KR20080019736A - 포인팅장치를 위한 인체공학적인 기능버튼 - Google Patents

Abstract

터치패드, 포인팅스틱, 트랙볼 등 포인팅 장치를 위한 두 개의 버튼 기능과 지속 기능을 갖는 동시에 갖는 새로운 버튼장치

포인팅장치, 터치패드, 포인팅스틱, 슬라이더

Description

포인팅장치를 위한 인체공학적인 기능버튼{Ergonomically designed button for pointing device}

도 1은 터치패드를 포인팅장치를 갖는 일반적인 노트북 컴퓨터를 나타내는데 포인팅장치의 구성은 터치패드(110), 명령선택/실행 버튼(120), 스크롤 휠(140), 메뉴확장버튼(130)으로 구성된다. 명령선택/실행버튼(110)은 모니터에서 포인터를 명령을 실행하기 위한 메뉴를 선택하고 실행시키는 기능을 담당하고, 메뉴확장버튼(130)은 GUI(graphic user interface) 시스템에서 숨겨진 명령, 정보, 메뉴를 드러내기 위한 기능을 담당하게 된다. 스크롤 휠은 모니터상의 내용을 좀더 효율적으로 검색하기위해 화면의 내용을 상하로 신속하게 움직이게 하는 기능을 담당한다.

도 2는 탈착식 터치패드와 마우스볼 겸용인 유무선식 입력장치로 갖는 노트북 컴퓨터를 보여 주는데, 그림의 탈착식 터치패드(210)의 밑면에 볼마우스가 있어서 본체에서 떼어 낸 다음 뒤집어서 무선으로 작동시키면 마우스의 기능을 담당하게 된다.

도 3은 기능버튼을 터치패드의 좌측에 배열시켜 양손의 엄지로서 작동하도록 한 노트북컴퓨터를 보여주고 있다.

도 4는 터치패드를 오른손으로 작동하도록 한 포인팅장치를 보여준다. 터치패드(410)의 상단 우측에 명령실행버튼 및 메뉴확장버튼(420)이 있고, 그 바로 밑에 스크롤휠(430)이 배열되어 있어 터치패드 위에서 엄지를 움직여 포인터를 화면상에서 움직이고 명령실행 및 메뉴확장을 검지와 중지가 버튼(420)을 작동시켜 담당하게 한 장치이다.

도 5는 본 발명이 제공하는 일체형 기능버튼(520)을 갖는 터치패드(510)을 보여주고 있다.

도 6은 도 5의 일체형 기능버튼(520)의 세부구조를 보여주고 있는 바, 6a는 기능버튼을 위에서 바라본 평면도이고, 6b와 6c는 각각 BB'와 AA'의 단면을 보여주고 있다. 기능버튼의 스위치기능은 광센서(630)와 발광체(640) 및 빛의 경로를 개폐하는 차단 막대(620)에 의해 이루어진다. 이 차단막대(620)는 슬라이더(610)와 일체가 되어 손가락이 슬라이더에 접촉하게 되고 손가락으로부터 힘이 작용하면 좌우로 움직이게 된다. 기능버튼은 두 쌍의 광센서(630L, 630R)와 발광체(640L, 640R)을 갖는데 이를 작동하는 원리는 차단막대(620)가 좌우로 움직임에 따라 각 광센서에 이르는 빛을 차단하게 되고 이에 따라 각 기능버튼의 on/off 기능과 같은 작동하게 된다. 그리고 스프링(650)은 차단막대를 원래의 중심 위치로 돌려놓는 기능을 담당하게 되는데 이는 기존의 기능버튼의 누름스위치와 같이 작동하도록 한다. 다만 본 발명의 일체형 기능버튼이 갖는 특이점은 차단막대(620)이 좌우측 끝까지 움직이면 스프링의 원상회복 기능을 작동하지 못하여 그 상태에서 머무르게 된다. 이는 기존의 누름 동작에 의해 작동되는 기능버튼의 경우 기능버튼의 기능을 유지시키기 위해 계속적으로 눌러주어야 하지만 본 발명의 경우 차단막대를 좌우측 끝까지 밀어주기만 하면 그 상태가 유지되므로 포인팅장치(터치패드)를 작동시키는 손가락(주로 검지)의 움직임을 자유롭게 하여 주는 효과를 가져온다.

도 7은 차단막대(620)가 우측으로 움직임에 따라 광센서의 작동 기작을 보여주고 있다. 도 7a는 차단막대가 좌우측 광센서에 빛이 조사되는 상태를 유지시켜 모두 외부 전자회로에 버튼기능이 off를 유도하고 있으며 도 7b는 차단막대가 우측으로 이동하여 빛의 경로를 차단하여 외부 전자회로상에서 버튼기능을 on시킨다. 이 경우 지지대를 밀고 있는 손가락을 놓으면 스프링(650)에 의해 차단막대가 원래의 중심위치로 돌아가 누름식 기능버튼을 눌러주는 동작과 동일한 효과를 가져온다. 도 7c는 차단막대가 우측끝까지 이동하였을 경우 스프링의 원상회복 동작이 이루어지지 않는 이유를 설명하고 있는 바 도 7b와는 달리 스프링이 차단막대의 측면을 누르게 되어 복원력이 발생되지 않는 것이다.

도 8은 광센서대신에 누름스위치(830L, 830R)를 사용한 일체형 기능버튼을 도시하고 있다. 그 작동원리는 광센서를 사용하는 경우와 동일하고 단지 차단막대(620)가 누름스위치를 눌러주는 누름막대(820)로의 역할로 바뀌었다. 누름막대는 누름스위치를 닿게 되는 모서리가 직각에서 일정한 기울기를 갖는 테이퍼 형태를 갖고 이러한 형태는 누름막대의 좌우 움직임이 상하로 힘이 쉽게 작용하게 하여준다.

도 9는 누름막대(820)가 우측으로 움직임에 따라 누름스위치의 작동 기작을 보여주고 있다. 도 9a는 누름막대가 좌우측 누름스위치의 off 상태를 유지시켜 모두 외부 전자회로에 버튼기능이 off를 유도하고 있으며 도 9b는 누름막대가 우측으로 이동하여 누름스위치를 누르게 되어 외부 전자회로 상에서 버튼기능을 on 시킨다. 이 경우 지지대를 밀고 있는 손가락을 놓으면 스프링(650)에 의해 누름막대가 원래의 중심위치로 돌아와 누름식 기능버튼을 눌러주는 동작과 동일한 효과를 가져온다. 도 9c는 차단막대가 우측 끝까지 이동하였을 경우 스프링의 원상회복 동작이 이루어지지 않아 버튼기능의 on 상태가 계속 유지된다.

도 10은 슬라이더(610)의 길이방향에 직각방향으로 요철을 갖는 것을 보여주는 바 이러한 요철 혹은 돌기형태의 표면이 슬라이더를 손가락으로 용이하게 작동시키게 하여 준다.

컴퓨터가 GUI(graphic user interface)시스템으로 전환되게 한 것은 컴퓨터 모니터에서 실행 명령의 내용과 위치를 지정하여 주는 포인터을 움직일 수 있게 하는 장치로 마우스가 등장하고 나서부터이다. 그 이후로 컴퓨터가 휴대용으로 크기가 작아짐에 따라 사용상의 편리성을 더하기 위해 컴퓨터의 외부에 연결된 마우스를 대체하기 위해 컴퓨터에 일체형으로 터치패드 및 포인팅스틱형 포인팅장치가 내장용 형태로 개발되어 사용되게 되었다. 하지만 이들 장치와 마우스의 차이는 마우스가 위치를 설정하기 위해서 마우스 자체를 이동시키는 것과는 달리 이들 장치는 위치가 고정되어 있고 대신 손가락을 움직여서 포인터의 위치를 설정하게 점에서 그 차이가 발생하게 되고 이 차이점에 의해서 사용상의 편리성에서 이들 장치가 마우스에 비해 떨어지게 된다. 이런 연유에서 아직까지 노트북의 본체에 이들 포인터 입력장치가 있음에도 불구하고 별도의 마우스를 연결하여 사용하고 있는 것이다. 즉 컴퓨터가 GUI시스템으로 운영되는 경우 입력좌표 외에도 추가적으로 수반되는 실행명령을 입력하기 위해 추가적인 명령버튼을 마우스, 터치패드, 포인팅스틱 장치에 필수적으로 추가되게 되었다.

특히 마우스의 그 사용상의 편리성은 포인터의 위치 설정에 필요한 동작과 그에 따르는 실행 명령을 위한 명령버튼을 작동하는 손동작이 마우스의 움직임이 끝난 후에 손가락이 정지된 상태에서 누름동작에 의해 종료되는데 반해 터치패드나 포인팅스틱은 포인트의 위치를 설정한 후에 추가적으로 손가락의 위치가 이동해야 하고 그럼으로 해서 입력행위의 연속성과 신속성에서 마우스에 비해 불편함을 초래하게 된다. 예를 들면 마우스는 위치좌표 선정과 동시에 손이나 손가락의 추가적인 이동 없이 실행명령을 엄지, 검지, 중지에 의해 다양하게 수행할 수 있음에 반해 터치패드나 포인팅스틱 장치는 명령버튼을 작동시키기 위해 부자연스럽거나 추가적인 손목, 손가락의 움직임이 필요하며 경우에 따라서는 양손을 사용하여야만 실행명령의 입력이 완성되게 된다.

이러한 사용상의 불편함을 개선하기 위해 터치패드나 포인팅스틱 장치의 입력을 구조를 개선하여 마우스와 같은 사용상의 편리함을 완성하고자 많은 노력이 있었으며 더욱이 마우스의 경우에도 마우스의 움직여서 좌표를 변경시키기 위한 마우스의 움직임을 줄이기 위해 볼 마우스가 개발되었으며 명령버튼도 처음의 하나에서 세 개까지 더 나아가서 이들 명령버튼의 위치도 검지, 중지, 인지가 닿는 부분에서 다양하게 변화하게 되었다. 이러한 노력의 일환을 보여주는 예가 한국특허 10-0259264호(등록번호)인데 도 2에 그 구조가 나타나 있다. 이 특허에서는 터치패드의 불편함을 극복하기 위해 탈착식 터치패드를(210)을 고안하였는데 터치패드의 반대편에 볼마우스의 형태의 부가적인 입력장치를 형성하여 필요시에 컴퓨터 본체로부터 떼어내어 무선으로 작동하게 함으로써 마우스와 같이 사용할 수 있게 하였다. 또 한국실용신안 1997-003481호(출원번호)의 경우 터치패드를 작동시키기 위한 손의 움직임을 줄이기 위해 엄지를 제외한 나머지 손가락은 키보드에 위치하고 단지 양손의 엄지손가락만으로 터치패드로 위치좌표를 설정 및 명령실행 버튼을 작동시킬 수 있게 명령버튼 두 개를 키보드의 스페이스 바 좌측에 배치하였다(도 2). 또 다른 한국특허 10-2000-0013510호(출원번호)에는 키보드의 키를 터치패드의 기능을 담당하도록 하여 마우스 혹은 터치패드를 사용하기 위한 손의 움직임을 줄이거나 마우스나 터치패드가 차지하는 공간을 감소시킬 수 있는 방안도 제시하고 있다. 그리고 일본 특허 제2000213492호(출원번호)는 터치패드(410)와 실행버튼(420) 및 스크롤버튼(430)을 도 4와 같이 배치하여 엄지손가락으로 포인터를 이동시키고 이후 수반되는 명령을 추가적인 손의 움직임이 없이 검지와 중지로 클릭버튼을 작동시켜 실행할 수 있는 형태를 고안하였다.

이러한 일련의 노력에도 불구하고 현재 노트북에 일체형으로 제공되는 포인팅장치는 일반적으로 도 1에 나타나 있는 터치패드의 형태를 갖거나 포인팅스틱을 자판 중앙에 위치하고 실행 버튼을 스페이스바 아래쪽에 위치시킨 형태를 갖는다.

이에 본 발명은 마우스를 추가적으로 장착하지 않고도 컴퓨터에 기본적으로 제공되는 터치패드나 키보드에 장착된 포인팅스틱을 이용하여 마우스와 같은 사용상의 편리성을 완성하고자 한다.

위에서 언급한 바와 같이 포인팅장치로서 터치패드나 포인팅스틱이 마우스에 비해 사용상에 불편함을 초래하는 이유는 포인팅장치가 고정되어 있어서 이를 작동하는 손 혹은 손가락의 움직임에 제한이 따르기 때문이다. 이러한 이유로 일반적인 사각형의 터치패드의 형태에서 손가락이 놓일 수 있는 방법은 검지 혹은 중지중의 하나가 터치패드위에 놓여져서 컴퓨터 모니터 상의 포인터를 움직이게 하는 경우이며 이 때 명령버튼을 누르기 위해서는 터치패드위에 놓여 있는 검지나 중지를 고정시킨 채 엄지로 좌우버튼을 번갈아 작동시키는 경우, 아니면 오른손 검지로 터치패드를 작동시키고 왼 손가락으로 좌우기능버튼을 작동시키면 된다. 하지만 두 개의 명령버튼(120, 130)을 한 손으로 작동할 경우 좌우버튼을 작동시키기 위해 주로 엄지를 번갈아 사용하게 되는데 이때 손가락의 움직임은 부자연스럽게 되거나 손가락 상호간의 작용을 유발하여 명령실행의 오차를 일으키게 되며 기능버튼의 지속적인 기능 유지를 위해 버튼을 누른 상태에서 터치패드, 포인팅 스틱, 혹은 트랙볼을 동시에 작동시킴으로 인해 발생하는 피로감이 마우스에 비해 그 효율성이 저하되는 요인이다. 또 양손을 사용할 경우는 한 손으로 포인팅장치를 작동시킬 때보다 작업의 원활성이 떨어지게 된다. 이러한 내장형 포인팅장치들이 갖는 기능버튼 조작상의 문제점을 본 발명에서 극복하고자 한다.

본 발명의 구성은 도 5에서 도 9까지 구조적인 내용이 도식적으로 나타나 있다. 기존의 누름식 기능버튼과 달리 슬라이딩 방식에 의한 스위치기능을 활용함으로써 두 개의 버튼을 하나로 묶어 손가락이 놓이는 위치에 관계없이 두 개의 기능버튼의 기능을 자유자재로 작동시킬 수 있게 되었으며 손가락 관절 운동 관점에서 보면 검지 중지는 자판면에 상하로의 움직임이 좌우로의 움직임보다 힘을 가하는데 유리하지만 엄지의 경우는 관절운동이 자판면에 평행하게 이루어지므로 기능버튼을 상하로 움직이는 것보다 좌우로 움직이도록 하는데 힘이 용이하게 작용할 수 있다. 스위치기능이 광센서에 의한 것이든 누름스위치에 의한 것이든 이들 스위치가 작동하는 힘의 방향이 본 발명의 기능버튼의 동작방향과 직각이어서 도 5~도 9에 나타난 바와 같은 스프링이 없이도 손쉽게 작동시킬 수 있다. 단지 스프링을 사용하는 경우는 원상회복과정의 용이함을 주기 위한 점과 기능버튼의 원위치를 쉽게 고정하여 다음 동작을 용이하게 하기 위한 배려이다.

본 발명은 컴퓨터에서의 포인팅 입력장치인 터치패드에 수반되는 복수의 기능버튼을 일체형의 형태를 갖춰서 한 손가락으로 두 개의 기능버튼을 작동할 수 있게 하며 동일한 작동 행위로 기능의 지속성도 갖추게 하여 마우스와 같이 사용상의 편리성을 가져온다. 이러한 일체형 기능버튼은 왼손, 오른손잡이에 관계없이 사용될 수 있으며 또 좌우 분리형 기능버튼과 달리 버튼을 작동시키기 위해 손가락이 좌측 혹은 우측에 치우칠 필요가 없으므로 터치패드를 작동하는 손가락이 어디에 위치하든 관계없이 기능버튼을 작동시킬 수 있는 장점을 동시에 가져 온다. 본 발명의 일체형 기능버튼은 위치가 고정된 포인팅장치 즉 터치패드 뿐만이 아니라 포인팅스틱, 트랙볼 포인팅장치에 적용될 수 있다.

Claims (7)

1. 포인팅장치에 수반되는 두 개의 버튼 기능을 하나의 버튼으로 작동하도록 두 개의 스위치를 슬라이더로 선택하여 작동시키도록 한 일체형 기능버튼
2. 청구항 1의 두 개의 스위치가 광센서를 이용한 스위치인 기능버튼
3. 청구항 1의 두 개의 스위치가 누름 스위치인 기능버튼
4. 청구항 1의 두 개의 스위치가 각각 누름스위치와 광센서를 이용한 스위치인 기능버튼
5. 청구항 1에서 슬라이더의 원위치 회복을 위해 스프링을 이용한 기능버튼
6. 청구항 1의 슬라이더의 표면을 요철 혹은 돌기로 표면을 처리하여 손가락에 의한 작동이 용이하게 한 기능버튼
7. 청구항 1의 기능버튼이 터치패드, 트랙볼, 포인팅스틱의 하부에 위치하고 키보드의 방향과 평행한 배열을 갖는 기능버튼

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