KR20110015046A - 컴퓨터의 원격 제어를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

컴퓨터를 위한 원격 제어 시스템, 및 대응하는 방법은, 이미지 캡처 유닛을 포함하는 웹 카메라 ― 상기 이미지 캡처 유닛은 전자기 스펙트럼의 다수의 별개의 섹션들로부터 상을 수신할 수 있는 하나 이상의 장치들을 포함함 ―; 상기 상을 검출하여 그것을 커서 제어가 가능한 적어도 하나의 신호로 분리할 수 있는 검출 및 분리 모듈 ― 상기 커서 제어가 가능한 신호는 원격 제어 장치에 의해 생성됨 ―; 및 상기 커서 제어가 가능한 신호를 수신하고 하나 이상의 커서 제어 신호들을 생성하는 처리 유닛 ― 상기 하나 이상의 커서 제어 신호들은 상기 원격 제어 장치의 움직임을 나타내는 신호들을 포함하고, 상기 움직임은 상기 컴퓨터의 디스플레이 상에 디스플레이된 커서의 움직임으로 변환이 가능함 ― 을 포함한다.

Description

컴퓨터의 원격 제어를 위한 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR REMOTE CONTROL OF A COMPUTER}
웹 카메라들은 사용자가 (통상적으로 사용자의) 이미지들을 다른 컴퓨터들에 브로드캐스트하게 하는 일반적인 컴퓨터 주변 장치들이다. 웹 카메라들은 그의 이미지들이 인터넷, 인스턴트 메시징, 또는 PC 영상 회의 애플리케이션을 이용하여 액세스될 수 있는 소형 카메라들(통상적으로, 반드시 그런 것은 아니지만, 비디오 카메라들)이다. 용어 웹캠(webcam)은 또한 그러한 목적들을 위해 설계된 저해상도 디지털 비디오 카메라들을 묘사하기 위해 사용되지만, 그것은 또한 비실시간 방식(non-real-time fashion)으로 녹화하기 위해 이용될 수도 있다.
웹 액세스 가능한 카메라들은, 연속적으로 또는 규칙적인 간격으로, 웹 서버에 이미지들을 업로드하는 디지털 카메라를 포함한다. 이것은 PC에 부착된 카메라에 의해, 또는 전용의 하드웨어에 의해 달성될 수 있다.
웹 카메라들은 전형적으로 렌즈, 이미지 센서, 및 어떤 지원 일렉트로닉스(support electronics)를 포함한다. 다양한 렌즈들이 이용 가능하고, 가장 일반적인 것은 카메라의 포커스를 설정하기 위해 스크루 인 및 아웃될 수 있는(screwed in and out) 플라스틱 렌즈이다. 어떤 조정도 필요 없는, 고정 포커스 렌즈들도 이용 가능하다. 이미지 센서들은 CMOS(complementary metal oxide semiconductors) 또는 CCD(charge coupled devices)일 수 있고, 전자는 저비용 카메라들을 위해 지배적이지만, CCD 카메라들은 저비용 가격 범위에서 반드시 CMOS 기반 카메라들보다 성능이 우수한 것은 아니다. 소비자 웹캠들은 통상적으로, 초당 약 25 프레임의 레이트로, VGA(video graphics array) 영역의 해상도를 제공한다. 보다 고해상도의 카메라들도 이용 가능하다.
지원 일렉트로닉스는 센서로부터 이미지를 판독하고 그 이미지를 호스트 컴퓨터에 전송하기 위해 제공된다. 휴대폰 카메라들과 같은 어떤 카메라들은 "다이 상에"(on die) 지원 일렉트로닉스를 갖는 CMOS 센서를 이용한다. 즉, 센서 및 지원 일렉트로닉스는 공간 및 제조 비용을 절약하기 위해 단일 실리콘 칩 상에 조립된다.
도 1은 웹 카메라(11) 및 IR(infrared remote) 제어 특징 양쪽 다를 갖는 종래의 퍼스널 컴퓨터 시스템(10)을 도시한다. 웹 카메라(11)는 사용자의 이미지들을 캡처하고 컴퓨터 시스템(10)의 다른 부품들과 함께 그 이미지들을 다른 사이트들에, 예를 들면, 인터넷에 연결된 다른 PC들에 브로드캐스트하거나 송신하기 위해 이용될 수 있다. 이미지 캡처 및 전송은 실시간으로 일어난다. 퍼스널 컴퓨터 시스템(10)을 제어하기 위해(예를 들면, 모니터(20) 상의 커서의 위치를 지정하기 위해) 이용될 수 있는 적외선 원격 제어 장치(12)가 또한 시스템(10)과 관련된다. 원격 제어 장치(12)가 동작하기 위해서는, 퍼스널 컴퓨터 시스템(10)은 또한 원격 제어 장치(12)에 의해 송신된 적외선 신호를 수신할 수 있고, 그 후 그 신호를 처리하여 퍼스널 컴퓨터 시스템(10) 내에서 소망의 제어 기능을 제공할 수 있는 적외선 수신기(14)를 포함해야 한다. 퍼스널 컴퓨터 시스템(10)에서 사용되는 바와 같이, 그리고 임의의 다른 퍼스널 컴퓨터 시스템에서 일반적인 바와 같이, 웹 카메라(11) 및 적외선 원격 제어 시스템(적외선 수신기(14), 관련 소프트웨어 또는 펌웨어, 및 적외선 원격 제어 장치(12))은 개별 기능들을 갖는 개별 부품들이다. 이러한 개별 기능들로 인해 사용자는 그 부품들을 구입하는 데 추가의 돈이 필요하다.
[개요]
컴퓨터를 위한 원격 제어 시스템이 개시된다. 이 시스템은 이미지 캡처 유닛을 포함하는 웹 카메라 ― 상기 이미지 캡처 유닛은 다수의 소스들로부터 상(imagery)을 수신할 수 있는 하나 이상의 장치들을 포함함 ―; 상기 상을 검출하여 그것을 커서 제어가 가능한 적어도 하나의 신호로 분리할 수 있는 검출 및 분리 모듈 ― 상기 커서 제어가 가능한 신호는 원격 제어 장치에 의해 생성됨 ―; 및 상기 커서 제어가 가능한 신호를 수신하고 하나 이상의 커서 제어 신호들을 생성하는 처리 유닛 ― 상기 하나 이상의 커서 제어 신호들은 상기 원격 제어 장치의 움직임을 나타내는 신호들을 포함하고, 상기 움직임은 상기 컴퓨터의 디스플레이 상에 디스플레이된 커서의 움직임으로 변환이 가능함 ― 을 포함한다.
또한 컴퓨터의 원격 제어를 위한 방법이 개시된다. 이 방법은 이미지 캡처 장치에서, 다수의 소스들로부터의 방사(radiation)를 포함하는 이미지 신호를 수신하는 단계; 상기 수신된 이미지 신호에서, 커서 제어가 가능한 신호를 검출하는 단계; 상기 이미지 신호로부터 상기 커서 제어가 가능한 신호를 분리하는 단계; 상기 분리된 커서 제어가 가능한 신호를 처리하여 커서 제어 신호를 생성하는 단계; 및 컴퓨터 커서의 움직임을 제어하기 위해 상기 커서 제어 신호를 적용하는 단계를 포함한다.
상세한 설명은 같은 참조 번호들이 같은 항목들을 지시하는 다음의 도면들을 참조할 것이다.
도 1은 웹 카메라를 채용하는 종래의 컴퓨터 시스템을 도시한다.
도 2a-2c는 컴퓨터 시스템의 특징들의 원격 제어를 활성화하기 위해 웹 카메라가 이용되는 컴퓨터 시스템의 실시예를 도시한다.
도 3a 및 3b는 도 2a 및 2b의 컴퓨터 시스템의 제어 특징들을 도시한다.
도 4a 및 4b는 도 2a 및 2b의 컴퓨터 시스템과 함께 사용되는 원격 제어 장치의 실시예를 도시한다.
도 5는 웹 카메라를 이용한 원격 제어를 채용하는 컴퓨터 시스템의 대안 실시예를 도시한다.
도 6은 도 2a의 웹 카메라의, 예시적인 이미지 캡처 어레이, 및 관련 일렉트로닉스를 도시한다.
도 7은 적외선 광을 모아서 집중시키기 위해 반사기를 이용하는 원격 제어의 실시예를 도시한다.
도 8은 도 2a의 웹 카메라를 이용하여 화면상의(on-screen) 커서를 제어하기 위한 예시적인 회로 구성을 도시한다.
도 9는 웹 카메라를 이용한 예시적인 커서 제어 동작의 순서도이다.
웹 카메라들은 사용자가 (통상적으로 사용자)의 이미지들을, 전형적으로 인터넷을 통하여, 다른 컴퓨터들에 브로드캐스트하게 하는 일반적인 컴퓨터 주변 장치들이다. 웹 카메라들은 전자기 스펙트럼의 적외선 범위로부터의 전송들을 캡처할 수 있다. 이 문서에서 개시된 바와 같이, 웹 카메라 시스템은 컴퓨터 디스플레이 상의 커서의 위치를 지정하기 위해 및 다른 컴퓨터 제어 기능들을 수행하기 위해 원격 제어 장치에 의해 제공된, 적외선(IR) 스펙트럼 신호, 또는 다른 가시 신호(visible signal)를 이용하도록 적응된다.
도 2a는 원격 제어 시스템 및 웹 카메라를 이용한 화면상의 커서 제어를 위한 시스템(100)의 실시예를 도시한다. 시스템(100)은, 도 2b에 그의 실시예가 도시되어 있는, 보다 큰 컴퓨터 시스템의 부분이다. 도 2b에서, 컴퓨터 시스템(200)은 프로세서 섹션(210), 디스플레이 섹션(220), 및 키보드(230)를 포함한다. 다른 표준 컴퓨터 부품들이 컴퓨터 시스템(200)에 추가될 수 있다. 디스플레이 섹션(220)은, 예를 들면, 평판 디스플레이(flat panel display)와 같은 표준 컴퓨터 모니터일 수 있다. 디스플레이 섹션(220) 위에 커서(222)가 도시되어 있고, 그것은 사용자가, 예를 들면, 마우스(235)를 포함하는, 몇 개의 포인팅 장치들 중 하나를 조작하는 것에 의해 위치 지정될 수 있다. 실시예에서, 컴퓨터 시스템(200)은 퍼스널 컴퓨터이다. 그러나, 다른 컴퓨터 시스템들이 시스템(100)과 상호 작용할 수 있다.
도 2a로 되돌아가서, 시스템(100)은 웹 카메라(110), 적외선 원격 제어(120), 및 관련 로직(130)을 포함한다. 로직(130)은 도 2b의 프로세서 섹션(210)에 통합될 수 있다. 웹 카메라(110)는 임의의 웹 카메라일 수 있다. 실시예에서, 웹 카메라(110)는 적외선 신호들을 검출하도록 설계된 센서들(도 2a에 도시되지 않음)을 포함한다. 동일한 센서들은 또한 사용자의 가시 이미지에 대응하는 광을 검출할 수 있다. 마지막으로, 센서들은, 예를 들면, 발광 다이오드(LED - 미도시)로부터 방출된 광을 검출할 수 있다. 그러한 LED는 원격 제어(120)와 함께 포함될 수 있다. 웹 카메라(110)를 통한 커서 제어 신호들의 수신에 더하여, 시스템(100)은, 예를 들면 도시된 바와 같이, 배치된 개별 적외선 수신기(125)를 포함할 수 있다. 그러나, 웹 카메라(110)에 의한 적외선 신호 수신(또는 웹 카메라(110)에 의한 다른 제어 신호 수신)의 포함은 개별 적외선 수신기에 대한 필요를 제거할 수 있다.
웹 카메라(110)는, 물론, 전자 스펙트럼의 상이하고 별개인 부분들로부터의 전자기 방사들을 캡처할 수 있을 것이다. 이 문서에서 사용될 때, 전자기 스펙트럼의 이러한 상이하고 별개인 부분들은, 예를 들면, 적외선 방사 및 가시광을 포함하고, 이들은 이 문서에서 개시된 실시예들을 위하여, "상이하고 별개인" 것으로 간주된다. 나중에 설명되는 바와 같이, 처리 회로 및/또는 로직(130)은 웹 카메라(110)에서 수신된 전체 전자기 방사 내에 소망의 적외선 신호의 존재를 검출하고, 추가의 처리를 위해 그 적외선 신호를 분리해낼 수 있다. 게다가, 웹 카메라(110)는 또한 원격 제어(120) 이외의 물체들로부터의 적외선 방사들을 수신할 수 있다. 처리 회로 및/또는 로직(130)은 소망의 적외선 제어 신호들과 불필요한 적외선 방사를 구별할 수 있다.
동작 중에, 웹 카메라(110)가 이미지들을 캡처하고 있을 때, 원격 제어(120)를 다루는 사용자는 단순히 원격 제어(120)를 대체로 웹 카메라(110)의 부근에 향하게 하고, 그 후 원격 제어(120) 상의 하나 이상의 버튼들을 조작한다. 이러한 버튼들 중 특정한 버튼들은 화면상의 커서(222)를 조작하는 신호를 전개하기 위해 이용될 수 있다. 그렇게 전개된 신호는 적외선 신호 IRs일 수 있다. 다르게는, 그렇게 전개된 신호는 전자기 스펙트럼의 다른 부분으로부터의 가시광 신호일 수 있다.
원격 제어(120)로부터의 커서 제어 적외선 신호 IRs는 일반적으로 웹 카메라(110)에 의해 캡처되는 다른 이미지 신호들 GIs와 동시에 수신될 것이다. 신호 IRs를 다른 이미지 신호들 GIs와, 또는 임의의 다른 적외선 신호들과 구별하기 위하여, 웹 카메라(110), 또는 관련 처리 회로는, 적외선 신호 IRs를 검출하고 그 적외선 신호 IRs를 다른 이미지 신호들 GIs로부터 분리하도록 구성될 수 있다. 그러한 검출은, 예를 들면, 원격 제어(120)에 의해 생성된 적외선 신호 IRs의 고유 패턴에 기초할 수 있다. 처리 회로는 그 후 분리된 적외선 신호 IRs를 더 처리하여 소망의 커서 제어 신호를 생성한다.
도 2c를 참조하면, 이미지 신호 Is는 일반 이미지 신호 GIs(예를 들면, 사용자의 비디오 이미지) 및 적외선 신호 IRs를 포함한다. 이미지 신호 Is는 웹 카메라(110)에서 수신되고 적외선 부분은, 예를 들면, 검출기 및 분리 모듈(410)(도 7 참조)에 의해 검출되어 분리된다.
도 3a 및 3b는 원격 제어 시스템(100)의 원격 제어(120)가 적용되는 컴퓨터 시스템(200)의 관련 부분들을 도시한다. 도 3a는 원격 제어 신호의 전송 전에 디스플레이 섹션(220) 상에 디스플레이된 커서(222)의 위치 상태를 도시하고, 도 3b는 원격 제어 신호들의 전송 후에 커서(222)의 위치 상태를 도시한다.
실시예에서, 원격 제어 시스템(100)은, 그의 주요 부품들로서, 적외선 신호들 IRs 중 하나로서, 위치 검출 신호들 PDL을, 원격 제어 신호들로서 전송하는 광학 원격 제어(120) 및 위치 검출 신호들 PDL을 수신하고 그 신호들의 특정한 파라미터들에 기초하여 원격 제어 명령의 상세들(원격 제어(120)의 변위)을 인지(검출)하는 하나 이상의 원격 제어 수신기들을 포함하는 적외선 광학 원격 제어 시스템이다. 도 3a 및 3b에 도시된 실시예에서, 원격 제어 수신기들은 웹 카메라(110)를 포함한다. 이 실시예에서, 위치 검출 신호 PDL은 웹 카메라(110)에 의해 검출 가능한 고유 패턴을 갖는 적외선 신호이다. 더욱이 적외선 신호 IRs는 원격 제어(120)에 의한 커서(222)의 초기 제어뿐만 아니라, 다른 화면상의 기능들의 제어를 활성화하는 적외선 활성화 신호(infrared enable signal)를 포함할 수 있다.
컴퓨터 시스템(200)에서, 시스템(100)을 이용한 원격 제어는, 디스플레이 섹션(220) 상에 디스플레이된 포인터로서 도시된, 커서(222)에 대하여 수행된다. 웹 카메라(110)는 디스플레이 장치(220)의 정면 프레임 부분에 포함된 것으로 도시되어 있지만, 웹 카메라(110)는, 예를 들면, 도 1에 도시된 것과 같은, 다른 위치들에 배치될 수 있다.
원격 제어(120)는 자유 공간에서 조작되고(예를 들면, 패닝되고(panned)), 따라서 원격 제어(120)의 중심축(121)은 (예를 들면, 수평 방향에 대응하는) 제1 축 방향 X, (예를 들면, 수평 방향과 직교하는 수직 방향에 대응하는) 제2 축 방향 Y으로, 또는 이러한 방향들에 대해 기울어진 방향으로 움직이는 것으로 묘사될 수 있다. 비록 제1 축 방향 X 및 제2 축 방향 Y는 서로 직교하는 것으로 도시되어 있지만, 다른 실시예들에서, 그 축들은 제1 축 방향 X의 광 신호와 제2 축 방향 Y의 광 신호가 구별되어 검출될 수 있도록 직각에 가까운 각도로 교차할 수 있다.
시스템(100)은 원격 제어(120)에 의해 전송된 위치 검출 신호들 PDL이 웹 카메라(110)에 의해 수신되고, 수신되어 검출된 위치 검출 신호들 PDL의 특정한 파라미터들(예를 들면, 절대 값들의 크기 및 상대 비율)에 기초하여 원격 제어(120)의 패닝 상태가 검출되도록 구성된다. 수신되어 검출된 위치 검출 신호들 PDL은 그 후 컴퓨터 시스템(200)의 다른 부품들 내에 포함된 로직(130)에 의해, 패닝 상태(예를 들면, 오른쪽으로의 패닝 및 왼쪽으로의 패닝)에 따라서 커서(222)의 위치를 지정하기 위해 이용된다. 이 문서에서 사용될 때, 로직(130)은 소프트웨어, 하드웨어, 펌웨어, 또는 그의 임의의 조합일 수 있다.
도 3a는 움직임 전의 커서(222)를 도시하고, 도 3b는 움직임 궤도(222a)를 따른 움직임 후의 커서(222)를 도시한다. 즉, 원격 제어(120)가 -X로부터 +X로 패닝될 때, 디스플레이 섹션(220) 상에 디스플레이된 커서(222)는, 패닝에 대응하여, 디스플레이 상에서 왼쪽(-X)으로부터 오른쪽(+X)으로 패닝된다.
커서의 X-Y 위치 제어를 달성하기 위하여, 원격 제어(120)는 도 4a에 도시된 바와 같이 위치 검출 신호 PDL의 전송 방향에 대응하는 위치 기준으로서 이용되는 기준 축으로서 중심 축(121)의 주위에 (적외선 광, 또는 다른 광 신호들을 방출할 수 있는) 복수의 발광 소자들을 갖도록 구성될 수 있다. 제1 발광 소자(1231) 및 제2 발광 소자(1232)는 원격 제어(120)의 정면 패널(128) 상에 배치되고 그것들이 수평 방향으로 원격 제어(120)의 중심 축(121)에 관하여 대칭적이도록 서로 떨어져 있다. 즉, 중심 축(121)과 수평 방향 X 사이의 교차점은 원점으로서 정의될 수 있고, 제1 발광 소자(1231) 및 제2 발광 소자(1232)는 원점에 관하여 대칭적으로 배열된다.
제1 발광 소자(1231)는 광축(123a) 및 광 강도 분포 특성 또는 패턴 LD1을 갖는다. 제2 발광 소자(1232)는 광축(123b) 및 광 강도 분포 특성 또는 패턴 LD2을 갖는다. 광축들(123a 및 123b)은 감도 및 정확도를 개선하기 위하여 중심 축(121)에 관하여 정반대 방향들로 기울어진 것으로 도시되어 있다(도 4b 참조). 옵션으로, 제1 발광 소자(1231)와 제2 발광 소자(1232) 사이의 간격을 넓히는 것에 의해 유사한 효과가 달성될 수 있다.
실시예에서, 제1 및 제2 발광 소자들(1231, 1232)로부터의 위치 검출 신호들 PDL은 이 신호들의 방사 타이밍을 서로 다르게 함으로써 구별될 수 있다. 예를 들면, 원격 제어(120)는 제1 발광 소자(1231) 및 제2 발광 소자(1232)를 시분할 구동 시스템(time division driving system)에 의해 구동함으로써 펄스 위치 변조(PPM) 신호로서 위치 검출 광 신호 PDL을 전송하도록 구성될 수 있다. 펄스 위치 변조는 산란 광의 효과, EMC(electromagnetic compatibility) 노이즈 및 다른 영향들을 최소화한다.
제1 발광 소자(1231)의 광축(123a)이, 예를 들면, 원격 제어(120)를 수평으로 움직이는 것에 의해 웹 카메라(110)로 곧장 향하게 될 때, 제1 발광 소자(1231)로부터의 광의 양은 제2 발광 소자(1232)로부터의 광의 양보다 더 커진다. 따라서, 원격 제어(120)의 오른쪽으로의 움직임이 웹 카메라(110)에 의해 검출될 수 있다.
앞에 설명된 커서(222)의 수평 제어에 더하여, 유사한 프로세스(발광 소자들(1233 및 1234))를 이용하여 수직 제어가 수행될 수 있고, 커서(222)의 2차원 위치 제어로 귀착할 수 있다.
비록 도 4a 및 4b는 제1 발광 소자(1231) 내지 제4 발광 소자(1234)의 배열을 십자 형상으로서 도시하지만, 원격 제어(120)는 이 구성에 제한되지 않는다. 예를 들면, 발광 소자들은 T 형상 또는 L 형상 구성으로 배열될 수 있다. 즉, 제1 축 방향 X 및 제2 축 방향 Y 각각에서, 대응하는 2개의 발광 소자들은 중심 축(121)에 관하여 대칭적으로 배열될 수 있다.
원격 제어(120)는 커서(222)의 적외선 제어를 시작하고, 그 후 커서(222)를 소망의 방향으로 움직이기 위해 다양한 제어 특징들을 포함할 수 있다. 실시예에서, 원격 제어(120)는 적외선 원격 제어를 시작하도록 조작되는 버튼(122)을 포함한다. 그 후의 버튼(122)의 조작은 적외선 원격 제어 특징을 오프시킬 수 있다.
더욱이, 비록 도 4a 및 4b의 원격 제어(120)는 4개의 발광 소자들을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 원격 제어(120)는 그렇게 제한되지 않고, 발광 소자들의 다른 수들 및 배열들이 제공될 수 있다. 예를 들면, 원격 제어(120)는 하나의 발광 소자를 이용할 수 있다. 이 구성에서, 커서(222)의 움직임은 여전히 원격 제어(120)를 패닝하는 것에 의해 획득될 수 있다. 다른 실시예에서는, 적외선 제어를 시작하고 또한 그 후 커서(222)의 위치를 지정하기 위해, 토글의 형태의, 단일 버튼이 조작된다. 커서(222)의 시작 및 조작을 위한 다른 수단들이 가능하다. 따라서, 2차원에서의 토글의 움직임은 2차원에서의 커서(222)의 움직임으로 변환되고 원격 제어(120)는 움직이지 않는 또는 거의 움직이지 않는 상태로 유지될 수 있다.
또한, 커서(222)가, "드래그 앤 드롭" 및 "항목 선택"과 같은, 다른 통상의 컴퓨터 관련 커서 조작들을 시작하게 하기 위해 동일한 버튼(122), 또는 유사한 버튼이 이용될 수 있다.
화면상의 커서의 2차원 움직임을 제어하기 위한 다른 수단들이 가능하다. 실시예에서, CCD들의 어레이를 포함하는, 웹 카메라 수신 유닛은, 예를 들면, 원격 제어 장치로부터 인지될 수 있는 고유 패턴을 갖는 적외선 신호 IRs를 포함하는 광 신호 Is를 수신하고, CCD들의 어레이를 가로질러 신호 IRs의 움직임을 컴퓨터 디스플레이 섹션(220) 상의 대응하는 위치와 상관시킨다. 이 실시예는 도 5에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 컴퓨터 시스템(300)은 CCD들 또는 유사한 이미지 캡처 장치들의 어레이(315)를 갖는 카메라 시스템(310)을 포함한다. 카메라 시스템(310)에는, 특히, CCD 어레이(315)에 의해 캡처된 이미지 정보를 처리하도록 기능하는 프로세서(330)가 연결된다. 프로세서(330)는 커서(322)가 나타내어지는 디스플레이 섹션(320)에 연결된다. 마지막으로, 원격 제어(340)는 커서(322)를 작동시키고 디스플레이 섹션(320)을 가로질러 2차원에서 그것의 움직임을 제어하기 위해 이용된다. 원격 제어는 커서 제어(341) 및 발광 장치(343)를 포함한다.
또한 도 5에는 출발점 A로부터 종료점 B로의 디스플레이 섹션(320) 상의 커서(322)의 병진(translation)이 도시되어 있다. 이 병진은 원격 제어(340)의 조작에 의해 제어될 수 있다. 예를 들면, 원격 제어(340)를 호 Ax를 통하여 왼쪽으로부터 오른쪽으로 패닝하는 것에 의해, 발광 장치(343)의 중심 축(351)은 CCD 어레이(315) 상의 점 A로부터 CCD 어레이(315) 상의 점 B로 움직이게 되고, 그 결과 중심 축(353)은 이제 CCD 어레이(315) 상의 다른 점으로 향하게 된다. CCD 어레이를 가로지르는 이 병진은 프로세서(330)에 의해 검출되어 디스플레이 섹션(320) 상의 점 A로부터 점 B로의 커서(322)의 대응하는 병진을 제공하도록 처리된다.
앞에 설명된 실시예들에서, 컴퓨터 시스템의 디스플레이 섹션은 화면상의 커서를 언제나 디스플레이할 수 있다. 화면상의 커서는 둘 이상의 장치에 의해 제어 가능할 수 있다. 예를 들면, 화면상의 커서는 도 2b의 마우스(235)에 의해 제어될 수 있다. 그러나, 원격 제어 장치들(예를 들면, 원격 제어들(120 및 340))이 작동될 때, 화면상의 커서의 제어는 대응하는 원격 제어 장치에 의해 활성화된다. 그러한 원격 제어를 활성화하기 위해, 사용자는 원격 제어 장치의 커서 제어를 조작할 수 있다. 예를 들면, 사용자는 원격 제어(340)로부터의 광 방사에 의한 커서(322)의 원격 제어를 허용하기 위해 커서 제어(341)(도 5 참조)를 조작할 수 있다.
도 6은 도 5의 웹 카메라의, 예시적인 이미지 캡처 어레이, 및 관련 일렉트로닉스를 도시한다. 도시된 바와 같이, CCD 어레이(315)가 회로 기판(316) 상에 배치되어 있고, 회로 기판(316) 위에는 다양한 전자 회로 소자들이 설치되어 있다. 이러한 전자 소자들은 광 신호 Is를 화면상의 커서(예를 들면, 도 2a의 커서(222))의 움직임을 일으키는 제어 신호로 변환하기 위해 처리 회로 및/또는 로직(130)의 일부로서 이용된다.
도 7은 커서(222)(도 2b 참조)의 위치 지정을 제어하기 위해 웹 카메라(110)와 함께 사용하기 위한 또 다른 원격 제어 장치의 실시예를 도시한다. 도 7에서, 원격 제어(360)는 광학 창(optical window)(362)을 갖는 것으로 도시되어 있다. 광학 창(362)의 뒤에는 반사기(364)가 있는데, 이것은 다른 소스로부터의 IR 신호를 캡처하고, 그 IR 신호를 집중시키고, 그 IR 신호를 웹 카메라(110)의 이미지 캡처 장치에 보내고, 이 이미지 캡처 장치에서 IR 신호는 커서 제어 신호를 생성하기 위해 이용된다. 원격 제어(360)는 도 5에 도시된 원격 제어(340)의 방식으로 모든 다른 점들에서 동작할 수 있다. 원격 제어(360)와 함께 사용될 수 있는 적외선 방사들의 다른 소스들은 웹 카메라(110) 자체에 의해 생성된 적외선 신호, 및 예를 들면, 실내(인공) 조명, 일광, 및 유사한 소스들과 같은 다른 소스들에 의해 생성된 적외선 방사들을 포함한다.
도 8은 웹 카메라를 이용하여 화면상의 커서를 제어하기 위한 예시적인 회로이다. 도 8에 도시된 회로의 소자들은 웹 카메라(110)(도 2a 참조) 내에 및/또는 프로세서 섹션(210) 또는 디스플레이 섹션(220)(도 2b 참조) 내에 위치할 수 있다.
원격 제어(120)(도 2a 참조)로부터 방출된 적외선 신호 IRs는 검출 및 분리 회로(410)에 의해 수신되고, 검출 및 분리 회로(410)는 수신된 신호 IRs의 고유 패턴을 인식하고 그 신호 IRs를 웹 카메라(110)에서 수신된 다른 신호들 GIs로부터 분리한다. 그렇게 분리된 신호 IRs는 포토다이오드(411)에, 또는 웹 카메라(110)의 광 수신 유닛에 포함된 유사한 장치에 제공되어, 광전 변환되고(photoelectrically converted), IR-수신 신호들 IRRs로서 IR-수신 신호 처리 유닛(420)에 입력된다.
IR-수신 신호 처리 유닛(420)은, 전단(front stage)에, 신호 처리가 신뢰할 수 있게 수행될 수 있도록 신호 IRRs를 고정 범위(진폭)의 신호로 증폭하는 증폭기(421), 및 피드백 루프를 형성하고 신호의 진폭을 고정 범위로 조정하기 위하여 증폭기(421)에 연결되는 리미터(limiter)(422)를 포함한다. 다른 증폭기들 및 대역 통과 필터들이 증폭기(421)의 하류 쪽에 연결될 수 있고 신호 IRRs를 더 처리하기 위해 필요할 수 있다. IR-수신 신호 처리 유닛(420)은 입력 신호들 IRRs 각각에 대응하는 위치 검출 신호들 PDs를 변위 검출 유닛(430)에 출력한다.
변위 검출 유닛(430)은 검출기 회로(432), 노이즈 필터(434), 및 산술 처리 유닛(APU)(450)을 포함한다. 검출기 회로(432)는 위치 검출 신호들 PDs에 대해 파형 변환 처리를 수행하여 입력 신호들 IRRs 각각에 대응하는 위치 검출 출력 신호들 PDo를 획득한다. 이 회로(432)는 변조 파들(modulation waves)을 포함하는 위치 검출 수신 신호들 PDs로부터 변조 파들을 제거하여 포락선(envelope)을 획득한다. 즉, 위치 검출 출력 신호들 PDo는 소망의 커서 운동을 나타내는 진폭 값들로 변환될 수 있다.
노이즈 필터(434)는 커패시터-저항기(CR) 필터, 인덕터-커패시터(LC) 필터, 또는 유사한 회로 배열을 포함할 수 있고, 광 수신 신호 처리 유닛(420)에서 제거될 수 없는 노이즈를 제거한다.
산술 처리 유닛(450)은 위치 검출 출력 신호들 PDo에 대한 디지털 계산을 수행함으로써 원격 제어(120)의 움직임(변위)의 상태를 검출하고 커서(222)의 위치를 제어하는 커서 제어 모듈(470)에 제어 신호 Cs를 출력한다. 산술 처리 유닛(450) 및 커서 제어 모듈(470)은 웹 카메라(110), 디스플레이 섹션(220), 또는 프로세서 섹션(210)에 포함된 처리 유닛들, 또는 이러한 소자들의 임의의 조합을 이용하여 구성될 수 있다. 또한, 처리 기능들은 소프트웨어 특징들, 하드웨어 특징들, 펌웨어, 또는 그것의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
도 9는 도 2a의 웹 카메라(110) 및 도 2b의 컴퓨터 시스템를 이용한 예시적인 커서 제어 동작(500)을 설명하는 순서도이다. 동작(500)은 블록(501)에서 시작되고, 이때 웹 카메라(110)는 온으로 스위칭되고, 컴퓨터 시스템(200)은 동작하고 있다. 블록(505)에서는, 웹 카메라(110)가 신호 Is를 수신한다. 블록(510)에서는, 검출 및 분리 모듈(410)이 Is가 정의된 적외선 신호를 포함한다는 것을 결정하고, 그 적외선 신호를 다른 신호들 GIs로부터 분리하기 시작한다. 블록(515)에서는, 처리 로직이 그 적외선 신호가 원격 제어(120)를 이용한 커서(222)의 원격 제어를 활성화하는 신호라는 것을 결정한다. 블록(520)에서는, 커서 제어 모듈이 원격 제어(120)에 의한 커서(222)의 원격 제어를 활성화하는 신호를 프로세서 섹션(210)으로부터 수신한다. 커서(222)는 디스플레이 섹션(220) 상에 디스플레이된다.
블록(525)에서는, 웹 카메라(110)가 X 및 Y 방향들로 원격 제어(120)의 패닝 운동에 대응하는 위치 검출 신호들 PDL을 수신한다(예를 들면, 웹 카메라(110)는 4개의 개별 신호들 PDL을 수신한다). 수신된 신호들 PDL은 ARU(450)에 의해 전압 진폭 신호들로 변환되어 제어 신호 Cs를 전개한다(블록(530)). 커서 제어 모듈(470)은 제어 신호 Cs를 수신하고(블록(535)), 그에 따라서 커서(222)의 위치를 지정한다.
상기 설명은 몇몇 특정한 실시예들을 언급한다. 이러한 실시예들은 다음에 오는 청구항들에 기재된 발명들의 예증이 되는 것이고, 그러한 발명들을 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다. 이 기술의 숙련자들은 본 발명들의 정신 및 범위로부터 일탈하지 않고 다양한 변형들을 생각할 수 있다.

Claims (20)

  1. 컴퓨터를 위한 원격 제어 시스템으로서,
    이미지 캡처 유닛을 포함하는 웹 카메라 ― 상기 이미지 캡처 유닛은 다수의 소스로부터 상(imagery)을 수신할 수 있는 하나 이상의 장치들을 포함함 ―;
    상기 상을 검출하고 그것을 커서 제어가 가능한 적어도 하나의 신호로 분리할 수 있는 검출 및 분리 모듈 ― 상기 커서 제어가 가능한 신호는 원격 제어 장치에 의해 생성됨 ―; 및
    상기 커서 제어가 가능한 신호를 수신하고 하나 이상의 커서 제어 신호를 생성하는 처리 유닛 ― 상기 하나 이상의 커서 제어 신호는 상기 원격 제어 장치의 움직임을 나타내는 신호들을 포함하고, 상기 움직임은 상기 컴퓨터의 디스플레이 상에 디스플레이된 커서의 움직임으로 변환이 가능함 ―
    을 포함하는 원격 제어 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 다수의 소스는 전자기 스펙트럼의 별개의 섹션들로부터의 방사(radiation)를 방출하는 소스들을 포함하고, 상기 커서 제어가 가능한 신호는 적외선 신호인 원격 제어 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 커서는 X-Y 평면에서 움직일 수 있는 원격 제어 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 커서 제어 신호들은 커서 활성화 신호(cursor enable signal)를 포함하는 원격 제어 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 커서 제어 신호들은 커서 병진 신호(cursor translation signal)를 포함하는 원격 제어 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 원격 제어 장치는 상기 원격 제어 장치의 움직임을 나타내는 위치 검출 신호들을 생성하도록 구성된 복수의 발광 소자들을 포함하는 원격 제어 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 커서 제어가 가능한 신호는 하나 이상의 발광 다이오드에 의해 생성된 가시 범위(visible range) 내의 신호인 원격 제어 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 이미지 캡처 소자들의 어레이를 더 포함하고, 개개의 이미지 캡처 소자들은 상기 커서 제어가 가능한 신호를 캡처하고, 처리 유닛은 상기 캡처된 신호를 처리하고 상기 이미지 캡처 소자들의 위치들을 상기 컴퓨터 디스플레이 상의 대응하는 위치들에 매핑하는 원격 제어 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 이미지 캡처 소자들은 CCD(charged coupled device)들인 원격 제어 시스템.
  10. 컴퓨터의 원격 제어를 위한 방법으로서,
    이미지 캡처 장치에서, 다수의 소스로부터 방출된 방사를 포함하는 이미지 신호를 수신하는 단계;
    상기 수신된 이미지 신호에서, 커서 제어가 가능한 신호를 검출하는 단계;
    상기 이미지 신호로부터 상기 커서 제어가 가능한 신호를 분리하는 단계;
    상기 분리된 커서 제어가 가능한 신호를 처리하여 커서 제어 신호를 생성하는 단계; 및
    컴퓨터 커서의 움직임을 제어하기 위해 상기 커서 제어 신호를 적용하는 단계
    를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 다수의 소스는 전자기 스펙트럼의 분리된, 별개의 부분들로부터의 방사를 방출하고, 상기 커서 제어가 가능한 신호는 적외선 신호인 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 커서 제어가 가능한 신호는 상기 컴퓨터 커서의 원격 제어를 시작하기 위한 신호를 포함하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 커서 제어 신호는 X-Y 방향 제어 신호를 포함하는 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    드래그 앤 드롭 특징(drag and drop feature)을 실행하기 위한 신호를 수신하여 처리하는 단계; 및
    컴퓨터 디스플레이 상에 디스플레이된 항목들의 목록으로부터 항목을 선택하기 위한 신호를 수신하여 처리하는 단계를 더 포함하는 방법.
  15. 컴퓨터의 원격 제어를 위한 시스템으로서,
    웹 카메라에 의한 수신을 위한 원격 제어 신호를 생성할 수 있는 원격 제어 수단;
    상기 생성된 원격 제어 신호를 수신하기 위한 수단;
    상기 수신된 원격 제어 신호를 검출하고 상기 수신된 원격 제어 신호를 상기 웹 카메라에서 수신된 다른 신호들로부터 분리하기 위한 검출 및 분리 수단;
    상기 분리된 신호를 처리하여 커서 제어 신호들을 제공하기 위한 수단; 및
    상기 커서 제어 신호를 컴퓨터 커서에 적용하기 위한 수단
    을 포함하는 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 원격 제어 수단은 적외선 원격 제어 수단을 포함하는 시스템.
  17. 제16항에 있어서, 상기 원격 제어 수단은 상기 원격 제어 수단의 외부의 적외선 광을 모아서 집중시키는 반사기를 포함하는 시스템.
  18. 제16항에 있어서, 상기 적외선 원격 제어 수단은 X-Y 평면에서 상기 원격 제어 수단의 운동을 나타내도록 구성된 복수의 적외선 방출 소자를 포함하는 시스템.
  19. 제15항에 있어서, 상기 원격 제어 수단은 가시 광 신호들을 방출하기 위한 수단을 포함하는 시스템.
  20. 제15항에 있어서, 상기 원격 제어 신호를 수신하기 위한 수단은 CMOS 장치를 포함하는 시스템.
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