KR100994774B1 - 키 입력 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

키 입력장치 및 방법이 개시된다. 각속도 측정부는 x축 및 y축을 설정한 후, 외부 힘에 의한 움직임을 x축 및 y축의 회전에 따른 각속도로 측정한다. 각가속도 계산부는 측정한 각속도로부터 각가속도를 계산한다. 키입력 감지부는 x축 및 y축의 각각의 회전방향에 대응하여 설정된 고유한 키 입력신호 중에서 각가속도가 소정 임계치 이상으로 변화하면 각가속의 회전방향에 해당하는 키 입력신호를 출력한다. 이로써, 두드림을 키 입력으로 감지하는 키 입력장치를 구현할 수 있다.
각속도, 각가속도, 키 입력신호

Description

키 입력 장치 및 방법{Key inputting apparatus and method}
도 1은 본 발명에 따른 키 입력 장치의 일 실시예를 도시한 도면,
도 2a는 본 발명에 따른 키 입력 장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 2b은 본 발명에 따른 키 입력 장치의 다른 실시예의 구성을 도시한 블록도,
도 3a는 키 입력 장치를 가만히 두고 두드린 경우에 측정한 각속도를 도시한 도면,
도 3b는 키 입력 장치를 이동하면서 두드린 경우에 측정한 각속도를 도시한 도면,
도 4a는 키 입력 장치를 가만히 두고 두드린 경우에 측정한 각가속도를 도시한 도면,
도 4b는 키 입력 장치를 이동하면서 두드린 경우에 측정한 각가속도를 도시한 도면,
도 5는 본 발명에 따른 키 입력장치를 이용하여 문자를 입력하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면, 그리고,
도 6은 본 발명에 따른 키 입력 방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 도면이다.
본 발명은 키 입력장치 및 그 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관성 세선를 이용한 키 입력 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
종래의 관성센서를 이용한 입력 장치는 입력장치의 상하 좌우의 움직임을 관성센서를 이용하여 측정함으로써 컴퓨터 또는 디스플레이장치의 화면상에서 커서의 움직임을 제어하였다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상하좌우의 두드림(tapping)을 관성센서를 이용하여 구분하여 키 입력수단으로 활용하는 키 입력 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 키 입력장치의 일 실시예는, x축 및 y축을 설정한 후, 외부 힘에 의한 움직임을 상기 x축 및 y축의 회전에 따른 각속도로 측정하는 각속도 측정부; 상기 측정한 각속도로부터 각가속도를 계산하는 각가속도 계산부; 및 상기 x축 및 y축의 각각의 회전방향에 대응하여 설정된 고유한 키 입력신호 중에서 상기 각가속도가 소정 임계치 이상으로 변화하면 상기 각가속도의 회전방향에 해당하는 키 입력신호를 출력하는 키입력 감지부;를 포함한다.
상기의 기술적 과제를 달성하기 위한, 본 발명에 따른 키 입력방법의 일 실시예는, x축 및 y축을 설정한 후, 외부 힘에 의한 움직임을 상기 x축 및 y축의 회전에 따른 각속도로 측정하는 단계;상기 측정한 각속도로부터 각가속도를 계산하는 단계; 및 상기 x축 및 y축의 각각의 회전방향에 대응하여 설정된 고유한 키 입력신호 중에서 상기 각가속도가 소정 임계치 이상으로 변화하면 상기 각가속도의 회전방향에 해당하는 키 입력신호를 출력하는 단계;를 포함한다.
이로써, 두드림을 키 입력으로 감지하는 키 입력장치를 구현할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 키 입력장치 및 그 방법에 대하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 키 입력장치의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 키 입력장치(100)에는 x축 및 y축이 설정된다. 사용자가 키 입력장치(100)의 특정 부분을 두드리면 키 입력장치(100)는 설정된 x축 및 y축의 일정방향으로 회전한다. 예를 들어, A 영역(110) 또는 D 영역(140)을 두드리면 키 입력장치(100)는 x축을 중심으로 각각 회전하며, B 영역(120) 또는 C 영역(130)을 두드리면 키 입력장치(100)는 y축을 중심으로 각각 회전한다.
키 입력장치(100)는 외부의 두드림에 의한 x축 또는 y축의 회전을 감지하여 각각의 회전을 키 입력으로 받아들인다. 따라서, 도 1에 도시된 키 입력장치(100)는 상하좌우의 네 개의 키(110 내지 130)를 가지는 입력장치이다.
본 발명에 따른 키 입력장치(100)는 키 입력으로 간주할 두드림(tapping)을 정확하게 구분하기 위하여 각 축의 회전에 따른 각가속도를 이용한다.
도 2a는 본 발명에 따른 키 입력장치의 일 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2a를 참조하면, 키 입력장치는 각속도 측정부(200), 각가속도 계산부(210), 키입력 감지부(220)로 구성된다.
각속도 측정부(200)는 키 입력장치에 x축 및 y축을 설정한 후, 외부 힘에 의한 움직임을 x축 및 y축의 회전에 따른 각속도로 측정한다. 키 입력장치는 사용자가 키 입력장치의 특정부분을 두드리는 경우 또는 사용자가 키 입력장치를 가지고 이동하는 경우 등 외부의 힘에 의해 움직인다. 이 때, 각속도 측정부(200)는 키 입력장치에 설정된 x축 및 y축을 중심으로 회전하는 각속도를 가진다.
각속도 측정부(200)는 외부 힘에 의한 키 입력장치의 움직임을 관성센서를 이용하여 측정한다. 관성센서는 x축 및 y축의 교점에 위치하여 x축 및 y축을 중심으로 하는 회전의 각속도를 측정한다. 관성센서는 x축 및 y축의 각각에 설치되어 각 축을 중심으로 하는 회전의 각속도를 측정할 수 있다.
각가속도 계산부(210)는 각속도 측정부(200)에 의해 측정된 각속도를 기초로 각가속도를 계산한다. 키 입력장치는 키 입력으로 사용되는 두드림(tapping)에 의한 각속도 뿐만 아니라 키 입력장치의 이동에 따른 각속도도 가지므로 각속도 측정부(200)에 의한 각속도만으로는 두드림을 키 입력으로 인식할 수 없다.
따라서, 각가속도 계산부(210)는 각가속도를 계산하여 순간적인 각속도의 변화량을 계산한다.
키입력 감지부(220)는 각가속도 계산부(210)에 의해 계산된 각가속도가 소정 의 임계치 이상으로 변화하면 외부 두드림(tapping)에 의한 키 입력으로 간주하여 해당하는 축의 회전방향에 해당하는 키 입력신호를 출력한다. 키 입력장치는 x축 및 y축의 두 축을 중심으로 회전을 감지하므로, +x,-x,+y,-y 방향의 네가지 회전으로 구분되어 결국 네 개의 키 입력신호를 포함한다.
키입력 감지부(220)는 키 입력으로 감지하는 각가속도의 임계치를 낮게 설정할수록 키입력 감지부(220)는 작은 충격에도 민감하게 반응하며, 각가속의 임계치를 높일수록 키입력 감지부(220)의 키 입력 감지 능력은 저하된다. 따라서, 키 입력장치의 두드림에 따라 발생하는 각가속도의 평균적인 변화량을 실험을 통해 확인하여 이를 각가속도의 임계치로 설정한다.
각각의 방향에 따라 설정된 고유한 키 입력신호를 이용한 키 입력장치는 방향키로 이용되거나 문자 및 숫자 등의 입력수단으로 이용될 수 있다.
도 2b는 본 발명에 따른 키 입력장치의 다른 실시예의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2b를 참조하면, 키 입력장치는 각속도 측정부(252), 각가속도 계산부(254), 키입력 감지부(256), 키입력 순서 기록부(260), 문자 출력부(270) 및 데이터 베이스부(280)로 구성된다.
각속도 측정부(252), 각가속도 계산부(254) 및 키입력 감지부(256)로 구성된 키 입력부(250)는 도 2a에서 설명한 키 입력장치와 그 구성 및 기능이 동일하므로 상세한 설명을 생략한다.
데이터 베이스부(280)는 키 입력신호의 조합과 문자와의 대응관계를 저장한 다. 예를 들어, 사용자가 키 입력장치(100)를 위쪽(110), 왼쪽(120) 및 아래쪽(140)의 순서대로 두드린 경우, 각각의 방향에 대해 순차적으로 출력된 키 입력신호의 조합을 문자 'c'와 대응시킨다. 이에 대한 일 실시예는 도 5에 도시되어 있다.
키입력 순서 기록부(260)는 키입력 감지부(256)에 의해 출력된 키 입력신호를 순차적으로 저장한다. 키입력 순서 기록부(260)는 버퍼로 구성된다.
문자 출력부(270)는 키입력 순서 기록부(260)에 저장된 키 입력신호들의 조합에 대응하는 문자를 데이터 베이스부(280)에서 검색하여 해당하는 문자를 출력한다. 문자 출력부(270)에 의한 문자 출력 후에 키입력 순서 기록부(260)는 버퍼를 초기화한다.
본 발명에 따른 키 입력장치는 컴퓨터, 핸드폰, PDA, 디지털 TV 등의 입력장치로 이용될 수 있으며 핸드폰의 경우에는 핸드폰, PDA의 경우에는 핸드폰, PDA 자체에 키 입력장치가 구현되고 문자 출력부에 의해 출력된 문자는 핸드폰, PDA의 화면에 출력된다. 그리고, 컴퓨터 및 디지털 TV 등의 입력장치로 본 발명에 따른 키 입력장치를 이용하는 경우에 키 입력장치는 컴퓨터 및 디지털 TV와 무선 또는 유선으로 연결되어 문자 출력부에 의해 출력된 문자를 컴퓨터 및 디지털 TV로 전송하여 문자를 컴퓨터 및 디지털 TV의 화면에 출력한다.
또한, 본 발명에 따른 키 입력장치는 자체에 디스플레이 장치를 구비하여 문자출력부에 의해 출력된 문자를 출력하도록 할 수 있다. 디지털 TV의 리모콘 장치로 본 발명에 따른 키 입력장치를 이용하는 경우 키 입력장치에 디스플레이 장치를 구비함으로써 사용자는 문장으로 이루어진 명령등을 용이하게 키 입력장치에서 생성한 후 디지털 TV에 전송할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 키 입력장치의 움직임에 따른 각속도를 측정한 도면이다.
도 3a는 키 입력장치를 움직이지 않고 사용자가 두드린 경우(tapping)에 측정한 각속도이다. 즉, 키 입력장치를 바닥에 가만히 두고 두드린 경우이다.
도 3a를 참조하면, 키 입력장치의 위쪽을 두드린 경우에 x축의 각속도는 '-방향'으로 급변하고 아래쪽을 두드린 경우에 x축의 각속도는 '+방향'으로 급변한다. 그리고, 왼쪽을 두드린 경우에 y축의 각속도는 '-방향'으로 급변하며, 오른쪽을 두드린 경우에 y축의 각속도는 '+방향'으로 급변한다.
도 3b는 키 입력장치를 이동시키면서 사용자가 두드린 경우에 측정한 각속도이다.
도 3b를 참조하면, 키 입력장치를 상하좌우의 각 방향에 두드린 경우에 측정된 각속도의 급속한 변화가 어느 방향에서 이루어지는지 구분할 수 없으므로 키 입력장치의 두드림에 의한 키 입력 감지를 할 수 없다. 이를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 키 입력장치는 각가속도를 이용한다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 키 입력장치의 움직임에 따른 각가속도를 측정한 도면이다.
도 4a는 키 입력장치를 가만히 두고 두드린 경우의 각가속도를 측정한 도면으로서, 도 3a의 실험환경과 동일한다. 키 입력장치의 두드림에 의한 각가속도의 급속한 변화는 두드림에 의해 특정 방향에 나타나며 이를 통해 키 입력장치의 두드 림을 키 입력으로 감지할 수 있다.
도 4b는 키 입력장치를 이동시키면서 사용자가 두드린 경우에 측정한 각가속도로서 도 3b의 실험환경과 동일하다.
도 4b를 참조하면, 사용자가 위쪽을 두드린 경우 x축의 각가속도는 '-방향'으로 급변하고 아래쪽을 두드린 경우 x축의 각가속도는 '+방향'으로 급변한다. 그리고, 사용자가 왼쪽을 두드린 경우 y축의 각가속도는 '-방향'급변하고, 오른쪽을 두드린 경우 y축의 각가속도는 '+방향'으로 급변한다.
도 4a 및 도 4b의 측정결과를 살펴보면 키 입력장치를 가만히 두고 두드린 경우 및 움직이면서 두드린 경우에 동일한 결과가 나타나므로 키 입력장치의 두드림을 키 입력으로 감지하는 키 입력장치를 구현할 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 키 입력장치를 통해 문자를 입력하는 방법의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 4 개의 키를 포함하는 본 발명에 따른 키 입력장치를 통해 숫자, 알파벳 및 한글자모를 입력하는 방법에 대한 일 예가 도시되어 있다.
숫자 '0'을 입력하는 경우, 키 입력장치의 위쪽, 왼쪽, 아래쪽, 오른쪽 및 위쪽을 순서대로 두드린다. 알파벳 'd'를 입력하는 경우, 키 입력장치의 아래쪽, 위쪽, 오른쪽 및 아래쪽을 순서대로 두드린다.
도 5에 도시된 예는 숫자 및 문자를 형상화하여 이에 대응되는 키 입력장치의 위치를 차례대로 두드림으로써 숫자 및 문자를 입력하는 것으로써, 숫자 및 문자의 형상화방법은 이 외에 여러가지 방법을 이용할 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 키 입력방법의 일 실시예의 흐름을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 관성센서(자이로 센서)로 구현되는 각속도 측정부(200)는 키 입력장치의 움직임에 따른 각속도를 측정한다(S600). 각속도 측정부(200)는 키 입력장치에 x축 및 y축을 설정하고 키 입력장치가 외부 힘에 의해 움직이는 경우 그 움직임을 x축 및 y축의 회전에 따른 각속도를 측정한다. 각속도는 사용자가 이동하는 경우 및 사용자가 키 입력장치의 특정 부분을 두드린 경우에 모두 발생한다. 따라서, 키 입력장치는 사용자의 두드림을 키 입력으로 감지하기 위하여 이동에 의한 각속도의 발생과 두드림에 의한 각속도의 발생을 각가속도를 이용하여 구분한다.
따라서, 각가속도 계산부(210)는 각속도 측정부에 의해 측정된 각속도로부터 각가속도를 계산한다(S610). 사용자의 두드림에 의한 각가속도는 도 4b에 도시된 바와 같이 단순 이동에 의한 키 입력장치의 움직임과 두드림에 의한 키 입력장치의 움직임을 구분한다.
키입력 감지부(220)는 각가속도가 소정의 임계치 이상으로 변화하면 이를 키 입력으로 감지하고 키 입력장치의 움직임 방향에 따라 설정된 키 입력신호를 출력한다(S620).
본 발명은 또한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명은 두드림을 키 입력으로 감지한다. 따라서, 종래의 키 입력장치처럼 외부에 버튼을 구비할 필요가 없으며 현재 소형화되는 입력장치에서 버튼이 소형화되고 서로 인접하여 위치함으로써 버튼을 잘못누르는 오동작을 줄일 수 있으며, 종래의 키 입력장치에 본 발명을 적용함으로써 입력 버튼의 수를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 키 입력장치의 4개의 키를 통해 문자 및 숫자를 형상화하여 입력할 수 있다. 특히, 디지털 TV 등 쌍방향 통신이 이루어지는 홈 네트워크 장치에 사용되는 리모콘에 본 발명을 적용함으로써 리모콘의 버튼 수를 줄이며 4 개의 키를 통해 형상화된 문자 및 숫자를 입력하게 하여 쌍방향 통신을 용이하게 할 수 있다.

Claims (9)

  1. x축 및 y축을 설정한 후, 외부 힘에 의한 움직임을 상기 x축 및 y축의 회전에 따른 각속도로 측정하는 각속도 측정부;
    상기 측정한 각속도로부터 각가속도를 계산하는 각가속도 계산부; 및
    상기 x축 및 y축의 각각의 회전방향에 대응하여 설정된 고유한 키 입력신호 중에서 상기 각가속도가 소정 임계치 이상으로 변화하면 상기 각가속도의 회전방향에 해당하는 키 입력신호를 출력하는 키입력 감지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 각속도 측정부는 관성 센서를 이용하여 상기 움직임에 따른 각속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 키 입력 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 각속도 측정부는 상기 x축 방향의 회전을 감지하는 제1관성 센서 및 상기 y축 방향의 회전을 감지하는 제2관성 센서를 이용하여 각속도를 측정하는 것을 특징으로 하는 키 입력 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 키 입력신호를 순차적으로 저장하는 키입력 순서 기록부; 및
    상기 저장된 키 입력신호의 조합에 대응하는 문자를 출력하는 문자 출력부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    키 입력신호의 조합과 문자와의 대응관계를 저장하는 데이터베이스부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력 장치.
  6. x축 및 y축을 설정한 후, 외부 힘에 의한 움직임을 상기 x축 및 y축의 회전에 따른 각속도로 측정하는 단계;
    상기 측정한 각속도로부터 각가속도를 계산하는 단계; 및
    상기 x축 및 y축의 각각의 회전방향에 대응하여 설정된 고유한 키 입력신호 중에서 상기 각가속도가 소정 임계치 이상으로 변화하면 상기 각가속도의 회전방향에 해당하는 키 입력신호를 출력하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 각속도 측정 단계는 관성 센서를 이용하여 상기 움직임에 따른 각속도 를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력 방법.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 키 입력신호를 순차적으로 저장하는 단계; 및
    상기 저장된 키 입력신호의 조합에 대응하는 문자를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력 방법.
  9. 제 6항에 있어서, 상기 키 입력신호 저장 단계 전에,
    키 입력신호의 조합과 문자와의 대응관계를 데이터베이스에 저장하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 키 입력 방법.
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