KR101415931B1 - 동작인식 헤드셋 - Google Patents

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KR101415931B1
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신은성
문명지
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주식회사 루멘스
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Abstract

본 발명은 소모전력이 낮고 동작인식을 위한 알고리즘이 빠르며, 제조비용이 낮으며, 동작인식 처리과정이 간단한 동작인식 헤드셋을 위하여, 발광부와 수광센서부를 포함하며, 사용자 모션에 대한 광학신호를 검출할 수 있는, 모션센서모듈; 및 상기 광학신호를 입력받아 상기 사용자 모션에 대한 공간좌표를 산출하고, 상기 공간좌표를 이용하여 상기 사용자 모션에 대한 제스쳐동작을 판별하고, 상기 제스쳐동작에 대응하는 기설정된 제어신호를 생성하는, 마이크로컨트롤유닛(MCU);을 구비하는 동작인식 헤드셋을 제공한다.

Description

동작인식 헤드셋{Headset with recognition of gesture}
본 발명은 동작인식 헤드셋에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 동작인식 처리과정을 통하여 사용자에게 새롭고 다양한 인터페이스를 제공할 수 있는 동작인식 헤드셋에 관한 것이다.
IT 기술의 발전에 따라 스마트폰, 휴대폰, 태블릿피씨, 태블릿 이동통신기기, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 또는 음악파일 플레이어 등과 같은 모바일 기기들이 제공되고 있으며, 이러한 모바일 기기에 연결되는 헤드셋에 대한 소비자의 다양한 요구들도 증대되고 있다. 유선헤드셋의 경우 사용하는 케이블이 자주 꼬이고, 제어를 하기 위해 모바일 기기를 꺼내야 하는 불편이 있었기 때문에 무선통신 기능이 지원되는 무선헤드셋이 많이 사용되고 있다.
그러나, 무선헤드셋은 귀에 장착이 되어 사용되고 무선통신으로 연결된 모바일 기기는 무선헤드셋과 이격되어 가방 속이나 옷 속에 위치하므로, 통화를 위한 송수신 시도나 음악감상을 위한 제어를 위해서는 조작이 불편하다는 문제점이 있었다. 예를 들어, 모바일 기기를 제어하기 위해서는 가방이나 옷 속에서 모바일 기기를 꺼내어 사용자가 제어를 해야하고, 사용자의 귀에 장착된 무선헤드셋을 제어하기 위해서는 보이지 않는 상태에서 손가락을 이용하여 작은 버튼을 직접 터치하거나 접촉하여야 하는 불편함이 있다. 더구나, 사용자가 운전 중이거나 두 손을 자유롭게 사용하지 못하는 경우에는 무선헤드셋이나 모바일 기기의 제어가 상당히 불편한 문제점이 있다.
특허공개번호 제10-2007-0033123호(2007.03.26)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 소모전력이 낮고 동작인식을 위한 알고리즘이 빠르며, 제조비용이 낮으며, 동작인식 처리과정이 간단한 동작인식 헤드셋을 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 의한 동작인식 헤드셋이 제공될 수 있다. 상기 동작인식 헤드셋은 발광부와 수광센서부를 구비하며, 사용자 모션에 대한 광학신호를 전기신호로 변환할 수 있는, 모션센서모듈; 및 상기 전기신호를 입력받아 상기 사용자 모션에 대한 공간좌표를 산출하고, 상기 공간좌표를 이용하여 상기 사용자 모션에 대한 제스쳐동작을 판별하고, 상기 제스쳐동작에 대응하는 기설정된 제어신호를 생성하는, 마이크로컨트롤유닛(MCU);을 포함한다.
상기 동작인식 헤드셋에서, 상기 수광센서부는, 상기 발광부를 광원으로 하여 상기 사용자 모션에 의해 반사되는 광을 수용하며, 가로 및 세로로 어레이 배열된, 복수개의 광센서들을 포함하며, 상기 사용자 모션에 대한 광학신호는, 상기 사용자 모션에 대한 복수의 이미지를 추출하고 영상처리를 수행함으로써 구현되는 신호가 아니라, 상기 사용자 모션에 의해 반사되어 수신되는 광의 세기 및 광의 각도에 대한 정보를 가지는 신호를 포함할 수 있다.
상기 동작인식 헤드셋에서, 상기 수광센서부는, 가로축으로 어레이 배열된 복수의 포토다이오드들로 구성된 제1수광센서부; 및 세로축으로 어레이 배열된 복수의 포토다이오드들로 구성된 제2수광센서부;를 포함하고, 상기 사용자 모션에 대한 광학신호는 상기 제1수광센서부에 의하여 검출된 사용자의 가로모션에 대한 광학신호; 상기 제2수광센서부에 의하여 검출된 사용자의 세로모션에 대한 광학신호; 및 상기 제1수광센서부 및 상기 제2수광센서부에 의하여 검출된 사용자의 높이모션에 대한 광학신호를 통합하여 구현될 수 있다.
상기 동작인식 헤드셋은 상기 동작인식 헤드셋과 이격되어 제공되는 모바일 기기에 상기 제어신호를 무선으로 송신하고, 상기 모바일 기기와 무선으로 정보데이타를 송수신하는, 무선통신부;를 더 포함할 수 있다.
상기 동작인식 헤드셋에서, 상기 무선통신부는 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 지그비(Zigbee) 통신을 이용할 수 있다.
상기 모바일 기기는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿피씨, 태블릿 이동통신기기, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP) 및 음악파일 플레이어 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 동작인식 헤드셋은 상기 동작인식 헤드셋 내에 통합되어 제공되는 모바일 기기에 상기 제어신호를 유선 또는 무선으로 송신하고, 상기 모바일 기기와 유선 또는 무선으로 정보데이타를 송수신하는 통신부;를 더 포함할 수 있다.
상기 동작인식 헤드셋에서, 상기 발광부는 적외선 발광 다이오드(IRED)를 포함하고, 상기 수광센서부는 포토다이오드를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 소모전력이 낮고 동작인식을 위한 알고리즘이 빠르며, 제조비용이 낮으며, 동작인식 처리과정이 간단한 동작인식 헤드셋을 제공할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋을 포함하는 구성을 도해하는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋의 일부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 모션센서모듈을 도해하는 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 수광센서부가 사용자의 가로모션에 대한 광학신호를 검출하는 개념을 도해하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 수광센서부가 사용자의 세로모션에 대한 광학신호를 검출하는 개념을 도해하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 모션센서모듈이 사용자의 높이모션에 대한 광학신호를 검출하는 개념을 도해하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 수광된 광학 신호를 나타내는 그래프이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작인식 헤드셋을 포함하는 구성을 도해하는 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의 및 명확성을 위하여, 도면에 도시된 구성 요소들은, 상호 간에 크기가 비례하지 않으면서, 적어도 일부가 과장 또는 축소될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)"라는 용어는 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차(tolerance)에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명 사상의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋을 포함하는 구성을 도해하는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋의 일부를 도시하는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 모션센서모듈을 도해하는 평면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋(1a)은 발광부(10)와 수광센서부(20)를 포함하며, 사용자 모션에 대한 광학신호를 전기신호로 변환할 수 있는, 모션센서모듈(30)을 구비한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋(1a)은 상기 전기신호를 입력받아 상기 사용자 모션에 대한 공간좌표를 산출하고, 상기 공간좌표를 이용하여 상기 사용자 모션에 대한 제스쳐동작을 판별하고, 상기 제스쳐동작에 대응하는 기설정된 제어신호를 생성하는, 마이크로컨트롤유닛(MCU, 40)을 구비한다.
여기에서, 사용자 모션이라 함은 동작인식 헤드셋(1a)에서 소정거리 이내에 위치하는 사용자의 손가락동작, 손동작, 팔동작, 머리동작, 얼굴동작, 어깨동작, 몸통동작, 다리동작 및 발동작 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 나아가, 사용자 모션은 앞서 언급한 사용자 인체의 움직임뿐만 아니라 사용자에 의해 위치가 가변될 수 있는 도구, 기기, 기구 및/또는 장치의 움직임을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광부(10)에서 제공되는 광이 반사될 수 있는 반지 또는 자체적으로 광을 방출할 수 있는 반지를 사용자가 손가락에 착용한 경우에, 상기 사용자 모션은 반지의 움직임을 의미할 수 있다.
수광센서부(20)는 발광부(10)를 광원으로 하여 상기 사용자 모션에 따라 반사되는 광을 수용한다. 발광부(10)는 광을 조사할 수 있는 발광 다이오드(LED) 등의 발광 소자일 수 있고, 인체의 동작을 주로 감지하기 위해서 발광부(10)는 적외선 발광 다이오드(IRED)를 포함할 수 있다. 수광센서부(20)는 가로 및 세로로 어레이 배열된, 복수개의 광센서들을 포함할 수 있다. 상기 광센서는 광을 수용하여 광학신호 및 상기 광학신호에서 변환된 전기신호를 출력할 수 있는 수광 소자일 수 있으며, 예를 들어, 포토다이오드를 포함할 수 있다. 발광부(10)는 사용자의 선택에 따라 필요한 경우에만 광이 방출되도록 구성될 수도 있다. 이는 사용자가 사용하지 않는 휴지기간에도 계속 광이 방출됨으로써 전력이 불필요하게 소모되는 것을 방지하기 위함이다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 동작인식 헤드셋(1a)의 측부에 형성된 버튼부(80)를 누름으로써 발광부(10)의 온/오프를 결정할 수 있다.
한편, 상기 광학신호란 넓은 의미에서 광과 관련된 모든 신호를 말하고, 좁은 의미에서 전압, 전류, 전력 등 계측이 가능한 각종 전기적인 신호로 변환될 수 있는 광학신호를 말한다. 나아가, 본 발명의 기술적 사상에 따르면, 상기 사용자 모션에 대한 광학신호는, 상기 사용자 모션에 대하여 복수의 이미지를 추출하고 영상처리를 수행함으로써 구현되는 신호가 아니라, 상기 사용자 모션에 의해 반사되어 수신되는 광의 세기 및/또는 광의 각도에 대한 정보를 가지는 신호를 의미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋(1a)은 마이크로컨트롤유닛(40)에서 생성된 상기 제어신호를 동작인식 헤드셋(1a)과 이격되어 제공되는 모바일 기기(120)로 송신하는 통신부(50)를 더 구비할 수 있다. 나아가, 통신부(50)는 모바일 기기(120)와 정보데이타를 송수신할 수도 있다. 모바일 기기(120)는, 예를 들어, 휴대폰, 스마트폰, 태블릿피씨, 태블릿 이동통신기기, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP), 라디오 및 음악파일 플레이어 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 통신부(50)에 의해 모바일 기기(120)로 송신되는 상기 제어신호는, 예를 들어, 모바일 기기(120) 또는 모바일 기기(120)에 설치된 소프트웨어 프로그램을 제어할 수 있는 신호를 포함할 수 있다. 한편, 동작인식 헤드셋(1a)은 스피커 유닛(60a) 및 마이크 유닛(60b)을 포함하는 스피커/마이크부(60)를 포함할 수 있다.
통신부(50)는 무선통신부를 포함할 수 있다. 무선통신부(50)는, 예를 들어, 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 지그비(Zigbee) 통신을 이용할 수 있다. 한편, 무선통신부(50)에 적용되는 통신방식은 블루투스 방식 또는 지그비 방식에 한정되지는 않으며, 예를 들어, RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication) 등의 다양한 통신방식도 적용될 수 있다.
블루투스는 정보를 교환하는 근거리 무선기술 표준 중의 하나로서, 예를 들어, 10미터 안팎의 초단거리에서 저전력 무선 연결이 필요할 때 사용된다. 블루투스의 무선 시스템은 산업, 과학, 의료용으로 할당된 ISM(Industrial Scientific and Medical) 주파수 대역인 2400~2483.5MHz를 사용한다. 전파 사용에 대해 허가를 받을 필요가 없어 저전력의 전파를 발산하는 개인 무선기기에 많이 사용된다. 지그비는 근거리 통신을 지원하는 IEEE 802.15.4 표준 중 하나를 의미한다. 가정이나 사무실 등의 무선 네트워킹 분야에서 10미터 내지 20미터 내외의 근거리 통신과 유비쿼터스 컴퓨팅을 위한 기술로서, 전력소모를 최소화할 수 있는 것이 특징이다.
블루투스 통신 또는 지그비 통신을 위해서는 동작인식 헤드셋(1a) 및 모바일 기기(120) 상호간에 설정이 필요하다. 따라서, 모바일 기기(120)는 블루투스 통신 또는 지그비 통신을 지원하는 모듈을 포함할 수 있다. 만약, 모바일 기기(120)가 이러한 모듈을 가지지 않는 경우에는 별도의 중계기인 동글(dongle)이 모바일 기기(120)에 추가적으로 제공될 수 있다. 상기 동글은, 예를 들어, 모바일 기기(120)의 USB 포트에 연결될 수 있는 USB 동글을 포함할 수 있으나, 모바일 기기(120)에 연결되는 형태에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋(1a)에서 발광부(10)와 수광센서부(20)를 포함하는 모션센서모듈(30), 마이크로컨트롤유닛(40) 및 통신부(50)가 배치되는 구성은 다양한 실시예들이 가능하다. 동작인식 헤드셋(1a)은, 도 2를 참조하면, 서로 대향하는 두 개의 스피커 유닛(60a), 두 개의 스피커 유닛(60a)을 연결하는 헤드밴드부(72), 스피커 유닛(60a)의 외측에 형성된 하우징부(74) 및 마이크 유닛(60b)을 포함한다. 발광부(10), 수광센서부(20), 마이크로컨트롤유닛(40) 또는 통신부(50)는 각각 스피커 유닛(60a), 헤드밴드부(72), 하우징부(74) 및 마이크 유닛(60b) 중의 어느 하나에 부착되거나 내측에 삽입되는 형태로 배치되어 제공될 수 있다.
이하에서는, 모션센서모듈이 사용자의 모션에 대응하여 광학신호를 검출하는 개념을 설명한다. 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 수광센서부가 사용자의 가로모션 및 세로모션에 대한 광학신호를 검출하는 개념을 각각 도해하는 도면이고, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋에서 모션센서모듈이 사용자의 높이모션에 대한 광학신호를 검출하는 개념을 도해하는 도면이다. 나아가, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동작인식 헤드셋의 모션센서모듈에서 수광된 광학 신호를 나타내는 그래프이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 수광센서부(20)는 발광부(10)를 광원으로 하여 사용자 모션에 따라 반사되는 광을 수용하며, 가로 및 세로로 어레이 배열된, 복수개의 광센서(25)들을 포함한다. 수광센서부(20)는, 예를 들어, 포토다이오드(25)가 가로축(x축)으로 어레이 배열된 제1수광센서부(20a)와 포토다이오드(25)가 세로축(y축)으로 어레이 배열된 제2수광센서부(20b)로 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 제1수광센서부(20a)에서는 가로축으로 어레이 배열된 복수의 포토다이오드(25)들에 의하여 사용자(S)의 가로모션(ㅁx축 방향으로의 모션)에 대한 광학신호를 검출한다. 제1수광센서부(20a) 내의 임의로 특정된 하나의 포토다이오드(25)를 기준으로 할 때, 발광부(10)에서 제공된 광이 사용자(S)의 가로방향 모션에 의하여 반사되어 상기 특정된 하나의 포토다이오드(25)에 수용되는 광학신호의 세기는 도 7과 같이 시간에 따라 변화한다. 따라서, 어레이 배열된 복수의 포토다이오드(25)의 각각에서 검출되는 광학신호의 세기와 각도를 모두 취합하면 사용자(S)의 가로모션에 대한 이동거리, 속도, 가속도, 움직임의 시점과 종점 등의 시간정보와 벡터정보를 파악할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제2수광센서부(20b)에서는 세로축으로 어레이 배열된 복수의 포토다이오드(25)들에 의하여 사용자(S)의 세로모션(ㅁy축 방향으로의 모션)에 대한 광학신호를 검출한다. 제2수광센서부(20b) 임의로 특정된 하나의 포토다이오드(25)를 기준으로 할 때, 발광부(10)에서 제공된 광이 사용자(S)의 세로방향 모션에 의하여 반사되어 상기 특정된 하나의 포토다이오드(25)에 수용되는 광학신호의 세기는 도 7과 같이 시간에 따라 변화한다. 따라서, 어레이 배열된 복수의 포토다이오드(25)의 각각에서 검출되는 광학신호의 세기와 각도를 모두 취합하면 사용자(S)의 세로모션에 대한 이동거리, 속도, 가속도, 움직임의 시점과 종점 등의 시간정보와 벡터정보를 파악할 수 있다.
도 6을 참조하면, 제1수광센서부(20a) 및 제2수광센서부(20b)를 포함하는 수광센서부(20)에서는 가로축 및/또는 세로축으로 어레이 배열된 복수의 포토다이오드(25)들에 의하여 사용자(S)의 높이모션(ㅁz축 방향으로의 모션)에 대한 광학신호를 검출한다. 수광센서부(20) 내의 임의로 특정된 하나의 포토다이오드(25)를 기준으로 할 때, 발광부(10)에서 제공된 광이 사용자(S)의 높이방향 모션에 의하여 반사되어 상기 특정된 하나의 포토다이오드(25)에 수용되는 광학신호의 세기는 도 7과 같이 시간에 따라 변화한다. 따라서, 어레이 배열된 복수의 포토다이오드(25)의 각각에서 검출되는 광학신호의 세기와 각도를 모두 취합하면 사용자(S)의 높이모션에 대한 이동거리, 속도, 가속도, 움직임의 시점과 종점 등의 시간정보와 벡터정보를 파악할 수 있다.
공간상에서 사용자(S)의 임의방향으로의 모션에 대한 광학신호(또는 광학신호에서 변환된 전기신호)는 도 4 내지 도 6에서 각각 도출된 광학신호(또는 광학신호에서 변환된 전기신호)를 통합하여 구현할 수 있다. 이러한 통합된 광학신호(또는 광학신호에서 변환된 전기신호)는 사용자(S)의 임의방향으로의 모션에 대한 이동거리, 속도, 가속도, 움직임의 시점과 종점 등의 시간정보와 벡터정보를 반영할 수 있다. 따라서, 발광부(10)와 수광센서부(20)를 포함하는 모션센서모듈(30)은, 이미지센서(카메라)를 이용하지 않고서도, 물체에 의해 반사되어 수신되는 광의 각도, 광의 세기를 이용하여 공간상에서 사용자(S) 모션의 정확한 궤적 움직임을 검출할 수 있다.
한편, 도 3 내지 도 5에서는 사용자(S)의 가로모션 및 세로모션에 대한 광학신호 및 상기 광학신호를 변환한 전기신호를 검출하기 위하여, 복수의 포토다이오드(25)들이 가로축으로 어레이 배열된 제1수광센서부(20a)와 세로축으로 어레이 배열된 제2수광센서부(20b)를 구분한 수광센서부(20)를 설명하였다. 그러나, 본 발명의 변형된 실시예에서는 제1수광센서부(20a) 및 제2수광센서부(20b)가 서로 구분되고 이격되어 개별적으로 배치되는 것이 아니라, 서로 인접하여 배치될 수 있으며, 나아가, 서로 혼재되어 배치될 수도 있다.
마이크로컨트롤유닛(40)은 모션센서모듈(30)에서 검출된 모션의 정보 데이타를 입력받아 해당위치의 공간 위치좌표를 구현하는 알고리즘을 탑재하여 정확한 좌표 데이타를 출력할 수 있다. 나아가, 모션센서모듈(30)에서 검출된 광학신호가 변환된 전기신호를 마이크로컨트롤유닛(40)이 입력받아 사용자 모션에 대한 공간좌표를 산출하고, 상기 공간좌표를 이용하여 사용자 모션에 대한 제스쳐동작을 판별하고, 상기 제스쳐동작에 대응하는 기설정된 제어신호를 생성한다.
마이크로컨트롤유닛(40)은 사용자 모션에 대하여 산출된 공간좌표를 이용하여 사용자 모션에 대한 제스쳐동작을 판별하고, 상기 제스쳐동작에 대응하는 기설정된 제어신호를 생성하기 위하여, 제스쳐동작과 이에 대응하는 제어신호를 각각 저장한 데이타베이스부를 포함할 수 있다. 또한, 마이크로컨트롤유닛(40)은 사용자 모션의 공간좌표를 이용하여 사용자 모션에 대한 제스쳐동작을 판별하기 위하여 비교판단부를 포함할 수 있다.
예를 들어, 마이크로컨트롤유닛(40)은 제스쳐동작이 시계방향의 원(circle)을 형성할 경우 이에 대응하는 제어신호를 모바일 기기(120) 또는 모바일 기기(120)에 설치된 소프트웨어 프로그램의 사운드 볼륨(sound volume)을 크게 하는 제어신호로 설정되어 있는 데이타베이스부를 포함할 수 있다. 이러한 데이타베이스부는 사용자가 임의로 설정할 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 마이크로컨트롤유닛(40)은 사용자의 모션이 공간상에서 형성하는 형상이 시점과 종점이 정확하게 일치하지 않더라도 사용자의 가로모션, 세로모션 및 높이모션에 대한 이동거리, 속도, 가속도, 곡률, 움직임의 시점과 종점 등의 시간정보와 벡터정보를 고려할 때 상기 사용자의 모션을 시계방향의 원을 형성하는 제스쳐동작으로 판별할 수 있는 비교판단부를 포함할 수 있다. 비교판단부는 상기 사용자 모션과 상기 제스쳐동작 간의 오차를 산출하고, 소정의 오차범위 이내에서 상기 사용자 모션을 상기 데이타베이스부에 저장된 제스쳐동작으로 분류하고 판별할 수 있는 알고리즘을 포함할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작인식 헤드셋을 포함하는 구성을 도해하는 구성도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 동작인식 헤드셋(1b)은 모바일 기기(120)를 포함하는 것에 주요한 특징이 있다. 즉, 모바일 기기(120)가 동작인식 헤드셋(1b)과 이격되어 제공되지 않고 동작인식 헤드셋(1b) 내에 통합되어 제공된다. 도 8에 도시된 모바일 기기(120)는 동작인식 헤드셋(1b) 내에 통합되기 때문에 별도의 디스플레이부가 필요없는, 예를 들어, 라디오 또는 음악파일 플레이어를 포함할 수 있다. 이 경우, 마이크로컨트롤유닛(40)에서 생성된 제어신호를 모바일 기기(120)로 송신하고, 모바일 기기(120)와 정보데이타를 송수신하는 통신부(50)는 무선방식 뿐만 아니라 유선방식으로 송수신할 수 있다. 그 외의 나머지 구성요소는 도 1을 참조하여 이미 설명하였으므로 여기에서는 생략한다.
본 발명의 실시예들에 따른 동작인식 헤드셋은 발광부와 수광센서부를 이용한 비접촉 제스쳐 헤드셋으로서 손가락을 이용한 접촉 및 터치를 하지 않고 사용자의 동작을 인식하여 손쉽게 모바일 기기를 제어할 수 있다. 일반적으로 이미지센서(카메라)로 동작인식을 하기 위해서는 전원을 상시 연결해 놓아야 하기 때문에 많은 전력이 불필요하게 낭비되는 문제점이 있을 수 있다. 또한, 이미지센서는 동작인식 과정 중에서 복수의 이미지를 추출하여 영상처리를 실시하기 위해 일련의 과정이 필요하기 때문에 프로세서의 부담이 크고 장치 구현 및 처리 알고리즘이 매우 복잡한 문제점이 있을 수 있다. 따라서, 이미지센서로 동작인식을 구현하기 위해서는 제조비용이 상승하는 문제점도 수반될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 동작인식 헤드셋은 이미지센서(카메라)를 사용하지 않으면서 저전력, 저비용이 가능한 동작 인식알고리즘을 통하여 사용자에게 새롭고 다양한 인터페이스를 제공할 수 있으며, 전반적인 산업 전체에 적용하여 많은 파급효과를 미칠 수 있을 것으로 예상된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
1a, 1b : 동작인식 헤드셋
10 : 발광부
20 : 수광센서부
30 : 모션센서모듈
40 : 마이크로컨트롤유닛
50 : 통신부
120 : 모바일 기기

Claims (8)

  1. 발광부와 수광센서부를 구비하며, 사용자 모션에 대한 광학신호를 전기신호로 변환할 수 있는, 모션센서모듈; 및
    상기 전기신호를 입력받아 상기 사용자 모션에 대한 공간좌표를 산출하고, 상기 공간좌표를 이용하여 상기 사용자 모션에 대한 제스쳐동작을 판별하고, 상기 제스쳐동작에 대응하는 기설정된 제어신호를 생성하는, 마이크로컨트롤유닛(MCU);
    을 포함하고,
    상기 수광센서부는, 상기 발광부를 광원으로 하여 상기 사용자 모션에 의해 반사되는 광을 수용하며, 가로 및 세로로 어레이 배열된, 복수개의 광센서들을 포함하며,
    상기 수광센서부는, 가로축으로 어레이 배열된 복수의 포토다이오드들로 구성된 제1수광센서부; 및 세로축으로 어레이 배열된 복수의 포토다이오드들로 구성된 제2수광센서부;를 포함하고,
    상기 제1수광센서부와 상기 제2수광센서부는 혼재되어 배치되지 않고 서로 구분되어 이격되면서 개별적으로 배치되며,
    상기 사용자 모션에 대한 광학신호는 상기 사용자 모션에 의해 반사되어 수신되는 광의 세기 및 광의 각도에 대한 정보를 가지는 신호를 포함하며,
    상기 사용자 모션에 대한 광학신호는 상기 제1수광센서부에 의하여 검출된 사용자의 가로모션에 대한 광학신호; 상기 제2수광센서부에 의하여 검출된 사용자의 세로모션에 대한 광학신호; 및 상기 제1수광센서부 및 상기 제2수광센서부에 의하여 검출된 사용자의 높이모션에 대한 광학신호를 통합하여 구현된, 동작인식 헤드셋.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 동작인식 헤드셋과 이격되어 제공되는 모바일 기기에 상기 제어신호를 무선으로 송신하고, 상기 모바일 기기와 무선으로 정보데이타를 송수신하는, 무선통신부;를 더 포함하는, 동작인식 헤드셋.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 무선통신부는 블루투스(Bluetooth) 통신 또는 지그비(Zigbee) 통신을 이용하는, 동작인식 헤드셋.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 모바일 기기는 휴대폰, 스마트폰, 태블릿피씨, 태블릿 이동통신기기, 휴대용 멀티미디어 플레이어(PMP), 라디오 및 음악파일 플레이어 중 어느 하나를 포함하는, 동작인식 헤드셋.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동작인식 헤드셋 내에 통합되어 제공되는 모바일 기기에 상기 제어신호를 유선 또는 무선으로 송신하고, 상기 모바일 기기와 유선 또는 무선으로 정보데이타를 송수신하는 통신부;를 더 포함하는, 동작인식 헤드셋.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 발광부는 적외선 발광 다이오드(IRED)를 포함하고, 상기 수광센서부는 포토다이오드를 포함하는, 동작인식 헤드셋.
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