KR20130027485A - 디바이스 전력을 보존하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

휴대용 움직임 감지 디바이스를 위한 전력 보존 회로 및 이러한 디바이스에서 전력을 보존하는 방법이 제공된다. 본 발명은 센서(402)에 의해 디바이스(400)의 움직임을 감지하고 이 움직임에 응답하여 감지 신호를 출력하며, 처리 회로(404)에 의해 센서(402)의 감지 신호 출력을 처리하며, 전력 관리 회로(418)에 의해 처리 회로(404)에 전력을 선택적으로 인에이블하고 디스에이블하며, 처리 회로 (404)에 전력을 인에이블하기 위해 움직임 검출 회로(420)에 의해 전력 관리 회로(418)에 신호를 제공하는 것을 포함한다. 움직임 검출 회로(420)는 센서(402)로부터 감지 신호를 미분하고 미분된 감지 신호가 신호 임계값을 초과하는 경우 전력 관리 회로(418)에 전력 인에이블 신호를 제공한다.

Description

디바이스 전력을 보존하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR CONSERVING POWER FOR DEVICES}

본 발명의 개시 내용은 일반적으로 핸드헬드(hand-held) 움직임 감지 "공중" 포인팅 디바이스에 관한 것이고, 보다 상세하게는 이러한 디바이스를 위한 전력 보존 회로 및 가속도계를 포함하는 디바이스에서 전력을 보존하는 방법에 관한 것이다.

대화식 멀티미디어 센터는 점점 증가하는 수의 이용가능한 프로그래밍 채널과 점점 증가하는 양으로 제공되는 기능을 특징으로 한다. 점점 증가하는 수의 이용가능한 프로그램 채널은 케이블 및 위성과 같은 서비스로부터 프로그램 이용가능성을 점점 증가하게 한다. 새로운 유형의 기능은 기록하는 기능, 시간 시프트 기능, 인터넷과의 융합 기능을 포함한다. 이용가능한 프로그래밍의 이러한 증가는 일반적으로 마우스 또는 키보드를 위한 데스크톱, 퍼스널 컴퓨터의 전형적인 복잡한 사용자 인터페이스에 대한 표준 입력 디바이스를 가지지 않는 환경에서 조밀하고 복잡한 사용자 인터페이스를 초래한다. 오히려, TV와 멀티미디어 센터를 위한 선택된 일반적인 사용자 입력 디바이스는 화살표, 키패드, 및 전용 기능 버튼을 포함하는 푸시 버튼을 구비하는 하나 이상의 적외선(IR) 원격 컨트롤러이다. 이 버튼을 구비하는 원격 컨트롤러는 채널과 기능을 선택하고 온스크린 네비게이션을 위해 사용된다. 그러나, 현재 대화식 TV와 멀티미디어 센터는 이제 너무 많은 채널과 기능을 가지고 있어 이런 유형의 인터페이스는 효과적이지 않으며 이에 보다 효율적인 인터페이스가 요구된다.

바람직하게는, 전술된 시스템을 위한 이러한 인터페이스와 컨트롤러는 리모컨 상에 더 적은 수의 개별 버튼을 요구하고 사용자가 선택을 하는 동안 리모컨이 아닌 스크린을 볼 수 있게 하는 조밀한 인터페이스에서 효과적으로 네비게이션하고, 선택하며 작동할 수 있게 하는 것이다.

종래의 원격 제어 디바이스의 단점을 극복하기 위해, 버튼 등을 통해 디바이스에 입력하는 것을, 디바이스를 파지하는 사용자의 움직임 또는 제스처에 의해 생성된 입력을 통해 디바이스에 입력하는 것으로 대체하는 디바이스들이 개발되었다.

이들 디바이스는 디바이스에 배치된 움직임 기반 센서를 통해 x, y 또는 z 차원에서 가속도를 감지하는 것에 의해 움직임을 추적한다. 이 감지된 움직임은 입력으로 변환되어 인터페이스를 네비게이션하고 외부 디바이스를 동작시키며 게임 시스템 등에서 사용자 동작을 시뮬레이션한다. 사실, 움직임 기반 센서는 특히 게임 컨트롤러, 모바일 하드 드라이브, 소비자 리모컨, 휴대 전화, 휴대용 미디어 플레이어, PDA(personal digital assistants)를 포함하는 다양한 디바이스를 위해 선택된 사람-기계 인터페이스가 되고 있다.

그러나, 움직임을 감지하기 위해, 움직임 기반 센서를 포함하는 디바이스는 디바이스의 위치의 변화를 검출하기 위해 가속도 값을 연속적으로 샘플링하여야 한다. 예를 들어, 마이크로프로세서 기반 디바이스에서, 마이크로프로세서는 가속도 측정을 실행하고 연속적으로 샘플링하여야 한다. 디바이스가 휴지하는 때에도 이 동작은 휴대용 디바이스에서 많은 양의 전력, 예를 들어, 많은 양의 배터리 전력을 소비한다. 따라서, 움직임 기반 센서를 구비하는 디바이스에서 전력을 보존하는 기술에 대한 요구가 존재한다.

휴대용 움직임 감지 "공중" 포인팅 디바이스를 위한 전력 보존 회로 및 가속도계를 포함하는 이러한 디바이스에서 전력을 보존하는 방법이 제공된다. 가속도계가 적어도 하나의 방향으로 거의 항상 활성이기 때문에, 가속도계를 포함하는 디바이스는 연속적으로 전력을 요구하는 경향이 있다. 그러나, 가속도계에 의해 수행되는 많은 감지 동작은 그 기능에 필요치않거나 중요치 않다. 아날로그 미분기로서 다이오드 세트와 증폭기를 구비하는 회로는 가속도계 센서의 출력을 변경하는데 사용되어 직접 가속도계 출력을 처리하는데 사용되는 마이크로프로세서가 전력 다운 모드에 진입하게 하고 필요한 만큼만 전력 투입하게 한다. 이러한 솔루션은 배터리로 작동하는 컨트롤러(예를 들어, 게임 리모컨, 멀티미디어 센터 리모컨, 등)가 배터리 전력을 보존할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따라 디바이스가 제공되며, 본 디바이스는, 상기 디바이스의 움직임을 감지하고 상기 움직임에 응답하여 감지 신호를 출력하는 센서; 상기 센서의 상기 감지 신호 출력을 처리하는 처리 회로; 상기 처리 회로에 전력을 선택적으로 인에이블하거나 디스에이블하는 전력 관리 회로; 및 상기 감지 회로의 출력과 상기 전력 관리 회로의 입력에 연결되고, 상기 센서로부터 상기 감지 신호에 기초하여 상기 처리 회로에 전력을 인에이블하기 상기 전력 관리 회로에 신호를 제공하는 움직임 검출 회로를 포함한다.

다른 측면에서, 상기 움직임 검출 회로는 상기 센서로부터 상기 감지 신호를 미분하고, 미분된 감지 신호가 신호 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 관리 회로에 전력 인에이블 신호를 제공한다.

더 다른 측면에서, 상기 센서는 3축 움직임 감지 디바이스이고, 여기서 상기 움직임 검출 회로는 3축 중 적어도 하나의 축의 가속도의 변화의 절대값을 검출하도록 구성된다. 상기 움직임 검출 회로는 절대값 신호가 신호 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 관리 회로에 전력 인에이블 신호를 제공한다.

본 발명의 다른 측면에 따라, 무선 핸드헬드 움직임 감지 컨트롤러에서 전력을 보존하는 방법이 제공되며, 본 방법은, 센서에 의해 상기 컨트롤러의 움직임을 감지하고 상기 움직임에 응답하여 감지 신호를 출력하는 단계; 처리 회로에 의해 상기 센서의 감지 신호 출력을 처리하는 단계; 상기 컨트롤러의 움직임이 상기 센서로부터의 감지 신호에 기초하여 임계값을 초과하는지를 결정하는 단계; 및 상기 움직임이 임계값을 초과하는 경우 상기 처리 회로에 전력을 인에이블하는 단계를 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 휴대용 움직임 감지 리모컨을 포함하는 멀티 미디어 센터의 블록도;
도 2는 본 발명에 따른 무선 핸드리스 움직션 감지 컨트롤러의 사시도;
도 3은 본 발명에 따른 다수의 제스처를 도시하는 도면;
도 4는 본 발명에 따른 무선 핸드리스 움직임 감지 컨트롤러의 블록도;
도 5는 중력의 효과로 인해 3차원 좌표 시스템에서 정지해 있는 가속도계의 출력을 도시하는 도면;
도 6은 본 발명에 따른 움직임 검출 회로의 블록도;
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 움직임 검출 회로의 개략도;
도 8은 발명의 다른 실시예에 따른 움직임 검출 회로의 개략도;
도 9는 본 발명의 일 측면에 따른 무선 핸드헬드 움직임 감지 컨트롤러에서 전력을 보존하기 위한 예시적인 방법의 흐름도.

도면(들)은 본 발명의 개념을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명을 예시하기 위한 유일한 가능한 구성인 것은 아니라는 것이 이해되어야 할 것이다.

본 도면에 도시된 요소들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 이들의 조합의 여러 형태로 구현될 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다. 바람직하게는 이들 요소들은 프로세서, 메모리 및 입력/출력 인터페이스를 구비할 수 있는 하나 이상의 적절히 프로그래밍된 범용 목적 디바이스 상에서 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 구현된다. 본 명세서에서 "연결된"이라는 어구는 직접 연결되는 것이나 하나 이상의 중간 구성 요소를 통해 간접적으로 연결되는 것을 의미하는 것으로 정의된다. 이러한 중간 구성 요소는 하드웨어와 소프트웨어에 기초한 구성 요소를 포함할 수 있다.

본 설명은 본 발명의 원리를 예시한다. 따라서, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서에 명시적으로 기술되거나 도시되지는 않았을지라도 본 발명의 사상과 범위 내에 포함되고 본 발명의 원리를 구현하는 여러 배열을 고안할 수 있을 것이라는 것을 이해할 수 있을 것이다.

본 명세서에 언급된 모든 예시와 조건적 언어들은 이 기술을 개선하려고 발명자(들)가 기여한 본 발명의 원리와 개념을 독자들이 이해하는 것을 돕기 위한 설명을 위한 목적으로 의도된 것이며 그러한 구체적으로 언급된 예시와 조건으로 제한하는 것으로 해석되어서는 아니된다.

나아가, 본 발명의 원리, 측면 및 실시예뿐만 아니라 특정 예시를 언급하는 모든 진술은 구조적 및 기능적으로 균등한 것을 포함하는 것으로 의도된 것이다. 부가적으로, 그러한 균등물은 현재 알려진 균등물뿐만 아니라 미래에 개발될 균등물, 즉 구조에 상관없이 동일한 기능을 수행하는 개발된 임의의 요소를 포함한다는 것으로 의도된다.

따라서, 예를 들어, 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 본 명세서에 제시된 블록도가 본 발명의 원리를 구현하는 예시적인 회로의 개념적인 도식을 제시하는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 이와 유사하게, 임의의 흐름도, 흐름 선도, 상태 전이도, 의사코드 등은 컴퓨터나 프로세서가 명시적으로 도시되지 않았을 지라도 컴퓨터로 판독가능한 매체에 실질적으로 제공되고 컴퓨터나 프로세서에 의해 실행될 수 있는 여러 공정을 나타낸다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

도면에 도시된 여러 요소의 기능은 적절한 소프트웨어와 연관된 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어뿐만 아니라 전용 하드웨어의 사용을 통해 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 그 기능은 단일 전용 프로세서에 의해, 단일 공유 프로세서에 의해 또는 일부가 공유될 수 있는 복수의 개별 프로세서에 의해 제공될 수 있다. 나아가, "프로세서" 또는 "컨트롤러"라는 용어의 명시적인 사용이 소프트웨어를 실행할 수 있는 하드웨어를 배타적으로 말하는 것으로 해석되어서는 아니되며, 제한없이 디지털 신호 프로세서("DSP") 하드웨어, 소프트웨어를 저장하는 판독 전용 메모리("ROM"), 랜덤 액세스 메모리("RAM") 및 비휘발성 저장장치를 암시적으로 포함할 수 있다.

종래의 것이든 및/또는 주문형이든 상관없이 다른 하드웨어가 또한 포함될 수 있다. 이와 유사하게 이 도면에 도시된 임의의 스위치는 단지 개념적인 것이다. 그 기능은 프로그램 논리의 동작을 통해, 전용 논리를 통해, 프로그램 제어 및 전용 논리의 상호작용을 통해 또는 심지어 수동으로 수행될 수 있으며, 특정 기술은 문맥으로부터 보다 구체적으로 이해되는 바와 같이 구현하는 자에 의해 선택될 수 있다.

특허청구범위에서, 특정 기능을 수행하는 수단으로 표시된 임의의 요소는 예를 들어 a) 그 기능을 수행하는 회로 요소의 조합이나 b) 그 기능을 수행하는 소프트웨어를 실행하는 적절한 회로와 결합된 펌웨어, 마이크로 코드 등을 포함하는 임의의 형태의 소프트웨어를 포함하여 그 기능을 수행하는 임의의 방법을 포함하는 것으로 의도된다. 특허청구범위에 의해 한정된 본 발명의 원리는 여러 언급된 수단으로 제공된 기능이 특허청구범위가 요청하는 방식으로 서로 결합된 것에 존재한다. 따라서, 그 기능을 제공할 수 있는 임의의 수단은 본 명세서에 도시된 것과 균등한 것이라고 간주된다.

휴대용 움직임 감지 "공중" 포인팅 디바이스를 위한 전력 보존 회로 및 가속도계, 자이로스코프 등과 같은 센서를 포함하나 이로 제한되지 않는 센서를 포함하는 이러한 디바이스에서 전력을 보존하기 위한 방법이 제공된다. 설명의 편의를 위해 이하 설명은 가속도계에 초점을 맞춘다. 그러나, 다른 센서(예를 들어, 자이로스코프 등)를 사용하는 디바이스들도 또한 본 발명의 내용으로부터 이점을 누릴 수 있을 것이므로 본 발명의 개시 내용 및 첨부된 청구범위 내에 있는 것으로 고려된다는 것이 이해되어야 할 것이다. 가속도계는 적어도 하나의 방향으로 거의 항상 활성이기 때문에, 가속도계를 포함하는 디바이스는 연속적으로 전력을 요구하는 경향이 있다. 그러나, 가속도계에 의해 수행되는 많은 감지 동작은 그 기능에 필요치 않거나 중요치 않다. 아날로그 미분기로서 다이오드 세트와 증폭기를 포함하는 회로는 직접 가속도계 출력을 처리하는 데 사용되는 마이크로프로세서가 전력 다운 모드로 진입하게 하고 필요한 때에만 전력 투입되도록 하기 위하여 가속도계 센서의 출력을 변경하는데 사용된다. 이러한 솔루션은 멀티미디어 센터, 게임 시스템, 컴퓨터 등과 연계하여 사용되는 배터리로 작동하는 컨트롤러가 배터리 전력을 보존하게 할 수 있다.

일반적인 멀티미디어 센터는 도 1에 도시된다. 멀티미디어 센터는 튜너를 가지는 종래의 텔레비전일 수 있는 비디오 디스플레이(110), 멀티미디어 컴퓨터(120), 리모컨(130), 원격 컨트롤러를 위한 수신기(140), 및 LAN(150), 위성(160), 월드와이드웹(170)과의 인터페이스 및 TV 케이블 입력(180)을 구비하는 다수의 입력 소스를 포함한다. 이 예시에서, 멀티미디어 컴퓨터의 제어 하에서 스테레오 시스템(190)은 멀티미디어 컴퓨터(120)에 연결된 것으로 도시된다. 그러나, 이 기술 분야에 잘 알려져 있는 바와 같이, 이들 구성 요소에 대해 많은 다른 구성이 있을 수 있다.

리모컨(130)은 컴퓨터(120)를 위한 커서 제어 디바이스로서 사용하도록 적응된 휴대용 움직임 감지 컨트롤러로 구성되어 있습니다. 컨트롤러는 사용자의 손의 움직임(예를 들어, 피치(pitch), 요우(yaw)와 롤(roll))에 응답하며, 이 움직임은 이후 전자 디스플레이 내에서 객체 또는 상태 움직임으로 변환되어, 손을 크고 힘들게 움직일 필요 없이 상대적으로 크고 신속하고 정확한 움직임이 정확하게 정의될 수 있게 한다. 컨트롤러는 독립적(즉, 관성적)이어서, 따라서 외부 잡음의 소스에 영향을 받지 않고 또는 임의의 특정 배향으로 또는 임의의 미리 결정된 볼륨 내에서 사용하는 것으로 제한되지 않는다. 더 구체적으로, 최종 컨트롤러는 기준 디바이스 또는 면에 대해 그 위치를 검출하는 것과는 달리 컨트롤러의 움직임(포인팅 벡터의 방향에서의 변화량)에 의해 정의된 각도에 대응하며, 자유 공간에서 또는 면 위에 앉아 있는 동안 사용될 수 있다. 스틱이나 플래쉬와 같은 전통적인 포인팅 디바이스와는 달리, 이 디바이스는 다른 고정된 위치를 "가리키기" 위해 위치 또는 벡터 정보를 요구하지 않는다. 오히려, 움직임 정보, 즉, "요우", "피치" 및 "롤"의 변화량이 디스플레이 내에서 "x", "y", 및 "z" 좌표의 변화량으로 직접 변환된다. 이 좌표는 그래픽 사용자 인터페이스와 상호 작용하거나 그래픽 디스플레이에서 커서의 위치를 변환하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 관성 움직임 감지 컨트롤러는 아래에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이 자이로스코프 또는 가속도계 기반 센서로 구성될 수 있다.

예시적인 휴대용 움직임 감지 컨트롤러(200)는 도 2에 도시된다. 컨트롤러(200)는 선택적으로 사용자의 엄지 손가락에 의해 동작되도록 컨트롤러(200)의 상부 측에 위치된 엄지 손가락 버튼(205)을 포함한다. 본 설명 전반에 걸쳐, 엄지 손가락 버튼(205)의 동작은 또한 즉 종종 선택된 기능의 동작 또는 실행과 관련된 명령인 "클릭"이라고 언급된다. 컨트롤러(200)는 선택적으로 사용자의 집게 (또는 "트리거") 손가락에 의해 동작되도록 컨트롤러(200)의 하부측에 위치된 트리거 버튼(210)을 더 포함한다. 본 설명 전반에 걸쳐, 트리거 버튼(210)의 동작은 또한 "트리거"라 언급되고, 컨트롤러(200)의 움직임(예를 들어, 피치, 요우 및/또는 롤)은 트리거가 눌려진 동안 "트리거-드래그"라고 언급될 것이다. 트리거-드래그 명령은 종종 커서, 가상 커서 또는 상태의 변화(즉, 하이라이트된 또는 아우트라인된 셀)와 같은 디스플레이에서의 사용자의 상호 작용 위치의 다른 표시와 관련되며, 일반적으로 대화식 디스플레이에서 네비게이션하고 대화식 디스플레이로부터 항목을 선택하는데 사용된다.

휴대용 움직임 감지 컨트롤러의 사용은 다수의 사용자 상호 작용의 유형을 제공한다. 움직임 감지 컨트롤러를 사용할 때, 요우의 변화량은 좌우 움직임으로 매핑되고, 피치의 변화량은 상하 움직임으로 매핑되고 롤의 변화량은 컨트롤러의 길이 방향 축을 따라 회전 움직으로 매핑된다.

이들 입력은 제스처을 정의하는데 사용되고 이 제스처는 이어서 특정 문맥 명령을 정의한다. 그리하여, 요우와 피치의 조합은 대각선과 같이 2차원 움직임을 정의하는 데 사용될 수 있으며, 요우, 피치 및 롤의 조합은 스윙과 같이 3차원 움직임을 정의하는 데 사용될 수 있다. 다수의 제스처가 도 3에 예시되어 있다. 제스처는 문맥으로 해석되고 트리거 버튼(210)을 누르는 동안 ("트리거-드래그" 움직임) 컨트롤러(200)의 정의된 움직임에 의해 식별된다.

범핑(320)은 하나의 방향, 즉 위쪽으로, 아래쪽으로, 좌측으로, 우측으로 포인팅을 나타내는 2개의 스트로크 그리기에 의해 정의된다. 범핑 제스처는 문맥에서 특정 명령과 연관되어 있다. 예를 들어, TimeShifting 모드에서 좌측 범프 제스처(320)는 리와인딩을 나타내고, 우측 범프 제스처는 고속 전진을 나타낸다. 다른 문맥에서 범프 제스처(320)는 범프에 의해 지정된 방향으로 특정 값을 증분시키는 것으로 해석된다. 체크 동작(330)은 체크마크를 그리는 것으로 정의된다. 이것은 아래쪽 범프 제스처(320)와 유사하다. 체크 동작은 리마인드 또는 사용자 태그를 지정하기 위해 문맥에서 식별된다. 원형 동작(340)은 어느 방향으로 원을 그리는 것으로 정의된다. 두 방향이 구별될 수 있는 것도 가능하다. 그러나, 혼란을 피하기 위해, 원은 방향에 상관없이 단일 명령으로 식별된다. 트리거 버튼(210)(즉, "트리거 드래그")을 누르는 동안 드래그 동작(350)은 컨트롤러의 각도 움직임(피치 및/또는 요우의 변화)로 정의된다. 드래그 동작(350)을 네비게이션, 속도, 거리, 시간 시프트, 리와인딩, 및 전진을 하는데 사용된다. 드래그 동작(350)은 디스플레이에서 하이라이팅, 아우트라인 또는 선택과 같이 커서, 가상 커서, 또는 상태의 변화를 이동시키는 데 사용될 수 있다. 드래그 동작(350)은 임의의 방향으로 있을 수 있으며 일반적으로 2차원으로 네비게이션하는데 사용된다. 그러나, 특정 인터페이스에서, 드래그 동작 명령에 대한 응답을 변경하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 일부 인터페이스에서, 하나의 차원 또는 방향으로 동작이 가상 커서 또는 움직임의 방향의 위치에 따라 다른 크기 또는 방향에 대해 선호된다. 끄덕이는 동작(nodding)(360)은 2개의 빠른 트리거-드래그 상하 수직 운동에 의해 정의된다. 끄덕이는 동작(360)은 "예" 또는 "허용"을 나타내는데 사용된다. X자 동작(370)은 "X"자를 그리는 것으로 정의된다. X자 동작(370)은 "삭제" 또는 "차단" 명령을 위해 사용된다. 흔드는 동작(Wagging)(380)은 2개의 트리거-드래그 빠른 전후 수평 움직임에 의해 정의된다. 흔드는 제스처(380)는 "아니오" 또는 "취소"를 나타내는 사용된다.

특정 실시예에서, 3차원 움직임은 게임 시스템과 인터페이스하기 위해 사용된다. 컨트롤러(200)와 같은 컨트롤러와 같은 컨트롤러는 사용자의 물리적 움직임을 복제하기 위해 3개의 축으로 움직임을 감지한다. 예를 들어, 감지된 움직임은 던지는 동작 또는 야구 방망이의 스윙을 복제할 수 있다. 전술된 인터페이스는 예시적인 것이며, 본 발명의 내용은 다수의 유형의 인터페이스로 구현될 수도 있다는 것을 이해할 수 있어야 할 것이다.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 핸드리스 움직임 감지 컨트롤러(400)의 블록 다이어그램이 제공된다. 컨트롤러(400)는 일반적으로 전술된 도 2에 있는 컨트롤러(200)에 대해 설명된 원리를 사용하여 동작하고 기능할 수 있다. 일반적으로, 컨트롤러(400)는 컨트롤러(400)의 움직임을 감지하고 이 움직임에 응답하여 감지 신호를 출력하는 센서, 이 센서(402)의 감지 신호 출력을 처리하고 이 감지 신호에 기초하여 제어 신호를 출력하기 위한 처리 회로(404), 및 외부 시스템의 수신기, 예를 들어, 도 1에 도시된 멀티미디어 센터의 수신기(140)에 제어 신호를 전달하기 위한 트랜시버(406)를 포함한다. 처리 회로(404)는 중앙 처리 장치(CPU), 마이크로프로세서 또는 디지털 신호 프로세서(DSP)를 포함하지만 이로 제한되지 않는 다양한 알려진 하드웨어 구성 중 어느 것으로 구현될 수 있다. 메모리(408)는 처리 회로(404)에 연결되고 멀티미디어 센터의 다양한 구성 요소에 대한 처리 회로(404) 및/또는 제어 코드에 의해 요구되는 실행가능한 명령을 저장할 수 있습니다. 트랜시버(406)는 블루투스(상표명) 상호 연결, 적외선 연결, 일반적으로 Wi-Fi 또는 IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers) 표준 802.11.X(여기서 x는 전송의 유형을 나타냄)로 언급되는 컴퓨터 디지털 신호 방송 및 수신을 포함하는 무선 전송 연결, 또는 무선으로 데이터를 송신 및 수신하기 위해 현재 존재하거나 또는 개발될 임의의 다른 유형의 통신 프로토콜 또는 시스템을 포함하나 이로 제한되지 않는 여러 알려진 무선 프로토콜 중 어느 것에서 동작될 수 있다.

컨트롤러(400)는 컨트롤러(400)에 기능을 추가하기 위해 다양한 입력/출력 디바이스를 더 포함한다. 입력 디바이스(410)는 정보를 입력하고 선택적으로 기능을 활성화하기 위해 컨트롤러(400)에 제공된다. 이러한 입력 디바이스(410)는 엄지 손가락 버튼(205), 트리거 버튼(210), 숫자 키패드 및 마이크를 포함할 수 있다. 출력 디바이스는 또한 사용자에게 피드백을 제공하기 위해 컨트롤러(400) 상에 또는 내에 배치될 수 있다. 예시적인 출력 디바이스는 컨트롤러(400)에 힘이나 진동을 가하기 위한 액츄에이터와 같은 스피커 또는 부저 및 촉각(haptic)(즉, 터치 기반) 피드백 디바이스(414)와 같은 오디오 출력(412)을 포함할 수 있다.

시스템 버스는 전술된 컨트롤러(400)의 다양한 구성 요소를 연결하며, 메모리 버스 또는 메모리 컨트롤러, 주변 장치 버스, 및 다양한 버스 아키텍처 중 어느 것을 사용하는 로컬 버스를 포함하는 여러 유형의 버스 구조 중 어느 것일 수 있다는 것이 이해되어야 할 것이다.

전력 소스(416), 예를 들어, 배터리는 동작 전력을 요구하는 컨트롤러(400)의 적절한 구성 요소에 전력을 제공하기 위해 포함된다. 전력 관리 회로(418)는 전력 소스(416)에 연결되고 선택적으로 컨트롤러(400)의 여러 구성 요소에 전력을 제공하거나 디스에이블한다. 예를 들어, 컨트롤러(400)가 정지해 있어 사용하지 않을 때, 전력 관리 회로(418)는 처리 회로(404)와 같은 많은 양의 전력을 사용하는 특정 구성 요소에 전력을 디스에이블할 수 있고, 컨트롤러(400)가 사용 중이어서 센서(402) 등에 전력을 투입할 것을 요구하는 것을 나타내는데 요구될 수 있는 필요한 구성 요소에 전력을 제공할 수 있다. 컨트롤러(400)는 적어도 2개의 동작 모드, 즉 전력 다운 모드와 전력 업 모드에서 동작하는 것이 이해되어야 할 것이다. 전력 다운 모드는 컨트롤러가 사용하지 않고 정지해 있을 경우 개시된다. 전력 다운 모드에서, 불필요한 구성 요소는 전력 다운되거나 차단되어 전력 소스(416)를 보존한다. 전력 다운 모드는는 버튼을 통해 수동 입력에 의해 개시되거나 타이머에 기초하여 개시될 수 있다. 타이머에 기초한 실시예에서 전력 다운 모드는 사용자 입력들 사이에 또는 검출된 움직임들 사이에 미리 결정된 시간 기간이 경과한 경우 개시된다. 일 실시예에서, 처리 회로(404)는 타이밍 기능을 수행하고 (전력 다운 모드 신호 또는 전력 디스에이블 신호를 통해) 전력 관리 회로(418)에 신호를 송신하여 연결(424)을 통해 전력 다운 모드를 입력할 수 있으며, 여기서 전력 관리 회로(418)는 선택적으로 구성 요소에의 전력을 다운시키거나 또는 전력 차단한다. 다른 실시예에서, 전력 관리 회로(418)는 전력 다운 모드에 들어갈 때를 결정하기 위해 타이머 또는 타이밍 회로를 포함한다.

전력 업 모드는 예를 들어, 컨트롤러가 처음 턴온될 때 그리고 컨트롤러가 전력 다운 모드에 있은 후에 활성화될 때, 즉 움직임이 일정 비활성 기간 후에 감지될 때 컨트롤러의 시작시에 개시된다. 전력 업 모드에서 모든 구성 요소는 전력 소스(416)를 통해 전력 투입되거나 턴온된다. 전력 업 모드는 움직임이 움직임 감지 회로(420)에 의해 감지될 때 개시된다. 움직임 감지 회로(420)는 연결(422)을 통해 감지 신호를 수신하기 위해 센서(420)에 연결되고 그리고 연결(426)을 통해 전력 업 모드를 개시하기 위해 전력 관리 회로(418)에 더 연결된다. 움직임 검출 회로(420)가 움직임이 센서(402)로부터 수신된 감지 신호에 기초하여 컨트롤러(400)에서 발생하였다고 결정하면, 움직임 감지 회로(420)는 전력 업 신호 또는 전력 인에이블 신호를 생성하고, 전력 업 모드 신호(전력 인에이블 신호)를 연결(426)을 통해 전력 관리 회로(418)로 전달한다. 전력 관리 회로(418)는 모든 기능을 인에이블하기 위해 컨트롤러의 다양한 구성 요소에 전력을 제공한다.

일 실시예에서, 센서(402)는 x, y 및 z 축으로 센서의 가속도에 각각 비례하는 4개의 개별 신호를 출력하는 3축 가속도계이다. 가속도계의 출력은 공간에서 자유 낙하할 때를 제외하고는 적어도 하나의 방향으로 0이 아닌 값을 항상 가진다. 이 값이 적어도 하나의 방향으로 0이 아닌 이유는 중력 상수가 항상 지면 방향으로 가속도계를 끌어당기기 때문이다. 도 5는 컨트롤러(400)가 정지해 있고 컨트롤러(400)에 배치된 가속도계의 상단이 지면과는 반대쪽을 가리킬 때 가속도계 출력 전압 벡터(502)를 예시한다. Z 출력은 벡터(502)에 의해 표현된 연속적인 변화하지 않는 전압을 가지며, X와 Y 출력은 출력을 가지지 않는다. 벡터는 예를 들어, 컨트롤러가 테이블이나 소파 위측에 놓여있는 경우 가속도계의 배향에 기초하여 임의의 방향을 가리킬 수 있다. X, Y 또는 Z 출력 중 하나는 항상 0이 아닌 값을 갖는 신호를 가지므로, 검출기는 델타 시간에 따라 델타 가속도로서 가속도의 변화(dA/dt)를 검출하는데 필요하다.

도 6을 참조하면, 움직임 검출 회로(620)의 일 실시예의 블록 다이어그램이 도시된다. 움직임 검출 회로(620)는 도 4에 설명된 움직임 검출 회로(420)와 유사하게 동작한다 움직임 검출 회로(620)는 가속도의 변화량(dA/dt)의 절대값을 검출하기 위하여 절대값 미분기(604)를 포함한다. 미분기(604)를 사용함으로써 움직임 검출 회로(620)는 센서(402)의 배향에 면역이며, 센서로부터 출력되는 가속도에 변화가 발생하는 경우만을 검출한다. 움직임 검출 회로(620)는 센서(402)로부터 3축 입력 값, 즉 x, y, z 값을 합산하는 합산 회로(602)를 더 포함한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 예시적인 움직임 검출 회로(720)의 개략도가 도시된다. 움직임 검출 회로(720)는 합산 회로(702)와 절대값 미분기(704)를 포함한다. 합산 회로(702)는 센서(402)로부터 수신된 3축 입력 각각을 위한 입력, 즉, X축 입력을 위한 입력(706), Y축 입력을 위한 입력(708), 및 Z축 입력을 위한 입력(710)을 구비한다. 각 입력(706, 708, 710)은 저항과 직렬로 커패시터, 예를 들어, C1X 및 R1X, C1Y 및 R1Y, C1Z 및 R1Z를 포함하고, 공통 노드(712)에서 합산된다. 노드(712)에서 합산된 값은 미분기(704)에 전달된다. 미분기(704)는 연산 증폭기(714), 제1다이오드(716), 제2다이오드(718), 제2저항(R2), 및 제3저항(R3)을 포함한다. 구성 요소의 선택이 2*R1 = 2*R3 = R2가 되도록 제한되어 있다면. 단위 이득을 위한 출력은 절대값 출력 = R2 X C1 dA/dt이고, 여기서 dA/dt는 시간에 대하여 가속도의 변화량이다.

증폭기(714)의 이득을 변화시키는 것은 컨트롤러(400)의 전력 업 모드를 개시하는데 필요한 가속도의 변화량을 설정할 수 있다. 다시 말해, 증폭기(714)의 이득은 전력 업 모드 신호(전력 인에이블 신호)가 생성되기 전에 가속도의 변화량이 초과하여야 하는 임계값을 생성하도록 조정될 수 있다. 저항(R2)은 이득을 증가시키기 위해 조정될 수 있다. 미분기(704)의 이득을 설정하는 것에 의해, 전력 업 모드 신호(전원 인에이블 신호)를 개시하기 위한 입력 임계값이 설정될 수 있다.

움직임 검출 회로(704)를 제 위치에 배치하는 것은 컨트롤러(400)로 하여금 전력 다운 모드에 불명확하게 들어가고 가속도계가 미리 결정된 양만큼 이동될 때, 예를 들어, 컨트롤러(400)가 픽업될 때에만 전력 업되게 한다. 임계값을 포함하는 것에 의해, 컨트롤러(400)는 의도치 않은 움직임에서, 예를 들어, 컨트롤러가 놓여있는 테이블이 사용자에 의해 부딪쳤을 때 전력 업 모드에 들어가지 않는다. 전력 다운 모드에서, 디바이스가 정지해 있고 전류가 전력 소스(416)로 인출되지 않을 때 전류가 센서(402) 또는 가속기로부터 인출되지 않으므로, 전력 보존 또는 절감이 달성된다. 또한, 커패시터, 즉 C1X, C1Y, C1Z, 직류 전류(DC)는 가속도계로부터 출력을 분리한다. 지면으로 DC 경로를 가지지 않고 안정적인 전압을 유지하는 것은 전력 사용량을 가능한 한 낮게 한다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 예시적인 움직임 검출 회로(820)의 개략도가 도시된다. 기능적으로, 도 8의 움직임 검출 회로(820)는 도 7의 움직임 검출 회로(720)와 유사한 방식으로 작동한다. 이 실시예에서, 절대값 미분기(804)는 각 축 입력에 제공된다. X 입력 축의 미분기(804)만이 개략적으로 도시되어 있지만, Y 및 Z 축 입력을 위한 미분기들도 동일한 것이라는 것이 이해될 수 있을 것이다. 각 미분기(804)의 출력은 이 실시예에서 OR 게이트(822)일 수 있는 합산 회로(802)에 전달된다.

도 4에 있는 센서(402)는 자이로스코프 기반 센서와 같은 다른 알려진 3축 움직임 감지 디바이스일 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 상기 실시예가 가속도에 기초하는 것으로 절대값 미분된 출력을 설명하고 있지만, 움직임 감지 디바이스의 다른 출력 파라미터, 예를 들어 속도, 위치, 각속도 등도 또한 사용될 수 있다. 또한, 도 2 및 도 4에 설명된 컨트롤러 디바이스는 게임 콘솔, 컴퓨터, 또는 프리젠테이션 콘솔과 같은, TV 및 셋탑 박스 이외의 다른 미디어 장치와 함께 사용될 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 무선 핸드리스 움직임 감지 컨트롤러에서 전력을 보존하기 위한 예시적인 방법의 흐름도가 제공된다. 흐름도의 단계들은 주로 컨트롤러(400)와 관련하여 설명될 수 있지만, 도 6 내지 도 8에 도시된 실시예를 포함하는 다른 실시예에도 동일하게 적용될 수 있다. 초기에 단계(902)에서, 컨트롤러(400)는 컨트롤러(400)에 전력 소스, 예를 들어, 배터리를 배치하거나 온/오프 스위치를 작동하는 것을 통해 전력이 공급된다. 컨트롤러(400)에 전력이 공급되면, 컨트롤러(400)는 전력 업 모드에 진입하고 전력은 전력 관리 회로(418)를 통해 제공된다. 단계(418)에서, 타이머가 컨트롤러(400)에의 적어도 2개의 사용자 동작들 사이에 또는 움직임 검출 회로(420)에 의한 적어도 2개의 검출된 움직임들 사이에 시간 기간을 측정하기 시작한다. 전술된 바와 같이, 타이머는 처리 회로(404) 또는 전력 관리 회로(418)의 일부일 수 있다.

다음으로, 단계(906)에서, 처리 회로(404)는, 임의의 움직임이 검출되는지, 즉 센서(402)로부터 임의의 감지 신호를 수신하였는지를 결정한다. 처리 회로(404)가 감지 신호를 수신한 경우, 처리 회로(404)는 단계(908)에서 움직임을 처리하고 및/또는 신호를 트랜시버(406)에 전송한다. 방법은 이후 타이머를 재시작하기 위해 단계(904)로 되돌아간다. 이러한 방식으로, 타이머는 움직임이 처리될 때마다 재설정된다. 움직임이 단계(906)에서 검출되지 않은 경우, 방법은 단계(910)로 진행하여 타이머가 미리 결정된 시간 기간을 초과하였는지 여부를 결정한다. 이 시간 기간은 애플리케이션에 따라 또는 사용자 제어에 따라 변하지만, 일반적으로 10초 내지 10 분의 범위에 이를 수 있다. 타이머가 미리 결정된 기간을 초과하지 않은 경우, 방법은 단계(912)에서 대기하며, 단계(906)로 되돌아간다.

움직임이 검출되지 않은 후 타이머가 단계(910)에서 미리 결정된 시간 기간을 초과한 경우, 컨트롤러(400)는 단계(914)에서 전력 다운 모드에 진입한다. 전력 다운 모드에서, 불필요한 구성 요소(예를 들어, 처리 회로(404))는 전력 소스(416)를 보존하기 위하여 전력 다운되거나 차단된다. 일 실시예에서, 처리 회로(404)는 타이밍 기능을 수행하고 전력 관리 회로(418)이 전력 다운 모드에 진입하게 신호 송신하고 여기서 전력 관리 회로(418)은 구성 요소에 전력을 선택적으로 다운시키거나 차단한다. 다른 실시예에서, 전력 관리 회로(418)는 전력 다운 모드에 진입할 때 그리고 선택적으로 구성 요소에 전력을 다운시키거나 차단할 때를 결정하기 위해 타이머 또는 타이밍 회로를 포함한다.

컨트롤러가 정지해 있는 동안, 특정 구성 요소, 예를 들어, 적어도 센서(402)와 움직임 검출 회로(420)만이 전력을 제공받을 수 있다. 처리 회로와 같은 다른 구성 요소를 턴오프하는 것에 의해 전력이 보존된다. 선택된 구성 요소에만 전력이 공급된 상태에서, 움직임 검출 회로(420)는 단계(916)에서 미리 결정된 임계값을 초과하여 움직임이 발생하는지 여부를 결정하기 위해 센서의 각 출력, 예를 들어, 가속도계의 3축 출력을 모니터링한다. 전술된 바와 같이, 움직임 검출 회로(420)는 미리 결정된 임계값을 초과하는 임의의 하나의 축에서의 미분 동작에서 전력 업 모드 신호를 생성한다. 일단 움직임이 단계(916)에서 검출되면, 컨트롤러(400)는 단계(918)에서 전력 업 모드로 진입한다. 여기서, 움직임 검출 회로(420)는 전력 업 모드 신호를 전력 관리 회로(418)에 전달하고, 이 전력 관리 회로는 이후 전체 기능을 위해 컨트롤러(400)의 필요한 구성 요소에 전력을 공급한다. 또한, 일단 움직임이 검출되면, 방법은 단계(904)로 되돌아간다.

본 발명의 다른 실시예에서, 컨트롤러(400)와 같은 컨트롤러는, 전력 관리 회로를 제외하고 도 4에 도시된 모든 구성 요소를 포함할 수 있다. 이 실시예에서, 처리 회로(404)는 타이밍 기능과 전력 다운 그 자체를 수행하거나 또는 전력 다운 모드에 진입시 최소 전력 소비 상태에 자기 자신을 배치한다. 움직임 검출 회로(420)는 연결(428)을 통해 처리 회로(404)에 연결되며, 움직임 검출시 처리 회로(404)에 전력 업 모드 신호, 예를 들어 인터럽트를 전송한다. 다른 모든 구성 요소와 기능은 전술된 것과 유사하므로 이들의 상세 사항은 반복하여 설명되지 않는다.

본 발명의 내용을 포함하는 실시예들이 본 명세서에 상세히 설명되고 도시되어 있지만, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이들 내용을 여전히 포함하는 많은 다른 변화된 실시예를 용이하게 고안할 수 있이다. 휴대용 움직임 감지 "공중" 포인팅 디바이스를 위한 전력 보존 회로 및 가속도계(예시를 위한 것일 뿐 발명을 제한하려 한 것이 아님)를 포함하는 디바이스에서 전력을 보존하는 방법의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기 내용에 기초하여 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 그 변형과 변경을 할 수 있을 것이라는 것이 주목된다. 따라서 첨부된 청구범위에 의해 한정된 본 발명의 범위 내에 있는 본 발명의 개시 내용의 특정 실시예에서 변경이 이루어질 수 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다.

Claims (20)

1. 디바이스(400)로서,
   상기 디바이스(400)의 움직임을 감지하고 상기 움직임에 응답하여 감지 신호를 출력하는 센서(402);
   상기 센서(402)에 연결되고 상기 센서(402)의 상기 감지 신호 출력을 처리하는 처리 회로(404);
   상기 처리 회로(404)에 연결되고, 상기 처리 회로(404)에 전력을 선택적으로 인에이블하고 디스에이블하는 전력 관리 회로(418); 및
   상기 센서(402)의 출력과 상기 전력 관리 회로의 입력(418)에 연결되고, 상기 센서(402)로부터 상기 감지 신호에 기초하여 상기 처리 회로(404)에 전력을 인에이블하기 위해 상기 전력 관리 회로(418)에 신호를 제공하는 움직임 검출 회로(420)를 포함하는 디바이스(400).
2. 제1항에 있어서, 상기 움직임 검출 회로(420)는 상기 센서(402)로부터 상기 감지 신호를 미분하는 것인 디바이스(400).
3. 제2항에 있어서, 상기 움직임 검출 회로(420)는 상기 미분된 감지 신호가 신호 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 관리 회로(418)에 전력 인에이블 신호를 제공하는 것인 디바이스(400).
4. 제3항에 있어서, 상기 전력 관리 회로(418)는 움직임이 미리 결정된 시간 기간 동안 검출되지 않으면 상기 처리 회로(404)에 전력을 디스에이블하는 것인 디바이스(400).
5. 제3항에 있어서, 상기 처리 회로(404)는 움직임이 미리 결정된 시간 기간 동안 검출되지 않는 경우 상기 전력 관리 회로(418)에 전력 디스에이블 신호를 제공하는 것인 디바이스(400).
6. 제1항에 있어서, 상기 센서(402)는 3축 움직임 감지 디바이스인 것인 디바이스(400).
7. 제6항에 있어서, 상기 움직임 검출 회로(420)는 상기 3축 중 적어도 하나의 축의 가속도의 변화의 절대값을 검출하도록 구성된 것인 디바이스(400).
8. 제7항에 있어서, 상기 움직임 검출 회로(420)는 상기 절대값 신호가 신호 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 관리 회로(418)에 전력 인에이블 신호를 제공하는 것인 디바이스(400).
9. 제6항에 있어서, 상기 움직임 검출 회로(420)는 상기 3축 중 적어도 하나의 축의 가속도의 변화의 절대값을 검출하기 위한 연산 증폭 미분기(operational amplifier differentiator)(604)를 포함하는 것인 디바이스(400).
10. 제9항에 있어서, 상기 미분기(604)의 이득은 신호 임계값을 설정하도록 조절가능하고, 상기 움직임 검출 회로(420)는 상기 절대값 신호가 상기 신호 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 관리 회로(418)에 전력 인에이블 신호를 제공하는 것인 디바이스(400).
11. 무선 핸드헬드 움직임 감지 컨트롤러(400)에서 전력을 보존하는 방법으로서,
    센서에 의해 상기 컨트롤러의 움직임을 감지하고 상기 움직임에 응답하여 감지 신호를 출력하는 단계(906);
    처리 회로에 의해 상기 센서의 감지 신호 출력을 처리하는 단계(908);
    상기 컨트롤러의 움직임이 상기 센서로부터의 감지 신호에 기초하여 임계값을 초과하는지를 결정하는 단계(916); 및
    상기 움직임이 상기 임계값을 초과하는 경우 상기 처리 회로에 전력을 인에이블하는 단계(918)를 포함하는 것인 전력을 보존하는 방법.
12. 제11항에 있어서, 상기 결정하는 단계는 상기 센서로부터의 감지 신호를 미분하는 단계(916)를 포함하는 것인 전력을 보존하는 방법.
13. 제12항에 있어서, 상기 결정하는 단계는 상기 미분된 감지 신호가 신호 임계값을 초과하는지를 결정하는 단계(918)를 더 포함하는 것인 전력을 보존하는 방법.
14. 제13항에 있어서, 움직임이 미리 결정된 시간 기간 동안 검출되지 않는 경우 상기 처리 회로로의 전력을 디스에이블하는 단계(910)를 더 포함하는 것인 전력을 보존하는 방법.
15. 제13항에 있어서, 움직임이 미리 결정된 시간 기간 동안 검출되지 않는 경우 상기 처리 회로에 전력 디스에이블 신호를 제공하는 단계(910)를 더 포함하는 것인 전력을 보존하는 방법.
16. 제11항에 있어서, 상기 센서는 3축 움직임 감지 디바이스인 것인 전력을 보존하는 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 결정하는 단계는 3축 중 적어도 하나의 축의 가속도의 변화의 절대값을 결정하는 단계(916)를 포함하는 것인 전력을 보존하는 방법.
18. 제17항에 있어서, 상기 결정하는 단계는 절대값 신호가 신호 임계값을 초과하는지를 결정하는 단계(918)를 더 포함하는 것인 전력을 보존하는 방법.
19. 제18항에 있어서, 상기 신호 임계값은 조절가능한 것인 전력을 보존하는 방법.
20. 디바이스로서,
    상기 디바이스의 움직임을 감지하고 상기 움직임에 응답하여 감지 신호를 출력하기 위한 수단(402);
    상기 감지 수단(402)의 감지 신호 출력을 처리하기 위한 수단(404);
    컨트롤러의 움직임이 상기 감지 수단(402)으로부터의 감지 신호에 기초하여 임계값을 초과하는지를 결정하기 위한 수단(420); 및
    상기 움직임이 임계값을 초과하는 경우 상기 처리 수단(404)에 전력을 인에이블하는 수단(418)을 포함하는 디바이스.

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