KR100188494B1 - 손에 쥐고 사용가능한 포인팅 장치, 포인팅 시스템 및 포인팅장치 - Google Patents

Abstract

주변에 다수의 조명 장치(a plurality of illuminating devices)를 갖는 디스플레이(a display)상에 커서(a cursor)를 위치결정하기 위한 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치(a hand-held pointing devices)는, 하우징(a housing), 이 하우징에 접속된 간섭 필터(an interference filter), 다수의 조명 장치로부터 방출되어 간섭 필터에 의해 여과된 광을 검출하기 위한 장치, 이 검출 장치에 접속되어 검출된 광이 발생하는 디스플레이의 주변 영역을 구별하기 위한 장치 및 이 검출된 광을 디스플레이 상에 커서를 위치시키기 위한 소정의 값으로 변환하기 위한 장치를 포함한다.

Description

손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치, 포인팅 시스템 및 포인팅 장치

제1a도는 본 발명에 따라 디스플레이 스크린과 함께 포인팅 장치를 도시한 도면.

제1b도는 제1a도에 도시된 바와 같이 본 발명에 따라 디스플레이 스크린과 포인팅 장치의 개략적인 블록도.

제2도는 본 발명에 따른 제1a도 및 제1b도에 도시된 포인팅 장치를 보다 자세하게 도시한 도면.

제3도는 디스플레이 스크린 영역에 인접한 다수의 조명 패널 중 하나를 도시한 도면.

제4도는 파장에 대한 투과율의 관계를 나타내는 그래픽으로서, 본 발명에 따른 포인팅 장치에 이용된 박막 필터내의 각도에 따른 투과율의 특성을 도시하기 위한 도면.

제5도는 본 발명에 따른 포인팅 장치에서 제4도에 도시된 특성을 이용하는 방법을 도시한 도면.

제6도는 각 a에 대해 각 b1 및 b2의 의존도를 도시한 도면.

제7도는 필터의 투과된 광을 각b1 또는 b2의 함수로서 도시한 도면.

제8도는 필터의 투과된 광을 각a의 함수로서 도시한 도면.

제9도는 두개의 광원으로부터 각 a로 투과된 광의 비율을 도시한 도면.

제10도는 광검출기 출력이 증폭되고 복조된 후 본 발명에 따른 포인팅 장치에 의해 출력된 결과 신호를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 디스플레이 2 : 발광 패널

3 : 포인팅 장치 4 : 커서

5 : 케이블 6 : 광 센서

7 : 간섭 필터 8 : 액츄에이터

9 : 패널 10 : 광원

본 발명은 전반적으로 포인팅 장치(a pointing device)에 관한 것으로, 특히, 디스플레이 스크린(a display screen)상에 커서(a cursor)를 위치시키기 위한 포인팅 장치에 관한 것이다.

컴퓨터로의 데이터 입력에 이용 가능한 광범위한 통상의 장치가 존재한다. 이러한 장치의 일예로는 키보드(keyboards), 마우스(mice), 광 펜(light pens), 트랙볼(trackballs), 포인팅 스틱(pointing sticks), 터치 스크린(touch screens), 음성 인식 시스템(speech recognition systems), 조이스틱(joysticks) 등이 있다.

이들 통상적인 장치의 각각은 어떤 특정한 애플리케이션 또는 사용자에 대해 장점 및 단점을 갖는다. 예를 들면, 터치 스크린은 최소의 트레이닝(minimal training)을 요구하고, 직접적인 아이-핸드 좌표계(direct eye-hand coordination)를 이용하나, 제한된 해상도를 가지며, 사용자로 하여금 디스플레이에 대해 매우 근접하도록 요구하고, 사용자의 팔에 피로함을 초래할 수도 있다.

마우스는 저가의 장치이며, 사용자의 스크린 화면을 불분명하게 하지 않으나, 그들은 평탄 면을 요구하고, 상대적인 이동 정보(relative movement information)만을 투과할 수 있다. 또한, 그들은 조작 자에 의한 손 조작을 위해 키보드 옆에 별도의 공간을 요구한다. 또한, 기계적인 마우스(mechanical mice)는 더러운 오물이 달라붙어 신뢰 불가능하게 하는 반면, 광 마우스(optical mice)는 특수 그리드 표면(a special grid surface)을 요구한다. 또한, 마우스는 부자연스러운 포인팅 모션(pointing motion)을 이용하므로, 스크린상의 도면작업을 매우 어렵게 한다. 더욱이, 마우스는 상대적인 위치결정장치(a relative positioning device)일 뿐이며, 절대적인 위치 결정 장치(an absolute positioning device)가 아니다. 절대적인 위치결정 장치의 동작은 객체 또는 관심 있는 통상의 물리적인 영역에 대해 포인팅 동작에 보다 유사하므로, 대부분의 사용자에게 보다 자연스럽다. 따라서, 상대적인 위치결정 장치는 이용하기에 훨씬 어렵고 번거롭다. 상대적인 위치결정 장치의 또 다른 단점은 커서를 상실하는(losing the cursor)현상이고, 이 경우 사용자는 어수선한 디스플레이 스크린(a cluttered display screen) 상에 커서의 현재 위치를(즉각적으로 또는 또 다르게)위치시키는데 어려움을 갖는다. 이것은 도면 작업을 어렵게 하고 시간을 낭비하게 만든다.

트랙볼도 또한 통상적으로 이용되지만, 적어도 2인치의 몰과, 키보드 근처에 또는 키보드에 부착된 하우징(housing)을 요구하며, 비교적 대형 구조이다. 또한, 상술한 마우스와 마찬가지로 트랙볼은 상대적인 위치결정 장치이고, 트랙볼의 이동은 도면작업을 하기에는 매우 부자연스럽다.

조이스틱도 통상적으로 이용되지만, 정확도 및 해상도가 낮다. 또한, 조이스틱은 도면작업에 이용하기가 어렵다.

광 펜은 몇몇 애플리케이션에서 유용하지만, 이들은 디스플레이 스크린 상에서 또는 디스플레이 스크린에 매우 근접한 곳에서 이용되어야 한다. 광 펜은 스크린으로부터 멀리 떨어진 넓은 범위의 위치에서는 이용할 수 없다. 또한, 사용자는 스크린에 대해 광 펜을 유지함으로 인해 팔의 피곤함을 느낄 수 있다. 광 펜은 또한 사용자의 신체 또는 데스크에 근접하여 편안하게 유지될 수 없다. 더욱이, 광 펜을 들고 있는 조작자의 팔은 디스플레이를 불분명하게 할 수 있다.

터치 스크린은 컴퓨터로 데이터를 입력하기 위한 또 다른 통상적인 장치이지만, 광 펜과 마찬가지로 금방 팔을 피곤하게 하며, 조작자의 팔이 스크린에 근접해야 하므로 조작자의 팔은 디스플레이를 불분명하게 할 수 있다. 또한, 터치 스크린도 제한된 해상도를 갖는다.

디스플레이상의 단일의 고정된 광원(a single fixed light source)과 이동 가능한 포인팅 장치상의 영상 광학 시스템(an imaging optical system)을 이용하는 광 위치결정 장치가 또한 공지되어 있다. 그러나, 광학 시스템은 위치 감지 검출기(a position sensing detector)상에 광원의 영상을 형성하므로 렌즈가 필요하며, 스크린으로부터 장치의 거리가 변화함에 따라 영상의 디포커싱(defocussing)에 의한 영향을 받는다. 또한, 이동 가능한 포인팅 장치내의 위치 감지-센서가 수평 및 수직 변위 축을 한정하므로, 사용자가 장치를 회전시키는 경우, 부정확한 방향 정보가 수집될 수도 있다. 예를 들면, 사용자가 90도로 장치를 회전시킨 경우, 이 때 장치의 수평 이동은 수직 이동이 되며, 스크린 상의 커서의 대응하는 수직 운동을 생성하게 된다.

상술한 바와 같이, 통상의 입력 장치의 각각은 뚜렷한 단점을 갖는다.

따라서 본 발명의 목적은 컴퓨터에 데이터를 입력하기 위한 포인팅 장치를 제공하여 통상의 포인팅 장치에 관해 상술된 문제점을 해결하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 소형의, 컴팩트하고, 위치결정에 관련하여 융통성 있으며, 절대적인 위치결정 장치로서 장치의 이동이 도면 작업에 대해 자연스러운 적적한 포인팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 해상도, 시차(parallex), 요구 공간, 정확도 및 인간공학을 모두 고려하는, 본 발명에 따른 포인팅 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 한 측면에 따르면, 바람직하게는 손에 의해 유지되어, 주변에 다수의 조명 장치를 갖는 디스플레이 상에 커서를 위치 결정하는 포인팅 장치가 제공된다.

이 포인팅 장치는, 하우징(a housing), 하우징에 접속된 간섭 필터(an interference filter), 디스플레이 주변(periphery)의 조명장치(illuminating devices)에 의해 방출되어 간섭 필터에 의해 여과된 광을 검출하는 수단, 이 검출 수단에 접속되어, 검출된 광이 발생되는 디스플레이의 주변 영역을 구별하는 수단 및, 포인팅 장치와 연관된 커서를 위치결정하기 위해 검출된 광을 소정의 값으로 변환하는 수단을 포함한다.

본 발명에 따른 포인팅 장치는, 사용자가 소형의, 손에 의해 유지된포인터(pointer)를 소정의 스크린 상에서 조준하므로써, 커서를 위치 결정할 수 있게 한다. 본 발명의 포인터는 어떠한 데스크탑 공간(desktop space)도 요구하지 않고, 사용자의 스크린 화면을 간섭하지 않으며, 스크린으로부터 먼 거리의 범위에서도 이용될 수 있다.

또한, 본 발명은 바람직하게는, 디스플레이 주변에 다수의 조명 수단과, 간섭 필터에 의해 여과된 광을 검출하는 적어도 하나의 검출기를 포함하는 이동 가능한 장치, 검출된 광 신호가 발생되는 디스 플레이 주변의 영역을 구별하는 수단 및, 검출된 신호를, 커서를 위치 시키기 위해 이용하는 값으로 변환하는 수단을 포함한다.

본 발명에 따르면, 소형의, 컴팩트하고, 위치결정에 관련하여 융통성이 있으며, 절대적인 위치결정 장치인 컴퓨터에 데이터를 입력하기 위한 포인팅 장치가 제공된다. 이 장치의 이동은 도면작업에 자연스럽다. 또한, 본 발명의 포인팅 장치는 고해상도를 갖고 , 작은 공간을 차지하며, 매우 정확하고, 통상의 시스템처럼 조작자에게 쉽사리 피로를 일으키지 않는다.

상술한 목적 및 다른 목적, 측면 및 장점은 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.

특히 제1도 및 제2도를 참조하면, 각종 상이한 애플리케이션에서 이용하는 포인팅 장치(3)가 도시되어 있다. 본 발명에 따른 포인팅 장치는 마우스, 트랙볼, 조이스틱, 터치 스크린 등과 같은 컴퓨터 입력 장치의 사용자에 대해 특히 응용 가능하다.

제1a-1b도에 도시된 예시적인 장치에서, 포인팅 장치는 디스플레이 스크린을 구비한 디스플레이(1)에 대해 이용한다. 디스플레이는 음극선관(CRT) 또는 통상적인 모니터를 포함하여 공지된 다수의 유형 중 어느 것이 될 수 잇다. 디스플레이는, 디스플레이의 측상에서 발광 패널(light emitting panels)(2)을 포함한다. 시스템은 적절한 케이블(5)에 의해 컴퓨터(프로세서) 또는 디스플레이에 부착되는 포인터(3)를 포함한다. 포인터(3)는 디스플레이(1)의 스크린 상에서 커서(4)를 위치결정하기 위한 것이다.

제1b도는 디스플레이(1)와 포인팅 장치(3)을 형성하는 블록도를 도시한다.

디스플레이(1)는 발광 다이오드(LEDs)(참조되지 않은) 등에 접속된 적절한 드라이버(참조되지 않은0에 접속될 뿐만 아니라, 적절한 전원 공급에 의해 구동되고, 디스플레이 상에서 커서의 위치를 제어하기 위한 커서 제어 회로(cursor control circuit)(제1b도에서 참조되지 않은)에 접속된 통상적인 프로세서(또는 마이크로프로세서)를 포함한다.

이하 더 자세하게 기술되는 바와 같이, 포인터(3)는 필터와, 동조된 증폭기 등에 출력을 제공하기 위한 검출기(예를 들면, 광검출기)와, 증폭 회로의 아날로그 출력을 수신하여, 아날로그 출력을 디지털화 하고, 하나 이상의 액츄에이터(8)(one or more actuators)(예를 들면, 선택 버튼 등)에 따라 출력을 프로세서(예를 들면, 마이크로프로세서, 컴퓨터 등)에 제공하기 위한 아날로그-디지털(A/D) 변환기를 포함한다.

제2도에 도시된 바와 같이, 포인터(3)는 하우징(참조되지 않은)과, 광다이오드등과 같은 적어도 하나의 광 센서(6)(예를 들면, 광검출기)를 포함하고, 이 광 센서는 당 분야에서 요구되고 알려진 바와 같이 주위의 광을 막는데 필요한 어떤 흡수성 필터(도시되지 않은)뿐만 아니라 간섭 필터(7)에 의해 커버(cover)된다. 간섭 필터(7)는 바람직하게 오리엘사(Oriel corporation)로부터 상업적으로 이용 가능한 필터와 같은, 박막 대역통과 간섭 필터(a thin-film bandpass interference filter)이다. 이하의 설명은 단일의 광 센서가 이용되는 것을 가정한다. 그러나, 다수의 광 센서(a plurality of light sensors)도 적절하게 이용될 수 있음은 명백한 사실이다.

포인터는 또한 마우스상의 버튼 또는 액츄에이터와 유사한, 항목 선택에 대해 하나 이사의 액츄에이터(예를 들면, 버튼)(8)도 포함한다.

검출기(6)는 간섭 필터(7)를 통과하는 광량을 감지한다. 이 결과 신호는 조명기 드라이버(illuminator drivers)의 주파수에 동조되는 증폭기에 의해 증폭되고 여과된다. 이 공지된 기법은 주위의 광으로부터 간섭에 대해 우수한 면역성의 고감도를 제공하기 위해 통상적인 원격 제어 장치에 이용된다. 이 여과된 신호는 디지털 화되어 케이블(6)을 통해 컴퓨터 또는 모니터로 전송된다. 본 발명의 포인터(3)는 바람직하게 예를 들면, 하니웰 마이크로스위치사(Honeywell Microswitch, Inc)로부터의 이용 가능한 IR LEDs, 오리엘사로부터의 상업적으로 이용 가능한 IR 간섭 필터, 유나이티드 디텍터 테크놀로지사(United Detector Technology)로부터의 상업적으로 이용 가능한 실리콘 광다이오드와 같은 표준의 상업적으로 이용 가능한 소자로 구현된다.

디스플레이의 발광 다이오드(LEDs)를 스위치하기 위한 회로, 필터링, 디지털 화 및 검출기 출력의 동기화된 샘플링이 요구되나, 그 구성은 이 애플리케이션의 범위 내에서 당 분야에서 지식을 가진자에게는 공지되어 이해되는 것으로 받아들여지고 있다.

제3도는 디스플레이 스크린 영역에 인접한 네 개의 조명 패널(9) 중의 하나이다.

패널(9)은 발광 다이오드 등과 같은 광원(9)을 포함하고, 패널(9)이 거의 일정하게 배열되도록 배열된다. 확산판(a diffusion plate)(도시되지 않은)은, 바람직하게 패널이 소정의 각으로 및 공간적으로 일정한(즉, 한 방향으로)광원으로서 나타나도록 광원(10)의 선단에 위치된다.

본 발명에서 이용된 원칙은 박막 간섭 필터에서 각도에 따른(angle-dependent)투과율의 특성이다. 정상 입사에서, 필터(7)는 투과율 특성(11)을 갖는다. 그러나, 입사각이 변화함에 따라, 제4도에 도시된 바와 같이, 곡선은 보다 짧은 파장으로 이동한다. 예를 들면, 정상으로부터 20도의 입사각에서, 특성은 참조 부호(12)로 도시된다.

참조 부호(13)으로 바와 같이, 검출되는 광이 고정된 파장을 갖는 경우, 정상 입사에서 투과된 광의 일부는 참조 부호(14)로서 도시된다. 20도에서, 투과된 광의 일부는 참조 부호(15)로 도시된 바와 같이 감소된다.

제5도는 이러한 효과가 본 발명에 따른 포인팅 장치에서 이용되는 예시적인 방법을 도시한다. 간략하게, 이 장치의 기능은 한 측면으로만 기술될 것이다. 제2축에서의 동작은 제1축의 동작과 유사하나 독립적이다.

특히, 디스플레이 스크린의 중심은 절대 위치로서 참조 부호)18)로 표시되고, 디스플레이 측면에서 광원을 갖는 패널은 참조 부호(16,17)로 표시된다. 포인터(3)의 필터 종단부는 디스플레이 선단의 공간에 참조 부호(23)로 위치된다. 포인터(실린더의 형태로 가정되는)의 축은 방향(119)을 따른다.

포인터 축(19)과 포인터(23)로부터 디스플레이(18)의 중심으로의 방향 사이의 각은, 각a(예를 들면, 참조 부호(20))로 표시된다. 포인터 축(19)과 포인터(23)로부터 광 패널(16)의 중심으로의 방향 사이의 각은, 각b1(예를 들면, 참조 부호(21))로 표시된다. 포인터 축(19)과 포인터(23)로부터 다른 광 패널(17)의 중심으로의 방향 사이의 각은, 각b2(예를 들면, 참조 부호(22))로 표시된다.

각 a이 증가함에 따라(예를 들면, 포인터 축(19)은 좌측으로 배향된다). 제6도에 도시한 바와 같이, 각b1이 감소한다(광 패널(16)로부터의 광은 보다 작은 각에서(예를 들면, 참조 부호(24)(보다 정상에 가까운)참조)필터와 충돌한다). 동시에, 각b2이 증가한다.(예를 들면, 광 패널(17)로부터의 광은 보다 큰 각에서(예를 들면, 참조 부호(25)(정상으로부터 더 멀어진)참조)필터와 충돌한다).

각a이 계속해서 증가함에 따라, 결국 각b1은 0을 통과하고, 다시 증가하도록 개시한다.

포인터가 디스플레이의 우측으로 배향되는 경우, 유사한 각 변화가 발생한다.

광원(10)의 파장이, 제4도에 도시된 바와 같이, 정상 입사(11)에서 필터 투과에 관한 위치(13)를 점유하도록 선택되는 경우, 각b1또는 b2의 함수로서의 투과된 광은 제7도에 도시된 곡선(26)에 의해 도시된 바와 같이 될 것이다. 투과된 광은 정상 입사에서 최대화되어, 각이 정상으로부터 멀어짐에 따라 점점 감소한다.

제6도로부터의 각 a상에서 각 b1 및 b2의 의존도를 이용하여, 제8도는 두 광원(16 및 17)에 대해 각a의 함수로서 필터의 투과는 제각기, 곡선(27 및 28)에 도시된 바와 같이 될 것임을 명확하게 도시한다. 각a에 관해 두 광원으로부터 투과 비율은 제9도에서 곡선(29)으로서 표시된다.

네 개의 조명된 패널(2)의 각각내의 광원(10)에 의해 방출된 광 신호는 바람직하게 주위의 광으로부터 뿐만 아니라 상호간에 구별할 수 있고, 따라서 광 신호가 보다 용이하게 검출 가능하도록 한다.

광원(10)으로서의 IR 발광 다이오드(LEDs)와 같은 적외선(IR)방출기 및 간섭 필터에 관한 흡수형 시각-차단 적외선-전송 필터(an absorption type-visible-blocking infrared-transmitting filter)(7)는 주위의 광과의 혼합을 방지하고, 또한 디스플레이를 판독하는 사용자에게 블쾌감을 주지 않는다. 따라서, IR 방출기( 및 대응하는 필터가 바람직하게 이용된다.

네 개의 패널(2)에 의해 방출된 광 신호가 구별도리 수 있는 몇 가지 방법이 존재한다. 첫 번째 방법에서, 각 패널92)내의 광원(10)은 차례대로 펄스 된다. 예를 들면, 먼저 상부 패널(top panel)내의 광원(10)은 소정의 단시간 동안 턴 온(turn on)되고, 우측 패널(right panel)내의 광원(10)도 소정의 단 시간 동안 턴 온 된다. 펄스 주기는 짧을 수 있고(예를 들면, 약 1msec), 제공할 펄싱 비율 하이(pulsing rate high)(10msec마다 1회의)는 포인터의 이동에 고속으로 반응한다. 광원은 바람직하게 적외선 원격 제어 장치(예를 들면, 텔레비젼 및 비디어 카세트 레코더(VCRs)에 대해서와 같은)에 대한 통상적인 실행과 같이 개선된 검출 감지도에 대해, 각 펄스의 주기 동안 고주파수(50 KHz와 같은)에서 변조된다.

이러한 방식으로, 한 패널내의 광원(10)만이 소정 시간 방출하고 잇다. 광원을 펄스하고 스위치하는 회로는, 검출 회로와 동기화되어, 광 시놓가 어떤 경우에서든지 하나의 패널과 정확히 연관되도록 한다. 그리고 나서, 검출된 광 신호는 제9도에 표시된 투과 비율을 계산하도록 이용된다. 상술한 바와 같이, 펄스 주기는 바람직하게 짧으며, 제공할 펄싱 비율 하이는 포인터의 이동에 고속으로 응답한다.

다른 유사한 방법은 상이한 주파수에서(예를 들면, 1KHz, 4.5KHz, 8.3KHz, 13KHz 등 )각 광 패널의 출력을 변조하는 것이다.

따라서, 검출기의 출력은 네 개의 주파수 각각에서 복조기에 의해 복조되어, 네 개의 패널의 각각으로부터 검출된 광에 비례하는 시호를 발생한다. 주파수는, 각 복조기가 다른 변조 주파수에 둔감함을 보장하도록 주의 깊게 선택되어져야 한다.

그러나 다른 방법은, 네 개의 패널(2)의 각각이 상이한 파장을 갖는 광을 방출하도록 다수의 상이한 파장 광원(10)을 이용하는 것이다. 이 경우에서, 포인터(3)는 네 개의 독립적인 검출기(6)(제공된 광원 당 하나의) 및 필터(7)를 포함해야 한다. 각 필터는 패널의 광원 중 하나의 파장에 매치 된 투과 특성을 갖는다. 필터 특성은 단역통과형 대신 대역통과형이 될 수 있고, 상이한 광원으로부터의 신호 혼합을 최소화한다. 단역통과 간섭 필터와 같이, 대역통과 필터는 소정의 각으로 이동하는 투과 곡선을 갖는다.

이들 방법의 조합이 본 발명자에 의해 고안될 수도 있다. 예를 들면, 두 검출기, 즉, 수직 방향에 대한 한 검출기 및 수평 방향에 대한 한 검출기가 이용될 수 있다. 광원의 각 쌍은 바람직하게 구별을 제공하도록 펄스되거나 또는 변조될 수 있다. 또한, 케이블(5)은 유리하게 광(적외선) 데이타 링크에 의해 교체될 수 있다. 정확한 접속 및 광 데이터와 이러한 접속을 이루는 세부사항은, 공지된 것으로 받아들여지므로 이하 더 기술되지 않을 것이다.

네 개의 신호가 획득된 후, 비율(수직 방향에 대한 하나의 비율 및 수평 방향에 대한 하나의 비율)이 계산된다. 따라서, 이 비율은 커서 위치 회로에 의해 디스플레이상의 적절한 위치에서 커서를 표시하도록 이용된다.

예를 들면, 제10도는 광검출기 출력의 증폭 및 복조 후의 표시 신로를 도시한다. 네 개의 일련의 펄수(a sequenceof four pulses)는 S1 내지 S4로 도시된다. 이들 전압은 광원 드라이버로 동기화된 시간에서 샘플될 것이고, 네 개의 펄스 각각의 높이에 대해 소정의 값을 산출한다. 광원 드라이버에 의해 결정되는 바와 같이, S1은 좌측 광 패널로부터 수신된 신호에 대응할 수 있고, S3은 우측 광 패널로부터 수신된 신호에 대응할 수 있으며, S2은 상부 패널로부터, S4은 하부 패널로부터의 신호에 각각 대응할 수 있다. 제1b도에 도시된 바와 같은, 마이크로컴퓨터는 비율 R1=S1/S3 및 R2=S2/S4로 계산한다, 이들 비율은 커서 위치회로에 대한 입력으로 직접 변환될 수 있다. 또한, 그들은, 포인팅 장치에서 통상의 실행으로서, 룩업-테이블(a look-up table)에 의해 선형화 되거나 또는 수정될 수 있고, 그리고 나서 커서 위치 회로에 의해 이용된다. 커서 제어 회로는 통상의 분야에서 공지되어 있어 이하 더 기술되지는 않을 것이다.

더욱이, 신호는 프로세싱내의 다수의 단계 중 어떤 단계에서도 디지털 화 될 수 있다. 예를 들면, 검출기(6)의 출력은 즉시 디지털 화될 수 있다. 예를 들면, 검출기(6)의 출력은 즉시 디지털화 될 수 있거나, 또는 펄스된 광원과 동기화된 샘플링 후 디지털화 될 수 있다.

비록 제1도 및 제5도는 디스플레이 선단의 작업 공간의 중심에 포인터(3)를 도시하였다 하더라도, 포인터(3)는 디스플레이 선단의 영역 범위 내에서 이용될 수 있다. 포인터의 위치를 변화시키므로써 통상 출력 비율도 변화할 것이다. 출력 비율은 대략 스크린의 중심과, 스크린 선단의 공간 범위내의 포인터 영역에 대해 스크린과 포인터 측의 교차점, 사이의 거리에 비례할 것이다. 전형적으로, 포인터는 스크린으로부터 떨어진 6인치 내지 36인치의 범위 내에 존재하여야 하고, 이것은 사용자가 컴퓨터를 유지하는 동안 스크린을 편안하게 판독할 수 있는 범위에도 대응한다.

선형성으로부터의 몇 가지 편차는 몇몇의 이유로부터 발생한다. 그러나, 절대적인 선형성은, 커서 위치의 즉각적인 시각적 피드백이 사용자로 하여금 원하는 위치결정을 신속히 성취하도록 하므로, 중요한 특성은 아니다.

본 발명에 따르면, 다른 통상적인 입력 장치에 비교되는 바와 같이, 포인팅 장치는, 마우스가 동작하는 것처럼 키보드 옆에 별도의 공간을 요구하지도 않는다. 또한, 본 발명의 포인팅 장치는 더러운 오물이 달라붙어 신뢰 불가능하게 하지 않으며, 광 마우스가 동작하는 것처럼 그리드 표면을 요구하지 않는다. 본 발명은 자연스런 위치결정 장치를 이용하여 스크린 상에서 도면작업을 가능하게 하며, 절대 위치 결정 장치이기도 하다. 또한, 본 발명은 통상적인 트랙볼이 동작하는 것처럼, 적어도 하나의 2인치 볼 및 키보드 근처에 또는 키보드에 부착하는 하우징을 요구하지 않는다. 또한, 통상적인 트랙볼은 본 발명에 비해 대형이다.

또한, 광 펜과는 달리, 본 발명은 디스플레이 스크린 상에서 또는 매우 근접하여 이용될 필요가 없고, 스크린으로부터 떨어진 광범위한 위치에서 이용 가능하다. 이들 및 다른 이유로 인해, 본 발명의 사용자는 광 펜과 같은 통상적인 입력 장치의 사용자와 같이, 팔의 피로를 금방 느낄 가능성이 적을 것이다. 본 발명의 포인팅 장치는 또한 사용자의 신체 또는 데스크에 근접하여 편안하게 유지될 수 있으며 팔의 피로는 더 감소된다. 또한, 본 발명의 포인팅 장치로 조작자의 팔이 디스플레이를 불분명하게 하는 위험이 존재하지 않는다. 마지막으로, 본 발명의 장치는 고해상도를 갖는다.

본 발명은 단일의 바람직한 실시예의 관점에서 기술되었으나, 통상의 분야에서 지식을 가진 자는 첨부되는 청구 범위의 정신 및 범위 내에서 수정하여 실행될 수 있음을 인지할 것이다.

Claims (18)

1. 주변(a periphery)에 다수의 조명 장치(a plurality of illuminating devices)를 갖는 디스플레이(a display)상에 커서를 위치 결정시키기 위한 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치(a hand-held pointing devices)에 있어서, 하우징(a housing)과; 상기 하우징에 접속된 간섭 필터(an interference filter)와; 상기 다수의 조명 장치로부터 방출되어 상기 간섭 필터에 의해 여과된 광을 검출하기 위한 수단(means for detecting light)과; 상기 검출 수단에 접속되어, 검출된 상기 광이 발생되는 디스플레이의 주변 영역을 구별하기 위한 수단과; 상기 디스플레이 상에 상기 커서를 위치시키기 위해 상기 검출된 광을 변환하기 위한 수단을 포함하는 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 간섭 필터는, 투과율 변화를 상기 다수의 조명 장치로부터 방출되는 상기 광의 입사각의 함수로서, 측정하기 위한 박막 간섭 필터(a thin-film interference filter)를 포함하는 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 간섭 필터는 사전 결정된 투과율 특성(a predetermined transmittance characteristic)을 가지며, 상기 사전 결정된 전송 투과율은 상기 필터 상에 대한 상기 광의 입사각에 의존하는 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 조명 장치는 광 펄스(light pulse)를 방출하도록 연속적으로 활성화되어, 상기 검출 수단은 상기 광 펄스와 동기 되는 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치.
5. 제2항에 있어서, 상기 간섭 필터는 사전 결정된 투과율 특성을 가지며, 상기 사전 결정된 투과율 특성은 상기 필터 상에 대한 상기 광의 입사각에 의존하는 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 조명 장치는 광 펄스를 방출하도록 연속적으로 활성화되며, 상기 검출 수단은 상기 광 펄스와 동기 되는 손에 쥐고 사용 가능한 포인팅 장치.
7. 조망되는 커서를 선택적으로 위치결정하기 위한 포인팅 시스템(a pointing system)에 있어서, 주변에 다수의 조명 장치를 갖는 디스플레이와; 상기 디스플레이에 접속되어, 하우징과; 상기 하우징에 접속된 간섭 필터와; 상기 다수의 조명 장치로부터 방출되고 상기 간섭 필터에 의해 여과된 광을 검출하기 위한 수단과; 검출된 상기 광이 발생하는 디스플레이의 주변 영역을 검출하고 구별하기 위해, 상기 검출 수단에 접속된 수단과; 상기 디스플레이 상에 상기 커서를 위치시키기 위해 상기 검출된 광을 변환하기 위한 수단을 구비하는 포인팅 장치를 포함하는 포인팅 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 간섭 필터는 투과율 변화를 상기 다수의 조명 장치로부터 방출된 상기 광의 입사각의 함수로서, 측정하기 위한 박막 간섭 필터를 포함하는 포인팅 시스템.
9. 제7항에 있어서, 상기 간섭 필터는 사전 결정된 투과율 특성을 가지며, 상기 사전 결정된 투과율 특성은 상기 필터 상에 대한 상기 광의 입사각을 통해 의존하는 포인팅 시스템.
10. 제7항에 있어서, 상기 조명 장치는 광 펄스를 방출하도록 연속적으로 활성화되며, 상기 검출 수단은 상기 광 펄스와 동기 되는 포인팅 시스템.
11. 제8항에 있어서, 상기 간섭 필터는 사전 결정된 투과율 특성을 가지며, 상기 사전 결정된 투과율 특성은 상기 필터 상에 대한 상기 광의 입사각에 의존하는 포인팅 시스템.
12. 제11항에 있어서, 상기 조명 장치는 광 펄스를 방출하도록 연속적으로 활성화되며, 상기 검출 수단은 상기 광 펄스와 동기 되는 포인팅 시스템.
13. 주변에 다수의 조정 장치를 갖는 디스플레이 상에 커서를 위치 시에 결정하기 위한 포인팅 장치에 있어서, 하우징과; 상기 하우징에 접속되어, 상기 다수의 조명 장치에 의해 방출된 광의, 투과율 변화를 입사각의 함수로서 측정하기 위한 수단과(means for measuring); 상기 다수의 조명 장치로부터 방출되어 상기 특정 수단에 측정된 광을 검출하기 위한 수단과; 상기 검출 수단에 접속되어, 상기 검출된 광이 발생되는 디스플레이의 주변 영역을 구별하기 위한 수단과; 상기 디스플레이 상에 상기 커서를 위치시키도록 상기 검출된 광을 변환하기 위한 수단을 포함하는 포인팅 장치.
14. 제13항에 있어서, 상기 측정 수단은 박막 간섭 필터를 포함하는 포인팅 장치.
15. 제13항에 있어서, 상기 측정 수단은 사전 결정된 투과율 특성을 가지며, 상기 사전 결정된 투과율 특성은 상기 측정 수단 상에 대한 상기 광의 입사각에 의존하는 포인팅 장치.
16. 제13항에 있어서, 상기 조명 장치는 광 펄스를 방출하도록 연속적으로 활성화되며, 상기 검출 수단은 상기 광 펄스와 동기 되는 포인팅 장치.
17. 제14항에 있어서, 상기 간섭 필터는 사전 결정된 투과율 특성을 가지며, 상기 사전 결정된 투과율 특성은 상기 필터 상에 대한 상기 광의 입사각에 의존하는 포인팅 장치.
18. 제17항에 있어서, 상기 조명 장치는 광 펄스를 방출하도록 연속적으로 활성화되며, 상기 검출 수단은 상기 광 펄스와 동기 되는 포인팅 장치.