KR20030017613A - 포인팅 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모니터상에서 커서 등을 변위시키기 적합한 장치를 포함한다. 상기 장치는 병진운동될 수 있는 두개의 분리된 샤프트 장치(20, 30) 사이에서 그리고 그 둘레에 장력상태로 장착된 루프(10)를 포함하며, 상기 샤프트 장치중 하나 이상은 변위 및 회전될 수 있게 배열된다.

Description

포인팅 장치{POINTING DEVICE}

가장 일반적인 컴퓨터용 포인팅 장치는 널리 알려진 마우스이며, 그 마우스는 커서로서 알려진 것을 컴퓨터의 모니터나 디스플레이 상에서 변위시키는데 사용된다. 그러나, 마우스는 그 마우스를 사용할 때 사용자가 키보드로부터 손을 이동시켜야하는 큰 단점이 있으며, 이는 시간이 소요되며, 또한 일부 의학적 문제를 야기할 수도 있다. 마우스는 노트북 컴퓨터에 사용하기에도 적합하지 않은데, 이는 마우스를 위한 적절한 표면을 이용할 수 없는 상황에서 노트북들이 종종 사용되기 때문이다. 그에 따라, 트래커 볼(tracker ball)이라는 다른 포인팅 장치가 노트북컴퓨터의 스페이스 바아 앞쪽의 키보드내로 통합되기도 한다. 많은 사용자들은, 다른 여러 요소들 중에서 트래커 볼의 지름에 따라, 트래커 볼은 커서를 제어할 때 마우스보다 불편함을 제공하고 속도가 느리다는 것을 경험하고 있으며, 따라서 손가락이 접촉할 수 있는 볼의 영역은 반드시 적어야 한다.

또 다른 방법은 "터치-플레이트(touch-plate)"라는 플레이트로서, 그 플레이트는 터치-플레이트상의 손가락 끝의 접촉면의 위치를 탐지한다. 장점은 제조 비용이 저렴하고 두께가 얇다는 것이며, 이에 따라 터치-플레이트가 노트북 컴퓨터에 사용될 수 있다.

하나의 단점은, 터치-플레이트상의 두개의 접촉 점이 오류 탐지를 유발하기 때문에, 커서 제어를 위해 두개의 손가락이 협력하는 것을 터치-플레이트가 일반적으로 허용하지 않는다는 것이다. 다른 단점은, 손가락 끝의 습기(dampness)에 따른 "스틱-슬립(stick-slip)" 효과에 의해 발생하는 순간적인 급격한 이동(jerky)이 없이 터치-플레이트에 대해 손가락의 접촉면을 느리게 이동시키는 것이 종종 곤란하다는 것이다. 또한, 일정한 영역상에서 손가락을 끄는 것(drawing)에 대한 주관적인 느낌은 손가락의 끝으로 실제로 물건을 이동시키는 것보다 불쾌하다고 판단되며, 사용자 손가락의 마모에 의한 손상도 보고되기도 한다. 하나의 단점은, 터치-플레이트에 대한 손가락의 실제 변위가 아니라 터치-플레이트상의 손가락의 접촉면만이 탐지된다는 것이다. 이것은, 터치-플레이트가 키보드의 스페이스 바아 전방에 위치되고 사용자가 오른쪽 엄지손가락을 이용하여 커서를 모니터의 위쪽으로 그리고 왼쪽으로 이동시키고자할 때 발생할 수 있는 터치-플레이트에 대한 손가락의"구름(roll)"의 경우에 발생하는 탐지 오류를 포함한다. 이 경우, 커서는 원하는 방향으로 전혀 이동하지 않기도 하고 때때로 반대 방향으로 이동하기도 한다. 또한, 사용자가 터치-플레이트상에 손가락을 위치시키거나 또는 그 터치-플레이트로부터 손가락을 떼는 경우에, 접촉면의 계산된 중심("중심 궤적(centroid)")이 짧은 시간동안 다소 변위되기도 한다. 이것이 커서를 눈에 띠게 변위시켜서는 안된다. 이러한 문제점을 제거하고자 한다면, 중심 궤적의 위치가 급격히 변하는 경우에 커서의 변위를 최소화하는 탐지 알고리즘내로 지연(delay)이 도입되어야 한다. 불행하게도, 터치-플레이트상에서의 손가락의 변위가 모니터상의 커서의 충분히 신속한 반응을 제공하지 않기 때문에, 이는 터치-플레이트를 사용할 때 상당히 불쾌한 주관적인 느낌을 제공한다. 다른 단점들 또한 존재한다. 이러한 단점들이 조합되어 터치-플레이트의 유용성을 상당히 감소시킨다.

또 다른 해결책은 주로 스페이스 바아의 아래쪽에 위치되고 대칭 축을 중심으로 회전되고 변위될 수 있는 로드(rod)이다. 로드의 회전은 모니터상에서 커서를 수직 방향으로 변위시키고 로드의 수평방향으로의 평행이동은 커서를 수평방향으로 변위시킨다. 이러한 해결책은 마우스, 트래커 볼 및 터치-플레이트의 전술한 단점들을 가지지 않기 때문에 커서의 효과적인 변위를 제공한다. 그러나, 로드의 공간 요건 특히, 지름은 노트북 컴퓨터에서의 수용가능성을 감소시킨다. 로드의 큰 지름은 너무 큰 공간을 점유하며, 그 지름을 수 밀리미터로 줄이면 사용자가 접촉할 수 있는 로드의 표면이 너무 적어져서 사용중의 효율을 감소시키게 된다.

클라크(Clark)에게 허여된 미국 특허 제 4,692,756 호에는 베이스 플레이트의 두개의 둥근 엣지(edge)들 사이에 장력상태로 위치되는 가요성 루프가 제시되어 있다. 그 루프는 지지 플레이트의 엣지들상에서 회전될 수 있고, 베이스 플레이트의 엣지들을 따라 활주될 수 있다. 하나의 단점은, 루프가 무한하게 작동되지 않는다는 것이며, 베이스 플레이트의 엣지에 대한 마찰을 극복할 수 있을 정도로 충분히 양호한 파지(grip)를 위해 버튼이 필요하다는 사실로 인해, 루프에 고정된 버튼이 루프를 변위시키는데 사용된다는 것이다. 또한, 그러한 장치는 노트북 컴퓨터에서 요구되는 바와 같이 얇게 제공되기 어려우며, 이는 베이스 플레이트에 대한 루프의 마찰을 지나치게 크게 할 것이다. 또한, 발명자는 그 후의 특허를 통해 작동에 문제가 있다는 점을 보고하였다.

본 발명에 따른 장치는 전술한 모든 단점들을 제거하기 위한 것이다.

본 발명은 바람직하게 커서(cursor) 등을 장치에 작동 연결된 디스플레이 상에서 변위시키기 위한 장치에 관한 것으로서, 그 장치는 손가락 등에 의해 장치의 포인팅 영역내에서 이동될 수 있는 포인팅 표면을 구비한 베이스를 포함하며, 상기 포인팅 표면은 루프(loop) 장치의 일 측면을 포함하며, 상기 루프 장치의 일 측면은, 제 1 방향으로 전후진 이동이 가능하도록 하기 위해, 평균(av) 상호 거리에 배치된 지지 수단 둘레로 순환 운동가능하도록 장착되며, 그리고 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 전후진 이동이 가능하도록 하기 위해, 상기 베이스에 대해 변위가능하도록 장착된다.

도 1, 1a 및 1b 는 본 발명의 간단한 실시예를 도시한 도면.

도 2, 2a 및 2b 는 자석을 구비한 실시예를 도시한 도면.

도 3 및 도 4 는 트롤리를 구비한 실시예를 도시한 도면.

도 5 및 5a 는 트롤리 및 나선형 스프링을 포함하는 실시예를 도시한 도면.

도 6 및 6a 는 분할된 트롤리를 도시한 도면.

도 7 은 제 3 로드를 이용하여 루프를 장력상태로 위치시키는 방법.

도 8, 8a, 9, 10 및 11 은 롤러로 로드들을 분리하는 다른 방법을 도시한 도면.

도 12 는 클릭 버튼의 위치를 예시한 도면.

도 13 은 포인팅 표면 아래의 클릭 버튼을 도시한 도면.

도 14 는 분리된 길이방향 릿지들을 가지는 루프의 단면도.

도 15 및 15a 는 하나의 병진 및 회전 가능한 로드를 가지는 실시예를 도시한 도면.

도 16 은 종축이 y-축을 따라 정렬된 로드를 가지는 루프를 도시한 도면.

도 17 은 루프의 이동을 탐지하는 개념을 도시한 도면.

도 18 은 몇 개의 상호 회전가능한 액슬(axel) 소자를 포함하는 샤프트의 개략도.

본 발명의 특징에 따라, 하나 이상의 상기 지지 수단은 축선을 따라 베이스에 대해 상대적으로 회전 및 변위될 수 있는 샤프트 또는 유사 장치를 포함한다.

본 발명의 다른 특징에 따라, 가요성 루프가 회전될 수 있는 두개의 로드에 걸쳐진다. 로드는 특정 힘으로 루프를 장력상태로 위치시키며, 그에 따라 루프는 연장된 상태로 유지된다. 루프의 상부측 즉, "포인팅 표면" 위에는, 손가락을 사용하여 포인팅 표면을 x-축 및 y-축 일 수 있는 두개의 수직 방향으로 예를 들어 밀거나 또는 당김으로써 사용자가 루프를 변위시킬 수 있도록 허용하는 개방 영역을 구비하고 베이스에 고정적으로 부착되는 플레이트가 있다. 이것은 탐지를 통해 모니터상의 커서의 동일한 움직임을 제공한다.

베이스에 대해 변위 및 회전될 수 있도록, 또는 x-축을 따라 베이스에 대해 변위될 수 있게 장착되는 트롤리(trolley)에 대해 상대적으로 회전될 수 있도록, 로드들은 x-축에 평행하게 축방향으로 배향되고 장착된다. 포인팅 표면이 x-축을 따라 변위될 때, 로드 및 적절한 경우의 트롤리는 x-축을 따라 베이스에 대해 상대적으로 변위된다. 포인팅 표면이 y-축을 따라 변위될 때, 루프는 역시 회전하는 로드상에서 회전한다. 루프는 베이스 또는 트롤리에 고정적으로 부착된 베이스 플레이트를 둘러싼다. 클릭 기능을 위한 버튼은 개방 영역의 일측에 위치될 수도 있고, 그 대신에, 포인팅 표면 및 베이스 플레이트를 누름으로써 클릭이 발생할 수도 있다.

도 1 및 도 1a 에는 제 1 실시예가 도시되어 있다. 루프(10)는 예를 들어 철로 제조된 두개의 고연마(highly polished) 로드(20, 30) 사이에 장력상태로 위치된다. 로드의 길이는 적어도 루프의 길이와 같아야 한다. 로드(20, 30)와 적은 마찰을 일으키는 물질로 제조된 베이스 플레이트(60)가 로드(20, 30)들 사이에 위치된다. 스트럿(strut)(80, 90)에 의해 베이스(70)에 고정 부착되는 베이스 플레이트(60)는 엣지(edge)에 오목한 홈(100, 110)을 가지며, 그 홈내에서 로드(20, 30)가 활주 및 회전될 수 있다. 루프(10)는 로드(20, 30) 둘레를 회전하며, 상기 로드는 사용자가 루프(10)의 상부면 즉, "포인팅 표면"을 베이스 플레이트(60)에 대해 상대적으로 y-축을 따라 변위시킬 때 역시 회전된다. 사용자가 포인팅 표면을 베이스 플레이트(60)에 대해 상대적으로 x-축을 따라 변위시킬 때, 루프(10) 및 로드(20, 30)는 x-축을 따라 완전한 유닛으로서 병진운동된다. 이러한 실시예에서, 루프는 접선방향으로 탄성적이며, 그에 따라 여유 간격(play)이 제거되는 방식으로 로드(20, 30) 둘레에 장력상태로 루프가 위치된다.

도 12 는 전술한 장치가 키보드(155)에 합체된 것을 도시한다. 사용자가 접근할 수 있는 루프의 상부면 즉, 포인팅 표면의 영역을 제한하는 키보드내의 개구부(1005)를 주목하라.

전술한 실시예의 하나의 단점은 로드가 베이스 플레이트의 오목한 홈과 큰 마찰을 일으킨다는 것이고, 그에 따라 루프의 변위가 불확실해질 수 있다. 이러한 문제점이 제거된 실시예가 도 2, 2a, 및 2b 에 도시되어 있다. 루프(160)는 두 로드(170, 180) 사이에서 장력상태로 배치되며, 상기 로드는 자력에 의해 당겨질 수 있는 소정 물질로 구현된다. 이러한 실시예 및 이하의 실시예에서 루프(160)는 연신될 수 없다. 양 로드(170, 180)의 단부에는 정지부(190, 200, 210, 220)가 제공되어, 루프(160)는 로드(170, 180)와의 접촉을 벗어날 수 없다. 제 1 의 종방향 자석(230)은 로드(170)의 외측에 위치되고, 제 2 의 종방향 자석(240)은 로드(180)의 외측에 위치된다. 종방향 자석(230)은 하나의 자극(도시된 바와 같이 예를 들어 북극)이 로드(170)를 향하는 방식으로 자화되며, 그에 따라 로드는 자석(230)을 따른 위치에 관계없이 동일한 힘으로 자석(230)으로 당겨진다. 자석(240)에 대한 로드(180)의 경우에도 마찬가지다. 베이스 플레이트(120)는 로드(170, 180) 사이에 위치되고, 그 베이스 플레이트는 스트럿(140, 150)에 의해 베이스(130)에 고정적으로 부착된다. 자석(230, 240)은 각각의 스트럿(260, 270)에 의해 베이스(130)에 고정적으로 부착된다. 베이스 플레이트의 하나의 엣지(280)는 자석(230)에 고정된 비-자석 고정부(290)와 함께 길이방향 공간(300)을 형성하며, 그에 따라로드(170)는 그 로드의 종축을 중심으로 회전될 수 있고 그 종축에 평행하게 x-축을 따라 변위될 수 있으나, 베이스 플레이트(120)에 대해 상대적으로 y-축을 따라 상당한 정도로 변위될 수는 없다. 베이스 플레이트(120)의 대향 엣지(310)는 자석(240)에 고정된 비-자석 고정부(320)와 함께 길이방향 공간(330)을 형성하며, 그에 따라 로드(180)는 그 로드의 종축을 중심으로 회전될 수 있고 그 종축에 평행하게 x-축을 따라 변위될 수 있으며, 상기 로드는 또한 베이스 플레이트(120)에 대해 상대적으로 y-축을 따라 수 밀리미터 만큼 변위될 수는 있다. 공간(330)이 확장된 횡단면을 가지는 이유는 로드(180)가 루프(160)의 둘레에서 발생하는 임의 변동을 흡수할 수 있어야 하기 때문이다.

사용자가 루프(160)의 상부면을 y-축을 따라 베이스 플레이트(120)에 대해 상대적으로 변위시킬 때, 루프(160)는 로드(170, 180) 둘레를 회전한다. 사용자가 루프(160)의 상부면을 x-축을 따라 베이스 플레이트(120)에 대해 상대적으로 변위시킬 때, 루프(160) 및 로드(170, 180)는 단일 유닛으로서 x-축을 따라 병진운동된다.

이러한 실시예의 장점은 본질적으로 마찰이 없는 로드(170, 180)의 장착이다. 이것은, 자석(230, 240)의 외측을 향하는 힘들이 로드(170, 180)의 전체 길이에 걸쳐 균일하게 분포됨으로써 상당한 강성(rigidity)을 가질 필요가 없고 또 작은 직경으로 구현될 수 있다는 사실과 함께, 이러한 실시예를 예를 들어 노트북 컴퓨터에 사용하기에 적합하다는 것을 의미한다.

도 3 및 도 4 에 도시된 제 4 실시예에서, 명확한 도시를 위해 루프(630)를타원형으로 절개하여 도시하였다. 베이스 플레이트(380)는 스트럿(400, 410)에 의해 베이스(390)에 고정적으로 부착된다. 트롤리(420)는 그 트롤리에 부착된 두개의 활주 스트립(430, 440)에 의해 베이스(390)를 따라 활주될 수 있도록 장착되며, 상기 활주 스트립은 베이스(390)내의 대응 트랙(450, 460)내에서 이동된다. 본 경우에는 3 개인 다수의 자석(480, 490, 500)은 트롤리의 하나의 긴 엣지(470)에 고정적으로 부착되고, 3 개의 자석(520, 530, 540) 역시 트롤리의 제 2 의 긴 엣지(510)에 고정적으로 부착된다. 트롤리의 하나의 짧은 엣지(550)는 도 4 에 점선으로 도시된 두개의 개구(560, 570)를 구비하며, 상기 트롤리의 반대쪽의 짧은 엣지(580)는 대응 개구(590, 600)를 구비한다. 개구(560, 590)는 원형인 반면, 개구(570, 600)는 긴 단면을 가지며, 이는 로드(610)가 종축을 중심으로 회전될 수 있으나 y-축을 따라서는 변위될 수 없는 반면, 로드(620)는 종축을 중심으로 회전될 수 있을 뿐만 아니라 y-축을 따라 어느 정도 이동성을 가진다는 것을 의미한다. 이는 루프(630)의 둘레에서 발생하는 변동을 흡수할 수 있다는 것을 의미한다. 로드(610, 620)상에 외측으로 작용하는 힘은 로드(610, 620)를 당기는 자석(480, 490, 500, 520, 530 및 540)에 의해 공급됨으로써, 루프(630)는 장력상태로 유지된다. 루프(630)는 로드 둘레로 회전되며, 사용자가 루프(630)의 상부면을 베이스 플레이트에 대해 y-축을 따라 변위시킬 때에도 회전된다. 사용자가 루프(630)의 상부면을 베이스 플레이트(380)에 대해 x-축을 따라 변위시킬 때, 루프(630), 트롤리(420) 및 로드(610, 620)는 하나의 유닛으로서 x-축을 따라 병진운동된다.

도 5 및 도 5a 에는 제 5 실시예가 도시되어 있다. 기계적인 구성은 전술한실시예들과 동일하나, 로드(640, 650)를 분리시키는 힘은 두개의 나선형 스프링(660, 670)에 의해 제공되며, 각각의 나선형 스프링의 일단부는 로드(650)의 단부에 위치되는 장착 핀(680, 690)들 둘러싸고, 각각의 나선형 스프링의 타단부는 트롤리(730)에 고정적으로 부착된 핀(710, 720)을 둘러싼다. 장착 핀(680, 690)의 지름이 작기 때문에, 롤링(rolling) 마찰이 최소화된다.

도 6 및 도 6a 에는 제 6 실시예가 도시되어 있다. 트롤리가 루프(760)의 양측면에 위치하는 두개의 부분(740, 750)으로 분할된다는 차이점을 제외하고 상기 실시예들의 기계적 구성과 동일하다. 부분(740, 750)은 로드(770, 780)의 단부에 고정적으로 부착된 정지부(790, 800, 810 및 820)에 의해 로드(770, 780)로부터 이탈되는 것이 방지된다. 부분(740, 750)이 단일 트롤리와 마찬가지의 동일한 기능을 제공하기 때문에, 부분(740, 750)은 하나의 트롤리와 동일한 장치로서 규정될 수 있다.

도 7 에는 다른 실시예의 일단부가 도시되어 있으며, 이해에 필요한 부분만이 도시되어 있다. 루프(830)는 3 개의 로드(840, 850, 860)들 사이에서 장력상태로 위치된다. 로드(840, 850)는 반경방향으로 이동될 수는 없으나, 회전될 수는 있게 트롤리(도시 안 됨)상에 장착된다. 다른 실시예에서와 같이, 루프(830)는 베이스 플레이트(870) 상에서 이동한다. 루프(830)는 로드(860)의 중량에 의해서 장력상태로 배치되고, 상기 로드(860)는 도면에 도시되지 않은 트롤리내의 긴 개구(880)내에서 회전될 수 있게 장착된다. 루프(830) 둘레의 변동을 흡수할 수 있도록, 상기 로드는 수직방향으로 변위될 수 있다.

사용자가 루프(830)의 상부면을 베이스 플레이트(870)에 대해 y-축을 따라 변위시킬 때, 루프(830)는 로드(860) 둘레로 그리고 로드(840, 850) 둘레로 회전된다. 사용자가 루프(830)의 상단면을 베이스 플레이트(870)에 대해 x-축을 따라 이동시킬 때, 루프, 트롤리(도시 안 됨) 및 로드(840, 850, 860)는 모두 하나의 유닛으로서 병진운동된다.

도 8 및 도 8a 에 도시된 실시예에서는 롤러가 로드를 분리시킨다. 명확한 도시를 위해 루프(905)를 절개하여 도시하였다. 롤러(890, 891)는 강철 와이어(892)에 의해 상호 연결된다. 그 강철 와이어(892)는 S-자 형상으로 배치되고, 와이어가 통과하는 개구(도시 안 됨)를 가지는 핀(893, 894)에 의해 정위치에 유지되며, 상기 강철 와이어는 자유롭게 회전될 수 있으면서도 반경방향 관점에서 볼 때 정위치에서 유지된다. 롤러(890, 891)는 돌출부(895-898)에 의해 수직방향으로 정위치에 유지된다. 핀(893, 894)과 같이, 이러한 돌출부들은 베이스 플레이트/트롤리(899)와 관련하여 배치되며, 상기 베이스 플레이트/트롤리는 설부(tongue)(900, 900a, 901, 901a)에 의해 종방향 활주 릿지(ridge)(902, 903)에 대해 x-축을 따라 활주될 수 있으며, 이 때 이동은 핀(910, 911)에 의해 제한 받는다. 길이방향 활주 릿지(902, 903)는 예를 들어 랩탑 컴퓨터의 덮개를 구성할 수 있는 베이스(904)에 부착된다. 루프(905)는 로드(906, 907)상에서 롤링되고, 상기 로드들은 상기 베이스 플레이트/트롤리(899)상에서 회전될 수 있도록 장착된다. 로드(906)는 베이스 플레이트/트롤리(899)내의 대응 개구내에 위치되는 장착 핀(907, 908)에 의해 반경방향 정위치에서 유지된다. 로드(907) 역시 베이스 플레이트/트롤리(899)내에서 회전할 수 있도록 장착되나, 이 경우에, 로드(907)가 둘레의 변동에도 불구하고 루프(905)를 장력상태로 유지할 수 있도록 개구(909)는 길게 형성된다.

사용자가 루프(905)의 상부면 즉, "포인팅 표면"(912)을 y-축을 따라 변위시킬 때, 양 로드(906, 907)는 롤러(890, 891)와 같이 실질적으로 마찰이 없이 회전된다. 사용자가 x-축을 따라 포인팅 표면(912)을 변위시킬 때, 베이스(904)에 고정적으로 부착되지 않은 모든 기구적인 부분들은 x-축을 따라 변위된다.

도 9 는 도 8 에 도시된 기계적 구조물의 변형예의 절개 부분만을 도시하였다. 로드(913, 914) 사이의 롤러의 배열이 상이하다. 두개의 롤러(915, 916)는 강철 와이어(917)에 의해 연결된다. 강철 와이어는 C-자 형상이고, 관통 개구(도시 안 됨)를 가지는 핀(918, 919, 920)에 의해 정위치에 유지되며, 자유로운 회전은 허용하면서 강철 와이어(917)가 정위치에 유지되는 방식으로 구현된다. 추가적인 롤러(921)는 롤러(915) 및 로드(913) 사이에 위치되며, 이러한 롤러는 프레임(922)에 의해 정위치에 유지된다. 롤러(921)는 로드(913)와 평행한 회전축을 가지며, 로드들 사이에서 원주방향 운동을 정확하게 전달하기 위해 요구된다. 프레임(922) 및 핀(918-920)은 전술한 실시예에서와 같은 방식으로 베이스 플레이트/트롤리(921)에 연결되며, 롤러(915, 916)는 전술한 실시예에 도시된 바와 같은 동일한 방식으로 수직방향으로 정위치에서 유지된다.

수 많은 변형예가 가능하다. 도 10 은 로드를 따라 몇 개의 롤러 세트를 사용하는 방법을 도시하며, 이는 매우 얇은 로드를 사용할 수 있게 한다. 또한, 도8, 8a, 9, 10 도에 도시된 롤러들 사이의 강철 와이어는 나선형 스프링(도시 안 됨)으로 대체될 수도 있다.

롤러(923, 924, 925)가 사용된 다른 예가 도 11 에 도시되어 있다. 판 스프링(928)이 롤러들을 서로에 대해 가압하여 외측으로 작용하는 분리력이 로드(926, 927) 사이에서 얻어지며, 그에 따라 루프(929)는 장력상태로 배치된다. 로드들 사이의 거리를 보다 크게 하기 위해 몇 개의 롤러를 부가할 수 있을 것이다(도시 안 됨). 그러나, 로드들 사이에서 원주방향 운동을 정확한 방식으로 전달하기 위해 롤러들의 개수는 반드시 홀수 이어야 한다.

도 11 에 도시된 긴 롤러들은 구(sphere)로 대체될 수도 있다.

전술한 바와 같이 로드들 사이의 롤러들을 구비하는 실시예의 이점은 매우 작은 마찰이 발생된다는 것이다. 이는, 로드의 지름 및 그에 따른 전체 장치의 두께를 실질적으로 매우 얇게 제조할 수 있기 때문에, 랩탑 컴퓨터에 매우 적절하게 사용될 수 있게 한다.

모든 컴퓨터용 포인팅 장치는 "클릭" 기능으로 알려진 기능을 수행 또는 완수할 수 있어야 하며, 이 때 대부분의 경우에 그 기능은 컴퓨터내에서 소정 작동이 시작되는 것을 의미한다. 예를 들어, 마우스 상부면상의 하나 이상의 버튼이 눌려질 수 있다. 본 발명에 따른 장치에서, 클릭 기능의 수행 가능성은 도 12 에 도시된 바와 같이 포인팅 표면(1005)의 측면에 버튼들을 위치시킴으로써 달성될 수 있다. 버튼(1010)을 누르면 1차(primary) 클릭으로 알려진 기능이 달성되고, 버튼(1020)은 2차 클릭으로 알려진 기능이 달성된다. 당연히 추가적인 버튼이 부가될 수도 있다.

포인팅 표면 아래쪽의 베이스 플레이트가 하나 이상의 버튼을 구성할 수도 있다. 도 13 에는 로드(1040, 1050) 사이에서 장력상태로 위치된 루프(1030)가 도시되어 있다. 베이스 플레이트는 접속부(1070)에 연결된 제 1 플레이트(1060) 형태를 가진다. 접속부(1070)가 베이스(도시 안 됨)에 고정적으로 부착되는 반면, 플레이트(1060)는 베이스에 대해 수직방향으로 활주가능하도록 장착된다(도시 안 됨). 사용자가 손가락으로 플레이트(1060) 위쪽의 포인팅 표면의 부분을 특정 최소 압력으로 누른 경우, 가동(可動) 플레이트(1060)는 약 0.5 mm 만큼 아래쪽으로 변위되며, 그에 따라 접속부(1070)는 폐쇄되고 예를 들어 1차 클릭이 이루어진다. 이러한 구성의 이점은 사용자가 1차 클릭을 하는 경우에 루프(1030)로부터 손가락을 이동시킬 필요가 없다는 것이다. 도 13 은 2차 클릭으로 공지된 기능을 위해 사용될 수 있는 제 2 의 유사한 버튼(1080)을 도시한다.

사용자의 손가락과의 마찰을 증대시켜 루프의 변위를 용이하게 하는 예를 들어 연질 고무와 같은 가요성(flexible) 물질 층으로 루프의 외측 표면을 전체적으로 또는 부분적으로 피복하는 것을 본 발명의 모든 실시예에 적용할 수 있다.

루프의 외측 표면상의 다수의 길이방향 로드(1230)를 가지는 두께를 증대시킨 루프(1020)가 도 14 에 도시되어 있다. 이는 측방향 변위중에 루프의 형상을 유지하기 쉽게 하는 동시에 로드 주변의 루프의 민감도를 유지시키며, 예시된 모든 실시예에서 유리하다. 로드(1230)는 루프와 관련되어 정렬된 포인팅 표면을 규정한다고 말할 수 있으며, 그 로드들은 또한 루프의 부분으로 간주될 수 있다. 이경우, 루프는 다수의 길이방향 홈(1231)을 가진다고 말할 수 있다.

많은 변형 실시예를 생각할 수 있다. 모든 실시예에서 루프는, 전체적으로 또는 부분적으로, 많은 손목시계 아암 스트랩(strap)에서의 링크와 같은 동일한 상호 연결부와 같은 것을 가지는 각각의 링크로 구성될 수 있다. 이 경우에 루프 및 관련 기계적 구조물이 구체적으로 어떻게 디자인되었는지에 관계없는 경우와 같이, 포인팅 표면 역시 규정된다.

루프 역시 전체적으로 또는 부분적으로 직물이나 기타 물질로 이루어질 수 있다.

예를 들어 중량을 줄이기 위해, 로드는 원통형으로 구현될 수 있다. 그러나, 기능은 중실(中實) 로드의 기능과 동일하며, 그에 따라 실린더는 중실 로드와 동일한 장치로서 간주될 수 있다.

비록 모든 실시예들이 x-축을 따라 축방향으로 배향된 로드들을 가지는 것으로 도시되었지만, 로드는 도 16 에 개략적으로 도시된 바와 같이 y-축을 따라 배향될 수도 있으며, 도 16 에는 키보드(1232)가 포인팅 표면(1231)과 함께 도시되어 있다. 루프(1233) 및 로드(1234, 1235)는 가려져 있기 때문에 점선으로 도시하였다. 로드(1234, 1235)가 회전하도록 루프(1233)를 변위시키는 것은 모니터상에서 x-축을 따라 커서를 변위시킨다. 로드의 축방향을 따른 루프(1233)의 변위는 모니터상에서 y-축을 따라 커서를 변위시킨다.

루프를 변위시키는데 필요한 힘이 최소화되기 때문에, 대부분의 경우에 둘레에서 루프가 회전하는 두개의 로드를 사용하는 것이 적절하다. 그러나, 특별한 경우에 병진운동 및 회전운동 가능한 하나의 로드만을 이용할 수도 있으며, 이 때 루프의 일단부는 상기 로드상에서 회전하는 반면 루프의 제 2 단부는 베이스 플레이트의 고정된 엣지에 걸쳐 통과한다. 로드는 베이스 플레이트에 대해 상대적으로 활주되도록 장착될 것이다. 이러한 기계적 구성의 예는 도 15 의 위쪽 및 도 15a 의 측면에 도시되어 있다.

루프(2001)는 예를 들어 강철로 제조된 고연마 로드(2002)와 베이스 플레이트(2004)의 둥근 엣지(2003) 사이에서 장력상태로 장착된다. 로드(2002)의 길이는 적어도 루프(2001)의 길이 만큼 길어야 한다. 스트럿(2006, 2007)에 의해 베이스(2005)에 고정적으로 부착되는 베이스 플레이트(2004)는 일단부에 오목한 홈(2008)을 가지며, 그 홈내에서 로드(2002)는 활주 및 회전될 수 있다. 사용자가 베이스 플레이트(2004)에 대해 Y-축을 따라 루프(2001)의 상부면 즉, "포인팅 표면"을 변위시킬 때, 루프(2001)는 로드(2002) 둘레에서 회전되며, 로드 또한 회전된다. 동시에, 루프(2001)는 베이스 플레이트(2004)의 둥근 엣지(2003)를 걸쳐 통과한다.

사용자가 베이스 플레이트(2004)에 대해 X-축을 따라 포인팅 표면을 변위시킬 때, 루프(2001) 및 로드(2002)는 하나의 유닛으로서 X-축을 따라 병진운동된다. 이러한 실시예에서 루프(2001)는 접선방향으로 탄성적이고, 그에 따라 루프가 로드 및 베이스 플레이트(2004)의 둥근 엣지(2003) 둘레에 걸쳐 장력상태로 배치되어 여유 간격이 제거된다.

로드(2002)는 또한 예를 들어 볼 가이드(ball guide)나 이와 유사한 다른 방식으로 베이스 플레이트(2004)에 대해 상대적으로 장착될 수 있다.

y-축을 따른 포인팅 표면의 이동이 모니터상에서 y-축을 따라 커서를 이동시킬 수 있게 해석될 수 있도록 그리고 x-축을 따른 루프의 이동이 모니터상에서 x-축을 따라 커서를 이동시킬 수 있게 해석될 수 있도록, 모든 실시예에서 탐지가 이용가능하여야 한다. 하나의 방법으로서, 마이크로소프트(Microsoft)사의 "인텔아이 (IntelleEye)" 광학 마우스에서 사용되는 기술을 이용할 수 있다. 이러한 마우스는 베이스의 외관에 관계없이 마우스 아래쪽의 베이스의 상대적인 이동을 광전자공학적으로 탐지할 수 있다. 그러한 장치는 도 17 에 개략적으로 도시한 바와 같이 루프의 이동을 탐지하는데 이용될 수 있다. 발광 다이오드(1180)는 루프(1191)의 내측면상의 표면(1190)을 조명한다. 탐지 광학부(1200)는 루프(1191)의 이동을 탐지한다.

긴 로드 대신에, 도 18 에 개략적으로 도시한 바와 같이, 회전가능한/병진운동가능한 샤프트가 상호 자유회전이 가능하고 적절한 경우에 병진운동가능한 보다 짧은 몇 개의 샤프트 부재 또는 휘일(wheel)을 또한 포함할 수 있다.

비록 전술한 설명은 모니터상에서 커서를 변위시키는 것으로 한정되었지만, 특정 컴퓨터 프로그램은 포인팅 장치로부터의 입력에 이어지는 예를 들어 전체 영상의 변위(스크롤(scrolling)) , 특정 영상의 변위, 또는 줌기능(zooming) 등의 기타 기능을 제공할 수도 있다. 그러한 작동은 본 발명의 목적에 포함된다.

본 발명에 따른 장치가 예를 들어 통상적인 키보드 옆에 위치되는 "독립형(stand-alone)" 유닛으로서 실시될 수도 있다.

당연히, 본 발명에 따른 장치는 이동 전화기 또는 기타 모니터 구비 장치와 조합하여 사용될 수 있다. 포인팅 표면의 변위는 예를 들어 스크린상의 항목(menu) 선택 또는 기타 목적에 사용될 수 있다.

Claims (13)

1. 작동적으로 연결된 디스플레이상에서 커서 등을 변위시키기 위한 장치로서, 손가락 등에 의해 상기 장치의 포인팅 영역내에서 이동될 수 있는 포인팅 표면을 가지는 베이스를 포함하고, 상기 포인팅 표면은 제 1 방향으로 전후진 이동가능하도록 상호 이격된 거리에 배치된 지지 수단 둘레에서의 순환형 운동을 위해 장착되고 그리고 상기 제 1 방향에 수직인 제 2 방향으로 전후진 이동가능하도록 장착되어 베이스에 대해 상대적으로 변위될 수 있는 루프 장치의 일측면을 포함하는, 장치에 있어서,

   상기 하나 이상의 지지 수단은 상기 베이스에 대해 상대적으로 축방향 변위될 수 있고 회전될 수 있는 샤프트 등의 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 샤프트는 상기 루프 장치가 장력하에서 위치되도록 작용하는 수단에 의해 영향을 받도록 배열되는 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 수단은 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 수단은 자석 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는장치.
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 수단 사이에 배치되고 상기 지지 수단들을 서로 분리하는 작용을 하여 상기 루프 장치를 상기 지지 수단들 사이에서 장력하에서 위치시키도록 배치된 회전 수단 및 스프링 수단을 특징으로 하는 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 둘 이상의 회전 본체가 상기 회전 본체들 사이의 연결부를 구성하고 상기 회전 본체들을 서로 분리하는 작용을 하는 스프링 수단에 연결되는 것을 특징으로 하는 장치.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 스프링 수단은 대체적으로 C-형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 6 항에 있어서, 상기 스프링 수단은 대체적으로 S-형상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 수단은 나선형 스프링으로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 6 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 스프링 수단은 와이어로 이루어진 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 5 항에 있어서, 구(求) 및/또는 원통형을 포함하는 회전 본체를 특징으로 하는 장치.
12. 제 5 항에 있어서, 상기 회전 본체는 배럴 또는 타원면 등의 형태의 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 지지 수단은 상기 베이스에 대해 제 2 방향으로 변위될 수 있는 트롤리 등의 장치상에 정렬되는 것을 특징으로 하는 장치.