KR101527205B1 - 인코더를 이용한 손목 마우스 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 관한 것이다. 본 발명은, 아대(손목 보호대) 타입으로 형성되어 착용자의 손(10)과 팔(12)의 중간 관절인 손목관절(11)을 감싸서 형성되는 본체(1); 손목관절(11)에 대한 변화 각도 중 수평 각도에 의한 x 직교 좌표계 위치 변화를 측정하기 위해 본체(1) 중 엄지손가락의 측면에 형성되는 x축 인코더(7a)와, 그리고 손목 관절(11)에 대한 수직 각도에 의한 y 직교 좌표계 위치 변화를 측정하기 위해 본체(1) 중 손등 부분에 형성되는 y축 인코더(7b)를 포함하는 인코더(7); 한쪽 끝단은 x축 인코더(7a)와 연결되며 다른쪽 끝단은 제 1 와이어 고정자(5)에 연결되는 x축 와이어(9a)와, 한쪽 끝단은 y축 인코더(7b)와 연결되며 다른쪽 끝단은 제 2 와이어 고정자(8)와 연결되는 y축 와이어(9b)를 포함하는 와이어(9); 및 착용자의 엄지손가락에 착용 가능하고 신호 입력을 위한 전자 회로(20)와 각각이 연결되는 버튼 타입의 스위치(2,3,4); 를 포함한다.
이에 의해, 손목의 꺾임이나 회전 각도를 실시간으로 인코더를 이용하여 상태를 입력받음으로써, 종래의 마우스 장치가 반드시 필요로 하는 2차원 공간이 없어도 동작 가능한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 손목의 상태를 실시간으로 체크하는 인코더와 인코더와 손과 팔 사이의 길이를 측정가능하게 와이어를 구성시켜 와이어의 길이가 가변적으로 변화하는 것을 인코더를 이용하여 측량하게 되며, 연장된 와이어 길이를 다시 감기 위해 나선형 스프링을 이용하여 와이어를 끌어당기게 되는 구조를 제공함으로써, 손목을 지지할 수 있는 구조물이 없더라도 손목이 편안하고 입력 속도 향상에 따른 작업 능률을 향상시키는 효과를 제공한다.
이에 의해, 손목의 꺾임이나 회전 각도를 실시간으로 인코더를 이용하여 상태를 입력받음으로써, 종래의 마우스 장치가 반드시 필요로 하는 2차원 공간이 없어도 동작 가능한 효과를 제공한다.
또한, 본 발명은 손목의 상태를 실시간으로 체크하는 인코더와 인코더와 손과 팔 사이의 길이를 측정가능하게 와이어를 구성시켜 와이어의 길이가 가변적으로 변화하는 것을 인코더를 이용하여 측량하게 되며, 연장된 와이어 길이를 다시 감기 위해 나선형 스프링을 이용하여 와이어를 끌어당기게 되는 구조를 제공함으로써, 손목을 지지할 수 있는 구조물이 없더라도 손목이 편안하고 입력 속도 향상에 따른 작업 능률을 향상시키는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 착용자의 손목은 수직 각도 155° 수평 각도 60°의 운동 각도와 인체 관절 중 360°회전성 관절에 해당하므로, 손목의 꺾임이나 회전 각도를 실시간으로 인코더를 이용하여 상태를 입력받음으로써, 종래의 마우스 장치가 반드시 필요로 하는 2차원 공간이 없어도 동작가능하며, 입력 속도 향상에 따른 작업 속도를 향상시키기 위한 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 관한 것이다.
최근 정보처리장치의 전자제품의 회로의 직접 기술의 발달에 따라, 일반 PC, 태블릿 PC, 스마트 단말 등의 범용의 컴퓨터 장치와, 그 주변기기 또한 발전을 거듭하고 있으나, 입력 장치의 발달은 미비한 실정이다.
입력 장치는 컴퓨터 장치에 자료를 입력하기 위한 디바이스(Device)를 의미하며, 인풋시스템이라고도 한다. 컴퓨터 장치는 인간이 정보를 해석하고 기억하는 방식과는 달리 컴퓨터는 0과 1로 정보를 표시하는 프로세스를 진행한다. 이에 따라 사람들이 사용하는 문자, 도형, 목소리, 숫자 등의 자료를 읽어 들여 0과 1의 이진수 형태로 바꾸어 처리를 할 수 있도록 해주는 역할을 하는 것이 입력 장치이다. 초기의 컴퓨터 장치에서는 종이 카드 입력 장치가 많이 활용되었으나, 요즈음의 대표적인 입력 장치는 문자를 입력시키는 키보드와 공간을 지적할 수 있는 마우스이며 사람이 문자, 숫자 또는 특수 문자를 입력하면 내부적으로 0과 1의 2진수로 변환되어 컴퓨터 장치 내의 메모리에 기억된다.
한편, 화면에 나타난 각종 그림이나 자료의 위치를 지적하는 마우스, 게임 등에 많이 사용되는 조이스틱과 같은 입력 장치도 있다. 그 중 터치스크린과 같은 입력 장치는 현금자동지급기나 노트북, 컴퓨터, 휴대용 단말 등에 쓰이며 스크린에 손가락이나 펜을 이용하여 정보를 입력할 수 있도록 하고 있다.
또한 사진과 같은 이미지를 입력하기 위한 이미지 스캐너와 같은 입력 장치도 있으며, 화상을 입력하기 위한 디지털 카메라와 같은 입력 장치도 사용된다.
그 밖에도 OMR(optical Mark Reader), 바 코드 리더(bar code reader), MICR(Magnetic Ink Character Recognition) 등이 있다. 하지만 이러한 차세대 입력 장치는 아직도 가격적인 문제와 편의성이 뒷받침되지 못하기 때문에 키보드와 마우스의 보조역할을 할 뿐이란 한계점이 있다.
현재, 엄청난 속도로 컴퓨터 장치의 하드웨어나 소프트웨어가 발전하고 있지만 그것을 제어할 수 있는 입력기의 발전은 거의 미비하다고 볼 수 있으며, 개발되고 있는 입력 장치들의 단가나 기술적 부담이 많이 크다. 또한 현재 사용하고 있는 입력 장치의 대부분이 초기 발전 모델의 사용법을 택하고 있음으로 고질적인 불편한 점을 떠안고 있다.
몇 가지 단점 중 보완할 수 없는 문제점이 마우스는 2차원 공간인 평면이 있어야만 구동이 가능하다는 것이다. 여기에서 발전된 형태로는 손가락으로 구동되는 핑거 마우스나 공간 마우스 등이 있지만 상술한 바와 같이 단가나 사용의 불편함 때문에 사용하기 불편한 점이 있다.
또한, IT 장치의 사용 빈도가 높아지면서 정보를 디지털화하는데 많은 시간을 보내고 있으며, 키보드를 사용하면서 마우스를 사용하는 방식이 아닌 키보드와 마우스에 대해 별도로 시간 차를 두고 있는 입력하는 방식을 취하고 있어 입력 속도를 지연시키는 문제점이 있다.
이에 따라 해당 기술 분야에 있어서는 키보드를 입력하면서 마우스 포인트를 움직일 수 있도록 함으로써, 작업 속도를 향상시키며 마우스가 가지고 있는 2차원 공간(평면)이 있어야 구동되는 문제점을 해결하기 위한 기술개발이 요구되고 있다.
[관련기술문헌]
1. 손목운동을 이용한 작동방식의 마우스(A MOUSE OPERATED BY WRIST MOVEMENT) (특허출원번호 제10-2000-0038758호)
2. 볼마우스를 이용한 텔레비젼의 동작제어장치 및 그 방법(APPARATUS AND A METHOD FOR CONTROLLING OPERATIONS OF A TELEVISION BY USING A BALL MOUSE, ESPECIALLY FOR CONTROLLING CHANNEL UP/DOWN AND VOLUME UP/DOWN OF TELEVISION FUNCTIONS BY USING THE BALL MOUSE) (특허출원번호 제10-1997-0068598호)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 손목의 꺾임이나 회전 각도를 실시간으로 인코더를 이용하여 상태를 입력받음으로써, 종래의 마우스 장치가 반드시 필요로 하는 2차원 공간이 없어도 동작 가능하도록 하기 위한 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 손목의 상태를 실시간으로 체크하는 인코더와 인코더와 손과 팔 사이의 길이를 측정가능하게 와이어를 구성시켜 와이어의 길이가 가변적으로 변화하는 것을 인코더를 이용하여 측량하게 되며, 연장된 와이어 길이를 다시 감기 위해 나선형 스프링을 이용하여 와이어를 끌어당기게 되는 구조를 제공함으로써, 손목을 지지할 수 있는 구조물이 없더라도 손목이 편안하고 입력 속도 향상에 따른 작업 능률을 향상시키도록 하기 위한 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 제공하기 위한 것이다.
그러나 본 발명의 목적들은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 인코더를 이용한 손목 마우스 장치는, 아대(손목 보호대) 타입으로 형성되어 착용자의 손(10)과 팔(12)의 중간 관절인 손목관절(11)을 감싸서 형성되는 본체(1); 손목관절(11)에 대한 변화 각도 중 수평 각도에 의한 x 직교 좌표계 위치 변화를 측정하기 위해 본체(1) 중 엄지손가락의 측면에 형성되는 x축 인코더(7a)와, 그리고 손목 관절(11)에 대한 수직 각도에 의한 y 직교 좌표계 위치 변화를 측정하기 위해 본체(1) 중 손등 부분에 형성되는 y축 인코더(7b)를 포함하는 인코더(7); 한쪽 끝단은 x축 인코더(7a)와 연결되며 다른쪽 끝단은 제 1 와이어 고정자(5)에 연결되는 x축 와이어(9a)와, 한쪽 끝단은 y축 인코더(7b)와 연결되며 다른쪽 끝단은 제 2 와이어 고정자(8)와 연결되는 y축 와이어(9b)를 포함하는 와이어(9); 및 착용자의 엄지손가락에 착용 가능하고 신호 입력을 위한 전자 회로(20)와 각각이 연결되는 버튼 타입의 스위치(2,3,4); 를 포함한다.
이때, x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b) 각각은 하나의 인코더 모듈(7u)로 형성되며, 각 인코더 모듈(7u)은 판 형태의 인코더 휠(7h); 및 x축 와이어(9a) 또는 y축 와이어(9b)를 각각 되감을 수 있는 나선형 스프링(70); 을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 인코더 휠(7h)은 중심축을 기준으로 미리 설정된 간격으로 인코더 홀(100)이 형성되며, 각 인코더 모듈(7u)은 인코더 휠(7h)을 사이에 두고 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)와 포토 다이오드(Photo Diode)(50)가 나란히 배치된 구조를 형성하며, 인코더 휠(7h)이 회전시 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)가 방출하는 적외선은 인코더 홀(100)이 파진 부분에서는 포토 다이오드(Photo Diode)(50)에 도달하고, 인코더 홀(100)이 없는 부분에서는 가려져서 도달하지 못하는 구조를 제공하는 것이 바람직하다.
또한, 전자 회로(20)는 포토 다이오드(Photo Diode)(50)에 의해 수신되는 점멸하는 적외선 신호에 대한 점멸 주기를 연산하여, 각 x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b)에 대한 회전속도를 파악한 뒤, 파악된 각 회전속도에 x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b) 각각의 인코더 휠(7h)의 반경을 곱하여 x축과 y축에 대한 직선 운동 속도를 연산하는 것이 바람직하다.
본 발명의 실시예에 따른 인코더를 이용한 손목 마우스 장치는, 손목의 꺾임이나 회전 각도를 실시간으로 인코더를 이용하여 상태를 입력받음으로써, 종래의 마우스 장치가 반드시 필요로 하는 2차원 공간이 없어도 동작 가능한 효과를 제공한다.
뿐만 아니라, 본 발명의 다른 실시예에 따른 인코더를 이용한 손목 마우스 장치는,손목의 상태를 실시간으로 체크하는 인코더와 인코더와 손과 팔 사이의 길이를 측정가능하게 와이어를 구성시켜 와이어의 길이가 가변적으로 변화하는 것을 인코더를 이용하여 측량하게 되며, 연장된 와이어 길이를 다시 감기 위해 나선형 스프링을 이용하여 와이어를 끌어당기게 되는 구조를 제공함으로써, 손목을 지지할 수 있는 구조물이 없더라도 손목이 편안하고 입력 속도 향상에 따른 작업 능률을 향상시키는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 나타내는 저면도이다.
도 3은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에서의 인코더 모듈(7u)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 인코더 모듈(7u)에서의 인코더 홀(100)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 대한 수직 각도의 변화시의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에서의 나선형 스프링(spiral spring)(70)의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 대한 수평 각도의 변화시의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 나타내는 저면도이다.
도 3은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에서의 인코더 모듈(7u)의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 인코더 모듈(7u)에서의 인코더 홀(100)을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 대한 수직 각도의 변화시의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에서의 나선형 스프링(spiral spring)(70)의 동작 상태를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 대한 수평 각도의 변화시의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예의 상세한 설명은 첨부된 도면들을 참조하여 설명할 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
본 명세서에 있어서는 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소로 데이터 또는 신호를 '전송'하는 경우에는 구성요소는 다른 구성요소로 직접 상기 데이터 또는 신호를 전송할 수 있고, 적어도 하나의 또 다른 구성요소를 통하여 데이터 또는 신호를 다른 구성요소로 전송할 수 있음을 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 나타내는 평면도이며, 도 2는 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 나타내는 저면도이고, 도 3은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에서의 인코더 모듈(7u)의 구성을 나타내는 도면이다.
그리고, 도 4는 도 3의 인코더 모듈(7u)에서의 인코더 홀(100)을 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 대한 수직 각도의 변화시의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
또한, 도 6은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에서의 나선형 스프링(spiral spring)(70)의 동작 상태를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 1의 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 대한 수평 각도의 변화시의 구동을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 인코더를 이용한 손목 마우스 장치는, 본체(1), 클릭 스위치(2). 기능 스위치(3), 오른쪽 스위치(4), 제 1 와이어고정자(5), 인코더(7), 제 2 와이어 고정자(8), 와이어(9), 그리고 전자 회로(20)를 포함한다.
인코더(7)는 x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b)로 구성되며, 와이어(9)는 x축 와이어(9a) 및 y축 와이어(9b)로 구성된다.
이러한 구성에 의해 인코더를 이용한 손목 마우스 장치는 일반 마우스의 고질적 문제인 2차원을 쓰는 기술이 아닌 인체 중 360도 회전이 가능한 손목을 이용하여 x축 와이어(7a)를 담당하는 x축 인코더(9a)와 y축 와이어(7b)를 담당하는 y축 인코더(9b)를 활용함으로써, 손목이 움직일 때 발생하는 각도와 방향이 전자 회로(20)에 의해 감지되며, 적외선 발광 다이오드(IRED)(40) 및 포토 다이오드(Photo Diode)(50)을 이용한 이동한 직선 거리를 연산하는 것에 기술적 특징이 있다.
착용자의 손(10)과 팔(12)의 중간의 관절인 손목관절(11)에 장착된 인코더를 이용한 손목 마우스 장치를 이용하여 컴퓨터 장치를 포함하는 전자 장치를 제어하여 공간을 타겟팅 한다. 인체 중 손목은 운동성이 가장 큰 관절로, 수직 각도 155°, 수평 각도 60°의 운동 각도, 그리고 인체 관절 중 360°회전이 가능하므로, 본 발명에 따른 인코더를 이용한 손목 마우스 장치는 이러한 장점을 활용하도록 함으로써, 평면이 아닌 공간에서도 손목관절(11)을 당기어 손(10)의 무게를 가감시켜 편안함을 제공한다.
한편, 위치검출을 위한 인코더(7)는 상술한 바와 같이, x축 인코더(7a)와 y축 인코더(7b)를 포함하는데, x축 인코더(7a)는 본체(1) 중 엄지손가락의 측면에 형성되며, y축 인코더(7b)는 본체(1) 중 손등 부분에 형성된다. 본 발명에서 본체(1)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 아대(손목 보호대) 타입으로 형성된다.
또한, 위치검출을 위한 인코더(7)를 회전시킬 수 있도록 와이어(9)가 형성된다. 보다 구체적으로, x축 와이어(9a)의 한쪽 끝단은 x축 인코더(7a)와 연결되어 있으며, x축 와이어(9a)의 다른쪽 끝단은 본체(1)와 x축 와이어(9a)를 연결시켜 주는 제 1 와이어 고정자(5)와 연결되어 있다. 그리고 제 1 와이어 고정자(5)는 엄지손가락의 손허리뼈와 손목뼈가 만나는 지점에 형성되는 것이 바람직하다.
그리고, y축 와이어(9b)의 한쪽 끝단은 y축 인코더(7b)와 연결되어 있으며, y축 와이어(9b)의 다른쪽 끝단은 본체(1)와 y축 와이어(9b)를 연결시켜 주는 제 2 와이어 고정자(8)와 연결되어 있다. 여기서, 제 2 와이어 고정자(8)는 손(10)의 무게 중심의 위치 중 손등 상에 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 본체(1)와 이격되어 엄지손가락의 손톱 영역에 착용 내지는 부착되도록 형성되는 각 스위치(2 내지 5)에 대해서 살펴보도록 한다.
클릭 스위치(2)는 엄지손가락의 손톱 영역 중 최상단에 부착되어 형성되며,사용자가 커서를 화면의 한 위치로 이동 뒤의 이동된 객체에 대한 선택시 동작을 수행하기 위해 형성된다. 보다 구체적인 예로, 사용자가 컴퓨터 장치에 구현된 하나의 전자 문서에서 다른 문서로 이동할 때 하이퍼링크 위에 클릭하는 하이퍼미디어를 예로 들 수 있다.
다음으로 기능 스위치(3)는 클릭 스위치(2)의 하단영역에 형성되며, 인코더를 이용한 손목 마우스 장치 외에 마우스 장치가 컴퓨터 장치와 연결되어 있는 경우, 마우스 장치에 의해 제어되는 커서의 입력 신호가 손목 마우스 장치를 활용한 사용자의 움직임에 의해 오작동할 가능성이 있으므로, 마우스 장치 사용을 위한 움직임 감지 정지 기능을 수행하도록 형성된다. 즉, 기능 스위치(3)에 대한 입력시, 전자 회로(20)로 입력 신호가 전송되면 전자 회로(20)는 인코더(7)에 의한 x축 및 y축에 대한 위치 인식을 중단한다. 이후 다시 기능 스위치(3)에 대한 재입력시, 전자 회로(20)는 에 의한 x축 및 y축에 대한 위치 인식을 재작동하도록 제어한다.
또한, 기능 스위치(3)는 이동 감도 조절 기능을 수행하도록 할 수 있다. 즉, 기능 스위치(3)로의 입력에 따라 포인트에 대한 이동 속도를 점증적으로 높이거나 낮춤으로써, 작업을 효율성을 높일 수 있는 효과를 제공할 수 있다.
선택 스위치(4)는 기능 스위치(3)의 하단 영역에 형성되며, 사용자가 손(1)을 움직이지 않은 상태에서의 입력시 클릭에 대한 효과를 제공한다. 즉, 오른쪽 스위치(4)에 대한 입력 신호는 전자 회로(20)로 전송됨으로써, 전자 회로(20)에 의해 주로 객체를 선택하거나 강조하기 위한 명령에 사용되며, 부가적으로 끌기(drag)를 시작할 때 처음 하는 동작을 가능하도록 한다.
다음으로, 도 3을 참조하여 인코더 모듈(7u)에 대해서 구체적으로 살펴보도록 한다. 여기서 인코더 모듈(7u)은 x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b) 각각에 대한 구체적인 구성을 살펴보기 위해 통칭한 것으로, 인코더 휠(7h), 지지대(30), 적외선 발광 다이오드(IRED(40), 포토 다이오드(Photo Diode)(50), 와이어 칸막이(60), 나선형 스프링(spiral spring)(70), 그리고 인코더 축(110)을 포함한다.
한편, 도 3 및 도 4의 설명에 있어서는 설명의 편의를 위해 x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b)에 대해서는 인코더(7)와 혼용 또는 통칭하여 설명하며, x축 와이어(9a) 및 y축 와이어(9b)에 대해서는 와이어(9)와 혼용 또는 통칭하여 설명하도록 한다.
도 3을 참조하면, 실시간으로 손목관절(11)이 꺾이는 위치와 움직임을 검출하는 인코더 휠(7h)와 인코더 휠(7h)의 회전을 돕는 인코더 축(110)이 형성되며, 인코더 축(110)의 양쪽 끝단에는 지지대(30)가 하나의 쌍으로 형성된다.
한쪽의 지지대(30)에는 적외선 발광 다이오드(IRED(40)가 형성되며, 다른 쪽의 지지대(30)에는 포토 다이오드(Photo Diode)(50)가 형성된다.
한편, 지지대(30)는 와이어(9)와 인코더(7)를 지지하며, 풀린 와이어(9)를 감도록 하며 손(10)의 움직임을 미리 설정된 응력으로 제동시키기 위한 나선형 스프링(spiral spring)(70)은 포토 다이오드(Photo Diode)(50)가 형성된 지지대(30)와 만나는 인코더 축(110) 상에 형성된다.
그리고, 인코더(7)와 인코더 축(90) 부분에 감긴 와어어(9)가 엉키지 않도록 인코더(7)와 나선형 스프링(70) 사이에는 와이어 칸막이(60)가 설치되는 것이 바람직하다.
한편, 인코더 모듈(7)은 손목관절(11)의 스냅을 빠르게 하거나 느리게 하여 와이어(9)를 잡아당겨서 나선형 스프링(spiral spring)(70)이 풀리면서 인코더(7)가 회전을 하게 되며 속도 제어도 수행한다.
전자 장치(20)는 인코더 휠(7h)의 회전을 감지하여 와이어(9)의 거리를 계측하여 두 개의 축으로 x, y 직교 좌표계 위치 변화를 연산함으로써, 발생하는 각도와 방향을 판단한다.
즉, 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 2개의 x축과 y축을 만들어 꺾이는 방향으로 x축 인코더(7a)의 인코더 휠(7h)과 y축 인코더(7b)의 인코더 휠(7h)의 회전을 통해 x축 좌표와 y축 좌표의 위치변화를 검출한 뒤, 위치변화를 전자 회로(20)로 전송한다. 이에 따라 전자 회로(20)는 2개의 축에 대한 좌표의 위치변화를 인식하는 것이다.
여기서 회전에 의한 위치변화 검출에 따른 직선 거리 연산에 대해 보다 구체적으로 살펴보도록 한다.
2개의 축을 통해 인코더를 이용한 손목 마우스 장치의 2차원 직선 운동은 인코더 축(110)의 회전운동으로 바뀌며, 회전되는 인코더(7)의 속도와 방향을 읽어내는 역할을 하는 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)가 적외선을 수신하는 역할을 하며, 포토 다이오드(Photo Diode)(50)는 적외선을 송신하는 역할을 함으로써, 인코더(7)가 인코더 축(70)을 회전하는 회전 속도가 감지되는 것이다.
이러한 원리에 의해 인코더를 이용한 손목 마우스 장치는 기존의 공간을 지적하는 입력 장치의 문제점을 보완하여 입력 장치의 위치를 추적하기 위한 2차원 공간인 평면이 필요하지 않고, 공중에서도 입력 장치를 손목으로 움직여 컴퓨터 장치를 포함하는 전자 장치에 의해 구현되는 UI 화면에서의 공간을 지적하여 마우스 포인터를 움직이고 선택함으로써, 원하는 정보를 입력하는 입력 장치를 제공할 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하면, 판 형상의 각 인코더(7: 7a, 7b)의 인코더 휠(7h)에는 중심축을 기준으로 미리 설정된 간격으로 인코더 홀(100)이 형성되며, 각 인코더(7: 7a, 7b)의 인코더 휠(7h)을 사이에 두고 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)와 포토 다이오드(Photo Diode)(50)가 나란히 배치된 구조가 형성된다.
여기서 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)는 전기 신호를 적외선 신호로 바꿔주는 소자이며, 포토 다이오드(Photo Diode)(50)는 적외선 발광 다이오드(IRED)가 방출한 적외선 신호를 받아서 다시 전기신호로 바꿔주는 전기 소자에 해당하며, 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)는 송신부의 역할을 하며, 포토 다이오드(Photo Diode)(50)가 수신부의 역할을 한다.
인코더(7: 7a, 7b)의 인코더 휠(7h) 회전시 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)가 방출하는 적외선은 인코더 휠(7h) 상에서 인코더 홀(100)이 파진 부분에서는 포토 다이오드(Photo Diode)(50)에 도달하고, 인코더 홀(100)이 없는 부분에서는 가려져서 도달하지 못하게 된다.
결과적으로 포토 다이오드(Photo Diode)(50)는 일정 주기로 점멸하는 적외선 신호를 받게 된다. 내장된 전자 회로(20)는 점멸 주기를 통해 인코더 휠(7h)의 회전속도를 파악할 수 있다. 전자 회로(20)는 인코더 휠(7h)의 회전속도에 인코더를 이용한 손목 마우스 장치에 장착된 인코더 휠(7h) 반경을 곱하게 되면 x축과 y축 각각에 대한 직선 운동 속도를 연산할 수 있다.
다음으로, 도 5를 참조하면, 손(10)과 팔(12)의 중간 브릿지 역할을 하는 관절인 손목관절(11)은 시상면(sagittal section) 상에서 135°내지 150°사이로 회전할 수 있다. 이것은 수직 각도가 평균적으로 손목관절(11)은 0°에서 약 70°내지 85°까지 굽히고, 0°에서 55°내지 70°까지 펼 수 있는 것에 기인한다.
이러한 운동에 따라 제 2 와이어 고정자(8)와 손(10)의 손등 부위의 본체(1)에 연결된 y축 와이어(9b)의 풀림과 감김을 실시간으로 y축 인코더(7b)에 입력받아 손목관절(11) 상태를 점검할 수 있으며, y축 인코더(7b)에 의한 y축 와이어(9b)의 길이 감지에 따라 컴퓨터 장치를 포함하는 전자 장치의 UI 화면에서의 공간을 수직으로 지적할 수 있다.
다음으로, 도 6을 참조하여 인코더를 이용한 손목 마우스 장치의 나선형 스프링(70)의 원리를 설명하도록 한다. 도 5와 같이 인코더(7: 7a, 7b)의 인코더 휠(7h)은 와이어(9: 9a, 9b)에 의해 회전을 수행하게 되며 그로 인해 인코더 축(110)에 대한 회전이 가능하다. 이로써 나선형 스프링(70)의 지지대(120)가 고정되어 있음으로 점차적으로 조여지게 되며 탄성에 의해 다시 되돌아 갈려는 힘이 생겨 손(10)을 지지하는 힘이 생기며 와이어(9: 9a, 9b)를 당기게 되는 것이다.
다음으로 도 7을 참조하여 인코더를 이용한 손목 마우스의 수평 각도의 변화에 대해 살펴보면, 손(10)과 팔(12)의 중간 브릿지 역할을 하는 관절인 손목관절(11)은 이마면(frontal plane) 상에서 45°에서 55° 정도 회전할 수 있다.
노쪽(L1) 편위(a1)와 자쪽(L2) 편위(a2)는 노뼈(미도시)와 엄지손가락의 손허리뼈 (미도시)의 몸통부분이 이루는 각도로 측정된다.
즉 손목관절(1)에 대한 노쪽(L1) 편위(a1)는 도 7a와 같이, 0°에서 약 40°까지 일어난다. 그리고 손목관절(1)에 대한 자쪽(L2) 편위(a2)는 0°에서 약 20°까지 일어난다. 즉, 최대 노쪽(L1) 편위(a1)는 자쪽(L2) 편위(a2)의 두 배가 된다. 이러한 운동에 대해 x축 인코더(7a)는 제 1 와이어 고정자(5)과 손(10)의 손등 부위에 연결된 x축 와이어(9a)의 늘어나는 것을 감지하는 것이다.
이상과 같이, 본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
1: 본체
2: 클릭 스위치
3: 기능 스위치
4: 오른쪽 스위치
5: 제 1 와이어고정자
7: 인코더
7a: x축 인코더
7b: y축 인코더
8: 제 2 와이어 고정자
9: 와이어
9a: x축 와이어
9b: y축 와이어
10: 손
11: 손목관절
12: 팔
20: 전자 회로
30: 지지대
40: 적외선 발광 다이오드(IRED)
50: 포토 다이오드(Photo Diode)
60: 와이어 칸막이(60)
70: 나선형 스프링(spiral spring)
100: 인코더 홀
110: 인코더 축
2: 클릭 스위치
3: 기능 스위치
4: 오른쪽 스위치
5: 제 1 와이어고정자
7: 인코더
7a: x축 인코더
7b: y축 인코더
8: 제 2 와이어 고정자
9: 와이어
9a: x축 와이어
9b: y축 와이어
10: 손
11: 손목관절
12: 팔
20: 전자 회로
30: 지지대
40: 적외선 발광 다이오드(IRED)
50: 포토 다이오드(Photo Diode)
60: 와이어 칸막이(60)
70: 나선형 스프링(spiral spring)
100: 인코더 홀
110: 인코더 축
Claims (4)
- 아대(손목 보호대) 타입으로 형성되어 착용자의 손(10)과 팔(12)의 중간 관절인 손목관절(11)을 감싸서 형성되는 본체(1);
손목관절(11)에 대한 변화 각도 중 수평 각도에 의한 x 직교 좌표계 위치 변화를 측정하기 위해 본체(1) 중 엄지손가락의 측면에 형성되는 x축 인코더(7a)와, 그리고 손목 관절(11)에 대한 수직 각도에 의한 y 직교 좌표계 위치 변화를 측정하기 위해 본체(1) 중 손등 부분에 형성되는 y축 인코더(7b)를 포함하는 인코더(7);
한쪽 끝단은 x축 인코더(7a)와 연결되며 다른쪽 끝단은 제 1 와이어 고정자(5)에 연결되는 x축 와이어(9a)와, 한쪽 끝단은 y축 인코더(7b)와 연결되며 다른쪽 끝단은 제 2 와이어 고정자(8)와 연결되는 y축 와이어(9b)를 포함하는 와이어(9); 및
착용자의 엄지손가락에 착용 가능하고 신호 입력을 위한 전자 회로(20)와 각각이 연결되는 버튼 타입의 스위치(2,3,4); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 인코더를 이용한 손목 마우스 장치
- 청구항 1에 있어서,
x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b) 각각은 하나의 인코더 모듈(7u)로 형성되며,
각 인코더 모듈(7u)은
판 형태의 인코더 휠(7h); 및
x축 와이어(9a) 또는 y축 와이어(9b)를 각각 되감을 수 있는 나선형 스프링(70); 을 포함하는 것을 특징으로 하는 인코더를 이용한 손목 마우스 장치.
- 청구항 2에 있어서,
인코더 휠(7h)은 중심축을 기준으로 미리 설정된 간격으로 인코더 홀(100)이 형성되며,
각 인코더 모듈(7u)은 인코더 휠(7h)을 사이에 두고 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)와 포토 다이오드(Photo Diode)(50)가 나란히 배치된 구조를 형성하며,
인코더 휠(7h)이 회전시 적외선 발광 다이오드(IRED)(40)가 방출하는 적외선은 인코더 홀(100)이 파진 부분에서는 포토 다이오드(Photo Diode)(50)에 도달하고, 인코더 홀(100)이 없는 부분에서는 가려져서 도달하지 못하는 구조를 제공하는 것을 특징으로 하는 인코더를 이용한 손목 마우스 장치.
- 청구항 3에 있어서, 전자 회로(20)는
포토 다이오드(Photo Diode)(50)에 의해 수신되는 점멸하는 적외선 신호에 대한 점멸 주기를 연산하여, 각 x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b)에 대한 회전속도를 파악한 뒤, 파악된 각 회전속도에 x축 인코더(7a) 및 y축 인코더(7b) 각각의 인코더 휠(7h)의 반경을 곱하여 x축과 y축에 대한 직선 운동 속도를 연산하는 것을 특징으로 하는 인코더를 이용한 손목 마우스 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140008424A KR101527205B1 (ko) | 2014-01-23 | 2014-01-23 | 인코더를 이용한 손목 마우스 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020140008424A KR101527205B1 (ko) | 2014-01-23 | 2014-01-23 | 인코더를 이용한 손목 마우스 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101527205B1 true KR101527205B1 (ko) | 2015-06-09 |
Family
ID=53504076
Family Applications (1)
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| KR (1) | KR101527205B1 (ko) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200484360Y1 (ko) | 2016-04-20 | 2017-08-29 | 이용하 | 웨어러블 핸드 포인터 |
| CN111167100A (zh) * | 2019-06-23 | 2020-05-19 | 防城港市蓝瀚达科技有限公司 | 一种智能游泳学习圈 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200326913Y1 (ko) * | 2003-04-11 | 2003-09-19 | 조세 웨이 | 보조기판을 구비하는 마우스 |
| JP2004246445A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Japan Science & Technology Agency | ポインティング・デバイス |
| KR20050094350A (ko) * | 2005-07-05 | 2005-09-27 | 이재동 | 손가락부분, 장갑의 손바닥 부분, 장갑마우스 추가버전 |
| JP2007504559A (ja) * | 2003-09-06 | 2007-03-01 | マイケル，ダブリュー． マクレー | コンピュータ及びビデオゲーム用のハンドマニピュレート情報機器 |
-
2014
- 2014-01-23 KR KR1020140008424A patent/KR101527205B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004246445A (ja) * | 2003-02-12 | 2004-09-02 | Japan Science & Technology Agency | ポインティング・デバイス |
| KR200326913Y1 (ko) * | 2003-04-11 | 2003-09-19 | 조세 웨이 | 보조기판을 구비하는 마우스 |
| JP2007504559A (ja) * | 2003-09-06 | 2007-03-01 | マイケル，ダブリュー． マクレー | コンピュータ及びビデオゲーム用のハンドマニピュレート情報機器 |
| KR20050094350A (ko) * | 2005-07-05 | 2005-09-27 | 이재동 | 손가락부분, 장갑의 손바닥 부분, 장갑마우스 추가버전 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200484360Y1 (ko) | 2016-04-20 | 2017-08-29 | 이용하 | 웨어러블 핸드 포인터 |
| CN111167100A (zh) * | 2019-06-23 | 2020-05-19 | 防城港市蓝瀚达科技有限公司 | 一种智能游泳学习圈 |
| CN111167100B (zh) * | 2019-06-23 | 2023-11-14 | 广西北海智涵生物科技开发有限公司 | 一种智能游泳学习圈 |
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