SI20774A - 3D senzitivna ploščica - Google Patents
3D senzitivna ploščica Download PDFInfo
- Publication number
- SI20774A SI20774A SI200000283A SI200000283A SI20774A SI 20774 A SI20774 A SI 20774A SI 200000283 A SI200000283 A SI 200000283A SI 200000283 A SI200000283 A SI 200000283A SI 20774 A SI20774 A SI 20774A
- Authority
- SI
- Slovenia
- Prior art keywords
- sensor
- sensors
- user
- sensitive board
- screen
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
- G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
- G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
- G06F3/04883—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/018—Input/output arrangements for oriental characters
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
- G06F3/038—Control and interface arrangements therefor, e.g. drivers or device-embedded control circuitry
- G06F3/0383—Signal control means within the pointing device
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
- G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
- G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
- G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
- G06F3/045—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Input By Displaying (AREA)
Abstract
Predmet izuma je 3D senzitivna ploščica kot element univerzalnega upravljalnika za naprave krmiljene z vidno povratno vezavo. Uporablja se za tro-dimenzionalen vnos podatkov. 3D senzitivna ploščica zaznava v treh koordinatah mesto dotika in silo pritiska medija. Univerzalni upravljalnik s 3D senzitivno ploščico po izumu združuje in nadgrajuje funkcije konvencionalne tipkovnice, kazalne naprave (npr. miške), grafičnih tablic in daljinskih upravljalnikov za TV ter daljinskih upravljalnikov za manipulatorje oz. robote kot vhodna oz. vnosna enota za računalnike. Osnova naprave je osnovna senzitivna plošča (1) s skanirnimi senzorji (7,8,9), ter s krmilnikom (6). Skanirni senzorji (7,8,9) so nameščeni med osnovno senzitivno ploščo (1) in podlago (63). Naprava zaznava in razpoznava mesto dotika medija in silo pritiska medija ter tako zagotavlja izvajanje različnih aktivnosti po osnovni senzitivni plošči (1): ukaze s kretnjami, tridimenzionalno pozicioniranje, tipkanje, prostoročno risanje in stenografiranje. Pri tem pa daje povratno informacijo preko čolnička (5) na zaslonu (3).ŕ
Description
3D senzitivna ploščica
Izum se nanaša 3D senzitivno ploščico kot element univerzalnega upravljalnika za naprave krmiljene z vidno povratno vezavo. Uporarablja se za tro-dimenzionalen vnos podatkov. 3D senzitivna ploščica zaznava v treh koordinatah mesto dotika in silo pritiska medija. Univerzalni upravljalnik s 3D senzitivno ploščico po izumu združuje in nadgrajuje funkcije konvencionalne tipkovnice, kazalne naprave (npr. miške), grafičnih tablic in daljinskih upravljalnikov za TV ter daljinskih upravljalnikov za manipulatorje oz. robote kot vhodna oz. vnosna enota za računalnike.
Od doslej znanih rešitev, ki v celoti ali deloma sledijo istemu cilju se razlikuje v tehnologiji izvedbe senzitivne ploščice, od nekaterih izmed njih pa tudi po funkcionalnosti. Večina doslej znanih rešitev, navedenih v nadaljevanju v pregledu znanega stanja, se omejuje na dvodimenzionalno zaznavanje pozicije in ne meri pritiska na mestu pritiska medija.
Znano stanje
Sedanja tipkovnica temelji na načelu pisalnega stroja iz konca 19. stoletja in se je dopolnjevala za teleprinterje in nato za računalnike. Tipkovnice do ivljajo zaradi svojih ergonomskih pomanjkljivosti izboljšave le v fizični obliki. Oznake tipk se pogosto ne ujemajo z znaki, ki jih naj bi tipke predstavljale, posebno ko jo uporabljamo za vnašanje različnih jezikov ali pisav. Tipkovnica je neprimerna za neposredno vnašanje ideogramov, z njo se le-ti vnašajo le s pomočjo latinskih zlogov, ki se jih nato prevaja v ustrezne ideograme. Vedno večje potrebe po večjezikovnih komunikacijah ter uporabi različnih simbolov izpostavljajo slabost tipkovnice glede fiksno označenih tipk.
Kljub temu, da so npr. v notesnikih kazalne naprave (npr. ploščice na dotik, sledilne točke ali sledilne kroglice ipd.) fizično vgrajene v tipkovnice, nadomeščajo le miško, ne nudijo pa uporabnikom dodatnih funkcij.
Pri uporabi miške in tipkovnice porabimo za vračanje v izhodiščni položaj rok pribli no eno četrtino od celotnega časa za kazanje, tipkanje in vračanje rok. Večina uporabnikov je nevešča desetprstnega slepega tipkanja in zato stalno preskakuje z očmi med tipkovnico in zaslonom. Miška omogoča le relativno kazanje in zato potrebujemo sorazmerno veliko koordiniranih gibov rok/prstov pri premikanju kazalca v dokumentu, iz dokumenta h komandnim gumbom in
-2-2nazaj ter pri izbiri ukaza iz menija. Običajne relativne kazalne naprave (npr. miška, sledilne ploščice ipd.) so načrtovane za dvodimenzionalno relativno pozicioniranje na zaslonu in slabo zadovoljujejo potrebe pri delu s kompleksnimi grafičnimi objekti. Za tako delo potrebujemo posebne naprave, kot so sorazmerno drage grafične tablice različnih izvedb, ki pa ne omogočajo zaznavanja sil ter s tem globinskega kazanja in ne omogočajo spreminjanja parametrov objektov (grafičnih ali tekstnih) sprotno med izvajanjem vnosa, temveč so potrebni za to določeni ukazi (npr. za debelino črt, barve, delo v plasteh ipd.). Za neposredni vnos ročno pisanih kaligrafskih besedil (npr. z azijskimi ideogrami, z arabskimi črkami), pa ne poznamo ustrezne neposredne vhodne naprave.
Tudi v dogledni prihodnosti nobena od naslednjih alternativnih tehnologij ne bo prevladovala nad funkcionalnostjo tipkovnice.
V nadaljevanju navajamo nekatere specifične rešitve.
Po patentu Chan, et al.,US 5,995,084 je uporabljena senzitivna blazinica, ki zaznava premikanje držala po njeni površini. Patent se osredotoča na problematiko obdelave signalov, ki vsebujejo informacijo o položaju oziroma o premikanju držala. Senzitivna blazinica je sestavljena iz več uporovnih plasti. Položaj dotika se ugotavlja na osnovi meritve toka oziroma napetosti ob nastalem kontaktu uporovnih plasti na mestu pritiska.
Pri patentu Czerniecki US 5,917,476 gre za kombinacijo senzitivne ploščice in numeričnoalfabetnega polja, ki omogoča uporabniku s pritiskom prstov izbiro željenih znakov. Tehnologija senzitivne ploščice ni podrobneje določena. Privzete so splošne v praksi znane rešitve.
V patentu Asher US 5,008,497 je predstavljen krmilnik senzorja pritiska, ki uporablja uporovno membrano in elektronsko vezje, ki precizno meri pozicijo pritiska in silo pritiska na senzor. Patent se osredotoča na elektronska vezja krmilnika v povezavi z v praksi že znanimi napravami za merjenje pozicije in pritiska v točki dotika.
Po patentu Asher US 5,159,159 senzor pritiska zaznava dvodimenzionalno pozicijo in meri pritisk v točki dotika. Senzor je izveden iz dveh izolacijskih substratov med katerima se nahaja uporovna plast, ki lokalno spreminja upornost v odvisnosti od pritiska. Meritev gradienta napetosti v smereh X in Y določa položaj pritiska. Krmilnik naprave daje naslednje tri izhodne signale: pozicijo X, pozicijo Y in pritisk v točki (X,Y).
V patentu Chan US 5,283,558 je za določanje pozicije (X,Y) je uporabljeno polje diskretnih stikal in uporovna mreža. Ob pritisku se preko kontaktov stikal izbereta uporovna segmenta proporcionalna dejanski poziciji pritiska.
-3-3 V patentu Flovver, et al. US 5,038,142 je predstavljena je priprava za določanje koordinat X in Y ter pritiska v smeri Z. Objekt, na katerega se izvaja pritisk, je prikazovalnik z vzmetmi vpet v ohišje. Senzorji pritiska (ali raztezka) so vgrajeni neposredno na vzmeti in povezani v senzorski VVheatstonov mostič.
Pri patentu Moore US 4,587,378 gre za metodo določanja koordinat X,Y s pomočjo naprave, katere bistveni del sta dve uporovni plasti in njima pripadajoči prevodni plasti. Med skrajnima robovoma uporovne plasti je priključen napetostni vir. S pritiskom na določenem mestu povzročimo stik med uporovno plastjo in pripadajočo prevodno plastjo. Koordinati X in Y določimo z meritvijo napetosti preko obeh ortogonalnih prevodnih plasti.
V patentu Saunders US 5,262,778 je podana metoda in izvedbeni primer za določanje položaja (koordinat X in Y) in pritiska (koordinata Z) v točki (X,Y). Določanje položaja je izvedeno s pomočjo dveh prevodnih plasti, vsaka s parom kontaktov na robovih, pri čemer sta prevodni plasti medsebojno ločeni z vmesno plastjo. Med paroma kontaktov teče električni tok znane jakosti. S pritiskom nastane stik med prevodnima plastema. Na osnovi izmerjenih napetosti na kontaktih se izračunajo koordinate X, Y in Z.
Pri patentu Thornburg US 4,484,026 gre za večplastno blazinico sestavljeno iz dveh uporovnih plasti ločenih z vmesno plastjo. Na vsako uporovno plast je na dveh nasprotnih robovih priključena napetost v ortogonalnih smereh. S pritiskom v dani točki povzročimo stik prevodnih plasti. Koordinati X,Y točke pritiska se določita na osnovi izmerjenih potencialov napetosti.
V patentu Doi, et al. US 4,475,008 je uporabljena je kombinacija uporovne plasti, na katero izmenoma apliciramo enosmerni napetosti v ortogonalnih smereh, in vmesne izolacijske plasti. Ob pritisku s sondo na določenem mestu pride do električnega stika z uporovno plastjo. Položaj X,Y se določi z meritvijo koordinatnih napetosti v točki pritiska (v danem časovnem intervalu).
Naprava po patentu Eventoff, et ali. US 4,739,299 vsebuje najmanj dva para kontaktov. Med kontaktoma v paru je nameščena uporovna plast z definiranim gradientnim profilom. Izhodni kontakt para povezuje električno prevodno plast s točko pritiska uporovne plasti. Napetostni vir se zaporedoma priključuje na pare kontaktov in izmeri se napetost na ustreznem izhodnem kontaktu. Na osnovi opravljenih meritev se določi koordinati mesta pritiska.
V patentu ltaya, et al. US 4,897,511 je uporabljen je par uporovnih plasti na substratih ločenih z vmesno re o, na katere je priključen tokovni vir. Mesto pritiska zaznamuje kontakt med uporovnima plastema. Določeno je z izmerjenim padcem napetosti.
-4-4Po navedenih znanih rešitvah vnosnih naprav ni zadovoljivo rešen enostaven in zanesljiv način tro-dimenzionalnega vnosa podatkov.
Naloga in cilj izuma je konstrukcija univerzalne vnosne naprave ki bo zagotavljala enostaven in zanesljiv način tro-dimenzionalnega vnosa podatkov. S pomočjo naprave s 3D senzitivno ploščico po izumu uporabnik pozicionira, izbira in premika objekte v treh koordinatah, pri čemer so objekti deli besedil, grafični elementi, meniji in ukazi na računalniškem ali TV zaslonu. S tem je omogočeno vnašanje (večjezikovnih) besedil s sprotnim in enostavnim nastavljanjem njihovih parametrov. Poleg tega pa z napravo lahko uporabnik neposredno prostoročno riše, piše in stenografira s sprotnim spreminjanjem debeline črt. Vse te operacije pa na tej napravi izvedemo samo s prsti, lahko pa uporabimo zanje običajna pisala ali palčke iz kakšnegakoli togega materiala. V primeru manipulatorja uporabnik krmili s pomočjo naprave manipulator v vseh treh prostorskih dimenzijah.
Po izumu je naloga rešena z 3D senzitivno ploščico za naprave krmiljene z vidno povratno vezavo po neodvisnih patentnih zahtevkih.
Opis izuma
3D senzitivna ploščica za naprave krmiljene z vidno povratno vezavo po izumu (v nadaljevanju »upravljalnik«) zdru uje in nadgrajuje funkcije konvencionalne tipkovnice, kazalne naprave (npr. miške), grafičnih tablic in daljinskih upravljalnikov za TV ter daljinskih upravljalnikov za manipulatorje oz. robote. Osnova naprave je senzitivna plošča 18 s krmilnikoma v plošči 6 in v krmiljeni napravi 16. Naprava zaznava v vseh treh koordinatah (x, y, z) mesto dotika medija in silo pritiska medija. Medij so lahko prsti, običajna pisala ali palčke iz kakršnegakoli materiala (npr. ustne palčke za prizadete uporabnike). Z napravo lahko sočasno vnašamo besedila sestavljena iz različnih črkovnih sistemov različnih jezikov, med drugim tudi ideogramskih jezikov.
Pričujoči izum ohranja in temeljito nadgrajuje obstoječe vhodne naprave. Podpira prostoročno (tudi kaligrafisko in stenografsko) pisanje in tako vnaša personalizacijo komunikacije med ljudmi kljub vedno večji mehaniziranosti le-te.
Izum bo opisan na izvedbenih primerih in sledečih slikah:
sl. 1 blokovna shema upravljalnika po izumu sl. 2 izvedbeni primer osnovne senzitivne plošče sl. 3 primer elektronike upravljalnika po izumu
-5-5sl. 4 geometrija za izračun pozicije dotika
Upravljalnik 100 po izumu kot je prikazano v blokovni shemi, prikazani na sl.1 sestavljajo: senzitivna plošča 18, krmilnik naprave 16 v krmiljeni napravi (npr. PC, TV, manipulator ali robot) in zaslon 3. Senzitivna plošča 18 se sestoji iz osnovne senzorske plošče 1 skanirnih senzorjev 7, 8, 9 , in krmilnika plošče 6. Krmilnik naprave 16 v krmiljeni napravi se sestoji iz vmesnikov za aplikacije 13 in programa za analizo podatkov iz senzitivne plošče 12. Na zaslonu 3 imamo čolniček 5, ki odra a semantiko ukazov in en ali več kazalcev 4, ki prikazujejo trenutni položaj na zaslonu 3. Krmilnik naprave 16 v krmiljeni napravi komunicira z operacijskim sistemom ter aplikacijami 17 (ki niso del izuma).
S pritiskom medija na osnovno senzitivno ploščo 1 se sile porazdelijo na skanirne senzorje 7, 8, 9. Skanirni senzorji 7, 8, 9 zaznavajo velikost sile. Te skanirne senzorje skupaj z osnovno senzorsko ploščo, ki jo nosijo, imenujemo senzorska trojka. Senzorskih trojk imamo lahko teoretično v napravi toliko, kolikor elimo sočasnih upravljalnih ukazov.
Krmilnik plošče 6 skanira vse skanirne senzorje 7, 8, 9, obdela podatke vseh teh senzorjev tako, da lahko pošlje glede na trenutno stanje naprave potrebne informacije k programom za analizo podatkov senzitivne plošče 12 v krmiljeni napravi 16. Programi za analizo podatkov senzitivne plošče 12 na podlagi podatkov od skanirnih senzorjev 7, 8, 9 ugotovijo pozicijo ter velikost sile ob dotiku medija. Tako ugotovljeni podatki se posredujejo vmesnikom za aplikacije 13 in glede na stanje naprave in ugotovljene podatke pripravijo in posredujejo aplikacijam 17 ustrezne podatke v standardni logični in fizični obliki.
Stanja naprave 100 so skladna glede na trenutno izvajano aplikacijo 17 in glede na elene operacije v tej aplikaciji. Stanje naprave 100 nadzoruje in spreminja le program za analizo podatkov senzitivne plošče 12, o stanju naprave 100 pa je obveščen tudi krmilnik plošče 6, tako da lahko optimalno izvaja svoje naloge. Prehode med temi stanji vrši program za analizo podatkov senzitivne plošče 12, ko to zahtevajo aplikacije 17 ali, ko to zahteva uporabnik.
Vmesniki za aplikacije 13 krmilijo čolniček 5 oz. manipulator na zaslonu 3 oz. v vidnem polju zaradi zagotavljanja vidne povratne zveze od naprave k uporabniku. Osnovna naloga vmesnikov za aplikacije 13 je posredovanje vhodnih podatkov aplikacijam 17 v obliki, ki jih te aplikacije 17 potrebujejo. Tako je možno napravo 100 uporabljati tudi za dane operacijske sisteme in aplikacije.
Naprava po izumu je lahko izvedena v različnih izvedbenih primerih.
-6-6Slika 2 prikazuje senzitivno ploščo 18 brez krmilnika 6. Dimenzije osnovne senzitivne plošče 1 so lahko različne, plošče pa so lahko ustrezno ukrivljene v poljubne ergonomske oblike. Senzitivna plošča 18 se sestoji iz osnovne senzitivne plošče 1 s tremi noski 66 za prenos sile, podloge 63 senzitivne plošče 18, vzmeti 64, dveh vodil 65 in treh senzorjev 7, 8, 9. Vzmet 64 pritiska osnovno senzitivno ploščo 18 na senzorje 7, 8, 9 in s tem povzroča mirovne sile na senzorjih 7, 8, 9. Istočasno drži skupaj podlogo 63 in senzitivno ploščo 1. Z vijakom 67 nastavimo pritisk vzmeti 64 in tako nastavimo mirovno delovno točko senzorjev. Elastična povezava med osnovno senzitivno ploščo 1 in podlogo 63 senzitivne plošče 18 je lahko tudi iz gumija ali drugih elastičnih materialov. Lako je vpeta v eni točki ali v več točkah. Vodili 65 skrbita za točno pozicijo senzitivne plošče na podlogi 63 in s tem na senzorjih 7, 8, 9. Mirovne sile na senzorjih 7, 8, 9 postavijo senzorje na sredino linearnega področja delovanja senzorjev 7, 8, 9, da se izognemo nelinearnostim senzojev 7, 8, 9 v področju, ko ni pritiskov na senzorje.
Osnova za kvalitetno senzorsko ploščo je kvaliteten senzor sile. Na vsaki strani senzorja sta dva upora. Upori so vezani v mostični vezavi. Iz mostiča dobimo napetost proporcionalno sili na senzor. Napetost dobimo zaradi razlik upornosti na zgornji in spodnji strani senzorja.
Na sliki 3 vidimo primer elektronike senzorske plošče. Signali iz senzorjev 7, 8, 9 so peljani na operacijske ojačevalce. Procesor 56 starta čez paralelni izhod 59 časovni generator v obliki age z enakomerno naraščajočo napetostjo. Napetostim senzorjev je superponirana napetost časovnega generatorja. Ko je mostič skupaj z napetostjo časovnega generatorja v ravnovesju, dobimo spremembo polaritete na izhodu operacijskega ojačevalnika 5. Te signale vodimo na prekinitvene vhode 55 procesorja 56. Čas med začetkom časovne baze in spremembo polaritete na operacijskem ojačevalcu je proporcionalen pritisku na senzor. Procesor s svojim programom in internim števcem izmeri ta čas za vsak senzor posebej. Tako je izvedena analogno/digitalna pretvorba velikosti sil na senzorjih. Po pretvorbi se ta cikel ponovi. Od dobljene digitalne vrednosti odštejemo podatke mirovnega stanja. Tako eliminiramo silo na vsakem senzorju, ki jo povzroča vzmet 64 in kopenziramo asimetričnost mostičev senzorjev 7,8,9. Dobljene podatke procesor preračuna v koordinate mesta pritiska in v silo v mestu pritiska po naslednji metodi.
Slika 4 daje osnovo za izračun koordinat. Senzorji so enakomerno razporejeni okoli te išča senzitivne plošče. Te išče senzitivne plošče je tudi izhodišče koordinatnega sistema. Pri tej geometriji se x in y koordinate dotika medija na osnovni senzitivni plošči 1 izračunajo po naslednjih formulah:
x = r(1/2)(F2+F3-2F1)/(F1+F2+F3) y = r(3 (1/2) /2)(F3-F2)/(F1+F2+F3)
-7-7Pri tem je r oddaljenost senzorjev od te išča, F1, F2 in F3 so sile na senzorjih 9, 8 in 7. Formule dobimo iz ravnote nih enačb za momente, ki so zmno ki ročic 80, 82, 87 s silami F1, F2 in F3. Na sliki 4 vidimo tudi primer pozicije osnovne senzitivne plošče 1 glede na senzorje. Skupno silo oziroma koordinato z izračunamo po formuli:
z = F1+F2+F3
Senzitivna plošča 18 je lahko izvedena tudi s senzorji drugih tehnologij, ki tako kot uporovni zaznavajo sile.
Senzitivna plošča 18 je lahko izvedena iz večih delov, vsak del ima svojo trojico skanirnih senzorjev, medtem ko imajo lahko skupno elektroniko. Sestavimo jo lahko teoretično iz tolikih delov, kolikor sočasno pozicioniranih objektov potrebujemo. Npr. namesto dveh mišk (pri nekaterih aplikacijah) uporabimo napravo z dvema trojicama skanirnih senzorjev pod senzitivnim poljem.
S konstrukcijo senzitivne plošče 18 realiziramo 2-fazno pozicioniranje kazalca po sliki 4. 1. faza pozicioniranja je absolutno pozicioniranje, kjer se položaj dotika medija na senzitivni plošči 18 ustrezno preslika položaju kazalca 4 na zaslonu 3. Če je razmerje stranic senzitivne plošče 18 a1:b1 in zaslona 3 a2:b2, potem krmilnik v PC 16 izvrši preslikavo pozicije (x,y) na senzitivni plošči 18 v pozicijo (u=x*a2/a1, v=y*b2/b1) na zaslonu 3. 2. faza pozicioniranja je relativno pozicioniranje, kjer nastavimo natančni položaj kazalca z vlečenjem medija po senzitivni plošči
18. Smer vlečenja je določena s spremembami koordinat (x,y) stika medija na osnovni senzitivni plošči 1, ki se preslikavajo v spremembe koordinate (u=x*a2/a1, v=y*b2/b1) na zaslonu 3. Dol ina pomika kazalca 4 od pozicije določene s 1. fazo pozicioniranja je določena s hitrostjo vlečenja medija po osnovni senzitivni plošči 1, torej pomik=k*hitrost, kjer k lahko uporabnik poljubno nastavlja, podobno kot za miško. Kljub načelu 2-faznega pozicioniranja pa relativno pozicioniranje omogoča dostop iz katerekoli točke do katerekoli točke zaslona 9. S tem smo ohranili prednosti relativnega pozicioniranja in jih dopolnili s prednostmi absolutnega pozicioniranja, tako da je minimizirano potrebno gibanje medija po osnovni senzitivni plošči 1. Ko smo namestili kazalec 4 na želeno pozicijo, ga aktiviramo z močnejšim pritiskom medija.
Poleg 2-dimenzionalnega pozicioniranja, to je s koordinato (x,y), realiziramo s senzitivno ploščo 18 tudi globinsko pozicioniranje, s katerim pozicioniramo kazalec 4 na različne plasti objektov. Globinsko pozicioniranje ustreza spremembi sile medija navpično na osnovno senzitivno ploščo 1, to je koordinati z, potem ko smo določili z dvofaznim pozicioniranjem koordinato (x,y). Z globinskim pozicioniranjem dostopamo do spodnjih plasti grafičnih objektov, ukazov v menijih itd.
Z večjim številom trojic skanirnih senzorjev realiziramo multipozicioniranje, to je nastavitev večjega števila hkratnih kazalcev 4. V izvedbenem primeru smo se omejili le na
-8-8dvopozicioniranje, ker sočasno krmiljenje več kot dveh kazalcev ni ergonomsko primerno, medtem ko sta dva kazalca večkrat za elena, pa te ko obvladljiva z dvema pozicionirnima napravama (npr. dve miški).
Pozicioniranje je tako lahko absolutno, relativno, zaporedje absolutnega in relativnega, katerakoli kombinacija teh z dvopozicioniranjem ter kombinacija kateregakoli od teh načinov z globinskim pozicioniranjem. Relativno pozicioniranje lahko izvedemo s sledenjem (kot npr. na sledilni ploščici z dotikom). V nadaljevanju s pozicioniranjem pojmujemo katerikoli od teh načinov.
S konstrukcijo senzitivne plošče 18 namestimo nabore ne le alfabetskih temveč tudi ideogramskih znakov in znake različnih jezikov. Med jezike štejemo poleg nacionalnih jezikov in pisav tudi matematične simbole, ključne besede nekega programskega jezika, druge simbole ipd. Ko izberemo določen delovni jezik, se v čolničku 5 prika ejo znaki oziroma primitivni znaki, ki ustrezajo izbranemu delovnemu jeziku. Čolniček 5 se pojavi samo tedaj, ko se rahlo dotaknemo tipke in glede na izbiro uporabnika prika e celotno razmestitev tipk ali pa samo okolico pritisnjene tipke, velikost prikazane okolice pa lahko uporabnik tudi nastavi. Nošeni znaki so znaki dosegljivi pod primitivnim znakom. Nošeni znaki se v čolničku 5 dinamično prikazujejo na mestu upodobljene tipke primitivnega znaka.
S tem smo dosegli, da naprava ne potrebuje označb tipk, seveda pa lahko uporabniku zagotovimo označbe tipk ustrezne njegovemu primarnemu jeziku. Tipke so dinamične, ker lahko predstavljajo katerikoli znak z ozirom na izbrani delovni jezik, medtem ko so označene le v čolničku 5. Izum tako zagotavlja dinamično tipkovnico, ki omogoča uporabniku, da ima v vsakem trenutku na voljo tipkovnico, kakršno potrebuje glede na izbrani delovni jezik. Pri tem smatramo z delovnim jezikom tudi nabor ključnih besed nekega programskega jezika ter imena spremenljivk v programu, kot jih definira programer; vsaka tipka take dinamične tipkovnice za programerja nosi svojo ključno besedo in spremenljivko ter matematične in logične simbole. Izbrana dinamična tipkovnica ima svojo sliko v čolničku 5 na zaslonu 3.
Takoj ko se uporabnik dotakne z medijem senzitivne plošče 18, se v primeru pozicionirnega stanja prika e na zaslonu 3 en oziroma dva kazalca, v primeru vnašalnega stanja pa se pokaže čolniček 5.
Senzitivno ploščo 18 lahko izvedemo v različnih velikostih. Različna velikost ne oži funkcionalnosti, z zmanjševanjem naprave se zmanjšuje le hitrost uporabe. Velikost čolnička 5 in s tem njej sorazmerno velikost znakov si uporabnik poljubno nastavi s poljubnim grafičnim raztezanjem/krčenjem čolnička 5 s pomočjo gumba za nastavljanje velikosti čolnička 5.
S čolničkom 5 in dinamično tipkovnico je omogočeno, da uporabnik gleda le na zaslon in ne preskakuje z očmi med tipkovnico in računalniškim zaslonom. Dinamična tipkovnica in čolniček
-9-95 omogočata, da v določenih primerih nadomestimo senzitivno ploščo 18 in zaslon 3 z eno samo napravo, to je z zaslonom na dotik s karakteristikam senzitivne plošče 18. Dinamična tipkovnica in čolniček 5 tudi omogočata, da namesto računalniškega monitorja uporabljamo monitorska očala, ker so vse tipke in reakcije sistema ob vnosu predstavljeni na zaslonu 3, v tem primeru v monitorskih očalih. Med akcijami na senzitivni plošči 18 in predstavitvami na zaslonu 3 je namreč stalna bijektivna preslikava.
Z uporabo senzitivne plošče 18 ne potrebujemo hkratnih udarcev tipk, vsak znak ali ukaz ima lahko namreč lastno mesto v prostoru koordinat (x,y) ali (x,y,z) velikosti nabora znakov v delovnem jeziku. Enako velja tudi za velike oz. male črke: velike latinske črke - začetnice lahko pišemo brez hkratnega pritiskanja tipke Shift pri običajni tipkovnici zgolj z ojačanim pritiskom tipke ustreznega znaka.
Uporabnik ima stalen nadzor nad svojimi operacijami z vidno povratno zanko in tako zazna takoj svoje napake.
Naprava omogoča elektronsko podpisovanje ter prostoročno risanje in pisanje.
Napravo lahko izvedemo v različnih velikostih glede na uporabo: za namizni računalnik ali delovno postajo, za notesnik, za ročni računalnik ali komunikator, za daljinski upravljalnik za PC/TV hibrid ali za daljinski upravljalnik manipulatorja oz. robota. Izum je uporaben v primeru zaslona 3 na CRT ali LCD monitorju. V primeru krmiljenja robota ali manipulatorja s pomočjo vidne ali katere druge zaznavne povratne vezave, pomeni zaslon delovno področje manipulatorja ali robota, ki je v vidnem polju uporabnika. V nadaljevanju je zaslon generični pojem za CRT ali LCD monitor ali pa za vidno polje uporabnika. Na osnovi izuma lahko realiziramo tudi zaslon občutljiv na dotik, tako da določeno izvedbo naprave namestimo ali vgradimo na LCD ali CRT monitor.
Claims (4)
1. 3D senzitivna ploščica kot element univerzalnega upravljalnika za naprave krmiljene z vidno povratno vezavo, označena s tem, da ima senzitivno ploščo (18), ki je izdelana iz osnovne senzitivne plošče (1), najmanj treh skanirnih senzorjev (7, 8, 9) in podloge (63), pri čemer so skanirni senzorji (7, 8, 9) nameščeni med osnovno senzitivno ploščo (1) in podlogo (63),ki je elastično spojena z osnovno senzitivno ploščo (1).
2. 3D senzitivna ploščica po zahtevku 1, označena s tem, da je osnovna senzitivna plošča (1) speta z vzmetjo (64) na podlogo (63) tako, da je pritisk nastavljiv.
3. 3D senzitivna ploščica po zahtevku 1, označena s tem, da pozicijo pritiska izračunamo iz sil na senzorje (7,8,9).
4. 3D senzitivna ploščica, označena s tem, da
- se čolniček (5) pojavi na zaslonu (3) avtomatsko, ko se uporabnik dotakne 3D senzitivne ploščice in izgine iz zaslona (3), ko se izteče s strani uporabnika nastavljiva časovna kontrola med dotiki 3D senzitivne ploščice ali, ko to zahteva uporabnik s posebno kretnjo, uporabnik lahko opcijsko izključi pojavljanje čolnička (5), ter sta pri tem prisotnost in vsebina čolnička (5) odvisni od uporabnikovih aktivnosti na 3D senzitivni plošči in od aplikacije (17), ki se trenutno izvaja.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200000283A SI20774A (sl) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 3D senzitivna ploščica |
| PCT/EP2001/013239 WO2002041129A2 (en) | 2000-11-20 | 2001-11-15 | 3d sensitive plate |
| AU2002220709A AU2002220709A1 (en) | 2000-11-20 | 2001-11-15 | 3d sensitive plate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SI200000283A SI20774A (sl) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 3D senzitivna ploščica |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SI20774A true SI20774A (sl) | 2002-06-30 |
Family
ID=20432768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SI200000283A SI20774A (sl) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 3D senzitivna ploščica |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU2002220709A1 (sl) |
| SI (1) | SI20774A (sl) |
| WO (1) | WO2002041129A2 (sl) |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9018030B2 (en) | 2008-03-20 | 2015-04-28 | Symbol Technologies, Inc. | Transparent force sensor and method of fabrication |
| US8030914B2 (en) | 2008-12-29 | 2011-10-04 | Motorola Mobility, Inc. | Portable electronic device having self-calibrating proximity sensors |
| US8275412B2 (en) | 2008-12-31 | 2012-09-25 | Motorola Mobility Llc | Portable electronic device having directional proximity sensors based on device orientation |
| US20100271312A1 (en) * | 2009-04-22 | 2010-10-28 | Rachid Alameh | Menu Configuration System and Method for Display on an Electronic Device |
| US8788676B2 (en) | 2009-05-22 | 2014-07-22 | Motorola Mobility Llc | Method and system for controlling data transmission to or from a mobile device |
| US8269175B2 (en) | 2009-05-22 | 2012-09-18 | Motorola Mobility Llc | Electronic device with sensing assembly and method for detecting gestures of geometric shapes |
| US8304733B2 (en) | 2009-05-22 | 2012-11-06 | Motorola Mobility Llc | Sensing assembly for mobile device |
| US8294105B2 (en) | 2009-05-22 | 2012-10-23 | Motorola Mobility Llc | Electronic device with sensing assembly and method for interpreting offset gestures |
| US8344325B2 (en) | 2009-05-22 | 2013-01-01 | Motorola Mobility Llc | Electronic device with sensing assembly and method for detecting basic gestures |
| US8391719B2 (en) | 2009-05-22 | 2013-03-05 | Motorola Mobility Llc | Method and system for conducting communication between mobile devices |
| US8542186B2 (en) | 2009-05-22 | 2013-09-24 | Motorola Mobility Llc | Mobile device with user interaction capability and method of operating same |
| US8319170B2 (en) | 2009-07-10 | 2012-11-27 | Motorola Mobility Llc | Method for adapting a pulse power mode of a proximity sensor |
| US8363020B2 (en) | 2009-08-27 | 2013-01-29 | Symbol Technologies, Inc. | Methods and apparatus for pressure-based manipulation of content on a touch screen |
| US8963845B2 (en) | 2010-05-05 | 2015-02-24 | Google Technology Holdings LLC | Mobile device with temperature sensing capability and method of operating same |
| US9103732B2 (en) | 2010-05-25 | 2015-08-11 | Google Technology Holdings LLC | User computer device with temperature sensing capabilities and method of operating same |
| US8751056B2 (en) | 2010-05-25 | 2014-06-10 | Motorola Mobility Llc | User computer device with temperature sensing capabilities and method of operating same |
| US8963874B2 (en) | 2010-07-31 | 2015-02-24 | Symbol Technologies, Inc. | Touch screen rendering system and method of operation thereof |
| US9122322B2 (en) | 2011-03-17 | 2015-09-01 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Interacting tips for a digitizer stylus |
| US8963885B2 (en) | 2011-11-30 | 2015-02-24 | Google Technology Holdings LLC | Mobile device for interacting with an active stylus |
| US9063591B2 (en) | 2011-11-30 | 2015-06-23 | Google Technology Holdings LLC | Active styluses for interacting with a mobile device |
| US9513721B2 (en) | 2013-09-12 | 2016-12-06 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus for a digitizer |
| US9874951B2 (en) | 2014-11-03 | 2018-01-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Stylus for operating a digitizer system |
| US9740312B2 (en) | 2015-09-09 | 2017-08-22 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus |
| US9841828B2 (en) | 2016-04-20 | 2017-12-12 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus |
| US10318022B2 (en) | 2017-01-30 | 2019-06-11 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Pressure sensitive stylus |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4389711A (en) * | 1979-08-17 | 1983-06-21 | Hitachi, Ltd. | Touch sensitive tablet using force detection |
| US4675569A (en) * | 1986-08-04 | 1987-06-23 | International Business Machines Corporation | Touch screen mounting assembly |
| US5541622A (en) * | 1990-07-24 | 1996-07-30 | Incontrol Solutions, Inc. | Miniature isometric joystick |
-
2000
- 2000-11-20 SI SI200000283A patent/SI20774A/sl unknown
-
2001
- 2001-11-15 WO PCT/EP2001/013239 patent/WO2002041129A2/en not_active Application Discontinuation
- 2001-11-15 AU AU2002220709A patent/AU2002220709A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2002041129A2 (en) | 2002-05-23 |
| WO2002041129A3 (en) | 2003-08-21 |
| AU2002220709A1 (en) | 2002-05-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SI20774A (sl) | 3D senzitivna ploščica | |
| EP1727028B1 (en) | Dual-positioning controller and method for controlling an indicium on a display of an electronic device | |
| US7324095B2 (en) | Pressure-sensitive input device for data processing systems | |
| Yee | Two-handed interaction on a tablet display | |
| US20090009482A1 (en) | Touch sensor pad user input device | |
| US8941600B2 (en) | Apparatus for providing touch feedback for user input to a touch sensitive surface | |
| US5365461A (en) | Position sensing computer input device | |
| US8816964B2 (en) | Sensor-augmented, gesture-enabled keyboard and associated apparatus and computer-readable storage medium | |
| US8629837B2 (en) | Method and device for controlling information display output and input device | |
| US20130275907A1 (en) | Virtual keyboard | |
| US20130113714A1 (en) | Electronic Device Having Single Hand Multi-Touch Surface Keyboard and Method of Inputting to Same | |
| JP2004054861A (ja) | タッチ式マウス | |
| US20140098030A1 (en) | Touch module | |
| EP1993026A2 (en) | Device, method, and computer readable medium for mapping a graphics tablet to an associated display | |
| US20110090150A1 (en) | Input processing device | |
| US11836297B2 (en) | Keyboard with capacitive key position, key movement, or gesture input sensors | |
| JPH0854981A (ja) | 電子装置用感圧式入力装置 | |
| WO2009035184A1 (en) | Method for implementing touch pad using tactile sensor | |
| JP4085163B2 (ja) | 接触型情報入力装置 | |
| TWI413920B (zh) | 電腦游標控制系統 | |
| US20070216656A1 (en) | Composite cursor input method | |
| KR101631069B1 (ko) | 멀티터치 트랙패드를 통한 심리스한 입력모드 전환을 지원하는 통합 전용 입력 플랫폼 | |
| CN104063046A (zh) | 输入装置及切换输入方式的方法 | |
| KR20090009184A (ko) | 전자기기의 문자 입력 장치 및 방법 | |
| KR19990080936A (ko) | 컴퓨터 시스템에서의 터치 패드 처리장치 및 그 방법과, 터치패드 모듈 |