Результат интеллектуальной деятельности: СИСТЕМА И СПОСОБ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ КУРСОРА ПО ЭКРАНУ

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к системе и способу для перемещения курсора по экрану в соответствии с передаточной функцией. Кроме того, настоящее изобретение относится к компьютерной программе для выполнения такого способа, носителю информации, на котором хранится такая компьютерная программа, и медицинскому устройству, которое представляет собой такую систему или предназначено для выполнения такого способа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

При медицинском вмешательстве существует тенденция использования очень больших экранов (например, 56 дюймов (142,24 см)) в помещениях для медицинского обследования. Эти большие экраны должны заменить существующие конфигурации экранов размером 17 или 19 дюймов (43,18 или 48,26 см) при компоновке 2×2 или 2×3. Существует также потребность в возможности управления приложениями, которые отображаются на больших экранах, у операционного стола, а не только из отдельной комнаты управления. С одной стороны, это значительно увеличивает свободу отображения информации для врача, который находится у операционного стола. С другой стороны, при перемещении курсора на очень большом экране могут возникнуть некоторые проблемы управления пользовательскими интерфейсами посредством перемещения указательного устройства (такого как аэромышь, гиромышь, дистанционное управление типа Wii и т.д.).

Одна из возможных проблем может заключаться в том, что пользователь иногда теряет возможность отслеживания того, где находится курсор на экране, так как очень трудно определить местоположение курсора на большом экране.

Другая проблема управления может возникнуть на краях экрана, когда курсор попадает на край экрана.

Один из способов преодоления этих проблем заключается в создании "совершенного" указательного устройства. Это означает, что всегда существует прямая связь между ориентацией или положением указательного устройства и положением курсора на экране. Преимуществом этого подхода является то, что из ориентации или положения указательного устройства всегда ясно, где расположен курсор на экране. Однако совершенные устройства также имеют некоторые недостатки.

При использовании этих совершенных указательных устройств становится затруднительным очень точное перемещение курсора, так как передача движения устройства к движению курсора является фиксированной. Это означает, что перемещение (дрожание) руки непосредственно связано с перемещением курсора. Это также означает то, что большие перемещения по экрану требуют больших перемещений устройства (руки, кисти руки). Кроме того, это приводит в результате к тому, что абсолютное указательное устройство требует поддержания определенной ориентации указательного устройства без возможности изменения позы, что может быть очень утомительным. Например, невозможно опускать руку и продолжать при этом указывать.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы улучшить управление перемещением курсора по экрану.

Это задача решается с помощью систем и способов, согласно независимым пунктам формулы изобретения.

Согласно варианту осуществления настоящего изобретения, выполнена система для перемещения курсора, причем система содержит указательное устройство для ввода команд в виде перемещения указательного устройства, которое является перемещением указательного устройства в целом или части его; экран, на котором отображается курсор; устройство управления, соединенное с указательным устройством и экраном и выполненное с возможностью управления перемещением курсора в пределах краев экрана в ответ на перемещение указательного устройства, согласно определенной передаточной функции, где передаточная функция является такой, что когда курсор попадает на край экрана, и перемещение указательного устройства продолжается дальше за эту точку в направлении, в котором не может следовать курсор в связи с достижением края экрана, движение указательного устройства запоминается и курсор снова начинает перемещаться от края, когда указательное устройство в целом или часть его перемещается обратно на то же самое расстояние, на которое оно переместилось после момента времени, когда курсор попал на край экрана.

При проявлении "дрейфа нулевой точки", при котором перемещение указательного устройства является таким, что когда курсор убегает на край экрана, курсор останавливается на краю экрана, и когда перемещение указательного устройства изменяется на противоположное, курсор начинает непосредственно перемещаться снова, при этом связь между положением указательного устройства и положением курсора на экране изменяется, что может привести к сильной путанице.

Этот вариант осуществления устраняет этот "дрейф нулевой точки". Например, при перемещении указательного устройства влево на большое расстояние курсор попадает на левый край экрана и остается на краю, хотя перемещение указательного устройства продолжается по направлению влево. Когда указательное устройство перемещается обратно по направлению вправо в положение, где курсор остается (или перемещается обратно на то же самое расстояние вправо, на которое он переместился влево от края), курсор будет начинать перемещение от края. Это предполагает фиксированную связь между положением указательного устройства и положением курсора и улучшает управляемость курсора на экране. Таким образом, вводится специальное управление на краях, в котором перемещение указательного устройства или его части запоминается в случае, когда курсор попадает на край экрана, и до тех пор, пока указательное устройство не переместится обратно на ту же самую величину, курсор не начнет перемещение снова.

Те же самые преимущества можно достигнуть с помощью способа для перемещения курсора, причем способ содержит этапы, на которых считывают команду в виде перемещения указательного устройства, которое является перемещением указательного устройства в целом или части его; отображают курсор на экране, управляют перемещением курсора в пределах краев экрана в ответ на перемещение указательного устройства, согласно определенной передаточной функции; в которой передаточная функция является такой, что перемещение указательного устройства передается соответствующему перемещению курсора по экрану, и в котором передаточная функция является такой, что когда курсор попадает на край экрана, и перемещение указательного устройства продолжается дальше за эту точку в направлении, в котором не может следовать курсор в связи с достижением края экрана, перемещение указательного устройства запоминается, и курсор начинает перемещаться снова от края, когда указательное устройство в целом или часть его перемещается обратно на то же самое расстояние, на которое оно переместилось после момента времени, когда курсор попал на край экрана.

Согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения, выполнена система для перемещения курсора, причем система содержит указательное устройство для ввода команд в виде перемещения указательного устройства, которое является перемещением указательного устройства в целом или части его; экран, на котором отображается курсор; устройство управления, соединенное с указательным устройством и экраном и выполненное с возможностью управления перемещением курсора в пределах краев экрана в ответ на перемещение указательного устройства согласно определенной передаточной функции; где передаточная функция является переменной в соответствии с предыдущими перемещениями указательного устройства, которые были выполнены в пределах предыдущего периода времени так, чтобы маленькие перемещения в пределах предыдущего периода времени приводили к большему отношению перемещения указательного устройства к перемещению курсора, чем в случае больших перемещений в пределах предыдущего периода времени.

Этот вариант осуществления имеет преимущество в том, что появляется возможность перемещения с большей точностью при использовании особенностей, которые возможны только в соответствующих указательных устройствах, то есть замедления и временной фильтрации. За счет временной фильтрации можно также уменьшить шум при движении руки, так как дрожащая рука выполняет только маленькие перемещения, при этом маленькие перемещения приведут к увеличению отношения перемещения указательного устройства к перемещению курсора, поэтому для существенного перемещения курсора потребуются большие перемещения. Таким образом, фильтруется дрожание руки. С другой стороны, когда пользователь хочет переместить курсор на большое расстояние, он обычно это делает с большой скоростью перемещения указательного устройства, но как только курсор приближается к требуемому положению, пользователь уменьшает скорость перемещения указательного устройства. Это снижение скорости перемещения указательного устройства приводит к такому изменению отношения, при котором требуется больше перемещений указательного устройства, что упрощает позиционирование курсора точно в требуемом месте.

Тех же самых преимуществ можно достигнуть с помощью способа для перемещения курсора, причем способ содержит этапы, на которых считывают команды в виде перемещения указательного устройства, которое является перемещением указательного устройства в целом или части его; отображают курсор на экране, управляют перемещением курсора в пределах краев экрана в ответ на перемещение указательного устройства, согласно определенной передаточной функции; где передаточная функция изменяется в соответствии с предыдущими перемещениями указательного устройства, которые были выполнены в пределах предыдущего периода времени так, чтобы маленькие перемещения в пределах предыдущего периода времени приводили к большему отношению перемещения указательного устройства к перемещению курсора, чем в случае больших перемещений в пределах предыдущего периода времени.

Согласно другому варианту осуществления, указательное устройство содержит кнопку позиционирования для позиционирования курсора в заданном положении на экране. В этом случае преимущество заключается в том, что можно выполнить различные калибровки между положением указательного устройства и положением курсора путем обеспечения кнопки позиционирования, которая, например, позиционирует курсор в центре большого экрана. Таким образом, указательное устройство можно удерживать в любом положении. Это позволяет обеспечить легкое обращение даже со случайными ориентациями указательного устройства.

Преимущественно можно предусмотреть, чтобы передаточная функция изменялась в соответствии со скоростью перемещения указательного устройства. Например, точность перемещений повышается за счет уменьшения отношения перемещения курсора к перемещению указательного устройства в зависимости от скорости перемещения указательного устройства. При этом требуемое перемещение устройства уменьшается для того, чтобы сделать большими перемещения курсора по экрану (эти перемещения выполняются с высокой скоростью, с низким передаточным числом перемещения указательного устройства к перемещению курсора). Перемещения с низкой скоростью потребуют большего перемещения руки, таким образом уменьшая влияние дрожания.

Предпочтительно, чтобы эта передаточная функция была такой, чтобы низкая скорость указательного устройства приводила к большему отношению перемещения указательного устройства к перемещению курсора, чем в случае высокой скорости указательного устройства.

Вышеописанные преимущества можно получить с помощью следующих вариантов осуществления настоящего изобретения.

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает компьютерную программу для выполнения одного из вышеупомянутых способов.

К тому же настоящее изобретение предусматривает носитель информации, на котором хранится такая компьютерная программа.

Кроме того, настоящее изобретение предусматривает медицинское устройство, содержащее одну из вышеописанных систем, или медицинское устройство, предназначенное для выполнения одного из вышеописанных способов.

Это можно рассматривать как сущность настоящего изобретения для того, чтобы выполнить указательное устройство или практически совершенное указательное устройство с вышеописанными передаточными функциями. Либо, другими словами, модифицировать соответствующее указательное устройство, согласно вышеописанным передаточным функциям. Указательное устройство выполнено полунаправленным за счет адаптации поведения курсора в случае, когда он попадает на край экрана, обеспечения кнопки при позиционировании устройства для повторной калибровки положения курсора и создания передаточной функции, зависящей от скорости и предыстории перемещения указательного устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - схематичное изображение системы, согласно варианту осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 изображает способ, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 иллюстрирует передаточную функцию, согласно первому варианту осуществления.

Фиг.4 иллюстрирует передаточную функцию, согласно второму варианту осуществления.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг.1 схематично изображена система 10, которая, предпочтительно, является медицинским диагностическим устройством, таким как рентгеновская трубка. Экран 12, как часть устройства отображения монитора, подсоединен к части 14 медицинского диагностического устройства 10 или выполнен в виде отдельной части и, например, прикреплен к стене операционного или диагностического помещения. Экран 12 выполнен с возможностью отображения диагностических результатов системы 10 и/или диагностических приложений. Кроме того, экран 12 выполнен с возможностью отображения курсора 16 для выбора различных элементов приложения(ий), которое(ые) отображается(ются) на экране. Устройство 18 управления, которое связано с экраном 12 с возможностью управления, управляет экраном 12 (или обеспечивает подачу изображения на экран). Кроме того, указательное устройство 20 служит для управления перемещением курсора 16 по экрану 12 за счет перемещения указательного устройства 20, где "перемещение" включает в себя перемещение, поворот или их комбинацию. Указательное устройство 20 связано с возможностью управления с устройством 18 управления, например, через беспроводную связь (такую как оптическая связь или радиосвязь) или электрическую линию связи. В качестве указательного устройства 20 можно использовать все виды указательных устройств, таких как обычная компьютерная мышь, аэромышь (которая представляет собой инфракрасную мышь для дистанционного управления, которая используется для выполнения операций на пользовательском интерфейсе путем наведения пульта дистанционного управления на экран и щелчка кнопкой мыши по нему для активизации связей, которые отображаются на экране), гиромышь (которая предпочтительно является беспроводным указательным устройством, в котором используется очень маленький двухмерный гироскоп для измерения угла, под которым пользователь удерживает устройство по отношению к двум осям) или пульт дистанционного управления, который объединяет в себе использование акселерометра и технологию оптического датчика для управления пользовательским интерфейсом. Вместо управления перемещением курсора 16 путем перемещения в целом всего указательного устройства 20 можно также выполнить указательное устройство, в котором должна перемещаться только часть указательного устройства для того, чтобы выполнить команды перемещения для перемещения курсора 16 по экрану 12. Примером для одного из ранее упомянутых указательных устройств может быть шаровой манипулятор, который является стационарным в то время, как перемещается только шар, который удерживается указательным устройством. Таким образом, в случае, когда в этом описании упоминается термин "перемещение указательного устройства", он также должен включать в себя перемещение только части указательного устройства.

На фиг.2 показан способ, согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Во время работы, на этапе S100, команды, поступающие из указательного устройства 20, считываются устройством 18 управления. Это означает, что пользователь может перемещать указательное устройство, согласно требуемому перемещению курсора, по экрану 12, для того чтобы вводить соответствующие команды для перемещения курсора 16. Устройство 18 управления также выполнено для отображения курсора 16 на экране 12, как изображено на этапе S101. Устройство 18 управления транслирует команды из указательного устройства 20 в соответствии с передаточной функцией в сигналы управления для перемещения курсора 16, который отображается, соответственно, на экране 12. Как показано на этапе S102, устройство 18 управления управляет и обеспечивает подачу сигналов на экран 12, на котором отображается перемещение и новое положение курсора 16.

Когда нажата кнопка 22 позиционирования, предусмотренная в указательном устройстве 20, курсор 16 позиционируется в заданном положении на экране 12, в котором предпочтительным заданным положением является центр экрана 12. Заданным положением может быть также один из углов экрана 12 или любое другое заданное положение на экране 12. Таким образом, курсор 16 можно перенастраивать.

Согласно первому варианту осуществления, передаточная функция определяется так, что когда курсор 16 попадает на край экрана 12, и указательное устройство перемещается дальше за эту точку в направлении, в котором не может следовать курсор 16 в связи с достижением края экрана 12, перемещение указательного устройства 20 запоминается, и курсор 16 начинает снова перемещение от края, когда указательное устройство 20 перемещается обратно на то же самое расстояние, на которое оно переместилось после момента времени попадания курсора 16 на край экрана 12.

Эта передаточная функция, согласно первому варианту осуществления, описана подробно со ссылкой на фиг.3. На этапе S200 процесса этой передаточной функции курсор 16 позиционируется согласно командам, подаваемым с помощью указательного устройства 12. В этом курсоре предусмотрено позиционирование ранее описанных блокировок любого направления. На следующем этапе S201 определяют, попал ли уже курсор 16 на край экрана 12. Если это не произошло, то процесс возвращается на этап S200. Если курсор 16 уже позиционируется на краю экрана 12, то процесс продолжается на этапе S202, где сохраняется перемещение после того, как курсор 16 попал на экран 12. На этом этапе хранения сохраняется перемещение в вертикальном направлении, которое отделяется от перемещения в горизонтальном направлении. На этапе S203 определяют, позиционируется ли курсор 16 на вертикальном краю (левом или правом краю экрана). Если результат является отрицательным, то процесс продолжается на этапе S207. Если это произошло, то перемещение курсора 16 в горизонтальном направлении (в направлении слева направо или наоборот) блокируется на этапе S204. Таким образом, курсор 16 остается на соответствующем краю. Если, например, курсор находится на левом краю экрана 12, и указательное устройство 20 перемещается дальше влево, курсор 16 остается на левом краю. Однако, если указательное устройство 20 перемещается дальше влево и вверх, то курсор 16 остается на левом краю экрана, но он может следовать за перемещением вверх указательного устройства 20 (если это направление не остается блокированным этапом S208 тоже). Затем на этапе S205 определяют, переместилось ли устройство 20 позиционирования обратно на то же самое горизонтальное расстояние (расстояние вдоль горизонтального направления), так как курсор 16 попадает на вертикальный край. Если результат является отрицательным, то горизонтальное перемещение курсора 16 остается блокированным, и процесс продолжается на этапе S207. Если результат на этапе S205 является положительным, то блокировка перемещения курсора в горизонтальном направлении снимается, и процесс продолжается на этапе S207. Это также включает в себя ситуацию, где курсор 16 переместился больше чем на то же самое расстояние обратно, где в этом случае разность между расстоянием до края и смещением устройства должна быть использована для позиционирования курсора 16 на экране 12. На этапе S207 определяют, позиционируется ли курсор 16 на горизонтальном краю экрана (верхнем или нижнем краю). Если результат является отрицательным, то процесс возвращается на этап S200. Если это происходит, то перемещение курсора 16 в радикальном направлении (в направлении вверх и вниз) блокируется на этапе S208. Таким образом, курсор 16 остается на соответствующем краю. Следует отметить, в случае, когда результат, полученный на этапе S203 или S207, является положительными, то курсор 16 располагается на вертикальном или горизонтальном краю экрана. В случае, когда результаты, полученные на этапах S203 и S207, являются положительными, курсор 16 располагается в одном из краев экрана. За этапом S208 следует этап S209, на котором определяют, переместилось ли устройство 20 позиционирования обратно на то же самое вертикальное расстояние (расстояние вдоль направления вверх и вниз), так как курсор 16 попал на горизонтальный край. Если результат является отрицательным, то вертикальное перемещение курсора 16 сохраняется заблокированным, и процесс возвращается на этап S200. Если результат, полученный на этапе S205, является положительным, то блокировка перемещения курсора 16 в вертикальном направлении снимается, и процесс также возвращается на этап S200. В этом случае снова следует отметить, что этот этап также включает в себя такую ситуацию, где курсор 16 переместился более чем на то же самое расстояние обратно, где в этом случае разность между расстоянием до края и смещением устройства необходимо использовать для позиционирования курсора 16 на экране 12.

Согласно второму варианту осуществления, передаточная функция изменяется в соответствии с предыдущими перемещениями указательного устройства, которые были выполнены в пределах предыдущего периода времени так, чтобы маленькие перемещения в пределах предыдущего периода времени приводили к большему отношению перемещения указательного устройства к перемещению курсора, чем в случае больших перемещений в пределах предыдущего периода времени.

Эта передаточная функция, согласно второму варианту осуществления, описана упрощенным способом со ссылкой на фиг.4. На этапе S300 расстояние перемещений указательного устройства измеряется на определенном периоде времени (например, 1-10 секунд). Следует отметить, что этот этап является упрощенным, на практике перемещение дискретизируется на непрерывный поток положений. Это позволяет легко рассчитать такие величины, как скорость, скользящее среднее скорости и т.д. На этапе S300 полагают, что одно движение - это движение до тех пор, пока направление перемещения, по существу, не изменится (более чем на 20-30є) или на противоположное. Из этого множества перемещений вычисляется скользящее среднее расстояние перемещения. Вместо скользящего среднего можно также использовать некоторые другие виды величины, вычисленной из прошлых перемещений. На этапе S301 вычисленное скользящее среднее сохраняют в памяти устройства 18 управления. Поэтому на этапе S302 вновь вычисленное скользящее среднее сравнивают с ранее вычисленным скользящим средним. Если вновь вычисленное или определенное скользящее среднее меньше, чем ранее определенное скользящее среднее, операция продолжается на этапе S303, где увеличивается передаточное число перемещения указательного устройства к перемещению курсора. В противном случае процесс продолжается на этапе S304, где процесс уменьшает передаточное число перемещения указательного устройства к перемещению курсора. После этапов S303 и S304 процесс возвращается на этап S300.

Дополнительно, передаточная функция, согласно второму варианту осуществления, позволяет обеспечить особенность, которая заключается в том, что передаточное число перемещения координатно-указательного устройства (указательного устройства) к перемещению курсора не изменяется до тех пор, пока вновь определенное скользящее среднее и ранее определенное скользящее среднее не отклонятся на определенную величину друг от друга. Кроме того, это может содержать особенность, которая заключается в том, что величина, на которую увеличивается или уменьшается передаточное число, зависит от величины отклонения между вновь определенным скользящим средним и ранее определенным скользящим средним. Более того, перед этапом S304 (и после S302) можно включить дополнительный этап, чтобы гарантировать, что в случае вновь определенного скользящего среднего, равного ранее определенному скользящему среднему (что маловероятно), этап S304 пропускается.

Более того, настоящее изобретение можно, кроме того, выполнить преимущественно путем обеспечения передаточной функции, которая изменяется в соответствии со скоростью перемещения указательного устройства так, чтобы низкая скорость перемещения указательного устройства приводила к большему отношению перемещения указательного устройства к перемещению курсора, чем в случае высокой скорости перемещения указательного устройства. Таким образом, медленное перемещение указательного устройства требует многочисленных, но медленных перемещений, что позволяют облегчить точное позиционирование курсора 16.

По отношению к вышеупомянутым передаточным функциям следует отметить, что первый и второй вариант осуществления можно также объединить для того, чтобы полностью обеспечить улучшенную работоспособность курсора.

Настоящее изобретение можно выполнить в любом устройстве, которое преобразует относительное движение указательного устройства 20 в движение курсора 16. Преобразование движения устройства в движение курсора (которое обычно выполняется в устройстве 18 управления с помощью драйвера устройства) необходимо выполнять так, чтобы, когда курсор 16 попадает на край экрана 12, движение устройства в горизонтальном и вертикальном направлении сохранялось и интегрировалось. Только в случае, когда интегрированное движение равно нулю (устройство находится в ориентации, где курсор попадает только на край экрана), движение устройства преобразуется снова в движение курсора. Это выполняется по отдельности в горизонтальном и вертикальном направлении.

Передаточные функции определяют движение указательного устройства 20 и движение курсора 16, в котором эти передаточные функции могут зависеть от скорости указательного устройства 20 и предыдущих смещений указательного устройства 20 в ограниченном временном интервале.

Настоящее изобретение можно применить в любом случае, где необходимо управлять курсором на большом экране с помощью ручного устройства. В частности, это имеет место при медицинском вмешательстве в лаборатории для проведения катетеризации с помощью большого экрана, где врачу необходимо управлять приложениями на экране в помещении для обследования. Это влечет за собой сочетание большого расстояния до курсора с точными движениями для управления параметрами приложения.

Хотя настоящее изобретение было подробно описано и иллюстрировано с помощью чертежей, в приведенном выше описании такую иллюстрацию и описание следует рассматривать иллюстративными или образцовыми, а не ограничительными, и они не предназначены для ограничения изобретения в раскрытых вариантах осуществления. Сам по себе факт, что определенные меры упоминаются во взаимоотличающихся зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинацию этих мер нельзя выгодно использовать. Любые ссылочные позиции формулы изобретения не должны толковаться как ограничивающие формулу изобретения.