FI94467C - Mikroprosessoripohjainen näyttölaite - Google Patents

Description

1 94467

Mikroprosessoripohj ainen näyttölaite

Keksinnön kohteena on mikroprosessoripohjainen näyttölaite, joka käsittää käyttäjän operoimat välineet 5 näyttölaitteen säätöjen ja asetusten suorittamiseksi.

Tietokonejärjestelmät, kuten tavanomainen henkilökohtainen tietokone, käsittävät yleensä keskusyksikön 1, johon voi olla kytketty näppäimistö 12, hiiriohjain 3 sekä näyttölaite 5 (monitori), kuten kuviossa 1 on havainnolle) listettu. Kuten tunnettua tietokoneen keskusyksikkö 1 käsittää videonäytönohjaimen (esim. VGA-ohjain), jonka synnyttämä videosignaali/signaalit syötetään videoliitännän ja videokaapelin 4 kautta näyttölaitteelle 5. Perinteiselle näyttölaitteelle on ollut ominaista, että se on tukenut 15 vain yhtä näyttöstandardia, joka on määräytynyt keskusyksikössä 1 käytetyn näytönohjaimen mukaan.

Nykyisin yleistyvät nopeasti erilaiset itsenäisen mikroprosessoriohjauksen sisältävät monitorit/näyttölait-teet, jotka pystyvät toimimaan useiden eri näyttöstandar-20 dien tai -moodien kanssa, esimerkiksi erilaisilla näyttö-resoluutioilla EGA-resoluutiosta aina 1280 x 1024 -resoluutioon asti. Tällaisia monitoreja kutsutaan yleisesti ns. monitaajuus- eli multisync-monitoreiksi. Multisync-monitori kykenee vaihtamaan nopeasti näyttömoodista toi-25 seen senhetkisestä käyttösovellutuksesta riippuen. Etenkin epästandardien näyttömoodien tapauksessa saattaa kuitenkin olla ongelmana, että kuvaruudulla näytetyn kuvan paikan ja koon säädöt tai muut vastaavat säädöt eivät ole aivan kohdallaan siirryttäessä näyttömoodista toiseen. Tämän takia 30 multisync-monitori tarvitsee useita erillisiä säätimiä kuvan ulkoasuun liittyvien ominaisuuksien säätämiseksi.

Aikaisemmat näyttölaitteen säätöratkaisut ovat perustuneet kuviossa 1 esitetyn tyyppiseen tietokonelaitteiston rakenteeseen. Tällöin näyttölaite 5 on varustettu 35 säätimillä/säätöyksiköllä 9, jonka toteuttaminen on helppoa mutta kallista. Säätöyksikkö 9 on yleensä käyttäjän 2 94467 kannalta helppotajuinen mutta ei välttämättä helppokäyttöinen. Käyttösäätimet on yleensä sijoitettu käyttäjän ulottuville monitorin etu- tai takaosaan, mutta monitorin säätämiseksi käyttäjän täytyy kurottautua lähemmäksi moni-5 toria, jolloin kuvan säädettävän ominaisuuden muuttaminen ja arvioiminen normaalia käyttötilannetta ja -etäisyyttä vastaavaksi vaikeutuu. Käyttäjäsäätöyksikkö 9 lisäksi rajoittaa ja vaikeuttaa monitorin 5 muotoilua ja mekaanista rakennetta, koska nykyisissä monitoreissa elektroniikka on 10 tyypillisesti sijoitettu yhdelle piirilevylle, johon sisältyy myös mainittu säätöyksikkö. Monitorin rakenteen myöhempi muuttaminen on hankalaa, ellei jopa mahdotonta. Tehdassäätöjen esiasennus samoinkuin huoltosäätö on mahdollista, mutta hankalaa ja hidasta (manuaalisesti). Kaik-15 kia säätöjä ei välttämättä ole mahdollista säätää monitorin oman säätöyksikön kautta.

Tunnetaan myös ratkaisuja, joissa näyttölaitteen 5 säätö pyritään suorittamaan jollakin epästandardin omaisella ohjauksella keskusyksiköstä 1 päin esim. Windows-20 tyyppisen säätöikkunan kautta. Viimeksi mainittua lähestymistapaa edustaa patenttihakemus FI-914435, jossa esitetään keskusyksikön ja näyttölaitteen välinen tiedonsiirto näytönohjaimen ja videoliitännän kautta. Tämän tyyppisestä säädöstä saa käyttäjän kannalta helppotajuisen, mutta se 25 ei ole käyttöominaisuuksiltaan aivan yksinkertainen: joka * kerran kun käyttäjä haluaa säätää monitoria, hänen täytyy keskeyttää sillä hetkellä käytössä oleva sovellus ja ladata säätöohjelma käyttöön. Edellä mainitun ladattavuuson-gelman lisäksi voi esiintyä näytönohjaimen ja tiedonsiir-30 toväylän hitaudesta johtuen käyttäjälle näkyvää säätövii-. vettä. Lisäksi näytöllä olevan säätöikkunan tulisi pysyä jatkuvasti näytön kuva-alueella, ts. säätöikkuna ei saisi . liikkua, kun kuvan paikkaa säädetään. Tarvittava säätöoh-jelmisto on suunniteltava erikseen kullekin käyttöjärjes-35 telmälle (DOS, Windows, OS/2, Unix, jne), minkä vuoksi se on työläs ja kallis kehittää sekä ylläpitää. Lisäksi saat- 3 - 94467 taa esiintyä yhteensopivuusongelmia tiedonsiirtoväylän osalta. Tällainen monitorin säätöratkaisu ei sovi hyvin loppukäyttäjälle vaan paremminkin tehtaan tai huollon esitä! muutosasetusten siirtoon. Tällöin itse säätötoimenpi-5 teen ajoitus/vaste ei ole kriittinen, koska ei säädetä suoranaisesti näkyvillä olevaa kuvaa vaan tallennetaan säätöparametrit monitorin muistiin tulevaa käyttöä varten.

Esillä olevan keksinnön päämääränä on uusi yksinkertainen, halpa ja helppokäyttöinen videonäytön säätöta-10 pa.

Tämä saavutetaan johdannossa esitetyn tyyppisellä prosessoripohjaisella näyttölaitteella, jolle on keksinnön mukaisesti tunnusomaista, että näyttölaite käsittää lii-täntävälineet erillisen hiiriohjaimen, näppäimistön ja/tai 15 muun vastaavan käyttöliittymän kytkemiseksi näyttölaitteen kautta videosignaalilähteenä toimivalle tietokoneelle, ja että välineet näyttölaitteen säätöjen tai asetusten suorittamiseksi käsittävät mainitun erillisen hiiriohjaimen, näppäimistön ja/tai muun vastaavan käyttöliittymävälineen, 20 joka on mainittujen liitäntävälineiden kautta kytketty näyttölaitteen sisällä mikroprosessoriohjaukselle.

Keksinnön perusajatuksena on suorittaa näyttölaitteen säädöt, joihin on perinteisesti tarvittu näyttölaitteeseen liittyvä säädinyksikkö, käyttäen näppäimistöä, 25 hiiriohjainta tai muuta vastaavaa standardinomaista käyt- * töliittymää. Tällöin kyseinen käyttöliittymä kytketään keskusyksikön sijasta ensin näyttölaitteeseen ja vasta sieltä keskusyksikölle. Näyttölaitteen sisällä käyttöliittymän signaalit on kytketty myös näyttölaitteen mikro-20 prosessorille, niin että käyttäjä voi käyttöliittymän avulla ohjata mikroprosessoria ja sitä kautta suorittaa haluamansa säädöt tai asetukset. Käyttöliittymäväylä tietokoneen keskusyksikölle katkaistaan säädön ajaksi joko manuaalisesti tai näyttölaitteen mikroprosessorin toimes-25 ta.

Keksinnön avulla saavutetaan moninaisia etuja: 4 - 94467 - Näyttölaite ei tarvitse omia säätimiä, minkä seurauksena näyttölaitteen rakenne yksinkertaistuu ja halpe-nee ja sen muotoilu helpottuu.

- Koska näyttölaitteen säätämiseen käytetään tieto-5 konejärjestelmän olemassa olevaa näppäimistöä ja/tai hiirtä (tai mahdollisesti muuta säätöön soveltuvaa oheislaitetta), ei säätölaitteesta synny lisäkustannuksia.

- Tietokoneen näppäimistö ei aseta rajoja näyttölaitteen säädettävien ominaisuuksien lukumäärälle. Tarvit- 10 taessa säätöjä on helppo poistaa tai lisätä ilman, että itse näyttölaitteen mekaanista rakennetta tarvitsee muuttaa.

- Tietokoneen näppäimistöön tai hiireen perustuvalla säädöllä saadaan luoduksi moninaisia, edistyksellisiä 15 ja eri tavoin toteutettavia käyttäjäsäätöliityntöjä näyttölaitteen säätämiseksi.

- Ratkaisu on yhteensopiva olemassa olevien tietokone (PC)-järjestelmien kanssa.

- Keskusyksikön ei tarvitse osallistua monitorin 20 säätämiseen millään tavalla, minkä vuoksi ei tarvita ylimääräisiä, epästandardeja laiteohjainohjelmia.

- Säädössä ei esiinny ongelmia säätövasteen kanssa, koska säätöinformaatio kulkee lähes reaaliaikaisesti näppäimistöltä tai hiireltä suoraan näyttölaitteen mikro- 25 prosessorille.

- Näppäimistö ja hiiri saadaan kytketyksi suoraan kosketusetäisyydellä olevaan näyttöyksikköön eikä mahdollisesti kaukana olevaan keskusyksikköön. Tällöin itse keskusyksikkö voi olla näkymättömissä esim. pöydän alla ilman 30 että se vaikeuttaa näppäimistön/hiiren käyttöä ja kytken- *: tää järjestelmään. Tällöin ei myöskään tarvita pitkiä kaa peleita näppäimistöltä ja hiireltä.

- Kaikki säätämiseen tarvittavat liitynnät ovat helposti käyttäjän käden ulottuvilla, jolloin normaalia 35 työasentoa ei tarvitse muuttaa kuvan ominaisuuden säätöä 5 94467 arvioitaessa, - Monitorin ja PC s n välistä näppäimistö/oheislaite-liityntää voidaan käyttää kommunikaatioväylänä esim. tehdas- ja huoltoesiasetusten siirtämiseksi PCsltä monitorin 5 muistiin. Väylä voi olla kaksisuuntainen siten, että monitori voi myös lähettää esim. monitoritunnistetietoja PC:lie, - Oheislaitteiden välisten liitäntäkaapelien määrä ei kasva oleellisesti nykyisestään. Koska näppäimistö ja 10 hiiri liitetään näyttölaitteeseen kumpikin erikseen, vältytään aiemmin suunnitellulta kalliilta ratkaisulta näppäimistön ja hiiren yhteenliittämiseksi. Tällöin ei tarvitse sijoittaa kallista hiirierikoisliitintä halpaan ja standardinomaiseen PC-näppäimistöön, vaan siirretään tar-15 vittavat lisäkustannukset näyttölaitteeseen, joka aina tukee PC-näppäimistön ohjausta.

Keksintöä selitetään seuraavassa esimerkkien avulla viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 havainnollistaa tekniikan tason mukaista 20 tietokonejärjestelmää näyttölaitteineen, ja kuviot 2 ja 3 esittävät tietokonejärjestelmää, jossa käytetään keksinnön mukaista näyttölaitetta.

Kuvion 2 tietokonejärjestelmässä käyttöliittymä, esimerkkitapauksessa näppäimistö 2 ja hiiriohjain 3 on 23 kytketty vastaavasti kaapeleilla 8 ja 7 keksinnön mukaiselle näyttölaitteelle 25 ja sieltä edelleen yhteisellä kaapelilla 10 keskusyksikölle 1. Keskusyksikön 1 ja näyttölaitteen 25 välillä on myös tavanomaiseen tapaan video-kaapeli 4 videosignaalin siirtoa varten.

30 Näyttölaite 25 on mikroprosessoriohjattu näyttölai te, jonka toimintaa ohjaa ja tarvittavat säädöt suorittaa oma sisäinen mikroprosessorijärjestelmä 15. Mikroprosessori järjestelmä 15 voidaan ohjelmoida suorittamaan lähes mitä tahansa ohjauksia ja säätöjä, mutta käyttäjän kannal-35 ta tavanomaisimmat ovat erilaiset kuvaruudulla esitettävän 6 94467 kuvan asetukset, kuten koko, paikka, valoisuus, kontrasti, jne. Perinteisesti näyttölaitteessa on ollut näitä säätöjä varten omat säätimet, kuten säätimet 9 kuvion 1 näyttölaitteessa 5, joilla käyttäjä on voinut ohjata mikropro-5 sessorijärjestelmää 15.

Keksinnön mukaisessa näyttölaitteessa 25 käyttäjä suorittaa kaikki haluamansa säädöt näyttölaitteeseen kytketyllä käyttöliittymällä, kuten näppäimistöllä 2 tai hii-riohjaimella 3. Kuviossa 3 esitetyssä keksinnön ensisijai-10 sessa suoritusmuodossa näyttölaite 25 on tätä varten varustettu standardin mukaisella hiiriohjaimen liittimellä 11, johon hiiriohjain 3 on kytketty liitäntäkaapelilla 7, sekä standardin mukaisella näppäimistöliittimellä 12, johon näppäimistö 2 on kytketty liitäntäkaapelilla 8. Näyt-15 tölaitteen 25 sisällä on kulloistakin käyttöliittymää vastaavan standardin mukainen tiedonsiirtoväylä 14, joka kulkee liittimiltä 11 ja 12 kytkentäyksikön 17 kautta mikroprosessori järjestelmälle 15 sekä kolmannelle liittimelle 13, johon on kytketty liitäntäkaapeli 10, joka on toisesta 20 päästään kytketty keskusyksikön 1 sopivaan käyttöliittymä-liittimeen, tyypillisesti näppäimistö-/hiiriliittimeen. Sisäinen tiedonsiirtoväylä 14 sisältää samat signaalit kuin liitäntäkaapelit 7, 8 ja 10 ja on siten tavallaan vain niiden jatke näyttölaitteen 25 sisällä. Keksinnön 2.5 ensisijaisessa suoritusmuodossa näppäimistö 2, hiiriohjain 3 sekä liittimet 11, 12 ja 13 ovat PS/2-tyyppisiä.

Normaalikäytössä näppäimistön 2 ja hiiriohjaimen 3 tuottamat signaalit viedään kaapeleita 7 ja 8 pitkin liit-timille 11 ja 12 sekä sieltä sisäistä väylää 14 pitkin 30 liittimelle 13, josta signaalit kytketään liitäntäkaape-*ί lilla 10 keskusyksikölle 11. Toisin sanoen käyttöliitty-mäsignaalit vain kierrätetään näyttölaitteen 25 kautta, joka tarjoaa niille tarvittavan fyysisen liitännän liittimien 11 ja 12 muodossa.

35 Keksinnön mukainen säätö perustuu Kun monitorin 7 94467 säätö aloitetaan, kytkentäyksikkö 17 kytkee väylän 14 irti liittimeltä 13 ja näin katkaisee yhteyden keskusyksikölle 1, jotta vältetään virheohjaukset keskusyksikössä.

Säädön käynnistäminen ja kytkentäyksikön 17 ohjaus 5 voi tapahtua mikroprosessorin 15 toimesta seurauksena esim. näppäimistöltä annetulle käskylle tai manuaalisesti erillisellä kytkimellä.

Ensiksi mainitussa tapauksessa mikroprosessorijärjestelmä 15, joka on myös kytketty sisäiseen väylään 14, 10 on normaalissa toiminnan aikana tarkkailutoimintatilassa, jossa se tarkkailee väylän 14 signaaleja. Tarkkailutoimintatilassa mikroprosessorijärjestelmä reagoi vain ennalta määrättyyn signaaliin/merkkijonoon, jonka vaikutuksesta se siirtyy aktiiviseen säätötilaan ja ohjaa kytkentäyksikön 15 17 katkaisemaan liikenneyhteys keskusyksikölle 1. Tällöin kaikki käyttöliittymältä tulevat ja väylällä 14 liikkuvat signaalit ohjaavat näyttölaitteen säätöjä ja asetuksia. Tällöin mikroprosessorijärjestelmä 15 ohjaa Kun käyttäjä on suorittanut haluamansa säädöt, mikroprosessorijärjes-20 telmä 5 voidaan palauttaa takaisin tarkkailutoimintatilaan antamalla sille ennalta määrätty ohjaussignaali, jolloin mikroprosessorijärjestelmä 17 ohjaa kytkentäyksikön 17 kytkemään väylän 14 myös liittimelle 13.

Hyvältä näyttölaitteen säädöltä vaaditaan, että se 2T. on helppotajuinen ja yksinkertainen käyttää (eli ergonominen) sekä ilmaisee tavalla tai toisella missä säätötilassa ja missä kohdassa säätöaluetta ollaan. Käytännössä saattaa olla vaikeata, jopa mahdotontakin, toteuttaa ergonominen näyttölaitteen säätö ilman minkäänlaisia kytkimiä ja toi-30 minnonilmaisimia itse monitorissa.

Tämän takia keksinnön ensijaisessa suoritusmuodossa on pyritty yksinkertaisuuteen ja säätimien määrän minimointiin siten, että näistä hyvän säädön vaatimuksista ei jouduta oleellisesti tinkimään. Kuvioissa 2 ja 3 esitetyn 35 näyttölaitteen 25 etuosaan on sijoitettu säätöön liitty- 3 94467 väliä kytkin- ja merkkivaloyksiköllä 29, joka on esitetty tarkemmin kuviossa 4. Yksikkö 29 käsittää erillisen on/off-kytkimen 41, jolla käyttäjä manuaalisesti asettaa monitorin säätötilaan ja samalla kytkee väylän 14 irti 5 liittimeltä 13. Lisäksi yksikkö 29 käsittää kolme merkkivaloa (LEDiä) 42, 43 ja 44, jotka ilmaisevat vastaavasti eri säätötiloja: esim. kirkkauden-, kontrastin- ja kuvan paikansäätö.

Seuraavassa esitetään yksi esimerkki säätöaskelis-10 ta, joilla näyttölaitteen 25 säätöoperaatio voidaan suorittaa näppäimistöltä tai hiirellä: 1) Asetetaan näyttölaite 25 säätötoimintatilaan kytkimellä 41. Kytkin 41 katkaisee PC:lie 1 menevän näp-päimistö/hiiriväylän. Kaikki merkkivalot 42, 43 ja 44 sy- 15 tytetään hetkeksi säätötoimintatilaan siirtymisen merkiksi.

2) Näyttölaite 25 osoittaa sytytetyllä merkkivalolla säätötilan (kirkkaus, kontrasti, kuvan paikka). Näppäimistön 2 vaakasuuntaisilla nuolinäppäimillä tai hiiren 3 20 vasemmalla/oikealla painnikkeella askeltamalla voidaan siirtyä halutun säätötilan kohdalle. Halutun säätötilan kohdalla kuitataan kyseinen tila valituksi esimerkiksi painamalla näppäimistöllä 2 ENTER-näppäintä tai painamalla kaksi kertaa hiiren 3 vasenta painiketta.

2.5 3) Säädetään valittua kuvan ominaisuutta näppäimis tön 2 pysty- ja/tai vaakasuuntaisilla nuolinäppäimillä tai siirtämällä hiirtä 3 X/Y-suunnassa. Kun säädön maksimi-tai minimiraja saavutetaan, valitun säätötilan merkkivalo 42, 43 tai 44 alkaa vilkkua. Kun säätö on halutussa koh-30 dassa, säädön asetus kuitataan esim. painamalla näppäimis-*; töllä 2 ENTER-näppäintä tai painamalla kaksi kertaa hiiren 3 vasenta painiketta.

4) Poistutaan näyttölaitteen säätötoimintatilasta kytkimellä 41.

35 Edellä keksintöä on kuvattu PC-laitteistoympäris- 9 94467 tössä. Keksintö soveltuu kuitenkin käytettäväksi muissakin sovelluksissa, kuten esimerkiksi tietokonepäätteiden yhteydessä, jossa näppäimistö on jo muutenkin kytketty pää-tenäyttölaitteeseen.

5 Muutoinkin oheiset kuviot ja niihin liittyvä seli tys on tarkoitettu vain havainnollistamaan esillä olevaa keksintöä. Yksityiskohdiltaan keksinnön mukainen näyttölaite voi vaihdella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.

»

Claims (7)

1. Mikroprosessoripohjainen näyttölaite (25), joka käsittää käyttäjän operoimat välineet näyttölaitteen sää- 5 töjen tai asetusten suorittamiseksi, tunnettu siitä, että näyttölaite käsittää liitäntävälineet (11, 12, 13, 14, 17) erillisen hiiriohjaimen (3), näppäimistön (2) ja/tai muun vastaavan käyttöliittymän kytkemiseksi näyttölaitteen (25) kautta videosignaalilähteenä toimivalle tie-10 tokoneelle (1), ja että välineet näyttölaitteen säätöjen tai asetusten suorittamiseksi käsittävät mainitun erillisen hiiriohjaimen (3), näppäimistön (2) ja/tai muun vastaavan käyttöliittymävälineen, joka on mainittujen liitän-tävälineiden kautta kytketty näyttölaitteen sisällä mikro-15 prosessoriohjaukselle (15).

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näyttölaite, tunnettu siitä, että mikroprosessoriohjaus (15) on normaalisti ensimmäisessä toimintatilassa, jossa se tark-kailee käyttöliittymävälineen (2, 3) lähettämiä signaaleja ÄO mutta reagoi vain ennalta määrättyyn signaaliin siirtyen aktiiviseen säätötilaan, jossa kaikki käyttöliittymältä tulevat signaalit ohjaavat näyttölaitteen säätöjä ja asetuksia.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen näyttölaite, 25 tunnettu siitä, että näyttölaite käsittää kytkin- - välineen (41) mikroprosessorivälineen (15) kytkemiseksi säätötilaan.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen näyttölaite, tunnettu siitä, että käyttöliittymäväli- 30 neen (2, 3) lähettämien signaalien lähettämien signaalien siirto näyttölaitteelta (25) tietokoneelle (1) on estetty, kun mikroprosessoriohjaus (15) on aktiivisessa säätötilas-sa.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen 35 näyttölaite, tunnettu siitä, että näyttölaittee seen (25) on kytketty sekä näppäimistö (2) että hiiri (3). 94467

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen näyttölaite, tunnettu siitä, että näyttölaittees-’ sa on välineet (42, 43, 44) eri säätötoimintojen ilmaise miseksi käyttäjälle.

7. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen näyttölaite, tunnettu siitä, että näppäimistö (2) ja/tai hiiri (3) on PS/2-tyyppinen. 12 94467