KR20130011715A - 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130011715A
KR20130011715A KR1020110073059A KR20110073059A KR20130011715A KR 20130011715 A KR20130011715 A KR 20130011715A KR 1020110073059 A KR1020110073059 A KR 1020110073059A KR 20110073059 A KR20110073059 A KR 20110073059A KR 20130011715 A KR20130011715 A KR 20130011715A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
input device
motion
information
display
coordinate system
Prior art date
Application number
KR1020110073059A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101893601B1 (ko
Inventor
최은석
최상언
유미라
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020110073059A priority Critical patent/KR101893601B1/ko
Priority to EP12161955A priority patent/EP2549764A1/en
Priority to US13/552,087 priority patent/US9024869B2/en
Publication of KR20130011715A publication Critical patent/KR20130011715A/ko
Priority to US14/692,353 priority patent/US9489057B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101893601B1 publication Critical patent/KR101893601B1/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
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • 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
    • G06F3/017—Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
    • H04N13/20—Image signal generators
    • H04N13/261—Image signal generators with monoscopic-to-stereoscopic image conversion
    • 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
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0346—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of the device orientation or free movement in a 3D space, e.g. 3D mice, 6-DOF [six degrees of freedom] pointers using gyroscopes, accelerometers or tilt-sensors
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/20—Analysis of motion

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 입력장치는, 디스플레이장치와 통신하는 통신부와; 기 설정된 좌표계에 기초한 모션정보로서 입력장치의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부와; 좌표계에서의 입력장치의 자세에 대한 자세정보를 저장하는 저장부와; 입력장치가 움직이는 상태에서는 감지된 각속도 및 자세정보에 기초하여 모션정보를 산출 및 보정하며 통신부를 통해 보정된 모션정보를 전송하고, 입력장치가 움직이지 않는 상태에서는 감지된 가속도에 기초하여 저장부의 자세정보를 업데이트하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법 {INPUT APPARATUS OF DISPLAY APPARATUS, DISPLAY SYSTEM AND CONTROL METHOD THEREOF }
본 발명은 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 상세하게는 입력장치 자체의 모션에 대응하는 모션정보를 디스플레이장치에 전송하는 경우에 해당 모션정보의 정확성을 향상시키는 구조의 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
디스플레이 시스템은 외부로부터 수신되거나 또는 자체적으로 생성하는 영상신호에 기초한 영상을 표시하는 시스템으로서, 영상이 표시되는 디스플레이 패널을 구비한 디스플레이장치를 중심으로 하여 각 기능별로 분류된 복수의 장치가 구비됨으로써 형성된다. 디스플레이 시스템은 구현하고자 하는 기능에 따라서 다양한 종류의 장치가 조합될 수 있다. 예를 들면, 디스플레이 시스템은 디스플레이장치와, 디스플레이장치 상에 표시되는 커서를 이동시키기 위한 이동정보를 생성하여 디스플레이장치에 전송하는 입력장치를 포함할 수 있다. 일반적으로, 이러한 입력장치는 디스플레이장치의 리모트 컨트롤러로 구현된다.
입력장치가 이동정보를 생성하는 방식은 다양하게 구현될 수 있다. 예를 들면, 입력장치는 상하좌우의 4방향 버튼의 조작 회수에 대응하여 2차원 평면의 4방향 이동정보를 생성하는 방식이 적용된다. 그러나, 이러한 방식은 사용자의 조작성 측면에서 불편할 수 있다.
또는, 입력장치는 자체 모션을 감지하는 관성 센서 시스템이 적용될 수 있다. 이 경우, 사용자가 입력장치를 파지한 상태에서 입력장치를 이동/회전시키면, 관성 센서에 의해 입력장치 자체의 모션벡터가 감지 및 산출된다. 산출된 모션벡터는 무선통신을 통해 입력장치에서 디스플레이장치로 전송되며, 디스플레이장치는 수신되는 모션벡터에 대응하여 커서를 이동시킨다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치의 입력장치는, 상기 디스플레이장치와 통신하는 통신부와; 기 설정된 좌표계에 기초한 모션정보로서 상기 입력장치의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부와; 상기 좌표계에서의 상기 입력장치의 자세에 대한 자세정보를 저장하는 저장부와; 상기 입력장치가 움직이는 상태에서는 상기 감지된 각속도 및 상기 자세정보에 기초하여 상기 모션정보를 산출 및 보정하며 상기 통신부를 통해 상기 보정된 모션정보를 전송하고, 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태에서는 상기 감지된 가속도에 기초하여 상기 저장부의 상기 자세정보를 업데이트하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 제어부는, 중력가속도 값에 기초하여 상기 입력장치의 모션 여부를 판단할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 감지되는 가속도의 크기가 상기 중력가속도 값과 실질적으로 동일한 경우에 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태인 것으로 판단할 수 있다.
또한, 상기 자세정보는 상기 좌표계에서 상기 입력장치의 기준자세에 대한 상기 입력장치의 현재 자세의 회전각도를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 각속도로부터 모션벡터를 산출하고, 상기 산출된 모션벡터를 상기 회전각도에 기초하여 상기 입력장치의 기준자세에서의 상기 모션벡터로 변환할 수 있다.
또한, 상기 좌표계는 가로, 세로 및 높이의 3축 좌표계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치 시스템은, 디스플레이장치와; 기 설정된 좌표계에 기초하여 생성된 모션정보를 상기 디스플레이장치에 전송하는 입력장치를 포함하며, 상기 입력장치는, 상기 디스플레이장치와 통신하는 통신부와; 상기 모션정보로서 상기 입력장치의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부와; 상기 좌표계에서의 상기 입력장치의 자세에 대한 자세정보를 저장하는 저장부와; 상기 입력장치가 움직이는 상태에서는 상기 감지된 각속도 및 상기 자세정보에 기초하여 상기 모션정보를 산출 및 보정하며 상기 통신부를 통해 상기 보정된 모션정보를 전송하고, 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태에서는 상기 감지된 가속도에 기초하여 상기 저장부의 상기 자세정보를 업데이트하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 디스플레이장치는, 디스플레이부와; 상기 입력장치로부터 수신되는 상기 모션정보에 기초하여 상기 디스플레이부에 표시된 커서를 이동시키는 영상처리부를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이장치와, 기 설정된 좌표계에 기초하여 생성된 모션정보를 상기 디스플레이장치에 전송하는 입력장치를 포함하는 디스플레이 시스템의 제어방법은, 상기 입력장치의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 단계와; 상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계와; 상기 입력장치가 움직이는 상태인 경우에, 상기 감지된 각속도에 기초하여 상기 모션정보를 산출하며, 상기 산출된 모션정보를 상기 좌표계에서의 상기 입력장치의 자세에 대한 기 저장된 자세정보에 기초하여 보정하는 단계와; 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태인 경우에, 상기 감지된 가속도에 기초하여 상기 기 저장된 자세정보를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계는, 중력가속도 값에 기초하여 상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 중력가속도 값에 기초하여 상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계는, 상기 감지되는 가속도의 크기가 상기 중력가속도 값과 실질적으로 동일한 경우에 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 자세정보는 상기 좌표계에서 상기 입력장치의 기준자세에 대한 상기 입력장치의 현재 자세의 회전각도를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 산출된 모션정보를 기 저장된 자세정보에 기초하여 보정하는 단계는, 상기 각속도로부터 모션벡터를 산출하는 단계와; 상기 산출된 모션벡터를 상기 회전각도에 기초하여 상기 입력장치의 기준자세에서의 상기 모션벡터로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 좌표계는 가로, 세로 및 높이의 3축 좌표계를 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 시스템의 예시도,
도 2는 도 1의 디스플레이 시스템의 구성 블록도,
도 3은 도 1의 디스플레이 시스템에서 입력장치의 좌표계를 나타내는 개념도,
도 4는 도 1의 디스플레이 시스템에서 입력장치의 제어방법을 나타내는 제어 흐름도이다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 이하 실시예에서는 본 발명의 사상과 직접적인 관련이 있는 구성들에 관해서만 설명하며, 그 외의 구성에 관해서는 설명을 생략한다. 그러나, 본 발명의 사상이 적용된 장치 또는 시스템을 구현함에 있어서, 이와 같이 설명이 생략된 구성이 불필요함을 의미하는 것이 아님을 밝힌다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 시스템(1)의 예시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 디스플레이 시스템(1)은 영상신호를 기 설정된 프로세스에 따라서 처리하여 영상으로 표시하는 디스플레이장치(100)와, 디스플레이장치(100)를 원격으로 제어 가능하게 기 설정된 커맨드(command)/데이터/정보/신호를 생성하여 디스플레이장치(100)에 전송하는 입력장치(200)를 포함한다.
본 실시예에서는, 디스플레이장치(100)가 TV로, 입력장치(200)가 리모트 컨트롤러(remote controller)로 각각 구현된 디스플레이 시스템(1)에 관한 것이다. 그러나, 본 발명의 사상은 본 실시예와 상이한 디스플레이 시스템(1), 예를 들면 디스플레이장치(100)가 컴퓨터본체에 접속된 모니터이며, 입력장치(200)가 해당 컴퓨터본체와 통신하는 시스템의 경우에도 적용될 수 있다. 즉, 이하 설명할 실시예는 시스템의 구현 방식에 따라서 다양하게 변경 적용되는 하나의 예시에 불과할 뿐인 바, 본 발명의 사상을 한정하는 사항이 아님을 밝힌다.
디스플레이장치(100)는 외부로부터 수신되는 영상신호에 기초한 영상을 디스플레이부(130)에 표시한다. 디스플레이장치(100)가 표시할 수 있는 영상의 종류는 한정되지 않는 바, 예를 들면 동영상, 정지영상, 어플리케이션(application), OSD(on-screen display) 등 다양하다. 특히, 디스플레이장치(100)는 다양한 동작 제어를 위한 GUI(graphic user interface) 환경을 제공함으로써 사용자의 편의를 도모한다.
GUI 환경의 예시로서, 디스플레이장치(100)는 디스플레이부(130) 상의 영상유효영역 내를 이동하는 커서(C)를 표시한다. 이러한 커서(C)는 디스플레이장치(100)에서 처리되는 소정의 모션(motion)정보에 따라서 그 위치가 이동하며, 해당 모션정보는 디스플레이장치(100) 자체적으로 생성되거나 또는 디스플레이장치(100) 외부로부터 제공될 수 있다. 후자의 경우의 예시로서, 입력장치(200)가 해당 모션정보를 생성하여 디스플레이장치(100)에 제공한다.
입력장치(200)는 디스플레이장치(100)와 무선통신이 가능한 외부장치이며, 사용자에 의해 파지된다. 입력장치(200)는 사용자에 의해 조작됨으로써 기 설정된 커맨드를 디스플레이장치에 전송한다.
본 실시예에 따른 입력장치(200)는 사용자에 의한 자체 모션에 대응하는 모션정보를 생성하여 디스플레이장치(100)에 전송한다. 이에, 디스플레이장치(100)는 입력장치(200)로부터 수신되는 모션정보에 따라서 디스플레이부(130)에 표시된 커서(C)를 이동시킨다.
이하, 본 실시예에 따른 디스플레이장치(100) 및 입력장치(200)의 구성에 관해 도 2를 참조하여 자세히 설명한다. 도 2는 디스플레이 시스템(1)의 구성 블록도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이장치(100)는 영상신호를 수신하는 영상수신부(110)와, 영상수신부(110)에 수신되는 영상신호를 처리하는 영상처리부(120)와, 영상처리부(120)에 의해 처리되는 영상신호를 영상으로 표시하는 디스플레이부(130)와, 외부와 통신하는 제1통신부(140)를 포함한다.
한편, 입력장치(200)는 사용자에 의해 조작되는 입력부(210)와, 디스플레이장치(100)의 제1통신부(140)와 통신하는 제2통신부(220)와, 입력장치(200)의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부(230)와, 기 설정된 데이터가 저장되는 저장부(240)와, 감지부(230)의 감지 결과에 기초하여 모션정보의 산출 및 전송동작을 제어하는 제어부(250)를 포함한다.
이하, 디스플레이장치(100)의 구체적인 구성에 관해 설명한다.
영상수신부(110)는 영상신호를 수신하여 영상처리부(120)에 전달하며, 수신하는 영상신호의 규격 및 디스플레이장치(100)의 구현 형태에 대응하여 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 영상수신부(110)는 방송국(미도시)으로부터 송출되는 RF(radio frequency)신호를 무선으로 수신하거나, 컴포지트(composite) 비디오, 컴포넌트(component) 비디오, 슈퍼 비디오(super video), SCART, HDMI(high definition multimedia interface) 규격 등에 의한 영상신호를 유선으로 수신할 수 있다. 영상수신부(110)는 영상신호가 방송신호인 경우, 이 방송신호를 채널 별로 튜닝하는 튜너(tuner)를 포함한다.
영상처리부(120)는 영상신호에 대해 기 설정된 다양한 영상처리 프로세스를 수행한다. 영상처리부(120)는 이러한 프로세스를 수행한 영상신호를 디스플레이부(130)에 출력함으로써, 디스플레이부(130)에 영상이 표시되게 한다.
영상처리부(120)가 수행하는 영상처리 프로세스의 종류는 한정되지 않는 바, 예를 들면 다양한 영상 포맷에 대응하는 디코딩(decoding), 디인터레이싱(de-interlacing), 프레임 리프레시 레이트(frame refresh rate) 변환, 스케일링(scaling), 영상 화질 개선을 위한 노이즈 감소(noise reduction), 디테일 강화(detail enhancement), 라인 스캐닝(line scanning) 등을 포함할 수 있다. 영상처리부(120)는 이러한 각 프로세스를 독자적으로 수행할 수 있는 개별적 구성의 그룹으로 구현되거나, 또는 여러 기능을 통합시킨 SOC(system-on-chip)로 구현될 수 있다.
영상처리부(120)는 제1통신부(140)를 통해 모션정보가 수신되면, 수신된 모션정보에 기초하여 커서(C)를 이동시킨다. 모션정보는 모션방향 및 모션량을 함께 포함하는 벡터값인 바, 영상처리부(120)는 모션정보에 따라서 커서(C)를 특정 방향으로 특정 픽셀값만큼 이동시킬 수 있다.
제1통신부(140)는 입력장치(200)로부터 수신되는 커맨드/데이터/정보/신호를 영상처리부(120)에 전달한다. 또한, 제1통신부(140)는 영상처리부(120)로부터 전달받은 커맨드/데이터/정보/신호를 입력장치(200)에 전송할 수도 있다. 이와 같이, 제1통신부(140)는 디스플레이장치(100) 및 입력장치(200) 사이의 양방향 통신을 구현시키며, 이를 위하여 RF(radio frequency), 지그비(Zigbee), 블루투스 등의 무선통신규격을 따른다.
제1통신부(140)는 본 실시예에 따르면 디스플레이장치(100)에 내장되나, 동글(dongle) 또는 모듈(module) 형태로 구현되어 영상처리부(120)에 접속된 디스플레이장치(100)의 커넥터(미도시)에 착탈될 수도 있다.
이하, 입력장치(200)의 구체적인 구성에 관해 설명한다.
입력부(210)는 사용자에 의해 조작될 수 있도록 입력장치(200) 외측에 설치되며, 키(key), 버튼(button), 터치패드(touch-pad), 터치스크린(touch-screen) 등으로 구현된다. 사용자가 입력부(210)를 조작하면 제어부(250)가 이 조작에 대응하는 커맨드를 생성하여 제2통신부(220)를 통해 전송한다. 이에 의하여, 영상처리부(120)가 해당 커맨드에 대응하는 제어동작을 수행할 수 있다.
제2통신부(220)는 제어부(250)에 의해 생성된 커맨드 또는 모션정보를 디스플레이장치(100)로 전송하며, 이를 위하여 제1통신부(140)에 대응하는 통신규격을 가진다. 제2통신부(220)는 제1통신부(140)와 양방향 통신을 수행할 수 있다.
감지부(230)는 입력장치(200)의 모션에 의한 입력장치(200)의 각속도 및 가속도를 감지한다. 감지부(230)는 입력장치(200)의 현재 자세에서, 입력장치(200)의 3축에 대한 가속도 및 각속도를 각각 측정하여 그 결과를 제어부(250)에 전달한다. 여기서, 3축은 3차원 공간을 나타내는 가로, 세로 및 높이를 의미한다.
저장부(240)는 제어부(250)에 의해 억세스되기 위한 데이터가 저장되며, 본 실시예에 따르면 제어부(250)에 의해 자세정보가 독취, 저장 및 업데이트된다. 저장부(240)는 저장된 자세정보가 보존되도록 비휘발성 메모리로 구현된다. 여기서, 자세정보에 관한 내용은 후술한다.
제어부(250)는 감지부(230)에 의해 감지된 입력장치(200)의 각속도 및 가속도에 기초하여 입력장치(200)의 모션정보를 산출한다. 제어부(250)는 산출된 모션정보를 입력장치(200)의 자세정보에 기초하여 보정하고, 보정된 모션정보를 제2통신부(220)를 통해 디스플레이장치(100)로 전송한다.
이하, 제어부(250)가 모션정보를 산출 및 보정하는 방법에 관해 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 입력장치(200)의 좌표계를 나타내는 예시도이다.
도 3의 (A)는 입력장치(200)의 현재 자세를 나타내는 좌표계이며, (B)는 입력장치(200)의 기준자세를 나타내는 기준좌표계이다. X, Y, Z는 각각 공간상의 축을 의미하며, 아랫첨자 b 및 n은 좌표계를 의미한다. 즉, Xn은 기준좌표계(B)의 X축을 의미한다. 여기서, Zn은 기준좌표계(B)의 Z축이며, 중력방향 축이다.
모션정보는 입력장치(200)가 실제로 움직였는지를 나타내는 정보이다. 모션정보는 입력장치(200)의 현재 자세에 기초한 좌표계 상에서, 감지부(230)에 의해 감지된 각속도 및 가속도에 의하여 도출된 모션벡터로 나타낼 수 있다.
한편, 자세정보는 입력장치(200)의 자세를 나타내는 정보로서, 예를 들면 입력장치(200)의 기준자세에 대한 입력장치(200)의 현재 자세의 차이값을 의미한다.
감지부(230)는 (A) 상태의 입력장치(200)의 각속도 및 가속도를 산출하며, 제어부(250)는 산출된 각속도에 기초하여 모션정보, 즉 모션벡터를 산출한다. 그런데, 입력장치(200)의 현재 자세에 따라서 좌표계(A) 및 기준좌표계(B)의 각 축이 일치하지 않는 경우, 즉 입력장치(200)의 현재 자세가 입력장치(200)의 기준자세에 대하여 소정의 회전각도를 형성하는 경우가 발생한다.
제어부(250)는 이러한 좌표계의 불일치가 발생하면, 입력장치(200)의 가속도에 기초하여 상기한 회전각도를 산출하고, 산출된 회전각도에 기초하여 모션벡터를 보정한다. 즉, 제어부(250)는 좌표계(A)에서의 모션벡터를 기준좌표계(B)의 모션벡터로 변환시킨다. 이와 같이 보정된 모션벡터는 입력장치(200)로부터 디스플레이장치(100)로 전송된다.
모션벡터의 보정에 관한 구체적인 방법으로서, 수학적인 관성 내비게이션 시스템(Inertial Navigation System, INS)의 회전 매트릭스(matrix)를 이용하여 좌표계(A)의 각 축에 대한 각속도를 기준좌표계(B)의 각 축에 대한 각속도로 변환시키는 방법이 가능한 바, 이에 관하여 이하 설명한다.
기준좌표계(B)에서 Zn축은 중력방향을 나타낸다. 감지부(230)는 좌표계(A)의 X, Y, Z축에 대해 각각 가속도 및 각속도를 측정한다.
좌표계(A)의 가속도는
Figure pat00001
로 나타내며, 이는 좌표계(A)에서 X, Y, Z의 각 축 방향에 대한 가속도를 나타낸다.
좌표계(A)의 각속도는
Figure pat00002
로, 기준좌표계(B)의 각속도는
Figure pat00003
로 각각 나타낸다. 이는 각 좌표계에서 X, Y, Z의 각 축을 중심으로 회전하는 각속도를 나타낸다.
여기서, 윗첨자 T는 행렬의 트랜스포즈(transpose)를 의미한다.
좌표계(A)에서 입력장치(200)의 현재 자세의 자세정보는 오일러(Euler) 각도, 즉 롤(roll, φ), 피치(pitch, θ), 요(yaw, ψ) 각도로 표현할 수 있다. 오일러 각도는 공간상의 오리엔테이션(orientation)에 관한 공지된 기술사항인 바, 자세한 설명을 생략한다.
이 오일러 각도를 사용하여 기준좌표계(B)에서 좌표계(A)에서의 회전을 나타내는 회전행렬은 다음 수학식과 같다.
<수학식 1>
Figure pat00004
상기 행렬식에서 φ, θ, ψ는 각각 롤, 피치, 요 각도이며, 아랫첨자 s 및 c는 각각 사인 및 코사인 함수를 나타낸다.
이론적으로 입력장치(200)가 움직이지 않는 전제 하에서, 상기 행렬식의 오일러 각도는 하기 수학식에 의해 산출할 수 있다.
<수학식 2>
Figure pat00005
상기 회전행렬을 사용하여 좌표계(A)의 각속도
Figure pat00006
를 기준좌표계(B)의 각속도
Figure pat00007
로 변환하는 수학식은 다음과 같다.
<수학식 3>
Figure pat00008
이와 같이, 제어부(250)는 좌표계(A)의 입력장치(200)의 각속도에 기초하여 모션정보를 산출하고, 좌표계(A)의 입력장치(200)의 가속도에 기초하여 상기한 모션정보를 기준좌표계(B)에 대응하도록 보정할 수 있다.
그런데, 입력장치(200)가 이동하는 동안의 경우에, 감지부(230)가 감지하는 가속도에는 중력가속도 성분 및 입력장치(200)의 모션에 의한 가속도 성분이 함께 측정된다. 이는 오일러 각도, 자세하게는 롤 및 피치 각도에 오차를 발생시키기 때문에, 결과적으로 기준좌표계(B)의 각속도인
Figure pat00009
에 오류가 발생하게 된다.
이에, 본 실시예에 따르면, 제어부(250)는 입력장치(200)의 모션 여부를 판단하고, 그 판단 결과에 따라서 입력장치(200)의 모션정보의 산출, 보정 및 전송하는 과정을 선택적으로 수행한다.
보다 자세하게는, 제어부(250)는 입력장치(200)가 움직이는 상태에서는 감지부(230)에 의해 감지된 각속도 및 저장부(240)에 저장된 자세정보에 기초하여 모션정보를 산출 및 보정하고, 보정된 모션정보를 제2통신부(220)를 통해 전송한다. 반면, 제어부(250)는 입력장치(200)가 움직이지 않는 상태에서는 감지부(230)에 의해 감지된 가속도에 기초하여 입력장치(200)의 현재 자세에서의 자세정보를 산출하고, 산출된 자세정보로 저장부(240)에 기 저장된 자세정보를 업데이트한다.
즉, 제어부(250)는 입력장치(200)가 움직이지 않는 동안에는 입력장치(200)의 자세변화에 대응하여 자세정보를 보정 및 저장한다. 그리고, 제어부(250)는 입력장치(200)가 움직이는 동안에는 자세정보를 산출하는 과정 없이, 앞서 입력장치(200)가 움직이지 않는 동안에 산출되어 저장된 자세정보에 기초하여 모션정보를 보정한다.
도 3의 경우에 관련하여 설명하면, 제어부(250)는 입력장치(200)가 움직이지 않는다고 판단되면, 감지부(230)가 감지한 입력장치(200)의 가속도에 기초하여 상기 수학식 1 및 수학식 2에 기재된 바와 같은 오일러 각도 및 회전행렬을 산출하여 저장부(240)에 저장한다.
그리고, 제어부(250)는 입력장치(200)가 움직인다고 판단되면, 감지부(230)가 감지한 입력장치(200)의 각속도
Figure pat00010
에 대하여, 저장부(240)에 저장된 회전행렬을 적용하여 상기 수학식 3에 따라서 각속도
Figure pat00011
을 산출하고, 산출된 각속도
Figure pat00012
을 제2통신부(220)를 통해 전송시킨다.
이에 의하여, 자세정보에 의한 모션정보 보정의 정확도를 높이면서도, 자세정보 산출에 따른 연산량을 절감시킴으로써 제어부(250)의 부하를 줄일 수 있다.
여기서, 제어부(250)가 입력장치(200)의 모션 여부를 판단하는 방법은 다양한 형식으로 구현될 수 있다. 예를 들면, 제어부(250)는 중력가속도 값에 기초하여 입력장치(200)의 모션 여부를 판단할 수 있다.
이 경우에, 제어부(250)는 감지부(230)에 의해 감지된 가속도 값으로부터 하기 수학식에 따라서
Figure pat00013
을 산출한다.
<수학식 4>
Figure pat00014
제어부(250)는 산출된
Figure pat00015
이 기 설정된 시간 동안 실질적으로 중력가속도 값, 즉 9.8m/s2와 유사한 값을 나타내는 경우에, 입력장치(200)가 움직이지 않는 것으로 판단한다. 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.
<수학식 5>
Figure pat00016
여기서,
Figure pat00017
및
Figure pat00018
는 상수이다. 본 실시예에서는 상기한 수학식을 사용하여 입력장치(200)가 움직이는지 여부를 판단하나, 입력장치(200)가 움직이는지 여부를 판단하는 방법은 상기한 실시예에 의해 한정되지 않는다.
감지부(230)는 입력장치(200)가 움직이고 있는 상태에서는 중력가속도 및 입력장치(200) 자체의 움직임에 따른 가속도의 두 가지 가속도 성분을 함께 감지한다. 이에 비해, 입력장치(200)가 정지하고 있는 상태에서는 입력장치(200) 자체의 움직임에 따른 가속도가 존재하지 않으므로, 이 때에는 감지부(230)가 중력가속도만을 감지한다고 기대할 수 있다. 즉, 기 설정된 시간 동안에 감지부(230)가 중력가속도 값과 실질적으로 동일한 값의 가속도를 감지한다면, 그 시기에 입력장치(200)는 움직이지 않는 상태라고 기대할 수 있다.
다만, 입력장치(200)의 모션 여부는 상기의 실시예와 상이한 방법으로도 판단이 가능하다. 예를 들면, 입력장치(200)가 정지하고 있는 경우와 움직이고 있는 경우 각각에서, 감지부(230)가 제어부(250)에 대해 출력하는 감지신호의 파형은 상이한 형태의 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 제어부(250)는 감지부(230)로부터 출력되는 감지신호의 파형이 각각의 경우 중 어느 쪽의 프로파일에 해당하는지 판단하여, 입력장치(200)의 모션 여부를 결정할 수도 있다.
이하, 본 실시예에 따른 입력장치(200)의 제어방법에 관해 도 4를 참조하여 설명한다. 도 4는 이러한 과정을 나타내는 제어 흐름도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 감지부(230)는 입력장치(200)의 가속도 및 각속도를 감지한다(S100). 제어부(250)는 감지부(230)의 감지 결과에 따라서 입력장치(200)의 모션 여부를 판단한다(S110).
입력장치(200)가 움직이는 것으로 판단되면(S120), 제어부(250)는 감지된 각속도에 기초하여 모션정보를 산출한다(S130). 그리고, 제어부(250)는 저장부(240)에 기 저장된 자세정보에 기초하여 모션정보를 보정한다(S140). 제어부(250)는 보정된 모션정보를 디스플레이장치(100)로 전송한다(S150).
반면, 입력장치(200)가 움직이지 않는 것으로 판단되면, 제어부(250)는 감지된 가속도에 기초하여 자세정보를 산출한다(S160). 제어부(250)는 산출된 자세정보로 저장부(240)에 기 저장된 자세정보를 업데이트한다(S170).
이러한 과정에 의하여, 입력장치(200)로부터 디스플레이장치(100)에 전송되는 모션정보의 정확성을 향상시키면서도, 모션정보의 보정을 위한 연산처리의 부담을 저감시킬 수 있다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
1 : 디스플레이 시스템
100 : 디스플레이장치
110 : 영상수신부
120 : 영상처리부
130 : 디스플레이부
140 : 제1통신부
200 : 입력장치
210 : 입력부
220 : 제2통신부
230 : 감지부
240 : 저장부
250 : 제어부

Claims (14)

  1. 디스플레이장치의 입력장치에 있어서,
    상기 디스플레이장치와 통신하는 통신부와;
    기 설정된 좌표계에 기초한 모션정보로서 상기 입력장치의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부와;
    상기 좌표계에서의 상기 입력장치의 자세에 대한 자세정보를 저장하는 저장부와;
    상기 입력장치가 움직이는 상태에서는 상기 감지된 각속도 및 상기 자세정보에 기초하여 상기 모션정보를 산출 및 보정하며 상기 통신부를 통해 상기 보정된 모션정보를 전송하고, 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태에서는 상기 감지된 가속도에 기초하여 상기 저장부의 상기 자세정보를 업데이트하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입력장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 중력가속도 값에 기초하여 상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입력장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 감지되는 가속도가 상기 중력가속도 값과 비교하여 기 설정된 조건을 만족하면 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입력장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자세정보는 상기 좌표계에서 상기 입력장치의 기준자세에 대한 상기 입력장치의 현재 자세의 회전각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입력장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 각속도로부터 모션벡터를 산출하고, 상기 산출된 모션벡터를 상기 회전각도에 기초하여 상기 입력장치의 기준자세에서의 상기 모션벡터로 변환하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입력장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 좌표계는 가로, 세로 및 높이의 3축 좌표계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 입력장치.
  7. 디스플레이장치 시스템에 있어서,
    디스플레이장치와;
    기 설정된 좌표계에 기초하여 생성된 모션정보를 상기 디스플레이장치에 전송하는 입력장치를 포함하며,
    상기 입력장치는,
    상기 디스플레이장치와 통신하는 통신부와;
    상기 모션정보로서 상기 입력장치의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 감지부와;
    상기 좌표계에서의 상기 입력장치의 자세에 대한 자세정보를 저장하는 저장부와;
    상기 입력장치가 움직이는 상태에서는 상기 감지된 각속도 및 상기 자세정보에 기초하여 상기 모션정보를 산출 및 보정하며 상기 통신부를 통해 상기 보정된 모션정보를 전송하고, 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태에서는 상기 감지된 가속도에 기초하여 상기 저장부의 상기 자세정보를 업데이트하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 디스플레이장치는,
    디스플레이부와;
    상기 입력장치로부터 수신되는 상기 모션정보에 기초하여 상기 디스플레이부에 표시된 커서를 이동시키는 영상처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템.
  9. 디스플레이장치와, 기 설정된 좌표계에 기초하여 생성된 모션정보를 상기 디스플레이장치에 전송하는 입력장치를 포함하는 디스플레이 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 입력장치의 모션에 의한 각속도 및 가속도를 감지하는 단계와;
    상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계와;
    상기 입력장치가 움직이는 상태인 경우에, 상기 감지된 각속도에 기초하여 상기 모션정보를 산출하며, 상기 산출된 모션정보를 상기 좌표계에서의 상기 입력장치의 자세에 대한 기 저장된 자세정보에 기초하여 보정하는 단계와;
    상기 입력장치가 움직이지 않는 상태인 경우에, 상기 감지된 가속도에 기초하여 상기 기 저장된 자세정보를 업데이트하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템의 제어방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계는, 중력가속도 값에 기초하여 상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템의 제어방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 중력가속도 값에 기초하여 상기 입력장치의 모션 여부를 판단하는 단계는, 상기 감지되는 가속도가 상기 중력가속도 값과 비교하여 기 설정된 조건을 만족하면 상기 입력장치가 움직이지 않는 상태인 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템의 제어방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 자세정보는 상기 좌표계에서 상기 입력장치의 기준자세에 대한 상기 입력장치의 현재 자세의 회전각도를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템의 제어방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 산출된 모션정보를 기 저장된 자세정보에 기초하여 보정하는 단계는,
    상기 각속도로부터 모션벡터를 산출하는 단계와;
    상기 산출된 모션벡터를 상기 회전각도에 기초하여 상기 입력장치의 기준자세에서의 상기 모션벡터로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템의 제어방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 좌표계는 가로, 세로 및 높이의 3축 좌표계를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 시스템의 제어방법.
KR1020110073059A 2011-07-22 2011-07-22 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법 KR101893601B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110073059A KR101893601B1 (ko) 2011-07-22 2011-07-22 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법
EP12161955A EP2549764A1 (en) 2011-07-22 2012-03-29 Input apparatus of display apparatus, display system and control method thereof
US13/552,087 US9024869B2 (en) 2011-07-22 2012-07-18 Input apparatus of display apparatus, display system and control method thereof
US14/692,353 US9489057B2 (en) 2011-07-22 2015-04-21 Input apparatus of display apparatus, display system and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110073059A KR101893601B1 (ko) 2011-07-22 2011-07-22 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130011715A true KR20130011715A (ko) 2013-01-30
KR101893601B1 KR101893601B1 (ko) 2018-08-31

Family

ID=46085330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110073059A KR101893601B1 (ko) 2011-07-22 2011-07-22 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법

Country Status (3)

Country Link
US (2) US9024869B2 (ko)
EP (1) EP2549764A1 (ko)
KR (1) KR101893601B1 (ko)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101893601B1 (ko) * 2011-07-22 2018-08-31 삼성전자 주식회사 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법
EP2613242A3 (en) * 2012-01-06 2015-03-18 Samsung Electronics Co., Ltd Input apparatus, display apparatus and methods for controlling a display through user manipulation
TWI552026B (zh) * 2012-06-07 2016-10-01 原相科技股份有限公司 手持式指向裝置
US10067576B2 (en) * 2013-02-19 2018-09-04 Pixart Imaging Inc. Handheld pointer device and tilt angle adjustment method thereof
US9804689B2 (en) 2013-02-19 2017-10-31 Pixart Imaging Inc. Handheld pointer device and pointer positioning method thereof
CN104216532B (zh) * 2013-05-31 2018-04-10 原相科技股份有限公司 手持式指向装置以及其倾斜角度校正方法
CN107754310B (zh) * 2013-12-18 2020-09-15 原相科技股份有限公司 手持式装置以及其定位方法
JP6269316B2 (ja) * 2014-01-08 2018-01-31 富士通株式会社 入力装置、入力方法および入力プログラム
US20160378721A1 (en) * 2015-06-24 2016-12-29 Ricoh Company, Ltd. Electronic Discovery Insight Tool
CN105843388B (zh) * 2016-03-23 2018-12-04 北京轩宇智能科技有限公司 一种数据手套系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050243062A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Hillcrest Communications, Inc. Free space pointing devices with tilt compensation and improved usability
US20050253806A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-17 Hillcrest Communications, Inc. Free space pointing devices and methods
US20090070093A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-12 Namco Bandai Games Inc. Program, information storage medium, and game device
US20110037778A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-17 Perception Digital Limited Apparatus And Method For Adjusting An Image In A Screen Of A Handheld Device

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5440326A (en) 1990-03-21 1995-08-08 Gyration, Inc. Gyroscopic pointer
CN101841728B (zh) * 2003-04-17 2012-08-08 夏普株式会社 三维图像处理装置
WO2006078249A1 (en) * 2005-01-21 2006-07-27 In-Three, Inc. Method for minimizing visual artifacts converting two-dimensional motion pictures into three-dimensional motion pictures
EP2160037A3 (en) * 2006-06-23 2010-11-17 Imax Corporation Methods and systems for converting 2D motion pictures for stereoscopic 3D exhibition
US20090017910A1 (en) * 2007-06-22 2009-01-15 Broadcom Corporation Position and motion tracking of an object
WO2009013682A2 (en) * 2007-07-26 2009-01-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Method and apparatus for depth-related information propagation
FI20115250L (fi) 2011-03-14 2012-09-15 Vti Technologies Oy Osoittamismenetelmä, sitä varten laite ja järjestelmä
KR101893601B1 (ko) * 2011-07-22 2018-08-31 삼성전자 주식회사 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050243062A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-03 Hillcrest Communications, Inc. Free space pointing devices with tilt compensation and improved usability
US20050253806A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-17 Hillcrest Communications, Inc. Free space pointing devices and methods
US20090070093A1 (en) * 2007-09-11 2009-03-12 Namco Bandai Games Inc. Program, information storage medium, and game device
US20110037778A1 (en) * 2009-08-12 2011-02-17 Perception Digital Limited Apparatus And Method For Adjusting An Image In A Screen Of A Handheld Device

Also Published As

Publication number Publication date
US20130021246A1 (en) 2013-01-24
KR101893601B1 (ko) 2018-08-31
US20150227215A1 (en) 2015-08-13
US9024869B2 (en) 2015-05-05
EP2549764A1 (en) 2013-01-23
US9489057B2 (en) 2016-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101893601B1 (ko) 디스플레이장치의 입력장치, 디스플레이 시스템 및 그 제어방법
US8957909B2 (en) System and method for compensating for drift in a display of a user interface state
US9152249B2 (en) System and method for determining an attitude of a device undergoing dynamic acceleration
US9729608B2 (en) Information processing device, table, display control method, program, portable terminal, and information processing system
CN101149651A (zh) 输入装置以及用于提供输入装置的移动信息的方法及介质
US8907893B2 (en) Rolling gesture detection using an electronic device
US8462011B2 (en) Remote control for sensing movement, image display apparatus for controlling pointer by the remote control, and controlling method thereof
KR100827236B1 (ko) 포인팅 디바이스, 포인터 이동 방법 및 상기 포인터를디스플레이하는 디스플레이 장치
KR101969318B1 (ko) 디스플레이장치 및 그 제어방법
US9223422B2 (en) Remote controller and display apparatus, control method thereof
CN111034212B (zh) 遥控器及其控制方法
US20120169482A1 (en) System and Method for Selecting a Device for Remote Control Based on Determined Navigational State of a Remote Control Device
US20110077903A1 (en) Apparatus and method sensing motion
US20160026265A1 (en) System and Method for Determining an Attitude of a Device Undergoing Dynamic Acceleration
KR20140107829A (ko) 디스플레이장치, 입력장치 및 그 제어방법
EP2738649A1 (en) Input apparatus of display apparatus, display system and control method thereof
US20140347293A1 (en) Method for controlling device, device controller, computer program product, and electronic device
KR101185594B1 (ko) 포인팅 디바이스의 더블클릭 수행방법

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