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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Positionieren eines Graphikcursors
auf einer Computeranzeige und auf eine Positionierungsvorrichtung,
die sowohl eine absolute als auch relative Positionierung ermöglicht.
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Hintergrund
der Erfindung
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Der
Stand der Technik enthält
viele Vorrichtungen zum Positionieren eines Graphikcursors innerhalb
einer graphischen Benutzerschnittstelle (GUI; graphics user interface).
Beispiele von bekannten Eingabe- oder Positionierungsvorrichtungen
umfassen Tastfelder, Berührungsbildschirme,
Steuerungsbälle,
Computertabletts und Computermaus-Produkte. Diese Vorrichtungen
verwenden entweder Absolut- oder Relativ-Positionierungsschemata,
um eine Platzierung eines Cursors an einem gewünschten Ort zu erreichen.
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Absolutpositionierungsschemata
sind üblicherweise
in Vorrichtungen implementiert, wie z. B. Graphik-Tabletts und Berührungsbildschirmen.
Bei der absoluten Positionierung besteht eine Eins-zu-Eins-Korrespondenz
zwischen einem Punkt auf der Positionierungsvorrichtung und einem
Punkt auf dem Computerbildschirm. Somit führt eine Bezeichnung eines
Punkts auf der Positionierungsvorrichtung zu einer vordefinierten
Antwort an der entsprechenden Position auf dem Computerbildschirm.
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Nachteile
einer absoluten Positionierung umfassen, dass die Vorrichtungen
dazu neigen, relativ groß zu
sein, um die Anzahl von auswählbaren
Punkten auf der Eingabevorrichtung zu maximieren, dass die Vorrichtungen
zu einem Mangel an Präzision
neigen (d. h. eine Feinpositionierung kann nicht erreicht werden)
und die Vorrichtungen häufig
anfällig
für Ausrichtungsprobleme
sind, bei denen es schwierig ist, wenn spezifische Positionen auf
der Eingabevorrichtung wiederholt in denselben Punkt auf dem Computerbildschirm übersetzt
werden müssen.
Relativpositionierungsschemata werden üblicherweise bei Vorrichtungen
verwendet, wie z. B. Steuerungsbällen,
Mäusen
und Tastfeldern etc. Bei der relativen Positionierung wird ein Graphikcursor
positioniert durch Bewegen einer Eingabevorrichtung relativ zu ihrer
aktuellen Position. Relativpositionierungsschemata treffen im Allgemeinen
einen Kompromiss zwischen der effektiven Handhabung von großen Graphikcursorbewegungen
und einer Feinpositionierung. Das Ergebnis dieses Kompromisses ist
häufig eine
Positionierungsvorrichtung, die weder gewünschte Pegel einer großen Graphikcursorbewegung
noch eine Feinpositionierung erreicht.
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Ein
verwandtes Positionierungsschema ist eine beschleunigungsbasierte,
relative Positionierung. Bei diesem Schema entspricht die Rate,
mit der die Eingabevorrichtung beschleunigt wird, der Rate, mit
der der Graphikcursor bewegt wird. Während beschleunigungsbasierte
Techniken sowohl eine Feinpositionierung als auch große Graphikcursorbewegungen
ermöglichen,
ist ihr Entwurf und ihre Implementierung kompliziert. Die Verwendung
von beschleunigungsbasierten Vorrichtungen kann auch frustrierend
sein, nicht nur für
neue Benutzer, sondern auch für
erfahrene Benutzer, die an eine Vorrichtung mit einer etwas unterschiedlichen
Beschleunigungsempfindlichkeit gewöhnt sind.
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Das
U.S.-Patent Nr. 5,327,161, erteilt am 5. Juli 1994 an James Logan
und Blair Evans, ist repräsentativ
für Positionierungsvorrichtungen
gemäß dem Stand
der Technik. Während
Positionierungsvorrichtungen gemäß dem Stand
der Technik zu der Weiterentwicklung von Computer/Benutzer-Schnittstellen
beigetragen haben, besteht weiter Raum zur Verbesserung. Zum Beispiel
zu Zeiten, zu denen ein Benutzer eine absolute Positionierung erwünscht, um
sich sofort zu einer gewünsch ten
Position auf einem Bildschirm zu bewegen. Zu anderen Zeiten wünscht ein
Benutzer möglicherweise
eine relative Positionierung für
eine effiziente Platzierung eines Graphikcursors relativ zu seiner
vorangehenden Position, z. B. beim Positionieren eines Graphikcursors zwischen
Textzeichen.
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Es
besteht somit ein Bedarf nach einer Positionierungsvorrichtung,
die sowohl eine absolute Positionierung, z. B. für große Graphikcursorbewegungen,
als auch eine relative Positionierung, z. B. für eine feine Platzierung eines
Graphikcursors, bereitstellt.
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Die
WO 95/09402 beschreibt eine Tastfeld-Cursorsteuervorrichtung mit
Absolut- und Relativ-Positionierungsoperationsmodi.
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Die
GB 2266038 A beschreibt
eine Berührungsbildschirmzeigevorrichtung
für eine
absolute Positionierung eines Zeigers. Die Berührungsbildschirm-Zeigevorrichtung
ist mit einer separaten Zeigevorrichtung verbunden, wie z. B. einer
Maus, für eine
relative Positionierung des Zeigers.
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Die
WO 96/07966 beschreibt einen Objektpositionsdetektor, der unterschiedliche
Typen einer Positionierung beschreibt, unter Verwendung von Tastfeldzeigevorrichtungen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Dementsprechend
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Erreichen sowohl einer absoluten als auch relativen Positionierung
bei einer Computer- (oder einer anderen elektronischen Vorrichtung)
Eingabevorrichtung zu erreichen.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Eingabevorrichtung
zu schaffen, die in der Lage ist, sowohl eine absolute als auch
relative Positionierung eines Graphikcursors oder ähnlichem zu
erreichen.
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Es
ist ebenfalls ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Computer
oder eine andere elektronische Vorrichtung bereitzustellen, die
eine solche Eingabevorrichtung einlagert.
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Diese
und verwandte Ziele der vorliegenden Erfindung werden erreicht durch
Verwenden der Vorrichtung und des Verfahrens zum Erreichen sowohl einer
absoluten als auch relativen Positionierung eines Graphikcursors,
wie hierin beschrieben wird.
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Die
vorliegende Erfindung ist durch Anspruch 1 und 4 definiert.
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Das
Erreichen der vorangehenden und verwandten Vorteile und Merkmale
der Erfindung sollte für
Fachleute auf dem Gebiet besser offensichtlich sein nach dem Überprüfen der
nachfolgenden detaillierteren Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit
den Zeichnungen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Laptop- oder Notebook-Computers mit einem Tastfeld
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht eines Tastfeldes gemäß der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
ein Flussdiagramm einer Logik, die die Operation eines Tastfeldes
in einer Textverarbeitungsanwendung gemäß der vorliegenden Erfindung implementiert.
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4 ist
ein Ausführungsbeispiel
einer Tastatur gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung
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Bezug
nehmend auf 1 ist eine perspektivische Ansicht
eines Laptop- oder Notebook-Computers 5 mit einem Tastfeld 20 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Der Computer 5 umfasst Komponenten,
wie z. B. einen Prozessor oder eine Verarbeitungslogik 6,
einen Speicher 7 (diese zwei sind in gestrichelten Linien
gezeigt, da sie intern sind), ein alphanumerisches Tastenfeld 9 und
einen Anzeigebildschirm 10. Der Computer 5 umfasst
ferner ein Tastfeld 20 zur Verwendung beim Steuern eines
Graphikcursors, wie z. B. eines Cursorpfeils 12 oder ähnlichem.
Steuerknöpfe 21, 22,
analog zu der rechten und linken Klicktaste einer Maus, können ebenfalls
vorgesehen sein, wie bekannt ist (obwohl Alternativen zu solchen
Knöpfen
nachfolgend erörtert werden).
Ein Trackpad 20 in Verbindung mit der Verarbeitungslogik 6 liefert
eine absolute und relative Positionierung des Graphikcursors 12.
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Bezug
nehmend auf 2 ist eine Draufsicht eines
Tastfeldes 20 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Das Tastfeld 20 umfasst vorzugsweise eine
bekannte Tastfeldoberfläche 23,
die eine Anzeige des Punkts auf der Oberfläche des Tastfeldes liefert,
den ein Finger oder Stift eines Benutzers oder ähnliches berührt. Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist das Tastfeld 20 zumindest 50 Punkte pro lineares
Zoll auf. Geeignete Tastfeldoberflächen sind in der Technik bekannt.
In dem nachfolgenden Text wird zuerst die Operation des Tastfeldes 20 beschrieben,
gefolgt von einer Beschreibung einer Logik, durch die die Operation
erreicht wird.
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Das
Tastfeld 20 weist bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
Abmessungen von ungefähr
2 Zoll × 2
Zoll auf, so dass es ohne weiteres in einem Notebook-Computer (1),
einer Tastatur (4), einer alleinstehenden Einheit
oder ähnlichem
installiert werden kann. Es sollte jedoch erkannt werden, dass das
Tastfeld jegliche gewünschten
Abmessungen aufweisen kann, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Das Tastfeld 20 weist vorzugsweise
zwei Markierungen 25, 26 für eine visuelle und/oder taktile
Referenz auf. Diese Markierungen können ein physisches Relief
aufweisen, so dass sie durch Berührung
bestimmt oder aufgemalt werden können
oder ähnliches.
Unabhängig davon,
wie sie verkörpert
sind, sind Markierungen 25, 26 über oder
ausgerichtet mit entsprechenden Regionen der Tastfeldoberfläche bereitgestellt,
wie nun erörtert
wird.
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Eine
Markierung ist eine Linie 26, die ungefähr ½ Zoll oder Zoll von einem
Rand (dem oberen Rand in 2) des Tastfeldes vorgesehen
ist. Die Linie 26 unterteilt das Tastfeld 20 in
eine erste Region 30, die ungefähr 1 ½ Zoll × 2 Zoll ist und auf einen Computerbildschirm
abbildet, wie z. B. Bildschirm 12 aus 1.
Es sollte erkannt werden, dass diese Region eine Form analog zu
der eines Computerbildschirms aufweist, d. h. die horizontale Abmessung
ist größer als
die vertikale Abmessung. Punkte in der Region 30 bilden
auf entsprechende Punkte in einem zugeordneten Anzeigebildschirm
ab, so dass eine absolute Positionierung erreicht werden kann. Die Bezeichnung
eines Punkts in der Region 30, mit einem Finger oder Stift
oder ähnlichem
(hierin nachfolgend bezeichnet als ein „Finger"), ruft vorzugsweise eine Softwareroutine
auf, die durch die Verarbeitungslogik 6 oder eine entsprechende
Logik ausgeführt
wird (wird nachfolgend detaillierter Bezug nehmend auf 3 erörtert),
die einen vordefinierten Graphikcursor zu einem Ort auf dem zugeordneten Anzeigebildschirm
bewegt, der dem berührten
Punkt entspricht.
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Da
das Tastfeld 20 klein im Vergleich zu einem Anzeigebildschirm
sein kann, liegen vielleicht nicht ausreichend Punkte auf dem Tastfeld 20 vor,
um eine genaue Platzierung eines Graphikcursors zu ermöglichen.
Eine relative Positionierung wird daher vorzugsweise verursacht,
um diese feine Platzierung zu erreichen und ein Punkt oder ein Ort 25 liefert
vorzugsweise einen Referenzpunkt für eine relative Positionierung.
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Nachdem
ein Punkt in Region 30 durch einen Finger berührt wurde
(absolute Positionierung), verursacht die Aktion des Schiebens dieses
Fingers (im Gegensatz zum Heben des Fingers von dem Tastfeld) vorzugsweise
eine relative Positionierung. Der Graphikcursor (auf Bildschirm 12)
bewegt sich nicht, während
der Finger hin zu Punkt 25 bewegt wird, eine Bewegung weg
von dem Punkt verursacht jedoch, dass sich der Cursor in dieser
Richtung bewegt. Eine Bewegung von einem berührten Ort wird vorzugsweise
unter Verwendung eines x-y-Koordinatensystems
verarbeitet.
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Die
Region über
der Linie 26 (Region 31) ist bereitgestellt, so
dass ein Benutzer eine relative Positionierung direkt aufrufen kann.
Wenn ein Benutzer seinen Finger erstmals in Region 31 platziert,
d. h. über
Linie 26, und dann seinen Finger hin zu Punkt 25 schiebt,
dann wird eine relative Positionierung aufgerufen.
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Um
die bevorzugte Operation des Tastfeldes 20 zu betonen,
werden die nachfolgenden vier Operationsprinzipien angenommen:
- (1) Wenn ein Finger erstmals einen Kontakt
mit dem Tastfeld herstellt, wenn der Punkt des Kontakts unter der
horizontalen Linie 26 ist, dann wird der Graphikcursor
direkt zu dem Punkt auf dem Anzeigebildschirm bewegt, der dem Punkt
in dem unteren Bereich 30 des Tastfeldes entspricht, wo ein
Kontakt hergestellt wurde. Das Herstellen eines Kontakts mit dem
Tastfeld über
der Linie 26 ändert
die Position des Graphikcursors nicht.
- (2) Das Schieben eines Fingers hin zu dem mittleren Bildpunkt
von jeglichem Punkt auf dem Tastfeld (wobei ein Kontakt mit dem
Feld beibehalten wird, wenn der Finger geschoben wird) bewegt den
Graphikcursor nicht.
- (3) Das Schieben eines Fingers weg von dem mittleren Bildpunkt
von jeglichem Punkt auf dem Tastfeld (wobei wiederum ein Kontakt
mit dem Tastfeld beibehalten wird) bewegt den Graphikcursor in der
Richtung, die durch die Richtung angezeigt wird, in der der Finger
geschoben wird.
- (4) Die Distanz oder die Rate der Geschwindigkeit, mit der der
Graphikcursor bewegt wird, ansprechend auf eine Auswärtsbewegung
des Fingers, ist eine Funktion der Distanz des Fingers von dem mittleren
Bildpunkt. Eine Bewegung in der Nähe des Randes des Tastfeldes
führt vorzugsweise
zu einer größeren Bewegung
des Graphikcursors als eine Bewegung in der Nähe des mittleren Bildpunkts.
Es wird darauf hingewiesen, dass ein fließender Übergang von kleinen Bewegungen
des Graphikcursors zu großen
Bewegungen erfolgen sollte, wenn der Finger auswärts geschoben wird, der Übergang
muss jedoch nicht linear sein.
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Bezug
nehmend auf 3 ist ein Flussdiagramm einer
Logik, die die Operation des Tastfeldes 20 in einer Textverarbeitungsanwendung
gemäß der vorliegenden
Erfindung implementiert, gezeigt. Es sollte erkannt werden, dass
das Flussdiagramm aus 3 für eine darstellende Textverarbeitungsanwendung
ist und sich die Bildung von Graphikcursorn bei anderen Textverarbeitungsanwendungen
und bei Nichttextverarbeitungsanwendungen (z. B. Tabellenkalkulationsanwendungen,
Entwurfsanwendungen etc.) unterscheiden kann, ohne von dem Schutzbereich
der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Logik aus 3 als Software implementiert, die
durch den Prozessor des Computers ausgeführt wird, mit dem das Tastfeld
verwendet wird, z. B. Prozessor 6 von Computer 5.
Diese Software kann als Vorrichtungstreibersoftware installiert
sein. Wo angemessen, erzeugt die Logik aus 3 Signale
(z. B. Ausgangssignale), die mit einer bekannten Anzeigegraphikerzeugungslogik
in Wechselwirkung treten, um die Computer- oder eine andere Elektronikvorrichtungs-Anzeige
zu erzeugen.
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Bei
Schritt 102 wird eine Bestimmung dahin gehend ausgeführt, ob
das Tastfeld 20 berührt
wurde. Ist dies der Fall, wird bei Schritt 104 dahin gehend eine
Bestimmung durchgeführt,
ob Region 30 berührt wurde,
wodurch eine absolute Positionierung aufgerufen wird. Wenn Region 30 berührt wurde,
wird ein Positionsanzeigegraphikcursor in der Auf-Bildschirm-Anzeige
zu einer Position bewegt, die dem berührten Punkt entspricht (Schritt 106).
Wenn Region 30 nicht berührt wurde, dann wurde standardmäßig Region 31 berührt, die
eine relative Position aufruft.
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Bei
Schritt 122 wird dahin gehend eine Bestimmung gemacht,
ob der Finger weg von der Mitte (oder einer anderen bestimmten Referenzposition) des
Tastfeldes bewegt wird.
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War
dies der Fall, dann wird ein relativer Bewegungskoeffizient basierend
auf der Position des Fingers relativ zu der Mitte des Tastfeldes
berechnet (Schritt 123). Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird der Betrag der relativen Bewegung erhöht, wenn sich die Distanz von
der Mitte erhöht
(wie nachfolgend detaillierter erörtert wird). Bei Schritt 124 wird
der Positionsanzeigegraphikcursor um den entsprechenden relativen
Betrag bewegt. Dieses oder ähnliche
Schemata liefern eine relative Beschleunigungs-Typ-Positionierung.
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Bei
Schritt 110 wird eine Verarbeitung in Bezug auf die neue
Graphikcursorposition ausgeführt. Dies
kann das Implementieren von Drag and Drop (Ziehen und Fallenlassen)
oder Cut and Paste (Ausschneiden und Einfügen) oder ähnliches umfassen.
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Wenn
der Finger bei Schritt 108 weggenommen wird, dann fährt der
Fluss mit Schritt 102 fort. Wenn der Finger nicht weggenommen
wird, dann fährt
der Fluss mit Schritt 122 fort.
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Bezug
nehmend genauer gesagt auf die Verarbeitung von Schritt 110,
die ansprechend auf das Klicken auf eine herkömmliche Maus aufgerufen werden
kann, sollte erkannt werden, dass Alternativen zum Drücken einer
Maustaste oder ähnlichem
zum Implementieren einer Graphikcursorbewegung denkbar und innerhalb
der vorliegenden Erfindung sind. Solche Alternativen können das
Erfassen der Berührung
einer zweiten unterschiedlichen Position auf dem Tastfeld 20 umfassen.
Die Erfassung einer zweiten unterschiedlichen Berührung könnte gleich
behandelt werden wie das Drücken
eines Steuerknopfes. Ein alternatives Ausführungsbeispiel wurde erdacht,
das das Anfassen des Tastfeldbildschirms umfasst. Bei diesem Ausführungsbeispiel
wird ein zusätzlicher
Parameter hinzugefügt,
wie z. B. Zeit, der auf ein Anfassen oder mehrere Anfassvorgänge antworten
würde,
die innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode auftreten. Wenn ein
zweites unterschiedliches Berühren
des Tastfeldes innerhalb dieser vorbestimmten Zeitperiode erfasst
wird, wird ein Steuersignal erzeugt. Dieses Steuersignal könnte so
behandelt werden wie das Drücken
eines Steuerknopfes oder das Ausführen einer anderen Funktion.
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Detaillierter
Bezug nehmend auf die Verarbeitung von Schritt 123, kann
ein ortsbasiertes, relatives Positionsschema implementiert sein,
wie nun beschrieben wird. Die nachfolgenden Parameter sind wie angegeben
definiert:
- Xa
- x-Koordinate der alten
Fingerposition auf dem Tastfeld
- Ya
- y-Koordinate der alten
Fingerposition auf dem Tastfeld
- Xb
- x-Koordinate der neuen
Fingerposition auf dem Tastfeld
- Yb
- y-Koordinate der neuen
Fingerposition auf dem Tastfeld
- X0
- x-Koordinate des mittleren
Bildpunkts auf dem Tastfeld
- Y0
- y-Koordinate des mittleren
Bildpunkts auf dem Tastfeld
- Px
- x-Koordinate des aktuellen
Graphikcursors auf dem Bildschirm
- Py
- y-Koordinate des aktuellen
Graphikcursors auf dem Bildschirm
- Qx
- x-Koordinate des nächsten Graphikcursors auf
dem Bildschirm
- Qy
- y-Koordinate des nächsten Graphikcursors auf
dem Bildschirm
- K
- Konstante, abhängig von
bestimmten Hardwarecharakteristika
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Es
ist das Ziel, Qx und Qy aus den anderen, oben aufgelisteten Parametern
zu berechnen. Angenommen, dass die Kriterien für eine absolute Positionierung
beibehalten werden,
Falls (X0 < Xa) und (Xa < Xb)
Dann Qx = Px + K·(Xa – X0)·(Xb – Xa)
Sonst
wenn (X0 > Xa) und
(Xa > Xb)
Dann
Qx = Px – K·(X0 – Xa)·(Xa – Xb)
Sonst
Qx = Px
Falls (Y0 < Ya)
und (Ya < Yb)
Dann
Qy = Py + K·(Ya – Y0)·(Yb – Ya)
Sonst
wenn (Y0 > Ya) und
(Ya > Yb)
Dann
Qy = Py – K·(Y0 – Ya)·(Ya – Yb)
Sonst
Qy = Py.
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Bezug
nehmend auf die obige Konstante K bestimmt diese Konstante die Größe der Bewegung der
Graphikcursorposition relativ zu der Bewegung auf der Tastfeldoberfhäche. Die
Konstante ist abhängig
von Größe und Auflösung des
Bildschirms, Größe und Auflösung des
Tastfeldes und Abtastrate der Tastfeldposition.
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Bezug
nehmend auf 4 ist ein Ausführungsbeispiel
einer Tastatur 50 gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Die Tastatur 50 besteht aus einem alphanumerischen
Tastenfeld oder ähnlichem 9,
wie z. B. dem, das sich auf herkömmlichen
Computertastaturen befindet. Die Tastatur 50 umfasst ferner
ein Tastfeld 20 und bei zumindest einem Ausführungsbeispiel
Steuerknöpfe 21, 22 (oder
eine Entsprechung derselben).
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Es
wird natürlich
darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung oben ausschließlich beispielhaft
beschrieben wurde und Modifikationen an Details innerhalb des Schutzbereichs
der Erfindung ausgeführt
werden können.