KR102217200B1 - 3차원 마우스 - Google Patents

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Abstract

일 실시예에 따른 3차원 마우스는 사용자의 손가락으로부터 힘을 받아서 이동하는 이동체와, 상기 이동체에 연결된 복수 개의 연결 부재와, 상기 이동체의 이동에 따라 움직이는 상기 복수 개의 연결 부재 각각의 움직임을 감지하는 복수 개의 감지부와, 상기 복수 개의 감지부 각각에서 감지된 움직임을 기초로 상기 손가락에 대한 3차원 공간에서의 움직임에 대응되는 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부와, 상기 제어 신호를 소정의 단말 장치에게 전달하는 통신부를 포함한다.

Description

3차원 마우스 {3-DIMENSIONAL MOUSE}
본 발명은 3차원 마우스에 관한 것이다.
일반적으로 컴퓨터에 사용되는 주변 장치 중 하나인 마우스는 모니터 화면에 나타난 포인터의 움직임을 제어하는데 사용된다.
이러한 마우스의 구성을 살펴보면, 상부면에는 클릭 버튼 또는 드래그 버튼이 장착되고 하부면에는 볼 또는 광소자를 이용한 움직임 센서가 장착된다.
사용자는 마우스를 동작시키기 위해, 마우스를 손으로 쥔 상태에서 검지 또는 중지를 이용하여 클릭 버튼이나 드래그 버튼을 누를 수 있다. 또한 사용자는 마우스를 상하좌우로 움직임으로써 컴퓨터 등의 화면 상에서 포인터를 이동시킬 수도 있다.
한국공개특허공보, 10-1999-0025941호 (2001.01.15. 공개)
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 3차원 공간에 표시된 (마우스) 포인터의 움직임을 용이하게 제어하기 위한, 3차원 마우스에 관한 기술을 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시예에 따른 3차원 마우스는 사용자의 손으로부터 힘을 받아서 이동하는 이동체와, 상기 이동체에 연결된 복수 개의 연결 부재와, 상기 이동체의 이동에 따라 움직이는 상기 복수 개의 연결 부재 각각의 움직임을 감지하는 복수 개의 감지부와, 상기 복수 개의 감지부 각각에서 감지된 움직임을 기초로, 상기 이동체가 3차원 공간에서 갖는 움직임에 대응되는 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부와, 상기 제어 신호를 소정의 단말 장치에게 전달하는 통신부를 포함한다.
또한 상기 3차원 마우스는 상기 3차원 공간에서 서로 직교하는 x축, y축 및 z축 방향을 향하도록 각각 구성되면서 상기 복수 개의 연결 부재 중 어느 하나가 내부를 관통하도록 각각 구성되는 3개의 지지대를 더 포함하고, 상기 3개의 지지대에는 상기 복수 개의 감지부 중 어느 1개의 감지부가 각각 구비될 수 있다.
또한, 상기 3차원 마우스는 상기 이동체와 상기 3개의 지지대의 교차점을 연결시키는 연결 부재를 추가로 포함하고, 상기 3개의 지지대의 교차점에는 상기 추가로 포함된 연결 부재의 움직임을 감지하는 감지부가 구비될 수 있다.
또한, 상기 제어 신호 생성부는 상기 추가로 포함된 연결 부재의 움직임을 감지하는 감지부가 감지한 신호를 기초로, 상기 단말 장치의 화면에서의 축소 또는 확대용 제어 신호를 생성할 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 연결 부재 각각에는 소정 간격으로 복수 개의 마커가 표시되고, 상기 복수 개의 감지부 각각은 감지 대상인 상기 연결 부재에 표시된 마커를 감지하여서 상기 감지 대상인 연결 부재의 움직임을 감지할 수 있다.
일 실시예에 따르면 사용자는 3차원 공간에서 직관적으로 조작 가능한 3차원 마우스를 통해, 단말 장치에 표시된 포인터를 용이하게 제어할 수 있다. 예컨대 기존의 3차원 마우스를 이용할 경우 사용자가 2차원에서의 움직임을 2번주어야지만이 3차원 공간에서 포인터를 제어할 수 있었다면, 일 실시예에서 사용자는 3차원에서의 1번의 움직임을 3차원 마우스에 주는 것만으로도 3차원 공간에서 포인터를 제어할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 3차원 마우스 및 이와 연계하여 동작하는 단말 장치를 개념적으로 도시하고 있다.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 마우스에 대한 사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 3차원 마우스에 대한 측면도이다.
도 4는 도 1에 도시된 3차원 마우스에 대한 정면도이다.
도 5는 도 1에 도시된 3차원 마우스의 구성 중 지지대 및 이러한 지지대의 내부에 구비되어 있는 구성에 대한 배치도이다.
도 6은 도 1에 도시된 3차원 마우스의 동작 절차에 대한 순서도이다.
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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 3차원 마우스(100) 및 이와 연계하여 동작하는 단말 장치(200)를 개념적으로 도시하고 있다. 다만, 도 1은 예시적인 것에 불과하므로 본 발명의 사상이 도 1에 도시된 것으로 한정 해석되지는 않는다.
도 1에 도시된 단말 장치(200)는 PC, 서버, 스마트폰이나 스마트패드와 같은 기기일 수 있으며 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 단말 장치(200)의 화면 상에는 포인터가 표시되는데, 포인터의 움직임은 3차원 마우스(100)에 의해 제어될 수 있다. 예컨대 사용자가 3차원 마우스(100)를 조작하면, 단말 장치(200)의 화면 상에 표시된 3차원 공간 상에서 포인터가 움직이게 된다.
다음으로 3차원 마우스(100)에 대해 살펴보기로 한다.
3차원 마우스(100)는 소정의 공간 상에서 단말 장치(200)와 소정의 거리를 두고 배치되어서, 유선 또는 무선 통신 방식으로 단말 장치(200)와 연결되도록 구성된다. 사용자가 3차원 마우스(100)를 조작하면, 3차원 마우스(100)는 이러한 조작에 따른 3차원 마우스(100)의 움직임을 제어 신호로 변환한 뒤 단말 장치(200)에게 전송한다. 이하에서는 이러한 3차원 마우스(100)에 대한 구성을 도 2 내지 도 5를 참조하여서 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 3차원 마우스(100)에 대한 사시도이고, 도 3은 도 1에 도시된 3차원 마우스(100)에 대한 측면도이며, 도 4는 도 1에 도시된 3차원 마우스(100)에 대한 정면도이다. 또한, 도 5는 도 1에 도시된 3차원 마우스(100)의 구성 중 지지대(120) 및 이러한 지지대(120)의 내부에 구비되어 있는 다양한 구성에 대한 배치도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 3차원 마우스(100)는 이동체(110), 복수 개의 지지대(120), 복수 개의 도르래부(121), 복수 개의 탄성 부재(124), 복수 개의 연결 부재(130, 140), 제어부(150) 또는 복수 개의 감지부(160)를 포함할 수 있으며, 다만 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서 제어부(150)는 제어 신호 생성부(151)와 통신부(152)를 포함할 수 있다.
이 중 이동체(110)는 사용자의 손으로부터 힘을 받아서 이동하도록 구성된다. 이를 위해 이동체(110)는 사용자가 적어도 한 개의 손가락으로 쥘 수 있는 형태 또는 손가락 등으로 밀거나 당길 수 있는 형태를 가질 수 있다. 따라서 사용자는 이동체(110)를 상하좌우 방향으로 밀거나 당길 수 있으며, 또는 이동체(110)를 사용자와 가까워지는 방향으로 당기거나 사용자로부터 멀어지는 방향으로 밀 수 있다.
이러한 이동체(110)에는 버튼이 적어도 한 개 구비될 수 있다. 버튼은 일반적으로 마우스에 구비되는 클릭 버튼과 동일한 기능을 수행할 수 있다.
지지대(120)는 3차원 마우스(100)에 복수 개가 포함되도록 구성된다. 예컨대 복수 개의 지지대(120)는 3개로 구성될 수 있으며, 이 경우 각각의 지지대(120)는 3차원 공간 상에서 서로 직교하는 x축, y축 및 z축 방향을 향하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 구성된 복수 개의 지지대(120)는 3차원 마우스(100)를 지면에 대해 지지시키는 역할을 한다.
또한, 복수 개의 지지대(120) 각각은 3차원 마우스(100)에 포함된 각 구성들에 대한 바디(body) 역할을 한다. 예컨대 도 5를 참조하면, 도르래부(121), 탄성 부재(124), 제어부(150) 및 감지부(160) 각각은 지지대(120)에 결합될 수 있다. 또한, 복수 개의 연결 부재(130,140) 각각은 지지대(120)에 결합된 탄성 부재(124)를 통해 지지대(120)에 연결 내지 결합될 수 있다.
복수 개의 연결 부재(130,140) 각각은 지지대(120)(또는 지지대(120)에 결합된 탄성 부재(124))와 이동체(110)를 연결시키도록 구성된다. 이 때 도면에는 연결 부재(130)의 개수가 3개인 것으로 도시되어 있으나 그 개수는 예시적인 것에 불과하다.
이 중 식별번호 130으로 표시된 3개의 연결 부재(130)에 대해 살펴보기로 한다. 이러한 3개의 연결 부재(130) 각각의 일단은 이동체(110)에 연결된다. 또한 3개의 연결 부재(130) 각각의 타단은 지지대(120)의 끝단에 결합된 도르래부(130)를 경유해서 지지대(120)에 결합된 탄성 부재(124)에 연결된다.
이와 달리 식별번호 140으로 표시된 연결 부재(140)에 대해 살펴보기로 한다. 이러한 연결 부재(140)의 일단은 이동체(110)에 연결된다. 또한 연결 부재(140)의 타단은 전술한 3개의 지지대(120)가 교차되는 교차점의 끝단에 결합된 도르래부(130)를 경유해서 교차점 부근에 결합된 탄성 부재(124)에 연결된다.
각각의 연결 부재(130,140)에는 소정 간격으로 복수 개의 마커가 표시될 수 있다. 이러한 마커는 감지부(160)에 의해 감지 가능하도록 구성된다.
한편, 이러한 연결 부재(130,140) 각각은 끈이나 줄과 같은 것으로 구성될 수 있다. 아울러, 이동체(110)에는 이러한 연결 부재(130,140) 각각을 통해 장력이 가해질 수 있는데, 이러한 장력들이 힘의 균형을 이룸으로써 이동체(110)는 3차원 공간 상에서 부양될 수 있다.
복수 개의 감지부(160) 각각은 연결 부재(130,140)의 움직임을 감지하도록 구성된다. 예컨대 각각의 감지부(160)는 연결 부재(130,140)에 표시된 마커를 감지함으로써 연결 부재(130,140)의 움직임을 감지할 수 있는 센서로 구현될 수 있다. 이러한 감지부(160)는 각각의 연결 부재(130,140)마다 1개씩 할당되어서 연결 부재(130,140)에 결합될 수 있다.
복수 개의 감지부(160) 중에서 식별번호 130인 연결 부재(130)의 움직임을 감지하도록 배치된 감지부(160)에 대해 살펴보기로 한다. 이러한 감지부(160)가 감지한 이동체(110)의 움직임에 대한 정보는, 이동체(110)가 3차원 공간에서 갖는 움직임에 대응되는 제어 신호의 생성에 사용될 수 있다.
이와 달리, 복수 개의 감지부(160) 중에서 식별번호 140인 연결 부재(140)의 움직임을 감지하도록 배치된 감지부(160)에 대해 살펴보기로 한다. 이러한 감지부(160)가 감지한 이동체(110)의 움직임에 대한 정보는, 단말 장치(200)의 화면에서의 축소 또는 확대용 제어 신호의 생성에 사용될 수 있다.
다음으로, 도르래부(121)에 대해 살펴보기로 한다. 도르래부(121)는 지지부(120)에 고정 결합된다. 도르래부(121)에는 연결 부재(130,140)의 일부가 감겼다가 풀릴 수 있다. 이렇게 연결 부재(130,140)의 일부가 도르래부(121)에 감겼다가 풀리는 과정에서, 도르래부(121)는 회전할 수 있다. 이를 통해, 도르래부(121)는 연결 부재(130,140)가 원활하게 움직일 수 있도록 해준다.
다음으로, 탄성 부재(124)에 대해 살펴보기로 한다. 탄성 부재(124)의 일단은 지지부(120)에 고정 결합된다. 아울러 탄성 부재(124)의 타단은 연결 부재(130,140)의 타단과 결합된다. 탄성 부재(124)는 이동체(110)에 힘이 가해졌을 때 원래의 자리로 복원시키는 복원력을 제공할 수 있다. 이러한 탄성 부재(124)는 스프링과 같이 탄성력을 갖는 구성일 수 있다.
다음으로, 제어부(150)에 대해 살펴보기로 한다. 제어부(150)는 제어 신호 생성부(151)와 통신부(152)를 포함한다.
제어 신호 생성부(151)는 복수 개의 감지부(160) 각각에서 감지된 움직임을 기초로 제어 신호를 생성한다. 예컨대 제어 신호 생성부(151)는 3개의 연결 부재(130)의 움직임에 대해 감지부(160) 각각이 감지한 신호를 기초로, 이동체(110)가 3차원 공간에서 갖는 움직임에 대응되는 제어 신호를 생성할 수 있다. 또한 제어 신호 생성부(151)는 연결 부재(140)의 움직임에 대해 감지부(160)가 감지한 신호를 기초로, 단말 장치(200)의 화면에서의 축소 또는 확대용 제어 신호를 생성할 수 있다. 이러한 제어 신호 생성부(151)는 마이크로프로세서 등에 의해 구현 가능하다.
이 때 제어 신호 생성부(151)가 제어 신호를 생성하는데 사용하는 알고리즘은 머신 러닝(machine learning)에 의해 학습된 것일 수 있다. 예컨대 이러한 알고리즘의 학습 과정을 살펴보면, 제어 신호 생성부(151)에는 학습용 데이터 복수 개가 학습을 위해 입력될 수 있는데, 학습용 데이터는 입력으로서 기능하는 신호, 그리고 정답으로서 기능하는 제어 신호가 포함될 수 있다. 제어 신호 생성부(151)는 이렇게 입력받은 복수 개의 학습용 데이터를 기초로, 소정의 머신 러닝 알고리즘에 따라 학습될 수 있다. 이 때 소정의 머신 러닝 알고리즘 그 자체는 공지된 것이 이용될 수 있다.
통신부((153)는 제어 신호 생성부(151)가 생성한 제어 신호를 소정의 단말 장치(200)에게 전달하도록 구성된다. 이러한 통신부(153)는 무선 통신 모듈에 의해 구현 가능하다.
이하에서는 이러한 3차원 마우스(100)의 동작 절차에 대해 살펴보기로 한다.
도 6은 도 1에 도시된 3차원 마우스(100)의 동작 절차에 대한 순서도이다. 다만 도 6은 예시적인 것에 불과하므로 본 발명의 사상이 도 6에 도시된 것으로 한정 해석되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 복수 개의 감지부(160) 각각은 이동체(110)의 이동에 따라 움직이는 복수 개의 연결 부재(130,140) 각각의 움직임을 감지한다(S100).
제어 신호 생성부(151)는 단계 S100에서 감지된 움직임에 대한 정보를 기초로 제어 신호를 생성한다(S110). 생성되는 제어 신호는 예컨대 3차원 공간에서 이동체(110)가 갖는 움직임에 대응되는 제어 신호를 포함할 수 있으며, 또한 단말 장치(200)의 화면 상에서 확대 또는 축소를 명령하는 제어 신호를 포함할 수도 있다.
단계 S110에서 생성된 제어 신호는 통신부(152)를 통해 단말 장치(200)에게 송신된다. 그러면 단말 장치(200)의 화면 상에서 이러한 제어 신호에 따라 포인터가 움직일 수 있으며, 또는 단말 장치(200)의 화면 상에서 확대 또는 축소 동작이 수행될 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따르면 사용자는 3차원 공간에서 직관적으로 조작 가능한 3차원 마우스를 통해, 단말 장치에 표시된 포인터를 용이하게 제어할 수 있다. 예컨대 기존의 3차원 마우스를 이용할 경우 사용자가 2차원에서의 움직임을 2번주어야지만이 3차원 공간에서 포인터를 제어할 수 있었다면, 일 실시예에서 사용자는 3차원에서의 1번의 움직임을 3차원 마우스에 주는 것만으로도 3차원 공간에서 포인터를 제어할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다
100 : 3차원 마우스

Claims (5)

  1. 사용자의 손으로부터 힘을 받아서 이동하는 이동체와,
    상기 이동체에 연결된 복수 개의 연결 부재와,
    상기 이동체의 이동에 따라 움직이는 상기 복수 개의 연결 부재 각각의 움직임을 감지하는 복수 개의 감지부와,
    상기 복수 개의 감지부 각각에서 감지된 움직임을 기초로, 상기 이동체가 3차원 공간에서 갖는 움직임에 대응되는 제어 신호를 생성하는 제어 신호 생성부와,
    상기 제어 신호를 소정의 단말 장치에게 전달하는 통신부와,
    상기 3차원 공간에서 서로 직교하는 x축, y축 및 z축 방향을 향하도록 각각 구성되면서 상기 복수 개의 연결 부재 각각이 내부를 관통하도록 각각 구성되는 3개의 지지대와,
    상기 3개의 지지대 각각에 결합되는 도르래부를 포함하며,
    상기 3개의 지지대는, x축 방향으로 연장되는 제1 지지대, y축 방향으로 연장되는 제2 지지대 및 z축 방향으로 연장되는 제3 지지대를 포함하고, 상기 연결 부재 중 상기 제1 지지대에 연결되는 제1 연결 부재는, 일단이 상기 이동체에 연결되고, 상기 도르래부 중 상기 제1 지지대에 결합되는 제1 도르래부와 상기 제1 지지대 내부에 위치한 제1 탄성부재를 경유하여 타단이 상기 3개의 지지대의 교차점에 연결되며,
    상기 복수 개의 연결 부재 각각에는 소정 간격으로 복수 개의 마커가 표시되고,
    상기 복수 개의 감지부 각각은, 상기 이동체의 이동에 따른 상기 도르래부의 회전에 의해 상기 연결 부재의 적어도 일부가 권취되면, 감지 대상인 상기 연결 부재에 표시된 마커를 감지하여서 상기 감지 대상인 연결 부재의 움직임을 감지하는
    3차원 마우스.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 3개의 지지대에는,
    상기 복수 개의 감지부 중 어느 1개의 감지부가 각각 구비되는
    3차원 마우스.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 3차원 마우스는,
    상기 이동체와 상기 3개의 지지대의 교차점을 연결시키는 연결 부재를 추가로 포함하고,
    상기 3개의 지지대의 교차점에는,
    상기 추가로 포함된 연결 부재의 움직임을 감지하는 감지부가 구비되는
    3차원 마우스.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어 신호 생성부는,
    상기 추가로 포함된 연결 부재의 움직임을 감지하는 감지부가 감지한 신호를 기초로, 상기 단말 장치의 화면에서의 축소 또는 확대용 제어 신호를 생성하는
    3차원 마우스,
  5. 삭제
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