KR100187869B1

KR100187869B1 - 통합된 선택기능을 가지는 그래픽 디스플레이 포인터

Info

Publication number: KR100187869B1
Application number: KR1019950041615A
Authority: KR
Inventors: 델라 러트렛지 조셉; 조셉 셀커 에드윈
Original assignee: 포만 제프리 엘; 인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
Priority date: 1994-11-17
Filing date: 1995-11-16
Publication date: 1999-06-01
Also published as: KR960018852A; JPH08212009A; JP3504404B2; US5696535A

Abstract

임계값 판별 필터 회로는 이를테면 스트레인 게이지(strain gauges) 및 계층적 전압 분배기 내의 고정 저항을 포함하는 아이소메트릭 조이스틱(isometric joystick)과 같은 그래픽 입력 디바이스의 출력의 크기 및 크기의 변화율을 임계 기준 신호와 비교하며, 사용자에 의한 선택 또는 비선택 동작이 판별될 때 그래픽 입력 디바이스의 출력을 이전에 저장된 이들의 샘플에 기초하여 보정한다. 그래픽 입력 디바이스의 출력은 매스킹 기간 사이에 데이타 처리 장치의 CPU로 직접 공급되어, 선택 동작 및 비선택 동작 동안에 특정된 디스플레이 위치가 의도하지 않게 변화하는 것을 매스킹하면서 드래깅(dragging)과 같은 그래픽 조작이 수행될 수 있다.

Description

통합된 선택 기능을 가지는 그래픽 디스플레이 포인터

제1도는 본 발명에 바람직하게 채용되는 예시적인 트랜스듀서(transducer) 및 신호 처리 회로의 개략도.

제2도는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 그래픽 입력 장치의 개략적인 축방향 단면도.

제3도는 제1도의 예시적인 회로에 따른 트랜스듀서 출력 신호에 대해 수행되는 신호 처리를 나타낸 도면.

제4도는 본 발명의 바람직한 실시예의 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 임계 회로 22 : 토글 회로, 설정/리셋 플립-플롭

27 : 기판 28 : 직립 사각형 프리즘, 샤프트

31,32,33 : 임계값 X,Y,Z : 노드

x,y,z : 힘 백터 신호 11E, 11W, 11N, 11S : 스트레인 게이지

[발명의 분야]

본 발명은 일반적으로 커서 제어기(cursor controllers)와 같은 디스플레이 상의 위치를 나타내기 위한 그래픽 포인팅 디바이스(graphical pointing devices)에 관한 것으로서, 특히 디스플레이 상의 위치를 가리키거나 선택하며(pointing to and/or selecting locations on a display) 이러한 위치에 표시될 수 있는 아이콘이나 기타의 표식(icos or other indicia)과 같은 디스플레이 이미지를 처리할 수 있는 디바이스에 관한 것이다.

[종래 기술]

컴퓨터 및 데이타 처리기 분야에서, 사용자가 정보를 수신하고 이해하여 컴퓨터를 쉽게 조작할 수 있은 능력은 컴퓨터가 많은 응용 분야에서 유용하게 사용되는데 있어서 가장 중요하다고 오래전부터 인식되어 왔었다. 사용자가 프로그램의 실행 결과를 잘 인식하고 이해하고 이에 반응할 수 없을 때에만 사용자가 약간의 대화가 필요한, 비교적 몇안되는 고도로 복잡한 프로그램을 제외하고는, 더 빠른 속도로 프로그램을 실행하도록 계산 능력(computing power)을 증가시키는 실익이 사라졌다. 따라서, 사용자 인터페이스에 대해 관심을 두어, 활용 가능한 계산 능력의 상당 부분을 사용자 인터 페이스에 할당하는 것이 데이타 처리 분양의 하드웨어 및 소프트웨어 설계 모두에 있어서 널리 일반화된 관행으로 되었다. 최근에, 디스플레이된느 그래픽 이미지는, 특히 이를 사용자가 조작할 수 있는 경우 프로세서 및 프로그램 실행 상태를 포함하는 정보를 사용자에게 제공해주고, 사용자 제어 정보 및 데이타를 입력하기 위한 매우 바람직한 매체를 제공해준다는 점이 또한 알려졌다.

그래픽 디스플레이라는 매체를 통하여 제어 신호 및 데이타를 입력하기 위해서는, 디스플레이 상의 위치가 특정될 수 있는 디바이스(device)와 선택 동작을 위한 별도의 매커니즘을 사용하는 것이 필요하다. 조작자가 위치를 정확하게 특정할 때까지 데이타를 입력하거나 제어 명령을 수행시키지 않고 위치의 특정을 제어할 수 있도록, 커서, 아이콘 등을 표시하여 사용자에게 위치 피드백(positional feedback)시켜야 한다는 요구사항 때문에, 상기한 별도의 매커니즘이 필요한 것이다. 과거에, 이는 이를테면 마우스, 라이트-팬(light-pens), 트랙볼(trackballs: 실질적으로 마우스를 뒤집어 놓은 것(inverted mouse)으로서, 이는 마우스와는 달리 표면 상에서 움직일 필요가 없다), 짐벌형의 아이소메트릭 조이스틱(gimballed and isometric joysticks) 및 사용자의 여러 가지 신체적 장애를 보충해주는 보조기구와 같은 많은 특수 목적 장치와 같이 공지되고 널리 사용되는 여러 가지 디바이스드에 의해 이루어졌는데, 이들을 본 명세서에서는 통칭하여 그래픽 입력 다바이스라고 부르기로 한다 전형적으로 이런 디바이스는 하나 이상의 버튼(예컨대, 공지된 한개, 두개 또는 세개의 버튼을 가지는 마우스)또는 사용자가 원하는 대로 디스플레이 상의 위치가 정확히 특정된 때 제어 기능이 실행되도록 하는 스위치를 포함한다. 때로는, 디스플레이 상의 위치를 특정하는데 사용되는 장치(apparatus)로부터 완전히 분리된 트레들 스위치(treadle switch)와 같은 매커니즘이 채용된다. 어느 경우이든, 두가지 유형의 제어(예컨대, 위치 및 선택 동작)가 제공되어야 한다.

최근의 추세는 데이타 처리 장치의 소형화 및 휴대가능화는 물론이고 장치가 사용자에게 보다 친숙한 방식으로 작동할 수 있도록, 인간 공학적 설계 및 휴먼 엔지니어링(human engineering)을 추구한다. 소형화에 있어서의 주요한 난점은 이를테면 그 크기가 작아짐에 따라 현저히 사용 불가능하게 되는 키보드와 같은 입력 디바이스의 크기이다. 보다 작은 입력 장치에 대한 요구에 부응하여 노트의 종이 위에 쓰는 것과 유사하나 동작에 의해 데이타가 입력될 수 있는 소위 펜 컴퓨터가 개발되었다. 동일한 이유로, 휴대형 컴퓨터의 하우징(housing) 내에 수용될 수 있고 사용자에 의한 작업을 위해 별도의 표면이 필요하지 않는 트랙볼(trackball) 디바이스가 자주 포함된다. 더 최근에는, 많이 움직이지는 않지만 자시에 가해지는 힘에 응답하여 커서 움직임을 제어하는 아이쇠메트릭 조이스틱(isometric joysticks)이 상용 디바이스로서 등장했다.

소형화의 정도에 관계없이, 전술한 별도의 기능을 제공하는 별도의 수단은 사용자의 신체적 크기에 적합한 별도의 공간을 필요로 한다. 따라서, 데이타 처리 장치 자체의 임의의 설계 특성과는 독립적인 이 실질적인 한계에 의해 소형화는 제한된다. 별도의 제어를 제공하는 단 하나의 대안은 사용자의 동작을 감지하는 디바이스들의 기능을 결합하는 것이다. 이렇게 되면, 기능의 분리가 어렵다.

예를 들어, 이를테면 라이트 팬(light pen) 또는 조이스틱과 같은 첨필형 위치 제어 디바이스(stylus-like position control device)에 압력 감자기 또는 힘 감지기가 포함되어 있다면, 기타의 감지기와 서로 수직인 축 상에 별도의 감지기가 제공되더라도 디스플레이 상에서 정규적으로 움직이는 동안의 힘의 변화에 의해 의도하지 않은 선택이 종종 행해질 수 있다. 역으로, 디스플레이에 가해지는 힘을 변화시키는 사용자의 행동은 특정된 위치에 작지만 가끔은 상당한 변화를 야기한다. 이러한 문제점은 일반적으로 첨필(stylus)이 종종 그 축이 디스플레이에 수직인 위치에 자연히 또는 안정적으로 유지되려 하지 않는다는 사실과 관련되어 있다. 예를 들어, 디스플레이 스크린에 정확히 수직이 되지 않는 방향으로 (원래 의도는 선택하기 위해서만) 팬을 들어 올리는 것에 의해 위치 에러가 발생하는 라이트 펜 또는 터치 스크린(touch screen)에 사용하기 위한 보정 기법(correction technique)이 가윈(Garwin) 등의 미합중국 특허 제4,558,313호에 개시되어 있다 이 문제점은 공지된 (소정의 위치가 특정되고 있는 동안에 중립이거나 수직(vertical)인 위치에 있지 않으려 하는) 짐벌형 조이스틱(gimballed joystick) 또는 버튼 위의 손가락의 자연스러운 움직임이 자신의 움직이는 표면에 수직이 되지 않는 (또는, 다르게는, 버트 동작의 움직임은 사용자가 보다 자연스럽게 느낄 수 있도록 하는데 더 비중을 둔) 마우스의 특징이기도 하다.

그래픽 입력 디바이스의 실질적 사용에 있어서의 이러한 문제점들은 특히 높은 수준의 소형화를 시도할 경우에는 상당히 해결하기 어려운 것으로 알려져 있다. 더구나, 트랜스듀서(transducer) 출력의 전자적 처리를 하거나 하지 않고, 힘을 감지함으로써 기능들을 더 잘 분리하거나 기능들의 분리를 용이하게 해주기 위한 시도는, 적어도 부분적으로는, 편안하게 디바이스를 작동시킬 때 사용자마다 가하는 힘이 다르다는 점 및/또는 동일한 하나의 사용자에 있어서도 행동 특성이 변한다는 점 때문에 거의 성공하지 못했다. 예를 들어, 사용자에 의해 첨필에 가해지는 힘의 크기는 스트레스에 따라 크게 변화할 수 있다. 인가되는 힘의 크기가 부정확한 트래킹을 일으킬 수 있을 정도인 경우에도, 성공적으로 위치를 트래킹(tracking)하지 못하고 있은 동안에는, 디스플레이에 대해 첨필의 힘을 더 크게 가하는 것이 자연스러운 반응일 것이다.

선택 동작이 검출을 위해 과거에 시도되었던 그래픽 입력 디바이스 내의 트랜스듀서로부터의 신호를 전자적으로 처리하는 모든 방법은 공통 디스플레이 조작의 경우 객체의 드래깅(dragging)과 같은 선택 동작 기간 동안에 사용자가 특정하는 위치의 변화를 감지할 수 있어야 한다는 요구사항에 의해 또한 복잡하게 된다. 이러한 동작 동안에, 트랜스듀서로부터의 신호는 조작자의 위치 입력에 대한 조작 때문에 필연적으로 변화하게 된다 이러한 신호 변화는 선택과 비선택을 검출하는 것을 복잡하게 만들 수 있다. 더구나, 조작자에 의해 첨필 또는 선택 버튼에 가해지는 힘은 가해지는 힘이 여전히 비교적 높은데도 (이를테면, 포인팅 디바이스가 움직이는 표면의 불균일성이나 사용자에 의한 위치 입력의 변화에 기인하여) 폭넓게 그리고 빠르게 변화할 수 있다. 따라서, 별도의 선택 및 위치 입력 장치를 제공하지 않고서는 이러한 동작들이 어려웠다.

[발명의 요약]

따라서, 본 발명의 하나의 목적은 위치 및 선택 입력 기능을 통합한 그래픽 입력 디바이스에서 선택 누름(selection push)을 검출하기 위한 신뢰성있는 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 선택 기능에 의해 특정된 위치가 교란되지 않는 그래픽 입력 디바이스 상에서 위치를 특정하고 선택하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 사용자에 의한 그래픽 입력 디바이스의 작동 중의 의도하지 않은 효괄르 자동적으로 상쇄시키기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 디스플레이 상의 객체를 드래깅(draggig)하는 것과 같이 선택된 동안에 위치 선택을 변경할 수 있도록 해주면서 상기 목적들을 달성할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 그래픽 입력 디바이스에서 위치 특정과 선택 기능을 양 기능 모두에 공통인 트랜스듀서(transducers)를 사용하여 신뢰성있게 분리하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 이러한 목적 및 기타 목적들을 달성하기 위해, 커서 제어 회로, 직교하는 세 개의 축 중의 소정의 축에서 그래픽 입력 디바이스에 인가되는 힘에 상응하는 제1, 제2 및 제3신호 각각을 발생시켜 제1, 제2 및 제3신호 중의 두개 이상의 신호를 커서 제어 회로로 공급하기 위한 장치, 제1, 제2 및 제3신호 중의 하나 이상의 신호를 저장하기 위한 버퍼, 및 제1, 제2 및 제3신호 중의 하나 이상의 신호의 크기를 기준값과 비교하여 제1출력을 제공하기 위한 제1비교기, 제1, 제2 및 제3신호 중의 하나 이상의 신호의 크기의 변화율을 기준값과 비교하여 제2출력을 제공하기 위한 제2비교기, 및 제1 및 제2비교 수단에 응답하며, 버퍼에 저장된 값들에 기초하여 보정값들을 커서 제어 회로로 공급하기 위한 장치를 구비하는 비교 장치를 포함하는 그래픽 입력 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 하나의 특징에 따르면, 그래픽 입력 디바이스의 출력의 샘플을 저장하는 단계, 그래픽 입력 디바이스에 의한 위치의 선택 동작과 비선택(deselection) 동작의 발생을 판별하는 단계, 선택 동작과 비선택 동작의 발생 주위에 있은 저장된 그래픽 입력 디바이스의 출력의 샘플에 기초하여 그래픽 입력 디바이스의 출력에 대한 보정값을 발생하는 단계를 포함하는 디스플레이 상의 이미지를 제어하는 방법이 제공된다.

전술한 목적 및 기타의 목적, 특성 및 장점들은 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더욱 명확해 질 것이다.

[본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명]

도면, 특히 제1도를 참조하면, 이주 개략적으로, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 신호 처리 회로를 포함하는 트랜스듀서 회로가 도시되어 있다. 트랜스듀서 장치는 바람직하게는 제2도의 평면도 및 제4도의 사시도에 도시된 바와 같이 작은 조이스틱을 형성하기 위하여 기판(27)에 부착된 약간 구부러질 수 있는 물질로 된 직립 사각형 프리즘(upstanding rectangular prism of slightly flexible material, 28)의 측면에 쌍(11E, 11W 및 11N, 11S)을 이루어 부착되어 구성된 네 개의 스트레인 게이지(strain gauges)의 그룹으로서 실시된다. 이 물질은 거기에 사용자가 힘을 가할 때 움직임이 있다하더라도 매우 적게 사용자가 느낄 수 있는 단단한 물질이어야 하지만, 사용자가 편안하게 힘을 가할 때 스트레인 게이지에 소정의 왜곡을 일으킬 수 있도록 적당히 구부러질 수 있어야 한다. 이 구조는 시판 중이며 보통 포인팅 스틱(pointing stick)이라고 불리는 유형의 아이소메트릭 조이스틱(isometric joystick)에 특히 유용하며 적합하다. 그러나, 트랜스듀서의 특성 및 그 기계적 구성은 본 발명의 실시에 있어서 중요하지 않다는 점이 이해되어야만 하며, 제2도에 도시한 구성은 예시적이며 개략적인 것으로 보아야 한다.

스트레인 게이지 그 자체는 바람직하게는 여러 가지 경로를 통하여 시판되며 본 기술 분야에서 공지된 금속박형(metal foil type)일 수 있다. 스트레인 게이지에 힘을 가하면 그 안의 도전 경로(conduction path)에 크기 변화를 일으키며 따라서 본 기술 분야에서 또한 잘 알려진 예측가능한 방식으로 각각의 스트레인 게이지의 저항을 변화시킨다. 제2도에 도시한 구성에서, 화살표(29) 방향으로 가해지는 힘은 트랜스듀서(11N)의 저항이 압력에 기인하여 감소하게 하며 이와 직렬로 연결된 트랜스듀서(11S)의 저항이 장력에 의해 대략 동일한 양만큼 증가하게 만들어, 노드(Y)의 전압이 증가하더라도 트랜스듀서 쌍의 직렬 저항은 대략 일정하게 유지된다. 노드(X)의 전압을 변화시키기 위해서 방향(29)에 수직으로 (그러나 여전히 지면(紙面) 상에서) 힘을 가할 경우 트랜스듀서(11E 및 11W)의 관점에서 유사한 결과가 발생한다. 따라서, 제2도의 지면 상의 임의의 힘 벡터는 그 스트레인 게이지 상의 차동 효과(differential effects, 이 경우 전압 비교기 동작에 의해 각각의 스트레인 게이지 쌍에 대한 신호를 발생시키는 것)에 의해 검출될 수 있다.

본 발명의 중요한 특징은 샤프트(28)에 인가되는 힘이 실질적으로 제2도의 지면상에 있는한 각각의 스트레인 게이지 쌍(예컨대 11N, 11S)의 총 직렬 저항은 실질적으로 일정하게 유지된다는 점이다 따라서, 저항(12) 및 트랜스듀서 쌍에 의해 형성되는 또하나의 전압 비교기는 실질적으로 영향받지 않는다.

그러나, 지면 수직으로 샤프트(28)에 인가되는 임의의 상대적 힘 성분은 네게의 트랜스듀서(11N, 11S, 11E, 11W) 모두의 크기 변화를 일으킬 것이며 이들 모두에 대하여 압력으로 작용하는 힘 성분을 가하여 이들의 저항을 변화(이를테면 감소) 시킨다. 따라서, 노드(Z) 상의 전압은 스트레인 게이지 쌍과 저항(12)으로 형성된 또 하나의 전압 비교기에 의하여 변화하도록 만들어질 수 있다.

다시 제1도를 참조하면, 샤프트(28)에 가해지는 상대적인 힘 성분을 나타내는 신호는 (아나로그 또는 디지탈인지와 채용된 트랜스듀서의 유형에 관계없이) 여러가지 노드(X, Y 및 Z)상의 신호의 비(ratios)로서 바람직하게는 유도된다는 점에 주목하여야 하다. 즉, 지면 상의 힘 성분은 노드(Z) 상의 신호 값에 대한 예시적인 노드(X 및/또는 Y)의 신호 값의 비로부터 유도된다. 지면에 수직인 힘 성분은 Vcc에 대한 노드(Z)상의 신호 값의 비로서 유도된다. 다시 말하면, 본 발명의 예시적인 바람직한 형태에서, 지면 상의 힘 벡터를 반영하는 신호를 발생시키기 위한 위한 기준 전압으로서 노드(Z)의 신호 값이 사용되며, 지면에 수직인 (본 명세서에서는 Z 방향으로 부른다) 힘을 반영하는 신호를 발생시키기 위한 기준 전압으로 Vcc가 사용되며, 바람직하게는 잡음에 대한 면역성(noise immuity)를 증가시키기 위하여 공지된 임의의 유형의 다수 채널 아나로그 디지탈(A/D) 변환기(13)이 사용될 수 있다. A/D 변환기(13)은 또한 바람직하게는 힘 벡터 출력 신호 x, y 및 z의 동기된 세트(synchronous sets of force vector output signals x, y and z)를 제공하기 위하여 샘플 클럭(17)에 의하여 게이팅(be gated)될 수 있다.

첨언하면, 스트레인 게이지로부터의 신호들의 벼화는 상당히 작으며, 당업자라면 쉽게 알 수 있는 바와 같이, A/D 변환 전에 이전에 상당한 증폭(이를테면 약 500배)이 일반적으로 요구된다. 이 이득(gain)의 크기는 전기적 잡음에 대한 기타 예방책은 물론이고 미세조정된 기준 전압원이 사용되어야 한다는 점을 또한 의미한다.

x 및 y 힘 벡터 신호는 바람직하게는 그후 스위칭 회로(15)를 통항 커서 제어 회로(24)로 제공되는데, 그 자세한 사항은 본 발명의 실시에 중요하 사항이 아니다. 설정된 프로토콜에 따라, 커서 제어 회로는 x, y 및 s(선택) 신호들을 움직임 메시지로 변환하여 CPU로 전송한다. 종래의 신호 s의 발생기는 마우스 버튼과 같은 스위치이며, 선택을 나타내기 위해 눌려진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 힘 벡터 신호 x 및 y 및 또한 바람직하게는 z는 샘플 클럭(17)에 동기되어 x, y, z 힘 벡터 신호에 대해 선입 선출(first-in-first out) 기능을 제공하는 버퍼(14)에 제공되어 임시적으로 저장된다 버퍼(14)는 후술하는 바와 같이, 트리거 회로(22)에 의해 주사 제어 회로(scanning control, 40)가 기동될 때, 주사 제어 회로에 의해 처리된다. 이 처리결과는 스위칭 회로(15)로 공급되는데, 스위치 회로(15)는 주사 제어 회로(40)에 의해 또한 기동된다.

본 발명에 따른 임계 회로(thresholding circuit) A/D 변환기(13)으로부터 z 힘 성분 신호를 수신하여 이에 신호 처리를 수행하는데, 이 신호 처리는 (커서 위치를 제어하는데 사용되는 힘들에 수직으로 샤프트(28)에 의도적으로 힘을 더 가함으로써 발생되는) 선택 신호를 그래픽 입력 디바이스를 동작시키는 동안의 보통의 의도하지 않는 변화로부터 판별해줄 뿐만 아니라, 버퍼(14)와 결합하여 선택 동작의 개시시에 특정된 위치에 위치 보정을 해주며 전술한 바와 같은 사용자에 의한 드래깅 동작을 수용할 수 있도록 해준다.

더욱, 구체적으로, 의도적인 선택 동작은 비교기(19, 19')에서 z 신호의 크기 및 (미분 회로(18)에 의해 유도되는) 크기의 시간 변화율 모두와 총괄하여 Vref로 나타내어지는 다수의 기준 신호를 비교함으로써 판별된다. 본질적으로, 이 기능은 z 값의 크고 빠른 변화 포인팅 디바이스를 조작할 때 통상적으로 발생하는 작은 변화로부터 구별하기 위한 필터 기능이다. 기준 신호는 또한 필터링을 포함하는 임의의 많은 공지된 기법에 의해 샘플들을 저장함으로써 적응 변화(adaptively altered)될 수 있는데, 이는 명료성을 기하기 위해 제1도에서 생략되었다. 비교기(19, 19')는 (가장 간단히 구현할 경우) 입력이 임계값 이상인지 이하인지 따른 논리 레벨 출력을 제공하도록 바람직하게 구성될 수 있다.

제3도를 참조하면, 예시적인 z값과 시간에 따른 z의 변화율(dz/dt)이 시간의 함수로서 도시되어 있다. z 값은 변동하는 양의 값을 가지는 것으로 도시되어 있는데, 이는 그래픽 입력 디바이스를 통상적으로 동작시키는 동안에 Z 방향으로 사용자가 가하는 보통의 힘과 그 변화를 나타낸다. 시간 변화율은 또한 이에따라 변동하지만 평균적으로 0 근처의 비교적 낮은 레벨에 있게 된다.

이제, 조작자가 커서 또는 이를테면 아이콘과 같은 기타 디스플레이 표지를 가지고 위치를 성공적으로 특정했으며, Z 방향으로 그래픽 입력 디바이스에 추가적인 힘을 가하여 선택을 하려 한다고 가정한다. 도시한 바와 같이, 이러한 힘은 z 및 dz/dt 모두에 있어 급격한 상승을 일으킨다. 이들 값 모두가 각각의 임계값(31 및 32)를 초과할 때, 비교기(19, 19')의 출력들은 동일한 논리 값을 나타내게 되며 이는 AND 게이트(21)로 도시된 일치 회로(coincidence circuit)에 의해 검출된다. AND 게이트(21)의 출력은 그후 설정/리셋 플립-플롭(set/reset flip-flop)과 같은 토글 회로(22)에 인가되는데, 토글 회로(22)는 본질적으로 자신의 양으로 구동된 마지막 상태를 나타내며 유지한다. 이 일치 회로의 형태는 본 발명으 실시에 있어서 중요한 사항이 아니다.

유사하게, 비교기(19, 19')의 출력은 도시된 바와 같이 비교기(19')의 출력을 수신하기 위한 반전 입력을 가지는 AND 게이트(21')에서 결합된다. 비교기(19')는, 제3도의 (33)으로 도시된 바와 같이, dz/dt 신호에 음의 임계값을 인가한다. 따라서, AND 게이트(21')는 제3도의 시간 b의 우측에 도시한 바와 같이, z가 임계 값 미만이며 급격하게 감소(dz/dt가 음)할 때 토글 회로(22)를 리셋하는 논리 출력을 발생시키는데, 이는 사용자가 그래픽 입력 디바이스에 Z 방향으로 인가하는 힘의 일부를 의도적으로 약화시켰다는 것을 나타낸다.

토글 회로(22)의 출력은 사용자의 선택이 판별되었다는 것을 나타내기 위해 주사(scanning) 제어 회로 (40)으로 전달된다. 그러나, 전술한 바와 같이, 그래픽 입력 디바이스로부터 힘을 인가하거나 약화시키는 것은 반드시 x 및 y 신호에 따라 반영되는 의도하지 않은 움직임을 야기한다.

토글 회로(22)를 설정하는 동작이 발생했다는 판단은 z 신호가 상승하기 시작하여 사용자에 의해 선택 동작이 개시되는 시점이 조금 지난 후에 이루어진다. 그동안, 다수의 움직임 메시지 x', y'가 커서 제어 회로(24)를 통하여 CPU(25)로 전달될 수 있어서, Z 방향 힘의 상승이 개시되고 위치를 선택하고자 하였던 지점과 다른 위치로 커서가 움직일 수 있다. x' 및 y'가 상대적 움직임 신호(이를테면 하나의 축 또는 양 축 모두의 방향으로의 다수의 증분) 이라는 점과 커서 제어(24)가 위치 정보를 전혀 가지고 있지 않다는 점에 주목하여야 한다. 따라서, 임의의 보정 행위는 선택 동작이 일어난 특정된 시간 및/또는 선택 동작 시간 이후에 발생한 움직임을 원상태로 회복시키기 위한 메시지와 함께 움직임을 원상태로 회복시키는 보정 이후의 선택 동작을 검출하여 보고하는 것으로 제한되어야만 한다. 두 번째 경우에 있어서, 선택 동작을 검출하는 동안의 움직임 메시지로부터 기인하는 CPU 동작이 원상태로 회복할 수 없는 것일 수도 있다는 추가적인 어려움이 있다. 예를 들어, 커서가 스크린 또는 윈동의 경계면에 있을 경우, 움직임 메시지는 무시될 수 있으며 CPU로 전달된 움직임 메세지를 원상태로 회복시키는 것은 위치 에러를 일으킬 수도 있다. 그러나, 이런 상태는 비교적 드물며 본 발명이 표준 마우스 드라이버와 함께 기능할 수 있을 정도로 허용할 수준이다. 첫 번째를 선택한 경우, 이러한 에러를 발생하지는 않을 것이지만 특수한 마우스 드라이버를 필욜 함을 알 수 있다. 제1도의 회로는 상기한 두가지 선택적 실시예 및 이들의 결합을 포괄하여, 후술하는 바와 같이, 주사 제어 회로(40)의 동작에 의존한다.

비선택 동작을 검출한 경우에도 유사한 방식으로 보정 동작이 행해진다는 점에 주목하여야 한다. 사용자가 Z 방향으로 그래픽 입력 디바이스 상에 증가된 힘을 가하고 있는 한, 토글 회로(22)는 설정 상태로 유지될 것이며, 토글 회로(22)가 Z 방향의 힘의 급격한 감소에 응답하여 리셋될 때까지 선택 신호는 커서 제어 회로(24)에 계속하여 제공된다.

높은 레벨에서, 주사 제어 회로(40)의 기능은 버퍼(14) 내에 저장된 x, y 및 z 신호 샘플의 스퀸스(sequence) 중에서 토글 회로(22)의 상태 변화를 일으키는 사용자의 조작이 발생했을 때의 지점을 식별하여, 그 조작에 수반하는 의도하지 않은 임의의 움직임을 원상태로 회복시키는 신호 x, y 및 s의 발생을 제어하는 것이다. 이를 달성하기 위하여, 주사 제어 회로(40)이 토글 회로(22)의 상태 변화에 의하여 기동될 때마다, 주사 제어 회로는 버퍼(14)의 내용을 주사하여 z 신호의 급격한 변화의 시작(예컨대, dz/dt가 상승하기 시작하는 때)을 식별하며, 그 시간 이후에 발생한 움직임을 망라한다. 이는 이를테면 비교적 안정된 낮은 z 값을 찾을 때까지 단지 거꾸로 주사하여 상응하는 x 및 y 신호들을 출력하는 것에 의하여 용이하게 달성될 수 있다. 선택적으로, 움직임 신호들은 주사 제어 회로(40)에 누적되어 순수한 보정 움직임 신호(net corrective motion signal)를 발생시킬 수 있다. 이러한 안정된 낮은 z 값을 발견할 때 그리고 보정 움직임 신호를 발생시키고 스위치 회로(15)를 통하여 커서 제어 회로(24)로 이들을 전송한 후에, 선택 신호가 발생되어 커서 제어 회로(24)를 통하여 CPU(25)로 전송된다.

선택적으로, 각각의 커서 움직임 명령에 대한 탕미 스탬프(time stamp)를 일시적으로 저장하도록 커서 제어 회로(24) 또는 CPU(25)가 구성된 경우, 주사 제어 회로(22)는 선택한 시간을 결정하고 CPU(25)가 적합한 보정 동작을 취하도록 그 정보를 CPU(25)에 제공해주기만 하면 된다. 이 경우, 버퍼(14)가 x 및 y 샘플 값들을 저장하기 위해 필요하지 않지만, 타임 스탬프와 함께 동등한 움직임 명령들을 저장하는 저장기가 커서 제어 회로(24) 또는 CPU(25)에 제공될 것이다. 선택 동작 또는 비선택 동작의 개시 시간이 일단 결정되면, 커서 위치를 해당하는 시간에 위치시킴으로써 보정된 위치는 발견될 수 있다 어느 경우이든, 선택 동작의 개시 시간은 전술한 바와 같이 안정된 낮은 z 값을 검출하기 위한 비교 또는 기타 처리를 하면서 버퍼(14) 내의 z 값들의 샘플 사이를 주사함으로써 결정된다. 보정된 커서 위치를 결정하기 위해 적합한 몇가지 기법들이 기술되었지만, 본 발명의 상세한 설명으로부터 기타의 적합한 기법들이 당업자에게 명백히 드러날 것이라는 점과 전술한 기법들이 본 발명의 실시에 결정적인 요인이 아니며 단지 본 발명의 바람직한 변형이라는 점이 이해되어야 한다. 예를 들어, 앞에서 찾으려한 안정된 z 값 대신에 z 힘이 급격하게 증가하기 시작하는 점을 사용할 수 있는데, 이는 시간에 대한 z 값을 도시한 도면에서 인접한 부분들을 근사하는 현저하게 다른 기울기를 가지는 선들의 교점으로서 식별될 수 있다.

전술한 바와 같이, 임계 회로(20)의 구성을 예시적인 것으로 보아야 한다는 것과 무수히 많은 수정된 방법과 기타 신호 처리 회로가 Z 방향으로 인가되는 힘의 크기와 그 크기의 변화율 모두를 감지하고 그 감지된 값들을 임계값과 비교하는 기능을 달성하기 위해 사용될 수 있다는 점에 주목하여야 한다. 더구나, Z 방향의 힘의 의도적인 변화를 판별하는 경우, z 신호가 선정된 크기에 도달할 때가지 완료되지 않는다는 점과 힘이 약간 증가하면 전술한 판별이 무용지물로 될 수 있다는 점에 주목하여야 한다. 이런 이유로, Z 방향의 힘만을 감지하지만 보다 높은 임계값을 가지는 비교기를 더 부가하는 것이 바람직할 수 있다. 그 위에, 판별이 행해지는 시간은 조작자에 의해 가해진 힘의 증가율에 따라 변화하며, 버퍼는 사용자가 행한 선택을 판별할 수 있는 충분한 범위의 기간 동안 샘플들을 저장하는 충분한 수의 스테이지(stages)를 포함하여야 한다.

전술한 관점에서, 별도의 감지기 또는 선택용 스위치를 생략할 수 있도록 해주며, 선택 및 비선택 동작 동안에 특정된 위치가 의도하지 않게 변화하는 것을 보정해 주는 것은 물론이고 위치 특정 및 선택 기능을 신뢰성있게 분리하여 주는 장치가 제공되었다고 볼 수 있다. 이 장치 및 방법은 드래깅과 같이 선택 동작 동안에 특정된 커서 위치를 변화시키는 것을 포함하는 이미지 조작 기능을 완전히 지원한다.

비록 본 발명이 하나의 바람직한 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 첨부된 청구의 범위의 본질 및 범위를 벗어나지 않고 본 발명이 수정되어 실시될 수 있다는 점을 잘 인식할 수 있을 것이다.

Claims

커서 제어 수단, 직교하는 세 개의 축 중의 소정의 축에서 그래픽 입력 디바이스에 인가되는 힘에 상응하는 제1, 및 제2 및 제3신호 각각을 발생시켜 상기 제1, 제2 및 제3신호 중의 두개 이상의 신호를 상기 커서 제어 수단으로 공급하기 위한 수단, 상기 제1, 제2 및 제3신호 중의 하나 이상의 신호를 저장하기 위한 저장 수단, 상기 제1, 제2 및 제3신호 중의 하나 이상이 신호에 응답하며, 선택 동작에 상응하는 움직임을 판별하기 위한 필터 수단(filter means), 및 상기 저장 수단에 저장된 상기 제1, 제2 및 제3신호 중의 하나 이상의 신호에 응답하며, 상기 선택 동작에 상응하는 움직임이 시작됐을 때 상기 커서가 위치했던 지점으로 상기 커서를 위치시키는 보정 신호를 발생하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제2항에 있어서, 상기 필터 수단은 상기 제1, 제2 및 제3신호 중의 하나 이상의 신호의 크기를 기준값과 비교하여 제1출력을 제공하기 위한 제1비교 수단, 상기 제1, 제2 및 제3신호 중의 상기 하나 이상의 신호의 크기의 변화율을 기준값과 비교하여 제2출력을 제공하기 위한 제2비교 수단, 및 상기 제1, 및 제2비교 수단에 응답하며, 상기 저장 수단에 저장된 값들에 기초하여 보정값들을 상기 커서 제어 수단으로 공급하기 위한 수단을 구비하는 비교 수단을 포함하는 것을 특징을 하는 그래픽 입력 장치.
제2항에 있어서, 상기 비교 수단에 응답하는 토글 회로(toggle circuit)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제3항에 있어서, 상기 토글 회로의 출력의 변화를 검출하며, 상기 토글 회로의 상기 출력이 변화할 때 상기 저장 수단 에 저장된 값들에 기초하여 보정값들을 상기 커서 제어 수단으로 공급하기 위한 상기 수단을 제어하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제2항에 있어서, 상기 제2비교 수단은 상기 크기의 변화율이 소정의 양(positive)의 값을 초과할 때를 검출하기 위한 제1임계 수단(a first threshold means), 및 상기 크기의 변화율이 소정의 음(negative)의 값 미만으로 떨어질 때 검출하기 위한 제2임계 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제4항에 있어서, 상기 제2비교 수단은 상기 크기의 변화율이 소정의 양의 값을 초과할 때를 검출하기 위한 제1임계 수단, 및 상기 크기의 변화율이 소정의 음의 값 미만으로 떨어질 때를 검출하기 위한 제2임계 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제6항에 있어서, 상기 토글 회로는 상기 제1비교 수단 및 상기 제1임계 수단에 응답하여 설정(set)되며, 상기 제1비교 수단 및 상기 제2임계 수단에 응답하여 리셋(reset)되는 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제2항에 있어서, 상기 그래픽 입력 수단은 아이소메트릭 조이스틱(isometric joystick)인 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제4항에 있어서, 상기 그래픽 입력 수단은 아이소메트릭 조이스틱인 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제6항에 있어서, 상기 그래픽 입력 수단은 아이소메트릭 조이스틱인 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
제7항에 있어서, 상기 그래픽 입력 수단은 아이소메트릭 조이스틱인 것을 특징으로 하는 그래픽 입력 장치.
그래픽 입력 디바이스의 출력의 샘플을 저장하는 단계, 그래픽 입력 디바이스에 의한 위치의 선택 동작과 비선택(deselection) 동작의 발생을 판별하는 단계, 및 상기 판별 단계에서 판별되는 상기 선택 동작과 비선택 동작이 발생된 시점에서의 샘플 주위에 있는 상기 그래픽 입력 디바이스의 출력 저장된 샘플(a stroed sampled of an output of said graphic input device surrounding said occurrences of selection and deselection discriminated in said discriminating step)에 기초하여 상기 그래픽 입력 디바이스와 상기 출력에 대한 보정값을 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 상의 이미지를 제어하는 방법.
제12항에 있어서, 상기 판별 단계는 상기 그래픽 입력 디바이스의 출력을 제1임계값과 비교하는 단계, 및 상기 그래픽 입력 수단의 출력의 변화율을 적어도 제2임계값과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 상의 이미지 제어 방법.
제13항에 있어서, 상기 판별 단계는 상기 그래픽 입력 수단이 출력의 변화율을 적어도 제3임계값과 비교하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 상의 이미지 제어 방법.
제14항에 있어서, 상기 그래픽 입력 수단의 출력의 상기 변화율이 상기 제2임계값과 비교되는 상기 비교 단계에 응답하여 토글을 설정하는 단계, 및 상기 그래픽 입력 수단의 출력의 상기 변화율이 상기 제3임계값과 비교되는 상기 비교 단계에 응답하여 토글을 리셋하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 상의 이미지 제어 방법.
제15항에 있어서, 상기 판별 단계는 상기 토글의 상기 설정 상태 및 상기 리셋 상태 중의 하나 이상의 상태를 검출하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 상의 이미지 제어 방법.
제12항에 있어서, 선택 동작의 판별로부터 비선택 동작의 판별까지의 기간 동안에 선택 신호를 데이타 프로세싱 수단으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 상의 이미지 제어 방법.
제12항에 있어서, 선택동작과 비선택 동작의 발생 사이에 상기 그래픽 입력 디바이스의 출력 중의 하나 이상이 출력을 데이타 프로세싱 수단으로 공급하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 상의 이미지 제어 방법.