KR100543710B1 - 동시에 발생되는 복수의 공간적 움직임으로부터 정보 완료신호를 인식하는 공간형 정보 입력 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

복수의 손가락의 동시 움직임을 유효한 움직임으로 인식함으로써 보다 다양한 기능을 제공할 수 있는 공간형 정보 입력 장치 및 방법이 개시된다. 신체의 소정 부위의 움직임이 검출되어 정규화되고 디지털화된다. 이후에, 디지털화된 움직임 신호의 파형에서 유효 신호를 결정하며, 동시에 검출되는 유효 신호를 유효한 움직임 신호로 인식하여 특정 기능이 부여된다. 이 때, 제 1 움직임 신호의 유효 신호 지속 시간 동안 제 2 움직임 신호가 검출되는 경우에 제 1 및 제 2 움직임 신호의 동시 검출이 인식된다. 또한, 상기 신체의 소정 부위는 손가락이 될 수 있으며, 본 발명의 공간형 정보 입력 장치는 장갑 형태로 제공될 수 있다.
공간형 정보 입력 장치, 정보 완료 신호, 가속도 센서

Description

동시에 발생되는 복수의 공간적 움직임으로부터 정보 완료 신호를 인식하는 공간형 정보 입력 장치 및 방법{Spatial information input apparatus and method for recognizing an information-completion signal from a plurality of concurrent spatial motions}
도 1은 종래의 공간형 정보 입력 장치의 구성도이다.
도 2는 도 1의 공간형 정보 입력 장치에서 검출되는 디지털 신호 파형의 예이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공간형 정보 입력 장치의 구성도이다.
도 4는 도 3의 공간형 정보 입력 장치가 장갑 형태의 손에 끼워진 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 유효 신호의 결정을 설명하기 위한 움직임 신호의 파형의 예이다.
도 6은 본 실시에에 따른 손가락 움직임 신호의 검출 패턴에 따른 기능 부여 테이블의 예이다.
도 7은 본 발명의 실시에에 따른 공간형 정보 입력 방법의 구성도이다.
본 발명은 인체의 움직임을 검출하여 유효한 신호로 이용하는 공간형 정보 입력 장치 및 방법에 관 한 것으로서, 특히 동시에 발생되는 복수의 공간적 움직임을 검출할 때 유효 신호가 검출되기 시작하는 시점으로부터 소정 시간 이후에 정보 완료 신호를 인식하는 공간형 정보 입력 장치 및 방법에 관한 것이다.
컴퓨터를 효과적으로 이용하는 가장 중요한 요소 중에 하나가 컴퓨터와 그것을 이용하는 사용자 사이의 인터페이스이다. 대표적인 사용자 인터페이스로 키보드와 마우스를 들 수 있는데, 이들 이외에도 최근에는 새로운 형태의 입력 장치에 대한 요구가 높아지고 있다.
특히, 컴퓨터 게임의 발달과 함께 전통적인 타건 입력 방식 이외에도 손이나 손가락 등의 특정 인체 부위의 공간적인 움직임을 입력 신호로 이용하는 공간형 정보 입력 장치가 꾸준히 연구되고 있다. 또한, 흥미 유발을 위해 유아용 학습 컴퓨터에 공간형 정보 입력 장치를 도입하는 사례가 늘고 있다.
도 1에는 손가락의 움직임(이하에서는, 어떤 기능의 유발을 목적으로 하는 손가락의 움직임을 '클릭'이라고 칭하며, 클릭에 의해 발생되는 신호를 '정보 완료 신호'라고 칭하기도 한다)을 입력 신호로 이용하는 종래의 공간형 정보 입력 장치가 도시되어 있다. 움직임 검출부(12)의 가속도 센서들(12a)은 각 손가락(11)의 움직임 가속도를 감지하고, 정규화부(13)의 승산기들(13a)은 각 손가락마다 발생하는 가속도의 크기에 각 손가락마다 서로 다르게 할당된 적절한 가중치를 곱함으로서 가속도의 크기를 정규화하며, ADC(14)는 정규화된 아날로그 가속도 신호를 디지털 신호로 변환하고, 유효 신호 결정부(15)는 가속도 신호 중에서 소정의 임계값 이상의 전압을 갖는 움직임 구역에 대해 비트 '1'을 할당하고 임계값 이하의 전압을 갖는 움직임 구역에 대해서는 비트 '0'을 할당한다. 따라서, 공간형 정보 입력 장치로부터 움직임 신호를 수신하는 컴퓨터는 비트 '1'을 유효한 신호로 인식한다.
한편, 시차 비교기(16)는 손가락들(11) 중 하나의 손가락이 연속해서 움직이거나 서로 다른 손가락들이 순차적으로 움직이는 경우에 유효 신호가 검출되기 시작할 때부터 소정 시간 내에 후속 유효 신호가 검출되는 경우에는 먼저 감지된 신호만을 유효한 신호로 출력한다. 예컨대, 검지와 중지가 차례로 움직여 도 2의 (a)와 같은 신호 1 및 신호 2가 검출된 경우에는, 신호 2가 신호 1이 검출되고 나서 소정 시간(Te) 이후에 검출되었기 때문에 신호 1 및 신호 2는 각각 유효한 신호로서 시차 비교기(16)에서 출력된다.
이 때, 신호 1 및 신호 2는 유효 신호 결정부(15)를 거친 이후의 비트 '0'과 '1'의 데이터열이며, 각 손가락의 가속도 크기가 정규화를 거쳤기 때문에 유효 신호가 검출되는 시간(Te)는 각 손가락마다 실질적으로 동일할 것이다. 또한, 움직임 신호의 검출 주기(T)는 인간이 공간적으로 손가락을 움직일 수 있는 초당 최대 횟수를 고려하여 정해지며, 예컨대 경험상 초당 5회 이상 손가락을 연속해서 움직이기는 힘들므로 검출 주기(T)는 통상 200ms 이상으로 제한된다. 이 때, 움직임에 의해 발생되는 가속도 곡선을 정규 사인 곡선으로 볼 때, 일정 전압 이상의 신호만을 유효 신호로 인식하기 때문에 양의 가속도 곡선 부분의 일부가 무효 신호로 인식되어, 결과적으로 유효 신호 검출 시간(Te)과 무효 신호 검출 시간(Ti)은 통상 비대 칭을 이룬다.
한편, 도 2의 (b)와 같이, 신호 1이 시각 t1에서 검출되기 시작하고 시간 Te가 경과하기 전에 신호 2가 시각 t2에서 발생한 경우에, 시차 비교기(16)는 시각 t2에서 검출된 신호 2는 무시하고 신호 1만을 유효한 신호로 최종적으로 출력한다. 이 때, 동시에 움직임이 발생한다고 하더라도 실제로는 어느 정도의 시간 차이가 날 수 밖에 없기 때문에 도 2의 (b)와 같은 신호가 검출된다.
그러나, 종래의 공간형 정보 입력 장치는 도 2의 (b)와 같이 동시에 움직이는 여러 손가락들 중 최초에 감지되는 움직임 신호만을 유효한 신호로 인식하기 때문에 복수의 손가락의 동시 움직임에 어떤 기능을 부여할 수 없다는 문제점이 있다. 특히, 손가락을 이용한 게임기의 경우에 한정된 수의 센서로 최대의 기능을 구현하기 위해서는 손가락의 동시 움직임에 특정 기능을 부여할 필요가 두드러진다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 복수의 손가락의 공간적 움직임을 검출할 때에 최초의 움직임 검출 시점으로부터 소정 시간 이후에 손가락의 움직임들을 최종적으로 인식함으로써 복수의 손가락의 동시 움직임을 유효한 움직임으로 인식할 수 있는 공간형 정보 입력 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 복수의 손가락의 동시 움직임을 유효한 움직임으로 인식함으로써 보다 다양한 기능을 제공할 수 있는 공간형 정보 입력 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 신체의 소정 부위들 각각의 움직임을 소정의 움직임 신호로 검출하는 움직임 검출부와, 실질적으로 동시에 검출되는 상기 움직임 신호들을 특정 기능이 부여되는 유효한 신호로서 출력하는 움직임 신호 처리부를 포함하는 공간형 정보 입력 장치를 제공한다.
이 때, 상기 움직임 신호 처리부는 신체의 어느 부위의 유효한 움직임 신호가 검출되기 시작하고 나서, 움직임 신호 검출 주기 내에서, 신체의 다른 부위의 유효한 움직임 신호가 소정 시간 동안에 검출될 때, 상기 움직임 신호들이 실질적으로 동시에 검출되는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하며, 상기 유효한 움직임 신호는 상기 움직임 신호의 양이 소정의 임계값을 초과할 때 검출되며, 상기 소정 시간은 상기 유효한 움직임 신호가 연속적으로 검출되는 동안의 시간인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 움직임 검출부는 상기 신체의 소정 부위들 각각의 가속도 변화량을 검출하기 위한 가속도 센서들로 구성될 수 있다.
또한, 상기 움직임 신호 처리부는, 상기 움직임 신호들을 각 신체 부위의 움직임 특성에 따라 정규화하는 정규화부와, 상기 정규화된 움직임 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 변환된 움직임 신호 중에서 소정의 임계값 이상인 신호를 유효 신호로 결정하는 유효 신호 결정부와, 제 1 움직임 신호의 유효 신호가 검출된 이후에 유효 신호의 지속 시간 이하의 소정 시간 동안 하나 이상의 제 2 움직임 신호의 유효 신호가 검출되는 경우에 제 1 및 제 2 움직임 신호가 실질적 으로 동시에 검출된 것으로 인식하는 신호 인식부를 포함하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 유효 신호 결정부는 소정의 샘플링 주기마다 상기 변환된 움직임 신호를 샘플링하며, 상기 샘플링된 신호의 크기가 상기 임계값 이상이면 비트 '1'을 할당하고 그렇지 않으면 비트 '0'을 할당하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 신호 인식부는 상기 제 1 움직임 신호의 유효 시간이 검출된 때로부터 상기 소정 시간 동안 매 샘플링 주기마다 상기 유효 신호의 존재 유무를 나타내는 정보를 각 움직임 신호별로 저장할 수 있는 메모리 수단을 포함하며, 상기 신호 인식부는 상기 메모리 수단에 저장되어 있는 정보를 상기 소정 시간 이후에 특정 기능을 나타내는 데이터열로 출력하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 국면은, (a) 신체의 소정 부위들 각각의 움직임을 소정의 움직임 신호로 검출하는 단계와, (b) 실질적으로 동시에 검출되는 상기 움직임 신호들을 특정 기능이 부여되는 유효한 신호로서 출력하는 단계를 포함하는 공간형 정보 입력 방법을 제공한다.
이 때, 상기 (b) 단계는, (b1) 상기 움직임 신호들을 각 신체 부위의 움직임 특성에 따라 정규화하는 단계와, (b2) 상기 정규화된 움직임 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와, (b3) 상기 변환된 움직임 신호 중에서 소정의 임계값 이상인 신호를 유효 신호로 결정하는 단계와, (b4) 제 1 움직임 신호의 유효 신호가 검출된 이후에 유효 신호의 지속 시간 이하의 소정 시간 동안 하나 이상의 제 2 움직임 신호의 유효 신호가 검출되는 경우에 제 1 및 제 2 움직임 신호가 실질적으로 동시에 검출된 것으로 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 (b4) 단계는, (b4-1)상기 제 1 움직임 신호의 유효 시간이 검출된 때로부터 상기 소정 시간 동안 매 샘플링 주기마다 상기 유효 신호의 존재 유무를 나타내는 정보를 각 움직임 신호별로 저장하는 단계와, (b4-2) 상기 소정 시간 이후에, 상기 메모리 수단에 저장되어 있는 정보를 특정 기능을 나타내는 데이터열로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 국면은, 상기 공간형 정보 입력 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 제공한다.
한편, 본 발명의 공간형 정보 입력 장치 및 방법은, 인체의 손가락의 움직임을 유효한 정보로서 인식하는 데에도 적용될 수 있다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.
도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 공간형 정보 입력 장치의 블록도가 도시되어 있다. 공간형 정보 입력 장치(30)는 손가락마다 할당된 가속도 센서들로 구성되어 각 손가락의 움직임을 검출하는 움직임 검출부(32)와, 손가락의 움직임을 검출하여 손가락의 움직임 패턴에 따라 특정 기능에 대응하는 신호를 출력하는 신호 처리부(34)를 포함한다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 움직임 검출부(32)는 엄지, 검지 및 중지에 각각 부착되어 각 손가락의 움직임을 검출하는 다수의 센서들(32a, 32b, 32c)로 구성되며, 신호 처리부(34)는 손등에 배치되어 각 센서들(32a, 32b, 32c)과 유무선을 통해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 본 실시예의 공간형 정보 입력 장치(30)는 손에 끼는 장갑 형태로 제공된다. 그러나, 본 실시예의 공간형 정보 입력 장치(30)는 움직임 정보로서 이용하고자 하는 신체의 부위에 따라 손 이외에도, 발, 머리, 팔 및/또는 다리 등에 부착될 수 있다.
이 때, 센서들(32a, 32b, 32c)은 손가락의 움직임을 검출하여 소정의 움직임 신호로 출력하는 것이면 어떤 것이든 상관없으며, 예컨대 손가락의 움직여진 정도를 가속도의 변화량, 각속도의 변화량, 저항의 변화량, 커패시턴스의 변화량, 자장의 변화량, 자장의 방향 또는 펄스의 개수의 변화량을 통해 감지할 수 있다. 이를 위해, 움직임 검출부(32)는 가속도나 각속도의 변화량을 감지하는 MEMS(Micro ElectroMechanic System) 관성 센서, 저항의 변화량을 감지하는 가변 저항 센서, 커패시턴스의 변화량을 감지하는 가변 커패시터 센서, 자장의 변화량 또는 자장의 방향을 감지하는 마그네틱 센서 또는 펄스의 개수의 변화량을 감지하는 회전 인코더(rotary encoder) 형태의 센서들로 구성될 수 있다.
정규화부(341)는 입력되는 감지 신호를 정규화하기 위해 예컨대 입력된 감지 신호에 소정의 가중치를 곱하기 위한 승산기들(미도시)로 구성될 수 있다. 즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 엄지, 검지 및 중지에 각각 센서들(32a, 32b, 32c)을 부착한 경우에, 각 손가락을 클릭할 때 발생하는 움직임의 양이 각각 다르므로 감지된 결과에서 크기가 변화한 성분만을 특징량으로 검출하기 위해서 감지된 결과들을 정규화할 필요가 있다. 이를 위해, 엄지 손가락의 움직임을 감지한 결과에 곱해지는 가중치는 그 이외의 손가락의 움직임을 감지한 결과에 곱해지는 가중치보다 크게 설정된다. 이와 같이, 가중치는 각 손가락이 움직일 수 있는 정도에 따라 경험에 따라 설정되며, 특히 신뢰할 만한 횟수의 실험을 통해 미리 설정되는 것이 바람직 하다.
ADC(343)는 정규화부(341)에서 정규화된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 이 때, 본 실시예에서는 ADC(343)가 정규화부(341) 다음에 배치되지만, ADC(343)가 정규화부(341) 이전에 배치되어도 상관없으며, 움직임 검출부(32)에서 검출되는 신호가 디지털 형태인 경우에 ADC(343)는 생략될 수도 있다.
유효 신호 결정부(345)는, 검출된 움직임 신호 중에서 소정의 임계값 이상인 신호만을 유효한 신호로 인식한다. 즉, 손가락이 정지해 있는 경우라 하더라도 미세한 움직임은 항상 감지될 수 있으며 더욱이 손가락의 구조상 어느 손가락이 움직이면 다른 인접한 손가락이 어느 정도 따라서 움직일 수 밖에 없기 때문에, 이러한 의도하지 않은 움직임을 무시하고 의미있는 움직임만을 유효한 신호로서 인식할 필요가 있다. 따라서, 유효 신호 결정부(345)는 이러한 의도하지 않은 움직임을 배제하기 위해 임계값 이상의 신호만을 의미있는 유효한 신호로 인식한다.
도 5의 (a)는 움직임 검출부(32) 및 정규화부(341)를 거친 움직임 신호의 시간 변화량를 나타내며, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)의 아날로그 신호에 대응되는 A/D 변환된 움직임 신호의 시간 변화량을 나타낸다. 신호 1은 시간(Te) 동안 임계 전압(Vth)을 초과하고 있기 때문에 이 시간(Te) 동안이 유효한 신호로 인식된다. 그러나, 신호 2는 임계 전압(Vth)을 초과하는 구간이 없으므로 전체가 무효한 신호로 인식된다. 이 때, 유효 신호 결정부(345)는 임계 전압(Vth) 이상의 움직임 신호에 대해서는 비트 '1'을 할당하고 나머지 신호에 대해서는 비트 0을 할당하여 도 2와 같이 '1'과 '0'으로 표시되는 움직임 신호열을 생성한다. 이 때, 검출 주기(T) 를 200ms로 했을 때, 유효 신호 검출 시간(Te)은 50~100ms로 하는 것이 움직임 신호의 인식율과 클릭 입력 속도가 모두 양호하게 나타난다.
신호 인식부(347)는, 세 개의 손가락의 움직임 신호의 검출 패턴에 대응하는 기능을 부여하기 위해 검출 패턴에 따라 일정한 기능 신호를 출력한다. 도 6에는 손가락 움직임 신호의 검출 패턴에 따른 기능 부여 테이블의 예가 도시되어 있다. 신호 인식부(347)는 소정 시간 간격으로 3비트의 데이터열(S1-S2-S3)을 도시하지 않은 컴퓨터로 송신하며, 컴퓨터의 프로세서는 이 출력 신호를 바탕으로 인터페이스 화면의 구성을 변경하거나 컴퓨터가 특정 동작을 수행하도록 제어한다.
즉, 신호 인식부(347)는 움직임 신호의 유효 신호 검출 시간(Te) 동안에 검출되는 유효 신호의 유무에 따라 각 손가락에 각각 비트 '1'과 '0'을 할당하여 총 3비트의 데이터열(S1-S2-S3)을 생성하며, 엄지(S1), 검지(S2) 및 중지(S3) 등의 세 개의 손가락의 움직임 신호가 유효 신호 검출 시간(Te) 동안에 검출되는 패턴에 따라 8가지의 서로 다른 기능(F1~F)을 부여할 수 있다. 예컨대, S1-S2-S3의 데이터열이 '110'인 경우에, 신호 인식부(347)는 엄지(S1)와 검지(S2)가 유효 신호 검출 시간(Te) 동안에 검출되어 엄지와 검지의 움직임이 동시에 검출된 것으로 인식한다. 이 때, 움직임 신호의 유효 신호 유무의 판단은 움직임 신호열의 상승 에지(rising edge)가 유효 신호 검출 시간(Te) 내에 검출되는지 여부로 판단한다.
이를 위해, 신호 인식부(347)는 내부 버퍼를 마련해 두어, 최초의 유효 신호가 검출된 시점으로부터 유효 신호 검출 시간(Te) 동안에 검출된 다른 신호들을 내부 버퍼에 저장해 두었다가 유효 신호 검출 시간(Te)이 경과한 뒤에 도 6에 도시된 바와 같은 3비트의 데이터열을 생성하여 출력한다.
예를 들어, 도 2의 (b)에서, 시각 t1에서 신호 1의 데이터열의 상승 에지가 검출되면 시각 t1+Te까지 샘플링 주기(Ts)에 따라 (1, 1, 1, 1)이 제1 버퍼에 저장되고, 제2 버퍼에는 신호 2의 데이터열에 대해 시각 t1부터 t1+Te까지(0, 0, 1, 1)이 제 2 버퍼에 저장된다. 더 이상 시각 t1부터 t1+Te까지 다른 신호가 검출되지 않으므로, 신호 인식부(347)는 시각 t1+Te 직후의 샘플링 시각에서 최종적으로 '110'을 출력한다.
한편, 유효 신호 검출 시간(Te)이 지나고 검출된 신호는 순차적인 움직임 신호로 인식하기 때문에 본 실시예에서는 유효 신호 검출 시간(Te) 동안에 검출되는 신호를 동시에 발생되는 움직임 신호로 간주하였지만, 유효 신호 검출 시간(Te)보다 더 짧은 시간 동안에 검출되는 움직임 신호들을 동시에 발생되는 움직임 신호로 간주할 수도 있을 것이다.
이와 같이, 도 1에 도시된 종래의 공간형 정보 입력 장치에 따르면 유효 신호 검출 시간(Te) 내에 서로 다른 손가락의 움직임 신호가 검출된 경우에는 먼저 검출된 신호만이 유효한 신호로 인식되고 나중에 선택된 신호는 무시되기 때문에 동시에 검출되는 움직임 신호를 유효한 신호로 인식할 수 없었지만, 본 발명에 따르면 신호 인식부(347)에 의해 움직임 신호의 동시 검출이 가능해졌다. 따라서, 동시 발생하는 움직임에 대해 특정 기능을 부여함으로써 보다 다양한 기능 구현이 가능해졌다.
도 7에는 본 발명의 실시예에 따른 공간형 정보 입력 방법의 흐름도가 도시 되어 있다. 이하에서는, 도 3의 공간형 정보 입력 장치(30)와 연계하여 도 7의 흐름도를 설명한다.
움직임 검출부(32), 정규화부(341) 및 ADC(343)는 손가락들의 움직임 신호를 검출하고 정규화하여 디지털 변환하면(S702, S704, S706), 유효 신호 결정부(345)는 움직임 검출 주기(T) 동안에 유효 신호가 검출되는지를 판단하여 검출되지 않았으면 단계(S702)로 진행하여 움직임 검출을 대기하고 검출되었으면 단계(S710)으로 진행한다. 이 때, 유효 신호 결정부(345)는 움직임 신호가 소정의 임계값 이상인 신호 구간(Te)을 유효 신호로 결정한다.
단계(S710)에서 신호 인식부(347)는 시각 t1에서 최초의 유효 신호가 검출되고 나서 유효 신호 검출 시간(Te) 동안 다른 유효 신호가 검출되는지를 대기하며, Te 동안 다른 유효 신호가 검출되면 해당 유효 신호에 대응하는 움직임과 최초 유효 신호에 대응하는 움직임이 동시에 발생된 것으로 인식하며(S712, S714), 그렇지 않은 경우에는 최초 유효 신호에 대응하는 움직임만이 발생된 것으로 인식한다(S712, S716). 따라서, 신호 인식부(347)는 최종적으로 도 6과 같이 특정 기능들(F1~F8)이 부여되는 3비트의 데이터열을 생성하여 외부의 컴퓨터로 송신한다(S718).
한편, 본 발명의 범위는 상기 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체를 포함하며, 기록 매체는 광 기록 매체 및 자기 기록 매체 뿐만 아니라 인터넷을 통한 전송과 같은 캐리어 웨이브를 포함하며, 컴퓨터가 읽을 수 있는 것이면 특정 기록 형태로 한정되지 않는다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 복수의 손가락의 공간적 움직임을 검출할 때에 최초의 움직임 검출 시점으로부터 소정 시간 이후에 손가락의 움직임들을 최종적으로 인식함으로써 복수의 손가락의 동시 움직임을 유효한 움직임으로 인식할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 복수의 손가락의 동시 움직임을 유효한 움직임으로 인식함으로써 공간형 정보 입력 장치에 보다 다양한 기능을 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (21)

  1. 신체의 소정 부위들 각각의 움직임을 소정의 움직임 신호로 검출하는 움직임 검출부와,
    실질적으로 동시에 검출되는 상기 움직임 신호들을 특정 기능이 부여되는 유효한 신호로서 출력하는 움직임 신호 처리부를 포함하는 공간형 정보 입력 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 움직임 신호 처리부는 신체의 어느 부위의 유효한 움직임 신호가 검출되기 시작하고 나서, 움직임 신호 검출 주기 내에서, 신체의 다른 부위의 유효한 움직임 신호가 소정 시간 동안에 검출될 때, 상기 움직임 신호들이 실질적으로 동시에 검출되는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 유효한 움직임 신호는 상기 움직임 신호의 양이 소정의 임계값을 초과할 때 검출되며, 상기 소정 시간은 상기 유효한 움직임 신호가 연속적으로 검출되는 동안의 시간인 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 움직임 검출부는 상기 신체의 소정 부위들 각각의 가속도 변화량을 검출하기 위한 가속도 센서들로 구성되는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 움직임 신호 처리부는, 상기 움직임 신호들을 각 신체 부위의 움직임 특성에 따라 정규화하는 정규화부와, 상기 정규화된 움직임 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 변환된 움직임 신호 중에서 소정의 임계값 이상인 신호를 유효 신호로 결정하는 유효 신호 결정부와, 제 1 움직임 신호의 유효 신호가 검출된 이후에 유효 신호의 지속 시간 이하의 소정 시간 동안 하나 이상의 제 2 움직임 신호의 유효 신호가 검출되는 경우에 제 1 및 제 2 움직임 신호가 실질적으로 동시에 검출된 것으로 인식하는 신호 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 유효 신호 결정부는 소정의 샘플링 주기마다 상기 변환된 움직임 신호를 샘플링하며, 상기 샘플링된 신호의 크기가 상기 임계값 이상이 면 비트 '1'을 할당하고 그렇지 않으면 비트 '0'을 할당하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 신호 인식부는 상기 제 1 움직임 신호의 유효 시간이 검출된 때로부터 상기 소정 시간 동안 매 샘플링 주기마다 상기 유효 신호의 존재 유무를 나타내는 정보를 각 움직임 신호별로 저장할 수 있는 메모리 수단을 포함하며, 상기 신호 인식부는 상기 메모리 수단에 저장되어 있는 정보를 상기 소정 시간 이후에 특정 기능을 나타내는 데이터열로 출력하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  8. (a) 신체의 소정 부위들 각각의 움직임을 소정의 움직임 신호로 검출하는 단계와,
    (b) 실질적으로 동시에 검출되는 상기 움직임 신호들을 특정 기능이 부여되는 유효한 신호로서 출력하는 단계를 포함하는 공간형 정보 입력 방법.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 (b) 단계는,
    (b1) 상기 움직임 신호들을 각 신체 부위의 움직임 특성에 따라 정규화하는 단계와,
    (b2) 상기 정규화된 움직임 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와,
    (b3) 상기 변환된 움직임 신호 중에서 소정의 임계값 이상인 신호를 유효 신 호로 결정하는 단계와,
    (b4) 제 1 움직임 신호의 유효 신호가 검출된 이후에 유효 신호의 지속 시간 이하의 소정 시간 동안 하나 이상의 제 2 움직임 신호의 유효 신호가 검출되는 경우에 제 1 및 제 2 움직임 신호가 실질적으로 동시에 검출된 것으로 인식하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 방법.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 (b4) 단계는,
    (b4-1)상기 제 1 움직임 신호의 유효 시간이 검출된 때로부터 상기 소정 시간 동안 매 샘플링 주기마다 상기 유효 신호의 존재 유무를 나타내는 정보를 각 움직임 신호별로 저장하는 단계와,
    (b4-2) 상기 소정 시간 이후에, 상기 메모리 수단에 저장되어 있는 정보를 특정 기능을 나타내는 데이터열로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 방법.
  11. 제 8항 내지 제 10항 중 어느 한 항의 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
  12. 신체의 손가락들의 각각의 움직임을 소정의 움직임 신호로 검출하는 움직임 검출부와,
    실질적으로 동시에 검출되는 상기 움직임 신호들을 특정 기능이 부여되는 유 효한 신호로서 출력하는 움직임 신호 처리부를 포함하는 공간형 정보 입력 장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 움직임 신호 처리부는 어느 손가락의 유효한 움직임 신호가 검출되기 시작하고 나서, 움직임 신호 검출 주기 내에서, 하나 이상의 다른 손가락의 유효한 움직임 신호가 소정 시간 동안에 검출될 때, 상기 움직임 신호들이 실질적으로 동시에 검출되는 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 유효한 움직임 신호는 상기 움직임 신호의 양이 소정의 임계값을 초과할 때 검출되며, 상기 소정 시간은 상기 유효한 움직임 신호가 연속적으로 검출되는 동안의 시간인 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 소정 시간은, 상기 움직임 신호 검출 주기가 200ms일 때, 50~100ms인 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  16. 제 12항에 있어서, 상기 움직임 검출부는 상기 손가락들 각각의 가속도 변화량을 검출하기 위한 가속도 센서들로 구성되는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  17. 제 12항에 있어서, 상기 움직임 신호 처리부는, 상기 움직임 신호들을 각 손 가락의 움직임 특성에 따라 정규화하는 정규화부와, 상기 정규화된 움직임 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D 변환부와, 상기 변환된 움직임 신호 중에서 소정의 임계값 이상인 신호를 유효 신호로 결정하는 유효 신호 결정부와, 제 1 움직임 신호의 유효 신호가 검출된 이후에 유효 신호의 지속 시간 이하의 소정 시간 동안 하나 이상의 제 2 움직임 신호의 유효 신호가 검출되는 경우에 제 1 및 제 2 움직임 신호가 실질적으로 동시에 검출된 것으로 인식하는 신호 인식부를 포함하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 유효 신호 결정부는 소정의 샘플링 주기마다 상기 변환된 움직임 신호를 샘플링하며, 상기 샘플링된 신호의 크기가 상기 임계값 이상이면 비트 '1'을 할당하고 그렇지 않으면 비트 '0'을 할당하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 신호 인식부는 상기 제 1 움직임 신호의 유효 시간이 검출된 때로부터 상기 소정 시간 동안 매 샘플링 주기마다 상기 유효 신호의 존재 유무를 나타내는 정보를 각 움직임 신호별로 저장할 수 있는 메모리 수단을 포함하며, 상기 신호 인식부는 상기 메모리 수단에 저장되어 있는 정보를 상기 소정 시간 이후에 특정 기능을 나타내는 데이터열로 출력하는 것을 특징으로 하는 공간형 정보 입력 장치.
  20. (a) 신체의 손가락들 각각의 움직임을 소정의 움직임 신호로 검출하는 단계와,
    (b) 상기 움직임 신호들을 각 손가락의 움직임 특성에 따라 정규화하는 단계와,
    (c) 상기 정규화된 움직임 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계와,
    (d) 상기 변환된 움직임 신호 중에서 소정의 임계값 이상인 신호를 유효 신호로 결정하는 단계와,
    (e) 제 1 움직임 신호의 유효 신호가 검출된 이후에 유효 신호의 지속 시간 이하의 소정 시간 동안 하나 이상의 제 2 움직임 신호의 유효 신호가 검출되는 경우에 제 1 및 제 2 움직임 신호가 실질적으로 동시에 검출된 것으로 인식하는 단계와,
    (f) 실질적으로 동시에 검출되는 상기 움직임 신호들을 특정 기능이 부여되는 유효한 신호로서 출력하는 단계를 포함하는 공간형 정보 입력 방법.
  21. 제 20항의 방법을 실행하는 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록 매체.
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