KR102274780B1 - 발의 6축 움직임에 따른 입력장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발의 8축 움직임을 통해 움직임 패턴신호 또는 선택 신호를 생성하여 제어장치에 다른 입력장치와 별개의 입력신호를 입력할 수 있으므로, 제어장치의 다양한 구동 또는 표시를 할수 있으며, 발의 움직임으로 입력 신호를 생성하게 되므로, 다른 입력장치와 함께 사용될 때 빠른 속도 또는 동시에 명령어를 입력하여 제어장치가 구동 또는 화면을 표시할 수 있는 발의 6축 움직임에 따른 입력장치에 관한 것으로서, 바닥에 지지되는 바닥부; 상기 바닥부의 상측에 형성되어 상부에서 가해지는 압력을 감지하는 다수의 압력센서; 상기 압력센서의 상측에 형성되어 상측에서 가해지는 발의 움직임을 6축 움직임을 감지하는 모션센서; 상기 모션센서의 상측에 형성되어 모션센서가 발에 따라 움직여 지도록 형성되는 발판; 상기 발판의 상측에 형성되어 발의 위치별 답력을 감지하는 답력센서; 상기 압력센서, 모션센서 및 답력센서와 연결되어 감지되는 감지값을 통해 발의 움직임을 산출하며, 산출된 발의 움직임을 외부의 제어장치로 전송하는 제어부 및 상기 제어부에 연결되어 제어장치로 제어부의 발의 움직임을 유무선 통신을 통해 전송하는 통신부를 포함하며, 상기 답력센서에서 감지되는 발의 위치별 답력에 따른 감지값과, 모션센서를 통해 감지되는 발의 동작에 따른 감지값 및 압력센서 감지되는 모션센서에 가해지는 압력을 통해 발의 움직임 패턴을 제어부에서 산출하여 패턴동작을 하나의 입력 신호값으로 제어장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.

Description

발의 6축 움직임에 따른 입력장치{Input device according to six axis movement of foot}
본 발명은 발의 6축 움직임에 따른 입력장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발의 8축 움직임을 통해 움직임 패턴신호 또는 선택 신호를 생성하여 제어장치에 다른 입력장치와 별개의 입력신호를 입력할 수 있으므로, 제어장치의 다양한 구동 또는 표시를 할수 있으며, 발의 움직임으로 입력 신호를 생성하게 되므로, 다른 입력장치와 함께 사용될 때 빠른 속도 또는 동시에 명령어를 입력하여 제어장치가 구동 또는 화면을 표시 할 수 있는 발의 6축 움직임에 따른 입력장치에 관한 것이다.
컴퓨터, 인터넷 텔레비전과 같은 인터넷 접속이 가능한 정보기기 또는 게임기와 같은 전자 정보 처리 장치의 입력 장치로 가장 널리 사용되는 것으로 키보드와 마우스가 있다. 마우스는 그래픽 유저 인터페이스(GRAPHIC USER INTERFACE) 환경에서 유용하게 사용되는 입력 장치이며, 키보드는 문자 기반 환경에서 유용하게 사용되는 입력 장치이다.
현재 개인용 컴퓨터에서 사용되는 오퍼레이팅 시스템은 전반적으로 그래픽 유저 인터페이스를 기반으로 하여 개발되고 있다.
이러한 오퍼레이팅 시스템에서, 개인용 컴퓨터 사용자들이 가장 많이 사용하는 웹 브라우저 또는 기타응용 프로그램의 선택, 구동 및 제어와 같은 간단한 조작에는 마우스가 편리한 것이 사실이다.
사용자의 편의성 및 조작성의 관점에서, 마우스는 키보드보다 사용이 쉬우며, 초보자도 숙련자 못지 않게 사용할 수 있는 장점이 있다.
그렇지만, 워드 프로세서와 같은 응용 프로그램에서는 여전히 키보드를 사용하여야만 효율적으로 문자 데이터를 입력할 수 있다.
이러한 키보드 사용에 익숙한 사용자는 대소문자의 입력을 위해 쉬프트 키를 문자 키와 함께 누르거나, 캡스 락(CAPS LOCK) 키를 누른 후 다시 문자 키를 입력하는 작업에 부담을 느끼지 않는다. 또한, 일반적인 응용 프로그램에서 제공하는 단축키를 통한 제어 명령을 입력하기 위해 컨트롤(CONTROL) 키나 알트(ALT) 키를 문자 키와 함께 누른 후 문자 입력을 위한 위치로 손을 재위치시키는 일련의 동작을 익숙하게 할 수 있다.
그러나, 키보드 사용에 익숙하지 않은 사용자, 예를 들어, 어린이나 컴퓨터 초보자에게 있어서, 대소문자를 번갈아 입력하는 작업이나 단축키를 입력하는 작업은 매우 어려운 작업이다. 어린이의 경우에, 일반적인 키보드는 어른을 기준으로 제작되어 있기 때문에 어른에 비해 손의 크기가 작은 어린이로서는 “F”를 입력하기 위해 f 키와 우측 쉬프트 키를 동시에 누르기가 쉽지 않다. 또한, 마이크로 소프트 사의 워드 사용 중 문서를 저장하기 위해 s 키와 좌/우측 컨트롤 키를 동시에 누르는 것도 그렇게 쉽지는 않은 문제점이 있다.
이러한 경우는 사용자가 백 스페이스(backspace) 키, 한/영 변환키 또는 펑션(function) 키를 사용하는 경우에도 발생한다. 앞서 언급한 키보드 사용상의 불편함은 컴퓨터 초보자의 경우 에 있어서도 동일한 문제점이 있다.
또한, 초보자나 어린이의 경우, 한국어 입력 시 자주 사용되는 ㄲ, ㄸ, ㅃ, ㅆ 등과 같은 자음들의 입력을 위해 수시로 손의 위치가 변경되고, 다시 원위치로 돌아오는데 걸리는 시간으로 인해 입력 속도가 능숙한 사용자에 비해 현저히 떨어진다. 그리고 이로 인한 오탈자 발생율도 능숙한 사용자에 비해 현저히 증가하는 문제점이 있다.
컴퓨터 사용에 익숙한 사용자의 경우에도, 장시간 키보드 사용시 신체의 특정 부위, 예를 들어 손목, 어깨, 손가락 등에 무리가 오는 경우가 종종 있는 문제점이 있다.
선행특허는 손을 이용하여 데이터를 입력하는 기존 키보드 사용에 익숙하지 않은 사용자가 손 및 발을 동시에 사용하여 편리하게 데이터를 입력할 수 있는 발 조작 입력 장치 및 입력 처리 방법이 기재되어 있다.
그러나, 선행특허는 발판으로 이루어지는 입력장치에 형성되는 버튼을 발로 누름으로서 지정된 입력값이 입력되도록 하므로, 지정된 입력값 외에는 사용자가 직접 명령어를 선택 또는 입력하여 사용하기 어려우며, 설정되는 입력값 외의 버튼 설정이 불가능한 문제점이 있다.
또한, 한정되는 입력 스위치로 인해 다양한 입력이 불가능한 문제점이 있다.
선행특허 : 한국 등록특허공보 제10-0452796호(2004.10.05.)
본 발명은 발의 8축 움직임을 통해 움직임 패턴신호 또는 선택 신호를 생성하여 제어장치에 다른 입력장치와 별개의 입력신호를 입력할 수 있으므로, 제어장치의 다양한 구동 또는 표시를 할수 있으며, 발의 움직임으로 입력 신호를 생성하게 되므로, 다른 입력장치와 함께 사용될 때 빠른 속도 또는 동시에 명령어를 입력하여 제어장치가 구동 또는 화면을 표시할 수 있는 발의 6축 움직임에 따른 입력장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 발의 6축 움직임에 따른 입력장치는, 바닥에 지지되는 바닥부; 상기 바닥부의 상측에 형성되어 상부에서 가해지는 압력을 감지하는 다수의 압력센서; 상기 압력센서의 상측에 형성되어 상측에서 가해지는 발의 움직임을 6축 움직임을 감지하는 모션센서; 상기 모션센서의 상측에 형성되어 모션센서가 발에 따라 움직여 지도록 형성되는 발판; 상기 발판의 상측에 형성되어 발의 위치별 답력을 감지하는 답력센서; 상기 압력센서, 모션센서 및 답력센서와 연결되어 감지되는 감지값을 통해 발의 움직임을 산출하며, 산출된 발의 움직임을 외부의 제어장치로 전송하는 제어부 및 상기 제어부에 연결되어 제어장치로 제어부의 발의 움직임을 유무선 통신을 통해 전송하는 통신부를 포함하며, 상기 답력센서에서 감지되는 발의 위치별 답력에 따른 감지값과, 모션센서를 통해 감지되는 발의 동작에 따른 감지값 및 압력센서 감지되는 모션센서에 가해지는 압력을 통해 발의 움직임 패턴을 제어부에서 산출하여 패턴동작을 하나의 입력 신호값으로 제어장치로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 압력센서는 모션센서가 가압되며 눌려지는 압력을 감지하여 제어부에서 모션센서의 감지값과 비교하고, 제어부에서 모션센서의 감지값이 정확한지 여부를 확인하고, 압력 감지값에 따른 압력 강도 변화를 감지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 압력센서 및 답력센서는 피에조 센서 또는 감압센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 모션센서와 압력센서는 발의 움직임에 따른 압력으로 변화되는 감지값을 제어부로 전송하고, 답력센서는 발의 부위 움직임 및 발을 딛는 위치에 따른 감지값을 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 모션센서는 다수의 유압식 또는 공압식 실린더 형상으로 형성되어 발의 압력에 따라 변화되는 압력의 강도를 감지하여 제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 발의 8축 움직임을 통해 움직임 패턴신호 또는 선택 신호를 생성하여 제어장치에 다른 입력장치와 별개의 입력신호를 입력할 수 있으므로, 제어장치의 다양한 구동 또는 표시를 할수 있는 효과가 있다.
또한, 발의 움직임으로 입력 신호를 생성하게 되므로, 다른 입력장치와 함께 사용될 때 빠른 속도 또는 동시에 명령어를 입력하여 제어장치가 구동 또는 화면을 표시 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발의 6축 움직임에 따른 입력장치의 전체 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 발의 6축 움직임에 따른 입력장치의 구성을 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 발의 6축 움직임에 따른 입력장치의 사시도면이다.
이하 본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 도면을 참고하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 하나의 발명을 설명하기 위한 것으로서 권리범위는 예시된 실시예에 한정되지 아니하고, 예시된 도면은 발명의 명확성을 위하여 핵심적인 내용만 확대 도시하고 부수적인 것을 생략하였으므로 도면에 한정하여 해석하여서는 아니 된다.
본 발명은 바닥에 지지되는 바닥부(1); 상기 바닥부(1)의 상측에 형성되어 상부에서 가해지는 압력을 감지하는 다수의 압력센서(10); 상기 압력센서(10)의 상측에 형성되어 상측에서 가해지는 발의 움직임을 6축 움직임을 감지하는 모션센서(20); 상기 모션센서(20)의 상측에 형성되어 모션센서(20)가 발에 따라 움직여 지도록 형성되는 발판(2); 상기 발판(2)의 상측에 형성되어 발의 위치별 답력을 감지하는 답력센서(30); 상기 압력센서(10), 모션센서(20) 및 답력센서(30)와 연결되어 감지되는 감지값을 통해 발의 움직임을 산출하며, 산출된 발의 움직임을 외부의 제어장치(60)로 전송하는 제어부(40) 및 상기 제어부(40)에 연결되어 제어장치(60)로 제어부(40)의 발의 움직임을 유무선 통신을 통해 전송하는 통신부(50)를 포함하며, 상기 답력센서(30)에서 감지되는 발의 위치별 답력에 따른 감지값과, 모션센서(20)를 통해 감지되는 발의 동작에 따른 감지값 및 압력센서(10) 감지되는 모션센서(20)에 가해지는 압력을 통해 발의 움직임 패턴을 제어부(40)에서 산출하여 패턴동작을 하나의 입력 신호값으로 제어장치(60)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 압력센서(10)는 모션센서(20)가 가압되며 눌려지는 압력을 감지하여 제어부(40)에서 모션센서(20)의 감지값과 비교하고, 제어부(40)에서 모션센서(20)의 감지값이 정확한지 여부를 확인하고, 압력 감지값에 따른 압력 강도 변화를 감지할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
상기 압력센서(10) 및 답력센서(30)는 피에조 센서 또는 감압센서로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 모션센서(20)와 압력센서(10)는 발의 움직임에 따른 압력으로 변화되는 감지값을 제어부(40)로 전송하고, 답력센서(30)는 발의 부위 움직임 및 발을 딛는 위치에 따른 감지값을 제어부(40)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
상기 모션센서(20)는 다수의 유압식 또는 공압식 실린더 형상으로 형성되어 발의 압력에 따라 변화되는 압력의 강도를 감지하여 제어부(40)로 전송하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 발의 6축 움직임에 따른 입력장치의 전체 구성을 나타낸 도면으로서, 바닥에 지지되는 바닥부(1), 바닥부(1)의 상측에 형성되어 상부에서 가해지는 압력을 감지하는 다수의 압력센서(10), 압력센서(10)의 상측에 형성되어 상측에서 가해지는 발의 움직임을 6축 움직임을 감지하는 모션센서(20), 모션센서(20)의 상측에 형성되어 모션센서(20)가 발에 따라 움직여 지도록 형성되는 발판(2), 발판(2)의 상측에 형성되어 발의 위치별 답력을 감지하는 답력센서(30), 압력센서(10), 모션센서(20) 및 답력센서(30)와 연결되어 감지되는 감지값을 통해 발의 움직임을 산출하며, 산출된 발의 움직임을 외부의 제어장치(60)로 전송하는 제어부(40) 및 제어부(40)에 연결되어 제어장치(60)로 제어부(40)의 발의 움직임을 유무선 통신을 통해 전송하는 통신부(50)를 포함한다.
도 2는 본 발명에 따른 발의 6축 움직임에 따른 입력장치의 구성을 나타낸 정면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 발의 6축 움직임에 따른 입력장치의 사시도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 바닥부(1)는 판 형상으로 형성되어 바닥에 지지되도록 형성되고, 바닥과 고정될 수 있도록 흡착 또는 볼트 형태의 고정체가 구비된다.
상기 바닥부(1)의 상측에는 압력센서(10)가 다수 구비되어 모션센서(20)를 통해 가해지는 압력을 감지하여 제어부(40)로 전송하게 된다.
상기 압력센서(10)의 감지값은 모션센서(20)에서 감지되는 감지값에 대한 정확도 및 보정값으로 이용하게 된다.
상기 압력센서(10)는 압력을 전압으로 발생시키는 피에조 센서 또는 압력의 세기에 따라 변화되는 전압을 감지하는 감압센서로 이루어질 수 있다.
이러한 상기 압력센서(10)는 모션센서(20)가 가압되며 눌려지는 압력을 감지하여 제어부(40)에서 모션센서(20)의 감지값과 비교하고, 제어부(40)에서 모션센서(20)의 감지값이 정확한지 여부를 확인하고, 압력 감지값에 따른 압력 강도 변화를 감지할 수 있도록 한다.
상기 압력센서(10)의 상측에는 모션센서(20)가 결합되고, 이를 위해 연결체(3)가 형성되며, 이러한 연결체(3)는 모션센서(20)가 압력센서(10) 상측에서 전, 후, 좌, 우 방향으로 움직여지도록 볼 조인트 형상으로 이루어질 수 있다.
상기 연결체(3)는 볼 조인트 형태 외에도 모션센서(20)가 전, 후, 좌, 우 방향으로 움직일 수 있는 구조로 형성될 수 있다.
상기 모션센서(20)는 다수의 유압식 또는 공압식 실린더 형상으로 형성되어 발의 압력에 따라 변화되는 압력의 강도를 감지하여 제어부(40)로 전송하도록 한다.
상기 모션센서(20)는 압력센서(10)의 상측에 연결체(3)를 통해 결합되며, 정사각형 형상으로 배치되며 각 면에 두개 이상이 설치되어 발판(2)과 연결된다.
이때, 상기 모션센서(20)는 바닥부(1)의 각 면에 구비되는 모션센서(20)가 발판(2)측으로 점차 좁혀지는 대각선 형상으로 구성되어 발판(2)의 전, 후, 좌, 우, 대각선 또는 회전 운동을 감지할 수 있도록 한다.
상기 모션센서(20)는 내부의 공기 또는 유체의 압력을 감지하여 발의 움직임을 감지하도록 한다.
상기 모션센서(20)의 상측에는 연결체(3)가 형성되어 발판(2)의 하측에 연결되는 모션센서(20)가 전, 후, 좌, 우 및 대각선 방향으로 움직일 수 있도록 한다.
상기 발판(2)은 모션센서(20)의 상측에 형성되어 한 면에 모션센서(20)가 바닥부(1)의 위치와 대응되도록 연결되어 모션센서(20)의 복귀력으로 발판(2)의 위치가 복귀되도록 한다.
상기 발판(2)은 원판 또는 다각판의 형상으로 형성되어 발이 가하는 압력으로 모션센서(20)가 임직이도록 한다.
상기 발판(2)의 상측에는 답력센서(30)가 발판(2) 상측 전면에 다수 형성되어 발의 위치 또는 발의 부위별 압력을 감지하여 제어부(40)로 전송하게 된다.
상기 답력센서(30)는 압력을 전압으로 발생시키는 피에조 센서 또는 압력의 세기에 따라 변화되는 전압을 감지하는 감압센서로 이루어질 수 있다.
상기 제어부(40)는 압력센서(10), 모션센서(20) 및 답력센서(30)와 연결되어 감지되는 감지값을 통해 발의 움직임을 산출하며, 산출된 발의 움직임을 외부의 제어장치(60)로 전송하게 된다.
이러한 상기 제어부(40)에는 통신부(50)가 연결되어 유선 또는 무선통신을 통해 제어장치(60)와 연겨되어 제어부(40)에서 산출되는 발의 움직임 패턴을 제어장치(60)로 전송하게 된다.
상기 제어부(40)는 모션센서(20)와 압력센서(10)에서 감지되는 발의 움직임에 따른 압력으로 변화되는 감지값을 통해 발의 6축 움직임인 상,하.좌,우,전,후 및 회전의 움직임을 감지하여 움직임 패턴 신호로 형성하고, 답력센서(30)에서 감지되는 발의 위치 또는 발의 부위별 압력을 통해 선택 입력 신호로 형성하여 제어장치(60)로 전송하여 제어장치(60)에서 패턴입력 또는 선택입력 신호를 통해 명령어를 지정하거나 지정되는 명령어를 실행할 수 있도록 한다.
이때, 상기 패턴입력 또는 선택입력 신호는 각각 사용될 수 있고, 복합적으로 형성되어 제어장치(60)에서 하나의 명령어 입력으로 인식하도록 할 수 있으며, 다른 입력장치인 키보드, 마우스, 조이스틱, 터치패널, VR 안경 등의 일반적인 입력장치와 별개로 제어장치(60)에 명령어 신호를 입력할 수 있다.
이와 같이 이루어지는 본 발명은 발의 8축 움직임을 통해 움직임 패턴신호 또는 선택 신호를 생성하여 제어장치에 다른 입력장치와 별개의 입력신호를 입력할 수 있으므로, 제어장치의 다양한 구동 또는 표시를 할수 있는 효과가 있다.
또한, 발의 움직임으로 입력 신호를 생성하게 되므로, 다른 입력장치와 함께 사용될 때 빠른 속도 또는 동시에 명령어를 입력하여 제어장치가 구동 또는 화면을 표시 할 수 있는 효과가 있다.
상기와 같은 발의 6축 움직임에 따른 입력장치은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.
1 : 바닥부 2 : 발판
3 : 연결체
10 : 압력센서 20 : 모션센서
30 : 답력센서 40 : 제어부
50 : 통신부 60 : 제어장치

Claims (5)

  1. 바닥에 지지되는 바닥부(1);
    상기 바닥부(1)의 상측에 형성되어 상부에서 가해지는 압력을 감지하는 다수의 압력센서(10);
    상기 압력센서(10)의 상측에 형성되어 상측에서 가해지는 발의 움직임을 6축 움직임을 감지하는 모션센서(20);
    상기 모션센서(20)의 상측에 형성되어 모션센서(20)가 발에 따라 움직여 지도록 형성되는 발판(2);
    상기 발판(2)의 상측에 형성되어 발의 위치별 답력을 감지하는 답력센서(30);
    상기 압력센서(10), 모션센서(20) 및 답력센서(30)와 연결되어 감지되는 감지값을 통해 발의 움직임을 산출하며, 산출된 발의 움직임을 외부의 제어장치(60)로 전송하는 제어부(40) 및
    상기 제어부(40)에 연결되어 제어장치(60)로 제어부(40)의 발의 움직임을 유무선 통신을 통해 전송하는 통신부(50)를 포함하며,
    상기 답력센서(30)에서 감지되는 발의 위치별 답력에 따른 감지값과, 모션센서(20)를 통해 감지되는 발의 동작에 따른 감지값 및 압력센서(10) 감지되는 모션센서(20)에 가해지는 압력을 통해 발의 움직임 패턴을 제어부(40)에서 산출하여 패턴동작을 하나의 입력 신호값으로 제어장치(60)로 전송하며;
    상기 압력센서(10)는 모션센서(20)가 가압되며 눌려지는 압력을 감지하여 제어부(40)에서 모션센서(20)의 감지값과 비교하고, 제어부(40)에서 모션센서(20)의 감지값이 정확한지 여부를 확인하고, 압력 감지값에 따른 압력 강도 변화를 감지할 수 있도록 하며;
    상기 모션센서(20)와 압력센서(10)는 발의 움직임에 따른 압력으로 변화되는 감지값을 제어부(40)로 전송하고, 답력센서(30)는 발의 부위 움직임 및 발을 딛는 위치에 따른 감지값을 제어부(40)로 전송하며;
    상기 모션센서(20)는 다수의 유압식 또는 공압식 실린더 형상으로 형성되어 발의 압력에 따라 변화되는 압력의 강도를 감지하여 제어부(40)로 전송하도록; 이루어 진 것을 특징으로 하는 발의 6축 움직임에 따른 입력장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 압력센서(10) 및 답력센서(30)는 피에조 센서 또는 감압센서로 이루어지는 것을 특징으로 하는 발의 6축 움직임에 따른 입력장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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