KR100404745B1 - 영상 스위치 및 이를 이용한 제품 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기.전자, 컴퓨터, 자동차, 산업용기기 등 제반 제품을 제어할 수 있는 스위치 조작 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 제품의 제어를 스위치 영상을 터치하는 것으로 용이하게 제어할 수 있는 영상 스위치 및 이를 이용한 제품 제어방법에 관한 것이다.

이러한 본 발명의 영상 스위치는, 제품의 작동을 제어하기 위한 조작장치에 있어서, 소정의 스위치 영상을 발생하기 위한 영상생성부와; 상기 영상생성부에 의해 생성된 스위치 영상을 터치하는 것을 감지하기 위한 센서를 구비하여 상기 센서의 감지신호에 따라 해당 제품의 기능을 작동시키는 것을 특징으로 한다.

따라서, 본 발명에 따르면 센서기술과 입체 영상기술의 유기적인 조합에 의한 첨단 제어 스위치 기능을 구현할 수 있다. 즉, 본 발명은 실생활에서 쉽게 접하는 전기전자, 컴퓨터, 자동차 등의 각종 제어부분을 실물을 없애고 허공에 뜬 입체영상으로 제어하는 방식으로서, 사용자에게 신비감과 안전성 및 편리성을 제공하고, 적용 제품의 가치를 높일 수 있다.

Description

영상 스위치 및 이를 이용한 제품 제어방법 { image switch and method of controlling a product using therof }

본 발명은 전기.전자, 컴퓨터, 자동차, 산업용기기 등 제반 제품을 제어할 수 있는 스위치 조작 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 각종 제품의 제어를 스위치 영상을 터치하는 것으로 용이하게 제어할 수 있는 영상 스위치 및 이를 이용한 제품 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 각종 전자제품이나 차량, 산업용기기 등은 해당 제품을 제어하기 위한 스위치 패널을 구비하고 있고, 운영자(operator)는 스위치를 이용하여 해당 제품의 각종 기능들을 제어한다. 이때, 통상의 제품들을 제어하기 위한 종래의 방법으로는 제품의 본체에 부착된 스위치(버튼) 등을 직접 접촉하여 조작하는 직접 접촉 방법과, 제품의 본체와 분리된 리모콘을 이용하여 원격 제어하는 리모콘 방법, 음성인식기술을 이용하여 제어하는 음성인식방법 등이 있다. 여기서, 직접 접촉 방법은 아날로그 푸시버튼이나 온도감지센서식 터치버튼, 및 액정 터치 스크린 등을 이용하여 운영자(조작자)가 본체 또는 제어패널의 스위치를 직접 접촉하여 제어하는 방식이고, 리모콘 방식은 적외선(IR) 송출장치(리모콘)와 본체의 수신장치가 연동되어 작동되는 것이며, 음성인식 제어방식은 음성인식 센서가 사전 인식된 음성정보를 이용하여 제어신호를 발생하는 방식이다.

그런데 이와 같은 종래의 제어방법에서 직접 접촉 방식은 제품 본체를 손으로 직접 접촉해야 되므로 원하는 위치에서 제어하기 어렵고, 만약 본체에 유해 전자파가 발생된다면 이에 대해 운영자가 노출되는 것을 피하기 어려우며, 사용자의 부주의 또는 전기의 누전 등으로 인한 감전사고의 위험이 있다. 그리고 리모콘을 이용하는 방식은 리모콘을 분실할 우려가 있고, 음성인식 방식은 주변잡음이 없는 제한된 환경에서만 사용 가능한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위하여 스위치 조작을 상징하는 스위치 영상을 허공에 맺게 한 후 이를 터치함으로써 해당 제품의 동작을 제어할 수 있는 영상 스위치 및 이를 이용한 제품 제어 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 영상 스위치 개념을 도시한 개념도,

도 2는 본 발명에 따른 제어부의 동작 흐름도,

도 3은 본 발명에 따른 영상 스위치 패널에서 스위치 영상의 예,

도 4는 본 발명에 따른 영상 스위치 패널에서 영상부의 예,

도 5a는 본 발명에 따른 영상 스위치 패널의 평면도,

도 5b는 본 발명에 따른 영상 스위치 패널의 정면도,

도 6은 본 발명에 따른 영상 스위치 패널의 동작 절차를 도시한 흐름도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

102: 스위치 영상 110: 영상생성부

112: 영상소스 114: 렌즈

120: 센서 130: 제품

132: 제어부

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 영상 스위치는, 제품의 작동을 제어하기 위한 조작장치에 있어서, 소정의 스위치 영상을 발생하기 위한 영상생성부와; 상기 영상생성부에 의해 생성된 스위치 영상을 터치하는 것을 감지하기 위한 센서를 구비하여 상기 센서의 감지신호에 따라 해당 제품의 기능을 작동시키는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 스위치 패널은 제품에 연결되어 제품을 제어하기 위한 스위치 신호를 제공하는 스위치 패널에 있어서, 각각의 스위치 영상을 생성하기 위한 다수의 영상생성부; 상기 영상생성부에 의해 각각 생성된 스위치 영상을 감지하기 위한 다수의 센서들; 및 상기 각 센서들에 의해감지된 신호를 상기 제품에 전달하기 위한 인터페이스부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제어방법은 소정의 스위치 영상을 생성하여 허공에 표시하는 단계; 상기 스위치 영상을 터치하는지 감시하는 단계; 및 상기 스위치 영상을 터치하는 것이 감지되면, 해당 기능을 작동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 자세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명에 따른 영상 스위치 개념을 도시한 개념도로서, 본 발명의 영상 스위치는 조작을 위한 스위치 영상(2차원 혹은 3차원)(102)을 발생하는 영상생성부(110)와, 영상생성부(110)에 의해 생성된 스위치 영상(102)을 터치하는 것을 감지하기 위한 센서(120), 상기 센서의 감지신호에 따라 해당 기능을 작동시키는 제품(130)으로 구성된다.

도 1을 참조하면, 영상생성부(110)는 스위치 영상의 소스를 저장하고 있는 영상소스(112)와, 영상소스(112)의 영상을 입체화하여 임의의 허공에 스위치 영상을 맺게 하는 입체투사렌즈(입체투사 DIA렌즈 등)(114)로 구성되고, 센서(120)는 허공에 맺힌 스위치 영상(102)(이 위치를 감지영역이라 함)을 손(104) 등으로 터치하는 것을 감지하기 위한 것으로서, 적외선센서, 초음파센서, 광센서, 온도감지센서, 카메라 등 다양한 센서로 구현될 수 있다. 이때, 영상생성부(110)는 영상소스(112)를 설치 위치의 조도에 맞춰 적절한 빛과 함께 렌즈(114)에 투사할 때, 영상소스(112)의 위치를 조절하거나 반사렌즈(미도시)를 별도로 설치함으로써 그 투사거리를 자유로이 조절 가능하며, 그 높이 또한 자유로이 조절 가능하다.

그리고 제품(130)은 스위치 기능을 필요로 하는 모든 제품이 될 수 있으며, 예컨대 전기.전자제품(텔레비젼, 에어콘, 오디오기기 등), 컴퓨터, 자동차, 산업용 기기 등이다. 이러한 제품(130)은 적어도 감지신호를 입력받아 해당 기능을 수행하기 위한 제어부(132)를 포함하고 있으며, 제어부(132)의 제어에 따라 제어대상(134)이 해당 기능을 처리한다. 이 때, 영상 스위치 기능을 온/오프하기 위한 스위치(136)를 별도로 구비할 수도 있고, 이 경우 그 스위치(136)가 온될 경우에는 스위치 영상(102)이 나타나 동작하고, 오프되면 스위치 영상(102)이 나타나지 않게 된다. 통상적으로, 제어부(132)는 마이콤으로 구현되나 다른 전자회로소자(반도체)를 이용하여 구현될 수도 있다.

도 2는 본 발명에 따른 제어부의 동작 흐름도이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 영상 스위치를 이용하는 제품의 제어부(132)는 영상스위치 기능이 온되어 있으면, 센서 작동을 감시하여 센서(120)로부터 감지신호가 입력되는지 모니터링한다(S1,S2). 센서(120)로부터 감지신호가 검출되면, 미리 정의된 해당 기능을 수행한다(S3,S4). 예컨대, 스위치 영상이 해당 제품을 온시키는 기능으로 정의된 경우에 감지부(132)는 센서(120)로부터 감지신호가 입력되면 해당 제품의 전원을 온시킨다.

이와 같이 본 발명에 따른 영상 스위치는 제품에 직접 접촉할 필요가 없으므로 접촉에 따른 사고(감전사고, 유해전자파에 대한 노출 등)를 방지할 수 있고, 센서(120)의 위치를 임의로 조정함과 동시에 영상생성부(110)를 조절하여 임의의 위치에 스위치 영상을 맺게 할 수 있으므로 제어가 편리한 잇점이 있다. 특히, 스위치 영상을 해당 기능과 관련하여 다양한 형태로 구현할 수 있으므로 조작자에게 주의를 촉구할 수 있음과 아울러 조작에 대한 신선한 느낌을 줄 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 영상 스위치를 다수개 설치한 영상 스위치 패널에서 스위치 영상의 예이다. 이와 같이 영상 스위치를 2개 이상 다수개를 설치할 때 는 스위치 영상간 간격이 오동작을 방지하도록 정밀히 계산되어야 하고, 제반 센서를 설치할 때 그 터치 시간에 대비한 반응시간을 정밀히 계산하여 근접한 다른 영상 스위치의 오동작을 방지하기 위해 최소 0.1초 이상의 인식유보시간(지연시간)을 둘 필요가 있다. 그리고 영상 스위치 패널이 제품과 분리된 구조에서는 센서가 감응하게 되면, 그 감지신호를 RS232 등의 디지탈신호로 변환하여 해당 제품으로 전달한다.

도 3를 참조하면, 영상 스위치 패널의 전면부 허공에 6개의 스위치 영상(102-1~102~6)이 맺혀 있는 것을 보여주고 있고, 이 스위치 영상(102-1~102-6)을 손(104)으로 터치하는 모습이 도시되어 있다. 이와 같은 스위치 영상(102-1~102-6)의 위치(감지영역)는 후술하는 바와 같이, 내부 조절자를 이용하여 높이와 거리를 조절할 수 있다. 그리고 스위치 영상의 모양은 스위치 기능과 관련하여 다양한 형태로 구현될 수도 있고, 흥미를 끌 수 있는 형태(예컨대, 비행접시, 동물, 기하학적 모양 등)로 구현될 수도 있으며, 동영상 또는 입체 영상 및 평면 영상 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

도 4는 본 발명에 따른 영상 스위치 패널에서 영상생성부의 예로서, 6개의 영상생성부(110-1~110-6)가 도시되어 있다. 그리고 각 영상생성부(110-1~110-6)에는 입체투사렌즈(104-1~104-6)가 구비되어 있고, 상,하단에는 센서들(120-1a~120-6a; 120-1b~120-6b)이 부착되어 있다. 이때, 각 영상생성부(110-1~110-6)의 2개의 센서중 하나는 주센서이고, 다른 하나는 보조센서인데, 보조센서는 주센서가 고장나거나 성능이 저하된 경우에도 스위치 영상 터치를 정확하게 감지하기 위한 것이다.

이와 같이, 다수의 스위치를 갖도록 구현할 경우에는 서로 이웃한 센서를 다른 종류의 센서로 하여 스위치 영상이 가까이 위치함(즉, 감지 영역이 근접함)으로써 인접한 센서들이 오동작 하는 것을 방지할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 제 1 스위치기능을 위한 센서(120-1a,120-1b)로는 적외선(IR)센서를 사용하고, 제 2 스위치기능을 위한 센서(120-2a,120-2b)로는 초음파센서를 사용하며, 제 3 스위치기능을 위한 센서(120-3a,120-3b)로는 광(optical)센서를 사용한다. 그리고 제 4 스위치기능을 위한 센서(120-4a,120-4b)로는 온도감지센서를 사용하고, 제 5 스위치 기능을 위한 센서(120-5a,120-5b)로는 광학렌즈(카메라)를 사용하며, 제 6 스위치 기능을 위한 센서(120-6a,120-6b)로는 다른 IC센서를 사용한다.

도 5a는 본 발명에 따른 영상 스위치 패널의 평면도이고, 도 5b는 본 발명에 따른 영상 스위치 패널의 정면도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 6개의 영상생성부(110-1~110-6)가 배열되어 있고, 각 영상생성부(110-1~110-6)에는 센서(120-1a~120-6a)가 부착되어 있으며, 입체영상의 위치를 조절하기 위한 조절자(조절 클램프)(504-1~504-6)가 부착되어 있다. 영상생성부(110-1~110-6)에 위치한 조절자(504-1~504-6)는 스위치 영상의 거리를 조절하기 위한 것이고, 좌우 양단에 설치된 조절자(조절 클램프)(502)는 입체영상의 높이를 조절하기 위한 것이다. 그리고 스위치 영상(102-1~102-6)이 표시되는 전면부(520)에는 스모그 아크릴이 부착되어 있어 스위치 영상(102-1~102-6)의 식별력을 향상시키도록 되어 있다.

또한 각 영상생성부(110-1~110-6)의 후단에는 조명을 위한 조명등(506-1~506-6)과 온도를 감지하기 위한 온도센서(510)가 설치되어 있고, 각 조명등(506-1~506-6)은 전원분배기(508)에 의해 분배된 전원을 공급받아 작동한다. 온도센서(510)는 내부의 온도가 과열되어 소자가 파손되는 것을 방지하기 위한 것이다. 영상 스위치 패널의 4 모서리에는 영상 스위치 패널의 높낮이를 조절하기 위한 위치조절 클램프(516)가 부착되어 있고, 후면에는 조도조절을 위한 조절자(514)와 전원스위치(512)가 설치되어 있다. 그리고 조명등(506-1~506-6)에 의해 내부가 과열되는 것을 방지하기 위하여 강제로 환기시키기 위한 팬이 설치되어 있다.

이와 같은 영상 스위치 패널의 구성은 하나의 예에 불과한 것으로, 설치되는 위치 및 제품에 따라 다양한 형태로 구현될 수 있다.

예컨대, 자동차에 설치될 경우에는 자동차의 계기패널이나 전면에 부착가능하도록 구성될 수 있고, 산업용기기에 설치될 경우에는 조작실에 별도로 설치되어멀리서 기기를 제어할 수 있도록 구성될 수도 있으며, 각종 전자제품에 채용될 경우에는 전자제품의 프론트에 내장되도록 설치될 수도 있다.

도 6은 본 발명에 따른 영상 스위치 패널의 동작 절차를 도시한 흐름도이다.

도 6을 참조하면, 제품의 전원이 온(스위치 패널이 제품에 내장된 경우)되거나 영상 스위치 패널의 스위치가 온되면, 조명 및 각종 센서들이 온되어 동작한다(S11,S12). 이에 따라 영상 스위치 패널의 전면부 허공에는 스위치 영상(102-1~102-6)이 표시되고, 각 센서들(120-1a~120-6a; 120-1b~120-6b)은 해당 스위치 영상이 표시되는 영역(감지영역)을 감시한다(S13,S14).

운영자(사용자 혹은 조작자)가 원하는 기능을 조작하기 위해 해당 스위치 영상을 터치하면, 해당 감지영역을 감시하고 있던 센서가 작동되어 감지신호를 발생한다. 이 감지신호가 검출되면, 제품의 제어부(132)는 해당 센서에 정의된 기능을 작동시킨다(S15,S16). 감지신호가 검출되지 않거나 해당 기능 작동 후 소정(예컨대, 0.1초)의 지연시간을 두고 다음 센서의 작동을 감시한다(S18).

이와 같이 본 발명의 실시예에서는 다수의 센서가 있을 경우에 동시에 감시하지 않고 스캔방식으로 순차적으로 센서들을 감시함과 아울러 소정의 지연시간(0.1초)을 둠으로서 오작동을 미리 예방할 수 있다. 기능이 중복 가능한 경우에는 다수의 센서가 동작하는 것을 동시에 감시하여 병렬적으로 처리할 수도 있다.

이와 같은 본 발명이 적용되는 몇가지 구체적인 예를 살펴보면 다음과 같다.

1. 음향/영상기기의 온/오프 기능 및 내용 변환기능

음향, 영상기기 등의 전원을 켜고, 끄거나 채널을 바꾸며, 음량을 조절할 수 있게 하는 일반 기능을 수행하는 조작부나 리모콘을 대신하여 대상 기기의 설치위치로부터 조작을 원하는 위치의 허공에 입체 스위치 영상을 만들 수 있다.

2. 제반 전기,전자 제품의 전원 단속 및 기능변환 기능 적용

일상의 가전제품 등 제반 전기,전자제품들의 조작부를 본 발명에 따른 입체 영상 스위치로 구현할 수 있다.

3. 컴퓨터 및 각종 산업용 공작 기계류의 조작 스위치로 설치가능

산업현장에서 활용되는 각종 공작 기계류의 전원단속 및 기능전환, 컴퓨터의 전원단속 및 키보드를 입체 영상 스위치로 설치 가능하다.

4. 자동차내의 전자 편의장치의 제어스위치로 설치

자동차의 시동장치, 각종 편의 전자장치(에어콘, 차량 오디오 등)의 조작 제어부를 입체 영상 스위치로 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 센서기술과 입체 영상기술의 유기적인 조합에 의한 첨단 제어 스위치 기능을 구현할 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 실생활에서 쉽게 접하는 전기전자, 컴퓨터, 자동차 등의 각종 제어부분을 실물을 없애고 허공에 뜬 입체영상으로 제어할 수 있으므로 사용자에게 신비감과 안전성 및 편리성을 제공하고, 적용 제품의 가치를 높일 수 있다. 또한, 본 발명에서는 제품을 직접 접촉하지 않으므로, 유해 전자파에의 노출이나 감전사고 등을 예방할 수 있다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. (정정) 제품의 N 개의 기능 작동을 제어하기 위한 조작장치에 있어서,

   조명과, 영상소스와, 상기 조명에 의해 상기 영상소스의 상을 투사하여 허공에 스위치 영상을 맺게 하는 입체투사렌즈와, 상기 스위치 영상의 위치를 조절하기 위한 조절수단으로 이루어져 해당 기능의 스위치 영상을 각각 생성하는 N개의 영상 생성부;

   상기 영상 생성부에 의해 생성된 해당 기능의 스위치 영상이 터치되는 것을 감지하기 위한 N개의 센서; 및

   상기 N개의 센서를 순차적으로 스캔하여 임의 센서에 의해 스위치 영상 터치가 감지되면 해당 기능의 온/오프 제어신호를 상기 제품으로 전달하는 인터페이스부를 구비하여

   상기 센서의 감지신호에 따라 해당 제품의 기능을 온/오프 작동시키는 것을 특징으로 하는 영상 스위치.
5. 제4항에 있어서, 상기 조절수단은 상기 영상소스의 위치를 상하로 조절하기위한 조절자 클램프와, 좌우로 조절하기 위한 조절자 클램프로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 스위치.
6. 제4항에 있어서, 상기 조절수단은 영상소스의 상의 경로 및 거리를 변경하기 위한 반사렌즈로 이루어진 것을 특징으로 하는 영상 스위치.
7. (정정) 제4항에 있어서, 상기 센서는 적외선센서, 초음파센서, 광센서, 온도감지센서, 카메라 중 어느 하나이고, 서로 인접한 센서는 서로 다른 종류의 센서인 것을 특징으로 하는 영상 스위치.
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