KR19980036081A - 디지탈 데이터 입력용 글러브에 있어서 디지탈 센서 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈 데이터 입력용 글러브에 있어서 아날로그/디지탈 변환기를 별도로 구비하지 않고 손가락의 굴신운동에 따른 각 관절의 데이터를 디지탈형태로 제공할 수 있는 디지탈센서구조에 관한 것으로, 본 디지탈센서구조는 가상현실을 제공할 수 있는 호스트 컴퓨터, 손가락의 굴신운동에 따른 입력데이터를 호스트 컴퓨터로 제공하는 디지탈 데이터 입력용 글러브, 글러브에 소정 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부를 구비한 가상현실시스템에서 글러브의 각 관절마다 부착되어 손가락의 굴신운동을 센싱하기 위한 센서구조에 있어서, 기준전압공급부로부터 전송되는 소정레벨의 기준전압이 걸려 있는 기준전압공급계층;글러브 표면에 접촉되도록 구비되어 손가락의 굴신운동에 따라 해당 관절의 구부러질 때, 구부러지는 형상대로 변형될 수 있도록 탄력성을 갖는 부도체계층; 및 기준전압공급계층과 부도체계층 사이에 구비되어 손가락의 굴신운동에 따른 부도체 계층의 변형상태에 따라 기준전압공급계층과의 접속여부에 의해 해당되는 디지탈형태의 데이타를 출력하는 도체계층으로 이루어진다.

Description

디지탈 데이터 입력용 글러브에 있어서 디지탈센서구조

본 발명은 디지탈 데이터 입력용 글러브에 관한 것으로, 특히 가상현실(Virture Reality)시스템에서 사용되는 디지탈 데이터 입력용 글러브에 구비되는 디지탈센서구조에 관한 것이다.

가상현실시스템은 잘알려진 바와 같이 컴퓨터와 인간의 상호작용으로 인간이 컴퓨터에 의해 생성된 가상환경(Virture Environment)에 몰입하여 그 세계를 경험할 수 있도록 하는 것이다. 디지탈 데이터 입력용 글러브는 이러한 가상현실시스템에서 손의 운동을 추적할 수 있는 데이터를 제공하는 역할을 하는 것으로, 특히 손가락의 굴신(屈伸)운동에 따른 데이타를 제공한다.

이와 같은 손가락의 굴신운동에 따른 입력데이타를 제공하기 위하여 종래의 디지탈 데이터 입력용 글러브에 구비된 관절센서는, 도 1에 도시된 바와 같이 구부러진 각도에 반비례특성을 갖는 전압을 센싱된 결과로 출력하는 구조로 이루어져, 가상현실을 수행하는 호스트 컴퓨터로 제공하기 위해서는 별도의 아날로그/디지탈변환기를 구비하여야 하는데, 이로 인하여 글러브의 신호처리구조가 복잡해질 뿐만아니라 가격경쟁력을 저하시키는 문제가 있었다.

따라서 본 발명은 상술한 결점을 개선하기 위하여 안출한 것으로서, 디지탈 데이터 입력용 글러브에 있어서 아날로그/디지탈 변환기를 별도로 구비하지 않고 손가락의 굴신운동에 따른 각 관절의 데이터를 디지탈형태로 제공할 수 있는 디지탈센서구조를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 디지탈 센서구조는, 가상현실을 제공할 수 있는 호스트 컴퓨터, 손가락의 굴신운동에 따른 입력데이터를 호스트 컴퓨터로 제공하는 디지탈 데이터 입력용 글러브, 글러브에 소정 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부를 구비한 가상현실시스템에서 글러브의 각 관절마다 부착되어 손가락의 굴신운동을 센싱하기 위한 센서구조에 있어서, 기준전압공급부로부터 전송되는 소정레벨의 기준전압이 걸려 있는 기준전압공급계층;글러브 표면에 접촉되도록 구비되어 손가락의 굴신운동에 따라 해당 관절의 구부러질 때, 구부러지는 형상대로 변형될 수 있도록 탄력성을 갖는 부도체계층; 및 기준전압공급계층과 부도체계층 사이에 구비되어 손가락의 굴신운동에 따른 부도체 계층의 변형상태에 따라 기준전압공급계층과의 접속여부에 의해 해당되는 디지탈형태의 데이타를 출력하는 도체계층으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 디지탈 데이터 입력용 글러브에 장착된 센서의 출력특성도

도 2는 본 발명에 따른 구조를 갖는 디지탈센서를 구비한 디지탈 데이터 입력용 글러브

도 3은 도 2에 도시된 글러브를 수용할 수 있는 가상현실시스템의 개략적인 블럭도

도 4는본 발명에 따른 디지탈 센서의 다른 구조의 예

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

300:글러브301~305:디지탈 센서

310:프로세서320:호스트 컴퓨터

330:기준전압공급부

본 발명의 상술한 목적 및 기타 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.

이하, 첨부된 도 2 이하의 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다.

도 2를 참조하면, 도 2는 본 발명에 따른 구조를 갖는 디지탈센서를 구비한 디지탈 데이터 입력용 글러브를 도시한 것으로, (A)는 손가락의 각 관절마다 디지탈센서를 구비한 글러브를 도시한 것이고, (B)는 각 관절에 부착되어 있는 디지탈센서의 구조를 확대하여 도시한 것이다.

도 2의 (B)에 도시된 디지탈 센서구조는 최상위 계층에 Vcc기준전압이 공급되는 기준전압공급층(200), 글러브의 겉표면에 접촉되어 착용자의 손의 굴신운동에 대해 탄력성을 갖는 부도체층(202) 및 기준전압공급층(200)과 부도체층(202) 사이에 '0'과 '1'의 디지탈데이타를 제공하기 위한 입출력포트(I/O포트) 역할을 하는 도체층(201)으로 이루어진다. 이와 같은 각 계층은 일정한 간격으로 나란히 배열되고, 부도체층(202)의 경우는 글러브측으로 약간 돌출되도록 구비될 수 있는데, 돌출형태는 구형으로 이루어진다. 이와 같은 구조를 갖는 각 관절상의 디지탈센서들은 도 2의 (A)에 도시된 바와 같이 계층별, 위치별로 각각의 패스를 갖는다.

도 3은 도 2에 도시된 글러브를 수용할 수 있는 가상현실시스템의 개략적인 블록도로서, 도 2에 도시된 바와 같이 각 관절마다 부착된 제 1 ~ 14 디지탈센서(301~305)를 구비한 글러브(300), 글러브(300)에 5V의 Vcc를 제공하기 위한 기준전압공급부(330), 글러브(300)에서 출력되는 디지탈데이타의 내용을 소정의 계산방식에 의하여 검출하기 위한 프로세서(310), 프로세서(310)으로부터 데이터가 전송되면 가상현실세계에 적용하여 수행하기 위한 호스트 컴퓨터(320)로 구성된다.

이와 같이 구성된 가상현실 시스템에서 도 2에 도시된 바와 같은 디지탈센서를 적용하였을 때, 글러브(300)의 동작은 다음과 같이 이루어진다.

즉, 사용자가 글러브를 착용하고, 기준전압공급부(330)로부터 기준전압이 인가된 상태에서 사용자가 손가락을 도 2의 (B)에 도시된 바와 같이 구부리게 되면, 탄력성 있는 부도체층(202)이 손가락이 구부러진 형태와 동일한 형태로 변형되면서 바로 상위계층에 존재하는 도체층(201)을 누르게 된다. 도체층(201)은 약간의 탄력성을 갖도록 구비되므로 부도체층(202)에 의해 눌리면 기준전압공급층(200)방향으로 휘게 된다. 이와 같은 휨동작에 의해 기준전압공급층(200)에 도체층(201)이 접촉되면 하이(또는 로우)레벨의 디지탈 값을 출력하고, 출력된 값은 프로세서(310)로 전송된다.

프로세서(310)는 마이컴과 같은 프로세서로 구성되어 상술한 바와 같이 동작되는 각 관절에 부착된 디지탈센서(301~305)로부터 전송되는 신호에 의해 현재 사용자의 손동작상태를 추적한다. 그리고 추적된 결과값은 호스트 컴퓨터(320)로 전송하여 가상현실세계에 적용한다.

도 4는본 발명에 따른 디지탈 센서의 다른 구조의 예로서, 디지탈센서의 측면도와 평면도를 도시한 것이다. 도시된 측면도에서 알수 있는 바와 같이 디지탈센서내에 구비되는 기준전압공급층(400), 도체층(401) 및 부도체층(402)의 배열은 도 2에 도시된 바와 같은 순서로 이루어지나 도체와 탄력성이 있는 부도체의 구조가 상이하게 구성된다.

즉, 측면도상에서 탄성체 성질을 갖는 부도체층(402)은 글로브측으로 관절부위에서 직각형태로 돌출되고, 도체층(401)은 부도체층(402)의 돌출된 영역의 중앙에 무게중심 핀을 고정한 판의 형태(또는 중앙에 중심핀을 꽂은 핀셋형태)로 구비된다. 이와 같이 구성된 디지탈필터의 상측 평면도는 도 4에 도시된 바와 같이 부도체층을 중심으로 일측에는 기준전압공급층이 구비되고 다른 일측에는 I/O포트층이 구비된다. 그리고 기준전압공급층과 I/O포트층 사이에 존재하는 부도체는 직선모양 또는 S자형의 굴곡모양 또는 기타 손가락의 굴신운동이 이루어지지 않고 있을 때 기준전압공급층과 I/O포트층을 분리시킬 수 있는 어떠한 구조로도 구성될 수 있다.

이상, 상술한 바와 같이 본 발명은 가상현실시스템에서 사용되는 디지탈 데이터 입력용 글러브에 부착되어 손동작을 추적하는데 이용되는 디지탈센서를 기준전압공급층, 도체층, 탄력성 있는 부도체층으로 구성하고, 부도체층은 손가락의 굴신운동에 민감하게 반응하도록 글러브측으로 돌출되도록 구성함으로써, 아날로그/디지탈변환기를 구비하지 않고 센싱결과를 디지탈형태로 전송할 수 있고, 센싱구조 또한 간소화시킬 있으며 글러브의 가격 경쟁력을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.

Claims (3)

1. 가상현실을 제공할 수 있는 호스트 컴퓨터(320), 손가락의 굴신운동에 따른 입력데이터를 상기 호스트 컴퓨터(320)로 제공하는 디지탈 데이터 입력용 글러브(300), 상기 글러브(300)에 소정 레벨의 기준전압을 공급하는 기준전압 공급부(330)를 구비한 가상현실시스템에서 상기 글러브(300)의 각 관절마다 부착되어 손가락의 굴신운동을 센싱하기 위한 센서구조에 있어서,

   상기 기준전압공급부(330)로부터 전송되는 상기 소정레벨의 기준전압이 걸려 있는 기준전압공급계층(200);

   상기 글러브(300) 표면에 접촉되도록 구비되어 상기 손가락의 굴신운동에 따라 해당 관절의 구부러질 때, 구부러지는 형상대로 변형될 수 있도록 탄력성을 갖는 부도체계층(202); 및

   상기 기준전압공급계층(200)과 상기 부도체계층(202) 사이에 구비되어 상기 손가락의 굴신운동에 따른 상기 부도체 계층(202)의 변형상태에 따라 상기 기준전압공급계층(200)과의 접속여부에 의해 해당되는 디지탈형태의 데이타를 출력하는 도체계층(201)으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지탈 데이터 입력용 글러브에 있어서 디지탈센서구조.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 부도체계층(202)은 상기 착용자의 관절부분에서 상기 글러브(300)와 접촉되는 방향으로 반구형 형태로 돌출되고, 상기 도체층(201)과 기준전압공급층(200)은 소정 간격을 두고 상하로 나란하게 배치되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디지탈 데이터 입력용 글러브에 있어서 디지탈센서구조.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 부도체계층(202)은 상기 착용자의 관절부분에서 상기 글러브(300)와 접촉되는 방향으로 직각형태로 돌출되고, 상기 도체계층(202)은 상기 직각형태로 돌출된 부분의 중앙에 무게중심 핀을 고정한 판의 형태로 이루어지고, 상기 기준전압공급계층(200)은 상기 도체계층(202)의 상기 판과 소정 간격을 두고 일직선으로 배열되는 것을 특징으로 하는 디지탈 데이터 입력용 글러브에 있어서 디지탈센서구조.