적어도 하나의 스크린제어프로그램(대화식 프로그램)이 있는 컴퓨터에 연결되고, 입력장치에 의하여 커서가 선택가능한 요소로 이동가능하게 되어 상기 요소에 의하여 기호로 표시된 부프로그램 입력장치의 선택키를 조작하므로서 선택될 수 있다.
이러한 종류의 장치는 정보가 스크린에서 처리되는 여러장치, 예를들어 CAD 시스템, 워드프로세서 또는 그래픽 워크스테이션에 사용된다. 이러한 종류의 장치는 프로그램의 어느 주어진 시간에서 선택가능한 다수의 명령이 스크린의 특정영역에서 디스플레이되는 메뉴제어형 프로그램으로 작동된다. 사용자는 입력장치를 이용하여 스크린상에서 커서를 이동시킬 수 있으며 커서가 디스플레이된 명령의 위치에 놓이면 그 명령이 선택된다. 입력장치는 컴퓨터장치에 연결된 소위 "마우스(mouse)"에 해당하는 것이다. 평면상에서 이 입력 장치를 조작하여 커서는 스크린상에서 어느 요구된 위치에 놓이도록 할 수 있다. 또한 이러한 입력장치에는 명령을 선택하기 위한 하나 이상의 프레스 버튼이 구비되어 있다. 만약 커서의 위치가 명령이 디스플레이되는 위치와 일치하면 버튼을 눌러 부프로그램이 이 명령하에 수행되기 시작할 것이다. 예를들어 이 부프로그램은 새로운 메뉴디스플레이, 즉 소위 팝-업 메뉴를 제공하게 될 것이다.
이러한 마우스 제어형 메뉴프로그램을 이용하는 것은 사용자로 하여금 시각적으로 고도의 집중력을 요구한다. 특히 선택영역이 작은 경우 요구된 위치에 커서를 일치시키고 정확한 순간에 선택버튼을 작동시킨다는 것은 많은 어려움이 있다.
본 발명의 목적은 상기 결점이 없는 상기 언급된 장치를 제공하는데 있다. 본 발명에 따라서, 이러한 목적은 커서의 위치가 선택요소의 위치와 일치할 때에 컴퓨터가 입력장치에 신호를 보내고 입력장치에는 상기 신호에 응답하여 조작될 수 있는 촉각소자가 구비되어 있으며 초각소자는 선택키에 배치되어 있는 서두에 언급한 장치에 의하여 달성될 수 있다.
촉각 피드백은 손의 접촉감각기관과 또는 압력감각기관을 이용하므로서 시야의 중심부에 대하여 특별히 요구된 고도의 주의가 신뢰될 수 있다. 이는 여러 감각기관을 통하여 제공된 정보의 보다 균형있는 배분을 의미한다. 비록 륵별한 주의가 손가락의 접촉감각기관의 일부에서 요구된다하더라도 이 장치를 이용하므로서 집중적으로 이용되는 눈이 덜 피로하게 되고 전체적인 긴장이 감소될 수 있다.
또한 시각과 촉각정보의 동시 피드백을 이용하므로서 여유가 있게 되어 입력장치 이용의 에러 감각에 유리하게 될 것이다. 또한 반응시간이 촉각피드백에 의하여 감소될 수 있다. 따라서 촉각피드백은 시각채널이 이용될때에 관련된 망막지연을 배제한다. 피부감각기관은 정보를 보다 신속히 뇌에 전달한다. 또한 촉각퍼드백은 다음 라인에 반사형태로 나타나며 촉각소자가 버튼을 작동시키므로서 응답시간이 비교적 짧게 되는 것이다.
스크린상에시의 위치가 상당히 변화되는 명령의 입력에 있어서는 사용자는 가끔 정보가 처리리고 스크린이 조절되는 지시로서 신속하게 다시 나타날때까지 기다릴 필요가 있다. 이러한 대기상황은새로운 정보를 처리하기 위하여 어느 정도의 시간이 요구되는 스크린을 다시 새롭게 하는 스크린 갱신에 필요한 이미지 프로세서의 소프트웨어 때문에 야기된다. 만약 사용자가 정보가 처리되는 순간에 그러나 스크린 갱신을 위한 정보처리가 시작되는 순간전에 촉각신호를 받는다면 스크린이 갱신되기전에 사용자가 계속조작할 수 있으므로 대기시간을 절약할 수 있다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.
제1도는 본 발명에 다른 시스템의 입력장치를 보인 것이다. 이 입력장치, 즉 마우스(10)는 기판(11)을 가지며 그 기부에는 마우스가 평면상에서 이동 될때에 커서가 스크린에서 동일 방향으로 이동되게 하는 센서가 구비되어 있다. 이 마우스는 대화식 프로그램이 실행되는 컴퓨터에 코드(12)로 연결된다.
마우스는 두개의 선택키, 즉 프레스 버튼(13)(14)를 가지며 그 조작은 이후에 상세히 설명될 것이다.
각 버튼에는 어떤 조건하에서는 버튼의 상부로 약간 돌출되는 핀 형태의 촉각소자(15)(16)가 실려있다. 이러한 촉각소자(15)(16)는 이후 상세히 설명되는 바와같이 커서의 위치와 선택된 영역이 일치되는 경우 컴퓨터로부터 발생되는 신호에 의하여 승각작동되는 것으로, 이들 촉각소자의 승강원리가 제4a도와 제4b도에 관련하여 상세히 설명될 것이다.
이 마우스의 작동은 제2a도-제2f도에 관련하여 상세히 설명된다. 제2a도에서 선택을 위한 두 특정영역(21)(22)이 스크린(20)에 나타나 있다. 소형 화살표형태의 커서(23)도 역시 이 스크린상에 나타나 힌다. 이 스크린(20)의 옆에는 마우스의 버튼(14)(13)이 그 초기 위치에 있음을 개략적으로 도시되어있다. 마우스를 정확한 방향으로 이동시키므로서 커서(23)는 특정 영역(21)을 선택토록 이 영역으로 이동된다. 사용자의 손가락이 버튼(14)(13)위에 놓인다. 커서(23)의 선단부, 즉 핫스포트가 선택된 영역(21)으로 진입할때(제2b도) 버튼(14)내의 촉각소자(16)가 상승하여 커서가 이 영역(21)에 도달하였음을 사용자에게 신호를 보내게 되는 것이다. 따라서 사용자는 영역(21)으로 표시 피일드를 선택하기 위하여 프레스 버튼(14)을 누르면 된다(제2c도). 선택된 사용자는 버튼(14)을 놓아 이 버튼이 상승되게 한다.
그리고 버튼(13)을 누르면(제2d도), 영역(21)에서 수행될 다수의 작동을 보이는 소위 팝-업 메뉴 (25)를 호출할 수 있다. 커서는 이 메뉴에서 한 규정위치(불이행 위치)로 점프한다. (도시된 예에서는 "OPEN"위치), 버튼(13)을 누를때는 버튼(13)의 촉각소자(15)가 상승한다. 버튼(13)을 누를때에 팝-업 메뉴(25)가 스크린(20)에 나타난다. 요구된 다른 명령을 선택하기 위하여 마우스를 이동시키므로서 커서(23)가 메뉴의 다른 위치로 이동될 수 있다. 만약 커서(23)가 명령 "CUT"의 위치로 이동되면(제2e도). 커서가 한 명령위치를 떠나기 직전에 촉각소자(15)는 하강되고 커서가 다음 명령위치로 전입될 때에 다시 상승한다. 커서가 "CUT"(27)에 도달한 후 버튼(13)을 놓이면 선택된 영역(21)에서 이 명령이 수행되고 영역(21)은 스크린(20)에서 사라진다. 촉각소자(15)는 버튼(13)의 표면하측으로 다시 하강한다.
이러한 종류의 명령이 수행될때에 제2a도에서 보인 바와같은 위치에서 커서(23)는 눈을 집중하여 사용하지 않고서도 영역(21)을 향하여 이동될 수 있다.
사용자는 영역(21)에 도달하였을때에 시야의 주변과 촉각피드백으로 부터의 정보를 신뢰할 수 있으므로 전체 스크린 윤곽을 알아볼 수 있어 이러한 종류의 위치 이동을 수행하기만 하면된다. 따라서 사용자는 그의 주의를 커서(23)와 이러한 커서의 이동에 고정시킬 필요가 없다. 제2b도에서 보인 바와 같은 위치에 이르렀을때에 사용자는 촉각소자가 감지되는 버튼을 즉시 눌러 자동적으로 반작용할 수 있으므로 적절한 명령율 선택할 수 있다.
제2d도에서 보인 상황과 같이 팝-업 메뉴가 호출된 후에 이 팝-업 메뉴에 친숙해진 사용자는 눈을 감고도 명령 "CUT"을 찾을 수 있다. 사용자는 팝-업 메뉴가 호출되는 순간 버튼(13)의 촉각소자가 불이행위치(프리-셋트 명령)에서 감지되고 이 명령 "CUT"에 도달하기 전에 커서(23)의 상향운동시 다른 두 감지 될 수 있는 자극이 있어야함을 알게된다. 만약 팝-업 메뉴가 호출된후 사용자는 그의 손가락에 3번 촉각소자를 감지하고(OPEN-COPY-CUT), 제2e도에서 보인 위치에 이르러서는 버튼(13)을 놓아 사용자는 제2f도에서 보인 위치에 이르도록 명령 "CUT"을 작동케할 수 있다. 촉각 피드백은 만약 예를들어 하나의 픽셀두께를 갖는 프레임 라인을 선택하는 것이 필요한 경우 매우 중요하다. 제3a도와 제3b도는 스크린(31)에 표시된 선택을 위한 라인(37)을 보인 것이다. 커서(23)의 단하나의 픽셀 (이 경우 화살표의 단부)은 컴퓨터에 의하여 기록된 바와같은 커서(23)의 위치를 결정하고 이 하나의 픽셀은 정확히 1-픽셀 두께의 라인(30)에 일치하여야 한다. 촉각피드백에 의한 선택은 요구된 대상방향으로 커서를 이동시키므로서 행하여진다.
커서가 프레임 라인(30)에 있음이 감지될 때에 촉각소자가 감지되는 버튼을 눌러 즉각적인 응답이 가능하므로 매우 정확하게 대상이 선택될 수 있다.
제4a도와 제4b도는 본 발명에 이용된 촉각소자(15)(16)의 원리를 보인 것이다. 이러한 원리를 설명하기 위하여 촉각소자를 대표하여 핀(40)으로 설명한다. 핀(40)이 버튼(44)의 압축스프링(41)상에 배치된다. 이 핀(40)은 자화가능한 물질이다. 핀(40)의 둘레에는 코아(43)가 배치되고 그 둘레에 코일(42)이 배치되어 있다. 코일을 통하여 전류직류을 흘러보내면 핀(40)이 코아내에 머물게 되어 버튼(44)의 표면하측에 있게 된다. 일시적으로 전류를 차단하면 핀(47)은 스프링(41)에 의하여 버튼(44)의 표면상부로 돌출된다. 여기에서 전류는 컴퓨터로부터 발생되는 신호에 따라 인가된다.
전자기장치를 이용한 상기 언급된 바와같은 동일한 효과를 얻기 위하여 여러 실시형태가 주어질 수 있다. 예를들어 스프링(41)을 판스프링으로 교체될 수 있으며 핀이 힌지형태로 구성될 수 있다. 또한 코일이 여자되는 경우 펀이 상승되게 할 수도 있다.
촉각소자의 다른 실시형태는 압전소자에 의하여 구성될 수도 있다. 이는 핀이 얹히는 바이모포스 롯드로 구성된다. 이 바이모포스 롯드에 전압을 인가하면 롯드가 편향되어 핀이 이동된다.
촉각소자의 또 다른 실시형태에 있어서는 압전디스크가 선택버튼 상에 배치되어 사용될 수 있다. 이 디스크는 전동될 수 있다.
선택중에만 상향이동되는 촉각소자대신에 이러한 전체선택과정중에 또는 커서가 특정영역에 일치하는 동안에 10Hz-500Hz의 주파수로 진동되게 하는 것이 가능하다. 이는 압전소자가 사용되는 실시형태에서는 특히 유리하다. 사용자의 손가락 끝에서 느낄수 있는 최적한 주파수는 약 250Hz이다.
본 발명은 상기 언급된 실시형태로 제한되지 않고 당업자에게는 여러가지 수정실시형태의 구성이 가능하다. 예를들어 전체 선택버튼이 커서가 특정 영역에 일치하는 동안 상향되게 할 수도 있다. 촉각소자는 하나의 버튼에서 일정하게 작동되는 다수의 핀으로 구성될 수 있다. 또한 이들은 평면 또는 하나 이상의 직선형 소자의 형태를 취할 수 있다.
마우스는 전기적인 연결을 통하여 컴퓨터 시스템에 연결될 필요는 없다.
예를들어 마우스와 컴퓨티시스템이 적외선 또는 초음파소자로 연결될 수 있다. 또한 촉각피드백은 지금까지 설명된 작동에 대하여 반대일 수도 있다.
그러나 이들 모든 수정과 실시형태는 다음 청구범위내에 포함되어야 한다.

Claims (7)

  1. 컴퓨터, 스크린으로 구성된 디스플레이장치와 스크린에서 특정영역을 선택하여 커서를 이동시키기 위한 입력장치인 마우스(10)로 구성되고 마우스(10)가 특정영역에 해당하는 장소에서 선택 가능한 요소들이 스크린상에 디스플레이되게 하는 적어도 하나의 스크린제어 프로그램이 있는 컴퓨터에 연결되고 마우스(10)에 의하여 커서가 선택가능한 요소로 이동가능하게 되어 상기 요소에 의하여 기호로 표시된 부프로그램이 마우스(10)의 프레스 버튼(13,14)을 조작하므로서 선택될 수 있게 되어 있으며 또한 마우스가 정보를 출력하는 촉각소자(15,16)로 구성된 것에 있어서, 커서의 위치가 선택가능한 요소와 위치에 일치할 때에 컴퓨터가 마우스(10)에 신호를 보내고 상기 촉각소자(15,16)가 상기 신호에 응답하여 작동되며, 촉각소자(15,16)가 프레스 버튼(13,14)에 배치됨을 특징으로 하는 촉각피드백을 이용한 입력장치.
  2. 제1항에 있어서, 촉각소자(15,16)가 압전소자로 구성됨을 륵징으로 하는 장치.
  3. 제1항에 있어서, 촉각소자(15,16)가 전자기소자로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항에 있어서, 촉각소자(15,16)가 이 소자의 작동시에 프레스버튼(13,14)의 표면위로 돌출되는 핀(40)으로 구성됨을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항에 있어서, 촉각소자(15,16)가 위치의 일치시에 주어진 시간동안 진동됨을 특징으로 하는 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 진동의 진동주파수가 10-500Hz 사이임을 특징으로 하는 장치.
  7. 제6항에 있어서, 진동주파수가 250Hz임을 특징으로 하는 장치.
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