KR101102996B1 - Remote control device for diplay - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이용 원격 제어 장치에 관한 것으로서, 본 발명은 화면을 포함하는 디스플레이 기기를 원격으로 제어하기 위한 원격 제어 장치에 있어서, 물체를 감지하기 위한 패드가 마련되어 있고, 상기 패드 상에 이격되어 있는 물체의 위치를 감지하고, 상기 패드 상에 물체의 접촉 여부를 감지하고, 상기 패드 상에 물체가 접촉된 위치를 감지하고, 물체가 상기 패드를 누르는 압력을 감지하기 위한 센싱 모듈, 상기 원격 제어 장치의 전반적인 제어를 하며, 상기 센싱 모듈의 동작을 제어하고, 상기 센싱 모듈에서 출력되는 신호를 이용하여 GUI(Graphical User Interface)용 조작신호를 생성하는 마이크로 컨트롤러 및 상기 조작신호를 외부 디스플레이 장치에 송신하기 위한 무선송신부를 포함한다. 본 발명에 의하면 종래의 TV용 원격제어장치의 문제점인 직접성의 결여를 극복하고 직관적이고 효율적인 조작을 가능하게 하는 효과가 있다. The present invention relates to a remote control device for a display. The present invention relates to a remote control device for remotely controlling a display device including a screen, wherein a pad for sensing an object is provided and is spaced apart from the pad. A sensing module for detecting a position of an object, detecting whether an object contacts the pad, sensing a position where the object is in contact with the pad, and sensing a pressure at which the object presses the pad, the remote control device A microcontroller for controlling the operation of the sensing module, generating an operation signal for a graphical user interface (GUI) using a signal output from the sensing module, and transmitting the operation signal to an external display device. It includes a wireless transmitter for. According to the present invention, there is an effect of overcoming the lack of directness which is a problem of the conventional TV remote control apparatus and enabling intuitive and efficient operation.
디스플레이, 리모콘, 원격제어, 직접성, LED, 포토 트랜지스터, 엄지. Display, remote control, remote control, directivity, LED, photo transistor, thumb.
Description
본 발명은 디스플레이용 원격 제어 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 TV, 모니터, 가정용 게임기 등의 디스플레이 기기에서 객체를 원격으로 제어할 수 있는 원격 제어 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a remote control device for a display, and more particularly, to a remote control device that can remotely control an object in a display device such as a TV, a monitor, a home game machine.
그래픽 유저 인터페이스, 즉 GUI(Graphical User Interface)는 사용자가 그래픽을 통해 컴퓨터와 정보를 교환하는 작업 환경을 말한다. 과거의 사용자 인터페이스는 키보드를 통한 명령어로 작업을 수행시켰고, 화면에 문자로 표시하였으나, 그래픽 유저 인터페이스에서는 마우스 등을 이용하여 화면의 메뉴 중에서 하나를 선택하여 작업을 지시한다. GUI는 도스(DOS)의 명령어 인터페이스와는 대조적이다. GUI의 요소를 살펴보면 윈도(Windows), 스크롤바, 아이콘 이미지, 단추들을 포함하며, 1980년대 후반부터 IBM PC 및 워크스테이션에서도 GUI가 보급되어 현재의 컴퓨터는 대부분 GUI를 사용하고 있다. 마이크로소프트사의 윈도우, 애플 매킨토시의 GUI가 그 예이다.A graphical user interface, or GUI, refers to a work environment in which a user exchanges information with a computer through graphics. In the past, the user interface was performed by a command through a keyboard, and the text was displayed on the screen. However, in the graphical user interface, a mouse or the like is used to select a menu from the screen to instruct the work. The GUI is in contrast to the DOS command interface. The elements of the GUI include Windows, scrollbars, icon images, and buttons. Since the late 1980s, IBM PCs and workstations have been using the GUI, and most computers use it. Microsoft's Windows and Apple Macintosh GUIs are examples.
최근 TV 시청 환경에서 화면 상의 메뉴, 버튼, 아이콘 등의 GUI 객체를 조작하기 위하여 방향키, 아날로그 조이스틱, 미니 트랙볼, 터치패드 등을 포함한 리모컨이 주로 이용되고 있다. 현재 국내 IPTV의 경우에는 대부분 커서를 이용하지 않고, 화면 상의 GUI 객체 간의 포커스 이동을 통하여 명령을 선택하고 실행하는 스타일의 GUI를 이용하고 있으며, 이러한 GUI 조작을 위해서는 주로 방향키를 이용하고 있다. 한편, IPTV 서비스의 종류가 다양화되면서 방향키를 이용하여 포커스를 이동하는 방식으로는 부족한 면이 있어서, 보다 효율적인 GUI에 대한 욕구가 발생하게 되었고, 데스크탑 PC 환경에서의 GUI 환경처럼 커서를 통하여 GUI 객체를 조작하는 방식이 고려되고 있고, 이 경우 커서의 조작을 위하여 아날로그 조이스틱, 미니 트랙볼, 터치패드 등이 리모컨에 포함되기 시작하고 있다.Recently, a remote controller including a direction key, an analog joystick, a mini trackball, a touch pad, and the like is mainly used to manipulate GUI objects such as menus, buttons, and icons on a screen in a TV viewing environment. Currently, most domestic IPTVs use a GUI that selects and executes a command by moving the focus between the GUI objects on the screen without using a cursor. In order to operate the GUI, a direction key is mainly used. On the other hand, as the types of IPTV services are diversified, there is a lack of a method of moving the focus by using a direction key. Therefore, a need for a more efficient GUI arises. In this case, an analog joystick, a mini trackball, a touch pad, and the like are being included in the remote controller for the manipulation of the cursor.
TV 시청 환경에서 화면 상의 메뉴, 버튼, 아이콘 등의 GUI 객체를 조작하기 위한 다른 방법은 레이저 포인터로 화면상의 객체를 겨냥하여 선택하듯이 객체를 조작하는 방식이다. 상용화된 대표적인 예로서 닌텐도 위 (Nintendo Wii) 게임기의 컨트롤러를 들 수 있다. 이 경우 컨트롤러에 내장된 이미지 센서가 TV위에 위치한 적외선 광원의 위치를 감지하여 그 광원의 방향에 대하여 컨트롤러가 기울어진 각도를 측정하고 이 값을 이용하여 화면상의 커서의 위치를 결정한다. 다른 예로서 유사한 기능을 LED의 지향성을 이용하여 구현한 예가 있는데, 미국특허 6727887호(Wireless pointing device for remote cursor control)가 그것이다.Another method for manipulating GUI objects such as menus, buttons, and icons on the screen in a TV viewing environment is to manipulate the objects as if the laser pointer is aimed at and selects the objects on the screen. A representative example of commercialization is a controller of a Nintendo Wii game machine. In this case, the image sensor embedded in the controller detects the position of the infrared light source located on the TV, and the controller measures the angle of inclination with respect to the direction of the light source, and uses this value to determine the position of the cursor on the screen. Another example is the implementation of a similar function using the directivity of the LED, US Patent 6727887 (Wireless pointing device for remote cursor control).
앞에서 예시한 TV 시청환경에서 사용되고 있는 GUI 조작 방식은 크게 두 가지로 정리할 수 있다. 첫 째는 버튼이나 메뉴항목 간에 포커스를 방향키를 이용하 여 이동하면서 선택하고 실행하는 방식이고, 둘 째는 PC GUI에서와 같이 포인팅 장치로 커서를 이동시키고 커서를 통하여 GUI 객체를 조작하는 방식이다. 첫 째 방식은 앞으로 더욱 다양해질 것으로 예상되는 TV 기능에 대응하기 어렵고, 둘 째 방식은 첫 째 방식에 비하여 효율적이나 커서를 매개로 하여 GUI 객체를 조작해야 한다는 점에서 직접성이 부족하다. 여기서 직접성이라 함은 물리적 객체를 손으로 다루듯이 GUI 객체를 직접 조작하는 느낌을 줄 수 있는 사용자 인터페이스의 직관성을 이르는 특징이다. 널리 일반화된 기술 중에 직접성이 가장 우수한 사용자 인터페이스는 터치스크린 인터페이스이다. 그러나, 터치스크린 인터페이스의 문제는 TV 시청환경에서 터치스크린을 이용하기 어렵다는 점이다. 즉, 일반적으로 TV 시청환경에서는 사용자는 스크린에서 떨어져 있으므로 스크린의 객체를 손으로 터치하는 것은 불가능하다고 볼 수 있다. 따라서, 종래 TV용 포인팅 장치의 직접성 부족을 극복하고 터치스크린과 같은 직접성을 제공할 수 있는 포인팅 장치가 필요하다.The GUI operation method used in the TV viewing environment described above can be roughly divided into two types. The first is to select and execute the focus between buttons or menu items by using the arrow keys, and the second is to move the cursor to the pointing device and manipulate the GUI object through the cursor as in the PC GUI. The first method is difficult to cope with TV functions that are expected to be more diverse in the future, and the second method is more efficient than the first method, but lacks directness in that GUI objects must be manipulated through a cursor. In this case, directness refers to the intuitiveness of a user interface that can give a feeling of directly manipulating GUI objects as if they were physical objects. The most direct user interface is the touchscreen interface. However, the problem with the touch screen interface is that it is difficult to use the touch screen in a TV viewing environment. That is, in general, in a TV viewing environment, since the user is separated from the screen, it is impossible to touch an object on the screen by hand. Accordingly, there is a need for a pointing device capable of overcoming the lack of directivity of a pointing device for a conventional TV and providing directness such as a touch screen.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 터치 스크린과 같이 직접적으로 디스플레이 기기의 화면상의 객체를 조작할 수 있는 원격 제어 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to provide a remote control apparatus that can directly manipulate an object on a screen of a display device such as a touch screen.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 화면을 포함하는 디스플레이 기기를 원격으로 제어하기 위한 원격 제어 장치에 있어서, 물체를 감지하기 위한 패드가 마련되어 있고, 상기 패드 상에 이격되어 있는 물체의 위치를 감지하고, 상기 패드 상에 물체의 접촉 여부를 감지하고, 상기 패드 상에 물체가 접촉된 위치를 감지하고, 물체가 상기 패드를 누르는 압력을 감지하기 위한 센싱 모듈, 상기 원격 제어 장치의 전반적인 제어를 하며, 상기 센싱 모듈의 동작을 제어하고, 상기 센싱 모듈에서 출력되는 신호를 이용하여 GUI(Graphical User Interface)용 조작신호를 생성하는 마이크로 컨트롤러 및 상기 조작신호를 외부 디스플레이 장치에 송신하기 위한 무선송신부를 포함한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a remote control apparatus for remotely controlling a display device including a screen, wherein a pad for sensing an object is provided and a position of an object spaced apart from the pad is sensed. And a sensing module for detecting whether the object is in contact with the pad, a position at which the object is in contact with the pad, and sensing pressure at which the object presses the pad, and overall control of the remote control device. And a microcontroller for controlling an operation of the sensing module, generating an operation signal for a graphical user interface (GUI) using a signal output from the sensing module, and a wireless transmitter for transmitting the operation signal to an external display device. do.
상기 센싱 모듈은, 상기 패드 상에 물체의 접촉 여부를 감지하기 위한 접촉 감지부, 빛을 방출하기 위한 발광부, 상기 발광부에서 방출된 빛 중에서 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 수광센서부 및 물체가 상기 패드를 누르는 압력을 감지하기 위한 압력감지부를 포함할 수 있다. The sensing module may include a touch sensing unit for detecting whether an object contacts the pad, a light emitting unit for emitting light, and a light receiving sensor for sensing light reflected from the object from among the light emitted from the light emitting unit A part and an object may include a pressure sensing unit for sensing the pressure to press the pad.
상기 접촉 감지부에서 나온 신호를 이용하여 상기 패드 상에 물체의 접촉 여부를 감지하여 상기 마이크로 컨트롤러에 전달하기 위한 터치 센서 회로부를 더 포함할 수 있다. 상기 접촉 감지부는 투명 전극일 수 있다. The touch sensor circuit may further include a touch sensor circuit unit configured to detect whether or not an object contacts the pad by using the signal from the touch detector and transmit the detected contact to the microcontroller. The touch sensing unit may be a transparent electrode.
상기 발광부는 LED(Light Emitting Diode) 매트릭스일 수 있다.The light emitting unit may be a light emitting diode (LED) matrix.
상기 수광센서부는 포토 트랜지스터 어레이(Photo transistor array)일 수 있다. The light receiving sensor unit may be a photo transistor array.
상기 압력감지부는 힘 센서일 수 있다.The pressure sensing unit may be a force sensor.
상기 패드는 상기 화면의 가로세로 비와 동일한 가로세로 비를 갖는 형태로 되어 있을 수 있다. 이때, 상기 패드의 각 영역과 상기 화면의 각 영역은 일대일 대응되는 것이 바람직하다. The pad may have a form ratio having the same aspect ratio as the aspect ratio of the screen. In this case, each area of the pad and each area of the screen may correspond one-to-one.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 센싱모듈에서 출력된 신호를 이용하여 상기 패드 상에 센싱된 물체의 위치를 상기 화면 상의 대응되는 영역에 디스플레이되도록 하는 조작신호를 생성할 수 있다. The microcontroller may generate an operation signal for displaying a position of an object sensed on the pad in a corresponding area on the screen by using the signal output from the sensing module.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 패드로부터 감지 가능한 이격 거리 이내에 물체가 떨어져 있으면, 감지된 물체의 위치에 대응하는 상기 화면 상의 영역에 해당 객체를 표시하는 조작신호를 생성할 수 있다. The microcontroller may generate an operation signal for displaying the object in an area on the screen corresponding to the position of the detected object when the object is separated within a detectable distance from the pad.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 패드와 물체와의 거리가 멀어질수록 상기 화면 상에 대응하는 해당 객체가 희미하게 표시되도록 투명도를 조절할 수 있다. As the distance between the pad and the object increases, the microcontroller may adjust the transparency so that the corresponding object on the screen is dimly displayed.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 패드로부터 감지 가능한 이격 거리 이내에 물체가 떨어져 있으면, 상기 화면 상에 대응하는 해당 객체 및 상기 해당 객체의 그림자를 표시하고, 상기 해당 객체와 상기 그림자와의 거리를 상기 패드와 상기 물체와의 거리에 비례하도록 표시할 수 있다. The microcontroller displays a corresponding object and a shadow of the corresponding object on the screen when the object is separated within a detectable distance from the pad, and displays the distance between the object and the shadow from the pad and the object. It can be displayed to be proportional to the distance to and.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 패드로부터 감지 가능한 이격 거리 이내에 물체가 떨어져 있으면, 상기 화면 상에 대응하는 해당 객체 및 상기 패드와 상기 물체와의 이격 거리를 함께 표시할 수 있다. The microcontroller may display a corresponding object on the screen and a distance between the pad and the object when the object is separated from the pad within a detectable distance.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 패드에 물체가 접촉하면, 상기 화면 상에 대응하는 해당 객체에 외곽선을 추가하는 조작신호를 생성할 수 있다. The microcontroller may generate an operation signal for adding an outline to a corresponding object on the screen when an object contacts the pad.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 패드에 물체가 접촉하여 일정 압력 이상 압력이 가해지면, 상기 화면 상에 대응하는 해당 객체의 색상을 다른 색으로 변경하는 조작신호를 생성할 수 있다. The microcontroller may generate an operation signal for changing a color of the corresponding object on the screen to another color when an object is contacted with the pad and a pressure is applied.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 LED 매트릭스를 구성하는 각각의 LED가 한번에 하나씩 순차적으로 점등되도록 제어할 수 있다. The microcontroller may control each LED constituting the LED matrix to be sequentially turned on one at a time.
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 포토 트랜지스터 어레이의 출력 전압을 읽어들여서 상기 패드 상에 이격되어 있는 물체의 이미지를 생성할 수 있다. 이때, The microcontroller may read an output voltage of the photo transistor array to generate an image of an object spaced apart from the pad. At this time,
상기 마이크로 컨트롤러는 상기 생성된 물체 이미지를 신호처리하여 물체의 평면상 위치 및 상기 패드와의 거리를 산출할 수 있다. The microcontroller may signal-process the generated object image to calculate a planar position of the object and a distance from the pad.
상기 물체는 엄지이고, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 생성된 엄지 이미지를 정규화하고, 정규화된 엄지 이미지 값으로부터 상기 패드 평면으로부터 상기 엄지의 높이(z)를 추정할 수 있다. The object is a thumb, and the microcontroller can normalize the generated thumb image and estimate the height z of the thumb from the pad plane from the normalized thumb image value.
상기 물체는 엄지이고, 상기 마이크로 컨트롤러는 상기 생성된 엄지 이미지 를 정규화하고, 정규화된 엄지 이미지 값을 화상 처리에 필요한 레벨로 변환하고, 변환된 값의 무게 중심 및 편평도(ellipticity)를 구하고, 상기 무게 중심 및 편평도를 이용하여 엄지 이미지의 좌표를 보정하고, 보정된 값을 적응형 저역 통과 필터를 통해 필터링하여 상기 물체의 평면상 위치를 산출할 수 있다. The object is a thumb, the microcontroller normalizes the generated thumb image, converts the normalized thumb image value to a level required for image processing, obtains the center of gravity and ellipticity of the converted value, and the weight The coordinates of the thumb image may be corrected using the center and the flatness, and the corrected value may be filtered through an adaptive low pass filter to calculate the planar position of the object.
상기 엄지 높이(z)의 변화율을 측정하여 상기 적응형 저역 통과 필터의 파라미터를 결정할 수 있다. 상기 엄지 높이(z)의 변화율을 측정하는 것은, 상기 엄지 높이(z)를 저역 통과 필터를 통해 필터링하고, 필터링된 값을 차분하여 변화율을 측정하는 것일 수 있다. The rate of change of the thumb height z may be measured to determine the parameters of the adaptive low pass filter. The change rate of the thumb height z may be measured by filtering the thumb height z through a low pass filter and differentially filtering the value of the thumb height z.
상기 무선 송신부는 적외선 통신, 블루투스 또는 지그비(zigbee)를 이용하여 신호를 송신할 수 있다. The wireless transmitter may transmit a signal using infrared communication, Bluetooth, or Zigbee.
상기 디스플레이 기기를 조작하기 위한 입력신호를 사용자로부터 입력받기 위한 입력부를 더 포함할 수 있다. The apparatus may further include an input unit configured to receive an input signal for operating the display device from a user.
본 발명에 의하면 종래의 TV용 원격제어장치의 문제점인 직접성의 결여를 극복하고 직관적이고 효율적인 조작을 가능하게 하는 효과가 있다. According to the present invention, there is an effect of overcoming the lack of directness which is a problem of the conventional TV remote control apparatus and enabling intuitive and efficient operation.
또한, 본 발명에서는 레이저 포인터와 같이 겨냥하여 조작하는 조작장치와 비교하여 피로감이 적으므로 휴식의 시간이 되어야 하는 TV 시청시에 더욱 선호되는 포인팅 장치가 될 것으로 기대된다. In addition, the present invention is expected to be a more preferred pointing device when watching TV, which should be a time of rest, because the fatigue is less compared to the operating device to operate as a laser pointer.
또한, 엄지센서와 TV 화면 간의 일대일 대응 방식은 TV 조작을 위한 주요 기 능을 엄지센서 사각형의 네 변으로 대응시킬 수 있으므로, 사용자의 위치 기억 능력을 활용한 효과적인 인터페이스 디자인을 가능하게 할 것이다. 예를 들어, 채널 메뉴가 화면의 하단 변을 따라 배치되고 음량조절 컨트롤이 우측 변을 따라 배치될 경우, 원격제어장치에 구비된 센서의 하단 변을 터치함으로써 채널 메뉴가 활성화되고 센서의 하단 변을 따라 움직이면서 채널을 선택하거나, 또는 센서의 우측 변을 터치함으로써 음량조절 컨트롤을 활성화시키고 센서의 우측 변을 따라 움직이면서 음량을 조절할 수 있다. In addition, the one-to-one correspondence between the thumb sensor and the TV screen can correspond to the main functions for the TV operation to the four sides of the thumb sensor square, thereby enabling an effective interface design utilizing the user's location memory capability. For example, if the channel menu is placed along the bottom side of the screen and the volume control is placed along the right side, the channel menu is activated by touching the bottom side of the sensor provided in the remote control and the bottom side of the sensor You can select a channel as you move along, or touch the right side of the sensor to activate the volume control and adjust the volume as you move along the right side of the sensor.
이하, 첨부된 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same reference numerals even though they are shown in different drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격제어장치와 화면을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a remote control device and a screen according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 원격제어장치(100)와 디스플레이 기기(200)가 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서 디스플레이 기기(200)는 TV일 수 있다. 원격제어장치(100)에서는 물체를 인식하기 위한 센싱모듈(110)이 구비되어 있다. 본 발명에서 는 사용자가 원격제어장치(100)의 센싱모듈(110)을 통하여 디스플레이 기기(200) 상의 GUI 객체를 인터페이스할 수 있다. 도 1의 실시예에서는 엄지(300)로 디스플레이 기기(200) 상의 GUI 객체를 조작하는 실시예가 도시되어 있다. 본 발명의 일 실시예에서 패드는 디스플레이 기기(200) 화면의 가로세로 비와 동일한 가로세로 비를 갖는 형태로 되어 있는 것이 바람직하다. Referring to FIG. 1, a
도 1에서는 본 발명의 핵심 개념인 센싱모듈(110)과 디스플레이 기기(200) 간의 일대일 대응관계를 나타낸다. 이를 상세히 설명하면, 센싱모듈(110)의 왼쪽 위 꼭지점을 원점으로 하고 오른쪽 방향을 x-축, 아래 방향을 y-축으로 하는 좌표계에 따라 센싱모듈(110) 상의 한 점의 좌표를 (x,y)로 표현하기로 한다. 그리고 디스플레이 기기(200)의 왼쪽 위 꼭지점을 원점으로 하고 오른쪽 방향을 X-축, 아래 방향을 Y축으로 하는 좌표계에 따라 화면 상의 한 점의 좌표를 (X,Y)로 표현하기로 한다. 각각의 좌표계에서 z-축과 Z-축의 방향은 센싱모듈(110)에서 나오는 방향과 디스플레이 기기(200)에서 나오는 방향으로 각각 정의한다. 센싱모듈(110)과 디스플레이 기기(200) 간의 일대일 대응 관계는 두 좌표계의 변수를 이용하여 아래의 수학식과 같이 표현된다.1 illustrates a one-to-one correspondence between the
[수학식 1][Equation 1]
여기서 은 센싱모듈(110)의 오른쪽 아래 꼭지점의 좌표를 나타내고, 은 TV 화면의 오른쪽 아래 꼭지점의 좌표를 나타낸다. 즉, 사각형 센싱모 듈(110)의 네 꼭지점은 화면의 해당되는 네 꼭지점으로 대응되고 센싱모듈(110) 내부의 점은 선형적으로 비례하여 디스플레이 기기(200)의 내부 점으로 대응된다. here Represents the coordinates of the lower right corner of the
도 1에서 도시한 바와 같이, 센싱모듈(110) 상의 엄지(300)의 위치에 대응되는 디스플레이 기기(200) 상의 위치에 엄지객체(A)가 표시되어 현재 엄지의 위치에 대한 효과적인 시각적 피드백을 제공한다. 엄지(300)가 센싱모듈(110)에 접촉하고 있을 때뿐 아니라 접촉하지 않고 센싱모듈(110) 위에 떠서 있을 때에도 표시되어 엄지(300)의 위치에 대한 피드백을 제공한다. 물론, 이 경우에는 엄지객체의 시각적 특성을 달리하여 엄지가 센싱모듈(110)에서 떨어져 있는 정도를 표현한다. 예를 들어 엄지(300)와 센싱모듈(110)간의 간격이 클수록 엄지객체(A)의 투명도를 크게 하고 일정 한계 이상이 되면 보이지 않도록 한다. 또는, 엄지객체(A)의 그림자를 반투명하게 엄지객체 아래에 표시하면서 엄지 객체(A)와 그림자 간의 거리를 엄지(300)와 센싱모듈(110) 간의 거리에 비례하게 표현할 수도 있다. As shown in FIG. 1, the thumb object A is displayed at a position on the
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격제어장치(100)와 디스플레이 기기(200)의 내부구성을 보여주는 블록도이다. 도 2는 센싱모듈(110)을 포함한 원격제어장치(100)와 디스플레이 기기(200)가 연결된 전체 시스템 구성을 나타낸다. 도 2의 실시예에서 원격제어장치(100)는 리모컨이며, 디스플레이 기기(200)는 TV인 실시예가 도시되어 있다.2 is a block diagram showing the internal configuration of the
도 2를 참조하면, 원격제어장치(100)는 센싱모듈(110), 터치 센서 회로(120), 마이크로 컨트롤러(130), 입력부(140), 무선송신부(150)를 포함한다. 2, the
센싱모듈(110)은 물체를 감지하기 위한 패드가 마련되어 있고, 패드 상에 이격되어 있는 물체의 위치를 감지하고, 패드 상에 물체의 접촉 여부를 감지하고, 패드 상에 물체가 접촉된 위치를 감지하고, 물체가 패드를 누르는 압력을 감지하는 역할을 한다. The
센싱모듈(110)은 패드 상에 물체의 접촉 여부를 감지하기 위한 접촉 감지부, 빛을 방출하기 위한 발광부, 발광부에서 방출된 빛 중에서 물체에 반사되어 돌아오는 빛을 감지하기 위한 수광센서부 및 물체가 패드를 누르는 압력을 감지하기 위한 압력감지부를 포함하여 이루어진다. 도 2의 실시예에서 접촉 감지부는 투명전극(111)이고, 발광부는 LED(Light Emitting Diode) 매트릭스(113)이고, 수광센서부(115)는 포토 트랜지스터 어레이(Photo transistor array)(115)이고, 압력감지부는 힘센서(117)인 실시예가 도시되어 있다. The
터치 센서 회로(120)는 투명전극(111)에서 나온 신호를 이용하여 패드 상에 물체의 접촉 여부를 감지하여 마이크로 컨트롤러(130)에 전달하는 역할을 한다. The
마이크로 컨트롤러(130)는 원격 제어 장치(100)의 전반적인 제어를 하며, 센싱모듈(110)의 동작을 제어하고, 센싱 모듈(110)에서 출력되는 신호를 이용하여 GUI(Graphical User Interface)용 조작신호를 생성한다. 즉, 마이크로 컨트롤러(130)는 센싱모듈(110)에서 출력된 신호를 이용하여 패드 상에 센싱된 물체의 위치를 디스플레이 기기(200) 화면 상의 대응되는 영역에 디스플레이되도록 하는 조작신호를 생성한다.The
본 발명에서 마이크로 컨트롤러(130)는 패드로부터 감지 가능한 이격 거리 이내에 물체가 떨어져 있으면, 감지된 물체의 위치에 대응하는 화면 상의 영역에 해당 객체를 표시하는 조작신호를 생성할 수 있다. In the present invention, the
입력부(140)는 센싱모듈(110)을 통한 입력 외에, 디스플레이 기기(200)를 조작하기 위한 입력신호를 사용자로부터 입력받는 역할을 한다. 예를 들어, 입력부(140)는 키패드 버튼으로 구현될 수 있다. In addition to the input through the
무선송신부(150)는 마이크로 컨트롤러(130)에서 나온 조작신호를 외부 디스플레이 기기(220)에 송신하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 무선 송신부(150)는 다양한 통신 방식을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. 예를 들어, 무선 송신부(150)는 적외선 통신, 블루투스, 지그비(zigbee) 등의 통신방식을 이용하여 조작신호를 송신할 수 있다. The
본 발명에서는 패드에 물체가 접촉되어 있는 상태 뿐만 아니라 패드와 이격되어 있는 물체도 인식하여 인터페이스 객체로 화면에 표시할 수 있다. In the present invention, not only a state in which an object is in contact with the pad, but also an object spaced apart from the pad may be recognized and displayed on the screen as an interface object.
즉, 마이크로 컨트롤러(130)는 패드와 물체와의 거리가 멀어질수록 화면 상에 대응하는 해당 객체가 희미하게 표시되도록 투명도를 조절하는 방식으로 패드와 물체와의 거리를 나타낼 수 있다. That is, as the distance between the pad and the object increases, the
또는, 마이크로 컨트롤러(130)는 패드로부터 감지 가능한 이격 거리 이내에 물체가 떨어져 있으면, 화면 상에 대응하는 해당 객체 및 해당 객체의 그림자를 표시하고, 해당 객체와 그림자와의 거리를 패드와 상기 물체와의 거리에 비례하도록 표시할 수 있다. Alternatively, when the object is within a detectable distance from the pad, the
또는, 마이크로 컨트롤러(130)는 패드로부터 감지 가능한 이격 거리 이내에 물체가 떨어져 있으면, 화면 상에 대응하는 해당 객체 및 패드와 상기 물체와의 이격 거리를 함께 표시할 수도 있다. Alternatively, when an object is located within a detectable distance from the pad, the
본 발명의 일 실시예에서 마이크로 컨트롤러(130)는 패드에 물체가 접촉하면, 디스플레이 기기(200) 화면 상에 대응하는 해당 객체에 외곽선을 추가하는 조작신호를 생성할 수 있다. In an embodiment of the present disclosure, when an object contacts a pad, the
본 발명의 일 실시예에서 마이크로 컨트롤러(130)는 패드에 물체가 접촉하여 일정 압력 이상 압력이 가해지면, 디스플레이 기기(200) 화면 상에 대응하는 해당 객체의 색상을 다른 색으로 변경하는 조작신호를 생성할 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the object is in contact with the pad and a pressure is applied to a predetermined pressure or more, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈의 상세 구조를 보여주는 블록도이다. 도 3 (a)는 센싱 모듈(110)의 측 단면도이고, 도 3 (b)는 센싱 모듈(110)을 위에서 바라본 도면이다. 3 is a block diagram showing a detailed structure of a sensing module according to an embodiment of the present invention. FIG. 3A is a side cross-sectional view of the
도 3을 참조하면, 흰색 원은 LED 매트릭스(113)를 구성하는 적외선 LED(113_a)를 나타내고 검은색 원은 포토 트랜지스터 어레이(115)를 구성하는 포토 트랜지스터(115_a)를 나타낸다. LED(113_a)는 매트릭스 방식으로 연결되어 있어서 개별적으로 점멸 가능하고, 포토 트랜지스터(115_a)는 모두 병렬로 연결되어 있어서, 넓은 면을 가진 일종의 광센서로 동작한다. 손가락의 위치를 감지하기 위하여 마이크로 컨트롤러(130)는 LED(113_a)를 한번에 하나씩 순차적으로 점등하고, 포토트랜지스터(115_a)의 출력 전압을 A/D 컨버터 입력을 통하여 읽어들여서 센싱모듈(110) 상의 엄지(300)의 이미지를 취득한다. 취득된 엄지 이미지의 신호처리를 통하여 엄지(300)의 평면상의 위치 및 센싱모듈(110)과의 거리를 추정한다.Referring to FIG. 3, the white circle represents the infrared LED 113_a constituting the
즉, LED(113_a)에서 적외선이 방출되고, 엄지(300)에 반사되어 돌아오는 적외선을 포토 트랜지스터(115_a)에서 수광하게 되고, 마이크로 컨트롤러(130)는 포토 트랜지스터(115_a)의 신호를 읽어들여서 엄지(300) 이미지를 취득하게 된다. That is, infrared light is emitted from the LED 113_a, and the infrared light reflected by the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 매트릭스 및 포토 트랜지스터 어레이의 회로도이다. 도 4 (a)는 LED 매트릭스의 구체적인 회로도의 예를 보여 주고, 도 4 (b)는 포토 트랜지스터 어레이의 구체적인 회로도의 예를 보여주고 있다.4 is a circuit diagram of an LED matrix and a photo transistor array according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 (a) shows an example of a specific circuit diagram of the LED matrix, and FIG. 4 (b) shows an example of a specific circuit diagram of the photo transistor array.
도 4 (a)를 참조하면, P1-P5, Q1-Q7 모두 마이크로 컨트롤러(130)의 디지털 출력핀을 나타낸다. 이들 출력을 적절히 조절하여 임의의 LED를 점등할 수 있다. 예를 들어 세 번째 행, 두 번째 열의 LED를 점등하기 위해서, 마이크로 컨트롤러(130)는 P1 = P2 = P4 = P5 = 0, P3 = 1, Q1 = Q3 = Q4 = Q5 = Q6 = Q7 = 1, Q2 = 0으로 출력을 조절하면 된다. 이러한 방법으로 한번에 하나의 LED씩 순차적으로 점등할 수 있다.Referring to FIG. 4A, both P1-P5 and Q1-Q7 represent digital output pins of the
도 4 (b)를 참조하면, 모든 포토 트랜지스터는 병렬로 연결되어 있어서 포토 트랜지스터들을 통한 전류는 모두 상단의 저항을 통하여 흐르게 된다. 따라서 출력핀을 통해 출력되는 출력신호(OUT))는, 빛이 없을 경우 전원 공급 전압 VCC에 가까운 값을 유지하다가 포토 트랜지스터 어레이(115)에 빛이 가해 지면 그 양에 비례하여 전압이 강하한다. 이처럼 본 발명에서는 포토 트랜지스터들이 병렬로 연결되어 있으므로, 포토 트랜지스터 어레이(115)의 어느 부분에 빛이 가해지는지는 구분 하지 못하며 포토 트랜지스터 어레이(115) 전체가 하나의 평면 광 센서로 동작하게 된다.Referring to FIG. 4 (b), all the photo transistors are connected in parallel so that all currents through the photo transistors flow through the upper resistor. Therefore, the output signal OUT output through the output pin maintains a value close to the power supply voltage VCC when there is no light, but when light is applied to the
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈로부터 얻어진 엄지객체 이미지를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a thumb object image obtained from the sensing module according to an embodiment of the present invention.
도 5의 4개의 이미지는 센싱모듈(110)로부터 얻어진 엄지 이미지의 예를 나타낸다. 도 5 (a)는 센싱모듈(110) 중앙에 엄지(300)가 터치한 상태를 나타내고, 도 5 (b)는 센싱모듈(110)의 왼쪽 위 모서리에 엄지(300)가 터치한 상태를 나타내고, 도 5 (c)는 엄지(300)의 위치가 도 5 (a)에서와 같으나 센싱모듈(110)과 5mm가량 떨어진 상태를 나타내고, 도 5 (d)는 엄지(300)의 위치가 도 5 (b)에서와 같으나 센싱모듈(110)과 5mm가량 떨어진 상태를 나타낸다. 엄지 이미지 상의 하나의 픽셀 값은 센싱모듈(110)의 하나의 LED가 켜진 상태에서 포토 트랜지스터 어레이(115)의 출력 값을 나타낸다. Four images of FIG. 5 show an example of a thumb image obtained from the
도 4에 도시된 바와 같이, 포토 트랜지스터의 컬렉터 전압이 출력이므로 LED 빛의 반사가 많을 경우에 포토 트랜지스터 어레이(115)의 출력이 낮아지고 반사가 적을 경우에는 포토 트랜지스터 어레이(115)의 출력이 최대가 된다. 포토 트랜지스터의 출력의 최대일 때 픽셀의 값을 흰색으로 표현하고, 최소일 때 검은색으로 표현하였으므로 도 5 (a)의 경우 엄지(300)가 패드에 근접한 부분의 색이 다른 부분 보다 어두운 색으로 표현되었다.As shown in FIG. 4, since the collector voltage of the photo transistor is an output, the output of the
본 발명에서 센싱 모듈(110)과 이격되어 있는 물체의 평면상의 위치 및 거리를 산출할 수 있다. 이하에서는 센싱 모듈(110)과 이격되어 있는 물체의 평면상의 위치 및 거리를 산출하는 방법에 대해 상세히 설명하고자 한다. In the present invention, the position and distance on the plane of the object spaced apart from the
본 발명에서 마이크로 컨트롤러(130)는 생성된 물체 이미지를 신호처리하여 물체의 평면상 위치 및 패드와의 거리를 산출할 수 있다.In the present invention, the
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지의 위치 및 거리를 산출하는 과정을 설명하기 위한 블록도이다. 도 6은 엄지 이미지로부터 엄지의 평면상의 위치 및 높이를 추정하는 과정을 나타낸다. 6 is a block diagram illustrating a process of calculating a position and a distance of a thumb according to an embodiment of the present invention. 6 shows a process of estimating the position and height of the thumb on the plane from the thumb image.
도 6을 참조하면, 엄지 이미지의 픽셀 f(i,j)는 센싱모듈(110) 상의 (i,j)번째 LED를 점등했을 때 포토 트랜지스터 어레이(115)의 출력을 나타낸다. 여기서 i=0,1,...,I-1이고, j=0,1,,,,,J-1이고, I는 열의 개수, J는 행의 개수이고, 도 3의 실시예의 경우 I=7, J=5이다. f(i,j)는 반사물이 없을 경우 최대값, 반사물이 (i,j)번째 LED에 가장 근접하였을 때 최소값을 가지는데, LED 및 포토 트랜지스터의 개별소자 차이와 센싱모듈(110) 상에서 LED와 포토 트랜지스터의 분포 차이로 f(i,j)가 모든 (i,j)에 대하여 동일한 최대값과 최소값을 갖지는 않는다. 본 발명에서는 실험을 통하여 f(i,j)의 최대값 fM(i,j)와 최소값 fm(i,j) 를 결정하고, 이들 값을 이용하여 정규화(normalization)된 엄지 이미지 g(i,j)를 얻을 수 있다(S601).Referring to FIG. 6, the pixel f (i, j) of the thumb image represents the output of the
다음, 마이크로 컨트롤러(130)는 정규화된 엄지 이미지 값을 화상 처리에 필요한 레벨로 변환하고(S603), 변환된 값의 무게 중심 및 편평도(ellipticity)를 구 하고(S607), 무게 중심 및 편평도를 이용하여 엄지 이미지의 좌표를 보정하고(S609), 보정된 값을 적응형 저역 통과 필터(LPF)를 통해 필터링하여 물체의 평면상 위치를 산출할 수 있다(S617).Next, the
즉,In other words,
[수학식 2][Equation 2]
위의 [수학식 2]에 의해 는 0과 1사이의 값을 가진다. 그리고, 정규화된 엄지 이미지 의 픽셀 값을 단위 구간 간의 함수 를 통하여 변환한 값을 로 정의한다. 여기서 함수 는 화상 처리에서 사용하는 감마보정(gamma correction)과 같이 ()의 형태를 포함하여 다양한 형태를 가질 수 있다. 이 단계의 목적은 엄지 이미지에서 엄지의 끝부분에 해당하는 값을 강조하여 결과적으로 얻어질 엄지의 위치가 엄지의 끝부분에 가깝게 하도록 하기 위함이다. 이렇게 구한 의 무게 중심 을 구한다.By Equation 2 above Has a value between 0 and 1. And normalized thumb image Function between pixel intervals of unit intervals Converted value through . Where function Is the same as the gamma correction used in image processing. ( It can have a variety of forms, including the form of). The purpose of this step is to emphasize the value corresponding to the tip of the thumb in the thumb image so that the resulting thumb position is close to the tip of the thumb. So obtained Center of gravity .
[수학식 3]&Quot; (3) "
[수학식 4]&Quot; (4) "
본 발명의 일 실시예에서 마이크로 컨트롤러(130)는 생성된 엄지 이미지를 정규화하고(S601), 정규화된 엄지 이미지 값으로부터 패드 평면으로부터 엄지의 높이(z)를 추정할 수 있다(S611).In an embodiment of the present invention, the
본 발명에서 엄지 이미지로부터 엄지의 평면상의 높이 z는 다음의 식을 이용한다.In the present invention, the height z on the plane of the thumb from the thumb image uses the following equation.
[수학식 5][Equation 5]
앞서 정의한 는 0에서 1사이의 값을 가지며 엄지가 센싱모듈(110)에 접하여 최대 반사가 LED 위에서 일어 날 때 최대값 1을 가지게 된다. 따라서, z는 0에서 1의 값을 가진다. 즉, 엄지(300)가 센싱모듈(110)에 접했을 때 z는 0에 가까운 값을 가지게 되고 엄지가 센싱모듈(110)에서 충분히 멀어졌을 때 z는 1에 가까운 값을 가지게 되어 근접 정도를 근사적으로 나타내게 된다. 단, 이러한 값은 정확히 물리적 거리에 비례하는 값을 나타내는 것은 아니다.Previously defined Has a value between 0 and 1 and the thumb is in contact with the
도 5 (b)의 실시예에서 엄지의 이미지가 대각선 방향으로 길게 나타나 있다. 이러한 현상은 이 실시예에만 국한된 것이 아니고, 원격제어장치(100)를 잡는 자세 에서 엄지를 센싱모듈(110) 위에 두면 항상 이러한 방향으로 길게 엄지가 나타나게 된다. 그런데 엄지의 좌표를 결정하기 위하여 앞서 설명한 바와 같이 무게 중심을 이용할 경우 결과적으로 얻어지는 위치 는 엄지의 끝부분에 해당하지 않고 손 쪽으로 상당히 이동된 값을 가지게 된다. 이러한 이동을 보정하기 위하여 엄지 이미지의 길이를 나타내는 값을 이용하여 를 보정한다. 엄지 이미지의 길이에 비례하는 여러 가지 가능한 값의 하나로서 다음을 정의한다.In the example of FIG. 5B, the image of the thumb is elongated in the diagonal direction. This phenomenon is not limited only to this embodiment, the thumb will always appear long in this direction if the thumb is placed on the
[수학식 6]&Quot; (6) "
이 값은 이미지가 원형이면 0, 내려오는 대각선 방향으로 길어지면 양수, 올라가는 대각선 방향으로 길어지면 음수가 된다. 오른손으로 잡은 상태에서 센싱모듈(110) 상에 엄지가 눕게 되면 내려오는 대각선 방향으로 긴 이미지가 생기고 이때 e의 값은 양의 큰 값을 가진다. 반면, 왼손으로 잡은 상태에서 센싱모듈(110) 상에 엄지가 눕게 되면 올라가는 대각선 방향으로 긴 이미지가 생기고 이때 e의 값은 음의 큰 값을 가진다. 이러한 사실을 반영하여 아래의 수학식 7, 수학식 8과 같이 좌표를 보정한다.This value is 0 if the image is circular, positive for longer diagonals, and negative for longer diagonals. When the thumb is lying on the
[수학식 7][Equation 7]
[수학식 8][Equation 8]
여기서 는 보정의 정도를 나타내는 양의 실수이고 실험에 의하여 결정할 수 있다.here Is a positive real number indicating the degree of correction and can be determined by experiment.
본 발명의 일 실시예에서 엄지 높이(z)의 변화율을 측정하여 적응형 저역 통과 필터(LPF)의 파라미터를 결정할 수 있다. 즉, 엄지 높이(z)를 저역 통과 필터를 통해 필터링하고(S6123), 필터링된 값을 차분하여 변화율을 측정하고(S615), 이를 이용하여 적응형 저역 통과 필터의 파라미터를 결정하는 것이다(S617).In an embodiment of the present invention, a parameter of the adaptive low pass filter (LPF) may be determined by measuring the rate of change of the thumb height z. That is, the thumb height z is filtered through the low pass filter (S6123), the change rate is measured by differentiating the filtered values (S615), and the parameters of the adaptive low pass filter are determined using this (S617). .
즉, 도 6의 마지막 단계는 손의 떨림과 회로 노이즈에 대응하기 위한 적응형 필터이다. 이 목적을 위하여 단순히 저역 통과 필터를 이용하면 떨림은 완화가 되지만 동시에 시간적 지연이 발생하여 원격제어장치(100)의 반응성이 나빠진다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 저역 통과 필터의 강도를 엄지의 움직임의 크기에 따라서 다르게 할 필요가 있다. 즉, 의 변화가 클 경우에는 반응성의 유지가 떨림의 완화보다 더 중요하므로 저역 통과 필터를 약하게 하고, 반면, 의 변화가 작을 경우에는 반응성보다 떨림의 완화가 더 중요하므로 저역 통과 필터를 강하게 한다. 또한, 엄지(300)가 센싱모듈(110)을 터치하는 순간에 엄지 위치 추정치 를 일정하게 하여 포인팅을 안정화할 필요가 있다. 이러한 목적을 위하여 z의 변화율을 측정하고 z가 급격히 감소하는 순간에는 저역 통과 필터의 강도를 크게 하여 의 변화를 적게 할 수 있다. 종합하면, 의 분산을 측정하고, z의 변화율을 측정하여 저역 통과 필터의 파라미터를 결정하도록 한다. 먼저 z의 변화율을 측정하기 위하여 아래의 저역 통과 필터를 이용하여 z를 필터링하여 를 구한다. That is, the last step of FIG. 6 is an adaptive filter for coping with hand shaking and circuit noise. Simply using a low pass filter for this purpose reduces vibration, but at the same time a time delay occurs, resulting in poor responsiveness of the
[수학식 9][Equation 9]
여기서 는 원폴 필터의 폴의 위치를 나타낸다. 연속하는 두 값의 차이로 z의 변화율인 Vz를 계산한다. 다음은 최근 w샘플 동안의 x'c의 표준 편차인 와, 최근 w샘플 동안의 y'c의 표준 편차인 를 계산한다. 마지막으로, 를 아래의 저역 통과 필터를 이용하여 필터링하여 를 구한다.here Denotes the position of the pole of the one-pole filter. Two consecutive Calculate Vz, the rate of change of z, by the difference in values. The following is the standard deviation of x ' c over the last w sample. And the standard deviation of y ' c over the last w samples Calculate Finally, Is filtered using the low pass filter below .
[수학식 10][Equation 10]
[수학식 11][Equation 11]
여기서 ax와 ay는 다음과 같이 결정한다.Where a x and a y are determined as
[수학식 12][Equation 12]
[수학식 13][Equation 13]
여기서 a0는 전반적인 저역 통과 필터의 강도를 결정하는 0에서 1 사이의 값이고, 는 의 변화율을 반영하는 정도를 나타내는 양의 파라미터이고, ρ는 z의 변화율을 반영하는 정도를 나타내는 양의 파라미터이다.Where a 0 is a value from 0 to 1 that determines the strength of the overall low pass filter, Is Is a positive parameter indicating the degree of reflecting the rate of change of ρ, and ρ is a positive parameter indicating the degree of reflecting the rate of change of z.
도 7의 (a), (b), (c)는 각각 도 6에서 표시한 , , 의 일례이다. 세 그림 모두에서 0을 검은색으로, 1을 흰색으로, 그 사이의 값을 그 사이의 회색으로 표시하였다. (b)에서 엄지의 이미지를 선명하게 볼 수 있고, (c)에서는 (b)에 비하여 엄지의 끝부분이 상대적으로 강조된 것을 볼 수 있다.(A), (b) and (c) of FIG. 7 are respectively shown in FIG. , , Is an example. In all three figures, 0 is black, 1 is white, and the values in between are gray. In (b) the image of the thumb can be seen clearly, and in (c) it can be seen that the tip of the thumb is relatively highlighted compared to (b).
도 8은 본 발명의 포인팅 장치가 가질 수 있는 네 가지 상태와 그 사이의 전이 조건을 도시화한 상태전이도이다.“Off”는 엄지(300)가 센싱모듈(110)에서 충분히 떨어져 있어서 감지가 되지 않는 상태이고,“Hovering”은 센싱모듈(110)의 감지 범위에 엄지(300)가 들어왔으나 터치하지 않은 상태이고,“On”은 엄지(300)가 센싱모듈(110)을 터치하였으나 일정 이상의 힘을 가하지 않은 상태이고,“Pressed”는 엄지(300)가 센싱모듈(110)에 일정 이상의 힘을 가하고 있는 상태이다.“Off”와“Hovering” 상태 사이의 전이는 도 6에서 설명한 방법에 의하여 계 산된 z의 값에 따라서 결정된다. “Hovering”과 “On”상태 사이의 전이는 터치센서회로(120)의 출력에 의하여 결정되고,“On”과 “Pressed”상태 사이의 전이는 힘센서(117)의 출력에 의하여 결정된다. 8 is a state transition diagram illustrating four states that a pointing device of the present invention may have and transition conditions therebetween. “Off” indicates that the
도 8의 아래에 각 상태에서 엄지의 가시화인 엄지객체의 형태 변화의 일례를 나타내었다. 빨간색 원은 엄지를 나타내며 엄지(300)와 센싱모듈(110)간의 거리를 표현하기 위하여 음영을 이용한다. 즉, 엄지(300)와 센싱모듈(110)간의 거리가 작을수록 빨간색 원과 그 아래 그림자 간의 거리가 작아진다. 센싱모듈(110)을 터치하면 그림자는 없어지고 외곽선이 추가되어 터치 상태 변화를 강조한다. “Pressed”상태로 전이하면 빨간 원은 파란색으로 변한다.8, an example of the shape change of the thumb object which is the visualization of a thumb in each state is shown. The red circle represents the thumb and uses shading to express the distance between the
도 9는 본 발명의 포인팅 장치와 함께 사용될 TV 사용자 인터페이스의 일례이다. 아래 변을 따라 방송 메뉴가 배열되어 있고, 오른쪽 변을 따라 볼륨 조절 막대가 배치되어 있고, 상단에는 현재 비디오의 재생 조절 막대가 배치되어 있어서 센싱모듈(110)의 주변을 따라 엄지(300)를 움직여서 쉽게 조작 가능하도록 되어 있다. 도 9의 실시예에서는 “영화” 버튼을 선택하여 영화 리스트가 나열된 상태이다. 현재 엄지 객체(A)가 리스트 위에 떠 있는 상태인데, 터치하면서 아래로 리스트를 끌어 내릴 수 있는 상황을 보여 주고 있다. 화면상의 엄지객체의 위치 (X,Y)는 도 6에서 설명한 방법으로 계산한 를 화면의 크기에 맞추어 적절히 선형 맵핑하고 화면의 범위를 벗어나지 않도록 클리핑하여 구한다. 즉,9 is an example of a TV user interface to be used with the pointing device of the present invention. The broadcasting menu is arranged along the lower side, the volume control bar is arranged along the right side, and the playback control bar of the current video is arranged on the upper side to move the
[수학식 14][Equation 14]
[수학식 15][Equation 15]
여기서 와 는 화면의 가로 및 세로 크기를 나타내고, 와 은 화면의 좌단과 우단에 대응하는 의 값, 와 은 화면의 상단과 하단에 대응하는 의 값으로서 실험적으로 정한다.here Wow Indicates the horizontal and vertical size of the screen, Wow Corresponds to the left and right edges of the screen , The value of, Wow Corresponds to the top and bottom of the screen It is determined experimentally as the value of.
이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.While the invention has been described using some preferred embodiments, these embodiments are illustrative and not restrictive. Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the invention and the scope of the rights set forth in the appended claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 원격제어장치와 화면을 보여주는 도면이다.1 is a view showing a remote control device and a screen according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 원격제어장치와 TV의 내부구성을 보여주는 블록도이다. Figure 2 is a block diagram showing the internal configuration of a remote control device and a TV according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈의 상세 구조를 보여주는 블록도이다. 3 is a block diagram showing a detailed structure of a sensing module according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 매트릭스 및 포토 트랜지스터 어레이의 회로도이다. 4 is a circuit diagram of an LED matrix and a photo transistor array according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱 모듈로부터 얻어진 엄지객체 이미지를 도시한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a thumb object image obtained from the sensing module according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 엄지의 위치 및 거리를 산출하는 과정을 설명하기 위한 블록도이다. 6 is a block diagram illustrating a process of calculating a position and a distance of a thumb according to an embodiment of the present invention.
도 7은 도 6의 산출과정에 따른 엄지 이미지를 도시한 도면이다. 7 is a diagram illustrating a thumb image according to the calculation process of FIG. 6.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 센싱모듈의 상태 천이도이다. 8 is a state transition diagram of a sensing module according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 TV 화면예이다. 9 is an example TV screen according to an embodiment of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
100 원격 제어 장치 200 화면100
300 엄지 110 센싱 모듈300
120 터치센서 회로 130 마이크로 컨트롤러120
140 입력부 150 무선송신부140
111 투명전극 113 LED 매트릭스111
115 포토 트랜지스터 어레이 117 힘센서115
210 무선수신부 220 GUI부210
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