KR101524576B1

KR101524576B1 - Wearable device

Info

Publication number: KR101524576B1
Application number: KR1020140116859A
Authority: KR
Inventors: 박준호
Original assignee: 박준호
Priority date: 2014-09-03
Filing date: 2014-09-03
Publication date: 2015-06-03

Abstract

Disclosed is a wearable device which includes a pattern transmission part transmitting a predetermined infrared pattern; a pattern detection part detecting the infrared pattern projected to an outer surface; and a key determination part detecting key input operation of a user from the detected infrared pattern from the detected infrared pattern, and determining input value matching to the key input operation, wherein the transmitted infrared pattern is diffracted on a fingertip of the user and projected on the outer surface in a distorted form, and the pattern detection part detects the distorted infrared pattern.

Description

[0002] WEARABLE DEVICE [

본 발명은 웨어러블 디바이스에 관련된 기술이다.The present invention relates to a wearable device.

일상 생활에서 전자 기기의 사용이 필수적인 최근의 생활 환경에서 전자 기기들은 각각의 입력 수단을 포함한다. 그러나, 이러한 일반적인 입력 수단들은 키보드, 마우스 등의 2차원 입력 수단에서 큰 개선이 이루어지지 않고 있다. 나아가, 휴대성과 편리성 측면에서도 개선될 필요가 있다.In recent life environments where the use of electronic devices is essential in everyday life, electronic devices include respective input means. However, such general input means have not been greatly improved in a two-dimensional input means such as a keyboard and a mouse. Furthermore, it needs to be improved in terms of portability and convenience.

이에 따라, 휴대성과 편리성을 동시에 충족시킬 수 있는 입력 수단의 등장이 요구된다. 특히, 전자 기기들이 소형화되는 추세에서, 새로운 입력 수단은 휴대성과 편리성뿐 아니라 전자 기기들의 기능을 충분히 활용할 수 있도록 다양한 입력 값들을 처리할 수 있어야 한다.Accordingly, the emergence of an input means capable of simultaneously satisfying portability and convenience is required. In particular, in the trend of miniaturization of electronic devices, the new input means must be capable of handling various input values in order to fully utilize the functions of electronic devices as well as portability and convenience.

본 발명은 상기한 바와 같은 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 휴대 가능한 입력 수단을 활용하여 사용자가 편리하게 데이터 입력을 가능하도록 하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above problems, and it is an object of the present invention to allow a user to conveniently input data by utilizing portable input means.

본 발명의 또 다른 목적은 웨어러블 디바이스가 입력 수단인 키보드를 대체할 수 있도록 다양한 종류의 데이터 입력을 가능케 하는 것이다.Another object of the present invention is to enable various kinds of data input so that the wearable device can replace the keyboard as the input means.

본 발명의 또 다른 목적은 웨어러블 디바이스의 장점인 휴대성을 유지하면서도 입력되는 데이터의 정확도를 유지할 수 있도록 하는 것이다.Yet another object of the present invention is to maintain the accuracy of input data while maintaining portability which is an advantage of wearable devices.

본 발명에서 이루고자 하는 기술적 목적들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 발명의 실시 예들로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the particular form disclosed. &Lt; / RTI >

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 웨어러블 디바이스는, 기결정된 적외선 패턴을 송출하는 패턴 송출부, 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지하는 패턴 감지부 및 감지된 적외선 패턴으로부터 사용자의 키 입력 동작을 감지하고 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값을 결정하는 키 결정부를 포함하고, 송출된 적외선 패턴은 사용자의 손가락 끝에서 회절되어 외부면에 왜곡된 형태로 투영되며 패턴 감지부는 적외선 패턴이 왜곡된 형태를 감지한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a wearable device including a pattern transmitting unit for transmitting a predetermined infrared ray pattern, a pattern detecting unit for detecting an infrared ray pattern projected on an outer surface, And a key determiner for determining an input value matching the input operation. The transmitted infrared pattern is diffracted at the fingertip of the user and projected on the outer surface in a distorted form, and the pattern sensing unit senses the shape of the infrared pattern distorted.

패턴 감지부가 감지하던 적외선 패턴이 더 이상 감지되지 않는 경우, 키 결정부는 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값을 생성할 수 있다.If the infrared pattern detected by the pattern detection unit is no longer detected, the key determination unit may generate an input value matching the key input operation.

키 결정부는 감지된 적외선 패턴의 왜곡된 형태로부터 키 입력 동작에 해당하는 3차원 좌표를 결정하며, 3차원 좌표는 원기둥 좌표계 상의 좌표이고 입력 값에 대응될 수 있다.The key determination unit determines a three-dimensional coordinate corresponding to a key input operation from a distorted shape of the detected infrared pattern, and the three-dimensional coordinate is a coordinate on a cylindrical coordinate system and can correspond to an input value.

왜곡된 형태는 적외선 패턴이 투영되는 각도, 적외선 패턴이 투영되는 길이 및 적외선 패턴의 모양 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The distorted shape may include at least one of an angle at which the infrared ray pattern is projected, a length at which the infrared ray pattern is projected, and a shape of the infrared ray pattern.

3차원 좌표의 제1좌표(θ)는 투영되는 각도에 의해 결정되고, 3차원 좌표의 제2좌표(r) 및 제3좌표(h)는 투영되는 길이 및 적외선 패턴의 모양에 의해 결정될 수 있다.The first coordinate (?) Of the three-dimensional coordinate is determined by the projected angle, and the second coordinate (r) and the third coordinate (h) of the three-dimensional coordinate can be determined by the projected length and the shape of the infrared pattern .

투영되는 각도, 투영되는 길이 및 적외선 패턴의 모양은 원기둥 좌표계의 원점을 기준점으로 하여 측정될 수 있다.The projected angle, projected length and shape of the infrared pattern can be measured with the origin of the cylindrical coordinate system as a reference point.

원기둥 좌표계의 원점은 사용자의 손등의 중심, 손바닥의 중심 또는 손목의 중심 중 어느 하나일 수 있다.The origin of the cylindrical coordinate system may be either the center of the user's hand, the center of the palm of the hand, or the center of the wrist.

웨어러블 디바이스는 사용자의 손가락 첫 번째 마디를 두르는 링(ring) 형태 또는 사용자의 손바닥에 장착되는 장갑 형태일 수 있다.The wearable device may be in the form of a ring that surrounds the first node of the user's finger or in the form of a glove that is mounted on the user's palm.

상기 기술적 과제를 해결하기 위한 또 다른 웨어러블 디바이스는, 외부면에 기결정된 적외선 패턴을 송출하는 패턴 송출부, 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지하는 패턴 감지부 및 감지된 적외선 패턴으로부터 사용자의 키 입력 동작을 감지하고 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값을 결정하는 키 결정부를 포함하고, 패턴 감지부는 외부면에 투영된 적외선 패턴 중에서 키 입력 동작에 의해 가려지는 부분을 감지하며 키 결정부는 가려지는 부분에 매칭되는 입력 값을 생성한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a wearable device including a pattern delivery unit for delivering a predetermined infrared ray pattern to an outer surface, a pattern sensing unit for sensing an infrared ray pattern projected on an outer surface, And a key determination unit for detecting an operation and determining an input value matched with a key input operation, wherein the pattern detection unit detects a portion blocked by a key input operation from an infrared ray pattern projected on an outer surface, Generate matching input values.

본 발명의 실시 예들에 따르면 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, the following effects can be expected.

첫째로, 사용자는 휴대성과 편리성을 동시에 제공할 수 있는 웨어러블 디바이스를 통해 개선된 형태로 데이터 입력이 가능하다.First, users can input data in improved form through wearable device that can provide both portability and convenience.

둘째로, 웨어러블 디바이스가 키보드를 대체할 수 있어, 추가적인 입력수단 없이도 웨어러블 디바이스만으로 다양한 데이터 입력이 가능하게 된다.Secondly, since the wearable device can replace the keyboard, various data can be input only by the wearable device without any additional input means.

셋째로, 웨어러블 디바이스의 휴대성을 유지하면서도 데이터 입력의 정확성을 유지할 수 있어, 사용자에게 개선된 형태의 데이터 입력 환경을 제공할 수 있다.Third, the accuracy of data input can be maintained while maintaining the portability of the wearable device, and an improved data input environment can be provided to the user.

본 발명의 실시 예들에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 이하의 본 발명의 실시 예들에 대한 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함에 따른 의도하지 않은 효과들 역시 본 발명의 실시 예들로부터 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 도출될 수 있다.The effects obtainable in the embodiments of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be obtained from the description of the embodiments of the present invention described below by those skilled in the art Can be clearly understood and understood. In other words, undesirable effects of implementing the present invention can also be obtained by those skilled in the art from the embodiments of the present invention.

이하에 첨부되는 도면들은 본 발명에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 발명에 대한 실시 예들을 제공한다. 다만, 본 발명의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 실시 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호(reference numerals)들은 구조적 구성요소(structural elements)를 의미한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 웨어러블 디바이스의 동작을 설명하는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this specification, illustrate embodiments of the invention and, together with the description, serve to explain the principles of the invention. It is to be understood, however, that the technical features of the present invention are not limited to the specific drawings, and the features disclosed in the drawings may be combined with each other to constitute a new embodiment. Reference numerals in the drawings refer to structural elements.
1 is a block diagram showing the configuration of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view for explaining an operation procedure of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating an operation process of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating an operation process of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining the operation of the wearable device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining an operation procedure of a wearable device according to an embodiment of the present invention.
7 is a view for explaining the operation of the wearable device according to another embodiment of the present invention.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be the most practical and preferred embodiment, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Also, in certain cases, there may be a term selected arbitrarily by the applicant, in which case the meaning thereof will be described in detail in the description of the corresponding invention. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term, not on the name of a simple term, but on the entire contents of the present invention.

이하의 실시 예들은 본 발명의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 본 발명의 실시 예를 구성할 수도 있다. 본 발명의 실시 예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시 예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시 예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시 예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.The following embodiments are a combination of elements and features of the present invention in a predetermined form. Each component or characteristic may be considered optional unless otherwise expressly stated. Each component or feature may be implemented in a form that is not combined with other components or features. In addition, some of the elements and / or features may be combined to form an embodiment of the present invention. The order of the operations described in the embodiments of the present invention may be changed. Some configurations or features of certain embodiments may be included in other embodiments, or may be replaced with corresponding configurations or features of other embodiments.

도면에 대한 설명에서, 본 발명의 요지를 흐릴 수 있는 절차 또는 단계 등은 기술하지 않았으며, 당업자의 수준에서 이해할 수 있을 정도의 절차 또는 단계는 또한 기술하지 아니하였다.In the description of the drawings, there is no description of procedures or steps that may obscure the gist of the present invention, nor is any description of steps or steps that can be understood by those skilled in the art.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함(comprising 또는 including)”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 “…부”, “…기”, “모듈” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 명세서 전체에서 어떠한 구성이 다른 구성에 “연결”된다고 할 때, 이는 물리적 연결뿐 아니라 전기적 연결 또한 포함할 수 있으며, 나아가 논리적인 연결 관계에 있음을 의미할 수도 있다. Throughout the specification, when an element is referred to as " comprising " or " including ", it is meant that the element does not exclude other elements, do. In addition, the term " "... Quot ;, " module " and the like refer to a unit for processing at least one function or operation, which may be implemented by hardware, software, or a combination of hardware and software. Also, throughout the specification, when a configuration is referred to as being " connected " to another configuration, this may include not only a physical connection, but also an electrical connection, and furthermore, a logical connection.

또한, “일(a 또는 an)”, “하나(one)”, “그(the)” 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Also, the terms " a or ", " one ", " the ", and the like are synonyms in the context of describing the invention (particularly in the context of the following claims) May be used in a sense including both singular and plural, unless the context clearly dictates otherwise.

또한, 본 명세서에서 “사용자”는 웨어러블 디바이스의 착용자, 사용자 등이 될 수 있으며 웨어러블 디바이스를 수리하는 기술자 또한 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In this specification, the term " user " may be a wearer of a wearable device, a user, or the like, and may include a technician repairing the wearable device, but the present invention is not limited thereto.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The following detailed description, together with the accompanying drawings, is intended to illustrate exemplary embodiments of the invention and is not intended to represent the only embodiments in which the invention may be practiced.

또한, 본 발명의 실시 예들에서 사용되는 특정 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해서 제공된 것이며, 이러한 특정 용어의 사용은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다른 형태로 변경될 수 있다.In addition, the specific terminology used in the embodiments of the present invention is provided to help understanding of the present invention, and the use of such specific terminology can be changed into other forms without departing from the technical idea of the present invention.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 구성을 도시한 블록도이다. 웨어러블 디바이스(100)는 도 1에 도시된 구성 이외에도 다른 범용적인 구성을 더 포함할 수 있으며, 도 1에 도시된 구성보다 적은 구성으로 구현될 수도 있다. 즉, 웨어러블 디바이스(100)의 구현 형태나 권리범위가 도 1에 도시되고 설명하는 내용에 한정되는 것은 아니다. 1 is a block diagram showing the configuration of a wearable device according to an embodiment of the present invention. The wearable device 100 may further include other general configurations in addition to the configurations shown in FIG. 1, and may be implemented with fewer configurations than those shown in FIG. That is, the embodiment and the scope of rights of the wearable device 100 are not limited to the contents shown in FIG.

웨어러블 디바이스(100)는 사용자의 신체 일부(예를 들어, 손)에 장착되는 입출력 수단이다. 웨어러블 디바이스(100)는 구성들을 활용하여 사용자의 신체 움직임을 감지하며, 감지한 움직임이 형성하는 동작에 따라 데이터와 신호를 생성한다. 웨어러블 디바이스(100)는 생성한 데이터와 신호를 외부 디바이스나 서버로 전송할 수도 있다. 이하에서는 웨어러블 디바이스(100)가 포함하는 여러 가지 구성들에 대해 각각 설명한다. The wearable device 100 is an input / output means that is mounted on a part of a user's body (e.g., a hand). The wearable device 100 utilizes the configurations to detect the body movement of the user, and generates data and signals according to the motion that the sensed movement forms. The wearable device 100 may transmit the generated data and signals to an external device or a server. Hereinafter, various configurations of the wearable device 100 will be described.

일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스(100)는 패턴 송출부(110), 패턴 감지부(120), 키 결정부(130), 통신부(140), 저장부(150), 전원부(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다. 도시된 구성들은 서로 유선 또는 무선으로 연결되어 데이터와 신호를 주고 받을 수 있다. 상술한 바와 같이, 도 1에 도시된 구성들은 웨어러블 디바이스(100)를 구성하는 예시에 불과하여, 웨어러블 디바이스(100)는 도시된 구성보다 적거나 많은 구성을 포함하도록 구현될 수 있다.The wearable device 100 according to one embodiment includes a pattern sending unit 110, a pattern detecting unit 120, a key determining unit 130, a communication unit 140, a storage unit 150, a power source unit 160, 170). The depicted configurations may be wired or wirelessly coupled to each other to exchange data and signals. As described above, the configurations shown in Fig. 1 are merely examples of configuring the wearable device 100, so that the wearable device 100 can be implemented to include fewer or more configurations than those shown.

패턴 송출부(110)는 외부로 적외선 패턴을 송출한다. 패턴이란, 웨어러블 디바이스(100)의 외부 면이나 공간 상에 투영되었을 때 시각적으로 확인되는 기결정된 외형과 형태를 의미한다. 즉, 패턴 송출부(110)가 적외선 패턴을 송출한다는 것은, 소정의 패턴을 형성하기 위한 적외선 신호를 외부로 송출한다는 것을 의미할 수 있다. The pattern transmitting unit 110 transmits an infrared pattern to the outside. The term " pattern " means a predetermined outer shape and a shape that are visually confirmed when projected onto the outer surface or space of the wearable device 100. That is, the pattern transmitting unit 110 transmits an infrared ray pattern, which means that an infrared ray signal for forming a predetermined pattern is transmitted to the outside.

이러한 패턴은 다양한 종류의 형태를 가질 수 있으며, 웨어러블 디바이스(100)가 적외선 패턴을 식별함으로써 사용자의 동작을 인식하기에 충분한 정도의 크기와 모양을 가진다. Such a pattern can have various types of shapes, and the wearable device 100 has a size and shape sufficient to recognize the user's operation by identifying the infrared pattern.

패턴 감지부(120)는 패턴 송출부(110)가 송출한 적외선 패턴을 감지한다. 패턴 송출부(110)에 의해 송출된 적외선 패턴은 외부면에 투영될 수 있으며, 패턴 감지부(120)는 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지한다. 패턴 감지부(120)는 적외선 패턴을 감지할 수 있는 적외선 카메라 또는 적외선 센서를 포함할 수 있다. The pattern sensing unit 120 senses an infrared pattern transmitted by the pattern transmitting unit 110. The infrared radiation pattern emitted by the pattern radiation unit 110 can be projected onto the outer surface, and the pattern sensing unit 120 senses the infrared radiation pattern projected on the outer surface. The pattern sensing unit 120 may include an infrared camera or an infrared sensor capable of sensing an infrared pattern.

한편, 상술한 패턴 송출부(110)는 적외선 패턴을 사용자의 손가락 끝을 향하는 방향으로 송출할 수 있다. 사용자의 손가락 끝을 향하도록 송출된 적외선 패턴은 사용자의 손가락 끝에서 회절(diffract)되어, 외부면에 왜곡된 형태로 투영될 수 있다. 즉, 패턴 감지부(120)는 패턴 송출부(110)에 의해 송출되어 외부면에 왜곡된 형태로 투영 또는 투사되는 적외선 패턴을 감지할 수 있으며, 구체적인 실시 예에 대해서는 도 4 내지 도 6에서 설명한다.On the other hand, the above-described pattern transmission unit 110 can transmit the infrared ray pattern toward the fingertip of the user. The infrared pattern emitted toward the user's fingertip can be diffracted at the fingertip of the user and projected on the outer surface in a distorted form. That is, the pattern sensing unit 120 may detect an infrared pattern projected or projected by the pattern transmitting unit 110 in a distorted form on the outer surface, and specific embodiments will be described with reference to FIGS. 4 to 6 do.

패턴 감지부(120)는 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지하여, 적외선 패턴에 대한 다양한 정보를 인식할 수 있다. 예를 들어, 패턴 감지부(120)는 적외선 패턴이 외부면에 투영되는 각도, 투영되는 길이, 적외선 패턴의 모양 중 적어도 하나를 감지할 수 있다. 적외선 패턴이 투영되는 각도와 길이는 후술할 3차원 공간 좌표계의 원점을 기준으로 측정될 수 있으며, 측정 기준이 되는 원점은 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 좌표계의 원점은 사용자의 손바닥 중심, 손등의 중심, 손목의 중심 등 다양한 위치로 설정될 수 있다. The pattern sensing unit 120 may detect an infrared pattern projected on the outer surface and recognize various information on the infrared pattern. For example, the pattern sensing unit 120 may sense at least one of an angle at which an infrared ray pattern is projected on an outer surface, a length to be projected, and a shape of an infrared ray pattern. The angle and length at which the infrared ray pattern is projected can be measured with reference to the origin of the three-dimensional spatial coordinate system to be described later, and the origin as a measurement reference can be arbitrarily set. For example, the origin of the coordinate system can be set to various positions such as the center of the user's palm, the center of the back of the user's hand, and the center of the wrist.

키 결정부(130)는 패턴 감지부(120)가 인식한 적외선 패턴에 따라 사용자의 키 입력 동작을 감지한다. 키 입력 동작은 사용자가 손가락을 움직여 가상의 키보드 상의 소정 키를 누르는 동작을 의미한다. 즉, 패턴 감지부(120)는 상술한 바와 같이 외부면에 투영되는 적외선 패턴의 외형에 대한 여러 가지 정보를 획득하며, 키 결정부(130)는 이러한 정보들을 활용하여 사용자의 동작과 움직임을 인식한다.The key determiner 130 detects the key input operation of the user according to the infrared pattern recognized by the pattern detector 120. [ The key input operation is an operation in which a user presses a predetermined key on a virtual keyboard by moving a finger. That is, the pattern sensing unit 120 acquires various information about the appearance of the infrared pattern projected on the outer surface as described above, and the key determining unit 130 uses the information to recognize the user's motion and movement do.

예를 들어, 사용자가 키 입력 동작을 수행하는 경우, 패턴 감지부(120)는 이러한 키 입력 동작에 따라 변화하는 적외선 패턴에 대한 정보를 획득하며, 키 결정부(130)는 획득된 정보로부터 사용자의 손가락이 어떠한 위치에서 어떻게 움직이는 지를 분석할 수 있다. 이에 따라, 키 결정부(130)는 사용자의 키 입력 동작이 어떠한 입력 값(즉, 키(key) 값)에 매칭되는지 분석 및 확인할 수 있게 된다.For example, when the user performs a key input operation, the pattern detection unit 120 obtains information on a changing infrared pattern according to the key input operation, and the key determination unit 130 extracts, from the obtained information, Can analyze how the finger of a person moves from a certain position. Accordingly, the key determining unit 130 can analyze and check which input value (i.e., key value) matches the key input operation of the user.

구체적으로 설명하면, 키 결정부(130)는 패턴 감지부(120)가 획득한 정보로부터 키 입력 동작에 따라 변화하는 사용자의 손가락 끝 위치의 3차원 좌표를 계산할 수 있다. 3차원 좌표는 원기둥 좌표계(cylindrical coordinate) 상의 좌표(r, θ, h) 로 표현될 수 있으며, 3개의 좌표는 3차원 공간 상의 하나의 점을 특정한다. 이러한 3차원 공간 상의 점은 사용자의 손가락 끝의 위치를 나타낸다.Specifically, the key determiner 130 may calculate the three-dimensional coordinates of the fingertip position of the user, which changes according to the key input operation, from the information acquired by the pattern sensing unit 120. [ The three-dimensional coordinates can be represented by coordinates (r,?, H) on the cylindrical coordinate, and the three coordinates specify one point on the three-dimensional space. This point on the three-dimensional space represents the position of the user's fingertip.

키 결정부(130)가 3차원 좌표를 계산하는 과정에 대해 더 설명한다. 원기둥 좌표계에 의한 3차원 좌표에 있어서, 키 결정부(130)는 패턴 감지부(120)가 감지한 적외선 패턴의 투영 각도로부터 3차원 좌표의 제1좌표(θ)를 결정한다. 이어서, 원기둥 좌표계의 3차원 좌표 중 제2좌표(r) 및 제3좌표(h)는 패턴 감지부(120)가 감지한 적외선 패턴의 투영 길이와 모양에 의해 결정된다. The process of calculating the three-dimensional coordinates by the key determination unit 130 will be further described. In the three-dimensional coordinates by the cylindrical coordinate system, the key determination unit 130 determines the first coordinate (?) Of the three-dimensional coordinate from the projection angle of the infrared pattern sensed by the pattern sensing unit 120. The second coordinate (r) and the third coordinate (h) of the three-dimensional coordinates of the cylindrical coordinate system are determined by the projection length and shape of the infrared ray pattern sensed by the pattern sensing unit 120.

상술한 바와 같이, 키 결정부(130)는 적외선 패턴이 외부면에 투영되는 형태에 따라 키 입력 동작을 수행하는 사용자의 손가락 끝의 3차원 좌표를 획득한다. 손가락 끝의 3차원 좌표를 측정함으로써, 키 결정부(130)는 사용자의 키 입력 동작이 어떠한 키를 누르고자 하는 동작인지 분석할 수 있다. As described above, the key determining unit 130 obtains the three-dimensional coordinates of the fingertip of the user performing the key input operation in accordance with the form in which the infrared pattern is projected on the outer surface. By measuring the three-dimensional coordinates of the fingertip, the key determining unit 130 can analyze which key the user is about to press.

한편, 키 결정부(130)가 감지된 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값을 생성하는 과정에서, 해당 입력 값에 매칭되는 키를 누르거나 터치하는 사용자의 동작을 확인하는 과정이 요구된다. 즉, 키 결정부(130)는 손가락 끝의 3차원 좌표를 측정하는 과정을 통해 입력 값을 확인하는 첫 번째 과정과, 사용자의 손가락 끝이 외부면에 접촉하여 외부면을 누르는 것을 감지하는 두 번째 과정을 통해 해당 입력 값을 생성한다. 첫 번째 과정에 대해서는 이상에서 설명하였으며, 이하에서는 두 번째 과정에 대해 더 설명한다.Meanwhile, in the process of generating the input value matching the detected key input operation, the key determining unit 130 is required to confirm the operation of the user who presses or touches the key matched with the input value. That is, the key determining unit 130 determines the input value through the process of measuring the three-dimensional coordinates of the fingertip, and the second process of detecting the finger pressing the outer surface of the user, And the corresponding input value is generated through the process. The first process has been described above, and the second process will be further described below.

상술한 바와 같이, 패턴 감지부(120)가 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지함으로써 키 결정부(130)는 소정의 입력 값을 확인하였다. 이어서, 패턴 감지부(120)는 해당 적외선 패턴이 왜곡되는 형태를 지속적으로 감지한다. 한편, 사용자의 손가락이 외부면에 접촉하게 되면, 패턴 송출부(110)로부터 송출되던 적외선 패턴은 더 이상 외부면에 투영되지 않는다. 즉, 적외선 패턴의 왜곡 및 투영은 사용자의 손가락 끝이 외부면에 닿지 않는 채로 움직임에 따라 발생하며, 사용자의 손가락이 외부면에 접촉하는 순간 적외선 패턴은 손가락에만 투영된다.As described above, the pattern sensing unit 120 senses the infrared pattern projected on the outer surface, so that the key determination unit 130 confirms a predetermined input value. Then, the pattern detecting unit 120 continuously detects the shape of the corresponding infrared ray pattern. On the other hand, when the user's finger touches the outer surface, the infrared ray pattern emitted from the pattern sending unit 110 is no longer projected onto the outer surface. That is, the distortion and projection of the infrared ray pattern occur as the user moves his or her fingertip without touching the outer surface, and the infrared ray pattern is projected only on the finger as soon as the user's finger touches the outer surface.

이러한 점에 기초하여, 키 결정부(130)는 패턴 감지부(120)가 감지하던 적외선 패턴이 더 이상 감지되지 않는 경우에 입력 값을 생성할 수 있다. 즉, 키 결정부(130)는 사용자의 손가락 끝의 공간 상의 움직임에 따라 입력 값을 미리 계산하고, 사용자의 손가락 끝이 외부면에 접촉하는 순간 해당 키를 터치하는 동작으로 인식하여 입력 값을 생성할 수 있다. 이러한 과정을 통해, 키 결정부(130)는 사용자가 키를 타이핑하는 키 입력 동작을 수행함에 따라 해당 동작에 매칭되는 입력 값들을 생성할 수 있다. 생성된 입력 값은 통신부(140)를 통해 다른 디바이스나 서버로 전송될 수 있다.Based on this point, the key determining unit 130 can generate an input value when the infrared pattern detected by the pattern detecting unit 120 is no longer detected. That is, the key determining unit 130 previously calculates an input value according to the movement of the user's fingertip in the space, recognizes the input as an operation of touching the corresponding key at the moment when the user's fingertip touches the outer surface, can do. Through this process, the key determining unit 130 may generate input values matching the corresponding operation by performing a key input operation by the user to type a key. The generated input value can be transmitted to another device or server through the communication unit 140. [

통신부(140)는 데이터 통신을 수행하며 외부와의 송신 및 수신을 수행한다. 예를 들어, 통신부(140)는 무선으로 외부 네트워크와 연결되어 외부 디바이스, 서버 등과 통신할 수 있으며, 통신을 수행하기 위한 하나 이상의 통신 모듈을 포함할 수 있다. The communication unit 140 performs data communication and performs transmission and reception with the outside. For example, the communication unit 140 may include one or more communication modules for communicating with an external device, a server, and the like, and performing communication through a wireless connection with an external network.

통신부(140)는 근거리 통신을 위한 모듈로써 무선 랜(Wireless LAN), 와이파이(Wi-Fi), 블루투스, 지그비(zigbee), WFD(Wi-Fi Direct), UWB(ultra wideband), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), BLE(Bluetooth Low Energy), NFC(Near Field Communication) 등의 통신 기능을 구현하기 위한 모듈을 포함할 수 있다. The communication unit 140 is a module for short-range communication and is a wireless LAN, a Wi-Fi, a Bluetooth, a zigbee, a WiFi direct, an ultra wideband (UWB) , infrared data association), BLE (Bluetooth low energy), NFC (Near Field Communication), and the like.

통신부(140)는 상술한 통신 모듈을 이용하여 키 결정부(130)가 생성한 입력 값을 외부로 전송할 수 있다. 또한, 통신부(140)는 상술한 통신 모듈들을 통해 외부 디바이스나 서버로부터 데이터, 신호, 정보 등을 수신할 수도 있다.The communication unit 140 can transmit the input value generated by the key determination unit 130 to the outside using the communication module. Also, the communication unit 140 may receive data, signals, information, and the like from an external device or a server through the communication modules described above.

저장부(150)는 웨어러블 디바이스(100)로 입출력되는 데이터와 정보를 저장할 수 있다. 예를 들어, 저장부(150)는 키 결정부(130)가 생성한 입력 값을 저장할 수 있다. 또한, 저장부(150)는 웨어러블 디바이스(100)가 실행할 수 있는 여러 가지 종류의 프로그램 데이터나 알고리즘 데이터를 저장할 수도 있다.The storage unit 150 may store data and information input to and output from the wearable device 100. For example, the storage unit 150 may store an input value generated by the key determination unit 130. [ In addition, the storage unit 150 may store various types of program data or algorithm data that the wearable device 100 can execute.

저장부(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(RAM, Random Access Memory) SRAM(Static Random Access Memory), 롬(ROM, Read-Only Memory), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 및 PROM(Programmable Read-Only Memory) 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스(100)는 인터넷 상에서 저장부(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage) 또는 클라우드 서버를 운영할 수도 있다.The storage unit 150 may be a flash memory type, a multimedia card micro type, a card type memory (e.g., SD or XD memory), a random access memory (RAM) SRAM (ROM), a read-only memory (ROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), and a programmable read-only memory (PROM) Also, the wearable device 100 may operate a web storage or a cloud server that performs a storage function of the storage unit 150 on the Internet.

전원부(160)는 웨어러블 디바이스(100)의 동작을 위한 전원을 공급한다. 전원부(160)는 리튬-이온(Li-ion) 배터리, 리튬-폴리머(Li-polymer) 배터리 등 다양한 종류의 전원 공급 수단을 포함할 수 있으며, 웨어러블 디바이스(100)는 복수의 전원부(160)를 포함할 수도 있다. 전원부(160)는 웨어러블 디바이스(100)의 다른 구성들과 유선으로 연결되어 전원을 공급할 수 있으며, 무선 전력 전달 기술 등을 통해 무선으로 외부 전력을 공급받아 충전할 수도 있다.The power supply unit 160 supplies power for operation of the wearable device 100. The power supply unit 160 may include various types of power supply means such as a Li-ion battery and a Li-polymer battery. The wearable device 100 includes a plurality of power supply units 160 . The power supply unit 160 may be connected to the other components of the wearable device 100 in a wired manner to supply power, and may be supplied with external power wirelessly through a wireless power transfer technology or the like.

제어부(170)는 이상에서 설명한 구성들과 연결되어 웨어러블 디바이스(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 예를 들어, 제어부(170)는 패턴 송출부(110)가 적외선 패턴을 외부로 송출하도록 제어할 수 있으며, 패턴 감지부(120)로 하여금 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지하도록 할 수도 있다. 또는, 제어부(170)는 패턴 감지부(120)가 획득한 적외선 패턴의 정보로부터 키 결정부(130)가 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값을 생성하도록 제어할 수도 있다. 즉, 제어부(170)는 웨어러블 디바이스(100)가 사용자의 동작에 따라 입력 수단으로 동작하기 위한 여러 가지 기능을 제어할 수 있다.The controller 170 controls the overall operation of the wearable device 100 in connection with the above-described configurations. For example, the control unit 170 may control the pattern transmitting unit 110 to transmit the infrared pattern to the outside, and may allow the pattern detecting unit 120 to detect the infrared pattern projected on the outer surface. Alternatively, the control unit 170 may control the key determination unit 130 to generate an input value matching the key input operation from the information of the infrared pattern acquired by the pattern sensing unit 120. [ That is, the control unit 170 can control various functions for the wearable device 100 to operate as input means according to the user's operation.

이하에서는, 웨어러블 디바이스(100)가 도 1에서 설명한 상술한 구성들을 활용하여 사용자의 동작을 감지하고 입력 값을 생성하는 과정을 도 2 내지 도 6에서 설명한다. 이하에서 특별한 설명이 없는 한 도시된 웨어러블 디바이스가 사용자의 엄지손가락에 링(ring) 형태로 장착되거나 사용자의 손바닥에 장갑 형태로 장착되도록 구현된 실시 예를 도시한다. 웨어러블 디바이스는 사용자의 왼손, 오른손 또는 양손 모두에 장착되도록 구현될 수도 있으며, 이는 단순한 설계와 구조 변경을 통해 구현될 수 있다. Hereinafter, a process in which the wearable device 100 detects an operation of a user and generates an input value using the above-described configurations described with reference to FIG. 1 will be described with reference to FIG. 2 to FIG. In the following, an illustrative embodiment in which the wearable device shown is mounted in a ring form on the user's thumb or in the form of a glove on the user's palm is shown, unless otherwise specified. The wearable device may be implemented to be mounted on the user's left, right, or both hands, which may be implemented through simple design and structural changes.

또한, 웨어러블 디바이스(100)는 둘 이상의 분리된 형태로 구현될 수도 있다. 즉, 도 1에서 설명한 구성들은 둘 이상의 분리된 웨어러블 디바이스(100)의 어느 하나 또는 둘 이상에 모두 포함될 수 있고, 둘 이상의 분리된 웨어러블 디바이스(100)들은 서로 연동하여 데이터를 주고받으며 동작할 수 있다. 다시 말해서, 웨어러블 디바이스(100)는 도 1에서 설명한 구성 중 일부 또는 전부를 포함하는 형태로 구현될 수 있으며, 일부를 포함하는 경우에는 다른 일부를 포함하는 또 다른 웨어러블 디바이스(100)와 연동하여 동작할 수 있다.In addition, the wearable device 100 may be implemented in two or more separate forms. That is, the configurations described in FIG. 1 may be included in any one or two or more of the two or more separate wearable devices 100, and two or more separate wearable devices 100 may operate in conjunction with each other to exchange data . In other words, the wearable device 100 may be implemented in a form including some or all of the configurations described in FIG. 1, and in a case where the wearable device 100 includes a part of the wearable device 100, the wearable device 100 may operate in cooperation with another wearable device 100, can do.

한편, 이상의 도 1에서는 웨어러블 디바이스(100)가 사용자의 손 끝에서 적외선 패턴이 회절됨으로써 왜곡되어 투영되는 적외선 패턴을 감지하여 입력 값을 생성하는 실시 예를 설명하였다. 그러나, 이와는 달리 웨어러블 디바이스(100)는 손 끝에서 회절이 발생하지 않는 경우의 적외선 패턴 또한 감지할 수 있다. 즉, 적외선 패턴이 손가락 끝을 향하는 방향으로 송출되더라도 손가락 끝에서 회절 현상이 발생하지 않을 수 있다. 이러한 경우, 외부면에 투영되는 적외선 패턴은 왜곡되지 않게 된다. 외부면에 투영되는 적외선 패턴이 왜곡되지 않는다 하더라도, 웨어러블 디바이스(100)는 적외선 패턴의 길이와 손가락 끝에 가려진 모양만을 감지하여 입력 값을 특정할 수도 있다. 즉, 웨어러블 디바이스(100)는 투영되는 적외선 패턴이 왜곡되지 않는다 하더라도, 적외선 패턴 중 손가락 끝에 의해 일그러진 모양을 분석하여 입력 값을 생성할 수도 있다.In FIG. 1, the wearable device 100 detects an infrared ray pattern distorted by diffracting an infrared ray pattern at a user's hand, thereby generating an input value. However, the wearable device 100 can also detect the infrared pattern when no diffraction occurs at the fingertip. That is, even if the infrared ray pattern is transmitted in the direction toward the fingertip, the diffraction phenomenon may not occur at the fingertip. In this case, the infrared ray pattern projected on the outer surface is not distorted. Even if the infrared ray pattern projected on the outer surface is not distorted, the wearable device 100 may detect the length of the infrared ray pattern and the shape hidden on the fingertip to specify the input value. That is, the wearable device 100 may generate an input value by analyzing the shape of the infrared ray pattern distorted by the finger tip, even if the infrared ray pattern to be projected is not distorted.

도 2와 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이다. 도 2(a)에서는 웨어러블 디바이스가 사용자의 왼손 엄지와 소지 첫 번째 마디에 링(ring) 형태로 장착된 실시 예를 도시한다(100a, 100b). 도 2(b)에서는 웨어러블 디바이가 사용자의 약지 첫 번째 마디에 장착된 실시 예를 도시한다(100c). FIG. 2 and FIG. 3 are views for explaining the operation process of the wearable device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 (a) shows an embodiment in which the wearable device is mounted in the form of a ring on the user's left-hand thumb and the first node of the base (100a, 100b). FIG. 2B shows an embodiment in which the wearable device is mounted on the first node of the user's finger ring (100c).

상술한 바와 같이, 웨어러블 디바이스는 패턴 송출부(110)와 패턴 감지부(120)를 포함한다. 도 2(a)에서는 패턴 송출부(110) 및 패턴 감지부(120)가 서로 연동하는 두 개의 웨어러블 디바이스에 각각 포함되는 실시 예를 도시하며, 도 2(b)에서는 패턴 송출부(110) 및 패턴 감지부(120)가 하나의 웨어러블 디바이스에 포함되는 실시 예를 도시한다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 구현 형태의 예시에 불과하며, 웨어러블 디바이스(100)에 포함된 구성들이 이러한 배치 형태에 한정되는 것은 아니다. 즉, 패턴 송출부(110)와 패턴 감지부(120)는 웨어러블 디바이스(100)에 하나 이상 포함될 수 있고, 서로 일정 거리 이상 이격되어 배치될 수도 있다. As described above, the wearable device includes the pattern sending unit 110 and the pattern sensing unit 120. 2 (a) shows an embodiment in which the pattern transmitting unit 110 and the pattern detecting unit 120 are included in two wearable devices interlocked with each other. In FIG. 2 (b), the pattern transmitting unit 110 and And the pattern sensing unit 120 is included in one wearable device. However, this is merely an example of an embodiment for convenience of explanation, and the configurations included in the wearable device 100 are not limited to such a configuration. That is, the pattern transmitting unit 110 and the pattern detecting unit 120 may be included in the wearable device 100, or may be disposed at a distance from each other.

도 2(a)를 먼저 설명하면, 웨어러블 디바이스에 포함된 패턴 송출부(110)는 외부로 적외선 패턴을 송출한다. 패턴 송출부(110)가 왼손 엄지에 위치함에 따라, 왼손 손가락들에 투영되는 적외선 패턴은 사용자가 키 입력 동작을 수행하며 왼손 손등을 바라보는 시점을 기준으로 북서쪽 방향이 된다. 패턴 감지부(120)는 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지하며, 적외선 패턴이 외부면에서 왜곡되는 형태를 감지할 수 있다. 패턴 감지부(120)는 왼손 약지에 위치하며 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지한다. 즉, 패턴 감지부(120)는 패턴 송출부(110)를 광원으로 가정했을 때 외부면에 손가락들의 그림자들이 생성되는 방향으로 투영되는 적외선 패턴들을 감지하게 된다.2 (a), the pattern transmitting unit 110 included in the wearable device transmits an infrared ray pattern to the outside. As the pattern transmitting unit 110 is located on the left hand thumb, the infrared pattern projected on the left hand fingers is in the northwest direction based on the point of time when the user performs the key input operation and looks at the left hand. The pattern sensing unit 120 senses an infrared pattern projected on the outer surface and can detect a shape of the infrared pattern distorted on the outer surface. The pattern sensing unit 120 senses an infrared ray pattern positioned on the left hand finger and projected on the outer surface. That is, assuming that the pattern transmitting unit 110 is a light source, the pattern sensing unit 120 senses infrared patterns projected in a direction in which shadows of fingers are generated on the outer surface.

도 2(b)를 설명하면, 도 2(a)의 실시 예와는 달리 웨어러블 디바이스는 하나의 외형으로 구현된다. 이러한 실시 예에서, 패턴 송출부(110)와 패턴 감지부(120)는 웨어러블 디바이스 상에서 다소 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 패턴 송출부(110)와 패턴 감지부(120)가 인접하여 배치되거나 좌우 방향으로 같은 축 상에 위치하는 경우, 패턴 감지부(120)가 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지하지 못할 수도 있다. 외부면에 투영되는 적외선 패턴이 사용자의 손가락에 가려질 수도 있기 때문에, 패턴 송출부(110)와 패턴 감지부(120)는 좌우 방향으로 소정 거리 이상 떨어져 위치하는 것이 바람직하다. 2 (b), unlike the embodiment of FIG. 2 (a), the wearable device is implemented in one outline. In this embodiment, the pattern sending portion 110 and the pattern sensing portion 120 may be disposed somewhat apart from each other on the wearable device. That is, when the pattern transmitting unit 110 and the pattern sensing unit 120 are disposed adjacent to each other or located on the same axis in the left-right direction, the pattern sensing unit 120 may not detect the infrared pattern projected on the outer surface have. It is preferable that the pattern transmitting unit 110 and the pattern sensing unit 120 are located at a predetermined distance or more in the left and right direction because the infrared ray pattern projected on the outer surface may be covered by the user's finger.

도 2(a)에서 웨어러블 디바이스의 패턴 감지부(120)가 패턴 송출부(110)의 위치를 계산하는 과정에 대해 추가적으로 설명한다. 패턴 감지부(120)는 패턴 송출부(110)가 송출한 적외선 패턴이 외부면에 투영되는 형태를 보고 패턴 송출부(110)의 3차원 위치를 추정할 수 있다. 구체적으로, 외부면에 투영되는 적외선 패턴은 패턴 송출부(110)를 광원으로 가정했을 때 손가락의 그림자와 같은 방향과 위치에 투영된다. 이러한 점을 고려하여, 패턴 감지부(120)는 투영되는 적외선 패턴의 방향과 길이, 형태를 계산하여 패턴 송출부(110)이 3차원 공간 상에 어디에 위치하였는지 계산해낼 수 있다. 2 (a), the process of calculating the position of the pattern transmitting unit 110 by the pattern detecting unit 120 of the wearable device will be further described. The pattern detecting unit 120 may estimate the three-dimensional position of the pattern transmitting unit 110 by viewing the pattern of the infrared ray pattern transmitted from the pattern transmitting unit 110 on the outer surface. Specifically, the infrared ray pattern projected on the outer surface is projected in the same direction and position as the shadow of the finger when the pattern dispatcher 110 is assumed as a light source. In consideration of this point, the pattern sensing unit 120 can calculate the direction, length, and shape of the infrared pattern to be projected, and calculate where the pattern transmitting unit 110 is located in the three-dimensional space.

반면에, 도 2(b)의 경우, 패턴 감지부(120)와 패턴 송출부(110)는 하나의 웨어러블 디바이스 내에 위치하므로, 서로 간에 떨어진 거리와 위치 관계는 고정된 값이 된다. 따라서, 이와 같이 패턴 송출부(110)와 패턴 감지부(120) 간의 위치 관계에 대한 정보는 미리 웨어러블 디바이스 내에 입력될 수 있다. 이에 따라, 패턴 감지부(120)는 외부면에 투영되는 패턴의 형태를 감지함으로써 패턴 송출부(110)가 어떠한 위치에서 어떠한 각도로 적외선 패턴을 송출하였는지 확인할 수 있을 뿐 아니라, 패턴 송출부(110)의 위치로부터 고정된 값만큼 떨어진 패턴 감지부(120) 자신의 위치 또한 계산해낼 수 있다. On the other hand, in the case of FIG. 2 (b), since the pattern sensing unit 120 and the pattern transmitting unit 110 are located in one wearable device, distances and positional relationships between them are fixed values. Thus, information on the positional relationship between the pattern transmitting unit 110 and the pattern sensing unit 120 can be input in advance in the wearable device. Accordingly, the pattern sensing unit 120 can sense the pattern of the pattern projected on the outer surface so that the pattern transmitting unit 110 can check the position of the infrared ray pattern from which position the infrared ray pattern is transmitted, The position of the pattern sensing unit 120 which is spaced apart from the position of the pattern sensing unit 120 by a fixed value can also be calculated.

이러한 계산 과정은 도 4 내지 도 6에서 후술할 내용들과 유사하게 수행될 수 있다. 즉, 키 결정부는 패턴 감지부(120)가 감지한 적외선 패턴의 형태로부터 손가락 끝의 3차원 좌표를 계산하여 입력 값을 생성할 수 있을 뿐 아니라, 패턴 송출부(110)가 어디에 위치하는지 또한 계산해낼 수 있다. 패턴 송출부(110)의 위치가 파악되면, 키 결정부는 계산된 손가락 끝의 3차원 좌표 값을 보상하여 입력 값의 정확도를 향상시킬 수 있다.This calculation process may be performed in a manner similar to that described later with reference to FIGS. That is, the key determiner can calculate the three-dimensional coordinates of the fingertip from the shape of the infrared pattern sensed by the pattern sensing unit 120 to generate an input value, and also determines where the pattern dispatcher 110 is located I can do it. When the position of the pattern transmitting unit 110 is grasped, the key determining unit can improve the accuracy of the input value by compensating the calculated three-dimensional coordinates of the fingertip.

도 3에서는 웨어러블 디바이스가 사용자의 왼손 손바닥에 장갑 형태로 장착된 실시 예를 도시한다(100d). 본 실시 예에 의하면, 패턴 송출부(110)는 사용자의 손바닥 중심 부근에, 패턴 감지부(120)는 사용자의 엄지 손가락 부근에 각각 배치될 수 있다. 이는, 사용자의 손바닥 중심 부근에서 적외선 패턴을 송출하면, 사용자가 키 입력 동작을 수행하며 왼손 손등을 바라보는 시점을 기준으로 북쪽 방향으로 적외선 패턴들이 투영되기 때문에, 패턴 감지부(120)가 높은 정확도로 적외선 패턴을 감지할 수 있기 때문이다. 한편, 이러한 구현 형태는 일 예에 불과하며, 웨어러블 디바이스에 포함된 구성들은 웨어러블 디바이스 상에서 다양한 위치와 각도에 배치되도록 구현될 수 있다. 3 shows an embodiment in which the wearable device is mounted in the form of a glove on the left hand palm of the user (100d). According to the present embodiment, the pattern transmitting unit 110 may be disposed near the center of the user's palm, and the pattern sensing unit 120 may be disposed near the user's thumb. This is because when the infrared ray pattern is transmitted in the vicinity of the center of the user's palm, the infrared ray patterns are projected in the north direction on the basis of the time when the user performs a key input operation and looks at the left hand, Because it can detect the infrared pattern. On the other hand, this embodiment is merely an example, and the configurations included in the wearable device can be implemented to be arranged at various positions and angles on the wearable device.

이상의 도 1 내지 도 3에서, 패턴 송출부와 패턴 감지부는 고정된 상황을 전제로 입력 값을 생성하는 실시 예를 설명하였다. 그러나, 사용자의 키 입력 동작에 따라 패턴 송출부와 패턴 감지부의 위치는 시시각각 변화하며, 웨어러블 디바이스는 이러한 위치 변화를 반영하여 정확한 입력 값을 생성하는 과정이 요구된다. In FIGS. 1 to 3, the embodiment has been described in which an input value is generated on the assumption that the pattern transmitting unit and the pattern detecting unit are fixed. However, according to the key input operation of the user, the position of the pattern dispatcher and the pattern sensing unit changes momentarily, and the wearable device needs a process of generating an accurate input value by reflecting such a positional change.

먼저, 패턴 감지부는 상술한 바와 같이 패턴 송출부의 위치를 계산해낼 수 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스가 2개의 링 형태로 구현되는 경우, 패턴 감지부가 외부면으로부터 자신의 위치를 측정할 수 있다면 패턴 감지부와 패턴 송출부의 위치를 모두 알 수 있게 되며, 키 입력 동작에 따라 두 구성의 위치가 변화하더라도 웨어러블 디바이스는 일정한 입력 값을 계산해낼 수 있게 된다. 반면에, 웨어러블 디바이스가 1개의 링 형태로 구현되는 경우, 상술한 바와 같이 패턴 감지부와 패턴 송출부와의 위치 관계는 고정된 값으로 미리 알 수 있으므로, 패턴 감지부와 패턴 송출부의 위치는 투영된 적외선 패턴을 감지하는 방식 및/또는 상술한 고정된 값을 이용하여 계산될 수 있다. First, the pattern sensing unit can calculate the position of the pattern transmitting unit as described above. Accordingly, when the wearable device is implemented in two ring shapes, if the pattern sensing unit can measure its position from the outer surface, it can know the positions of the pattern sensing unit and the pattern transmitting unit. The wearable device can calculate a constant input value even if the position of the wearable device changes. On the other hand, when the wearable device is implemented as one ring, the positional relationship between the pattern sensing unit and the pattern transmitting unit can be known in advance as a fixed value, And / or by using the above-described fixed value.

패턴 감지부는 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 통해 자신의 3차원 좌표 중 외부면으로부터의 높낮이 방향의 좌표에 대해 알 수 있다. 즉, 패턴 송출부가 고정되어 있다고 가정하는 경우, 패턴 감지부는 투영되는 적외선 패턴의 길이와 밝기 등으로부터 자신의 3차원 좌표 중 높낮이에 해당하는 값을 계산해낼 수 있다. The pattern sensing unit can recognize the coordinates of the height direction from the outer surface of the three-dimensional coordinates of the user through the infrared ray pattern projected on the outer surface. That is, when it is assumed that the pattern transmitting unit is fixed, the pattern detecting unit can calculate a value corresponding to the height of the three-dimensional coordinates of the user from the length and brightness of the infrared pattern to be projected.

이어서, 패턴 감지부는 투영되는 적외선 패턴의 방향(즉, 각도)과 해당 방향으로 왜곡된 모양을 감지하여 자신의 3차원 좌표 중 상하좌우 방향의 변화를 알 수 있다. 따라서, 적외선 패턴의 왜곡된 방향과 모양이 변화하였다는 것은 패턴 감지부의 좌우방향 및 상하방향으로의 움직임이 변화하였음을 의미한다. 앞서 설명한 높낮이 방향은 직교 좌표계에서 높이축(z축) 방향을 의미하며, 좌우 방향 및 상하 방향은 직교 좌표계에서 가로축(x축) 및 세로축(y축) 방향을 의미한다. 패턴 감지부는 이러한 왜곡된 적외선 패턴의 방향과 모양을 감지함으로써 자신의 상하 방향 및 좌우 방향 좌표 변화를 알 수 있다.Then, the pattern sensing unit senses the direction (i.e., angle) of the infrared pattern to be projected and the shape distorted in the corresponding direction, so that the change in the three-dimensional coordinates of the three-dimensional coordinate can be known. Accordingly, the fact that the distorted direction and shape of the infrared ray pattern are changed means that the motion of the pattern detection unit in the left and right direction and the up and down direction has changed. The elevation direction described above means the direction of the height axis (z axis) in the rectangular coordinate system, and the horizontal direction and the vertical direction mean the horizontal axis (x axis) and the vertical axis (y axis) direction in the orthogonal coordinate system. The pattern detecting unit detects the direction and the shape of the distorted infrared ray pattern, thereby knowing the change of the up / down direction and the left / right direction coordinate.

한편, 웨어러블 디바이스가 사용자의 엄지에 장착된 경우, 엄지가 외부면에 대해 일정한 높이를 유지한 채로 수평 방향(상하좌우 방향)으로 이동한다면, 엄지는 손바닥과 연결되는 관절이 고정된 채로 움직이게 된다. 이에 따라, 패턴 송출부와 패턴 감지부의 원점을 기준으로 한 높낮이 좌표, 상하 방향 좌표 및 좌우 방향 좌표뿐 아니라 두 구성이 향하는 각도 또한 변한다. 이러한 엄지의 수평적인 움직임에 따른 패턴 송출부와 패턴 감지부의 위치 및 각도 변화는 경험적인 값으로 계산되어 상술한 높낮이 좌표 변화, 상하 방향 좌표 변화, 좌우 방향 좌표 변화의 계산에 반영될 수 있다. 즉, 웨어러블 디바이스는 엄지의 좌우 방향 움직임에 따른 두 구성의 위치/각도 변화를 매핑하여 저장해두고, 패턴 감지부와 패턴 송출부의 높낮이 방향 좌표, 상하 방향 좌표, 좌우 방향 좌표를 계산하는 과정에서 이러한 저장 값을 이용하여 보상하는 과정을 통해 결과의 정확도를 향상시킬 수 있다.On the other hand, when the wearable device is mounted on the user's thumb, if the thumb moves in the horizontal direction (up-down, left-right direction) while maintaining a constant height with respect to the outer surface, the thumb moves with the joint connected to the palm fixed. Accordingly, in addition to the elevation coordinates, the up-and-down direction coordinates, and the left-and-right direction coordinates based on the origin of the pattern transmitting portion and the pattern detecting portion, The position and angle change of the pattern transmitting part and the pattern sensing part according to the horizontal movement of the thumb can be calculated as empirical values and can be reflected in the computation of the above-described elevation coordinate change, up-down direction coordinate change, and left and right direction coordinate change. That is, the wearable device maps and stores the position / angle changes of the two configurations in accordance with the left and right movement of the thumb, and stores the coordinates of the height of the pattern sensing unit and the pattern transmitting unit in the process of calculating the coordinates in the height direction, The accuracy of the result can be improved through the compensation using the value.

이상에서 3차원 좌표를 높낮이 좌표, 좌우 방향 좌표 및 상하 방향 좌표로 설명하였다. 이러한 직교좌표계(Cartesian coordinate)는 간단한 계산을 통해 상술한 원기둥 좌표계로 변환될 수 있어, 웨어러블 디바이스는 패턴 감지부의 3차원 위치 또한 쉽게 계산해낼 수 있다. 웨어러블 디바이스가 패턴 감지부와 패턴 송출부의 위치를 계산해낸다는 것은, 입력 값을 생성하는 과정에서 두 구성의 위치 변화를 보상하여 반영할 수 있음을 의미한다. In the above description, the three-dimensional coordinates are described as the height coordinates, the left-right direction coordinates, and the vertical direction coordinates. This Cartesian coordinate can be converted to the above-mentioned cylindrical coordinate system by simple calculation, and the wearable device can easily calculate the three-dimensional position of the pattern sensing part. The fact that the wearable device calculates the position of the pattern sensing unit and the pattern transmitting unit means that the positional change of the two components can be compensated for in the process of generating the input value.

구체적으로 설명하면, 엄지에 웨어러블 디바이스가 장착된 경우, 엄지의 움직임에 따라 웨어러블 디바이스가 이동하며 생성되는 좌표계의 변화는 상술한 원기둥 좌표계의 원점(손바닥, 손목, 손등의 중심을 기준으로 한 위치)과는 구별되어야 한다. 즉, 키 입력부가 결정하는 입력 값은 해당 원점을 기준으로 한 사용자의 손가락 끝의 원기둥 좌표계를 기준으로 한 3차원 위치, 다시 말해서 절대 좌표계 상의 좌표를 의미한다. 반면에, 패턴 송출부와 패턴 감지부 등이 측정하는 각 구성의 높낮이 방향 좌표, 상하 방향 좌표, 좌우 방향 좌표 등은 웨어러블 디바이스를 기준으로 한 상대 좌표계 상의 좌표가 된다. 따라서, 웨어러블 디바이스는 절대 좌표계 상의 입력 값을 계산하는 과정에서 상대 좌표계 상의 3차원 위치 정보를 활용하며, 상대 좌표계 상의 좌표를 치환하여 절대 좌표계 상의 위치 값을 계산하는 데에 이용한다. 이러한 치환 과정에서 웨어러블 디바이스는 엄지에 장착된 웨어러블 디바이스가 이동함에 따라 경험적인 데이터를 얻고, 이를 저장하여 패턴 감지부와 패턴 송출부의 위치와 움직임을 파악하게 된다.More specifically, when the wearable device is mounted on the thumb, the change of the coordinate system generated by moving the wearable device according to the movement of the thumb moves the origin (the position with respect to the center of the palm, the wrist, and the back of the hand) Should be distinguished from. That is, the input value determined by the key input unit means a three-dimensional position based on the cylindrical coordinate system of the user's fingertip with respect to the origin, that is, coordinates on the absolute coordinate system. On the other hand, the height direction coordinates, the vertical direction coordinates, the left and right direction coordinates, and the like of each configuration measured by the pattern dispatcher and the pattern sensing unit are coordinates on the relative coordinate system based on the wearable device. Accordingly, the wearable device utilizes the three-dimensional position information on the relative coordinate system in calculating the input values on the absolute coordinate system, and substitutes the coordinates on the relative coordinate system to calculate the position value on the absolute coordinate system. In this replacement process, the wearable device acquires empirical data as the wearable device mounted on the thumb moves, and stores the empirical data to grasp the position and movement of the pattern sensing unit and the pattern transmitting unit.

이러한 과정은 도 2(a)와 같이 패턴 감지부와 패턴 송출부가 각각 별도의 웨어러블 디바이스로 구현되는 경우와 도 2(b)에서와 같이 하나의 웨어러블 디바이스 안에 구현되는 경우 모두에 적용될 수 있다. 두 경우의 차이점이라면, 패턴 감지부와 패턴 송출부에 대하여 미리 알고 있는 고정된 위치 관계를 이용하는지 계산하는지 여부가 될 수 있다.This process can be applied to both cases where the pattern sensing unit and the pattern transmitting unit are implemented as separate wearable devices as shown in FIG. 2 (a) and the case where they are implemented in one wearable device as shown in FIG. 2 (b). The difference between the two cases may be whether or not to use the previously known fixed positional relationship with the pattern detecting unit and the pattern transmitting unit.

이하에서는, 상술한 웨어러블 디바이스의 구성들을 참조하여 웨어러블 디바이스가 동작하는 구체적인 실시 예를 설명한다. 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이다. Hereinafter, a specific embodiment in which the wearable device operates will be described with reference to the above-described configurations of the wearable device. FIG. 4 is a diagram illustrating an operation process of a wearable device according to an embodiment of the present invention.

도 4에서 위치 400은 3차원 좌표계 상의 원점을 나타내며, 위치 410은 웨어러블 디바이스에서 적외선 패턴이 송출되는 패턴 송출부를 나타낸다. 두 개의 원기둥(420a, 420b)는 각각 사용자의 손가락을 도시하며, A의 실시 예에서는 사용자의 손가락이 바닥에서 h 만큼 떨어진 경우를, B의 실시 예에서는 사용자의 손가락이 바닥면에 접촉한 경우를 각각 도시한다.In FIG. 4, a position 400 represents an origin on a three-dimensional coordinate system, and a position 410 represents a pattern dispatch unit in which the infrared ray pattern is transmitted from the wearable device. Each of the two cylinders 420a and 420b represents the user's finger. In the embodiment of A, the user's finger is separated from the floor by h. In the embodiment of B, the user's finger contacts the floor Respectively.

두 개의 음영(430a, 430b)는 패턴 송출부가 위치하는 위치 410을 광원으로 가정했을 때 사용자 손가락(420a, 420b)으로 인한 그림자를 도시하며, 이는 적외선 패턴이 왜곡되는 형태를 설명하기 위함이다.The two shadows 430a and 430b illustrate shadows due to the user's fingers 420a and 420b, assuming that the position 410 where the pattern dispatcher is located is a light source. This is to explain the distortion of the infrared pattern.

상술한 바와 같이, 3차원 공간 상의 소정 위치는 원기둥 좌표계에 의한 3차원 좌표(r, θ, h)에 의해 표현될 수 있다. 이하에서는, 웨어러블 디바이스가 사용자의 손가락 끝의 위치를 나타내는 3차원 좌표를 계산하는 과정을 설명한다.As described above, the predetermined position on the three-dimensional space can be expressed by the three-dimensional coordinates (r,?, H) by the cylindrical coordinate system. Hereinafter, a process of calculating the three-dimensional coordinates indicating the position of the fingertip of the wearable device will be described.

A 실시 예를 먼저 설명하면, 사용자는 손가락을 움직여 외부면(즉, 바닥면)을 터치하며 키보드 상의 소정 키를 누르는 키 입력 동작을 수행한다. 이 과정에서, 사용자의 손가락은 3차원 공간 상에서 이동하게 된다. 한편, 도시된 실시 예에서 손가락 420a는 3차원 좌표계의 원점을 기준으로 θ1만큼 회전된 방향에 위치한다. 이에 따라, 위치 410에서 송출되는 적외선 패턴이 외부면에 투영되는 각도는 θ1이 되며, 웨어러블 디바이스의 패턴 감지부는 외부면에 적외선 패턴이 왜곡되어 투영되는 각도를 측정할 수 있다. 상술한 바와 같이 적외선 패턴은 기결정된 형태를 가지고 있으므로, 패턴 감지부는 해당 패턴이 어떠한 각도로 투영되는지를 감지함으로써 3차원 좌표계의 제1좌표(θ1)를 측정할 수 있다. First, a user performs a key input operation of moving a finger to touch an outer surface (i.e., a bottom surface) and pressing a predetermined key on the keyboard. In this process, the user's finger moves on the three-dimensional space. Meanwhile, in the illustrated embodiment, the finger 420a is positioned in a direction rotated by? 1 with respect to the origin of the three-dimensional coordinate system. Accordingly, the angle at which the infrared ray pattern emitted from the position 410 is projected onto the outer surface is? 1, and the pattern sensing unit of the wearable device can measure the angle at which the infrared ray pattern is distorted and projected on the outer surface. As described above, since the infrared ray pattern has a predetermined shape, the pattern detection unit can measure the first coordinate (? 1) of the three-dimensional coordinate system by sensing what angle the corresponding pattern is projected.

한편, 적외선 패턴은 사용자의 손가락 끝에서 회절하여 왜곡된 형태로 바닥면에 투영된다. 적외선은 상대적으로 큰 파장을 가져 회절 현상이 잘 발생하므로, 손가락 방향으로 송출되는 적외선 패턴은 손가락 끝에서 회절되어 회절되지 않은 경우보다 늘어진 형태로 왜곡될 수 있다. A 실시 예에서 음영 430a의 일부가 파인 형태가 도시되며, 이는 위치 410에서 송출된 적외선 패턴이 손가락 420a의 끝에서 왜곡되어, 회절현상이 발생하지 않은 경우보다 길게 투영됨을 나타낸다. On the other hand, the infrared ray pattern is diffracted at the fingertip of the user and projected on the floor surface in a distorted form. Since the infrared ray has a relatively large wavelength and the diffraction phenomenon occurs well, the infrared ray pattern emitted in the direction of the finger can be distorted in a more elongated form than when it is diffracted at the fingertip and not diffracted. In Embodiment A, a part of the shadows 430a is shown as a fine shape, which indicates that the infrared pattern emitted at the position 410 is distorted at the end of the finger 420a and is projected longer than when the diffraction phenomenon does not occur.

웨어러블 디바이스의 패턴 감지부는 이와 같이 적외선 패턴의 왜곡된 형태를 감지한다. 한편, 적외선 패턴이 투영되는 길이와 모양으로부터 3차원 좌표계의 제2좌표(r) 및 제3좌표(h)가 결정될 수 있다. 즉, 웨어러블 디바이스는 적외선 패턴의 투영된 각도로부터 θ1를 측정함에 이어, 적외선 패턴이 왜곡되는 길이를 파악할 수 있다. 한편, 웨어러블 디바이스는 적외선 패턴의 길이만으로는 3차원 좌표계의 r, h를 모두 확인할 수 없다. 즉, 웨어러블 디바이스는 적외선 패턴이 투영되는 길이와 모양을 모두 확인해야 r, h를 계산할 수 있으며, 적외선 패턴의 모양을 확인하는 실시 예에 대해서는 도 5 및 도 6에서 구체적으로 설명한다. The pattern sensing unit of the wearable device senses the distorted shape of the infrared ray pattern. On the other hand, the second coordinate (r) and the third coordinate (h) of the three-dimensional coordinate system can be determined from the length and shape of the projection of the infrared ray pattern. That is, after the wearable device measures? 1 from the projected angle of the infrared ray pattern, the wearable device can grasp the length at which the infrared ray pattern is distorted. On the other hand, a wearable device can not identify all of r and h in the three-dimensional coordinate system only by the length of the infrared ray pattern. That is, the wearable device can calculate r and h by checking both the length and shape of the infrared ray pattern, and the embodiment for checking the shape of the infrared ray pattern will be described in detail with reference to FIG. 5 and FIG.

도 5 및 도 6을 설명하기에 앞서 본원의 동작을 마저 설명한다. 3차원 좌표계 상의 세 좌표가 결정되면, 손가락 420a의 공간 상의 위치가 결정된다. 사용자의 키 입력 동작에 따라 손가락이 3차원 공간 상에서 움직이면, 웨어러블 디바이스는 해당 손가락의 3차원 좌표를 계산함으로써 해당 키 입력 동작이 어떠한 키를 누르고자 하는 동작인지 인식할 수 있다. 즉, 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값이 결정된다. 이러한 손가락과 키 간의 관계는 미리 매핑되어 웨어러블 디바이스에 저장될 수 있으며, 사용자가 웨어러블 디바이스를 장착하고 초기값을 설정함으로써 웨어러블 디바이스에 입력될 수 있다. Before describing Figs. 5 and 6, the operation of the present invention will be described. When three coordinates on the three-dimensional coordinate system are determined, the position on the space of the finger 420a is determined. When the finger moves in the three-dimensional space according to the key input operation of the user, the wearable device calculates the three-dimensional coordinates of the finger, thereby recognizing which key the key input operation is intended to press. That is, an input value matching the key input operation is determined. The relationship between the finger and the key can be previously mapped and stored in the wearable device, and the wearable device can be input to the wearable device by mounting the wearable device and setting the initial value.

A 실시 예에 이어서, B 실시 예에서는 사용자가 손가락 420b를 바닥면에 접촉한 경우를 설명한다. 손가락이 바닥면에 접촉한 경우, 위치 410로부터 송출되는 적외선 패턴은 사용자의 손가락 420b에 가려져 바닥면에 투영되지 않는다. 다시 말해서, A 실시 예에서의 적외선 패턴은 사용자의 손가락이 바닥면에 가까워짐에 따라 점점 길게 왜곡된 형태로 감지되며, B 실시 예에서와 같이 사용자의 손가락이 바닥면에 접촉되면 더 이상 감지되지 않는다. 도시된 실시 예에서 음영 430b는 적외선 패턴이 투영되지 않음을 나타낸다.Following the embodiment A, the case where the user touches the bottom surface of the finger 420b in the embodiment B will be described. When the finger is brought into contact with the floor surface, the infrared pattern emitted from the position 410 is not projected on the floor surface because it is covered by the user's finger 420b. In other words, the infrared pattern in the embodiment A is perceived in a shape that is getting longer and longer distorted as the user's finger approaches the floor surface, and is no longer detected when the user's finger touches the floor surface as in the embodiment B . In the illustrated embodiment, the shade 430b indicates that the infrared pattern is not projected.

웨어러블 디바이스는 A 실시 예에서 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값을 계산하고, B 실시 예에서와 같이 적외선 패턴이 더 이상 감지되지 않는 경우, 해당 입력 값을 생성한다. 본 실시 예에 의하면, 사용자의 손가락이 바닥면을 터치하기 전까지 입력 값을 지속적으로 계산하다가, 바닥면을 터치하는 순간의 입력 값이 생성되므로, 키 입력 동작에 매칭되는 입력 값이 정확하게 측정 및 생성될 수 있다. The wearable device calculates an input value that matches the key input operation in the embodiment A and generates the input value if the infrared pattern is no longer detected as in the B embodiment. According to the present embodiment, the input value is continuously calculated until the user's finger touches the floor surface, and the input value at the moment of touching the floor surface is generated. Therefore, the input value matched to the key input operation is accurately measured and generated .

도 5 및 도 6에서는 도 4에서 언급한 바와 같이, 웨어러블 디바이스가 적외선 패턴의 모양과 길이를 측정함으로써 3차원 좌표계 상의 r, h 를 결정하는 실시 예에 대해 설명한다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스의 동작 과정을 설명하는 도면이며, 도 5 및 도 6에서 ‘1’, ‘2’, ‘3’, ‘4’는 적외선 패턴의 모양, 즉 적외선 패턴의 기결정된 외형을 의미한다. 한편, 이러한 적외선 패턴의 모양은 적외선 패턴의 외형을 의미할 뿐 아니라, 적외선 패턴이 회절됨으로 인한 간섭(interference)의 영향 또한 적외선 패턴의 모양에 포함된다. 나아가, 적외선 패턴의 모양이라는 것은 외부면에 적외선 패턴이 투영되는 밝기 또한 포함할 수 있다. 즉, 패턴 송출부가 가까운 위치에서 적외선 패턴을 송출할수록 투영되는 적외선 패턴은 더 밝은 밝기로 투영되며, 이러한 적외선 패턴의 밝기 또한 3차원 좌표를 결정하는 과정에 활용될 수 있다. 5 and 6, an embodiment in which the wearable device determines r and h on the three-dimensional coordinate system by measuring the shape and length of the infrared ray pattern will be described. 5 and 6 are views for explaining the operation of the wearable device according to an embodiment of the present invention. In FIGS. 5 and 6, '1', '2', '3' Shape, that is, the predetermined appearance of the infrared pattern. On the other hand, the shape of the infrared ray pattern not only means the appearance of the infrared ray pattern, but also the influence of the interference due to the infrared ray pattern diffraction is included in the shape of the infrared ray pattern. Furthermore, the shape of the infrared pattern may also include the brightness at which the infrared pattern is projected onto the outer surface. That is, the more the infrared radiation pattern is transmitted from the pattern dispensing unit, the brighter the projection of the infrared radiation pattern, and the brightness of the infrared radiation pattern can also be utilized in the process of determining the three-dimensional coordinate.

도 5에서 위치 510은 적외선 패턴이 송출되는 패턴 송출부를 도시하며, 적외선 패턴은 손가락 520 방향으로 송출되어 외부면에 투영될 수 있다. 도 5에서는 적외선 패턴이 손가락 520에 가려져 외부면에 투영되지 않는 경우를 도시한다(530). 즉, 도 5에서 손가락 520이 없는 경우에는 외부면에 540과 같은 형태로 적외선 패턴들이 투영되지만, 손가락 520에 가려지는 경우 적외선 패턴은 감지되지 않는다.5, a position 510 indicates a pattern dispensing unit through which the infrared ray pattern is transmitted, and the infrared ray pattern may be transmitted in the direction of the finger 520 and projected to the external surface. In FIG. 5, the infrared ray pattern is covered by the finger 520 and is not projected on the outer surface (530). In other words, when the finger 520 is not present in FIG. 5, the infrared patterns are projected on the outer surface in the form of 540, but the infrared pattern is not detected when the finger 520 is covered.

반면에, 도 6을 참조하면, 위치 610에서 송출되는 적외선 패턴은 손가락 620의 방향으로 송출된다 (630). 도 6에서는 손가락 620이 외부면에 접촉하지 않은 상태이므로, 도 5와는 달리 외부면에 적외선 패턴이 투영된다. 한편, 도 6에서는 적외선 패턴이 손가락 620의 끝에서 회절되어 외부면에 왜곡된 형태로 투영된다. On the other hand, referring to FIG. 6, the infrared pattern transmitted at the position 610 is transmitted in the direction of the finger 620 (630). In Fig. 6, since the finger 620 is not in contact with the outer surface, an infrared pattern is projected on the outer surface, unlike Fig. 6, the infrared ray pattern is diffracted at the end of the finger 620 and is projected on the outer surface in a distorted form.

구체적으로 설명하면, 적외선 패턴의 모양 중 ‘1’ 모양은 외부면에 왜곡 없이 투영된다. 반면에, ‘2’ 모양의 일부는 손가락 끝에 가려진다. 이에 따라, ‘2’ 모양의 전부가 외부면에 투영되지 않고 ‘2’ 모양의 일부만이 외부면에 투영된다. 도 6에서 외부면에 투영된 ‘2’의 끝 부분이 흰색으로 도시된 것은, 이와 같이 ‘2’ 모양의 일부만이 투영됨을 나타낸다. 한편, 이 과정에서 적외선 패턴 ‘2’는 손가락 620의 끝에서 회절되어 투영되며, 도 5에서 회절현상이 없이 바닥면에 투영될 것으로 예상된 경우보다 더 긴 형태로 투영된다(640). Specifically, the '1' shape of the infrared ray pattern is projected without distortion on the outer surface. On the other hand, part of the '2' shape is covered by the tip of the finger. Accordingly, the entire '2' shape is not projected onto the outer surface, but only a part of the '2' shape is projected onto the outer surface. In FIG. 6, the end portion of '2' projected on the outer surface is shown in white, indicating that only a part of the '2' shape is projected. Meanwhile, in this process, the infrared pattern '2' is diffracted at the end of the finger 620 and projected (640) in a longer form than in the case where it is expected to be projected on the floor without diffraction in FIG.

웨어러블 디바이스는 이와 같이, 적외선 패턴이 외부면에 왜곡되어 투영되는 모양, 즉 어떠한 적외선 패턴이 왜곡되어 투영되는지 감지한다. 도 4에서 적외선 패턴의 길이만 감지하는 것으로는 3차원 좌표계의 r, h 를 모두 알 수 없다고 언급한 바 있다. 웨어러블 디바이스는 도 5 및 도 6에서 설명한 바와 같이 적외선 패턴의 어떠한 모양이 얼마만큼 왜곡되어 투영되었는지 확인함으로써, 3차원 좌표계의 나머지 두 좌표인 r, h 를 계산할 수 있다. 다시 말해서, 웨어러블 디바이스는 왜곡된 적외선 패턴의 모양과 투영된 길이로부터 r, h 를 계산할 수 있게 된다. The wearable device thus detects how the infrared ray pattern is distorted and projected on the outer surface, i.e., which infrared ray pattern is distorted and projected. In FIG. 4, it has been stated that it is impossible to know r and h of the three-dimensional coordinate system by detecting only the length of the infrared ray pattern. The wearable device can calculate the remaining two coordinates r, h of the three-dimensional coordinate system by checking how much the shape of the infrared ray pattern is distorted and projected as described with reference to Figs. 5 and 6. Fig. In other words, the wearable device can calculate r, h from the shape and projection length of the distorted infrared pattern.

한편, 도 5 및 도 6에서 설명한 패턴의 모양(‘1’, ‘2’, ‘3’, ‘4’)들은 설명의 편의를 위한 단순한 예시에 불과하다. 즉, 적외선 패턴은 웨어러블 디바이스의 패턴 감지부가 인식하기에 용이한 모양과 외형으로 송출될 수 있으며, 도시된 바와 같이 불연속적인 형태를 가질 수도 있지만 연속적으로 연결된 하나의 형태를 가질 수도 있다. 따라서, 웨어러블 디바이스는 투영된 패턴 중 일부분만 감지하더라도 적외선 패턴의 왜곡된 길이와 모양을 인식할 수 있다. 즉, 웨어러블 디바이스가 전체 적외선 패턴을 모두 감지해야만 입력 값을 생성하는 것은 아니다. 따라서, 적외선 패턴은 투영된 일부분을 인식하더라도 왜곡된 길이와 모양을 인식하여 식별과 구별이 가능한 형태로 송출된다. The shapes ('1', '2', '3', '4') of the patterns described in FIGS. 5 and 6 are merely examples for convenience of explanation. That is, the infrared ray pattern may be sent out in a shape and an appearance that are easily recognizable by the pattern sensing unit of the wearable device, and may have a discontinuous shape as shown in FIG. Accordingly, the wearable device can recognize the distorted length and shape of the infrared ray pattern even if only a part of the projected pattern is detected. That is, the wearable device does not generate the input value until it detects all the infrared patterns. Therefore, even if the projected part is recognized, the infrared pattern recognizes the distorted length and shape, and is transmitted in a form that can be distinguished and distinguished.

정리하면, 적외선 패턴이 투영되는 각도, 투영되는 길이, 투영되는 적외선 패턴의 모양을 감지함으로써, 웨어러블 디바이스는 해당 손가락 끝의 3차원 공간상의 위치를 파악할 수 있다. 공간상의 위치가 결정되면, 해당 위치에 매칭되는 입력 값이 결정된다. 이어서, 해당 손가락의 적외선 패턴이 더 이상 감지되지 않는 경우, 웨어러블 디바이스는 바닥면을 터치한 것으로 인식하여 해당 입력 값을 생성한다. 생성된 입력 값은 외부 디바이스나 서버로 전송될 수 있고, 웨어러블 디바이스는 해당 디바이스나 서버에 대한 입력 수단으로 작동한다. In short, by sensing the angle at which the infrared ray pattern is projected, the projected length, and the shape of the projected infrared ray pattern, the wearable device can grasp the position of the fingertip in the three-dimensional space. Once the location in space is determined, the input value to be matched to that location is determined. Then, when the infrared pattern of the finger is no longer detected, the wearable device recognizes that the bottom surface is touched and generates the corresponding input value. The generated input value can be transmitted to an external device or a server, and the wearable device operates as an input means for the device or the server.

또 다른 실시 예에 의하면, 웨어러블 디바이스가 사용자의 양손에 하나씩 장착되는 경우, 각 손에 장착된 웨어러블 디바이스는 다른 손에서 발생하는 회절로 인한 적외선 패턴을 감지할 수도 있다. 즉, 웨어러블 디바이스가 양 손에 장착되면 양손 각각에서 적외선 패턴이 송출되고 외부면에 각각 투영된다. 이에 따라, 웨어러블 디바이스가 감지하는 적외선 패턴은 자신이 장착된 손에서 회절되어 왜곡되는 적외선 패턴일 수도 있고, 다른 손에서 회절되어 왜곡되는 적외선 패턴일 수도 있다. According to another embodiment, when the wearable device is mounted one by one to the user's hands, the wearable device mounted on each hand may detect an infrared ray pattern due to diffraction occurring in the other hand. That is, when the wearable device is mounted on both hands, an infrared pattern is emitted from each of both hands and projected onto the outer surface, respectively. Accordingly, the infrared ray pattern sensed by the wearable device may be an infrared ray pattern that is diffracted and distorted in the hand on which the wearable device is mounted, or may be an infrared ray pattern that is diffracted and distorted in the other hand.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 웨어러블 디바이스의 동작을 설명하는 도면이다. 이상에서는 웨어러블 디바이스가 적외선 패턴이 손가락 끝에서 회절되어 외부면에 왜곡된 형태로 투영되는 것을 감지하는 실시 예를 설명하였다. 이와는 달리, 도 7에서는 웨어러블 디바이스가 외부면에 적외선 패턴을 직접 송출하고, 외부면에 투영되는 적외선 패턴을 감지하는 실시 예를 설명한다.7 is a view for explaining the operation of the wearable device according to another embodiment of the present invention. In the above description, the wearable device detects that the infrared ray pattern is diffracted from the fingertip and projected on the outer surface in a distorted form. In contrast, FIG. 7 illustrates an embodiment in which the wearable device directly emits an infrared pattern on the outer surface and detects an infrared pattern projected on the outer surface.

간단하게 설명하면, 웨어러블 디바이스는 이상의 도 1 내지 도 6에서 설명한 바와 유사하게 동작하기는 하나, 도 7에서는 웨어러블 디바이스가 감지하는 적외선 패턴의 위치가 다르다. 즉, 도 1 내지 도 6에서는 손가락 끝에서 회절되어 손가락의 그림자 위치로 투영되는 적외선 패턴을 감지했다면, 도 7에서는 외부면에 투영되는 적외선 패턴이 손가락과 외부면의 접촉에 의해 가려지는 것을 감지한다.Briefly described, the wearable device operates in a manner similar to that described above with reference to FIGS. 1 to 6, but the position of the infrared ray pattern detected by the wearable device is different in FIG. That is, in FIGS. 1 to 6, if an infrared ray pattern that is diffracted at the fingertip and projected to the shadow position of the finger is sensed, the infrared ray pattern projected on the outer side is detected by the contact between the finger and the outer surface .

도 7에서 웨어러블 디바이스(700)의 패턴 송출부(710)는 외부면(730)으로 적외선 패턴을 송출한다. 본 실시 예에서의 적외선 패턴은 도시된 바와 같이 기결정된 복수의 패턴들을 포함하는 패턴 필드(740)를 외부면(730) 상에 형성한다. In FIG. 7, the pattern transmitter 710 of the wearable device 700 transmits an infrared pattern to the outer surface 730. The infrared pattern in this embodiment forms a pattern field 740 on the outer surface 730 that includes a predetermined plurality of patterns as shown.

이어서, 사용자가 손가락을 움직이며 키 입력 동작을 수행하면, 손가락과 외부면(730)이 접촉하며 패턴 필드(740)에 포함되는 복수의 패턴 중 어느 하나 가 손가락에 의해 가려지게 된다. 도시된 실시 예에서, ‘ㅇ’로 표시된 패턴 750이 사용자의 왼손 검지가 외부면(730)과 접촉함에 따라 손가락에 가려지게 된다.Then, when the user moves the finger and performs a key input operation, one of the plurality of patterns included in the pattern field 740 comes into contact with the finger and the outer face 730, and is blocked by the finger. In the illustrated embodiment, the pattern 750 indicated by 'o' is obscured by the finger as the user's left hand detection contacts the outer surface 730.

웨어러블 디바이스(700)는 이와 같이 외부면(730) 상에 패턴 필드(740)가 형성되도록 적외선 패턴을 송출하고, 패턴 필드(740) 상에서 키 입력 동작에 의해 가려지는 패턴(750)을 감지한다. 이어서, 웨어러블 디바이스(700)는 해당 패턴(750)이 더 이상 감지되지 않음에 따라, 가려진 패턴(750)에 대응하는 입력 값을 생성할 수 있다.The wearable device 700 transmits the infrared pattern so that the pattern field 740 is formed on the outer surface 730 and detects the pattern 750 that is obstructed by the key input operation on the pattern field 740. [ The wearable device 700 may then generate an input value corresponding to the obscured pattern 750 as the pattern 750 is no longer sensed.

본 실시 예에서도 도 2 내지 도 3에서 설명한 실시 예들이 유사하게 적용될 수 있다. 즉, 패턴 감지부와 패턴 송출부는 하나의 웨어러블 디바이스 내에 구현되거나, 두 개의 웨어러블 디바이스에 각각 배치되도록 구현될 수 있으며, 장갑 형태의 웨어러블 디바이스가 구현될 수도 있다. 나아가, 패턴 감지부가 패턴 송출부와 자신의 위치를 측정함으로써 웨어러블 디바이스는 입력 값을 보상하여 정확한 입력 값을 생성해낼 수 있게 되는 점 또한 도 2 및 도 3의 내용이 유사하게 적용될 수 있다. In this embodiment, the embodiments described in Figs. 2 to 3 can be similarly applied. That is, the pattern detecting unit and the pattern transmitting unit may be implemented in one wearable device, or may be respectively disposed in two wearable devices, or a glove-shaped wearable device may be implemented. In addition, by measuring the position of the pattern transmitting unit and the pattern transmitting unit, the wearable device can generate an accurate input value by compensating the input value, and the contents of FIGS. 2 and 3 can similarly be applied.

다시 말해서, 도 7의 실시 예에 의한 웨어러블 디바이스가 두 개의 링으로 구현되는 경우, 외부면에 투영되는 패턴을 감지함으로써 장착된 손가락의 높낮이/상하/좌우 방향으로의 위치 변화에 따른 입력 값 보상 과정이 적용될 수 있다. 또한, 웨어러블 디바이스가 하나의 링으로 구현되는 경우, 외부면에 투영되는 패턴으로 패턴 감지부와 패턴 송출부의 위치를 측정하여 입력 값을 보상하는 경우가 적용될 수 있음은 물론, 패턴 감지부와 패턴 송출부의 위치 관계가 웨어러블 디바이스 내에 미리 입력 되어 있을 수도 있다. 후자의 경우, 두 구성 간의 거리와 방향은 기결정되어 웨어러블 디바이스에 입력되어 있으므로, 입력 값은 더 빠르고 정확하게 측정 및 계산될 수 있다.In other words, when the wearable device according to the embodiment of FIG. 7 is implemented by two rings, the input value compensation process according to the change of the position of the mounted finger in the height, the vertical direction, Can be applied. In addition, when the wearable device is implemented as one ring, the case where the position of the pattern sensing unit and the pattern transmitting unit is measured in a pattern projected on the outer surface to compensate the input value can be applied. A negative positional relationship may be preliminarily input in the wearable device. In the latter case, the input values can be measured and calculated more quickly and accurately since the distances and orientations between the two configurations are predetermined and entered into the wearable device.

본원 발명의 실시 예 들과 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아닌 설명적 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 발명의 상세한 설명이 아닌 특허청구 범위에 나타나며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. Therefore, the disclosed methods should be considered in an illustrative rather than a restrictive sense. It is intended that the present invention cover the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims

In a wearable device,
A pattern transmission unit for transmitting a predetermined infrared ray pattern;
A pattern sensing unit for sensing the infrared pattern projected on the outer surface; And
And a key determiner for detecting a key input operation of the user from the detected infrared ray pattern and determining an input value matched with the key input operation,
The transmitted infrared ray pattern is diffracted at the fingertip of the user and projected on the outer surface, and the pattern sensing unit is configured such that the infrared ray pattern is diffracted and projected on the outer surface, and the infrared ray pattern is diffracted and projected on the outer surface And detecting the angle to determine the input value.

The method according to claim 1,
Wherein the key determination unit generates the input value matched with the key input operation when the infrared pattern detected by the pattern detection unit is no longer detected.

The method according to claim 1,
Wherein the key determining unit determines three-dimensional coordinates corresponding to the key input operation from the detected infrared ray pattern,
Wherein the three-dimensional coordinate is a coordinate on a cylindrical coordinate system and corresponds to the input value.

The method of claim 3,
Wherein the pattern sensing unit further determines a length of the infrared ray pattern to be diffracted and projected onto the outer surface to determine the input value.

5. The method of claim 4,
Wherein a first coordinate (?) Of the three-dimensional coordinate is determined by the projected angle, and a second coordinate (r) and a third coordinate (h) of the three-dimensional coordinate are determined by the projected length and the projected shape &Lt; / RTI >

5. The method of claim 4,
Wherein the projected angle, the projected length and the projected shape are measured with the origin of the cylindrical coordinate system as a reference point.

The method according to claim 6,
Wherein the origin of the cylindrical coordinate system is either the center of the user's hand, the center of the palm of the hand, or the center of the wrist.

The method according to claim 1,
Wherein the wearable device is in the form of a ring covering the first node of the user's finger or in the form of a glove mounted on the palm of the user.

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