KR200246899Y1 - 자이로스코프를 이용한 3차원 공간상의 입력 장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 3차원 공간상의 입력 장치에 관한 것으로, 특히 자이로 센서와 같은 관성 센서를 이용한 3차원 마우스 장치에 관한 것이다.

본 고안은 종래 기술에 따라 작업대 위에서 움직이는 컴퓨터 마우스와 달리, 공간 상에서 3차원으로 움직임의 이동 속도와 이동 궤적을 2차원 모니터 평면으로 디스플레이할 수 있고, 컴퓨터 입력 장치로 적용하는 경우 다양한 형태로의 응용이 가능하다.

Description

자이로스코프를 이용한 3차원 공간상의 입력 장치{THREE-DIMENSIONAL INPUT DEVICE USING A GYROSCOPE}

본 고안은 3차원 공간상의 입력 장치에 관한 것으로, 특히 자이로 센서와 같은 관성 센서를 이용한 3차원 마우스 장치에 관한 것이다.

본 고안은 일반 컴퓨터, 컴퓨터 게임, 텔레비전 게임, 아케이드 게임 또는 인터넷 텔레비전 리모콘의 위치 입력 장치(input pointing device)로서, 바닥 면에 접하지 아니하고 공중에서 장치의 회전 운동이나 이동을 통해, 기존의 컴퓨터 마우스처럼 마우스 커서의 상하좌우 움직임을 입력할 수 있도록 하는 3차원 입력 장치에 관한 것이다.

종래의 위치 입력 장치로서 마우스(mouse)가 대표적이며, 게임을 하기 위한 조이스틱(joystick)이나, 피씨용 게임기(예를 들어, 플레이 스테이션)도 종래 기술에 따른 2차원 마우스 기술을 기본으로 하고 있다.

종래 기술에 따른 트랙볼 마우스를 포함한 일반 볼 마우스의 경우, 마우스 볼의 회전량은 휠의 상태를 감지하는 인코더(encoder)의 전기 신호로 변환되어 마우스의 움직임을 제어하는 것으로서, 마우스 볼을 회전시키기 위하여 평면 위에서만 사용하여야 하는 불편함이 있다.

더욱이, 인코더의 기계적 수명은 다른 전자 부품의 수명보다도 짧고, 바닥의 먼지나 이물질이 마우스 볼을 통해 휠 축 사이에 끼여 마우스 동작에 불량이 발생하는 경우도 빈번히 발생한다. 그 결과, 종래 기술에 따른 마우스 장치의 경우 매번 마우스 내부의 볼과 휠 축을 청소해 주어야만 하는 불편함이 있다.

한편, 광 마우스는 전술한 불편한 점을 해결하기도 하지만, 일반 볼 마우스와 같이 바닥에서만 작동되어야 하므로, 프리젠테이션(presentation)과 같은 특별한 응용에 사용될 경우에는 마우스와는 별도로 거기에 맞는 장치를 새로 구입해 사용하거나, 보조 인원이 더 있어 작동을 도와주어야 하는 불편함이 있다.

또한, 피씨용 게임기용 게임기의 경우 상하좌우 이동을 기구적인 스위치를 통해 수행하기 때문에, 수명이 짧은 단점이 있다. 또한, 위치 이동을 위해 한 손이 거의 이동 스위치에 고정되어 있는 이유로 하여 다른 한 손만을 위치 이동 이외의 상황을 위한 조작에 사용되는 불편한 점이 있다.

따라서, 본 고안의 제1 목적은 3차원 공간상에서 상하좌우 이동을 통한 위치 정보를 이용한 입력 장치를 제공하는데 있다.

본 고안의 제2 목적은 상기 제1 목적에 부가하여, 바닥 면에 접하지 않고 공중에서 장치의 회전이나 이동을 통해 마우스 커서의 상하좌우의 움직임을 입력할 수 있는 입력 장치를 제공하는데 있다.

도1은 본 고안에 따른 자이로 센서의 구성의 일 실시예를 나타낸 도면.

도2는 본 고안에 따른 자이로 센서를 적용한 3차원 공간상의 입력 장치의 적용례를 나타낸 도면.

도3은 본 고안에 따른 3차원 입력 장치의 공간 상 운동 궤적에 대하여 출력되는 정사영된 평면 운동 궤적을 나타낸 도면.

도4는 본 고안에 따른 3차원 상의 입력 장치의 구성을 나타낸 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 감지부

11 : 자이로 센서

12 : 가속도계 센서

13 : 저역 통과 필터단

14 : 고역 통과 필터

20 : 중간 변환부

21 : 필터단

22 : 궤환 증폭단

23 : 펄스 폭 변조

24 : 펄스 코드 변조

25 : A/D 변환단

30 : 프로세서부

40 : 전송부

111 : 이동거리

112 : 평면 이동 신호, 평면 이동 변위

120 : 이동각

121 : 각도

122 : 공간 회전 운동의 순간 속도

123 : 평면 이동 속도

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 3차원 공간상에서 사용자가 잡고 움직이는 움직임을 감지하고, 이에 대응하여 모니터 화면상의 마우스 커서를 이동시키는 3차원 입력 장치에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는 공간상에서 상기 사용자가 잡고 움직이는 경우, 상기 3차원 입력 장치의 회전에 대한 각속도를 측정하는 진동형 자이로 센서, 상기 진동형 자이로 센서의 출력 신호 중 진동 감쇠 신호를 차단하는 저역 통과 필터, 상기 저역 통과 필터의 출력을 증폭하는 증폭기 및, 상기 증폭기 출력 신호와 상기 입력 장치가 움직인 회전 반경, 움직인 각도로부터 상기 입력 장치가 정사영된 반구 상의 평면 위를 움직인 위치 이동값 또는 이동 속도를 산출하는 프로세서를 포함하는 3차원 입력 장치를 제공한다.

이하에서는, 첨부 도면 도1 내지 도4를 참조하여 본 고안에 따른 3차원 입력 장치의 양호한 실시예를 상세히 설명한다.

본 고안은 공중에서의 위치 정보를 이용한 입력 장치로서, 자이로 센서 (gyrosensor) 또는 가속도계 센서(accelerometer)와 같은 관성 센서를 사용하며,그 센서들의 출력은 각각 운동 물체의 각속도와 가속도를 나타낸다. 여기서, 속도와 가속도는 각각 위치의 일차 미분 및 이차 미분과 동일하므로 이 두 값은 위치 정보를 파악할 수 있는 원형 값에 해당된다.

도1을 참조하면, 각속도 또는 가속도를 얻기 위한 자이로 센서(11) 또는 가속도계 센서(12)로 구성된 감지부(10)와, 감지부(10)에서 출력되는 원형 신호를 여과하는 필터단(21), 여과된 신호를 증폭하는 궤환 증폭단(22)이 도시되어 있다. 또한, 증폭 신호를 펄스 폭 변조(PWM; pulse width modulation; 23) 하거나 펄스 코드 변조(PCM; pulse code modulation; 24) 하기 위한 변조단과, 부호화된 디지털 신호를 얻기 위한 A/D 변환단(25)을 포함하는 중간 변환부(20)를 포함한다.

또한, 본 고안의 구성은 중간 변환된 값을 연산 처리하기 위한 프로세서부 (30)를 통하면 공중에서의 물체의 이동이나 회전에 관련된 위치 정보가 산출되고, 이 정보를 필요로 하는 컴퓨터 또는 텔레비전, 아케이드용 게임기와 같은 응용 장치로 전송되는 전송부(40)를 포함한다.

다시 도1을 참조하면, 원형 신호를 원하는 신호로 여과 증폭하여 프로세서가 처리할 수 있는 디지털 신호로 만들어야 하므로, 펄스 폭 변조 또는 펄스 코드 변조와 같은 변조단을 통해 디지털화 한다. 이어서, 펄스 폭을 카운트하여 이용하거나 혹은 A/D 변환된 부호화된 신호를 이용할 수 있다. 또한, 프로세서부(30)에서 연산 처리하여 최종 위치 정보를 출력하고, 마지막으로 그 정보를 유선 또는 무선으로 전송할 수 있다.

본 고안의 양호한 실시예에 따라 제작된 위치 입력 장치에는 내부에 자이로센서(11) 혹은 가속도계 센서(12)가 들어 있어서, 이 장치가 운동하는 경우 각속도 또는 가속도 신호를 발생한다. 상기 두 신호는 모두 수학적으로 위치와 관련된 물리량이므로 프로세서부 (30)에서 연산 처리하면 운동량에 비례한 위치량으로 나타나게 된다.

본 고안에 따른 자이로 센서(11) 및 가속도계 센서(12)에서 발생한 원형 신호는 고유한 센서 주파수 특성을 내포하고 있으므로, 본 고안에 적당한 주파수 대로 그 범위를 한정할 수 있는 필터단(21)이 필요하게 되고, 이 필터단(21)은 최적의 이동 위치를 보장하게 된다.

본 고안에 따른 양호한 실시예로서, 센서에 따라 그 출력 값은 프로세서부 (30)에서 처리하기에 부족한 경우가 있으며, 이를 증폭단(22)을 통해 출력 레벨 증가를 도모한다. 본 고안에 따른 바람직한 실시예로서, 부궤환(negative feedback) 증폭단이 사용되어질 수 있다.

따라서, 증폭단(22)의 출력은 프로세서부(30)에서 처리될 수 있는 최적의 주파수 범위 대의 적당한 출력 크기를 갖는 신호이다. 한편, 증폭단(22)의 출력은 아날로그 신호이므로 프로세서부(30)에서 처리할 수 있는 디지털 신호로 변환을 하여야 한다. 본 고안의 양호한 실시예로서, 이동 방향에 비례하여 일정 주기의 펄스의 폭(width)을 증감하면서 변조하는 방식이 적용될 수 있다. 즉, 이동 방향이 정방향인 경우에는 펄스 폭을 증가시키고, 부방향인 경우에는 펄스 폭을 감소시킬 수 있다. 그 결과, 프로세서부(30)에서는 증감된 펄스 폭을 카운트하여 입력 장치가 어느 방향으로 얼마만큼 이동하였는지를 추산하게 된다.

본 고안에 따른 또 다른 실시예로서, 입력 장치의 이동 방향에 따라 그 출력 값을 하이와 로우로 교대로 출력하는 펄스 코드 변조(PCM) 방법을 적용할 수 있다. 예를 들어, 정방향으로 이동할 때에는 하이값 만을 출력하고, 반대로 부방향으로 이동할 때는 로우값 만을 출력하는 방식이 적용될 수 있다. 이 때에, 프로세서부 (30)는 하이 또는 로우값을 카운트함으로써 이동 방향과 이동 변위를 파악하게 된다.

본 고안에 따른 또 다른 실시예로서, A/D 변환기를 사용하여 변환된 디지털 신호를 프로세서부(30)에 입력할 수 있다. 전술한 바와 같이 아날로그 값은 위치와 관련된 값이므로 출력된 디지털 값은 이동 위치와 일대일 대응을 하게 되며, 프로세서부(30)에서 연산 처리하면 곧 위치 값으로 산출될 수 있다.

전술한 디지털 신호 처리 방식은 마이크로 콘트롤러를 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 변조단(23, 24) 및 변환단(25)을 거쳐 출력되는 신호는 프로세서부 (30)에서 해당 방식에 대응하는 연산 처리를 수행하게 되고, 위치 정보를 가지는 신호로 생성된다.

이와 같이, 산출된 위치 정보를 컴퓨터용 마우스로 사용하는 경우 상하좌우의 2차원 신호만을 발생시키며, 그 전송부(40)는 시리얼(serial) 방식, PS2 방식, USB와 같은 유선 방식과, IrDA 또는 RF 혹은 블루투쓰(bluetooth) 방식 등을 사용한 무선 방식이 적용될 수 있다.

이상과 같이 산출된 위치 신호를 텔레비전 게임용으로 사용할 경우, 상하좌우의 2차원적인 신호뿐만 아니라 전후를 포함한 3차원적인 신호를 발생시키며, 그전송부(40)는 전용 포트와 같은 유선 방식과 적외선 IrDA 또는 RF 또는 블루투쓰 (bluetooth) 등을 사용한 무선 방식이 될 수 있다.

본 고안의 또 다른 양호한 실시예로서, 상기 위치 신호를 피씨 게임용으로 사용할 경우 상하좌우의 2차원적 신호뿐만 아니라, 전후를 포함한 3차원적 신호를 발생시키며, 그 전송부는 시리얼(serial) 방식 또는 게임 전용 포트와 같은 유선 방식과 IrDA, RF 또는 블루투쓰 방식 등을 사용한 무선 방식이 사용될 수 있다.

본 고안의 양호한 실시예로서, 상기 위치 신호를 아케이드 게임용으로 사용할 경우, 상하좌우의 2차원적인 신호뿐만 아니라 전후를 포함한 3차원적인 신호를 발생시키며, 그 전송부(40)는 전용 포트를 사용하는 유선 방식을 사용하며, 도난의 염려가 있는 무선 방식은 지양할 수 있다.

본 고안에 따른 자이로 센서(11)는 회전 각속도를 측정하는 관성 센서의 일종으로서, 각속도의 적분치는 위치량에 상응한다. 따라서, 자이로 센서(11)는 우주 항공 및 군사 분야에 많이 사용되는 센서이지만, 가격이 일반 분야에 적용하기에는 고가인 단점이 있을 수 있다.

한편, 저가형인 진동형 센서는 기준값을 중심으로 이동 방향에 따라 정부의 파형을 출력하는데, 그 센서의 진동 특성상 한쪽 방향으로만 움직일 경우에도 진동 성분이 포함되며 감쇠 진동하는 특성을 나타낸다.

그 결과, 신호 성분만으로 처리하는 경우 마치 양방향으로 회전한 결과를 가져와 위치 정보를 검출하기 위한 응용으로는 쓰이지 못하고 캠코더나 카메라의 떨림을 측정하는 데에만 주로 사용되고 있다.

도2는 본 고안에 따른 자이로 센서를 적용한 3차원 공간상의 입력 장치의 적용예를 나타낸 도면이다. 도2를 참조하면, 진동형 자이로 센서 2개를 사용하여 사용자가 들고 사용하는 장치의 이동 변위를 나타낼 수 있도록 하며, 사용자의 어깨 또는 팔꿈치가 자이로 센서를 회전시키는 축으로 작용한다. 또한, 사용자가 자이로 센서를 들고 움직이는 경우, 그 회전량에 대한 각속도가 센서에서 출력되며 이 양은 사용자의 손에서 팔꿈치까지의 길이를 반지름으로 하는 회전 운동의 각속도값이 된다.

한편, 회전 운동 각속도값은 사용자가 공간상에서 움직이므로 3차원량이 되지만, 센서의 수를 2개 사용하므로 3차원으로 인식할 수는 없다. 또한, 출력된 회전 운동 각속도값은 곡률 반경을 움직이는 각속도값이 되며 평면상의 이동 속도 값은 아니다. 따라서, 공간 회전 운동을 평면에서의 운동 값으로 변환하는 작업이 필요하다. 이를 위하여, 순간 선속도는 회전 각속도와 반지름의 곱임을 인식하고, 정사영된 평면 이동 순간 선속도 값()은 원주 상의 순간 선속도값()과 그 각도에서의 코사인 값으로 표현될 수 있음을 알 수 있다.

상기 수학식을 살펴볼 때에, 어느 특정 각도에서 그 각속도값이 유일하다고 가정한다면 그 각도의 코사인 값도 일정하므로, 평면 이동 속도 값은 평면상에서 각속도를 평면 속도로 나타내는 유일한 값임을 알 수 있고, 이것을 위하여 별도의 하드웨어가 필요하지는 않게 된다. 즉, 소프트웨어적으로 코사인 값을 곱해 주는 루틴만을 제어부에서 처리하여 준다면 공간 회전 운동을 평면 병진 운동으로 변환하는 충분한 해를 제공할 수 있다.

도3은 본 고안에 따른 3차원 입력 장치의 공간 상 운동 궤적에 대하여 출력되는 정사영된 평면 운동 궤적을 나타낸 도면이다. 도3을 참조하면, 본 고안에 따른 진동형 자이로 센서(10)를 이용한 평면 이동 신호(112)를 출력하는 범용 모듈에 관한 구성으로서, 평면 이동 신호(112)를 직접 출력하는 대신에 평면 이동 속도(123)가 공간 회전 운동의 순간 속도(122)과 그 각도(121)의 코사인 값이라는 사실을 적용한다.

본 고안은 회전각속도값를 출력하지만, 그 값은 제어부에서 소프트웨어적으로 처리할 수 있음을 고려하여 구성된다. 본 고안은 회전 각속도를 출력하는 진동형 자이로 센서를 사용하여 공간상에서 움직이는 물체의 평면 이동 변위(112)를 측정하는 센서 모듈로서, 원주 상의 이동거리 S1(111)은 반지름과 각(120)의 곱과 동일하며, 각속도는 각(120)의 시간에 대한 미분이다.

또한, 원주 상의 순간 선속도(122)는 이동거리(111)의 시간에 대한 미분이다.

한편, 정사영된 평면상의 순간 속도(123)는 다음 수학식 8과 같이 표현된다.

또한, 반지름이 일정하므로 정사영된 반구 상의 평면 위를 이동한 거리(112)는 다음과 같이 표시된다.

즉, 수학식 10에서 알 수 있듯이, 정사영된 반구 상의 평면 위를 움직인 위치 이동값(112)은 반지름과 자이로 센서(10)에서 출력하는 각속도와, 2시간 동안 움직인 각(120)의 코사인 곱의 적분치가 된다. 여기서, 반지름은 사전에 측정할 수 있는 양이며, 각속도는 자이로 센서(10)에서 출력되므로 알 수 있는 물리량이다. 한편, 이동각(120)에 대한 값은 하드웨어적으로 알 수 없으며, 이 물리량은 본 고안에 따른 프로세서부(30)에서 계산상으로 처리된다.

도4는 본 고안에 따른 3차원 상의 입력 장치의 구성을 나타낸 도면이다. 도4를 참조하면, 공간상에서 움직이는 물체의 각속도를 출력하는 진동형 자이로 센서(11)와, 진동형 자이로 센서(11)에서 나오는 진동 감쇠 출력을 차단하는 저역 통과 필터단(13)과, 디씨 전압 안정화를 위해 저주파 성분을 차단하는 고역 통과 필터(14) 및 여과된 신호를 안전한 비율로 증폭하는 궤환 증폭단(22)으로 구성된다.

본 고안에 따른 자이로 센서(11)에서 출력되는 회전 각속도는 코사인 값을 곱하여 주면 평면 이동 속도를 나타내므로 소프트웨어적으로 이동 속도를 산출할 수 있지만, 진동 자이로 센서는 감쇠 진동하는 특성이 있으므로 이를 여과시켜 주는 것이 바람직하다.

본 고안의 바람직한 실시예로서, 차단 주파수를 100 ㎐로 하여 저역 통과 필터(13)를 구성하면 사람의 미세한 떨림도 차단하게 된다. 또한, 디씨(DC) 전압을 안정화하기 위하여 0.1 ㎐ 이하의 주파수 성분을 제거해 버리면 대역폭 1000의 대역 통과 필터를 구성할 수 있다.

이 주파수대의 신호를 증폭부를 거쳐 다시 부궤환시키면, 그 출력 값은 안정화되고 사용자가 들고 움직이는 운동에 대한 이동량을 계산하는데 충분한 구성이 된다. 또한, 감쇠 진동의 또 한 가지 특성은 원래의 기준값으로 수렴하는 것이므로, 기준값으로 수렴한 경우, 그 값을 현재 위치에 대한 원점으로 재설정하면 8비트 A/D 변환기에서도 충분히 큰 거리의 위치 이동을 감지할 수 있다.

전술한 내용은 후술할 고안의 특허 청구 범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 고안의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 고안의 특허 청구 범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 고안의 개념과 특정 실시예는 본 고안과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 고안에서 개시된 고안 개념과 실시예가 본 고안의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용되어질 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 고안의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상과 같이, 본 고안은 종래 기술에 따라 작업대 위에서 움직이는 컴퓨터 마우스와 달리, 공간상에서 3차원으로 움직임의 이동 속도와 이동 궤적을 2차원 모니터 평면으로 디스플레이할 수 있고, 컴퓨터 입력 장치로 적용하는 경우 다양한 형태로의 응용이 가능하다.

Claims (10)

1. 3차원 공간상에서 사용자가 잡고 움직이는 움직임을 감지하고, 이에 대응하여 모니터 화면상의 마우스 커서를 이동시키는 3차원 입력 장치에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는

   공간상에서 상기 사용자가 잡고 움직이는 경우, 상기 3차원 입력 장치의 회전에 대한 각속도를 측정하는 진동형 자이로 센서;

   상기 진동형 자이로 센서의 출력 신호 중 진동 감쇠 신호를 차단하는 저역 통과 필터;

   상기 저역 통과 필터의 출력을 증폭하는 증폭기; 및

   상기 증폭기 출력 신호와 상기 입력 장치가 움직인 회전 반경, 움직인 각도로부터 상기 입력 장치가 정사영된 반구 상의 평면 위를 움직인 위치 이동값 또는 이동 속도를 산출하는 프로세서를 포함하는 3차원 입력 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는 상기 저역 통과 필터의 출력에 대하여 필요 없는 주파수 대역의 파형을 여과시키고 디씨 전압 안정화를 위해 저주파 성분을 차단하는 고역 통과 필터를 더 포함하는 3차원 입력 장치.
3. 3차원 공간상에서 사용자가 잡고 움직이는 움직임을 감지하고, 이에 대응하여 모니터 화면상의 마우스 커서를 이동시키는 3차원 입력 장치에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는

   공간상에서 상기 사용자가 잡고 움직이는 경우, 상기 3차원 입력 장치의 회전에 대한 각속도 또는 가속도를 추출하는 센서부;

   상기 센서부에서 출력되는 원형 신호를 여과하는 필터단;

   상기 필터단에서 출력되는 신호를 선정된 비율로 증폭하는 궤환 증폭단;

   상기 궤환 증폭단의 출력 신호를 변조하는 변조부; 및

   상기 변조부로부터 전송된 변조 신호로부터 위치 정보를 산출하는 프로세서부

   를 포함하는 3차원 입력 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 변조부는 상기 사용자가 공간상에서 움직인 이동 방향에 비례하여 일정한 주기의 펄스 폭을 증감하여 변조하는 펄스 폭 변조기를 포함하는 3차원 입력 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 변조부는 상기 사용자가 공간상에 움직인 이동 방향에 따라, 그 출력 값을 하이와 로우를 교대로 출력하는 펄스 코드 변조기를 포함하는 3차원 입력 장치.
6. 제3항에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는 상기 변조부 대신에 A/D 변환기를 포함하는 3차원 입력 장치.
7. 제3항에 있어서, 상기 센서부는 자이로 센서 또는 가속도계 센서를 포함하는 3차원 입력 장치.
8. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는 시리얼 방식, PS2 방식, 또는 USB 방식을 이용한 유선 통신 방식으로 모니터 화면에 마우스 커서의 이동을 위한 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 3차원 입력 장치.
9. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는 IrDA, RF 또는 블루투쓰 방식을 이용한 무선 통신 방식으로 모니터 화면에 마우스 커서의 이동을 위한 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 3차원 입력 장치.
10. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 3차원 입력 장치는 컴퓨터, 피씨 게임, 텔레비전 게임, 아케이드 게임, 또는 텔레비전 리모콘 입력을 위한 입력 장치를 포함하는 3차원 입력 장치.