KR102404776B1 - 웨어러블 전자 장치의 사용자 입력 확인 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

직접적인 접촉없이 사용자 입력을 처리할 수 있는 전자 장치가 개시된다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 전자장치는 일 단부가 각각 사용자의 신체에 접촉되어 상기 사용자의 신체와 전기적으로 연결되는 복수의 접촉 전극과, 상기 복수의 접촉 전극과 상기 사용자의 신체를 통해 전기적으로 연결되며, 미리 정해진 임피던스 값을 구비하는 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스와, 상기 복수의 접촉 전극의 타 단에 각각 연결되고, 상기 복수의 접촉 전극, 상기 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스, 및 상기 사용자의 신체를 통해 회로를 형성하고, 상기 회로의 임피던스 특성에 대응되는 사용자 입력을 확인하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.

Description

웨어러블 전자 장치의 사용자 입력 확인 장치 및 방법{APPARATUS FOR DETERMINING USER INPUT OF WEARABLE ELECTRONIC DEVICE AND METHOD FOR THE SAME}
본 개시는 웨어러블 전자 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 웨어러블 전자 장치에서 사용자 입력을 검출하는 장치 및 방법에 대한 것이다.
전자장치를 제어를 위한 사용자 인터페이스로서 정전용량식 터치 센서를 사용하는 방법이 널리 사용되고 있다. 전자장치에 구비된 정전용량식 터치 센서를 사용하여 전자장치를 제어하기 위해서는 사용자가 전자장치의 터치 센서를 직접 접촉 해야하는 불편함을 초래할 수 있다.
특히, 사용자가 신체에 착용하는 웨어러블 글라스 디바이스에 터치 센서가 구비되는 경우, 사용자가 디바이스에 구비된 터치 센서를 터치함으로써, 디바이스에 충격이 발생될 수 있다. 이로 인해, 웨어러블 글라스 디바이스에 움직임이 발생될 수 있으며, 사용자의 시야가 방해되는 문제가 발생된다.
한편, 장치의 기능 제어를 위한 사용자 명령이 일반적으로 터치 횟수, 터치 위치, 쓸기(swipe)로 대응되는데, 그 상호 대응 관계의 직관성이 부족해 사용자 입장에서는 암기에 어려움을 겪거나 무의식적으로 오 입력 할 여지가 있다.
웨어러블 글라스 디바이스가 터치 센서를 구비하지 않고 비 접촉식으로 사용자 입력을 확인하는 장치의 기술을 개발하고 있으나, 사용자 입력의 정확한 검출이 어렵거나, 검출할 수 있는 사용자 입력이 제한적이라는 한계가 있다.
본 개시는 전술한 점을 고려하여 안출된 것으로써, 사용자가 전자장치를 접촉하지 않더라도, 사용자 입력을 정확하게 검출할 수 있는 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 개시는 사용자가 사용자의 신체를 이용하여 다양한 사용자 입력을 설정할 수 있는 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한, 본 개시는 사용자가 신체를 이용하여 자기 수용 감각을 활용하거나, 사용자 개인별 편의성을 반영하여 사용자 입력을 다양하게 설정할 수 있는 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.
본 개시에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 양상에 따른 전자장치에 따르면, 일 단부가 각각 사용자의 신체에 접촉되어 상기 사용자의 신체와 전기적으로 연결되는 복수의 접촉 전극과, 상기 복수의 접촉 전극과 상기 사용자의 신체를 통해 전기적으로 연결되며, 미리 정해진 임피던스 값을 구비하는 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스와, 상기 복수의 접촉 전극의 타 단에 각각 연결되고, 상기 복수의 접촉 전극, 상기 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스, 및 상기 사용자의 신체를 통해 회로를 형성하고, 상기 회로의 임피던스 특성에 대응되는 사용자 입력을 확인하는 신호 처리부를 포함할 수 있다.
본 개시의 다른 양상에 따른 전자장치의 신호 처리 방법은 미리 정해진 신호를 생성하는 단계와, 상기 미리 정해진 신호를 복수의 접촉 전극, 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스, 및 상기 사용자의 신체를 통해 형성되는 회로에 출력하는 단계와, 상기 회로에 구비되는 임피던스 특성이 반영된 신호를 검출하는 단계와, 상기 검출된 신호의 특성에 대응되는 사용자 입력을 검출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 개시에 대하여 위에서 간략하게 요약된 특징들은 후술하는 본 개시의 상세한 설명의 예시적인 양상일 뿐이며, 본 개시의 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 개시에 따르면, 사용자가 전자장치를 접촉하지 않더라도, 다양한 사용자 입력을 정확하게 검출할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 사용자가 사용자의 신체를 이용하여 다양한 사용자 입력을 설정할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 사용자가 신체를 이용하여 자기 수용 감각을 활용하여 사용자 입력이 설정되므로, 사용자가 보다 직관적으로 전자장치를 제어할 수 있는 환경을 제공할 수 있다.
또한, 사용자 개인별 편의성을 반영하여 사용자 입력을 다양하게 설정할 수 있으므로, 개인별 사용자 편의성을 높일 수 있고, 전자장치의 활용성을 높일 수 있다. 본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 도시하는 블록도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신체 접촉 인터페이스의 상세 구성을 도시하는 도면이다.
도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신체 접촉 인터페이스의 배치를 나타내는 일 예시도이고, 도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신체 접촉 인터페이스의 배치를 나타내는 다른 예시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신호처리부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다.
도 5은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 사용자 입력 설정 방법을 예시하는 흐름도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 사용자 입력 검출 방법을 예시하는 흐름도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나, 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
본 개시의 실시 예를 설명함에 있어서 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 그리고, 도면에서 본 개시에 대한 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
본 개시에 있어서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소와 "연결", "결합" 또는 "접속"되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결관계뿐만 아니라, 그 중간에 또 다른 구성요소가 존재하는 간접적인 연결관계도 포함할 수 있다. 또한 어떤 구성요소가 다른 구성요소를 "포함한다" 또는 "가진다"고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 또 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 개시에 있어서, 제1, 제2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용되며, 특별히 언급되지 않는 한 구성요소들간의 순서 또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 따라서, 본 개시의 범위 내에서 일 실시 예에서의 제1 구성요소는 다른 실시 예에서 제2 구성요소라고 칭할 수도 있고, 마찬가지로 일 실시 예에서의 제2 구성요소를 다른 실시 예에서 제1 구성요소라고 칭할 수도 있다.
본 개시에 있어서, 서로 구별되는 구성요소들은 각각의 특징을 명확하게 설명하기 위함이며, 구성요소들이 반드시 분리되는 것을 의미하지는 않는다. 즉, 복수의 구성요소가 통합되어 하나의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있고, 하나의 구성요소가 분산되어 복수의 하드웨어 또는 소프트웨어 단위로 이루어질 수도 있다. 따라서, 별도로 언급하지 않더라도 이와 같이 통합된 또는 분산된 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
본 개시에 있어서, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들이 반드시 필수적인 구성요소들은 의미하는 것은 아니며, 일부는 선택적인 구성요소일 수 있다. 따라서, 일 실시 예에서 설명하는 구성요소들의 부분집합으로 구성되는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다. 또한, 다양한 실시 예에서 설명하는 구성요소들에 추가적으로 다른 구성요소를 포함하는 실시 예도 본 개시의 범위에 포함된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 실시 예들에 대해서 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스를 도시하는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 접촉 전극(110), 신체 접촉 인터페이스(120), 및 신호 처리부(130)를 포함할 수 있다.
접촉 전극(110)은 웨어러블 디바이스(100)를 착용한 상태에서 신체와 접촉할 수 있는 위치에 구비될 수 있다. 접촉 전극(110)은 적어도 2개의 전극(111, 112)을 구비할 수 있으며, 적어도 하나의 전극(111)은 신호 처리부(130)에 구비되는 접지단과 연결될 수 있으며, 적어도 하나의 전극(112)은 신호 처리부(130)에서 신호를 출력하는 회로단에 연결될 수 있다.
신체 접촉 인터페이스(120)는 사용자의 신체의 일 영역에 장착 또는 부착될 수 있으며, 전원을 필요로 하지 않는 수동형 센서일 수 있다.
접촉 전극(110)에 구비된 적어도 2개의 전극(111, 112)은 사용자의 신체와 신호 처리부(130)에 전기적으로 연결되고, 신체 접촉 인터페이스(120)는 사용자의 신체와 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 신호 처리부(130), 접촉 전극(110), 신체 접촉 인터페이스(120), 사용자의 신체는 전기적으로 연결되며, 회로를 형성할 수 있다.
전술한 신호 처리부(130), 접촉 전극(110), 신체 접촉 인터페이스(120), 사용자의 신체의 전기적 연결로 인해, 2개의 전극(111, 112) 사이의 제1임피던스(141), 제2전극(112)과 신체 접촉 인터페이스(120) 사이의 제2임피던스(142), 제1전극과 신체 접촉 인터페이스(120) 사이의 제3임피던스(143), 및 신체 접촉 인터페이스(120) 자체의 제4임피던스(144)가 형성될 수 있다.
신호 처리부(130)는 소정의 전기신호를 생성하여 상기 회로에 공급하고, 상기 회로에서 검출되는 신호를 검출할 수 있다. 상기 회로 상에서 신체는 전기신호를 전달하는 객체로서 사용되는데, 신체의 움직임이나, 접촉에 의해 상기 폐 루프 상에서 검출되는 신호(예를 들어, 임피던스 값, 또는 임피던스 값의 변화량)에 변화가 발생될 수 있다. 따라서, 신호 처리부(130)는 상기 회로 상에서 검출되는 신호(예를 들어, 임피던스 값, 또는 임피던스 값의 변화량)를 측정하고, 측정된 신호에 대응되는 사용자 입력(예, 터치 영역, 제스처 입력)을 결정할 수 있다.
신호 처리부(130)는 측정된 신호에 대응되는 사용자 입력(예, 터치 영역, 제스처 입력)을 확인하고, 사용자 입력에 대응되는 동작을 처리할 수 있다. 예를 들어, 상기 사용자 입력에 대응되는 동작은 디바이스의 음량을 조절하는 동작, 디바이스의 밝기를 조절하는 동작 등을 포함할 수 있다. 나아가, 상기 사용자 입력에 대응되는 동작은 웨어러블 디바이스를 설계 및 제조하는 자에 의해 미리 설정되거나, 사용자에 의해 다양하게 설정될 수 있다.
나아가, 웨어러블 디바이스는 다른 디바이스(예, 휴대용 단말, 퍼스널 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터)와 유무선으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 신호 처리부(130)는 상기 다른 디바이스를 제어하기 위한 신호를 생성하고, 생성된 신호를 유무선 통신을 통해 상기 다른 디바이스로 제공할 수 있다. 예를 들어 상기 다른 디바이스를 제어하기 위한 신호는 상기 사용자 입력을 지시하는 신호(예, 제1영역을 터치하는 신호, 제1영역을 제1방향으로 드레그하는 입력, 제1영역을 제2방향으로 드레그하는 입역, 제1영역을 연속으로 두번 터치하는 입력 등), 또는 상기 디른 디비이스의 동작을 지시하는 신호(예, 디바이스의 볼륨을 높이는 동작, 디바이스의 볼륨을 낮추는 동작, 디바이스의 화면을 밝게 하는 동작, 디바이스의 화면을 어둡게 하는 동작 등)를 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에서 신체 접촉 인터페이스(120)가 신체에 장착 또는 부착되는 것을 예시하였으나, 본 개시가 이를 한정하는 것은 아니다. 본 개시의 일 실시예에서 신체 접촉 인터페이스(120)는 신체에 부착되지 않더라도, 일 단부가 신체에 접촉될 수 있으면 충분하다. 예를 들어, 신체 접촉 인터페이스(120)는 신체에 접촉이 일어나는 착용형 기구나 액세서리 형태로 구성할 수도 있다. 예를 들어, 통상적으로 사용되는 안경, 시계, 반지, 팔지, 귀 걸이 등에서 사용자의 신체 영역에 접촉되는 부분에 신체 접촉 인터페이스(120)가 구비되거나, 부착될 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신체 접촉 인터페이스의 상세 구성을 도시하는 도면이다.
도 2를 참조하면, 신체 접촉 인터페이스(120)는 도전성 재료를 구비하여 전기전도가 가능하게 구성될 수 있다. 신체 접촉 인터페이스(120)는, 소정거리 이격되어 배치된 적어도 한 쌍의 전극판, 예컨대, 제1 및 제2전극판(121, 122)과, 상기 제1 및 제2전극판(121, 122) 사이의 형성된 공간상에 구비되어 소정의 임피던스 값을 갖는 변화부(123)와, 신체 접촉 인터페이스를 사용자의 신체에 부착시켜 고정하는 부착부재(125)를 포함할 수 있다.
전술한 구조에서 신체 접촉 인터페이스(120)가 사용자의 신체에 부착 또는 고정됨에 따라, 제2전극판(122)은 신체에 부착 또는 고정되는 영역에 위치될 수 있고, 제1전극판(121)은 외부에 전자기적으로 노출되는 영역에 위치될 될 수 있다.
사용자의 신체의 일부(예, 손가락)가 제1전극판(121)(또는 제1전극판(121)에 근접한 영역)을 전자기적으로 접촉하면, 사용자의 신체의 일부(예, 손가락)는 제1전극판(121), 변화부(123), 및 제2전극판(122)을 통해 상기 제2전극판(122)이 부착 또는 고정된 신체 영역에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 변화부(123)의 임피던스 값에 기초하여, 웨어러블 디바이스에 구비되어 신체에 접촉되는 접촉전극들(110) 사이의 형성되는 임피던스 값에 변화가 발생되므로, 신호 처리부(130)에서 제공한 신호에 변형이 발생될 수 있다.
이와 같이, 신체 접촉 인터페이스(120)를 사용자의 신체에 부착함으로써, 사용자의 신체의 일부(예, 손가락)가 접촉되는 영역을 다양하게 검출할 수 있다.
나아가, 변화부(123)의 임피던스 값은 변화부(123)에 구비되는 재질 또는 구성 방식에 따라 다양하게 변경할 수 있다. 예컨대, 변화부(123)의 임피던스 값은 저항, 캐피시터, 인덕터 소자를 직/병렬 형태로 다양하게 조합하여 임피던스 값을 설정할 수 있다. 또는 신체 부착에 용이하고 유연한 저항성, 용량성 박막 소재의 조합과 층 구조를 다양하게 변화시켜 다양한 임피던스 값을 갖는 변화부(123)를 구성할 수 있다.
이와 같이, 변화부(123)의 임피던스 값을 다양하게 설정하고, 이를 사용자의 신체의 일부에 부착함으로써, 신호 처리부(130)는 사용자의 신체의 일부(예, 손가락)가 접촉되는 영역을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
부착부재(125)는 적어도 제2전극판(122)이 사용자의 신체에 밀착되어 고정될 수 있는 소재를 구비할 수 있다. 부착부재(125)는 제2전극판(122)과 변화부(123) 사이에 구비되거나, 제1전극판(121)의 상단에 구비될 수 있다.
도 3a는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신체 접촉 인터페이스의 배치를 나타내는 일 예시도이고, 도 3b는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신체 접촉 인터페이스의 배치를 나타내는 다른 예시도이다.
우선, 도 3a를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 신체 접촉 인터페이스(310)는 복수의 신체 접촉 인터페이스(311, 312, 313, 314)를 구비할 수 있다. 복수의 신체 접촉 인터페이스(311, 312, 313, 314)는 사용자 신체의 다양한 영역(321, 322, 323, 324)에 부착될 수 있다. 사용자의 신체는 전기를 전도하는 개체로서 역할을 하며, 복수의 신체 접촉 인터페이스(311, 312, 313, 314)는 웨어러블 디바이스에 구비된 접촉전극을 통해 신호 처리부와 전기적으로 연결될 수 있다.
바람직하게, 복수의 신체 접촉 인터페이스(311, 312, 313, 314)는 서로 다른 임피던스 값을 구비할 수 있다. 이로써, 웨어러블 디바이스는 사용자의 신체의 일부(예, 손가락)가 접촉되는 영역을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 개시의 다른 실시예에 따른 신체 접촉 인터페이스(350)는 복수의 신체 접촉 인터페이스(351, 352, 353, 354)를 구비할 수 있으며, 복수의 신체 접촉 인터페이스(351, 352, 353, 354)는 사용자 신체의 일 영역(361)에 부착될 수 있다. 마찬가지로, 사용자의 신체는 전기를 전도하는 개체로서 역할을 하며, 복수의 신체 접촉 인터페이스(351, 352, 353, 314)는 웨어러블 디바이스에 구비된 접촉전극을 통해 신호 처리부와 전기적으로 연결될 수 있다.
바람직하게, 복수의 신체 접촉 인터페이스(351, 352, 353, 354)는 서로 다른 임피던스 값을 구비할 수 있다. 이로써, 웨어러블 디바이스는 사용자의 신체의 일부(예, 손가락)의 접촉에 의한 제스처 입력(예, 드래그 입력 등)(370)을 검출할 수 있으며, 나아가 제스처 입력의 방향 등을 정확하게 검출할 수도 있다.
다른 예로서, 전술한 일 실시예에 따른 신체 접촉 인터페이스(310)와, 다른 예에 따른 신체 접촉 인터페이스(350)를 복합적으로 구비할 수 있다. 예를 들어, 사용자 신체의 다양하게 구분된 영역(321, 322, 323, 324)(도 3a 참조)의 각각에 복수의 신체 접촉 인터페이스(311, 312, 313, 314)를 대신하여, 복수의 신체 접촉 인터페이스(351, 352, 353, 354)(도 3b 참조)를 구비할 수 있다.
이와 같이, 전술한 일 실시예에 따른 신체 접촉 인터페이스(310)와, 다른 예에 따른 신체 접촉 인터페이스(350)를 복합적으로 구비하여 사용자가 원하는 다양한 부위에서 신체를 이용한 터치 제스처의 입력을 구현할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에 구비되는 신호처리부의 상세 구성을 도시하는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 신호 처리부(400)는 신호 생성부(410), 신호 검출부(420), 사용자 입력 확인부(430), 및 사용자 입력 처리부(440)를 포함할 수 있다.
신호 생성부(410)는 임의로 선정된 다수의 고정 주파수 성분 신호들을 혼합해 출력하고, 신호 검출부(420)는 회로 내에서 검출되는 신호를 시간 및 주파수 영역(frequency domain) 분석을 통해 각 고정 주파수 신호의 진폭 및 위상의 왜곡을 확인할 수 있다.
신호 생성부(410)는 다수의 고정 주파수 성분을 혼합한 신호를 생성하기 위하여, 다수의 고정 주파수 성분을 디지털로 합성한 후 고속 DAC(Digital Analog Converter)를 사용하여 변환할 수 있다.
다른 예로서, 신호 생성부(410)는 다수의 고정 주파수 아날로그 신호들을 순차적으로 변조함으로써, 주파수 성분을 혼합한 신호를 생성할 수 있다.
신호 검출부(420)는 각 고정 주파수 신호의 진폭 및 위상 분석은, ADC(Analog Digital Converter)를 통해 디지털 값으로 변환한 뒤 STFFT(Short Time Fast Fourier Transform), Wavelet 등의 시간-주파수 분석 기법들을 적용하거나, 각 주파수별 아날로그 신호를 이용해 개별 주파수들의 진폭과 위상 변화를 추출한 뒤 이를 디지털화(digitize)하여 사용할 수 있다.
사용자 입력 확인부(430)는 신호 검출부(420)에서 검출된 신호의 특성을 분석하여 해당 특성을 갖는 사용자 입력을 확인할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 확인부(430)는 k-NN(k Nearest Neighbour), SVM(Support Vector Machine), NN(Neural Network), LDA(Linear Discriminant Analysis), Bayes Network 등의 방식을 사용하여, 개별 주파수별 특징(진폭과 위상의 변화)으로부터 사용자 입력을 인식할 수 있다.
나아가, 사용자 입력 확인부(430)는 사용자 신체의 움직임에 대응되는 사용자 입력을 설정하는 동작을 처리할 수 있다. 예를 들어, 사용자 입력 확인부(430)는 사용자 입력을 설정하기 위한 사용자 입력 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자 입력을 설정하기 위한 사용자 입력 인터페이스는 사용자 입력(또는 제스처)를 수행을 표시할 수 있으며, 이에 반응하여 사용자는 신체의 일 영역을 터치하거나 드레그하는 동작을 취할 수 있다. 이에 따라, 사용자 입력 확인부(430)는 사용자가 신체의 일 영역을 터치하거나 드레그하는 동작에 의해 검출되는 신호의 특징(진폭과 위상의 변화)을 검출할 수 있으며, 검출된 신호의 특징(진폭과 위상의 변화)을 사용자 입력에 매칭하여 설정할 수 있다.
사용자 입력 처리부(440)는 사용자 입력에 대응되는 웨어러블 디바이스의 기능을 처리할 수 있다. 상기 사용자 입력에 대응되는 웨어러블 디바이스의 기능은 제조자 또는 사용자에 의해 설정될 수 있다.
이하, 사용자에 의해 사용자 입력에 대응되는 웨어러블 디바이스의 기능을 설정하는 동작에 대해 설명한다.
사용자 입력 처리부(440)는 사용자 입력을 설정하기 위한 사용자 입력 인터페이스를 통해 웨어러블 디바이스에서 처리할 수 있는 기능의 리스트를 제공하고, 사용자로부터 하나를 선택받을 수 있다. 이와 같은, 사용자 입력을 설정하기 위한 사용자 입력 인터페이스의 동작을 통해, 사용자 입력 처리부(440)는 사용자 입력(사용자는 신체의 일 영역을 터치하거나 드레그하는 동작)에 대응되는 웨어러블 글라스 장치의 동작 기능을 설정할 수 있다.
사용자 입력이 발생된 영역과 제스처를 장치의 동작 기능에 대응시키는 방식은 인간의 자기 수용 감각을 활용하여 다양하게 적용될 수 있다. 예컨대, 장치의 동작 기능은 직관적으로 떠오르는 신체 영역과 제스처를 해당 기능에 대응시킴으로써 보다 직관적이고 방해 없는(distraction-free) 사용환경을 제공할 수 있다. 구체적으로, 사용자 입력에 대응되는 웨어러블 디바이스의 동작 기능은 하기의 표 1과 같이 예시될 수 있다.
Figure 112017029541610-pat00001
본 개시의 실시예에서, 사용자 입력에 대응되는 웨어러블 디바이스의 동작 기능을 예시하고 있으나, 본 개시가 이를 한정하는 것은 아니며, 사용자 입력 영역은 인간의 자기 수용 감각으로 자연스럽게 터치할 수 있는 귀, 관자놀이, 눈썹, 뺨, 코 등과 같이 다양하게 변경되어 적용될 수 있음은 물론이다.
한편, 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스는 다른 디바이스(예, 휴대용 단말, 퍼스널 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 태블릿 단말, TV 등)와 연결될 수 있으며, 사용자 입력(또는 사용자 입력에 대응되는 처리 기능)을 사용하여 다른 디바이스의 동작을 제어할 수 있도록 구비될 수 있다. 이를 위해, 신호 처리부(400)는 상기 다른 디바이스와 유무선 통신을 통해 연결할 수 있는 통신부(450)를 포함할 수 있다. 신호 처리부(400)가 통신부를 구비함에 따라, 사용자 입력 처리부(440)는 검출된 사용자 입력이 웨어러블 디바이스의 동작을 제어하기 위한 입력인지 또는 통신부(450)를 통해 연결된 다른 다바이스의 기능을 제어하기 위한 사용자 입력인지를 확인할 수 있다.
검출된 사용자 입력이 다른 다바이스의 기능을 제어하기 위한 사용자 입력일 경우, 사용자 입력 처리부(440)는 검출된 사용자 입력을 지시하는 정보를 통신부(450)를 통해 상기 다른 디바이스에 제공할 수 있다.
다른 예로서, 사용자 입력 처리부(440)는 상기 사용자 입력에 대응되는 처리 기능을 확인하고, 상기 사용자 입력에 대응되는 처리 기능을 지시하는 정보를 통신부(450)를 통해 상기 다른 디바이스에 제공할 수도 있다.
한편, 개인의 신체 특징에 따라 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스에서 측정되는 임피던스 값은 다양하게 나타날 수 있으므로, 웨어러블 디바이스가 생성 및 검출하는 신호가 사용자에 따라 다르게 검출될 수 있으며, 사용자 입력의 인식에 오류가 발생될 수 있다. 따라서, 사용자 각각의 신체에서 나타나는 임피던스 값에 맞게 사용자 입력을 설정함으로써, 웨어러블 디바이스는 사용자 입력을 보다 정확하게 검출할 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 사용자 입력 설정 방법을 예시하는 흐름도이다.
웨어러블 디바이스의 사용자 입력 설정 방법은 전술한 웨어러블 디바이스에 구비된 신호 처리부에 의해 수행될 수 있다.
우선, S501 단계에서, 신호 처리부는 임의로 선정된 다수의 고정 주파수 성분 신호들을 혼합한 기본신호 출력한다.
그리고, S502 단계에서, 신호 처리부는 웨어러블 디바이스에 구비된 접촉전극, 신체 접촉 인터페이스, 신체 등을 통해 형성된 임피던스 성분이 반영된 기본신호를 미리 정해진 시간 동안 수신하여 저장한다. 예를 들어, 신호 처리부는 수신된 신호의 시간 및 주파수 영역(frequency domain) 분석을 처리하여 각 고정 주파수 신호의 진폭 및 위상에 대한 신호 프로파일을 저장할 수 있다.
S502 단계는 사용자 신체의 일 영역(예, 손, 손가락 등)이 다른 영역을 접촉하지 않는 환경에서 처리될 필요가 있다. 따라서, S502 단계에서, 신호 처리부는 웨어러블 디바이스에 구비된 디스플레이 또는 스피커 등을 통해 사용자 신체의 일 영역이 다른 영역은 접촉하지 않는 환경을 유지할 것을 지시하는 메시지(또는 사용자 인터페이스)를 출력할 수 있다.
S503 단계에서, 신호 처리부는 사용자 입력에 대응되는 신호를 미리 정해진 시간 동안 검출 및 저장할 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부는 사용자 입력이 발생되는 미리 정해진 시간 동안 검출되는 신호를 시간 및 주파수 영역(frequency domain) 분석을 통해 각 고정 주파수 신호의 진폭 및 위상의 왜곡 등의 특성을 확인하고, 해당 특성을 상기 사용자 입력에 대응되는 신호 프로파일로 저장할 수 있다.
S503 단계에서, 신호 처리부는 사용자 입력에 대응되는 동작을 사용자가 취할 수 있도록 안내하는 메시지(또는 사용자 인터페이스)를 웨어러블 디바이스에 구비된 디스플레이 또는 스피커 등을 통해 출력할 수 있다.
나아가, 다양한 사용자 입력이 존재할 수 있으며, 다양한 사용자 입력에 대한 신호 프로파일이 모두 검출 및 저장될 때까지 전술한 S503 단계를 반복적으로 진행할 수 있다(S504).
전술한 사용자 입력 설정 방법을 통해 신호 처리부는 적어도 하나의 사용자 입력에 대응되는 신호 프로파일을 저장할 수 있으며, 저장된 신호 프로파일을 사용자 입력을 검출하는데 사용할 수 있다.
이하, 사용자 입력에 대응되는 신호 프로파일을 사용하여 웨어러블 디바이스는 사용자 입력을 검출하는 동작에 대해 설명한다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 웨어러블 디바이스의 사용자 입력 검출 방법을 예시하는 흐름도이다.
웨어러블 디바이스의 사용자 입력 검출 방법은 전술한 웨어러블 디바이스에 구비된 신호 처리부에 의해 수행될 수 있다.
우선, S601 단계에서, 신호 처리부는 임의로 선정된 다수의 고정 주파수 성분 신호들을 혼합한 기본신호 출력한다.
그리고, S602 단계에서, 신호 처리부는 웨어러블 디바이스에 구비된 접촉전극, 신체 접촉 인터페이스, 신체 등을 통해 형성된 임피던스 성분이 반영된 신호를 수신한다.
S603 단계에서, 신호 처리부는 수신되는 신호의 수신된 신호의 시간 및 주파수 영역(frequency domain) 분석을 처리하여 각 고정 주파수 신호의 진폭 및 위상에 대한 신호 프로파일을 검출한다.
S604 단계에서, 신호 처리부는 검출된 신호 프로파일을 기본신호의 프로파일과 비교한다. 검출된 신호 프로파일이 기본신호의 프로파일과 다른 특성을 구비할 경우, 신호 처리부는 S605 단계를 진행한다.
S605 단계에서, 신호 처리부는 상기 검출된 신호 프로파일을 사용자 입력 별로 저장된 신호 프로파일과 비교하여, 일치하는 특성을 갖는 신호 프로파일을 검출하고, 해당되는 사용자 입력을 결정할 수 있다.
S605 단계에서, 신호 처리부는 신호의 유사도를 이용하여 상기 검출된 신호 프로파일에 대응되는 사용자 입력을 결정할 수 있다. 구체적으로, 신호 처리부는 k-NN(k Nearest Neighbour), SVM(Support Vector Machine), NN(Neural Network), LDA(Linear Discriminant Analysis), Bayes Network 등의 방식을 사용하여, 상기 검출된 신호 프로파일과 저장된 사용자 입력 별 신호 프로파일과의 유사도를 계산한다. 그리고, 계산된 유사도 수치 중, 가장 높은 유사도 수치를 갖는 사용자 입력 프로파일을 검출할 수 있다. 이와 같이 검출된 사용자 입력의 프로파일의 유효성을 확인하기 위하여, 상기 유사도 수치가 미리 정해진 임계치를 초과하는 지를 확인하여, 미리 정해진 임계치 범위 이내에 존재할 경우, 해당 사용자 입력의 검출을 결정할 수 있다. 반면, 상기 유사도 수치가 미리 정해진 임계치를 초과할 경우, 검출된 신호 프로파일은 유효하지 않은 입력으로 결정할 수 있다.
비록 본 개시의 일 실시예에서, 유사도를 사용하여 상기 검출된 신호 프로파일에 대응되는 사용자 입력을 결정하는 것을 예시하였으나, 본 개시가 이를 한정하는 것은 아니며, 입력된 신호에 대응되는 미리 설정된 신호를 검출하는 다양한 방법이 적용될 수 있음은 물론이다.
전술한 웨어러블 디바이스는 손목 착용형 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 손목 착용형 장치는 사용자의 신체와 접촉되는 영역, 손목 착용형 장치에 구비된 디스플레이의 후면부에 접촉전극이 구비될 수 있고, 손목 착용형 장치에 구비되는 밴드의 일 영역에 신체 접촉 인터페이스가 구비될 수 있다. 또한, 신체 접촉 인터페이스는 사용자의 귀, 눈, 팔 등의 영역에 다양하게 부착될 수 있다. 나아가, 신체 접촉 인터페이스는 일회용 밴드와 같이 신체 접착 가능한 패치 형태로 구성되거나, 판박이 형태로 회로 자체를 피부에 전사시키는 형태로 구성되거나, 기능성 염료를 이용하여 피부에 새기는 형태로 구성되거나, 안경, 반지, 귀걸이, 목걸이 등의 착용성 제품에 구비되어 신체에 접촉되도록 구비될 수 있다.
전자장치를 제어하기 위하여 사용자가 직접 전자장치에 사용자 입력을 제공할 필요 없이, 사용자가 신체를 이용하여 전자장치를 제어할 수 있는 사용자 입력을 생성함으로써, 사용자의 만족도나 사용 편의성을 높일 수 있다.
또한, 인간의 자기수용감각 특성을 반영하여 전자장치의 개별 기능에 대응되는 신체 부위를 직접 대응 접촉하는 사용자 입력을 설정함으로써, 보다 직관적으로 전자장치를 제어할 수 있는 환경을 제공할 수 있고, 전자장치를 제어를 위해 방해 없는(distraction-free) 사용자 인터페이스 제공할 수 있다.
본 개시의 예시적인 방법들은 설명의 명확성을 위해서 동작의 시리즈로 표현되어 있지만, 이는 단계가 수행되는 순서를 제한하기 위한 것은 아니며, 필요한 경우에는 각각의 단계가 동시에 또는 상이한 순서로 수행될 수도 있다. 본 개시에 따른 방법을 구현하기 위해서, 예시하는 단계에 추가적으로 다른 단계를 포함하거나, 일부의 단계를 제외하고 나머지 단계를 포함하거나, 또는 일부의 단계를 제외하고 추가적인 다른 단계를 포함할 수도 있다.
본 개시의 다양한 실시 예는 모든 가능한 조합을 나열한 것이 아니고 본 개시의 대표적인 양상을 설명하기 위한 것이며, 다양한 실시 예에서 설명하는 사항들은 독립적으로 적용되거나 또는 둘 이상의 조합으로 적용될 수도 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시 예는 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어, 또는 그들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 하드웨어에 의한 구현의 경우, 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 범용 프로세서(general processor), 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.
본 개시의 범위는 다양한 실시 예의 방법에 따른 동작이 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행되도록 하는 소프트웨어 또는 머신-실행가능한 명령들(예를 들어, 운영체제, 애플리케이션, 펌웨어(firmware), 프로그램 등), 및 이러한 소프트웨어 또는 명령 등이 저장되어 장치 또는 컴퓨터 상에서 실행 가능한 비-일시적 컴퓨터-판독가능 매체(non-transitory computer-readable medium)를 포함한다.

Claims (20)

  1. 전자장치에 있어서,
    일 단부가 각각 사용자의 신체에 접촉되어 상기 사용자의 신체와 전기적으로 연결되는 복수의 접촉 전극과,
    상기 복수의 접촉 전극과 상기 사용자의 신체를 통해 전기적으로 연결되며, 미리 정해진 임피던스 값을 구비하는 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스와,
    상기 복수의 접촉 전극의 타 단에 각각 연결되고, 상기 복수의 접촉 전극, 상기 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스 및 상기 사용자의 신체를 통해 회로를 형성하고, 상기 회로의 임피던스 특성에 대응되는 사용자 입력을 확인하는 신호 처리부를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스는,
    제 1 전극판과,
    상기 제 1 전극판과 미리 정해진 간격만큼 이격된 제 2 전극판과,
    상기 제 1 전극판과 상기 제 2 전극판 사이에 구비되며, 상기 제 1 전극판 및 상기 제 2 전극판과 전기적으로 연결되며 상기 미리 정해진 임피던스 값을 구비하는 변화부와,
    상기 제 2 전극판을 고정하는 부착부재를 포함하는,
    전자장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스는, 서로 다른 고유의 임피던스 값을 구비하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착부재는,
    상기 제2전극판을 상기 사용자의 신체에 밀착하여 고정하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 부착부재는,
    상기 제2전극판을 상기 사용자의 신체가 밀착되는 사물에 고정하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    미리 정해진 신호를 생성하고, 상기 접촉전극을 통해 상기 회로로 출력하는 신호 생성부와,
    상기 접촉전극을 통해 상기 회로의 신호를 검출하는 신호 검출부와,
    상기 신호 검출부에서 검출된 신호의 특성을 확인하고, 검출된 신호에 대응되는 사용자 입력을 확인하는 사용자 입력 확인부를 포함함을 특징으로 하는 전자장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 입력 확인부는,
    적어도 하나의 사용자 입력에 대한 신호의 특성을 검출하고, 상기 적어도 하나의 사용자 입력에 대한 신호의 특성을 저장하고, 상기 신호 검출부에서 검출된 신호의 특성에 대응되는 특성을 갖는 사용자 입력을 확인하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 사용자 입력 확인부는,
    상기 신호 검출부에서 검출된 신호의 특성과 유사도가 가장 높은 적어도 하나의 사용자 입력에 대한 신호의 특성을 선택하고, 상기 신호 검출부에서 검출된 신호의 특성과 상기 선택된 적어도 하나의 사용자 입력에 대한 신호의 특성 사이의 상기 유사도를 미리 정해진 임계값과 비교하여 상기 사용자 입력을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 신체는 미리 정해진 복수의 영역으로 구분될 수 있으며,
    상기 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스는 상기 미리 정해진 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역에 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 사용자 신체는 미리 정해진 복수의 영역으로 구분될 수 있으며,
    상기 미리 정해진 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역에 복수의 신체 접촉 인터페이스가 구비되는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    외부의 디바이스 장치와 유무선 통신을 처리하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 통신부를 통해 상기 사용자 입력을 지시하는 정보를 상기 외부의 디바이스 장치에 제공하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 신호 처리부는,
    외부의 디바이스 장치와 유무선 통신을 처리하는 통신부를 더 포함하고,
    상기 통신부를 통해 상기 사용자 입력에 대응되는 기능을 지시하는 정보를 상기 외부의 디바이스 장치에 제공하는 것을 특징으로 하는 전자장치.
  13. 전자장치의 신호 처리하는 방법이 있어서,
    미리 정해진 신호를 생성하는 단계와,
    상기 미리 정해진 신호를 복수의 접촉 전극, 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스 및 사용자의 신체를 통해 형성되는 회로에 출력하는 단계와,
    상기 회로에 구비되는 임피던스 특성이 반영된 신호를 검출하는 단계와,
    상기 검출된 신호의 특성에 대응되는 사용자 입력을 검출하는 단계와,
    상기 검출된 신호의 특성과 유사도가 가장 높은 적어도 하나의 사용자 입력에 대한 신호의 특성을 선택하는 단계와,
    상기 검출된 신호의 특성과 상기 선택된 적어도 하나의 사용자 입력에 대한 신호의 특성 사이의 상기 유사도를 미리 정해진 임계값과 비교하는 단계와,
    상기 유사도가 상기 미리 정해진 임계값 범위이면, 상기 사용자 입력이 유효한 것으로 결정하는 단계를 포함하는,
    전자장치의 신호 처리 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    기본신호를 생성하는 단계와,
    상기 기본신호를 출력하는 단계와,
    상기 기본신호에 대한 상기 임피던스 특성이 반영된 신호를 검출 및 저장하는 단계와,
    적어도 하나의 상기 사용자 입력에 대한 상기 임피던스 특성이 반영된 적어도 하나의 신호 특성을 검출 및 저장하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 신호 처리 방법.
  15. 삭제
  16. 제13항에 있어서,
    상기 사용자 입력을 검출하는 단계는,
    상기 사용자 신체는 미리 정해진 복수의 영역으로 구분되고, 상기 적어도 하나의 신체 접촉 인터페이스는 상기 미리 정해진 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역에 각각 구비됨에 따라, 사용자 입력이 발생되는 영역이 검출되는 것을 특징으로 하는 전자장치의 신호 처리 방법.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 사용자 입력을 검출하는 단계는,
    상기 사용자 신체는 미리 정해진 복수의 영역으로 구분되고, 상기 미리 정해진 복수의 영역 중 적어도 하나의 영역에 복수의 신체 접촉 인터페이스가 구비됨에 따라, 드레그 입력의 발생 및 드레그 입력이 발생되는 방향이 검출되는 것을 특징으로 하는 전자장치의 신호 처리 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    외부의 디바이스 장치와 유무선 통신을 처리하는 통신부를 통해 상기 사용자 입력을 지시하는 정보를 상기 외부의 디바이스 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 신호 처리 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 사용자 입력에 대응되는 기능을 확인하는 단계와,
    상기 사용자 입력에 대응되는 기능을 수행하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 신호 처리 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    외부의 디바이스 장치와 유무선 통신을 처리하는 통신부를 통해 상기 사용자 입력에 대응되는 기능을 지시하는 정보를 외부의 디바이스 장치에 제공하는 단계를 더 포함하는 전자장치의 신호 처리 방법.
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