SE519593C2 - Styranordning för en markör - Google Patents

Description

l0 15 20 25 30 35 519 593 2 För att åstadkomma klickfunktioner i ovanstående fall utnyttjas normalt två tangenter, en för "vänsterklick” och ”dubbelklick”, samt en andra tangent för ”högerklick”. I det sistnämnda fallet, där pekdonet innefattar en tryckplatta, kan funktionen för ”vänsterklick” och ”dubbelklick” alternativt åstadkommas genom att man slår en eller två gånger med fingret mot plattan.

I ovan nämnda exempel förutsätts normalt att användaren arbetar vid ett bord eller en bänk, där åtminstone pekdon, tangentbord och möjligen även bildskärm är placerade. Speciellt vid muspekare är det i själva verket ett krav att en huvudsakligen plan yta med viss utsträckning finns tillgänglig för musens förflyttning. I andra fall är förutsättningarna annorlunda, exempelvis då ett uppställningsbord eller motsvarande saknas.

Det kan härvid föreligga ett behov av en annan typ av pekdon som direkt kan aktiveras av användaren utan behov av något underlag.

Ett exempel på ett sådant beskrivs i Patent Abstracts of Japan lO30l706A. Pekdonet innefattar där en liten, kort spak för förflyttning av bildskärmens markör. Spaken är monterad på ett cylinderformat hölje som kan träs på det ena pekfingret.

Pekdonet innefattar även omkopplare för klickfunktioner, vilka motsvarar vänster- och högerklick hos en mus, samt en radiosändare som överför relevanta signaler till en värddator. I ett annat exempel, se Patent Abstracts of Japan ll0l5597A, används ett pekdon med en fast del och en rörlig, fingertoppsmanövrerad kula. Den fasta delen innefattar en hållare för kulan och är försedd med klickfunktion. Den fasta delen är också försedd med ett band så att den kan anbringas vid ett finger.

En nackdel med de ovan beskrivna pekdon är att organen för inställningen av bildskärmsmarkörens koordinater, den korta spaken i det första fallet och kulan i det andra fallet, har så små dimensioner att manövrerbarheten kan bli sämre jämfört med den hos de tidigare nämnda pekdonen. Detsamma kan även gälla för de organ som ombesörjer klickfunktionerna. Detta ställer höga lO l5 20 25 30 35 519 595 3 krav pà noggrannheten hos fingerrörelserna, vilket kan medföra att det tar längre tid att exakt ställa in markörens koordinater och att aktivera en klickfunktion, speciellt för personer med begränsad finmotorisk förmåga.

Användningen av ett pekdon för att styra markören till en datorskärm eller display medför risk för belastningsskador.

Användning av en vanlig datormus för en stationär dator kan ge smärtor bland annat i höger/vänsterarmen och i motsvarande axel och handled.

Det finns sàledes ett behov av förbättrade pekdon för att styra markören bäde pà stora stationära datorskärmar, pä portabla datorer, pä små displayer på handdatorer och pà s.k. skärmglasögon, som minskar risken för belastningsskador, och som inte kräver en plan yta eller en särskild tryckplatta pä datorn, och som samtidigt har en god manövrerbarhet och effektiv klickfunktion, och är hanterbara även för personer med dälig finmotorik.

REDoGöRELsE FÖR UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en ny och förbättrad styranordning för markören pä en datorskärm eller display, som inte kräver någon plan yta, som minskar risken för att datoranvändaren får belastningsskador, som har god manövrerbarhet inklusive effektiva klickfunktioner som kan användas när personen gär eller är i rörelse pä annat sätt.

Dessa och andra syften uppnås genom styranordningen enligt patentkrav 1. Styranordningen för en markör pà en skärm eller display till en dator innefattar en handenhet med tvâ avkännande element avsedda att anbringas längs två av användarens fingrar.

De avkännande elementen bringas i kontakt med varandra i en skärningspunkt genom att användaren rör fingrarna relativt varandra, varvid skärningspunktens position styr markörens position pà datorskärmen. De avkännande elementen är anslutna 10 15 20 25 30 35 519 593 4 till en processorenhet för bestämning av skärningspunkten mellan dessa när de anligger mot varandra och för styrning av markörens position i två sinsemellan vinkelräta riktningar beroende på denna skärningspunkt.

Genom att styranordningen lämpligen manövreras av datoranvändarens tumme och pekfinger, vilket är ett fingergrepp som kan användas med stor precision, utan höga krav pà god finmotorik, erhålls en effektiv styrning av markören. Eftersom handen normalt är relativt vältränad för användning av ett sådant grepp i många andra sammanhang, är risken för belastningsskador liten. Dessutom krävs ingen plan yta, och handenheten kan används även om datoranvändaren är rörlig, exempelvis promenerar omkring.

Processorenheten kan innefatta apparater för mätning av resistansen i de avkännande elementen, och för bestämning av koordinaterna för skärningspunkten ur dessa mätvärden.

För att åstadkomma en utvalsfunktion motsvarande vänsterklick, dubbelklick eller högerklick på en konventionell datormus, kan det ena fingret, längs vilket ett avkännande element är anbringat, två gänger snabbt lyftas och tryckas mot det andra fingret längs vilket ett andra avkännande element är anbringat.

En utvalsfunktion kan också åstadkommas genom att ett avkännande element anbringat längs ett finger tvá gänger snabbt tryckes mot ett annat finger längs vilket inget avkännande element är anbringat.

De avkännande elementen kan vara uppbyggda av två remsor, varav den ena remsan har en förhållandevis högre resistans än den andra remsan, vilken är en bra ledare med làg resistans. Mellan remsorna är ett elektriskt isolerande skikt av eftergivligt material placerat. En mycket liten kraft krävs för att trycka ihop remsorna genom det elektriskt isolerande skiktet så att de lO 15 20 25 30 35 519 593 5 kommer i elektrisk kontakt med varandra. En handenhet utformad med sådana avkännande element kan även vara anordnad att styra markörens position i en tredje riktning som i sin tur är vinkelrät mot de två första riktningarna, genom att ett finger, längs vilket ett avkännande element är anbringat, trycks mot ett finger längs vilket inget avkännande element är anbringat.

En annan möjlig utformning av de avkännande elementen är att de utgörs av trådar med enhetlig resistivitet, s.k. motständstrådar, vilka sätts i elektrisk kontakt med varandra i dess skärningspunkt.

De avkännande elementen kan vara fästa i en handske längs tummen och ett annat finger, företrädesvis pekfingret, eller fästa längs de fingrar som skall användas med en fästanordning, såsom exempelvis medelst ringar, klämmor fingertutor eller lim.

Processorenheten kan vara anordnad i ett band avsett att anbringas runt användarens handled.

Mjukvaran i datorn styr markören, och en konstant rörelse i en viss riktning kan åstadkommas när de avkännande elementens skärningspunkt placeras i någon av ändpunkterna på de avkännande elementen, vilket motsvarar ändpunkterna på någon av koordinataxlarna.

Parametrar avseende styranordningen kan vara justerbara i datorn, såsom känsligheten i markörens rörelse över skärmen i förhållande till en förflyttning av de avkännande elementens skärningspunkt.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGAR Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan under hänvisning till figurerna 1 - 3, varav ...wwmwww-.ww-.íí 10 15 20 25 30 35 519 593 6 figur 1 visar en datoranvändarens tumme och pekfinger, längs vilka avkännande element är anbringade, figur 2 visar en föredragen utföringsform av ett avkännande element, och figur 3 är en schematisk figur av en handenhet innefattande avkännande element, anslutna till en processorenhet, vilken i sin tur är ansluten till datorn.

DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Den uppfunna styranordningen för en markör innefattar en handenhet med två avkännande element, vilka i en föredragen utföringform av uppfinningen är utformade som tvà tràdar avsedda att anbringas längs tvà av datoranvändarens fingrar, vilka företrädesvis utgörs av tummen och pekfingret pà en av användarens händer. Sålunda följer tràdarna tummens och pekfingret rörelser, och tràdarna motsvarar tvä ortogonala axlar som bestämmer markörens position pä en datorskärm eller display.

Iställer för på dessa fingrar, kan tràdarna anbringas längs tummen och ett annat finger pä samma hand, eller pà valfritt finger pá ena handen och pà valfritt finger pà den andra handen.

Skärningspunkten mellan tràdarna när de anligger mot varandra styr markörens position på datorskärmen, och när skärningspunkten mellan tràdarna ändras genom rörelser av tummen och pekfingret, förflyttas också markören över skärmen. På så sätt styrs markörens position pà skärmen genom tummen och pekfingrets rörelser när tummen och pekfingret anligger intill varandra så att även tràdarna anligger intill varandra. När tràdarna inte anligger intill varandra ligger markören stilla på skärmen.

Utval, det vill säga en funktionsaktivering som kan motsvara vänsterklick, dubbelklick eller högerklick pà en konventionell datormus, kan göras genom att användaren två gånger efter varandra snabbt lyfter pà det ena fingret och äter sätter ned det mot det andra fingret. lO 15 20 25 30 35 519 593 7 En utvalsfunktion kan också implementeras genom att ett avkännande element anbringat längs tummen tryckes tvà gänger mot ett tredje finger som inte är försett med något avkännande element.

Olika utvalsfunktioner kan även utföras på andra sätt, som kan styras av mjukvaran i datorn. Även känsligheten i markörens rörelse vid en relativ rörelse av fingrarna gentemot varandra är styrbar av mjukvaran.

Vissa parametrar avseende styranordningen är lämpligen lätt inställbara av användaren i datorn, såsom exempelvis känsligheten i markörförflyttningen och hastigheten pà dubbelklickningen.

I en föredragen utföringsform är en processorenhet ansluten till ändpunkter pà de avkännande elementen, innefattande mätanordningar för resistansvärden säsom en spänningskälla och en amperemeter. Denna processorenhet kan vara utformad som ett armband, avsett att fästas runt användarens handled.

Mätanordningarna mäter kontinuerligt resistansen mellan vissa ändpunkter pà de avkännande elementen genom att lägga pà en spänning och mäta upp strömmen. Processorenheten registrerar ändringar av den uppmätta resistansen och omvandlar dessa till ändringar av koordinaterna för skärningspunkten mellan de avkännande elementen och vidarebefordrar resultaten till datorn för styrning av markören.

Figur l illustrerar en datoranvändares ena hand försedd med en handenhet 10, vars tumme och pekfinger är försedda med avkännande element 20, 30 enligt uppfinningen. En ändring av tummens läge i förhällande till pekfingret motsvarar direkt en làgesändring för en markör pä en datorskärm. Fingrarnas inbördes läge bestäms genom användning av tva sinsemellan vinkelräta axlar, såsom en X-axel pà pekfingret och en y-axel pà tummen, lO 15 20 25 30 35 varvid en ändring av skärningspunkten 80 mellan axlarna motsvarar en ändring av markörens koordinater. En större positionsändring av markören i en viss riktning kan ästadkommas genom att tummen upprepade gånger lyfts upp och sedan sätts ner igen i ett annat läge. Markörens rörelse följer alltsa den relativa rörelsen hos tummen och pekfingret i förhållande till varandra, dà de är i kontakt med varandra.

Handenheten 10 innefattar således två avkännande element, vilka företrädesvis utformas som trädar 20, 30, vilka lämpligen är fästa längs ena sidan av pekfingret och längs undersidan av tummen, exempelvis genom att vara insydda i en handske. Trädarna kan betraktas som axlar i ett tvädimensionellt koordinatsystem, och i figur l utgör tråden 30 på tummen en y-axel, medan träden pà pekfingret 20 utgör x-axeln. Den avkännande elementet 20 har ändpunkter 40, 50 medan det avkännande elementet 30 har ändpunkter 60, 70. De avkännande elementen bringas i kontakt med varandra i en skärningspunkt 80 med koordinaterna x (sträckan mellan 50 och 80) och y (sträckan mellan 60 och 80). Dessa koordinater kan bestämmas genom att ett antal elektriska resistansvärden mäts upp pà de de avkännande elementen. Genom att resistansvärden kontinuerligt uppmäts kan kontinuerliga värden pà koordinaterna pä skärningspunkten mellan de de avkännande elementen 20, 30 erhållas.

Dessa mätningar och beräkningar utförs företrädesvis av en processorenhet som är ansluten till ändpunkter pá de de avkännande elementen och som kan vara utformad exempelvis som ett armband, säsom är fallet i en föredragen utföringsform av uppfinningen.

Enligt en andra utföringsform av uppfinningen utförs de nödvändiga beräkningarna av en motsvarande processorenhet integrerad med datorn, vilken kommunicerar trådlöst med handenheten med hjälp av en radiolänk. Radiofrekvenssignalen lO l5 20 25 30 35 519 593 9 från datorn mottages av passiva kretsar i handenheten, vilka skickar ut en resonansignal, varur datorn kontinuerligt kan beräkna koordinaterna för skärningspunkten, och markörens rörelse styras i enlighet med skärningspunktens rörelse.

Skalning av koordinaterna för skårningspunkten kan vara önskvärt för att erhålla ett lämpligt förhållande mellan ändringar hos dessa koordinater och motsvarande ändringar hos bildskärmsmarkörens koordinater. Detta kan ske i processorenheten eller i datorn genom multiplicering av koordinaterna med en lämplig skalfaktor.

De avkännande elementen, som lämpligen utformas som trådar, kan vara insydda i en handske eller försedda med fästanordningar för anbringande pà datoranvändarens fingrar, såsom exempelvis ringar, klämmor, fingertutor eller lim. Skärningspunkten 80 mellan koordinataxlarna anger markörens position, och när den förflyttas genom att tummen och pekfingret förflyttas medan de anligger mot varandra, förflyttas markören över en skärm eller display. När tummen och pekfingret inte anligger mot varandra, är markören stilla. Genom att användaren upprepade gånger lyfter tummen, sätter ned den till vänster och drar den åt höger, kan markören förflyttas valfritt lång sträcka till höger. På motsvarande sätt kan markören förflyttas valfri sträcka uppåt eller nedåt genom upprepade rörelser med pekfingret. När axlarnas skärningspunkt befinner sig i någon av ändpunkterna 40, 50, 60, åstadkommer det en konstant rörelse av markören åt det aktuella hållet. Känsligheten i markörens 70 på axlarna, rörelser, dvs hur lång sträcka markören förflyttas vid en viss sträcka som fingret rör sig, styrs av mjukvaran i datorn.

Figur 2 illustrerar en föredragen utföringsform av ett avkännande element, bildad av två remsor 90, 100, varav en består av ett ledande material och den andra av ett material med en viss resistivitet, med ett elektriskt isolerande skikt av eftergivligt material 110 mellan remsorna. Det eftergivliga lO 15 20 25 30 35 519 593 io materialet kan exempelvis utgöras av ett gelmaterial. En spänning, U, päläggs mellan de två remsorna, och strömmen A uppmäts med en amperemeter. Avkännande element fästes med en lämplig fästanordning pà tvà av användarens fingrar, såsom tummen och pekfingret, varigenom en skärningspunkt 80 mellan elementen ästadkoms genom att tummen trycks lätt mot pekfingret, varvid en ström kan passera mellan remsorna. I denna utföringsform är resistansen som mäts upp proportionell mot avståndet mellan ändpunkten 40 och skärningspunkten 80, varigenom koordinaterna för skärningspunkten 80 enkelt kan beräknas.

När de avkännande elementen är uppbyggda pä ett dylikt sätt kan handenheten även vara utformad att styra markören i en tredje riktning, vinkelrät mot de två övriga, genom att ett avkännande element anbringat längs tummen trycks mot ett tredje finger som inte är försett med något avkännande element. Detta innebär att handenheten kan användas vid 3-D-seende pà skärmen. Tummen mot ett tredje finger kan alternativt motsvara bläddrings/scrollhjulet på en mus, eller vara anordnad att påverka ett parametervärde, som exempelvis styr skärmens ljudvolym, ljusstyrka eller kontrastvärde.

Enligt en andra utföringsform av den uppfunna styranordningen utgörs de avkännande elementen av tràdar med enhetlig resistivitet, exempelvis s.k. motständstràdar, vilket är en metallträd i en speciell legering. För att fä reda pà koordinaterna för skärningspunkten mellan tràdar med enhetlig resistivitet mäste resistanserna mellan flera ändpunkter pä handenheten mätas upp. Om resistansen mellan ändpunkterna 50 och 60, enligt figur 1, benämns Ru, resistansen mellan ändpunkterna 50 och 70 benämns Ru, och den totala resistansen hos y-axeln, mellan ändpunkterna 60 och 70, benämns Ry, kan koordinaterna x (sträckan mellan 50 och 80) och y (sträckan mellan 60 och 80) för skärningspunkten beräknas med hjälp av ekvationerna: lO 15 20 25 30 35 519 593 ll X = (Riz + Rii ' Ryl/z (l) Och Y = Rii t X (2) Förutom resistanserna Ru och Ru i ekvationerna (1) och (2) finns ytterligare sätt att välja par av sàdana resistanser för framräkning av x och y. Härvid måste också resistanserna mellan ändpunkterna 40 och 60 och mellan ändpunkterna 40 och 70 mätas upp. Paren ska bestå av ”närliggande” resistanser. I ekvationerna förutsätts också att de totala resistanserna Rx och Ry för de bàda avkännande elementen som utgör x-respektive y- axeln är kända eller mäts upp. De tre övriga sätten redovisas inte här i detalj, men erbjuder möjligheter att kontrollera avvikelser i ett beräkningsresultat orsakade av fel pä de avkännande elementen. Ett larm om felet kan därefter överföras till användaren i form av en optisk eller akustisk signal.

Figur 3 visar en föredragen utföringsform av styranordningen, innefattande de tvà avkännande elementen 20, 30 som utgör X- och y-axlar i ett koordinatsystem, där koordinaterna för skärningspunkten 80 mellan dem styr positionen för en markör pà en datorskärm. Ãndpunkterna 40 och 70 är anslutna till en processorenhet 120, som innefattar mätanordningar, sàsom en spänningkälla och en amperemeter som pàlägger en spänning över vissa av ändpunkterna och mäter strömmen, varigenom X- respektive y-koordinaterna för de avkännande elementens skärningspunkt kan bestämmas. Processorenheten kan exempelvis vara anordnad i ett armband att fästa vid datoranvändarens handled. De av processorenheten beräknade koordinaterna för de avkännande elementens skärningspunkt överförs sedan till datorn, företrädesvis via en radiolänk, sàsom exempelvis Bluetooth, men även en icke-trädlös förbindelse är möjlig. Mjukvara i datorn bearbetar koordinatvärden fràn processorn, och styr markörens position. __ i_i..__._--.iw W..._..............-._-.-__-_*.- 12 Föreliggande uppfinning är inte begränsad till ovan beskrivna utföringsformer utan kan modifieras inom ramen för de bifogade patentkraven.

Claims (12)

l0 15 20 25 30 35 519 593 }_| U.) PATENTKRAV

1.Styranordning för en markör (140) på en skärm eller display till en dator (130), kännetecknad av en handenhet (10) innefattande två avkännande element (20, 30) avsedda att anbringas längs två av datoranvändarens fingrar, och avsedda att bringas i kontakt med varandra i en skärningspunkt (80) som styr markörens position på skärmen, varvid de avkännande elementen är anslutna till en processorenhet (120) för bestämning av skärningspunkten mellan de avkännande elementen när de anligger mot varandra och för styrning av markörens position i två sinsemellan vinkelräta riktningar beroende på denna skärningspunkt.

2. .Styranordning enligt patentkravet 1, kännetecknad av att processorenheten (120) innefattar anordningar för mätning av resistansen i de avkännande elementen för bestämning av koordinaterna för skärningspunkten mellan dessa.

3. .Styranordning enligt något av patentkraven 1 eller 2, kän- netecknad av att handenheten (10) är anordnad att åstadkomma en utvalsfunktion genom att det ena fingret längs vilket ett avkännande element är anbringat, två gånger snabbt lyftes och tryckes mot det andra fingret längs vilket ett avkännande element är anbringat.

4. .Styranordning enligt något av patentkraven 1 - 3, känne- tecknad av att handenheten (10) är anordnad att åstadkomma en utvalsfunktion genom att ett finger, längs vilket ett avkännande element är anbringat, två gånger snabbt tryckes mot ett annat finger längs vilket inget avkännande element är anbringat. 10 15 20 25 30 35 519 593 14

5. .Styranordning enligt något av patentkraven 1 - 4, känne- tecknad av att de avkännande elementen är uppbyggda av tvà remsor (90, 100), av vilka en har förhållandevis högre resistans än den andra, med ett elektriskt isolerande skikt (110) av eftergivlig material beläget mellan remsorna.

6. .Styranordning enligt något av patentkraven 1 - 5, kännetecknad av att handenheten (10) är anordnad att styra markörens position pà skärmen i en tredje riktning som är vinkelrät mot de två första riktningarna genom att ett avkännande element anbringat längs ett finger trycks mot ett annat finger längs vilket inget avkännande element är anbringat.

7. .Styranordning enligt något av patentkraven 1 - 3, känne- tecknad av att de avkännande elementen utgörs av tràdar med enhetlig resistivitet.

8. .Styranordning enligt nàgot av patentkraven 1 - 7, känne- tecknad av att de avkännande elementen är försedda med en fästanordning för anbringande längs användarens fingrar.

9. .Styranordning enligt nàgot av patentkraven 1 - 7, känne- tecknad av att de avkännande elementen är fästa längs tummen och ett annat finger i en handske.

10.Styranordning enligt något av patentkraven 1 - 9, kännetecknad av att processorenheten (120) är anordnad i ett band avsett att anbringas runt användarens handled. _.... . ..~...._..............~...- 10 15 20 25 30 35

11.

12. |,_x UI Styranordning enligt nàgot av föregående patentkrav, kännetecknad av att mjukvaran i datorn är anordnad att styra markören (140) pà skärmen i en konstant rörelse i en viss riktning när de avkànnande elementens skàrningspunkt (80) är placerad vid någon av àndpunkterna (40, 50, 60, 70) pà de avkànnande elementen. Styranordning enligt nàgot av föregående patentkrav, kännetecknad av att parametrar avseende styranordningen är justerbara i datorn.