KR100940784B1 - 인터페이스 장치 - Google Patents

인터페이스 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR100940784B1
KR100940784B1 KR1020080093092A KR20080093092A KR100940784B1 KR 100940784 B1 KR100940784 B1 KR 100940784B1 KR 1020080093092 A KR1020080093092 A KR 1020080093092A KR 20080093092 A KR20080093092 A KR 20080093092A KR 100940784 B1 KR100940784 B1 KR 100940784B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
interface device
axis
unit
signal
restoring force
Prior art date
Application number
KR1020080093092A
Other languages
English (en)
Inventor
김승찬
임종관
권동수
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020080093092A priority Critical patent/KR100940784B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100940784B1 publication Critical patent/KR100940784B1/ko

Links

Images

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
    • G06F3/03—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
    • G06F3/0338—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of limited linear or angular displacement of an operating part of the device from a neutral position, e.g. isotonic or isometric joysticks
    • 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
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63F—CARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00—Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20—Input arrangements for video game devices
    • A63F13/21—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types
    • A63F13/211—Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types using inertial sensors, e.g. accelerometers or gyroscopes

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

움직임을 감지하는 센서부; 상기 센서부에서 출력된 신호를 처리하는 제어부; 상기 제어부에서 처리된 신호를 호스트로 전달하는 통신부; 중력을 복원력으로 이용하여 인터페이스 장치를 기준 위치에 복원시키는 복원력 발생부; 를 포함하는 인터페이스 장치를 개시한다.

Description

인터페이스 장치{INTERFACE DEVICE}
본 발명은 인터페이스 장치에 관한 것으로서, 구체적으로 컴퓨터, 오락기, AV기기 등에 사용자가 입력한 이벤트 정보를 제공하는 인터페이스 장치에 관한 것이다.
일반적으로 사용되고 있는 인터페이스 장치는 컴퓨터의 키보드나 마우스, 오락기의 조이 스틱, AV기기의 리모컨 등을 그 예로 들 수 있다.
한편, 사용자가 입력한 이벤트 정보는 컴퓨터의 키보드를 예로 들면 키 입력 정보, 화살표키에 의한 좌표 이동 정보, 펑션키에 의한 이벤트 입력 정보가 있다. 또한, 컴퓨터의 마우스를 예로 들면, 커서의 좌표 이동 정보, 버튼 누름에 의한 클릭 정보, 휠 작동에 의한 스크롤 정보가 있다. 그리고, 오락기의 조이 스틱을 예로 들면 가상 화면에서 피조작물의 롤(roll), 피치(pitch), 요(yaw)와 같은 자세 정보, 2차원 평면 또는 3차원 공간상에서 피조작물의 좌표 이동 정보, 요격용 탄두를 발사하는 버튼 이벤트 정보 등이 있다. AV기기의 리모컨을 예로 들면, 숫자 입력, 채널이나 볼륨 조작 등의 버튼 입력 등이 있다.
도 1은 종래의 조이 스틱을 도시한 사시도이다. 손잡이부(10), 조인트 부(12), 받침부(14)를 구비한 조이 스틱이 예시되었다. 조인트부(12)에는 스프링, 스토퍼, 가이드 등의 기구물이 삽입되어 손잡이부(10)를 초기 위치로 복원시키는 복원력을 발생한다.
그러나, 종래의 인터페이스 장치가 복원력을 갖기 위해서는 여러 개의 기구물을 설치하거나 전원 인가시 비로소 작동하는 액츄에이터를 이용하여 구동력을 발생하는 복잡한 구조를 수반한다. 도 1에 도시된 조이 스틱의 경우 한 방향으로 손잡이부(10)를 밀면 다시 원래 위치로 돌아올 수 있도록 조인트부(12) 및 받침부(14)에 탄성 부재, 고정물, 가이드 등 복원 동작을 위한 다수의 기구물이 구비되어야 하므로 기구적으로 복잡해지고 부품 조립을 위한 비용 발생의 문제점이 있다.
한편, 지면에 놓지 않고 공중에 띄운 상태에서 정보를 입력하는 레이저 포인터나 펜 타입의 입력 장치를 예로 들면, 기준 위치 복원이 근본적으로 곤란하므로 센서를 장착한 인터페이스 장치의 위치에 따라 사용자 입력 정보가 중력 가속도의 영향을 받게 되며, 입력 장치를 손으로 쥐는 형태 및 입력 장치를 움직이는 궤도에 따라 기준 위치가 일정하지 않은 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 개선하기 위한 것으로서, 인터페이스 장치를 임의의 방향으로 밀거나 굴리는 경우에도 중력에 의하여 원래 위치로 복원되는 복원 모멘트가 항상 발생하므로 종래의 조이 스틱의 조인트부나 받침부와 같은 다수의 기구물이 생략될 수 있고, 이에 따라 인터페이스 장치 자체를 마음대로 굴리거나 자유롭게 회전시킬 수 있어 자유도가 높은 이동 패턴을 입력할 수 있으며, 지면에 놓지 않고 공중에 띄운 상태에서 작동하더라도 복원력이 작용하는 기준 위치를 시각적 또는 촉각적으로 쉽게 감지할 수 있으므로 2차원 또는 3차원 이동 정보를 정확하게 입력할 수 있는 인터페이스 장치를 제공한다.
본 발명의 인터페이스 장치는 움직임을 감지하는 센서부; 상기 센서부에서 출력된 신호를 처리하는 제어부; 상기 제어부에서 처리된 신호를 호스트로 전달하는 통신부; 중력을 복원력으로 이용하여 인터페이스 장치를 기준 위치에 복원시키는 복원력 발생부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 인터페이스 장치는, 서로 직교하는 가상의 제1축, 제2축 및 제3축 중에서 적어도 하나 이상의 축에 대한 가속도를 감지하는 가속도계를 구비하고, 상기 가속도계에서 출력되는 신호를 스레스홀드값과 비교하고 상기 신호가 상기 스레스홀드값에서 벗어나는 정도에 따라 이벤트 정보를 산출하는 제어부를 구비하며, 상기 이벤트 정보를 호스트로 전달하는 통신부를 구비하고, 무게 중심이 바닥부에 인접하도록 밀도가 불균일하게 분포됨으로써 기준 위치를 향한 복원 모멘트가 중력에 의하여 발생하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 종래의 조이 스틱 등과 달리 외부의 복잡한 구조물이 없이도 중력에 의한 기준 위치 복원이 가능하여 인체공학적으로 편리하게 기준 위치로 복원할 수 있고, 부품 단순화로 인하여 인터페이스 장치의 외관을 오뚜기나 계란 형태로 자유롭게 형성할 수 있으며, 항상 복원력이 작용하므로 굴리거나 밀거나 손을 놓는 등 원시적인 동작에 의하여 다양한 패턴 입력이 가능하고, 특히 3차원 공간상에서 정보 입력시 유리하며, 무게감에 의하여 복원력이 작용하므로 2차원 평면상에 놓고 사용할 때나 3차원 공간상에서 들고 사용할 때에도 기준 위치를 손쉽게 감지할 수 있어 사용자 편의성이 향상된다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 2는 본 발명의 인터페이스 장치(100)를 도시한 사시도이다. 도 3은 본 발명의 인터페이스 장치(100)의 내부 구조를 설명하는 개략도이다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 복원력 발생부(190)의 다양한 실시예를 도시한 개략도이다. 도 6은 본 발명의 인터페이스 장치(100)의 작용을 설명하는 블럭도이다. 도 2 내지 도 6을 함께 참조하며, 본 발명의 인터페이스 장치(100)를 상세히 설명한다.
본 발명의 인터페이스 장치(100)는 센서부(130), 제어부(140), 통신부(150), 복원력 발생부(190)를 포함한다. 또한, 버튼부(120), 방향 인지부(110)를 더 포함할 수 있다. 센서부(130)는 사용자가 인터페이스 장치(100)를 굴리거나 회전시킴으로써 발생한 이동 신호를 감지한다. 제어부(140)는 센서부(130)나 버튼부(120)에서 입력된 신호를 받아들여 인터페이스 장치(100)의 자세(roll, ritch, yaw), 좌표 이동 정보, 클릭 정보, 키보드 이벤트, 마우스 이벤트, 발사체의 슛팅 이벤트, 스크롤 정보, 버튼 이벤트 정보, 숫자 입력, 채널이나 볼륨 조작 정보 등을 포함하는 이벤트 정보를 산출한다.
예를 들어, 인터페이스 장치(100)가 z축을 향하여 찌르는 픽킹 동작을 수행하면, z축 방향의 가속도 신호가 발생하고 이를 인식하여 클릭 또는 더블 클릭 기능에 대응시킬 수 있다. 그 밖에도 인터페이스 장치(100)의 움직임을 다양한 이벤트에 대응시킬 수 있지만, 이하에는 설명의 편의상 인터페이스 장치(100)의 움직임을 좌표 이동 정보에 주로 대응시켜 설명하기로 한다.
통신부(150)는 제어부(140)에서 처리된 신호를 호스트(200)로 전달한다. 호스트(200)는 PC(personal computer), 오락기, AV기기 등 다양한 예를 들 수 있다. 인터페이스 장치(100)는 호스트(200)에 유선 또는 무선으로 연결되어 이동 정보를 전달한다. 즉, RS-232C, 페러렐 포트, USB포트, 블루투스, 적외선 통신 포트 등을 통하여 인터페이스 장치(100)의 통신부(150) 및 호스트(200)의 신호 처리부(250) 사이에 통신이 가능하다.
일 실시예로서, 버튼부(120)는 인터페이스 장치(100)의 외부에 마련되어 눌려지면 클릭 또는 더블 클릭 등의 이벤트 정보를 입력하는데 사용된다.
복원력 발생부(190)는 도 2 내지 도 5에 상세하게 설명된다. 인터페이스 장치(100)의 바닥부(180)는 복원력이 자유롭게 작용할 수 있도록 둥글게 형성되는 것이 바람직하다. 복원력 발생부(190)는 중력을 복원력으로 이용하여 인터페이스 장치(100)를 기준 위치에 복원시키는 복원 모멘트를 항상 발생한다.
일 실시예로서, 도 3에 도시된 복원력 발생부(190)는 인터페이스 장치(100)의 무게 중심이 바닥부(180)에 인접하도록 배치된 무게추(191)를 구비한다. 무게추(191)의 무게로 인하여 인터페이스 장치(100)는 기준 위치로 복원되려는 복원 모멘트를 항상 발생한다.
다른 실시예로서, 도 4에 도시된 복원력 발생부(190)는 무게추(191)와, 무게추(191)를 회동 가능하게 고정하는 힌지(192)를 구비한다. 또 다른 실시예로서, 도 5에 도시된 복원력 발생부(190)는 무게추(191)와, 무게추(191) 및 바닥부(180) 사이에 개재되어 무게추(191)를 탄성 바이어스시키는 탄성 부재(193)를 포함한다.
이러한 중력에 의한 복원력 발생 구조는 종래의 기구물에 의한 복원력 발생 구조에 비하여 여러 기구물의 설치를 생략할 수 있으므로 장치의 크기를 줄일 수 있고 외관 형상을 오뚜기, 계란 모양과 같이 다양하게 형성할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 복원력 발생부(190)는 인터페이스 장치(100)의 비균일 밀도 분포를 이 용하여 중력에 의한 복원 모멘트가 항상 발생하도록 함으로써 사용자가 인터페이스 장치(100)를 쳐다보거나 호스트(200)에서의 현재 위치나 이동 방향을 파악하지 않더라도 손(400)안에 잡힌 인터페이스 장치(100)의 기준 위치를 쉽게 파악할 수 있다.
더욱 바람직하게는 인터페이스 장치(100)의 외부에 방향 인지부(110)를 형성하고 시각적 또는 촉각적 마크(mark)에 의하여 인터페이스 장치(100)의 현재 위치를 파악할 수 있다. 방향 인지부(110)는 서로 직교하는 가상의 제1축(x축), 제2축(y축) 및 제3축(z축)에 대한 상기 인터페이스 장치(100)의 자세를 시각적 또는 촉각적으로 제시한다. 도 2에는 방향 인지부(110)의 예로서 y축 방향을 따라 형성된 홈이 도시된다. 홈 및 손(400)의 상대 위치에 따라 시각적 또는 촉각적으로 x축, y축, z축 각각의 좌표축 방향을 안내받을 수 있고 따라서 사용자가 인터페이스 장치(100)를 쳐다보거나 호스트(200)에서의 현재 위치나 이동 방향을 파악하지 않더라도 원하는 방향으로 인터페이스 장치(100)를 이동시킬 수 있다.
평면 위가 아닌 공간상에서 인터페이스 장치(100)를 사용하는 경우라 할지라도, 사용자는 무게감을 통하여 인터페이스 장치(100)가 현재 쥐어진 자세를 예측할 수 있다. 즉, 비균일 밀도 분포를 통하여 사용자는 인터페이스 장치(100)를 쳐다보거나 호스트(200)에서의 반응 상태를 확인하지 않더라도 3차원 공간상에서 원하는 방향으로 인터페이스 장치(100)를 움직일 수 있다.
센서부(130)의 대표적인 실시예로서, 가속도계(132), 자이로스코프(133), 터치 센서(131) 중의 어느 하나 또는 이들의 조합을 들 수 있지만 이에 한정되지 않 고 인터페이스 장치(100)의 가속도, 속도, 궤적을 인식할 수 있는 센서로서 어떠한 것이든 무방하다.
도 7 내지 도 10은 센서부(130)에 마련된 가속도계(132)의 다양한 출력 신호를 도시한 그래프이다. 도 7은 인터페이스 장치(100)가 예를 들어 x축 방향으로 불규칙하게 움직임에 따라 출력되는 가속도 신호를 도시한다. 이때, 제어부(140)는 제1스레스홀드값(Th1)보다 작은 가속도 신호는 노이즈(noise)로 간주하여 무시할 수 있다. 사용자가 인터페이스 장치(100)를 작동시키지 않았음에도 불구하고 외부의 진동 등에 의하여 인터페이스 장치(100)가 진동하는 경우 제1스레스홀드값(Th1)을 이용하여 노이즈를 제거한다.
도 8은 인터페이스 장치(100)가 예를 들어 x축 방향으로 비교적 일정한 패턴으로 움직임에 따라 출력되는 가속도 신호를 도시한다. 이때, 제어부(140)는 제2스레스홀드값(Th2)보다 큰 가속도 신호는 노이즈로 간주하여 무시할 수 있다. 즉, 사용자가 인터페이스 장치(100)를 작동 중 외부의 충격이나 전기적 충격에 의하여 가속도 신호에 비정상적인 오버 슈트(over-shoot)가 발생하는 경우 제2스레스홀드값(Th2)을 이용하여 노이즈를 제거한다. 일 실시예로서, 도 8에 도시된 바와 같이 제1스레스홀드값(Th1) 및 제2스레스홀드값(Th2) 사이에 존재하는 가속도 신호만이 정상적인 입력 데이터로 간주되어 인터페이스 장치(100)의 움직임을 추정하는데 사용된다.
도 9는 사용자가 인터페이스 장치(100)를 손(400)으로 잡고 이동하다가 참조부호 P에서 놓았을 때 가속도 신호가 수렴하는 모습을 보여주는 그래프이다. 이때, 외부의 물리적인 충격이나 전기적 노이즈에 의하여 비정상적인 오버슈트(PP, 도 9의 점선 부분)가 발생하고 있지만, 제1스레스홀드값(Th1) 및 제2스레스홀드값(Th2)에 의하여 제거할 수 없는 상태에 있다. 이를 해결하기 위하여 터치 센서(131)가 마련되는 것이 바람직하다.
즉, 사용자의 움직임과는 상관없이 외부의 흔들림으로 인터페이스 장치(100)가 작동되는 경우, 또는 사용자가 인터페이스 장치(100)를 놓은 후 임의의 요인에 의하여 가속도 신호가 수렴하지 않는 경우, 터치 센서(131)를 이용하여 정상적인 신호 여부를 판단하는 것이 바람직하다. 도 9에서 참조부호 P 지점에서 인터페이스 장치(100)를 손(400)에서 놓은 경우, 터치 센서(131)가 온(on)일 때에 해당하는 참조부호 P 이전의 가속도 신호는 정상적인 가속도 신호로 간주하고, 터치 센서(131)가 오프(off)일 때에 해당하는 참조부호 P 이후의 가속도 신호는 비정상적인 가속도 신호로 간주하여 무시하는 것이 바람직하다. 터치 센서(131)로서, 정전용량 센서, 손(400)의 온도를 감지하는 온도 센서 등 다양한 실시예가 가능하다.
한편, 인터페이스 장치(100)를 이동하는 속도의 크기는 가속도 신호를 적분함으로써 구할 수 있지만, 그것보다는 신속 간편한 신호 처리를 위하여 가속도 신호의 크기를 기준으로 파악하는 것이 바람직하다. 즉, 일 실시예로서, 제어부(140)는 제3스레스홀드값(Th3) 및 가속도 신호의 편차에 비례 상수(k)를 곱한 값을 인터페이스 장치(100)의 이동 속도로 산출한다.
도 10을 참조하면, 제어부(140)는 수학식 Vi = k × di 에 의하여 인터페이스 장치(100)의 이동 정보를 산출하며, di 는 제3스레스홀드값(Th3)을 기준으로 할 때 제1축(x축), 제2축(y축), 제3축(z축) 중 어느 하나의 가상축에 대한 가속도 신호의 편차이고, k는 비례 상수이며, Vi 는 제1축, 제2축, 제3축 중 어느 하나의 가상축에 대한 인터페이스 장치(100)의 이동 속도이고, Vi 의 부호는 제1축, 제2축, 제3축 중 어느 하나의 축에 대한 인터페이스 장치(100)의 이동 방향을 나타낸다.
따라서, 가속도 신호를 두 번 적분함으로써 궤적의 관점에서 좌표 이동 정보를 산출할 수 있지만, 더욱 신속하고 간편한 방법으로서 가속도 신호의 패턴 그 자체를 이용하여 좌표 이동 정보를 산출할 수 있게 된다. 즉, 중앙값에 해당하는 제3스레스홀드값(Th3)을 설정하고, 제3스레스홀드값(Th3)에서 벗어나는 정도를 체크하며, 그 벗어나는 정도에 비례하여 좌표 이동 정보를 발생하고, 그에 따른 키보드 이벤트, 마우스 이벤트, 조이 스틱 이벤트를 발생한다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 인터페이스 장치(100)의 효과를 설명하는 그림이다. 도 11을 참조하면, 비행기 조종 시뮬레이션의 경우, 키보드의 방향키를 통하여 전후 이동 또는 좌우 이동을 수행하고, 비행기의 회전이나 자세(roll, ritch, yaw)의 입력은 본 발명의 인터페이스 장치에 의할 수 있다. 3차원 공간에서 화면 뷰의 회전을 본 발명의 인터페이스 장치를 통해 제어하면 효과적이다. 키보드 또는 마우스는 2차원 움직임을 제어하고 이와 동시에 본 발명의 인터페이스 장치는 3차원 공간상의 움직임을 제어하면 휠씬 직관적이며, 자연스럽고 부드러운 좌표 이동 정보를 입력할 수 있다.
뿐만 아니라, 본 발명의 인터페이스 장치를 2개 마련하고 왼손은 어느 하나의 인터페이스 장치로써 피조작물(예를 들면 도 11에 도시된 비행기 조종 시뮬레이션 게임의 경우 비행기)의 회전 운동 및 자세(roll, ritch, yaw)를 제어하고 오른손은 다른 하나의 인터페이스 장치로써 피조작물의 병진 운동(전후좌우 이동)을 제어할 수 있다. 이때, 사용자는 피조작물의 움직임을 자연스럽게 제어할 수 있게 된다.
한편, 마우스 또는 키보드와 동시에 본 발명의 인터페이스 장치를 사용하는 경우, 자연스러운 양손 작업으로 부드러운 곡선 입력에 사용할 수 있다. 예를 들면 3차원 공간에서 인터페이스 장치를 돌리거나 굴림으로써 도 11 및 도 12와 같은 부드럽고 연속적인 궤적을 입력할 수 있다. 도 12를 참조하면 참조부호 C2는 키보드의 방향키에 의한 단속적인 방향 입력을 나타내며, 참조부호 C1은 본 발명의 인터페이스 장치에 의한 연속적인 곡선 방향 입력을 나타낸다. 즉, 기존의 키보드나 마우스 장치가 2차원 평면 좌표 입력에 유용하다면, 본 발명의 인터페이스 장치는 기울임 각도의 입력에 유리하고, 공간에서 들고 작동하여도 복원력이 항상 발생하므로 z축 방향 병진 이동의 입력에 유리하며, 3차원 공간에서 자세(roll, ritch, yaw)의 입력에 특히 용이한 장점이 있다.
이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 다음의 특허청구범위에 의해서 정해져야 할 것이다.
도 1은 종래의 조이 스틱을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 인터페이스 장치를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 인터페이스 장치의 내부 구조를 설명하는 개략도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 복원력 발생부의 다양한 실시예를 도시한 개략도이다.
도 6은 본 발명의 인터페이스 장치의 작용을 설명하는 블럭도이다.
도 7 내지 도 10은 본 발명의 가속도계의 다양한 출력 신호를 도시한 그래프이다.
도 11 내지 도 12는 본 발명의 인터페이스 장치의 효과를 설명하는 그림이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100...인터페이스 장치 110...방향 인지부
120...버튼부 130...센서부
131...터치 센서(touch sensor) 132...가속도계(accelerometer)
133...자이로스코프(gyroscope) 140...제어부
150...통신부 180...바닥부
190...복원력 발생부 191...무게추
192...힌지(hinge) 193...탄성 부재
200...호스트(host) 250...신호처리부
400...손

Claims (15)

  1. 움직임을 감지하는 센서부;
    상기 센서부에서 출력된 신호를 처리하는 제어부;
    상기 제어부에서 처리된 신호를 호스트로 전달하는 통신부;
    중력을 복원력으로 이용하여 인터페이스 장치를 기준 위치에 복원시키는 복원력 발생부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    바닥부가 둥글게 형성되고,
    상기 복원력 발생부는 상기 인터페이스 장치의 무게 중심이 상기 바닥부에 인접하도록 배치된 무게추를 구비함으로써 중력에 의하여 상기 인터페이스 장치를 상기 기준 위치로 복원시키는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 센서부는 서로 직교하는 가상의 제1축, 제2축 및 제3축 중에서 적어도 하나 이상의 축에 대한 가속도를 감지하는 가속도계를 구비하며,
    상기 제어부는 상기 가속도계에서 출력된 가속도 신호를 처리하여 상기 인터페이스 장치의 이벤트 정보를 산출하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는 제1스레스홀드값보다 작은 가속도 신호는 노이즈로 간주하여 무시하거나, 제2스레스홀드값보다 큰 가속도 신호는 노이즈로 간주하여 무시하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는 수학식 Vi = k × di 에 의하여 상기 인터페이스 장치의 이벤트 정보를 산출하며,
    여기서, 상기 di 는 제3스레스홀드값을 기준으로 할 때 상기 제1축, 제2축, 제3축 중 어느 하나의 축에 대한 가속도 신호의 편차이고, 상기 k는 비례 상수이며, 상기 Vi 는 상기 제1축, 제2축, 제3축 중 어느 하나의 축에 대한 상기 인터페이스 장치의 이동 속도이고, 상기 Vi 의 부호는 상기 제1축, 제2축, 제3축 중 어느 하나의 축에 대한 상기 인터페이스 장치의 이동 방향을 나타내는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는 복수의 축에 대하여 동시에 상기 Vi 를 구하고 이를 중첩함으로써 2차원 평면 또는 3차원 공간상에서 상기 인터페이스 장치의 이벤트 정보를 산 출하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서부는 상기 인터페이스 장치의 사용자 접촉 여부를 감지하는 터치 센서를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 복원력 발생부는 상기 무게추를 회동 가능하게 상기 바닥부에 고정하는 힌지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 복원력 발생부는 상기 무게추 및 상기 바닥부 사이에 개재되어 상기 무게추를 탄성 지지하는 탄성 부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 센서부는 자이로스코프를 구비하며,
    상기 제어부는 상기 자이로스코프에서 출력된 신호를 처리하여 상기 인터페이스 장치의 자세 및 이동 속도를 산출하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    눌려지면 이벤트 신호를 발생하는 버튼부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 통신부는 무선 통신에 의하여 상기 호스트에 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    서로 직교하는 가상의 제1축, 제2축 및 제3축에 대한 상기 인터페이스 장치의 자세를 시각적 또는 촉각적으로 제시하는 방향 인지부; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    어느 하나는 피조작물의 회전 운동 및 자세를 제어하고 다른 하나는 피조작물의 병진 운동을 제어하도록 복수로 마련되는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
  15. 서로 직교하는 가상의 제1축, 제2축 및 제3축 중에서 적어도 하나 이상의 축에 대한 가속도를 감지하는 가속도계를 구비하고,
    상기 가속도계에서 출력되는 신호를 스레스홀드값과 비교하고 상기 신호가 상기 스레스홀드값에서 벗어나는 정도에 따라 이벤트 정보를 산출하는 제어부를 구비하며,
    상기 이벤트 정보를 호스트로 전달하는 통신부를 구비하고,
    무게 중심이 바닥부에 인접하도록 밀도가 불균일하게 분포됨으로써 기준 위치를 향한 복원 모멘트가 중력에 의하여 발생하는 것을 특징으로 하는 인터페이스 장치.
KR1020080093092A 2008-09-23 2008-09-23 인터페이스 장치 KR100940784B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080093092A KR100940784B1 (ko) 2008-09-23 2008-09-23 인터페이스 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080093092A KR100940784B1 (ko) 2008-09-23 2008-09-23 인터페이스 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100940784B1 true KR100940784B1 (ko) 2010-02-11

Family

ID=42083080

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080093092A KR100940784B1 (ko) 2008-09-23 2008-09-23 인터페이스 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100940784B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010104605A (ko) * 2000-04-26 2001-11-26 이병철 자유롭게 움직이는 마우스 손목 받침대
KR20080024415A (ko) * 2006-09-13 2008-03-18 (주)텍에이드 입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기
KR20080073059A (ko) * 2007-02-05 2008-08-08 주식회사 이노칩테크놀로지 포인팅 장치 및 이를 갖는 전자 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010104605A (ko) * 2000-04-26 2001-11-26 이병철 자유롭게 움직이는 마우스 손목 받침대
KR20080024415A (ko) * 2006-09-13 2008-03-18 (주)텍에이드 입력장치 및 이를 포함하는 휴대용 단말기
KR20080073059A (ko) * 2007-02-05 2008-08-08 주식회사 이노칩테크놀로지 포인팅 장치 및 이를 갖는 전자 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5969626B2 (ja) 高められたジェスチャ・ベースの対話のためのシステム及び方法
US11093053B2 (en) Input device
CN102317892B (zh) 控制信息输入装置的方法、信息输入装置、程序和信息存储介质
US20200310561A1 (en) Input device for use in 2d and 3d environments
US10183217B2 (en) Hand-held controller using segmented capacitive touch trigger
WO2016097841A2 (en) Methods and apparatus for high intuitive human-computer interface and human centric wearable &#34;hyper&#34; user interface that could be cross-platform / cross-device and possibly with local feel-able/tangible feedback
US6597347B1 (en) Methods and apparatus for providing touch-sensitive input in multiple degrees of freedom
KR101576979B1 (ko) 자기장 센서를 이용하여 사용자 입력을 판단하는 전기 장치
EP2559464A1 (en) Gun-shaped game controller
CN108073285B (zh) 一种电子设备及控制方法
TW201814452A (zh) 將觸控筆模擬為搖桿的觸控電子系統、觸控處理裝置與方法
US11003247B1 (en) Deployable controller
KR100940784B1 (ko) 인터페이스 장치
US20180188923A1 (en) Arbitrary control mapping of input device
KR101064265B1 (ko) 3차원 공간에서의 정보 입력 장치 및 방법
KR102251308B1 (ko) 햅틱 컨트롤러 및 이를 이용한 햅틱 피드백 제공 시스템 및 방법
WO2009093027A1 (en) Wrist-mounted computer periferal
US20220051556A1 (en) Universal wireless control device
WO1997042620A1 (en) Virtual motion controller
US8830172B2 (en) Selection device and method for performing positioning operation
Uribe et al. Gesture-based teleoperation using a holonomic robot
WO2016081425A1 (en) Device for intuitive dexterous touch and feel interaction in virtual worlds
KR102354559B1 (ko) 콘텐츠 제어용 다종 인터페이스 장치
JP2018181185A (ja) 力覚提示器及び仮想力覚提示装置
EP3388919B1 (en) Hand-held controller using segmented capacitive touch trigger

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130108

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131231

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee