KR101960079B1 - 모션 인식 기기 및 모션 인식 시스템 - Google Patents

모션 인식 기기 및 모션 인식 시스템 Download PDF

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Abstract

라이다의 원리로 작동하는 동시에, 근거리 피사체와 원거리 피사체 모두의 모션을 정밀하게 인식할 수 있는 모션 인식 기기와 모션 인식 시스템이 제공된다.
상기 모션 인식 기기는 케이스; 상기 케이스에 배치되는 기판; 상기 기판에 실장되는 광원과 센서를 포함하고, 상기 광원은 광학적 성질이 다른 광을 출사하는 제1광원과 제2광원을 포함하고, 상기 센서는 상기 제1광원의 출사광을 획득하여 제1모션 신호를 생성하고, 상기 제2광원의 출사광을 획득하여 제2모션 신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

모션 인식 기기 및 모션 인식 시스템{MOTION RECOGNITION APPARATUS AND MOTION RECOGNITION SYSTEM}
본 발명은 모션 인식 기기 및 모션 인식 시스템에 관한 것이다.
모션 인식 기기는 사물이나 사람의 움직임을 센서를 이용해 디지털로 옮기는 기기를 의미한다. 모션 인식의 방법은 기계식(접촉식 및 비접촉식), 자기식, 광학식 등으로 분류된다.
한편, 라이다(Light detection and ranging; LiDAR)는 펄스 레이저광을 대기 중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리 또는 대기현상 등을 측정하는 장치로서, 레이저 레이더라고도 한다. 반사광의 시간측정은 클럭펄스로 계산하며, 그 진동수 30MHz로 5cm, 150MHz로 1m의 분해능을 가져 기존의 카메라나 센서보다 월등한 탐지효율을 보인다.
따라서 모션 인식 기기에 라이다의 원리를 적용하는 경우, 모션의 탐지 효율이 높아져 정밀한 모션 인식이 가능할 것이다.
그러나 일반적인 라이다의 경우, 광밀집도가 높은 레이저광을 이용하여 스캐닝을 수행하므로 원거리 피사체를 감지하는 것에는 효과적이지만, 레이저광은 센서에 의한 인식 및 신호 처리 등에 약점을 나타내므로, 근거리 피사체를 정밀하게 감지할 수 없는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 라이다의 원리로 작동하는 동시에, 근거리 피사체와 원거리 피사체 모두의 모션을 정밀하게 인식할 수 있는 모션 인식 기기와 모션 인식 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급된 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 모션 인식 기기는 케이스; 상기 케이스에 배치되는 기판; 상기 기판에 실장되는 광원과 센서를 포함하고, 상기 광원은 광학적 성질이 다른 광을 출사하는 제1광원과 제2광원을 포함하고, 상기 센서는 상기 제1광원의 출사광을 획득하여 제1모션 신호를 생성하고, 상기 제2광원의 출사광을 획득하여 제2모션 신호를 생성할 수 있다.
상기 센서는 상기 제1광원과 광학적으로 정렬되는 제1센서와, 상기 제2광원과 광학적으로 정렬되는 제2센서를 포함할 수 있다.
상기 모션 인식 기기는 근거리 트랙킹 모드와 원거리 트랙킹 모드로 작동하고, 상기 근거리 트랙킹 모드에서는 상기 제1광원이 온되고 상기 제2광원이 오프되고, 상기 원거리 트랙킹 모드에서는 상기 제1광원이 오프되고 상기 제2광원이 온될 수 있다.
상기 모션 인식 기기는 상기 제1모션 신호와 상기 제2모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성하는 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 제어 모듈은 상기 근거리 트랙킹 모드에서는 상기 제1모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성하고, 상기 원거리 트랙킹 모드에서는 상기 제2모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성할 수 있다.
상기 센서는 상기 제1광원의 출사광을 선택적으로 획득하여 제1모션 신호를 생성하는 제1픽셀 그룹과, 상기 제2광원의 출사광을 선택적으로 획득하여 제2모션 신호를 생성하는 제2픽셀 그룹을 포함할 수 있다.
상기 제1픽셀 그룹의 복수의 단위 픽셀과 상기 제2픽셀 그룹의 복수의 단위 픽셀은 복수의 행과 복수의 열을 따라 상호 교번하도록 배치될 수 있다.
상기 모션 인식 기기는 통합 트랙킹 모드로 작동하고, 상기 통합 트랙킹 모드에서는 상기 제1광원과 상기 제2광원이 모두 온될 수 있다.
상기 모션 인식 기기는 상기 제1모션 신호와 상기 제2모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성하는 제어 모듈을 더 포함하고, 상기 통합 트랙킹 모드에서는 상기 제1모션 신호와 상기 제2모션 신호를 모두 처리하여 모션 정보를 생성할 수 있다.
상기 제1광원은 비레이저광을 출사하는 LED이고, 상기 제2광원은 레이저광을 출사하는 LD 및 VCSEL 중 적어도 하나일 수 있다.
상술한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 면에 따른 모션 인식 시스템은 상기 모션 인식 기기를 포함할 수 있다.
본 발명에서는 광학적 성질(파장 대역, 레이저와 비레이저, 광밀집도 등)이 다른 광을 출사하는 제1광원과 제2광원을 이용하여, 근거치 피사체와 원거리 피사체를 모두 정밀하게 감지할 수 있는 모션 인식 기기를 제공한다.
나아가 본 발명에서는 상기 모션 인식 기기를 포함하는 모션 인식 시스템을 제공한다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 모션 인식 시스템을 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 모션 인식 기기를 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 모션 인식 기기를 나타낸 분해도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 모션 인식 기기를 나타낸 투시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기가 근거리 트랙킹 모드((1) 참조)와 원거리 트랙킹 모드((2) 참조)로 작동하는 것을 나타낸 개념도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기가 근거리 트랙킹 모드((1) 참조)와 원거리 트랙킹 모드((2) 참조)와 통합 트랙킹 모드((3) 참조)로 작동하는 것을 나타낸 개념도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "위(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성요소와 다른 구성요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작시 구성요소들의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들어, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있으며, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 모션 인식 시스템(1)을 설명한다. 도 1은 본 발명의 모션 인식 시스템을 나타낸 개념도이고, 도 2는 본 발명의 모션 인식 기기를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 모션 인식 기기를 나타낸 분해도이고, 도 4 및 도 5는 본 발명의 모션 인식 기기를 나타낸 투시도이다.
본 발명의 모션 인식 시스템(1)은 대상 기기(10), 모션 인식 기기(20) 및 사용자 기기(30)를 포함할 수 있다. 대상 기기(10)는 모션 인식 기기(20)의 모션 인식이 적용되는 기기이며, 사용자 기기(30)는 대상 기기(10) 및 모션 인식 기기(20)와 페어링(Paring)되어 모션 인식 기기(20)에서 생성된 모션 정보를 처리하고 이에 대응되도록 사용자 기기(30)를 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 그 결과, 대상 기기(10)는 사용자의 모션에 따라 조작될 수 있다.
대상 기기(10)에는 다양한 종류의 기기가 사용될 수 있으며, 일 예로, 디스플레이를 포함하는 가정 및 사무용 기기(일 예로, 스마트TV)일 수 있다. 나아가 대상 기기(10)는 실존하지 않을 수 있으며 모션 인식 기기(20)에 의해 광학적으로 형성된 홀로그램 등일 수도 있다. 이 경우, 모션 인식 기기(20)는 대상 기기 생성부(미도시)를 추가로 포함할 수도 있다.
또한, 사용자 기기(30)에는 대상 기기(10) 및 모션 인식 기기(20)에 대한 컨텐츠, 정보 및 조작 화면을 제공하기 위한 앱(APP; Application)이 구비되어 있을 수 있다. 사용자 기기(30)는 모션 인식 기기(20)로부터 모션 정보를 전달받고 이에 대응되도록 대상 기기(10)를 제어할 수 있다.
사용자 기기(30)에는 스마트폰, 태블릿, PDA 및 랩톱 등과 같은 전기 통신 장치, 리모트 콘트롤러 중 하나 이상이 사용될 수 있으나, 본 발명의 사용자 기기(30)가 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명의 모션 인식 기기(20)에 대해서 설명한다. 본 발명의 모션 인식 기기(20)는 제1케이스(21), 제2케이스(22), 제3케이스(23), 광원(24), 센서(25), 미러(26), 모터(27), 제1기판(28) 및 제2기판(29)을 포함할 수 있다.
이 경우, 제1케이스(21), 제2케이스(22), 제3케이스(23) 중 적어도 하나를 통합하여 "케이스"라고 호칭할 수 있고, 제1기판(28) 및 제2기판(29) 중 적어도 하나를 통합하여 "기판"으로 호칭할 수 있다.
본 발명의 모션 인식 기기(20)에는 라이다(Light detection and ranging; LiDAR) 원리가 적용될 수 있다. 즉, 광원(24)의 출사광이 피사체를 경유한 후 센서(25)로 조사되는 시간(ToF; Time-of flight)을 통해, 피사체에 대한 위치 및 3차원 깊이 정보(3D Depth information) 등을 도출하고 이를 처리(일 예로, 인터랙션 처리 기술 적용 가능)하여 사용자의 모션에 대한 정보(이하, 모션 정보)를 생성할 수 있다.
"케이스"는 제1케이스(21), 제2케이스(22) 및 제3케이스(23)를 포함할 수 있다. 제1케이스(21), 제2케이스(22) 및 제3케이스(23)는 본 발명의 모션 인식 기기(20)의 외관을 형성하는 부재일 수 있다. 제1케이스(21), 제2케이스(22) 및 제3케이스(23)에는 다양한 전자 부품 및 광학 부품이 내장될 수 있다.
제1케이스(21) 및 제2케이스(22)는 플라스틱 사출 성형으로 제작될 수 있으며, 상호 일측과 타측으로 이격될 수 있다. 제1케이스(21)는 상측에 위치할 수 있고, 제2케이스(22)는 하측에 위치할 수 있고, 제1케이스(21)과 제2케이스(22)의 사이에 제3케이스(23)가 배치될 수 있다.
한편, 제1케이스(21)에는 광원(24), 센서(25) 및 제1기판(28)이 내장될 수 있으며, 제2케이스(22)에는 모터(27)와 제2기판(29)이 내장될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 모션 인식 기기(20)에서는 광원 및 센서(24,25)와 모터(27)를 분리하여 배치함으로써, 모터(27)의 진동에 의해 광원 및 센서(24,25)의 광학적 정렬이 흐트러지는 것을 방지할 수 있다. 나아가 본 발명의 모션 인식 기기(20)는 컴팩트한 배치로 인해, 휴대하기 좋은 사이즈와 형태를 가질 수 있다(Portable 용이).
제3케이스(23)는 투명부(23-1), 제1브라켓부(23-2) 및 제2브라켓부(23-3)를 포함할 수 있다. 투명부(23-1)는 중공으로서 미러(26)가 내장될 수 있으며, 광 투과성 재질로 형성될 수 있다. 따라서 광원(24)의 출사광과 피사체를 경유하여 센서(25)로 조사되는 광은 투명부(23-1)를 투과하여 각각 피사체 및 센서(25)를 향할 수 있다.
제1브라켓부(23-2)는 투명부(23-1)의 일측(상측) 단부에 배치될 수 있으며, 제1케이스(21)를 지지할 수 있다. 이를 위해, 제1브라켓부(23-2)에는 제1케이스(21)의 측판의 내측면에 배치되는 복수의 지지 로드가 형성될 수 있다.
제2브라켓부(23-3)는 투명부(23-1)의 타측(하측) 단부에 배치될 수 있으며, 제2케이스(22)를 지지할 수 있다. 이를 위해, 제2브라켓부(23-3)에는 제2케이스(22)의 측판의 내측면에 배치되는 복수의 지지 로드가 형성될 수 있다.
광원(24)은 광을 출사하는 소자일 수 있으며, 센서(25)는 광을 감지하는 센서일 수 있다. 광원(24)에서 출사된 광은 미러(26)에서 반사되어 피사체로 조사될 수 있다. 피사체를 경유한 광은 미러(26)에서 반사되며 센서(25)에서 획득되어 모션 신호로 출력될 수 있다.
이를 위해, 광원(24) 및 센서(25)는 제1기판(28)에 실장될 수 있으며, 제1기판(28)에서 미러(26)와 대향하는 면(하면)에 실장될 수 있다.
미러(26)는 제3케이스(23)에 내장되어 배치될 수 있다. 미러(26)는 모터(27)에 의해 회전할 수 있다. 미러(26)의 회전에 의해 광원(24)의 출사광은 분포되어 넓은 모션 인식 스캐닝 범위를 형성할 수 있다. 한편, 미러(26)는 광학적 설계 요청에 의해 광원(24)의 출사광의 광축과 경사지게 배치될 수 있다. 즉, 미러(26)의 회전축은 광원(24)의 출사광의 광축과 나란하며, 미러(26)는 약 45도(Degree)의 각도로 경사지게 배치되어 출사광을 대략적으로 전방, 후방, 좌측, 우측으로 가이드할 수 있다.
모터(27)는 제2케이스(22)에 내장되어 배치될 수 있다. 모터(27)는 제2기판(29)에 실장되어, 전원과 제어 신호를 공급받을 수 있고, 이에 따라, 미러(26)를 회전시킬 수 있다.
모터(27)는 본체(27-1), 샤프트(27-2) 및 지지대(27-3)를 포함할 수 있다. 본체(27-1)는 제2기판(29)에서 미러(26)와 대향하는 면의 반대측에 위치하는 면(하면)에 배치될 수 있다. 샤프트(27-2)는 본체(27-1)에서 상측으로 연장되어 형성될 수 있으며, 제2기판(29)을 통과할 수 있다. 즉, 샤프트(27-2)는 제2기판(29)의 하면에서 제2기판(29)을 관통하여 제2기판(29)의 상측으로 연장될 수 있다. 지지대(27-3)는 샤프트(27-2)로부터 일측(대략적으로 후방)으로 돌출되어 형성될 수 있다.
한편, 미러(26)는 샤프트(27-2)와 지지대(27-3)에 경사지게 배치될 수 있다. 지지대(27-3)에는 미러(26)의 경사 배치를 위한 경사면이 형성되어 미러(26)의 전방면을 지지할 수 있다.
"기판"은 제1기판(28)과 제2기판(29)을 포함할 수 있다. 제1기판(28)은 제1케이스(21)에 내장되어 배치될 수 있다. 제1기판(28)에는 상술한 광원(24)와 센서(25) 외에 제어 모듈(28-1)이 실장될 수 있다. 이 경우, 제어 모듈(28-1)은 제1기판(28)에서 미러(26)와 대향하는 면(하면) 및 미러(26)와 대향하는 면의 반대측에 위치하는 면(상면) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.
제어 모듈(28-1)은 센서(25)에서 생성된 모션 신호를 전달받아 이를 처리하여 "모션 정보"를 생성할 수 있다. 또한, 제어 모듈(28-1)은 모터(27)와 광원(24) 중 적어도 하나를 제어할 수 있다. 일 예로, 제어 모듈(28-1)은 모터(27)의 회전수를 제어하거나 광원(24)의 출사광의 파장 대역을 제어하여, 모션 인식의 분해능 등을 조절할 수 있다.
제2기판(29)은 제2케이스(22)에 내장되어 배치될 수 있다. 제2기판(29)에는 상술한 모터(27) 외에 전원 모듈(29-1)과 충전 포트(29-2)가 실장될 수 있다. 전원 모듈(29-1)은 광원(24)와 센서(25)와 모터(27)에 구동 전원을 공급할 수 있다. 충전 포트(29-2)는 전원 모듈(29-1)로 외부의 전원을 공급하여 충전하는 기능을 수행할 수 있다. 충전 포트(29-2)는 다양한 형태로 마련될 수 있다. 일 예로, 충전 포트(29-2)는 USB 포트 형태로 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이 경우, 전원 모듈(29-1)은 제2기판(29)에서 미러(26)와 대향하는 면의 반대측에 위치하는 면에 배치될 수 있고, 충전 포트(29-2)는 제2기판(29)에서 미러(26)와 대향하는 면에 배치될 수 있다.
한편, 제1기판(28)과 제2기판(29)에는 제1기판(28)과 제2기판(29)을 전기적으로 연결하는 도전 부재(29-3)가 형성될 수 있다. 도전 부재(29-3)를 통해, 제어 모듈(28-1)의 제어 신호는 모터(27)에 전달될 수 있고, 전원 모듈(29-1)의 전원은 광원(24), 센서(25) 및 제어 모듈(28-1)로 전달될 수 있다.
도전 부재(29-3)는 광경로를 차단하지 않기 위해, 적어도 일부가 광투과성 재질로 형성될 수 있다. 일 예로, 도전 부재(29-3)는 투명 전극(Transparent electrode) 재질로 형성될 수 있다.
상술한 바를 종합하면, 본 발명의 모션 인식 기기(20)는 제어 신호의 송/수신이 원활하게 일어나는 광원(24)와 센서(25)를 제어 모듈(28-1)과 함께 제1기판(28)에 실장함으로써, 신호의 이동 경로를 줄일 수 있다. 또한, 본 발명의 모션 인식 기기(20)는 전원의 소비량이 높은 모터(27)를 전원 모듈(29-1)과 함께 제2기판(29)에 실장함으로써, 전원의 이동 경로를 줄일 수 있다.
그 결과, 도전 라인이 간편하게 형성될 뿐만 아니라, 제1기판(28)과 제2기판(29)을 전기적으로 연결하는 도전 부재(29-3)의 사이즈를 줄여, 도전 부재(29-3)에 의해 광경로가 차단되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기(20)를 설명한다. 도 6은 본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기가 근거리 트랙킹 모드((1) 참조)와 원거리 트랙킹 모드((2) 참조)로 작동하는 것을 나타낸 개념도이다.
본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기(20)는 대상 기기(10)의 사이즈 및 사용자의 위치 등에 따라, 모션 인식 기기(20)를 기준으로 근거리 영역(도 1의 (a) 참조)의 피사체를 감지하는 근거리 트랙킹 모드와 모션 인식 기기(20)를 기준으로 원거리 영역(도 1의 (b) 참조)의 피사체를 감지하는 원거리 트랙킹 모드로 작동할 수 있다.
이를 위해, 광원(24)은 상호 광학적 성질이 다른 광을 출사하는 제1광원(24-1)과 제2광원(24-2)을 포함할 수 있다. 광학적 성질이 다르다는 것은 제1광원(24-1)의 출사광과 제2광원(24-2)의 출사광이 레이저광인지 여부, 파장 대역 및 광 밀집도 등 중 적어도 하나가 다른 것을 의미할 수 있다.
일 예로, 제1광원(24-1)은 비레이저광을 출사하는 LED(Light emitting diode)이고, 상기 제2광원은 레이저광을 출사하는 LD(Laser diode) 및 VCSEL(Vertical-cavity surface-emitting laser) 중 적어도 하나일 수 있다.
이 경우, 제1광원(24-1)의 출사광은 센서(25)에서 감지율이 높으며 신호 처리 등에서 장점이 있어 근거리 피사체를 감지하는 것에 적합할 수 있다. 이와 달리, 제2광원(24-2)의 출사광은 광밀집도가 높아 원거리 피사체를 감지하는 것에 적합할 수 있다.
이에 따라, 근거리 트랙킹 모드에서는 제1광원(24-1)이 온(On)되는 동시에 제2광원(24-2)이 오프(Off)될 수 있고, 원거리 트랙킹 모드에서는 제1광원(24-1)이 오프되는 동시에 제2광원(24-2)이 온될 수 있다. 이러한 광원 제어는 제어 모듈(28-1)에 의해 자동으로 설정될 수도 있고, 사용자가 커스터마이징(Customizing)할 수도 있다.
센서(25)는 근거리 트랙킹 모드에서 제1광원(24-1)의 출사광을 획득하여 제1모션 신호(근거리 피사체에 대한 모션 신호)를 생성할 수 있고, 원거리 트랙킹 모드에서 제2광원(24-2)의 출사광을 획득하여 제2모션 신호(원거리 피사체에 대한 모션 신호)를 생성할 수 있다.
즉, 본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기(20)에서는 모션 신호가 근거리 피사체에 대한 제1모션 신호와 원거리 피사체에 대한 제2모션 신호를 포함할 수 있다.
따라서 제어 모듈(28-1)은 근거리 트랙킹 모드에서는 제1모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성할 수 있고, 원거리 트랙킹 모드에서는 제2모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성할 수 있다.
그 결과, 본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기(20)에서는 피사체의 위치를 고려하여 맞춤형 모션 정보를 생성함으로써, 정밀한 모션 인식이 가능하다.
한편, 센서(25)는 단일의 센서를 이용할 수 있다. 다만, 도 6에서 나타내는 바와 같이, 광학적으로 정밀한 설계를 위해, 센서(25)는 2개일 수 있다. 이 경우, 센서(25)는 제1광원(24-1)과 광학적으로 정렬되는 제1센서(25-1)와 제2광원(24-2)과 광학적으로 정렬되는 제2센서(25-2)를 포함할 수 있다. 따라서 근거리 트랙킹 모드에서는 제1센서(25-1)만 활성화될 수 있고, 제1센서(25-1)는 제1광원(24-1)의 출사광을 획득하여 제1모션 신호를 생성할 수 있다. 또한, 원거리 트랙킹 모드에서는 제2센서(25-2)만 활성화될 수 있고, 제2센서(25-2)는 제2광원(24-2)의 출사광을 획득하여 제2모션 신호를 생성할 수 있다. 한편, 제1센서(25-1)와 제2센서(25-2)의 활성화는 제1광원(24-1)과 제2광원(24-2)의 온/오프와 동기화될 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 광학적 설계 요청에 따라 센서(25)는 3개 이상일 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기(20)를 설명한다. 도 7은 본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기가 근거리 트랙킹 모드((1) 참조)와 원거리 트랙킹 모드((2) 참조)와 통합 트랙킹 모드((3) 참조)로 작동하는 것을 나타낸 개념도이다.
본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기(20)는 대상 기기(10)의 사이즈 및 사용자의 위치 등에 따라, 모션 인식 기기(20)를 기준으로 근거리 영역(도 1의 (a) 참조)의 피사체를 감지하는 근거리 트랙킹 모드와 모션 인식 기기(20)를 기준으로 원거리 영역(도 1의 (b) 참조)의 피사체를 감지하는 원거리 트랙킹 모드와 모션 인식 기기(20)를 기준으로 근거리 영역과 원거리 영역(도 1의 (a)(b))을 모두 감지하는 통합 트랙킹 모드로 작동할 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기(20)는 본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기(20)와 같이, 제1광원(24-1)과 제2광원(24-2)을 구비할 수 있다. 이하, 본 발명의 제2실시예의 제1광원(24-1)과 제2광원(24-2)에는 본 발명의 제1실시예의 제1광원(24-1)과 제2광원(24-2)을 유추 적용하도록 한다.
한편, 본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기(20)는 본 발명의 제1실시예의 모션 인식 기기(20)와 비교하여, 센서(25)에 차이점이 있다.
본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기(20)의 센서(25)는 제1광원(24-1)의 출사광을 선택적으로 획득하여 제1모션 신호를 생성하는 제1픽셀 그룹(25-1)과, 제2광원(24-2)의 출사광을 선택적으로 획득하여 제2모션 신호를 생성하는 제2픽셀 그룹(25-2)을 포함할 수 있다.
즉, 제1픽셀 그룹(25-1)은 제1광원(24-1)의 출사광을 획득할 수 있고 제2광원(24-2)의 출사광을 차단할 수 있다. 이와 달리, 제2픽셀 그룹(25-2)은 제1광원(24-1)의 출사광을 차단할 수 있고 제2광원(24-2)의 출사광을 획득할 수 있다.
제1픽셀 그룹(25-1)과 제2픽셀 그룹(25-2)의 선택적 획득은 다양한 광학적 방식으로 실현될 수 있다. 일 예로, 제1픽셀 그룹(25-1)에는 제1광원(24-1)의 출사광을 선택적으로 투과시키는 밴드 패스 필터(BPF, Band pass filter)가 코팅될 수 있고, 제2픽셀 그룹(25-2)에는 제2광원(24-2)의 출사광을 선택적으로 투과시키는 밴드 패스 필터가 코팅될 수 있다.
또한, 제1픽셀 그룹(25-3)의 복수의 단위 픽셀과 제2픽셀 그룹(25-4)의 복수의 단위 픽셀은 복수의 행과 복수의 열을 따라 상호 교번하도록 배치될 수 있다(도 7의 (1) 참조).
따라서 제2픽셀 그룹(25-4)에 대응되는 제1모션 신호는 이웃하는 제1픽셀 그룹(25-3)의 복수의 단위 픽셀의 제1모션 신호 값을 보간(Interpolation)하여 획득하기 용이하고, 제1픽셀 그룹(25-3)에 대응되는 제2모션 신호는 이웃하는 제2픽셀 그룹(25-4)의 복수의 단위 픽셀의 제2모션 신호 값을 보간하여 획득하기 용이할 수 있다.
한편, 본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기(20)는 제1광원(24-1)과 제2광원(24-2)이 모드 온되는 "통합 트랙킹 모드"로 작동할 수 있다. 제1광원(24-1)과 제2광원(24-2)이 동시에 온된다고 하더라도, 제1광원(24-1)의 출사광과 제2광원(24-2)의 출사광이 제1픽셀 그룹(25-1)과 제2픽셀 그룹(25-2)에서 각각 선택적으로 투과됨으로써, 노이즈가 발생하지 않기 때문이다.
이 경우, 제어 모듈(28-1)은 제1모션 신호와 제2모션 신호를 모두 처리하여 모션 정보를 생성할 수 있다. 즉, 피사체가 근거리와 원거리에 동시에 존재하는 경우라도, 피사체의 위치를 고려하여 맞춤형 모션 정보를 생성함으로써, 정밀한 모션 인식이 가능하다.
한편, 본 발명의 제2실시예의 모션 인식 기기(20)는 근거리 트랙킹 모드와 원거리 트랙킹 모드로도 작동할 수 있고, 이 경우, 제1실시예의 모션 인식 기기(20)의 근거리 트랙킹 모드와 원거리 트랙킹 모드가 유추적용될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. 케이스;
    상기 케이스에 배치되는 기판; 및
    상기 기판에 실장되는 광원과 센서를 포함하고,
    상기 광원은 비레이저광을 출사하는 제1광원과 레이저광을 출사하는 제2광원을 포함하고,
    상기 센서는 상기 제1광원의 출사광을 획득하고 상기 제2광원의 출사광을 차단하는 밴드 패스 필터가 코팅되는 제1픽셀 그룹과, 상기 제2광원의 출사광을 획득하고 상기 제1광원의 출사광을 차단하는 밴드 패스 필터가 코팅되는 제2픽셀 그룹을 포함하고,
    상기 제1픽셀 그룹의 복수의 단위 픽셀과 상기 제2픽셀 그룹의 복수의 단위 픽셀은 복수의 행과 복수의 열을 따라 상호 교번하도록 배치되며,
    상기 제1픽셀 그룹은 상기 제1광원의 출사광을 획득하여 제1모션 신호를 생성하고, 상기 제2픽셀 그룹은 상기 제2광원의 출사광을 획득하여 제2모션 신호를 생성하는 모션 인식 기기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모션 인식 기기는 근거리 트랙킹 모드와 원거리 트랙킹 모드로 작동하고,
    상기 근거리 트랙킹 모드에서는 상기 제1광원이 온되고 상기 제2광원이 오프되고,
    상기 원거리 트랙킹 모드에서는 상기 제1광원이 오프되고 상기 제2광원이 온되는 모션 인식 기기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모션 인식 기기는 상기 제1모션 신호와 상기 제2모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성하는 제어 모듈을 더 포함하고,
    상기 제어 모듈은 상기 근거리 트랙킹 모드에서는 상기 제1모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성하고, 상기 원거리 트랙킹 모드에서는 상기 제2모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성하는 모션 인식 기기.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 모션 인식 기기는 통합 트랙킹 모드로 작동하고,
    상기 통합 트랙킹 모드에서는 상기 제1광원과 상기 제2광원이 모두 온되는 모션 인식 기기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 모션 인식 기기는 상기 제1모션 신호와 상기 제2모션 신호를 처리하여 모션 정보를 생성하는 제어 모듈을 더 포함하고,
    상기 통합 트랙킹 모드에서는 상기 제1모션 신호와 상기 제2모션 신호를 모두 처리하여 모션 정보를 생성하는 모션 인식 기기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1광원은 LED이고, 상기 제2광원은 LD 및 VCSEL 중 적어도 하나인 모션 인식 기기.
  10. 제1항과 제3항과 제4항과 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 모션 인식 기기를 포함하는 모션 인식 시스템.
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