KR20020073234A - 3차원 포인팅 디바이스를 사용하는 무선식 입력 장치 및방법 - Google Patents

3차원 포인팅 디바이스를 사용하는 무선식 입력 장치 및방법 Download PDF

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KR20020073234A
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Abstract

사용자가 각종 정보를 입력할 수 있는 무선식 입력 장치가 제공된다. 종래의 전자 기기의 리모트 콘트롤에는 각종 기능을 수행하는 많은 버튼 또는 스위치 가 있다. 따라서, 리모트 콘트롤이 복잡하고 부피가 크기 때문에 그 조작성을 잃기 쉽다. 무선식 입력 장치에는 조작용 스크린을 표시하는 LCD 및 사용자가 조작하는 3차원 마우스가 있다. 사용자는 스크린 상에 각종 조작을 입력할 수 있고 기기를 원격으로 조정할 수 있다. 또한, 압력 민감 저항 필름이 사용자에 의해 인가된 압력을 감지하기 위한 3차원 마우스에 적용된다. 매우 작은 양의 압력이 마우스에 인가되더라도, 효율적으로 압력이 검출될 수 있다.

Description

3차원 포인팅 디바이스를 사용하는 무선식 입력 장치 및 방법{WIRELESS INPUT APPARATUS AND METHOD USING A THREE-DIMENSIONAL POINTING DEVICE}
본 발명은 무선식 입력 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전자 기기와의 연결장치로서 제공되며 무선 통신 수단을 사용하여 전자 기기를 원격으로 제어하는 무선식 입력 장치에 관한 것이다.
TV, 비디오, 및 에어 콘디셔너 등의 가전 제품은 원격으로 제어된다. 예를 들면, TV용 리모트 콘트롤에는 전원 버튼, 채널을 변경시키는 채널 버튼, 및 음량을 올리거나 또는 낮추는 볼륨 제어 버튼이 있다. 이들 버튼은 리모트 콘트롤의 본체에 배열된다. 본체의 전면에는, TV로 신호를 보내기 위해 적외선 전송부가 제공된다. 사용자가 어느 버튼을 누르면, 눌려진 버튼에 대응하는 미리 규정된 명령 데이터가 본체 내부의 CPU에 의해서 생성되어, 적외선 전송부를 통해 TV로 전송된다. 이와 같이, 리모트 콘트롤의 각종 버튼을 조작함으로써, 사용자는 전원 온/오프, 채널 변경, 볼륨 조정 등과 같은 각종 제어를 원격으로 수행할 수 있다.
비디오 테이프 레코더의 리모트 콘트롤에는 실행, 녹화, 정지, 되감기, 전진등과 같이 다른 종류의 버튼이 배열되어 있다. 에어 콘디셔너의 리모트 콘트롤에는 난방과 냉방간의 전환용 또는 온도 조절용 등으로 배열되는 종류의 버튼이 있다. 이와 같이, 리모트 콘트롤에 배열되는 버튼은 제어하의 기기에 따라 그 배열, 형태, 및 수가 매우 다르다.
또한, 최근의 가전 제품은 내장 마이크로프로세서로 높은 지능을 갖추게 되고, 퍼스널 컴퓨터 뿐만 아니라 가전 제품을 상호 연결하는 인 홈 네트워크(in-home network)를 연구하는 단계가 도래하고 있다.
이들 환경하에서, 사용자가 조작하는 가전 제품의 수가 증가하여 사용자 조작이 복잡하게 되고 있다. 상이한 리모트 콘트롤이 가전 기기에 부속되고 리모트 콘트롤에는 각기 상이한 배열의 상이한 종류의 버튼이 있다. 따라서, 사용자가 그 조작을 기억하는 것은 매우 귀찮다. 게다가, 버튼의 종류와 수가 증가함에 따라, 리모트 콘트롤의 크기가 크게 된다. 예를 들면, 리모트 콘트롤을 사용하여 문자를 기기에 입력되게 하기 위해서, 리모트 콘트롤은 본체에 배열된 알파벳에 대해 26개의 버튼을 가져야 하며 그 조작성이 매우 악화될 것이다. 이 때문에 버튼의 수를 감소시키는 방법, 예를 들면 다중 버튼의 동시 조작에 의해 상이한 동작을 실현시키는 방식 또는 특정 버튼의 조합이 이용된다. 그러나 이 경우에 사용자는 특정 버튼의 조합을 기억해야 하며 사용자 조작이 복잡하게 된다.
일반적으로 리모트 콘트롤의 하나의 버튼이 하나의 명령 데이터에 대응하므로, 기기를 제어하기 위한 각종 기능을 제공하는데 많은 버튼 또는 스위치가 필요하다. 따라서, 리모트 콘트롤이 복잡하고 부피가 크기 때문에 그 조작성을 잃기쉽다.
본 발명은 상술한 문제를 고려하여 만들어 졌으며, 그 목적은 기기에 배열된 많은 버튼 또는 스위치 없이 각종 정보를 입력할 수 있는 무선식 입력 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 한 특징에 따르면, 무선식 입력 장치가 제공된다. 상기 장치는 포인팅 디바이스, 신호 처리부, 포인터 제어부, 처리 실행부, 및 무선 통신부를 포함한다. 포인팅 디바이스는 외부로부터 인가된 3차원 성분의 압력을 검출한다. 신호 처리부는 x축 성분 및 y축 성분의 압력에 기초하여 포인터의 이동 방향을 규정하고, z축 성분의 압력에 기초하여 포인터가 눌려지는지를 검출한다. 포인터 제어부는 규정된 이동 방향에 기초하여 포인터의 위치를 이동시킨다. 처리 실행부는 포인터가 눌려질 때 미리 규정된 명령 데이터를 발생시킨다. 무선 통신부는 무선 통신 수단을 사용하여 명령 데이터를 외부 장치로 전송한다.
무선 통신부는 상기 명령 데이터가 외부 장치로 보내지는 데이터이면 명령 데이터를 외부 장치로 전송할 수 있다. 신호 처리부는 z축 성분의 압력이 미리 규정된 한계를 초월하면 포인터가 눌려지는 것을 판정한다. 신호 처리부는 z축 성분의 압력의 양을 검출하여 다중 레벨에서의 양을 판정하고, 처리 실행부는 압력의 양의 레벨에 따라 다른 명령 데이터를 발생시킬 수 있다.
포인팅 디바이스는 3차원 외부 압력이 인가되는 조작부, 및 인가된 3차원 압력을 검출하는 시트 형상의 압력 민감 저항 부재를 포함할 수 있다.
시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 3차원 성분의 압력을 검출하는 메시 패턴의 전극을 가질 수 있다. 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 각기 x축, y축, 및 z축 성분 중 어느 하나를 검출하는 메시 패턴의 다수의 전극을 가질 수 있고, 신호 처리부는 메시 영역의 전극으로부터 얻어진 아날로그 신호를 시분할로 디지털 신호로 변환할 수 있다.
신호 처리부는 i 번째 열의 전극으로부터의 신호의 각 전극에 대한 출력 경로를 형성하는 타이밍 제어를 수행할 수 있고, 또한 j번째 행의 전극을 선택하며 (i, j) 메시 영역의 전극으로부터의 신호의 출력값을 얻는 타이밍 제어를 수행함으로써, 메시 패턴의 전극으로부터의 출력 신호의 2차원 분포를 검출한다.
시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 각기 x축 또는 y축 성분 중 어느 하나를 검출하는 메시 패턴의 다수의 전극을 가질 수 있고, 각 메시는 z축 성분의 압력을 검출하는 전극을 가지고 있다.
시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 3차원 성분의 압력을 검출하는 부채꼴 패턴의 전극을 가질 수 있다. 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면의 중심부에 배열되며 z축 성분의 압력을 검출하는 전극을 가질 수 있고, 부채꼴 패턴의 다수의 전극은 각기 중심부를 둘러싸는 x축 또는 y축 성분의 압력 중 어느 하나를 검출한다. z축 성분의 압력을 검출하는 다수의 전극은 부채꼴로 배열된 x축 및 y축 전극의 영역에 분포될 수 있다.
또한 상기 장치는 명령을 지시하는 조작 버튼을 표시하는 표시부를 포함하고, 표시부는 포인터가 조작 버튼에서 눌려지는 것이 검출될 때 눌려진 조작 버튼을 표시할 수 있고, 처리 실행부는 조작 버튼에 대응하는 미리 규정된 명령 데이터를 발생시킬 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 무선식 입력 장치가 또한 제공된다. 상기 장치는 외부로부터 인가된 3차원 성분의 압력을 검출하는 포인팅 디바이스, 검출된 3차원 성분의 압력에 기초하여 포인터를 제어하는 포인터 제어부, 사용자를 위해 조작 스크린 상에 포인터를 표시하는 표시부, 및 무선 통신 수단을 사용하여 포인터에 의해 지정된 명령을 외부 장치로 전송하는 무선 통신부를 포함한다. 이 포인팅 디바이스로서, 상술한 구성을 갖는 포인팅 디바이스 같으면 어느 것이든 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무선식 입력 방법이 제공된다. 상기 방법은 사용자를 재촉하여 조작하게 하는 스크린을 표시하는 단계, 포인팅 디바이스에 인가된 3차원 성분의 외부 압력을 검출하는 단계, x축 성분 및 y축 성분의 압력에 기초하여 포인터의 이동 방향을 규정하고 스크린 상에 포인터를 이동시키는 단계, z축 성분의 압력에 기초하여 포인터가 눌려지는지를 검출하고 포인터가 눌려질 때 미리 규정된 명령 데이터를 발생시키는 단계, 및 무선 통신 수단을 사용하여 명령 데이터를 외부 장치로 전송하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 상술한 구성 성분의 임의의 조합이 방법, 센서, 및 시스템 등으로 적용될 때 실시예로서 더욱 효과적이다.
또한, 본 발명의 요약은 모든 필요한 특징을 반드시 기술하는 것은 아니므로 발명이 이들 설명된 특징의 하위의 조합이 될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선식 입력 장치로서의 리모트 콘트롤의 외관을 도시하는 도면,
도 2a 및 도 2b는 각기 3차원 마우스의 상면도 및 측면도,
도 3은 도 2a 및 도 2b의 3차원 마우스의 내부 구조,
도 4는 도 3의 센서 시트의 뒷부분,
도 5는 도 3의 센서 시트의 구성을 도시하는 계략도,
도 6은 도 5의 B--B선 단면도,
도 7은 도 6의 전극 필름의 개략도,
도 8은 도 1의 리모트 콘트롤의 본체내의 CPU의 기능 블록도,
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 시분할로 도 7의 센서 시트의 각 메시로부터의 출력 신호를 얻는 신호 처리를 설명하는 도면,
도 10은 도 3의 센서 시트의 다른 구성을 도시하는 도면,
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 리모트 콘트롤에 의한 수순을 도시하는 플로 차트,
도 12는 도 1의 리모트 콘트롤에 표시된 스크린을 도시하는 도면,
도 13은 도 1의 리모트 콘트롤에 표시된 스크린을 도시하는 도면이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
1 : 리모트 콘트롤(remote control)2 : 본체
3 : 적외선 전송부4 : LCD
5 : 3차원 마우스6 : 전원 스위치
본 발명의 범주를 한정하지 않고, 발명을 예증하는 바람직한 실시예에 기초하여 발명이 설명된다. 실시예에서 설명되는 모든 특징 및 그 조합은 발명에 반드시 필요한 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무선식 입력 장치로서의 리모트 콘트롤의 외관을 도시한다. 도면에 도시된 리모트 콘트롤(1)에는 본체(2) 및 적외선 전송부(3)가 있다. 액정 표시장치 또는 LCD(4), 3차원 마우스(5) 및 전원 스위치(6)는 본체(2)의 위에 배열된다. 전원 스위치(6)가 눌려질 때, 사용자를 재촉하여 조작하게 하는 스크린이 LCD(4) 상에 표시된다. 사용자는 TV 또는 VTR 등의 전자 기기를 원격으로 조작할 수 있다. 이러한 원격 조작으로서, 사용자는 기기에 정보 입력, 채널 변경, 비디오테이프 실행 또는 비디오테이프에 기록을 할 수 있다.
3차원 마우스(5)는 사용자 조작에 의해 인가된 압력을 검출하여 3차원 성분의 압력, 즉, 3차원 마우스(5)의 조작 방향에 대응하는 x축 성분과 y축 성분, 및 3차원 마우스(5)를 누르는 방향에 대응하는 z축 성분을 얻는다. 3차원 마우스(5)는, 후술하는 바와 같이, 압력에 의한 센서부의 저항값의 변화를 통해서 전기 신호로서의 3차원 성분의 압력을 검출한다.
얻어진 3차원 성분의 압력은 나중에 자세히 설명되는 본체(2) 내부의 CPU에 제공된다. CPU는 3차원 마우스(5)의 포인터를 이동시키거나 또는 포인터에 의해 지시된 조작을 수행하는 그러한 처리를 실행한다. 또한 CPU는 조작 명령이 제어하의 기기로 보내져야 한다면 규정된 명령 데이터를 발생시키고 적외선 전송부(3)를통해 데이터를 전송한다. 명령 데이터가 제어하의 기기에 의해 수신됨으로써 기기는 원격으로 제어된다. 적외선 전송부(3)는 명령 데이터의 수신의 통지 및 조작 후의 갱신된 상태를 가리키는 데이터 등의 응답 신호를 수신할 수 있다. 또한, CPU는 LCD(4) 상에 표시된 제어하의 기기로부터 수신된 정보를 가질 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 각기 3차원 마우스(5)의 상면도 및 측면도이다. 3차원 마우스(5)는 키 탑(key top)(52) 및 케이스(51)가 센서 기판(56)에 배열되도록 구성된다. 센서 기판(56)은 본체(2) 내에 제공되고 검출된 압력의 전기 신호가 본체(2)내의 CPU로 전송된다.
도 3은 3차원 마우스(5)의 내부 구조를 도시한다. 3차원 마우스(5)에는 케이스(51), 키 탑(52), 압력 전송부(53), 고무 시트(54), 센서 시트(55), 및 센서 기판(56)이 있다. 사용자가 키 탑(52)을 조작할 때, 압력 전송부(53)에 압력이 인가된다. 고무 시트(54)를 통해 압력 전송부(53)의 바닥으로부터의 센서 시트(55)에 가해지는 압력은 인가된 압력의 방향 및 양에 따라 다르게 분포한다. 센서 시트(55)는 압력의 분포를 검출하여 전기 신호로서의 압력 정보를 센서 시트(55)에 부착된 신호 입력 리드선을 통해 센서 기판(56)으로 전송한다. 센서 기판(56)에는 센서 시트(55)로부터 얻어진 압력 정보에 대해 미리 규정된 신호 처리를 실행하는 내장 IC 칩이 있다.
도 4는 센서 시트(55)의 뒷부분을 도시한다. 센서 시트(55)의 외주(55B)에는 양면이 부착된 접착 테이프가 있고, 센서 기판(56)에 부착한다. 후술하는 바와 같이, 센서 시트(55)에는 이 도면에는 도시되지 않은 신호 출력 리드선이 있고, 출력 리드선은 센서 기판(56)의 전극에 접속되어 센서 시트(55)에 의해 검출된 전기 신호가 센서 기판(56)에 제공될 수 있다.
센서 시트(55)로서, 미국 특허 제 5,997,996호에 본 발명의 발명자가 제한했던 시트 형상의 압력 민감 저항 부재(sheet-like pressure-sensitive resistance member)를 사용하는 것이 바람직하다. 도 5는 센서 시트(55)의 구성을 도시하는 개략도이다. 아래에서는, 설명의 편의를 위해서, 센서 시트(55)가 직사각형의 형상으로 도시된다. 그러나, 3차원 마우스(5)에 제공될 때, 센서 시트(55)는 원형상으로 잘려진다. 다른 경우에, 후술될 메시(mesh) 패턴의 전극은 원형상의 센서 시트(sensor sheet)(55)에 적당하도록 곡선으로 형성될 수 있다. 도 5에서, 센서 시트(55)에는 압력 민감 저항 필름(11) 및 전극 필름(22)이 있다. 제조 공정에서, 압력 민감 전극 필름(11) 및 전극 필름(22)은 전극이 제공된 압력 민감 저항 필름을 형성하도록 접착제 등을 사용하여 함께 결합된다. 이 도면에서, 참조 부호 13은 전극을 나타낸다.
도 6은 도 5의 B--B선 단면도이다. 도 6에 개략적으로 도시된 바와 같이, 압력 민감 필름(11)은 도전 필름(14) 및 보호 필름(15)을 포함한다. 도전 필름(14)의 상부면은 보호 필름(15)과 접합하고 그 하부면은 전극 필름(12)과 접합한다. 이와 같이, 상술한 전극이 제공된 압력 민감 저항 필름이 생성된다.
도 6에 도시된 바와 같이, 도전 필름(14)은, 도전 입자의 도전 방향이 필름 표면을 교차하도록 배열되는 도전 입자(16)를 포함한다. 구체적으로, 탄소, 금속 등으로 만들어진 도전 입자(16)는 아크릴 수지, 실리콘 수지 또는폴리카보네이트(PBT) 등의 수지 재료와 혼합된다. 그 다음, 혼합물은 도전 입자(16)를 동향으로 향하도록 인장력이 시트에 가로방향으로 인가되면서 시트로 성형되어 도전 입자의 도전 방향이 성형된 시트의 표면을 직교한다.
이와 같이 배열된 도전 입자(16)에 의해, 도전 필름(14)은 전극 필름(12)으로 외부 압력의 증가 또는 감소를 매우 효율적으로 전송할 수 있다. 따라서, 3차원 마우스(5)에 인가된 압력의 증가/감소 또는 하중을 검출하는 감도가 크게 증가된다. 또한, 3차원 마우스(5)의 하중 위치가 전극 필름(12)의 대응 위치에 정확하게 전송되므로, 하중 위치에 대한 검출 정밀도 또한 크게 증가된다.
보호 필름(15)은 도전 필름(14)을 보호하고 폴리에스테르 필름 또는 폴리염화비닐 필름 등의 보호 부재를 사용하여 이 목적으로 형성된다. 보호 필름(15) 및 상술한 도전 필름(14)의 상부면은 압력 민감 저항 필름(11)을 형성하도록 일체로 접합하기 위해서 열처리된다. 이와 같이 형성된 압력 민감 저항 필름(11)은 적절한 가요성을 유지하면서 증가된 내구성을 가진다.
전극 필름(12)은 에폭시 또는 폴리이미드로 만들어지는 에칭 가능한 시트 형상의 기판(17)을 사용하여 제조되어, 예를 들면, 구리박으로 코팅된다. 기판(17)의 구리박은 도 5의 메시 형상의 패턴으로 배열된 전극(22)을 형성하도록 에칭된다. 보다 구체적으로, 전극(13)을 형성하기 위해서, 용융된 은 합금 예를 들면, 약 90%의 은 함량을 갖는 산화은으로부터 형성된 은계 부재(silver-base member)(19)가, 도 6에 도시된 바와 같이, 실크스크린과 같은, 적절한 인쇄 처리에 의해 구리박(18)의 전극 패턴으로 도포된다. 그 다음 구리박(18)의 전극 패턴 및여기에 도포된 은계 부재(19)가 대략 섭씨 270 도에서 20초 동안 열처리된다.
상술한 처리의 덕분에, 은계 부재(19)의 표면 경도가 증가됨으로써, 전극(13) 자체의 내구성을 향상시킨다. 예를 들면, 저항값의 변경에 대한 정보를 획득하기 위해 전극(13)에 리드선을 접속시키는 납땜 조작도 쉽게 된다. 이들 신호 출력 리드선은 상술한 x축, y축, 및 z축 성분의 압력을 얻기 위해서 제공되며 도 7에서 참조부호 13X, 13Y, 및 13Z로 나타내어 진다.
도 7은 전극 필름(12)의 개략도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 실시예의 전극 필름(12)에는 다수의 x축 전극(13X), x축 전극에 직교하는 다수의 y축 전극(13Y), 및 각기 각 x축 전극(13X) 및 각 y축 전극(13Y)에 의해 둘러싸인 직사각형 영역내에 배열되는 다수의 z축 전극(13Z)이 있다.
이들 x축 전극(13X), y축 전극(13Y), 및 z축 전극(13Z)은 서로 절연되고 검출된 신호 출력 리드선(20)은 CPU를 접속하기 위해서 납땜 등에 의해 이들 전극(13X, 13Y 및 13Z)에 각기 부착된다. 출력 리드선(20) 중에서 몇개는 도면에서 생략된 것을 유의해라.
실시예에서, 도전 방향이 필름 표면을 교차하도록 도전 입자가 배열되는 도전 필름(14)이 3차원 마우스(5)에 적용되므로, 매우 작은 양의 압력이 인가되더라도, 리모트 콘트롤(1)이 그 방향을 검출하기 위한 x축 및 y축 전극에 그리고 그 양을 검출하기 위한 z축에 압력을 효과적으로 전송할 수 있다. 그러므로 3차원 마우스의 검출 감도가 매우 증가됨으로써, 3차원 성분 압력의 검출 정밀도가 매우 증가된다.
상술한 바와 같이 전극(x축, y축, 및 z축)을 반드시 복수로 할 필요는 없더라도, 이 실시예의 상술한 구성은 x축, y축, 및 z축 방향에서 검출 분해능을 증가시킴으로써 3차원 정보를 입력하기 위한 신호가 매우 정밀하게 검출될 수 있다.
도 8은 리모트 콘트롤(1)의 본체(2)내의 CPU의 기능 블록도이다. 센서 시트(55)의 신호 출력 리드선으로부터 얻어진 신호는 멀티플렉서(72)에서 시간의 관점으로 분할되어 A/D 변환기(74)에서 디지털 신호로 변환된 다음에 신호 처리부(76)에서 처리된다. 멀티플렉서(72), A/D 변환기(74), 및 신호 처리부(76)가 3차원 마우스(5)의 센서 기판(56)에서 IC로서 제공된다. 신호 처리부(76)에 의해 처리된 신호는 포인터 콘트롤러(78) 및 처리 실행부(82)에 주어지고, 예를 들면 포인터의 이동이 제어되어 조작에 기초한 처리가 실행된다. 이 처리에서, 제어하의 기기로 전송되는 명령 또는 입력된 정보가 있다면, 미리 규정된 명령 데이터가 처리 실행부(82)에서 발생되고, 명령 데이터가 무선 통신부(84)를 통해 전송된다. 표시부(80)는 포인터의 위치 뿐만 아니라 조작 스크린을 표시하고, 포인터에 의해 지시된 조작에 따라 스크린을 갱신한다.
포인터 콘트롤러(78) 및 처리 실행부(82)는 리모트 콘트롤(1)의 본체(2)내의 CPU에 의해 실행되는 프로그램 모듈로서 제공된다. 무선 통신부(84)는 적외선 전송부(84)에 제공되는 기능 블록이다. 표시부(80)는 LCD(4)를 구동시키는 드라이버프로그램(driver program)으로서 제공된다. 물론, CPU에서 실행된 처리는 센서 기판(56)에 제공된 IC에서 실행될 수 있다. 반대로, 센서 기판(56)에 제공된 IC에서 실행된 처리 중 일부는 리모트 콘트롤(1)의 본체(2)내의 CPU에서 실행될 수 있다.따라서, 제공에 따라, 어느 구성이든 센서 기판(56)의 IC와 리모트 콘트롤(1)의 CPU 사이의 처리 분포로 만들어질 수 있다. 또한, 적외선 통신 대신에, 그 밖의 다른 무선 통신 수단이 제어하의 기기와의 통신에 사용될 수 있다.
z축 전극(22Z)에 대응하는 멀티플렉서가 도면에 도시되지 않았지만, 각 멀티플렉서(72)는 각기 x축 전극(22X), y축 전극(22Y) 및 z축 전극(22Z)에 대응하여 제공된다. x축 전극(22X), y축 전극(22Y) 및 z축 전극(22Z) 중 어느 하나와 도전 필름(11) 사이에 규정된 저항은, 각 멀티플렉서(72)에 의해 아날로그 데이터로 다중 송신된다. A/D 변환기(74)는 각 멀티플렉서(72)로부터의 아날로그 저항 데이터를 ,예를 들면, 256 비트의 디지털 데이터로 변환한다.
신호 처리부(76)는 A/D 변환기(74)에 의해 주어진 저항 정보를 처리함으로써 각 전극(22X, 22Y 및 22Z)의 저항값의 변화를 분석하고, 3차원 마우스(5)에 인가된 압력의 방향, 즉, x축 및 y축 성분, 및 압력의 증가 및 감소, 즉, z축 성분을 검출한다. 검출된 결과에 따라, LCD(4) 상에 표시된 포인터가 이동되거나, 또는 스크린 상의 버튼이 클릭되어 미리 규정된 원격 조작이 수행된다. 신호 처리부(76)는 제어 신호로 멀티플렉서(72)를 제어함으로써, 센서 시트(55)의 각 메시에서 검출된 압력의 출력 신호를 시분할로 얻을 수 있다.
도 9a, 도 9b 및 도 9c는 센서 시트(55)의 각 메시로부터의 출력 신호를 시분할로 얻는 신호 처리를 설명한다. 8행 8열의 메시의 경우가 설명된다. 제어 신호(COM1 내지 COM8)는 각 8열에 순차적으로 주어지고, 각 열의 전극의 신호 출력 경로는 순차적으로 활성화된다. 예를 들면, 제1 열의 출력 경로가 활성화되는 동안, 8행에 대응하는 8 채널(a 내지 h)이 가능 신호로 순차적으로 활성화됨으로써, 1행 1열 내지 8행 1열에서의 메시로부터의 출력값이 차례차례 판독된다.
따라서 각 메시에서 교차하는 x축 전극 및 y축 전극의 출력값, 및 각 메시에서의 z축 전극의 출력값이 시분할로 순차적으로 판독된다. 신호 처리부(76)는 3차원 마우스(5)에 인가된 압력의 방향 및 x축, y축, 및 z축 전극으로부터 얻어진 출력값의 2차원 분포로부터의 압력의 양을 검출한다.
도 10은 센서 시트(55)의 다른 구성을 도시한다. 이 구성에서, 상술한 전극의 메시 대신에, z축 전극이 중심부(62)에 배열되고 x축 전극 및 y축 전극이 z축 전극 주위를 번갈아서 배열된다. 도면은 이러한 구성을 도시한다. 주변부(60A 내지 60H)는 8개의 동일한 부분으로 분할된 전극 영역이고, x축 및 y축 전극이 교대로 배열된다. 압력이 3차원 마우스(5)에 인가될 때, 압력의 방향은 주변부(60A 내지 60H)로부터의 출력값의 분포에 의해 검출될 수 있고, 3차원 마우스(5)가 눌려질 때, 압력의 양은 중심부(62)로부터의 출력값에 의해 검출될 수 있다.
도 11은 상술한 구성을 갖는 리모트 콘트롤(1)에 의한 수순을 도시하는 플로 차트이다. 사용자는 3차원 마우스(5)를 조작하여 3차원 마우스(5)에 인가된 압력이 검출된다(S10). 신호 처리부(76)가 3차원 성분의 압력을 검출할 때(S10의 Y), 포인터 콘트롤러(78)는 x축 성분 및 y축 성분의 압력에 기초하여 LCD(4)에서 표시된 포인터의 이동 방향 및 양을 판정하고, 포인터의 위치를 변경시킨다(S12). 예를 들면, x축 또는 y축 성분 중 어느 하나가 제로가 아니면, 포인터는 계속하여 이동한다. 포인터의 이동 속도는 x축 및 y축 성분의 볼륨에 따라 변화할 수 있다.
다음에, 신호 처리부(76)는 z축 성분의 값이 미리 규정된 한계를 초과하는지를 검사하고(S14), 초과하면(S14의 Y), 신호 처리부(76)는 포인터가 눌려지는지를 판정하고, 처리 실행부(82)가 포인터의 위치에 표시된 내용에 기초하여 명령 데이터를 발생시킨다. 예를 들면, 조작 버튼이 포인터 위치에 위치되면, 조작 버튼이 클릭되는 것을 인지한 다음, 조작 명령 데이터가 발생된다.
처리 실행부(82)는 명령 데이터가 제어하의 기기에 전송되는 데이터인지를 판정하고(S18), 판정이 S18의 Y이면, 무선 통신부(84)는 무선 통신 수단, 예를 들면 적외선 통신을 사용하여 명령 데이터를 보낸다(S20). 무선 통신부(84)는 제어하의 기기로부터 응답을 수신하고(S22), 표시부(80)는 필요하면 스크린을 갱신한다(S26). 예를 들면, 표시부(80)는 필요하면 응답 결과를 표시하거나 또는 표시된 상태 정보를 갱신한다. 단계 S18에서, 명령 데이터가 전송되는 데이터가 아니면(S18의 N), 처리 실행부(82)는 리모트 콘트롤(1) 내의 규정된 처리를 실행한다(S24). 예를 들면, 내부 매개변수 또는 상태가 갱신된 다음에 새로운 스크린이 다른 명령을 입력하는 사용자를 위해 표시된다.
하나의 예가 설명된다. 도 12에 도시된 바와 같이, 리모트 콘트롤(1)의 스크린은 TV 채널(101, 102), 볼륨 제어(104), 조정 버튼(106), 뮤트(mute) 버튼(108), 및 타이머 버튼(110)을 나타낸다. 예를 들면, 사용자는 3차원 마우스(5)를 사용함으로써 스크린 상에 포인터(100)를 이동시키고 3차원 마우스(5)를 누름으로써 하나의 채널을 선택한다. 그 다음, 선택된 채널을 변경시키는 명령 데이터가 발생되어 TV로 전송된다. 사용자가 조정 버튼(106)을 클릭하면, 처리 실행부(82)는 조정을 위해 스크린을 표시하도록 표시부(80)에 지시한다. 그 다음 표시부(80)는 도 13에 도시된 바와 같이 밝기 및 선명도를 조정하기 위한 조작 스크린을 표시하고 조정 제어(112 및 114)를 사용함으로써 사용자를 재촉하여 조작을 더 수행하게 한다.
다시 도 11을 참조하면, 신호 처리부(76)는 포인터가 눌려지는지를 판정하면(S14의 N), 수순은 단계 S10으로 되돌아 간 다음에 압력이 검출될 때까지 대기한다. 단계 S10에서 타임아웃(time-out)이 설정되고, 미리 규정된 시간 동안 압력이 검출되지 않으면(S10의 N), 자동적으로 전원이 오프되어(S30), 수순이 종료한다.
단계 S14에서, 검출된 z축 성분의 압력이 계속하여 한계를 초월하고 x축 및/또는 y축 성분이 동시에 검출되면, 누름과 동시에 사용자가 포인터를 이동시키려는 것이 인식되고, 눌려진 상태로 포인터를 이동시키기 위한 처리가 실행될 수 있다. 예를 들면, 사용자는 볼륨 제어(104)로 포인터를 이동시킬 수 있고 3차원 마우스(5)를 누른 다음에, 제어(104)가 선택되어 있는 동안 우 또는 좌측으로 볼륨 제어(104)를 이동시킴으로써 볼륨을 조정한다.
검출된 3차원 성분의 압력은 센서 시트(5)의 저항값의 변화가 항상 인가된 압력에 비례하지 않기 때문에 다소 편차가 있다. 이 때문에, 신호 처리부(76)는 검출된 값을 보정할 수 있다.
본 발명이 전형적인 실시예로써 설명되었더라도, 당업자가 첨부된 특허청구범위에 정의되는 본 발명의 의도 및 범주를 벗어나지 않고 많은 변화 및 대체를 만들 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 이러한 대안이 공개된다.
상기 설명에서, 포인터의 이동 방향은 인가된 x축 및 y축 성분의 압력에 의해 결정되고, 포인터에 인가된 압력의 양은 z축 성분의 압력에 의해 검출된다. 그러나, LCD가 3차원의 가상 공간 신장을 표시하면, 포인터의 이동 방향은 3차원 성분의 압력에 의해 3차원으로 규정될 수 있고 포인터의 이동량은 검출된 압력의 양에 의해 규정될 수 있다.
전술한 바와 같이, 실시예의 무선식 입력 장치는 디스플레이 상에 조작 스크린을 표시할 수 있고 그 본체에 제공된 조작 버튼 없이 3차원 포인터를 통해 사용자로부터의 조작을 수신할 수 있다. 사용자는 스크린 상에 각종 조작을 입력할 수 있고 기기를 원격으로 제어할 수 있다. 따라서, 장치는 일반적인 사용에 널리 적용될 수 있고 조작이 매우 쉽다. 또한, 장치의 크기가 최소가 될 수 있고 그럼으로써 제조 비용이 절감될 수 있다.
또한, 도전 방향이 시트 표면을 교차하도록 도전 입자가 배열되는 시트 형상의 압력 민감 저항 부재가 3차원 마우스(5)의 센서부에 인가되기 때문에, 매우 작은 양의 압력이 마우스(5)에 인가되더라도, 3차원 성분의 압력이 효과적으로 검출될 수 있다. 따라서 입력 장치의 성능이 매우 향상된다.

Claims (20)

  1. 무선식 입력 장치에 있어서,
    외부로부터 인가된 3차원 성분의 압력을 검출하는 포인팅 디바이스;
    x축 성분 및 y축 성분의 압력에 기초하여 포인터의 이동 방향을 규정하고, z축 성분의 압력에 기초하여 포인터가 눌려지는지를 검출하는 신호 처리부;
    규정된 이동 방향에 기초하여 상기 포인터의 위치를 이동시키는 포인터 제어부;
    상기 포인터가 눌려질 때 미리 규정된 명령 데이터를 발생시키는 처리 실행부; 및
    무선 통신 수단을 사용하여 상기 명령 데이터를 외부 장치로 전송하는 무선 통신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무선 통신부는 상기 명령 데이터가 외부 장치로 보내지는 데이터이면 명령 데이터를 외부 장치로 전송하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 포인팅 디바이스는,
    3차원 외부 압력이 인가되는 조작부; 및
    인가된 3차원 압력을 검출하는 시트 형상의 압력 민감 저항 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 3차원 성분의 압력을 검출하는 메시 패턴의 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 각기 x축, y축, 및 z축 성분 중 어느 하나를 검출하는 메시 패턴의 다수의 전극을 가지고, 상기 신호 처리부는 메시 영역의 전극으로부터 얻어진 아날로그 신호를 시분할로 디지털 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 i번째 열의 전극으로부터의 신호의 각 전극에 대한 출력 경로를 형성하는 타이밍 제어를 수행하고, 또한 j번째 행의 전극을 선택하며 (i, j) 메시 영역의 전극으로부터의 신호의 출력값을 얻는 타이밍 제어를 수행함으로써, 메시 패턴의 전극으로부터의 출력 신호의 2차원 분포를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 각기 x축 또는 y축 성분 중 하나를 검출하는 메시 패턴의 다수의 전극을 가지고, 각 메시는 z축 성분의 압력을 검출하는 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 신호 처리부는 i번째 열의 전극으로부터 얻어진 신호의 각 전극에 대한 출력 경로를 형성하도록 타이밍 제어를 수행하고, 또한 j번째 행의 전극을 선택하여 (i, j) 메시에 대응하는 x축, y축, 및 z축 전극으로부터의 신호의 출력값을 얻는 타이밍 제어를 수행함으로써, 메시 패턴의 전극으로부터의 출력 신호의 2차원 분포를 검출하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 3차원 성분의 압력을 검출하는 부채꼴 패턴의 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 z축 성분의 압력을 검출하고 그 표면의 중심부에 배열되는 전극, 및 각기 중심부를 둘러싸는 x축 또는 y축 성분의 압력 중 어느 하나를 검출하는 부채꼴 패턴의 다수의 전극을 가지는 것을 특징으로하는 무선식 입력 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    명령을 지시하는 조작 버튼을 표시하는 표시부를 더 구비하고, 상기 표시부는 포인터가 조작 버튼에서 눌려지는 것이 검출될 때 눌려짐 조작 버튼을 표시하고, 상기 처리 실행부는 조작 버튼에 대응하는 미리 규정된 명령 데이터를 발생시키는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  12. 외부로부터 인가된 3차원 성분의 압력을 검출하는 포인팅 디바이스;
    검출된 3차원 성분의 압력에 기초하여 포인터를 제어하는 포인터 제어부;
    사용자를 위해 조작 스크린 상에 포인터를 표시하는 표시부; 및
    무선 통신 수단을 사용하여 포인터에 의해 지정된 명령을 외부 장치로 전송하는 무선 통신부를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 포인팅 디바이스는,
    3차원 외부 압력이 인가되는 조작부; 및
    인가된 3차원 압력을 검출하는 시트 형상의 압력 민감 저항 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 3차원 성분의 압력을 검출하는 메시 패턴의 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 각기 x축 또는 y축 성분 중 어느 하나를 검출하는 메시 패턴의 다수의 전극을 가지고, 각 메시는 z축 성분의 압력을 검출하는 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 그 표면에 3차원 성분의 압력을 검출하는 부채꼴 패턴의 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 시트 형상의 압력 민감 저항 부재는 z축 성분의 압력을 검출하고 그 표면의 중심부에 배열되는 전극, 및 각기 중심부를 둘러싸는 x축 또는 y축 성분의 압력 중 어느 하나를 검출하는 부채꼴 패턴의 다수의 전극을 가지는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 장치.
  18. 무선식 입력 방법에 있어서,
    사용자를 재촉하여 조작하게 하는 스크린을 표시하는 단계;
    포인팅 디바이스에 인가된 3차원 성분의 외부 압력을 검출하는 단계;
    x축 성분 및 y축 성분의 압력에 기초하여 포인터의 이동 방향을 규정하고 스트린 상에 포인터를 이동시키는 단계;
    z축 성분의 압력에 기초하여 포인터가 눌려지는지를 검출하고 포인터가 눌려졌을 때 미래 규정된 명령 데이터를 발생시키는 단계; 및
    무선 통신 수단을 사용하여 명령 데이터를 외부 장치로 전송하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    명령 데이터가 외부 장치로 보내지는 데이터인지를 판정하는 단계를 더 포함하고, 상기 전송하는 단계는 외부 장치로 보내지는 데이타인 명령 데이터를 전송하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    외부 장치로부터 전송된 명령 데이터의 실행 결과를 수신하고, 수신된 실행 결과에 기초하여 표시된 스크린을 갱신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선식 입력 방법.
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