KR20090022270A - 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법 - Google Patents

가상 데이터 입력 장치 및 그 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20090022270A
KR20090022270A KR1020070087481A KR20070087481A KR20090022270A KR 20090022270 A KR20090022270 A KR 20090022270A KR 1020070087481 A KR1020070087481 A KR 1020070087481A KR 20070087481 A KR20070087481 A KR 20070087481A KR 20090022270 A KR20090022270 A KR 20090022270A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
unit
virtual
operating point
input
operation signal
Prior art date
Application number
KR1020070087481A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100900978B1 (ko
Inventor
임춘택
성영철
김기응
박연준
이정우
이용일
Original Assignee
한국과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국과학기술원 filed Critical 한국과학기술원
Priority to KR1020070087481A priority Critical patent/KR100900978B1/ko
Publication of KR20090022270A publication Critical patent/KR20090022270A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100900978B1 publication Critical patent/KR100900978B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/042—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means
    • G06F3/0425—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected
    • G06F3/0426—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by opto-electronic means using a single imaging device like a video camera for tracking the absolute position of a single or a plurality of objects with respect to an imaged reference surface, e.g. video camera imaging a display or a projection screen, a table or a wall surface, on which a computer generated image is displayed or projected tracking fingers with respect to a virtual keyboard projected or printed on the surface

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Abstract

본 발명은 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 평면상 동작을 감지하여 가상의 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드 기능을 수행하는 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명은 동작신호를 감지하는 감지센서부; 감지센서부로부터 동작신호를 수신하여 동작점의 위치정보를 산출하는 위치산출부; 동작신호의 동작 특성에 따라 가상의 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드를 구분하고, 위치산출부의 위치정보에 상응하는 데이터 입력이 가능하도록 판단정보를 생성하는 입력판단부; 위치산출부로부터 동작점에 대한 위치정보를 수신하고, 입력판단부로부터 판단정보를 수신하여 입력데이터를 출력하는 출력부; 및 감지센서부, 위치산출부, 입력판단부 및 출력부를 제어하는 제어부;를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 초음파를 이용하여 평면상의 동작을 감지하고 가상의 키보드 이외에, 가상의 마우스와 전자펜 및 터치패드를 구현하는 효과가 있다.
데이터 입력 장치, 초음파, 가상 키보드, 가상 마우스

Description

가상 데이터 입력 장치 및 그 방법{Apparatus for inputting virtual data and method therefor}
본 발명은 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 특히 초음파를 이용하여 평면상 동작을 감지하고 가상의 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드 기능을 수행하는 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
휴대폰, UMPC 등의 휴대용 기기가 갈수록 소형화되면서 입력장치를 소형화하거나 아예 없애는 실시예가 소개되고 있다.
종래, 데이터 입력 장치에 대한 기술은 대한민국 공개특허 제2002-0079847호 '가상 입력 장치를 사용하여 데이터를 입력하는 방법 및 장치' 이외에 다수 출원 및 공개된 상태이다.
상기 가상 입력 장치를 사용하여 데이터를 입력하는 방법 및 장치는 사용자가 가상 입력 장치를 사용하여 컴패니언 시스템에 데이터를 매뉴얼로 입력하는 방법에 있어서, 사용자가 사용자 디지트로 데이터를 입력하는 작업대에 관하여 상기 적어도 하나의 사용자 디지트의 상대적 위치의 3차원 위치 정보를 캡쳐할 수 있는 센서를 제공하는 단계; 상기 작업대 부분에 상기 사용자 디지트가 접촉되었는지 여 부를 결정하기 위한, 만약 접촉되었다면 상기 접촉 위치를 결정하기 위한 상기 센서에 의해 캡쳐된 정보를 처리하는 단계; 그리고 상기 접촉 위치와 같은 크기의 디지털 정보를 상기 컴패니언 시스템에 출력하는 단계를 포함한다.
상기 가상 입력 장치를 사용하여 데이터를 입력하는 방법 및 장치는 키보드 화면을 비춰주고 이를 카메라로 촬영하여 키보드 동작을 인식하는 것으로써, 이러한 방식은 휴대기기를 입체적으로 설치해야 하고, 촬영된 영상의 그림자나 손가락 동작 구분이 쉽지 않아 인식착오를 야기하는 문제점이 있었다.
또한, 종래기술에 따른 키보드 입력 이외에 마우스의 커서 이동기능, 스크롤 기능, 좌/우 클릭기능을 동시에 지원하는 가상 데이터 입력장치는 소개되고 있지 않다. 마우스는 키보드와 더불어 휴대폰이나 노트북 등의 휴대단말기에 있어서 별도로 휴대하기가 불편한 문제점이 있었다.
또한, 애플의 아이폰(i-phone) 휴대폰처럼 멀티 터치스크린 기술을 적용하여 화면을 임의의 방향으로 움직이거나 확대/축소하는 것이 가능해지고 있다. 이 기능을 이용하면 편리하게 화면을 조정하는 것이 가능하나, 터치 스크린 방식을 노트북과 같은 대형화면에 적용시 가격도 상승하고 화면의 조도가 터치 스크린으로 인해 통상 30% 정도 감소하는 문제점이 있었다. 또한 터치 스크린은 손을 수시로 들어 화면에 갖다 대야 하므로 화면이 오염되고, 오래 쓰면 팔이 아픈 문제점이 있었다. 이러한 이유로 터치패드를 사용하기도 하나, 통상적인 노트북의 경우 터치패드 면적이 작아 마우스에 비해 불편한 문제점이 있었다.
상기한 문제점들을 해결하기 위하여, 본 발명의 목적은 초음파를 이용한 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 평면상의 동작을 감지하여 가상의 키보드 이외에, 가상의 마우스와 전자펜 및 터치패드를 구현하는 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
그리고, 본 발명의 또 다른 목적은 가상 키보드의 경우, 두 손바닥을 최초 기준점으로 하여 손가락의 상대적 위치를 보정할 수 있도록 하는 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법을 제공함에 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명은 가상 데이터 입력 장치에 있어서, 동작신호를 감지하는 감지센서부(100); 상기 감지센서부로부터 동작신호를 수신하여 동작점의 위치정보를 산출하는 위치산출부(200); 상기 동작신호의 동작 특성에 따라 가상의 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드를 구분하고, 상기 위치산출부의 위치정보에 상응하는 데이터 입력이 가능하도록 판단정보를 생성하는 입력판단부(300); 상기 위치산출부로부터 동작점에 대한 위치정보를 수신하고, 상기 입력판단부로부터 판단정보를 수신하여 입력데이터를 출력하는 출력부(400); 및 상기 감지센서부, 위치산출부, 입력판단부 및 출력부를 제어하는 제어부(500);를 포함한다.
한편, 가상 데이터 입력 방법에 있어서, (a) 데이터 입력 장치의 제어부(500)가 감지센서부(100)를 통해 동작신호를 감지하는 단계; (b) 상기 제어부가 상기 감지센서부로부터 동작신호를 수신하여 입력판단부(300)를 통해 가상 키보드, 가상 마우스, 전자펜 및 터치패드의 동작특성에 따라 판단정보를 생성하는 단계; (c) 상기 제어부가 상기 입력판단부를 통해 가상 키보드에 대한 판단정보를 수신한 경우, 가상 키보드 모드로 인식하고, 상기 감시센서부를 통해 감지한 손바닥 지점을 기준점으로 하여 10개 손가락의 상대적 위치보정을 하는 단계; (d) 상기 제어부가 위치산출부(200)를 통해 동작점에 대한 신호를 생성하는 단계; 및 (e) 상기 제어부(500)가 상기 위치산출부로부터 동작점에 대한 신호를 수신하고, 상기 입력판단부로부터 수신한 판단정보에 따라 출력부(400)를 통해 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드의 동작을 영상신호 또는 음성신호로 출력하는 단계; 를 포함한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 초음파를 이용하여 평면상의 동작을 감지하고 가상의 키보드 이외에, 가상의 마우스와 전자펜 및 터치패드를 구현하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 가상 키보드의 경우, 두 손바닥을 최초 기준점으로 하여 손가락의 상대적 위치를 보정함으로써 입력 키의 정확성을 높이는 효과가 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 가상 키보드를 사용자의 특성에 맞게 설계하여 입력할 수 있으며, 타이핑을 거듭할수록 사용자에게 최적인 자판으로 바뀌도록 하 는 효과가 있다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치는 데스크탑 전산기, 노트북, PDA, 휴대폰 등과 같은 상위 시스템에 채용되는 장치로서, 도 1 내지 도 10을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치에 관한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치에 대한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감지센서부의 감지동작을 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치산출 예시도이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈이 2개일 때의 위치 모호성 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 키보드 동작 특성을 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 출력영상을 나타낸 도면이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 영역을 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 키보드에 관한 동작점 구분을 나타낸 도면이며, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치를 적용한 예시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 감지센서부(100), 위치산출부(200), 입력판단부(300), 출력부(400) 및 제어부(500)를 포함한다.
감지센서부(100)는 초음파 또는 전파 또는 적외선 등을 이용하여 동작신호를 감지하는 기능을 수행한다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 감지센서부(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 제1 송수신모듈(110), 제2 송수신모듈(120) 및 제3 송수신모듈(130)을 포함한다.
본 실시예에 따른 감지센서부(100)는 최소 3개의 송수신모듈을 마련하여 반경 수십 cm 이내의 평면상 제1 동작점(1), 제2 동작점(2)을 동시에 감지한다. 상기 송수신모듈은 일반 소나(sonar)나 레이더(radar)처럼 펄스형태로 초음파를 송신하여 손가락이나 임의의 펜 등의 반사체로부터 반사파를 수신한다. 이로써 감지센서부는 수신한 반사파로부터 평면상의 바닥 접촉여부에 따른 동작신호를 감지한다.
상기 송수신모듈에 있어서, 1개의 모듈만 송신하고 다른 모듈은 수신만 하도록 할 수 있으며, 1개 모듈은 송수신을 하고 다른 모듈은 수신만 하도록 하는 등 다양한 조합의 송수신방식이 당업자의 필요에 따라 선택 가능하다.
손가락이나 펜이 접촉하는 것을 용이하게 감지하기 위해서는 높이 1~2cm 이내의 표면에만 송수신 신호전력이 공급되어야 한다. 상기 제1 내지 제3 송수신모 듈(110, 120, 130)을 두께 1cm 내외의 상위 시스템에 장착하는 것이 초음파가 아니고서는 현재 및 가까운 미래의 기술로는 불가능하므로, 상기 송수신모듈은 초음파를 이용하는 것이 바람직하다.
본 실시예에 따른 제1 송수신모듈(110), 제2 송수신모듈(120), 제3 송수신모듈(130)은 초음파를 송신하고 반사파를 수신하여 동작점에 대한 동작신호를 감지한다고 하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 전파 또는 적외선을 이용할 수 있다.
평면상에 송수신모듈 2개만 있으면 1개 지점의 동작을 감지할 수 있지만, 키보드 입력이나 마우스, 터치패드, 전자펜 기능의 수행을 하기 위해서는 동시에 2개의 위치를 감지할 수 있어야 하므로, 적어도 3개의 송수신모듈, 즉 제1 송수신모듈(110), 제2 송수신모듈(120), 제3 송수신모듈(130)을 구비하고, 제3 송수신모듈(130)은 제1 송수신모듈(110)과 제2 송수신모듈(120) 사이에 마련된다.
본 발명의 일실시예에 따른 감지센서부(100)의 초음파 입체 빔패턴(4)은 빔폭이 수평방향으로는 수직방향에 비해 넓고, 수직방향으로는 수평방향에 비해 좁은 형상을 갖도록 한다. 이렇게 해도 초음파 송수신모듈의 빔 조향각이 180도보다 작으므로, 비감지영역(3)(blind zone)이 발생하며, 가상입력이 가능한 가상입력영역(5)은 송수신모듈로부터 다소 떨어진 지점부터 가로 및 세로로 통상 수십 cm가 된다. 이와 같은 빔특성을 갖도록 하기 위해서는 초음파의 주파수가 100kHz 대역 이하보다는 1MHz 내외의 고주파로 하는 것이 바람직하다.
상술한 제1 내지 제3 송수신모듈(110, 120, 130)은 초음파 입체 빔패턴(4)의 특성상 거리에 비례해서 빔의 폭이 커지는 것을 감안하여, 도 3에 도시된 바와 같이, 초음파 빔이 약간 하향 지향하도록 하여 송수신모듈로부터 먼 위치에서도 균일한 높이에서 감지가 이루어지도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈의 감지원리를 구체적으로 설명하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 손가락이 공중에 떠있으면서 빔패턴의 끝부분에 닿을 경우(A), 미약한 동작신호(a)가 감지되다가, 손가락이 바닥을 향해 내려오면(B) 차츰 감지되는 신호세기가 커지는데, 손가락이 바닥에 닿게 되면 손가락과 바닥사이에 강한 코너반사(coner reflection)가 발생하여 강한 동작신호(b)가 감지된다. 한편, 손가락이 다시 위로 올라갈 때는 역으로 동작신호가 차츰 감소하는 특성을 보인다. 이와 같은 동작신호의 변화특성을 이용하여 키를 치는(stroke) 동작을 비교적 정확히 알아낼 수 있다.
그리고 본 실시예에 따른 감지센서부(100)는 부가적으로 동작 감지를 정확히 하기 위해 적외선 센서모듈(140)을 부착하여 평면상에 손가락 또는 일반 펜이 표면에 닿는 것을 감지할 수 있다. 동작 감지의 정확성을 높이기 위한 또 다른 방법은 바닥에 닿을 때 다른 잡음을 걸러내고, 바닥에 닿을 때(stroke) 나는 충격음을 통과시켜주는 필터회로(150)를 포함한다.
또한, 위치산출부(200)는 상술한 감지센서부(100)로부터 동작신호를 수신하여 동작점의 위치정보를 산출하고, 상기 동작신호 중 손바닥 지점을 기준점으로 하여 손가락의 키입력 위치를 보정하는 기능을 수행한다. 이러한 기능을 수행하기 위하여, 위치산출부(200)는 감지센서부(100)에서 감지하는 동작신호가 동작점과의 직 선거리에 해당하므로, 이를 x-y 직각좌표로 변환하는 연산이 필요하다. 또한 3개 이상 다수의 동작점이 감지될 경우, 2개의 동작점을 기억하고 추가되는 동작점의 위치를 산출한다. 여기서, 반사체와 송수신기로부터의 거리는 소나나 레이다에서와 같이 송수신 펄스간 시간차에 초음파의 속도를 곱한 후 2로 나눈 값이다.
또한 위치산출부(200)는 좌우 손바닥의 위치를 기준점으로 하여 손가락의 상대적 위치를 보정한다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 위치산출부(200)를 구체적으로 설명하면, 감지센서부(100)의 각 송수신모듈, 즉 제1 송수신모듈(110), 제2 송수신모듈(120), 제3 송수신모듈(130)로부터 동작신호를 수신하여 거리를 환산하고, 도 4에 도시된 바와 같은 기하학적인 특성을 감안하여 연산하는 것으로써 가능하다.
상술한 제1 및 제3 송수신모듈(110, 130) 사이의 거리가 클수록 동작점의 위치산출 오차가 적어지므로, 제1 송수신모듈(110)과 제3 송수신모듈(130)로부터 수신한 동작신호를 이용하여 동작점 위치를 산출한다.
이때, 'Shift'키와 다른 키를 동시에 입력해야하는 경우가 있으므로, 동시에 2개 점의 위치를 알아야 한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 송수신모듈(110)과 제2 송수신모듈(120)만으로는 기하학적 특성상 가짜 동작점(6)이 발생하므로, 2개의 동작점 위치를 알아낼 수 없다. 따라서, 제1 송수신모듈(110) 및 제3 송수신모듈(130)로부터 동작신호를 수신하여 동작점의 위치정보를 산출한 후, 제1 송수신모듈(110)과 제2 송수신모듈(120) 사이에 위치한 제3 송수신모듈(130)을 통해 상술한 제1 송수신모듈(110) 및 제2 송수신모듈(120)로부터 수신한 동작신호의 동작점 위 치와 일치하는 동작점의 위치를 산출한다. 즉, 제3 송수신모듈(130)은 가짜 동작점(6)에 대한 신호를 제거하는 기능을 한다.
또한, 입력판단부(300)는 감지센서부(100)로부터 동작신호를 수신하여 동작 특성에 따라 가상의 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드를 구분하고, 상술한 위치산출부(200)의 위치정보에 상응하는 데이터 입력이 가능하도록 판단정보를 생성한다. 즉, 입력판단부(300)는 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드가 각각의 동작 특성을 보이는데, 이러한 동작 특성을 판단한다.
본 발명의 일실시예에 따른 입력판단부(300)가 판단하는 동작 특성을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
키보드의 동작 특성은 도 6에 도시된 바와 같이, 두 개의 손바닥이 바닥에 닿은 상태에서 10개의 손가락이 평면상의 바닥을 두드리는(stroke) 것이 특징이다.
또한 마우스의 동작 특성은 손가락이나 펜이 연속적으로 평면상을 활주하듯이 미끄러지는 동작을 하고, 좌측버튼 클릭을 위해 다시 떼었다가 한번 바닥을 치거나(stroke), 좌측 또는 우측 버튼 클릭을 위해 움직이던 손가락의 좌측 또는 우측 손가락을 한번 바닥을 치는 동작을 하고, 스크롤 기능을 수행하기 위해 두 개 이상의 손가락을 한 방향으로 움직이는 동작이 특징이다.
또한 전자펜의 동작 특성은 커서 대신 필요시 그림을 그릴 수 있다는 측면에서 마우스와 동일한 동작 특성을 보인다. 한 개의 손가락이나 펜이 이동하는 경우, 전자펜 동작으로 인식할 수 있다.
그리고 터치패드의 동작 특성은 바닥에서 손가락 두 개의 간격을 벌리거나 좁히는 동작을 하면 화면을 확대 또는 축소하는 것으로 인식할 수 있다. 이하 터치패드를 이용하여 마우스처럼 데이터를 입력하고자 하는 경우에는 가상 마우스의 경우와 같다.
본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치의 가상 마우스, 전자펜 및 터치패드 동작에 대해 살펴보면, 가상 키보드 동작과는 달리 클릭하는 경우를 제외하고는 동작점이 이동하는 것이 특징이다.
또한 가상 마우스, 전자펜 및 터치패드 동작이 가상 키보드 모드와 구분되는 특징은 통상 한쪽 손만 사용하는데 있다. 이 경우 한쪽 손바닥만 감지되므로 양쪽 손바닥이 감지되는 키보드 모드와는 구분된다. 드물게 화면 확대/축소를 위해 양손을 사용할 수도 있는데, 이 경우 준비동작에서는 키보드 모드와 유사하지만 키보드로 치는(stroke) 대신 동작점을 움직이는 것이 특징이기 때문에 키보드 모드와는 쉽게 구분된다.
또한 본 실시예에 따른 입력판단부(300)가 가상의 키보드, 마우스, 터치패드 및 전자펜 기능을 구분하는 또 다른 방법은 점선으로 표시된 것처럼 마우스, 터치패드 및 전자펜의 동작영역을 별도로 설정해놓는 것이다. 이 경우 이 영역 안에서 이루어지는 동작점의 변화만이 마우스, 터치패드 및 전자펜 동작으로 인식된다.
그리고 본 발명의 일실시예에 따른 입력판단부(300)는 상술한 동작 특성과 위치변화를 이용하여 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드의 기능을 구분하여 이에 상응하는 데이터 입력이 가능하도록 판단정보를 생성한다.
즉, 입력판단부(300)는 상기 감지센서부(100)에 의해 왼쪽 및 오른쪽 손바닥 지점이 감지된 동작신호를 수신하는 경우, 가상 키보드 모드로 판단하고 상기 동작신호와 상기 위치산출부(200)의 동작점에 대한 위치정보에 따라 입력이 가능하도록 판단정보를 생성한다.
그리고, 출력부(400)는 위치산출부(200)로부터 동작점에 대한 위치정보를 수신하고, 입력판단부(300)로부터 판단정보를 수신하여 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드의 동작으로 인한 입력데이터를 상위 시스템으로 출력하는 기능을 수행한다.
여기서, 상기 입력데이터는 감지센서부(100)의 동작신호, 위치산출부(200)의 동작점 위치정보 및 입력판단부(300)의 판단정보에 따른 데이터이고, 상위 시스템은 상술한 바와 같이, 데스크탑 전산기, 노트북, PDA, 휴대폰 등과 같은 시스템을 말한다.
본 실시예에 따른 출력부(400)는 입력판단부(300)로부터 수신한 판단정보가 키보드 모드인 경우, 현재 커서의 위치에 키보드 값에 해당하는 문자를 상위 시스템을 통해 영상신호로 출력하거나, 또는 키버튼 조작에 해당하는 음성신호를 출력하도록 한다.
본 실시예에 따른 출력부(400)는 도 7에 도시된 바와 같이, 상위 시스템의 디스플레이를 통해 가상 키보드의 전체 모양을 영상신호로 출력시켜 입력을 보조할 수도 있다. 이때, 도 3에 도시된 바와 같이, 손가락이 공중에 떠 있으나 초음파 입체 빔패턴(4) 안에 있을 경우, 상기 상위 시스템의 디스플레이로 영상신호를 출력하여 치려고 하는 키보드 바로 위에 손가락 위치(7)를 둥근 원으로 표시되도록 한 다.
상술한 가상 키보드의 전체 모양에 대한 영상신호는 상위 시스템이 별도의 빔프로젝터로부터 투사된 키보드 영상이 없이 디스플레이만 있는 경우에 유용하다.
상기 디스플레이에 터치스크린 기능이 있는 경우, 상기 디스플레이 화면을 터치스크린 방식과 연계시켜 직접 디스플레이 화면을 터치하여 입력시킬 수 있다.
그리고, 제어부(500)는 상기 감지센서부(100), 위치산출부(200), 입력판단부(300) 및 출력부(400)를 제어하는 기능을 수행한다.
본 실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치의 제어부는 키보드 조명이나 종이 또는 플라스틱 형태의 키보드 프린트물이 없는 경우 참조점이 없어, 숙달된 사람이 아니면 정확한 위치에 입력하기가 어려우나, 이를 보정하기 위하여, 맨 처음 준비단계에서 사용자에게 "달빛 머~언 길."과 같은 특정 문장의 설정데이터를 치도록 출력부(400)를 통해 상위 시스템에 출력하고, 감지센서부(100)로부터 상기 설정데이터에 대한 동작신호를 수신하여 분석하고, 위치산출부(200)를 통해 좌우 손바닥의 위치를 기준점으로 하여 10개 손가락의 상대적 위치를 보정하여 도 8에 도시된 바와 같이, 가상 키보드판(8)을 만들어주는 것이다.
또한, 본 실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치는 사용자로부터 자신의 특성에 맞게 선정한 임의의 가상 키보드영역(9)과 가상 마우스, 터치패드 및 전자펜 기능을 하는 영역(10)을 사전에 설정할 수 있다. 특히, 도 8에 도시된 바와 같이, 좌/우 키보드판을 충분히 이격시켜놓고 스페이스 바 등을 크게 설정하면, 좌/우 검지손가락을 명확히 구분할 수 있는 장점이 있다.
이와 같은 가상 키보드판(8)은 한번 정해지면 불변이 아니라, 키 입력작업이 계속되는 동안 사용자의 특성이 변화하거나 손바닥의 위치가 바뀌는 등의 변화가 발생하므로, 이에 맞게 계속 가상 키보드의 위치나 크기 또는 형상의 변화가 가능하다.
본 실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치는 좌우 손바닥을 기준점으로 설정하였지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아닌바, 모든 키동작을 비교하여 전체 키보드 맵을 변화시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치는 키 입력작업시 인접 키버튼 위치를 잘못 눌러 오탈자가 발생하는 경우, 위치산출부(200)를 통해 오탈자 위치를 추정하고, 입력판단부(300)를 통해 바른 키 값이 입력되도록 판단정보를 생성시키고, 위치산출부(200)를 통해 사용자의 가상 키보드 맵 상의 키 위치를 통계적 평균값만큼 보정한다.
본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치의 가상 키보드 동작에 대해 살펴보면 다음과 같다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저 감지센서부(100)에 의해 왼쪽 및 오른쪽 손바닥 지점이 감지된다. 이때 감지된 신호는 도 9의 t=t1일 때와 같다. 다음, 손가락이 바닥을 치면 새로운 동작점이 형성되어 t=t2일 때와 같이 왼쪽 및 오른쪽 손바닥 신호에 부가하여 왼쪽 또는 오른쪽 손가락 신호가 새로이 발생하게 된다. 다음, 또 다른 키를 치는 경우 t=t3 일 때와 같이 왼쪽 손가락 신호와 오른쪽 손가락 신호의 위치가 달라진다. 이때, 손바닥이 이동하는 경우, 본 실시예에 따른 위치산 출부(200)가 이동한 손바닥의 위치를 추적한다. 이는 손바닥이 손가락보다 항상 아래쪽이므로 혼선없이 구분이 가능하다.
본 실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치는 이와 같은 방식으로 기존의 동작점을 저장시켜놓은 상태에서 새로운 동작점만 식별하여 위치정보를 처리하는 경우, 동작점이 2개뿐 아니라 5~10개가 되더라도 식별할 수 있다. 즉, 극단적으로 모든 손가락으로 키를 누르더라도, 동시에 2개 이하씩 순차적으로 누르기만 한다면 전체 손가락의 위치식별이 가능하다.
그리고, 본 실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치는 도 10에 도시된 바와 같이, 휴대폰(C), 노트북(D) 등과 같은 상위 시스템인 휴대단말기에 적용하여 별도의 하드웨어 장치없이도 평면상의 동작을 감지하여 가상의 키보드, 마우스, 터치패드 및 전자펜 기능을 한꺼번에 구현함으로써, 휴대단말기에 별도의 대형 입력장치를 구비하지 않고도 유용한 휴대단말기의 기능을 수행할 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치를 이용한 방법(이하, 가상 데이터 입력 방법)에 관한 전체적인 흐름을 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 방법에 관한 전체흐름도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 제어부(500)는 가상 키보드, 가상 마우스, 전자펜 및 터치패드의 입력에 대한 영역을 설정한다(S2).
제어부(500)는 감지센서부(100)를 통해 손가락 또는 일반펜 등의 동작신호를 감지한다(S4).
다음으로, 제어부(500)는 감지센서부(100)로부터 동작신호를 수신하여 입력판단부(300)를 통해 가상 키보드, 가상 마우스, 전자펜 및 터치패드의 동작특성에 따라 판단하여 판단정보를 생성한다(S6).
다음으로, 제어부(500)는 입력판단부(300)를 통해 가상 키보드에 대한 판단정보를 수신한 경우, 가상 키보드 모드로 인식한다(S8).
다음으로, 제어부(500)는 위치산출부(200)를 통해 상기 동작신호 중, 손바닥 지점을 기준점으로하여 손가락의 상대적 위치를 보정하고, 동작점에 대한 위치정보를 생성한다(S10).
그리고, 제어부(500)는 위치산출부(200)로부터 동작점에 대한 위치정보를 수신하고, 입력판단부(300)로부터 수신한 판단정보에 따라 출력부(400)를 통해 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드의 동작에 따른 입력데이터를 상위 시스템으로 출력한다(S12). 여기서, 상기 입력데이터는 상기 상위 시스템을 통해 영상신호 또는 음성신호 형태로 출력된다.
본 발명의 일실시예에 따른 영역설정단계에 대한 상세한 흐름을 도 12를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 영역설정단계에 대한 상세흐름도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 제어부(500)는 출력부(400)를 통해 "달빛 머~언 길"과 같은 설정데이터를 상위 시스템으로 출력한다(S22). 이때, 상위 시스템은 데 스크탑 전산기, 노트북, PDA, 휴대폰 등의 시스템을 말한다.
다음으로, 제어부(500)는 사용자로부터 출력부(400)를 통해 출력한 설정데이터를 감지센서부(100)를 통해 설정데이터에 대한 동작신호를 수신한다(S24).
그리고, 제어부(500)는 수신한 동작신호를 분석하여 초음파 입체 빔패턴(4) 영역 안에 키보드, 마우스, 터치패드 및 전자펜 입력 영역을 설정한다(26).
본 발명의 일실시예에 따른 동작점 신호 생성단계에 대한 상세한 흐름을 도 13을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 동작점 위치정보 생성단계에 대한 상세흐름도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 제어부(500)는 감지센서부(100)의 제1 송수신모듈(110) 및 제2 송수신모듈(120)로부터 위치산출부(200)를 통해 동작점의 위치를 산출한다(S32).
다음으로, 제어부(500)는 위치산출부(200)를 통해 산출한 동작점의 위치에 대한 신호에서 감지센서부(100)의 제3 송수신모듈(130)을 통해 동작점의 가짜 동작점(6)에 대한 신호를 제거하여 동작점의 위치정보를 생성한다(S34).
본 실시예에서 제어부(500)가 제3 송수신모듈(130)을 통해 동작점의 가짜 동작점(6)에 대한 신호제거에 대하여 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
제어부(500)는 감지센서부(100)의 제1 송수신모듈(110) 및 제2 송수신모듈(120)로 동작점을 감지하고, 위치산출부(200)를 통해 동작점의 위치를 산출한다. 이때, 제어부(500)는 감지센서부(100)를 통해 도 4에 도시된 바와 같이, 동작점의 가짜 동작점(6) 신호가 감지되므로, 감지센서부(100)의 제3 송수신모듈(130)을 통해 제1 송수신모듈(110) 및 제2 송수신모듈(120)의 동작점과 동시에 겹치는 부분만을 동작점으로 감지한다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치에 관한 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치에 대한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 감지센서부의 감지동작을 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 위치산출 예시도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 송수신모듈이 2개일 때의 위치 모호성 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 키보드 동작 특성을 나타낸 도면.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 출력영상을 나타낸 도면.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 영역을 나타낸 도면.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 가상 키보드에 관한 동작점 구분을 나타낸 도면.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 장치를 적용한 예시도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 가상 데이터 입력 방법에 관한 전체흐름도.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 영역설정단계에 대한 상세흐름도.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 동작점 위치정보 생성단계에 대한 상세흐름도.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
1 : 제1 동작점 2 : 제2 동작점
3 : 비감지영역 4 : 초음파 입체 빔패턴
5 : 가상입력영역 6 : 가짜 동작점
7 : 손가락 위치 8 : 가상 키보드판
9 : 임의의 가상 키보드영역
10 : 가상 마우스, 터치패드 및 전자펜 기능을 하는 영역
100 : 감지센서부 110 : 제1 송수신모듈
120 : 제2 송수신모듈 130 : 제3 송수신모듈
140 : 적외선 센서모듈 150 : 필터 회로
200 : 위치산출부 300 : 입력판단부
400 : 출력부 500 : 제어부

Claims (14)

  1. 가상 데이터 입력 장치에 있어서,
    동작신호를 감지하는 감지센서부(100);
    상기 감지센서부로부터 동작신호를 수신하여 동작점의 위치정보를 산출하는 위치산출부(200);
    상기 동작신호의 동작 특성에 따라 가상의 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드를 구분하고, 상기 위치산출부의 위치정보에 상응하는 데이터 입력이 가능하도록 판단정보를 생성하는 입력판단부(300);
    상기 동작신호, 동작점의 위치정보 및 판단정보에 따른 입력데이터를 출력하는 출력부(400); 및
    상기 감지센서부, 위치산출부, 입력판단부 및 출력부를 제어하는 제어부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지센서부(100)는,
    제1 송수신모듈(110), 제2 송수신모듈(120) 및 제3 송수신모듈(130)을 포함하여 초음파 또는 전파를 송신하고 반사파를 수신하여 동작점에 대한 동작신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지센서부(100)는,
    수직방향에 비해 수평방향이 좁고, 수평방향에 비해 수직방향이 길게 형성된 초음파 입체 빔패턴을 하향 지향하도록 송신하고, 바닥면에 손가락 또는 일반 펜이 닿을 때 발생하는 구석반사(corner reflection)를 이용하여 바닥을 치는 동작을 감지하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지센서부(100)는,
    평면상에 손가락 또는 일반 펜이 표면에 닿는 동작을 감지하는 적외선 센서모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 감지센서부(100)는,
    평면상에 손가락 또는 일반 펜이 닿을 때(stroke) 나는 충격음을 통과시키고, 다른 잡음을 걸러내는 필터 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치산출부(200)는,
    상기 감지센서부(100)를 통해 3개 이상의 동작점이 감지될 경우, 상기 동작점 중 2개를 기억한 후, 추가되는 동작점 위치를 구분하여 산출하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 위치산출부(200)는,
    상기 제1 송수신모듈(110) 및 제2 송수신모듈(120)로부터 동작신호를 수신하여 동작점의 위치를 산출하고, 상기 제1 송수신모듈(110) 및 제2 송수신모듈(120) 사이에 위치한 제3 송수신모듈(130)을 통해 가짜 동작점(6)에 대한 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 위치산출부(200)는,
    상기 감지센서부(100)로부터 수신한 동작신호 중, 손바닥 지점을 기준점으로 하여 손가락의 상대적 위치를 보정하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력판단부(300)는,
    상기 감지센서부(100)로부터 왼쪽 및 오른쪽 손바닥 지점이 감지된 동작신호 를 수신하는 경우, 가상 키보드 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 입력판단부(300)는,
    상기 감지센서부(100)에 의해 감지된 동작점이 평면상에 이동하는 경우, 가상 마우스, 터치패드 및 전자펜 모드로 판단하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 장치.
  11. 가상 데이터 입력 방법에 있어서,
    (a) 데이터 입력 장치의 제어부(500)가 감지센서부(100)를 통해 동작신호를 감지하는 단계;
    (b) 상기 제어부가 상기 감지센서부로부터 동작신호를 수신하여 입력판단부(300)를 통해 가상 키보드, 가상 마우스, 전자펜 및 터치패드의 동작특성에 따라 판단정보를 생성하는 단계;
    (c) 상기 제어부가 상기 입력판단부를 통해 가상 키보드에 대한 판단정보를 수신한 경우, 가상 키보드 모드로 인식하는 단계;
    (d) 상기 제어부가 위치산출부(200)를 통해 상기 동작신호 중, 손바닥 지점을 기준점으로 하여 손가락의 상대적 위치를 보정하고, 동작점에 대한 위치정보를 생성하는 단계; 및
    (e) 상기 제어부가 상기 위치산출부로부터 동작점에 대한 위치정보를 수신하고, 입력판단부(300)로부터 수신한 판단정보에 따라 출력부(400)를 통해 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드의 동작에 따른 입력데이터를 출력하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 (a) 단계 이전에,
    (a-1) 상기 제어부(500)가 가상의 키보드, 마우스, 전자펜 및 터치패드의 입력에 대한 영역을 설정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 (a-1) 단계는,
    (a-2) 상기 제어부(500)가 출력부(400)를 통해 설정데이터를 출력하는 단계;
    (a-3) 상기 제어부가 감지센서부(100)를 통해 상기 설정데이터에 대한 동작신호를 수신하는 단계; 및
    (a-4) 상기 제어부가 수신한 동작신호를 분석하여 초음파 입체 빔패턴(4) 영역 안에 키보드, 마우스, 터치패드 및 전자펜 입력 영역을 설정하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 방법.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제 (d) 단계는,
    (d-1) 상기 제어부(500)가 감지센서부(100)의 제1 송수신모듈(110) 및 제2 송수신모듈(120)로부터 위치산출부(200)를 통해 동작점의 위치를 산출하는 단계; 및
    (d-2) 상기 제어부가 위치산출부(200)를 통해 산출한 동작점의 위치에 대한 신호에서 감지센서부(100)의 제3 송수신모듈(130)을 통해 동작점의 가짜 동작점에 대한 신호를 제거하여 동작점의 위치정보를 생성하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 가상 데이터 입력 방법.
KR1020070087481A 2007-08-30 2007-08-30 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법 KR100900978B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070087481A KR100900978B1 (ko) 2007-08-30 2007-08-30 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020070087481A KR100900978B1 (ko) 2007-08-30 2007-08-30 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090022270A true KR20090022270A (ko) 2009-03-04
KR100900978B1 KR100900978B1 (ko) 2009-06-04

Family

ID=40692170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070087481A KR100900978B1 (ko) 2007-08-30 2007-08-30 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100900978B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102523266B1 (ko) * 2018-01-16 2023-04-21 삼성전자주식회사 디스플레이 장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050016691A (ko) * 2002-07-04 2005-02-21 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 자동으로 적응 가능한 가상 키보드
JP2005267424A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Fujitsu Ltd データ入力装置、情報処理装置、データ入力方法、データ入力プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
KR100900978B1 (ko) 2009-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2470981B1 (en) Acoustic motion determination
US9069386B2 (en) Gesture recognition device, method, program, and computer-readable medium upon which program is stored
US8446389B2 (en) Techniques for creating a virtual touchscreen
TWI581171B (zh) 多點手勢識別方法及多點平移手勢的識別裝置
TWI467425B (zh) 多點旋轉運動的識別方法和裝置
US20130194226A1 (en) Method and device for determining a user's touch gesture
JP5805890B2 (ja) タッチパネルシステム
TWI457798B (zh) 多點旋轉運動的識別方法及裝置
TWI467465B (zh) 多點縮放動作的識別方法和裝置
CN110519449B (zh) 电子设备控制方法、装置、电子设备及存储介质
US10747357B2 (en) Coordinate measuring apparatus for measuring input position of a touch and a coordinate indicating apparatus and driving method thereof
US9176589B2 (en) Gesture recognition apparatus and method of gesture recognition
TWI514246B (zh) 觸控筆與電子裝置互動系統與使用觸控筆與電子裝置互動之方法
US20170192465A1 (en) Apparatus and method for disambiguating information input to a portable electronic device
KR101056088B1 (ko) 터치패널 입력장치, 방법 및 이를 이용한 모바일 기기
KR20140105362A (ko) 센서들을 이용하는 근접 동작 인식 장치 및 그 장치를 이용한 방법
US8952934B2 (en) Optical touch systems and methods for determining positions of objects using the same
CN103324410A (zh) 用于检测触摸的方法和装置
KR100900978B1 (ko) 가상 데이터 입력 장치 및 그 방법
TWI536794B (zh) 具非接觸式手部控制功能之行動電話
TWI533225B (zh) 物體數目的識別方法和識別裝置
US20180074648A1 (en) Tapping detecting device, tapping detecting method and smart projecting system using the same
TWI782708B (zh) 電子裝置及其觸控控制方法
KR20100106638A (ko) 터치 기반 인터페이스 장치, 방법 및 이를 이용한 모바일 기기, 터치 패드
JP2005322194A (ja) タッチパネル式文字入力法あるいはそのコントロールモジュール

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120508

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130429

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee