KR20110085817A - 외부 입력 시스템 및 신호 제공 방법 - Google Patents

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KR20110085817A
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Abstract

개시된 기술은 외부 입력 시스템 빛 신호 제공 방법에 관한 것이다. 실시 예들 중에서 외부 입력 시스템은 신체 말단에 장착 가능하고, 상기 신체 말단의 움직임을 감지할 수 있도록 적외선을 방출하는 적외선 램프를 포함하는 송신장치; 및 단말 장치에 연결되고, 상기 송신장치가 방출하는 적외선을 감지하여 상기 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 상기 단말 장치에 제공하는 수신장치를 포함한다.

Description

외부 입력 시스템 및 신호 제공 방법{EXTERNAL INPUT SYSTEM AND METHOD FOR PROVIDING SIGNALS}
개시된 기술은 외부 입력 시스템 빛 신호 제공 방법에 관한 것이다.
입력 장치 또는 입력 시스템은 컴퓨터와 같은 단말장치에 데이터, 명령어, 위치정보 등을 입력할 수 있는 모든 장치의 총칭으로, 대표적인 예로는 키보드, 마우스 등이 있다. 일반적으로 키보드는 특정 문자 또는 방향 등을 나타내는 키를 단말장치에 입력하는 데 사용되며, 마우스는 화면 상의 위치를 지적할 수 있는 장치로서 커서를 이동시키는 위치 신호 또는 특정 명령을 선택하거나 실행시키는 신호 등을 단말장치에 입력하는 데 사용된다.
마우스는 커서를 화면 상의 특정 위치로 이동시키고, 특정 명령을 선택, 실행하는 데 매우 편리한 인터페이스를 제공하나, 반드시 손에 쥐고 사용하여야 하기 때문에 손을 사용하는 다른 활동에 제약이 있으며, 마우스의 움직임을 감지하기 위하여 마우스 하단에는 평평한 판이 있어야 하므로 서있거나 이동 중에는 사용이 불편하다는 단점이 있다.
개시된 기술이 이루고자 하는 기술적 과제는 외부 입력 시스템 및 신호 제공 방법을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제1 측면은 신체 말단에 장착 가능하고, 상기 신체 말단의 움직임을 감지할 수 있도록 적외선을 방출하는 적외선 램프를 포함하는 송신장치; 및 단말 장치에 연결되고, 상기 송신장치가 방출하는 적외선을 감지하여 상기 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 상기 단말 장치에 제공하는 수신장치를 포함하는 외부 입력 시스템을 제공하는 데 있다.
상기의 기술적 과제를 이루기 위해 개시된 기술의 제2 측면은 사용자의 신체말단에 장착되는 송신장치 및 단말장치에 연결되는 수신장치를 포함하는 외부 입력 시스템이 상기 단말장치에 입력신호를 제공하는 방법에 있어서, 상기 신체말단의 움직임을 감지할 수 있도록 적외선을 방출하는 단계; 상기 방출된 적외선을 감지하고, 상기 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 결정하는 단계; 상기 결정된 입력신호를 상기 단말 장치에 유선 또는 무선으로 제공하는 단계를 포함하는 신호 제공 방법을 제공하는 데 있다.
개시된 기술의 실시예들은 다음의 장점들을 포함하는 효과를 가질 수 있다. 다만, 개시된 기술의 실시예들이 이를 전부 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 개시된 기술의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
개시된 기술의 외부 입력 시스템은 사용자가 손가락을 사용하지 않고 보다 편리하게 단말장치에 신호를 입력할 수 있도록 한다. 외부 입력 시스템의 송신 장치는 신체 말단에 장착 가능하므로 손가락을 사용하지 않아도 되어 장애인, 환자도 사용하기 편리하며, 손가락의 사용이 자유로워 사용자는 손으로 다른 작업을 동시에 할 수도 있고, 마우스나 키보드와 같은 다른 외부 입력 장치를 동시에 사용할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따라, 개시된 기술의 외부 입력 시스템은 사용자 행동 기반의 직관적인 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 예컨대, 외부 입력 시스템은 신체 말단이 위쪽을 향하면 화면을 위로 스크롤 하고, 아래쪽을 향하면 화면을 아래로 스크롤 한다 던지, 또는 신체 말단이 왼쪽을 향하면 왼쪽의 디스플레이 장치를 활성화 하고 오른쪽을 향하면 오른쪽의 디스플레이 장치를 활성화 하는 등 사용자의 신체 말단의 움직임에 따른 직관적인 입력 신호를 제공할 수 있다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 외부 입력 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3은 도 2의 신호결정부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 신호 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 외부 입력 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 외부 입력 시스템(110)은 단말장치(120)와 유무선으로 연결되어 단말장치(120)에 입력 신호를 제공하는 장치이다. 외부 입력 시스템(110)은 종래의 마우스와 키보드와 같이 커서를 움직이거나, 특정 명령을 실행시키거나, 특정 키를 입력하는 데 사용될 수 있다.
도 1을 참조하면, 외부 입력 시스템(110)은 송신장치(112) 및 수신장치(114)를 포함한다. 송신장치(112)는 신체 말단에 장착 가능하고, 상기 신체 말단의 움직임을 감지할 수 있도록 적외선을 방출하는 적외선 램프를 포함한다. 일례로, 송신장치(112)는 손가락, 손목, 귀, 머리, 안경 등에 장착될 수 있는 형태로 구현될 수 있다. 따라서, 사용자는 기존의 마우스, 조이스틱과 같은 입력장치와 같이 손의 근육을 사용하지 않고, 입력장치를 사용할 수 있어 손이 불편한 장애인, 환자의 경우에도 손쉽게 신체 말단에 장착하여 사용할 수 있다. 또한 마우스 패드와 같은 별도의 구성이 필요 없기 때문에 사용자의 이동이 자유로우며, 강의, 발표를 위하여 강단에서 서서 프로젝터 및 단말장치를 사용해야 하는 사용자도 편리하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.
적외선 램프는 송신장치(112)의 위치 또는 움직임을 추적하기 위한 적외선 빔을 방출한다. 송신장치(112)가 동작센서를 더 포함하는 경우, 적외선 램프는 상기 동작센서가 신체 말단의 움직임을 감지하는 경우에만 적외선 빔을 방출하도록 하여 에너지 소비를 절약할 수 있다.
수신장치(114)는 단말 장치(120)에 연결되고, 송신장치(112)가 방출하는 적외선을 감지하여 상기 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 단말 장치(120)에 제공한다. 수신장치(114)가 감지하는 적외선의 위치 또는 움직임은 송신장치(또는 송신장치가 장착된 신체 말단)의 위치 또는 움직임으로 추정될 수 있다.
수신장치(114)는 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 결정하여, 단말장치(120)에 제공한다. 일 실시예에 있어서, 입력신호는 상기 감지된 적외선을 기초로 추정되는 송신장치(112)의 이동 방향과 동일한 방향의 커서이동 입력신호일 수 있다. 즉, 입력신호는 송신장치(112)가 이동하는 방향과 동일한 방향으로 마우스 커서를 이동시키는 신호이거나, 또는 송신장치(112)가 이동하는 방향에 상응하는 방향의 키보드 방향키일 수 있다.
다른 일 실시예에 있어서, 입력 신호는 상기 감지된 적외선을 기초로 추정되는 송신장치(112)의 이동 방향과 반대 방향으로 단말 장치(120)의 디스플레이 장치에 출력되는 화면을 이동시키는 스크롤 입력신호일 수 있다. 예컨대, 입력신호는 송신장치(112)가 위로 이동하는 것으로 추정된 경우, 화면을 아래로 이동시키는 스크롤 입력신호(마우스 휠을 위로 돌리는 스크롤 신호에 상응함)가, 송신장치(112)가 아래로 이동하는 것으로 추정되는 경우, 화면을 위로 이동시키는 스크롤 입력 신호(마우스 휠을 아래로 돌리는 스크롤 신호에 상응함)가 된다.
또 다른 일 실시예로 단말 장치(120)가 복수의 디스플레이 장치에 연결되는 멀티 스크린 환경에서, 입력신호는 상기 복수의 디스플레이 장치 중 어느 하나의 디스플레이 장치를 활성화시키는 입력신호일 수 있다. 예를 들어, 단말장치(120)가 두 개의 디스플레이 장치를 구비하고 있으며, 하나는 사용자의 좌측에, 다른 하나는 사용자의 우측에 위치하고 있다고 가정 한다. 일 실시예에 따라, 좌측의 디스플레이 장치가 활성화 되어 있는 경우, 수신장치(114)는 송신장치(112)의 이동방향이 오른쪽이라고 추정되는 경우 우측 디스플레이 장치를 활성화 하고, 반대로 우측 디스플레이 장치가 활성화 되어 있는 경우, 수신장치(114)는 송신장치(112)의 이동방향이 왼쪽이라고 추정되는 경우 좌측 디스플레이 장치를 활성화 할 수 있다. 다른 일 실시예로, 수신장치(114)는 송신장치(112)가 기준점의 좌측에 위치하고 있다고 추정되는 경우, 좌측 디스플레이 장치를 활성화 하고, 송신장치(112)가 기준점의 우측에 위치하고 있다고 추정되는 경우 우측 디스플레이 장치를 활성화 할 수 있다.
도 2는 도 1의 수신장치를 설명하기 위한 블록도이다. 도 2를 참조하면, 수신장치(114)는 적외선카메라(210), 위치추정부(220), 신호결정부(230) 및 신호제공부(240)를 포함한다.
적외선 카메라(210)는 송신장치(112)에서 방출된 적외선을 촬영한다. 적외선 카메라(210)는 일례로, 카메라 렌즈에 적외선만 통과시키는 적외선 필터를 장착하여 구현될 수 있다. 적외선 카메라(210)는 송신장치(112)에서 방출된 적외선 빔을 촬영하고, 촬영된 영상을 위치추정부(220)로 제공한다.
위치추정부(220)는 적외선 카메라(210)가 촬영한 영상을 제공받아, 상기 영상에서 적외선 램프의 위치를 추정한다. 위치추정부(220)는 촬영된 영상을 분석하여 영상 중 적외선이 검출되는 영역을 결정한다. 적외선이 검출되는 영역은 적외선 램프, 즉, 송신장치(112)의 위치로 추정된다. 실시예에 따라, 위치추정부(220)는 촬영된 영상에서 적외선이 검출된 영역이 결정되면, 결정된 영역을 단말장치(120)에 연결된 디스플레이 화면의 좌표로 매핑할 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 화면의 해상도가 1280 X 1024 인 경우, 위치추정부(220)는 촬영 영상 중 관심 있는 소정의 영역을 결정하고, 상기 소정의 영역을 디스플레이 장치의 해상도와 동일하게 1280 X 1024의 세부 영역들로 분할한다. 위치추정부(220)는 상기 세부 영역들 중 적외선이 검출되는 영역, 예컨대 (i, j)번째 영역을 디스플레이 화면의 (i, j) 좌표에 매핑한다. 매핑된 (i, j) 좌표가 추정된 송신장치(112)의 위치이다.
신호결정부(230)는 위치추정부(220)에서 추정된 송신장치(112)의 위치 정보를 기초로 단말장치(120)에 제공할 입력신호를 결정한다. 실시예에 따라, 입력신호는 디스플레이 화면에서 송신장치(112)의 위치로 추정되는 좌표에 대한 신호일 수도 있고, 상기 좌표의 이동 패턴에 따라 결정되는 특정 입력신호일 수도 있다. 좌표의 이동 패턴에 따라 입력 신호를 결정하는 신호결정부(230)에 대해서는 도 3을 참조하여 후술하도록 한다.
신호제공부(240)는 신호결정부(230)에서 결정된 입력신호를 단말 장치(120)에 유선 또는 무선으로 제공한다. 수신장치(114)는 단말장치(120)와 PS/2, USB 커넥터 등을 통하여 연결되어 입력신호를 제공할 수도 있으며, 블루투스, IrDA 등의 무선 통신 방식으로 입력신호를 제공할 수도 있다.
도 3은 도 2의 신호결정부를 설명하기 위한 블록도이다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 신호결정부(230)는 패턴추출부(310) 및 맵핑부(320)를 포함한다.
패턴추출부(310)는 위치추정부(220)에서 추정된 송신장치(112)의 위치의 이동 궤적을 이용하여 송신장치(112)의 움직임 패턴을 추출한다. 예를 들어, 움직임 패턴은 송신장치(112)의 위치가 이동하는 방향과 가까운 상, 하, 좌, 우의 방향 패턴일 수도 있으며, 송신장치(112)의 이동 궤적과 가까운 문자 또는 도형의 심볼 패턴일 수도 있다.
맵핑부(320)는 패턴추출부(310)에서 추출된 움직임 패턴과 맵핑되는 입력신호를 결정한다. 추출된 움직임 패턴이 상, 하, 좌, 우의 방향 패턴인 경우를 예를 들어 설명하면, 맵핑부(320)는 방향 패턴에 상응하는 방향의 방향 키를 입력 신호로 결정하거나, 또는, 상응하는 방향과 반대 방향으로 화면을 이동시키는 스크롤 신호를 입력 신호로 결정하거나, 또는, 상응하는 방향의 디스플레이 장치를 선택하여 활성화시키는 입력 신호로 결정할 수 있다. 다른 실시예에 따라, 추출된 움직임 패턴이 문자 또는 도형의 심볼 패턴인 경우, 추출된 심볼 패턴에 상응하는 문자 또는 도형의 키를 입력 신호로 결정하거나, 또는 단축키 기능과 유사하게 상응하는 문자 또는 도형에 매핑된 특정 명령의 실행 신호를 입력신호로 결정할 수 있다.
도 4는 개시된 기술의 일 실시예에 따른 신호 제공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 도 1을 참조하여 외부 입력 시스템(110)이 단말장치(120)에 신호를 제공하는 방법을 설명한다. 또한, 도 1의 외부 입력 시스템110)을 시계열적으로 구현한 경우도 본 실시예에 해당하므로 도 1 내지 도 3에 대하여 설명된 부분은 본 실시예에도 그대로 적용된다.
외부 입력 시스템(110)은 사용자의 신체말단에 장착되는 송신장치(112) 및 단말장치(120)에 연결되는 수신장치(114)를 포함하여, 단말장치(120)에 입력신호를 제공하는 장치이다.
송신장치(112)는 사용자의 신체말단의 움직임을 감지할 수 있도록 적외선 빔을 방출한다(S410). 수신장치(114)는 적외선 카메라 등을 포함하여, 송신장치(112)에서 방출된 적외선 빔을 감지한다(S420). 수신장치(114)는 송신장치(112)가 방출한 적외선 빔을 감지하면, 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 결정한다. 입력신호는 감지된 적외선을 기초로 추정되는 소정 영역 내 송신장치(112)의 위치 또는 이동 패턴에 따라 결정될 수 있다.
일 실시예에 따라, 입력신호를 결정하기 위하여, 수신장치(114)는 상기 감지된 적외선으로부터 송신장치(112)의 위치를 추정하고, 추정된 위치의 이동 궤적을 이용하여 송신장치(112)의 움직임 패턴을 추출할 수 있다(S430). 수신장치(114)는 움직임 패턴이 추출되면, 추출된 움직임 패턴과 맵핑되는 신호를 입력신호로 결정할 수 있다(S440).
수신장치(114)는 입력신호가 결정되면, 상기 결정된 입력신호를 단말 장치(120)에 유선 또는 무선으로 제공한다(S450).
이러한 개시된 기술에 따른 외부 입력 시스템(110)은 사용자의 손가락, 손등, 손목, 머리, 귀 등의 신체 부위에 장착되어 사용될 수 있으므로 장애인, 환자 등과 같이 손 근육을 세밀하게 조절할 수 없는 사용자에게 보다 편리한 입력 방법을 제공할 수 있다. 또한 이러한 외부 입력 시스템(110)은 신체 부위에 장착되어 사용되기 때문에, 손의 사용이 비교적 자유로우며, 사용자는 마우스, 키보드 등과 같은 외부 입력 장치를 추가적으로 동시에 사용할 수 있다. 따라서, 개시된 기술은 게임과 같이 동시에 여러 가지 입력 장치를 사용하는 환경에서 사용자에게 보다 직관적이고 편리한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
이러한 개시된 기술인 시스템 및 장치는 이해를 돕기 위하여 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 개시된 기술의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 신체 말단에 장착 가능하고, 상기 신체 말단의 움직임을 감지할 수 있도록 적외선을 방출하는 적외선 램프를 포함하는 송신장치; 및
    단말 장치에 연결되고, 상기 송신장치가 방출하는 적외선을 감지하여 상기 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 상기 단말 장치에 제공하는 수신장치를 포함하는 외부 입력 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수신장치는,
    상기 방출된 적외선을 촬영하는 적외선카메라;
    상기 촬영된 영상으로부터 상기 적외선 램프의 위치를 추정하는 위치추정부;
    상기 추정된 위치 정보를 기초로 상기 입력신호를 결정하는 신호결정부; 및
    상기 결정된 입력신호를 상기 단말 장치에 유선 또는 무선으로 제공하는 신호제공부를 포함하는 외부 입력 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 신호결정부는,
    상기 추정된 위치 정보를 기초로 상기 송신장치의 움직임 패턴을 추출하는 패턴추출부; 및
    상기 추출된 움직임 패턴과 맵핑되는 입력신호를 결정하는 맵핑부를 포함하는 외부 입력 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 입력신호는,
    상기 감지된 적외선을 기초로 추정되는 상기 송신장치의 이동 방향과 동일한 방향의 커서이동 입력신호인 외부 입력 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 입력신호는,
    상기 감지된 적외선을 기초로 추정되는 상기 송신장치의 이동 방향과 반대 방향으로 상기 단말 장치의 디스플레이 장치에 출력되는 화면을 이동시키는 스크롤 입력신호인 외부 입력 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단말 장치는, 복수의 디스플레이 장치를 구비하고,
    상기 입력신호는, 상기 감지된 적외선을 기초로 결정되는 상기 복수의 디스플레이 장치 중 어느 하나의 디스플레이 장치를 활성화시키는 입력신호인 외부 입력 시스템.
  7. 사용자의 신체말단에 장착되는 송신장치 및 단말장치에 연결되는 수신장치를 포함하는 외부 입력 시스템이 상기 단말장치에 입력신호를 제공하는 방법에 있어서,
    상기 신체말단의 움직임을 감지할 수 있도록 적외선을 방출하는 단계;
    상기 방출된 적외선을 감지하고, 상기 감지된 적외선에 상응하는 입력신호를 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 입력신호를 상기 단말 장치에 유선 또는 무선으로 제공하는 단계를 포함하는 신호 제공 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 결정하는 단계는,
    상기 감지된 적외선으로부터 상기 송신장치의 움직임 패턴을 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 움직임 패턴과 맵핑되는 입력신호를 결정하는 단계를 포함하는 신호 제공 방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101394705B1 (ko) * 2012-09-20 2014-05-15 주식회사 팬택 단말기 및 단말기의 정보 입력 방법

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