KR101589280B1 - 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치 및 방법 - Google Patents

자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치는 상기 디스플레이 좌표 출력 장치에 설치되는 1개 이상의 자기력 감지 센서; 마그네트를 포함하는 보조 입력 장치; 상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하고, 이를 계산하여 디스플레이 화면상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부; 및 상기 2차원 좌표를 화면상의 커서로 표시하는 표시부;를 포함한다.

Description

자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치 및 방법{Apparatus and method for displaying position using magnetic sensor}
본 발명은 자기력 감지 센서 및 마그네트를 포함하는 보조 입력 장치를 이용하여, 디스플레이 좌표를 출력하기 위한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 디스플레이 장치 주변의 공간상에 위치하는 마그네트의 3차원 좌표에 대응되는 화면상의 2차원 좌표에 커서를 표시 및 원하는 부분을 선택할 수 있는 디스플레이 좌표 출력 장치 및 방법에 관한 것이다.
본 발명은 자기력 감지 센서 및 마그네트를 포함하는 보조 입력 장치를 이용하여, 디스플레이 좌표를 출력하기 위한 장치에 관한 것으로서, 특히 텔레비전의 디스플레이 장치에 직접 접촉함 없이 텔레비전의 주변 공간상에서 보조 입력장치를 사용하여 텔레비전상에 데이터를 입력시킬 수 있도록 구성되는 자기력 감지 센서를 이용한 데이터 입력 장치 및 이를 이용한 좌표 산출 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 스마트TV는 지상파 방송시청은 물론 인터넷에 연결돼 VOD (Video-On-Demand)·게임·영상통화·앱 활용 등 컴퓨터 기능까지 수행하는 TV를 말한다. 스마트 TV는 인터넷 브라우저를 비롯하여 다양한 기능을 포함하여 TV와 인터넷의 장점을 모두 사용자에게 제공한다.
그러나, 이러한 스마트TV 등을 제어하는 종래 방식의 스마트 리모컨들은 스마트TV의 진화된 특성에 부합하는 형태를 갖추지 못한 경우가 대부분이다. 예를 들어 종래의 스마트TV 제어용 리모컨은 영화, 교통정보, 인터넷 검색 정보 등과 같은 각종 멀티미디어 컨텐츠를 나타내는 아이콘 사이를 이동하거나 특정 컨텐츠를 선택함에 있어서, 하나 이상의 기능 버튼들(예를 들어, 상하 좌우 이동용 화살표 버튼들)을 사용하여 조작하는 경우가 대부분이었다.
따라서, 사용자 편의를 위해, 스타일러스 펜과 같이 보조 입력 기구를 사용하는 터치 스크린 또는 터치 스크린 패드 방식이 도입되었으나, 터치 방식의 스마트 tv들은 LCD 상부에 터치스크린 패드를 부착하는 방식으로 사용되어 고가의 비용이 소모될 뿐만 아니라, 보조 입력 기구의 단부가 스크린 상부에 접촉하여 데이터를 입력하는 방식이기 때문에 오랜 기간 사용하면 디스플레이 장치가 마모되거나 파손되거나 스크래치가 발생되어 데이터 입력 품질을 저하시키고 사용자로 하여금 제품의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 발생하게 되었다.
아울러, 한국등록특허공보 10-0715200에서 기기와 접촉하지 않고 3차원 공간상에 데이터를 입력시키는 동작만으로 단말기에 데이터 입력이 가능하도록 구현되는 데이터 입력 장치 및 이를 이용한 3차원 좌표 산출 방법을 제안했다. 하지만 항상 3개 이상의 자기력 감지 센서를 사용해야 하므로, 비용 및 설치에 대한 제약이 있어왔다. 또한, 마그네트의 위치에서 각 센서까지의 측정한 거리를 미지수로 한 2차 방정식 여러개를 연립하여 마그네트의 위치를 연산해야 하므로, 연산방법이 복잡하여 처리 속도가 느리다는 문제가 있었다.
본 발명의 실시 예들은 고가의 터치스크린 패드를 부착하는 방식이 아니라, 상대적으로 가격이 저렴한 자기력 감지 센서 및 마그네트를 포함한 보조입력장치를 이용하여, 공간상의 마그네트의 3차원 좌표에 대응되는 화면상의 2차원 좌표에 커서를 표시 및 원하는 부분을 선택할 수 있는 입력 기능을 구현할 수 있도록 한다.
또한, 마그네트를 포함한 보조입력장치가 근접하기만 해도, 입력 기능을 구현할 수 있기 때문에, 디스플레이장치가 마모되거나 스크래치가 발생되는 문제점을 해결할 수 있도록 한다.
또한, 기존의 자기력 감지 센서 3개 이상을 사용하는 종래 기술에서와 같이, 마그네트의 위치에서 각 센서까지의 측정한 거리를 미지수로 한 2차 방정식 여러개를 연립하여 마그네트의 위치를 연산하는 방식에 비해 연산 속도 및 입력 속도를 향상시키고자 한다.
그리고, 자기력 감지 센서 3개 이상을 사용하는 종래의 방식은, 자기력 감지 센서 3개가 둘러싼 내부의 영역을 입력 영역으로 사용할 수 있게 되어 비교적 작은 면적에서만 사용이 가능하나, 본 발명에 의한 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 방법은 자기력 감지 센서 1개를 중심으로 하여 형성된 영역을 입력 영역으로 사용하여, 기존의 방법보다 넓은 영역을 입력 영역으로 사용 가능하도록 하고자 한다.
본 발명의 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치는 상기 디스플레이 좌표 출력 장치에 설치되는 1개 이상의 자기력 감지 센서; 마그네트를 포함하는 보조 입력 장치; 상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하고, 이를 계산하여 디스플레이 화면상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부; 및 상기 2차원 좌표를 화면상의 커서로 표시하는 표시부;를 포함한다.
또한, 상기 자기력 센서는 3축 방식의 지자기 센서인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보조 입력 장치는 마그네트 외에도 검출스위치 및 통신부를 포함하여, 상기 스위치가 ON되면, 통신부에 의해 상기 자기력 감지 센서가 상기 마그네트의 자기력을 인식하기 시작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조 입력 장치는 1, 2단 스위치를 더 포함하여, 1단 스위치만 눌려져있는 경우, 상기 커서가 디스플레이 특정부분을 선택하고, 1 및 2단 스위치 모두 눌려져있는 경우, 상기 선택을 결정하는 것을 특징으로 한다.
또한, 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치의 제어부는, x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 자기력 감지 센서에서 인식하는 단계; 상기 x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 이용하여, 하기 식에 의해 α값 및 β값을 연산하는 단계; 상기 마그네트의 세기에 따라, 적당한 반환점의 거리 및 자기장의 최종 인식 거리를 설정하는 단계; 상기 자기장의 최종 인식 거리에서 β값을 차감하여, 환산된 β'을 연산하는 단계; 상기 Z값에 β' 대 β의 비율을 곱하여, 환산된 Z'을 연산하는 단계; 상기 β'에서 Z'을 차감하여 환산된 α'을 연산하는 단계; 상기 α'의 루트함수를 적용한,
Figure 112014058939069-pat00001
에 상수 C를 곱하여 G값을 계산하는 단계; 상기 X값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 X'을 연산하는 단계; 상기 Y값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 Y'을 연산하는 단계; 및 상기 (X',Y') 값을 2차원 좌표로 하여, 상기 좌표값에 화면상의 커서로 표시하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112014058939069-pat00002
Figure 112014058939069-pat00003
그리고, 상기 자기장의 최종 인식 거리는 상기 반환점의 거리의 두배인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 지자기 센서를 이용한 디스플레이 좌표 연산 방법은 x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 자기력 감지 센서에서 인식하는 단계; 상기 x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 이용하여, 하기 식에 의해 α값 및 β값을 연산하는 단계; 상기 마그네트의 세기에 따라, 적당한 반환점의 거리 및 자기장의 최종 인식 거리를 설정하는 단계; 상기 자기장의 최종 인식 거리에서 β값을 차감하여, 환산된 β'을 연산하는 단계; 상기 Z값에 β' 대 β의 비율을 곱하여, 환산된 Z'을 연산하는 단계; 상기 β'에서 Z'을 차감하여 환산된 α'을 연산하는 단계; 상기 α'의 루트함수를 적용한,
Figure 112014058939069-pat00004
에 상수 C를 곱하여 G값을 계산하는 단계; 상기 X값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 X'을 연산하는 단계; 상기 Y값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 Y'을 연산하는 단계; 및 상기 (X',Y') 값을 2차원 좌표로 하여, 상기 좌표값에 화면상의 커서로 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure 112014058939069-pat00005
Figure 112014058939069-pat00006
또한, 상기 자기장의 최종 인식 거리는 상기 반환점의 거리의 두배인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에 의한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치는 상기 비금속판에 설치되는 1개 이상의 자기력 감지 센서, 마그네트를 포함하는 보조 입력 장치, 상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하고, 이를 계산하여 비금속판상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부, 상기 2차원 좌표에 대응되는 화면상의 좌표에 커서로 표시하는 표시부를 포함한다.
또한, 상기 자기력 감지 센서는 3축 방식의 지자기 센서인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보조 입력 장치는 마그네트 외에도 검출스위치 및 통신부를 포함하여, 상기 스위치가 ON되면, 통신부에 의해 상기 자기력 감지 센서가 상기 마그네트의 자기력을 인식하기 시작하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보조 입력 장치는 1, 2단 스위치를 더 포함하여, 1단 스위치만 눌려져있는 경우, 상기 커서가 디스플레이 특정부분을 선택하고, 1 및 2단 스위치 모두 눌려져있는 경우, 상기 선택을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 실시예인 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치는 상기 비금속판에 설치되는 마그네트, 자기력 감지 센서를 포함하는 보조 입력 장치, 상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 마그네트의 자력을 감지하고, 마그네트로부터 자기력 감지 센서의 위치를 계산하여 비금속판상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부 및 상기 2차원 좌표에 대응되는 화면상의 좌표에 커서로 표시하는 표시부를 포함한다.
또한, 상기 보조 입력 장치는 자기력 감지 센서 외에도 검출스위치 및 통신부를 포함하여, 상기 스위치가 ON되면, 통신부에 의해 상기 자기력 감지 센서가 상기 마그네트의 자기력을 인식하기 시작하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보조 입력 장치는 1, 2단 스위치를 더 포함하여, 1단 스위치만 눌려져있는 경우, 상기 커서가 디스플레이 특정부분을 선택하고, 1 및 2단 스위치 모두 눌려져있는 경우, 상기 선택을 결정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시 예들은 고가의 터치스크린 패드를 부착하는 방식이 아니라, 상대적으로 가격이 저렴한 자기력 감지 센서 및 마그네트를 포함한 보조입력장치를 이용하여, 공간상의 마그네트의 3차원 좌표에 대응대는 화면상의 2차원 좌표에 커서를 표시 및 원하는 부분을 선택할 수 있는 입력 기능을 구현할 수 있다.
또한, 감압식이나 정전식과 같은 기존의 방식은 디스플레이에 손가락이나 펜과 같은 장치가 직접 접촉하여야 하는 반면, 본 발명은 마그네트를 포함한 보조입력장치가 근접하기만 해도, 입력 기능을 구현할 수 있기 때문에, 디스플레이장치가 마모되거나 스크래치가 발생하는 문제점을 해결할 수 있다.
또한, 기존의 자기력 감지 센서 3개 이상을 사용하며, 마그네트의 위치에서 각 센서까지의 측정한 거리를 미지수로 한 2차 방정식 여러개를 연립하여 마그네트의 위치를 연산하는 방식에 비해 연산속도가 증가되어, 입력 속도 역시 향상된다.
그리고, 자기력 감지 센서 3개 이상을 사용하는 방식은, 자기력 감지 센서 3개가 둘러싼 내부의 영역을 입력 영역으로 사용할 수 있게 되어 비교적 작은 면적에서만 사용이 가능하나, 본 발명에 의한 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 방법은 자기력 감지 센서 1개를 중심으로 하여 형성된 영역을 입력 영역으로 사용하여, 기존의 방법보다 넓은 영역을 입력 영역으로 사용 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 디스플레이 좌표 출력 장치의 구성도.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 의한 보조입력장치의 구성도.
도 3은 본 발명에 일 실시예에 의한 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치의 사시도.
도 4는 본 발명에 다른 실시예에 의한 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 방법의 순서도.
도 5는 자기장 세기에 따라 설정된 반환점의 의미에 대한 그래프.
도 6은 원점으로부터 거리와 Z, β의 관계 그래프 및 원점으로부터 거리와 Z', β'의 관계 그래프.
도 7은 원점으로부터 거리와 α 및 α'의 관계 그래프.
도 8은 원점으로부터 거리와 α의 제곱의 관계 그래프.
도 9 내지 도 12는 마그네트가 표시부의 자기력 감지 센서부가 위치하는 중앙에서 측면으로 이동할 때, 자기력 감지 센서에서 측정되는 자기력을 나타내는 도면.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용을 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 좌표 출력 장치(10)의 구성을 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치(10)는 자기력 감지 센서부(100), 마그네트를 포함하는 보조 입력 장치(200), 자기력 감지 센서부(100)에 의해 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하고, 이를 계산하여 디스플레이 화면상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부(300), 상기 2차원 좌표를 화면상의 커서로 표시하는 표시부(400)를 포함한다.
자기력 감지 센서부(100)는 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하는 부분이다. 자기력 감지 센서부(100)는 표시부(400)의 크기에 따라, 1개 또는 그 이상의 자기력 감지 센서를 포함한다. 도 3에서 도시한 바와 같이, 자기력 감지 센서는 바람직하게는 상기 표시부의 후면에 부착되는 것이 바람직하나, 상기 위치에 구속되지는 않는다. 자기력 감지 센서는 마그네트의 세기 및 방향 모두를 감지할 수 있는 지자기 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 1축 방식의 지자기 센서를 x, y, z축마다 사용하는 것이 가능하나, 3축 방식의 지자기 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 3축 방식의 지자기 센서는 전원투입위치를 원점으로 하여, x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 감지할 수 있다.
도 2는 본 발명에 일 실시예에 의한 보조 입력 장치(200)의 구성도를 나타낸다.
마그네트를 포함하는 보조 입력 장치(200)는 표시부(400)의 앞쪽에서 유동하여 마그네트의 공간상의 3차원 좌표를 표시부(400)에서 2차원 좌표로 표시한다. 보조 입력 장치(200)는 사용자가 손으로 감싸 쥘 수 있는 본체부(201), 본체부(201) 끝단에 마그네트(202), 통신부(206), 검출스위치(205)를 포함한다. 검출스위치(205)는 통신부(206)와 전기적으로 연결되어있어, 사용자가 검출스위치(205)를 누르게 되면, 통신부(206)를 통해 자기력 감지 센서부(100)에서 마그네트(202)의 위치를 감지하는 것을 시작하여, 제어부(300)에서 연산한 2차원 좌표에 표시부(400)에서 커서를 표시한다. 또한, 보조 입력 장치(200)는 1 및 2단 스위치(203,204)를 더 포함할 수 있다. 1단 스위치(203)만 눌려져 있는 경우, 상기 커서가 디스플레이 특정부분을 선택하고, 1 및 2단 스위치(203,204) 모두 눌려져 있는 경우, 상기 선택을 결정하도록 한다.
제어부(300)는 자기력 감지 센서부(100)에 의해 감지된 보조 입력 장치(200)의 마그네트(202)의 3차원 좌표를 일련의 단계를 거쳐 디스플레이 화면상의 2차원 좌표로 산출하여, 상기 2차원 좌표에 커서를 표시하도록 한다.
S301: 자기력 감지 센서부에서 3차원 공간상의 x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 인식하는 단계이다. 앞서 살핀 바와 같이, 보조 입력 장치의 검출스위치가 눌리게 되면, 통신부를 통해, 자기력 감지 센서부에서 3차원 공간상의 x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 인식하기 시작한다.
S302: 상기 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 이용하여, 하기 식에 의해 α값 및 β값을 연산한다. β는 자기력 감지 센서에서 측정된 3차원 상의 자기장 세기를 의미하며, α는 자기력 감지 센서에서 측정된 2차원 상의 마그네트의 세기 를 의미한다.
도 9 내지 도 12는 마그네트(202)를 포함하는 보조입력장치(200)가 표시부(400)의 중앙을 기준으로 측면으로 이동할 때의 자기력 감지 센서부(100)에서 감지하는 자기력선의 모습을 보여준다. 즉, 표시부(400)의 길이방향을 x 방향이라 할 때 마그네트(202)가 원점에 위치하는 경우, +x 방향을 향하는 자기력 감지 센서부(100)의 한 면에서 -x 방향을 향하는 자기력 감지 센서부(100)의 다른 면으로 통과하는 자기력선이 존재하지 않는다. 따라서, 도 5에서 도시한 바와 같이, 원점에서는 x방향으로의 마그네트 세기가 0이다. 마그네트(202)를 포함하는 보조입력장치(200)가 표시부(400)의 중앙을 기준으로 +x방향으로 이동하게 되면, 도 10 내지 도 12에서 도시한 바와 같이, 자기력 감지 센서부(100)의 +x방향에서 -x방향으로 통과하는 자기력선이 증가함에 따라, 측정되는 x방향의 마그네트 세기가 증가하며, 어느 지점에 도달하면, 통과되는 자기력선이 감소됨에 따라, 측정되는 x방향의 마그네트 세기가 감소하기 시작한다. 즉, 마그네트 세기가 증가하다가 감소하는 지점 및 마그네트 세기가 감소하다가 증가하는 지점을 반환점이라고 한다. 이 반환점은 마그네트 세기 등에 따라 그 값이 달라질 수 있다. 따라서, 도 5에서 도시한 바와 같이, x방향으로의 마그네트 세기와 y방향으로의 마그네트 세기를 각각 제곱하여 합하고, 루트함수를 적용한 값을 α라고 할 때, 낙타의 양봉 모양과 같은 그래프가 그려진다.
Figure 112014058939069-pat00007
Figure 112014058939069-pat00008
S303: 마그네트의 세기에 따라, 반환점의 거리 및 자기장의 최종 인식 거리가 설정된다. 자기장의 최종 인식 거리는 자기력 감지 센서가 자기력을 감지할 수 있는 거리를 의미하며, 통상적으로 자기장의 최종 인식 거리는 반환점의 거리의 2배인 관계가 있다. 자기장의 최종 인식 거리를 넘어서는 범위에 마그네트가 위치하는 경우, 센서의 능력 범위를 넘어서기 때문에, 자기장의 최종 인식 거리를 넘어서지 않게 보조 입력 장치를 위치시키는 것이 바람직하다. 여기서 반환점이라 함은 도 5에서 도시하듯이, 자기장의 세기가 증가하다가 감소하는 경계, 또는 감소하다가 증가하는 경계를 의미한다. 마그네트 위치를 정사영 시킨 값을 출력 좌표로 사용할 경우, 반환점을 넘어서는 영역에 대해서는 좌표로 사용할 수 없게 된다. 또한 반환점에서의 정확한 자기장 세기 값을 얻지 못하기 때문에 임의의 산술이 불가능하다. 따라서 반환점을 넘어서는 영역까지 입력 영역으로 사용하기 위해서는 다음 단계가 필요하다.
S304: 좌표가 반전되는 지점인 반환점을 제거하기 위하여, 하기 식과 같이, 반환점에서의 자기장 세기를 2배한 값에서 β값을 차감하여, 환산된 β'을 연산한다. 반환점에서의 자기장 세기 값을 θ라 한다.
Figure 112014058939069-pat00009
S305: 상기 Z값에 β' 대 β의 비율을 곱하여, 환산된 Z'을 연산한다. 즉, 좌표로써 표현하고자 하는 화면상의 X',Y'의 위치를 구하기 위해 Z'값을 추출하는 단계이다. 도 6은 거리에 따른 Z, β값 및 거리에 따른 Z', β'값의 관계 그래프이다.
Figure 112014058939069-pat00010
S306: 상기 β'에서 Z'을 차감하여 환산된 α'을 연산한다. 도 7은 거리에 따른 α 및 α'의 그래프이다. α'값을 β 및 β'의 비례식으로 하지 않는 이유는 자기장은 보통 구형태로 이루어져 있는 형상으로 단순하게 β 및 β'의 비례식을 사용하면, 평면 좌표가 아닌 원형의 좌표를 얻게 된다. 따라서 α'의 경우 β 및 β'의 비례식을 이용하여 구하는 것이 아니라, β'에서 Z'을 차감하여 연산한다.
Figure 112014058939069-pat00011
S307:상기 α'의 루트함수를 적용한,
Figure 112014058939069-pat00012
에 변수 C를 곱하여 G값을 계산한다. 상수 C는 루트 함수로 인한 거리 값 축소에 따른 배율을 확대하기 위함이다. 도 8에서 도시한 바와 같이, 자기장세기는 α의 제곱과 같은 관계가 있다. 따라서 원점으로부터 거리 및
Figure 112014058939069-pat00013
선형 관계로 변환된다. 또한, 변수 C를 곱함으로써, 기울기를 조절하여, 디스플레이의 분해능을 증가시키기 위함이다.
Figure 112014058939069-pat00014
S308: 상기 X값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 X'을 연산한다. 자기력 감지 센서가 감지하는 X,Y는 자기장의 세기를 나타내는 것으로 x,y의 방향에 대한 확인이 가능하지만, 정확한 위치에 대한 확인은 불가능하기 때문에, 연산식 G를 도출한 후, X,Y에 대한 비율로 G값을 X',Y'으로 나누어 준다.
Figure 112014058939069-pat00015
S309: 상기 Y값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 Y'을 연산한다. S308과 동일하게 연산하여, Y'값을 구한다.
Figure 112014058939069-pat00016
S310: 상기 (X',Y') 값을 2차원 좌표로 하여, 상기 좌표값에 화면상의 커서로 표시한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치(10)는 자기력 감지 센서부(100), 마그네트를 포함하는 보조 입력 장치(200), 자기력 감지 센서부(100)에 의해 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하고, 이를 계산하여 비금속판상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부(300), 상기 2차원 좌표에 대응되는 화면상의 좌표에 커서로 표시하는 표시부(400)를 포함한다.
자기력 감지 센서부는 1개 이상의 자기력 감지 센서들로 구성이 되며, 자기력 감지 센서는 바람직하게는 비금속판 후면에 부착되는 것이 바람직하다. 사용자는 표시부(400)의 앞에서 보조 입력 장치(200)를 유동하는 것이 아니라, 비금속판 위에서 보조 입력 장치(200)를 유동하여 사용할 수 있다. 따라서, 사용자는 표시부(400)와 멀리 떨어진 위치에 있다고 하더라도, 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치(10)를 사용할 수 있다. 자기력 감지 센서는 마그네트의 세기 및 방향 모두를 감지할 수 있는 지자기 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 1축 방식의 지자기 센서를 x, y, z축마다 사용하는 것이 가능하나, 3축 방식의 지자기 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 3축 방식의 지자기 센서는 전원투입위치를 원점으로 하여, x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 감지할 수 있다.
제어부(400)에서, 표시부상의 좌표를 계산하는 일련의 과정은 이미 기재한 바 여기서는 생략하도록 한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치는 상기 비금속판에 설치되는 마그네트, 자기력 감지 센서를 포함하는 보조 입력 장치, 상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 마그네트의 자력을 감지하고, 마그네트로부터 자기력 감지 센서의 위치를 계산하여 비금속판상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부 및 상기 2차원 좌표에 대응되는 화면상의 좌표에 커서로 표시하는 표시부를 포함한다. 앞서 기재한 방식과는 반대로 마그네트가 고정이 되고, 자기력 감지 센서가 보조 입력 장치에 포함이 되어 유동하는 방식이다. 하지만, 마그네트와 자기력 감지 센서의 상대적 거리를 계산하여, 마그네트로부터 자기력 감지 센서의 위치를 연산하는 것은, 자기력 감지 센서를 중심으로 한 마그네트의 위치를 연산하는 방법과 동일하므로 여기서는 그 기재를 생략한다.
이상의 본 발명의 상세한 설명에서는 그에 따른 특별한 실시예에 대해서만 기술하였다. 하지만 본 발명은 상세한 설명에서 언급되는 특별한 형태로 한정되는 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 오히려 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
10 : 디스플레이 좌표 출력 장치 100 : 자기력 감지 센서
200 : 보조입력장치 300 : 제어부
400 : 표시부 201 : 본체부
202 : 마그네트 203 : 1단 스위치
204 : 2단 스위치 205 : 검출스위치
206 : 통신부 500 : 비금속판

Claims (20)

  1. 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치에 있어서,
    상기 디스플레이 좌표 출력 장치에 설치되는 1개 이상의 자기력 감지 센서;
    마그네트를 포함하는 보조 입력 장치;
    상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하고, 이를 계산하여 디스플레이 화면상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부; 및
    상기 2차원 좌표를 화면상의 커서로 표시하는 표시부;를 포함하되,
    상기 제어부는,
    x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 자기력 감지 센서에서 인식하는 단계;
    상기 측정된 (X,Y,Z)를 이용하여, 하기 식에 의해 α값 및 β값을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00065
    Figure 112015106569647-pat00066

    상기 마그네트의 세기에 따라, 반환점의 거리 θ 및 자기장의 최종 인식 거리 2θ가 설정되는 단계;
    상기 자기장의 최종 인식 거리 2θ에서 β값을 차감하여, 환산된 β'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00067

    상기 Z값에 β' 대 β의 비율을 곱하여, 환산된 Z'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00068

    상기 β'에서 Z'을 차감하여 환산된 α'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00069

    상기 α'의 루트함수를 적용한,
    Figure 112015106569647-pat00070
    에 상수 C를 곱하여 G값을 계산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00071

    상기 X값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 X'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00072

    상기 Y값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 Y'을 연산하는 단계; 및
    Figure 112015106569647-pat00073

    상기 (X',Y') 값을 2차원 좌표로 하여, 상기 좌표값에 화면상의 커서로 표시하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자기력 감지 센서는 3축 방식의 지자기 센서인 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보조 입력 장치는 마그네트 외에도 검출스위치 및 통신부를 포함하여, 상기 검출스위치가 ON되면, 통신부에 의해 상기 자기력 감지 센서가 상기 마그네트의 자기력을 인식하기 시작하는 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조 입력 장치는 1, 2단 스위치를 더 포함하여,
    1단 스위치만 눌려져있는 경우, 상기 커서가 디스플레이 특정부분을 선택하고, 1 및 2단 스위치 모두 눌려져있는 경우, 상기 선택을 결정하는 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자기장의 최종 인식 거리는 상기 반환점의 거리의 두 배인 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서를 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  7. x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 자기력 감지 센서에서 인식하는 단계;
    상기 측정된 (X,Y,Z)를 이용하여, 하기 식에 의해 α값 및 β값을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00026
    Figure 112014058939069-pat00027

    상기 마그네트의 세기에 따라, 반환점의 거리 θ 및 자기장의 최종 인식 거리가 설정되는 단계;
    상기 자기장의 최종 인식 거리에서 β값을 차감하여, 환산된 β'을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00028

    상기 Z값에 β' 대 β의 비율을 곱하여, 환산된 Z'을 연산하는 단계;

    상기 β'에서 Z'을 차감하여 환산된 α'을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00030

    상기 α'의 루트함수를 적용한,
    Figure 112014058939069-pat00031
    에 상수 C를 곱하여 G값을 계산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00032

    상기 X값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 X'을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00033

    상기 Y값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 Y'을 연산하는 단계; 및
    Figure 112014058939069-pat00034

    상기 (X',Y') 값을 2차원 좌표로 하여, 상기 좌표값에 화면상의 커서로 표시하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지자기 센서를 이용한 디스플레이 좌표 연산 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 자기장의 최종 인식 거리는 상기 반환점의 거리의 두배인 것을 특징으로 하는 지자기 센서를 이용한 디스플레이 좌표 연산 방법.
  9. 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치에 있어서,
    상기 비금속판에 설치되는 1개 이상의 자기력 감지 센서;
    마그네트를 포함하는 보조 입력 장치;
    상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 보조 입력 장치의 마그네트의 자력을 감지하고, 이를 계산하여 비금속판상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부; 및
    상기 2차원 좌표에 대응되는 화면상의 좌표에 커서로 표시하는 표시부;를 포함하되,
    상기 제어부는
    x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 자기력 감지 센서에서 인식하는 단계;
    상기 측정된 (X,Y,Z)를 이용하여, 하기 식에 의해 α값 및 β값을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00074
    Figure 112015106569647-pat00075

    상기 마그네트의 세기에 따라, 반환점의 거리 θ 및 자기장의 최종 인식 거리가 설정되는 단계;
    상기 자기장의 최종 인식 거리에서 β값을 차감하여, 환산된 β'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00076

    상기 Z값에 β' 대 β의 비율을 곱하여, 환산된 Z'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00077

    상기 β'에서 Z'을 차감하여 환산된 α'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00078

    상기 α'의 루트함수를 적용한,
    Figure 112015106569647-pat00079
    에 상수 C를 곱하여 G값을 계산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00080

    상기 X값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 X'을 연산하는 단계;
    Figure 112015106569647-pat00081

    상기 Y값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 Y'을 연산하는 단계; 및
    Figure 112015106569647-pat00082

    상기 (X',Y') 값을 2차원 좌표로 하여, 상기 좌표값에 화면상의 커서로 표시하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 자기력 감지 센서는 3축 방식의 지자기 센서인 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 보조 입력 장치는 마그네트 외에도 검출스위치 및 통신부를 포함하여, 상기 검출스위치가 ON되면, 통신부에 의해 상기 자기력 감지 센서가 상기 마그네트의 자기력을 인식하기 시작하는 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 보조 입력 장치는 1, 2단 스위치를 더 포함하여,
    1단 스위치만 눌려져있는 경우, 상기 커서가 디스플레이 특정부분을 선택하고, 1 및 2단 스위치 모두 눌려져있는 경우, 상기 선택을 결정하는 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 자기장의 최종 인식 거리는 상기 반환점의 거리의 두배인 것을 특징으로 하는 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  15. 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치에 있어서,
    상기 비금속판에 설치되는 마그네트;
    자기력 감지 센서를 포함하는 보조 입력 장치;
    상기 자기력 감지 센서에 의해 상기 마그네트의 자력을 감지하고, 마그네트로부터 자기력 감지 센서의 위치를 계산하여 비금속판상의 2차원 좌표를 산출하는 제어부; 및
    상기 2차원 좌표에 대응되는 화면상의 좌표에 커서로 표시하는 표시부;
    를 포함하는 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 자기력 감지 센서는 3축 방식의 지자기 센서인 것을 특징으로 하는 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 보조 입력 장치는 자기력 감지 센서 외에도 검출스위치 및 통신부를 포함하여, 상기 검출스위치가 ON되면, 통신부에 의해 상기 자기력 감지 센서가 상기 마그네트의 자기력을 인식하기 시작하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 보조 입력 장치는 1, 2단 스위치를 더 포함하여,
    1단 스위치만 눌려져있는 경우, 상기 커서가 디스플레이 특정부분을 선택하고, 1 및 2단 스위치 모두 눌려져있는 경우, 상기 선택을 결정하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  19. 제15항에 따른 제어부는,
    x축, y축, z축 각 방향의 마그네트의 세기 (X,Y,Z)를 자기력 감지 센서에서 인식하는 단계;
    상기 측정된 (X,Y,Z)를 이용하여, 하기 식에 의해 α값 및 β값을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00044
    Figure 112014058939069-pat00045

    상기 마그네트의 세기에 따라, 반환점의 거리 θ 및 자기장의 최종 인식 거리가 설정되는 단계;
    상기 자기장의 최종 인식 거리에서 β값을 차감하여, 환산된 β'을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00046

    상기 Z값에 β' 대 β의 비율을 곱하여, 환산된 Z'을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00047

    상기 β'에서 Z'을 차감하여 환산된 α'을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00048

    상기 α'의 루트함수를 적용한,
    Figure 112014058939069-pat00049
    에 상수 C를 곱하여 G값을 계산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00050

    상기 X값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 X'을 연산하는 단계;
    Figure 112014058939069-pat00051

    상기 Y값에 G 대 α비율을 곱하여 환산된 Y'을 연산하는 단계; 및
    Figure 112014058939069-pat00052

    상기 (X',Y') 값을 2차원 좌표로 하여, 상기 좌표값에 화면상의 커서로 표시하는 단계;를 포함하는 방법에 의해 제어하는 것을 특징으로 하는 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 자기장의 최종 인식 거리는 상기 반환점의 거리의 두 배인 것을 특징으로 하는 이동 가능한 자기력 감지 센서 및 비금속판을 이용한 디스플레이 좌표 출력 장치.
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