KR101000869B1 - 헤드 마우스 - Google Patents

Abstract

본 발명은 헤드 마우스에 관한 것으로서, 구체적으로 마우스 포인터를 제어하는 포인트 제어부와 클릭 및 더블 클릭을 감지하는 이벤트 감지부와 컴퓨터에 포인트 제어신호와 이벤트 신호를 전송하기 위한 연결단자를 구비하는 마우스 장치에 있어서 본 발명의 포인트 제어부는 각속도 센서와 후처리부를 포함하고, 이벤트 감지부는 광원, 광센서 및 이벤트 검출부를 포함한다. 각속도 센서는 머리의 회전 각속도를 감지한다. 후처리부는 상대좌표방식으로 포인터 제어신호를 출력한다. 광원은 광을 방출하고, 광센서는 안면부로부터 반사되는 광을 감지한다. 이벤트 검출부는 광센서가 검출하는 반사광의 변화를 전기적 신호로 변환한다.

본 발명에 의한 헤드 마우스는 사용자가 손이나 발을 이용하지 않고 머리의 움직임과 눈의 깜박임만으로 컴퓨터 마우스를 제어할 수 있다.

헤드 마우스, 자이로 센서, 각속도 센서, 눈깜빡임, 비선형적분, 데드 존, 문턱값, 상대 좌표

Description

헤드 마우스{Head mouse}

본 발명은 헤드 마우스에 관한 것으로서, 구체적으로는 손과 발을 이용하지 않고서도 머리의 움직임과 눈의 깜빡임만을 이용하여 컴퓨터의 포인터 제어와 이벤트의 발생을 가능하게 하는 마우스에 관한 것이다.

컴퓨터 대중화와 인터넷의 확대는 많은 사회적 변화를 가져왔다. 과거에는 공간적인 이동이 불편하게 되면 본인의 생활이나 사회 생활에 치명적인 결점이 되었지만 정보화 사회로 되어감으로써 사회와 손쉽게 접촉할 수 있는 통로의 역할을 컴퓨터와 인터넷이 제공하게 되었다.

이러한 컴퓨터를 사용함에 있어서 컴퓨터가 대중화 되기 시작한 이래로 키보드 중심의 컴퓨터 입력 방식이 전통적으로 사용되어져 왔으나, 지금은 GUI(Graphic User Interface)의 발전으로 키보드를 사용하지 않고서 마우스 조작만으로도 컴퓨터 사용이 가능할 정도로 많은 변화가 있어왔다. 이것은 정상인들뿐만 아니라 거동이 불편한 장애인들에게는 더욱 유용하다. 그러나 상지나 하지가 어느 정도 원활한 활동이 가능한 경우에는 큰 어려움이 없으나 중증 장애자의 경우는 혼자 힘으로 컴퓨터를 통한 사회와의 접촉이 여전히 쉽지는 않은 현실이다. 뿐만 아니라, 교통사고나 뇌졸중으로 인하여 전신 마비가 되었을 경우 보다 특별한 컴퓨터 인터페이스 장치가 요구된다.

사지 마비 장애인들이 편리하게 컴퓨터를 조작하기 위해서는 손이나 발이 아닌 움직임이 가능한 목 이상의 부위를 사용한 인터페이스가 제공되어야 한다. 이와 관련된 인터페이스 방식으로는 기울기 센서(tilt sensor), 각속도 센서(gyro sensor, inclinometer), 가속도 센서(accelerometer), 광, 영상, 자기장 센서, 그리고 초음파 등을 이용하여 머리 움직임을 감지하거나 혀의 움직임을 감지하는 직접적인 방법과 직접적인 움직임이 아닌 생체 전기 신호라 불리우는 뇌파(Electroencephalograph, EEG), 안전도(Electro ocular graph, EOG), 근전도(Electromyography, EMG) 등을 이용하는 간접적인 방법이 있다.

이러한 적절한 장비는 사지마비 장애인들이 컴퓨터를 통한 인터넷 및 기기 사용의 편리를 제공함으로써 새로운 지식의 습득과 사회와의 대화 창구를 제공해 줄 수 있을 뿐만 아니라 쇼핑이나 게임에서부터 업무까지 다양한 작업을 집이나 병원이라는 고정된 자리에서 가능하도록 도와준다.

한편 종래의 연구에서는 기울기 센서를 이용하여 조이스틱과 같이 방향성 정보만을 얻어 상대적 좌표 제어(relative pointing method) 방식으로 안정적인 이동은 가능하였으나 마우스의 이동 속도 제어는 수행하지 않아 빠른 응답 시간을 기대 하기는 어려웠다. 이벤트 처리는 sip & puff 스위치를 사용하여 클릭(click), 더블클릭(double click), 드래그(drag)가 가능하였다. 엄광문 등은 각속도 센서 하나만을 이용하여 머리 움직임으로부터 마우스 이동과 이벤트를 구현하는 연구를 하였으나 더블 클릭과 드래그 기능의 구현은 하지 않았고, 머리 움직임이 빠르지 못하거나 누워서 사용할 경우에는 적합하지 않다. 이러한 연구 성과를 기반으로 현재 출시되고 있는 것들로는 GyroTrack, DynaSight Sensor, Cymouse 등과 같은 제품들이 있으나 대부분 마우스 포인터 이동만을 지원하며 이벤트의 경우 부가적으로 별도의 스위치를 사용하는 경우가 많다. 영상을 이용한 방법으로는 사용자의 얼굴 영상만을 이용하여 마우스 포인터의 이동 및 클릭을 구현하는 Camera mouse와 EyeKeys와 같은 방법도 있으나 반응속도가 기존 마우스에 비해서 느리고, 정확도와 정밀도가 낮다.

HeadMouseㄾ Extreme, TrackIR, DynaSight 등의 제품은 사용자 머리 주변에 하나 또는 3개의 표식기를 부착하고 추가적인 적외선 광원을 사용하여 마우스 포인터를 제어하는 것으로 게임 사용자에게도 널리 이용되고 있다. 그러나 마우스 이벤트 처리를 위해 추가적인 장치가 요구된다.

생체 전위를 이용한 안전도의 경우 안구 이동에 따른 마우스 이동은 손쉽게 구현이 되지만 전극을 부착하는 번거로움과 직류 드리프트로 인한 오차가 문제가 된다. 마우스 포인터 조작에 입 주변의 근전도를 이마 부근에서 획득하고 분석하여 상대적 포인팅 방법으로 마우스 조작이 가능한 HCI(Human Computer Interface)가 제안된 바 있으나, 자연스러운 마우스 포인터 이동이나 빠른 응답이 요구되는 반응 에는 부적절하다.

뇌파를 이용한 연구도 있으나 머리조차도 움직일 수 없는 경우에 최후의 방법으로 사용되며 사용자의 집중도가 높아야 하고 상대적으로 다른 방법에 비하여 정확도, 정밀도, 직관성이 떨어진다.

음성의 경우 마이크만 있으면 되기 때문에 하드웨어 구성은 간단하다. 특히 노트북의 경우 마이크가 내장되어 별도의 추가 장치 없이 사용가능 할 뿐만 아니라 마이크로스트웨어 윈도우를 사용할 경우에는 OS 자체에서 그 기능이 제공되며 음성 인식이 제공될 경우 문자입력 방법으로는 편리하다. 그러나 앞의 방법들에 비하여 반응 속도가 상대적으로 늦고, 정밀한 이동 제어, 장시간 사용, 그리고 대화와 동시에 사용하기에는 적합하지 않다. 특히 음악이나 게임 등의 소리를 스피커를 통해서 듣게 될 경우 인식률이 떨어질 수 있다.

지금까지의 장점과 단점을 분석한 결과 생체 신호보다는 움직임을 감지하는 기울기나 각속도 센서를 이용하는 것이 효과적이며, 이벤트를 위한 센서는 sip & puff와 같이 입에 직접 무는 형태는 위생상 문제가 있어 비접촉식이 용이하다는 것을 알 수 있다.

이러한 이유에서 본 발명에서는 머리 움직임만 가능한 사용자를 위하여 반복사용에도 쉽게 피로하지 않고 반응속도와 오입력/오동작이 적고, 시스템 가격이 저렴한 조건을 만족하는 컴퓨터마우스를 제안하고자 한다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서,

본 발명의 과제는 머리의 움직임과 눈의 깜빡임만으로 마우스의 제어와 이벤트의 발생을 가능하게 하는 수단을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 과제는 머리의 움직임을 감지하는데 있어 노이즈 등을 제거하여 오차를 최소화 하는 수단을 제공하는 데 있다.

또한 본 발명의 과제는 머리의 작은 움직임과 큰 움직임을 보다 명확하게 구분하여 처리하는 수단을 제공하는데 있다.

또한 본 발명의 과제는 주변광이 이벤트 검출에 미치는 영향을 최소화 시키는 수단을 제공하는데 있다.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위하여,

마우스 포인터를 제어하는 포인트 제어부와 클릭 및 더블 클릭을 감지하는 이벤트 감지부와 컴퓨터에 포인트 제어신호와 이벤트 신호를 전송하기 위한 연결단자를 구비하는 마우스 장치에 있어서 본 발명의 포인트 제어부는 각속도 센서와 후처리부를 포함하고, 이벤트 감지부는 광원, 광센서 및 이벤트 검출부를 포함한다.

각속도 센서는 머리의 회전 각속도를 감지한다.

후처리부는 상대좌표방식으로 포인터 제어신호를 출력한다.

광원은 광을 방출하고, 광센서는 안면부로부터 반사되는 광을 감지한다.

이벤트 검출부는 광센서가 검출하는 반사광의 변화를 전기적 신호로 변환한다.

또한 상기 후처리부는 기 설정한 문턱값 이상의 신호만으로 상대좌표를 산출할 수 있다.

나아가 상기 후처리부는 상기 문턱값 이상의 신호값을 변수로 하는 지수함수로 변환한 후 상기 지수함수의 함수값을 이용하여 상대좌표를 산출할 수 있다.

한편, 상기 이벤트 검출부는 상기 광센서로부터 펄스폭이 일정값 이상인 펄스 신호가 전달된 후, 일정 시간 내에 펄스신호가 다시 전달되면 더블 클릭으로 판단하고 펄스 신호가 상기 일정 시간 내에 펄스신호가 전달되지 않으면 클릭으로 판단할 수 있다.

나아가, 본 발명은 광원을 주기적으로 온/오프 시키는 광원 제어부를 더 포함할 수 있다. 이 때 상기 이벤트 검출부는 클릭 및 더블클릭 이벤트를 검출하기 이전에 광원이 온 상태 및 오프 상태일 경우의 광센서 출력을 차동증폭한 후 이벤트를 검출한다.

상술한 본 발명의 구성상의 특징으로부터,

본 발명에 의한 헤드 마우스는 자동차 사고나 뇌졸중 등에 의해 경추 이하의 마비나 손, 발 등의 움직임이 자유롭지 않은 사람들이 손이나 발을 이용하지 않고 머리의 움직임과 눈의 깜박임만으로 컴퓨터 마우스를 제어할 수 있다.

또한 본 발명은 데드 존을 갖는 비선형 상대 좌표계 방식을 이용하여 주기적으로 적분 에러를 제거해야 하는 문제를 해결하였고, 이동 거리와 속도를 함께 고려하여 직관적인 마우스 포인터 제어가 가능하도록 하였다.

또한 본 발명은 주변광의 영향을 최소화하도록 광원 제어 회로를 설계하여 외부 광원의 변화에도 마우스 이벤트 검출에 영향을 받지 않는다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

1. 구성

[도 1]을 참조하여 본 실시예의 전체적인 구성을 설명한다.

마우스는 기본적으로 마우스 포인터를 제어하는 포인트 제어부와 클릭 및 더블 클릭을 감지하는 이벤트 감지부와 컴퓨터에 포인트 제어신호와 이벤트 신호를 전송하기 위한 연결단자로 구성된다.

본 실시예의 포인트 제어부는 각속도 센서(110)와 후처리부(120)로 구성되어 있으며, 이벤트 감지부는 광원(130), 광원제어부(140), 광센서(150) 및 이벤트 검출부(160)로 구성되어 있다. 이하 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.

[도 1]을 참조하여 각속도 센서(110)에 대하여 설명한다.

각속도 센서(110)는 머리의 회전 각속도를 감지한다. 본 실시예에서는 후술할 비교 실험을 위하여 Murata사의 ENV05G를 채택하였다.

[도 1]을 참조하여 후처리 부(120)에 대하여 설명한다.

각속도 센서(110)로부터의 출력을 이용하여 마우스를 제어하기 위해서는 추가적인 후처리 과정이 필요하다. 즉, 일반 마우스의 경우와 같이 움직임에 따른 정보로부터 픽셀 정보로 변환하여 이를 컴퓨터에게 알려줘야 한다.

픽셀 정보를 알리는 방법으로 테이블릿과 같은 절대 좌표(absolute point) 방법과 일반적인 마우스와 같은 현재 위치에서 움직임 정도에 따라서 픽셀 값이 이동하는 상대 좌표(relative point) 방법이 있다.

각속도 센서의 출력은 초당 움직이는 각도이므로 적분과정을 통해 각도 정보를 얻을 수 있다. 그러나 이 과정에서 [도 2]와 같이 미세한 직류 옵셋(offset)이나 노이즈 마진에 따른 오차 등도 함께 적분되므로 머리의 응시 방향이 처음으로 되돌아오더라도 적분 값이 0이 되지 않아 마우스 포인터가 처음 시작점으로 돌아오지 않는 문제가 발생한다. 인위적으로 적분에러를 초기화(reset)하여 없앨 수 있으나 추가적인 정보 전달이 요구되므로 불편하다.

이를 해결하기 위하여 후처리부(120)는 기 설정한 문턱값 이상의 신호만을 적분하여 상대좌표를 산출할 수 있다. 즉, 머리가 움직이지 않더라도 각속도 센서의 노이즈 마진으로 인한 미세한 변화(마우스포인터 떨림)가 발생되는데, 이를 제거하기 위하여 데드존(문턱치, 문턱값)을 설정하였다.

한편 이 경우에도 문턱값 이상의 신호값을 변수로 하여 지수 함수로 변환한 후에 변환된 지수함수의 함수값을 이용하여 상대좌표를 산출할 수 있다. 즉 노이즈 마진 편차 이상의 신호가 발생하면 10x의 지수 함수를 이용하여 작은 움직임에 대해서는 미세하게, 큰 움직임에 대해서는 더욱 크게 마우스 포인터를 이동시켜 정확도 및 정밀도를 높일 수 있다.

일반적으로 마우스 포인터의 상대 기준 좌표를 재조정하고 싶을 경우, 마우스 포인터의 이동이 없도록 마우스 패드에서 마우스를 조금 들어(볼 마우스의 경우 볼이 움직이지 않도록, 광 마우스의 경우 반사광의 변화가 발생하지 않도록 하기 위함, 비입력상태) 마우스를 이동시켜 마우스의 상대 기준 좌표를 재조정할 수 있다. 그러나 제안한 헤드 마우스의 경우 각속도 센서의 출력은 머리 움직임에 따라 계속해서 출력됨으로 상대 기준 좌표를 일반 마우스와 동일한 방법으로 조정할 수는 없다. 대신에 머리 회전 각속도에 따른 비선형 포인터 이동과 화면 경계 영역의 제한을 통하여 비입력상태를 대체하였다.

특히 머리의 움직임 신호를 무시하는 문턱치와 지수계수 및 산술 연산을 적절히 조절하게 되면 이러한 기능을 더욱 세밀하게 조절할 수 있어 일반 마우스 사용과 큰 차이를 느끼지 못한다.

[도 1]을 참조하여 광원(130), 광원 제어부(140) 및 광센서(150)를 설명한다.

광원(130)은 사용자의 두부(頭部)로부터 반사광을 얻기 위하여 광을 방출하고, 광원 제어부(140)는 이를 제어한다.

후술할 이벤트 검출 시의 주변광의 영향을 최소화 하기 위하여 광원제어부(140)는 광원(130)의 출력을 주기적으로 온/오프 시킬 수 있다.

광센서(150)는 이벤트의 감지 및 구현을 위하여 사용자의 안면부로부터 반사되는 광을 감지한다.

본 실시예에서는 후술할 비교 실험을 위하여 파장대역이 880nm인 적외선 광원(SFH485P)과 광 센서(ST3311)를 사용하여 눈 깜박임으로 인한 반사광의 변화를 활용하였다.

[도 1] 및 [도 3]을 참조하여 이벤트 검출부(160)를 설명한다.

이벤트 검출부(160)는 광센서(150)가 검출하는 반사광의 변화를 전기적 신호로 변환한다. 마우스 이벤트로는 클릭, 더블 클릭 그리고 드래그로 나누어 볼 수 있으나, 여기서는 클릭과 더블 클릭만을 구현하였다.

한편 광 센서를 이용할 경우 형광등이나 주변 스탠드, 심지어는 화면 모니터 밝기 변화에 의해서 영향을 많이 받으므로 이것에 대한 해결책이 필요하다. 이를 위해 광원(130)을 주기적으로 on/off 시켜 광원이 off되었을 때의 광센서(150)의 출력(주변광에 의한 출력)과 on 되었을 때의 출력(주변광 + 광원)의 차이를 이용하여 주변 광에 대한 영향을 최소화시킨다. 즉 이벤트 검출부(160)는 광원이 온 상태 및 오프 상태일 경우의 광센서 출력을 차동증폭한 후 이벤트를 검출하게 된다.

이때 차동 증폭기(U3A)의 플러스 및 마이너스 단자 각각에는 신호의 타이밍 차를 고려하여 신호 각각의 적분된 값이 입력되도록 하는 것이 바람직하다.

[도 3]을 참조하여 설명하면, U1으로부터의 주기적인 on/off 출력은 U2(MAX4051, Maxim)에 의해서 분리되고, 분리된 각각의 신호는 저역 통과 필터와 차동 증폭기(U3A)를 통해서 눈꺼풀에 의한 신호 변화를 감지한다.

일반적인 DC 광원을 이용하였을 경우에는 [도 5]와 같이 ①외부 광원이 켜지고, ②꺼짐에 따라 광센서의 출력에 영향을 미친다. 위와같은 방법을 이용한 경우에는 [도 6]에서와 같이 외부 광원의 ①온/②오프에 관계없이 출력이 일정함을 보여준다. 눈을 뜨고 있을 경우에 출력 전압은 낮고, 눈을 감게 되어 광 센서와의 거리가 줄어들수록 출력신호는 높아진다. 각 그림에서 ①지점이 스탠드를 켰을때이고, ②지점이 스탠드를 껐을 때이다.

[도 4]참조하여 검출된 신호로부터 마우스 이벤트를 구별하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저 광센서로부터 눈깜빡임에 대한 신호를 취득한다.(S10)

다음으로 취득된 신호를 분석하여 마우스 이벤트를 구별하는데 자연스러운 눈 깜박임은 0.08~0.12sec 내의 시간동안 이루어지는 것으로 알려져있다. 이를 기반으로 하여 센서의 출력이 2.5V이상으로 유지되고 있는 시간이 0.15sec 이상이면 즉, 취득된 신호의 펄스폭이 0.15sec 이상이 되면 의도한 눈 깜빡임으로 판단하고, 0.15 sec 이하가 되면 자연적인 눈 깜빡임으로 판단한다.(S20).

의도적인 눈 깜빡임으로 판단된 펄스신호 후에 또 다른 펄스 신호가 존재하고 클릭의 발생 시간간격이 0.2~0.4sec 사이 일 경우에는 더블 클릭으로 판단하였다.

2. 성능 비교

마우스 이벤트는 눈 깜빡임을 광 센서로부터 측정하여 클릭, 더블 클릭을 추정하였다. 제안한 시스템의 성능은 마우스 이동, 이벤트, 그리고 이 둘을 종합하여 기존 마우스와 직접적으로 비교하였다.

데이터 획득은 전용 데이터 획득 보드(USB-6009, National Instruments, USA)를 통해 각속도 센서의 출력 2 채널(상하, 좌우)과 광 센서의 출력 1채널의 정보가 PC로 전송되며 PC에서 LabVIEW (Ver 8.2, National Instruments, USA)를 사용하여 제안한 방법으로 마우스 이동 추정 및 이벤트 검출하고, 얻어진 마우스 위치 및 이벤트에 대한 정보는 API함수를 호출하여 윈도우 운영체계에 전달하였다.

(1) 센서의 종류에 따른 출력 특성

가속도 센서와 각속도 센서를 이용하여 마우스의 이동에 대한 비교 평가를 실시하였다.

가속도 센서의 경우, 정수리에 부착하게 되면 머리의 회전과 센서의 회전 축 이 일치하기 때문에 [도 7]과 같이 yaw 동작(Z축)에 대한 가속도 크기는 크지 않다. 그러므로 센서의 부착 위치는 정수리 보다 이마가 적합하여 이마 근처에 위치시켰다.

[도 7]과 [도 8]은 이마에 가속도 센서와 각속도 센서를 동시에 부착하여 yaw와 pitch 동작을 관찰한 결과를 나타낸 그래프이다. 신호 구별을 위해 그림에서는 Y축의 가속도 센서는 + 옵셋을 X축 센서는 ?? 옵셋을 추가하여 그렸다. 각속도 센서의 경우 yaw과 pitch 동작을 잘 감지하는 것에 반하여 가속도센서의 경우 감지 감도가 좋지 않았다.

(2) 마우스 이동 평가

마우스 이동 평가에는 이동 속도, 정확도, 그리고 이동의 정밀성 등을 모두 고려해야 한다.

평가에 참여한 사람은 총 10명으로 매 실험에 대하여 3회 반복하였다. 이동속도 평가를 위해서 [도 9]과 같이 화면에 5개의 포인터를 설정하여 A 지점을 시작으로 B->C->D->E 각 포인터를 거쳐 이동하여 다시 A 지점으로 올 때까지의 시간을 측정하였다.

모니터의 좌측 상을 0,0으로, 우측 하를 1279x1023로 설정하였다. [도 10]의 실선은 yaw 동작에 의한 가로축의 이동을 의미하며, 점선은 pitch 운동에 의 한 세로축의 이동을 의미한다. A에서 시작하여 B 지점으로 갈 때는 양신호 모두가 감소하며 B에서 C 지점은 yaw 데이터만 증가하고, pitch 데이터는 고정되어 있는 것을 확인할 수 있었고, C지점에서 D 지점으로 이동에서 는 pitch는 증가하고, yaw는 감소함을 볼 수 있었다. A에서 시작하여 다시 A로 오는데 걸리는 시간은 일반 마우스와 제안한 방법은 각각 4.3ㅁ0.5sec와 6.9ㅁ0.5sec로 큰 차이는 없었다.

(3) 시스템 성능 평가

50픽셀의 정사각형을 화면의 임의의 위치에 나타나도록 구성하고 클릭을 하면 다시 임의의 위치로 이동하도록 하여 사각형을 20회 클릭을 시도하는 동안 인식률을 확인해 보았다. 광 마우스는 17.3ㅁ3.0sec, 제안한 마우스는 47.4ㅁ5.0으로 평균 광 마우스보다는 2.8배 정도의 시간이 더 소요되었다. 대부분 광 마우스에는 익숙해 있다는 사실을 감안한다면 제안한 마우스의 반응 속도는 만족할만한 수준으로 사료된다.

또 다른 실험은 윈도우에서 제공하는 화상 키보드를 이용해서 진행하였다. 테스트에 사용된 문장은 영문으로 "This is a new head mouse."로 화이트스페이스(white space)를 포함하여 25자를 입력하는데 소요된 시간을 측정해 보았다. 기존 마우스의 경우 17.2ㅁ1.6sec였고, 제안한 헤드 마우스는 71.1ㅁ27.7sec로 4.1배 정도였다. 앞의 클릭 실험보다 시간이 좀 더 소요된 이유는 화상 키보드의 각 키의 크기가 20회 반복 실험에 사용한 사각형의 크기보다 더 작았기 때문으로 사용자가 정밀한 제어에는 아직 익숙하지 않아 어려움이 있었다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상이 상술한 바람직한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 구체화된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주에서 다양한 헤드 마우스로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 전체적인 모습을 나타내는 블록도이다.

도 2는 문턱치를 고려하지 않은 상태에서의 적분값을 나타내는 그래프이다.

도 3은 본 발명의 마우스 이벤트 감지부의 일예를 나타내는 회로도이다.

도 4는 본 발명에 의한 마우스 이벤트를 구분하는 방법을 설명하는 순서도이다.

도 5는 종래의 DC광원을 이용한 광센서 출력을 나타내는 그래프이다.

도 6은 본 발명에 의한 차동증폭 후의 출력을 나태내는 그래프이다.

도 7은 머리를 상하로 yaw 동작을 할 때 각속도 센서와 가속도 센서의 출력 비교를 나타내는 그래프이다.

도 8은 머리를 상하로 pitch 동작을 할 때 각속도 센서와 가속도 센서의 출력 비교를 나타내는 그래프이다.

도 9는 마우스 이동 실험을 위하여 모니터의 응시점의 이동을 나타내는 개략도이다.

도 10은 마우스 이동 실험을 통한 결과를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100: 헤드마우스 110: 각속도 센서

120: 후처리부 130: 광원

140: 광원제어부 150: 광센서

160: 이벤트 검출부 170: 연결단자

Claims (5)

1. 마우스 포인터를 제어하는 포인트 제어부와 클릭 및 더블 클릭을 감지하는 이벤트 감지부와 컴퓨터에 포인트 제어신호와 이벤트 신호를 전송하기 위한 연결단자를 구비하는 마우스 장치에 있어서,

   상기 포인트 제어부는,

   머리의 회전 각속도를 감지하는 각속도 센서; 및

   상대좌표방식으로 포인터 제어신호를 출력하는 후처리부;를 포함하고,

   상기 이벤트 감지부는,

   광을 방출하는 광원;

   안면부로부터 반사되는 광을 감지하는 광센서; 및

   광센서가 검출하는 반사광의 변화를 전기적 신호로 변환하는 이벤트 검출부:를 포함하는 헤드 마우스.
2. 제1항에 있어서,

   상기 후처리부는 기 설정한 문턱값 이상의 신호만으로 상대좌표를 산출하는 헤드 마우스.
3. 제2항에 있어서,

   상기 후처리부는 상기 문턱값 이상의 신호값을 변수로 하는 지수함수로 변환한 후 상기 지수함수의 함수값을 이용하여 상대좌표를 산출하는 헤드 마우스.
4. 제1항에 있어서,

   상기 이벤트 검출부는 상기 광센서로부터 펄스폭이 일정값 이상인 펄스 신호가 전달된 후, 일정 시간 내에 펄스신호가 다시 전달되면 더블 클릭으로 판단하고 펄스 신호가 상기 일정 시간 내에 펄스신호가 전달되지 않으면 클릭으로 판단하는 헤드 마우스.
5. 제4항에 있어서,

   광원을 주기적으로 온/오프 시키는 광원 제어부를 더 포함하고,

   상기 이벤트 검출부는 클릭 및 더블클릭 이벤트를 검출하기 이전에 광원이 온 상태 및 오프 상태일 경우의 광센서 출력을 차동증폭하는 헤드 마우스.

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