KR100788499B1 - 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기 - Google Patents

Abstract

광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기가 개시된다. 빛이 투과할 수 있는 투광부와, 투광부 상에 위치한 피사체를 향해 빛을 조사하는 광원부와, 피사체에 의해 반사된 빛을 수광하는 이미지 센서와, 이미지 센서로부터 출력되는 신호를 이용하여 투광부 상에서 피사체의 움직임 및 투광부와 피사체 사이의 거리 변화를 인식함으로써 정보의 입력이 이루어지게 하는 제어부를 포함하는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기는 정보를 용이하게 입력할 수 있다.

히스토그램, 분산, 포인터

Description

광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기{OPTICAL POINTING APPARATUS AND MOBILE TERMINAL HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치의 구성을 나타내는 개략도.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치에서 클릭 입력이 이루어지는 과정을 순차적으로 도시한 도면.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치를 이용하여 클릭 입력을 수행하는 과정 및 그에 따른 히스토그램을 표시한 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치의 동작을 나타내는 상태 천이도.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치를 구비한 휴대 단말기의 사시도.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 포인팅 장치에서 정보 입력 방법을 나타낸 순서도.

<도면 부호의 설명>

10 광 포인팅 장치 11 투광부

13 렌즈 15 이미지 센서

17 기판 21 광원부

23 피사체 27 반사광

본 발명은 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기에 관한 것이다.

일반적으로 휴대용 전화기나 PDA(Personal Digital Assistants) 등의 개인 휴대 단말기는 키패드를 이용한 사용자 인터페이스를 채용하고 있다. 즉, 종래의 휴대용 전화기 등은 숫자 및 문자 등을 입력하기 위해 복수 개의 스위치로 이루어진 키패드를 구비하고, 사용자가 상기 스위치를 눌러서 전화번호 또는 문자 등의 정보를 입력하는 방식을 채택하고 있다.

최근 WIBRO(Wireless Broadband) 서비스 등과 같은 무선 인터넷 서비스가 상용화됨에 따라, 개인 휴대 단말기에도 GUI(Graphical User Interface)를 지원하는 윈도우 운용체계가 채용되었다. 또한, 기술의 발달과 더불어 개인 휴대 단말기는 위성 방송의 송신 등과 같은 다양한 부가 서비스를 구비하게 되었으며, 상기와 같은 부가 서비스의 편리한 운용을 위해서도 GUI를 지원하는 윈도우 운영체계가 채용되기도 하였다.

이와 같이 휴대 단말기의 기능이 복잡해지고 입력해야 하는 정보의 양이 늘 어남에 따라 정보를 용이하게 입력할 수 있는 입력장치의 개발이 절실히 요구되었다.

이와 같은 요구에 의해, 종래의 휴대용 컴퓨터 등에는 터치 패드(touch pad) 또는 트랙 볼(track ball) 등을 채용하였으나, 이러한 입력장치는 부피가 상대적으로 작은 휴대용 단말기에 적용되기에는 어려움이 있었고, 입력 방식에도 많은 어려움이 있었다. 특히 터치 패드 또는 트랙 볼의 경우에는 손가락 등을 이용하여 패드 상에서 움직이거나 볼을 움직여서 커서 등과 같은 포인터 등을 원하는 메뉴가 있는 부분에 위치시킨 후 터치패드 또는 트랙볼과는 별도로 구비된 입력 스위치를 눌러서 입력한다. 따라서 종래의 휴대용 단말기에 적용된 터치패드 또는 트랙볼 등은 입력이 불편하고 단조로운 문제점이 있다.

본 발명은 영상처리를 이용하여 정보를 용이하게 입력할 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 별도의 입력 버튼이나 트랙볼을 구비하지 않더라도 포인터 제어가 용이한 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 포인터 제어나 클릭을 위한 입력 버튼이나 트랙볼을 구비할 필요가 없어 휴대 단말기의 소형화가 가능한 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 광 포인팅 장치는 빛이 투과할 수 있는 투광부와, 투광부 상에 위치한 피사체를 향해 빛을 조사하는 광원부와, 피사체에 의해 반사된 빛을 수광하는 이미지 센서와, 이미지 센서로부터 출력되는 신호를 이용하여 투광부 상에서 피사체의 움직임 및 투광부와 피사체 사이의 거리 변화를 인식함으로써 정보의 입력이 이루어지게 하는 제어부를 포함한다.

이와 같은 광 포인팅 장치는 키패드와 같은 물리적인 방법 대신 영상처리를 이용하여 정보를 입력하는 것을 특징으로 한다. 그리고 제어부는 피사체의 2차원적인 움직임에 따른 이동 입력 모드 및 상하 이동에 따른 클릭 입력 모드를 인식하고 각각의 모드에 따라서 입력이 이루어지게 하기 때문에, 사용자는 정보를 용이하게 입력할 수 있다.

본 발명에 따른 광 포인팅 장치의 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 광 포인팅 장치는 투광부의 표면에 초점이 형성된 렌즈를 포함하고, 제어부는 피사체의 히스토그램을 분석하여 투광부와 피사체 사이의 거리 변화를 인식한다. 따라서 피사체와 투광부의 접촉 여부에 따른 히스토그램을 분석함으로써 클릭 입력이 이루어질 수 있다.

이미지 센서는 복수 개의 픽셀에 대한 픽셀 값을 가지고, 제어부는 픽셀 값의 분산 값이 문턱 값 이상인 경우 피사체가 투광부에 근접한 것으로 판단하며 문턱 값 미만인 경우 피사체가 투광부로부터 일정 간격 이격된 것으로 인식할 수 있 다. 문턱 값은 광 포인팅 장치의 제조사 또는 사용자가 임의로 조정할 수 있다.

피사체와 투광부의 이격 상태가 해제된 후 복원되는 경우 클릭 입력에 따른 정보가 입력된다. 그리고 피사체가 투광부로부터 일정 간격 이격된 정지 모드에서, 분산 값이 문턱 값 미만인 경우 정지 모드가 유지되고 분산 값이 문턱 값 이상인 경우 클릭 입력 또는 평면 입력인지를 파악하는 클릭 대기 모드로 변환된다. 그리고 클릭 대기 모드에서 분산 값이 문턱 값 미만이고 피사체와 투광부가 일정 시간 미만으로 접촉하는 경우 정지 모드로 변환되고, 클릭 대기 모드에서 피사체와 투광부의 접촉 시간이 일정 시간 이상인 경우 입력 모드로 변환된다. 또한, 입력 모드에서 분산 값이 문턱 값 이상인 경우 입력 모드가 유지되고 분산 값이 문턱 값 미만인 경우 정지 모드로 변환된다.

투광부에는 적외선 필터가 구비되어 있고, 광원부는 적외선을 투광부에 조사함으로써, 기타 잡광의 유입이 차단되어 피사체의 움직임이 더욱 잘 감지된다.

본 발명의 일 측면에 따른 휴대 단말기는 상기와 같은 구성을 갖는 광 포인팅 장치를 구비하고, 휴대 단말기는 광 포인팅 장치가 장착되는 본체부와, 본체부와 결합하고 광 포인팅 장치에 의해 입력된 정보가 표시되는 디스플레이부를 구비하며, 투광부는 본체부의 일면에 노출된다.

본 발명에 따른 휴대 단말기의 실시 예들은 다음과 같은 특징들을 하나 또는 그 이상 구비할 수 있다. 예를 들면, 투광부 상에서 피사체의 이동에 대응하여 디스플레이부에는 포인터가 소정의 위치로 이동한다. 따라서 원하는 메뉴 또는 아이콘 등이 위치한 곳에 포인터를 이동할 수 있고, 클릭 입력에 의해 해당 아이콘 등 을 실행할 수 있다. 따라서 본 실시 예에 따른 휴대 단말기는 그래픽 사용자 인터페이스를 구현할 수 있다.

제어부는 불필요한 전력 소모를 방지하기 위해 디스플레이부가 이동하여 투광부가 외부로 노출되는 경우 광원부 및 이미지 센서를 작동시킨다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 광 포인팅 장치를 구비한 디지털 처리 장치가 상기 광 포인팅 장치를 이용하여 입력 동작을 수행하는 방법이 제공된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 광 포인팅 장치를 구비한 디지털 처리 장치가 상기 광 포인팅 장치를 이용하여 입력 동작을 수행하는 방법에 있어서, (a) 피사체의 움직임에 상응하는 원시 영상 신호를 생성하는 단계; (b) 상기 원시 영상 신호에 상응하는 히스토그램에 대한 분산 값 또는 표준 편차 중 하나 이상인 환산 값을 산출하는 단계; (c) 상기 환산 값이 제1 문턱 값 이상이면, 이동 입력 모드로 진입하여 상응하는 동작을 수행하는 단계; 및 (d) 상기 환산 값이 제2 문턱 값 이상이면, 입력 시간 차이값을 산출하고 상기 입력 시간 차이값이 미리 설정된 소정의 기준 시간 미만이면, 클릭 입력 모드로 진입하여 상응하는 동작을 수행하는 단계를 포함하는 입력 동작 수행 방법이 제공될 수 있다.

상기 (b) 단계는, 상기 원시 영상 신호에 대한 영상 데이터를 생성하여 저장하는 단계; 상기 영상 데이터에 대한 히스토그램을 산출하는 단계; 및 상기 히스토그램에 대한 상기 환산 값을 산출하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 환산 값이 상기 제1 문턱 값 미만이면, 정지 모드를 유지하거나 상기 정지 모드로 진입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상기 이동 입력 모드로 진입되면, n(2이상의 자연수)개의 영상 데이터를 이용하여 미리 정해진 방법에 따라 상기 피사체에 상응하는 모션 벡터를 산출하여 디스플레이 상의 임의의 위치에 표시된 포인터가 상기 모션 벡터에 상응하여 다른 위치로 이동되어 표시되도록 할 수 있다.

상기 (d) 단계에서, 상기 클릭 입력 모드에 상응하는 동작이 완료되면 상기 이동 입력 모드로 재진입하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어", "결합되어" 또는 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나, 결합되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어", "직접 결합되어" 또는 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설 명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)의 구성을 나타낸 개략도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 포인팅 장치(10)는 빛이 투과할 수 있는 투광부(11), 투광부(11)의 하측면에 구비되어 있는 광원부(21), 투광부(11)의 하부에 위치하는 렌즈(13), 렌즈(13)의 하부에 위치하는 이미지 센서(15), 그리고 이미지 센서(15)에 의해 수광된 정보를 이용하여 입력신호를 생성하고 포인팅 장치(10)의 동작을 제어하는 제어부(29)를 포함한다.

본 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)는 "이동 입력" 및 "클릭 입력"을 포함하는 2가지 이상의 입력 방식을 갖는다. 이동 입력은 사용자의 손가락 등과 같은 피사체(23)가 투광부(11)와 접하거나 일정 간격 떨어진 상태에서 2차원적으로 이동(즉, 평면적 이동)함으로써 포인터 또는 커서 등이 디스플레이에서 원하는 장소로 이동되도록 하는 입력 방법이다. 그리고 클릭 입력은, 도 2에 도시된 바와 같이, 피사체(23)가 투광부(11)에서 일정 간격 떨어진 상태에서 투광부(11)와 접한 후 다시 일정 간격 이격되는 경우(즉, 수직적 이동) 이루어지는 입력 방법이다.

이와 같이 본 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)는 이동 입력과 클릭 입력 2가지 방식을 통해 다양한 정보를 용이하게 입력할 수 있다. 또한, 정보를 입력하 기 위해 돔 스위치 등과 같은 기계적인 장치를 이용하지 않고 영상 처리를 이용하여 정보를 입력하기 때문에 정보의 입력이 용이할 뿐만 아니라 물리적인 힘을 가함으로써 발생하는 장치의 파손 등을 방지할 수 있다.

도 1에서는 피사체(23)로서 사용자의 손가락을 도시하였지만 피사체(23)는 이에 국한되는 것은 아니며, 그 표면에서 반사되는 반사광의 움직임이 이미지 센서(15)에 의해 수광되어 상응하는 전기 신호가 출력될 수 있는 것이라면 어떠한 것도 가능하다. 예를 들면, 볼펜 등과 같은 필기 도구는 물론 터치 패드의 포인터 등이 피사체(23)로서 사용 가능하다.

투광부(11)는 빛을 투과할 수 있는 유리 또는 투명 플라스틱 등으로 이루어진다. 그리고 피사체(23)로부터 반사된 빛은 투광부(11) 및 렌즈(13)를 통해 이미지 센서(15)로 입사된다. 광원부(21)는 일정한 각도를 가지고 비스듬하게 투광부(11)에 빛을 조사한다. 본 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)가 정지 모드인 경우 피사체(23)는 투광부(11)로부터 일정 간격 이격되어 있고, 클릭 입력 모드 및 이동 입력 모드인 경우 피사체(23)는 투광부(11)와 접하고(본 명세서에서는 '접하다' 또는 '접촉하다' 라는 용어로 통칭하나, 이는 투광부(11)에 일정 간격 이내로 근접함을 포함함) 있다.

본 명세서에서 광 포인팅 장치(10)의 작동이 개시되는 초기 상태 또는/및 작동 개시를 위한 대기 상태를 "정지 모드"로 정의하기로 한다. 또한, 피사체(23)가 초점 거리 내에 위치하지 않은 경우에도 광 포인팅 장치(10)는 정지 모드로 설정되어 있을 수 있다.

클릭 입력 모드는 광 포인팅 장치(10)가 임의의 조건(예를 들어, 피사체에 상응하는 히스토그램에 상응하는 분산 값(또는 표준 편차)이 제2 문턱 값(th2) 이상이며, 입력 시간 차이값이 기준 시간 미만인 경우)을 만족하는 경우, 광 포인팅 장치(10)가 클릭 입력 장치로서 동작되는 상태로 정의한다.

또한, 이동 입력 모드는 피사체(23)가 초점 거리에 진입한 경우 광 포인팅 장치(10)가 이동 입력 장치로서 동작되는 상태로서, 이와 같은 경우 피사체(23)의 움직임에 상응하는 모션 벡터에 상응하여 디스플레이 상의 포인터를 이동시킬 수 있다.

또한, 초점 거리는 피사체(23)가 투광부(11)와 일정 거리에 진입하여 이미지 센서(15)가 피사체(23)를 촬상할 수 있는 거리(즉, 선명하거나 또는 선명하지는 않을지라도 피사체(23)에 상응하는 상이 촬상될 수 있는 이격 거리)로 정의하기로 한다. 예를 들어, 이미지 신호 처리부(28)가 이미지 센서(15)를 통해 입력된 원시 영상 신호에 상응하는 히스토그램에 상응하는 분산 값(또는 표준 편차)을 제어부(29)로 전달하면, 제어부(29)는 이미지 신호 처리부(28)를 통해 입력된 분산 값(또는 표준 편차)이 너무 작아 의미가 없는 경우에는(즉, 제1 문턱 값 미만인 경우) 초점 거리에 진입하지 않은 것으로 판단할 수 있다.

광원부(21)는 일정한 각도를 가지고 투광부(11)의 측면에 구비되어 있다. 광원부(21)는 투광부(11)를 향해 빛을 조사하여 투광부(11)에 접촉한 피사체(23)에 의해 반사된 반사광(27)을 생성한다. 광원부(21)로는 예를 들면 레이저 다이오드, 발광 다이오드(LED) 및 텅스텐 광원, 광섬유 광원이 사용될 수 있다. 만약, 광 섬 유 광원이 사용되는 경우 한 쌍의 광섬유 또는 갈라진 섬유가 반사 레이저 빔을 광검출기에 향하도록 이용될 수 있다.

그리고 투광부(11)에 적외선 필터(infrared filter)(도시하지 않음)가 구비되어 있다면, 광원부(21)로는 적외선 발광 다이오드(LED)를 사용할 수 있다. 적외선 필터 및 적외선 광원을 사용하는 경우, 광원부(21) 이외 외부로부터 입사되는 자연광, 실내의 형광등과 같은 조명기구로부터 입사되는 잡광을 필터링하고 광원부(21)에 의해 조사되어 피사체(23)에 의해 반사된 빛만 입사되기 때문에 이미지 센서(15)는 피사체(23)의 이동에 더욱 민감하게 된다.

렌즈(13)는 투광부(11)의 상면 즉, 피사체(23)와 접촉하는 면에 초점이 형성되도록 한다. 렌즈(13)로는 종래의 볼록 렌즈, 구형 또는 실린더형 미러, GRIN 렌즈, 또는 몰드 비구면 렌즈가 이용될 수 있으며, 넓은 범위의 이미지를 촬상할 수 있는 어안 렌즈 등과 같은 광각 렌즈를 사용할 수 있다. 그리고 도 1에는 하나의 렌즈(13)가 구비되어 있지만, 다양한 렌즈들로 이루어진 렌즈군이 사용될 수 있음은 물론이다.

렌즈(13)의 초점은 투광부(11)의 표면에 맞추어져 있기 때문에 투광부(11)에 접촉하는 피사체(23)의 영상이 이미지 센서(15)에 선명하게 형성된다. 따라서 피사체(23)가 사용자의 손가락인 경우, 투광부(11)에 접한 손가락의 지문 형태가 이미지 센서(15)에 의해 선명하게 인식될 수 있다. 그리고 피사체(23)가 투광부(11)의 표면에서 일정 간격 떨어지면 아웃 포커싱 되어 피사체(23)의 영상이 희미하게 된다.

이미지 센서(15)는 렌즈(13)의 하부에 위치하면서 이동 입력 및 클릭 입력에 의한 입력이 이루어지는 경우 피사체(23)에 의한 반사광(27)을 수광한 후 전기 신호로 변환하여 이미지 신호 처리부(28)로 전달한다. 이하, 본 명세서에서는 이미지 센서(15)가 렌즈를 통해 입사되는 광학적 피사체의 신호를 전기적인 신호로 변환하여 이미지 신호 처리부(28)로 전달하는 신호를 "원시 영상 신호"라 칭하기로 한다. 예를 들어, 이미지 센서(15)는 표면에 복수 개의 픽셀(pixel)을 구비하는 일반적인 CCD(Charge Coupled Device) 또는 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor) 소자일 수 있다. 그리고 이미지 센서(15)는 이미지 신호 처리부(28)에 결합되도록 기판(17) 상에 실장될 수 있다. 기판(17)은 하드 인쇄회로기판(Hard Printed Circuit Board) 또는 플렉서블 인쇄회로기판(Flexible Printed Circuit Board)일 수 있다.

이미지 신호 처리부(28)는 제어부(29)의 제어에 의해 이미지 센서(15)를 통해 입력된 원시 영상 신호를 미리 정해진 형식으로 변환하여 영상 데이터를 생성하여 제어부(29)로 전달한다. 즉, 이미지 신호 처리부(28)는 제어부(29)의 제어에 의해 이미지 센서(15)를 통해 입력된 원시 영상 신호를 미리 정해진 형식으로 변환하여 영상 데이터를 생성한 후 이에 대한 히스토그램을 산출할 수 있다. 그리고, 이미지 신호 처리부(28)는 히스토그램에 상응하는 분산 값 또는 표준 편차를 산출하여 제어부(29)로 전달할 수 있다. 또한, 이미지 신호 처리부(28)는 생성된 영상 데이터를 저장부(미도시)에 저장할 수도 있다. 여기서, 이미지 신호 처리부(28)는 히스토그램을 산출하기 위한 계산량을 줄이기 위해 영상 데이터를 이진(binary) 영상 데이터로 변환하여 이에 대한 히스토그램을 산출할 수도 있다.

예를 들어, 광 포인팅 장치(10)가 이동 입력 모드로 동작된다고 가정하자. 이해와 설명의 편의를 위해, 제어부(29)는 디스플레이 상에 표시된 포인터의 위치 정보를 임시 저장 공간에 저장하고 있는 것으로 가정하기로 한다. 따라서, 사용자가 광 포인팅 장치(10)를 통해 포인터를 임의의 위치로 이동하기 위해, 피사체(23)를 투광부(11)에 접촉한 상태 또는 일정 거리 이격된 상태에서 수평 방향으로 이동하였다고 가정하자. 이때, 이미지 센서(15)는 소정의 시간 간격으로 지속적으로 피사체(23)를 촬상하여 원시 영상 신호를 생성하여 이미지 신호 처리부(28)로 출력할 수 있다. 그리고, 이미지 신호 처리부(28)는 제어부(29)의 제어에 의해 원시 영상 신호를 영상 데이터로 변환하여 저장부에 저장할 수 있다. 따라서, 제어부(29)는 제1 시점에 저장된 영상 데이터와 제2 시점에 저장된 영상 데이터를 저장부로부터 추출하여 피사체(23)의 움직임에 상응하는 모션 벡터를 산출하여 제1 시점에서 임의의 위치에 표시된 포인터를 모션 벡터에 상응하여 임의의 위치로 이동시킬 수 있다. 여기서, 제1 시점은 제2 시점의 이전인 임의의 시점이며, 예를 들어 제1 시점은 t-1 시점이고, 제2 시점은 t 시점일 수 있다. 제어부(29)는 제2 시점에서 모션 벡터에 상응하여 임의의 위치로 이동된 포인터의 위치 정보를 임시 저장 공간에 저장할 수 있다.

제어부(29)는 이미지 신호 처리부(28)를 통해 산출된 분산 값 또는 표준 편차 중 어느 하나를 입력받아 미리 정해진 제2 문턱 값과 비교하여 광 포인팅 장치(10)가 클릭 입력 또는 이동 입력 중 어느 하나의 입력에 상응하는 동작을 수행 하도록 제어할 수 있다. 또한, 제어부(29)는 광 포인팅 장치(10)가 이동 입력에 따른 입력 동작을 수행한다고 인식되면, 저장부에 저장된 복수의 영상 데이터를 이용하여 미리 정해진 방법에 따라 피사체(23)의 움직임에 상응하는 모션 벡터를 산출하여 디스플레이 상에 임의의 위치에 표시된 포인터가 모션 벡터에 상응하여 다른 위치로 이동되어 표시되도록 제어할 수도 있다. 시공간의 차이가 있는 복수의 영상 데이터에서 일부 영상의 움직임에 상응하는 모션 벡터를 산출하는 방법은 당업자에게는 자명한 사항이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 제어부(29)는 입력 모드(예를 들어, 정지 모드, 클릭 입력 모드, 이동 입력 모드에 상응하여 갱신되도록 설정된 내부 레지스터(미도시)를 해당 입력 모드에 상응하도록 갱신할 수도 있다. 또한, 제어부(29)는 이동 입력 모드에서, 입력된 분산 값이 제2 문턱 값 이상이 되는 시점의 시간 정보(이하, "제1 시간 정보"라 칭하기로 함)와 입력된 분산 값이 제2 문턱 값 미만이 되는 시점의 시간 정보(이하, "제2 시간 정보"라 칭하기로 함)를 저장하여 각각의 시간 정보를 이용하여 시간의 차이값(Δt)을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(29)는 분산 값과 입력 시간 차이값을 이용하여 클릭 입력 또는 이동 입력 중 어느 하나의 입력에 따른 동작이 수행되는 것을 인식할 수 있으며, 인식된 입력에 상응하는 동작을 수행할 수 있도록 제어할 수도 있다. 만일, 피사체(23)가 초점 거리에 진입한 이후 클릭 동작만을 수행하도록 이동한 경우라면, 제어부(29)는 동작 모드를 이동 입력 모드와 클릭 입력 모드의 순으로 인식하지만, 여기서의 이동 입력 모드는 클릭 입력 모드로 진입하기 위한 대기모드로서의 의미만을 가지는 것으로 해석될 수도 있을 것이다.

예를 들어, 제어부(29)는 이동 입력 모드에서 이미지 신호 처리부(28)를 통해 입력된 분산 값이 제2 문턱 값 이상이 되는 시점의 제1 시간 정보를 일시적으로 저장한다. 그리고, 제어부(29)는 이미지 신호 처리부(28)를 통해 소정의 시간 간격으로 지속적으로 입력되는 분산 값 또는 표준 편차가 제2 문턱 값(th2) 이상으로 유지되다가 제2 문턱 값 미만으로 전환되는 시점의 제2 시간 정보를 저장한다. 그리고, 제어부(29)는 제1 시간 정보와 제2 시간 정보와의 차이값(Δt, 이하, "입력 시간 차이값"이라 칭하기로 함)을 산출한다. 제어부(29)는 산출된 입력 시간 차이값(Δt)이 미리 정해진 기준 시간 미만이면, 광 포인팅 장치(10)가 클릭 입력에 상응하여 동작되도록 제어할 수 있다.

제어부(29)는 지속적으로 이미지 센서(15)로부터 입력된 전기 신호를 이용하여 피사체의 이미지를 생성하고 영상 처리를 통해 피사체 이미지의 히스토그램(histogram)을 분석하며 이의 변화를 파악한다. 상술한 바와 같이, 영상 데이터의 생성 및 히스토그램 산출은 이미지 신호 처리부(28)에 의해 수행될 수도 있다.

제어부(29)가 클릭 입력을 수행하기 위해 히스토그램을 분석하는 방법에 대해서는 추후 더욱 상세하게 설명하기로 한다. 그리고 제어부(29)는 이동 입력에 의해 정보가 입력되는 경우 연속적으로 촬영된 프레임(frame)을 이용하여 촬영된 영상의 일부가 후속 프레임에서 어느 위치에 있는지를 파악하여 모션 벡터(motion vector)를 구하고, 이를 통해 전자 장치의 디스플레이 상에서 포인터 또는 커서 등이 이동할 수 있게 한다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)에서 클릭 입력이 수행되는 과정을 순차적으로 도시한 그래프이다.

도 2를 참조하면, 피사체(23)가 투광부(11)에서 일정 간격(Δz) 만큼 떨어진 상태에서 투광부(11)와 접촉(또는 소정의 간격 이내로의 접근)한 후 상승하여 다시 투광부(11)로부터 Δz 만큼 이격되는 경우 클릭 입력이 수행된다. 여기서 '일정 간격'의 의미는 아래에서 설명하는 바와 같이 피사체(23) 이미지의 히스토그램 분산 값이 제2 문턱 값(threshold value) 미만으로 전환되는 이격 간격을 의미한다. 따라서 히스토그램의 분산 값이 제2 문턱 값 이상이 경우에는 피사체(23)는 투광부(11)에 접촉하거나 근접해 있는 것으로 인식한다.

본 실시 예에서는 클릭 입력이 피사체(23)와 투광부(11)의 접촉 상태가 비접촉 → 접촉 → 비접촉인 경우를 상정하였지만, 클릭 입력은 접촉 → 비접촉 → 접촉 상태가 인식되는 경우에도 수행될 수 있음은 물론이다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)를 이용하여 클릭 입력을 수행하는 과정 및 그에 따른 히스토그램을 표시한 도면이다. 도 3의 (a) 내지 (e)에서 피사체(23)는 사용자의 손가락으로서, 이미지 센서(15)는 손가락의 표면에 형성된 지문을 촬상할 수 있다. 즉, 이미지 센서(15)는 피사체(23, 즉, 지문)를 촬상하여 생성한 원시 영상 신호를 이미지 신호 처리부(28)로 전달한다.

도 3의 (a)를 참조하면, 피사체(23)는 투광부(11)로부터 일정 거리만큼 떨어져 있다. 투광부(11)의 표면(또는 표면 상부의 소정 간격 위치)에 초점이 맞추어져 있기 때문에, 이때 피사체(23)의 이미지는 매우 흐리게 되고 히스토그램은 중앙에 집중되어 분산 값(variation value)이 매우 작음을 알 수 있다.

도 3의 (b)를 참조하면, 피사체(23)가 투광부(11)를 향해서 접근하면 피사체의 이미지는 도 3a의 경우에 비해서 조금 더 선명해지고 히스토그램의 분산 값도 조금 증가한다.

이어서, 피사체(23)가 투광부(11)에 접하는 경우, 도 3의 (c)와 같이, 피사체(23)인 손가락의 지문 이미지가 가장 선명하게 되고 이때의 히스토그램은 더욱 분산되어 분산 값이 최대로 된다. 이는 투광부(11)의 표면에 초점이 맞추어진 경우를 가정한 것이다.

그리고 피사체(23)가 다시 투광부(11)로부터 이격되는 경우, 도 3의 (d)에서 피사체의 이미지가 도 3의 (b)와 같이 희미하게 되고 히스토그램의 분산 값도 도 3의 (c)에 비해서 감소한다. 또한, 피사체(23)가 투광부(11)에서 더욱 떨어진 경우는 도 3의 (e)와 같이 피사체(23)의 이미지가 더욱 희미하고 그 히스토그램의 분산 값도 더욱 감소한다.

이상에서와 같이, 본 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)를 이용하여 클릭 입력을 하는 과정에서, 피사체 이미지의 히스토그램 분산 값이 변화하는 것을 수 있다. 즉, 피사체(23)가 초점이 형성되어 있는 투광부(11)로부터 멀어질수록 히스토그램의 분산 값이 감소하고, 피사체(23)가 일정 거리 이상으로 이격되는 경우 분산 값은 최소가 된다. 그리고 피사체(23)가 투광부(11)에 접근할수록 피사체의 이미지는 선명해지고 이와 함께 히스토그램의 분산 값도 더욱 증가한다. 또한, 피사체(23)가 투광부(11)에 접하는 경우 분산 값이 최대가 된다.

예를 들어, 도 3의 (a) 내지 (e)에 예시된 바와 같이, 이미지 센서(15)는 소정의 시간 간격으로 피사체(23)를 촬상하여 생성한 원시 영상 신호를 이미지 신호 처리부(28)로 전달한다. 이미지 신호 처리부(28)는 이미지 센서(15)를 통해 입력된 원시 영상 신호를 상술한 바와 같이, 미리 정해진 형식으로 변환하여 영상 데이터를 생성한다. 그리고, 이미지 신호 처리부(28)는 이에 상응하는 히스토그램을 산출하고, 히스토그램에 상응하는 분산 값 또는 표준 편차를 산출하여 제어부(29)로 전달한다. 예를 들어, 이미지 신호 처리부(28)는 아래 식을 이용하여 분산 값 또는 표준 편차를 산출할 수 있다. 산출된 분산 값은 상술한 바와 같이, 피사체(23)가 이미지 센서(15)와 멀리 떨어져 있는 경우 더욱 감소하며, 상대적으로 이미지 센서(15)에 근접할수록 커지는 것을 알 수 있다. 따라서, 제어부(29)는 산출된 히스토그램에 대한 분산 값을 분석하여 클릭 입력인지 이동 입력인지 여부를 결정할 수 있다. 이에 대해서는 하기에서 관련 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

이와 같이 본 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)는 히스토그램의 분포를 파악하기 위해서 분산 값을 사용할 수 있다. 분산 값은 이미지 센서 각각의 픽셀 값에 대한 평균 값으로부터 구할 수 있다. 즉, 이미지 신호 처리부(28)는 이미지 센서(15)를 통해 입력된 원시 영상 신호를 이용하여 M x N(여기서, M, N은 임의의 자연수임) 크기의 영상 데이터를 생성할 수 있다. 그리고, 이미지 신호 처리부(28)는 생성된 영상 데이터를 아래 식을 이용하여 히스토그램의 평균 값(α), 분산 값(

) 및 표준편차(s)를 각각 산출할 수 있다.

즉, MxN 크기의 픽셀을 갖는 이미지 센서(15)에서 (m,n)에서의 픽셀 값 P(m,n)을 구한 후 아래 식에 의해 히스토그램의 평균 값(α), 분산 값(

) 및 표준편차(s)를 각각 구한다.

여기서, P(m,n)은 m,n 위치의 픽셀값일 수 있으며, m,n은 임의의 자연수일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광 포인팅 장치(10)의 작동을 나타내는 상태 천이도이다.

광 포인팅 장치(10)는 작동이 개시되는 초기에는 정지 모드 상태에 있다.

본 명세서에서는 이와 같은 초기 상태를 "정지 모드"라 정의한다. 정지 모드는 광 포인팅 장치(10)가 입력 장치로서 기능하는지 감시하는 상태로서, 이미지 센서(15)는 미리 정해진 소정의 시간 간격으로 피사체(23)를 촬상하여 원시 영상 신호를 생성하여 이미지 신호 처리부(28)로 전달하며, 이미지 신호 처리부(28)는 원시 영상 신호에 상응하는 히스토그램을 산출하고, 이에 대한 분산 값 또는 표준 편차를 산출하여 제어부(29)로 전달한다. 정지 모드에서는 이미지 신호 처리부(28)를 통해 산출되어 입력된 분산 값(또는 표준 편차)이 너무 작아 제어부(29)는 광 포인팅 장치(10)가 사용자에 의해 입력 장치로 사용될지 여부를 결정하지 못한 상태일 수 있다. 물론, 이미지 센서(15)가 소정의 시간 간격으로 피사체(23)를 촬상하여 처리하는 경우 불필요한 전력 소모가 있을 수 있으므로, 정지 모드로 진입되도록 하기 위한 선택 버튼이 별도로 구비될 수도 있음은 자명하다.

이와 같은 상태에서, 이미지 신호 처리부(28)를 통해 입력된 분산 값(또는 표준 편차)이 제1 문턱 값 이상이면, 제어부(29)는 모드를 이동 입력 모드로 변환한다.

이동 입력 모드에서 피사체(23)는 투광부(11) 상에서 2차원적인 이동을 하면서 포인터(도 5의 35 참조)를 조작한다. 포인터(35)는 피사체(23)의 이동에 대응하여 휴대 전화기 또는 휴대 컴퓨터 등과 같은 전자 기기의 디스플레이에서 이동되어 표시된다. 제어부(29)는 지속적으로 히스토그램을 분석하기 때문에, 이동 입력 모드에서 히스토그램의 분산 값(

)이 제1 문턱 값 이상인 경우에는 이동 입력 모드를 계속 유지하고 제1 문턱 값 미만인 경우에는 다시 정지 모드로 전환한다.

그리고, 이동 입력 모드에서 히스토그램의 분산 값이 제2 문턱 값 이상이면, 제어부(29)는 분산 값이 제2 문턱 값 이상이 되는 시점의 제1 시간 정보를 저장한다. 그리고, 제어부(29)는 히스토그램의 분산 값이 제2 문턱 값 미만이 되는 시점을 감시하여 해당 시점의 제2 시간 정보를 저장한다. 그리고, 제어부(29)는 제1 시간 정보와 제2 시간 정보를 이용하여 입력 시간 차이값을 산출하고, 입력 시간 차이값이 기준 시간 미만이면, 입력 모드를 클릭 입력 모드로 변환한다. 그리고, 제어부(29)는 클릭 입력에 상응하는 동작을 수행하도록 제어한 후 다시 이동 입력 모드로 변환한다. 예를 들어, 클릭 입력이면, 포인터가 선택한 메뉴를 실행할 수 있다. 여기서, 기준 시간은 광 포인팅 장치(10) 제작자 또는 사용자가 임의로 설정할 수 있다.

예를 들어, 도 5에서 포인터(35)가 이동 입력에 의해 mp3 메뉴에 위치한 후 클릭 입력이 수행되면 mp3에 해당하는 하위 메뉴 목록이 나타나거나 또는 mp3 플레이어가 mp3 파일을 재생할 수 있다.

물론, 입력 시간 차이값이 기준 시간 이상이거나, 제2 문턱 값 이상을 유지하면서 기준 시간을 경과한 경우라면, 이동 입력 모드로 기능하여 피사체(23)의 이동에 상응하여 포인터가 이동되어 표시됨은 자명하다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력장치(10)가 장착된 휴대 단말기(30)의 사시도이다.

도 5를 참조하면, 휴대 단말기(30)는 디스플레이부(31) 및 본체부(33)로 이루어지고, 디스플레이부(31)는 스위블 힌지(swivel hinge)에 의해 본체부(33)에 대해 회전 가능하게 결합되어 있다. 본체부(33)에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력장치(10) 및 단말기(30)의 작동에 필요한 각종 장치 등이 구비되어 있고 그 일면에는 각종 문자 또는 숫자를 입력할 수 있는 키버튼(37)이 구비되어 있다. 그리고 키버튼(37)의 상부에는 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력장치(10)의 투광부(11)가 외부로 노출되어 있다.

디스플레이부(31)는 키버튼(37) 또는 본 실시 예에 따른 입력장치(10)에 의해 입력되는 각종 정보 등이 표시된다. 그리고 디스플레이부(31)가 회전하여 본체부(33)의 상면을 덮는 경우, 본체부(33)에 구비된 키버튼(37) 및 입력장치(10)의 투광부(11)가 밀폐된다.

광 포인팅 장치(10)는 투광부(11)가 디스플레이부(31)에 의해 밀폐되어 있는 경우 즉 본체부(33)와 디스플레이부(31)가 상호 포개져 있는 경우에는 불필요한 전력 소모를 막기 위해서 작동하지 않는다. 그리고 디스플레이부(31)가 회전하여 도 5와 같이 투광부(11)가 외부로 노출되는 경우에는 광 포인팅 장치(10)가 정지 모드에서 히스토그램의 변화를 파악한다. 투광부(11) 상에 피사체(도시하지 않음)가 없는 경우에는 히스토그램이 도 3의 (a) 또는 (e)와 같이 분산되지 않고 집중되어 있다.

그리고 광 포인팅 장치(10)의 제어부(29)는 피사체 이미지의 히스토그램 분산 값의 변화 및 피사체가 투광부(11)에서 머무는 시간(△t)을 지속적으로 측정하여 클릭 입력 모드, 이동 입력 또는 정지 모드 상태로 변환한다. 이동 입력 모드에서 사용자는 포인터(35)를 원하는 메뉴가 있는 곳으로 이동한 후, 클릭 입력을 수행하여 포인터(35)가 위치한 메뉴를 실행한다.

본 실시 예에서는 폴더형 휴대 단말기를 도시하였지만, 본 발명은 이에 국한되는 것은 아니며 바 타입 또는 슬라이드 타입의 휴대 단말기에 적용될 수 있고 나아가 휴대용 컴퓨터 등과 같은 일반적인 전자 장치에도 적용될 수 있음은 물론이다.

이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 입력장치(10) 및 이를 구비한 휴대 단말기(30)는 손가락 등을 투광부(11) 상에서 이동하면서 포인터 등을 원하는 장소로 이동하거나 메뉴 바(menu bar)에서 원하는 메뉴를 활성화할 수 있기 때문에, 그래픽 유저 인터페이스(GUI)를 구현할 수 있으며 편리한 사용이 가능하다.

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 광 포인팅 장치에서 정보 입력 방법을 나타낸 순서도이다. 이하에서는 제어부(29)가 이미지 신호 처리부(28)를 통해 산출되어 입력되는 분산 값(또는 표준 편차)을 분석함으로써 클릭 입력 또는 이동 입력 중 어느 하나의 입력에 상응하는 동작을 수행하도록 광 포인팅 장치(10)를 제어하는 과정에 대해 설명하기로 한다. 이해와 설명의 편의를 위해, 광 포인팅 장치(10)는 정지 모드인 것을 가정하며, 광 포인팅 장치(10)는 입력에 상응하는 모드(즉, 정지 모드, 클릭 입력 모드, 이동 입력 모드)에 상응하여 갱신되도록 설정된 내부 레지스터(미도시)를 포함하고 있는 것을 가정하여 설명하기로 한다. 제어부(29)는 각각의 모드에 상응하여 미리 설정된 값으로 내부 레지스터를 갱신할 수 있다.

단계 610에서 이미지 센서(15)는 소정의 시간 간격으로 피사체(23)를 촬상하여 생성된 원시 영상 신호를 이미지 신호 처리부(28)로 출력한다.

단계 615에서 이미지 신호 처리부(28)는 이미지 센서(15)를 통해 입력된 원시 영상 신호를 미리 정해진 형식에 따라 영상 데이터를 생성한다. 예를 들어, 이미지 신호 처리부(28)는 YUV 형식에 상응하여 영상 데이터를 생성하여 저장부(미도시)에 일시적으로 저장할 수도 있다. 그리고, 이미지 신호 처리부(28)는 히스토그램 산출에 따른 계산량을 줄이기 위해 영상 데이터를 바이너리 영상 데이터로 변환 할 수도 있다.

단계 620에서 이미지 신호 처리부(29)는 영상 데이터에 대한 히스토그램을 산출하고, 이에 대한 분산 값(또는 표준 편차)을 산출하여 제어부(29)로 전달한다. 예를 들어, 이미지 신호 처리부(28)는 영상 데이터의 명암값에 대한 빈도수를 산출하며, 이를 이용하여 명암값에 대한 평균 값을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부(29)는 영상 데이터의 명암 값에 대한 평균값과 명암 값을 이용하여 분산 값을 산출하고, 이에 대한 표준 편차를 산출할 수 있다.

단계 625에서 제어부(29)는 이미지 신호 처리부(28)를 통해 입력된 분산 값(또는 표준 편차)이 미리 정해진 제1 문턱 값(th1) 이상인지 여부를 판단한다.

만일 산출된 분산 값이 제1 문턱 값 이상이면, 단계 630에서 제어부(29)는 입력 모드를 이동 입력 모드로 전환한다(즉, 제어부(29)는 내부 레지스터를 이동 입력 모드에 상응하여 미리 설정된 값으로 내부 레지스터를 갱신할 수 있다). 그리고, 제어부(29)는 소정의 시간 간격으로 저장부에 저장된 제1 영상 데이터와 제2 영상 데이터를 이용하여 피사체(23)의 움직임에 따른 모션 벡터를 산출한다. 그리고, 제어부(29)는 산출된 모션 벡터에 상응하여 포인터를 이동시켜 디스플레이 상에 표시되도록 제어한다. 제어부(29)는 입력 모드가 이동 입력 모드인 경우, 지속적으로 소정의 시간 차가 있는 복수의 영상 데이터를 이용하여 모션 벡터를 산출하여 포인터를 이동시킬 수 있다.

단계 635에서 제어부(29)는 이미지 신호 처리부(28)를 통해 입력된 히스토그램에 상응하는 분산 값(또는 표준 편차)이 제2 문턱 값(th2) 이상인지 여부를 판단 한다.

만일 분산 값이 제2 문턱 값 이상이라고 판단되면, 단계 640에서 제어부(29)는 분산 값이 제2 문턱 값 이상이 되는 시점의 제1 시간 정보와 분산 값이 제2 문턱 값 이상으로 유지되다가 제2 문턱 값 미만으로 전환되는 시점의 제2 시간 정보를 일시적으로 저장한다. 그리고, 제어부(29)는 제1 시간 정보와 제2 시간 정보를 이용하여 입력 시간 차이값을 산출한다.

단계 645에서 제어부(29)는 입력 시간 차이값이 기준 시간 미만인지 여부를 판단한다.

만일 입력 시간 차이값이 기준 시간 미만이면, 단계 650에서 제어부(29)는 입력 모드를 클릭 입력 모드로 변환한다. 그리고, 제어부(29)는 클릭 입력 모드에 상응하는 동작을 수행한다. 예를 들어, MP3를 재생하기 위해 임의의 MP3 파일 선택 동작을 수행하였다고 가정하자. 그러면, 제어부(29)는 클릭 입력에 상응하여 해당 MP3 파일을 선택하여 재생되도록 제어할 수 있다. 물론, 임의의 메뉴를 선택하는 동작을 수행하였다면, 제어부(29)는 클릭 입력에 상응하여 해당 메뉴가 선택되도록 할 수 있다.

이와 같이, 클릭 입력에 상응하는 동작을 수행한 후 제어부(29)는 입력 모드를 이동 입력 모드로 변환한다(즉, 제어부(29)는 이동 입력 모드에 상응하여 미리 설정된 값으로 내부 레지스터를 갱신한다.

그러나 만일 입력 시간 차이값이 기준 시간 이상이라면, 제어부(29)는 이동 입력 모드를 유지한다.

다시 단계 635로 돌아가서, 히스토그램에 상응하는 분산 값(또는 표준 편차)가 제2 문턱 값 미만이라면, 제어부(29)는 이동 입력 모드를 유지한다.

다시 단계 625로 돌아가서, 히스토그램에 상응하는 분산 값(또는 표준 편차)가 제1 문턱 값 미만이면, 단계 655에서 제어부(29)는 정지 모드를 유지한다.

이상에서 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명의 다양한 변경 예와 수정 예도 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 영상처리를 이용하여 정보를 용이하게 입력할 수 있는 광 포인팅 장치 및 이를 구비한 휴대 단말기를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 별도의 입력 버튼이나 트랙볼을 구비하지 않더라도 포인터 제어가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명은 포인터 제어나 클릭을 위한 입력 버튼이나 트랙볼을 구비할 필요가 없어 휴대 단말기의 소형화가 가능한 효과도 있다.

Claims (17)

1. 빛이 투과할 수 있는 투광부와;

   상기 투광부 상에 위치한 피사체를 향해 빛을 조사하는 광원부와;

   상기 피사체에 의해 반사된 빛을 수광하는 이미지 센서와;

   상기 이미지 센서로부터 출력되는 신호를 이용하여 상기 투광부 상에서 상기 피사체의 움직임 및 상기 투광부와 상기 피사체 사이의 거리 변화를 인식함으로써 정보의 입력이 이루어지게 하는 제어부를 포함하는 광 포인팅 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광 포인팅 장치는 상기 투광부의 표면에 초점이 형성된 렌즈를 포함하고,

   상기 제어부는 상기 피사체의 히스토그램을 분석하여 상기 투광부와 상기 피사체 사이의 거리 변화를 인식하는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 이미지 센서는 복수 개의 픽셀에 대한 픽셀 값을 가지고,

   상기 제어부는 상기 픽셀 값의 분산 값이 문턱 값 이상인 경우 상기 피사체 가 상기 투광부에 근접한 것으로 판단하며 문턱 값 미만인 경우 상기 피사체가 상기 투광부로부터 일정 간격 이격된 것으로 인식하는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 피사체와 상기 투광부의 이격 상태가 해제된 후 복원되는 경우 정보가 입력되는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 피사체가 상기 투광부로부터 일정 간격 이격된 정지 모드에서, 분산 값이 문턱 값 미만인 경우 상기 정지 모드가 유지되고 분산 값이 문턱 값 이상인 경우 클릭 입력 또는 평면 입력인지를 파악하는 클릭 대기 모드로 변환되는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
6. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 5 항에 있어서,

   상기 클릭 대기 모드에서 분산 값이 문턱 값 미만이고 상기 피사체와 상기 투광부가 일정 시간 미만으로 접촉하는 경우 상기 정지 모드로 변환되는 것을 특징 으로 하는 광 포인팅 장치.
7. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 6 항에 있어서,

   상기 클릭 대기 모드에서 상기 피사체와 상기 투광부의 접촉 시간이 일정 시간 이상인 경우 입력 모드로 변환되는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
8. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

   제 7 항에 있어서,

   상기 입력 모드에서 분산 값이 문턱 값 이상인 경우 상기 입력 모드가 유지되고 분산 값이 문턱 값 미만인 경우 상기 정지 모드로 변환되는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 투광부에는 적외선 필터가 구비되어 있고, 상기 광원부는 적외선을 상기 투광부에 조사하는 것을 특징으로 하는 광 포인팅 장치.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 하나의 광 포인팅 장치를 포함하는 휴대 단말 기에 있어서,

    상기 휴대 단말기는 상기 광 포인팅 장치가 장착되는 본체부와;

    상기 본체부와 결합하고 상기 광 포인팅 장치에 의해 입력된 정보가 표시되는 디스플레이부를 구비하며,

    상기 투광부는 상기 본체부의 일면에 노출되는 휴대 단말기.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 투광부 상에서 상기 피사체의 이동에 대응하여 상기 디스플레이부에는 포인터가 소정의 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
12. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 10 항에 있어서,

    상기 제어부는 상기 디스플레이부가 이동하여 상기 투광부가 외부로 노출되는 경우 상기 광원부 및 상기 이미지 센서를 작동시키는 것을 특징으로 하는 휴대 단말기.
13. 광 포인팅 장치를 구비한 디지털 처리 장치가 상기 광 포인팅 장치를 이용하여 입력 동작을 수행하는 방법에 있어서,

    (a) 피사체의 움직임에 상응하는 원시 영상 신호를 생성하는 단계;

    (b) 상기 원시 영상 신호에 상응하는 히스토그램에 대한 분산 값 또는 표준 편차 중 하나 이상인 환산 값을 산출하는 단계;

    (c) 상기 환산 값이 제1 문턱 값 이상이면, 이동 입력 모드로 진입하여 상응하는 동작을 수행하는 단계; 및

    (d) 상기 환산 값이 제2 문턱 값 이상이면, 입력 시간 차이값을 산출하고 상기 입력 시간 차이값이 미리 설정된 소정의 기준 시간 미만이면, 클릭 입력 모드로 진입하여 상응하는 동작을 수행하는 단계를 포함하는 입력 동작 수행 방법.
14. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.

    제 13 항에 있어서,

    상기 (b) 단계는,

    상기 원시 영상 신호에 대한 영상 데이터를 생성하여 저장하는 단계;

    상기 영상 데이터에 대한 히스토그램을 산출하는 단계; 및

    상기 히스토그램에 대한 상기 환산 값을 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 입력 동작 수행 방법.
15. 제 13 항에 있어서,

    상기 환산 값이 상기 제1 문턱 값 미만이면, 정지 모드를 유지하거나 상기 정지 모드로 진입하는 단계를 더 포함하는 입력 동작 수행 방법.
16. 제 13 항에 있어서,

    상기 이동 입력 모드로 진입되면, n(2이상의 자연수)개의 영상 데이터를 이용하여 미리 정해진 방법에 따라 상기 피사체에 상응하는 모션 벡터를 산출하여 디스플레이 상의 임의의 위치에 표시된 포인터가 상기 모션 벡터에 상응하여 다른 위치로 이동되어 표시되도록 하는 것을 특징으로 하는 입력 동작 수행 방법.
17. 제 13 항에 있어서,

    상기 (d) 단계에서,

    상기 클릭 입력 모드에 상응하는 동작이 완료되면 상기 이동 입력 모드로 재진입하는 단계를 더 포함하는 입력 동작 수행 방법.

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