KR20120041137A - 데이터 프로세싱 시스템용 사용자 인터페이스, 조이스틱, 데이터 프로세싱 시스템에 대한 입력 획득 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 - Google Patents

Abstract

조이 스틱을 사용하여 데이터 프로세싱 시스템을 제어하기 위한 사용자 인터페이스가 제공된다. 사용자 인터페이스는 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 수동적으로 제어하도록 구성된 조이스틱(100)을 포함한다. 조이스틱은 관련된 기준 평면 내에 있는 해당 방향(272)으로 기울어짐으로써 경사 위치를 취하도록 구성된 피벗 이동가능한 구성요소(112) 및, 연속하는 샘플링 순간에 구성요소의 연속하는 경사 위치에 해당하는 방향을 감지하도록 구성된 센서(114)를 포함한다. 사용자 인터페이스는 제1샘플링 순간에 감지된 제1방향 및 제1순간 뒤 제2샘플링 순간에 감지된 제2방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성된 차이 결정 장치(120), 및 상기 방향 차에 의존하는 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터 값에 대한 파라미터 값을 수정하도록 구성된 파라미터 수정기(130)를 포함한다. 이 사용자 인터페이스를 이용할 때, 사용자는 조이스틱 사용을 통해서도 회전 이동을 하는 컴퓨터 애플리케이션을 제어할 수 있다.

Description

데이터 프로세싱 시스템용 사용자 인터페이스, 조이스틱, 데이터 프로세싱 시스템에 대한 입력 획득 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체{USER-INTERFACE FOR CONTROLLING A DATA PROCESSING SYSTEM USING A JOYSTICK}

본 발명은 데이터 프로세싱 시스템을 위한 사용자 인터페이스에 관한 것으로서, 사용자 인터페이스는 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 수동적으로 제어하도록 구성된 조이스틱을 포함하며, 조이스틱은 기준 축 및 기준 축에 직교하는 기준 평면과 결부되어 피벗 이동가능하며, 기준 축으로부터 해당 방향으로 기울어짐으로써 경사진 위치를 취하도록 되어 있되, 해당 방향이 기준 평면 내에 있는 피벗 이동가능한 구성요소, 및 연속하는 샘플링 순간에 구성요소의 연속하는 경사 위치에 해당하는 방향을 감지하도록 구성된 센서를 포함한다.

본 발명은 또한 조이 스틱에 관한 것이다.

본 발명은 또한 데이터 프로세싱 시스템에 대한 입력을 얻는 방법, 및 상응하는 컴퓨터 프로그램, 및 컴퓨터 판독 가능 매체에 관한 것이다.

본 명세서에 참조로써 포함되는 국제 특허 출원 제PCT/IB2009/051485호 및 "향상된 환경 저항과 반사 노이즈 방지 및 보상을 가진 광 포인팅 장치(Optical pointing device having improved environmental resistance and reflected noise prevention and compensation)"라는 명칭을 가진 국제 특허 공개 제WO/2009/125360호가 광 포인팅 장치를 개시한다. 광 포인팅 장치는 베이스 및 베이스에 연결되어 이동가능한 액츄에이터를 포함하고, 액츄에이터는 베이스와 마주하는 측에 반사부를 포함하며, 베이스는 액츄에이터의 반사부를 향해 광을 방출하는 광원, 액츄에이터의 반사부에 의해 반사된 광의 적어도 일부를 검출하는 하나 이상의 검출 유닛을 포함하는 검출기, 및 액츄에이터 및 광원과 검출 유닛들 중 적어도 한 개 사이에 정렬되어 광원 및/또는 검출 유닛들에 대해 닫힌 투명 하우징을 제공하는 투명 요소를 포함한다. 　 여기에 참조로써 통합되는 국제 특허 출원 제PCT/IB2009/054036호 및 "움직일 수 있는 물체의 운동의 감지를 위한 감지 시스템, 움직일 수 있는 물체의 운동의 감지 방법, 및 내부에 감지 시스템을 구현한 IC(Detection system for the detection of movements of a movable object, a method of detecting movements of a movable object, and an IC having implemented therein the detection system)"라는 명칭의 국제 특허 공개 제WO/2010/035170호를 또한 참조하라.

그러한 광 포인팅 장치는 가령, 높은 정확도 및 광 포인팅 장치가 만들어질 수 있는 스몰 폼 팩터(small form factor) 등으로 인해 사용이 편리하다. 그러한 광 포인팅 장치에 의해 생성되는 신호의 처리에 관심이 있어 왔다. 예를 들어, 여기 참조로써 포함되는 국제 특허 출원 제PCT/IB2009/053520호 및 포인팅 장치로부터의 신호를 처리하는 방법 및 장치(Method and device for processing signals from a pointing device)"라는 명칭의 국제 특허 공개 제WO/2010/020906호는 특히 그러한 광학 포인팅 장치를 가지고 사용될 수 있는 포인팅 장치로부터의 신호 처리 방법을 기술한다. 거기에 사용되는 광학 포인팅 장치는 해당하는 제1 및 제2축을 낀 베이스에 대한 액츄에이터 위치를 나타내는 적어도 제1 및 제2위치 신호를 제공하도록 구성된 검출기를 포함한다. 그 신호 프로세싱 방법은 그 적어도 두 위치 신호를 크기 신호를 포함하는 극좌표 신호로 변환하는 단계, 및 문턱치화된 크기 신호를 제공하기 위해 극좌표 신호의 크기 신호를 스레시홀딩(thresholding)하는 단계를 포함한다. 속도 크기 신호를 도출하기 위해 변환 곡선을 문턱치화된 크기 신호에 어떻게 적용할 수 있는가가 또한 기술된다.

그러한 방법을 이용해 광 포인팅 장치는 일부 적용예, 이를테면 장치의 운영자를 위해 보다 높은 정밀도 및/또는 제어능력을 얻도록 액츄에이터에 대한 우연하거나 작은 비고의적이거나 거짓 변화는 무시되어야 하는 적용예에 훨씬 더 적합하다.

광 반사 계측에 기반한 광 조이스틱 같은 광 포인팅 장치는 네 방향 버튼이나 디지털 조이스틱 같은 포인팅 장치를 대체할 수 있다. 광 조이스틱은 조이스틱 디자인 상 통상적으로 아날로그일 수 있고, 4 또는 8개의 소정 방향을 훨씬 넘는 방향을 가능하게 하면서 실질적인 모든 각도 및 강도(조이스틱을 얼마나 세게 누르는가를 나타냄)를 커버한다.

조이스틱은 스틱이나 노브(knob) 같은 조이스틱의 구성요소를 다양한 방향, 이를테면 동/서/남/북 방향으로 기울임으로써 데이터 프로세싱 시스템 상에서 구동되는 애플리케이션을 제어하도록 하는 장치이다. 경사가 포인팅 정보로 변환되고, 그러면 그 포인팅 정보가 애플리케이션의 사용자 인터페이스에 사용될 수 있게 되어 포인터의 이동을 제어할 수 있다. 포인터의 위치는 예를 들어 특정 이벤트 시점, 즉 명령 입력으로서 조이스틱의 클릭 입력 장치, 이를테면 버튼에 수행되는 클릭 액션시 포인터의 위치를 변환함으로써 사용자 인터페이스를 통해 해석된다. 명령 입력에 답하여 데이터 프로세싱은 그 명령 입력과 관련되는 컴퓨터 프로그램 루틴의 실행을 시작한다. 예를 들어, 명령 입력은 파일을 읽기 시작하라는 명령일 수 있고, 관련 컴퓨터 프로그램 루틴은 저장부로부터 파일을 읽으라는 컴퓨터 명령어들의 시퀀스일 수 있다.

조이스틱은 아무런 힘이 가해지지 않을 때 상기 구성요소를 중립 위치로 복귀시키는 중심화(centralizing) 수단을 가질 수 있다. 예를 들어, 중심화 수단은 스프링을 포함할 수 있다.

경사 각도를 데이터 프로세싱 애플리케이션에 대한 입력으로 변환하는 것이 조이스틱을 다른 타입의 입력 장치와 차별화시킨다. 예를 들어, 마우스는 모션을, 트랙볼은 롤링(rolling)을, 그리고 터치 패드는 슬라이딩(sliding)을 명령 입력으로 변환한다. 조이스틱의 기계적 양태로 인해, 이러한 제어방식은 최종 사용자에게 매우 자연스럽게 느껴지고, 조종 키, 트랙볼, 광 센서나 마우스를 효과적으로 대체할 수 있다. 그럼에도 불구하고, 조이스틱은 통상적으로 포인팅 작업에 사용된다는 것이 발명자들의 관찰 결과이다.

본 발명은 목적은 데이터 프로세싱 시스템을 위한 사용자 인터페이스, 조이 스틱, 데이터 프로세싱 시스템에 대한 입력을 얻는 방법, 상응하는 컴퓨터 프로그램, 및 컴퓨터 판독 가능 매체를 제공하는 것이다.

조이스틱이 포인팅 장치로서가 아닌 데이터 프로세싱 시스템에 입력을 제공하는 보다 다양한 방식에 사용될 수 있는, 조이스틱을 가지고 동작될 수 있는 사용자 인터페이스를 가지는 것이 바람직할 것이다.

이것은 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 수동적으로 제어하도록 구성된 조이스틱을 포함하는 데이터 프로세싱 시스템의 사용자 인터페이스를 통해 달성된다. 조이스틱은 기준 축 및 기준 축에 직교하는 기준 평면과 결부되어 피벗 이동가능하되, 기준 축으로부터 해당 방향으로 기울어짐으로써 경사진 위치를 취하도록 되어 있고 해당 방향이 기준 평면 내에 있는 구성요소 및, 연속하는 샘플링 순간에 구성요소의 연속하는 경사 위치에 해당하는 방향을 감지하도록 구성된 센서를 포함한다.

사용자 인터페이스는 제1샘플링 순간에 감지된 제1방향 및 제1순간 이후의 제2샘플링 순간에 감지된 제2방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성된 차이 결정 장치, 및 상기 방향 차에 의존하는 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터의 파라미터 값을 수정하도록 구성된 파라미터 수정기를 포함한다.

조이스틱은 사용자가 어느 방향을 가리키도록 이동할 수 있는 구성요소를 가진다. 그 구성요소 및 조이스틱은 예로서, 포인팅 장치로 사용될 수도 있을 것이며, 상기 구성요소는 가령 사용자 인터페이스 포인터의 원하는 방향을 가리키는 방향으로 이동한다.

구성요소는 피벗 이동가능하며, 즉 구형 조인트(spherical joint)와 같이 피벗 포인트(pivot point)에 대해 어느 방향으로 기울어질 수 있다. 피벗 포인트는 구성요소를 움직이는 3차원 회전의 고정 센터이다. 이런 유형의 구성요소의 이동을 '피벗 이동가능하다'라고 지칭될 것이다. 구성요소가 그 피벗 포인트를 기준으로 피벗 이동할 때, 구성요소는 피벗 포인트에 대해 같은 방위로 유지된다. 바람직한 실시예에서, 구성요소는 단지 피벗 이동할 수 있다.

편의상, 구성요소가 기울어지는 방향은 기준 축 및 기준 평면에 대해 정의된다. 통상적으로 기준 축은 구형 조인트를 통과한다. 통상적으로 기준 평면은 구성요소에 대해 수평이다. 즉, 구성요소가 노브(knob)일 때, 노브의 상위 표면은 기준 평면과 나란할 수 있을 것이다. 구성요소가 스틱이면, 기준 평면은 스틱에 대해 수직일 수 있는 반면, 기준 축은 스틱을 통과한다, 즉 스틱과 나란하게 된다. 높이 둥글어서 노브의 테두리를 따라 원형 이동을 가능하게 하는 것이 바람직하다.

구성요소의 경사는 제1샘플링 순간 및 제2샘플링 순간에 감지된다. 제1 및 제2순간에 검출된 경사는 서로 다른 방향을 가질 수 있다. 그 방향 차는 구성요소의 경사를 제1방향에서 제2방향으로 조작함으로써 조이스틱의 오퍼레이터에 의해 유발될 것이다. 편리한 대로 기준 평면에서 볼 때, 제1경사 방향은 제2경사 방향으로 시프트한다. 사용자에게 이러한 시프트는 현실에서 구성요소가 실제로 회전할 필요 없이 단지 기울어지기만 해도, 마치 회전가능한 높이 돌아가는 것처럼 느껴진다. 제1 및 제2방향 사이의 차이가 차이 결정 장치에 의해 결정되고 그 차이에 기초하여 차이 값이 정해진다; 이것은 차이 결정 장치에 의해서도, 또는 차이 값 결정기에 의해서도 행해질 수 있다. 마지막으로, 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터에 대한 파라미터 값은 파라미터 수정기에 의해 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 수정된다.

파라미터는 통상적으로 사용자 인터페이스를 통해 제어되는 애플리케이션의 파라미터이다. 애플리케이션은 데이터 프로세싱 시스템 상에서 실행될 수 있지만 그것이 필수적인 것은 아니다; 애플리케이션은 국지적으로 조작되는 사용자 인터페이스의 제어 하에 원격 컴퓨터 상에서 실행될 수도 있을 것이다.

경사에 대한 제2의 양태, 즉 구성요소가 특정 방향으로 얼마나 멀리 기울어지는가에 대한 양태가 있을 수 있음을 알아야 한다. 이러한 경사의 양태는 상술한 방식으로 사용자 인터페이스를 조작하는데 직접적으로 필요로 되는 것은 아니라는 것이 발명자의 통찰이었다.

이러한 사용자 인터페이스를 이용해 조이스틱은 회전형(rotary) 노브로서 사용될 수 있다. 간단히 조이스틱을 원형 방식으로 조작함으로써, 사용자 인터페이스는 실제 회전형 높이 사용되었을 때 얻어질 수 있는 회전을 나타내는 각도를 결정할 수 있다. 이러한 사용자 인터페이스의 이점은 회전이 바로 계측되는 것이 아니라, 이를테면 간접적으로 장치의 경사 관측을 통해 계측된다는 것이다. 구성요소가 회전가능하지 않은 경우나 폼 팩터(form factor) 한계로 인해 직접적 회전 관측이 아예 불가능할 수도 있다.

구성요소가 실제로 회전가능한 경우라면, 예를 들어 구성요소를 전위차계(potentionmeter)에 기계적으로 연결하여 회전을 계측될 수 있는 전기 저항으로 변환함으로써 회전이 직접적으로 계측될 수도 있을 것이다. 그러나, 본 발명을 이용할 때, 그러한 추가 감지 도구는 필요하지 않다. 이것은 비용을 줄이고, 제조를 단순화시키며, 조이스틱을 보다 강건하게 만든다.

점점 더 많은 적용예에서, 그리고 특히 모바일 전화기 같은 모바일 적용예에서 사용자 인터페이스는 직관적이면서 안정적이어야 한다. 그러나, 이런 종류의 포켓 장치는 계속해서 작아지고 있어, 홈 스테레오나 데스크탑 컴퓨터 같은 보다 "정적인" 장치들 상에서 사용될 수 있는 큰 사용자 인터페이스를 위한 공간이 거의 없다. 임베디드(embedded) 기술상 인터페이스에 할당되는 소량의 공간 때문에, 그리고 이러한 인터페이스들은 에너지 효율적이어야 한다는 것 때문에, 인터페이스는 보통 키보드 및 네 방향 버튼들, 또는 보다 최신의 터치 스크린 상에 다소 정밀하게 정렬된 소정의 키들로 축소된다. 그러나, 터치 스크린이나 터치 패드의 정밀도는 조이스틱보다 낮다.

일부 적용예에서, 터치 스크린/패드 같은 터치 장치나 트랙볼 같은 장치처럼 보다 낮은 정밀도를 가진 포인팅 장치가 마우스의 대체물로서 사용될 수 있다. 그러나 그러한 장치는 네 방향 버튼이나 조이스틱, 심지어 네 방향 디지털 조이스틱 같이 높은 정밀도의 장치들을 대체하는 데는 적합하지 않다. 이런 이유로, 본 발명은 입력의 용이성을 강조하는 사용자 적용예들에서조차 이런 장치를 훨씬 더 사용하기 적합하게 하는 조이스틱의 사양으로서 환영받는다.

구성요소가 스택을 포함할 때 회전을 에뮬레이팅(emulating)하는 것도 가능하지만, 이동가능한 구성요소가 기준 축 방향의 평평한 면을 가질 때 보다 편리하다고 간주된다. 바람직한 실시예에서, 그 면은 회전 노브의 회전을 에뮬레이팅하는 사람의 손가락을 사용하기 적합하거나 그러한 사람의 손가락을 가지고 그 위를 슬라이딩 하도록 한다. 손가락은 원형 모션으로 노브의 테두리를 따라 슬라이딩 한다. 일 실시예에서, 방향 차는 노브 상의 기준 포인트, 즉 기준 축과 노브의 교차점에서 봤을 때 손가락에 의해 이동한 각을 나타낸다.

여기서는 "조이스틱"을 언급하고 있으나, 그러한 구성요소가 반드시 스틱과 함께 제공되어야 하는 것은 아니다. 구성요소가 노브와 함께 제공되는 경우 여러 이점들이 있다. 먼저, 조이스틱은 모바일 전화와 같이 튀어나온 스틱이 없는 모바일 장치처럼 휴대하도록 되어 있는 장치들에 보다 적합하다. 또한 조이스틱을 회전 노브로 사용하는 것이 훨씬 더 자연스럽게 된다. 사용자는 실제로 돌아가는 회전 노브를 돌리는 것과 매우 유사한 방식으로 구성요소에 장착된 노브 위를 슬라이딩할 수 있다.

여기서 회전 노브로 칭하는 것은 그 자체로 잘 알려져 있는 장치이다. 예를 들어, 통상적인 홈 스테레오 상의 말하자면 전면 패널에 하나나 두 개의 회전 노브가 존재한다. 가령 대부분의 경우, 볼륨을 조정하기 위해 회전 노브를 돌려야 한다. 한 방향으로 더 많이 돌릴수록, 볼륨이 더 많이 증가되고, 반대 방향으로 더 많이 돌리면 볼륨이 더 많이 줄어든다. 사용자가 회전 노브의 어느 지점을 잡느냐는 그다지 중요하지 않으며, 중요한 것은 볼륨 조정을 결정하는 회전 정도라는 것에 유의해야 한다. 본 발명은 비슷한 결과로서, 사용자가 노브 상의 어느 지점에서 자신의 회전 움직임을 시작하고 어디서 마치느냐는 중요하지 않으며, 중요한 것은 파라미터, 말하자면 볼륨 파라미터의 변화를 결정하는 사용자의 움직임이 나타내는 방향 시프트의 정도이다.

어떤 평평한 회전 노브에서 동작하는 것과 같이, 손가락을 노브 상에서 원형 모션으로 슬라이딩함으로써, 손가락은 노브의 측면을 약간 누를 것이다. 그러한 기울임이 감지 장치에 의해 검출된다. 이러한 기울임이 검출되기 때문에, 손가락이 정확히 어디서 노브를 터칭하는지 알게 된다; 즉, 이를테면 높이 어느 각도로 터치되는지를 결정함으로써 노브가 기울어진 방향을 결정할 수 있다. 손가락을 노브의 센터 주변에서 슬라이딩할 때, 각도가 변화하고 그러면 손가락이 수행한 회전이 어떤 것인가를 추적할 수 있다.

일 실시예에서, 기준 축을 기준으로 회전할 수 있는 휠(wheel)이 구성요소에 부착되는데, 사용자 인터페이스는 회전을 나타내는 방향 차를 결정함으로써 휠의 회전을 간접 계측하도록 구성된다.

사용자에 있어 회전 이동을 보다 자연스럽게 하기 위해, 구성요소에 회전가능한 휠을 부착하는 것이 가능하다. 사용자가 구성요소를 사용해 회전하는 움직임을 만들었을 때, 휠은 사용자의 움직임을 따라 이동한다. 이것이 회전 이동을 보다 쉽게 수행할 수 있게 하는데, 이는 손가락, 즉 엄지와 구성요소 표면 사이보다 휠과 그 축 사이에 마찰이 더 적기 때문이다. 휠은 구성요소로서 노브와 결합되는 것이 바람직하다.

사용자가 휠을 돌릴 때, 그는 휠 위를 어느 정도 눌러야 한다. 이것이 구성요소 상에서 기울임(경사)을 야기한다. 이러한 경사가 계측되고, 그 경사로부터 각도가 도출된다. 그에 따라 휠의 실제 회전이 직접적으로 계측되어야 하는 상황을 피하게 된다. 따라서 부가적 회전 감지 장치를 피하게 된다. 휠의 축이 구성요소에 부착될 수 있다. 휠의 회전 축은 베어링에 의해 지지될 수 있다.

일 실시예에서, 휠은 작은그립(grip)을 포함한다. 그립은 세밀한 제어를 수행하기 쉽게 한다.

일반적으로 구성요소의 기울어진 위치는 여러 경사 계측치를 얻기 위해 여러 순간에 감지될 수 있다. 연속되는 여러 각도를 얻어, 이를테면 계측된 각도들의 차이로서 실질적 회전을 관측할 수 있다.

일 실시예에서, 차이 값의 크기는 방향 차의 크기에 의존한다.

방향 차가 파라미터에 영향을 미치는 방식은 가변될 수 있다. 그러나 더 많은 정보를 전달하기 위해, 방향 차의 크기는 사용자가 바라는 변화량을 가리키는 방법으로서 사용될 수 있다. 방향 차의 크기는 각도, 즉 라디안(radians) 또는 그에 대한 표현으로서 표시될 수 있다.

일 실시예에서, 차이 값의 부호(sign)는 기준 평면 내에 위치하는 추가 기준 축에 대한 방향 차의 방위에 의존한다.

사용자가 구성요소 상에서 회전 이동을 수행하는 방향이 정보를 제공할 수 있다. 예를 들어, 그 부호는 파라미터가 각기 증가되어야 하거나 감소되어야 하는 경우를 나타낼 수 있다.

방향 차의 방위로부터 나온 정보와 방향 창의 크기 정보를 결합함으로써, 사용자는 파라미터가 증가되어야 할지 감소되어야 할지와 그 정도를 나타낼 수 있다.

일 실시예에서, 차이 결정 장치(120)는 추가 기준 축을 기준으로, 제1방향 및 중간 방향 사이의 방향 차의 제1방위를 결정하도록 구성되고, 추가 기준 축을 기준으로, 중간 방향 및 제2방향 사이의 방향 차의 제2방위를 결정하도록 구성되며, 상기 중간 방향은 제1샘플링 순간 및 제2샘플링 순간 사이에 있는 중간 샘플링 순간에 감지된다. 차이 결정 장치는 제1방위가 제2방위와 동일할 때에만 제1방향 및 제2방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성된다.

중간 샘플링 순간을 고려함으로서, 사용자가 정말로, 구성요소를 제1방향에 해당하는 제1경사 위치 및 제2방향에 해당하는 제2경사 위치로 차례로 눌러 구성요소를 그 두 이벤트들 사이의 중립적 센터 위치로 돌아가게 하는 대신, 제1방향으로부터 제2방향으로 슬라이딩했다는 것을 확인한다. 여러, 즉 최소한 세 번의 순간 중에 구성요소의 경사를 관측하고 관측된 경사 위치 변화가 사용자의 슬라이딩 이동에 합치되는지를 확인함으로써, 구성요소의 두 연속 경사를 한 회전으로서 보고할 가능성이 줄어든다.

일 실시예에서, 센서는 기준 평면의 데카르트 좌표 시스템을 기준으로 좌표 상에서 샘플링된 경사를 표현하도록 구성되고, 차이 결정 장치는 경사 좌표들로부터 기준 평면 상의 방향을 결정하도록 구성된다.

구성요소의 경사를 감지하는 하나의 편리한 방식이 두 축을 따라 경사를 계측하는 것이다. 각 축에서의 경사는 당연히 그 축을 따르는 좌표로서 표현된다. 그러나, 본 발명에 있어서 경사를 기준 평면 상의 방향과 관련해 표현하는 것이 보다 편리하다. 그 변환을 수행하는 하나의 방법이 데카르트 좌표를 극좌표로 변환하는 것이다. 극 좌표는 방사(radial) 좌표 및 각(angular) 좌표를 포함하는 한 쌍으로서 표현될 수 있다. 그러나, 일 실시예에서는 각 좌표만이 계산된다.

방사 좌표는 경사에 의해 표시되는, 즉 데카르트 좌표의 형태로 표시되는 기준 평면 상의 한 점과 고정 점 사이의 거리로서 표현될 수 있다. 고정 점은 기준 축과 기준 평면 사이의 교차점일 수 있다.

각 좌표는 경사에 의해 표시되는 기준 평면 상의 방향과 고정 방향 사이의 각도로서 표현될 수 있다. 편의상, 기준 평면에 위치하는 추가 기준 축이 구성요소와 결부될 수 있다; 그리고 제1방향 및 제2방향이 그 추가 기준 축을 이용한 각도로서 표현될 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 수동적으로 제어하도록 구성된 조이스틱에 관한 것이다. 조이스틱은 기준 축 및 기준 축에 직교하는 기준 평면과 결부되고, 기준 축으로부터 해당 방향으로 기울어짐으로써 경사진 위치를 취할 수 있으며 해당 방향이 기준 평면 내에 있는 피벗 이동가능한 구성요소와, 연속하는 샘플링 순간에 구성요소의 연속하는 경사 위치에 해당하는 방향을 감지하도록 구성된 센서를 포함한다.

조이스틱은 제1샘플링 순간에 감지된 제1방향 및 제1샘플링 순간 이후의 제2샘플링 순간에 감지된 제2방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성된 차이 결정 장치를 더 포함하며, 조이스틱은 조이스틱의 데이터 출력에 그 방향 차를 제공하도록 구성된다.

조이스틱은 포인팅 정보 형태의 입력뿐 아니라 회전 노브에 부합하는 정보 둘 모두를 제공할 수 있다.

본 발명의 또 다른 양태는 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 획득하는 방법에 관한 것으로, 그 방법은 연속하는 샘플링 순간에 조이스틱의 피벗 이동가능한 구성요소의 경사를 감지하는 단계를 포함하고, 상기 구성요소는 기준 축 및 기준 축에 직교하는 기준 평면과 결부되며, 기준 축으로부터 기준 평면 내에 있는 해당 방향으로 기울어짐으로써 경사지게 된다. 그 방법은 특정 샘플링 순간의 제1경사 방향 및 샘플링 순간들 중 연속하는 샘플링 순간에 취해진 제2경사 방향 사이의 방향 차를 결정하는 단계를 포함한다.

방법의 일 실시예는 방향 차에 의존하는 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터의 파라미터 값을 수정하는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 양태는 조이스틱을 가진 컴퓨터 상에서 실행될 때, 본 발명에 따른 방법의 모든 단계를 수행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 일 실시예에서, 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 매체 상에 저장된다.

사용자 인터페이스, 방법이나 컴퓨터 프로그램을 구현하기 위해, 기존의 조이스틱이 사용될 수 있다는 것에 유의해야 한다.

일 실시예에서, 본 발명에 따른 사용자 인터페이스, 조이스틱, 방법, 또는 컴퓨터 프로그램은 광 조이스틱을 이용해 구현될 수 있다. 예를 들어, 앞서 배경 기술에서 기술한 것과 같은 광 조이스틱이 사용될 수 있다.

손가락이 구성요소, 가령 노브의 측면을 살짝 누를 때 야기되는 경사는 작을 수 있다. 광 조이스틱은 매우 감응성이 높아 1도 미만의 경사가 감지된다. 이것이 광 조이스틱을 회전 노브로서 재사용할 바람직한 후보가 되게 한다.

본 발명은 임의 유형의 조이스틱, 즉 디지털 조이스틱에 적용될 수 있다. 가장 사용자 친화적인 인터페이스를 얻기 위해, 플랫(flat) 노브와 함께 장착되는 아날로그의 감응성 장치를 이용하는 것이 바람직하다.

사용자 인터페이스 및 조이스틱은 세톱박스나 컴퓨터 같은 전자 장치, 특히 모바일 전화기 같은 모바일 장치에서 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 컴퓨터 구현 방법으로서 컴퓨터 상에서 구현되거나, 전용 하드웨어를 통해 구현되거나, 그 둘의 조합을 통해 구현될 수 있다. 본 발명에 따른 방법의 실행 코드는 컴퓨터 프로그램 제품 상에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품의 예는 메모리 장치, 광 스토리지 장치, 집적 회로, 서버, 온라인 소프트웨어 등을 포함한다.

본 발명에 대한 많은 적용예가 존재하며, 본 발명에 따른 회전 노브 스타일의 사용자 인터페이스를 이용하는 것이 볼륨 조정에 국한되지는 않는다. 본 발명은 라디오 튜닝, 제품의 다양한 기능들 사이의 스위칭, 또는 일반적으로 다중 기능 튜너로서 사용될 수 있다. 특히 튜닝은 이 사용자 인터페이스에 매우 적합한 동작이다. 튜닝 시 사용자는 튜닝 파라미터의 현재 위치에 절대적인 것이 아닌 상대적인 약간의 조정만 하면 된다.

또 다른 실시예에서, 타이머가 제1경사 및 제2경사 사이에 경과된 시간을 측정한다. 파라미터의 조정은 경과된 시간에 추가 종속된다. 예를 들어, 방향 차 및 경과된 시간으로부터, 가령 라디안 단위의 방향 차를 가령 초 단위의 시간으로 나눔으로써 각 속도가 결정될 수 있다. 일 실시예에서, 파라미터의 조정은 각 속도에 의존한다.

예를 들어: 훨씬 더 큰 볼륨을 얻으려면, 구성요소에 대한 튜닝 모션을 빠르게 한다. 세밀한 볼륨 설정을 하려면, 구성요소에 대한 튜닝 모션을 느리게 한다.

본 발명에 따른 사용자 인터페이스는 추가되는 전용 전위차계를 이용하지 않고도 회전을 나타내는 디지털 값을 리턴할 수 있다.

조이 스틱을 사용하여 데이터 프로세싱 시스템을 제어하기 위한 사용자 인터페이스가 제공된다. 사용자 인터페이스는 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 수동적으로 제어하도록 구성된 조이스틱을 포함한다. 조이스틱은 관련된 기준 평면 내에 있는 해당 방향으로 기울어짐으로써 경사 위치를 취하도록 구성된 피벗 이동가능한 구성요소 및, 연속하는 샘플링 순간에 구성요소의 연속하는 경사 위치에 해당하는 방향을 감지하도록 구성된 센서를 포함한다. 사용자 인터페이스는 제1샘플링 순간에 감지된 제1방향 및 제1순간 이후의 제2샘플링 순간에 감지된 제2방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성된 차이 결정 장치, 및 상기 방향 차에 의존하는 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터의 파라미터 값을 수정하도록 구성된 파라미터 수정기를 포함한다. 이 사용자 인터페이스를 이용할 때, 사용자는 조이스틱 사용을 통해서도 회전 이동을 하는 컴퓨터 애플리케이션을 제어할 수 있다.

본 발명에 따르면, 데이터 프로세싱 시스템을 위한 사용자 인터페이스, 조이 스틱, 데이터 프로세싱 시스템에 대한 입력을 얻는 방법, 상응하는 컴퓨터 프로그램, 및 컴퓨터 판독 가능 매체가 제공된다.

본 발명은 예를 이용하며 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 사용자 인터페이스의 제1실시예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 2a는 기준 평면을 입체상으로 도시한 도면이다.
도 2b는 기준 평면을 평면상으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 사용자 인터페이스의 제2실시예를 개략적으로 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 조이스틱의 일 실시예의 프로토타입(prototype)을 보인 사진이다.
도 5는 왼편에 사용자가 본 발명의 일 실시예를 어떻게 조작하는지를 보이고 오른편에 컴퓨터 애플리케이션의 스크린샷을 보인 그림이다.
도 6은 본 발명에 따른 모바일 전화기를 도시한 그림이다.
도면 전체를 통해 유사하거나 동일한 구성은 동일한 참조 번호로 나타낸다.
참조 번호 목록
112 구성요소
114 센서
120 차이 결정 장치
130 파라미터 수정기
140 데이터 프로세싱 시스템
150 출력 장치
210 기준 평면
220 기준 축
230 축(220)과 경사(270) 사이의 각도
240 축(260)과 방향(272) 사이의 각도
242 축(260)과 방향(274) 사이의 각도
250 원점
252 문턱치
260 기준 평면에 위치하는 추가 기준 축
270 경사
272 기준 평면 상의 방향
274 기준 평면 상의 제2방향
310 조이스틱
320 휠
600 모바일 전화기
601 조이스틱

본 발명은 여러 다양한 형태의 실시예를 허용할 수 있지만, 본 개시가 본 발명의 원리에 대한 본보기로서 간주되어야 하며 본 발명을 도시 및 기술된 특정 실시예로 한정하는 것이 되지않아야 한다는 점을 이해하면서, 하나 이상의 특정 실시예들이 도면에 도시되며 여기에 상세히 설명된다.

도 1은 본 발명에 따른 사용자 인터페이스의 제1실시예를 포함한 시스템(100)을 개략적으로 도시한 블록도이다. 여러 기준 요소들의 도움을 받아 장치의 동작을 기술하는 것이 편리할 것이다. 이러한 기준 요소들은 실제적인 물리적 요소들에 해당하는 것이 아닌 가상의 요소들이나, 이들은 본 발명의 다양한 요소들과 연관될 수 있다. 기준 요소들은 도 2a 및 2b에 도시된다. 도 2a는 기준 요소들의 입체상을 보이고, 도 2b는 기준 평면(210)의 상면도를 보인다.

도 1에 도시된 제1실시예는 조이스틱(100)을 포함한다. 조이스틱(110)은 구성요소의 가울기 방향이 결정될 수 있게 하는 데이터를 감지하도록 구성되는 한 어떤 유형의 조이스틱이라도 될 수 있다. 예를 들어, 조이스틱(100)은 디지털 조이스틱, 이를테면 4-버튼 타입 조이스틱일 수 있다. 조이스틱(100)은 광 조이스틱임이 바람직하다.

조이스틱은 이동가능한 구성요소(112)를 포함한다. 구성요소(112)의 형태에 대해 다양한 선택이 가능하다. 예를 들어, 구성요소(112)는 조이스틱(110)으로부터 튀어나오는 스틱을 포함할 수 있다. 구성요소(112)가 평평한 표면을 가진 노브(knob)를 포함하는 것이 바람직하다. 도 1은 그러한 노브를 개략적으로 보여준다. 바람직한 실시예에서, 노브는 사람의 엄지 크기에 해당하는 1에서 2cm 사이의 직경을 가진다. 바람직한 실시예에서, 노브는 원형이다. 바람직한 실시예에서, 노브는 매끄럽다. 예로서, 노브는 금속 표면을 가질 수 있다.

통상적으로, 구성요소(112)는 자유롭게 이동가능한 것은 아니고, 피벗 포인트(pivot point)로서 작용하는 구형 조인트(spherical joint)에 대해 기울어진다는 점에서 이동이 제한된다. 구형 조인트는 가상일 수 있다. 선택사항으로서, 구성요소(112)가 축을 중심으로 회전할 수도 있다. 통상적으로 구형 조인트는 축 상에 놓여질 것이다. 본 발명에 따른 사용자 인터페이스는 입력 장치의 회전 가능한 유형을 가능하게 하지만, 반드시 구성요소(112)가 실제로 회전가능할 필요는 없다. 사용자가 구성요소(112) 상에서 회전 동작을 만들어 내는 것으로도 충분하다.

조이스틱(110)의 사용자는 구성요소(112)의 제약사항에 의해 허용되는 경계 안에서 구성요소(112)를 움직일 수 있다. 구성요소(112)의 움직임은 센서(114)에 의해 감지된다. 하나의 수단이 두 축을 따라 구성요소(112)의 움직임을 감지하도록 구성된 아날로그 센서들이다. 다른 수단은 구성요소(112)가 센서(114)로부터 나오는 빛을 반사하는 것으로, 반사는 움직임을 나타낸다. 센서(114)는 아날로그 센서, 즉 모든 방향에 감응하는 센서임이 바람직하다.

센서(114)는 구성요소(112)가 기준 축(220)을 기준으로 이동한 방향을 나타내는 제1신호 및 그 방향의 크기를 나타내는 제2신호를 전달할 수 있다. 그러나, 센서(114)는 데카르트 좌표를 이용해 기준 축(220)의 가상 포인트가 원점(250)으로부터 얼마나 멀리 이동했나를 나타내는 구성요소(112)의 이동을 또한 나타낼 수 있다.

조이스틱(110)은 차이 결정 장치(120)를 더 포함한다. 차이 결정 장치(120)는 센서(114)에 의해 감지된 구성요소(112)의 경사를 그 경사가 얼마나 멀리 시프트했는지를 나타내는 상대적인 크기로 변환하도록 구성된다. 예를 들어, 차이 결정 장치(120)는 구성요소(112)로부터 신호를 수신해 기울임의 착수를 검출하고, 그런 다음 구성요소(112)의 현재 경사를 기록할 수 있다. 구성요소(112)가 중립 위치로 돌아올 때 차이 결정 장치(120)는 방향 시프트가 종료되었다고 결론내리고 제2경사를 기록할 수 있다. 그러한 두 위치로부터 방향 차가 결정될 수 있다. 선택사항으로서, 차이 결정 장치(120)는 규칙적인 샘플링 인터벌마다 감지를 추적함으로써 기울임의 움직임을 추적할 수 있고, 그 시프트 정도가 적어도 소정 정도만큼 증가되었는지를 결정할 수 있다. 이런 식으로, 구성요소(112) 상에서의 손가락 움직임은 회전 이동을 가깝게 따라간다는 것이 확인된다. 또한, 차이 결정 장치(120)는 경사 크기가 소정 하한 바운드 위 및/또는 소정 상한 바운드 아래에 유지되는지를 확인할 수도 있다. 그 크기가 소정 하한 바운드 및 소정 상한 바운드 사이에 있으면, 그것은 사용자가 매끄러우면서 명확한 회전 이동을 했음을 나타낸다. 일 실시예에서 그러한 두 가지 제어(규칙적 샘플링 및 바운드)는 결합된다.

데이터 프로세싱 시스템(140)으로부터 획득한 데이터를 감지함에 따라 차이 결정 장치(120)에 의해 정해진 방향 차는 파라미터 수정기(130)로 전달된다. 파라미터 수정기(130)는 여기서 데이터 프로세싱 시스템(140)의 일부로서 보여진다. 데이터 프로세싱 시스템(140)은 일부 양태가 파라미터의 제어 하에 놓이는 애플리케이션을 실행할 수 있다. 예를 들어, 파라미터는 데이터 프로세싱 시스템(140)의 저장부, 이를테면 메모리나 레지스터에 저장될 수 있고, 파라미터 수정기(130)는 저장부의 콘텐츠를 변경할 컴퓨터 프로그램 코드를 포함할 수 있다. 저장부는 I/O 포트일 수 있고 파라미터 수정기(130)는 그것을 변경할 하드웨어 수단을 포함할 수 있다.

바람직하게, 파라미터는 데이터 프로세싱 시스템(140)에 연결된 출력 장치(150), 이를테면 디스플레이에도 영향을 미친다. 예를 들어, 출력 장치(150)는 조이스틱(110)으로부터 얻어진 회전 이동 데이터에 부합하여 돌아가는 회전 노브에 대한 디스플레이를 보여줄 수 있다.

예를 들어, 파라미터 수정기(130)는 차이 결정 장치(120)에 의해 얻어진 각도 차를 소정 상수와 곱하고 그 결과에 파라미터를 가산할 수 있다. 각도 차는 회전 방향을 가리키기 위해 부호를 표시할 수 있고, 그에 따라 상기 가산이 파라미터를 감소시키는 결과를 가져올 수 있다.

구성요소(112)는 기준 평면(210)과 결부되어 있다. 구성요소(112)가 평평한 노브인 경우, 기준 평면(210)은 통상적으로 그 평평한 표면에 나란하다. 구성요소(112)는 기준 평면(210)에 직교하는 기준 축(220)과 결부되어 있다. 구성요소(112)가 스틱을 포함하는 경우, 통상적으로 기준 축(220)은 기준 축(220)에 부수되고 선택사항으로서 스틱과 실질적으로 나란하다.

도 2a 및 2b는 구성요소(112)의 피벗을 나타내는 원점(250)을 보인다. 조작 중에, 구성요소(112)는 원점(250) 주변으로 기울어진다. 구성요소(112)가 기울어질 때 구성요소(112) 상의 (가상) 포인트(이를테면, 기준 축(220) 및 구성요소(112)의 교차점)가 포인트(270)로 이동한다. 원점(250)에서 포인트(270)까지의 벡터는 구성요소(112)의 경사를 나타낸다; 원점(250)에서 포인트(270)까지의 이 벡터를 경사(270)라고 칭할 것이다. 경사(270)의 정투상(orthogonal projection)이 272로 나타낸 기준 평면 상의 방향이다. 원점(250)에서 방향(272)까지의 벡터는 구성요소(112)의 경사 방향과 그 크기 모두를 나타낸다. 도면은 기준 평면(210) 상에 놓이는 추가 기준 축(260)을 보인다. 추가 기준 축(260)은 방향(272)을 각도로 나타내는데 사용될 수 있다. 축(260)과 방향(272) 사이의 각도(240)는 이를테면 각 좌표로서 방향을 나타낸다. 필요하다면 원점(250)에서 방향(272)까지의 거리는 방사 좌표를 구하기 위해 결정될 수 있다. 다른 대안으로서, 축(230)과 경사(270) 사이의 각도(230)가 경사(270)의 크기를 나타내기 위해 결정될 수 있다. 축(260)은 도 2b에 화살표로 나타낸 것과 같이 지향되어 있다.

크기, 가령 방사 좌표는 일 실시예에서 소정 문턱치를 밑도는 시프트를 무시하는데 사용될 수 있다. 조이스틱의 감도가 우연한 사용에 대해 너무 크게 되는 상황이 있을 수 있다. 마치 구성요소(112)가 중립 위치에 있는 것처럼 경사를 작은 크기로 취급함으로써 사용의 용이성이 증대된다. 문턱치(250)는 도 2b에서 원으로 표현되고, 기준 평면 상에 투영된 것이 그 원 안에 있게 되는 경사는 무시될 수 있다.

방향(272)은 특정 샘플링 순간에 제1경사(270)의 기준 평면 상의 제1방향이라고 간주할 수 있다. 이후의 샘플링 순간에서 구성요소(112)는 기준 평면 상의 제2방향(274)에 해당하는 제2경사로 기울어진다. 제2경사는 도 2a에서 그려지지 않았지만, 경사(270)에 대해 언급한 것에 필요한 변경을 가하여 제2경사에 적용한다. 제2경사의 투영결과는 도 2b에서 방향(274)으로 그려진다. 축(260)과 방향(274) 사이의 각도가 참조 번호 242로 표시된다.

각도(240)에서 각도(242)를 뺀 것을 계산하여, 특정 샘플링 순간에 제1경사의 기준 평면 상의 제1방향 및 연속하는 샘플링 순간들 중 하나에서 취해지는 제2경사의 기준 평면 상의 제2방향 사이의 방향 차가 결정된다.

도 2b에 도시된 특정 상황에서, 그 차는 마이너스가 된다.

일 실시예에서, 방향(272)과 방향(274) 사이에 중간 방향이 있고 중간 방향이 취해지는 샘플링 순간은 방향(272)이 취해지는 샘플링 순간과 방향(274)이 취해지는 샘플링 순간 전에 있다.

파라미터 수정기(130)는 회전 입력의 시작과 끝을 다양한 방식으로 결정할 수 있다.

제1예로서, 파라미터 수정기(130)는 구성요소(112)가 제1 및 제2경사로서 기울어지는 연속하는 두 샘플링 순간을 취할 수 있다. 이렇게 파라미터 수정기(130)는 경사의 작은 변화를 검출하여 보고할 것이다. 데이터 프로세싱 시스템(140)의 수신 애플리케이션은 상황상 필요로될 경우 그 변화를 누적할 수 있다.

제2예로서, 파라미터 수정기(130)는 구성요소(112)가 중립 위치로부터 기울어지는 제1샘플링 순간을 검출할 수 있다. 다음으로 파라미터 수정기(130)는 이어지는 각 샘플링 순간을 모니터링하고, 이어지는 두 샘플링 순간 변화들 사이에 방향 차의 부호가 언제 바뀌는지를 결정할 수 있다. 아무런 부호 변화가 없던 마지막 샘플링 순간이 제2경사로서 취해진다. 이렇게 보다 큰 방향 차들이 보고되지만, 그러한 차들이 보고되는 레이트는 사용자 입력에 따라 좌우되기 때문에 다양하다.

파라미터 수정기(130)는 조이스틱(110) 안에 통합될 수 있다. 이것은 조이스틱(110)이 회전 정보, 즉 방향 차들을 데이터 프로세싱 시스템(140)에 직접 보고할 수 있다는 이점을 가진다. 결과적으로, 데이터 프로세싱 시스템(140) 안에 파라미터 수정기(130)를 수용하기 위한 특별한 하드웨어나 소프트웨어를 피하게 된다. 이것은 조이스틱(110)이 보다 광범위한 데이터 프로세싱 시스템들과 호환될 수 있게 한다.

조이스틱이 기울어져 있는 경사 위치를 리턴할 수 있게 하는 여러 포맷들이 존재한다. 전형적인 포맷은 (X,Y) 좌표를 사용한다. 이러한 표시법에서, 위치는 이차원 벡터(통상적으로 X 및 Y)로 표현된다. 그러한 벡터를 각도로 변환하는 것이 기본적인 삼각법의 주제이다. 예를 들어, 추가 기준 축으로서, 증가 좌표를 향한 방향의 X 축을 취할 때, 추가 기준 축과의 각도가 악탄젠트 함수 arctan(y/x)로 산출될 수 있다.

도 3은 데이터 프로세싱 시스템(140) 및/또는 출력 장치(150)와 결합하여 사용될 수 있는 조이스틱(310)을 보인다. 조이스틱(310)은 구성요소(112)가 휠(320)을 포함한다는 것만 빼면 조이스틱(110)과 동일하다. 휠(320)은 피벗으로서 구성요소(112)에 부착되었다. 예를 들어, 휠(320)의 회전 축은 기준 축(220)과 일치할 수 있다. 구성요소(112)는 휠(320)만 조이스틱(110) 밖으로 뻗어 나오도록 조이스틱(110) 안에 들어가도록 구성된다.

사용자는 조이스틱(310)을 두 개의 상이한 입력 모드를 가진 것으로 인식한다. 제1입력 모드에서 조이스틱은 조이스틱(110)과 같은 방식으로 기울어지고 포인팅 장치로서 사용된다; 구성요소(112)의 경사가 데카르트 좌표나 극좌표 같은 좌표로 변환되고, 데이터 프로세싱 시스템(140)이 그 좌표를 사용해 포인터를 이동시킨다. 예를 들어, 좌표는 위치 좌표에 더해질 수 있는 평면 벡터로 변환될 수 있고, 포인터의 재 렌더링이 뒤따른다. 예를 들어, 제1입력 모드를 사용해 사용자는 데이터 프로세싱 시스템(140)에 상황 반응 이벤트, 이를테면 버튼 눌러짐에 수반되는 포인팅 명령 같은 명령을 제공할 수 있다. 그러나 조이스틱(310 및 110)은 제2입력 모드 또한 가진다. 제2입력 모드에서, 회전 정보가 데이터 프로세싱 시스템(140)으로 전달된다. 데이터 프로세싱 시스템(140)은 예를 들어, 파라미터를 가산 또는 감산하는 것과 같이 파라미터를 수정함으로써 회전 정보를 사용해 애플리케이션을 제어하도록 할 수 있다.

특히 조이스틱(310)에서, 사용자에게는 조이스틱이 두 개의 센서, 즉 구성요소(112)의 경사를 감지하기 위한 센서와 휠(320)의 회전 정도를 측정하기 위한 또 다른 센서를 포함하는 것으로 보여질 것이다. 그러나, 실제로 조이스틱(310)은 센서(114)만을 가진다. 휠(320)의 회전은 조이스틱(110)에서와 같은 방식으로 간접 결정된다. 휠은 사용자가 자신의 회전 입력을 제공하는 일을 보다 용이하게 하지만, 그 자체로서 측정의 역할을 하지는 못한다.

방향 차 장치가 그 두 모드 유형과 관련한 정보를 데이터 프로세싱 시스템으로 보고할 수 있다.

구성요소는 피벗 포인트를 기준으로 피벗 이동할 수 있다. 도 2에서 피벗 포인트는 원점(250)이다. 일 실시예에서, 축(220)은 구성요소의 중심선과 일치하는 한편 중립 위치에 있게 되고, 구성요소의 기울임 뒤에 구성요소의 중심선은 여전히 원점(250)을 가로지른다; 예를 들어 일 실시예에서 기울임 뒤에 벡터(270)가 새 중심선으로 간주될 수 있을 것이다. 기울임 도중이나 후에, 구성요소는 그에 따라 피벗 포인트에 대해 동일한 방위를 유지한다. 일부 실시예에서 조이스틱 및 구성요소는 서로에 대해 피벗 포인트 중심의 회전이 구성요소가 할 수 있는 유일한 움직임이 되도록 정렬된다. 중심선은 구성요소에 직교할 수 있다. 중심선 대신 구성요소와 관련된 다른 축이 사용될 수 있다.

구성요소의 동작은 여러 방식으로 확장될 수 있다. 예를 들어, 구성요소의 동작은 구성요소의 클릭 동작을 이용해 사용자 인터페이스에 대한 사용자에 의한 이벤트를 나타내도록 원점을 향해 확장될 수 있을 것이다.

예를 들어, 일 실시예에서 구성요소는 WO 2010/035170의 도 2의 반사 유닛으로서 취해지고 해당 내용에 기술된 바와 같이 조이스틱 안에 정렬될 수 있다; 혹은 구성요소는 WO2009/125360의 도 2의 미러(15)로서 취해지고 해당 내용에 기술된 것과 같이 조이스틱 안에서 정렬될 수 있다. 그러나, 반사 요소나 미러는 구성요소의 움직임을 센서(114)에 전달하기 위해 구성요소와 기계적으로 결합될 수도 있을 것이다.

예를 들어 확장된 실시예에서, 가령 휠을 구성요소에 부착함으로써, 구성요소는 또한 구성요소의 축, 가령 중심선에 대한 회전 이동에 대해서도 구성된다.

도 4는 조이스틱(110)의 시제품을 보인다. 노브가 튀어나와 있는 상부 면을 가진 밀폐된 박스가 보여진다. 노브는 평평한 면을 가진다. 조이스틱을 데이터 프로세싱 시스템(140)에 연결하기 위한 커넥터 역시 보여진다. 이 경우, USB 커넥션이 사용되지만, 이더넷, Wi-Fi, 등과 같은 다른 유형의 전자 컴퓨터 커넥션도 가능하다. 조이스틱(110 또는 310)으로부터 데이터 프로세싱 시스템(140)으로 명령을 보내기 위한 프로토콜은 USB 프로토콜과 별도로 가변될 수 있으며, 독점 프로토콜, XML 등이 사용될 수 있다.

도 5는 조이스틱(110 및 130)을 조작하는 모드를 왼편에 보인다. 손가락, 통상적으로 엄지가 구성요소(112)의 상부 상에서 원형 모션으로 슬라이딩하거나 문지른다. 그렇게 함으로써, 구성요소(112)가 일차로 제1위치로 기울어지고, 그것이 제2위치로 시프트된다. 구성요소(112)가 일차로 기울어지는 방향과 구성요소(112)가 마지막으로 기울어지는 방향 사이의 차가 사용자가 사용자 인터페이스로 입력한 정도를 결정한다. 사용자 인터페이스는 이 입력을 다양한 방식으로 이용할 수 있다. 도 5는 오른편에 파라미터 수정기(130)에 의해 정해지는 방향 차에 답하여 이동하는 다이얼을 보인다. 일 실시예에서 특정 각도의 방향 차는 동일한 특정 각도로 디스플레이되는 회전으로 귀결된다. 그러나 디스플레이되는 각도는 특정 각도와 다를 수 있다. 예를 들어, 디스플레이되는 각도를 얻기 위해 특정 각도는 어떤 인수와 곱해질 수 있다. 그 인수는 소정 각도가 될 수 있으나, 그 인수는 사용자가 제1방향에서 제2방향으로 이동하는 속도에 따라 좌우될 수도 있다.

방향 차가 반드시 디스플레이 상의 변화를 가져오는 것은 아니다; 예를 들어, 방향 차는 볼륨이 변화한 결과로서, 볼륨을 나타내는 파라미터의 변화로 귀결될 수 있다. 또한, 방향 차에 대한 디스플레이를 다이얼로 국한시킬 이유는 없으며; 다른 가능한 수단에 슬라이딩 컨트롤, 스크롤 바 등이 포함된다.

도 6은 본 발명에 따른 조이스틱(601)을 가진 모바일 전화기(600)를 보인다. 모바일 전화기(600)는 두 개의 모드로 조이스틱(601)의 입력을 얻도록 구성된다. 회전 입력이 수신되는 제2모드가 파라미터를 수정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 스크롤 바를 제어하고, 볼륨을 변경하고, 디스플레이 밝기를 바꾸는 등에 제2모드가 사용될 수 있다.

데이터 프로세싱 시스템에 대한 입력을 얻기 위한 방법의 일 실시예는 단계들의 시퀀스를 포함한다. 제1단계로서, 연속하는 샘플링 순간에 조이스틱의 피벗 이동가능한 구성요소의 경사가 감지된다. 경사는 이를테면, 구성요소와 결부되는 가상의 기준 축 및 기준 평면을 기준으로 계측될 수 있다. 편리함을 위해, 기준 축에 직교하는 기준 평면을 취할 수 있다. 구성요소는 기준 축으로부터 기준 평면 상의 어떤 방향으로 경사짐으로써 기울어진다. 제2단계로서, 특정 샘플링 순간의 제1경사 방향 및 이어지는 샘플링 순간들 중 하나에서 취해진 제2경사 방향 사이의 방향 차가 결정된다. 선택사항으로서, 상기 방법은 방향 차에 의존하는 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터에 대한 파라미터 값을 수정하는 제3단계를 포함한다.

통상의 기술자라면 쉽게 알 수 있듯이, 상기 방법을 실행하는 많은 다양한 방법이 있을 수 있다. 예를 들어, 상기 단계들의 순서는 달라질 수 있으며, 혹은 일부 단계들이 나란히 실행될 수도 있다. 또한, 단계들 사이에 다른 방법의 단계들이 삽입될 수 있다. 삽입된 단계들은 여기 기술된 것과 같이 상기 방법의 세밀한 사항을 나타내거나, 상기 방법과 무관한 것일 수 있다. 게다가, 소정 단계가 다음 단계 시작 전에 완벽하게 마쳐지지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 방법은 프로세서 시스템이 그러한 방법을 수행할 수 있게 하는 명령어들을 포함하는 소프트웨어를 사용해 실행될 수 있다. 소프트웨어는 시스템의 특정 하부 개체에 의해 취해지는 상기 단계들만을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 하드 디스크, 플로피, 메모리 등과 같은 적절한 저장 매체에 저장될 수 있다. 소프트웨어는 유선, 혹은 무선을 통한 신호로서, 혹은 데이터 네트워크, 이를테면 인터넷을 이용해 보내질 수 있다. 소프트웨어는 다운로드 및/또는 서버 상에서 원격 사용될 수 있다.

본 발명이 본 발명을 실시할 수 있게 하는 컴퓨터 프로그램, 특히 캐리어를 통한 컴퓨터 프로그램으로 확장된다는 것을 예상할 수 있을 것이다. 프로그램은 소스 코드, 오브젝트 코드, 코드 매개 소스 및 부분 컴파일링 형식 같은 오브젝트 코드의 형태로 되어 있거나, 본 발명에 따른 방법의 구현에 사용하기 적합한 어떤 다른 형식으로 되어 있을 수 있다. 또한 그러한 프로그램이 여러 다양한 구조적 디자인을 가질 수 있다는 것을 예상할 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 방법이나 시스템의 기능을 구현하는 프로그램 코드는 하나 이상의 서브루틴으로 세분될 수 있다. 그러한 서브루틴들 사이에 기능을 분산하기 위한 많은 다양한 방식들은 숙련된 이들에게 자명해 보일 것이다. 서브루틴은 자체 충족(self-contained) 프로그램을 형성하도록 하나의 실행 프로그램 안에 함께 저장될 수 있다. 그러한 실행 파일은 컴퓨터 실행가능 명령어, 이를테면 프로세서 명령어 및/또는 인터프리터(interpreter) 명령어(가령, 자바 인터프리터 명령어)를 포함할 수 있다. 다른 대안으로서, 모든 서브루틴들 중 하나 이상이 최소한 하나의 외부 라이브러리 파일에 저장되고, 가령 런타임에 메인 프로그램과 정적으로나 동적으로 링크될 수도 있다. 메인 프로그램은 서브루틴들 중 적어도 하나에 대한 적어도 하나의 호출(call)을 포함한다. 또한, 서브루틴들은 서로에 대한 호출 함수를 포함할 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품과 관련된 실시예는 상술한 방법들 중 적어도 하나의 프로세싱 단계들 각각에 해당하는 컴퓨터 실행 명령어를 포함한다. 그 명령어들은 서브루틴들로 세분되고/되거나 정적으로나 동적으로 링크될 수 있는 하나 이상의 파일들 안에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품과 관련된 또 다른 실시예는 상술한 시스템 및/또는 제품들 중 적어도 하나의 수단들 각각에 해당하는 컴퓨터 실행 명령어를 포함한다. 그 명령어들은 서브루틴들로 세분되고/되거나 정적으로나 동적으로 링크될 수 있는 하나 이상의 파일들 안에 저장될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 캐리어는 프로그램을 운반할 수 있는 어떤 개체나 장치일 수 있다. 예를 들어, 그 캐리어는 RAM, ROM, 예를 들어 CD ROM이나 반도체 ROM 같은 저장 매체, 또는 자기 기록 매체, 이를테면 플로피 디스크나 하드 디스크를 포함할 수 있다. 또, 캐리어는 전기 또는 광 케이블이나 라디오나 다른 수단을 통해 운송될 수 있는 전기 또는 광학 신호 같은 전송 캐리어일 수 있다. 프로그램이 그러한 신호로 구현될 때, 캐리어는 그러한 케이블이나 기타 장치나 수단에 의해 구성될 수 있다. 다른 대안으로서, 캐리어가 프로그램이 수록된 집적 회로일 수도 있으며, 집적 회로는 관련 방법을 수행하거나 수행에 사용하도록 구성된다.

상술한 실시예들은 본 발명을 제한하기 보다는 예시하는 것임을 알아야 하며, 통상의 기술자라면 첨부된 청구범위에서 벗어나지 않고 여러 대안적인 실시예들을 고안할 수 있을 것이다. 청구범위에서, 괄호 안에 삽입된 임의의 참조 번호가 청구범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 안될 것이다. "포함한다"라는 동사와 그 동사변화의 사용은 청구범위에 기술된 것 이외의 구성요소나 단계의 존재를 배제하지 않는다. 구성요소 앞의 "한(a)"이나 "어떤"이라는 품사는 그러한 구성요소의 복수의 존재를 배제하지 않는다. 본 발명은 몇몇 별개의 구성요소들을 포함하는 하드웨어 및 적절히 프로그래밍된 컴퓨터를 이용해 구현될 수 있다. 몇몇 수단을 나열하는 장치 청구항에서, 그 수단들 중 일부는 하나 및 동일한 하드웨어 아이템에 의해 구현될 수 있다. 단지 서로 상이한 종속 청구항에서 소정의 척도들이 언급되었다는 사실이 그 척도들의 조합이 유리하도록 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다.

Claims (13)

1. 데이터 프로세싱 시스템(140)용 사용자 인터페이스로서,
   상기 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 수동으로 제어하도록 구성된 조이스틱(100)을 포함하되, 상기 조이스틱은,
   - 기준 축(220) 및 상기 기준 축에 직교하는 기준 평면(210)과 결부되며, 상기 기준 축으로부터 해당 방향(272)으로 경사짐으로써 경사 위치(tilted position)를 취할 수 있는 피벗 이동가능한 구성요소(pivotally movable component)(112) -상기 해당 방향은 상기 기준 평면 내에 있음- 와,
   - 연속하는 샘플링 순간(succeeding sampling moment)에 상기 피벗 이동가능한 구성요소의 연속하는 경사 위치(succeeding tilted position)에 해당하는 방향을 감지하도록 구성된 센서(114)를 포함하고,
   상기 사용자 인터페이스는,
   - 제 1 샘플링 순간에 감지된 제 1 방향 및 상기 제 1 샘플링 순간 이후의 제 2 샘플링 순간에 감지된 제 2 방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성된 차이 결정 장치(120)와,
   - 상기 방향 차에 의존하는 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 상기 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터의 파라미터 값을 수정하도록 구성된 파라미터 수정기(130)를 포함하는
   사용자 인터페이스.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 피벗 이동가능한 구성요소는 상기 기준 축 방향으로 평평한 면을 가지며, 상기 평평한 면은 상기 조이스틱의 사용자에 의해 경사지도록 배치되는
   사용자 인터페이스.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 평평한 면은 사람 손가락이 원형 모션으로 슬라이딩하기에 적합한
   사용자 인터페이스.
   
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   휠(wheel)이 상기 기준 축을 기준으로 회전할 수 있는 상기 피벗 이동가능한 구성요소에 부착되며, 상기 사용자 인터페이스는 회전을 나타내는 방향 차를 결정함으로써 상기 휠의 회전을 간접 계측하도록 구성되는
   사용자 인터페이스.
   
5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차이 값의 크기는 상기 방향 차의 크기에 의존하는
   사용자 인터페이스.
   
6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 차이 값의 부호(sign)는 상기 기준 평면 상에 위치하는 추가 기준 축(260)에 대한 방향 차의 방위에 의존하는
   사용자 인터페이스.
   
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 차이 결정 장치(120)는 상기 추가 기준 축에 대해 상기 제 1 방향과 중간 방향 사이의 방향 차의 제 1 방위(orientation)를 결정하도록 구성되고, 상기 추가 기준 축에 대해 상기 중간 방향과 상기 제 2 방향 사이의 방향 차의 제 2 방위를 결정하도록 구성되며, 상기 중간 방향은 상기 제 1 샘플링 순간과 상기 제 2 샘플링 순간 사이에 있는 중간 샘플링 순간에 감지되며,
   상기 차이 결정 장치는 상기 제 1 방위가 상기 제 2 방위와 동일할 때에만 상기 제 1 방향과 상기 제 2 방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성되는
   사용자 인터페이스.
   
8. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 센서는 상기 기준 평면의 데카르트 좌표 시스템에 대한 좌표로 상기 피벗 이동가능한 구성요소의 경사 위치에 해당하는 감지된 방향을 표현하도록 구성되는
   사용자 인터페이스.
   
9. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 기준 평면 내에 위치하는 추가 기준 축이 상기 피벗 이동가능한 구성요소와 결부되며, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향은 상기 추가 기준 축과의 각도로서 표현되는
   사용자 인터페이스.
   
10. 데이터 프로세싱 시스템으로의 입력을 수동으로 제어하도록 구성된 조이스틱으로서,
    - 기준 축 및 상기 기준 축에 직교하는 기준 평면과 결부되며, 상기 기준 축으로부터 상기 기준 평면 내에 있는 방향으로 경사짐으로써 경사 위치를 취할 수 있는 피벗 이동가능한 구성요소와,
    - 연속하는 샘플링 순간에 상기 피벗 이동가능한 구성요소의 연속하는 경사 위치에 해당하는 방향을 감지하도록 구성된 센서(114)와,
    - 제 1 샘플링 순간에 감지된 제 1 방향과 상기 제 1 순간 이후의 제 2 샘플링 순간에 감지된 제 2 방향 사이의 방향 차를 결정하도록 구성된 차이 결정 장치(120)를 포함하며, 상기 조이스틱은 상기 조이스틱의 데이터 출력에 상기 방향 차를 제공하도록 구성되는
    조이스틱.
    
11. 데이터 프로세싱 시스템에 대한 입력을 획득하는 방법에 있어서,
    연속하는 샘플링 순간에 조이스틱의 피벗 이동가능한 구성요소의 연속하는 경사 위치에 해당하는 방향을 감지하는 단계 -상기 피벗 이동가능한 구성요소는 기준 축 및 상기 기준 축에 직교하는 기준 평면과 결부되며, 상기 기준 축으로부터 상기 기준 평면 내에 있는 해당 방향으로 기울어짐으로써 경사짐- 와,
    - 제 1 샘플링 순간에 감지된 제 1 방향과 상기 제 1 샘플링 순간 이후의 제 2 샘플링 순간에 감지된 제 2 방향 사이의 방향 차를 결정하는 단계를 포함하는
    방법.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 방향 차에 의존하는 차이 값을 가산하거나 감산함으로써 상기 데이터 프로세싱 시스템의 파라미터의 파라미터 값을 수정하는 단계를 포함하는
    방법.
    
13. 조이스틱을 가진 컴퓨터 상에서 실행될 때, 제 11 항 또는 제 12 항의 모든 단계를 수행하도록 구성된 컴퓨터 프로그램 코드 수단을 포함하는 컴퓨터 프로그램을 포함하는 컴퓨터 판독가능 저장 매체.

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