KR100362244B1 - 포인팅 디바이스 - Google Patents

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KR100362244B1
KR100362244B1 KR1020007002865A KR20007002865A KR100362244B1 KR 100362244 B1 KR100362244 B1 KR 100362244B1 KR 1020007002865 A KR1020007002865 A KR 1020007002865A KR 20007002865 A KR20007002865 A KR 20007002865A KR 100362244 B1 KR100362244 B1 KR 100362244B1
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이케하라미쓰오
아카마히로노리
아카마노리코
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쓰켄덴키고교 가부시키가이샤
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Abstract

근력이 떨어진 장애자가 침상 등에 누운 자세에서도 조작이 가능한, 커서 이동과 클릭의 양 조작을 한손에만 한정시키지 않고, 운동기능이 있는 부위에서 각각으로, 또한 복잡한 큰 동작을 필요로 하지 않고 가벼운 힘으로도 조작이 가능하며, 조작면적이 필요없는 포인팅 디바이스를 제공한다. 커서의 이동조작을 행하는 편평형상의 커서 이동용 스위치와, 오른쪽 클릭이나 왼쪽 클릭조작을 행하는 반지형의 클릭용 스위치와, 필요에 따라 커서 이동용 스위치의 이면과 접착하여 사용장소로 확장하고, 스위치를 평면 이외의 장소에도 세트할 수 있도록 하는 착탈이 가능한 직물형상 시트와, 상기 커서 이동용 스위치의 조작에 의한 이동방향과 이동량 및 상기 클릭용 스위치의 조작에 의한 클릭을 검출하여 그 데이터를 송출하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러와 상기 각 스위치 및 퍼스널 컴퓨터를 접속하는 케이블과 커넥터를 가진다. 상기 커서 이동용 스위치에는 비조작시에 조작버튼이 자동적으로 중앙으로 되돌아가는 구조를 가진다.

Description

포인팅 디바이스 {POINTING DEVICE}
컴퓨터 등에서 커서의 이동이나 클릭을 행하는 포인팅 디바이스로서는, 마우스가 일반적으로 사용되고 있다. 마우스는 본체를 책상 등에 접촉하여 이동시킴으로써 밑바닥에 설치된 볼이 자유롭게 회전하여, 그 볼의 회전으로부터 이동량이나 이동방향을 검출하는 것이다. 또한 트랙 볼은, 기기에 설치된 볼을 손가락 등으로 회전시켜 이동량이나 이동방향을 검출하는 것이다. 그 밖의 포인팅 디바이스로서는, 죠이스틱형과 같이, 이동방향에 대응한 스위치가 설치되어 있고, 그것을 아래로 눌러 그 누름시간에 의해 이동량을 결정하는 것 등이 있다.
도 15는, 예를들어 일본국 특개평 6-259186호 공보에 개시된 적은 운동량으로 조작이 가능한 종래 예의 포인팅 디바이스를 나타낸 외관도로서, 도면중, (41)은 손으로 조작하는 것이 가능한 반구형상의 조작부, (42)는 상기 조작부(41)의 조작과 동시에 손가락 등으로 누를 수 있는 스위치, (43)은 조작부(41)의 이동방향과 이동량을 검출하는 본체, (44)는 데이터를 송출하는 케이블이다.
다음에 동작에 관해서 설명한다. 조작부(41)를 손바닥으로 감싸듯이 쥐고, 손가락을 스위치(42)에 건다. 그리고 본체(43) 위를 미끄러지듯이 조작부(41)를 움직이면서 스위치(42)를 누른다. 이렇게 하여 본체(43)를 이동시키지 않고 조작부 (41)를 조작한 변화량이 검출되고 송출되어, 포인팅할 수 있다.
상술한 바와 같이, 종래의 포인팅 디바이스로서 일반적인 마우스는, 본체를 책상 등에 접촉하여 이동시킴으로써 밑바닥에 설치된 볼을 회전시킬 필요가 있기 때문에, 근력 디스트로피 등에 의해 심하게 지체가 부자유스럽고, 손가락의 운동이나 동작이 크게 제한되고 근력도 떨어져 있는 사람에게 있어서는, 조작에 필요한 운동량이 지나치게 크다는 문제점이 있다. 사용자가 침대에 누워 있을 때, 사용자의 손 또는 손가락이 우툴두툴한, 불규칙하거나 평면이 아닌 면에 놓이는 곳에서 마우스를 사용하는 것은 어려웠다. 또한 커서의 이동과 클릭의 조작을 한쪽 손만으로 이루어져야 한다는 점도 문제가 된다. 트랙 볼이나 죠이스틱형 등의 포인팅 디바이스에 관해서도, 커서 이동조작이나 클릭버튼의 작동조작에는 힘이 필요하다는 문제점을 가진다. 마우스와 마찬가지로, 상기 사용자의 손 또는 손가락이 놓이는 곳에 안정된 이 포인팅 디바이스를 유지하기 위해 사용자를 위치시키는 것은 어렵다. 상술한 일본국 특개평 6-259186호 공보에 나타낸, 적은 운동량으로 조작이 가능한 종래 예의 포인팅 디바이스에 있어서도, 조작부를 손바닥으로 감싸듯이 쥐는 것은, 손가락의 연동이나 동작이 크게 제한되는 사람에게 있어서는 어렵다. 또한 일반적인 마우스와 같이, 커서의 이동과 클릭의 조작을 한쪽 손만으로 이루어져야 하는 점이 문제가 된다.트랙 볼, 죠이스틱과 같은 이러한 포인팅 디바이스는, 상기 사용자의 손 또는 손가락이 놓이는 곳에 안정된 종래의 포인팅 디바이스를 유지하기 위해 사용자를 위치시키는 것은 어려웠다.
이상과 같이 종래의 포인팅 디바이스는, 근육 디스트로피 등에 의해 손 또는 손가락의 연동·동작이 크게 제한되어 있고 침대에 누워 있는 사람 장애자들에게는 사용이 불가능하였다.
본 발명은 다양한 컴퓨터에 사용하기 위한 포인팅 디바이스에 관한 것이며, 보다 상세하게는 예를 들면, 침대에 누워 있으며, 특히 근육 디스트로피 등에 의해 손 또는 손가락의 연동·동작이 크게 제한되어 있는 장애자들에게 사용되는, 극히 적은 운동량으로 조작이 가능한 포인팅 디바이스에 관한 것이다.
도 1은, 본 발명의 하나의 실시예에 의한 포인팅 디바이스를 나타낸 외관도,
도 2는, 도 1에 나타낸 커서 이동용 스위치의 평면도 및 측면도,
도 3은, 도 2에 나타낸 커서 이동용 스위치의 단면도,
도 4는, 도 3에 나타낸 탄성부재의 일예를 도시한 평면도 및 사시도,
도 5는, 도 1에 있어서의 조작량의 검출방법을 나타낸 블럭도,
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 디바이스를 나타낸 외관도,
도 7은, 본 발명의 다른 실시예에 의한 포인팅 디바이스를 나타낸 외관도,
도 8은, 도 7에 나타낸 커서 이동용 스위치의 평면도 및 측면도,
도 9는, 도 7에 나타낸 커서 이동용 스위치의 내부 구성도 및 단면도,
도 10은, 도 7에 나타낸 커서 이동용 스위치에 사용하는 탄성부재의 배치도,
도 11은, 도 7에 나타낸 포인팅 디바이스의 조작량의 검출방법을 나타낸 블록도,
도 12는, 본 발명에 의한 클릭용 스위치의 일예를 나타낸 접속도,
도 13은, 본 발명에 의한 클릭용 스위치의 다른 예를 나타낸 접속도,
도 14는, 본 발명에 의한 포인팅 디바이스의 다른 실시예를 나타낸 외관도 및 블록도,
도 15는, 종래의 포인팅 디바이스를 나타낸 외관도이다.
그리하여, 본 발명은, 근력이 떨어진 장애자가 침상 등에서 모로 누운 자세에서도 조작이 가능한, 커서의 이동과 클릭의 양 조작을 한쪽 손에 한정하지 않고 운동기능을 갖는 부위에 각각으로, 또한 복잡한 움직임이나 큰 동작을 필요로 하지 않고 가벼운 힘으로 조작할 수 있는, 조작면적이 필요없는 포인팅 디바이스를 얻는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 커서의 이동조작을 행하는 편평형상의 커서 이동용 스위치와, 오른쪽 클릭이나 왼쪽 클릭조작을 행하는 밴드형의 클릭용 스위치와, 커서 이동용 스위치의 이면과 접착하여 사용장소로 확장하고, 스위치를 평면 이외의 장소에도 세트할 수 있도록 하는 착탈가능한 직물형상 시트와, 상기 커서 이동용 스위치의 조작에 의한 이동방향과 이동량 및 상기 클릭용 스위치의 조작에 의한 클릭을 검출하여 그 데이터를 송출하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러와 상기 각 스위치 및 퍼스널 컴퓨터를 접속하는 케이블과 커넥터를 구비하며, 상기 커서 이동용 스위치에는 비조작시에 조작전극이 자동적으로 중앙으로 되돌아가는 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 본 발명은, 커서의 이동조작을 행하는 편평형상의 커서 이동용 스위치와, 오른쪽 클릭이나 왼쪽 클릭조작을 행하는 밴드형의 클릭용 스위치와, 상기 커서 이동용 스위치의 조작에 의한 이동방향과 이동량 및 상기 클릭용 스위치의 조작에 의한 클릭을 검출하여 그 데이터를 퍼스널 컴퓨터로 송출하는 컨트롤러와, 이 컨트롤러와 상기 각 스위치 및 퍼스널 컴퓨터를 접속하는 케이블과 커넥터를 구비하며, 상기 커서 이동용 스위치에는 비조작시에 조작버튼이 자동적으로 중앙으로 되돌아가는 기구를 설치한 것을 특징으로 한 것이다.
본 발명의 포인팅 디바이스에 있어서, 커서 이동조작과 클릭조작은 다른 스위치로 분리하여, 필요에 따라 커서 이동용 스위치의 이면에 직물형상 시트를 접착하고, 그것을 사용하는 장소로 확장하는 것으로, 사용자에게 무리가 없는 위치에 커서 이동용 스위치를 세트하고 조작하는 것이 가능하다. 또한 커서 이동용 스위치에는 비조작시에 조작버튼이 자동적으로 중앙으로 되돌아가는 구조를 마련함으로써, 적은 조작량으로 커서를 이동하는 것이 가능해진다.
이하, 본 발명의 하나의 실시예를 도면에 따라서 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명에 의한 포인팅 디바이스의 일 실시예의 외관도로서, 도면에 있어서, (1)은 커서 이동조작을 행하는 커서 이동용 스위치, (2)는 커서로 지정한 메뉴나 좌표를 입력하기 위한 클릭용 스위치로서, 왼쪽 클릭버튼, 오른쪽 클릭버튼이 설치되어 있다. (3)은 커서 이동용 스위치(1)의 이면과 접착하는 직물형상 시트로서, 이 직물형상 시트(3)를, 커서 이동용 스위치(1)를 세트하고 싶은 위치에 두고 사용한다. (4)는 커서 이동용 스위치(1)의 조작에 의한 이동방향과 이동량 및클릭용 스위치(2)의 조작에 의한 클릭을 검출하고, 그 데이터를 송출하는 컨트롤러, (5)는 커서 이동용 스위치(1)와 컨트롤러(4)를 접속하는 케이블, (6)은 클릭용 스위치(2)와 컨트롤러(4)를 접속하는 케이블, (7)은 퍼스널 컴퓨터의 마우스 입력단자와 컨트롤러(4)를 접속하는 케이블이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예인 포인팅 디바이스에서는, 커서 이동용 스위치(1)를 편평형상으로 함으로써 손바닥을 눕힌 채로 조작을 행할 수 있다. 또한 스위치를 커서 이동용(1)과 클릭용(2)으로 분리함으로써 조작을 한쪽 손에만 한정하지 않고, 몸을 움직일 수 있는 부위로서 사용할 수 있다. 클릭용 스위치(2)는 가볍게 닿기만 하면 동작이 가능한, 상용전원의 유도전압을 이용한 터치스위치를 이용하고 있다. 클릭용 스위치(2)의 형상은 밴드형으로 하여, 밴드의 맞닿는 부분에는 착탈이 용이하고 또한 장착부의 크기에 맞추어서 자유롭게 조절할 수 있도록 예를들면 매직테이프(등록상표명)와 같은 부착부재로 고정한다.
포인팅 디바이스의 사용장소는 책상에 한정되지 않고, 손가락 등의 조작부위가 자연스럽게 놓여져 있는 무릎의 위나 침상 위 등의 개인에게 맞는 장소를 생각할 수 있기 때문에, 커서 이동용 스위치(1)의 이면을 직물형상 시트(3)에 접착하고, 그것을 사용자의 몸 위나 침상의 이부자리의 위 등에 넓게 올려서 스위치를 세트한다. 직물형상 시트를 사용함으로써, 사용자의 손가락이 놓여진 곳이 요철이 있는 면이나 수평이 아닌 면의 경우라도 스위치를 안정시킬 수 있다. 이 직물형상 시트(3)는, 커서 이동용 스위치(1)와 일체가 아니라, 상기 커서 이동용 스위치와 착탈이 자유롭게 접착되며, 손수건 정도의 크기로서, 작업복 직물지와 같이 유연성이 있고 쉽게 미끄러지지 않는 재질의 것이 좋다.
도 2에, 본 발명에 의한 포인팅 디바이스의 일 실시예의 커서 이동용 스위치 (1)의 평면도[도 2(A)] 및 측면도[도 2(B)], 도 3에 본 발명의 포인팅 디바이스의 일 실시예의 커서 이동용 스위치(1)의 단면도, 도 4에 커서 이동용 스위치(1)에 사용되는 탄성부재의 일예인 소용돌이형 스프링의 평면도 및 사시도를 나타낸다. 커서 이동용 스위치(1)는, 기판(14) 상에 입력전극(13), 조작전극(10), 방향용 전극 (11)이 배치되어, 편평형상으로 형성되어 있다. 상부에 조작부(8)가 부착되어 평면방향으로 이동하는 조작전극(10)의 탈락을 막기 위한 누름부(9)가 설치된다. 조작전극(10)은 입력전극(13)과 접촉되어 있으며, 스위치 밑바닥에 부착된 소용돌이형 스프링(15)에 의해, 비조작시에는 자동적으로 중앙으로 되돌아가도록 되어 있다. 조작전극(10)은 조작부(8)에 손가락을 올려놓고, 커서를 이동하고 싶은 방향으로 조작전극(10)을 슬라이드시키면, 컨트롤러(4)의 입력단자에 접속된 방향용 전극 (11)과 접촉하여 이 방향용 전극(11)과 입력전극(13)을 전기적으로 단락시키고, 케이블(5)을 통하여 컨트롤러(4) 내부의 원칩 마이크로 컴퓨터의 입력단자에 입력신호를 전달한다. 이 입력신호에 의해 컨트롤러(4)는, 이동방향에 따른 출력펄스를 퍼스널 컴퓨터로 출력한다.
커서 이동용 스위치(1)는, 조작부(8)를 슬라이드시킴으로써 조작부(8) 아래의 조작전극(10)과 방향용 전극(11)이 접촉하고, 조작전극(10)을 개재하여 입력전극(13)과 방향용 전극(11)이 단락하여, 입력신호가 컨트롤러(4)에 입력되기 때문에, 조작부(8)에 손가락을 올려놓고 있을 때에 커서를 정지시키기 위해서는, 조작부(8)를 슬라이드시켜 조작전극(10)을 방향용 전극(11)에서 떼어내면 된다. 또한조작부(8)에서 손을 떼면, 조작부(8)와 조작전극(10)은 스프링(15)의 힘으로 중앙으로 되돌아가, 방향용 전극(11)과 입력전극(13)이 떨어지기 때문에, 커서는 정지한다.
도 5는, 커서 이동용 스위치(1)로부터 입력되는 이동방향과 이동량, 및 클릭용 스위치(2)로부터 입력되는 클릭신호의 검출방법을 설명하기 위한 도면으로, 전술한 바와 같이, 클릭용 스위치는 상용전원의 유도전압을 이용한 터치스위치를 사용하고 있으며, 클릭용 스위치(2)의 전극부에 손가락이 닿으면 컨트롤러(4)에 의해 클릭신호가 검출된다. 커서의 이동방향과 이동량은, 상하좌우 4개의 방향용 전극 (111∼114)과 조작전극(10)의 접촉을 컨트롤러(4)가 검출함에 따라 결정된다. 예컨대 조작전극(10)과 윗방향의 방향용 전극(111)이 접촉하면, 커서는 윗방향으로 이동한다. 또한 조작전극(10)이 윗방향의 방향용 전극(111) 및 오른쪽방향의 방향용 전극(112)에 동시에 접촉한 경우는, 커서가 오른쪽 윗방향으로 이동한다. 커서는 방향용 전극과 조작전극이 접촉하고 있는 동안은 이동을 계속하고, 양 전극이 떨어지면 커서는 정지한다. 커서의 이동에 필요한 조작폭은 조작전극(10)과 방향용 전극(11)의 거리에 따라 결정된다. 본 실시예에서 조작폭은 0.75mm, 필요한 동작압력은 10수g으로 매우 적은 운동량으로 조작할 수 있도록 되어 있다.
커서 이동용 스위치(1)는, 도 3 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 편평형상의 기판(14)의 표면에 배설된 입력전극(13)과, 이 입력전극(13)의 표면에 접촉하여 수평방향으로 이동이 자유로운 조작전극(10)과, 기판(14) 상에 절연재(12)를 개재하여,또한 직교하는 2축 선상의 대향 선위치에 배설된 방향용 전극(111,112,113,114)과, 상기 조작전극(10)의 중심을 상기 직교하는 2축의 중심(P)에 유지하기 위한 탄성부재(15)로부터 이루어지며, 비조작시에 조작전극(10)의 중심이 상기 중심(P)에 유지되도록 되어 있다.
상기 탄성부재(15)는, 예컨대 도 4에 도시한 바와 같이, 편평한 소용돌이형의 스프링으로 이루어지며, 그 주변부가 스위치기판(14)에 고정되어 있고, 중심부는 수평방향으로 이동이 자유롭게 되어 있으며, 이 중심부에서 돌출하여 연결막대 (15a)가 상기 조작전극(10)의 중심에 연결되어 있다. 따라서 조작전극(10)은 임의의 수평방향으로 이동시킬 수 있고, 손을 떼면(비조작시) 자동적으로 중앙 위치로 되돌아간다.
도 6은, 본 발명에 의한 포인팅 디바이스의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 이 실시예는 클릭용 스위치(2)와 컨트롤러(4)의 사이에 중계박스(16)를 설치함으로써, 기존의 마이크로스위치나 스위치부를 입으로 물고 숨을 들이쉬거나 내쉼으로써 동작하는 호흡감지스위치(도시하지 않음), 발이나 팔꿈치 등을 올려놓고 동작시키는 압력감지스위치(17) 등의 여러가지 스위치를 용이하게 접속할 수도 있다.
다음에, 본 발명의 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 7은, 본 발명에 의한 포인팅 디바이스의 다른 실시예를 나타낸 외관도로서, 도면에 있어서, (21)은 커서의 이동조작을 행하는 커서 이동용 스위치, (22)는 커서로 지정한 메뉴나 좌표를 입력하기 위한 클릭용 스위치로서, 왼쪽 클릭용, 오른쪽 클릭용의 2개의 스위치가 설치되어 있다. (23)은 필요에 따라 커서 이동용 스위치(21)의 이면에 접착하는 착탈가능한 직물형상 시트로서, 이 직물형상 시트(23)를 커서 이동용 스위치(21)를 세트하고 싶은 위치에 놓고 사용한다. (24)는 커서 이동용 스위치(21)의 조작에 의한 이동방향과 이동량 및 클릭용 스위치(22)의 조작에 의한 클릭을 검출하여 그 데이터를 퍼스널 컴퓨터로 송출하는 컨트롤러, (25)는 커서 이동용 스위치(21)와 컨트롤러(24)를 접속하는 케이블, (26)은 클릭용 스위치 (22)와 컨트롤러(24)를 접속하는 케이블, (27)은 퍼스널 컴퓨터의 마우스 입력단자와 컨트롤러(24)를 접속하는 케이블이다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 포인팅 디바이스에서는, 커서 이동용 스위치(21)를 편평형상으로 함으로써 손바닥을 눕힌 채로 조작을 행할 수 있다. 또한 스위치를 커서 이동용과 클릭용으로 분리함으로써, 조작을 한쪽 손에 한정하지 않고, 다른 손가락이나 발가락 등의 몸이 움직일 수 있는 부위를 이용하여 커서 이동조작과 클릭조작을 행할 수 있다.
클릭용 스위치(22)는 가볍게 닿기만 하면 동작이 가능한, 상용전원의 유도전압을 이용한 터치스위치를 사용하고 있다. 클릭용 스위치(22)의 형상은 밴드형으로 하여, 밴드의 맞닿는 부분에는 착탈이 용이하고 또한 장착부의 크기에 맞추어서 자유롭게 조절할 수 있도록 예를들면 매직테이프(등록상표명)와 같은 부착부재를 이용하여 고정한다.
포인팅 디바이스의 사용장소는 책상에 한정하지 않고, 손가락 등의 조작부위가 자연스럽게 놓여져 있는 무릎 위나 침상 등의 개인에게 맞는 장소를 생각할 수있다. 또한 커서 이동용 스위치(21)의 이면을 직물형상 시트(23)에 접착하면, 그것을 사용자의 몸 위나 침상의 이부자리의 위 등에 넓게 올려 스위치를 세트할 수 있다. 직물형상 시트(23)를 사용함으로써, 사용자의 손가락이 놓여져 있는 곳이 요철이 있는 면이나 수평이 아닌 면의 경우라도 커서 이동용 스위치(21)를 안정시킬 수 있다. 이 직물형상 시트(23)는, 커서 이동용 스위치(21)와 일체가 아니라, 상기 커서 이동용 스위치(21)와 착탈이 자유롭게 접착하며, 손수건 정도의 크기로서, 작업복 직물지와 같이 유연성이 있고 쉽게 미끄러지지 않는 재질의 것이 좋다.
도 8에, 도 7에 나타낸 커서 이동용 스위치(21)의 평면도[도 8(A)] 및 측면도[도 8(B)], 도 9에 상기 커서 이동용 스위치(21)의 내부 구조도[도 9(A)] 및 단면도[도 9(B)], 도 10에 커서 이동용 스위치(21)에 사용되는 탄성부재의 일예로서, 조작버튼(28)의 비조작시의 코일스프링(32)의 배치도[도 10(A)], 조작버튼(28) 조작시의 코일스프링(32)의 배치도[도 10(B)]를 나타낸다.
커서 이동용 스위치(21)는, 도 9에 도시한 바와 같이, 편평형상의 바닥판 (30) 상에 접촉하여 수평방향으로 이동이 자유로운 조작버튼(28)과, 바닥판(30) 상에 직교하는 2축(X-X,Y-Y) 선상의 대칭 선위치에 배설된 조작방향 검출용 소자로서의 4개의 광센서(31)와, 조작버튼(28)과, 커서 이동용 스위치(21)와 컨트롤러(24)를 접속하는 케이블(25) 및 내부배선(25a)과, 상기 조작버튼(28)의 중심을 상기 직교하는 2축(X-X,Y-Y)의 중심(P)에 유지하기 위한 탄성부재(32)와, 내부회로를 보호하여 조작버튼(28)의 탈락을 막기 위한 윗덮개(29)로 이루어진다.
상기 탄성부재(32)는, 예컨대 도 10에 도시한 바와 같이, 코일스프링으로 이루어지며, 그 한끝단이 바닥판(30)의 상기 중심(P)에 고정되어 있고, 다른 끝단은 조작버튼(28)의 밑바닥 중심에 연결되어 있다. 비조작시에 코일스프링(32)은, 도 10(A)에 나타낸 바와 같이 세워진 형상이 되고, 조작버튼(28)의 중심이 상기 2축의 중심(P)에 유지되도록 되어 있다. 조작버튼(28)에 손가락을 올려, 커서를 이동하고 싶은 방향으로 조작버튼(28)을 슬라이드시키면, 도 10(B)에 나타낸 바와 같이, 조작버튼(28)의 중심(P)이 가로방향의 P'점으로 이동하기 때문에, 코일스프링(32)은 변형하여 원래의 형상으로 복원하고자 하는 힘(동작압력)을 발생시킨다. 조작버튼 (28)에서 손가락을 떼면, 코일스프링(32)의 복원력에 의해 조작버튼(28)의 중심은 P점으로 복귀한다.
커서 이동용 스위치(21)는, 도 9(B)에 나타낸 바와 같이, 비조작시에는 4개의 광센서(31)의 발광부(31a)와 수광부(31b) 사이의 광축은 조작버튼(28)의 차광원반부(28a)에 차단되는 경우가 없는 상태를 유지한다. 조작버튼(28)을 슬라이드조작하였을 때, 차광원반부(28a)가 슬라이드시킨 방향의 광센서(31)의 발광부(31a)와 수광부(31b) 사이의 광축을 차단하고, 상기 광센서(31)의 광축차단신호가 케이블 (25)을 통해서 컨트롤러(24) 내부의 입력회로에 전해진다. 조작버튼(28)에 손가락을 올려놓고 있을 때에 커서를 정지시키기 위해서는, 조작버튼(28)을 반대방향으로 슬라이드시켜 광센서(31)의 발광부(31a)와 수광부(31b) 사이의 빛이 통과하도록 하면 된다. 또한 조작버튼(28)을 슬라이드시킨 상태에서 조작버튼(28)으로부터 손을 떼면, 조작버튼(28)은 코일스프링(32)의 힘에 의해 중앙으로 되돌아가고, 4개의 발광부(31a)와 수광부(31b) 사이의 빛이 모두 통과하게 되기 때문에, 커서는 정지한다.
커서의 이동에 필요한 조작폭은, 차광원반부(28a)의 반경거리와, 중심(P)에서 광센서(31)의 광축까지의 거리의 차(d1)에 의해서 결정된다. 본 실시예에서는 조작폭이 0.75mm이다. 또한 필요한 동작압력은 약 10g으로 매우 적은 운동량으로 조작할 수 있도록 되어 있다.
도 11은, 커서 이동용 스위치(21)에서 입력되는 이동방향과 이동량, 및 클릭용 스위치(22)로부터 입력되는 클릭신호의 검출방법을 설명하기 위한 도면으로서, 전술한 바와 같이, 클릭용 스위치(22)는 상용전원의 유도전압을 이용한 터치스위치를 사용하고 있으며, 클릭용 스위치(22)의 전극(22a)에 손가락이 닿으면 컨트롤러 (24)의 입력회로(24-1)를 통하여 처리회로(24-2)에 의해 클릭신호가 검출되며, 퍼스널 컴퓨터의 표준 인터페이스신호로 변환된 후에, 출력회로(24-3), 케이블(27)을 통해 퍼스널 컴퓨터로 송출된다.
커서의 이동방향과 이동량은, 상하좌우 4개의 광센서(31-1∼31-4)의 어느 하나의 광축 차단신호를 컨트롤러(4)의 입력회로(24-1)를 통하여 처리회로(24-2)에 의해 판단됨에 따라 결정된다. 예컨대 윗방향의 광센서(31-1)의 광축차단이 검출되면, 커서는 윗방향으로 이동한다. 또한 윗방향의 광센서(31-1) 및 오른쪽 방향의 광센서(31-2)의 광축이 동시에 차단된 경우, 커서는 오른쪽 윗방향으로 이동한다. 커서는 광센서(31)의 광축이 차단하고 있는 동안은 이동을 계속하고, 광축의 차단이 해제되면 커서는 정지한다. 처리회로(24-2)에 의해 판단한 이동방향과 이동량은, 퍼스널 컴퓨터의 표준 인터페이스신호로 변환된 후에, 출력회로(24-3), 케이블(27)을 통해 퍼스널 컴퓨터로 송출된다.
커서의 이동속도는 처리회로(24-2)에 의해 결정되며, 광축의 차단이 계속되고 있는 동안에, 커서는 등속도, 또는 가속도적으로 속도를 바꾸면서 동일방향으로 이동한다.
도 12는, 클릭용 스위치(22)와 입력회로(24-1)의 인터페이스의 일 실시예를 도시한 도면으로서, 클릭용 스위치(22)의 형상은 밴드형으로, 절연물인 직물을 이용하며, 클릭용 스위치(22)의 외측에 붙어있는 전극(22a)은, 입력회로(24-1) 내의 예컨대 C-MOS 게이트회로 등의 하이·임피던스 입력단자에 풀-업저항을 통해 접속되어 있다. 전극(22a)에 손가락이 닿으면 대향직물 사이에 생기는 상용전원의 유도전압을 검출하는 것이 가능하다.
도 13(A)는, 클릭용 스위치(22)와 입력회로(24-1)의 인터페이스의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 클릭용 스위치(22)의 형상은 밴드형으로, 절연물인 직물을 사용하며, 클릭용 스위치(22)의 외측에 붙어있는 전극(22a)은, 입력회로(24-1) 내의 예컨대 C-MOS 게이트회로 등의 하이·임피던스 입력단자에 풀-업저항을 통하여 접속되고, 클릭용 스위치(22)의 안쪽에 붙어있는 전극(22b)은, 입력회로(24-1) 내에서 저항을 통하여 0V에 접속되어 있다.
도 13(B)는, 도 13(A)에 나타낸 클릭용 스위치(22)를 손가락에 부착하였을 때의 도면으로서, 내측의 전극(22b)은 항상 손가락에 닿아 있어, 클릭동작에 의해 다른 손가락으로 외측의 전극(22a)에 접촉하였을 때 전극(22a)과 전극(22b)은 손가락의 내부저항(R)을 통해서 닫힘루프를 구성한다. 이에 따라 하이·임피던스 입력회로의 입력단자 전압이 저하하여, 클릭신호로서 검출할 수 있다. 본 실시예는 퍼스널 컴퓨터의 전원이 전지구동이며, 상용전원의 유도전압이 발생하기 어려운 이용환경시에 감도(感度)가 좋게 클릭을 검출하는 수단으로서 유효하다.
도 13(C)는, 다른 클릭용 스위치(33)와 컨트롤러(24)의 인터페이스를 도시한 다른 실시예를 나타내는 도면으로서, 도 13(A)에 나타낸 입력회로(24-1)에 기존의 마이크로스위치나 스위치부를 입에 물고 숨을 들이마시거나 내쉬는 것에 따라 동작하는 호흡감지스위치, 발이나 팔꿈치 등을 올려놓고 동작시키는 압력감지스위치 등의 여러가지 클릭용 스위치(33)를 접속하여, 손가락의 움직임에 의지하지 않더라도 다른 운동기능을 이용하여 용이하게 클릭동작을 행할 수 있도록 한 것이다.
도 14는, 본 발명에 의한 포인팅 디바이스의 다른 실시예를 나타낸 도면으로서, 이 실시예는, 도 7에 나타낸 커서 이동용 스위치(21)와 컨트롤러(24)를 일체화한 것이다. 도 14(A)는 외관도로서, (34)는 도 7에 나타낸 커서 이동용 스위치(21)와 컨트롤러(24)를 일체화한 편평형상의 컨트롤러 기능내장형 커서 이동용 스위치, (28)은 커서 이동조작을 행하는 조작버튼, (22)는 손가락의 접촉을 검출하는 전극 (22a)을 갖는 밴드형의 클릭용 스위치, (26)은 클릭용 스위치(22)와 컨트롤러 기능내장형 커서 이동용 스위치(34)를 접속하는 케이블, (27)은 컨트롤러 기능내장형 커서 이동용 스위치(34)와 퍼스널 컴퓨터의 마우스 접속단자를 접속하는 케이블, (23)은 필요에 따라 컨트롤러 기능내장형 커서 이동용 스위치(34)의 이면에 접착하여 사용장소를 넓혀가고, 스위치를 평면 이외의 장소에도 세트할 수 있도록 하는 착탈가능한 직물형상 시트이다. 도 14(B)는 도 14(A)에 나타낸 회로구성을 나타낸 도면으로서, 이 회로구성은 도 11에 나타낸 커서 이동용 스위치(21)와 컨트롤러 (24)를 일체화한 것으로, 도 11로 나타낸 회로구성요소와 비교하여 커서 이동용 스위치(21)와 컨트롤러(24)를 접속하는 케이블(25)이 없다는 것 이외에는 동일한 회로구성이다. 본 실시예에 의하면, 커서 이동용 스위치는 편평형상의 형상을 유지한 채로, 컨트롤러를 커서 이동용 스위치의 내부에 고밀도로 실장함으로써, 장치 전체로서의 소형화와 구성부품의 감소를 도모한 것이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 커서의 이동조작을 행하는 편평형상의 커서 이동용 스위치와, 오른쪽 클릭이나 왼쪽 클릭조작을 행하는 밴드형의 클릭용 스위치와, 필요에 따라 커서 이동용 스위치의 이면과 접착하여 사용장소로 확장하고, 스위치를 평면 이외의 장소에도 세트할 수 있도록 하는 착탈가능한 직물형상 시트와, 상기 커서 이동용 스위치의 조작에 의한 이동방향과 이동량 및 상기 클릭용 스위치의 조작에 의한 클릭을 검출하여 그 데이터를 송출하는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러와 상기 각 스위치 및 퍼스널 컴퓨터를 접속하는 케이블과 커넥터를 구비하며, 또한 커서 이동용 스위치에는 비조작시에 조작버튼이 자동적으로 중앙으로 되돌아가는 구조를 설치한 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스를 실현함으로써, 다음과 같은 효과가 얻어진다.
(a) 커서 이동용 스위치를 손바닥을 눕힌 채로 조작할 수 있다.
(b) 조작을 한쪽 손에만 한정시키지 않고, 몸이 움직일 수 있는 부위로 사용할 수 있다.
(c) 손가락의 동작이 제한되는 근력이 떨어진 장애자가 가장 쓰기 쉬운 위치에서 사용할 수 있다.
(d) 넓은 조작면적이 필요 없고, 휠체어에 앉은 자세나, 침상에 누운 자세에서 조작이 가능해진다.
(e) 커서 이동용 스위치 및 클릭용 스위치를 매우 적은 운동량으로 조작할 수 있다.
(f) 본 발명에 의한 밴드형의 클릭용 스위치에 더하여, 호흡감지스위치, 압력감지스위치 등, 여러가지의 스위치가 클릭용 스위치로서 접속가능하며, 사용자의 운동기능에 맞추어서 최적의 사용방법을 선택할 수 있다.

Claims (7)

  1. 커서의 이동조작을 행하는 편평형상의 커서 이동용 스위치와;
    상기 커서 이동용 스위치의 이면에 부착되고, 우툴두툴한, 불규칙한 또는 편형하지 않은 면에서 작동되는 상기 커서 이동용 스위치를 설치하기 위하여, 누운 조작자의 손 또는 손가락이 놓이는 곳으로 확장되는 직물형상 시트와;
    오른쪽 클릭 또는 왼쪽 클릭을 행하기 위한 전극이 밴드에 마련되고, 장착부위의 크기에 따라서 그의 크기를 조절할 수 있는 착탈식 부착부재가 밴드의 중첩부분에 마련되는 밴드형의 클릭용 스위치와;
    상기 커서 이동용 스위치의 조작에 의한 커서이동의 방향 및 거리를 측정하고, 클릭용 스위치의 조작에 의한 클릭을 검출하며, 그 데이터를 퍼스널 컴퓨터로 송출하는 컨트롤러; 및
    이 컨트롤러와 각 스위치 및 퍼스널 컴퓨터를 상호간에 접속하는 케이블 및 커넥터를 구비하며,
    상기 커서 이동용 스위치는, 상기 커서 이동용 스위치를 사용하지 않을 때 조작버튼이 자동적으로 중앙 위치로 되돌아가는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 직물형상 시트는 상기 커서 이동용 스위치로부터 분리할 수 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 클릭용 스위치와 컨트롤러의 사이에 중계박스를 더욱 구비하며, 이 중계박스에 의해, 상기 클릭용 스위치에 더하여, 호흡감지스위치, 압력감지스위치 등의 여러가지 스위치를 클릭용 스위치로서 사용가능하게 한 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 커서이동용 스위치는:
    편평한 기판과;
    이 기판의 윗면에 배설된 입력전극과;
    입력전극의 표면상에서 수평방향으로 미끄럼 가능한 조작전극과;
    상기 기판 상의 직교하는 2축 선상의 대향 선위치에 배설된 방향용 전극; 및
    상기 조작전극의 중심을 상기 직교하는 2축의 교점위치에 유지하는 탄성부재를 가지며,
    상기 조작전극은 사용하지 않을 때, 상기 탄성부재에 의해 자동적으로 중앙위치로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 커서이동용 스위치는:
    편평한 기판과;
    이 기판의 윗면에 배설된 입력전극과;
    입력전극의 표면상에서 수평방향으로 미끄럼 가능한 조작전극과;
    상기 기판 상의 직교하는 2축 선상의 대향 선위치에 배설된 방향용 전극; 및
    상기 조작전극의 중심을 상기 직교하는 2축의 교점위치에 유지하는 탄성부재를 가지며,
    상기 탄성부재는 편평한 소용돌이형 스프링으로 이루어지며, 이 소용돌이형 스프링의 주변부가 상기 기판에 고정되고, 중심부가 상기 조작전극의 중심에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 커서이동용 스위치는:
    평판형상의 바닥판과;
    이 바닥판의 윗면에 배설되고, 수평방향으로 이동가능한 차광원반부를 가지는 조작버튼과;
    상기 바닥판 상의 2개의 직교축상에 대칭적으로 배설되며 상기 차광 원반부에 의한 광축의 차폐신호를 검출하는 조작방향 검출용 광학기구; 및
    상기 조작버튼의 중심을 상기 2개의 직교축의 교점위치에 유지하는 탄성부재를 포함하여 구성되며,
    상기 조작버튼은 사용하지 않을 때 자동적으로 중앙위치로 되돌아가는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 커서이동용 스위치는:
    평판형상의 바닥판과;
    이 바닥판의 윗면에 배설되고, 수평방향으로 이동가능한 차광원반부를 가지는 조작버튼과;
    상기 바닥판 상의 2개의 직교축상에 대칭적으로 배설되며 상기 차광 원반부에 의한 광축의 차폐신호를 검출하는 조작방향 검출용 광학기구; 및
    상기 조작버튼의 중심을 상기 2개의 직교축의 교점위치에 유지하는 탄성부재를 포함하여 구성되며,
    상기 탄성부재는 코일스프링으로 이루어지며, 이 코일스프링의 한끝단이 상기 바닥판에 고정되고, 다른 끝단이 상기 조작버튼의 중심에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 포인팅 디바이스.
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