CN1160242A - 使用虚拟边界选择性映射纸簿式输入装置的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了笔写式计算机系统中依靠使用虚拟光标边界的纸簿式输入装置选择图形显示器的外边界区的改进方法和设备。该纸簿式输入装置具有一个由一个第二外有效边界包围的第一内有效区。当操作人员在纸簿式输入装置的第一内有效区内选择性地移动指示装置时，光标在图形显示器的图像上相应地移动。当操作人员在第二外有效区内选择性地移动指示装置时，数字化平面使光标移至相应的图形显示器边界位置。

Description

使用虚拟边界选择性映射纸 簿式输入装置的方法和设备

本发明一般涉及计算机系统的领域，更具体地说，涉及使用笔写式输入装置输入包括数据和命令在内的用户信息的方法和设备。

在计算机系统中，不断增长的趋势是用笔写式输入装置替代鼠标和键盘。按照所用纸簿式输入装置的类型，这些笔写式输入装置可分为两个大类。第一类纸簿式输入装置在图1中描述。纸簿式输入装置是位于图形显示器上部的透明覆盖层，透过它可看到图形显示器的图像。纸簿式输入装置3的有效面积相应地映射至图形显示区5。这类图形输入板的使用不方便并已被工业界所嫌弃。第2类纸薄式输入装置在图2中描述。此数字化平面是一个其位置面向图形显示器侧的不透明图形输入板。与图1的第一类透明覆盖层纸簿式输入装置相似，图2的图形输入板3的有效面积对应于图形显示区5。

在通常操作中，用户在不透明纸簿式输入装置上移动笔以使光标在图形显示器上作相应移动。正如使用鼠标、轨迹球或其它指示装置一样，用户可以集中注意力于图形显示器以全力处理手头工作而不必知道指示装置位在何处。在适当眼手配合操作下，用户可以很快地完成任务。然而，如果用户不得不在图形显示器与指示装置之间分散注意力而无法集中精力，则用户工作效率必然降低。因此十分希望用户能将注意力完全集中在图形显示器上，同时依靠眼手配合通过手动移动指示装置将光标在屏幕上移动以获得最高效率。

当使用笔写式系统时可完成同样的图形显示器上的光标移动和指示装置的手动移动之间的眼手配合。在纸簿上笔的操纵产生用户使用鼠标时完成的相对操作。作为例子，纸簿上笔向上轻击能使图形显示器上的图像滚动。另一例子是用笔拍打数字化纸簿，这等效于按下鼠标按钮。

再看这个例子，用笔快速连拍两次的结果与用户快速连按两次鼠标左按钮的结果相同。

然而在鼠标或轨迹球与纸簿上的笔之间有一个区别。纸簿上的笔具有由纸簿尺寸所限定的固定的有限制的有效区。另一方面，鼠标可用在任何尺寸的平面上，只需简单地提起再放下定位即可，而轨迹球从来没有受到有效区的任何限制。当使用带笔的纸簿时，此限制的有效区形成了一个特殊情况。如用户不留意地将笔冲出纸簿，则笔的任何操作，例如笔向上轻击或拍打都不会产生任何动作。在此情况下，用户的输入即被忽视。此冲出纸簿有效区的操作使用户分散对图形显示器的注意力而暂时将注意力转向笔以观察笔是否真正地回至纸簿有效区。当用户希望在通用的面向图形的操作系统例如IBM的OS/2、微软的Windows或苹果的System 7支持下在极大化窗口的工具条上例如“Minimizebutton”图形显示区上选择外边界区时，这类过程特别麻烦。用户必须经常“搜索和轻击”以完成所需动作。这不但徒劳而且效率低。

因此，需要的是一个使用带有虚拟光标边界的纸簿式输入装置以便选择性地限制光标移动尤其在图形显示器的外边界区限制光标移动的笔写式计算机系统中的改进的方法和设备。

下列文件涉及笔写式计算机系统中处理图形显示器的外边界区的不同方法和设备。

1993年元月5日授权于Ito等人的美国专利5,177,328“信息处理设备”公开了一种透明覆盖层纸簿式输入装置，其有效区伸出于图形显示器区域之外。伸出于图形显示器区域之外的区域用于选择预定的系统过程。

1992年9月8日授权于Shima的美国专利5,146,049“使用数字化仪输入坐标的方法和系统”叙述了一种不透明的数字化纸簿，其区域的数字化分辨率大于或等于图形显示器的相应地重定位的映射区。

1994年2月22日授权于Freeman的美国专利5,289,168“用于选择显示模式的图像处理设备和控制器”公开了一种不透明纸簿，其有效区伸出于图形显示器的规定区域之外。在纸簿上伸出于图形显示器的规定区域之外的有效区上的笔的移动会改变图像的显示方式，例如滚动、放大等。

1988年元月19日授权于Schnarel，Jr等人的美国专利4,720,703“使用光标镜头的显示方法和设备”叙述了一种图形显示系统，其可观看屏幕信息区可由光标定镜头。当可观看屏幕信息区定镜头于图形显示器的可观看区之外时，光标被包括在此定镜头区域之内。

根据本发明，公开了一种在使用纸簿式输入装置的笔写式计算机系统中使用虚拟光标边界选择图形显示器的外边界区的改进方法和设备。该纸簿式输入装置具有一个由第二外有效边界包围的第一内有效区。当操作员在纸簿式输入装置的第一内有效区中选择性地移动指示装置时，可使光标相应地在图形显示器图像上移动。当操作员在第二外有效区中选择性地移动指示装置时，数字化平面使光标移动至相应的图形显示器边界位置。

在具体实施例中，所公开的一种信息处理设备包括一个用于在显示区域内显示图像的显示装置，一个连至显示装置并具有一个由第二外指示区包围的第一内指示区的纸簿式输入装置，以及一个连至纸簿式输入装置用于在第一内指示区或第二外指示区内选择一个用户指引位置的指示装置。此外，该系统包括一个连至显示装置和数字化仪、用于控制显示装置上的显示信息的显示控制器，后者如此控制以使第一内指示区映射至显示装置上的内显示区和第二外指示区映射至显示装置上的外显示边界。通常显示区和边界是矩形的，而纸簿式输入装置是一枝笔。此外，显示控制器也将由纸簿式输入装置的角落处所规定的众多有效指示角落自纸簿式输入装置映射至显示装置上的观看区域。

因此本发明的一个目的是提供一个笔写式计算机系统。

本发明的另一个目的是使用一个笔写式输入装置将包括数据和命令在内的用户信息输入的方法和设备。

本发明的又一个目的是提供一个在笔写式计算机系统中用于选择性地将光标置于矩形图形显示器的四角区域内的改进方法和设备。

本发明还有一个目的是提供一个在笔写式计算机系统中使用带有虚拟光标边界的纸簿式输入装置选择性地限制光标移动，尤其在图形显示器的外边界区限制光标移动的改进方法和设备。

为达到以上目的，所提供的笔写式计算机系统包括一个图形显示器，后者连至一个具有第一内指示区和第二外指示区的数字化纸簿。该图形显示器包括一个由显示边界包围的显示区。一个由用户指引的、连至数字化纸簿的指示装置具有在第一内指示区和第二外指示区之间的选择性移动。该计算机系统包括一个连至图形显示器的控制器，用于(1)当用户将指示装置指引入第一内指示区时，使光标在图形显示区内移动以及(2)当用户将指示装置指引入第二外指示区内时使光标沿图形显示器边界移动。

为实现本发明的优点，该数字化纸簿包括两个不同的指示区：内指示区和外指示区。如此方式，根据本发明在数字化纸簿上包括两个不同的指示区就克服了现有技术中冲出纸簿的缺点，同时便于用户选择图形显示器的外边界。

自下面在附图中阐述的本发明最佳实施例的更具体的描述中可以清楚地了解本发明的前述和其它目的、特征和优点。

在下面的详细的书面描述中本发明的以上的和附加的目的、特征和优点都会很明显。

本发明的可信的新特征在所附权利要求书中提出。然而，结合附图阅读阐述性实施例的下列详细描述后能最好地理解本发明及其最佳使用模式、进一步的目的和优点。附图中有：

图1是一个包括一个系统单元、一个图形显示器、一个透明覆盖型纸簿式输入装置和一枝笔的典型的现有技术的笔写式计算机组件的正视图；

图2是一个包括一个系统单元、一个图形显示器、一个不透明纸簿式输入装置和一枝笔的典型的现有技术的笔写式计算机组件的正视图；

图3描述根据本发明的计算机系统的框图；

图4是一个包括一个系统单元、一个图形显示器、一个带有一个内有效区和一个外有效区的数字化纸簿式输入装置和一枝笔的根据本发明的笔写式计算机组件的正视图；以及

图5是根据本发明的具有四个明确规定的外有效角落边界区的不透明纸簿式输入装置的另一实施例。

图3显示本发明的计算机系统的框图。最佳实施例的计算机系统是一个增强型IBM Aptiva个人计算机系统。然而熟悉技术的人知道本发明的机构和设备同等地适用于任何计算机系统，不论计算机系统是一个复杂的多用户计算设备或是一台单用户工作站都一样。如图3的分解图中所示，计算机系统100包括连至主存140的主要或中央处理单元(CPU)105，显示接口145，海量存储接口155和通信接口160。这些系统部件通过使用系统总线150而互连。虽然所示计算机系统100只包括单个主CPU和单个系统总线，应该理解本发明同样可应用于具有多CPU和多总线的计算机系统，这些CPU中每一个以不同方式完成不同功能。

最佳实施例中所用也称为输入/输出处理器的接口中的每一个包括单独的、完全编程的、用于减轻CPU 105的繁重处理负载的微处理器。然而熟悉技术的人知道，本发明同样可应用于单纯地使用IO适配器以完成类似功能的计算机系统。显示接口145用于将一个或更多个终端直接连至计算机系统100。这些终端可以是非智能化的或完全可编程的工作站，它们用于使系统管理程序和计算机程序与计算机系统100通信。通信接口160用于将其它计算机系统或工作站或两者都以网络形式接至计算机系统100。本发明并不局限于任何一种网络机构。计算机系统100可使用当前的模拟或数字技术或它们两者或通过未来的某些网络机构连至其它系统。通信接口160还提供与装置162的通信连接，后者可能是一个带笔的数字化纸簿或类似轨迹球或鼠标装置的其它类型的指示装置。此外，通信接口160还可以提供通过电话线与其它计算机系统的通信而不只限于网络配置。

例如DASD辅助处理器155的海量存储接口用于将例如DASD装置185的海量存储装置连至计算机系统100。

主存140包括应用程序110，编译程序172和操作系统165。虽然显示出的应用程序110和操作系统165驻留在主存140内，但熟悉技术的人知道以此种方式显示的这些实体代表以下事实：通常这些程序由较慢的海量存储器装入较快的主存以便执行。这样对这些程序的描述不应理解为它们必须全部地同时包含在主存140内。应该注意此处所用计算机系统存储器一词通常意味作为整体的计算机系统的存储器(也即主存140与由DASD装置185所代表的存储器)。熟悉技术的人能进一步了解到主存140中所示程序不必全部驻留在计算机系统100中。例如，应用程序110中的一个或更多个程序可驻留于另一系统中而与驻留于计算机系统100中的一个或更多个程序参加协同性处理。这些可使用例如远程过程调用(RPC)的有名的客户/服务器机构中的一种来完成。

编译程序172用于将源码编译为可执行码，这将在下面章节阐释。操作系统165是一个在工业中已知的OS/2操作系统那样的多任务操作系统；然而熟悉技术的人知道本发明的实质和范围并不局限于任何一种操作系统。

重要的是，虽然本发明以前在并将继续在一个具有完全功能的计算机系统的环境中进行描述，但熟悉技术的人知道本发明可通过软盘、CDROM、或其它可记录介质的形式，或通过例如调制解调器的任何类型电子传送机构作为软件产品散发出去。

操作系统中还提供了显示控制器170，它与指示装置162合用而实现虚拟边界，该指示装置162通常是图4和5中所示数字化纸簿。显示控制器170通过在图4中的屏幕和数字化纸簿上建立一个内指示区和一个外指示区而规定边界。如下面将更详细地描述的，这两个指示区允许用户选择图形显示器的外边界。

现参照图4，图中描述了一个例如图3中所描述系统的笔写式计算机系统400，它具有一个系统单元410和一个带有可观看屏区455的电气上连接的图形显示器450。图形显示器可以是工业中所用的任何已知类型，其中包括阴极射线管(CRT)和液晶显示器(LCD)技术两者。不透明纸簿式输入装置470电气上连至系统单元410。

不透明纸簿式输入装置包括一块塑料板和在塑料板内分别沿X和Y轴延伸的X极和Y极组成的网。不透明纸簿式输入装置470包含一个有效指示区475。有效指示区475包括由一个外有效指示区473包围的内有效指示区472。指示笔式仪表480在电气上连至不透明纸簿式输入装置470。指示笔480的移动由X极和Y极的网所检测并译成图形显示器450的可观看屏区455上的光标位置。重要的是应特别指出：其它可用的纸簿式输入装置技术包容于本发明的实质内。这些纸簿式技术包括基于光的传感器定位如红外定位，基于热的传感器定位和基于LED的传感器定位。所考虑的其它笔写式定位技术包括基于应力的技术、压电定位和基于电荷的耦合定位。

继续往下，内有效指示区472在电气上映射至图形显示器450的可观看屏区455上的光标位置，因而当指示笔480在内有效区472内移动时，在可观看屏区455内的图形光标也相应地移动。

外有效指示区473是一条宽度约为1/4英寸至1/2英寸的边界区。外有效指示区473至电气上映射至图形显示器450的可观看屏区455的边界，因而当指示笔480在外有效指示区473内移动时，图形光标即相应地沿着图形显示器450的可观看屏区455的边界移动。因此用户有可能简单地将指示笔480在外有效指示区473内移动而选择可观看屏区455的可观看外边界。即使在实施例中可观看外边界只是由单条线的图形象素形成的极窄轮廓线，用户也能将指示笔480在外有效指示区473中移动而容易地选择此可观看外边界473。在此极窄轮廓线实施例中，沿屏幕边缘的可观看单线相应地映射至外有效指示区473。

在还有一个实施例中，图5阐述一个带有可观看屏区455的图形显示器。该可观看屏区包括众多可观看角落边界454。不透明纸簿式输入装置470的外有效指示区473包括众多有效指示角落474。每个有效指示角落474相应地映射至可观看角落边界454，因而当指示笔480在有效指示角落474内移动时，图形光标在相应的可观看角落边界454处停留不动。

虽然本发明是参照最佳实施例具体地显示和描述的，但熟悉技术的人知道可在不背离本发明的实质和范围的情况下在形式和细节上进行不同修改。

Claims (10)

1.一种信息处理设备，包括：

一个带有显示区的用于显示图像的显示装置；

一个连至所述显示装置带有一个由一个第二外指示区包围的第一内指示区的纸簿式输入装置；

一个连至所述纸簿式输入装置用于或通过所述第一内指示区或通过所述第二外指示区选择用户所指引的位置的指示装置；以及

一个连至所述显示装置和所述数字化仪的显示控制器，所述显示控制器对所述显示装置上的显示信息进行控制以使所述第一内指示区映射至所述显示器上的一个显示区及所述第二外指示区映射至所述显示器上的一个外显示边界。

2.权利要求1的信息处理设备，其特征在于所述显示区和所述显示边界是矩形的。

3.权利要求1的信息处理设备，其特征在于所述纸簿式输入装置是一枝笔。

4.一种信息处理设备，包括：

一个在显示区内显示图像的显示装置；

一个连至所述显示装置、带有一个由一个具有四条边的第二矩形外指示区包围的第一矩形内指示区的纸薄式输入装置，所述矩形指示区的所述四条边中的每一条边与另一条边相交以形成角落指示区；

一个连至所述纸薄式输入装置、用于在所述第一内指示区、所述第二外指示区和所述角落指示区之间选择用户指引的位置的指示装置；以及

一个连至所述显示装置和所述数字化仪的显示控制器，所述显示控制器对所述显示装置上的显示信息进行控制以使所述第一内指示区映射至一个显示区，使所述第二外指示区映射至一个外显示边界，及使所述角落指示区映射至相应的角落显示边界。

5.权利要求4的信息处理设备，其特征在于在所述显示区和所述显示边界是矩形的。

6.权利要求4的信息处理设备，其特征在于所述纸簿式输入装置是一枝笔。

7.一种可在信息处理设备上运行的计算机软件产品，所述信息处理设备具有一个带有一个显示区用于显示图像的显示装置，一个连至所述显示装置、具有一个由一个第二外指示区包围的第一内指示区的纸簿式输入装置，和一个连至所述纸簿式输入装置用于或通过所述第一内指示区或通过所述第二外指示区选择用户指引的位置的指示装置，所述计算机软件产品包括：

一个计算机可读介质；以及

一个存放于所述计算机可读介质上并可在所述信息处理设备上执行的计算机可用码装置，用于对所述显示装置上的显示信息进行控制，以使所述第一内指示区映射至所述显示区及使所述第二外指示区映射至所述外显示边界。

8.权利要求7的计算机软件产品，其特征在于所述显示区和所述显示边界是矩形的。

9.权利要求7的计算机软件产品，其特征在于所述纸簿式输入装置是一枝笔。

10.权利要求7的计算机软件产品，其特征在于所述显示控制器码装置将众多有效指针角落自所述纸簿式输入装置映射至所述显示器上的所述观看角落边界。

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