KR19980053567A - Digital Glove Sensor - Google Patents

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KR19980053567A
KR19980053567A KR1019960072673A KR19960072673A KR19980053567A KR 19980053567 A KR19980053567 A KR 19980053567A KR 1019960072673 A KR1019960072673 A KR 1019960072673A KR 19960072673 A KR19960072673 A KR 19960072673A KR 19980053567 A KR19980053567 A KR 19980053567A
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digital
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KR1019960072673A
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Inventor
권태경
Original Assignee
배순훈
대우전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 가변코일을 이용하는 간단한 구조를 이용하여 디지탈 글러브에서의 사용자 조작신호를 고정밀하게 검출할 수 있도록 한 디지탈 글러브용 센서에 관한 것으로, 이를 위하여 본 발명은, 디지탈 글러브의 소정부분에 고착되는 라인 고정축; 라인을 통해 라인 고정축에 일단이 연결되고 출력단이 글러브 입력장치의 제어기에 연결되며, 디지탈 글러브의 구부림 동작에 상응하는 팽창 및 수축동작에 따라 그 저항값이 적응적으로 가변되며, 적응적인 가변 저항값을 제어기에 제공하는 가변코일; 자유단을 가지며, 자유단에 대향하는 고정단이 디지탈 글러브의 소정부분에 고착되고, 제어부로부터 제공되는 전압을 가변코일의 가변 접촉부에 제공하는 전압 제공수단; 및 디지탈 글러브에 고착되어 가변코일 및 전압 제공수단을 외압으로부터 지지하는 홀더를 포함한다.The present invention relates to a sensor for a digital glove that can accurately detect a user operation signal in the digital glove using a simple structure using a variable coil, for this purpose, the present invention is a line that is fixed to a predetermined portion of the digital glove A fixed shaft; One end is connected to the line fixed shaft through the line, and the output end is connected to the controller of the glove input device. The resistance value is adaptively changed according to the expansion and contraction motion corresponding to the bending action of the digital glove. A variable coil for providing a value to the controller; A voltage providing means having a free end, the fixed end opposite to the free end being fixed to a predetermined portion of the digital glove, and providing a voltage provided from the controller to the variable contact portion of the variable coil; And a holder fixed to the digital glove to support the variable coil and the voltage providing means from external pressure.

Description

디지탈 글러브용 센서Digital Glove Sensor

본 발명은 가상현실(Virtual Reality ; 이하 VR 이라 약칭함) 시스템용 입력장치에 사용되는 센서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지탈 글러브를 이용하여 가상현실 시스템에 의해 실현된 가상환경하에서 특정동작을 수행하는 데 필요한 조작신호를 검출하는 데 적합한 디지탈 글러브용 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a sensor used in an input device for a virtual reality (hereinafter referred to as VR) system, and more particularly, to perform a specific operation in a virtual environment realized by a virtual reality system using a digital glove. The present invention relates to a sensor for a digital glove suitable for detecting an operation signal required to make.

일반적으로, 가상현실이란 가상현실 시스템에 의해 생성된 3 차원 스테레오 이미지의 가상환경상에서 사용자가 3 차원 사운드를 들으면서 사용자가 입력장비(예를 들면, 데이터 글러브(Dataglove), 데이터 슈트(Datasuit), 헤드 마운티드 디스플레이(HMD), 스페이스볼(Spaceball) 등) 등의 입력수단의 조작을 통해 가상현실 시스템에 의해 생성된 가상환경을 마치 실제세계처럼 느낄 수 있도록 하는 것을 말한다.In general, virtual reality means that in a virtual environment of a three-dimensional stereo image generated by a virtual reality system, a user inputs (eg, dataglove, datasuit, head, etc.) while the user hears three-dimensional sound. Through the manipulation of input means such as a mounted display (HMD), a spaceball (Spaceball, etc.), the virtual environment created by the virtual reality system can be made to feel as if the real world.

여기에서, 본 발명은 가상현실 시스템의 입력장치중 특히 가상현실 시스템의 스크린상에 설정된 가상환경상에서 사용자가 수행하고자 하는 각종 동작(예를들면, 어떤 물체를 잡거나 집는 동작)에 필요한 사용자 조작신호를 발생하는 데이터 글러브용 센서의 개선에 관련된다. 이러한 데이터 글러브는 통상적으로 사용자의 손에 착용된 상태에서 사용되고 있다.Herein, the present invention provides a user manipulation signal necessary for various operations (for example, catching or picking up an object) that a user intends to perform in a virtual environment set on a screen of a virtual reality system, among input devices of a virtual reality system. It is related to the improvement of the sensor for the data glove which occurs. Such data gloves are typically used while worn on the user's hand.

잘 알려진 바와같이, 데이터 글러브 입력장치에는 사용자에 의해 조작되는 각종 제어신호(즉, 지령신호)를 감지하는 센서가 부착되어 있으며, 이러한 센서의 검출정보(또는 감지정보)를 이용하여 x,y,z 좌표와 같은 아날로그 형태의 손의 위치정보를 검출하고 또한 아날로그 형태의 각 손가락의 구부림 정보를 검출한다. 이때, 손의 위치정보는 공간상에서의 손의 3차원 좌표를 의미하는 위치와 손바닥의 방향을 나타내는 오리엔테이션(orientation)으로 표현될 수 있을 것이다.As is well known, the data glove input device is equipped with a sensor for detecting various control signals (ie, command signals) manipulated by a user, and using the detection information (or detection information) of the sensor, x, y, The position information of the analog type hand such as the z coordinate is detected and the bending information of each finger of the analog type is also detected. At this time, the position information of the hand may be represented by an orientation representing a position representing the three-dimensional coordinates of the hand in the space and the direction of the palm.

상기와 같이 글러브의 움직임 정보를 검출하는 디지탈 글러브용 센서로서는 광섬유 센서 및 벤드센서가 있다.As described above, as a digital glove sensor for detecting the motion information of the glove, there are an optical fiber sensor and a bend sensor.

그러나, 상기한 종래의 글러브 글러브용 광섬유 센서는 데이터 글러브에 채용할 경우 센서부분의 전체적인 하드웨어가 복잡, 즉 구동앰프, 필터회로 등을 반드시 채용해야만 하므로 전체회로가 복잡한 뿐만 아니라 그로 인해 제조비용이 비싸다는 단점을 갖는다. 또한, 벤드센서의 경우 벤드에 전도성 잉크를 충진하여 사용하는 데 빈번한 사용시 파손위험이 높다는, 즉 내구성이 떨어진다는 단점을 가지며 또한 센서 자체의 비용이 비싸다는 단점을 갖는다.However, the above-mentioned conventional glove optical fiber sensor is not only complicated because the overall hardware of the sensor part, that is, the driving amplifier, filter circuit, etc. must be employed when employing the data glove, the overall circuit is not only complicated but also expensive to manufacture. Has its drawbacks. In addition, the bend sensor has a disadvantage in that the risk of breakage during frequent use of filling the conductive ink in the bend, that is, the durability is poor, and the sensor itself is expensive.

본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 가변코일을 이용하는 간단한 구조를 이용하여 디지탈 글러브에서의 사용자 조작신호를 고정밀하게 검출할 수 있는 디지탈 글러브용 센서를 제공하는 데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the related art, and an object thereof is to provide a sensor for a digital glove that can accurately detect a user manipulation signal in the digital glove using a simple structure using a variable coil. .

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 가상현실용 가상환경 설정기능을 갖는 가상현실 시스템에 사용자 조작에 따른 가상환경 조작용 동작 지령신호를 발생하는 제어기를 포함하는 디지탈 글러브 입력장치에 채용되어 사용자 조작신호를 검출하는 센서에 있어서, 상기 디지탈 글러브의 소정부분에 고착되는 라인 고정축; 라인을 통해 상기 라인 고정축에 일단이 연결되고 출력단이 상기 제어기에 연결되며, 상기 디지탈 글러브의 구부림 동작에 상응하는 팽창 및 수축동작에 따라 그 저항값이 적응적으로 가변되며, 적응적인 가변 저항값을 상기 제어기에 제공하는 가변코일; 자유단을 가지며, 상기 자유단에 대향하는 고정단이 상기 디지탈 글러브의 소정부분에 고착되고, 상기 제어부로부터 제공되는 전압을 상기 가변코일의 가변 접촉부에 제공하는 전압 제공수단; 및 상기 디지탈 글러브에 고착되어 상기 가변코일 및 전압 제공수단을 외압으로부터 지지하는 홀더로 이루어진 디지탈 글러브용 센서를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is adopted to a digital glove input device including a controller for generating a virtual environment operation command signal according to a user operation in a virtual reality system having a virtual environment virtual environment setting function for user operation A sensor for detecting a signal, comprising: a line fixing shaft fixed to a predetermined portion of the digital glove; One end is connected to the line fixed shaft through a line, and an output end is connected to the controller. The resistance value is adaptively changed according to the expansion and contraction motion corresponding to the bending operation of the digital glove. A variable coil providing the controller to the controller; A voltage providing means having a free end, the fixed end opposite to the free end being fixed to a predetermined portion of the digital glove, and providing a voltage provided from the controller to the variable contact portion of the variable coil; And a holder fixed to the digital glove, the holder supporting the variable coil and the voltage providing means from an external pressure.

한편, 본 발명에 따른 디지탈 글러브용 센서는, 디지탈 글러브에 채용할 때, 디지탈 글러브의 손목 움직임을 검출하는 1개의 손목 검출용 센서와, 디지탈 글러브의 각 손가락 움직임을 각각 검출하는 적어도 5개의 센서를 포함하도록 구성할 수도 있고, 또한 디지탈 글러브의 손목 움직임을 검출하는 1개의 손목 움직임 검출용 센서와, 디지탈 글러브의 각 손가락 움직임을 각각 검출하는 적어도 14개의 손가락 움직임 검출용 센서를 포함하도록 구성할 수 있다.On the other hand, the sensor for a digital glove according to the present invention, when employed in a digital glove, one sensor for detecting a wrist movement of the digital glove, and at least five sensors for detecting each finger movement of the digital glove It may be configured to include, and may be configured to include one wrist movement detection sensor for detecting wrist movement of the digital glove, and at least 14 finger movement detection sensors for detecting each finger movement of the digital glove. .

도 1은 본 발명에 따른 디지탈 글러브용 센서를 적용하는 데 적합한 전형적인 가상현실용 디지탈 글러브 입력장치의 블록구성도1 is a block diagram of a typical virtual reality digital glove input device suitable for applying a sensor for a digital glove according to the present invention.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 디지탈 글러브용 센서 구조도2 is a structural diagram of a sensor for a digital glove according to a preferred embodiment of the present invention

도 3은 본 발명에 따른 센서를 가상현실용 디지탈 글러브에 채용한 일실시예를 도시한 구성도Figure 3 is a block diagram showing an embodiment in which the sensor according to the present invention in the digital glove for virtual reality

도 4는 본 발명에 따른 센서를 가상현실용 디지탈 글러브에 채용한 다른 실시예를 도시한 구성도Figure 4 is a block diagram showing another embodiment in which the sensor according to the present invention is applied to the virtual reality digital glove

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

10 : 고정축12 : 연결선10: fixed shaft 12: connecting line

14 : 접촉점15 : 돌기14 contact point 15 protrusion

16 : 도체18 : 탄성체16 conductor 18 elastic body

20 : 고정부22 : 홀더20: fixing part 22: holder

110 : 센서 블록130 : 멀티플렉서110: sensor block 130: multiplexer

150 : A/D 변환 블록170 : 제어 블록150: A / D conversion block 170: control block

190 : 인터페이스 블록200 : 가상현실 시스템190: interface block 200: virtual reality system

본 발명의 상기 및 기타 목적과 여러가지 장점은 이 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 첨부된 도면을 참조하여 하기에 기술되는 본 발명의 바람직한 실시예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.The above and other objects and various advantages of the present invention will become more apparent from the preferred embodiments of the present invention described below with reference to the accompanying drawings by those skilled in the art.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명에 따른 디지탈 글러브용 센서를 적용하는 데 적합한 전형적인 가상현실용 디지탈 글러브 입력장치의 블록구성도를 나타낸다.Figure 1 shows a block diagram of a typical virtual reality digital glove input device suitable for applying a sensor for digital gloves according to the present invention.

동도면에 도시된 바와같이, 전형적인 디지탈 글러브 입력장치는, 다수의 센서(110/1 - 110/n)로 구성되는 센서 블록(110), 멀티플렉서(130), A/D 변환 블록(150), 제어 블록(170) 및 인터페이스 블록(190)을 포함한다. 동도면에서 가상현실 시스템(200)은 사용자에게 스크린을 통해 가상환경을 제공하며, 디지탈 글러브와의 데이터 인터페이스를 통해 가상환경상에서의 특정동작을 위한 데이터 처리를 수행한다.As shown in the figure, a typical digital glove input device includes a sensor block 110, a multiplexer 130, an A / D conversion block 150, consisting of a plurality of sensors 110/1-110 / n, Control block 170 and interface block 190. In the same figure, the virtual reality system 200 provides a virtual environment to a user through a screen, and performs data processing for a specific operation on the virtual environment through a data interface with a digital glove.

도 1을 참조하면, 센서 블록(110)은 다수의 센서(110/1 - 110/n)로 구성되어 사용자에 의한 데이터 글러브의 조작시에 조작에 따른 각 손가락(엄지, 검지, 중지 등)의 구부림 정보(가상환경상에서의 어떤 동작을 위한 조작신호 또는 지령신호)를 검출하며, 여기에서 각각 검출된 조작신호(또는 지령신호)는 다음단의 멀티플렉서(130)로 제공된다. 이때, 센서 블록(110)에 채용되는 본 발명에 따른 센서는, 도 2a에 도시된 바와같이, 가변코일을 이용하여 구성되는 데, 이러한 센서의 구성 및 본 발명에 따라 조작신호를 감지하는 동작에 대해서는 첨부된 도 2를 참조하여 후에 상세하게 기술될 것이다.Referring to FIG. 1, the sensor block 110 is composed of a plurality of sensors 110/1-110 / n so that each finger (thumb, index finger, middle finger, etc.) according to the operation during the operation of the data glove by the user is included. The bending information (operation signal or command signal for an operation in the virtual environment) is detected, and the operation signal (or command signal) respectively detected here is provided to the multiplexer 130 of the next stage. In this case, the sensor according to the present invention employed in the sensor block 110, as shown in Figure 2a, is configured using a variable coil, the configuration of such a sensor and the operation of detecting the operation signal according to the present invention This will be described later in detail with reference to the accompanying FIG. 2.

이때, 각 센서의 검출정보(또는 감지정보)를 이용하여 x,y,z 좌표와 같은 아날로그 형태의 손의 위치정보를 검출하고 또한 아날로그 형태의 각 손가락의 구부림 정보를 검출한다. 이때, 손의 위치정보는 공간상에서의 손의 3차원 좌표를 의미하는 위치와 손바닥의 방향을 나타내는 오리엔테이션(orientation)으로 표현될 수 있을 것이다.At this time, the position information of the analog type hand such as x, y, z coordinates is detected by using the detection information (or sensing information) of each sensor, and the bending information of each analog type finger is also detected. At this time, the position information of the hand may be represented by an orientation representing a position representing the three-dimensional coordinates of the hand in the space and the direction of the palm.

한편, 멀티플렉서(130)에서는 상기한 센서 블록(110)내의 각 센서로부터 제공되는 감지된 조작신호(또는 지령신호)를 입력받아 다음단의 A/D 변환 블록(150)으로 순차적으로 출력하며, A/D 변환 블록(14)에서는 순차적으로 각각 입력되는 아날로그 형태의 감지된 조작신호를 기설정된 소정의 샘플주파수로 샘플링하여 디지탈신호로 변환하며, 여기에서 변환된 디지탈 조작신호는 다음단의 제어 블록(170)으로 제공된다.On the other hand, the multiplexer 130 receives the detected operation signal (or command signal) provided from each sensor in the sensor block 110 and sequentially outputs to the next A / D conversion block 150, A The / D conversion block 14 sequentially converts the sensed operation signals in analog form, respectively, into digital signals by sampling at predetermined predetermined frequency and converts the digital operation signals into the next control block ( 170).

다른한편, 제어 블록(130)은, 예를들면 마이컴으로 구성되어 센서 블록(110)내의 각 센서들로부터 글러브 조작에 따른 감지신호(조작신호 또는 지령신호)가 입력될 때마다 각 감지신호에 대해 소정의 신호처리 루틴을 수행하며, 이러한 신호처리 루틴을 통해 최종적으로 얻어지는 가상환경상의 동작(예를들면, 어떤 물체를 잡거나 집는 동작 등)을 위한 동작 제어신호들은 인터페이스 블록(190) 및 인터페이스 라인(IFL)을 통해 가상현실 시스템(200)으로 전송된다.On the other hand, the control block 130 is composed of a microcomputer, for example, for each detection signal whenever a detection signal (operation signal or command signal) according to the glove operation is input from each sensor in the sensor block 110. The operation control signals for a virtual environment operation (eg, grabbing or picking up an object) which are finally obtained through the signal processing routine are executed by the interface block 190 and the interface line. IFL) is transmitted to the virtual reality system 200.

따라서, 가상현실 시스템(20)에서는 인터페이스 라인(IFL)을 통해 상기한 데이터 글러브내의 인터페이스 블록(190)으로부터 수신되는 각종 동작 제어신호(조작신호 또는 지령신호)에 응답하여 그에 상응하는 가상환경상에서의 동작을 위한 신호처리를 수행, 예를들면 어떤 물건을 잡거나 집는 등의 동작 제어를 수행하게 될 것이다.Accordingly, the virtual reality system 20 responds to various operation control signals (operation signals or command signals) received from the interface block 190 in the data glove through the interface line IFL in the corresponding virtual environment. Signal processing for the operation will be performed, for example, operation control such as grabbing or picking up an object.

이때, 가상현실 시스템(200)은 전형적인 3차원 입체영상을 처리하는 전형적인 가상 시스템일 수 있고, 또는 3차원 입체영상의 그래픽 처리가 가능한 PC 등의 영상처리 기기일 수 있다.In this case, the virtual reality system 200 may be a typical virtual system that processes a typical 3D stereoscopic image, or may be an image processing device such as a PC capable of graphic processing of a 3D stereoscopic image.

다음에, 상술한 바와같은 구성을 갖는 전형적인 가상현실용 디지탈 글러브 입력장치에 채용되는 본 발명에 따른 센서 및 이러한 센서를 이용하여 조작신호를 감지하는 동작에 대하여 설명한다.Next, a sensor according to the present invention employed in a typical virtual reality digital glove input device having the above-described configuration, and an operation of sensing an operation signal using such a sensor will be described.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예로서 디지탈 글러브에 채용되는 디지탈 글러브용 센서의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing the structure of a sensor for a digital glove employed in the digital glove as a preferred embodiment of the present invention.

동도면에 도시된 바와같이, 본 발명의 센서는 글러브의 소정부분에 고착된 고정축(10) 및 이 고정축(10)에 일단이 연결되고 타단이 도 1의 멀티플렉서(130)에 연결되는 소정길이를 갖는 가변코일(VL)을 포함한다. 이때, 가변코일(VL)은 코일특유의 탄성을 갖는 데, 이러한 탄성에 따라 도 2a에서 화살표 방향으로 수축 및 팽창동작, 예를들어 도 2b 및 도 2c에 도시된 바와같이, 본 발명에 따른 센서가 글러브 손가락에 장착된 것이라 가정할 때, 글러브 손가락이 구부러짐에 따라 점진적으로 팽창하고, 구부려진 글러브 손가락이 펴짐에 따라 점진적으로 수축, 즉 제자리로 복귀하는 동작이 행해진다.As shown in the figure, the sensor of the present invention has a fixed shaft 10 fixed to a predetermined portion of the glove and a predetermined end connected to the fixed shaft 10 and the other end connected to the multiplexer 130 of FIG. It includes a variable coil (VL) having a length. At this time, the variable coil (VL) has a coil-specific elasticity, according to the elasticity, the contraction and expansion in the direction of the arrow in Figure 2a, for example, as shown in Figures 2b and 2c, the sensor according to the present invention Assuming that is attached to the glove finger, the glove finger expands gradually as it is bent, and as the bent glove finger unfolds, the operation is gradually contracted, i.e., returned to position.

또한, 본 발명의 센서는 가변코일(VL)에 전압(Vcc)을 제공하는 도체(16)가 구비되며, 이러한 도체(16)의 소정부분에는 가변코일(VL)에 접촉하는 돌기(15)가 구비된다. 더욱이, 도체(16)는, 가변코일(VL)과의 접촉유지를 위해, 탄성을 가지고 글러브에 고착되는 데, 이를 위하여 글러브에 고착된 고정부(20)와 도체(16) 사이에는 탄성체(18)가 구비된다. 따라서, 글러브의 손가락 운동시 이에 연동하는 탄성체(18)의 상하방향 움직임에 따라 도체(16)의 돌기(15)와 가변코일(VL)간의 접촉이 확실하게 유지된다. 또한, 본 발명의 센서에 채용되는 탄성체(18)는, 디지탈 글러브의 구조적인 특성을 고려할 때, 판형 스프링으로 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the sensor of the present invention is provided with a conductor (16) for providing a voltage (Vcc) to the variable coil (VL), a predetermined portion of such a conductor (16) is provided with a projection (15) in contact with the variable coil (VL) It is provided. Furthermore, the conductor 16 is elastically fixed to the glove for maintaining contact with the variable coil VL, for which the elastic body 18 is fixed between the fixing portion 20 and the conductor 16 fixed to the glove. ) Is provided. Therefore, the contact between the protrusion 15 of the conductor 16 and the variable coil VL is reliably maintained in accordance with the vertical movement of the elastic body 18 interlocked with the finger movement of the glove. In addition, when the elastic body 18 employ | adopted for the sensor of this invention considers the structural characteristic of a digital glove, it is preferable to comprise with a plate-shaped spring.

한편, 본 발명의 디지탈 글러브용 센서는 가변코일(VL)을 이용하는 저항값 변화를 검출하여 글러브 손가락의 움직임을 검출, 즉 구부리고 펴고 하는 글러브의 조작동작을 검출한다.On the other hand, the sensor for a digital glove of the present invention detects a change in the resistance value using the variable coil VL to detect the movement of the glove finger, that is, the operation operation of the glove to bend and straighten it.

즉, 도 2a에 도시된 바와같이, 고정축(10)에 일단이 연결된 가변코일(VL)에는 도체(16)의 돌기(15)를 통해 전압(Vcc)이 인가되는 데, 예를들어 이러한 구성의 센서가 글러브 손가락에 장착된 경우, 글러브 손가락을 구부림에 따라 도체(16)의 돌기(15) 부분과 가변코일(VL)이 맞닿는 접촉점(14)과 가변코일(VL)의 타단 끝부분간의 거리(즉, 간격)는 점진적으로 짧아지게 된다(도 2b의 L1 에서 도 2c의 L2 로의 변화). 이때, 글러브 손가락이 구부려지더라도 이러한 구부림에 대응하는 탄성체(18)의 탄성, 즉 하방향으로의 구부림에 의해 도체(16)의 돌기(15) 부분과 가변코일(VL)간의 맞닿음은 계속적으로 유지될 수 있다. 그 결과, 가변코일(VL)에서의 저항값, 즉 접촉점(14)과 가변코일(VL)의 타단 끝부분간의 저항값은 점진적으로 감소하게 될 것이다. 도 2b에서 참조번호 22는 가변코일(VL)과 탄성체(18)를 갖는 도체(16)를 지지하는 홀더이다.That is, as shown in FIG. 2A, the voltage Vcc is applied to the variable coil VL having one end connected to the fixed shaft 10 through the protrusion 15 of the conductor 16. Sensor is mounted on the glove finger, the distance between the contact point 14 where the protrusion 15 of the conductor 16 and the variable coil VL abuts as the glove finger is bent, and the other end of the variable coil VL. (Ie, the interval) gradually becomes shorter (change from L1 in FIG. 2B to L2 in FIG. 2C). At this time, even if the glove finger is bent, the contact between the protrusion 15 of the conductor 16 and the variable coil VL is continuously caused by the elasticity of the elastic body 18 corresponding to the bending, that is, the bending in the downward direction. Can be maintained. As a result, the resistance value in the variable coil VL, that is, the resistance value between the contact point 14 and the other end of the variable coil VL will gradually decrease. In FIG. 2B, reference numeral 22 denotes a holder for supporting the conductor 16 having the variable coil VL and the elastic body 18.

이와반대로, 구부려진 글러브 손가락이 펴짐에 따라, 즉 글러브 손가락이 도 2c에 도시된 상태에서 도 2b의 상태로 변화함에 따라, 도체(16)의 돌기(15) 부분과 가변코일(VL)이 맞닿는 접촉점(14)과 가변코일(VL)의 타단 끝부분간의 거리(즉, 간격)는 점진적으로 길어지게 된다(도 2c의 L1 에서 도 2b의 L2 로의 변화). 그 결과, 가변코일(VL)에서의 저항값, 즉 접촉점(14)과 가변코일(VL)의 타단 끝부분간의 저항값은 점진적으로 증가하게 될 것이다.On the contrary, as the bent glove fingers are stretched, i.e., as the glove fingers change from the state shown in Fig. 2C to the state of Fig. 2B, the protrusion 15 of the conductor 16 and the variable coil VL come into contact with each other. The distance (ie, the spacing) between the contact point 14 and the other end of the variable coil VL becomes gradually longer (change from L1 in FIG. 2C to L2 in FIG. 2B). As a result, the resistance value in the variable coil VL, that is, the resistance value between the contact point 14 and the other end of the variable coil VL will gradually increase.

일예로서, 접촉점(14)과 가변코일(VL)의 타단 끝부분간의 걸리는 저항값이 최소 20kΩ 에서 최대 40kΩ 이라고 가정할 때, 일예로서 글러브 손가락이 완전히 펴진 상태이면 저항값은 20kΩ 이 될 것이고, 글러브 손가락이 완전히 구부려진 상태이면 저항값은 40kΩ 이 될 것이다. 따라서, 본 발명에 따라 검출되는 저항값 변화(즉, 20kΩ 에서 40kΩ 범위 내에서의 저항값 변화)에 따라 도 1의 제어 블록(170)에서는 글러브의 각 손가락 또는 글러브 손목의 움직임 정보를 검출한다.As an example, assuming that the resistance value between the contact point 14 and the other end of the variable coil VL is 20 kΩ minimum to 40 kΩ maximum, for example, if the glove finger is fully extended, the resistance value will be 20 kΩ. If the finger is fully bent, the resistance value will be 40 kΩ. Accordingly, the control block 170 of FIG. 1 detects movement information of each finger or glove wrist of the glove according to the resistance value change (that is, the resistance value change within the range of 20 kΩ to 40 kΩ) detected according to the present invention.

즉, 본 발명의 디지탈 글러브용 센서는, 고정축(10)에 일단이 고정되는 가변코일(VL)과 고정부(20)에 고정되는 탄성체(18) 및 돌기(15)를 갖는 도체(16)를 이용하여 구성함으로써, 종래의 광섬유 센서에 비해 그 구조가 간단할 뿐만 아니라 종래의 밴드센서에 비해 높은 내구성을 갖는다. 따라서, 이러한 본 발명의 센서를 이용하여 디지탈 글러브를 제조하면 글러브 자체의 제조비용 절감은 물론 글러브의 높은 내구성을 확보할 수 있을 것이다.That is, the sensor for a digital glove of the present invention is a conductor 16 having a variable coil VL, one end of which is fixed to the fixed shaft 10, and an elastic body 18 and a protrusion 15 fixed to the fixed portion 20. By using the present invention, not only the structure is simpler than the conventional optical fiber sensor but also has high durability compared with the conventional band sensor. Therefore, when manufacturing the digital glove using the sensor of the present invention will be able to reduce the manufacturing cost of the glove itself and ensure high durability of the glove.

도 3은 상술한 바와같은 구조를 갖는 본 발명에 따른 센서를 디지탈 글러브 입력장치에 채용한 일예를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating an example in which a sensor according to the present invention having the structure as described above is employed in a digital glove input device.

동도면에 도시된 바와같이, 디지탈 글러브 입력장치에는 글러브 손목의 움직임 동작을 검출하는 하나의 감지부(sa)와 글러브의 각 손가락에 각각 대응하여 각 손가락의 움직임 동작을 각각 검출하는 5개의 감지부(sb, sc, sd, se, sf)가 구비된다.As shown in the drawing, the digital glove input device includes one sensing unit (sa) for detecting the movement movement of the glove wrist and five sensing units for detecting the movement movement of each finger respectively corresponding to each finger of the glove. (sb, sc, sd, se, sf) are provided.

이때, 각각의 감지부(sb, sc, sd, se, sf)는 각각의 고정축(fa, fb, fc, fd, fe, ff) 및 각 고정축(fa, fb, fc, fd, fe, ff)과 각 감지부를 연결하는 각각의 연결선(la, lb, lc, ld, le, lf)이 구비된다.In this case, each of the sensing units (sb, sc, sd, se, sf) is a fixed axis (fa, fb, fc, fd, fe, ff) and each fixed axis (fa, fb, fc, fd, fe, ff) and respective connecting lines la, lb, lc, ld, le, and lf connecting the sensing units.

또한, 각 감지부(sb, sc, sd, se, sf)는 각 전압라인(vl) 및 각 출력라인(ol)을 통해 제어장치(100)에 각각 연결된다. 즉, 각 감지부(sb, sc, sd, se, sf)는 각각의 전압라인(vl)을 통해 동작검출에 필요로 하는 전압(Vcc)을 제공받으며, 글러브 손목 및 각 손가락의 움직임에 따라 각각 가변되는 저항값들은 각 출력라인(ol)을 통해 제어장치(100)로 제공된다.In addition, each of the sensing units sb, sc, sd, se, and sf is connected to the control device 100 through each voltage line vl and each output line ol. That is, each of the sensing units sb, sc, sd, se, and sf is provided with a voltage Vcc required for motion detection through each voltage line vl, and according to the movement of the glove wrist and each finger, respectively. The variable resistance values are provided to the control device 100 through each output line ol.

이때, 제어장치(100)는 도 1에 도시된 멀티플렉서(130), A/D 변환 블록(150), 제어 블록(170) 및 인터페이스 블록(190)에 대응하는 것으로, 각 감지부(sb, sc, sd, se, sf)로부터 제공되는 움직임 감지신호(즉, 저항값 변화)를 순차 검출하여 디지탈 신호로 변환하고, 변환된 각 감지신호에 대해 소정의 신호처리 루틴을 수행하며, 이러한 신호처리 루틴을 통해 최종적으로 얻어지는 가상환경상의 동작(예를들면, 어떤 물체를 잡거나 집는 동작 등)을 위한 동작 제어신호들은 인터페이스 블록 및 인터페이스 라인(IFL)을 통해 가상현실 시스템(200)으로 전송된다.In this case, the control device 100 corresponds to the multiplexer 130, the A / D conversion block 150, the control block 170, and the interface block 190 shown in FIG. 1, and each sensing unit (sb, sc). , sd, se, and sf) sequentially detect the motion detection signals (ie, resistance value changes) and convert them into digital signals, and perform predetermined signal processing routines on each of the converted detection signals. The operation control signals for the operation (eg, grabbing or picking up an object) in the virtual environment finally obtained through the transmission are transmitted to the virtual reality system 200 through the interface block and the interface line (IFL).

그 결과, 가상현실 시스템(20)에서는 인터페이스 라인(IFL)을 통해 상기한 데이터 글러브내의 인터페이스 블록(190)으로부터 수신되는 각종 동작 제어신호(조작신호 또는 지령신호)에 응답하여 그에 상응하는 가상환경상에서의 동작을 위한 신호처리를 수행, 예를들면 어떤 물건을 잡거나 집는 등의 동작 제어를 수행하게 될 것이다.As a result, the virtual reality system 20 responds to various operation control signals (operation signals or command signals) received from the interface block 190 in the data glove through the interface line IFL in the corresponding virtual environment. Perform signal processing for the operation of, for example, to control the operation such as grabbing or picking up something.

따라서, 본 실시예에 따르면, 저렴하면서도 간단한 구조를 갖는 디지탈 글러브 입력장치를 구현할 수 있을 것이다.Therefore, according to the present embodiment, it is possible to implement a digital glove input device having a cheap and simple structure.

한편, 도 4는 본 발명에 따른 센서, 즉 가변코일을 이용하는 센서를 디지탈 글러브 입력장치에 채용한 다른예를 도시한 도면이다. 동도면에서는 설명의 편의와 이해의 증진을 위해 글러브에 장착되는 센서들의 배치만을 도시하였으나, 실제적으로 도 4에 도시된 글러브에 채용되는 각 센서들은 각 전압라인 및 각 출력라인을 통해 동도에서 도시 생략된 제어장치에 연결된다.4 is a diagram illustrating another example in which a sensor according to the present invention, that is, a sensor using a variable coil, is employed in a digital glove input device. In the figure, only the arrangement of the sensors mounted on the glove is shown for convenience of description and the understanding, but the sensors employed in the glove shown in FIG. 4 are not shown in the figure through each voltage line and each output line. Connected to the control.

도 4로부터 알 수 있는 바와같이, 본 실시예가 전술한 일실시예와 다른점은 디지탈 글러브의 각 관절부분마다 본 발명에 따른 센서를 장착한다는 것이다. 즉, 전술한 일실시예에서는 디지탈 글러브 입력장치에 6개의 센서(1개의 손목 움직임 검출용 센서 및 5개의 각 손가락 움직임 검출용 센서)를 장착하여 사용자 조작신호(또는 지령신호)를 감지하는 것으로 구성하였으나, 본 실시예에서는 각 관절마다 본 발명의 센서를 장착, 즉 1개의 글러브 손목의 움직임 검출용 센서와 14개의 각 손가락의 움직임 검출용 센서를 장착하여 사용자 조작신호(또는 지령신호)를 감지한다.As can be seen from FIG. 4, the present embodiment differs from the above-described embodiment in that each joint portion of the digital glove is equipped with a sensor according to the present invention. That is, in the above-described embodiment, the digital glove input device is equipped with six sensors (one wrist motion detection sensor and five finger motion detection sensors) to detect a user operation signal (or command signal). However, in the present embodiment, the sensor of the present invention is mounted on each joint, that is, a sensor for detecting movement of one glove wrist and a sensor for detecting movement of 14 fingers are detected to detect a user operation signal (or command signal). .

따라서, 본 실시예에 따르면, 전술한 일실시예에서 얻어지는 효과는 물론 글러브 손가락의 움직임을 보다 고정밀하게 검출할 수 있을 것이다.Therefore, according to the present embodiment, the effect obtained in the above-described embodiment as well as the movement of the glove finger may be detected more accurately.

이상 설명한 바와같이 본 발명에 따르면, 가변코일과 전압을 제공하는 도체를 이용하여 센서를 구성함으로써, 종래의 광섬유 센서에 비해 그 구조가 간단한 센서를 실현할 수 있으며, 또한 종래의 밴드센서에 비해 높은 내구성을 갖는 센서를 실현할 수 있다. 따라서, 이러한 본 발명의 센서를 이용하여 디지탈 글러브를 제조함으로써, 글러브 자체의 제조비용 절감은 물론 글러브의 높은 내구성을 확보할 수 있는 작용효과를 갖는다.As described above, according to the present invention, by constructing a sensor using a variable coil and a conductor providing a voltage, a sensor having a simple structure can be realized as compared to a conventional optical fiber sensor, and also having high durability compared to a conventional band sensor. It is possible to realize a sensor having a. Therefore, by manufacturing the digital glove using the sensor of the present invention, it has the effect of reducing the manufacturing cost of the glove itself, as well as ensuring high durability of the glove.

Claims (7)

가상현실용 가상환경 설정기능을 갖는 가상현실 시스템에 사용자 조작에 따른 가상환경 조작용 동작 지령신호를 발생하는 제어기를 포함하는 디지탈 글러브 입력장치에 채용되어 사용자 조작신호를 검출하는 센서에 있어서,A sensor for detecting a user operation signal, the sensor being employed in a digital glove input device including a controller for generating an operation command signal for operating a virtual environment according to a user's operation in a virtual reality system having a virtual environment setting function for a virtual reality. 상기 디지탈 글러브의 소정부분에 고착되는 라인 고정축;A line fixing shaft fixed to a predetermined portion of the digital glove; 라인을 통해 상기 라인 고정축에 일단이 연결되고 출력단이 상기 제어기에 연결되며, 상기 디지탈 글러브의 구부림 동작에 상응하는 팽창 및 수축동작에 따라 그 저항값이 적응적으로 가변되며, 적응적인 가변 저항값을 상기 제어기에 제공하는 가변코일;One end is connected to the line fixed shaft through a line, and an output end is connected to the controller. The resistance value is adaptively changed according to the expansion and contraction motion corresponding to the bending operation of the digital glove. A variable coil providing the controller to the controller; 자유단을 가지며, 상기 자유단에 대향하는 고정단이 상기 디지탈 글러브의 소정부분에 고착되고, 상기 제어부로부터 제공되는 전압을 상기 가변코일의 가변 접촉부에 제공하는 전압 제공수단; 및A voltage providing means having a free end, the fixed end opposite to the free end being fixed to a predetermined portion of the digital glove, and providing a voltage provided from the controller to the variable contact portion of the variable coil; And 상기 디지탈 글러브에 고착되어 상기 가변코일 및 전압 제공수단을 외압으로부터 지지하는 홀더A holder fixed to the digital glove to support the variable coil and the voltage providing means from an external pressure 로 이루어진 디지탈 글러브용 센서.Sensor for digital gloves. 제 1 항에 있어서, 상기 전압 제공수단은: 상기 디지탈 글러브의 소정부분에 고착되는 고정장치; 일측이 상기 고정장치에 부착되며, 상기 디지탈 글러브의 구부림 동작에 연동하여 상기 디지탈 글러브의 움직임 방향으로 탄성을 제공하는 탄성체; 및 상기 자유단에 대향하는 대향단이 상기 탄성체의 타단에 부착되며, 일측에 상기 가변코일의 가변 접촉부와 맞닿는 돌기를 구비하며, 상기 돌기를 통해 상기 제어기로 부터의 전압을 상기 가변코일의 가변 접촉부에 제공하는 도체로 구성된 것을 특징으로 하는 디지탈 글러브용 센서.2. The apparatus of claim 1, wherein the voltage providing means comprises: a fixing device fixed to a predetermined portion of the digital glove; An elastic body having one side attached to the fixing device and providing elasticity in a movement direction of the digital glove in conjunction with a bending operation of the digital glove; And an opposite end opposite to the free end is attached to the other end of the elastic body, and has a protrusion on one side that contacts the variable contact portion of the variable coil, through which the voltage from the controller is applied to the variable contact portion of the variable coil. Digital glove sensor, characterized in that consisting of a conductor provided to. 제 2 항에 있어서, 상기 탄성체는, 평판 스프링인 것을 특징으로 하는 디지탈 글러브용 센서.The digital glove sensor according to claim 2, wherein the elastic body is a flat spring. 제 1 항에 있어서, 상기 홀더는, 내측에 양측 개방형 공간을 가지며, 상기 개방형 공간내에 상기 가변코일과 전압 제공수단을 에워싸는 형태로 수용하는 원통형 홀더인 것을 특징으로 하는 디지탈 글러브용 센서.The sensor for a digital glove according to claim 1, wherein the holder is a cylindrical holder having both open spaces inside and accommodating the variable coil and the voltage providing means in the open space. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지탈 글러브용 센서는: 상기 디지탈 글러브의 손목 움직임을 검출하는 1개의 손목 검출용 센서; 및 상기 디지탈 글러브의 각 손가락 움직임을 각각 검출하는 적어도 5개의 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 글러브용 센서.The sensor for a digital glove according to any one of claims 1 to 4, further comprising: one wrist sensor for detecting wrist movement of the digital glove; And at least five sensors for detecting each finger movement of the digital glove. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 디지탈 글러브용 센서는: 상기 디지탈 글러브의 손목 움직임을 검출하는 1개의 손목 움직임 검출용 센서; 및 상기 디지탈 글러브의 각 손가락 움직임을 각각 검출하는 적어도 14개의 손가락 움직임 검출용 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 디지탈 글러브용 센서.The sensor for a digital glove according to any one of claims 1 to 4, further comprising: one wrist motion detecting sensor for detecting wrist movement of the digital glove; And at least 14 sensors for detecting finger movements respectively detecting finger movements of the digital gloves. 제 6 항에 있어서, 상기 14개의 손가락 움직임 검출용 센서는, 상기 디지탈 글러브 각 손가락의 각 마디부분의 구부림 동작을 각각 검출하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 디지탈 글러브용 센서.7. The digital glove sensor according to claim 6, wherein the fourteen finger motion detection sensors are mounted to detect bending motions of each node portion of each finger of the digital glove.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100362733B1 (en) * 1999-09-21 2002-11-29 최혁렬 Semi-direct drive hand exoskeleton
KR100446612B1 (en) * 2001-07-24 2004-09-04 삼성전자주식회사 Method and apparatus for selecting information in multi-dimensional space

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100362733B1 (en) * 1999-09-21 2002-11-29 최혁렬 Semi-direct drive hand exoskeleton
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