KR20130014981A - 포인터 이동 값 보정 방법 및 이를 사용하는 3ｄ 포인팅 디바이스 - Google Patents

포인터 이동 값 보정 방법 및 이를 사용하는 3ｄ 포인팅 디바이스 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 포인터 보정 정보의 생성방법은 3D 포인팅 디바이스의 움직임 데이터를 일정 시간 동안 획득하는 단계; 상기 움직임 데이터 값을 합산하는 단계; 상기 합산된 움직임 데이터가 정해진 값보다 작으면 움직임 데이터를 감소시키거나 버리고 설정치 이상이면 포인터를 이동하도록 제어 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제어 정보를 포인터로 전송하는 단계;를 포함한다.

Description

포인터 이동 값 보정 방법 및 이를 사용하는 3Ｄ 포인팅 디바이스{method for correcting pointer movement value and pointing device using the same}
본 발명은 포인터 이동 값 계산 장치, 포인터 이동 값 보정 방법 및 이를 사용하는 3D 포인팅 디바이스에 관한 것으로, 보다 상세하게는 오차로 인한 문제점을 제거하고, 포인터의 미세한 떨림을 완화하는 포인터 이동 값 계산 장치, 포인터 이동 값 보정 방법 및 이를 사용하는 3D 포인팅 디바이스에 관한 것이다.
3D 포인팅 디바이스는 일반적으로 컴퓨터 본체의 중앙처리장치(이하, '중앙처리부'라 함)에 사용자의 명령을 입력하는 입력수단으로 사용되는 것이다. 3D 포인팅 디바이스는 기본적인 메뉴화면이 브라운관 또는 모니터 등의 디스플레이 스크린에 디스플레이되어 있는 상황하에서 메뉴화면에서 원하는 명령으로 위치를 이동하여 선택하는 일명 마우스의 커서라고 하는 포인터(pointer)에 의해서 이루어진다. 포인터는 3D 포인팅 디바이스라고 하는 전자적이고, 기계적인 구성을 갖는 하드웨어의 움직임을 디스플레이 스크린의 화면에 실시간으로 재현시켜 메뉴화면의 다수명령중 하나를 선택하며, 선택된 명령이 중앙처리부에 입력되는 매개역활을 한다.
메뉴화면의 각 명령의 위치는 중앙처리부에 해당하는 데이터로 기억되어 있으며, 상기 명령을 전달하는 포인터가 움직이는 위치도 수평 및 수직 방향인 X, Y축으로의 이동이 중앙처리부에 인식된다. 이때, 포인터에 의해 선택된 명령은 중앙처리부에서 포인터의 위치가 선택한 명령의 위치가 일치하는지에 따라 그 명령에 대한 알고리즘의 수행 여부가 결정된다. 이와 같은 방법으로 사용자는 3D 포인팅 디바이스를 자유자재로 이동시키면서 디스플레이된 메뉴화면의 명령을 쉽게 그리고 편리하게 입력시킬 수 있다.
그러나, 3D 포인팅 장치는 포인터 본체부를 손으로 잡고서 지시점을 가리킬 경우, 지시자의 손떨림에 의해 지시점이 흔들리게 되는 단점이 있다.
특히, 3D 포인팅 장치로 한 지점을 지시할 경우, 손떨림에 의한 3D 포인팅 장치의 각진동이 유발되어 최종 지시점에서는 포인트가 심하게 흔들리게 되는 현상을 유발하게 되며, 이로 인하여 사용자가 지시하는 바가 명확하게 전달되지 않거나 지시자 및 청중들의 불쾌감을 유발시키게 되는 등 많은 문제점이 있다. 따라서 사용자가 의도하지 않은 움직임을 사용자가 의도한 움직임과 구별하여 제거하여야 한다.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 프리젠테이션에 사용되는 3D 포인팅 장치의 손떨림에 의한 지시점의 흔들림을 X 및 Y축 자이로를 통해 용이하게 측정하여, 레이저 다이오드 일측에 설치된 2축 구동부를 통해 상기 흔들림을 손쉽고, 용이하게 보정할 수 있도록 함은 물론, 이에 따라 3D 포인팅 장치의 지시점 흔들림을 미연에 방지하며, 지시점의 흔들림에 의한 지시자 및 청중들의 불쾌감을 해소시킬 수 있는 손떨림 보상기능을 구비한 3D 포인팅 장치를 제공하는데 있다.
상기의 문제점을 해소하기 위해 기존에는 1)버튼 입력이 발생되면 정해진 시간 동안 움직임 데이터를 버리거나 감소시키거나 2)움직인 거리가 정해진 거리보다 작으면 움직임 데이터를 버리거나 감소시켜 보정하였으나, 이 두 가지 조건을 동시에 사용하여 하나라도 조건에 맞지 않으면 움직임 데이터를 버리거나 감소시키지 않는다.
이러한 기존의 방법의 경우, 버튼을 누른 후 움직임(떨림)이 많을 경우 의도한 움직임으로 인식되어 버튼 누름에 의해 발생하는 의도하지 않은 움직임 제거가 제대로 되지 않는다는 문제점이 있다. 이를 방지하기 위해 상기 두가지 조건의 값인 정해진 시간 및 정해진 거리 조건을 늘리면 이러한 문제가 많이 해결될 수 있지만 반대로 드래그(Drag) 동작 등 사용자가 의도한 동작 시에 움직임 데이터를 버리거나 감소시켜 사용자가 의도한 동작이 제대로 수행되지 않을 수 있게 된다는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 3D 포인팅 디바이스는 자세 각도를 측정하는 센서 모듈; 상기 측정된 자세 각도를 기초로 자세 각도 변화량을 계산하고 포인터의 움직임 데이터를 합산하여 상기 데이터 합산 값이 설정치보다 작으면 버리거나 감소시키고 설정치 이상이면 포인터를 이동하도록 보정하는 프로세서; 및 상기 프로세서가 처리 작업을 하는데 필요한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 포인터 보정 정보의 생성방법은 3D 포인팅 디바이스의 움직임 데이터를 일정 시간 동안 획득하는 단계; 상기 움직임 데이터 값을 합산하는 단계; 상기 합산된 움직임 데이터가 정해진 값보다 작으면 움직임 데이터를 감소시키거나 버리고 설정치 이상이면 포인터를 이동하도록 제어 정보를 생성하는 단계; 및 상기 제어 정보를 포인터로 전송하는 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시예에 따르면 사용자가 버튼을 눌렀을 때 발생되는 의도하지 않은 움직임과, 사용자가 의도한 움직임을 효과적으로 구별할 수 있게 된다.
도 1은 일반적인 3D 포인팅 디바이스를 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 포인팅 디바이스의 블록 구성도.
도 3은 일반적인 포인터 제어 방법이 구현된 예를 나타내는 도면.
도 4는, 기울기 각도를 전자 기기의 화면에 매핑시키는 예를 도시한 도면.
도 5는 종래 움직임 데이터의 보정 방법에 따른 포인터 제어 정보의 생성 방법의 흐름도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 움직임 데이터의 보정방법에 따른 포인터 제어 정보의 생성 방법의 흐름도.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 일반적인 3D 포인팅 디바이스를 나타내는 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 3D 포인팅 디바이스(Pointing Device, 10)와, 상기 3D 포인팅 디바이스(10)로부터 신호를 수신하거나 상기 3D 포인팅 디바이스(10)와 신호를 송수신할 수 있는 전자 기기(Electronic Device, 20)를 포함하는 시스템에 적용될 수 있다.
상기 3D 포인팅 디바이스(10)는, 상기 3D 포인팅 디바이스(10)의 움직임을 감지하여 상기 전자 기기(20)로 상기 움직임 데이터에 관한 정보를 전송할 수 있다. 상기 움직임 데이터는, 상기 움직임 데이터는 수평 방향 및 수직 방향 정보를 개별적으로 합산할 수 있고, 상기 전자 기기(20)의 화면에 표시되는 포인터(pointer)를 제어하기 위한 명령에 대응될 수 있다.
상기 움직임 데이터를 획득하는 단계는 3D 포인팅 디바이스의 기울기 각도를 포함할 수 있다.
상기 움직임 데이터를 획득하는 단계는 롤 각도(roll angle)와 피치 각도(pitch angle)를 포함할 수 있고, 상기 롤 각도는 상기 화면의 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 하나에 매핑되고, 상기 피치 각도는 상기 화면의 수평 방향 및 수직 방향 중 나머지 하나에 매핑될 수 있다.
사용자는 상기 3D 포인팅 디바이스(10)를 공간상에서 이동시킴으로써 상기 전자 기기(20)의 화면에 표시되는 포인터를 제어할 수 있다. 상기 3D 포인팅 디바이스(10)는, 적어도 하나의 키 버튼을 구비할 수 있다. 사용자는 상기 적어도 하나의 키 버튼을 통해 각종 명령을 입력할 수 있다.
상기 전자 기기(20)는, 상기 3D 포인팅 디바이스(10)로부터 신호를 수신할 수 있는 모든 기기를 포함할 수 있다. 또는 전자 기기가 아닌 프로젝터와 같이 사용되는 스크린인 경우도 포함할 수 있다.
상기 전자 기기(20)의 예를 들면, DTV(Digital Television) 또는 PC(Personal Computer)가 있다. 상기 전자 기기(20)는, 방송국(30)으로부터 방송 신호를 수신하여 출력할 수 있다. 또한 상기 전자 기기(20)는, TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)에 의해 인터넷(40)에 접속할 수 있는 장치를 구비할 수 있다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 포인팅 디바이스(10)의 블록 구성도이다. 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 3D 포인팅 디바이스(10)를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 일 실시예에 따른 3D 포인팅 디바이스(10)는, 센서부(101), 키 버튼부(102), 메모리(103), 통신부(104) 및 제어부(105)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 센서부(101)는, 상기 3D 포인팅 디바이스(10)의 움직임 데이터 정보를 획득하기 위한 센서이다.
본 발명에서 말하는 상기 움직임 데이터 정보는, 상기 센서부(101)에 의해 감지되는 움직임 데이터 정보를 포함할 수 있다.
도 3은 일반적인 포인터 제어 방법이 구현된 예를 나타내는 도면이다. 상기 3D 포인팅 디바이스(10)가 기울어지지 않고 지표면에 대해 평행한 상태를 나타낸다. 도 3의 경우, 상기 디스플레이(203)에 표시된 포인터(50)는, 미리 정해진 위치에 고정되어 있고 상기 미리 정해진 위치는 상기 디스플레이(203)의 정가운데(center)이다. 사용자가 수평방향인 X축의 (+)방향으로 3D 포인팅 디바이스(10)에서 방출되는 신호의 각도를 변화시키면 상기 디스플레이(203)의 가운데에 위치하고 있던 포인터(50)가 X축의 (+)방향으로 이동하게 된다.
도 4는, 기울기 각도를 전자 기기의 화면에 매핑시키는 예를 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 상기 롤 각도는 상기 화면의 수평 방향(x축)에 매핑되고, 상기 피치 각도는 상기 화면의 수직 방향(y축)에 매핑될 수 있다.
예를 들어, 도 4에서, F 지점은 상기 3D 포인팅 디바이스(10)가 지표면에 대해 수평으로 놓인 상태(롤 각도=0, 피치 각도=0)를 나타낸다. 상기 3D 포인팅 디바이스(10)가 F 지점에 해당하는 상태에서 x축 방향으로(y축을 중심으로) 20도 회전하면(A), 상기 전자 기기(20)의 디스플레이(203)에는 a 지점에 대응될 수 있다. 상기 3D 포인팅 디바이스(10)가 F 지점에 해당하는 상태에서 y축 방향으로(x축을 중심으로) -30도 회전하면(D), 상기 디스플레이(203)에는 d 지점에 대응될 수 있다.
이와 같은 방식으로, 3D 포인팅 디바이스(10)의 회전 위치 B, C는 상기 디스플레이(203)의 지점 b, c에 각각 대응될 수 있다. 상기 3D 포인팅 디바이스(10)가 F 지점에 해당하는 상태에서, x축 방향으로 20도 회전함과 동시에 y축 방향으로 30도 회전하면, 상기 디스플레이(203)에는 지점 e에 대응될 수 있다.
3D 포인팅 디바이스로 PC나 TV에서 포인팅하는 동안에 버튼을 누를 때 사용자는 자신이 원하는 지점에 포인팅을 유지하려고 하게 된다. 따라서 버튼을 눌렀을 때 발생되는 움직임 데이터 X, Y의 값은 사용자가 포인팅하고자 하는 지점을 중심으로 랜덤하게 분포된다. 또한 움직임 데이터 X는 현재의 포인팅 지점으로부터 오른쪽으로 움직일 때 (+)값을 가지고 왼쪽으로 움직일 때 (-)값을 가진다. 데이터 Y는 현재의 Pointing 지점으로부터 위쪽으로 움직일 때 (+)값을 가지고 아래쪽으로 움직일 때 (-)값을 가진다. 따라서 버튼을 눌렀을 때 발생하는 의도하지 않는 움직임의 합은 0 쪽으로 수렴할 가능성이 크고 의도한 움직임은 방향성을 가지므로 어느 한쪽으로 값이 커지거나 작아진다.
이러한 점을 이용하여, 두 가지 조건으로 3D 포인팅 디바이스에서 버튼을 눌렀을 때 발생되는 의도하지 않은 움직임을 제거한다. 1) 버튼 입력이 발생되면 정해진 시간 동안 움직임 데이터를 버리거나 감소시킨다. 2) 버튼을 스캔할 때마다 움직임 데이터값을 더하여, 움직임 데이터의 합이 정해진 값보다 작으면 움직임 데이터를 버리거나 감소시킨다. 이 두 가지 조건을 동시에 사용하여 하나라도 조건에 맞지 않으면 움직임 데이터를 버리거나 감소시키지 않는다.
이러한 방법은 기존의 정해진 거리만큼 움직였는지를 판단하는 방법보다 효과적으로 버튼을 눌렀을 때 발생되는 의도하지 않는 움직임과 사용자가 의도한 움직임을 구별할 수 있다.
예를 들어, 사용자가 f 지점에서 버튼을 입력하고, 일정 시간 이내에 g 지점으로 이동 후, 다시 f 또는 h 지점으로 이동한 경우, 1)버튼 입력이 발생되면 정해진 시간 동안 움직임 데이터를 버리거나 감소시키거나 2)움직인 거리가 정해진 거리보다 작으면 움직임 데이터를 버리거나 감소시키는 종래 방식으로는 정해진 시간 이내에 움직인 거리는 f 지점에서 f 지점, 또는 f 지점에서 h 지점의 직선거리가 움직임 데이터로 인정되므로, f 지점에서 f 지점인 경우는 움직임 데이터는 0으로, f 지점에서 h 지점의 직선거리가 정해진 거리보다 작은 값을 갖는 경우에 움직임 데이터는 버려지거나 감소하게 된다. 그러나 사용자가 드래그 동작 등, 상기 지점들간의 이동을 의도한 경우에도 움직임 데이터가 버려지거나 감소하는 문제점이 존재하게 된다.
도 5는 종래 움직임 데이터의 보정 방법에 따른 포인터 제어 정보의 생성 방법의 흐름도이다. 도 5를 참고하면, 상기 지점간의 이동에서 X 및 Y의 변위가 정해진 범위내의 경우에 해당하므로, 움직임 데이터 값이 버려지거나 감소하게 된다. 따라서 사용자가 f→g→f 또는 f→g→h 지점간의 이동을 의도한 경우에도 정해진 시간 이내인 경우에는 움직임 데이터 값이 버려지거나 감소하게 된다는 문제점이 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 움직임 데이터의 보정방법에 따른 포인터 제어 정보의 생성 방법의 흐름도이다. 사용자가 버튼입력을 실행하면 정해진 시간내의 데이터 움직임인지 여부를 판단한다. 정해진 시간 내의 데이터 움직임인 경우에는 정해진 시간 내의 X축 및 Y축의 움직임 데이터 값을 합산한다. 도 6의 흐름도에서는 X축의 데이터 움직임이 먼저 판단되었으나, Y축의 데이터 움직임이 먼저 판단되어도 무방하다.
상기와 같이 정해진 시간 범위내에서 합산된 X축 및 Y축의 움직임 데이터 값이 설정치보다 작은 경우에는 움직임 데이터 값을 버리거나 감소시켜 디스플레이(203)에 표현하고 합산된 X축 및 Y축의 움직임 데이터 값 중에 어느 하나가 설정치보다 큰 경우에는 다음 버튼 입력시까지 상기 움직임 데이터 값을 디스플레이(203)에 표시하게 된다. 상기 움직임 데이터 값의 감소폭은 원래 데이터 값의 1/2 내지 1/10일 수 있다.
상기 3D 포인팅 디바이스(10)의 기울기 각도와 상기 디스플레이(203)상의 지점 간의 대응 관계는, 미리 정해진 스케일링 팩터(scaling factor) 또는 매핑 계수(mapping coefficient)에 의해 정해질 수 있다. 상기 스케일링 팩터 또는 매핑 계수는, 상기 디스플레이(203)의 해상도를 고려하여 정해질 수 있다. 또한 상기 스케일링 팩터 또는 매핑 계수는, 사용자에 의해 정해질 수 있다. 예를 들어, 일반적으로 사용자가 상기 3D 포인팅 디바이스(10)를 최대한 기울일 수 있는 각도를 미리 예정하고, 상기 최대 기울기 각도를 상기 디스플레이(203)의 가장자리에 대응시킬 수 있다. 도 4는 롤 각도의 최대각을 좌우 각각 45도, 피치 각도의 최대각을 상하 각각 50도로 정한 경우이다. 상기 디스플레이(203)의 가장자리에 대응되는 최대 기울기 각도는 변경할 수 있다.
상기 3D 포인팅 디바이스(10)의 기울기 각도와 상기 디스플레이(203)상의 지점 간의 대응 관계는, 동적으로 변화 가능한 스케일링 팩터 또는 매핑 계수에 의해 정해질 수 있다. 상기 제어부(105)는, 상기 기울기 정보를 이용하여 상기 3D 포인팅 디바이스(10)의 떨림을 인지하고, 상기 떨림을 고려하여 상기 스케일링 팩터 또는 상기 매핑 계수를 자동으로 보정할 수 있다. 예를 들어, 상기 제어부(105)는, 상기 3D 포인팅 디바이스(10)의 최근 움직임 중에 확보한 손떨림 정도를 파악하고, 상기 3D 포인팅 디바이스(10)가 특정 자세(예를 들어, 롤 각도와 피치 각도가 모두 0인 상태)에 있을 때 상기 파악된 손떨림 정도를 반영하여 상기 스케일링 팩터를 갱신할 수 있다.
상기 제어부(105)는, 상기 포인터가 상기 디스플레이(203) 상에서 이동할 2차원 이동 정보를 생성할 수 있다. 상기 2차원 이동 정보는, 상기 포인터가 이동하는 목표 지점의 좌표일 수 있다. 또한 상기 2차원 이동 정보는, 상기 포인터가 이동해야 할 이동 거리 및 이동 방향일 수 있다.
상기 좌표 및 이동 거리는 픽셀로 표현될 수 있다. 상기 제어부(105)는, 상기 포인터의 제어 정보를 생성한다. 상기 포인터의 제어 정보는, 상기 S140 단계에서 생성된 상기 2차원 이동 정보를 포함할 수 있다.
상기 제어부(105)는, 상기 포인터의 제어 정보를 상기 통신부(104)를 통해 상기 전자 기기(20)로 전송할 수 있다.
상기와 같이 정해진 시간 내에서 데이터 움직임의 변화값을 합산하여 보정하므로 정해진 거리만큼 움직였는지를 판단하는 방법보다 버튼을 눌렀을 때 발생되는 의도하지 않는 움직임과 사용자가 의도한 움직임을 효과적으로 구별할 수 있다.
또한, 이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 3D 포인팅 디바이스의 움직임 데이터를 일정 시간 동안 획득하는 단계;
    상기 움직임 데이터 값을 합산하는 단계;
    상기 합산된 움직임 데이터가 정해진 값보다 작으면 움직임 데이터를 감소시키거나 버리고 설정치 이상이면 포인터를 이동하도록 제어 정보를 생성하는 단계; 및
    상기 제어 정보를 포인터로 전송하는 단계;를 포함하는 포인터 보정 정보의 생성방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 데이터는 수평 방향 및 수직 방향 정보를 개별적으로 합산하는 포인터 보정 정보의 생성방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 데이터를 획득하는 단계는 상기 3D 포인팅 디바이스의 기울기 각도를 포함하는 기울기 정보를 통해 획득하는 포인터 보정 정보의 생성방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기울기 각도는 롤 각도(roll angle)와 피치 각도(pitch angle)를 포함하는 포인터 보정 정보의 생성방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 롤 각도는 상기 화면의 수평 방향 및 수직 방향 중 어느 하나에 매핑되고,
    상기 피치 각도는 상기 화면의 수평 방향 및 수직 방향 중 나머지 하나에 매핑되는 포인터 보정 정보의 생성방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 움직임 데이터 값의 감소폭은 원래 데이터 값의 1/2 내지 1/10인 포인터 보정 정보의 생성방법.
  7. 자세 각도를 측정하는 센서 모듈;
    상기 측정된 자세 각도를 기초로 자세 각도 변화량을 계산하고 포인터의 움직임 데이터를 합산하여 상기 데이터 합산 값이 설정치보다 작으면 버리거나 감소시키고 설정치 이상이면 포인터를 이동하도록 보정하는 프로세서; 및
    상기 프로세서가 처리 작업을 하는데 필요한 프로그램과 데이터를 저장하는 메모리;를 포함하는 3D 포인팅 디바이스.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 움직임 데이터 값의 감소폭은 원래 데이터 값의 1/2 내지 1/10인 3D 포인팅 디바이스.
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